KR101573680B1

KR101573680B1 - 디지털 필터를 이용한 다중샘플링 방식의 전자유량계

Info

Publication number: KR101573680B1
Application number: KR1020150117383A
Authority: KR
Inventors: 권진희
Original assignee: (주)리테크
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2015-12-02

Abstract

본 발명은 전자유량계에 있어서, 곡관부(40)의 후단에 설치하여 유체의 흐름에 따라 발생하는 전압의 변화를 계측하는 검출부(2)와, 상기 검출부(2)에 의해 계측된 전압 수치를 이용하여 유체의 유량을 계산하는 변환부(14)로 구성하되, 상기 검출부(2)에 다수의 전자석(8)을 설치하여 자기장이 관로 내에 고르게 분포되게 하여 전압 검출신호를 계측하고, 변환부는 계측부에 의해 계측된 다수의 전압 검출신호에 포함된 노이즈를 1,2차에 의해 제거하여 신뢰성 있는 균등자계 검출신호를 생성하여 유체의 유량을 측정함으로써 전자유량계(100)의 설치위치가 곡관부(40)의 후단에 설치되는 경우에 유체에 발생하는 편류나 난류에 의한 전압 검출신호 값을 하드웨어 필터를 이용한 1차 노이즈 제거와 소프트웨어 필터를 이용한 2차 노이즈 제거를 통해 오류를 최소화하여 유량을 정밀하게 계측할 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 필터를 이용한 다중샘플링 방식의 전자유량계{MAGNETIC FOLWMETER OF MULTIPLE SAMPLING USING DIGITAL FILTER}

본 발명은 전자유량계에 관한 것으로, 다중샘플링을 이용하여 관로를 흐르는 유체가 곡관부를 통과하여 편류나 난류가 발생하여도 유체의 유량을 정밀하게 계측할 수 있는 전자유량계에 관한 것이다.

일반적으로 전자유량계는 하수의 유량을 계측하는 방법으로 알려져 있으며, 전도성 유체가 자장 속을 통과할 때 기전력이 유속에 비례하여 발생하는 패러데이 법칙을 응용한 유량계측 방법이다.

전자유량계에 의해 검출되는 신호는 직접적으로 부피 유량에 비례하여 발생되고 계측범위가 넓으며 전도성을 가진 유체의 경우에는 온도, 압력, 밀도, 점도, 전도도 등에 관계없이 유량의 계측이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

이를 간단히 설명하면, 코일을 이용하여 관로를 흐르는 유체의 수직방향으로 자기장을 형성하고 유체가 자기장을 통과하면 코일의 직각방향으로 전극에 전압차가 발생하게 되며, 이 전압의 크기가 유속에 비례하기 때문에 유량을 계측할 수 있는 것이다.

이러한 전자유량계는 유체가 흐르는 관로가 직관이거나 관로 내에 유체가 가득찬 상태로 흐르는 경우에는 유량의 계측값이 정확하나, 유체가 곡관부를 지나면서 편류나 와류가 발생하는 경우에는 유량을 정확하게 계측할 수 없는 문제가 있는 것이다.

공개특허공보 10-2004-0025610호, '전자유량계'

따라서 본 발명의 목적은 유체가 곡관부를 통과하여 편류나 와류가 발생하는 경우에 측정된 전압 검출신호의 노이즈를 제거하여 유량을 정밀하게 계측할 수 있는 전자유량계를 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은

본 발명은 전자유량계의 설치위치가 곡관부의 후단에 설치되는 경우에 유체에 발생하는 편류나 난류에 의한 전압 검출신호 값을 하드웨어 필터를 이용한 1차 노이즈 제거와 소프트웨어 필터를 이용한 2차 노이즈 제거를 통해 오류를 최소화하여 유량을 정밀하게 계측할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자유량계의 구성을 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자유량계의 설치위치를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자유량계의 검출부 구성을 보여주는 단면구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자유량계의 변환부 구성을 설명하는 블럭도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자계신호보상부의 구성을 나타내는 블럭도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 검출부에 설치되는 전자석의 설치 위치에 따른 자기장의 발생 형태를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 자계신호보상부의 처리구성을 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 검출신호필터링부의 구성을 보여주는 블럭도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 검출신호필터링부의 처리구성을 보여주는 도면,
도 10 본 발명의 실시 예에 따른 다중필터링부의 처리구성을 보여주는 도면.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전자유량계(100)의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자유량계(100)를 설치한 상태를 보여주는 도면이다.

본 발명의 전자유량계(100)는 유체가 흐르는 관로의 일단, 바람직하게는 편류나 난류가 발생하는 곡관부(40)의 후단에 설치하여 관로내에서 흐르는 유체의 유량을 계측하는 것이다.

본 발명의 전자유량계(100)는 유체의 흐름에 따라 발생하는 전압의 변화를 계측하는 검출부(2)와, 상기 검출부(2)에 의해 계측된 전압 수치를 이용하여 유체의 유량을 계산하는 변환부(14)로 구성한다.

도 3을 참조하면, 상기 검출부(2)는 유체가 흐르는 관로와 연결하여 유체가 검출부(2)를 통과할 수 있도록 하는 관형 몸체(4)와, 상기 관형 몸체(4)를 관로의 일단에 설치하기 위한 체결부(6)와, 변환부(14)로부터 여자전류를 공급받아 유체가 흐르는 관형 몸체(4) 내에 자기장을 형성하는 적어도 하나 이상의 전자석(8)과, 상기 전자석(8)에 의해 자기장이 형성된 관형 몸체(4)를 통과하며 흐르는 유체에 의해 발생하는 전압(기전력)을 측정하는 계측부(10)와, 유체의 흐름에 의해 발생한 전압이 관형 몸체(4) 내벽에 의해 단락되는 것을 방지하기 위한 절연부재(12)로 구성한다.

본 발명에서는 관형 몸체(4)의 내측에 적어도 하나 이상의 전자석(8)을 설치하는 것이며, 각각의 전자석(8)에 의해 형성되는 자기장의 형태를 다르게 하여 관로 내에 흐르는 유체의 유량을 측정하게 된다.

일반적으로 관로 내에 유체가 만관이거나 관로가 직관인 경우에는 항상 일정한 형태로 유체가 흐름에 따라 유체의 유량을 측정하는 것이 일정하게 유지될 수 있으나, 유량측정을 위해 직관을 길게 연결하는 것은 비용적인 측면에서 비효율적이게 된다.

본 발명에서는 유체가 곡관부(40)를 지난 후 편류나 난류가 발생하여 유량의 측정이 정확하지 않은 경우에도 유체의 유량을 정확하게 계측이 가능한 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 자기장을 발생시키는 전자석(8)을 관형 몸체(4)의 다수 위치에 배치하여 설치하되, 각각 설치된 전자석(8)에 의해 서로 다른 형태의 자기장이 형성되도록 한다.

본 발명의 일 실시 예로서, 도 6과 같이 서로 다른 자기장을 형성하는 자기장을 관형 몸체(4) 내측의 3방향으로 설치한 후 각각의 자기장이 유체가 흐르는 관로 내에 고르게 분포될 수 있도록 전자석(8)에 여자전류를 공급한다.

본 발명의 실시 예로서 전자석(8)에는 서로 다른 주파수 대역의 전류를 공급할 수 있으며, 이는 후술하는 검출신호분석부(26)에 의한 주파수 분류가 용이하도록 하기 위함이다.

이때, 전자석(8)에 의해 형성되는 자기장의 형태를 서로 다르게 하여 관로 내에 고르게 분포될 수 있도록 하기 위해 전자석(8)을 형성하기 위한 코일을 서로 다른 형태로 감아 자기장이 각기 다른 방향으로 형성되게 한다.

상기 전자석(8)을 형성하는 코일의 형태는 코일의 굵기, 권선수, 가닥 수, 코일 감는 방향 등이 될 수 있으며, 자기장의 형성 위치에 따라 다양하게 구성할 수 있다.

도 6에 도시한 전자석(8)의 설치 위치 및 자기장의 형태는 일 실시 예이며, 관로 내에 자기장이 고르게 분포되어 유체의 유량을 정밀하게 계측하기 위해 다양한 형태로 코일을 감아 자기장을 형성할 수 있을 것이다.

본 발명에서는 관형 몸체(4) 내에 다수 설치된 전자석(8)에 의해 형성된 자기장을 통과하는 유체의 유속에 비례하여 전압이 발생하며, 발생한 전압을 계측부(10)에 의해 전압 검출신호를 측정한 후 변환부(14)로 전송하여 유량을 계산하게 된다.

상기 절연부재(12)는 관형 몸체(4)의 내면을 따라 설치되며, 전자석(8)에 의해 설치된 자기장을 유체가 통과하면서 발생한 전압이 관형 몸체(4)를 통해 단락되는 것을 방지하기 위함이다.

일반적으로 유체가 흐르는 관로는 금속관이며, 대부분 벽면의 도전도가 유체보다 큰 것이므로 유체가 자기장을 통과하면서 발생하는 전압이 관형 몸체(4)를 통해 배관에 단락되어 유량의 측정이 어려워지는 경우가 발생한다.

본 발명에는 관로를 통과하여 흐르는 유체가 관형 몸체(4) 내측과 맞닿는 위치 중 계측부(10)가 설치된 위치를 제외하고는 모두 절연시켜 전압이 관형 몸체(4)를 통해 단락되는 것을 방지하여 유체의 유량 측정이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 절연부재(12)는 폴리 우레탄(Poly Urethane), 테프론(Teflon) 등을 사용할 수 있으며, 그 외에 절연소재이면 어느 것이든 좋다.

본 발명에서는 상기 절연부재(12)의 상부, 즉 관형 몸체(4)의 양단에는 유체에 포함된 전류와 같은 잡신호를 제거하기 위한 접지링(미도시)을 구비하여 계측부(10)에 의한 전압 검출신호의 정확성을 높이는 것도 가능하다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 변환부(14)는 유체의 유량 계측을 위해 전반적으로 변환부(14)를 관리하는 제어부(16)와, 계측부(10)에 의한 전압 검출신호를 수신하는 검출신호수신부(18)와, 검출부(2)의 전자석(8)에 여자전류를 공급하여 자기장이 관형 몸체(4) 내에 형성되도록 하는 여자전류공급부(20)와, 상기 계측부(10)에 의해 계측된 전압 검출신호를 이용하여 유체의 유량을 산출하는 연산부(22)와, 상기 연산부(22)에 의한 유량의 산출시 유체의 편류나 난류에 의한 계측부(10)의 오차범위를 보정하는 자계신호보상부(24)와, 변환부(14)의 기능 작동을 제어하는 작동신호입력부(32)와, 측정된 유체의 유량정보를 외부로 표시하는 계측정보표시부(34)와, 전자유량계(100)의 기기 이상을 실시간으로 판단하여 외부로 알림과 함께 자체적으로 교정하는 자가진단부(36)와, 검출부(2)와 변환부(14)를 통해 생성되는 각종 데이터를 저장하는 데이터저장부(38)로 구성한다.

상기 제어부(16)는 변환부(14)와 검출부(2)의 데이터 송수신을 관리함과 함께 계측된 검출신호를 이용하여 유체의 유량을 계산할 수 있도록 관리한다.

본 발명의 실시 예로서 상기 변환부(14)는 검출부(2)와 일체형으로 구성할 수 있으며, 변환부(14)와 검출부(2)가 분리되어 이격되게 설치할 수도 있다.

상기 변환부(14)와 검출부(2)가 분리형으로 설치되는 경우에는 상호간의 데이터 송수신을 위해 RS-485 통신, Profibus-PA 통신 기반의 유선 케이블을 연결하거나 무선통신을 위한 무선통신부(미도시)를 구성할 수 있다.

상기 무선통신부는 검출부(2)의 무선신호송신부와 변환부(14)의 무선신호수신부로 구성하여 블루투스, 적외선 통신 등이 될 수 있으며, 원거리에 설치되는 경우에는 3G, 4G 통신을 이용하여 전송하는 것도 가능하다.

상기 검출신호수신부(18)는 유체가 관형 몸체(4) 내에서 흐름에 따라 계측부(10)에 의해 전자석(8)에서 발생한 전압을 측정한 다수의 검출신호를 검출부(2)로부터 전송받아 제어부(16)로 전송한다.

상기 여자전류공급부(20)는 전자석(8)에 전류를 공급하는 것으로, 전자석(8)은 전류가 흐르지 않는 상태에서는 자기장이 형성되지 않으며, 여자전류공급부(20)에 의해 여자전류를 흘려주면 자기장을 형성하여 유체의 흐름에 의해 전압이 발생하도록 한다.

상기 연산부(22)는 계측부(10)에 의해 측정된 전압 검출신호를 이용하여 유체의 유속을 계산하여 얻은 후 상기 유속과 관형 몸체(4) 내측의 직경을 연산하여 최종적으로 유체의 유량을 계산하게 된다.

본 발명에서는 연산부(22)에 의한 유량의 연산시에 상기에서 설명한 바와 같이 적어도 하나 이상의 전자석(8)을 관형 몸체(4)에 설치하여 다수의 자기장에 의해 계측한 전압 검출신호를 이용하여 연산하게 된다.

본 발명의 실시 예로서 전자유량계(100)를 곡관부(40)의 후단에 설치하게 되며, 곡관부(40)를 통과한 유체는 편류와 난류가 발생함과 함께 기포도 발생하게 되어 서로 마주하는 일측에만 전자석(8)을 설치하는 경우 자기장이 미치지 못하는 위치의 유체 흐름은 검출할 수 없게 된다.

이를 위해 본 발명에서는 도 6의 (a)와 같이 다수의 전자석(8)을 설치하여 다양한 형태의 자기장을 형성하고 유체가 자기장을 통과함에 따라 발생하는 전압을 검출하게 된다.

다수의 전자석(8)에 의해 형성되는 각각의 자기장을 도 6의 (b)와 같이 하나의 값으로 보상하게 되면 단면상으로 관형 몸체(4) 내에 흐르는 유체의 전체 흐름을 측정할 수 있는 것이다.

본 발명에서는 다수의 전자석(8)에 의해 형성되는 자기장을 통해 측정된 다수의 전압 검출신호를 하나의 검출신호로 보상하기 위한 자계신호보상부(24)를 구성한다.

상기 자계신호보상부(24)는 각각의 전자석(8)에 의해 구분되어 형성된 자기장을 통합하여 관형 몸체(4) 내에서 흐르는 유체 흐름의 평균값인 균등자계 검출신호를 디지털 필터 방식(가산기, 승산기, 시프트 레지스터)으로 추출하여 생성하게 되는 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 자계신호보상부(24)는 계측부(10)를 통해 측정된 전압 검출신호에 포함된 노이즈를 하드웨어 필터를 이용하여 1차로 제거하는 검출신호필터링부(25)와, 노이즈가 1차로 제거된 전압 검출신호를 전자석(8)이 설치된 형태에 따라 발생한 자기장별로 분류하는 검출신호분석부(26)와, 상기 검출신호분석부(26)에 의해 자기장별로 전압 검출신호를 분류한 후 각각의 검출신호 중에서 신호값이 일정한 구간, 즉 도 7에서와 같이 전압의 변화없이 입력신호값이 일정하게 유지되는 구간을 필터링하는 검출신호추출부(28)와, 상기 검출신호추출부(28)에 의해 추출된 일정한 검출신호에 포함된 노이즈를 소프트웨어 필터를 이용하여 2차로 제거하는 다중샘플링부(29)와, 노이즈가 2차로 제거된 각 구간별 검출신호를 이용하여 자기장을 통합한 전체 검출신호를 생성하여 유체가 흐르는 관형 몸체(4) 내측의 관로 전체에 자기장이 고르게 분포된 것과 같은 균등자계 검출신호를 생성하는 균등자계신호생성부(30)로 구성한다.

즉, 상기 자계신호보상부(24)는 각각의 구획으로 나누어져 형성된 자기장을 통합하여 균등자계 검출신호를 생성함에 따라 유체가 흐르는 관로 전체에 자기장이 고르게 분포된 것과 같은 보정값을 얻을 수 있으며, 이를 이용하여 유체의 유량을 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서는 계측부(10)에 측정된 전압 검출신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위해 하드웨어 필터를 이용하여 1차로 노이즈를 제거한 후, 다시 소프트웨어 필터를 이용하여 2차로 제거하여 검출신호의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 8 내지 도 9를 참조하면, 상기 검출신호필터링부(25)는 전압 검출신호를 하드웨어적으로 필터링하는 것으로, 계측부(10)를 통해 측정된 전압 검출신호를 입력받는 검출신호입력부(44)와, 입력된 검출신호를 미리 설정된 범위값과 비교연산하는 스캔부(46)와, 상기 스캔부에 의해 비교연산한 데이터를 이용하여 범위값을 벗어나는 검출신호를 제거하는 추출부(48)와, 상기 추출부(48)에 의해 1차로 노이즈가 제거된 검출신호를 검출신호분석부(26)로 전송하는 검출신호출력부(50)로 구성한다.

상기 검출신호입력부(44)는 다수의 전자석(8)에 의해 발생한 자기장에 감지되는 다수의 전압 검출신호를 입력받게 된다.

상기 스캔부(46)는 노이즈로 판단되는 검출신호의 상하 범위값을 기본으로 미리 설정하고 검출신호입력부(44)를 통해 입력된 검출신호 값과 상기 범위값을 비교연산한다.

상기 추출부(48)는 스캔부(46)를 통해 비교연산된 비교값을 이용하여 미리 설정된 범위값을 벗어나는 검출신호는 제거함으로써 검출신호를 1차로 필터링하게 된다.

상기 검출신호출력부(50)는 1차로 필터링한 검출신호를 검출신호분석부(26)로 전송하여 다수의 자기장별로 측정된 검출신호를 분류하게 된다.

본 발명에서는 검출신호필터링부(25)를 통해 1차로 노이즈가 제거된 검출신호를 검출신호분석부(26)와 검출신호추출부(28)를 통해 자기장 별로 분류한 후 다중샘플링부(29)에 의해 2차로 노이즈를 제거한다.

상기 다중샘플링부(29)는 도 7과 같이 계측부(10)에 의해 측정된 검출신호를 검출신호추출부(28)에 의해 각각의 검출신호 중에서 전압의 변화없이 일정하게 유지되는 구간을 필터링한 후, 유량계측의 신뢰성을 높이기 위해 상기 필터링한 구간 다수를 취합하여 보정함으로써 검출신호를 2차로 필터링하여 노이즈를 제거하는 것이다.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시 예로서 관형 몸체(4)에 설치된 3개의 전자석(8)이 각기 다른 자기장을 형성하는 것임에 따라 검출신호추출부(28)에 의해 E1,E2,E3 검출신호의 필터링값, 즉 전압의 변화없이 일정하게 유지되는 구간의 검출신호 값을 다수 샘플링하여 전자석(8)별로 측정된 검출신호를 보정한다.

상기 전자석(8)별로 검출신호를 보정한 후 검출신호의 신뢰성을 높이기 위해 보정한 각 E1,E2,E3 검출신호를 다시 한번 보정하여 2차로 필터링함으로써 노이즈를 제거하게 된다.

즉, 본 발명에서는 검출신호필터링부(25)에 의해 하드웨어적으로 검출신호를 1차 필터링한 후, 다중샘플링부(29)에 의해 소프트웨어적으로 검출신호를 2차 필터링함으로써 검출신호의 노이즈를 신뢰성있게 제거할 수 있어 검출신호와의 연산에 의한 유량계측이 정확해지는 것이다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 작동신호입력부(32)는 변환부(14)의 기능설정, 예를 들면 전원의 ON/OFF, 계측정보표시부(34)를 통해 표시되는 계측정보 설정 등 변환부(14)의 각종 작동기능을 설정하며, 바람직한 실시 예로서 터치방식으로 화면을 눌러서 작동신호를 입력할 수 있다.

상기 계측정보표시부(34)는 연산부(22)에 의해 측정된 유체의 유량정보를 외부로 표시하여 주는 것으로, 계측정보표시부(34)에 나타나는 유량정보는 순간유량, 적산유량, 유체의 유속 등이 될 수 있다.

상기 자가진단부(36)는 전자유량계(100)의 기기 이상을 파악하여 외부로 알리거나 자체적으로 교정이 가능한 것은 자가진단을 통해 복구할 수 있도록 하며, 변환부(14) 이상, 검출부(2) 이상, 신호송수신을 위한 케이블 단선, 설정오류의 진단표시 및 교정, 관로의 빈관 검출기능 등을 포함한다.

상기 데이터저장부(38)는 검출부(2)에 의해 계측된 전압 검출신호, 연산부(22)에 의해 계산된 유체의 유량정보, 상기 유량정보를 계산하기 위한 유체의 유속 및 유속의 변화추이 등을 포함하는 계측정보를 저장하며, 순간적인 전원의 OFF시에도 데이터를 백업하여 저장하는 기능을 갖는다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- 검출부 (4)-- 관형 몸체
(6)-- 체결부 (8)-- 전자석
(10)-- 계측부 (12)-- 절연부재
(14)-- 변환부 (16)-- 제어부
(18)-- 검출신호수신부 (20)-- 여자전류공급부
(22)-- 연산부 (24)-- 자계신호보상부
(25)-- 검출신호필터링부 (26)-- 검출신호분석부
(28)-- 검출신호추출부 (29)-- 다중샘플링부
(30)-- 균등자계신호생성부 (32)-- 작동신호입력부
(34)-- 계측정보표시부 (36)-- 자가진단부
(38)-- 데이터저장부 (40)-- 곡관부
(44)-- 검출신호입력부 (46)-- 스캔부
(48)-- 추출부 (50)-- 검출신호출력부
(100)-- 전자유량계

Claims

전자유량계에 있어서,
곡관부(40)의 후단에 설치하여 유체의 흐름에 따라 발생하는 전압의 변화를 계측하는 검출부(2)와, 상기 검출부(2)에 의해 계측된 전압 수치를 이용하여 유체의 유량을 계산하는 변환부(14)로 구성하며,
상기 검출부(2)는 유체가 흐르는 관로와 연결하여 유체가 검출부(2)를 통과할 수 있도록 하는 관형 몸체(4)와, 상기 관형 몸체(4)를 관로의 일단에 연결설치하기 위한 체결부(6)와, 변환부(14)로부터 여자전류를 공급받아 유체가 흐르는 관형 몸체(4) 내에 서로 다른 형태의 자기장이 형성되도록 코일의 굵기, 코일의 권선수, 코일의 가닥수, 코일 감는 방향을 포함하는 코일의 형태를 다르게 형성하는 적어도 하나 이상의 전자석(8)과, 상기 전자석(8)에 의해 자기장이 형성된 관형 몸체(4)를 통과하며 흐르는 유체에 의해 발생하는 전압 검출신호를 측정하는 계측부(10)와, 유체의 흐름에 의해 발생한 전압이 관형 몸체(4) 내벽에 의해 단락되는 것을 방지하기 위해 폴리 우레탄, 테프론 중 어느 하나로 형성하는 절연부재(12)로 구성하고,
상기 변환부(14)는 유체의 유량 계측을 위해 전반적으로 변환부(14)를 관리하는 제어부(16)와, 유체가 관형 몸체(4) 내에서 흐름에 따라 계측부(10)에 의해 전자석(8)에서 발생한 전압을 측정한 다수의 검출신호를 검출부(2)로부터 전송받아 제어부(16)로 전송하는 검출신호수신부(18)와, 전자석(8)에 여자전류를 공급하여 자기장이 관형 몸체(4) 내에 형성되도록 하는 여자전류공급부(20)와, 상기 계측부(10)에 의해 계측된 전압 검출신호를 이용하여 유체의 유량을 산출하는 연산부(22)와, 상기 연산부(22)에 의한 유량의 산출시 계측부(10)의 전압 검출신호를 하드웨어 필터에 의해 1차로 노이즈를 제거하고 소프트웨어 필터에 의해 2차로 노이즈를 제거한 후 유체의 편류나 난류에 의한 계측부(10)의 오차범위를 보정하는 균등자계 검출신호를 생성하는 자계신호보상부(24)를 구성하되,
상기 자계신호보상부(24)는 계측부(10)를 통해 측정된 전압 검출신호에 포함된 노이즈를 하드웨어 필터를 이용하여 1차로 제거하는 검출신호필터링부(25)와, 노이즈가 1차로 제거된 전압 검출신호를 전자석(8)이 설치된 형태에 따라 발생한 자기장별로 분류하는 검출신호분석부(26)와, 상기 검출신호분석부(26)에 의해 자기장별로 전압 검출신호를 분류한 후 각각의 검출신호 중에서 전압의 변화없이 신호값이 일정하게 유지되는 구간을 필터링하는 검출신호추출부(28)와, 상기 검출신호추출부(28)에 의해 필터링된 검출신호에 포함된 노이즈를 소프트웨어 필터를 이용하여 2차로 제거하는 다중샘플링부(29)와, 노이즈가 2차로 제거된 각 구간별 검출신호를 이용하여 자기장을 통합한 전체 검출신호를 생성하여 유체가 흐르는 관형 몸체(4) 내측의 관로 전체에 자기장이 고르게 분포된 것과 같은 균등자계 검출신호를 생성하는 균등자계신호생성부(30)로 구성하고,
변환부(14)의 ON/OFF, 측정된 유체의 유량정보를 포함하는 계측정보를 설정하기 위해 터치방식으로 작동을 제어하는 작동신호입력부(32)와, 측정된 유체의 순간유량, 적산유량, 유체의 유속을 포함하는 유량정보를 외부로 표시하는 계측정보표시부(34)와, 변환부(14) 이상, 검출부(2) 이상, 신호송수신을 위한 케이블 단선, 설정오류의 진단 표시 및 교정, 관로의 빈관 검출기능을 포함하는 전자유량계(100)의 기기 이상을 실시간으로 판단하여 외부로 알림과 함께 자체적으로 교정하는 자가진단부(36)와, 계측부(10)에 의해 계측된 전압 검출신호, 연산부(22)에 의해 계산된 유체의 유량정보, 상기 유량정보를 계산하기 위한 유체의 유속 및 유속의 변화추이를 포함하는 검출부(2)와 변환부(14)의 데이터를 저장함과 함께 순간적인 전원의 OFF시에도 데이터를 백업하여 저장하는 기능을 갖는 데이터저장부(38)로 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터를 이용한 다중샘플링 방식의 전자유량계.
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제1항에 있어서,
상기 검출신호필터링부(25)는 다수의 전자석(8)에 의해 감지되는 다수의 전압 검출신호를 입력받는 검출신호입력부(44)와, 입력된 검출신호를 미리 설정된 범위값과 비교연산하는 스캔부(46)와, 상기 스캔부에 의해 비교연산한 데이터를 이용하여 범위값을 벗어나는 검출신호를 제거하는 추출부(48)와, 상기 추출부(48)에 의해 1차로 노이즈가 제거된 검출신호를 검출신호분석부(26)로 전송하는 검출신호출력부(50)로 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터를 이용한 다중샘플링 방식의 전자유량계.
제1항에 있어서,
상기 검출부(2)와 변환부(14)에는 무선통신을 위한 무선통신부를 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터를 이용한 다중샘플링 방식의 전자유량계.