KR101488694B1 - 체적감지형 액체유량계 프로그램 및 액체유량 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체적감지형 액체유량계 프로그램 및 액체유랑 측정방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 조임기구(노즐, 오리피스, 벤츄리 등)를 사용하는 유체 유량측정 장치 또는 방법에서 온도에 따라 변하는 밀도의 차이에 의하여 유체의 부피가 변화됨에도 불구하고 정확한 액체유량을 측정할 수 있는 액체유량계 프로그램 및 액체유랑 측정방법에 관한 것이다.
본 발명은 유량을 측정하고자 하는 액체의 종류, 온도(T), 압력(P), 압력차(dP), 조임기구 유량측정장치의 입구직경(D)와 스로트의 직경(d)이 입력되는 과정,
기설정된 액체의 종류에 따른 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값) 데이터베이스에서 상기 액체의 종류, 온도, 압력에 따른 입력상수가 선택되어 입력되는 과정,
유출계수(C)가 보정되는 과정,
상기 연산된 팽창계수, 보정된 유출계수 및 압력차, 스로트직경, 지름비, 액체의 밀도가 액체유량측정공식에 대입하여 연산되는 과정을 포함하여 이루어진 액체유량측정방법을 제공한다.
또한 유출계수가 보정되는 과정은,
특정의 유출계수가 입력되는 과정,
액체유량측정공식에 따른 연산과정으로 액체유량이 설정되는 과정,
Re계산공식에 따른 연산과정으로 Re가 설정되는 과정,
다시 유출계수계산 공식에 따른 연산으로 유출계수가 보정되는 과정,
상기의 보정과정이 2~10회 반복하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체유량측정방법을 제공한다.
또한 여러 종류로 혼합된 유량 측정대상 액체의 함유비율이 측정되어 입력되는 과정이 포함되고,
상기 입력된 함유비율과 측정대상 액체의 입력상수를 이용한 연산을 통하여 단일의 입력상수가 도출되는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 액체유량측정방법을 제공한다.
또한 상기한 액체유량측정방법을 프로그래밍 언어를 이용하여 구현된 액체유량측정 프로그램을 제공한다.
또한 액체유량측정 몸체(10)와 상기 몸체에 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차 센서(40), 디스플레이부(50)가 장착되어 구비되고,
제6항의 액체유량측정 프로그램이 탑재된 정보처리장치(60)와 상기한 액체유량측정 프로그램에서 이용할 수 있는 기설정된 입력상수 데이터베이스(70)가 포함되어 구비된 액체유량측정장치를 제공한다.

Description

체적감지형 액체유량계 프로그램 및 액체유량 측정방법{a volume perceiving ilquid flow meter program and the ilquid flow rate measuring method}

본 발명은 체적감지형 액체유량계 프로그램 및 액체유랑 측정방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 조임기구(노즐, 오리피스, 벤츄리 등)를 사용하는 유체 유량측정 장치 또는 방법에서 온도에 따라 변하는 밀도의 차이에 의하여 유체의 부피가 변화됨에도 불구하고 정확한 액체유량을 측정할 수 있는 액체유량계 프로그램 및 액체유랑 측정방법에 관한 것이다.

조임기구(노즐, 오리피스, 벤츄리 등)를 사용하는 비압축성 유체의 유량공식은 베르누이(Bernoulli)방정식을 이용하여

와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 ρ₁은 유체의 밀도(kg/m³)이다. 기존의 액체유량계는 유체의 비압축성 특성에 따라 밀도는 일정하다고 가정하고, 조임기구의 차압(Δp)만을 측정하여 체적유량을 표시한다.

비압축성 유체의 밀도는 어느 일정온도와 압력조건 이하에서는 밀도의 변화가 미약하지만, 어떤 유체든지 어느 일정온도와 압력조건(例 고온고압조건)에서는 밀도가 일정하지 않고 변하게 된다. 즉 밀도의 변화는 비체적의 변화를 의미하기 때문에 액체의 밀도를 계산하지 않고 차압만을 측정하여 유량을 표시하는 기존체적유량계는 오차를 발생시키고 사용범위도 매우 좁아지게 된다.

또한 온도보상을 하는 기존체적유량계의 경우에도 압력이 높아지면 체적이 감소하기 때문에 사용에 대한 제약이 따르고, 체적오차를 보상할 수 없다. 또한 보정계수를 사용하는 선형유량계(코리올리식, 초음파식, 와류식 등)의 경우 유량의 선형함수에 의해 유량을 표시하는데, 이러한 선형유량계에 밀도를 보상하지 않으면 오차를 유발하게 된다.

액체배관의 경우 고압으로 송출하거나, 고온상태의 유체에너지의 전달효과를 높이기 위해 가압유동을 실시하며, 이 경우 대부분 포화액체상태가 아닌 과냉각상태의 액체로 송출하기 때문에 액체밀도는 일정하지 않고 변하게 된다. 기존유량계의 경우 유체의 압력과 온도변화가 있는 곳에서는 밀도보상이 없는 한 측정오차를 항상 안고 가게 된다.

또한 혼합액체의 경우 혼합비가 변하면 질량유량측정은 불가능하고 체적유량에만 의존하게 되는데 이것은 근본적인 유량오차로 인해 막대한 비용손실을 초래할 수 있다.

상기한 종래의 비압축성 유체의 유량측정장치 또는 방법에서 일정한 밀도의 유체만을 측정할 수 있었는데 반해, 본 발명은 넓은 범위의 온도와 압력에 따른 밀도의 변화에 따라 체적이 변하는 유량도 측정할 수 있는 유량측정 프로그램 또는 장치 또는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 액체에 대한 압력이 임계압력을 넘어서는 경우까지도 정확하게 유량을 측정할 수 있는 유량측정 프로그램 또는 장치 또는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 온도보상을 하는 기존체적유량계의 경우에도 압력이 높아지면 체적이 감소하기 때문에 사용에 대한 제약이 따르고, 체적오차를 보상할 수 없는 문제점을 해결하는 유량측정 프로그램 또는 장치 또는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 종래의 체적유량계에서 고압으로 송출하거나, 고온상태의 유체에너지의 전달효과를 높이기 위해 가압유동을 실시하는 경우 밀도가 일정하게 않은 문제점이 있었는데 이를 해결하는 유량측정 프로그램 또는 장치 또는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 종래의 체적유량계는 혼합 액체의 경우 혼합비가 변하는 경우 질량유량측정은 불가능하고 체적유량에만 의존하게 되는데 이것은 근본적인 유량오차로 인해 막대한 비용손실을 초래하는데 이를 해결하는 유량측정 프로그램 또는 장치 또는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,

유량을 측정하고자 하는 액체의 종류, 온도(T), 압력(P), 압력차(dP), 조임기구 유량측정장치의 입구직경(D)와 스로트의 직경(d)이 입력되는 과정,

기설정된 액체의 종류에 따른 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값) 데이터베이스에서 상기 액체의 종류, 온도, 압력에 따른 입력상수가 선택되어 입력되는 과정,

유출계수(C)가 보정되는 과정,

상기 연산된 팽창계수, 보정된 유출계수 및 압력차, 스로트직경, 지름비, 액체의 밀도가 액체유량측정공식에 대입하여 연산되는 과정을 포함하여 이루어진 액체유량측정방법을 제공한다.

또한 유량을 측정하고자 하는 액체의 종류, 온도(T), 압력차(dP), 조임기구 유량측정장치의 입구직경(D)와 스로트의 직경(d)이 입력되는 과정,

상기 입력된 온도(T)에 의하여 압력(P)이 연산되어 입력되는 과정,

기설정된 액체의 종류에 따른 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값) 데이터베이스에서 상기 액체의 종류, 온도, 압력에 따른 입력상수가 선택되어 입력되는 과정,

유출계수(C)가 보정되는 과정,

상기 연산된 팽창계수, 보정된 유출계수 및 압력차, 스로트직경, 지름비, 액체의 밀도가 액체유량측정공식에 대입하여 연산되는 과정을 포함하여 이루어진 액체유량측정방법을 제공한다.

또한 유출계수가 보정되는 과정은,

특정의 유출계수가 입력되는 과정,

액체유량측정공식에 따른 연산과정으로 액체유량이 설정되는 과정,

Re계산공식에 따른 연산과정으로 Re가 설정되는 과정,

다시 유출계수계산 공식에 따른 연산으로 유출계수가 보정되는 과정,

상기의 보정과정이 2~10회 반복하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체유량측정방법을 제공한다.

또한 여러 종류로 혼합된 유량 측정대상 액체의 함유비율이 측정되어 입력되는 과정이 포함되고,

상기 입력된 함유비율과 측정대상 액체의 입력상수를 이용한 연산을 통하여 단일의 입력상수가 도출되는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 액체유량측정방법을 제공한다.

또한 상기한 액체유량측정방법을 프로그래밍 언어를 이용하여 구현된 액체유량측정 프로그램을 제공한다.

또한 액체유량측정 몸체(10)와 상기 몸체에 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차 센서(40), 디스플레이부(50)가 장착되어 구비되고,

제6항의 액체유량측정 프로그램이 탑재된 정보처리장치(60)와 상기한 액체유량측정 프로그램에서 이용할 수 있는 기설정된 입력상수 데이터베이스(70)가 포함되어 구비된 액체유량측정장치를 제공한다.

본 발명은 온도와 압력에 따른 밀도의 변화에 따라 체적이 변하는 액체의 유량을 측정할 수 있는 효과가 나타난다.

특히 본 발명은 액체에 대한 압력이 임계압력을 넘어서 밀도의 변화가 심한 경우까지도 정확하게 유량을 측정할 수 있는 작용과 효과가 나타난다.

또한 종래의 온도보상을 하는 기존체적유량계의 경우에도 압력이 높아지면 체적이 감소하기 때문에 사용에 대한 제약이 따르고, 체적오차를 보상할 수 없는 문제점을 있었는데 이와 같은 문제점을 해결하는 효과가 나타난다.

또한 종래의 체적유량계에서 고압으로 송출하거나, 고온상태의 유체에너지의 전달효과를 높이기 위해 가압유동을 실시하는 경우 밀도가 일정하게 않은 문제점이 있었는데 본 발명은 이를 해결하는 효과를 창출한다.

본 발명은 어떠한 종류의 액체, 온도, 압력에도 적용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 특정 액체에 대하여 기측정되고 설정된 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ) 값을 데이터 베이스화하여 입력상수로 사용할수 있음에 따라 많은 연산 및 용량을 필요로 하지 않는 연산기(computing device)를 이용할 수 있음에 따라 신속하고 정확한 액체 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 액체가 단일한 경우, 혼합된 경우 또는 혼합되어 성분이 변하는 경우에도 모두 다 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 액체유량측정장치는 구조가 간단하여 제조비용이 저렴하여 높은 경제적 효과가 있다.

도 1a는 물의 온도에 따른 밀도 변화 그래프.
도 1b는 물의 압력과 온도에 대한 액체밀도 변화를 나타내는 그래프
도 2는 본 발명의 일실시로 온도 및 압력에 따른 특정 액체(R134a(냉매))의 밀도 ρ의 데이터 베이스(매트릭스).
도 3은 본 발명의 일실시로 온도 및 압력에 따른 특정액체R134a(냉매))의 점도 μ 데이터 베이스(매트릭스).
도 4는 본 발명에 따른 기설정된 입력상수 데이터 베이스를 이용한 액체유량측정방법의 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 기설정된 입력상수 데이터 베이스를 이용한 액체유량측정방법에서 유출계수 C를 보정하는 과정 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 기설정된 입력상수 데이터 베이스를 이용한 액체유량측정방법에서 혼합액체의 성분이 변하는 경우의 입력상수를 도출하는 과정 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 액체유량측정방법을 이용한 액체유량측정장치의 구조도.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 일반적으로 사용하는 조임기구 체적유량계에서 압축이 없는 액체뿐만 아니라 온도 및 압력에 의하여 압축이 발생하는 액체에 대한 유량을 측정함에 있어서 그 보정을 용이하게 하는 유량측정 프로그램 및 이를 이용한 유량측정방법 및 그 유량측정장치를 제공한다.

본 발명에서 조임기구 유량계의 의미는 작은 구멍이 있는 조임기구(오리피스판 또는 노즐판이라 한다)를 관내에 설치하여 흐름을 조이고, 그 전후의 압력차에서 유량을 측정하는 장치 또는 기기를 의미한다.

상기한 바와 같이 일반적으로 온도와 압력이 일정한 경우 액체에 조임기구 유량계를 적용하여 유량을 측정하는 경우 정확도는 높은 편이다. 그러나 온도와 압력에 따라 부피가 변하고 액체에 따른 압축비가 다른 경우에는 오차가 많이 발생하게 된다.

종래의 액체 유량측정계는 액체에 따른 보정계수를 사용하여 유량을 측정하고 있으나, 그 보정계수도 정확하지 못한 단점이 있을 뿐만 아니라 보정계수가 없는 액체에 대한 유량은 측정할 수 없는 단점이 있음은 이미 살펴본 바와 같다.

도 1a에서 보는 바와 같이 물을 체적유량계에서 측정할 경우 15도씨와 85도씨에서의 밀도는 약 1.52% 차이가 나는 것을 볼 수가 있다.

이와 같이 액체의 경우에도 온도에 따라서 그 밀도가 변하기 때문에 정확한 유량을 측정할 수 없는 문제점이 발생한다.

액체의 경우 비압축성이기 때문에 밀도와 점성의 영향은 온도(T)에 크게 지배된다.

압력의 경우는 밀도와 점성계수변화에 거의 영향은 없으나 임계압력 근처로 상승하게 되면 deviation은 커지게 되고 약 1%이하의 오차를 보이게 된다.

일반적으로 사용하는 압력(R134a(냉매)의 경우 20bar)에서는, 압력(p) = aT³ + bT² + cT + d 로 정리된다.

따라서 유량측정시 임계압력의 50% 미만에서는 단순한 온도측정으로 압력을 계산하여 산정된 밀도와 점성계수를 활용할 수 있다.

즉, 사용자의 압력이 임계압력의 50% 미만일 때는 압력센서를 제거하고 온도만으로 유량을 측정할 수 있다는 것이다.

그러나, 임계압력의 50% 이상에서는 온도와 압력을 모두 측정하여 밀도와 점성계수 매트릭스를 활용해야 보다 정확한 값을 도출할 수 있다.

도 1b는 액체인 물의 압력과 온도에 대한 액체밀도 변화를 나타내는 그래프로서 위의 내용을 잘 보여주고 있다.

이와 같이 본 발명은 상기한 액체에 대한 임계압력 이상에서도 정확하게 측정할 수 있는 유량측정 프로그램 및 이를 이용한 유량측정방법 및 그 유량측정장치를 제공한다.

본 발명에서 조임기구를 이용하는 체적유량계의 유량측정공식은 다음과 같다.

(수식 1)

q_m은 mass flow rate[kg/s]로서 통과하는 유체의 유량을 의미하고,

β는 diameter ratio로서 조임기구 유량계의 입구 직경과 스로트 직경과의 비(지름비)를 의미하며,

C는 discharge coefficient로서 유출계수를 의미하고,

d는 조임기구 유량계의 스로트(throat, 목)의 직경을 의미하며,

dp는 differeitial pressure[Pa](차압)로서 조임기구 유량계의 입구와 스로트의 압력차를 의미하며,

ρ은 density[kg/m³] 로서 측정하고자 하는 특정 액체의 밀도를 의미한다.

이와 같이 액체의 유량을 측정하려면 상기한 액체밀도 ρ_, 보정상수 C를 구하여 상기한 유량 측정공식에 대입하여 계산하는 절차를 수행하여야 한다.

그러나 상기한 액체밀도 ρ_, 유출계수 C는 유동 액체의 온도와 압력의 의하여 결정되는 것에 기인하는바, 특정한 액체의 유량을 측정하기 위하여 온도 및 압력을 측정하고 그 온도와 압력에 따른 상기 액체밀도 ρ, 유출계수 C를 계산(computinF)하는 과정은 복잡할 뿐만 아니라 많은 메모리와 중앙처리장치를 보유한 대용량 컴퓨터를 사용하지 않으면 해결하지 못하는 단점을 가지고 있다.

또한 종래 통상의 컴퓨터를 사용한다고 하여도 시간이 많이 소요되는 문제점이 있어 즉시 액체의 유량을 측정하지 못하는 단점이 있어서 실효성이 떨어지는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명은 매우 적은 용량으로 이루어진 전자계산장치를 이용하여도 상기한 액체밀도 ρ, 유출계수 C를 즉시 도출시킬 수 있는 방법을 제공하며 그에 따라 유량을 신속하게 측정할 수 있는 방법을 제공한다.

1. 입력상수(액체의 점도 μ,액체의 밀도 ρ) 데이터 베이스 구축과정

본 발명의 기술적 특징은 사용자가 미리 특정한 액체에 대하여 실험적으로 구한 액체의 유량측정에 필요한 계수인 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ에 대한 값을 정리한 매트릭스 형식의 데이터 베이스를 미리 구축하고, 그 측정하고자 하는 특정 액체에 대한 특정한 온도와 압력에 대한 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ를 이 데이터베이스에서 용이하게 선택하여 입력하거나 또는 이 데이터베이스를 이용하여 쉽게 계산되어(연산되어) 입력됨으로써 복잡한 연산이 필요 없는 유량측정방법을 제공한다는 점이다.

따라서 본 발명은 유량측정방법 중 매트릭스 구조(데이터베이스)를 이용한다는 것이며, 이를 차압방식 유량계에 적용하여 유량을 측정하는 것으로서, 기존의 선형유량계(코리올리식, 초음파식, 와류식 등)의 유량측정방식이 아닌 조임기구의 물리적 측정값을 직접 검출하여 기입력된 수학적 연산작용으로 계산하기 때문에 선형보정이 필요없는 직접계산방식의 유량측정방법이라 할 수 있다.

또한 복잡한 연산이 필요 없음에 따라 연산 시간을 현저히 줄이고 컴퓨터의 용량을 현저히 줄일 수 있으며 더불어 매우 정확한 액체의 유량을 측정할 수 있는 방법을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 액체(또는 2종류 이상이 혼합된 액체)에 대하여 각각의 온도 및 압력에 따라 미리 실험적으로 구한 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ에 대한 값을 정리한 매트릭스 형식의 데이터 베이스를 미리 구축하여 다음에 설명할 유량을 측정하는 방법에 사용한다.

상기한 바와 같이 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ는 특정한 액체(또는 2종류 이상이 홉합된 액체)의 실험적으로 구할 수 있으며, 또한 다양한 액체에 대하여 이미 많은 데이터로 확보된 열전도 계수, 열확산 계수 또는 코어압력 등에 대한 실험 데이터와 열역학적 방정식에 의하여 확보된 데이터를 이용하여 구할 수가 있다.

또한 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값은 특정한 온도와 압력에 따라 변하는 상수에 해당한다.

따라서 특정한 액체에 대하여 이와 같은 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값을 미리 구하여 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값에 대한 각각의 데이터 베이스를 축한다.

미리 구축된 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값을 본 발명에서는 "입력상수"라고 정의한다.

입력상수를 구축한 예로 물에 대한 데이터 베이스를 도 2, 도 3에서 보여주고 있다.

도 2는 물에 대한 각각의 온도와 압력에 따라 액체의 점도 μ값을 나타내 주는 표이다.

도 3은 물에 대한 각각의 온도와 압력에 따라 액체의 밀도 ρ 값을 나타내 주는 표이다.

상기한 실시 예처럼 측정하고자 하는 액체가 단일의 성분으로 이루어져 있는 경우, 또는 여러 액체가 일정한 조성비로 혼합되어 있는 경우 예를 들어 X액체 50%, Y액체 50%로 유량측정장치로 일정하게 유입되는 경우에는 그 X와 Y로 혼합된 액체에 대한 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값을 구하여 데이터 베이스화 하는 것이다.

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상기한 실시 예처럼 측정하고자 하는 액체가 단일의 성분으로 이루어져 있는 경우, 또는 여러 액체가 일정한 조성비로 혼합되어 있는 경우 예를 들어 X액체 50%, Y액체 50%로 유량측정장치로 일정하게 유입되는 경우에는 그 X와 Y로 혼합된 액체에 대한 단열 지수 k, 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값을 구하여 데이터 베이스화 하는 것이다.

2. 상기 입력상수 데이터베이스를 이용한 액체 유량측정방법

본 발명은 상기한 데이터 베이스화된 입력상수를 이용하여 액체의 유량을 측정하는 방법을 제공한다.

본 발명은 도 4에서 보는 바와 같이 액체의 종류를 입력하고 조임기구 액체유량측정장치의 입구 직경(D)과 목직경(throat diameter, d)을 입력하는 과정을 수행한다.

입구 직경(D)과 목직경(d)은 기설정되어 있거나 사용자가 후에 보정하거나 설정할 수 있다.

상기한 입구 직경(D)과 목직경(d)은 상기한 지름비(β)를 구하는 값으로 이용된다.

그리고 조임기구 액체유량측정장치에서 측정대상 액체의 온도(T)와 압력(P) 및 차압(dP)을 구하는 과정을 수행하여 입력되는 과정이 수행된다.

조임기구 액체유량측정장치에는 유동되는 액체의 온도를 측정하는 센서가 부착되어 있다.

온도측정센서는 통상의 온도를 측정하는 장치 또는 기기를 의미한다.

또한 본 발명은 상기한 압력을 측정하는 센서가 부착되어 있다.

상기 압력 측정 센서는 조임기구 액체유량측정장치의 관내부의 압력과 스로트(목)을 통과한 후의 압력을 측정하는 장치 또는 기기를 의미한다.

차압(dP)은 상기한 조임기구 액체유량측정장치의 관내부의 압력과 스로트(목)을 통과한 후의 압력의 차이를 의미한다.

상기한 압력 측정 센서에 의하여 차압은 간단하게 구해진다.

상기한 압력측정센서 및 온도측정센서에는 구해진 압력, 차압, 온도에 대한 값을 디지털화하여 전송하는 방식으로 입력될 수가 있다.

이와 같이 센서에 의하여 측정된 값의 디지털화 방식은 통상의 전자회로 또는 반도체 회로가 부착된 MCU 등이 센서에 부착되어 수행될 수 있다.

따라서 상기한 과정을 통하여 온도(T)와 압력(P) 및 차압(dP)이 구해지고 다음 과정에서 수행하는 자료로 입력된다.

① 본 발명은 특정한 액체 또는 조성비가 일정한 혼합액체에 대하여 상기한 과정을 통하여 얻어진 온도(T)와 압력(P)을 이용하고 앞서 언급한 입력상수인 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값에 대한 데이터 베이스에서 어떤 특정의 온도와 압력에 상응하는 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값이 선택되어 입력되는 과정이 수행된다.(본 발명은 이와 같은 입력 과정을 "입구조건 조성비가 고정된 형태"라고 정의한다)

이 과정에서는 입력된 특정한 액체(또는 2이상이 혼합된 액체)의 특정한 온도와 압력에 대응하는 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값이 자동적으로 선택되게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에서 어떤 특정의 값에 대응하는 값이 선택되는 과정은 통상적으로 메모리와 중앙처리장치를 포함하고 그에 따라 응용프로그램이 탑재된 통상의 전자계산장치 또는 연산기 등을 통하여 구현할 수 있음은 물론이다.

이때 상기한 입력상수 데이터 베이스에서 어떤 특정의 온도와 압력에 일치하는 입력상수가 없는 경우, 그 특정의 온도와 압력에 근접하는 온도와 압력을 찾아서 내삽법 등을 이용하여 그 특정의 온도와 압력에 대응되는 입력상수인 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값을 구하는 과정을 수행할 수 있다.

상기한 내삽법(內揷法, interpolation)은 실변수 x의 함수 f(x)의 모양은 미지이나, 어떤 간격(등간격이나 부등간격이나 상관없다)을 가지는 2개 이상인 변수의 값 xi(i＝1,2,…,n)에 대한 함수값 f(xi)가 알려져 있을 경우, 그 사이의 임의의 x에 대한 함수값을 추정하는 것을 말한다. 실험이나 관측에 의하여 얻은 관측값으로부터 관측하지 않은 점에서의 값을 추정하는 경우나 로그표 등의 함수표에서 표에 없는 함수값을 구하는 등의 경우에 이용된다. 가장 간단한 방법으로서는, 변수를 x좌표, 그 변수에 대한 기지 함수값을 y좌표로 하는 점들을 이어 곡선을 그어, 구하고자 하는 함수값을 구하는 방법이다.

또 함수의 전개를 이용하여 변수 x0,x1의 근방에서 함수 f(x)를 근사적으로 나타내는 식,

f(x)=f(x0)+[{f(x1)-f(x0)}/(x1-x0)]*(x-x0)

에 의하여 구할 수 있다.

이것이 간단한 공식인데, 비례부분 또는 선형보간이라고 한다. x0,x1을 로그표나 삼각함수표에서와 같이 그 사이의 간격을 충분히 작게 해 놓았으므로 선형보간이 이용된다. 더욱 엄밀한 계산을 하기 위해서는 뉴턴의 보간공식을 사용할 수 있다.

내삽법에 대응하여 x1과 xn의 바깥쪽에 있는 임의의 x에 대한 f(x)의 근삿값을 구하는 방법을 외삽법(外揷法) 또는 보외법(補外法)이라 한다.

따라서 본 발명은 내삽법 뿐만 아니라 외삽법을 사용할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 이와 같은 내삽법 또는 외삽법을 사용하여 입력상수를 구하는 방법은 상기한 내삽법 또는 외삽법의 계산 공식을 연산 프로그램화한 것을 이용하여 구현할 수 있다.

본 발명에서 상기한 입력상수 데이테베이스를 이용하여 내삽법을 적용한 예를 다음과 같이 설명한다.

도 2에서 온도 249(K)이고 압력이 430(kpa)인 경우 액체의 점도 μ에 대한 값을 선택할 수 없게 된다.

따라서 이 경우에는 상기한 바와 같이 통상적으로 사용하는 내삽법을 이용할 수 있다.

즉 온도 249(K)는 248(K)과 250(K)사이에 있으며 압력 430(kpa)은 압력 420(kpa)와 압력 430(kpa)사이에 있으므로 간단히 내삽법을 통하여 그 값을 계산할 수 있다.

그 하나의 예로 먼저 248(K)와 420(kpa) 및 440(kpa)에 해당하는 점도 k1, k2 값을 선택하여 다음 식에 대입하면 249(kpa)일 때의 점도 k3값을 다음과 같은 식으로 간단히 계산할 수 있다.

k3=k1+{(k2-k1)/(440-420)}*(440-430)

마찬가지로 250(k)와 420(kpa) 및 440(kpa)에 해당하는 점도 k4 및 k5값을 선택하여 상기의 식에 대입하게 되면,

k6=k4+{(k5-k4)/(440-420)}*(440-430)이 되고,

132(kpa)일 때의 점도 k6값을 구할 수 있게 된다.

그리고 상기한 k3 및 k6 값을 이용하여 249(k) 및 430(kpa)일 때의 점도 k7값을 구할 수 있는데, 상기한 방식을 이용하여 간단히 구할 수 있다.

즉, k7=k3+{(k6-k3)/(440-420)}*(440-430)로 k7값을 구할 수 있다.

상기한 내삽법에 의한 방법으로 입력상수 데이터 베이스에 존재하지 않은 온도(T)와 압력(P)에 대한 모든 입력상수를 간단히 구할 수 있게 된다.

즉, 도 2 및 도 3에서와 같은 데이터 베이스를 이용하여 액체의 밀도(ρ) 와 액체의 점도(μ)에 대하여도 상기한 바와 동일한 방법인 내삽법을 이용하여 데이터 베이스에 존재하지 않은 특정한 온도와 압력에 대한 액체의 밀도(ρ) 와 액체의 점도(μ)를 연산하여 구할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 압력의 경우는 밀도와 점성계수변화에 거의 영향은 없으나 임계압력 근처로 상승하게 되면 deviation은 커지게 되고 약 1%이하의 오차를 보이게 된다.

따라서 어떤 측정하고자 하는 액체에 대한 임계압력 이하일 경우에는 측정된 온도(T)만을 입력하여 압력(P)을 구하고 그에 따라 입력상수 데이터베이스에서 입력상수인 밀도와 점성값을 구하여 입력되게 되는 과정이 수행될 수 있다.

본 발명은 이와 같은 과정을 측정대상 액체에 대한 임계압력 미만일 경우의 입력상수 입력과정이라고 칭한다.

따라서 액체의 온도가 측정되어 입력된 경우 일반적으로 사용하는 압력 공식은 ,

P = aT³ + bT² + cT + d로 정의된다.

여기서, a, b, c, d는 상수로서 특정 액체에 대한 압력을 구하기 위하여 실험적으로 구해진 값을 의미한다.

따라서 액체의 종류에 따라서 a, b, c, d의 상수값은 다르며, 각각의 액체의 종류에 대하여 미리 입력되어 있다.

따라서 유량측정시 임계압력 미만에서는 측정된 온도값을 입력하여 압력이 연산되어 나오게 되는 것이다.

즉, 사용자의 압력이 임계압력 미만일 때는 압력센서를 제거하고 온도만으로 유량을 측정할 수 있다는 것이다.

상기한 압력을 구하는 연산작용은 본 발명에 탑재된 중앙처리장치의 연산프로그램에서 용이하게 수행할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 액체의 임계압력 미만일 경우에는 온도만을 측정하여 압력을 연산하여 나온 값으로 입력상수 데이터 베이스에서 그 온도 및 압력에 따른 밀도와 점성계수를 구할 수 있게 된다.

② 또한 본 발명에서는 상기한 바와 같이 단일의 액체 또는 고정된 비율로 혼합된 액체가 유입되는 경우와 달리 혼합 액체의 비율이 시간에 따라 변하는 경우에 적용할 수 있는 입력상수가 구해지는 과정이 수행될 수 있다.(본 발명은 이와 같은 경우를 입구조건 조성비 가변시라고 정의한다)

도 6에서 보는 바와 같이 입구조건이 가변되는 경우는 앞서 설명한 "입력상수 데이터 베이스"를 이용하여 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값이 구해지는 과정이 수행된다.

또한 상기한 바와 같이 임계압력 미만인 경우에는 온도만을 측정하여 압력을 구하고 그에 따라 "입력상수 데이터 베이스"를 이용하여 액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값이 구해지는 과정이 수행된다.

입구조건이 가변되는 경우는 측정할 액체(F1, F2)의 성분이 시간에 따라 변하므로 측정할 액체에 대하여 성분의 함량비율(R)을 측정하는 장치로 그 비율을 측정한다.

상기 성분의 함량비율을 측정하는 장치는 액체의 성분에 대한 함량을 측정할 수 있는 센서가 구비된 장치 또는 수단을 의미한다.

상기 함량비율 측정장치에서 측정된 비율 값은 디지털화되어 전송되는 방식으로 입력될 수가 있다. 이와 같이 센서에 의하여 측정된 값의 디지털화 방식은 통상의 전자회로 또는 반도체 회로가 부착된 MCU 등이 센서에 부착되어 수행될 수 있음은 물론이다.

단일의 입력상수 도출 연산 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기한 "입구조건 조성비가 고정된 형태"에서 입력상수 도출 과정에서 본 것과 마찬가지로 성분의 함량이 변하는 액체 F1 및 F2에 대한 개별적인 입력상수가 도출되는 과정이 수행된다.

따라서 입력상수 데이터베이스에서 특정한 온도와 압력에 따른 입력상수가 선택되거나 또는 앞서 살펴본 바와 같은 내삽법 등을 통하여 입력상수가 연산되어 도출되는 과정이 수행되면 F1 및 F2에 대한 입력상수가 도출된다.

이와 같이 도출된 F1 및 F2에 대한 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ)는 개별적으로 100% 있는 경우를 가정하여 산정한 것이다.

따라서 이와 같이 혼합된 액체에 대한 단일의 입력상수를 도출하기 위해서는 상기한 성분함량비율을 곱하면 단일의 입력상수(μ, ρ)가 도출된다.

즉, 상기의 예를 보면 F1(μ, ρ)*R1 + F2(μ, ρ)*R2로 되면 단일의 액체(F)와 동일한 것으로 볼 수 있는 보정된 단일의 입력상수(μ, ρ)가 설정되는 것이다. 여기서 R1은 F1에 대한 함량비율이고 R2는 F2에 대한 함량비율을 의미한다.

다음으로 유출계수(C)를 구하는 과정을 수행한다.

유출계수가 정확히 구해지면 상기한 액체의 유량을 측정하는 공식인

(수식 1)에 대입되어 간단히 유량(q_m , 질량유량)이 측정되게 된다.

도 5에서 보는 것처럼 본 발명은 상기한 유출계수 C가 특정한 숫자로 임의로 입력되어 첫번째 유량의 측정값을 구하는 과정이 수행된다.

본 발명은 바람직하게는 C는 0.9~0.9999사이로 놓을 수 있으며 바람직하게는 0.95로 세팅되어 유량의 측정값을 구하는 과정이 수행된다.(이 경우는 노즐을 이용한 조임기구를 사용한 경우이다)

따라서 오리피스인 경우 C는 0.65정도, 벤츄리는 0.93정도가 입력될 수 있다.

노즐을 사용하는 경우 상기한 C는 0.95로 입력되고, 앞서 본 바와 같이 β, dp, d, ρ 가 입력되면 첫번째 유량(q_m1)의 값이 산출되게 된다.

또한 상기한 초기의 유출계수 C는 상기한 바처럼 C 값이 직접 입력되는 것이 바람직하지만 초기의 Re를 설정하여 하기의 식에 의한 연산작용에 의하여도 구할 수가 있다. 이 경우 초기의 Re는 1000000을 통상 사용하며 β값은 입력된 값이 이용된다.

이와 같이 Re 값이 입력되면 상기한 유출계수 C(=0.95)와 근사한 값이 도출되게 되며 다음의 과정은 동일하게 수행되면 된다.

(수식 2)

상기한 (수식 2)는 nozzle에 대한 유출계수를 구하는 공식이다.

따라서 조임기구 중 오리피스, 벤츄리 등을 사용하는 경우는 다른 수식이 적용될 수 있다.

즉, 통상의 유출계수 산정 공식은 다음과 같이

C=a+b(β/Re)ⁿ ------(유출계수 대표식)

a, b 는 상수, n은 지수

로 표현될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 사용되는 유출계수 보정 과정은 조임기구 중 어떤 것을 사용하는 지에 따라 유출계수 대표식에서 실험적으로 a, b, n을 구하여 각각의 조임기구에 따른 유출계수 산정 공식을 이용할 수 있음은 물론이다.

그리고 상기한 첫번째 유량 값을 이용하여 유출계수 C값이 보정되는 과정이 수행된다.

C값은 Re(레이놀스 넘버)의 함수로서 Re값이 변하는 경우 C값은 변하게 된다.

따라서 Re는 다음의 공식으로 구해지며,

(수식 3)

상기에서 구해진 첫번째 유량(q_m1)이 대입되고, 액체의 점도(μ) 및 관의 직경(D) 값이 입력되는 과정이 수행되면 Re의 값이 구해진다.

상기에서 구해진 Re값을 이용하여 보정된 C 값[C1]이 구해지는 과정이 수행된다.

보정된 C값은 다음의 공식을 이용한 연산작용으로 구해질 수 있다.

(수식 4)

상기의 식에 앞서 구해진 Re값 및 β값이 대입되면 보정된 C값이 구해진다.

물론, 앞서 언급한 것처럼 노즐 외에 오리피스나 벤츄리를 사용하는 경우의 C값은 상기한 유출계수 대표식 산정 공식을 이용한 연산작용으로 구해짐은 물론이다.

상기에서 구해진 보정된 C값[C1]을 다시 상기한 수식(1),

공식에 대입되여 두번째 유량(q_m2)의 값을 산출하는 과정이 수행된다.

그리고 두번째 유량값이 산출되면 두번째 유량값(q_m2)을 이용하여 다시 보정된 Re값을 구한다.

그리고 다시 위에서 도출된 Re값을 이용하여 재보정된 C값을 구할 수 있게 된다.

상기와 같은 유출계수 C값을 보정하는 과정을 2번~10번 정도 수행하는 과정을 수행한다.

바람직하게는 3번 내지 5번 수행하는 것이 좋으며 이와 같은 보정 수행과정을 하면 유출계수 C값의 에러율은 현저히 제거되게 된다.

상기한 반복 과정을 통하여 유출계수 C 값을 정확하게 도출할 수 있게 된다.

이와 같이 유출계수 C값이 정확하게 보정되어 도출이 되면 어떤 특정한 액체라도 정확한 유량을 측정할 수 있게 된다.

따라서 상기한 바와 같이 유출계수 C를 정확하게 구하는 보정 과정을 통하여 도출된 유출계수 C와 이미 앞의 과정에서 도출한 d, dp 및 입력상수(액체의 밀도ρ)를 앞서 설명한 (수식 1)에 입력하는 과정을 수행한다.

따라서 상기한 바와 같이 유출계수 C를 정확하게 구하는 보정 과정을 통하여 도출된 유출계수 C와 이미 앞의 과정에서 도출한 d, dp 및 입력상수(액체의 밀도ρ)를 앞서 설명한 (수식 1)에 입력하는 과정을 수행한다.

(수식 1)

이와 같은 과정을 통하여 유동하는 액체의 정확한 질량 유량(q_m)을 구할 수 있게 된다.

이와 같은 과정을 통하여 유동하는 액체의 정확한 질량 유량(q_m)을 구할 수 있게 된다.

그리고 다시 이 질량유량을 통하여 체적유량이 구해지는 과정이 수행될 수 있다.

체적유량(q_v)을 구하는 공식은 다음과 같다.

(q_v)=q_m /ρ[m³/s]

또한 상기의 체적유량을 통하여 유체의 유속을 구하는 과정이 수행될 수 있다.

유속공식(V)은 다음과 같다.

[m/s]

상기한 공식들은 간단한 수식이며 간단한 프로그램 또는 연산기를 통하여 구현할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 일관되게 본 발명에서 사용하는 공식(또는 수식)을 이용하여 어떤 값을 도출하는 과정은 이미 언급한 바와 같이 이와 같은 수식에 대하여 프로그래밍된 응용 프로그램이 이용되거나 또는 통상의 연산기 등을 통하여 수행되게 된다.

그리고, 상기한 질량유량, 부피유량, 유속을 표시하는 과정이 수행된다.

이와 같이 본 발명은 상기와 같은 과정을 통하여 액체의 유량을 정확하게 측정하는 방법을 제공한다.

상기한 본 발명의 설명에 따른 액체유량측정방법은 컴퓨터, 계산기, 연산기 또는 정보처리장치 등에서 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.

상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령

은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

3. 응용프로그램

또한 본 발명은 앞에서 언급한 바처럼 상기의 2. 입력상수 데이터베이스를 이용한 액체 유량측정방법을 응용프로그램으로 구현할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 상기의 과정은 액체에 대한 유량측정공식, 입력상수 선택 또는/및 산정 과정, 유출계수 보정 과정 등 수식에 대한 연산과정 및 알고리즘이 제시되어 있다.

따라서 상기의 과정을 통상의 C언어, 자바, 포트란 등을 이용하여 응용프로그램으로 프로그래밍할 수 있다.

도 4는 입구조건 조성비가 고정된 형태에서의 액체유량을 측정하는 방법을 흐름도로 보여주고 있으며, 이와 같은 방법에 대한 알고리즘을 구현하는 응용프로그램을 제작하면 된다.

도 5는 상기한 도 4의 유출계수를 정확하게 보정하는 방법에 대한 흐름도를 보여주고 있으며, 도 5에 따른 보정 방법에 대한 알고리즘을 구현하는 응용프로그램에 도 4에 추가하면 입구조건 조성비가 고정된 형태에서의 액체유량을 측정하는 응용프로그램을 제작할 수 있다.

또한 도 6은 입구조건 조성비가 가변된 형태에서의 입력상수를 보정하는 방법에 대한 흐름도를 보여주고 있으며 이와 같은 방법에 대한 알고리즘을 구현하는 응용프로글램을 상기한 응용프로그램에 추가하면 입구조건 조성비가 가변된 형태에서의 액체유량을 측정하는 응용프로그램을 제작할 수 있다.

이와 같은 응용프로그램은 매우 간단한 응용프로그램에 해당하며 용량이 크지 않을 뿐만 아니라, 메모리와 중앙처리장치(CPU) 또는 MCU(Micro Controller Unit)를 구비한 정보처리장치에 쉽게 탑재되어 운용될 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 액체의 유량을 측정하는 방법을 프로그래밍 언어를 이용하여 구체적으로 구현한 유량측정 프로그램을 제공하게 된다.

4. 본 발명의 액체의 유량측정방법을 이용한 조임기구 액체유량측정장치

본 발명은 상기한 액체의 유량측정방법을 이용한 조임기구 액체유량측정장치 또는 액체유량측정 시스템을 제공한다("액체유량측정장치"라 통칭한다).

본 발명의 액체유량측정장치는 액체유량측정 몸체(10)와 상기 몸체에 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차 센서(40), 디스플레이부(50)가 장착되어 구비되고, 본 발명의 액체유량측정방법을 구체적으로 구현한 응용프로그램이 탑재된 정보처리장치(60)가 구비되고 상기한 응용프로그램에서 사용할 수 있는 입력상수 데이터베이스(70)가 포함되어 구비되어 있다.

도 7은 본 발명의 액체유량측정창치의 입체 사시도를 보여주고 있다.

본 발명의 액체유량측정장치 몸체는 액체가 통과되는 부분을 의미하며 조임기구(1, 노즐 등)가 장착되어 있는 관형의 장치 또는 기기를 의미한다.

상기한 압력센서(20)는 몸체의 입구 및 조임기구 장착부분에 장착되어 있어 앞서 설명한 몸체의 입구 부분과 조임기구 장착부분의 압력을 구할 수 있다.

따라서 압력차(dP)는 상기한 압력센서를 통하여 구할 수 있으므로 압력차센서(40)는 압력센서와 연동되어 작동하는 장치 또는 기기를 포함하는 개념이다.

또한 몸체에는 액체의 온도를 감지하는 온도센서(30)가 구비되어 있다.

본 발명은 상기한 압력센서, 온도센서, 압력차센서부에는 감지된 측정값을 전송하는 전송수단을 구비한다.

또한 상기 전송수단은 이러한 센서에서 측정된 값이 아나로그인 경우 디지털신호로 변환하는 경우 디지털신호변환기를 구비할 수 있다.

본 발명에서 상기한 정보처리장치(60)는 상기한 본 발명의 액체유량측정방법을 컴퓨터 프로그램으로 구현한 응용프로그램을 탑재하고 이를 구동할 수 있는 메모리부와 CPU, MCU 등이 장착된 장치 또는 기기를 의미한다.

본 발명의 정보처리장치는 측정하고자 하는 액체의 종류를 선택하는 액체선택부(61)가 구비될 수 있다.

이와 같은 액체선택부에 의하여 하나의 종류로 된 액체, 또는 혼합된 액체의 종류를 사용자가 선택하여 입력한다.

또한 이 액체선택부에는 입구조건 조성비가 고정된 형태 또는 입구조건 조성비가 가변된 형태 등을 선택할 수 있는 기능선택부(62)를 구비할 수 있다.

이와 같은 기능선택부에 의하여 정보처리장치에서 가동할 프로그램을 선정할 수 있게 된다.

또한 정보처리장치는 상기한 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차센서(40)에서 감지한 압력, 온도, 압력차 값을 수신받을 수 있는 수신수단을 구비한다.

이와 같이 측정값이 디지털신호로 수신되고 이 수신된 값은 상기한 응용프로그램에 입력이 된다.

이와 같이 입력된 액체의 종류, 압력, 온도, 압력차 값에 대한 입력상수를 입력상수 데이터베이스를 이용하여 응용프로그램이 선택하거나 산정하여 액체의 유량을 정확히 측정할 수 있다.

응용프로그램이 액체의 유량을 측정하는 과정은 앞서 이미 충분히 설명한 바와 같다.

본 발명에서 정보처리장치와 입력상수 데이터베이스는 하기할 디스플레이부에 장착하거나 액체유량측정장치 몸체 외부에 구비할 수 있다.

본 발명의 디스플레이부(50)는 정확히 측정된 액체의 유량을 질량 유량, 부피유량 또는/및 유속을 나타내주는 기능을 수행한다.

또한 본 발명은 상기한 액체유량측정장치에 제어부(70)를 구비하여 상기한 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차센서(40), 디스플레이부(50), 정보처리장치(60), 액체선택부(61), 기능선택부(62)를 제어할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서 제어부에는 정보송신모듈(71) 및 제어수신모듈(72)이 구비되어 있다.

정보송신모듈(71)은 상기한 액체유량측정장치에서 측정한 측정 데이터를 유선 또는 무선의 통신을 통하여 송신할 수 있는 기능을 하는 장치 또는 수단을 의미한다.

이와 같이 정보송신모듈은 본 발명의 가장 큰 기술적인 특징으로서 상기한 액체유량측정장치에서 측정한 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있기 위한 기술적 사상을 채용한 것으로서, 바람직하게는 본 발명은 무선으로 측정데이터를 송신할 수 있는 수단을 채용한 점을 들 수 있다.

본 발명에서 상기한 바의 무선의 통신 단으로는 Bluetooth, Zigbee 모듈 등과 같은 근거리 정보통신수단을 채용한 것을 의미한다.

즉, 본 발명의 근거리 정보통신수단은 상기와 같은 Bluetooth 모듈 또는 Zigbee 모듈 뿐만 아니라 4G, LTE, UWB, WiFi, WCDMA, USN, IrDA 모듈 등을 포함하며 기타 근거리에서 정보를 송신 또는 수신할 수 있는 기능을 가진 장치 또는 수단은 모두 포함된다 할 것이다.

따라서 정보송신모듈은 상기한 Bluetooth 모듈, Zigbee 모듈, 4G, LTE, UWB, WiFi, WCDMA, USN 또는 IrDA 모듈이 탑재되어 있다.

상기한 정보송신모듈에 의하여 휴대형 통신기에서도 액체유량측정장치에서 측정한 데이터를 실시간 모니터링할 수 있게 된다.

본 발명의 휴대용 통신기는 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 일반 휴대폰, PDA, 별도의 통신기능을 가지는 계측기 또는 제어 기기 등의 휴대용통신기를 포함하는 개념이다.

또한 본 발명은 제어수신모듈(72)이 구비되어 있어 상기한 휴대형 통신기 등으로부터 원격으로 상기한 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차센서(40), 디스플레이부(50), 정보처리장치(60), 액체선택부(61), 기능선택부(62)를 제어할 수 있게 있는 기능과 작용을 갖게 된다.

이에 따라 원격으로 측정하고자 하는 액체의 종류를 선택하고 기능을 선택하며 각각의 센서에 대하여 제어할 수 있는 효과가 창출된다.

본 발명은 이와 같이 본 발명의 기술적 사상인 액체의 유량을 측정하는데 필수불가결하게 입력되어야 하는 입력상수를 데이터베이스화하여 특정한 액체, 특정한 온도, 특정한 압력에 따른 입력상수를 쉽게 선택하거나 산정할 수 있게 하는 구성을 이용하여 액체의 유량을 정확히 측정하게 하는 장치를 제공한다.

본 발명은 액체의 유량을 측정하는 장치를 생산, 판매, 제공하는 산업에 매우 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 액체의 유량을 측량하는 산업에 매우 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 액체를 생산, 판매, 제공하는 산업에 적용할 수 있는 발명이다.

1 : 조임기구
10 : 액체유량측정 몸체 20 : 압력센서
30 : 온도센서 40 : 압력차 센서
50 : 디스플레이부 60 : 액체유량측정 프로그램이 탑재된 정보처리장치
70 : 제어부

Claims (6)

1. 유량을 측정하고자 하는 액체의 종류, 온도(T), 압력(P), 압력차(dP), 조임기구 유량측정장치의 입구직경(D)과 스로트의 직경(d)이 입력되는 과정,
   기설정된 액체의 종류에 따른 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값) 데이터베이스에서 상기 액체의 종류, 온도, 압력에 따른 입력상수가 선택되어 입력되는 과정,
   유출계수(C)가 보정되는 과정,
   상기 보정된 유출계수(C), 압력차(dP), 스로트직경(d), 지름비(β), 액체의 밀도(ρ1)가
   

   

   
   의 유량측정공식에 대입되어 연산되는 과정을 포함하여 이루어진 액체의 질량유량측정방법.
   
2. 유량을 측정하고자 하는 액체의 종류, 온도(T), 압력차(dP), 조임기구 유량측정장치의 입구직경(D)와 스로트의 직경(d)이 입력되는 과정,
   상기 입력된 온도(T)에 의하여 압력(P)이 연산되어 입력되는 과정을 수행하되,
   P = aT³ + bT² + cT + d의 연산식으로 압력이 구해지고
   (a, b, c, d는 특정 액체에 따른 기입력된 상수),
   기설정된 액체의 종류에 따른 입력상수(액체의 점도 μ, 액체의 밀도 ρ 값) 데이터베이스에서 상기 액체의 종류, 온도, 압력에 따른 입력상수가 선택되어 입력되는 과정,
   유출계수(C)가 보정되는 과정,
   상기 보정된 유출계수(C), 압력차(dP), 스로트직경(d), 지름비(β), 액체의 밀도(ρ1)가
   

   

   
   의 유량측정공식에 대입되어 연산되는 과정을 포함하여 이루어진 액체의 질량유량측정방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   유출계수가 보정되는 과정은,
   특정의 유출계수가 입력되는 과정,
   액체유량측정공식에 따른 연산과정으로 액체유량이 설정되는 과정,
   Re계산공식에 따른 연산과정으로 Re가 설정되는 과정,
   다시 유출계수계산 공식에 따른 연산으로 유출계수가 보정되는 과정,
   상기의 보정과정이 2~10회 반복하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체의 질량유량측정방법.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   여러 종류로 혼합된 유량 측정대상 액체의 함유비율이 측정되어 입력되는 과정이 포함되고,
   상기 입력된 함유비율과 측정대상 액체의 입력상수를 이용한 연산을 통하여 단일의 입력상수가 도출되는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 액체의 질량유량측정방법.
   
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6. 액체유량측정 몸체(10)와 상기 몸체에 압력센서(20), 온도센서(30), 압력차 센서(40), 디스플레이부(50)가 장착되어 구비되고,
   제1항 또는 제2항 중 어느 한 항의 액체의 질량유량측정방법을 실행하는 프로그램이 탑재된 정보처리장치(60)와 상기한 액체의 질량유량측정방법을 실행하는 프로그램에서 이용할 수 있는 기설정된 입력상수 데이터베이스(70)가 포함되어 구비된 액체의 질량유량측정장치.
   
   

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