KR102089741B1 - Mass flow meter for ship using - Google Patents

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KR102089741B1
KR102089741B1 KR1020180131140A KR20180131140A KR102089741B1 KR 102089741 B1 KR102089741 B1 KR 102089741B1 KR 1020180131140 A KR1020180131140 A KR 1020180131140A KR 20180131140 A KR20180131140 A KR 20180131140A KR 102089741 B1 KR102089741 B1 KR 102089741B1
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KR
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fluid
flow tube
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temperature
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KR1020180131140A
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Inventor
김경수
장용석
이상민
최성호
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주식회사 마르센
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    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78—Direct mass flowmeters
    • G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

The present invention relates to a mass flow meter for a ship, which uses a Coriolis force to measure a mass flow rate and includes: a fluid pipe wherein a fluid inlet is formed at one side and a fluid outlet is formed at the other side; a flow tube communicating with the fluid inlet and the fluid outlet respectively and wherein a curved curve unit is formed; a first flange installed adjacent to the fluid inlet; a second flange installed adjacent to the fluid outlet; a drive body installed at a predetermined distance from the curve unit and generating vibration; a vibration measurement sensor installed opposite to the curve unit and detecting the Coriolis force; and a temperature measurement sensor installed at the flow tube and measuring the temperature of a fluid flowing from the fluid inlet.

Description

선박용 질량 유량계{Mass flow meter for ship using}Mass flow meter for ship using}

본 발명은 선박용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코리올리 힘을 이용하여 질량 유량을 측정하는 선박용 질량 유량계에 관한 것이다.The present invention relates to a ship, and more particularly to a ship mass flow meter for measuring the mass flow rate using the Coriolis force.

일반적으로, 유체의 온도나 압력이 크게 변화하는 유동에서는 유체의 밀도가 온도나 압력에 따라 변화하기 때문에 온도나 압력의 변화가 큰 유동의 부피유량을 측정하는 경우에 정확도의 측면에서 약점을 보이게 된다.In general, in a flow in which the temperature or pressure of a fluid changes greatly, the density of the fluid changes according to the temperature or pressure, and thus, when measuring the volume flow rate of the flow with a large change in temperature or pressure, it exhibits weakness in terms of accuracy. .

따라서 필요한 경우에는 온도나 압력을 측정하여 온도보정 및 압력 보정을 하여주는 것이 일반적이다. 그러나 시스템이 복잡하고 오차 용인도 많기 때문에 질량 유량을 측정하는 것이 더욱 바람직한 형태로 변천하여 왔으며, 이를 계기로 질량 유량계가 실용화되었다.Therefore, it is common to perform temperature correction and pressure correction by measuring temperature or pressure when necessary. However, since the system is complex and has many tolerances for error, it has become a more desirable form to measure mass flow, and the mass flow meter has been put into practical use.

질량 유량계에는 직접형 질량 유량계와 부피 유량계에 밀도계를 조합한 간접형 질량 유량계가 있으며, 코리올리 질량 유량계는 직접형 질량 유량계의 대표적인 예이다.The mass flow meter includes a direct mass flow meter and an indirect mass flow meter that combines a density meter with a volume flow meter, and the Coriolis mass flow meter is a representative example of the direct mass flow meter.

일정 속도로 회전, 진동하는 회전좌표계에서 운동하는 물체가 회전 중심으로 향하거나 중심으로부터 이탈할 경우 각운동량 보존법칙에 의하여 각속도가 변화하게 되며, 코리올리 힘이 발생하게 된다.When an object moving in a rotating coordinate system that rotates and vibrates at a constant speed moves toward or deviates from the center, the angular velocity is changed by the conservation of angular momentum, and a Coriolis force is generated.

이때 발생하는 코리올리 힘이 질량과 속도의 곱에 비례한다는 것으로부터 코리올리 힘을 측정하여 질량유량을 구하는 방식의 유량계를 코리올리 질량 유량계라 부른다.At this time, the Coriolis mass flow meter is called a Coriolis mass flow meter, which measures the Coriolis force from the fact that the Coriolis force generated is proportional to the product of mass and velocity.

이러한 콜리올리 질량 유량계 중 종래에 제안된 한국등록특허공보 제10-1073058호에서는 코리올리 유량계로서, 단일 유동관을 포함하여 일정 속도로 회전 및 진동하는 회전좌표계에서 운동하는 물체가 회전중심으로 향하거나 중심으로부터 이탈할 경우, 각 운동량 보존법칙에 의하여 각속도가 변화하게 되며 코리올리 힘이 발생하게 된다. 이때, 발생하는 코리올리 힘이 질량과 속도의 곱에 비례한다는 것으로부터 코리올리 힘을 측정하여 질량 유량을 구하는 코리올리 유량계에 관한 것이다.Among these Coriolis mass flowmeters, Korean Patent Publication No. 10-1073058, which has been proposed in the related art, is a Coriolis flowmeter, in which a moving object in a rotating coordinate system that rotates and vibrates at a constant speed, including a single flow tube, faces or rotates from the center. When deviating, the angular velocity changes according to the conservation law of each momentum, and Coriolis force is generated. At this time, it relates to a Coriolis flowmeter that measures the Coriolis force from the fact that the generated Coriolis force is proportional to the product of mass and velocity to obtain the mass flow rate.

한편, 종래의 콜리올리 유량계는 유체의 온도나 압력이 변화하는 유동에서는 유체의 밀도가 온도나 압력에 따라 변화하기 때문에 온도나 압력의 변화가 큰 유동의 부피유량을 측정하는 경우에 낮은 정확도를 가지는 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional Coriolis flowmeter has low accuracy when measuring the volumetric flow rate of a flow with a large change in temperature or pressure because the density of the fluid changes with temperature or pressure in a flow where the temperature or pressure of the fluid changes. There was a problem.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유체의 온도나 압력이 변화하는 유동에서도, 즉, 온도나 압력의 변화가 큰 유동의 부피 유량을 정확하게 측정할 수 있는 선박용 질량 유량계를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and provides a mass flow meter for ships capable of accurately measuring the volume flow rate of a flow in which the temperature or pressure of the fluid changes, that is, the flow of the temperature or pressure is large. The main purpose is.

본 발명에 따른 선박용 질량 유량계는 일측에는 유체 유입구가 형성되고, 타측에는 유체 유출구가 형성되는 유관과, 상기 유체 유입구와 유체 유출구에 각각 연통되며, 만곡되는 만곡부가 형성되는 플로 튜브와, 상기 유체 유입구와 인접하게 설치되는 제1 플랜지와, 상기 유체 유출구와 인접하게 설치되는 제2 플랜지와, 상기 만곡부에서 일정 거리 이격되어 설치되며, 진동을 발생시키는 구동체와, 상기 만곡부를 기준으로 대향지게 설치되며, 코리올리 힘을 검출하는 진동 측정 센서 및 상기 플로 튜브에 설치되며, 상기 유체 유입구에서 유입되는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mass flow meter for a ship according to the present invention has a flow tube having a fluid inlet port formed on one side and a fluid outlet port formed on the other side, a flow tube communicating with the fluid inlet port and the fluid outlet port respectively, and forming a curved curved portion, and the fluid inlet port And a first flange installed adjacently, a second flange installed adjacent to the fluid outlet, and spaced apart at a predetermined distance from the curved portion, a driving body that generates vibration, and oppositely installed based on the curved portion It is characterized in that it comprises a vibration measurement sensor for detecting a Coriolis force, and a temperature measurement sensor installed in the flow tube and measuring the temperature of the fluid flowing from the fluid inlet.

또한, 상기 유체 유입구와 유체 유출구는 각각 분기되어 형성되며, 상기 플로 튜브는 상기 유체 유입구가 분기된 제1 유체 유입구와 유체 유출구가 분기된 제1 유체 유출구에 연통되는 제1 플로 튜브와, 상기 유체 유입구가 분기된 제2 유체 유입구와 유체 유출구가 분기된 제2 유체 유출구에 연통되는 제2 플로 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fluid inlet and the fluid outlet are respectively formed by branching, the flow tube is a first flow tube in communication with the first fluid inlet, the fluid inlet is branched and the first fluid outlet, the fluid outlet is branched, the fluid And a second flow tube communicating with the second fluid inlet with the inlet branched and the second fluid outlet with the fluid outlet branched.

또한, 상기 구동체는 상기 제1 플로 튜브와 제2 플로 튜브를 서로 반대방향으로 진동시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving body is characterized in that the first flow tube and the second flow tube to vibrate in opposite directions to each other.

본 발명에 따른 선박용 질량 유량계는 유체 유입구로부터 유입되는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정 센서가 마련되어 측정된 유체의 온도 데이터를 포함하여 유체의 부피 유량을 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.The mass flow meter for ships according to the present invention is provided with a temperature measuring sensor for measuring the temperature of the fluid flowing from the fluid inlet, and provides an effect of accurately measuring the volume flow rate of the fluid including temperature data of the measured fluid.

또한, 유체 유입구와 유체 유출구가 각각 분기되어 형성되며, 플로 튜브는 분기된 유체 유입구와 유체 유출구에 각각 연통되는 제1 플로 튜브와 제2 플로 튜브로 구성되어 유체가 복수 개의 튜브로 분기된 플로 튜브로 흐르게 되기 때문에 구동체가 구동되는 진동에 영향을 크게 받아 유체의 부피 유량을 더욱 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the fluid inlet and the fluid outlet are formed by branching, respectively, and the flow tube is composed of a first flow tube and a second flow tube that are respectively in communication with the branched fluid inlet and the fluid outlet, and the fluid is a flow tube with a plurality of tubes branched Since it flows to, it is greatly influenced by the vibration driven by the driving body, thereby providing an effect to more accurately measure the volume flow rate of the fluid.

또한, 구동체는 분기된 제1 플로 튜브와 제2 플로 튜브를 서로 반대방향으로 진동하도록 하여, 제1 플로 튜브와 제2 플로 튜브 간에 공명 현상이 발생하여 진동이 안정되며, 그에 따라 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the driving body causes the first flow tube and the second flow tube to vibrate in opposite directions to each other, and resonance occurs between the first flow tube and the second flow tube, thereby stabilizing the vibration, thereby improving measurement accuracy. It provides an effect that can be improved.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선박용 질량 유량계를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예 따른 선박용 질량 유량계를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선박용 질량 유량계에 유체의 유동에 대한 각 지점에서의 압력을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 선박용 질량 유량계에 유체의 유동에 대한 각 지점에서의 압력을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a mass flow meter for a ship according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a mass flow meter for a ship according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a view showing the pressure at each point for the flow of the fluid to the mass flow meter for ships according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the pressure at each point for the flow of fluid to the mass flow meter for ships according to another preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical spirit of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are only examples shown in order to describe the technical spirit of the present invention in more detail, so the technical spirit of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선박용 질량 유량계를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a mass flow meter for a ship according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 선박용 질량 유량계(1000)는 유관(100), 플로 튜브(200), 제1 플랜지(300), 제2 플랜지(400), 구동체(500), 진동 측정 센서(600) 및 온도 측정 센서(700)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the mass flow meter 1000 for a ship of the present invention includes an oil pipe 100, a flow tube 200, a first flange 300, a second flange 400, a driving body 500, and vibration measurement It includes a sensor 600 and a temperature measuring sensor 700.

먼저, 본 발명의 선박용 질량 유량계(1000)는 선박 내에 설치되고, 내부에 연료유가 유통되는 선박배관의 일측과 연결되어 유체가 유입되고, 유입된 유체의 유량을 측정한 후, 선박배관의 타측에 연결되어 유로를 유통시킨다.First, the mass flow meter 1000 for ships of the present invention is installed in a ship, connected to one side of a ship piping through which fuel oil flows, and fluid flows in, and measures the flow rate of the introduced fluid, and then on the other side of the ship piping. Connected to circulate the flow path.

이를 위해, 상기 유관(100)은 직선형태의 파이프로서, 좌우 양단에 유체 유입구(110)와 유체 유출구(120)가 형성된다.To this end, the oil pipe 100 is a straight pipe, and fluid inlets 110 and fluid outlets 120 are formed at both left and right ends.

상기 유체 유입구(110)와 유체 유출구(120)는 유관(100)의 내부에서 연통되지 않도록 유관(100)의 중앙부는 내부가 채워진 파이프 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The fluid inlet 110 and the fluid outlet 120 is preferably formed in the shape of a pipe filled with a central portion of the oil pipe 100 so as not to communicate with the inside of the oil pipe 100.

다음으로, 상기 플로 튜브(200)는 유관(100)의 좌우 양단에 각각 유체 유입구(110)와 유체 유출구(120)에 연통되며, 일부가 만곡되는 만곡부(201)가 형성된다.Next, the flow tube 200 is in communication with the fluid inlet 110 and the fluid outlet 120 at the left and right ends of the oil pipe 100, respectively, and a curved portion 201 is formed to be partially curved.

도 3에 도시된 바와 같이, 플로 튜브(200)가 'U' 형태로 만곡지게 되면, 유체 유입구(110)에서 유입될 때의 압력은 4.79 bar이며, 유체 유출구(120)에서 압력은 4.54 bar로 산출되었으며, 평균 유속은 126m/s로 산출되었다.As shown in FIG. 3, when the flow tube 200 is curved in a 'U' shape, the pressure when flowing from the fluid inlet 110 is 4.79 bar, and the pressure at the fluid outlet 120 is 4.54 bar. The average flow rate was calculated to be 126 m / s.

반면, 도 4에 도시된 바와 같이, 플로 튜브(200)가 완만한 곡선을 가지도록 'U'자 형태로 만곡지지 않고 절곡되었을 때, 유체 유입구(110)에서 유입될 때의 압력은 입구측이 319.115 bar이고, 유체 유출구(120)에서 압력은 0.49 bar로 산출되었으며, 평균 유속은 543m/s로 산출되었다.On the other hand, as shown in FIG. 4, when the flow tube 200 is bent without being curved in an 'U' shape so as to have a gentle curve, the pressure when flowing from the fluid inlet 110 is at the inlet side. 319.115 bar, the pressure at the fluid outlet 120 was calculated to be 0.49 bar, and the average flow rate was calculated to be 543 m / s.

상술한 바와 같이, 플로 튜브(200)는 다양한 형태로 만곡될 수 있으며, 유체의 유동성이 좋은 대략 'U'자 형태로 만곡되는 것이 바람직하다.As described above, the flow tube 200 may be curved in various forms, and it is preferable to be curved in a substantially 'U' shape with good fluidity.

다시 도 1을 참조하면, 상기 유체 유입구(110)의 선박배관에 연결되는 일측은 하나의 관형상으로 형성되며, 유체 유입구(110)의 타측은, 즉, 유관(100)의 내부에서는 복수 개로 분기되도록 형성된다.Referring to FIG. 1 again, one side connected to the ship piping of the fluid inlet 110 is formed in a single tubular shape, and the other side of the fluid inlet 110 is branched into a plurality in the inside of the oil pipe 100. It is formed as possible.

그리고 상기 유체 유출구(120)의 선박배관에 연결되는 일측은 하나의 관형상으로 형성되며, 유체 유출구(120)의 타측은, 즉 유관(100)의 내부에서는 복수 개로 분기되도록 형성된다.In addition, one side connected to the ship pipe of the fluid outlet 120 is formed in a single tubular shape, and the other side of the fluid outlet 120 is formed to branch into a plurality in the inside of the oil pipe 100.

본 발명에서는 유체 유입구(110)와 유체 유출구(120)를 두 개로 분기되도록 도시하였으나, 2개 이상으로 분기되는 것도 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것은 자명하다.In the present invention, the fluid inlet 110 and the fluid outlet 120 are illustrated to be branched into two, but it is obvious that the branching of two or more is also included in the scope of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명의 유체 유입구(110)와 유체 유출구(120)가 분기되어 형성됨에 따라 상기 플로 튜브(200)는 일단이 유체 유입구(110)가 분기된 제1 유체 유입구(111)와 연결되고, 타단이 유체 유출구(120)가 분기된 제1 유체 유출구(121)에 연통되는 제1 플로 튜브(210)를 포함한다.As described above, as the fluid inlet 110 and the fluid outlet 120 of the present invention are formed by branching, the flow tube 200 has a first fluid inlet 111 where the fluid inlet 110 is branched. The first flow tube 210 is connected, and the other end is in communication with the first fluid outlet 121 where the fluid outlet 120 is branched.

또한, 플로 튜브(200)는 일단이 유체 유입구(110)가 분기된 제2 유체 유입구(121)와 연결되고, 타단이 유체 유출구(120)가 분기된 제2 유체 유출구(122)에 연통되는 제2 플로 튜브(220)를 포함한다.In addition, the flow tube 200 is connected to the second fluid inlet 121, the fluid inlet 110 is branched one end, the other end is connected to the second fluid outlet 122, the fluid outlet 120 is branched 2 includes a flow tube (220).

다음으로, 상기 제1 플랜지(300)는 유체 유입구(110)에 인접하도록, 유관(100)의 일측에 설치된다.Next, the first flange 300 is installed on one side of the oil pipe 100, adjacent to the fluid inlet 110.

또한, 상기 제2 플랜지(400)는 유체 유출구(120)에 인접하도록, 유관(100)의 타측에 설치된다.In addition, the second flange 400 is installed on the other side of the oil pipe 100, adjacent to the fluid outlet 120.

제1 플랜지(300)와 제2 플랜지(400)는 선박배관과 유관(100)을 서로 연결하기 위한 구성으로, 유관(100)의 일측과 타측에 각각 나사 결합된다.The first flange 300 and the second flange 400 are configured to connect the ship pipe and the oil pipe 100 to each other, and are respectively screwed to one side and the other side of the oil pipe 100.

그리고 제1 유입구(110)의 내주면에는 메쉬망이 설치되며, 일측 선박배관으로부터 공급되는 유체에 포함된 슬러리 혹은 고체입자가 플로 튜브(200) 내부로 유입되어 고장을 일으키거나 압력 손실을 유발하는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, a mesh network is installed on the inner circumferential surface of the first inlet 110, and the slurry or solid particles contained in the fluid supplied from one side of the ship piping is introduced into the flow tube 200 to cause failure or pressure loss. It can be prevented.

또한, 상기 구동체(500)는 상기 만곡부(201)에서 일정 거리 이격되어 설치된다.In addition, the driving body 500 is installed spaced a predetermined distance from the curved portion (201).

상기 구동체(500)는 플로 튜브(200)를 진동시키기 위한 구성으로, 구동체(500)가 구동되면 플로 튜브(200)는 구동체(500)에서 발생한 진동에 의하여 상하로 왕복 운동을 하게 된다.The drive body 500 is configured to vibrate the flow tube 200. When the drive body 500 is driven, the flow tube 200 reciprocates up and down by vibration generated by the drive body 500. .

상기 구동체(500)는 플로 튜브(200)를 진동시키는데, 바람직하게는 플로 튜브(200)의 최고 진폭이 0.1 inch 이내이며, 70hz 내지 90hz 싸이클(Cycle)로 진동시키게 된다.The drive body 500 vibrates the flow tube 200, preferably, the highest amplitude of the flow tube 200 is within 0.1 inch, and vibrates in a 70hz to 90hz cycle.

여기서, 구동체(500)는 제1 플로 튜브(210)와 제2 플로 튜브(220)를 서로 반대 방향으로 진동시키게 된다.Here, the driving body 500 vibrates the first flow tube 210 and the second flow tube 220 in opposite directions.

상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부에 위치하는 제1 플로 튜브(210)를 상향으로 이동시킬 때에는 하부에 위치하는 제2 플로 튜브(220)를 하향으로 이동시키고, 제1 플로 튜브(210)를 하향으로 이동시킬 때에는 제2 플로 튜브(220)를 상향으로 이동시키게 된다.In detail, as shown in FIG. 1, when moving the first flow tube 210 located at the top upward, the second flow tube 220 positioned at the bottom is moved downward, and the first flow tube When the 210 is moved downward, the second flow tube 220 is moved upward.

상술한 바와 같이, 제1 플로 튜브(210)와 제2 플로 튜브(220)가 서로 반대 방향으로 진동하면서 공진 현상(진동을 일으키는 어떤 물체의 영향을 받아 다른 물체가 진동을 일으킴으로써 진동이 증폭해 적은 힘으로 큰 진동을 일으키는 현상)이 발생하여 유체의 유량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.As described above, while the first flow tube 210 and the second flow tube 220 vibrate in opposite directions, a resonance phenomenon (vibration amplifies by vibrating another object under the influence of an object causing vibration). A phenomenon that causes a large vibration with a small force) occurs, so that the flow rate of the fluid can be accurately measured.

그리고 상기 플로 튜브(200)의 비틀림 각도를 측정하기 위하여 플로 튜브(200)의 만곡부(201)를 기준으로 대향지게 각각 설치되며, 플로 튜브(200)에서 발생하는 코리올리 힘을 검출하는 진동 측정 센서(600)가 구비된다.And in order to measure the torsion angle of the flow tube 200, the vibration measurement sensor detects the Coriolis force generated in the flow tube 200, which are respectively installed opposite to the curved portion 201 of the flow tube 200. 600) is provided.

참고로, 플로 튜브(200)의 비틀림 각도는 플로 튜브(200) 내부에서 발생하는 코리올리 힘과 비례하도록 나타나는데 이에 관해서는 본 발명의 사용예에서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.For reference, the twist angle of the flow tube 200 appears to be proportional to the Coriolis force generated inside the flow tube 200, which will be described in more detail in the use example of the present invention.

다음으로, 상기 온도 측정 센서(700)는 플로 튜브(200)에 설치되며, 유체 유입구(110)에서 유입되는 유체의 온도를 측정한다.Next, the temperature measurement sensor 700 is installed in the flow tube 200, and measures the temperature of the fluid flowing from the fluid inlet 110.

상기 온도 측정 센서(700)는 플로 튜브(200) 내부를 유동하는 유체의 온도에 따라 플로 튜브(200)의 탄성계수가 변하여 플로 튜브(200)의 고유진동수 및 비틀림 각도가 미묘하게 변화하여 유량의 측정에 오차가 발생하는 것을 방지하기 위한 구성이다.The temperature measurement sensor 700 changes the elastic modulus of the flow tube 200 according to the temperature of the fluid flowing inside the flow tube 200, so that the natural frequency and the twist angle of the flow tube 200 slightly change, and This is a configuration to prevent errors in measurement.

도 2에 도시된 바와 같이, 진동 측정 센서(600)와 온도 측정 센서(700)에서 측정된 데이터는 전기 회로부(미도시)로 전달되어 검출된 각도 데이터와 온도 데이터를 기반으로 질량 유량의 값으로 변환된다.As shown in FIG. 2, the data measured by the vibration measurement sensor 600 and the temperature measurement sensor 700 are transferred to an electrical circuit unit (not shown), and are converted into a value of mass flow rate based on the detected angle data and temperature data. Is converted.

변환된 질량 유량의 값은 전기적으로 연결되는 디스플레이(700)에 제공되어 사용자가 유량의 값을 실시간으로 확인할 수 있게 된다.The converted mass flow rate value is provided to the display 700 electrically connected so that the user can check the flow rate value in real time.

또한, 유관(100), 플로 튜브(200), 제1 플랜지(300), 제2 플랜지(400), 구동체(500), 진동 측정 센서(600) 및 온도 측정 센서(700)를 감싸도록 하우징(900)이 형성되어 내부의 각 구성을 보호하는 역할을 한다.In addition, the housing to surround the oil pipe 100, the flow tube 200, the first flange 300, the second flange 400, the driving body 500, the vibration measurement sensor 600 and the temperature measurement sensor 700 900 is formed to serve to protect each component of the interior.

이하, 상술한 각 구성을 바탕으로 본 발명에 따른 선박용 질량 유량계의 사용 양태에 대해 알아보도록 한다.Hereinafter, based on the above-described configuration, it will be described with respect to the use aspect of the mass flow meter for ships according to the present invention.

먼저, 선박배관의 일측에 제1 플랜지(300)를 결합시키고, 선박배관의 타측에 제2 플랜지(400)를 결합시킨다.First, the first flange 300 is coupled to one side of the ship piping, and the second flange 400 is coupled to the other side of the ship piping.

플랜지(300, 400)와 선박배관의 결합이 완료되면, 선박배관 내부에서 유체 유입구(110)로 유체를 유입시키고, 유체 유입구(110)에 유입된 유체 중 슬러리 혹은 고체 입자는 메쉬망에 걸러지고, 슬러리 혹은 고체 입자가 걸러진 유체는 플로 튜브(210, 220) 내부로 유동하게 된다.When the combination of the flanges 300 and 400 and the ship pipe is completed, the fluid flows into the fluid inlet 110 from inside the ship pipe, and the slurry or solid particles in the fluid flowing into the fluid inlet 110 are filtered through the mesh network. , Slurry or solid particles are filtered fluid flows into the flow tube (210, 220).

이때, 구동체(500)에 의해 승강 및 하강 운동을 하는 플로 튜브(210, 220) 내부로 유체가 유입되면 플로 튜브(210, 200)의 승강 및 하강에 따른 속도에 의해 유체의 질량과 유속에 비례하는 코리올리 힘이 발생하게 된다.At this time, when the fluid flows into the flow tubes 210 and 220 that move up and down by the driving body 500, the mass and flow rate of the fluid are determined by the speeds according to the lifting and lowering of the flow tubes 210 and 200. A proportional Coriolis force is generated.

이때, 제1 플로 튜브(210)는 만곡부(201)를 기준으로 제1 유체 유입구(111)에 가까운 영역이 구동부(500)의 진동이 일어나는 방향과 반대 방향으로 코리올리 힘이 작용하고, 만곡부(201)를 기준으로 제1 유체 유출구(121)에 가까운 영역이 구동부(500)의 진동이 일어나는 방향과 같은 방향으로 코리 올리 힘이 작용하게 되어 제1 플로 튜브(210)에는 비틀림이 발생하게 된다.At this time, the first flow tube 210, the area close to the first fluid inlet 111 based on the curved portion 201, the Coriolis force acts in a direction opposite to the direction in which the vibration of the driving unit 500 occurs, and the curved portion 201 ), An area close to the first fluid outlet 121 acts in the same direction as the direction in which the vibration of the driving unit 500 occurs, so that the torsion occurs in the first flow tube 210.

또한, 제2 플로 튜브(220)는 만곡부(201)를 기준으로 제2 유체 유입구(112)에 가까운 영역이 구동부(500)의 진동이 일어나는 방향과 같은 방향으로 코리올리 힘이 작용하고, 만곡부(201)를 기준으로 제2 유체 유출구(122)에 가까운 영역이 구동부(500)의 진동이 일어나는 방향과 다른 방향으로 코리올리 힘이 작용하여 제2 플로 튜브(220)에는 비틀림이 발생하게 된다.In addition, the second flow tube 220, the area close to the second fluid inlet 112 based on the curved portion 201, the Coriolis force acts in the same direction as the direction in which the vibration of the driving unit 500 occurs, and the curved portion 201 ), An area close to the second fluid outlet 122 acts Coriolis force in a direction different from the direction in which the vibration of the driving unit 500 occurs, so that the torsion occurs in the second flow tube 220.

이때, 온도 측정 센서(700)는 제1 플로 튜브(210)와 제2 플로 튜브(220) 각각의 내부를 유동하는 유체의 온도를 측정하여 얻어진 온도 데이터를 전기 회로부로 전달한다.At this time, the temperature measurement sensor 700 transmits the temperature data obtained by measuring the temperature of the fluid flowing inside each of the first flow tube 210 and the second flow tube 220 to the electrical circuit unit.

온도 측정 센서(700)에서 플로 튜브(200) 내부에 유동되는 유체의 온도를 측정하는 이유는 온도에 따라 유체의 밀도가 변화하게 되고, 온도에 따라 플로 튜브(200)의 탄성 계수가 변하게 되어 유체 유량의 측정값에 오차가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.The reason for measuring the temperature of the fluid flowing inside the flow tube 200 in the temperature measurement sensor 700 is that the density of the fluid changes depending on the temperature, and the elastic modulus of the flow tube 200 changes according to the temperature. This is to prevent an error from occurring in the measured value of the flow rate.

그리고 진동 측정 센서(600)에서는 제1 플로 튜브(210)와 제2 플로 튜브(220) 각각의 비틀림 각도를 측정하여 전기 회로부로 전달한다.In addition, the vibration measurement sensor 600 measures the twist angle of each of the first flow tube 210 and the second flow tube 220 and transmits the twist angle.

전기 회로부에서는 통상의 코리올리 힘을 연산하는 식을 이용하여 질량 유량을 측정하며, 유체의 온도에 따른 플로 튜브(200)의 탄성계수와 유체의 밀도 값을 반영하여 유량을 측정할 수 있게 된다.The electric circuit unit measures the mass flow rate by using a formula for calculating the normal Coriolis force, and the flow rate can be measured by reflecting the elastic modulus of the flow tube 200 according to the temperature of the fluid and the density value of the fluid.

측정된 유체의 유량 값은 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 디스플레이(800)에 표시하게 된다.The measured flow rate of the fluid is displayed on the display 800 so that the user can easily check it.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is various, of course, and various modifications can be implemented without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

1000 : 선박용 질량 유량계
100 : 유관
110 : 유체 유입구
111 : 제1 유체 유입구
112 : 제2 유체 유입구
120 : 유체 유출구
121 : 제1 유체 유출구
122 : 제2 유체 유출구
200 : 플로 튜브
201 : 만곡부
210 : 제1 플로 튜브
220 : 제2 플로 튜브
300 : 제1 플랜지
400 : 제2 플랜지
500 : 구동체
600 : 진동 측정 센서
700 : 온도 측정 센서
800 : 디스플레이
900 : 하우징1000: Mass flow meter for ships
100: related
110: fluid inlet
111: first fluid inlet
112: second fluid inlet
120: fluid outlet
121: first fluid outlet
122: second fluid outlet
200: flow tube
201: curved part
210: first flow tube
220: second flow tube
300: first flange
400: second flange
500: driving body
600: vibration measurement sensor
700: temperature measurement sensor
800: display
900: housing

Claims (3)

일측에는 제1 유체 유입구와 제2 유체 유입구로 분기되는 유체 유입구가 형성되고, 타측에는 제1 유체 유출구와 제2 유체 유출구로 분기되는 유체 유출구가 형성되는 유관;
상기 제1 유체 유입구와 제1 유체 유출구에 연통되며 단부가 만곡되는 만곡부가 형성되는 제1 플로 튜브와, 상기 제2 유체 유입구와 제2 유체 유출구에 연통되며 단부가 만곡되는 만곡부가 형성되는 제2 플로 튜브를 포함하는 플로 튜브;
상기 유체 유입구와 인접하게 설치되는 제1 플랜지;
상기 유체 유출구와 인접하게 설치되는 제2 플랜지;
상기 제1 플로 튜브 및 제2 플로 튜브의 만곡부에서 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 제1 플로 튜브와 제2 플로 튜브를 서로 반대 방향으로 진동시키는 구동체;
상기 만곡부를 기준으로 대향지게 설치되며, 코리올리 힘을 검출하는 진동 측정 센서;
상기 플로 튜브에 설치되며, 상기 유체 유입구에서 유입되는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정 센서; 및
상기 진동 측정 센서 및 온도 측정 센서에서 측정한 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 포함된 코리올리 힘, 유체의 온도, 밀도 및 플로 튜브의 탄성계수를 반영하여 유량을 측정하는 전기 회로부;를 포함하며,
상기 구동체는,
상기 만곡부를 기준으로 상기 제1 유체 유입구와 제2 유체 유출구에 인접한 영역를 동일한 방향으로 진동시키고, 상기 제2 유체 유입구와 제1 유체 유출구에 인접한 영역을 동일한 방향으로 진동시키며, 상기 제1 유체 유입구와 상기 제2 유체 유입구에 인접한 영역는 서로 다른 방향으로 진동시키는 점을 특징으로 하는 선박용 질량 유량계.A fluid tube having a fluid inlet branching into a first fluid inlet and a second fluid inlet being formed on one side, and a fluid outlet branching into a first fluid outlet and a second fluid outlet on the other side;
A first flow tube communicating with the first fluid inlet and the first fluid outlet and having a curved end portion is formed. A second flow tube communicating with the second fluid inlet and the second fluid outlet and having a curved end portion is formed. A flow tube including a flow tube;
A first flange installed adjacent to the fluid inlet;
A second flange installed adjacent to the fluid outlet;
A driving body installed at a predetermined distance from the curved portions of the first flow tube and the second flow tube, and vibrating the first flow tube and the second flow tube in opposite directions;
A vibration measurement sensor installed opposite to the curved portion and detecting a Coriolis force;
A temperature measurement sensor installed on the flow tube and measuring the temperature of the fluid flowing from the fluid inlet; And
It includes; an electrical circuit for receiving the data measured by the vibration measurement sensor and the temperature measurement sensor, and measuring the flow rate by reflecting the Coriolis force, fluid temperature, density and elastic modulus of the flow tube included in the received data;
The driving body,
The area adjacent to the first fluid inlet and the second fluid outlet is vibrated in the same direction based on the curved portion, and the area adjacent to the second fluid inlet and the first fluid outlet is vibrated in the same direction, and the first fluid inlet is The area adjacent to the second fluid inlet is characterized in that it vibrates in different directions. 삭제delete 삭제delete
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JP2000065618A (en) * 1998-08-21 2000-03-03 Oval Corp Coriolis mass flowmeter

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