KR102243911B1 - Section-divided cross correlation flowmeter capable of precise measurement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 상하수도관 등에 설치되어 파이프 내부에 흐르는 유체의 유량을 감지하는 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 기저수위 및 합류부 등 유체의 유량을 정밀하게 측정하기 어려운 위치에서도 유량 측정이 가능한 동시에, 센서의 개수를 최소화시키면서도 정밀한 유량 측정이 가능한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology installed in water and sewage pipes to detect the flow rate of fluid flowing inside the pipe, and specifically, it is possible to measure the flow rate even at locations where it is difficult to accurately measure the flow rate of the fluid such as the base water level and the confluence part, and at the same time, a sensor It relates to a technology capable of precise flow measurement while minimizing the number of.
파이프의 내측을 흐르는 유체의 유량을 측정하는 것은, 파이프의 파손 등의 사고 방지 및 홍수나 가뭄 등에 있어서의 대비와 함께, 평상시의 평균 유량 측정을 통한 지역 내 상하수도 설계 등에 필수적인 기술이다. 파이프의 내측을 흐르는 유체를 측정한 일반적인 방식은, 용적식, 터빈식, 차압식, 와류식, 전자식, 초음파식 등을 적용한 방식과, 질량을 측정하는 코리올리스식 등의 방식이 있으며, 그 중 초음파방식을 채택한 유량계는 센서에서 발생되는 초음파를 이용하는 계측장치로서, 현재 유체 양을 측정하는 분야의 전반에 걸쳐 폭 넓게 응용되었다. Measuring the flow rate of a fluid flowing inside a pipe is an essential technology for designing water and sewage systems in an area through measurement of an average flow rate in an ordinary time, as well as preventing accidents such as damage to the pipe and preparing for flood or drought. Typical methods for measuring fluid flowing inside a pipe include a method that applies a volume type, a turbine type, a differential pressure type, a vortex type, an electronic type, and an ultrasonic type, and a method such as the Coriolis type, which measures the mass, and the ultrasonic method. The flow meter adopting is a measuring device that uses ultrasonic waves generated from the sensor, and has been widely applied throughout the field of measuring the amount of fluid at present.
초음파유량계는 전-후단 직관부분의 길이가 짧은 곳에 설치되거나, 또는 오차의 원인이 되는 비정상 유동의 한 형태인 와류 등으로 영향을 주는 설치위치인 밸브나 곡관 등에도 설치 및 적용이 가능하다. 또한 모든 유체(기체, 액체)의 유량을 측정할 수 있으며, 파이프의 크기에 상관없이 제작 및 설치가 용이하다는 장점을 가지고 있다.The ultrasonic flowmeter can be installed and applied to a location where the length of the straight pipe at the front and rear ends is short, or to a valve or a curved pipe, which is an installation location that is affected by vortex, which is a form of abnormal flow that causes errors. In addition, it can measure the flow rate of all fluids (gas, liquid), and has the advantage of being easy to manufacture and install regardless of the size of the pipe.
그러나 유량을 더욱 정확하게 측정하기 위해서는 유체가 불규칙하게 흐르는 경우 파이프 내부의 유속이 수위나 영역마다 달라질 수 있는데 이를 반영하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.However, in order to measure the flow rate more accurately, there is a problem that when the fluid flows irregularly, the flow velocity inside the pipe may vary depending on the water level or region, and it is difficult to reflect this.
이에, 기존의 선행기술로서, 한국 등록특허 제10-1617652호 등에서는, 다수의 포인트에 초음파 수발신부로 구성되는 센서를 부착하여, 파이프 내부의 각 영역을 구분하고 이에 대한 유속을 각각 측정하여, 유속에 해당영역의 단면적을 곱한 값을 유량으로 산출하는 기능을 게시하고 있다.Thus, as a conventional prior art, in Korean Patent Registration No. 10-1617652, etc., by attaching a sensor composed of an ultrasonic receiving/transmitting unit to a plurality of points, dividing each area inside the pipe and measuring the flow velocity for it, respectively, A function that calculates the flow rate multiplied by the cross-sectional area of the area is posted.
그러나 이러한 방식의 측정 장치는, 예를 들어 소규모 마을 단위 시설이나 물사용이 적은 새벽시간 대, 관내 기저 수위가 형성되는 데 있어서 초음파의 접촉식 유속 측정이 불가능한 문제가 발생될 수 있다. 또한, 주변의 합류관이나 배관이 기울어지는 구배 등의 경우, 유속의 정밀한 측정이 불가능하다는 문제가 있다.However, this type of measuring device may cause a problem in that it is impossible to measure the contact-type flow velocity of ultrasonic waves in the formation of the base water level in the pipe, for example, in a small village unit or in the early morning hours when water use is low. In addition, there is a problem that precise measurement of the flow velocity is impossible in the case of a gradient in which the surrounding confluence pipe or piping is inclined.
한편, 상술한 선행기술은, 치하는 센서의 수가 많아짐에 따라 설치 및 유지관리의 어려움이 있고, 한 쌍의 수발신 부위로 1회선 측정을 하는 센서의 특성상, 한 개의 센서 고장으로 인해 해당 면적의 유속 값 측정이 불가하다는 단점이 있다.On the other hand, the above-described prior art is difficult to install and maintain as the number of sensors increases, and due to the nature of a sensor that performs one line measurement with a pair of receiving and receiving sites, the flow rate of the corresponding area due to a failure of one sensor The disadvantage is that it is impossible to measure the value.
이에 본 발명은 기본적으로 단일 센서를 이용하여 파이프 내부의 각 영역의 유속을 정밀하게 연산하고, 다수의 센서가 없이 매우 정밀한 유량을 계측하는 유량계에 대한 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a technology for a flow meter that accurately calculates the flow rate of each area inside a pipe using a single sensor and measures a very precise flow rate without a plurality of sensors.
또한, 본 발명은, 기저 수위 발생 및 합류관이나 구배 등의 정밀한 유량 계측이 불가능한 경우에 있어서도, 정확한 유량의 계측 또는 유추가 가능한 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a technique capable of accurately measuring or inferring a flow rate even when it is impossible to accurately measure a flow rate such as a base water level generation and a confluence pipe or a gradient.
상술한 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계는, 원통의 파이프를 따라 흐르는 유체의 수위를 센싱하는 수위 센서와, 유체의 유속을 측정하는 유속 센서와, 유체로부터의 압력을 센싱하는 압력 센서와, 상기 수위 센서, 유속 센서 및 압력 센서의 센싱 데이터를 바탕으로 유체의 유량을 연산하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 수위 센서로부터 측정된 수위 값을 기설정된 개수의 유체 구간으로 분할하고, 상기 유속 센서로부터 측정된 일 유체 구간의 유속과, 각 유체 구간의 수위 및 압력을 이용하여 전체 유체의 유량을 연산하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above objects, the flow meter of the section division cross-collation method capable of precise measurement according to an embodiment of the present invention includes a water level sensor for sensing a level of a fluid flowing along a cylindrical pipe, and a flow rate of the fluid. A flow rate sensor to measure, a pressure sensor that senses pressure from the fluid, and a control unit that calculates a flow rate of the fluid based on sensing data of the water level sensor, the flow rate sensor, and the pressure sensor, and the control unit includes: The measured water level value is divided into a predetermined number of fluid sections, and the flow rate of the entire fluid is calculated using the flow velocity of one fluid section measured by the flow rate sensor, and the water level and pressure of each fluid section.
상기 제어부는, 상기 일 유체 구간의 유속, 수위 및 압력을 입력값으로 갖고, 각 유체 구간의 유속을 출력값으로 갖는 연관 함수에 각 유체 구간의 수위와 압력을 입력하여 각 유체 구간의 유속을 도출한 뒤, 모든 유체 구간의 유속의 평균을 유체의 평균 유속으로 산출하고, 수위 센서로부터 측정된 수위와 기 저장된 파이프의 단면적으로부터 산출된 유체의 단면적과 상기 평균 유속을 곱한 결과를 전체 유체의 유량으로 연산하는 것이 바람직하다.The control unit is configured to derive the flow rate of each fluid section by inputting the water level and pressure of each fluid section to an associated function having the flow rate, water level, and pressure of the one fluid section as input values and the flow rate of each fluid section as an output value. After that, the average of the flow rates of all fluid sections is calculated as the average flow rate of the fluid, and the result of multiplying the average flow rate by the water level measured from the water level sensor and the cross-sectional area of the fluid calculated from the previously stored cross-sectional area of the pipe is calculated as the flow rate of the entire fluid. It is desirable to do it.
상기 연관 함수는, 상기 압력 센서로부터 센싱된 압력에 비례하고, 상기 일 유체 구간의 유속 및 각 유체 구간의 중심 수위에 반비례하는 제1 출력값이 유체의 가속도로 산출되고, 상기 제1 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속으로 도출하는 제1 함수인 것이 바람직하다.The association function is proportional to the pressure sensed by the pressure sensor, and a first output value that is inversely proportional to the flow velocity of the one fluid section and the center water level of each fluid section is calculated as the acceleration of the fluid, and the first output value is time. It is preferable that it is a first function that derives the result of integration as the flow velocity of each fluid section.
상기 연관 함수는, 상기 압력 센서로부터 센싱된 압력에 비례하고, 상기 유체의 밀도에 따라서 설정된 상수 및 각 유체 구간의 중심 수위에 반비례하는 제2 출력값이 유체의 가속도로 산출되고, 상기 제2 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속으로 도출하는 제2 함수인 것도 가능하다.The correlation function is proportional to the pressure sensed by the pressure sensor, a constant set according to the density of the fluid, and a second output value in inverse proportion to the central water level of each fluid section is calculated as the acceleration of the fluid, and the second output value is It is also possible to be a second function that derives the result of integration with time as the flow velocity of each fluid section.
상기 제어부는, 상기 파이프를 따라 흐르는 유체의 수위가 상기 유속 센서의 센싱이 불가능한 기설정된 임계 수위 미만인 경우에만, 상기 제2 함수를 적용하여 상기 전체 유체의 유량을 연산하는 것이 바람직하다.It is preferable that the controller calculates the flow rate of the entire fluid by applying the second function only when the level of the fluid flowing along the pipe is less than a predetermined critical level in which sensing of the flow rate sensor is impossible.
일 단측이 상기 파이프의 단측에 삽입되며, 길이 방향을 따라서 상부로 향하도록 곡률을 갖고 그 연장 방향이 변경되도록 연장되어 다른 단측이 상부를 향해 개방된 개방부를 갖는 서브 배관; 및 상기 서브 배관과 상기 파이프의 갭에 배치되어 상기 파이프로부터 갭을 통해 유체가 배출되는 것을 차단하는 충진팩;을 더 포함하는 것이 바람직하다.A sub-pipe having one end inserted into an end side of the pipe and having a curvature toward an upper end along a longitudinal direction and an opening portion extending so that the extending direction thereof is changed so that the other end is open toward the upper end; And a filling pack disposed in the gap between the sub-pipe and the pipe to block the fluid from being discharged from the pipe through the gap.
상기 파이프의 단측은, 상기 파이프와 다른 파이프가 합류되어 상기 파이프에 형성된 단측 및 상기 파이프에 구배가 형성된 경우 구배가 형성된 영역의 파이프의 일 영역 중 적어도 한 영역인 것이 바람직하다.It is preferable that the end side of the pipe is at least one of the end side formed in the pipe by the joining of the pipe and the other pipe, and one area of the pipe in the area in which the gradient is formed when the pipe has a gradient.
상기 수위 센서, 상기 유속 센서 및 상기 압력 센서는 상기 서브 배관에 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the water level sensor, the flow rate sensor, and the pressure sensor are installed in the sub pipe.
본 발명에 의하면, 수위 및 압력을 기준으로 유체의 가속도의 분포를 일정 영역의 유속을 기준으로 유추 가능한 유속 분포(Q-Curve) 및 상호연관분석법을 통해서 자동 연산하게 된다. According to the present invention, the distribution of fluid acceleration based on the water level and pressure is automatically calculated through a flow velocity distribution (Q-Curve) that can be inferred based on a flow velocity in a certain region and a correlation analysis method.
이에 따라서 특정 영역의 유속만을 단일 센서를 통해 측정하면, 압력 센서 및 수위 센서의 측정 값에 따라서 수위를 다수개의 구간으로 구분하고, 상술한 자동 연산에 의하여 각 구간별 유속을 유추한 뒤 이를 이용하여 유량을 매우 정밀하게 측정할 수 있다. 이에 따라서 복잡한 구성이 없이도 매우 정밀하게 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, if only the flow rate in a specific area is measured through a single sensor, the water level is divided into a plurality of sections according to the measured values of the pressure sensor and the water level sensor, and the flow rate for each section is inferred by the above-described automatic calculation and then used. Flow can be measured very precisely. Accordingly, there is an effect of being able to measure the flow rate very precisely without a complicated configuration.
한편, 기저수위 등 유속을 측정할 수 없는 경우에는, 수위 및 압력을 기준으로 한 유속 유추 방식을 통해서 유속을 유추함으로써 유량을 매우 정확하게 유추할 수 있고, 서브 배관을 통해서 구배 영역 또는 배관 합류 영역 등에서 다른 유량에 의하여 유속의 측정이 어려운 문제를 해결하여, 일반적인 유량 측정이 어려운 환경에서도 비교적 정확하게 유량을 유추할 수 있도록 하는 효과가 있다.On the other hand, if the flow rate such as the base water level cannot be measured, the flow rate can be very accurately inferred by inferring the flow rate through a flow rate inference method based on the water level and pressure. There is an effect of solving the problem that it is difficult to measure the flow rate by different flow rates, so that the flow rate can be relatively accurately inferred even in an environment where general flow rate measurement is difficult.
도 1은 기존의 선행기술에서의 다 구간 유속 측정을 이용한 유량 측정 방식을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계의 설치 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현을 위해서 사용되는 Q-Curve의 예를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 유체 구간이 구분되는 예를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 일 유체 구간의 유속이 유추되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 서브 배관이 설치된 형태를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a flow rate measurement method using a multi-section flow rate measurement in the prior art.
Figure 2 is a view for explaining the installation structure of the flow meter of the section division cross-collation method capable of precise measurement according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an example of a Q-Curve used to implement an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an example in which a fluid section is divided according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining a flow in which a flow velocity of a fluid section is inferred according to the implementation of each embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a form in which a sub-pipe is installed according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and/or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for illustrative purposes, a number of specific details are disclosed to aid in an overall understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those of ordinary skill in the art that this aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of the one or more aspects. However, these aspects are illustrative and some of the various methods in the principles of the various aspects may be used, and the descriptions described are intended to include all such aspects and their equivalents.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.As used herein, "embodiment", "example", "aspect", "example", etc. may not be construed as having any aspect or design described as being better or advantageous than other aspects or designs. .
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms "comprising" and/or "comprising" mean that the corresponding feature and/or component is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, components, and/or groups thereof. It should be understood as not doing.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, are those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It has the same meaning. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the embodiments of the present invention, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as.
한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.Meanwhile, in the following description, some of the components are omitted or excessively enlarged or reduced in order to describe the functions of each component of the present invention, but the corresponding illustrated matters refer to the technical features and rights of the present invention. It will be understood that it is not intended to limit the scope.
또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.In addition, in the following description, a plurality of drawings will be simultaneously referred to and described in order to describe one technical feature or constituent elements constituting the invention.
도 1은 기존의 선행기술에서의 다 구간 유속 측정을 이용한 유량 측정 방식을 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계의 설치 구조를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 구현을 위해서 사용되는 Q-Curve의 예를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예의 구현에 따라서 유체 구간이 구분되는 예를 설명하기 위한 도면, 도 5 및 6은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 일 유체 구간의 유속이 유추되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서 서브 배관이 설치된 형태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a flow rate measurement method using multi-section flow velocity measurement in the conventional prior art, and FIG. 2 is an installation structure of a flow meter of a section division cross-collation method capable of precise measurement according to an embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining an example of a Q-Curve used for implementation of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates an example in which fluid sections are divided according to the implementation of an embodiment of the present invention. 5 and 6 are diagrams for explaining the flow in which the flow rate of one fluid section is inferred according to the implementation of each embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a form in which a sub-pipe is installed according to an embodiment of the present invention. It is a figure for explaining.
먼저 도 1을 참조하면, 기존의 상술한 선행기술에서는, 정밀한 유량 측정을 위해서 초음파 유속 센서를 사용하고 있다. 초음파 유속 센서는, 송신 모듈(111, 112, 113, 114, 115)로부터 초음파를 발생시키는데, 이때 이동되는 유체 입자 및 이물질 등에 의하여 해당 초음파가 산란이나 반사가 이루어지면서 도플러 효과에 의하여 그 파장이 변화된다. 이때 수신 모듈(101, 102, 103, 104, 105)가 해당 초음파를 수신 시, 초음파의 파형의 변경값을 이용하여 유체의 유속을 측정하게 된다. First, referring to FIG. 1, in the prior art described above, an ultrasonic flow rate sensor is used for precise flow measurement. The ultrasonic flow sensor generates ultrasonic waves from the
구체적으로 설명하면, 초음파를 파이프(1) 내부에 흐르는 유체를 향하여 조사하면, 조사된 초음파는 유체 중의 부유물이나 기포로부터 산란 및 반사된다. 이때 기포나 미세 부유물의 경우 유체와 함께 같은 속도로 이동하는 것으로 볼 수 있어, 기포나 부유물에 의해 산란 및 반사된 초음파의 파장(진동수)의 변경값에 따라서 유속을 측정하게 된다. Specifically, when ultrasonic waves are irradiated toward a fluid flowing inside the
유량은 유체의 단면적에 유속을 곱한 값으로 도출되기 때문에 파이프(1)의 스펙 및 이에 따른 수위가 측정되면 단면적의 연산이 가능하고 이에 유속을 곱하여 유량이 산출되는 것이다.Since the flow rate is derived by multiplying the flow rate by the cross-sectional area of the fluid, when the specification of the
이때 기존의 상기의 선행기술에서는, 다수의 초음파 송신 모듈(111, 112, 113, 114, 115)로부터 초음파를 발생시키고, 수신 모듈(101, 102, 103, 104, 105)가 해당 초음파를 수신하도록 한다. 파이프(1)의 영역을 다수로 분할하고, 각 영역마다의 송신 모듈(111, 112, 113, 114, 115) 및 수신 모듈(101, 102, 103, 104, 105)의 수신값이 서로 다를 것이기 때문에, 각 측정된 초음파의 파형 변화에 따른 유속값을 각 분할된 영역의 유속으로 결정하고, 해당 결정된 유속을 각 단면적에 따라서 연산하여 각 부분의 유량을 산출하여 합하거나, 결정된 유속의 평균값에 단면적을 연산하여 전체 유량을 산출하게 되는 것이다.At this time, in the existing prior art, ultrasonic waves are generated from a plurality of
그러나 상술한 바와 같이, 이러한 기존의 선행기술은 정밀한 측정이 가능하나, 다수의 센서를 부착해야 하기 때문에 그 복잡성이 매우 커지고, 설치 및 유지 관리의 어려움이 발생된다. 또한, 한 쌍의 수발신 부위로 1회선 측정을 하는 센서의 특성상, 한 개의 센서 고장으로 인해 해당 면적의 유속 값 측정이 불가하다는 단점이 있다.However, as described above, such a conventional prior art is capable of precise measurement, but since a number of sensors must be attached, the complexity becomes very large, and the installation and maintenance are difficult. In addition, due to the characteristic of a sensor that performs one-line measurement with a pair of receiving and transmitting portions, there is a disadvantage in that it is impossible to measure the flow velocity value of a corresponding area due to a failure of one sensor.
이에 본 발명은 단일 센서를 이용하면서도 다수의 구간으로 분할한 영역에서의 유속을 각각 정밀한 연산을 통해서 유추함으로써, 도 1의 실시예에 거의 근접한 정확도를 갖는 유속 측정이 가능하도록 하는 기술을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides a technology that enables measurement of a flow rate with an accuracy almost close to that of the embodiment of FIG. 1 by inferring the flow rate in a region divided into a plurality of sections through precise calculations while using a single sensor. .
이를 바탕으로 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계(이하 본 발명의 유량계라 함)는, 파이프(1) 내부에 설치되는 수위 센서(10), 유속 센서(20) 및 압력 센서(30)와, 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Based on this, referring to FIG. 2, the flow meter of the section division cross-collation method (hereinafter referred to as the flow meter of the present invention) capable of precise measurement according to an embodiment of the present invention is a water level sensor installed inside the pipe 1 (10), characterized in that it comprises a
본 발명에서 수위 센서(10)는 비접촉식 초음파 센서로서, 수위 센서(10)에 포함된 초음파 수발신부에 의하여, 발신된 초음파가 유체에 의하여 반사되어 수신되는 시간에 따라서 수위를 산출하며, 구체적으로 도 2에 도시된 실시예에 있어서 원통의 파이프(1)를 따라서 흐르는 유체의 수위를 센싱하는 기능을 수행한다. In the present invention, the
유속 센서(20)는 상술한 도 1의 실시예와 유사하게, 유체의 유속, 구체적으로는 특정 수위 구간의 유속을 센싱하는 기능을 수행한다. 이때 특정 수위 구간이란, 후술하는 분할된 수위 구간 중 어느 하나로서, 이를 결정하는 방식은, 도 2와 같이 파이프(1) 내부에 유속 센서(20)를 설치 시 미리 결정된 유속 센서(20)의 감지부의 파이프(1) 내부에 대한 높이를 제어부(40)에 저장하여 놓고, 수위 센서(10)에 의하여 센싱된 수위를 기설정된 개수(예를 들어 최대 16개)로 분할함으로써 각 수위에 따른 유체 구간이 결정되는 경우, 수위와 유속 센서(20)의 높이를 비교하여 유속 센서(20)가 감지한 유속이 속하는 유체 구간을 결정하고, 그 유체 구간의 유속을 측정된 유속으로 저장하는 것을 의미한다. The
이때 유속을 측정 시, 도플러 방식의 초음파 센서보다 더욱 정밀한 측정이 가능한 센서로서, 본 발명에서 유속 센서(20)는 초음파 콜로레이션(Ultrasonic Correlation) 방식의 유속 측정을 위한 센서가 사용될 수 있다. At this time, when measuring the flow velocity, as a sensor capable of more precise measurement than the Doppler type ultrasonic sensor, the
도플러 방식의 경우, 유체 내의 입자에 의한 반사 및 산란에 의하여 송신된 초음파와 수신된 초음파의 주파수 차이를 유체의 유속으로 가정하는 방식이다. 그러나 본 발명의 크로스 콜러레이션(Cross-Correlation) 방식은, 다수의 입자군으로서, 선 또는 면 단위의 반사를 이용하여 초음파 주파수의 변경값에 따라서 유속을 측정하는 방식을 사용한다. In the case of the Doppler method, the difference in frequency between the transmitted ultrasonic wave and the received ultrasonic wave due to reflection and scattering by particles in the fluid is assumed to be the flow velocity of the fluid. However, the cross-correlation method of the present invention uses a method of measuring a flow velocity according to a change value of an ultrasonic frequency using reflection of a line or plane as a group of a plurality of particles.
이때 구체적으로 유속 센서(20)에는 두 가지의 초음파 센서부가 설치될 수 있는데, 일 초음파 센서부는 유체의 흐름의 반대 방향으로 초음파를 조사하고, 다른 초음파 센서부는 유체의 흐름 방향으로 초음파를 조사한 뒤 이에 따라서 각각의 유속값을 측정하고 이에 대한 평균값을 최종 유속으로 결정한다. 또한 초음파 센서부 각각은 유체의 흐름에 대해서 수직 방향이 아닌 경사진 방향으로 설정되어 설치됨으로써, 초음파의 송수신 면적 범위를 넓게 할 수 있다. 즉 이물질의 이동 측정 범위가 넓게 설정될 수 있어, 선 또는 일정 면 단위의 이물질의 유속을 측정하게 되는 것이다. 구체적으로는 면 단위의 입자의 속도를 측정함으로써, 단일 입자에 한정되지 않아 더욱 정밀한 유속의 측정이 가능하다는 장점이 있다.In this case, specifically, two types of ultrasonic sensor units may be installed in the
한편 압력 센서(30)는 유체가 흐름에 따라서 유체로부터 가해지는 압력을 측정하는 센서로서, 이때 압력 센서(30)는 일 영역에 단일하게 설치되며, 상술한 유속 센서(20)와 동일한 원리로 특정 유체 구간의 압력을 측정하고, 측정된 압력과 수위를 이용하여 유체 구간별 압력을 유추하여 놓고 후술하는 유량 연산에 사용하거나 또는 수위에 관계없이 일정한 값으로 유추하여 후술하는 유량 연산에 사용할 수 있다.On the other hand, the
제어부(40)는 상술한 수위 센서(10), 유속 센서(20) 및 압력 센서(30)의 센싱 데이터를 바탕으로 유체의 유량을 연산하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 수위 센서(10)로부터 측정된 수위 값에 따라서 유체의 영역(h)을 기설정된 개수의 유체 영역(hn)으로 분할 설정한 뒤, 유속 센서(20)로부터 측정된 일 유체 구간의 유속과, 각 유체 구간의 수위 및 압력을 이용하여 전체 유체의 유량을 연산하게 된다.The
이때 사용되는 연산 방식은, 도 3의 Q 커브(유량 함수)를 의미하는 연관 함수이다. 이를 위해서 도 3 및 4를 참조하면, 유량(Q)는 동일한 유속 및 압력 하에서 파이프(1) 내의 수위(H)에 따라서 일정한 곡률을 갖는 커브 값으로 유추될 수 있다.The calculation method used at this time is an association function meaning the Q curve (flow rate function) of FIG. 3. For this, referring to FIGS. 3 and 4, the flow rate Q can be inferred as a curve value having a constant curvature according to the water level H in the
본 발명에서는 단일 센서를 이용하여 도 2 및 4에 도시된 바와 같은 다수의 유체 구간(h1 ~ h8)에서의 유속(V1 ~ V8, 도 2에서는 Vh1 ~ Vhn)을 연산하고 이를 바탕으로 평균 유속값(Vt)을 도출한 뒤, 해당 유속값에 수위와 미리 결정된 파이프(1)의 단면적을 이용한 측정 수위에 따른 유체의 단면적을 산출하고, 평균 유속에 유체 단면적을 곱한 값을 유량으로 연산하게 되는 것이다.In the present invention, a single sensor is used to calculate flow rates (V1 to V8, Vh1 to Vhn in FIG. 2) in a plurality of fluid sections (h1 to h8) as shown in Figs. After deriving (Vt), the cross-sectional area of the fluid according to the measured water level is calculated using the water level and the predetermined cross-sectional area of the
이때 상술한 바와 같이 본 발명에서는 8개의 구간으로 수위를 분할하여 유체 구간을 8개 설정하는 것으로 설명되었고, 이하의 설명에서도 8개의 구간을 기준으로 설명할 것이다. 그러나, 파이프(1)의 스펙 및 정밀도 요구성에 따라서 예를 들어 최대 16개의 구간으로 유체 구간이 설정될 수 있다.At this time, as described above, in the present invention, it has been described that the water level is divided into eight sections to set eight fluid sections, and the following description will also be described based on eight sections. However, depending on the specifications and precision requirements of the
이러한 내용을 바탕으로 설명하면, 제어부(40)는 상술한 바와 같은 내용을 구체적으로 실시하여 유체를 연산하게 되는데, 구체적으로 유속이 측정된 일 유체 구간, 즉 유속 센서(20)가 위치되는 수위에 대응되는 유체 구간의 유속, 수위 및 압력을 입력값으로 갖고, 각 유체 구간의 유속을 출력값으로 갖는 연관 함수에 각 유체 구간의 수위와 압력을 입력하여 각 유체 구간의 유속을 도출한다. 이후 모든 유체 구간의 유속의 평균을 유체의 평균 유속으로 산출하고, 수위 센서로부터 측정된 수위와 기 저장된 파이프의 단면적으로부터 산출된 유체의 단면적과 상기 평균 유속을 곱한 결과를 전체 유체의 유량으로 연산하게 된다. If described based on these contents, the
즉 도 1의 실시예와 같은 기존의 선행기술에서는 다수의 센서를 이용하여 상술한 각 유체 구간의 유속을 직접 측정하나, 본 발명에서는 연관 함수를 이용하여, 상술한 바와 같이 수위 센서(10)로부터 측정된 수위에 따라서 유체 구간을 설정하고, 압력 센서(30)와 같은 설치가 간단한 단일 센서를 이용하여 압력을 측정한 뒤, 각 수위 및 압력에 따라서 유속 센서(20)로부터 유속이 직접 측정된 유체 구간의 유속에 따라서 각 유체 구간의 유속을 유추 연산하고, 이를 이용하여 전체 유체의 유량을 매우 정확하게 측정하는 것이다.That is, in the conventional prior art such as the embodiment of FIG. 1, the flow velocity of each fluid section is directly measured using a plurality of sensors, but in the present invention, the
이때 연관 함수는, 일반적인 경우 즉 상술하는 바와 같이 유속 센서(20)에 의하여 유속 센서(20)가 수위에 따라서 유체에 침전되어 유속의 측정이 가능한 경우와, 수위가 기저 수위, 즉 일정한 수위 미만이 되어 유속 센서(20)에 의하여 유속 센서(20)가 수위에 따라서 유체에 침전되지 않아 유속의 측정이 불가능한 경우 각각 다른 함수를 의미한다. At this time, the related function is a general case, that is, when the
전자의 제1 함수는, 도 5에 도시된 바와 같이 압력 센서(30)로부터 센싱된 압력(P)에 비례하고, 유속 센서(20)로부터 측정된 일 유체 구간의 유속(Vg) 및 각 유체 구간의 중심 수위(hn)에 반비례하는 제1 출력값(P/f(Vg) x hn)이 유체의 가속도로 산출되고, 제1 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속(Vn)으로 도출하는 함수이다. The first function of the former is proportional to the pressure (P) sensed from the
일반적으로 유체에 관련된 함수에 있어서 유체의 가속도(g)는 g=P/ρH로 연산되는데, P는 압력, H는 수위(유체 최저면으로부터의 높이)를 의미한다. 이를 이용하되, 일 유체 구간의 유속(Vg)는 상술한 연관 함수를 이용하면 해당 유체 구간에서의 압력 및 수위가 결정된 상태이기 때문에 연관 함수를 역 연산하여 상수 ρ를 산출할 수 있고, 이를 상술한 유체의 가속도 산출 함수에 적용함으로써, 연관 함수 중 제1 함수를 도출할 수 있는 것이다.In general, in a fluid-related function, the fluid acceleration (g) is calculated as g = P/ρH, where P is the pressure and H is the water level (height from the lowest surface of the fluid). Using this, but the flow velocity (Vg) of one fluid section is a state in which the pressure and water level in the fluid section are determined by using the above-described association function, so the constant ρ can be calculated by inverse computation of the association function. By applying it to the function of calculating the acceleration of the fluid, it is possible to derive the first function among the related functions.
이를 이용하여 일 유체 구간에서의 유속만을 측정하면, 나머지 유체 구간에서의 유속을 비교적 매우 정확하게 연산할 수 있고, 이에 대한 평균값과 수위를 이용하여 전체 유량을 연산할 수 있는 효과가 있는 것이다.If only the flow velocity in one fluid section is measured using this, the flow velocity in the remaining fluid section can be calculated relatively very accurately, and the total flow rate can be calculated using the average value and water level thereof.
한편, 후자의 제2 함수, 즉 유속의 측정이 불가능한 경우에는, 수위와 압력만으로 도 6에 도시된 바와 같은 제2 함수를 이용하여 유체의 유량을 유추하게 된다. On the other hand, when the latter second function, that is, the flow rate cannot be measured, the flow rate of the fluid is inferred by using the second function as shown in FIG. 6 only with the water level and pressure.
즉, 제2 함수는 도 6에 도시된 바와 같이 압력 센서(30)로부터 센싱된 압력(P)에 비례하고, 유체의 밀도에 따라서 설정된 상수(ρ) 및 각 유체 구간의 중심 수위에 반비례하는 제2 출력값(P/ρhn)이 유체의 가속도로 산출되고, 제2 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속(Vn)으로 도출하는 함수인 것이다.That is, the second function is proportional to the pressure P sensed from the
유속을 측정하지 못하는 경우, 상술한 도 3의 Q 커브 및 연관 함수를 이용하되, 밀도의 경우 유체에 대하여 유추한 밀도값을 설정하게 되면, 각 유체 구간의 유속을 비교적 정확하게 유추할 수 있으며, 이를 이용하여 각 유체 구간의 유속을 유추한 뒤, 상술한 제1 함수와 동일한 프로세스를 통해서 유량을 연산하게 된다.When the flow velocity cannot be measured, the Q curve and the association function of FIG. 3 are used, but in the case of density, if the inferred density value for the fluid is set, the flow velocity in each fluid section can be inferred relatively accurately. After inferring the flow rate of each fluid section by using, the flow rate is calculated through the same process as the first function described above.
소규모 마을 단위 시설이나 물사용이 적은 새벽시간 대, 관내 기저 수위가 형성됨에 따라서 유속 측정이 불가한 상황이 발생하게 되는데, 제2 함수의 경우 유속 측정이 불가능한 수위 임계점 미만 값이 측정되었을 때, 상호연관분석법을 활용한 유추 연산 값으로 유속 값을 자동 대체하는 실시예에 대응되는 함수인 것이다.In the early morning hours when water use is low or in a small village unit, a situation where it is impossible to measure the flow rate occurs due to the formation of the base water level in the building.In the case of the second function, when a value below the water level critical point where the flow rate cannot be measured is measured, mutually It is a function corresponding to the embodiment in which the flow velocity value is automatically replaced by an analogy operation value using an association analysis method.
즉, 제어부(40)는 상술한 제1 함수 및 제2 함수를 복합적으로 적용하지 않고, 파이프(1)를 따라 흐르는 유체의 수위가 유속 센서(20)의 센싱이 불가능한 기설정된 임계 수위 미만인 경우에만, 제2 함수를 적용하여 전체 유체의 유량을 연산하는 것이다.That is, the
한편 본 발명에서는 수위 측정을 위한 수위 센서(10)를 이용하여 유량을 산출하게 되는데, 이때 유량의 측정에 방해가 되는 요소로서 특히 수위의 센싱이 어려운 경우가 발생한다. 예를 들어 도 7과 같이 주변에 합류관이 존재하거나, 경사진 배관인 구배 등이 위치되는 경우라면, 해당 합류관 및 구배 등에 의하여 수위가 정확하게 유지되지 않아, 정확한 수위의 측정이 불가능한 경우가 있다. On the other hand, in the present invention, the flow rate is calculated using the
이러한 경우를 대비하기 위해서, 본 발명의 유량계에는, 도 7에 도시된 바와 같이 서브 배관(50) 및 충진백(60)을 더 포함할 수 있다. In order to prepare for such a case, the flow meter of the present invention may further include a
서브 배관(50)은 도 7에 도시된 바와 같이 일 단측(51)이 상기 파이프(1)의 단측에 삽입되면서 길이 방향을 따라서 상부로 향하도록 곡률을 가지면서, 즉 완만하게 절곡되면서 그 연장 방향이 상측으로 변경되도록 연장되어 다른 단측(52)이 상부를 향해 개방된 개방부를 갖는 배관을 의미한다. 또한 파이프(1)의 지름이 서로 다를 것이기 때문에 서브 배관(50)과 파이프(1)의 갭에 배치됨으로써, 파이프(1)를 흐르는 유체가 오롯이 서브 배관(50)을 통해 흐르도록 하여 유량의 정확한 센싱이 가능하도록 하기 위해서, 충진백(60)은 도 7에 도시된 바와 같이 서브 배관(50)과 파이프(1)의 갭에 배치되어 파이프(1)로부터 갭을 통해 유체가 배출되는 것을 차단하는 기능을 수행한다. As shown in FIG. 7, the
즉 서브 배관(50)이 설치되는 상술한 파이프(1)의 단측이라 함은, 수위 측정이 불가능한 영역을 의미하며, 이는 상술한 바와 같이 파이프(1)와 다른 파이프가 합류되어 파이프(1)에 형성된 단측(A) 및 파이프(1)에 구배(B)가 형성된 경우 구배(B)가 형성된 영역의 파이프의 일 영역 중 적어도 한 영역인 것이다.That is, the short side of the above-described
이 경우, 서브 배관(50)에 의하여 합류되는 파이프 또는 구배(B)로부터 흘러들어오는 유체 들이 파이프(1)에 유입되지 않기 때문에, 수위가 요동하지 않고 안정적으로 서브 배관(50)에 유치될 것이고, 서브 배관(50)에는 임의 만관이 형성되어 안정적으로 유량의 측정이 가능해지는 효과가 있는 것이다.In this case, since the pipe joined by the
이러한 안정적인 유량 측정을 위해서는, 각 센서는 서브 배관(50)에 설치되어야 할 것이다. 즉, 서브 배관(50)이 삽입되는 경우에는, 수위 센서(11), 유속 센서(21) 및 압력 센서(31)는 상기 서브 배관에 설치된 상태임이 바람직하다. 즉 일반적인 경우, 도 2의 실시예와 같은 설치 형태가 될 것이나, 서브 배관(50)이 삽입되는 경우에 있어서는 도 2의 실시예를 구현하지 않을 것이며, 서브 배관(50) 자체에 상술한 수위 센서(11), 유속 센서(21) 및 압력 센서(31)가 설치된 형태로 서브 배관(50)이 제조되며, 이를 파이프(1)에 삽입하여 유량을 측정함이 바람직하다.In order to measure such a stable flow rate, each sensor will have to be installed in the
이와 같은 본 발명에 의하면, 단일 센서를 이용하되, 상술한 연관 함수를 이용하여 수위에 따라 분할된 각 유체 구간의 유속을 정밀하게 연산하고, 이를 통해서 전체 유량을 매우 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a single sensor is used, but the flow rate of each fluid section divided according to the water level is accurately calculated using the above-described association function, and through this, the total flow rate can be measured very precisely. have.
특히, 유량이 적어 기저 수위 등 임계 수위(예를 들어 1.7cm 등) 미만인 경우 또는 합류관 및 구배 형성 등으로 수위 측정이 정확해지기 어려운 구간에서도, 매우 정확한 측정이 가능해져, 매우 효율적인 유량 계측이 가능한 효과가 있는 것이다.In particular, when the flow rate is less than the critical water level (e.g., 1.7 cm) such as the base water level, or even in the section where it is difficult to measure the water level accurately due to the formation of a confluence pipe or a gradient, very accurate measurement is possible, and very efficient flow measurement is possible. It has a possible effect.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations are possible from the above description. The terms such as "include", "comprise" or "have" described above mean that components without a description to the contrary may be included, and thus other components are not excluded. It should be construed as more inclusive. In addition, the scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (8)
상기 제어부는,
수위 센서로부터 측정된 수위 값을 기설정된 개수의 유체 구간으로 분할하고, 상기 유속 센서로부터 측정된 일 유체 구간의 유속과, 각 유체 구간의 수위 및 압력을 이용하여 전체 유체의 유량을 연산하고,
상기 제어부는,
상기 일 유체 구간의 유속, 수위 및 압력을 입력값으로 갖고, 각 유체 구간의 유속을 출력값으로 갖는 연관 함수에 각 유체 구간의 수위와 압력을 입력하여 각 유체 구간의 유속을 도출한 뒤, 모든 유체 구간의 유속의 평균을 유체의 평균 유속으로 산출하고, 수위 센서로부터 측정된 수위와 기 저장된 파이프의 단면적으로부터 산출된 유체의 단면적과 상기 평균 유속을 곱한 결과를 전체 유체의 유량으로 연산하고,
상기 연관 함수는,
상기 압력 센서로부터 센싱된 압력에 비례하고, 상기 일 유체 구간의 유속 및 각 유체 구간의 중심 수위에 반비례하는 제1 출력값이 유체의 가속도로 산출되고, 상기 제1 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속으로 도출하는 제1 함수인 것을 특징으로 하는 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계.
A water level sensor that senses the level of a fluid flowing along a cylindrical pipe, a flow rate sensor that measures a flow rate of a fluid, a pressure sensor that senses a pressure from the fluid, and sensing data of the water level sensor, a flow rate sensor, and a pressure sensor. It includes a control unit that calculates the flow rate of the fluid based on,
The control unit,
The water level value measured from the water level sensor is divided into a preset number of fluid sections, and the flow rate of the entire fluid is calculated using the flow rate of one fluid section measured from the flow rate sensor, and the water level and pressure of each fluid section,
The control unit,
After deriving the flow rate of each fluid section by inputting the water level and pressure of each fluid section to the associated function having the flow rate, water level, and pressure of one fluid section as input values and the flow rate of each fluid section as an output value, all fluids The average of the flow rates in the section is calculated as the average flow rate of the fluid, and the result of multiplying the average flow rate by the cross-sectional area of the fluid calculated from the water level measured from the water level sensor and the cross-sectional area of a previously stored pipe is calculated as the flow rate of the entire fluid,
The association function,
A first output value that is proportional to the pressure sensed by the pressure sensor and inversely proportional to the flow velocity of the one fluid section and the center water level of each fluid section is calculated as the acceleration of the fluid, and the result of integrating the first output value with time is each A flow meter of section division cross collation method capable of precise measurement, characterized in that it is a first function derived from the flow velocity of a fluid section.
상기 연관 함수는,
상기 압력 센서로부터 센싱된 압력에 비례하고, 상기 유체의 밀도에 따라서 설정된 상수 및 각 유체 구간의 중심 수위에 반비례하는 제2 출력값이 유체의 가속도로 산출되고, 상기 제2 출력값을 시간으로 적분한 결과를 각 유체 구간의 유속으로 도출하는 제2 함수이고,
상기 제어부는,
상기 파이프를 따라 흐르는 유체의 수위가 상기 유속 센서의 센싱이 불가능한 기설정된 임계 수위 미만인 경우에만, 상기 제2 함수를 적용하여 상기 전체 유체의 유량을 연산하는 것을 특징으로 하는 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계.
The method of claim 1,
The association function,
A second output value that is proportional to the pressure sensed from the pressure sensor and inversely proportional to the central water level of each fluid section and a constant set according to the density of the fluid is calculated as the acceleration of the fluid, and the result of integrating the second output value with time Is a second function that derives as the flow rate of each fluid section,
The control unit,
Section division cross capable of precise measurement, characterized in that the flow rate of the entire fluid is calculated by applying the second function only when the level of the fluid flowing along the pipe is less than a preset critical level in which sensing by the flow rate sensor is impossible. Collation type flow meter.
일 단측이 상기 파이프의 단측에 삽입되며, 길이 방향을 따라서 상부로 향하도록 곡률을 갖고 그 연장 방향이 변경되도록 연장되어 다른 단측이 상부를 향해 개방된 개방부를 갖는 서브 배관; 및
상기 서브 배관과 상기 파이프의 갭에 배치되어 상기 파이프로부터 갭을 통해 유체가 배출되는 것을 차단하는 충진팩;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계.
The method of claim 1,
A sub-pipe having one end inserted into an end side of the pipe and having a curvature toward an upper end along a longitudinal direction and an opening portion extending so that the extending direction thereof is changed so that the other end is open toward the upper end; And
And a filling pack disposed in a gap between the sub-pipe and the pipe to block fluid from being discharged from the pipe through the gap.
상기 파이프의 단측은,
상기 파이프와 다른 파이프가 합류되어 상기 파이프에 형성된 단측 및 상기 파이프에 구배가 형성된 경우 구배가 형성된 영역의 파이프의 일 영역 중 적어도 한 영역인 것을 특징으로 하는 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계.
The method of claim 6,
The end of the pipe,
A section-division cross-collation method capable of precise measurement, characterized in that it is at least one of the one side of the pipe formed in the pipe and the pipe in the case where a gradient is formed in the pipe when the pipe and other pipes are joined. Flow meter.
상기 수위 센서, 상기 유속 센서 및 상기 압력 센서는 상기 서브 배관에 설치되는 것을 특징으로 하는 정밀 측정이 가능한 구간 분할 크로스 콜로레이션 방식의 유량계.
The method of claim 6,
The water level sensor, the flow rate sensor, and the pressure sensor are installed in the sub-pipe.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020200134064A KR102243911B1 (en) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | Section-divided cross correlation flowmeter capable of precise measurement |
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KR20040027820A (en) * | 2004-03-10 | 2004-04-01 | 정진만 | dreg sludge height and flow rate measurement system using pressure gauge and sewage water level and velocity gauge |
KR20110017333A (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-21 | 주식회사 마커스코리아 | A flowmeter with cross-correlation measurement |
KR20120060984A (en) * | 2010-10-04 | 2012-06-12 | 주식회사 우진 | Full pipe flowmeter |
-
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- 2020-10-16 KR KR1020200134064A patent/KR102243911B1/en active IP Right Grant
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