KR100436620B1 - Cavity flowmeter - Google Patents

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KR100436620B1
KR100436620B1 KR10-2002-0003513A KR20020003513A KR100436620B1 KR 100436620 B1 KR100436620 B1 KR 100436620B1 KR 20020003513 A KR20020003513 A KR 20020003513A KR 100436620 B1 KR100436620 B1 KR 100436620B1
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Abstract

본 발명은 관부에 설치된 공동 내의 유체의 압력진동에 의한 주파수를 측정함으로써, 관부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 공동식유량계에 있어서, 공동 내의 유체의 압력진동에 의한 주파수를 정확하고 간편하게 측정할 수 있도록 관부의 유입부에 소음차단기(Noise Filter)를 설치하여 유입부로 흘러들어오는 유체를 따라 전파하는 소음파가 공동 내에서 발생하는 유체의 압력진동파와 간섭하지 않도록 한다.The present invention is a cavity flowmeter for measuring the flow rate of the fluid in the cavity installed in the pipe portion, by measuring the flow rate of the fluid flowing through the pipe portion, it is possible to accurately and easily measure the frequency due to pressure vibration of the fluid in the cavity A noise filter is installed at the inlet of the pipe so that the sound wave propagating along the fluid flowing into the inlet does not interfere with the pressure vibration of the fluid generated in the cavity.

또한, 본 발명은 저속으로 흐르는 유체의 유량측정을 용이하게 하고, 이로써 공동식유량계의 유량측정범위를 넓게 하기 위해 관부에 유로 수축부와 유로 팽창부를 설치한다.In addition, the present invention facilitates the measurement of the flow rate of the fluid flowing at a low speed, thereby providing a flow path contraction part and a flow path expansion part in the pipe part to widen the flow measurement range of the common flow meter.

Description

공동식유량계{CAVITY FLOWMETER}Cavity Flowmeters {CAVITY FLOWMETER}

본 발명은 배관 내를 흐르는 기체 또는 액체, 즉 유체의 유량을 측정하는 유량계에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유체가 관부 내의 공동 내에서 압력진동할 때 발생하는 진동파의 주파수를 정확히 검출하여 유량을 측정하는 공동식유량계에 관한 것이다.The present invention relates to a flow meter for measuring the flow rate of a gas or liquid flowing in a pipe, that is, a fluid, and more particularly, by accurately detecting the frequency of the vibration wave generated when the fluid is pressure oscillated in a cavity in the pipe part. It relates to the joint flowmeter to measure.

일반적으로, 배관 내를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량계의 종류에는 그 작동원리에 따라 차압식, 터빈식, 전자식, 용적식, 질량식, 초음파식, 와류식 등의 여러 가지가 있다. 공동식유량계와 상기 와류식유량계를 비교하면, 양자는 유량에 비례하는 주파수를 검출하여 유량을 측정한다는 점에서 공통점이 있으나, 와류식유량계의 경우는 와류발생장치에서 발생하는 와류의 발생주기를 측정해서 유량을 산출하는 장치임에 반하여, 공동식유량계는 공동을 스쳐 지나가는 유체의 유속에 비례하는 주파수를 검출하여 유량을 산출하는 점에서 차이점이 있다.In general, there are various kinds of flowmeters for measuring the flow rate of a fluid flowing in a pipe, such as differential pressure type, turbine type, electronic type, volume type, mass type, ultrasonic type, and vortex type, depending on the operation principle. Comparing the vortex flowmeter and the vortex flowmeter, both have a common point in that they measure the flow rate by detecting a frequency proportional to the flow rate, but in the case of the vortex flowmeter, the generation period of the vortex generated in the vortex generator is measured. In contrast to the apparatus for calculating the flow rate, the cavity flowmeter differs in that it calculates the flow rate by detecting a frequency proportional to the flow velocity of the fluid passing through the cavity.

공동식유량계는 상기의 여러 유량계와 비교하여 볼 때, 설계와 제조의 간편성, 유지보수의 불필요성 등의 큰 장점을 가지고 있으나, 주파수측정시 외부소음과의 간섭의 문제점으로 인하여 종래의 공동식유량계는 주파수를 정확하게 측정하지 못하고 있어서 그 활용이 미진한 상태이며, 아직까지 상업화가 되지 못하고 있는 실정이다.Compared with the various flowmeters described above, the common flowmeter has great advantages such as the simplicity of design and manufacture and the need for maintenance, but the conventional flowmeter has a problem of interference with external noise during frequency measurement. The frequency has not been measured accurately and its utilization is insufficient, and it has not been commercialized yet.

종래의 공동식유량계의 작동원리를 첨부되는 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 종래의 공동식 유량계의 구성을 나타내며, 유량계는 유체의 압력진동을 발생하기 위한 공동(2)과 공동 내의 압력을 감지하는 압력센서(3)로 구성되며, 상기 압력센서(3)에 의해 감지된 공동내의 압력의 주파수를 측정하여 유량을 측정한다.The operation principle of a conventional cavity flowmeter will be described with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows a configuration of a conventional cavity flowmeter, in which the flowmeter measures the cavity 2 and the pressure in the cavity to generate pressure vibration of the fluid. It consists of a pressure sensor (3) for sensing, by measuring the frequency of the pressure in the cavity sensed by the pressure sensor (3) to measure the flow rate.

하지만, 이러한 종래의 공동식유량계에 있어서는 유체의 공동내 압력진동을 실질적으로 정확히 검출하는 것이 불가능하거나, 신호 자동추적기와 같은 장비로 검출하지 못하고 수작업으로 일일이 검출하기가 어렵기 때문에 유량측정장치로서의 활용이 미진할 뿐만 아니라, 아직까지 상업화가 되고 있지 못한 실정이다.However, in the conventional cavity flowmeter, it is impossible to detect the pressure vibration in the cavity substantially accurately, or it is difficult to detect it manually by equipment such as a signal automatic tracker, and thus it is difficult to detect it manually. Not only is this poor, it has not yet been commercialized.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배관 내에 흐르는 유체의 유량을 공동 내의 주파수를 검출하여 측정하는 공동식유량계로서, 외부소음등의 간섭을 차단하여 공동진동 주파수를 간편하고 정확하게 측정하여 유량을 정확하게 산출할 수 있는 공동식유량계를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a cavity flow meter for measuring the flow rate of the fluid flowing in the pipe by detecting the frequency in the cavity, by blocking the interference of external noise, etc. to easily and accurately measure the common vibration frequency flow rate It is an object of the present invention to provide a common flow meter that can accurately calculate

본 발명의 또 다른 목적은, 간단한 장치를 도입하여 공동식유량계의 공동 내의 주파수를 적은 비용으로 정확히 측정하기 위한 공동식유량계를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a cavity flowmeter for accurately measuring the frequency in the cavity of a cavity flowmeter at low cost by introducing a simple device.

도 1은 종래의 공동식 유량계의 구성을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional cavity flow meter.

도 2은 본 발명의 공동식유량계의 작동원리를 설명하기 위한 공동식 유량계의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.2 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a cavity flowmeter for explaining the operation principle of the cavity flowmeter of the present invention.

도 3는 도 2의 공동식유량계의 압력센서(3)에 의해 검출되는 시간 대 압력파의 파형과 주파수 대 유속의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프이다.FIG. 3 is a graph schematically showing the relationship between the waveform of the time versus pressure wave and the frequency versus flow rate detected by the pressure sensor 3 of the common flow meter of FIG. 2.

도 4은 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 구성도이다.5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

도 6는 도 4과 도 5의 A-A 단면의 확대도이다6 is an enlarged view of the A-A cross section of FIGS. 4 and 5.

도 7은 본 발명의 관부에 설치된 공동의 투시도이다.7 is a perspective view of a cavity installed in the pipe portion of the present invention.

도 8은 도 4과 도 5의 소음차단기(12, Noise Filter)의 확대도이다.8 is an enlarged view of the noise filter 12 of FIG. 4 and FIG. 5.

도 9은 도 8의 구형볼 형태의 소음차단기의 확대된 사시도이다.9 is an enlarged perspective view of the noise suppressor of the spherical ball shape of FIG. 8.

도 10은 소음차단기(Noise Filter)가 없는 종래의 공동식유량계의 공동에서 검출된 주파수스펙트럼의 주파수 대 피크크기를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the frequency vs. peak size of the frequency spectrum detected in the cavity of a conventional cavity flowmeter without a noise filter.

도 11은 본 발명의 소음차단기가 달린 공동식유량계의 공동에서 검출된 주파수스펙트럼의 주파수 대 피크크기를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the frequency versus the peak size of the frequency spectrum detected in the cavity of the cavity flowmeter with a noise suppressor of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 관부 2 : 공동1: tube 2: joint

3 : 압력센서 5 : 유출부3: pressure sensor 5: outlet

6 : 유입부 7 : 유로 수축부6 inlet part 7 flow path shrinking part

8 : 유로 9 : 정압감지공8: Euro 9: static pressure sensing hole

10 : 온도센서 삽입공 11 : 유로팽창부10: temperature sensor insertion hole 11: flow path expansion portion

12 : 소음차단기(Noise Filter) 13 : 전자부12: Noise Filter 13: Electronic part

20 : 케이스 21 : 나사조임부20 case 21 screw tightening unit

본 발명의 공동식유량계에 있어, 공동진동 주파수를 f, 공동의 길이를 L, 유속을 V라 놓으면 S = f * L/V 의 관계를 가지는 무차원수 S를 얻으며, 이러한 관계식은 진동의 수학적 모델로서, 여기서, S를 스트로홀 수(strouhal number)이라 부른다.In the cavity flowmeter of the present invention, if the cavity vibration frequency is f, the cavity length is L, and the flow velocity is V, a dimensionless number S having a relationship of S = f * L / V is obtained, and this relation is a mathematical model of vibration. Here, S is referred to as the strouhal number.

상기 스트로홀 수는 공동의 모양과 크기에 따라 달라지며, 만일 스트로홀 수가 일정치 않다면 유량값에서 큰 오차를 발생하나, 본 공동식유량계는 일정한 레이놀스 수의 범위 내에서는 거의 일정하게 되어 유량계의 오차가 줄어듬으로서 공동식유량계가 정확하게 유량을 측정할 수 있다는 사실은 이미 알려진 바 있다.The number of straw holes depends on the shape and size of the cavity, and if the number of straw holes is not constant, a large error occurs in the flow rate value. However, the cavity flowmeter is almost constant within the range of a constant Reynolds number, It is well known that cavity flowmeters can accurately measure flow rates by reducing errors.

하지만, 이러한 공동식유량계의 경우, 공동내에서 발생하는 압력진동을 측정한다는 원리만이 공지된 채 유량측정의 구체적인 측정방법이나 구성에 대한 자료나 연구가 부족하여 상기의 공동식유량계는 업계에서 실질적으로 사용되고 있지 못한 실정이다.However, in the case of such a collective flowmeter, the principle of measuring the pressure vibration occurring in the cavity is known, and there is a lack of data or research on the specific measurement method or configuration of the flow measurement. It is not used as a situation.

본 발명에 의한 공동식유량계의 유량측정원리를 도 2와 도 3을 이용하여 설명하면, 도 2는 본 발명의 공동식유량계의 작동원리를 설명하기 위한 공동식 유량계의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이며, 도면에서 유량계는 유체의 압력진동을 발생하기 위한 공동(2)와 공동 내의 압력을 감지하여 주파수신호로 변환하는 압력센서(3), 유체의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 설치된 정압감지공(9), 유체의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 설치된 온도센서 삽입공(10) 및 전자부(13)으로 구성되며, 상기 전자부(13)은 정압감지공(9)에서 측정된 압력(15)과, 온도센서 삽입공(10)으로부터 측정된 온도(16) 및 압력센서(3)에 의해 출력되는 주파수신호 (14)를 데이터 입력단자(17)로 입력받으며, 주파수신호를 화면출력기(20)에 표시하고 FFT변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 신호 중 최대피크를 검출하는 신호 자동추적기(19,Signal Tracker)로 구성된다.The flow measurement principle of the cavity flowmeter according to the present invention will be described with reference to Figures 2 and 3, Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the cavity flowmeter for explaining the operation principle of the cavity flowmeter of the present invention. In the drawing, the flow meter is a cavity (2) for generating a pressure vibration of the fluid and a pressure sensor (3) for detecting the pressure in the cavity and converting it into a frequency signal, and a pressure sensor for installing the pressure sensor for measuring the pressure of the fluid 9), it is composed of a temperature sensor insertion hole 10 and the electronic portion 13 is provided with a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid, the electronic portion 13 is the pressure (15) measured in the positive pressure sensing hole (9) ) And the frequency signal 14 output from the temperature 16 and the pressure sensor 3 measured by the temperature sensor insertion hole 10 are input to the data input terminal 17, and the frequency signal is output to the screen output unit 20. ) And FFT transform (Fast Fourier Transform) Signal auto tracker for detecting a maximum peak of the frequency signal consists of a (19, Signal Tracker).

도 3은 공동식유량계에 있어, 공동 내 압력센서(3)의 입력을 시간 대 압력진동으로 나타낸 간략화한 그래프와, 압력센서(3)의 출력을 주파수 대 유속으로 나타낸 간략화한 그래프로 주파수 대 유속의 비가 직선적으로 비례함을 알 수 있다.3 is a simplified graph showing the input of the pressure sensor 3 in the cavity as time versus pressure vibration in the cavity flowmeter, and a simplified graph showing the output of the pressure sensor 3 as frequency versus flow rate. It can be seen that the ratio of the linearly proportional.

하지만, 상기 구성만으로된 공동식유량계의 경우에는 공동에서 얻어진 공동 내 유체의 압력진동에 의한 주파수를 검출할 때, 잡음성분의 주파수 피크가 유체의 압력진동에 의한 주파수 피크 보다 우세하거나 비슷하여 스펙트럼분석기에 포착된 주파수 스펙트럼의 신호 대 잡음비(SNR 또는 Signal to Noise Ratio)가 1.0에 가까워 신호 자동추적기(Signal Tracker)에 의해 자동적인 피크 검출이 되지 못하는 문제점이 발생한다.However, in the case of the cavity flowmeter having only the above configuration, when detecting the frequency due to the pressure vibration of the fluid in the cavity obtained from the cavity, the frequency peak of the noise component is superior to or similar to the frequency peak due to the pressure vibration of the fluid. Since the signal-to-noise ratio (SNR) of the frequency spectrum captured by the signal is close to 1.0, there is a problem that automatic peak detection cannot be performed by a signal tracker.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 관부(1) 내에 유체의 압력진동을 발생시키기 위한 공동이 설치되어 공동(2) 내의 유체의 압력진동에 의한 주파수를 측정하여 유량을 측정하는 공동식유량계에 있어서, 관부(1)의 유입부 (6)에 유입되는 유체를 따라 전파되는 소음이 공동(2)내 압력진동과 간섭하지 못하도록, 케이스(20) 내의 구형(球形)상체나 파이버가 나사조임부(21)를 조임으로써 최대밀집구조로 조밀하게 충전된 소음차단기(12, Noise Filter)가 공동 (2)의 상류측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계이다.In order to solve this problem, the present invention provides a cavity flow meter for measuring the flow rate by measuring the frequency caused by the pressure vibration of the fluid in the cavity (2) is installed in the cavity (1) In order to prevent noise propagating along the fluid flowing into the inlet 6 of the pipe 1 from interfering with the pressure vibration in the cavity 2, the spherical body or the fiber in the case 20 is screwed. (21) is a cavity flowmeter characterized in that a noise filter (12), which is densely packed in a maximum dense structure, is provided upstream of the cavity (2).

더욱 바람직하게는, 본 발명은 상기 관부(1)의 소음차단기(12, Noise Filter )와 공동(2) 사이에 노즐형상의 유로 수축부(7)가 설치되고, 공동(2)과 유출부(5)의 사이에 디퓨저형상의 유로 팽창부(1)를 설치하는 것을 특징으로 하는 공동식유량계이다.More preferably, in the present invention, a nozzle-shaped flow path contracting portion 7 is provided between the noise filter 12 and the cavity 2 of the pipe portion 1, and the cavity 2 and the outlet portion ( It is a cavity flowmeter characterized in that a diffuser-shaped flow path expansion part (1) is provided between 5).

즉, 본 발명은 유체가 흐르는 관부의 유입부에 공동진동과 간섭할 수 있는 소음을 제거하기 위한 소음차단기(12, Noise Filter)를 설치하여 관부 소정의 위치에 설치되어있는 공동 내에서 발생하는 유체의 압력진동을 감지하여 주파수를 측정할 때 소음에 의한 잡음을 제거함으로써, 잡음 성분에 의한 주파수 피크가 제거되어, 상기 관부(1)에 흐르는 유체의 유량을 정확하게 측정할 수 있다.That is, the present invention installs a noise filter 12 to remove noise that may interfere with the cavity vibration at the inlet of the pipe through which the fluid flows, thereby generating a fluid generated in the cavity installed at a predetermined position of the pipe. By detecting the vibration of the pressure to remove the noise caused by noise when measuring the frequency, the frequency peak by the noise component is removed, it is possible to accurately measure the flow rate of the fluid flowing through the pipe (1).

도 2에 의한 소음차단기(Noise Filter)가 없는 공동식유량계는, 유체의 유량이 작은 경우, 관부 자체나 외부에 의해 발생하거나 유체 흐름시 발생하는 소음에 의한 압력의 강도(Intensity)보다 측정하려는 공동압력진동의 강도가 약한 경우가 많으며, 유체의 유량이 일정 정도 이상이라 할 지라도 상기 소음에 의한 압력때문에 공동압력진동에 의한 주파수 피크를 감지하지 못하거나 정확하게 감지할 수가 없다.In the cavity flow meter without the noise filter according to FIG. 2, when the flow rate of the fluid is small, the cavity flow rate to be measured by the pressure caused by noise generated by the pipe part itself or the outside or generated by the fluid flow is measured. In many cases, the intensity of the pressure vibration is weak, and even if the flow rate of the fluid is higher than a certain level, the pressure due to the noise cannot detect or accurately detect the frequency peak due to the joint pressure vibration.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 관부(1)의 유입부(6)에 소음차단기(12, Noise Filter)를 도입함으로써, 소음에 의한 주파수의 잡음성분을 제거하여 유체의 유량을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.In order to solve this problem, the present invention introduces a noise filter 12 into the inlet part 6 of the pipe part 1 to remove the noise component of the frequency caused by the noise, thereby accurately measuring the flow rate of the fluid. Make sure

또한, 본 발명에 있어서, 유체의 유속이 작은 경우 공동 내의 압력진동의 강도가 약해 이를 측정할 수 없는 단점을 해결하기 위하여 유입부(6)의 소음차단기 (12, Noise Filter) 하류 측에 유로의 면적이 좁아지는 노즐형상의 유로 수축부 (7)를 설치하여 유체의 유속이 작더라도 유로 수축부(7)를 거쳐 일정 유속이상이 나오게 함으로써 유속이 작은 경우의 유체의 압력진동에 의한 주파수 측정을 용이하게 하여 유체의 유량측정범위를 넓게 하였다.In addition, in the present invention, in order to solve the disadvantage that the strength of the pressure vibration in the cavity is small and cannot be measured when the flow velocity of the fluid is small, the flow path of the flow path downstream of the noise filter 12 of the inlet part 6 is solved. By installing a nozzle-shaped flow path contracting portion 7 that has a narrow area and allowing the fluid flow rate to be small, a certain flow rate or more can be output through the flow path contracting portion 7 to measure the frequency by the pressure vibration of the fluid when the flow rate is small. The fluid flow rate measurement range of the fluid was broadened easily.

또한, 관부의 말단에 디퓨저형상의 유로 팽창부(11)를 설치하여 유체가 유로 수축부(7)를 거치기 전의 상태로 환원될 수 있도록 하였다.In addition, a diffuser-shaped flow path expansion part 11 is installed at the end of the tube so that the fluid can be reduced to the state before passing through the flow path contraction part 7.

이하 본 발명의 실시예를 첨부되는 도면을 참고로 하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 공동식유량계는 유체가 흐르는 관부(1), 관부(1)에 흐르는 유체가 압력진동을 발생하도록 한 공동(2,Cavity), 상기 공동에서 발생한 압력진동을 감지하여 주파수로 변환하고, 감지된 압력축적으로 형성된 누적주파수를 화면에 표시하는 전자부(13)로 구성되어 있다.The cavity flow meter of the present invention detects and converts the pipe part 1 through which the fluid flows, the cavity 2 through which the fluid flowing through the pipe part 1 generates pressure vibration, the pressure vibration generated in the cavity, and converts it into frequency. It is composed of an electronic unit 13 for displaying the accumulated frequency formed on the detected pressure accumulation on the screen.

보다 구체적으로, 상기 관부(1)에 있어, 유체의 유입부(6)에는 유체를 따라 전파되는 소음이 공동진동과 간섭하지 못하도록 구형상체나 파이버로 조밀하게 충전되어 있는 소음차단기(12, Noise Filter)가 있으며, 상기 소음차단기 (12, Noise Filter) 하류측에는 유입된 유체가 공동진동을 발생할 수 있는 공동 (2,Cavity)이 설치되어 있으며, 또한 관부(1)에는 유동 유체의 압력을 측정할 수 있는 정압감지공(9)과 유동 유체의 온도를 감지할 수 있는 온도센서 삽입공 (10)이 있어 유동 유체의 압력과 온도를 측정하여 유체의 열역학적 상태를 알 수 있다. 유체의 열역학적 상태를 알게 됨으로써, 측정된 유체의 체적유량을 유체의 질량유량으로 변환하여 나타낼 수 있다.More specifically, in the pipe part 1, the inlet part 6 of the fluid is a noise filter 12, which is densely packed with a spherical body or a fiber so that noise propagating along the fluid does not interfere with the cavity vibration. And a cavity (2, Cavity) is installed at the downstream side of the noise filter (12, Noise Filter) to allow the introduced fluid to generate a cavity vibration, and the pipe part (1) can measure the pressure of the flow fluid. There is a static pressure detection hole (9) and the temperature sensor insertion hole (10) that can detect the temperature of the flow fluid can measure the thermodynamic state of the fluid by measuring the pressure and temperature of the flow fluid. By knowing the thermodynamic state of the fluid, it is possible to convert the measured volume flow of the fluid into the mass flow of the fluid.

더욱 구체적으로, 상기 소음차단기(12, Noise Filter)의 외형은 관부(1)의 형상을 따라 형성되며, 그 내부에는 도 8에 도시된 바와 같이, 소음차단기 (12, Noise Filter)의 케이스(20) 내에 구형상체나 파이버를 충전시키고 나사조임부(21)를 조임으로써 케이스(20) 내의 구형상체나 파이버가 최대밀집구조로 조밀하게 충전될 수 있도록 하고, 소음차단기(12, Noise Filter)에 충전되는 구형상체나 파이버의 양을 조절할 수 있도록 하여, 관부(1)의 유입부(6)로 흘러 들어온 유체는 그 유속분포와 그 속에 존재하던 소음파의 구조가 교란되어, 유체가 소음차단기(12, Noise Filter)를 통과한 하류에는 상기의 소음파 등이 전달되지 못한다. 또한, 상기 구형상체 및 파이버는 사용되는 유체의 종류와 화학적 특성에 따라 그 재질을 구형상체의 경우에는 강철(Steel)이나 세라믹 (Ceramic) 등으로, 파이버의 경우는 광섬유나 폴리에스테르등의 섬유질로서 다양한 재질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 일반적인 경우에는 강철의 구형상체를 사용하나, 부식성이 강하거나 고온의 유체의 유량을 측정하는 경우에는 세라믹 등을 사용하는 것을 들 수 있다. 또한, 상기 구형상체의 크기도 사용환경에 따라 달리 할 수 있다. 일반적으로 단위 구형상체의 크기가 클수록 공극이 커짐으로써 유체의 흐름에 의한 마찰손실이 적고, 제작이 용이하나, 그와 반대로 단위 구형상체의 크기가 작을수록 소음차단기(12, NoiseFilter)를 통과한 후의 유체의 소음파의 차단효과가 크기 때문에, 이러한 상충적인 요구를 적당히 조절할 필요가 있다. 이는 유체의 평균적인 유속과 유체의 성질에 따라서도 달라질 수 있다. 또한, 상기 파이버의 배열구조도 그물모양의 형태이거나 단순히 서로 얽혀있는 형태 등 다양하게 할 수 있다.More specifically, the outer shape of the noise filter 12 is formed along the shape of the pipe 1, and as shown in FIG. 8, the case 20 of the noise filter 12 is shown. ) And the spherical body or fiber in the case 20 to be densely packed in the maximum density structure by filling the screw fastener 21, and filled in the noise filter (12, Noise Filter) By allowing the amount of spherical body or fiber to be adjusted, the fluid flowing into the inlet part 6 of the pipe part 1 is disturbed in the flow rate distribution and the structure of the sound wave existing therein, so that the fluid is a noise suppressor (12). , The noise wave and the like cannot be transmitted downstream through the Noise Filter. Further, the spherical body and the fiber may be made of steel or ceramic in the case of the spherical body, and may be made of fiber such as an optical fiber or a polyester in the case of the fiber according to the type and chemical characteristics of the fluid used. Various materials are available. For example, in general, a spherical body of steel is used, but a ceramic or the like is used to measure the flow rate of a corrosive or hot fluid. In addition, the size of the spherical body may also vary depending on the use environment. In general, the larger the size of the unit spherical body is, the smaller the void loss due to the flow of fluid due to the larger air gap, and easier to manufacture. On the contrary, the smaller the size of the unit spherical body is, after passing through the noise filter 12, NoiseFilter Since the blocking effect of the sound waves of the fluid is large, it is necessary to appropriately control such conflicting requirements. This may also depend on the average flow rate of the fluid and the nature of the fluid. In addition, the arrangement of the fibers may also be various, such as a net-shaped form or simply entangled with each other.

본 발명의 한 실시예를 나타내는 도 4는, 공동식유량계에 소음차단기 (12, Noise Filter)가 부착된 단면도이다. 도면에서 보는 바와 같이 관부(1)의 유입부 (6)에는 소음차단기(12, Noise Filter)가 설치되고, 유로(8)을 따라 흐르는 유체는 압력센서(3)이 부착된 공동(2)에서 공동진동을 발생하도록 구비되며, 관부(1)의 끝단에는 정압감지공(9)와 온도감지공(10)이 설치되어 유체의 압력과 온도를 감지한다.4 is a cross-sectional view showing a noise filter 12 attached to a cavity flowmeter. As shown in the drawing, the inlet part 6 of the pipe part 1 is provided with a noise filter 12, and the fluid flowing along the flow path 8 is discharged from the cavity 2 to which the pressure sensor 3 is attached. It is provided to generate the cavity vibration, the positive pressure sensing hole 9 and the temperature sensing hole 10 is installed at the end of the pipe part 1 to detect the pressure and temperature of the fluid.

공동식유량계의 또 다른 실시예를 나타내는 도 5는, 도 4의 공동식유량계에 소음차단기(12, Noise Filter)와 공동(2) 사이에 노즐 형상의 유로 수축부 (7)와 공동(2)과 유출부(5)의 사이에 디퓨저형상의 유로 팽창부(11)가 더욱 포함되어 있다.5 shows another embodiment of the cavity flowmeter, the nozzle-shaped flow path contracting portion 7 and the cavity 2 between the noise filter 12 and the cavity 2 in the cavity flowmeter of FIG. A diffuser-shaped flow path expansion portion 11 is further included between the outlet portion 5 and the outlet portion 5.

또한, 도 6과 도 7은 도 4와 도 5의 A-A' 단면의 확대도와 관에 부착된 공동의 투시도를 나타낸다.6 and 7 show an enlarged view of the A-A 'cross section of FIGS. 4 and 5 and a perspective view of the cavity attached to the tube.

본 발명의 관부(1)에 설치된 소음차단기(12, Noise Filter)는, 상기 소음차단기(12,Noise Filter)의 확대도를 나타내는 도 8에 도시된 것처럼, 소음차단기 (12, Noise Filter) 내부에는 구형상체나 파이버가 그 케이스(20)에 나사조임부 (21)를 조임으로써 최대밀집구조로 조밀하게 충전되어 있으며, 바람직하게는 상기구형상체는 강철볼 또는 세라믹볼이고, 상기 파이버는 광섬유 또는 폴리에스테르 등의 섬유질이고, 이러한 소음차단기(12, Noise Filter)는 유입부(6)로 유입되는 유체를 따라 전파되는 소음을 차단하는 역할을 하여 공동 내에서 발생하는 유체의 주파수 피크를 신호 자동추적기(19)에 의해 자동으로 검출될 수 있도록 한다.The noise filter 12 installed in the pipe section 1 of the present invention has a noise filter 12 inside the noise filter 12, as shown in FIG. 8 showing an enlarged view of the noise filter 12. A spherical body or a fiber is densely packed in a maximum dense structure by tightening the screw fastening portion 21 to the case 20. Preferably, the spherical body is a steel ball or a ceramic ball, and the fiber is an optical fiber or a poly It is a fibrous material such as ester and the like, and the noise filter 12 serves to block noise propagating along the fluid flowing into the inlet 6 so as to automatically detect the frequency peak of the fluid generated in the cavity. 19) to be detected automatically.

소음차단기를 사용하지 않은 경우와 소음차단기를 사용한 경우를 비교 설명하기 위한, 도 10과 도 11은 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyser)에 포착된 공동에서 발생된 유체의 압력진동에 의한 주파수 스펙트럼으로서, 도 10은 소음차단기 (12, Noise Filter)가 부착되지 않은 종래의 공동식유량계에서 검출된 주파수 스펙트럼이고, 도 11는 소음차단기(Noise Filter)가 부착된 본 발명의 공동식유량계에서 검출된 주파수 스펙트럼을 나타낸다.FIG. 10 and FIG. 11 are frequency spectra of pressure fluctuations of a fluid generated in a cavity captured by a spectrum analyzer. Is a frequency spectrum detected in a conventional cavity flowmeter without a noise filter 12, and FIG. 11 shows a frequency spectrum detected in a cavity flowmeter of the present invention with a noise filter. .

도 10과 도 11에 도시된 것처럼, 도 10에서 446 Hz에서 수동으로 그 피크가 잡혔으나, 신호 대 잡음비가 1.0에 가까워 신호 자동추적기(19)에 의해 자동으로 그 피크가 검출되지 못한다. 반면에, 도 11의 본 발명의 주파수 스펙트럼을 보면, 448 Hz에서 피크의 신호 대 잡음비가 커서 쉽게 신호 자동추적기(19)에 의해 자동으로 그 피크를 검출할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figs. 10 and 11, the peak was manually picked at 446 Hz in Fig. 10, but the peak was not detected automatically by the signal auto tracker 19 because the signal-to-noise ratio was close to 1.0. On the other hand, looking at the frequency spectrum of the present invention of Fig. 11, it can be seen that the signal-to-noise ratio of the peak at 448 Hz is large, so that the peak can be automatically detected by the signal auto tracker 19.

이와 같이 본 발명은 공동식유량계가 가지는 여러 가지 장점에도 불구하고, 공동 내에서 발생한 유체의 압력진동에 의한 주파수 스펙트럼의 신호 대 잡음비가 적어 자동으로 정확한 유량을 측정할 수 없어 그 활용이 미비했던 문제점을 개선하여 공동식유량계를 적극적으로 활용할 수 있게 하였다.As described above, the present invention, despite the advantages of the cavity flowmeter, the signal-to-noise ratio of the frequency spectrum due to the pressure oscillation of the fluid generated in the cavity is small, so that the accurate flow rate cannot be measured automatically, its use is insufficient. In this way, the joint flowmeter could be actively used.

본 발명에 의한 소음차단기(12, Noise Filter)가 부착된 공동식유량계에 의하면, 유체의 압력진동을 발생토록 하는 공동과 유체의 소음파를 교란하여 유체의 압력진동에 의한 진동주파수를 정확하고 간편하게 측정할 수 있다.According to the cavity flowmeter with the noise filter 12 according to the present invention, the vibration frequency caused by the pressure vibration of the fluid can be accurately and conveniently by disturbing the cavity and the noise wave of the fluid causing the pressure vibration of the fluid. It can be measured.

또한, 본 발명에 의한 소음차단기(12, Noise Filter)가 부착된 공동식유량계에 있어서, 소음차단기(12, Noise Filter)는 그 구조가 간단하고 단순하며 요동하는 부분이 없어 그 설계와 가공비용이 매우 적으며, 또한 공동식유량계는 공동을 관부(1)의 상부에 위치하도록 할 경우 공동에 축적될 수 있는 이물질의 자정효과도 있어 청소 및 보수가 필요 없다. 계측장비의 경우 초기 설계 및 설치비용에 못지 않게 유지 및 보수비용이 많이 드는 점을 고려할 때, 본 공동식유량계는 요동부분이 없고 자정효과를 가졌다는 점은 매우 큰 이점을 가진다.In addition, in the joint flowmeter with a noise filter 12 according to the present invention, the noise filter 12 has a simple structure, simple structure, and no swinging part, so that its design and processing cost are high. Very little, and the cavity flowmeter also has a self-cleaning effect of foreign matter that can accumulate in the cavity when the cavity is positioned on the upper portion of the pipe 1, and thus does not require cleaning and maintenance. In view of the fact that the measuring equipment is much more expensive to maintain and repair than the initial design and installation cost, this joint flowmeter has no swinging part and has a self-cleaning effect.

또한, 본 발명에 의한 공동식유량계에 의하면, 유속과 주파수가 정비례관계에 있으며, 주파수 피크의 검출이 정확하고 간단하게 이루어질 수 있어 유량을 정확하게 측정할 수 있다. 또한 본 발명의 공동식유량계는 와류식유량계에 비하여 유체의 압력이나 온도변화에 민감하지 않아 신호처리기의 설계와 제조도 간편하며, 공동이 배관직경의 대소에 관계없이 같은 크기의 표준공동을 이용할 수 있으므로 대구경 배관에 설치될 용량이 큰 유량계의 제작비용이 크게 절감된다.In addition, according to the cavity type flow meter according to the present invention, the flow rate and the frequency are directly proportional to each other, and the detection of the frequency peak can be made accurately and simply so that the flow rate can be accurately measured. In addition, the cavity flowmeter of the present invention is easier to design and manufacture the signal processor because it is not sensitive to the pressure or temperature change of the fluid compared to the vortex flowmeter, and the cavity can use the same size standard cavity regardless of the pipe diameter. Therefore, the manufacturing cost of a large flow meter to be installed in a large diameter pipe is greatly reduced.

이와 같이, 본 발명은 정확하고 신뢰성이 높고 비용이 크게 절감되는 공동식유량계를 제공한다.As such, the present invention provides a common flow meter that is accurate, reliable, and significantly reduced in cost.

Claims (5)

관부(1) 내에 유체의 압력진동을 발생시키기 위한 공동(2)이 설치되어 공동 (2) 내의 유체의 압력진동에 의한 주파수를 측정하여 유량을 측정하는 공동식유량계에 있어서,In the cavity 1, the cavity 2 for generating the pressure vibration of the fluid in the pipe part 1 is installed, and the flow rate is measured by measuring the frequency caused by the pressure vibration of the fluid in the cavity 2, 관부(1)의 유입부(6)에 유입되는 유체를 따라 전파되는 소음이 유체의 공동 (2)내 압력진동과 간섭하지 못하도록 하는 소음차단기(12)가 공동(2)의 상류측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계.A noise suppressor 12 is provided upstream of the cavity 2 to prevent noise propagating along the fluid entering the inlet 6 of the pipe 1 from interfering with the pressure vibration in the cavity 2 of the fluid. Joint flowmeter, characterized in that there is. 제 1 항에 있어서, 상기 소음차단기(12)는 케이스(20) 내의 구형상체가, 나사조임부(21)를 조임으로써 최대밀집구조로 조밀하게 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계.The cavity type flow meter according to claim 1, wherein the silencer (12) is densely packed in a maximum dense structure by tightening a screw tightening portion (21) in the case (20). 제 1 항에 있어서, 상기 소음차단기(12)는 케이스(20) 내에 파이버가, 나사조임부(21)를 조임으로써 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계.The cavity flow meter according to claim 1, wherein the noise suppressor (12) is filled with a fiber in the case (20) by tightening the screw tightening portion (21). 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관부(1)의 소음차단기 (12)와 공동(2) 사이에 노즐형상의 유로 수축부(7)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계.The cavity according to any one of claims 1 to 3, wherein a nozzle-shaped flow path contracting portion (7) is provided between the noise suppressor (12) of the pipe portion (1) and the cavity (2). Food flow meter. 제 4 항에 있어서, 상기 공동(2)과 유출부(5)의 사이에 디퓨저형상의 유로 팽창부(1)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공동식유량계.The cavity flow meter according to claim 4, wherein a diffuser-shaped flow path expansion portion (1) is provided between the cavity (2) and the outlet portion (5).
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