KR100519481B1 - 음속측정장치 및 이를 이용한 초음파 유량계에서의지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법 - Google Patents

음속측정장치 및 이를 이용한 초음파 유량계에서의지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법 Download PDF

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KR100519481B1 KR10-2003-0031420A KR20030031420A KR100519481B1 KR 100519481 B1 KR100519481 B1 KR 100519481B1 KR 20030031420 A KR20030031420 A KR 20030031420A KR 100519481 B1 KR100519481 B1 KR 100519481B1
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Abstract

본 발명은 음속측정장치 및 이를 이용한 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상호 대응하여 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 한 쌍의 기준용 초음파 진동자와, 상호 이격되어 마주하도록 배치되어 상기 기준용 초음파 진동자를 각각 지지하는 한 쌍의 벽부와 상기 각 벽부를 연결하는 연결부와 상기 각 벽부에 마련되며 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 유량계용 초음파 진동자들을 결합시키기 위한 유량계용 초음파 진동자 결합부들을 구비하는 지지부재와, 상기 지지부재에 착탈가능하게 덮어 씌워지며 상기 지지부재의 벽부들과 함께 유체가 채워질 유체수용공간을 형성하는 커버부재 및 상기 기준용 초음파 진동자간의 수발신을 제어하기 위하여 그 기준용 초음파 진동자들에 연결되며 상기 유체수용공간 내에 채워지는 유체에서의 상기 기준용 초음파 진동자간의 초음파 전파시간을 측정하고 이를 통해 상기 유체수용공간내의 유체에서의 초음파의 음속을 연산하여 출력하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 음속측정장치를 이용하여 현장에서 기존유량관과 결합되어 유체가 압력과 유속이 있는 유동조건에서도 초음파 유량계에서의 지연시간 및 유체내 초음파 진동자간의 거리를 정밀하게 측정할 수 있다는 효과가 있다.

Description

음속측정장치 및 이를 이용한 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법{Apparatus for measuring the speed of sound and Methode of measuring delayed time in ultrasonic flowmeter by using the apparatus and Methode of measuring distance between ultrasonic transducers in fluid by using the apparatus}
본 발명은 음속측정장치와 이를 이용한 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법 및 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 초음파 유량계에서의 지연시간 및 유체내 초음파 진동자간의 거리를 정밀하게 측정할 수 있도록 된 음속측정장치 및 이를 이용한 지연시간 측정방법과 초음파 진동자간 거리 측정방법에 관한 것이다.
상수를 각 가정과 산업현장에 공급하거나 이로부터 생성되는 하수를 다시 배출하기 위한 상하수도의 설치하는 경우를 비롯하여 도시가스의 공급, 송유관을 통한 원유의 이송, 농업용수를 위한 개수로의 설치 및 철강, 화학, 석유화학분야의 냉각수의 순환 등 오늘날 가스나 액체 등 유체를 이용하고 있는 산업분야는 수없이 많으며 그 중에서는 유체의 유량을 알맞게 조절하여 관리하는 것이 중요한 문제로 대두되는 분야도 상당수 된다.
이렇게 유체의 유량관리가 중요한 산업현장에서는 일반적으로 유량계를 사용하여 유량관내의 유량을 측정하고 있으며, 오늘날에는 유량계 중 유량관에 초음파 진동자를 설치하여 초음파 진동자로부터 발사된 초음파를 이용하여 유량을 측정하는 방법이 광범위하게 사용되고 있는 실정이며 이러한 측정방법에 사용되는 장치가 바로 초음파 유량계이다.
유량측정원리는 다음의 공식으로부터 얻어진다.
Q=A×V
이때, Q : 유체의 유량
A : 유체의 유동방향에 수직인 단면적
V : 유체의 평균속도
즉, 유량관에서 유체의 수직단면적과 유체의 유속을 아는 경우 그 유량을 계산할 수 있는 것이다. 유체에 의해 채워진 유량관의 단면 형상은 미리 피악할 수 있다.
한편, 초음파 유량측정 기술에서 유체의 유속은 일반적으로 시간차 방법에 의하여 얻어진다. 즉, 유체의 진행방향에 대하여 일정 각도(θ)로 한 쌍의 초음파 진동자를 각기 유량관의 A지점과, 유체의 유동방향상 상기 A지점의 하류측에 위치하는 B지점에 서로 대면하도록 설치한다. 초음파 진동자에서 발사된 초음파가 유체를 통해 전파되는 음속을 C라하고, 유체의 평균속도를 V라고 하며, 초음파 진동자간의 거리를 L이라하면 속도 중첩법칙에 의하여 A지점에서 발사된 초음파가 B지점까지 도달하는 시간tAB 와 B지점에서 발사된 초음파가 A지점까지 도달하는 시간tBA 는 각기 다음과 같다.
,
초음파가 유체의 진행방향에 대해 순방향(A지점에서 B지점)으로 발사되는 경우의 전파시간은 초음파가 유체의 진행방향에 대해 역방향(B지점에서 A지점)으로 발사된 경우의 전파시간에 비해서 짧다. 그 시간의 차이Δt를 구하여 보면,
여기서 일반적인 액체인 경우는 항은 무시할 수 있을 정도로 작은 양이다. 따라서, 유체의 평균속도는 다음과 같이 된다.
이상과 같이 유량관에서 단면적을 구하고 유체의 유속이 계산된 경우 그 유량을 계산할 수 있게 된다.
이러한 원리를 이용하여 유량을 측정할 수 있도록 된 초음파 유량계는 유체가 흐르는 유량관에 상호 대면되게 설치되어 각기 초음파를 수발신할 수 있는 한 쌍 이상의 초음파 진동자와, 상기 초음파 진동자의 수발신을 제어하며 초음파의 전파시간차를 통해 유속을 연산해내는 콘트롤러로 구성되어 있다.
콘트롤러에서 초음파 신호를 발생시키면 이 신호는 콘트롤러의 보드를 통과한 후 케이블을 따라 초음파 진동자에 전달되고 초음파 진동자는 초음파를 유체내로 발사하며 유체를 통과한 초음파는 다시 역으로 초음파 진동자에 의해 수신되고 수신된 신호는 초음파 진동자와 콘트롤러를 연결하는 케이블과 콘트롤러의 보드를 거쳐 최종적으로 콘트롤러에 의해 인식되게 된다.
콘트롤러에서는 초음파 신호를 발생시킨 시점부터 수신된 초음파 신호가 다시 콘트롤러에 의해 인식될 때까지의 총경과시간을 인식한다. 하지만 상기한 유속을 계산하기 위한 연산식에서의 시간 tAB와 시간 tBA 에는 콘트롤러에 의해 인식되는 총경과시간이 대입되면 안되며 초음파가 초음파 진동자 사이의 유체에서 전파된 시간이 대입되어야 한다. 따라서 콘트롤러는 유량을 연산할 때 먼저 시간 tAB 와 시간 tBA 를 결정하여야 하며 이를 위해서는 콘트롤러에서 인식한 총경과시간 중 초음파 진동자 사이의 유체에서 초음파가 전파된 시간이 아닌 그 외의 경로에서 경과된 시간(이하 지연시간이라 한다)을 감해주는 과정을 거쳐야 한다.
결국, 콘트롤러는 초음파 신호의 총 전파시간에서 상기한 지연시간을 감해준 값을 상기 연산식에 대입하게 되는데 총경과시간은 콘트롤러에서 자체적으로 인식할 수 있지만 상기한 지연시간은 사용자가 측정하여 콘트롤러에 그 값을 설정해주어야 한다.
상기 지연시간을 정밀하게 측정하는데 있어서 플랜지 접합형태의 유량계와 삽입식 형태의 유량계는 차이가 발생한다. 즉, 유량관에 설치될 유량계 중 플랜지 접합형태로 된 것은 초음파 진동자와 케이블이 이미 설치되어 있는 플랜지관을 기존의 유량관에 삽입시키는 방식으로 이루어지기 때문에 지연시간을 어느 정도 정밀하게 알 수 있었다. 하지만 기존 유량관을 천공하여 초음파 진동자를 직접 설치하고 이를 콘트롤러에 연결시키는 이른바 부단수시공 방식의 경우에는 현장의 조건이 매우 다양하기 때문에 지연시간을 정밀히 측정하기는 곤란하여 유체의 유량을 정확히 측정할 수 없다는 문제가 발생하였다. 또한 기존의 유량계에서 초음파 진동자를 교체하는 경우, 콘트롤러와 초음파 진동자간의 연결케이블을 교체하는 경우, 콘트롤러의 보드를 교체하는 경우 등 기존 유량계에 일정한 변화가 생기는 경우에는 그에 따라 지연시간이 변화하기 때문에 다시 지연시간을 측정하여야 한다. 하지만 상기한 플랜지타입의 유량계를 처음부터 설치하는 경우와는 다르게 부단수 시공의 경우나 유량계의 부품등을 교체하는 경우에는 지연시간을 정확하게 측정할 수 없어 유체의 유량을 정밀하게 측정할 수 없다는 문제점이 발생하였다.
한편, 유량을 정확하게 측정하기 위해서는 초음파 진동자간의 거리를 정확히 알아야 된다. 플랜지타입의 유량계는 진동자가 설치되는 관 자체를 유량계제작회사에서 직접 제작하기 때문에 스케일(예:마이크로미터) 등을 이용하여 초음파 진동자간의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
하지만 플랜지타입으로 유량계를 설치하는 경우와는 달리 기존 유량관에 초음파 진동자를 직접 설치하는 부단수시공 방식의 경우에는 유체가 계속 흐르고 있고, 압력이 있는 조건이며 초음파 진동자는 관의 내부까지 삽입되기 때문에 스케일 등을 이용하는 것은 곤란하며, 삼차원거리측정기 등의 장비는 현저하게 고가이기 때문에 작업조건이 일정하지 않은 현장에서 이를 사용하는 것은 현실적으로 부적절하다. 유체가 흐르는 관이 대구경일수록 스케일 등을 이용한 측정은 더욱 곤란해지는 문제가 있다.
한편 처음에 초음파 유량계를 설치시에 이미 초음파 진동자간의 거리를 알고 있었다 하여도 시간이 지남에 따라 관의 형상이 변형되기 때문에 정밀한 유량측정을 위해서는 변형된 거리를 다시 측정할 필요가 생기게 되는데 이러한 경우에도 상기한 부단수 시공과 같이 초음파 진동자간의 거리를 정확하게 측정하는 것이 곤란하여 유량을 정밀히 측정할 수 없다는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 초음파 유량계에서의 지연시간과 초음파 유량계에서의 초음파 진동자간의 거리를 정밀하게 측정할 수 있는 초음파의 음속측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 기존 유량관에 초음파유량계를 설치하는 경우나 기존 초음파 유량계의 부품등을 교체하는 경우를 포함하여 어떠한 경우에도 유량이 정밀하게 측정될 수 있도록 초음파 유량계에서의 초음파의 지연시간 측정방법 및 영점측정을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 유량관에 초음파유량계를 설치하는 경우나 기존 초음파 유량계의 부품등을 교체하는 경우를 포함하여 어떠한 경우에도 유량이 정밀하게 측정될 수 있도록 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음속측정장치는, 상호 대응하여 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 한 쌍의 기준용 초음파 진동자와, 상호 이격되어 마주하도록 배치되어 상기 기준용 초음파 진동자를 각각 지지하는 한 쌍의 벽부와 상기 각 벽부를 연결하는 연결부와 상기 각 벽부에 마련되며 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 유량계용 초음파 진동자들을 결합시키기 위한 유량계용 초음파 진동자 결합부들을 구비하는 지지부재와, 상기 지지부재에 착탈가능하게 덮어 씌워지며 상기 지지부재의 벽부들과 함께 유체가 채워질 유체수용공간을 형성하는 커버부재 및 상기 기준용 초음파 진동자간의 수발신을 제어하기 위하여 그 기준용 초음파 진동자들에 연결되며, 상기 유체수용공간 내에 채워지는 유체에서의 상기 기준용 초음파 진동자간의 초음파 전파시간을 측정하고, 이를 통해 상기 유체수용공간 내의 유체에서의 초음파의 음속을 연산하여 출력하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 유체수용공간을 외부와 소통시키기 위하여 상기 커버부재에 접속된 접속관과, 상기 접속관을 선택적으로 개폐하기 위하여 그 접속관에 설치된 밸브를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법은, 상기한 음속측정장치를 마련하는 마련단계와, 유량관내의 유체의 유량을 측정하기 위한 초음파유량계에 사용될 상기 유량계용 초음파 진동자들을 상기 지지부재의 결합부들에 각각 설치하고 상기 유량계용 초음파 진동자들간의 초음파 수발신의 제어를 위한 유량계용 콘트롤러에 상기 유량계용 초음파 진동자를 연결하는 설치단계와, 상기 상호 대응되는 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리를 스케일을 이용하여 측정하는 스케일측정단계와, 상기 음속측정장치의 유체수용공간 내로 소정의 유체를 유입시키고 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 음속측정단계 및 상기 유량계용 초음파 진동자를 작동시켜 유량계용 콘트롤러를 통해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과 상기 스케일에 의해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리로부터 상기 음속측정단계에서 측정된 음속을 나누어 얻어진 시간과의 차이를 비교하여, 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외한 지연시간을 구하는 지연시간 측정단계를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유체내 초음파 진동자간 거리측정방법은, 상기한 음속측정장치를 마련하는 마련단계와, 유량관내의 유체의 유량을 측정하기 위한 초음파유량계에 사용될 상기 유량계용 초음파 진동자들을 상기 지지부재의 결합부들에 각각 설치하고 상기 유량계용 초음파 진동자들간의 초음파 수발신의 제어를 위한 유량계용 콘트롤러에 상기 유량계용 초음파 진동자를 연결하는 설치단계와, 상기 상호 대응되는 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리를 스케일을 이용하여 측정하는 스케일측정단계와, 상기 음속측정장치의 유체수용공간 내로 소정의 유체를 유입시키고 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 콘트롤러에 의해 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 제1음속측정단계와, 상기 유량계용 콘트롤러를 작동시켜 상기 유량계용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 유량계용 콘트롤러에 의해 측정되는 유량계용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과 상기 스케일에 의해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리로부터 상기 음속측정단계에서 측정된 음속을 나누어 얻어진 시간과의 차이를 비교하여 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외한 지연시간을 구하는 지연시간 측정단계와, 상기 음속측정장치를 상기 유량관에 접속시켜서 그 유량관을 지나는 유체를 상기 유체수용공간 내로 수용시킨 후 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 콘트롤러에 의해 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 제2음속측정단계 및 상기 음속측정장치에 결합되어 있던 상기 유량계용 초음파 진동자들을 그 장치로부터 분리하여 상기 유량관에 설치하고, 유량계용 콘트롤러를 작동시켜 상기 유량계용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 유량계용 콘트롤러에 의해 측정된 상기 유량계용 초음파 진동자 사이에서의 초음파의 유체내 전파시간과, 상기 제2음속측정단계에서 얻어진 음속을 이용하여, 상기 측정용 초음파 진동자들 사이의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 것에 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음속측정장치의 일부 분리된 형태의 개략적 단면도이다.
도1을 참조하면, 본 실시예에 따른 음속측정장치(1)는 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12)와, 지지부재(20)와, 커버부재(30) 및 콘트롤러(40)로 구성되어 있다.
상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12)는 서로 일정거리 이격되어 평행하게 대면하는 상태로 지지되어 상호 대응하여 초음파를 수발신하게 된다.
상기 지지부재(20)는 한 쌍의 벽부(211,212)와 연결부(22)와 결합부(231, 232)로 구성되어 있다.
상기 한 쌍의 벽부(211,212) 중 제1벽부(211)에는 상기 한 쌍의 초음파 진동자중 하나의 기준용 초음파 진동자(11)가 결합되어서 지지되어 있다. 상기 한 쌍의 벽부(211,212) 중 제2벽부(212)는 상기 제1벽부(211)로부터 일정거리 이격되어 평행하게 대면하고 있다. 상기 제2벽부(212)에는 다른 하나의 기준용 초음파 진동자(12)가 결합되어서 지지되어 있다. 본 실시예에서는, 상기 기준용 초음파 진동자들(11,12)은 상기 대응되는 벽부(211,212)의 중앙부위에 각기 나사결합된다. 상기 나사결합을 위해 각 기준용 초음파 진동자(11,12) 외주면의 일부에 수나사부가 형성되어 있으며, 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)의 수나사부가 체결될 수 있도록 상기 각 벽부(211,212)에는 암나사부가 형성되어 있다.
상기 제1벽부(211)의 외주면에는 수나사부(24)가 형성되어 있으며 상기 제2벽부(212)에는 볼트(37)가 삽입될 수 있는 관통공(391)이 형성되어 있다.
상기 연결부(22)의 일단은 상기 제1벽부(211)의 하단에 연결되어 있으며, 연결부(22)의 타단은 상기 제2벽부(212)의 하단에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제1벽부(211)와 상기 제2벽부(212)는 상기 연결부(22)에 의해 서로 일정간격을 유지한 상태로 연결되어 있게 된다.
상기 한 쌍의 결합부(231,232) 중 상기 제1벽부(211)에 마련되는 제1결합부는(231)는, 초음파 유량계에 설치될 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b) 중 하나의 유량계용 초음파 진동자(2a)가 결합될 수 있도록 마련된 것이다. 그리고, 다른 하나의 결합부(232)는, 상기 제1결합부(231)과 마주하는 위치에 배치되어 있으며, 상기 초음파 유량계에 설치될 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b) 중 다른 하나의 유량계용 초음파 진동자(2b)가 결합될 수 있도록 마련된 것이다. 상기 각 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)가 그에 대응되는 결합부(231,232)에 결합되게 되면, 그 유량계용 초음파 진동자들(2a,2b)은 상호 대응하여 초음파를 수발신할 수 있게 된다. 본 실시예에서 상기 각 결합부(231,232)에는 나사홈이 형성되어 있어, 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)의 외주면의 일부에 형성되어 있는 수나사부가 상기 나사홈에 체결됨으로써, 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)가 대응되는 결합부(231,232)에 결합될 수 있게 된다.
상기 커버부재(30)는 몸체부(31)와, 마개(32)와, 플랜지부(33)로 구성되어 있다.
상기 몸체부(31)는 상기 지지부재(20)에 덮어 씌워지는 부분으로서, 그 일측 단부의 내주면에는 암나사부(36)가 형성되어 있다.
상기 마개(32)는 상기 몸체부(31)에 착탈 가능하게 결합되는 것이다. 상기 마개(32)에는 그 외주면 일부에 수나사부(34)가 형성되어 있으며 내주면 일부에는 암나사부(35)가 형성되어 있다.상기 마개(32)에는 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)에 연결되는 케이블(43)과 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)에 연결되어 있는 케이블(5)이 통과할 수 있는 홈(321)이 형성되어 있다.
상기 마개(32)의 외주면에 형성되어 있는 수나사부(34)는 상기 몸체부(31)의 내주면에 형성된 암나사부(36)에 이완 및 체결될 수 있으며, 상기 마개(32)의 내주면에 형성되어 있는 암나사부(35)에는 상기 지지부재(20)의 제1벽부(211)에 형성되어 있는 수나사부(24)가 체결 및 이완될 수 있다. 상기 대응되는 각 나사부들의 체결시에 상기 마개(32)가 몸체부(31) 및 지지부재(20)에 결합되고, 상기 대응되는 각 나사부들의 이완시에 상기 마개(32)가 몸체부(31) 및 지지부재(20)로부터 분리되게 된다.
상기 지지부재(20)는 볼트(37)와 너트(38)에 의해 상기 커버부재(30)에 결합되는데, 상기 지지부재(20)의 제2벽부(212)에 형성된 관통공(391) 및 상기 커버부재(30)의 플렌지부(33)에 형성되어 있는 관통공(392)을 통해 볼트(37)가 삽입되며 상기 볼트(37)는 너트(38)에 의해 체결된다.
상기 커버부재(30)와 상기 지지부재(20)가 상호 결합되면 상기 커버부재(30)와 상기 지지부재(20)에 의해 밀폐된 유체수용공간(70)이 형성되어 유체를 수용할 수 있다. 상기 커버부재(30)의 마개(32)를 상기 몸체부(31)로부터 분리시키면 상기 유체수용공간(70)이 외부로 노출되어 유체수용공간(70)내로 유체를 채울 수 있다.
상기 커버부재(30)에는 상기 유체수용공간(70)을 외부와 소통시키기 위한 한 쌍의 접속관(51,52)이 한 쌍 구비되어 있다. 이 한 쌍의 접속관(51,52) 중 제1접속관(51)은 상기 유체수용공간(70)내로 유체를 유입시킬 수 있도록 마련된 것이며, 제2접속관(52)은 상기 유체수용공간(70)내의 유체를 외부로 배출시키기 위해 마련된 것이다. 상기 제1접속관(51)과 제2접속관(52)에는 그 각 접속관(51,52)을 선택적으로 개폐하기 위한 밸브(61,62)가 설치되어 있다.
상기 콘트롤러(40)는 제어연산부(41)와 출력부(42)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 콘트롤러(40)는 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12)에 각기 연결되어 있다. 상기 콘트롤러(40)의 제어연산부(41)에서는 초음파신호를 발생시키고 그 신호는 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12) 중 어느 하나 예컨대, 기준용 초음파 진동자(11)에 전달되며 상기 기준용 초음파 진동자(11)는 유체내로 초음파를 발사하게 된다. 발사된 초음파는 대응되는 다른 하나의 기준용 초음파 진동자(12)에 의해 수신되고 수신된 신호는 다시 상기 콘트롤러(40)의 제어연산부(41)에 전달되게 된다. 상기 제어연산부(41)는 초음파 신호를 발생시킨 시점과 초음파 신호가 다시 수신된 시점을 인식하여 경과된 시간을 산출해내며 상기 출력부(42)는 상기 경과시간을 출력할 수 있다.
한편, 상기 제어연산부(41)는 산출된 초음파의 유체내 전파시간을 이용하여 유체에서의 초음파의 음속을 연산해내고 이는 출력부(42)에 의해 출력된다.
상기와 같은 구성에 따른 음속측정장치(1)에 의하면 기존 유량관에 초음파유량계를 설치하는 경우나 기존 초음파 유량계의 부품 등을 교체하는 경우를 포함하여 어떠한 경우에도 그 지연시간을 정밀히 측정하여 정확한 유량을 산출할 수 있다. 또한 상기한 어떠한 경우에도 유체내 초음파 진동자간 거리를 정밀하게 측정하여 정확한 유량을 산출할 수 있다.
우선 상기한 음속측정장치(1)의 효과 중 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법에 대하여 설명한다.
초음파 유량계의 지연시간을 측정하기 위해서는 먼저 상기한 음속측정장치(1)에 구비된 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12) 사이의 거리(이하 L1이라 한다)를 마이크로미터 등 스케일을 이용하여 정밀하게 측정한다. 그리고 상기 음속측정장치(1)의 마개(32)를 열어 유체수용공간(70)을 개방시켜 시험유체를 채운 후 다시 상기 커버부재(30)의 마개(32)를 닫는다. 상기 시험유체는 그 물성이 잘 알려져 있어 온도와 압력 등의 유체의 상태가 일정한 경우 상기 시험유에서의 초음파의 음속을 알 수 있는 유체가 바람직하다. 시험유체가 채워지면 유체가 안정한 상태로 될 때까지 일정시간을 경과시킨다. 유체가 안정한 상태로 되면 온도와 압력 등 유체의 상태를 측정한 후 그 상태에서의 유체내 초음파의 음속을 상기 유체의 물성표 등을 통하여 알아낸다. 이후 상기 콘트롤러(40)를 작동시키면 상기 제어연산부(41)는 초음파 신호를 발생시키고 그 초음파는 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12) 사이의 유체를 통해 전파된 후 다시 제어연산부(41)에 의해 수신된다. 상기 제어연산부(41)에서는 초음파 신호의 발생시부터 수신시까지의 총 경과시간이 산출되게 된다. 여기서 총 경과시간은 상기 기준용 초음파 진동자(11,12) 사이에서의 초음파의 유체내 전파시간외에도 콘트롤러(40)와 기준용 초음파 진동자(11,12)간에 연결되어 있는 케이블(43)에서 경과된 시간 등 지연시간이 모두 포함되어 있다. 초음파의 유체내 전파시간을 제외한 지연시간을 알아내기 위해서는 다음과 같은 연산식이 이용된다.
L=C×T
이때 L : 초음파 진동자간 거리
C : 유체내 초음파의 음속
T : 초음파가 유체에서 거리 L을 통과하는 데 걸리는 시간
상기한 식에서 L값은 L1으로 이미 알고 있으며 음속(C)도 물성표를 통하여 이미 알고 있는 값(이하 C1이라 한다)이다. 따라서 T값은 계산에 의하여 알 수 있다. 계산된 T값(이하 T1이라 한다)과 상기 콘트롤러(40)에 의하여 인식된 총경과시간(이하 T2라 한다)을 상호 비교한다. T2는 지연시간이 모두 포함되어 있으므로 T1보다 크다. 즉, T2>T1이 되며 결국 T2와 T1의 시간차(이하 ΔT12 라 한다)가 지연시간이 되는 것이다. 식으로 표현하면 T2-T1= ΔT12가 된다.
상기 콘트롤러(40)에서는 언제나 경과시간T2가 인식되면 T2에서 지연시간 ΔT12 를 감하는 보정을 행해지도록 설정된다. 상기한 방식으로 콘트롤러(40)가 설정되면 이후부터는 상기 콘트롤러(40)에서는 보정된 시간을 출력하게 되며 다른 유체의 음속과 유량 등을 연산할 때도 역시 보정된 값을 기초로 연산하게 된다. 이와 같이 상기 콘트롤러(40)에 보정값을 설정하게 되면 상기 음속측정장치(1)를 마련하는 단계는 끝나게 된다.
음속측정장치(1)가 마련되면 상기 음속측정장치(1)의 결합부들(231, 231)에, 유량계에 설치될 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)를 각기 나사결합시키고 상기 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자들(2a,2b)을 유량계용 콘트롤러(3)에 연결시킨다. 상기와 같이 유량계용 초음파 진동자들(2a,2b)을 상기 음속측정장치(1)에 결합시키고 또한 상기 유량계용 콘트롤러(3)에 연결시키면 도3에 도시한 상태가 된다. 볼트(37)와 너트(38)에 의한 몸체부(31)와 지지부재(20)간의 결합을 해제한 후 지지부재(20)를 몸체부(31)에 대해 회전시키면서 마개(32)의 암나사부(35)와 지지부재(20)의 수나사부(24)간의 나사결합을 해제하여 지지부재(20)를 몸체부(31)로부터 꺼낸다. 그리고, 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)사이의 거리(이하 L2라 한다)를 마이크로미터 등 스케일을 이용하여 정밀하게 측정한 후, 다시 상기와는 반대의 과정을 거쳐 지지부재(20)를 몸체부(31)에 끼워넣어 둔다.
상기 유량계용 콘트롤러(3)는 유량계를 처음 배수관에 설치하는 경우에는 그 유량계에서 사용될 콘트롤러가 되며, 기존에 유량계가 설치되어 있는 경우라면 기존 유량계에서 현재 사용되고 있는 콘트롤러가 된다.
상기한 방식으로 설치단계를 완료하게 되면 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)는 상기한 콘트롤러(40)(이하 기준용 콘트롤러라 한다)에 연결되게 되며 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)는 상기 유량계용 콘트롤러(3)에 연결되게 된다.
설치단계가 완료되면 상기 음속측정장치(1)의 상기 접속관들(51,52) 중 어느 하나를 통해, 또는 마개(32)를 열어 상기 몸체부(31)와 지지부재(20)의 제1벽부(211) 사이를 이용하여, 증류수 등과 같은 소정의 유체를 상기 유체수용공간(70)에 채운다. 그 후, 상기 기준용 콘트롤러(40)를 작동시켜 상기 기준용 초음파 진동자들(11,12)을 통해 초음파를 수발신시킨다. 상기 제어연산부(41)에서는 상기 소정 유체내 초음파의 전파시간(이하 T4라 한다)을 측정하고, 상기한 소정 유체에서의 초음파의 음속(이하 C2라 한다)을 L1=C2×T4 연산식을 이용하여 계산해 낸다.
상기 소정의 유체가 상기 유체수용공간(70)에 그대로 채워져 있는 상태에서 이번에는 상기 유량계용 콘트롤러(3)를 작동시켜 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)들을 통해 초음파를 수발신시킨다. 상기 유량계용 콘트롤러(3)의 제어연산부(3a)에서는 상기 소정 유체에서의 초음파의 전파시간(이하 T5라 한다)을 측정한다.
그리고 L2=C×T 관계식을 이용하여 상기한 소정 유체에서의 초음파의 유체내 전파시간(이하 T6라 한다)을 연산해 낸다. 이때 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)를 통하여 계산된 음속 C2값은 상기 측정용 초음파 진동자(2a,2b)를 통해 초음파를 전파시키는 경우에도 동일하므로 상기 식의 C에 바로 대입할 수 있다. L2값은 상기한 설치단계에서 이미 측정하여 알고 있으며 음속(C)는 상기한대로 C2로 사용할 수 있으므로 상기 계산식에서 시간(T6)를 구할 수 있다. 즉, 가 된다.
상기 유량계용 콘트롤러(3)와 상기 측정용 초음파 진동자(2a,2b) 사이에서 지연시간이 없다면 T5=T6가 되어야 하지만 상기한 음속측정장치(1)에서 지연시간이 존재하는 것과 같이 상기 유량계용 콘트롤러(3)와 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b) 사이에서도 지연시간은 존재할 수 밖에 없다. 이러한 지연시간은 상기 유량계용 콘트롤러(3)와 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)간의 연결케이블(5)에서의 경과시간 또는 상기 유량계용 콘트롤러(3) 내부의 보드에서의 경과시간 등에 의한 것이다.
따라서, 상기 유량계용 콘트롤러(3)에서 인식되는 총 경과시간 T5는 계산에 의하여 얻어지는 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b) 사이에서의 초음파의 유체내 전파시간 T6보다 크게된다. 즉, T5>T6 의 식이 성립하게 된다.
T5와 T6의 시간차가 지연시간이 되는 것이다.
즉, 초음파 유량계에서의 지연시간을 ΔT56 이라 할 때, ΔT56 =T5-T6 이 된다.
상기 유량계용 콘트롤러(3)와 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)가 초음파 유량계를 구성하기 때문에 상기한 방식으로 구한 지연시간이 초음파 유량계에서의 지연시간이 되는 것이다.
상기한 방식으로 지연시간을 측정하면 초음파 유량계에서 유량을 정확히 계산해낼 수 있다.
지연시간 ΔT56 를 구한 후에는 상기 유량계용 콘트롤러(3)를 영점보정한다.
즉, 상기 측정용 콘트롤러(3)에서는 언제나 총 경과시간(T5)이 인식되면 그 총 경과시간(T5)에서 지연시간(ΔT56)을 감하는 보정을 행하도록 설정한다. 상기한 방식으로 측정용 콘트롤러(3)를 영점보정하면 초음파 유량계에서 초음파의 유체내 전파시간을 기초로 유량을 계산하는 데 있어서 초음파의 유체내 전파시간은 보정된 값을 사용하게 된다.
상기 초음파의 음속측정장치(1)는 기존 유량관에 초음파유량계를 설치하는 경우나 기존 초음파 유량계의 부품 등을 교체하는 경우를 포함하여 어떠한 경우에도 초음파 진동자간 거리를 정밀하게 측정하여 정확한 유량을 산출할 수 있다는 또 다른 효과가 있는데, 이에 대해 설명하기로 한다.
우선 지연시간측정을 상기한 방식과 동일하게 수행하여 유량관(4)에 설치될 유량계에서의 지연시간을 알아내고 상기 유량계용 콘트롤러(3)를 영점보정한다.
이후 상기 음속측정장치(1)를 유량관(4)에 접속시킨다. 즉, 유량관(4)을 천공한 후 상기 음속측정장치(1)의 접속관들(51,52)에 연결된 밸브(61,62)를 잠근 상태에서 제1접속관(51)을 천공된 구멍에 삽입시켜 결합시킨다. 상기한 바와 같이 음속측정장치(1)를 유량관(4)에 접속시킨 상태가 도4에 도시되어 있다. 그 후, 상기 접속관(51,52)에 설치된 밸브(61,62)를 개방시키면 유량관(4)을 따라 흐르던 유체의 유압에 의하여 유체들이 상기 음속측정장치(1)의 유체수용공간(70)내로 유입되고 그 유입된 유체는 유체수용공간(70)내의 공기와 함께 제2접속관(52)을 통해 배출된다. 이와 같이 하여 유체수용공간(70)내의 공기가 완전히 배출되면, 제2접속관에 설치된 밸브(62)를 닫아서 그 제2접속관(52)을 통한 유체의 배출을 차단한다. 이와 같이 하면, 유량관을 따라 흐르는 유체의 온도, 압력 등의 상태와 상기 유체수용공간(70)내의 유체의 상태가 서로 균일하게 되는 것이다. 그 후, 제1접속관(51)에 마련된 밸브(61)를 닫아서 유체수용공간(70)내의 유체의 유출입을 방지한다. 그리고 상기 기준용 콘트롤러(40)를 작동시켜서 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)들 중 어느 하나에 의해 초음파를 유체수용공간(70)내의 유체로 발사하고 유체를 통과한 초음파를 다시 다른 하나의 기준용 초음파 진동자를 통해 수신한다. 초음파의 수발신이 완료되면 상기 기준용 콘트롤러(40)는 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자(11,12)간의 유체에서 초음파가 전파된 시간(이하 T7이라 한다)이 측정되어 있다. 기준용 초음파 진동자(11,12)간의 거리 L1은 이미 알고 있으므로, L1=C×T7 식을 이용하여 유체의 음속(이하 C3라 한다)을 구할 수 있다.
즉, 이 된다.
유량관(4)을 따라 흐르는 유체의 일정상태에서의 음속(C3)를 계산한 후 상기 음속측정장치(1)에 설치되어 있던 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)를 분리해 내어 유체가 흐르고 있는 유량관(4)에 설치한다. 즉, 유량관(4)을 천공하여 서로 이격되어 대면하는 한 쌍의 구멍을 형성시킨 후 상기 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)를 구멍에 각기 결합시킨다. 이렇게 결합을 시키고 나면 상기 유량계용 콘트롤러(3)에 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)가 연결되어 있고 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)는 유량관(4)에 결합되어 있는 형태가 된다. 상기 음속측정장치(1)는 그대로 방치하거나 유량관(4)으로부터 분리하여도 된다.
이후 상기 유량계용 콘트롤러(3)를 작동시켜서 상기 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)에 의해 초음파를 유량관(4)을 따라 흐르고 있는 유체로 발사하고 유체를 통과한 초음파를 다시 수신한다. 초음파의 수발신이 완료되면 상기 유량계용 콘트롤러(3)는 유량계용 초음파 진동자간의 유체에서 초음파의 전파시간(이하 T8이라 한다)을 측정한다. 유량관을 따라 흐르고 있는 유체내에서의 초음파의 음속(C3)는 제2음속측정단계에서 계산되었으므로 이미 알고 있으며 초음파 전파시간(T8)도 유량계용 콘트롤러(3)에 의해 측정되었으므로 유량관(4)에 서로 일정거리 이격되어 설치되어 있는 상기 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)간의 거리(이하 L3라 한다)를 계산해낼 수 있다.
즉, L3=C3×T8 이 된다.
상기한 방식으로 초음파 유량계에 설치된 초음파 진동자간의 거리를 측정할 수 있다. 상기한 방식은 흐르고 있는 유체를 멈추게 할 필요가 없으며 스케일 등을 이용한 실측이 어려운 대구경 관로에서도 언제든지 사용할 수 있으므로 효과적이다. 또한 초음파 진동자간의 거리를 정밀히 측정할 수 있으므로 정확한 유량측정이 가능하다.
본 실시예에 있어서는, 상기 결합부들(231,232)이 한 쌍만 구비되어서 한 쌍의 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)만을 상기 초음파의 음속측정장치(1)에 설치할 수 있는 것으로 설명 및 도시하였다. 그러나, 상기 상기 결합부들(231,232)을 상기 기준용 초음파 진동자(11,12)를 중심으로 하는 원주를 따라 복수 쌍 마련하여 두게 되면, 유량계용 초음파 진동자(2a,2b)가 복수 쌍이 동시에 설치되어, 그 각 쌍의 유량계용 초음파 진동자들간의 유체에서의 초음파 전파시간을 동시에 측정할 수도 있다.
또한 본 실시예에 있어서는 지지부재(20)의 제1벽부(211)와 커버부재(30)의 플랜지부(33)에 각각 관통공(391,392)을 형성하고, 그 관통공들(391,392)을 관통하는 볼트(37)와 그 볼트(37)에 체결되는 너트(38)에 의해, 지지부재(20)와 커버부재(30)가 상호 착탈가능하게 결합되는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 등록실용신안 20-0176763호에 개시된 클램핑장치와 같은 공지의 관접속기구등에 의해 착탈가능하게 결합될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 음속측정장치를 사용하게 되면, 초음파 유량계에서의 지연시간과 유체내 초음파 진동자간의 거리를 정밀하게 측정할 수 있어 정확한 유량을 산출할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에 따른 지연시간 측정방법은 유량관에 초음파유량계를 새롭게 설치하는 경우나 기존에 설치되어 있던 초음파 유량계의 부품등을 교체하는 경우를 포함하여 유동, 압력, 유체변화가 있는 어떠한 경우에도 지연시간을 정밀하게 측정할 수 있어 유량을 정확하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에 따른 초음파 진동자간 거리측정방법은 유량관에 초음파유량계를 새롭게 설치하는 경우나 기존에 설치되어 있던 초음파 유량계의 부품등을 교체하는 경우를 포함하여 어떠한 경우에도 유체내 초음파 진동자간 거리를 정밀하게 측정할 수 있어 유량을 정확하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음속측정장치의 일부 분리된 형태의 개략적 단면도.
도2는 도1에 도시된 음속측정장치의 일부분의 분해사시도.
도3 및 도4는 도1에 도시된 음속측정장치를 이용하여 초음파 유량계에서의 지연시간 및 초음파 진동자간 거리를 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 ... 음속측정장치 2a, 2b ... 유량계용 초음파 진동자
3 ... 유량계용 콘트롤러 3a ... 유량계용 콘트롤러 제어연산부
3b ... 유량계용 콘트롤러 출력부 4 ... 유량관
5 ... 유량계용 케이블 11,12 ... 기준용 초음파 진동자
20 ... 지지부재 211,212 ... 벽부
22 ... 연결부 231,232 ... 결합부
30 ... 커버부재 31 ... 커버몸체부
32 ... 마개 321 ... 마개홈
33 ... 플렌지부 40 ... 콘트롤러
41 ... 제어연산부 42 ... 출력부
51, 52 ... 접속관 61,62 ... 밸브

Claims (6)

  1. 상호 대응하여 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 한 쌍의 기준용 초음파 진동자;
    상호 이격되어 마주하도록 배치되어 상기 기준용 초음파 진동자를 각각 지지하는 한 쌍의 벽부와, 상기 각 벽부를 연결하는 연결부와, 상기 각 벽부에 마련되며 초음파를 수신 및 발신할 수 있는 유량계용 초음파 진동자들을 결합시키기 위한 유량계용 초음파 진동자 결합부들을 구비하는 지지부재;
    상기 지지부재에 착탈가능하게 덮어 씌워지며, 상기 지지부재의 벽부들과 함께 유체가 채워질 유체수용공간을 형성하는 커버부재; 및
    상기 기준용 초음파 진동자간의 수발신을 제어하기 위하여 그 기준용 초음파 진동자들에 연결되며, 상기 유체수용공간 내에 채워지는 유체에서의 상기 기준용 초음파 진동자간의 초음파 전파시간을 측정하고, 이를 통해 상기 유체수용공간 내의 유체에서의 초음파의 음속을 연산하여 출력하는 콘트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음속 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체수용공간을 외부와 소통시키기 위하여 상기 커버부재에 접속된 접속관; 및
    상기 접속관을 선택적으로 개폐하기 위하여 그 접속관에 설치된 밸브;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음속 측정장치.
  3. 상기 제1항에 기재된 음속 측정장치를 마련하는 마련단계;
    유량관내의 유체의 유량을 측정하기 위한 초음파유량계에 사용될 상기 유량계용 초음파 진동자들을 상기 지지부재의 결합부들에 각각 설치하고, 상기 유량계용 초음파 진동자들간의 초음파 수발신의 제어를 위한 유량계용 콘트롤러에 상기 유량계용 초음파 진동자를 연결하는 설치단계;
    상기 상호 대응되는 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리를 스케일을 이용하여 측정하는 스케일측정단계;
    상기 음속 측정장치의 유체수용공간 내로 소정의 유체를 유입시키고 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 음속측정단계; 및
    상기 유량계용 초음파 진동자를 작동시켜 유량계용 콘트롤러를 통해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 상기 스케일에 의해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리로부터 상기 음속측정단계에서 측정된 음속을 나누어 얻어진 시간과의 차이를 비교하여, 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외한 지연시간을 구하는 지연시간 측정단계;를 포함하여 이루어진 초음파 유량계에서의 지연시간 측정방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외하여 구해진 지연시간에 기초하여 유량계용 초음파 진동자들간의 유체내에서의 초음파 전파시간에 대한 영점보정을 행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계의 지연시간 측정방법.
  5. 상기 제1항에 기재된 음속측정장치를 마련하는 마련단계;
    유량관내의 유체의 유량을 측정하기 위한 초음파유량계에 사용될 상기 유량계용 초음파 진동자들을 상기 지지부재의 결합부들에 각각 설치하고, 상기 유량계용 초음파 진동자들간의 초음파 수발신의 제어를 위한 유량계용 콘트롤러에 상기 유량계용 초음파 진동자를 연결하는 설치단계;
    상기 상호 대응되는 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리를 스케일을 이용하여 측정하는 스케일측정단계;
    상기 음속측정장치의 유체수용공간 내로 소정의 유체를 유입시키고 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 콘트롤러에 의해 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 제1음속측정단계;
    상기 유량계용 콘트롤러를 작동시켜 상기 유량계용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 유량계용 콘트롤러에 의해 측정되는 유량계용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 상기 스케일에 의해 측정된 유량계용 초음파 진동자들 사이의 거리로부터 상기 음속측정단계에서 측정된 음속을 나누어 얻어진 시간과의 차이를 비교하여, 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외한 지연시간을 구하는 지연시간 측정단계;
    상기 음속측정장치를 상기 유량관에 접속시켜서 그 유량관을 지나는 유체를 상기 유체수용공간 내로 수용시킨 후, 상기 콘트롤러를 작동시켜 상기 한 쌍의 기준용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 콘트롤러에 의해 측정되는 그 기준용 초음파 진동자들 사이에서의 초음파의 전파시간과, 그 기준용 초음파 진동자 사이의 거리를 이용하여 그 소정의 유체 내에서의 초음파 음속을 측정하는 제2음속측정단계; 및
    상기 음속측정장치에 결합되어 있던 상기 유량계용 초음파 진동자들을 그 장치로부터 분리하여 상기 유량관에 설치하고, 유량계용 콘트롤러를 작동시켜 상기 유량계용 초음파 진동자에 의해 초음파를 수발신시키는 과정에서 상기 유량계용 콘트롤러에 의해 측정된 상기 유량계용 초음파 진동자 사이에서의 초음파의 유체내 전파시간과, 상기 제2음속측정단계에서 얻어진 음속을 이용하여, 상기 측정용 초음파 진동자들 사이의 거리를 산출하는 단계;를 포함하는 유체내 초음파 진동자 사이의 거리측정방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지연시간을 구하는 단계후, 상기 초음파가 순수히 유체를 통과하는데만 걸린 시간을 제외하여 구해진 지연시간에 기초하여 유량계용 초음파 진동자들 사이의 유체내에서 초음파 전파시간에 대한 영점보정을 행하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체내 초음파 진동자 사이의 거리측정방법.
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