KR101941423B1 - Apparatus for monitoring leakage rate in pipes by using laminar flow element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력발전소와 같은 시설물에 설치된 배관에서 발생하는 누설률을 측정하고 감시하는 누설률 모니터링 장치에 관한 것이다. 상기 누설률 모니터링 장치는, 가스가 유입되는 가스 유입구; 상기 가스 유입구와 연결되고 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는 유량 측정부; 상기 가스 유입구와 연결되어 가스가 유출되는 가스 유출구; 상기 유량 측정부의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 유량 측정부는, 가스가 유입되는 입력부; 가스가 유출되는 출력부; 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 연결되는 복수의 상기 유로; 상기 복수의 유로를 각각 개폐하는 밸브; 상기 입력부와 상기 출력부 사이의 차압을 측정하는 차압계; 를 포함하고, 복수의 상기 유로의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자를 구비하고, 상기 유로로 유입된 가스는 상기 층류소자를 통해서만 유동할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 누설률을 측정하기 위한 센서를 층류소자로 대체함으로써, 제품의 무게가 줄어 이동이 편리하고 장시간 사용에도 누설률 측정의 정확도가 유지될 수 있는 누설률 모니터링 장치를 제공할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a leakage rate monitoring apparatus for measuring and monitoring a leakage rate occurring in a piping installed in a facility such as a nuclear power plant. The leakage rate monitoring apparatus includes: a gas inlet through which gas flows; A flow rate measuring unit connected to the gas inlet and branching to a plurality of flow channels and having different flow measurement ranges for each flow channel; A gas outlet connected to the gas inlet to discharge the gas; A control unit for controlling the operation of the flow measuring unit; Wherein the flow rate measuring unit comprises: an input unit into which gas flows; An output section through which gas flows; A plurality of said passages connected between said input section and said output section; A valve for opening and closing the plurality of flow paths, respectively; A differential pressure meter for measuring a differential pressure between the input unit and the output unit; And at least one laminar flow element having a predetermined diameter and a length and capable of passing a gas therethrough is provided in the plurality of flow paths, and the gas introduced into the flow path can flow only through the laminar flow element.
According to this configuration, by replacing the sensor for measuring the leak rate with the laminar flow element, it is possible to provide a leak rate monitoring apparatus in which the weight of the product is reduced and the movement is easy and the accuracy of leak rate measurement can be maintained even for a long time .
Description
본 발명은 원자력발전소와 같은 시설물에 설치된 배관에서 발생하는 누설률을 측정하고 감시하는 누설률 모니터링 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a leakage rate monitoring apparatus for measuring and monitoring a leakage rate occurring in a piping installed in a facility such as a nuclear power plant.
원자력발전소와 같은 시설물에는 다수의 배관이 설치되어 있고, 이러한 배관에는 유체의 이동을 위해 밸브들이 설치된다. 밸브 또는 배관을 통해 유체가 누설되는지 그리고 얼마나 누설되는지를 측정하고 감시하는 것은 시설물의 안전을 위해서 매우 중요한 일이다. Facilities such as nuclear power plants are equipped with a number of piping, which are equipped with valves for fluid movement. Measuring and monitoring fluid leakage and leakage through valves or piping is critical to the safety of the facility.
누설량을 측정하기 위해서는, 배관에 있는 전후단의 밸브를 완전히 잠그고 밸브와 밸브 사이의 누설을 측정한다. 이를 위해, 먼저 압축공기를 누설률 모니터링 장치를 통해 배관으로 공급하고, 배관 내부의 압력이 안정될 때까지 기다린다. 다음에, 추가로 압축공기를 배관으로 공급하면서, 배관으로 공급되는 공기의 양을 측정하여 누설되는 정도를 판단한다. To measure the leakage, completely close the valves at the front and rear of the piping and measure the leakage between the valve and the valve. To do this, first supply the compressed air to the piping through the leak rate monitoring device, and wait until the pressure inside the piping is stabilized. Next, while the compressed air is further supplied to the piping, the amount of air supplied to the piping is measured to determine the degree of leakage.
배관에서의 누설은 외부에서 감지할 수 있고, 대부분의 경우 누설은 배관에서보다는 밸브 시트에서 주로 발생한다. 누설량을 측정해서 누설량이 허용치보다 큰 경우에는 밸브를 보수하거나 교체하게 된다. Leakage in piping can be detected from the outside, and in most cases leakage occurs mainly on the valve seat rather than on the piping. If the leak amount is measured and the leakage amount is larger than the allowable value, the valve is repaired or replaced.
종래의 누설률 모니터링 장치에서는, 누설되는 유량을 측정하는 센서로 질량유량계(thermal mass flow meter)을 용량별로 여러 대 설치하여 사용하고 있다. In the conventional leak rate monitoring apparatus, a plurality of mass flow meters are installed for each capacity in order to measure leaked flow rate.
작업자는 누설률 모니터링 장치를 들고다니면서 배관마다 누설량을 측정하는 데, 이러한 장치는 무게는 약 18 kg이며, 이 중에서 질량유량계가 차지하는 무게가 약 7 kg 정도가 된다. 따라서, 누설률 모니터링 장치에서 질량유량계가 차지하는 무게를 줄이면, 휴대하면서 반복적인 검사를 하는 작업자의 어려움을 많이 해소할 수 있다. The operator carries the leak rate monitoring device and measures the leakage amount per pipe, which weighs about 18 kg, and the weight of the mass flowmeter is about 7 kg. Therefore, if the weight of the mass flow meter is reduced in the leak rate monitoring apparatus, it is possible to solve the difficulty of the operator repeatedly carrying out the test.
또한, 질량유량계는 장시간 사용하면 센서로서의 질량유량계의 측정값이 달라지게 되고, 작업자는 해당 질량유량계의 전기적인 신호를 보정하여 사용하면서 누설률 측정의 정확도가 저하되는 문제점이 있다. Also, when the mass flowmeter is used for a long time, the measurement value of the mass flowmeter as the sensor is changed, and the operator has a problem that the accuracy of the leak rate measurement is lowered while correcting the electrical signal of the mass flowmeter.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 누설률을 측정하기 위한 센서를 층류소자로 대체함으로써, 제품의 무게가 줄어 이동이 편리하고 장시간 사용에도 누설률 측정의 정확도가 유지될 수 있는 누설률 모니터링 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for measuring leakage rate by replacing a sensor for measuring leak rate with a laminar flow element, And an object of the present invention is to provide a leakage rate monitoring apparatus.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 가스를 투입하여 누설율을 모니터링하는 누설률 모니터링 장치는, 가스가 유입되는 가스 유입구; 상기 가스 유입구와 연결되고 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는 유량 측정부; 상기 가스 유입구와 연결되어 가스가 유출되는 가스 유출구; 상기 유량 측정부의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 유량 측정부는, 가스가 유입되는 입력부; 가스가 유출되는 출력부; 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 연결되는 복수의 상기 유로; 상기 복수의 유로를 각각 개폐하는 밸브; 상기 입력부와 상기 출력부 사이의 차압을 측정하는 차압계; 를 포함하고, 복수의 상기 유로의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자를 구비하고, 상기 유로로 유입된 가스는 상기 층류소자를 통해서만 유동할 수 있다.In order to accomplish the above object, there is provided a leakage rate monitoring apparatus for monitoring a leakage rate by injecting gas according to the present invention, comprising: a gas inlet through which gas flows; A flow rate measuring unit connected to the gas inlet and branching to a plurality of flow channels and having different flow measurement ranges for each flow channel; A gas outlet connected to the gas inlet to discharge the gas; A control unit for controlling the operation of the flow measuring unit; Wherein the flow rate measuring unit comprises: an input unit into which gas flows; An output section through which gas flows; A plurality of said passages connected between said input section and said output section; A valve for opening and closing the plurality of flow paths, respectively; A differential pressure meter for measuring a differential pressure between the input unit and the output unit; And at least one laminar flow element having a predetermined diameter and a length and capable of passing a gas therethrough is provided in the plurality of flow paths, and the gas introduced into the flow path can flow only through the laminar flow element.
또한, 복수의 상기 유로는 각각 상기 층류소자를 상기 유로에 지지하기 위한 지지판을 포함하고, 상기 지지판에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통해 상기 층류소자가 삽입된 상태에서, 상기 개구와 상기 층류소자의 원주 사이는 용접된다.The plurality of flow paths each include a support plate for supporting the laminar flow element in the flow path, wherein an opening is formed in the support plate, and in a state in which the laminar flow element is inserted through the opening, Is welded.
또한, 복수의 상기 유로는 각각 상기 지지판 일측의 제1 유로와, 상기 지지판 타측의 제2 유로로 이루어지고, 상기 층류소자가 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 삽입된 상태에서, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 상기 지지판에 접촉시켜 용접한다.The plurality of flow paths may include a first flow path on one side of the support plate and a second flow path on the other side of the support plate. In a state where the laminar flow elements are inserted into the first flow path and the second flow path, And the flow path and the second flow path are brought into contact with the support plate to be welded.
다른 실시예에 따른, 가스 유입구와, 가스 유출구와, 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는 유량 측정부와, 상기 유량 측정부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 누설률 모니터링 장치를 이용하여 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 방법은, 상기 가스 유입구를 가스원과 연결하고, 상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 가스유출구를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계; 상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 유량 측정부의 가장 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계; 상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 유량 측정부의 다음으로 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계; 를 포함하고, 상기 유로의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자가 구비하고, 상기 유로로 유입된 가스는 상기 층류소자를 통해서만 유동할 수 있도록 하고, 상기 제어부는 상기 층류소자 양단의 압력차로부터 상기 유로를 통해 유동하는 가스의 유량 및 측정 대상물의 누설률을 모니터링한다.A leak rate monitoring device including a gas inlet, a gas outlet, a flow rate measuring unit branched from the plurality of flow channels and having different flow rate measurement ranges for each flow rate, and a control unit for controlling the operation of the flow rate measuring unit, A method of monitoring a leak rate of a measurement object using a gas outlet includes connecting the gas inlet to a gas source and supplying a gas supplied through the gas outlet to the measurement object through the gas outlet; Supplying a gas supplied through the gas source to a measurement object through a flow path having a widest measurement range of the flow measurement unit; Supplying a gas supplied through the gas source to a measurement object through a flow path having a next broad measurement range of the flow measurement unit; Wherein at least one laminar flow element having a predetermined diameter and a predetermined length and capable of passing gas therethrough is provided in the flow path, the gas introduced into the flow path can flow only through the laminar flow element, The controller monitors the flow rate of the gas flowing through the flow path and the leakage rate of the measurement object from the pressure difference across the laminar flow element.
또한, 상기 층류소자는 지지판에 형성된 개구를 통해 삽입되어 상기 유로에 지지되고, 상기 개구와 상기 층류소자의 원주 사이는 용접된다.Further, the laminar flow element is inserted through an opening formed in the support plate and supported by the flow path, and the opening is welded between the circumference of the laminar flow element.
본 발명에 따르면, 누설률을 측정하기 위한 센서를 층류소자로 대체함으로써, 제품의 무게가 줄어 이동이 편리하고 장시간 사용에도 누설률 측정의 정확도가 유지될 수 있는 누설률 모니터링 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a leakage rate monitoring apparatus which can reduce the weight of a product and is convenient to move and can maintain the accuracy of leakage rate measurement even for a long period of time by replacing a sensor for measuring leak rate with a laminar flow element .
도 1은 본 발명의 누설률 모니터링 장치를 이용하여 밸브를 통한 누설량을 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 누설률 모니터링 장치에서 누설률을 측정하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누설률 모니터링 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3에서 유량 측정부의 구성을 상세히 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 층류소자를 유로에 지지하는 방법을 순차적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 유량 측정부를 통해 유량을 측정한 실험 예를 도시하는 그래프이다. 1 is a view for explaining a method of measuring a leakage amount through a valve using the leakage rate monitoring apparatus of the present invention.
2 is a view for explaining a method for measuring a leakage rate in the leakage rate monitoring apparatus of the present invention.
3 is a diagram showing a configuration of a leakage rate monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining the configuration of the flow rate measuring unit in detail in FIG.
5A to 5F are views for sequentially illustrating a method of supporting the laminar flow element of the present invention on a flow path.
6 is a graph showing an experimental example in which the flow rate is measured through the flow rate measuring unit of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.
도 1은 본 발명의 누설률 모니터링 장치를 이용하여 밸브를 통한 누설량을 측정하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 2는 본 발명의 누설률 모니터링 장치에서 누설률을 측정하기 위한 방법을 설명하는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누설률 모니터링 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 3에서 유량 측정부의 구성을 상세히 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining a method of measuring a leakage amount through a valve using the leakage rate monitoring apparatus of the present invention. 2 is a view for explaining a method for measuring a leakage rate in the leakage rate monitoring apparatus of the present invention. 3 is a diagram showing a configuration of a leakage rate monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining the configuration of the flow rate measuring unit in detail in FIG.
본 발명의 누설률 모니터링 장치(100)는 가스 유입구(101), 유량 측정부, 가스 유출구(102), 제어부(160), 표시부(170) 등을 포함한다. The leakage
가스 유입구(101)는 가스원과 연결되어, 가스원으로부터의 압축가스가 유입된다. The
유량 측정부는 가스 유입구(101)와 연결되고 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는다. 유량 측정부의 전단에는 가스 내에 존재할 수 있는 습기 또는 미세먼지를 여과하기 위해 필터(110)가 배치된다. 필터(110)의 다음에는 유입되는 가스의 압력을 제어하기 위한 레큘레이터(120)가 배치될 수 있다. The flow rate measuring unit is connected to the
가스 유출구(102)는 가스 유입구(101)와 연결되어 가스가 유출되고, 가스 유출구(102)는 누설률을 측정하기 위한 배관(10) 등과 연결된다. 가스 유출구(102)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(102a)가 배치된다. 가스 유출구(102)와는 별도로 가스를 외부로 배출하기 위한 벤트 유로(103)가 배치될 수 있고, 벤트 유로(103)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(103a)가 배치된다. The
제어부(160)는 유량 측정부 등의 작동을 제어한다. 표시부(170)는 누설률을 측정하는 과정을 화면에 표시한다. The
배관(10)의 누설률을 측정하기 위해서는, 누설률 모니터링 장치(100)의 가스 유입구(101)를 가스원과 연결한다. 배관(10)의 밸브(20)를 잠근 상태에서, 가스원으로부터 공급되는 압축가스를 가스 유입구(101), 연결관(145) 및 가스 유출구(102)를 통해 배관(10)으로 공급한다. 배관(10) 내의 압력이 안정된 상태에서, 유량 측정부의 복수의 유로(141, 142, 143, 144)를 통해 가스를 공급하면서 배관(10)에서의 누설률을 모니터링 할 수 있다. In order to measure the leakage rate of the
유량 측정부는 입력부(130), 출력부(150), 복수의 유로(141, 142, 143, 144), 밸브(131, 132, 133, 134), 차압계(155) 등을 포함한다. The flow rate measuring unit includes an
입력부(130)로는 가스가 유입된다. 입력부(130)로 유입된 가스는 복수의 유로(141, 142, 143, 144) 중 어느 하나를 거쳐 출력부(150)로 유출된다. 출력부(150)로 유출된 가스는 가스 유출구(102)를 통해 배관(10)으로 공급될 수 있다. The gas is introduced into the
복수의 유로(141, 142, 143, 144)는 입력부(130)와 출력부(150) 사이에 연결되고, 각각의 유로(141, 142, 143, 144)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(131, 132, 133, 134)가 배치된다. 밸브(131, 132, 133, 134)는 각각의 유로(141, 142, 143, 144)에 개별적으로 설치되지만, 각각의 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 하나의 밸브가 설치될 수도 있다. A plurality of
차압계(155)는 입력부(130)와 출력부(150) 사이의 차압을 측정한다. 입력부(130)에는 온도센서(104)가 설치되고, 출력부(150)에는 압력센서(105)가 설치될 수 있다. 온도센서(104)와 압력센서(105)가 설치되는 위치는 변경될 수 있다. The
복수의 유로(141, 142, 143, 144)의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자가 구비된다. 유로(141, 142, 143, 144)로 유입된 가스는 층류소자를 통해서만 유동할 수 있도록 구성된다. At least one laminar flow element having a predetermined diameter and length and capable of passing gas is provided in the plurality of
도 2를 참조하면, 가스가 세관 내부를 흐를 때 유속이 낮은 층류 영역인 경우(예를 들어, 레이놀즈수가 2300 이하인 경우), 차압과 유량(Q)은 다음 식으로부터 구할 수 있다. Referring to FIG. 2, the differential pressure and the flow rate Q can be obtained from the following equation when the gas flows in the inside of the tubular section and the flow velocity is low in the laminar flow region (for example, when the Reynolds number is 2300 or less).
Q = (πD4/128μL)*△P 식 (1) Q = (πD 4 / 128μL) * △ P formula (1)
여기서, Q는 유량이고, D는 유로의 직경이고, μ는 유체의 점도이고, L은 유로의 길이이고, △P는 유로의 전단과 후단의 압력차이다. Here, Q is the flow rate, D is the diameter of the flow path, mu is the viscosity of the fluid, L is the length of the flow path, and DELTA P is the pressure difference between the front end and the rear end of the flow path.
도 4를 참조하면, 복수의 유로(141, 142, 143, 144)는 각각 층류소자를 유로에 지지하기 위한 지지판을 포함한다. Referring to Fig. 4, the plurality of
예를 들어, 유로(141)는 직경이 0.25mm이고, 길이가 85mm인 층류소자(141b) 하나를 포함하고, 이러한 층류소자(141b)는 지지판(141a)을 통해 유로(141)에 지지된다. 유로(141)는 2~20ccm(cm3/min)의 유량을 측정할 수 있다. For example, the
유로(142)는 직경이 0.25mm이고, 길이가 85mm인 층류소자(142b) 2개를 포함하고, 이러한 층류소자(142b)는 지지판(142a)을 통해 유로(142)에 지지된다. 유로(142)는 20~200ccm의 유량을 측정할 수 있다. The
유로(143)는 직경이 0.54mm이고, 길이가 85mm인 층류소자(143b) 2개를 포함하고, 이러한 층류소자(143b)는 지지판(143a)을 통해 유로(143)에 지지된다. 유로(143)는 200~2000ccm의 유량을 측정할 수 있다. The
유로(144)는 직경이 0.54mm이고, 길이가 85mm인 층류소자(144b) 20개를 포함하고, 이러한 층류소자(144b)는 지지판(144a)을 통해 유로(144)에 지지된다. 유로(144)는 2000~20000ccm의 유량을 측정할 수 있다. The
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 층류소자를 유로에 지지하는 방법을 순차적으로 설명하는 도면이다. 5A to 5F are views for sequentially illustrating a method of supporting the laminar flow element of the present invention on a flow path.
도 5a를 참조하면, 개구(142a')가 형성된 지지판(142a)이 마련된다. 지지판(142a)은 원형의 얇은 판으로 형성되고, 지지판(142a)의 직경은 유로의 직경보다 크게 형성된다. Referring to FIG. 5A, a
도 5b를 참조하면, 개구(142a')를 통해 층류소자(142b)가 삽입된다. 층류소자(142b)는 2개로 형성되고, 각각 0.25mm의 직경을 가질 수 있다. Referring to FIG. 5B, a
도 5c를 참조하면, 개구(142a')와 층류소자(142b)의 원주 사이는 용접(P1)된다. 이는 개구(142a')와 층류소자(142b) 사이의 공간을 통해 가스가 누설되지 않도록 한다.Referring to FIG. 5C, the space between the
도 5d를 참조하면, 지지판(142a) 일측에 제1 유로(142c)를 배치하고, 지지판(142a) 타측에 제2 유로(142d)를 배치한다. 이때, 층류소자(142b)는 제1 유로(142c)와 제2 유로(142d)에 삽입된 상태가 된다. 5D, a
도 5e를 참조하면, 제1 유로(142c)와 제2 유로(142d)를 지지판(142a)에 접촉시킨다. Referring to FIG. 5E, the
도 5f를 참조하면, 제1 유로(142c)와 지지판(142a) 사이 그리고 제2 유로(142d)와 지지판(142a) 사이를 용접(P2)한다. Referring to FIG. 5F, welding P2 is performed between the
다시 도 4를 참조하면, 유로(141, 142, 143, 144)를 통해 유입되는 가스는 층류소자(141b, 142b, 143b, 144b)로만 유입된다. 이는 층류소자의 원주와 지지판 사이가 용접되고, 유로와 지지판 사이도 용접되어 있기 때문이다. Referring again to FIG. 4, the gas flowing through the
유로(144)와 같이 다수(예를 들어, 20개)의 층류소자(144b)가 배치되는 경우에는, 지지판(144a)에 하나의 개구가 형성되고, 이러한 개구를 통해 20개의 층류소자(144b)가 삽입될 수 있다. 다음에, 개구와 층류소자(144b) 사이 및 층류소자(142b)들 사이를 용접하여 가스가 층류소자(144b)로만 유동되게 할 수 있다. In the case where a plurality of (for example, 20)
본 발명의 누설률 모니터링 장치(100)에 따르면, 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는 유량 측정부에 층류소자(141b, 142b, 143b, 144b)가 배치되고, 이러한 층류소자(141b, 142b, 143b, 144b) 양단의 차압을 측정하여 누설률을 측정한다. According to the leak rate monitoring apparatus (100) of the present invention, the laminar flow devices (141b, 142b, 143b, 144b) are disposed in a flow rate measuring unit branched from a plurality of flow paths and having different flow measurement ranges for each flow path, The differential pressure at both ends of the
이러한 유량 측정부는 매우 간단한 구조를 가지면서 부품의 수가 적어 누설률 모니터링 장치(100)의 무게를 줄일 수 있다. 그에 따라, 누설률 모니터링 장치(100)를 가지고 다니면서 배관마다 누설률을 모니터링하는 작업자의 이동이 편리한 이점이 있다. Such a flow rate measuring unit has a very simple structure and a small number of parts, thereby reducing the weight of the leak
또한, 이러한 유량 측정부는 구조가 간단하여 측정 오차가 적고, 매우 용이하면서 저렴하게 교체가 가능하므로, 장시간 사용에도 누설률 모니터링 장치(100)의 측정 정확도를 유지될 수 있다. In addition, since such a flow rate measuring unit has a simple structure and has a small measurement error, it can be easily and inexpensively replaced, so that the measurement accuracy of the leak
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 누설률 모니터링 장치(100)를 사용하여 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of monitoring the leakage rate of a measurement object using the leakage
먼저, 누설률 모니터링 장치(100)의 가스 유입구(101)를 가스원과 연결하고, 이러한 가스원을 통해 공급되는 가스를 연결관(145) 및 가스 유출구(102)를 통해 측정 대상물(예를 들어, 배관)로 공급한다. 소정의 시간이 지나면, 배관 내부의 압력이 일정하게 된다. 이때, 밸브(135)만 개방되고 나머지 밸브(131, 132, 133, 134)는 폐쇄된다. First, the
다음에, 가스원을 통해 공급되는 가스를 유량 측정부의 가장 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 배관으로 공급한다. 본 실시예에서는, 2000~20000ccm의 유량을 측정할 수 있는 유로(144)를 통해 가스를 공급한다. 이때, 밸브(134)만 개방되고 나머지 밸브(131, 132, 133, 135)는 폐쇄된다. Next, the gas supplied through the gas source is supplied to the pipe through the flow path having the widest measuring range of the flow rate measuring section. In this embodiment, the gas is supplied through the
제어부(160)는 층류소자(144b) 양단의 압력차로부터 유로(144)를 통해 유동하는 가스의 유량 및 측정 대상물의 누설률을 모니터링한다. The
다음에, 누설이 없다고 판단될 경우, 가스원을 통해 공급되는 가스를 유량 측정부의 다음으로 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 배관으로 공급한다. 본 실시예에서는, 200~2000ccm의 유량을 측정할 수 있는 유로(143)를 통해 가스를 공급한다. 이때, 밸브(133)만 개방되고 나머지 밸브(131, 132, 134, 135)는 폐쇄된다. 이와 같이, 순차적으로 유로(142) 및 유로(141)를 통해 가스를 공급하여 가스의 유량 및 측정 대상물의 누설률을 모니터링한다. Next, when it is judged that there is no leakage, the gas supplied through the gas source is supplied to the pipe through the flow path having the next widest measuring range of the flow measuring portion. In this embodiment, the gas is supplied through the
이러한 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 방법에 따르면, 매우 간단하면서 정확하게 측정 대상물의 누설률을 판단할 수 있다. According to the method of monitoring the leakage rate of the measurement object, the leakage rate of the measurement object can be determined very simply and accurately.
도 6은 본 발명의 유량 측정부를 통해 유량을 측정한 실험 예를 도시하는 그래프이다. 세관에서 유량과 차압의 관계식은 유동이 완전히 발달된 영역에서 적용되고, 세관의 길이가 짧은 경우에는 유동이 발달되지 않은 입구 유동효과(entrance effect)가 있어 차압과 유량사이의 상관관계를 실험으로 구축하였다. 6 is a graph showing an experimental example in which the flow rate is measured through the flow rate measuring unit of the present invention. The relation between flow and differential pressure in the tubule is applied in the fully developed region, and when the length of the tubule is short, there is an entrance effect in which the flow is not developed and the correlation between the pressure difference and the flow rate is experimentally constructed Respectively.
본 실험은 직경이 0.54mm이고, 길이가 85mm인 층류소자 2개를 사용하여 200~2000ccm의 유량을 측정할 수 있는 유로에서 진행되었다. 공급되는 가스는 공기로, 온도와 압력을 측정하면 공기의 점도를 알 수 있다. 유로 압력은 49psi 정도이고, 차압은 대략 500~4000 Pa 정도가 된다. This experiment was conducted in a flow path capable of measuring a flow rate of 200 to 2000 ccm using two laminar flow devices having a diameter of 0.54 mm and a length of 85 mm. The supplied gas can be measured with air, and the temperature and pressure can be measured to determine the viscosity of the air. The passage pressure is about 49 psi, and the differential pressure is about 500 to 4000 Pa.
식 (1)에서 얻을 수 있는 이론상 유량은 아래 직선으로 표시되고, 실제로 측정한 유량은 점선으로 표시된다. 실제로 누설량을 측정할 때는, 차압계(155)에 의해 측정된 차압을 실험으로 얻어진 그래프에 대입하여 유량을 얻을 수 있다. 이러한 유량은 배관에서의 누설량이 될 수 있다. The theoretical flow rate obtained in equation (1) is indicated by the lower straight line, and the actually measured flow rate is indicated by the dotted line. When actually measuring the leakage amount, the flow rate can be obtained by substituting the differential pressure measured by the
유량 측정부에 설치되는 각각의 층류소자마다 실험에 의해 그래프를 얻고, 제어부(160)는 차압으로부터 누설량을 계산하여 표시부(170)에 표시할 수 있다. A graph is obtained by experiment for each laminar flow element provided in the flow rate measuring unit, and the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
100 : 누설률 모니터링 장치
101 : 가스 유입구
102 : 가스 유출구
103 : 벤트 유로
104 : 온도센서
105 : 압력센서
110 : 필터
120 : 레큘레이터
130 : 입력부
131, 132, 133, 134, 135 : 밸브
141, 142, 143, 144 : 유로
142a : 지지판
142b : 층류소자
142c : 제1 유로
142d : 제2 유로
145 : 연결관
150 : 출력부
155 : 차압계
160 : 제어부
170 : 표시부100: Leakage rate monitoring device
101: gas inlet
102: gas outlet
103: Vent flow
104: Temperature sensor
105: Pressure sensor
110: filter
120:
130:
131, 132, 133, 134, 135: valve
141, 142, 143, 144:
142a:
142b: Laminar flow element
142c:
142d:
145: Connector
150:
155: Differential pressure gauge
160:
170:
Claims (5)
가스가 유입되는 가스 유입구;
상기 가스 유입구와 연결되고 복수의 유로로 분기되어 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖는 유량 측정부;
상기 가스 유입구와 연결되어 가스가 유출되는 가스 유출구;
상기 유량 측정부의 작동을 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 유량 측정부는,
가스가 유입되는 입력부;
가스가 유출되는 출력부;
상기 입력부와 상기 출력부 사이에 연결되는 복수의 상기 유로;
상기 복수의 유로를 각각 개폐하는 밸브;
상기 입력부와 상기 출력부 사이의 차압을 측정하는 차압계;
를 포함하고,
복수의 상기 유로의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자를 구비하고, 상기 유로로 유입된 가스는 상기 층류소자를 통해서만 유동할 수 있고,
각각의 상기 유로에서 상기 층류소자의 직경 또는 상기 층류소자의 개수를 다르게 함으로써 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖도록 하는 누설률 모니터링 장치.1. A leak rate monitoring apparatus for monitoring a leak rate by inputting gas, comprising:
A gas inlet through which gas flows;
A flow rate measuring unit connected to the gas inlet and branching to a plurality of flow channels and having different flow measurement ranges for each flow channel;
A gas outlet connected to the gas inlet to discharge the gas;
A control unit for controlling the operation of the flow measuring unit;
Lt; / RTI >
Wherein the flow-
An inlet through which gas flows;
An output section through which gas flows;
A plurality of said passages connected between said input section and said output section;
A valve for opening and closing the plurality of flow paths, respectively;
A differential pressure meter for measuring a differential pressure between the input unit and the output unit;
Lt; / RTI >
Wherein at least one laminar flow element having a predetermined diameter and a length and capable of passing gas therethrough is provided in each of the plurality of flow paths, the gas introduced into the flow path can flow only through the laminar flow element,
Wherein the flow rate measuring unit has different flow measurement ranges for each flow channel by making the diameters of the laminar flow devices or the number of the laminar flow devices different from each other in each of the flow paths.
복수의 상기 유로는 각각 상기 층류소자를 상기 유로에 지지하기 위한 지지판을 포함하고,
상기 지지판에는 개구가 형성되고, 상기 개구를 통해 상기 층류소자가 삽입된 상태에서, 상기 개구와 상기 층류소자의 원주 사이는 용접되는 누설률 모니터링 장치.The method according to claim 1,
The plurality of flow paths each include a support plate for supporting the laminar flow element in the flow path,
Wherein an opening is formed in the support plate and the opening is welded between the circumference of the laminar flow element with the laminar flow element inserted through the opening.
복수의 상기 유로는 각각 상기 지지판 일측의 제1 유로와, 상기 지지판 타측의 제2 유로로 이루어지고, 상기 층류소자가 상기 제1 유로와 상기 제2 유로에 삽입된 상태에서, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 상기 지지판에 접촉시켜 용접하는 누설률 모니터링 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of flow paths includes a first flow path on one side of the support plate and a second flow path on the other side of the support plate, and in a state in which the laminar flow element is inserted into the first flow path and the second flow path, And the second flow path is in contact with the support plate to weld the second flow path.
상기 가스 유입구를 가스원과 연결하고, 상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 가스유출구를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계;
상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 유량 측정부의 가장 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계;
상기 가스원을 통해 공급되는 가스를 상기 유량 측정부의 다음으로 넓은 측정 범위를 갖는 유로를 통해 측정 대상물로 공급하는 단계;
를 포함하고,
상기 유로의 내부에는 각각 소정의 직경과 길이를 갖고 가스가 통과할 수 있는 하나 이상의 층류소자가 구비하고, 상기 유로로 유입된 가스는 상기 층류소자를 통해서만 유동할 수 있도록 하고,
각각의 상기 유로에서 상기 층류소자의 직경 또는 상기 층류소자의 개수를 다르게 함으로써 유로별로 서로 다른 유량 측정 범위를 갖도록 하고,
상기 제어부는 상기 층류소자 양단의 압력차로부터 상기 유로를 통해 유동하는 가스의 유량 및 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 방법.A leakage rate monitoring device including a gas inlet, a gas outlet, a flow rate measuring unit branched from a plurality of flow paths and having different flow measurement ranges for each flow rate, and a control unit for controlling the operation of the flow rate measuring unit, A method for monitoring leakage rate,
Connecting the gas inlet to a gas source and supplying the gas supplied through the gas source to the measurement object through the gas outlet;
Supplying a gas supplied through the gas source to a measurement object through a flow path having a widest measurement range of the flow measurement unit;
Supplying a gas supplied through the gas source to a measurement object through a flow path having a next broad measurement range of the flow measurement unit;
Lt; / RTI >
Wherein at least one laminar flow element having a predetermined diameter and a length and capable of passing gas therethrough is provided in the inside of the flow path and the gas introduced into the flow path can flow only through the laminar flow element,
The diameter of the laminar flow element or the number of the laminar flow elements is different in each of the flow paths,
Wherein the controller monitors a flow rate of a gas flowing through the flow path and a leakage rate of a measurement object from a pressure difference between both ends of the laminar flow element.
상기 층류소자는 지지판에 형성된 개구를 통해 삽입되어 상기 유로에 지지되고, 상기 개구와 상기 층류소자의 원주 사이는 용접되는 측정 대상물의 누설률을 모니터링하는 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the laminar flow element is inserted through an opening formed in the support plate and is supported by the flow path, and the leakage between the opening and the circumference of the laminar flow element is monitored.
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