KR101928385B1 - 온도 변화에 대한 초음파 유량계의 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정배관에 설치되어 초음파를 이용하여 유량을 측정하는 초음파 유량계의 온도 변화에 따른 보정방법에 관한 것으로서, (a) 측정배관의 온도 변화에 대한 단면적 보정식을 도출하는 단계; (b) 각 온도별 유체에 대하여 유량교정장치를 이용하여 성능평가를 수행하고, 상기 단면적 보정식을 적용하여 제1성능평가값을 도출하는 단계; (c) 상기 제1성능평가값에 의해 그려지는 제1성능곡선의 선형 구간을 고유량 구간으로 정의하고, 고유량 구간의 온도별 성능평가값으로부터 제1선형 보정식을 도출하는 단계; (d) 상기 제1선형 보정식을 이용하여 제1성능평가값을 보정하여 제2성능평가값을 도출하는 단계; (e) 상기 제2성능평가값의 유량 변화를 레이놀즈 수로 이용하여 환산하여 제3성능평가값을 도출하는 단계; 및 (f) 상기 제3성능평가값에 의해 그려지는 제3성능곡선의 비선형 구간을 저유량 구간으로 정의하고, 저유량 구간의 온도별 성능평가 결과값으로부터 제2선형 보정식을 도출하는 단계;를 포함하는 초음파 유량계의 보정방법에 관한 것이다.

Description

온도 변화에 대한 초음파 유량계의 보정방법 {CALIBRATION METHOD OF ULTRASONIC FLOWMETER FOR TEMPERATURE VARIATION}

본 발명은 초음파 유량계의 보정방법에 관한 것이다.

유량계의 역할은 설치된 관에 흐르는 순간유량을 정확히 측정하는 것에 있다.

초음파 유량계는 초음파의 전파시간을 이용하여 유체의 속도를 측정하고, 미리 측정해 놓은 관의 단면적과 곱하여 순간유량을 측정한다.

일반적으로 유량계는 상온에서 동작하는바, 미리 측정해놓은 관의 단면적을 상수로 가정하여 측정을 진행하게 된다. 하지만, 유량 측정이 수행되는 관도 온도에 따라 팽창 · 수축을 하게된다. 즉, 유량측정에 있어서, 온도 변화에 따라 상수로 다루었던 관의 단면적 변화에 따른 오차가 발생하게 된다.

또한, 비압축성 유체의 경우에도 압력 변화는 별론, 온도 변화에 의해 비체적, 점도 등의 유체의 물리적 특성이 변하게 된다. 이러한 온도 변화에 대한 유체의 물리적 특성 변화는 유체의 종류에 따라 달라진다.

이와 같이, 온도 변화에 대해 유량 측정에 영향을 주는 요소들이 다양함을 알 수 있다. 따라서, 현재의 초음파 유량계를 단순히 사용하는 경우에는 측정 신뢰성이 다소 감소하게 된다.

즉, 초정밀 초음파 유량계를 위한 보정방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 온도 변화가 발생한 경우에도 유량 측정에 대한 높은 정밀성을 가질 수 있도록하는 초음파 유량계의 보정방법을 제공하는 것에 있다. 특히, 본 발명의 목적은 보다 간편하게 유체의 종류를 달리하는 경우에도 이용할 수 있는 초음파 유량계의 보정방법을 제공하고자 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명은 전술한 과제를 달성하기 위한 측정배관에 설치되어 초음파를 이용하여 유량을 측정하는 초음파 유량계의 온도 변화에 따른 보정방법에 관한 것이다. 본 발명의 초음파 유량계의 보정방법은 (a) 측정배관의 온도 변화에 대한 단면적 보정식을 도출하는 단계; (b) 각 온도와 구경별 유체에 대하여 유량교정장치를 이용하여 성능평가를 수행하고, 상기 단면적 보정식을 적용하여 제1성능곡선을 도출하는 단계; (c) 상기 제1성능곡선의 선형 구간을 고유량 구간으로 정의하고, 고유량 구간의 온도별 성능평가값으로부터 제1선형 보정식을 도출하는 단계; (d) 상기 제1선형 보정식을 이용하여 제1성능곡선을 보정하여 제2성능곡선을 도출하는 단계; 및 (e) 상기 제2성능곡선의 유량 변화를 레이놀즈 수로 이용하여 환산하여 x-축을 레이놀즈 수로 하는 제3성능곡선을 도출하는 단계;를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1선형 보정식을 도출하는 단계는 고유량 구간에 대한 상기 제1성능곡선의 제1성능평가값의 평균편차를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

삭제

일 실시예에 있어서, 상기 단면적 보정식을 도출하는 단계는 실제 온도 변화에 따른 단면적 보정의 유효성을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

삭제

일 실시예에 있어서, 상기 성능평가는 물을 이용하여 수행될 수 있다.

삭제

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계의 고유량 구간은 유속이 1 m/s 이상인 구간인 것을 특징으로 할 수 있다.

위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서 유량 측정과정에서 온도변화가 있는 경우에도 높은 정밀성을 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 유량계의 보정방법은 레이놀즈 수(數)를 이용함으로써, 보정결과를 도출하는 과정에서 이용된 유체가 아닌 다른 종류의 유체에 대해서도 그 보정결과를 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 초음파 유량계의 보정방법은 손쉽게 다양한 유체에 이용가능하면서, 온도 변화에 대해 높은 정밀도를 유지할 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1는 온도 변화에 따라 유량측정배관의 지름이 변화하는 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보정방법의 플로우 차트를 간략히 도시한 것이다.
도 3는 온도 변화에 따른 유량측정배관의 지름 변화를 반영한 단면적 보정식을 적용한 유량계의 성능평가 결과로서, 각 온도별로 유량을 변화시키며 성능 평가를 진행하여 성능곡선을 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 성능곡선 중 고유량 영역인 선형 구간에서의 평균 편차를 이용하여 선형식을 도출한 결과를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 4에서 구해진 선형식을 이용하여, 도 3의 선형식을 이용하여 보정된 성능곡선을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 보정된 성능곡선을 레이놀즈 수로 환산하여 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 레이놀즈 수로 환산된 성능곡선에 을 이용하여 저유량 영역에 대한 보정을 수행한 결과를 개략적으로 도시한 것이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

유량계와 같은 계측장치는 측정하고자 하는 대상을 정확하게 측정하는 것이 가장 중요한 요소이다. 하지만, 실제 유량계의 성능을 평가하는 환경과 실제 사용되는 환경은 압력, 온도 등 차이가 매우 크다. 특히, 유량계의 경우 비압축성 유쳬(예를 들어, 물)에 대한 측정을 수행할 때에는 압력에 대한 영향을 무시할 수 있으나, 온도는 그러하지 않다. 즉, 온도에 따라서 유체의 물리적 특성(예를 들어, 비체적, 점도 등)이 변할 수 있고, 물리적 특성의 변화는 유량 측정값의 신뢰성을 저하시키는 요인이 될 수 있다.

따라서, 일반적으로는 유량계의 사용 조건을 공지하고, 그 사용 조건 하에서 사용할 것을 권장하고 있다. 하지만, 실온 조건이 30 ℃ 범위라고 해도 오차범위는 적지 않다.

대표적인 비압축성 유체인 물에 대해 30 ℃보다 작은 27 ℃의 온도차이가 있는 조건에서 유량을 측정한다고 가정해보자.

물의 비체적은 4 ℃에서 0.00100000 ㎥/㎏이며, 30 ℃에서 0.00100435 ㎥/㎏이다. 물이 4 ℃에서 30 ℃로 변화하면, 물의 부피는 0.435% 증가 된다. 이와 같은 물의 부피 변화는 유량계의 사용 압력조건인 20 기압 이내에서의 부피변화인 0.08%에 비해서 5배가 넘는 것이다.

특히, 온도가 80 ℃에서는 물의 비체적이 0.00102900 ㎥/㎏로 4 ℃ 물의 비체적에 비해 2.9% 증가하며 그 변화가 현저하다.

더욱이, 온도 변화에 대한 유체의 물리적 특성만 변화하는 것이 아니라, 측정 배관의 부피팽창으로 인한 센서 사이의 거리 변화, 측정 배관의 단면적 변화도 발생한다. 또한, 초음파 유량계는 물에 대해서만 유량 측정을 수행하는 것이 아니다. 따라서, 단순히 온도별 데이터를 입력하는 것만으로는 다양한 비압축성 유체에 대한 온도 변화에 대한 보정을 수행하기 어렵다.

즉, 온도변화에 따라 유체뿐만 아니라 초음파 유량계의 측정 조건도 변화하는바, 초음파 유량계의 신뢰성은 온도 변화에 민감하다. 따라서, 현저히 높은 정밀도를 가지는 초음파 유량계에는 온도 변화에 대한 보정이 필요하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보정방법의 플로우 차트를 간략히 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보정방법은 측정배관의 온도 변화에 대한 단면적 보정식을 도출하는 단계(S110), 각 온도별 유체에 대하여 유량교정장치를 이용하여 성능평가를 수행하고, 상기 단면적 보정식을 적용하여 제1성능곡선을 도출하는 단계(S120), 상기 제1성능평가값에 의해 그려지는 제1성능곡선의 선형 구간을 고유량 구간으로 정의하고(예를 들어, V≥1 m/s), 고유량 구간의 온도별 성능평가값으로부터 제1선형 보정식을 도출하는 단계(S130), 상기 제1선형 보정식을 이용하여 제1성능평가값을 보정하여 제2성능곡선을 도출하는 단계(S140) 및 상기 제2성능평가값의 유량 변화를 레이놀즈 수로 이용하여 환산하여 제3성능곡선을 도출하는 단계(S150)를 포함한다.

먼저, 측정배관의 온도 변화에 대한 단면적 보정식을 도출하는 단계(S110)가 수행된다.

온도 변화가 있는 경우 유체의 물리적 특성만 변화하는 것이 아니라 측정 배관의 단면적에도 변화가 있다. 초음파 유량계의 경우에는 온도에 따라 부피팽창이 발생하면 두 센서 사이의 수평 거리, 두 센서 사이의 초음파의 전파경로의 길이 등이 달라지는 바, 온도변화에 의한 초음파 유량계의 신뢰성이 더욱 떨어지게 된다.

온도변화에 따른 측정배관의 부피변화에 대한 보정식을 세우기 위해서는 실제로 초음파 유량계의 측정원리를 살펴봐야 한다.

초음파 유량계는 수학식 1과 같이 초음파 센서 사이에서 초음파의 발신으로부터 수신하는 시간 변화를 이용하여 측정하게 된다.

이때, Q는 유량(㎥/s), A는 관의 단면적(㎡), V는 유속(m/s)을 의미한다. 또한, D는 배관의 지름, L은 센서사이의 전파 경로의 길이, d는 센서 사이의 수평 사영거리, t₁ 및 t₂는 각 센서에서 상대 센서까지 초음파의 도달 시간을 의미한다.

온도가 증가하면, 도 1과 같이 측정 배관을 구성하는 재료의 열팽창으로 인해 지름이 증가하게 된다. 또한 그 반대의 경우도 생길 수 있다. 한편, 부피의 변화는 일반적으로 선팽창의 약 3배로 계산될 수 있다고 알려져 있다(수학식 2 참조).

이때, Vol, A, L은 각각 부피, 단면적, 길이를, α는 해당 측정배관의 선팽창계수, ΔT는 온도 변화를 의미한다.

이때, T1은 최초에 모든 측정변수를 입력한 생산 시의 기준온도이고, T2는 측정 시의 온도를 의미한다. 따라서, 기준온도에 비해 측정온도가 상승했다면 (+) 값을 가지며, 기준온도에 비해 측정온도가 하강하였다면 (-)로 되어 부피변화량에 대한 보정이 필요하다.

원형 관로의 경우 그 부피는 원통의 부피를 구하는 공식에 의해 다음의 수학식 4와 같이 정해진다.

이때, 설치각도가 45°라면 d≒D가 된다. 즉, Vol ≒D³ 이 된다. 결국, 부피 변화량은 선팽창의 약 3배정도 온도에 의해 영향을 받는다.

측정배관으로 주로 강관이나 스테인리스관이 사용되는데, 강관의 선팽창계수는 12.2 × 10^-3 ㎜/m℃ 이며, 스테인리스관의 선팽창계수는 18.4 × 10^-3 ㎜/m℃이다.

스테인리스관에 비해 선팽창계수가 작은 강관 1000 mm를 기준으로 하더라도 30 ℃의 온도차가 생기면 약 1.098 mm의 팽창이 발생하는 바, 약 0.11%의 배관의 부피 팽창이 발생한다.

따라서, 이러한 부피팽창에 대한 보정이 필요하며, 배관 재료의 선팽창계수를 이용하여, 측정배관의 온도 변화에 대한 보정식을 수학식 2와 같이 구할 수 있다. 즉 각각의 초음파 유량계의 제품 모델에 따라, 수학식 2로부터 측정 배관의 온도 변화에 따른 부피 변화(ΔV)를 사전에 도출할 수 있다.

아래의 표 1은 스테인리스 원형 배관의 경우를 나타낸 것이다.

예를 들어, 표 1과 같이, 스테인리스 원형관의 경우 수학식 2를 적용하면 ΔT=10 ℃이면 약 +0.055 %, ΔT=20 ℃이면 약 +0.11 %, ΔT=100 ℃이면 약 +0.55 %로 예측 가능하다. 한편, 온도 변화의 측정은 온도계가 직접 내장된 초음파 유량계를 이용하거나, 간접 온도계측 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 간접 온도계측 방법에는 배관 혹은 유체의 매질에 따른 신호의 해석(음향저항, 주파수, 신호크기)을 통해 온도를 계측할 수 있으며, 본 발명이 특정한 온도계측 방법으로 제한되지 않는다. 즉, 어떠한 방법으로 온도를 측정하더라도 본 발명의 보정 방법이 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명은 온도 변화에 따른 측정 배관의 지름 변화를 실험하고, 이를 단면적 보정식과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 실제 측정배관을 이루는 물질의 조성 또는 불순물에 따라 선팽창계수가 달라지거나, 측정배관의 형상으로 인해 단면적 보정식과 실제 변화 사이에 오차가 발생할 수 있다. 이러한 차이를 줄이는 단계를 더 포함하여, 본 발명의 초음파 유량계의 보정방법의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.다만 배관의 선팽창 또는 체적팽창 등은 간단하게 정적인 방법으로 검증할 수도 있다. 즉, 온도를 쉽게 변화시킬 수 있는 유체(예를 들어, 오일류)에 배관을 침지하여, 온도 변화에 따른 단면적 보정의 유효성을 확인하는 단계를 수행할 수 있다.

단면적 보정식을 도출하는 단계(S110)를 수행한 후에, 각 온도별 유체에 대하여 유량교정장치를 이용하여 성능평가를 수행하고, 상기 단면적 보정식을 적용하여 제1성능곡선을 도출하는 단계(S120)를 수행한다.

본 발명에서는 대표적인 비 압축성 유체인 물을 이용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 물을 이용하여 진행되나, 후술하는 바와 같이 다른 비압축성 유체에 대해서도 물을 기준으로 얻어낸 보정조건과 방법을 대입하여 유량 측정값에 대한 보정을 수행할 수 있다.

예를들어 물 20 ℃, 50 ℃ 및 80 ℃의 온도로 마련하였고, 유량교정장치를 이용하여 유량을 점차 증가시키면서 유량 크기별로 성능평가를 수행하였다. 성능평가를 수행하는 단계는 성능평가를 진행하면서 얻은 측정값에 단면적 보정식을 적용하여 제1성능평가값을 얻거나, 단면적 보정이 이뤄진 초음파 유량계를 이용하여 측정한 측정값을 통해 제1성능평가값을 얻었다. 이러한 제1성능평가값을 이용하여 도 3과 같이 제1성능곡선을 도출할 수 있었다.

도 3을 참조하면, 단면적 보정식을 적용하였음에도 불구하고, 온도 변화에 따라 그 성능이 다르게 평가되는 것을 알 수 있다.

즉, 단면적 보정식만 적용한 상태에서는 초음파 유량계의 신뢰성이 여전히 낮다.

따라서, 제1성능곡선을 도출하는 단계(S120)를 수행한 후에 상기 제1성능평가값에 의해 그려지는 제1성능곡선의 선형 구간을 고유량 구간으로 정의하고(예를들어 V≥1 m/s), 고유량 구간의 온도별 성능평가값으로부터 제1선형 보정식을 도출하는 단계(S130)를 진행한다. 이때, 고유량 구간이라 함은 제1성능곡선의 비선형구간에 비해 유량이 상대적으로 높은 구간을 의미하는 것이다. 일반적인 종래의 유량계의 성능곡선은 저유량에서는 오차 및 변동이 크고, 상대적으로 고유량에서는 오차가 작고 안정적인 특성을 갖는다.

도 3을 참조하면, 선형구간에서는 성능평가값이 거의 일정한 것을 확인할 수 있다.

따라서, 선형구간 내의 특정 유량에서의 온도별 성능평가값을 온도-성능평가값으로 좌표화하여 도 4와 도시할 수 있다. 각 좌표값으로부터 제1선형 보정식을 도출할 수 있다. 이때, 온도를 측정하는 방식에 따라 도 4의 그래프의 기울기가 달라질 수 있으나, 보정 절차나 방식이 달라지는 것은 아니다.

본 발명에서는 20 ℃, 50 ℃ 및 80 ℃로 진행하였으나, 온도 표본을 증가시키거나 구경을 달리하면서 시험하여 표본의 신뢰성을 더욱 향상 시킬 수 있을 것이다. 즉, 제1선형 보정식을 도출하는 단계(S130)를 수행한 후에는 온도 표본 외의 온도에 대해서도 보정식이 적합한지 여부를 확인하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 120 ℃에서도 도출된 제1선형 보정식이 적정한지 확인함으로써, 본 발명의 초음파 유량계의 보정방법의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.구체적으로 살펴보면, 정적인 상태에서 유량계 내부의 유체의 온도를 상온에서 100, 120, 140 ℃로 높여서 배관 팽창 등의 기초 특성의 변화를 확인할 수 있다. 특히, 기름 등의 오일류를 정적인 상태 하에서 이용하여 고온 영역의 제1선형 보정식이 적정한지 시험할 수 있다.

이때, 고온 영역이라 함은 100 ℃ 이상의 온도를 의미하는데, 고온 영역에 대해서는 대부분의 동적인 유량 교정장치가 물을 작동 유체로 이용하기 때문에 100 ℃ 이상에서는 특별한 고압 설비가 아니면 시험할 수 없다는 문제가 있다.

하지만, 본 발명은 오일류를 이용함으로써 정적인 상태하에서 고온 영역에서도 제1선형 보정식이 적정한지 여부에 대한 확인을 할 수 있는 것이다.

다음으로, 제1선형 보정식을 이용하여 제1성능곡선을 보정하여 제2성능곡선을 도출하는 단계(S140)를 수행한다.즉, 제1선형 보정식을 제1성능평가값의 고유량 구간에 적용하여 고유량 구간에 대한 보정을 수행하여 제2성능평가값을 얻는다. 그 결과, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 선형 구간인 고유량 구간의 온도별 성능평가값이 수렴되는 것을 확인할 수 있다.

하지만, 여전히 도 5의 제2성능곡선의 비선형 구간, 즉 저유량 구간에서의 성능평가값은 수렴되지 않은 것을 알 수 있다. 따라서, 저유량 구간을 일치화시키는 보정이 필요하다.

이에 따라, 제2성능곡선의 유량 변화를 레이놀즈 수로 이용하여 환산하여 제3성능곡선을 도출하는 단계(S150)를 수행한다.

레이놀즈 수란 유속에 의한 관성력(Inertia force)와 유속의 변화율에 따른 점성력(Viscous force)의 상대적인 비중을 나타내는 것으로서, 무차원 인자에 해당한다.

구체적으로 살펴보면, 레이놀즈 수 변환은 유체의 종류, 온도 및 유속에 의해 결정된다. 원형관로의 경우 레이놀즈 수는 Re=(V·D)/ν로 표현된다. 이때, V와 D는 평균유속과 직경이고 ν는 유체의 해당 온도에 따라 변하는 동점성계수이다.

제2성능평가값을 레이놀즈 수로 환산하면 도 6과 같아지며, 도 6에서 보는 바와 같이 x-축으로 온도별 보정결과를 표시하게 된다. 즉, 도 5의 x-축의 값이 레이놀즈 수에 의해 표현되고, 이를 이용하면 일정한 성능곡선과 패턴을 보이게 된다. S150 단계에 의해 통상의 성능곡선이 레이놀즈 수에 의해 표현되고, 이에 따라 이를 보정하는 함수를 도출할 수 있다. 실제 유량의 측정과정에서는 레이놀즈 수에 따라 보정한 결과로부터 온도와 유량을 환산함으로써 그 유량값에 대한 보정 결과를 얻을 수 있다.

결론적으로 본 발명은 S150 단계에서 무차원 수인 레이놀즈 수로 성능평가값을 변환하므로, 실제 보정조건을 도출하는 과정에서 사용되지 아니한 다른 유체에 대해서도 해당 보정조건을 이용할 수 있다. 레이놀즈수로 환산하면 실제 보정조건이 도출되었던 유체(예를 들어, 물)가 아닌 다른 유체의 경우에도 초음파 유량계에 유체의 종류와 온도에 따른 동점성계수를 입력하였다면, 다른 유체에 대해서도 적합하도록 보정과정이 수행될 수 있다. 즉, 무차원수인 레이놀즈 수에 따라 상사성이 적용될 수 있는 것이다.

도 5 및 도 6을 비교해보면, 제2성능평가값의 유량변화를 레이놀즈 수로 환산함으로써 제2성능곡선의 저유량 구간의 온도별 성능평가값이 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 하지만, 여전히 저유량 구간은 비선형의 형상을 가지고 있음을 알 수 있다.

레이놀즈 수를 이용하여 제3성능평가값을 도출한 후에 제3성능평가값에 의해 그려지는 제3성능곡선의 비선형 구간을 저유량 구간으로 정의할 수 있다. 저유량 영역의 저유량 구간의 비선형의 형상은 일정한 성능을 가지도록하는 다른 보정방법을 통해 일정해질 수 있다. 그 결과, 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 비선형 구간이였던 저유량 구간이 선형으로 보정되는 것을 확인할 수 있다.

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이상에서 설명한 본 발명의 초음파 유량계의 보정방법을 이용한다면, 초음파 유량계의 동작 온도가 변하더라도 높은 정밀도로 유량을 측정할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 초음파 유량계는 특정 유체를 기준으로 보정 조건을 도출하지만, 다른 종류의 유체에도 적용이 해당 보정 조건이 적용이 가능하다는 장점이 있다.

예를 들어, 초음파 유량계의 측정방법을 설명하면, 측정배관에 설치된 초음파 유량계를 이용하여 유량을 측정하는 과정에서 온도변화가 발생한 경우에 있어서, 측정 결과를 상술한 보정방법으로부터 도출된 단면적 보정식, 제1선형 보정식 및 레이놀즈 수를 이용하여 보정함으로써 온도 변화 및 유체 종류와 무관하게 높은 정밀도를 유지하면서 유량을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 이때, 초음파 유량계의 온도는 온도계를 이용하여 직접적으로 측정하거나, 간접 온도 계측방법으로 측정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (7)

1. 측정배관에 설치되어 초음파를 이용하여 유량을 측정하는 초음파 유량계의 온도 변화에 따른 보정방법에 관한 것으로서,
   (a) 측정배관의 온도 변화에 대한 단면적 보정식을 도출하는 단계;
   (b) 각 온도와 구경별 유체에 대하여 유량교정장치를 이용하여 성능평가를 수행하고, 상기 단면적 보정식을 적용하여 제1성능곡선을 도출하는 단계;
   (c) 상기 제1성능곡선의 선형 구간을 고유량 구간으로 정의하고, 고유량 구간의 온도별 성능평가값으로부터 제1선형 보정식을 도출하는 단계;
   (d) 상기 제1선형 보정식을 이용하여 제1성능곡선을 보정하여 제2성능곡선을 도출하는 단계; 및
   (e) 상기 제2성능곡선의 유량 변화를 레이놀즈 수로 이용하여 환산하여 x-축을 레이놀즈 수로 하는 제3성능곡선을 도출하는 단계;를 포함하는 초음파 유량계의 보정방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1선형 보정식을 도출하는 단계는 고유량 구간에 대한 상기 제1성능곡선의 제1성능평가값의 평균편차를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계의 보정방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 단면적 보정식을 도출하는 단계는 실제 온도 변화에 따른 단면적 보정의 유효성을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계의 보정방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 성능평가는 물을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 초음파 유량계의 보정방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 (c) 단계의 고유량 구간은 유속이 1 m/s 이상인 구간인 것을 특징으로 하는 초음파 유량계의 보정방법.
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7. 삭제

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