KR101327182B1 - Structure of combing duct with ultrasonic oscillator and ultrasonics wave flowmeter using the same of - Google Patents

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KR101327182B1
KR101327182B1 KR1020120156793A KR20120156793A KR101327182B1 KR 101327182 B1 KR101327182 B1 KR 101327182B1 KR 1020120156793 A KR1020120156793 A KR 1020120156793A KR 20120156793 A KR20120156793 A KR 20120156793A KR 101327182 B1 KR101327182 B1 KR 101327182B1
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김태일
서동현
이상훈
박기용
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(주)와이즈산전
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Abstract

A structure for joining a fluid pipe and an ultrasonic oscillator is disclosed. The structure for joining a fluid pipe and an ultrasonic oscillator includes a fluid pipe in which fluid flows; an insertion pipe connected to the outer circumference of the fluid pipe; an ultrasonic oscillator holder which isolates the inside of the fluid pipe from the outside of the fluid pipe by being fitted into the insertion pipe; and an ultrasonic oscillator inserted into the ultrasonic oscillator holder.

Description

유체관과 초음파 진동자의 결합구조 및 이를 이용한 초음파 유량계{Structure of combing duct with ultrasonic oscillator and Ultrasonics wave flowmeter using the same of}Structure of combing duct with ultrasonic oscillator and Ultrasonics wave flowmeter using the same of}

본 발명은 초음파 진동자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic vibrator, and more particularly, to a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator.

근래에는 초음파를 이용하여 유체관 내부에 흐르는 유량을 계측하는 초음파 유량계가 개발되어 널리 사용되고 있다.Recently, ultrasonic flowmeters for measuring the flow rate inside the fluid pipe using ultrasonic waves have been developed and widely used.

초음파 유량계는 유체가 흐르는 유체관에 길이 방향으로 간격을 두고 결합된 두 개의 초음파 진동자를 포함한다.The ultrasonic flowmeter includes two ultrasonic vibrators coupled in the longitudinal direction to the fluid tube through which the fluid flows.

이러한 초음파 유량계는 일측의 초음파 진동자로부터 발신된 초음파가 타측의 초음파 진동자에 도달하기까지의 시간과 타측의 초음파 진동자로부터 발신된 초음파가 일측의 초음파 진동자에 도달하기까지의 시간차(差)를 이용하여 유체관 내의 유속을 구하고, 이렇게 구해진 유속으로부터 유량을 계측한다. The ultrasonic flowmeter uses a time difference between the ultrasonic waves transmitted from one ultrasonic vibrator to reach the ultrasonic vibrator on the other side and the time difference between the ultrasonic waves transmitted from the other ultrasonic vibrator and the ultrasonic vibrator on the other side. The flow velocity in the pipe is obtained, and the flow rate is measured from the flow velocity thus obtained.

한편, 초음파 유량계는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조에 따라 삽입형 초음파 유량계와 부착형 초음파 유량계로 분류된다. 즉, 초음파 진동자가 유체관의 삽입관에 삽입되어 결합되는지 또는 유체관 외주에 부착되어 결합되는지에 따라 삽입형 초음파 유량계와 부착형 초음파 유량계로 분류된다.On the other hand, the ultrasonic flowmeter is classified into the embedded ultrasonic flowmeter and the attached ultrasonic flowmeter according to the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator. That is, the ultrasonic vibrator is classified into an embedded ultrasonic flowmeter and an attached ultrasonic flowmeter according to whether the ultrasonic vibrator is inserted into and coupled to the insertion tube of the fluid tube or attached to the outer periphery of the fluid tube.

삽입형 초음파 유량계는 한국공개특허공보 제10-2007-0033068호에서 개시되어 있으며 부착형 초음파 유량계는 한국공개특허공보 특2002-0065358호에서 개시되어 있다.Insertion type ultrasonic flowmeter is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2007-0033068 and attachment type ultrasonic flowmeter is disclosed in Korean Patent Publication No. 2002-0065358.

삽입형 초음파 유량계는 유체관의 삽입관에 삽입되어 결합된 초음파 진동자가 고장나 초음파 진동자를 교체 또는 보수해야 하는 경우 유체관에 단수조치를 취한 후에 초음파 진동자를 교체 또는 보수해야 한다. 이에 따라, 초음파 유량계의 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다. Insertion type ultrasonic flowmeters should be replaced or repaired after a single action is taken on the fluid line if the ultrasonic vibrator inserted into the insertion tube of the fluid line breaks down and needs to be replaced or repaired. Accordingly, there is a problem that the maintenance cost of the ultrasonic flowmeter increases.

그리고 부착형 초음파 유량계는 초음파 진동자를 유체관의 외주에 부착하여 결합함으로써, 초음파 진동자의 위치가 바뀔 가능성이 있다. 이에 따라, 계측의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.The attachment type ultrasonic flowmeter may change the position of the ultrasonic vibrator by attaching and coupling the ultrasonic vibrator to the outer periphery of the fluid tube. Accordingly, there is a problem that the reliability of the measurement is lowered.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유지보수 비용이 절감되고 계측의 신뢰성이 향상되도록 한 유체관과 초음파 진동자의 결합구조 및 이를 이용한 초음파 유량계를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator and the ultrasonic flowmeter using the same to reduce the maintenance cost and improve the reliability of the measurement.

본 발명의 실시 예에 따르면, 유체가 흐르는 유체관; 상기 유체관의 외주에 연결되는 삽입관; 상기 유체관의 유량을 측정하기 위한 초음파 진동자; 및 상기 삽입관에 끼워져 상기 유체관의 내부와 외부를 격리하고, 상기 초음파 진동자가 삽입되는 초음파 진동자 홀더를 포함하는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a fluid flow pipe; An insertion tube connected to an outer circumference of the fluid tube; An ultrasonic vibrator for measuring the flow rate of the fluid tube; And an ultrasonic vibrator holder inserted into the insertion tube to isolate the inside and the outside of the fluid tube and into which the ultrasonic vibrator is inserted.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 유체가 흐르는 유체관; 상기 유체관의 외주에 연결되는 삽입관; 상기 삽입관에 끼워져 상기 유체관의 내부와 외부를 격리하는 초음파 진동자 홀더; 및 상기 초음파 진동자 홀더에 삽입되고, 상기 유체관의 유량을 측정하기 위한 초음파 진동자를 포함하는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a fluid flow pipe; An insertion tube connected to an outer circumference of the fluid tube; An ultrasonic vibrator holder fitted to the insertion tube to insulate the inside and the outside of the fluid tube; And an ultrasonic flowmeter inserted into the ultrasonic vibrator holder and using a coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator including an ultrasonic vibrator for measuring the flow rate of the fluid tube.

본 발명의 실시 예에 의하면, 초음파 유량계의 유지보수 비용이 절감할 수 있고, 초음파 유량계의 신뢰성이 향상할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the maintenance cost of the ultrasonic flowmeter can be reduced, and the reliability of the ultrasonic flowmeter can be improved.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 및 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계의 초음파 출사각을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a second embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a third embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the ultrasonic emission angle of the ultrasonic flowmeter using a coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the second and fourth embodiments of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조와 이를 이용하는 초음파 유량계에 대해 설명하기로 하되, 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계에 대한 설명으로 유체관과 초음파 진동자의 결합구조에 대한 설명은 명확해짐으로, 유체관과 초음파 진동자의 결합구조에 대한 별도의 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator and the ultrasonic flowmeter using the same according to an embodiment of the present invention will be described, but the description of the ultrasonic flowmeter using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator with the fluid tube and the ultrasonic vibrator Since the description of the coupling structure will be clear, a separate description of the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator will be omitted.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계(1)는 내부에서 유체가 흐르는 유체관(10), 유체관(10)의 외주에 연결되는 제1 및 제2삽입관(20, 30), 유체관(10)의 내부에 흐르는 유량을 측정하기 위한 제1 및 제 2초음파 진동자(40, 50) 및 제1 및 제2초음파 진동자(40, 50) 각각이 수용되며 제1 및 제2삽입관(20, 30) 각각에 끼워지는 제1 및 제2초음파 진동자 홀더(60, 70)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an ultrasonic flowmeter 1 using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to the first embodiment may be connected to an outer circumference of a fluid tube 10 and a fluid tube 10 through which fluid flows. First and second insertion tubes 20 and 30, First and second ultrasonic vibrators 40 and 50, and First and second ultrasonic vibrators 40 and 50 for measuring the flow rate inside the fluid tube 10. And first and second ultrasonic vibrator holders 60 and 70 respectively received and fitted into the first and second insertion tubes 20 and 30, respectively.

유체관(10)은 유체가 흐르는 유로를 제공한다. 이러한 유체관(10)은 액체가 흐르는 관일 수 있으며 가스가 흐르는 고압 관일 수 있다.The fluid pipe 10 provides a flow path through which the fluid flows. The fluid tube 10 may be a tube through which liquid flows and may be a high pressure tube through which gas flows.

제 1 및 제 2 삽입관(20, 30) 각각은 유체관(10)의 내부와 외부를 공간적으로 연결하며, 제1 및 제 2 삽입관(20, 30)의 축(S1, S2)은 동일한 지점을 바라보며 유체관(10)의 외주로부터 돌출되어 형성된다. 여기서, 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30) 각각은 유체관(10)의 내면(IS)에 위치한 일 지점을 바라볼 수 있다. Each of the first and second insertion pipes 20 and 30 spatially connects the inside and the outside of the fluid pipe 10, and the axes S1 and S2 of the first and second insertion pipes 20 and 30 are the same. Looking at the point is formed to protrude from the outer periphery of the fluid tube (10). Here, each of the first and second insertion pipes 20 and 30 may look at a point located on the inner surface IS of the fluid pipe 10.

한편, 제 1 삽입관(20), 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30)이 바라보는 지점 및 제 2 삽입관(30)을 잇는 선이 'V'자 모양을 가진다. 이러한 이유로 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30)이 동일한 지점을 바라보도록 배치된 구조를 V 배치구조라 할 수 있다. On the other hand, the line between the first insertion tube 20, the first and second insertion tube (20, 30) and the second insertion tube 30 has a 'V' shape. For this reason, a structure in which the first and second insertion pipes 20 and 30 face the same point may be referred to as a V arrangement.

그리고 하류측 일 지점에서 출발하여 상류측 일 지점에 도달하는 초음파의 도달시간과 상류측 일 지점에서 출발하여 하류측 일 지점에 도달하는 초음파의 도달시간의 차이를 이용하여 유량을 계측하므로, 제 1 및 제2삽입관(20, 30) 중 일부는 유체관(10)의 상류측에 배치되고, 나머지는 유체관(10)의 하류측에 배치된다.Since the flow rate is measured using the difference between the arrival time of the ultrasonic waves starting at one point downstream and reaching one point upstream and the arrival time of the ultrasonic waves starting at one point upstream and reaching one point downstream, And some of the second insertion pipes 20 and 30 are disposed upstream of the fluid pipe 10, and others are disposed downstream of the fluid pipe 10.

제1 및 제2초음파 진동자(40, 50) 각각은 초음파 발신부(도면에 미도시)와 초음파 수신부(도면에 미도시)를 포함한다. 제1 및 제2초음파 진동자(40, 50)에 대한 더욱 상세한 설명은 한국공개특허공보 제10-2007-0033068호 한국공개특허공보 특2002-0065358호에 개시되어 있으므로 생략하기로 한다.Each of the first and second ultrasonic vibrators 40 and 50 includes an ultrasonic transmitter (not shown) and an ultrasonic receiver (not shown). More detailed descriptions of the first and second ultrasonic vibrators 40 and 50 will be omitted since they are disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2007-0033068.

제1 및 제 2 초음파 진동자 홀더(60, 70) 각각은 일단은 폐쇄되고 타단은 개방되는 원통 형상을 가지는 제 1 및 제 2 초음파 진동자 홀더 본체(60-1, 70-1) 각각을 가진다. 제 1 및 제 2 초음파 진동자 홀더 본체(60-1, 70-1) 각각의 내부에는 제 1 및 제 2 초음파 진동자(40, 50) 각각이 수용되는 제 1 및 제 2 초음파 진동자 수용부(60-2, 70-2) 각각이 형성된다. 제 1 및 제 2 초음파 진동자 홀더 본체(60-1, 70-1) 각각의 개방된 부분의 원주 면에는 제 1 및 제 2 초음파 진동자 홀더 본체(60-1, 70-1) 각각이 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30) 각각의 내부로 과진입하는 것을 방지하도록 하는 제 1 및 제 2 과진입 방지 플랜지(60-3, 70-3)이 형성될 수 있다. Each of the first and second ultrasonic vibrator holders 60 and 70 has a first and second ultrasonic vibrator holder bodies 60-1 and 70-1 each having a cylindrical shape, one end of which is closed and the other end of which is open. First and second ultrasonic vibrator accommodating portions 60-, in which the first and second ultrasonic vibrators 40 and 50 are accommodated, respectively, inside the first and second ultrasonic vibrator holder bodies 60-1 and 70-1. 2, 70-2) are each formed. On the circumferential surfaces of the open portions of the first and second ultrasonic vibrator holder bodies 60-1, 70-1, respectively, the first and second ultrasonic vibrator holder bodies 60-1, 70-1 are respectively formed of the first and second ultrasonic vibrator holder bodies 60-1, 70-1. First and second over-entry flanges 60-3 and 70-3 may be formed to prevent over-entry into each of the second insertion pipes 20 and 30.

제 1 및 제 2 초음파 진동자 홀더(40, 50)은 초음파가 투과되는 재질로 유체관(10)의 상황에 따라 선택된다. 즉, 유체관(10)이 고압관인 경우에는 스틸, 티타늄 중 적어도 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 그리고 유체관(10)에 흐르는 유체가 산성용액인 경우에는 플라스틱일 수 있다.The first and second ultrasonic vibrator holders 40 and 50 are made of a material through which ultrasonic waves are transmitted, and are selected according to the situation of the fluid tube 10. That is, when the fluid pipe 10 is a high pressure pipe, it may be at least one of steel, titanium, or a mixture thereof. And when the fluid flowing through the fluid pipe 10 is an acid solution may be plastic.

한편, 제1 및 제2초음파 진동자(40, 50)를 이용하여 유체관(10)의 내부에서 흐르는 유체의 유량을 계측하는 방법에 대한 설명은 한국공개특허공보 제10-2007-0033068호 등에서 개시되어 있으므로 생략하기로 한다.On the other hand, the description of how to measure the flow rate of the fluid flowing inside the fluid pipe 10 using the first and second ultrasonic vibrators 40, 50 is disclosed in Korea Patent Publication No. 10-2007-0033068 The description is omitted.

이하에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계에 대해 도면과 함께 설명하되, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계와 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, the ultrasonic flowmeter using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the first embodiment of the present invention. Only the parts different from the ultrasonic flowmeter will be described.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계(1)는 제1 및 제 2 초음파 진동자 홀더 본체(60-1, 70-1) 각각의 패쇄된 단부에 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4) 각각이 더 형성된다.2, the ultrasonic flowmeter (1) using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the second embodiment of the present invention, respectively, the first and second ultrasonic vibrator holder main body (60-1, 70-1) Each of the first and second fluid flow obstruction removal members 60-4 and 70-4 is further formed at the closed end of the.

제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4) 각각의 유체관(10) 내부를 향하는 면은 유체관(10)의 내면(IS)과 실질적으로 동일한 평면을 갖는다. 이에 따라, 유체관(10)의 내부에는 유체가 체류하는 영역이 제거됨으로써 유체관(10)의 내부에 흐르는 유체는 장애 없이 흐를 수 있게 된다.The surface facing inside the fluid tube 10 of each of the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4 and 70-4 has a plane substantially the same as the inner surface IS of the fluid tube 10. Accordingly, the region in which the fluid stays in the fluid tube 10 is removed, so that the fluid flowing in the fluid tube 10 can flow without any obstacle.

그리고 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초음파 유량계(1)의 제1 및 제 2 삽입관(20, 30)의 사이 거리(D2)는 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 있는 경우의 초음파 출사각(θ2: 도 5 참조)을 고려하여 결정한다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.In addition, the distance D2 between the first and second insertion pipes 20 and 30 of the ultrasonic flowmeter 1 according to another embodiment of the present invention is the first and second fluid flow obstruction removing member 60-4, 70-4) in consideration of the ultrasonic emission angle (? 2: see FIG. 5). This will be described in more detail with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예와 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계의 초음파 출사각을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the ultrasonic emission angle of the ultrasonic flowmeter using a coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the second and fourth embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)에서의 초음파 진행속도(C1), 유체관(10)의 내부에서의 초음파 진행속도(C2), 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 없는 경우의 출사각(θ1), 제 1 및 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 있는 경우의 초음파 출사각(θ2)은 아래의 식 1과 같은 스넬의 법칙을 충족한다.Referring to FIG. 5, the ultrasonic traveling speed C1 in the first and second fluid flow obstacle removing members 60-4 and 70-4 and the ultrasonic traveling speed C 2 in the fluid pipe 10 are shown. With the exit angle θ1 in the absence of the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4, 70-4, and the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4, 70-4. The ultrasonic emission angle θ2 in this case satisfies Snell's law as shown in Equation 1 below.

[식 1][Formula 1]

C1/sinθ1=C2/sinθ2C 1 / sinθ1 = C 2 / sinθ2

여기서, C1은 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)에서의 초음파 진행속도이고, C2는 유체관(10) 내부에서의 초음파 진행속도이며, θ1은 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 없는 경우의 초음파 출사각이고, θ2는 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 있는 경우의 초음파 출사각이다.Here, C 1 is the ultrasonic traveling speed in the first and second fluid flow obstruction removing member (60-4, 70-4), C 2 is the ultrasonic traveling speed in the fluid tube 10, θ1 is Ultrasonic emission angle in the absence of the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4, 70-4, and θ2 is the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4, 70-4 It is the ultrasonic emission angle of the case.

따라서, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초음파 유량계(1)의 제1 및 제 2 삽입관(20, 30)의 사이 거리(D2)는 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 있는 경우의 초음파 출사각(θ2)이 제 1 및 제 2 유체 흐름 장애 제거 부재(60-4, 70-4)가 없는 경우의 초음파 출사각(θ1)보다 작으면 짧게 설계하고, 크면 길게 설계한다. Therefore, the distance D2 between the first and second insertion pipes 20 and 30 of the ultrasonic flowmeter 1 according to another embodiment of the present invention is the first and second fluid flow obstruction removing member 60-4 , If the ultrasonic emission angle θ2 in the presence of 70-4 is smaller than the ultrasonic emission angle θ1 in the absence of the first and second fluid flow obstruction removing members 60-4 and 70-4 If it is big, design it long.

이하에는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계에 대해 도면과 함께 설명하되, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자 결합구조를 이용한 초음파 유량계와 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, the ultrasonic flowmeter using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Only the parts different from the flowmeter will be described.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계(1)는 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30)의 축들이 유체관(10)의 축(S3)을 사이에 두고 서로 바라보도록 유체관(10)의 외주에 형성된다. 이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 초음파 유량계(1)는 초음파의 반사손실이 감소되어 유량측정의 신뢰성이 향상된다.Referring to FIG. 3, the ultrasonic flowmeter 1 using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the third embodiment of the present invention has the axes of the first and second insertion pipes 20 and 30 in the fluid pipe 10. It is formed on the outer circumference of the fluid pipe 10 to face each other with the axis (S3) of the (). The ultrasonic flowmeter 1 according to the third embodiment of the present invention having such a configuration reduces the reflection loss of the ultrasonic wave and improves the reliability of the flow rate measurement.

이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계에 대해 도면과 함께 설명하되, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계와 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, the ultrasonic flowmeter using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the second embodiment of the present invention is used. Only the parts different from the ultrasonic flowmeter will be described.

도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram showing an ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator according to a fourth embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계(1)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조을 이용한 초음파 유량계(1)와 같이 는 제 1 및 제 2 삽입관(20, 30)의 축들이 유체관(10)의 축(S4)을 사이에 두고 서로 바라보도록 유체관(10)의 외주에 형성된다.Referring to FIG. 4, the ultrasonic flowmeter 1 using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the fourth embodiment of the present invention is an ultrasonic wave using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the third embodiment of the present invention. Like the flow meter 1, the axes of the first and second insertion pipes 20 and 30 are formed on the outer circumference of the fluid pipe 10 so as to look at each other with the axis S4 of the fluid pipe 10 therebetween.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계(1)는 초음파의 반사손실이 감소되어 유량측정의 신뢰성이 향상된다.The ultrasonic flowmeter 1 using the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to the third embodiment of the present invention having such a configuration reduces the reflection loss of the ultrasonic wave and improves the reliability of the flow measurement.

한편, 상기에서는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조가 초음파 유량계에 적용되는 것을 위주로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 유체관과 초음파 진동자의 결합구조는 초음파 슬러지농도계, 초음파 농도계에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다. On the other hand, in the above, the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator has been described mainly applied to the ultrasonic flow meter, the coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention can be applied to the ultrasonic sludge concentration meter, ultrasonic concentration meter Reveal.

또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In addition, while the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. And can be changed.

1: 초음파 유량계 10: 유체관
20: 제 1 삽입관 30: 제 2 삽입관
40: 제 1 초음파 진동자 50: 제 2 초음파 진동자
60: 제 1 초음파 진동자 홀더 70: 제 2 초음파 진동자 홀더1: ultrasonic flowmeter 10: fluid tube
20: first insertion tube 30: second insertion tube
40: 1st ultrasonic vibrator 50: 2nd ultrasonic vibrator
60: 1st ultrasonic vibrator holder 70: 2nd ultrasonic vibrator holder

Claims (8)

유체가 흐르는 유체관;
상기 유체관의 외주에 연결되는 2개의 삽입관;
상기 삽입관에 끼워져 상기 유체관의 내부와 외부를 격리하는 초음파 진동자 홀더; 및
상기 초음파 진동자 홀더에 삽입되는 초음파 진동자를 포함하고,
상기 초음파 진동자 홀더 본체의 폐쇄된 단부에 형성되는 유체 흐름 장애 제거 부재의 상기 유체관 내부를 향하는 면은 상기 유체관의 내면과 동일한 면을 형성하고,
상기 삽입관은 상기 유체관에 대해 기울어지고,
상기 유체 흐름 장애 제거 부재가 없는 경우의 상기 초음파 진동자의 초음파 출사각이 상기 유체 흐름 장애 제거 부재가 있는 경우의 상기 초음파 진동자의 초음파 출사각보다 크면 상기 2개의 삽입관 사이 거리는 멀고, 작으면 짧은 유체관과 초음파 진동자의 결합구조.A fluid pipe through which the fluid flows;
Two insertion pipes connected to an outer circumference of the fluid pipe;
An ultrasonic vibrator holder fitted to the insertion tube to insulate the inside and the outside of the fluid tube; And
An ultrasonic vibrator inserted into the ultrasonic vibrator holder,
The surface facing the inside of the fluid tube of the fluid flow obstacle removing member formed at the closed end of the ultrasonic vibrator holder body forms the same surface as the inner surface of the fluid tube,
The insertion tube is inclined with respect to the fluid tube,
If the ultrasonic emission angle of the ultrasonic vibrator in the absence of the fluid flow obstruction removing member is greater than the ultrasonic emission angle of the ultrasonic vibrator in the absence of the fluid flow obstruction removing member, the distance between the two insertion tubes is far, and if it is small, the short fluid Coupling structure of tube and ultrasonic vibrator. 제1항에 있어서,
상기 초음파 진동자 홀더는 원통 형상을 가지는 초음파 진동자 홀더 본체와 상기 초음파 진동자 홀더 본체 일단의 외주에서 외측으로 연장되는 과진입 방지 플랜지를 포함하는 유체관과 초음파 진동자의 결합구조.The method of claim 1,
The ultrasonic vibrator holder is a coupling structure of a fluid tube and an ultrasonic vibrator including an ultrasonic vibrator holder body having a cylindrical shape and an over-entry prevention flange extending outward from an outer circumference of one end of the ultrasonic vibrator holder body. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초음파 진동자 홀더의 재질은 초음파가 투과되는 재질인 유체관과 초음파 진동자의 결합구조. The method of claim 1,
The material of the ultrasonic vibrator holder is a coupling structure of the fluid tube and the ultrasonic vibrator which is a material through which ultrasonic waves are transmitted. 제6항에 있어서,
상기 초음파 진동자 홀더의 재질은 스틸 또는 티타늄인 유체관과 초음파 진동자의 결합구조.The method according to claim 6,
The material of the ultrasonic vibrator holder is a steel or titanium fluid tube and the coupling structure of the ultrasonic vibrator. 유체가 흐르는 유체관;
상기 유체관의 외주에 연결되는 2개의 삽입관;
상기 삽입관에 끼워져 상기 유체관의 내부와 외부를 격리하는 초음파 진동자 홀더; 및
상기 초음파 진동자 홀더에 삽입되는 초음파 진동자를 포함하고,
상기 초음파 진동자 홀더 본체의 폐쇄된 단부에 형성되는 유체 흐름 장애 제거 부재의 상기 유체관 내부를 향하는 면은 상기 유체관의 내면과 동일한 면을 형성하고,
상기 삽입관은 상기 유체관에 대해 기울어지고,
상기 유체 흐름 장애 제거 부재가 없는 경우의 상기 초음파 진동자의 초음파 출사각이 상기 유체 흐름 장애 제거 부재가 있는 경우의 상기 초음파 진동자의 초음파 출사각보다 크면 상기 2개의 삽입관 사이 거리는 멀고, 작으면 짧은 유체관과 초음파 진동자의 결합구조를 이용한 초음파 유량계.A fluid pipe through which the fluid flows;
Two insertion pipes connected to an outer circumference of the fluid pipe;
An ultrasonic vibrator holder fitted to the insertion tube to insulate the inside and the outside of the fluid tube; And
An ultrasonic vibrator inserted into the ultrasonic vibrator holder,
The surface facing the inside of the fluid tube of the fluid flow obstacle removing member formed at the closed end of the ultrasonic vibrator holder body forms the same surface as the inner surface of the fluid tube,
The insertion tube is inclined with respect to the fluid tube,
If the ultrasonic emission angle of the ultrasonic vibrator in the absence of the fluid flow obstruction removing member is greater than the ultrasonic emission angle of the ultrasonic vibrator in the absence of the fluid flow obstruction removing member, the distance between the two insertion tubes is far, and if it is small, the short fluid Ultrasonic flowmeter using a coupling structure of a tube and an ultrasonic vibrator.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105092101A (en) * 2015-09-16 2015-11-25 合肥瑞纳表计有限公司 Ultrasonic calorimeter
WO2021080150A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-29 양강석 Device for flow measurement by direct transmission and reception using ultrasonic waves
KR102246720B1 (en) * 2020-06-23 2021-04-30 (주)발맥스기술 Ultrasonic flowmeter
KR20210154334A (en) * 2020-06-12 2021-12-21 웨스글로벌 주식회사 Ultrasonic measure system and method for concentration to be attached on the wall
US11422014B2 (en) 2017-08-08 2022-08-23 Gwf Messsysteme Ag Flow meter having a measuring channel formed by a hydroforming process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4417480A (en) 1981-06-02 1983-11-29 Mapco, Inc. Dampened ultrasonic transducer
JPH0791992A (en) * 1993-09-27 1995-04-07 Yokogawa Electric Corp Eddy flowmeter
JPH10267712A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Tokico Ltd Flowmeter
JPH11271117A (en) * 1998-03-19 1999-10-05 Oval Corp Ultrasonic flowmeter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4417480A (en) 1981-06-02 1983-11-29 Mapco, Inc. Dampened ultrasonic transducer
JPH0791992A (en) * 1993-09-27 1995-04-07 Yokogawa Electric Corp Eddy flowmeter
JPH10267712A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Tokico Ltd Flowmeter
JPH11271117A (en) * 1998-03-19 1999-10-05 Oval Corp Ultrasonic flowmeter

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105092101A (en) * 2015-09-16 2015-11-25 合肥瑞纳表计有限公司 Ultrasonic calorimeter
US11422014B2 (en) 2017-08-08 2022-08-23 Gwf Messsysteme Ag Flow meter having a measuring channel formed by a hydroforming process
EP3665443B1 (en) * 2017-08-08 2023-04-26 GWF MessSysteme AG Flow meter and measuring channel
WO2021080150A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-29 양강석 Device for flow measurement by direct transmission and reception using ultrasonic waves
KR20210049290A (en) * 2019-10-25 2021-05-06 양강석 Apparatus for measuring flow by direct transmission and reception using ultrasonic wave
KR102254962B1 (en) * 2019-10-25 2021-05-21 양강석 Apparatus for measuring flow by direct transmission and reception using ultrasonic wave
KR20210154334A (en) * 2020-06-12 2021-12-21 웨스글로벌 주식회사 Ultrasonic measure system and method for concentration to be attached on the wall
KR102422193B1 (en) * 2020-06-12 2022-07-18 웨스글로벌 주식회사 Ultrasonic measure system for concentration to be attached on the wall
KR102246720B1 (en) * 2020-06-23 2021-04-30 (주)발맥스기술 Ultrasonic flowmeter
WO2021261813A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-30 (주)발맥스기술 Ultrasonic flow rate measuring apparatus

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