KR102481988B1 - Method for detecting height of sediment in a pipe, method and apparatus for calculating flow rate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파이프 내의 유량을 산출하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프 내 침전물의 높이를 감지하고, 감지된 침전물의 높이를 반영하여 해당 파이프의 유량을 산출하는 파이프 내 침전물의 높이를 감지하는 방법, 이를 이용한 유량 산출 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for calculating the flow rate in a pipe, and more particularly, detects the height of the sediment in the pipe, detects the height of the sediment in the pipe, reflects the height of the detected sediment, and calculates the flow rate of the pipe. It relates to a method, a flow rate calculation method and apparatus using the same.
배수관 또는 하수관과 같은 파이프는 시간의 흐름에 따라 침전물이 퇴적된다. Pipes, such as drains or sewers, accumulate sediment over time.
종래의 유량을 측정하는 시스템은 초음파 센서와 레이더 센서를 혼용하여 유량을 측정하였다. 하지만 이러한 시스템은 파이프 내에 퇴적된 침전물의 높이를 측정하지 못함으로써, 퇴적된 침전물만큼의 오차를 발생시켜 유량 측정에 오류를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. Conventional systems for measuring flow rate measure flow rate by using both an ultrasonic sensor and a radar sensor. However, this system has a problem in that it cannot measure the height of the precipitate deposited in the pipe, thereby generating an error as much as the deposited precipitate, thereby generating an error in flow rate measurement.
이에 오류를 최소화하기 위한 방법으로 다수의 초음파 센서가 서로 다른 높이에 설치되는 방법이 사용되고 있으나, 이 또한 고가의 초음파 센서가 다수 사용되어야 한다는 문제점을 가지고 있다.Accordingly, a method in which a plurality of ultrasonic sensors are installed at different heights is used as a method for minimizing errors, but this also has a problem in that a large number of expensive ultrasonic sensors must be used.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 파이프 내부에 퇴적된 침전물의 유무를 판단하고, 침전물이 존재하는 경우 해당 침전물의 높이를 산출한 후, 산출된 침전물의 높이를 반영하여 해당 파이프의 유량을 산출하는 파이프 내 침전물의 높이를 감지하는 방법, 이를 이용한 유량 산출 방법 및 장치를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to determine the presence or absence of precipitate deposited inside the pipe, calculate the height of the precipitate if the precipitate exists, and then calculate the flow rate of the pipe by reflecting the calculated height of the precipitate. It is to provide a method for detecting the height of sediment in a pipe, a flow rate calculation method and device using the same.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 유량 산출 장치는 RF(radio frequency) 신호를 파이프의 내부 방향으로 송신하고, 상기 RF 신호를 서로 다른 높이에서 수신하는 RF 송수신부, 상기 파이프의 내부로 초음파 신호 또는 레이더 신호를 전송하여 상기 파이프의 내부에 흐르는 유체의 수위 및 유속을 측정하는 센서부 및 상기 RF 신호를 이용하여 파이프 내에 퇴적된 침전물의 높이를 산출하고, 상기 침전물의 높이와 상기 유속을 이용하여 상기 파이프 내에 흐르는 유체의 유량을 산출하는 제어부를 포함한다.In order to solve the above problems, the flow rate calculation device according to the present invention transmits a radio frequency (RF) signal to the inside of the pipe, and an RF transceiver for receiving the RF signal at different heights, and an ultrasonic signal to the inside of the pipe. Alternatively, the height of the precipitate deposited in the pipe is calculated using a sensor unit that transmits a radar signal to measure the level and flow rate of the fluid flowing inside the pipe and the RF signal, and the height of the precipitate and the flow rate are used to calculate the height of the precipitate. and a control unit for calculating the flow rate of the fluid flowing in the pipe.
또한 상기 RF 송수신부는, 상기 파이프의 최상단에 설치되고, RF 신호를 상기 파이프의 내부 방향으로 송신하는 RF 송신기 및 상기 파이프의 원주면을 따라 상기 RF 송신기와의 거리가 서로 다르게 설치되고, 상기 RF 신호를 개별적으로 수신하는 복수의 RF 수신기를 포함한다.In addition, the RF transceiver is installed at the top of the pipe and has a different distance from the RF transmitter for transmitting the RF signal to the inside of the pipe and the RF transmitter along the circumferential surface of the pipe, and the RF signal It includes a plurality of RF receivers individually receiving.
또한 상기 복수의 RF 수신기 각각은, 상기 RF 신호의 전송거리에 따라 손실되는 손실값인 경로 손실값이 상기 유체가 만수위일 때를 기준으로 일정한 비율만큼 증가되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the plurality of RF receivers is characterized in that a path loss value, which is a loss value lost according to a transmission distance of the RF signal, increases by a predetermined ratio based on when the fluid is at a full water level.
또한 상기 복수의 RF 수신기 각각은, 상기 파이프 중심을 기준으로 지그재그(zigzag) 순서대로 상기 RF 송신기와의 거리가 멀어지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the plurality of RF receivers is characterized in that the distance from the RF transmitter is increased in a zigzag order based on the center of the pipe.
또한 상기 제어부는, 상기 복수의 RF 수신기 간의 신호 간섭이 발생되지 않도록 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기만 온(on) 상태로 제어하고, 나머지 RF 수신기들을 오프(off) 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller controls only the RF receiver receiving the RF signal to be in an on state and controls the remaining RF receivers to be in an off state so that signal interference between the plurality of RF receivers does not occur. do.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, when the pipe is full of the fluid, and a graph connecting the calculated path loss values forms one constant slope value. It is characterized in that it is determined that the precipitate does not exist when the branch includes a straight line.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제1 직선 및 상기 제1 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제2 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, when the pipe is full of the fluid, and a graph connecting the calculated path loss values forms one constant slope value. It is characterized in that it is determined that the precipitate exists when a first straight line and a second straight line having a slope value smaller than the slope value of the first straight line are included.
또한 상기 제어부는, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하고, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller determines that the precipitate exists from the point where the first straight line and the second straight line intersect, and calculates the height of the precipitate using the determined result.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 높으면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, when only a portion of the pipe is filled with the fluid and the fluid level is higher than the height at which the plurality of RF receivers are installed, It is characterized in that it is determined that the precipitate does not exist when the graph connecting the average values of the calculated path loss values includes a straight line having a constant slope value.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기 중 적어도 하나의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 낮으면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들의 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제3 직선 및 상기 제3 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제4 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit determines a path to the plurality of RF receivers when only a portion of the pipe is filled with the fluid and the level of the fluid is lower than the height at which at least one RF receiver among the plurality of RF receivers is installed. If the loss values are calculated, and the graph connecting the average values of the calculated path loss values includes a third straight line having a constant slope value and a fourth straight line having a slope value smaller than the slope value of the third straight line It is characterized in that it is determined that the precipitate does not exist.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 높으면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들의 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제5 직선 및 상기 제5 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제6 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, when only a portion of the pipe is filled with the fluid and the fluid level is higher than the height at which the plurality of RF receivers are installed, If the graph connecting the average values of the calculated path loss values includes a fifth straight line having a constant slope value and a sixth straight line having a slope value smaller than the slope value of the fifth straight line, it is determined that the precipitate exists. It is characterized by doing.
또한 상기 제어부는, 상기 제5 직선과 상기 제6 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하고, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller determines that the precipitate exists from a point where the fifth straight line and the sixth straight line intersect, and calculates the height of the precipitate using the determined result.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기 중 적어도 하나의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 낮으면, 상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제7 직선, 상기 제7 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제8 직선 및 상기 제8 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제9 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit determines a path to the plurality of RF receivers when only a portion of the pipe is filled with the fluid and the level of the fluid is lower than the height at which at least one RF receiver among the plurality of RF receivers is installed. A graph obtained by calculating loss values and connecting average values of the calculated path loss values is a seventh straight line having a constant slope value, an eighth straight line having a slope value smaller than the slope value of the seventh straight line, and It is characterized in that it is determined that the precipitate exists when a ninth straight line having a slope value smaller than the slope value of the eighth straight line is included.
또한 상기 제어부는, 상기 제7 직선과 상기 제8 직선이 교차되는 지점부터 상기 유체가 흐르고, 상기 제8 직선과 상기 제9 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하며, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit determines that the fluid flows from a point where the seventh straight line and the eighth straight line intersect, and that the precipitate exists from a point where the eighth straight line and the ninth straight line intersect, and as a result of the determination It is characterized in that the height of the precipitate is calculated using.
또한 상기 제어부는, 상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면, 상기 침전물의 높이를 이용하여 상기 침전물의 체적을 산출하고, 상기 산출된 침전물의 체적을 상기 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출하며, 상기 산출된 부피와 상기 초음파 신호를 이용하여 측정된 유속을 이용하여 상기 유량을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit calculates the volume of the precipitate using the height of the precipitate, and calculates the volume of the calculated precipitate reflected in the volume of the pipe when the pipe is full of the fluid. , It is characterized in that the flow rate is calculated using the calculated volume and the flow rate measured using the ultrasonic signal.
또한 상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이면, 상기 침전물의 높이를 이용하여 상기 침전물의 체적을 산출하고, 상기 산출된 침전물의 체적을 상기 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출하며, 상기 산출된 부피와 상기 레이더 신호를 이용하여 측정된 유속을 이용하여 상기 유량을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, if only a part of the pipe is at the rainwater level in a state filled with the fluid, the volume of the precipitate is calculated using the height of the precipitate, and a volume obtained by reflecting the calculated volume of the precipitate to the volume of the pipe is calculated. It is characterized in that the flow rate is calculated using the measured volume and the flow rate measured using the radar signal.
본 발명에 따른 유량 산출 방법은 유량 산출 장치가 RF 신호를 이용하여 파이프 내에 퇴적된 침전물의 존재 여부를 판단하고, 상기 침전물이 존재하면 해당 침전물의 높이를 산출하는 단계 및 상기 유량 산출 장치가 상기 침전물의 높이와 상기 파이프의 내부에 흐르는 유체의 유속을 이용하여 상기 유체의 유량을 산출하는 단계를 포함한다.The flow rate calculation method according to the present invention determines whether a precipitate deposited in a pipe is present or not using an RF signal by a flow rate calculation device, and if the precipitate exists, calculating a height of the precipitate, and the flow rate calculation device measures the precipitate and calculating the flow rate of the fluid using the height of the pipe and the flow rate of the fluid flowing inside the pipe.
본 발명의 실시예에 따르면, RF 신호를 이용하여 파이프 내부에 퇴적된 침전물의 유무를 판단하고, 침전물이 존재하는 경우 해당 침전물의 높이를 산출함으로써, 고가의 초음파 센서가 다수 설치되지 않아 설치비용을 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by determining the presence or absence of precipitate deposited inside the pipe using an RF signal and calculating the height of the precipitate when the precipitate exists, installation cost can be reduced because a large number of expensive ultrasonic sensors are not installed. savings can be made
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 초음파 신호 또는 레이더 신호를 이용하여 침전물의 체적이 반영된 파이프 내에 흐르는 유체의 유량을 산출하여 사용자가 정확한 유량을 확인할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the user can check the accurate flow rate by calculating the flow rate of the fluid flowing in the pipe in which the volume of the precipitate is reflected using an ultrasonic signal or a radar signal.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 초음파 센서를 이용하여 유체의 수위를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 초음파 센서를 이용하여 만수위에서 유속을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 레이더 센서를 이용하여 비만수위에서 유속을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치가 RF 송수신기를 이용하여 만수위에서 침전물의 높이를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치가 RF 송수신기를 이용하여 비만수위에서 침전물의 높이를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 도 14의 S100 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 도 14의 S200 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a configuration diagram for explaining a flow rate calculation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining a flow rate calculating device according to an embodiment of the present invention.
3, 4, 5, and 6 are perspective views for explaining how an RF transceiver and a sensor unit are installed in a pipe according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a process of measuring a fluid level by a sensor unit using an ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining a process of measuring a flow rate at a full water level using an ultrasonic sensor by a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining a process of measuring a flow rate at a water level by a sensor unit using a radar sensor according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are diagrams for explaining a process of calculating the height of precipitate at the full water level using an RF transceiver by the flow rate calculating device according to an embodiment of the present invention.
12 and 13 are diagrams for explaining a process of calculating the height of precipitate from a rainwater level by using an RF transceiver by the flow rate calculating device according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart for explaining a flow rate calculation method according to an embodiment of the present invention.
15 is a flowchart for explaining step S100 of FIG. 14 in detail.
16 is a flowchart for explaining step S200 of FIG. 14 in detail.
17 is a block diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 명세서 및 도면(이하 '본 명세서')에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In the present specification and drawings (hereinafter referred to as 'this specification'), redundant descriptions of the same components are omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but another component in the middle It should be understood that may exist. On the other hand, in this specification, when a component is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. In addition, terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, a singular expression may include a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, terms such as 'include' or 'having' are only intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more It should be understood that the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any item among a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a flow rate calculation system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 유량 산출 시스템(300)은 파이프(pipe) 내부에 퇴적된 침전물의 유무를 판단하고, 침전물이 존재하는 경우 해당 침전물의 높이를 산출한다. 유량 산출 시스템(300)은 산출된 침전물의 높이를 이용하여 해당 파이프의 유량을 정확하게 산출한다. 여기서 파이프는 유체가 흐르는 관으로써, 배수관, 하수관 등을 포함하고, 침전물은 유체에 포함되었다가 파이프의 하부에 퇴적된 물질을 의미한다. 유량 산출 시스템(300)은 유량 산출 장치(100) 및 사용자 단말(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the flow
유량 산출 장치(100)는 RF(Radio Frequency) 신호를 이용하여 파이프 내에 퇴적된 침전물의 높이를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 파이프에 유체가 가득 찬 상태인 만수위이거나, 파이프의 일부만 유체로 찬 상태인 비만수위일 때를 구분하여 서로 다른 방식으로 침전물의 높이를 산출할 수 있다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 높이 산출이 완료되면 침전물의 높이 및 파이프의 체적을 이용하여 침전물의 체적을 산출한다. 이때 유량 산출 장치(100)는 파이프의 체적을 기 저장할 수 있다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 체적이 반영된 파이프의 체적과 유체의 유속을 이용하여 유량을 산출한다. 이때 유량 산출 장치(100)는 만수위일 경우, 초음파 신호를 이용하여 유속을 측정하고, 비만수위일 경우, 레이더 신호를 이용하여 유속의 측정할 수 있다. The flow
사용자 단말(200)은 사용자가 사용하는 단말로써, 유량 산출 장치(100)와 연동하여 파이프의 유량을 모니터링한다. 사용자 단말(200)은 유량 산출 장치(100)로부터 침전물과 관련된 정보(예를 들어 침전물의 높이, 체적 등) 및 유체와 관련된 정보(예를 들어 유체의 종류, 유속, 유량 등)이 포함된 모니터링 정보를 수신하고, 수신된 정보를 출력할 수 있다. 이때 사용자 단말(200)은 유체의 유량이 기 설정된 기준 이하로 감소하면 알림 메시지를 출력하여 사용자가 직관적으로 해당 내용을 인지할 수 있도록 할 수 있다. 사용자 단말(200)은 스마트폰, 데스크톱, 랩톱, 태블릿PC, 핸드헬드 컴퓨터 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. The
한편 유량 산출 시스템(300)은 유량 산출 장치(100) 및 사용자 단말(200) 사이에 통신망(350)을 구축하여 서로 간의 통신이 이루어지도록 한다. 통신망(350)은 백본망과 가입자망으로 구성될 수 있다. 백본망은 X.25 망, Frame Relay 망, ATM망, MPLS(Multi Protocol Label Switching) 망 및 GMPLS(Generalized Multi Protocol Label Switching) 망 중 하나 또는 복수의 통합된 망으로 구성될 수 있다. 가입자망은 FTTH(Fiber To The Home), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), 케이블망, 지그비(zigbee), 블루투스(bluetooth), Wireless LAN(IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n), Wireless Hart(ISO/IEC62591-1), ISA100.11a(ISO/IEC 62734), CoAP(Constrained Application Protocol), MQTT(Message Queuing Telemetry Transport), WIBro(Wireless Broadband), Wimax, 3G, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 4G 및 5G일 수 있다. 일부 실시예로, 통신망(350)은 인터넷망일 수 있고, 이동 통신망일 수 있다. 또한 통신망(350)은 기타 널리 공지되었거나 향후 개발될 모든 무선통신 또는 유선통신 방식을 포함할 수 있다.Meanwhile, the flow
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 설명하기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 초음파 센서를 이용하여 유체의 수위를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 초음파 센서를 이용하여 만수위에서 유속을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 레이더 센서를 이용하여 비만수위에서 유속을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치가 RF 송수신기를 이용하여 만수위에서 침전물의 높이를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 장치가 RF 송수신기를 이용하여 비만수위에서 침전물의 높이를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a block diagram for explaining a flow rate calculation device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 6 are perspective views for explaining how an RF transceiver and a sensor unit are installed in a pipe according to an embodiment of the present invention. 7 is a view for explaining a process of measuring the water level of a fluid using an ultrasonic sensor by a sensor unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a full water level by a sensor unit according to an embodiment of the present invention using an ultrasonic sensor. 9 is a view for explaining a process of measuring the flow rate at the obesity level using a radar sensor by the sensor unit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 10 and 11 is a diagram for explaining a process of calculating the height of precipitate at the full water level by the flow rate calculation device according to an embodiment of the present invention using an RF transceiver, and FIGS. 12 and 13 are flow rate calculation devices according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the process of calculating the height of the precipitate at the rain level using the RF transceiver.
여기서 도 3은 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 일측면에서 바라본 도면이고, 도 4는 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 타측면에서 바라본 도면이며, 도 5는 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 상부에서 바라본 도면이고, 도 6은 RF 송수신부와 센서부가 파이프에 설치된 모습을 하부에서 바라본 도면이다.Here, Figure 3 is a view of the RF transceiver and the sensor unit installed in the pipe viewed from one side, Figure 4 is a view showing the RF transceiver and the sensor unit installed in the pipe viewed from the other side, Figure 5 is the RF transceiver and It is a view of the sensor unit installed in the pipe viewed from the top, and FIG. 6 is a view of the RF transceiver and the sensor unit installed in the pipe viewed from the bottom.
도 1 내지 도 13을 참조하면, 유량 산출 장치(100)는 RF 송수신부(10), 센서부(20) 및 제어부(30)를 포함하고, 인터페이스부(40) 및 저장부(50)를 더 포함할 수 있다.1 to 13, the flow
RF 송수신부(10)는 RF 신호를 송수신한다. 이를 위해 RF 송수신부(10)는 RF 송신기(11) 및 복수의 RF 수신기(13)를 포함한다. The
RF 송신기(11)는 파이프(400)의 상부에 설치된다. 바람직하게는 RF 송신기(11)는 파이프(400)의 최상단 위치에 설치될 수 있다. RF 송신기(11)는 RF 신호를 파이프(400)의 내부 방향으로 송신한다. 여기서 RF 송신기(11)는 일정한 주파수를 가지는 RF 신호를 송신할 수 있다.The
복수의 RF 수신기(13)는 파이프(400)의 하부에 설치되고, 각각의 RF 수신기(13a, 13b, 13c, 13d)를 원주면을 따라 RF 송신기(11)와의 거리가 서로 다르게 설치된다. 즉 각각의 RF 수신기(13a, 13b, 13c, 13d)는 서로 다른 높이별로 각각 설치된다. 예를 들어 복수의 RF 수신기(13)는 n개의 RF 수신기를 포함할 수 있으며, 각 RF 수신기(13a, 13b, 13c, 13d)는 지그재그(zigzag) 순서대로 RF 송신기(11)와의 거리가 멀어지도록 설치된다. 즉 복수의 RF 수신기(13)는 가장 높은 위치에 배치된 RF 수신기인 제1 RF 수신기(13a)를 파이프(400) 중심을 기준으로 왼쪽에 배치하고, 다음 높은 위치에 배치된 RF 수신기인 제2 RF 수신기(13b)를 파이프(400) 중심을 기준으로 오른쪽에 배치하며, 다음 높은 위치에 배치된 RF 수신기인 제3 RF 수신기(13c)를 파이프(400) 중심을 기준으로 왼쪽에 배치될 수 있다. 또한 복수의 RF 수신기(13)는 가장 낮은 위치에 배치된 RF 수신기인 제n 수신기(13d)를 최하단 중앙 위치에 배치될 수 있다. 바람직하게는 복수의 RF 수신기(13)는 RF 신호의 전송거리에 따라 손실되는 손실값인 경로 손실값이 유체가 만수위일 때를 기준으로 일정한 비율만큼 증가되는 위치에 각 RF 수신기가 설치될 수 있다.A plurality of
센서부(20)는 파이프(400)의 내부로 초음파 신호 또는 레이더 신호를 전송하여 파이프(400)의 내부에 흐르는 유체(A)의 수위 및 유속을 측정한다. 유체(A)는 액체를 의미하며, 예를 들어 수돗물, 빗물, 오수 등을 포함할 수 있다. 센서부(20)는 복수의 초음파 센서(21) 및 레이더 센서(23)를 포함한다.The
복수의 초음파 센서(21)는 유체(A)의 수위를 측정하는 제1 초음파 센서(21a)와 유체(A)의 유속을 측정하는 제2 초음파 센서(21b) 및 제3 초음파 센서(21c)를 포함한다. 제1 초음파 센서(21a)는 파이프(400)의 최상단에 설치되고, 유체(A)의 수면방향으로 초음파 신호를 전송하고, 파이프(400)의 공기 공간(B)을 통과한 후, 반송된 초음파 신호를 수신하여 유체(A)의 수위를 측정한다. 제2 초음파 센서(21b) 및 제3 초음파 센서(21c)는 파이프(400)의 최상단에 설치되고, 유속 측정 원리에 따라 초음파 신호의 전송 시간차 값을 이용하여 유체(A)의 유속을 측정한다. 즉 제2 초음파 센서(21b) 및 제3 초음파 센서(21c)는 침전물(C) 방향으로 초음파 신호를 송신하고, 반송된 초음파 신호를 수신하여 유체(A)의 유속을 측정할 수 있다. 제2 초음파 센서(21b) 및 제3 초음파 센서(21c)는 유체(A)의 수위가 만수위인 경우에서 유속을 측정할 수 있다.The plurality of
레이더 센서(23)는 파이프(400)의 최상단에 설치되고, 도플러 효과(Doppler effect)을 기반으로 유체(A)의 유속을 측정한다. 즉 레이더 센서(23)는 유체(A)의 수면방향으로 레이더 신호를 송신하고, 파이프(400)의 공기 공간(B)을 통과한 후, 반송된 도플러 레이더 신호가 제공하는 값을 이용하여 유체(A)의 유속을 측정할 수 있다. 레이더 센서(23)는 유체(A)의 수위가 비만수위인 경우에서 유속을 측정할 수 있다.The
제어부(30)는 유량 산출 장치(100)의 전반적인 제어를 수행한다. 제어부(30)는 침전물 높이 산출부(31) 및 유량 산출부(33)를 포함한다. The
침전물 높이 산출부(31)는 RF 신호를 이용하여 파이프 내에 퇴적된 침전물(C)의 높이를 산출한다. 침전물 높이 산출부(31)는 유체(A)의 수위 상태에 맞는 맞춤형 방식으로 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. 여기서 침전물 높이 산출부(31)는 파이프(400) 내부로 RF 신호를 송신하면 다른 매질(유체(A), 공기 공간(B) 및 침전물(C))을 통해 달라지는 신호의 경로 손실값을 이용하여 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. 즉 침전물 높이 산출부(31)는 공기 중에서 다중 경로 신호로 인해 RF 수신기의 수신 신호세기 값이 심하게 흔들리나, 유체 속에서 다중 경로 신호가 급격히 감쇠되어 RF 수신기의 수신 신호세기 값이 거리에 대해 매우 안정적으로 일정한 값을 가진다는 특성을 이용할 수 있다. 또한 침전물 높이 산출부(31)는 다중 경로 신호가 유체와 침전물을 통과하는 것이 순수하게 유체만을 통과하는 것보다 경로 손실값이 더 작다는 특성을 이용할 수 있다.The precipitate
일 실시예에 따르면, RF 송신기(11)가 파이프(400)의 최상단에 설치되고, 복수의 RF 수신기(13)인 제1 RF 수신기(Rx_1)(13a), 제2 RF 수신기(Rx_2)(13b), 제3 RF 수신기(Rx_3)(13c) 내지 제n RF 수신기(Rx_n)(13d)가 원주면을 따라 서로 다른 높이에 설치된 조건에서, 침전물 높이 산출부(31)는 파이프(400)에 유체(A)가 가득 찬 상태인 만수위인 경우, 다음과 같은 방법으로 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. According to one embodiment, the
침전물 높이 산출부(31)는 RF 송신기(11)를 통해 RF 신호를 파이프(400) 내부로 송신한다. 이때 침전물 높이 산출부(31)는 복수의 RF 수신기(13) 간의 전파 간섭이 발생되지 않도록 RF 신호를 수신하는 RF 수신기만 온(on) 상태로 제어하고, 나머지 RF 수신기들을 오프(off) 상태로 제어한다. 침전물 높이 산출부(31)는 복수의 RF 수신기(13)로부터 수신된 RF 신호의 수신 신호세기 값을 이용하여 경로 손실값을 산출한다. 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값을 연결하여 그래프를 생성하고, 생성된 그래프를 이용하여 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. The precipitate
침전물 높이 산출부(31)는 [수학식 1]을 이용하여 경로 손실값을 산출할 수 있다.The sediment
송신신호세기는 RF 송신기(11)로부터 송신된 신호세기로써, 일정한 세기로 전송될 수 있으며, 수신신호세기는 각 RF 수신기(13)에서 수신된 신호세기를 의미한다.The transmitted signal strength is the signal strength transmitted from the
이때 침전물(C)이 존재하지 않는 경우(도 10의 (a)), 각 RF 수신기 별 경로 손실값은 [수학식 2]과 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들을 연결한 그래프는 도 10의 (b)와 같이 도시될 수 있다.At this time, when the precipitate C does not exist (FIG. 10(a)), the path loss value for each RF receiver can be expressed as [Equation 2], and the graph connecting the path loss values is shown in FIG. It can be shown as (b).
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, La는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기(Rx_1)까지의 경로 손실값(dB)을 의미하며, △L은 단위 경로 손실값(dB)을 의미한다.Rx_i means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the i-th located RF receiver, La means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the first RF receiver (Rx_1), and ΔL is the unit It means the path loss value (dB).
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선을 포함하면 매질의 변경이 없다고 판단하여 침전물(C)이 존재하지 않는 것으로 판단한다. That is, the precipitate
또한 침전물(C)이 존재하는 경우(도 11의 (a)), 각 RF 수신기별 경로 손실값은 [수학식 3]와 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들을 연결한 그래프는 도 11의 (b)와 같이 도시될 수 있다.In addition, when precipitate (C) exists (FIG. 11(a)), the path loss value for each RF receiver can be expressed as [Equation 3], and the graph connecting the path loss values is shown in FIG. It can be shown as b).
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, La는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기(Rx_1)까지의 경로 손실값(dB)을 의미하며, △L은 단위 경로 손실값(dB)을 의미하고, a는 침전물에 대한 경로 손실 보정값을 의미한다. Rx_i means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the i-th located RF receiver, La means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the first RF receiver (Rx_1), and ΔL is the unit It means the path loss value (dB), and a means the path loss correction value for sediment.
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선 및 X직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 Y직선을 포함하면 매질이 유체에서 침전물로 변경되었다고 판단하여 침전물(C)이 존재한다고 판단할 수 있다. 침전물 높이 산출부(31)는 X직선과 Y직선으로 교차되는 지점부터 침전물(C)이 존재한다고 판단하고, 판단된 결과를 이용하여 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다.That is, the precipitate
다른 실시예에 따르면, RF 송신기(11)가 파이프(400)의 최상단에 설치되고, 복수의 RF 수신기(13)인 제1 RF 수신기(Rx_1)(13a), 제2 RF 수신기(Rx_2)(13b), 제3 RF 수신기(Rx_3)(13c) 내지 제n RF 수신기(Rx_n)(13d)가 원주면을 따라 서로 다른 높이에 설치된 조건에서, 침전물 높이 산출부(31)는 파이프(400)의 일부만 유체(A)가 찬 상태인 비만수위인 경우, 다음과 같은 방법으로 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. According to another embodiment, the
침전물 높이 산출부(31)는 RF 송신기(11)를 통해 RF 신호를 파이프(400) 내부로 송신한다. 이때 침전물 높이 산출부(31)는 복수의 RF 수신기(13) 간의 전파 간섭이 발생되지 않도록 RF 신호를 수신하는 RF 수신기만 온 상태로 제어하고, 나머지 RF 수신기들을 오프 상태로 제어한다. 침전물 높이 산출부(31)는 복수의 RF 수신기(13)로부터 수신된 RF 신호의 수신 신호세기 값을 이용하여 경로 손실값을 산출한다. 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결하여 그래프를 생성하고, 생성된 그래프를 이용하여 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다. The precipitate
이때 침전물(C)이 존재하지 않으면서(도 12의 (a)), 복수의 RF 수신기(13)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 높은 경우, 각 RF 수신기별 경로 손실값은 [수학식 4]과 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프는 도 12의 (b)와 같이 도시될 수 있다. 도 12의 (b)에서 서로 다른 색으로 표현한 것은 측정된 시간이 서로 다른 경우를 나타낸 것이다. 여기서 도 12의 (b)와 같이 동일한 RF 수신기에서도 몇 개의 경로 손실값이 존재하는 이유는 공기를 통과하면서 발생되는 다중 경로에 의한 간섭에 의해 발생되는 현상일 수 있다.At this time, when the water level of the fluid A is higher than the height at which the plurality of
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, Lb는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기(Rx_1)까지의 경로 손실값(dB)을 의미하며, △L은 단위 경로 손실값(dB)을 의미한다. 이때 물의 경로 손실은 공기 중의 경로 손실보다 상대적으로 값이 작으므로 Lb 값은 La 값보다 작다.Rx_i means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the i-th located RF receiver, Lb means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the first RF receiver (Rx_1), and ΔL is the unit It means the path loss value (dB). At this time, since the path loss of water is relatively smaller than the path loss in air, the Lb value is smaller than the La value.
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선을 포함하면 매질의 변경이 없다고 판단하여 침전물(C)이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. That is, the precipitate
또한 침전물(C)이 존재하지 않으면서(도 12의 (a)), 제1 RF 수신기(13a)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 낮고, 제2 RF 수신기(13b)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 높은 경우, 각 RF 수신기별 경로 손실값은 [수학식 5]와 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프는 도 12의 (c)와 같이 도시될 수 있다. 도 12의 (c)에서 서로 다른 색으로 표현한 것은 측정된 시간이 서로 다른 경우를 나타낸 것이다. 여기서 도 12의 (c)와 같이 동일한 RF 수신기에서도 몇 개의 경로 손실값이 존재하는 이유는 공기를 통과하면서 발생되는 다중 경로에 의한 간섭에 의해 발생되는 현상일 수 있다.In addition, without precipitate (C) (Fig. 12 (a)), the water level of the fluid (A) is lower than the height at which the
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, Lc는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기까지의 공기 중에 발생되는 경로 손실값 (dB)을 의미하며, Ld는 RF 송신기에서 제2 RF 수신기까지의 공기와 유체에서 발생되는 경로 손실값(dB)을 의미하고, △L은 단위 경로 손실값(dB)을 의미한다. 이때 Lc 값은 공기 중에서만 있는 값이므로 상대적으로 작고, Ld 값은 공기와 유체를 포함하는 값이므로 상대적으로 크다. 따라서 도 12(c)에서 도시된 바와 같이, 공기 중에서 존재하는 값과 유체를 만나는데 까지의 경로 손실 기울기는 상대적으로 더 가파르고, 유체 속에서의 기울기는 기울기가 작아진 상태로 안정적인 기울기를 나타낸다.Rx_i denotes a path loss value (dB) from the RF transmitter to the ith positioned RF receiver, Lc denotes a path loss value (dB) occurring in the air from the RF transmitter to the first RF receiver, and Ld denotes the RF It means a path loss value (dB) generated in air and fluid from a transmitter to a second RF receiver, and ΔL means a unit path loss value (dB). At this time, the Lc value is relatively small because it exists only in air, and the Ld value is relatively large because it includes air and fluid. Therefore, as shown in FIG. 12(c), the path loss slope between the value in air and the fluid is relatively steeper, and the slope in the fluid shows a stable slope with a smaller slope.
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선 및 X직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 Y직선을 포함하면 매질이 공기에서 유체로만 변경되었다고 판단하여 침전물(C)이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.That is, the precipitate
또한 침전물(C)이 존재하면서(도 13의 (a)), 복수의 RF 수신기(13)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 높은 경우, 각 RF 수신기별 경로 손실값은 [수학식 6]과 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프는 도 13의 (b)와 같이 도시될 수 있다. 도 13의 (b)에서 서로 다른 색으로 표현한 것은 측정된 시간이 서로 다른 경우를 나타낸 것이다. 여기서 도 13의 (b)와 같이 동일한 RF 수신기에서도 몇 개의 경로 손실값이 존재하는 이유는 공기를 통과하면서 발생되는 다중 경로에 의한 간섭에 의해 발생되는 현상일 수 있다.In addition, when the water level of the fluid A is higher than the height at which the plurality of
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, Lb는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하며, △L은 단위 경로 손실값(dB)을 의미하며, a는 침전물에 대한 경로 손실 보정값을 의미한다. Rx_i means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the i-th located RF receiver, Lb means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the first RF receiver, and ΔL is the unit path loss value (dB), and a means the path loss correction value for sediment.
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선 및 X직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 Y직선을 포함하면 매질이 유체에서 침전물로 변경되었다고 판단하여 침전물(C)이 존재한다고 판단할 수 있다. 침전물 높이 산출부(31)는 X직선과 Y직선이 교차되는 지점부터 침전물(C)이 존재한다고 판단하고, 판단된 결과를 이용하여 침전물(C)의 높이를 산출할 수 있다.That is, the precipitate
또한 침전물(C)이 존재하면서(도 13의 (a)), 제1 RF 수신기(13a)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 낮고, 제2 RF 수신기(13b)가 설치된 높이보다 유체(A)의 수위가 높은 경우, 각 RF 수신기별 경로 손실값은 [수학식 7]과 같이 표현될 수 있으며, 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프는 도 13의 (c)와 같이 도시될 수 있다. 도 13의 (c)에서 서로 다른 색으로 표현한 것은 측정된 시간이 서로 다른 경우를 나타낸 것이다. 여기서 도 13의 (c)와 같이 동일한 RF 수신기에서도 몇 개의 경로 손실값이 존재하는 이유는 공기를 통과하면서 발생되는 다중 경로에 의한 간섭에 의해 발생되는 현상일 수 있다.In addition, while the precipitate (C) exists (Fig. 13 (a)), the water level of the fluid (A) is lower than the height at which the
Rx_i은 RF 송신기에서 i번째 위치한 RF 수신기까지의 경로 손실값(dB)을 의미하고, Lc는 RF 송신기에서 제1 RF 수신기까지의 공기 중에 발생되는 경로 손실값(dB)를 의미하며, Ld는 RF 송신기에서 제2 RF 수신기까지의 공기와 유체에서 발생되는 경로 손실값(dB)를 의미하고, △L은 단위 경로 손실값(dB)를 의미하며, a는 침전물에 대한 경로 손실 보정값을 의미한다. Rx_i means the path loss value (dB) from the RF transmitter to the i-th located RF receiver, Lc means the path loss value (dB) occurring in the air from the RF transmitter to the first RF receiver, and Ld is the RF It means the path loss value (dB) generated in air and fluid from the transmitter to the second RF receiver, ΔL means the unit path loss value (dB), and a means the path loss correction value for sediment .
즉 침전물 높이 산출부(31)는 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 X직선, X직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 Y직선 및 Y직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 Z 직선을 포함하면 매질이 공기에서 유체로 변경된 다음 다시 유체에서 침전물로 변경되었다고 판단하여 침전물(C)이 존재한다고 판단할 수 있다. 침전물 높이 산출부(31)는 X직선과 Y직선이 교차되는 지점부터 유체(A)가 흐르고, Y직선과 Z직선이 교차되는 지점부터 침전물(C)이 존재한다고 판단하며, 판단된 결과를 이용하여 침전물의 높이를 산출할 수 있다.That is, the sediment
유량 산출부(33)는 산출된 침전물 높이와 유체(A)의 유속을 이용하여 파이프(400) 내에 흐르는 유체(A)의 유량을 산출한다. 유량 산출부(33)는 [수학식 8]을 이용하여 유량을 산출할 수 있다.The flow
상세하게는 유량 산출부(33)는 유체(A)가 만수위인 경우, 침전물(C)의 높이를 이용하여 침전물(C)의 체적을 산출하고, 산출된 침전물(C)의 체적을 파이프(400)의 체적에 반영한 부피를 산출한다. 이때 유량 산출부(33)는 초음파 센서(21)를 제어하여 초음파 신호를 통해 유체(A)의 유속을 측정한다. 유량 산출부(33)는 산출된 부피와 측정된 유속을 이용하여 유량을 산출할 수 있다. 유량 산출부(33)는 유체(A)가 비만수위인 경우, 침전물(C)의 높이를 이용하여 침전물(C)의 체적을 산출하고, 산출된 침전물(C)의 체적을 파이프(400)의 체적에 반영한 부피를 산출한다. 이때 유량 산출부(33)는 레이더 센서(23)를 제어하여 레이더 신호를 통해 유체(A)의 유속을 측정한다. 유량 산출부(33)는 산출된 부피와 측정된 유속을 이용하여 유량을 산출할 수 있다.In detail, the flow
유량 산출부(33)는 산출된 유량에 대한 정보를 포함하는 모니터링 정보를 생성하고, 생성된 모니터링 정보를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 모니터링 정보는 침전물의 높이, 침전물의 체적, 유체의 유속, 유체의 유량 등을 포함할 수 있다.The flow
인터페이스부(40)는 사용자 단말(200)과의 통신을 수행한다. 인터페이스부(40)는 모니터링 정보를 사용자 단말(200)로 전송한다. 인터페이스부(40)는 기 설정된 주기마다 해당 정보를 전송하거나, 실시간으로 해당 정보를 전송할 수 있다.The
저장부(50)는 유량 산출 장치(100)를 구동하기 위한 프로그램 또는 알고리즘이 저장된다. 저장부(50)는 복수의 RF 수신기(13)의 위치정보, 파이프(400)의 체적이 저장된다. 저장부(50)는 침전물(C)의 높이, 유체(A)의 수위, 유속 및 유량이 저장된다. 저장부(50)는 모니터링 정보가 저장된다. 저장부(50)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. The
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 유량 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.14 is a flowchart for explaining a flow rate calculation method according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 14를 참조하면, 유량 산출 방법은 RF 신호를 이용하여 파이프 내부에 퇴적된 침전물의 유무를 판단하고, 침전물이 존재하는 경우 해당 침전물의 높이를 산출함으로써, 고가의 초음파 센서가 다수 설치되지 않아 설치비용을 절감할 수 있다. 유량 산출 방법은 초음파 신호 또는 레이더 신호를 이용하여 침전물의 체적이 반영된 파이프 내에 흐르는 유체의 유량을 산출하여 사용자가 정확한 유량을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 14, the flow rate calculation method uses an RF signal to determine the presence or absence of precipitates deposited inside the pipe, and if there are precipitates, by calculating the height of the precipitates, a number of expensive ultrasonic sensors are installed. This can save installation cost. The flow rate calculation method uses an ultrasonic signal or a radar signal to calculate the flow rate of the fluid flowing in the pipe in which the volume of the precipitate is reflected, so that the user can check the accurate flow rate.
S100 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 파이프(400)의 침전물의 높이를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 RF 신호를 이용하여 침전물의 높이를 산출할 수 있다. 이때 유량 산출 장치(100)는 복수의 RF 수신기별로 수신된 신호의 경로 손실값을 이용하여 침전물의 높이를 산출할 수 있다.In step S100, the flow
S200 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 유체의 유량을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 산출된 침전물의 높이를 이용하여 침전물의 체적을 산출하고, 산출된 침전물의 체적을 파이프의 체적에 반영하여 실제 유체가 흐르는 공간의 체적을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 산출된 공간의 체적과 유체의 유속을 이용하여 유량을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 산출된 유량에 대한 정보를 포함하는 모니터링 정보를 생성하고, 생성된 모니터링 정보를 사용자 단말(200)로 전송한다.In step S200, the flow
도 15는 도 14의 S100 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.15 is a flowchart for explaining step S100 of FIG. 14 in detail.
도 1 및 도 15를 참조하면, 유량 산출 방법은 파이프에 유체가 가득찬 상태인 만수위인 경우와, 파이프의 일부만 유체로 찬 상태인 비만수위인 경우를 구분하여 각 상황에 맞는 방식으로 침전물의 높이를 산출한다.1 and 15, the flow rate calculation method distinguishes between a full water level in which the pipe is filled with fluid and an empty water level in which only part of the pipe is filled with fluid, and the height of the sediment in a manner suitable for each situation. yields
S101 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 유체의 수위를 측정한다. 유량 산출 장치(100)는 초음파 센서를 이용하여 현재 파이프에 흐르는 유체의 수위를 측정한다. In step S101, the flow
S103 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 측정된 결과를 이용하여 수위가 만수위인지 여부를 판단한다. 유량 산출 장치(100)는 유체의 수위가 만수위이면 S105 단계를 수행하고, 비만수위이면 S113 단계를 수행한다.In step S103, the flow
S105 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 복수의 RF 수신기별 수신신호의 세기를 측정한다. 유량 산출 장치(100)는 서로 다른 높이로 설치된 RF 수신기별로 수신신호를 수신하고, 수신된 수신신호의 세기를 각각 측정한다.In step S105, the flow
S107 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 각 수신기별 경로 손실값을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 상술된 [수학식 1]을 이용하여 경로 손실값을 산출할 수 있다. In step S107, the flow
S109 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 인접한 지점 간의 경로 손실값에 대한 기울기를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 RF 수신기가 설치된 높이 순서대로 경로 손실값들을 정렬하고, 정렬된 경로 손실값들 연결한 직선에 대한 기울기를 산출한다.In step S109, the flow
S111 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 침전물의 높이를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 산출된 기울기를 이용하여 침전물의 높이를 산출한다. 예를 들어 유량 산출 장치(100)는 기울기가 변화되는 현상을 매질이 변화되는 현상이라고 판단하고, 기울기가 저하되는 지점을 확인한 후, 해당 지점을 이용하여 침전물의 높이로 산출한다.In step S111, the flow
S113 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 복수의 RF 수신기별 수신신호의 세기를 측정한다. 유량 산출 장치(100)는 서로 다른 높이로 설치된 RF 수신기별로 수신신호를 수신하고, 수신된 수신신호의 세기를 각각 측정한다.In step S113, the flow
S115 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 각 수신기별 경로 손실값의 산출을 m번 수행한다. 유량 산출 장치(100)는 상술된 [수학식 1]을 이용하여 경로 손실값의 산출을 m번 반복 수행할 수 있다. 즉 유량 산출 장치(100)는 경로 손실값의 산출을 m번 반복함으로써, RF 신호가 공기를 통과하면서 발생될 수 있는 다중 경로에 의한 간섭에 대한 영향을 최소화하면서 경로 손실값을 산출한다.In step S115, the flow
S117 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 경로 손실값의 그룹별 기울기를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 유량 산출 장치(100)는 RF 수신기가 설치된 높이 순서대로 경로 손실값들을 정렬하고, 정렬된 경로 손실값들 중 인접한 경로 손실값들끼리 그룹핑을 한다. 유량 산출 장치(100)는 그룹핑된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 직선의 기울기를 산출한다. In step S117, the flow
S119 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 침전물의 높이를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 산출된 기울기를 이용하여 침전물의 높이를 산출한다. 예를 들어 유량 산출 장치(100)는 기울기가 변화되는 현상을 매질이 변화되는 현상이라고 판단하고, 기울기가 저하되는 지점을 확인한 후, 해당 지점을 이용하여 침전물의 높이로 산출한다.In step S119, the flow
도 16은 도 14의 S200 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다.16 is a flowchart for explaining step S200 of FIG. 14 in detail.
도 1 및 도 16을 참조하면, 유량 산출 방법은 파이프에 유체가 가득찬 상태인 만수위인 경우와, 파이프의 일부만 유체로 찬 상태인 비만수위인 경우를 구분하여 각 상황에 맞는 방식으로 유체의 유량을 산출한다.Referring to FIGS. 1 and 16, the flow rate calculation method distinguishes between a full water level in which the pipe is filled with fluid and an empty water level in which only a part of the pipe is filled with fluid, and the flow rate of the fluid in a manner suitable for each situation. yields
S201 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 수위가 만수위인지 여부를 판단한다. 유량 산출 장치(100)는 유체의 수위가 만수위이면 S203 단계를 수행하고, 비만수위이면 S207 단계를 수행한다.In step S201, the flow
S203 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 복수의 초음파 센서를 이용하여 유체의 유속을 측정한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물 방향으로 초음파 신호를 송신하고, 반송된 초음파 신호를 수신한 시간차를 통해 유체의 유속을 측정한다.In step S203, the flow
S205 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 유체의 유량을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 높이를 이용하여 침전물의 체적을 산출하고, 산출된 침전물의 체적을 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 체적이 반영된 파이프의 체적과 유속을 이용하여 유량을 산출한다. 즉 유량 산출 장치(100)는 상술된 [수학식 8]을 이용하여 유량을 산출할 수 있다.In step S205, the flow
S207 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 레이더 센서를 이용하여 유체의 유속을 측정한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물 방향으로 레이더 신호를 송신하고, 반송된 도플러 레이더 신호가 제공하는 값을 이용하여 유체의 유속을 측정한다.In step S207, the flow
S209 단계에서, 유량 산출 장치(100)는 유체의 유량을 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 높이를 이용하여 침전물의 체적을 산출하고, 산출된 침전물의 체적을 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출한다. 유량 산출 장치(100)는 침전물의 체적이 반영된 파이프의 체적과 유속을 이용하여 유량을 산출한다. 즉 유량 산출 장치(100)는 상술된 [수학식 8]을 이용하여 유량을 산출할 수 있다.In step S209, the flow
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치를 설명하기 위한 블록도이다.17 is a block diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
도 17을 참조하면, 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 장치(예를 들면 유량 산출 장치, 사용자 단말 등) 일 수 있다. Referring to FIG. 17 , the computing device TN100 may be a device described in this specification (eg, a flow rate calculating device, a user terminal, etc.).
컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.The computing device TN100 may include at least one processor TN110, a transceiver TN120, and a memory TN130. In addition, the computing device TN100 may further include a storage device TN140, an input interface device TN150, and an output interface device TN160. Elements included in the computing device TN100 may communicate with each other by being connected by a bus TN170.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute program commands stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, methods, and the like described in relation to embodiments of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory TN130 may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다. The transmitting/receiving device TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal. The transmitting/receiving device TN120 may perform communication by being connected to a network.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. Meanwhile, the embodiments of the present invention are not implemented only through the devices and/or methods described so far, and may be implemented through a program that realizes functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. And, such implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiment.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. belong to the scope of the invention.
10: RF 송수신부
11: RF 송신기
13: RF 수신기
20: 센서부
21: 초음파 센서
23: 레이더 센서
30: 제어부
31: 침전물 높이 산출부
33: 유량 산출부
40: 인터페이스부
50: 저장부
100: 유량 산출 장치
200: 사용자 단말
300: 유량 산출 시스템
350: 통신망
400: 파이프10: RF transceiver
11: RF transmitter
13: RF receiver
20: sensor unit
21: ultrasonic sensor
23: radar sensor
30: control unit
31: sediment height calculation unit
33: flow calculation unit
40: interface unit
50: storage unit
100: flow calculation device
200: user terminal
300: flow calculation system
350: communication network
400: pipe
Claims (17)
상기 파이프의 내부로 초음파 신호 또는 레이더 신호를 전송하여 상기 파이프의 내부에 흐르는 유체의 수위 및 유속을 측정하는 센서부; 및
상기 RF 신호를 이용하여 파이프 내에 퇴적된 침전물의 높이를 산출하고, 상기 침전물의 높이와 상기 유속을 이용하여 상기 파이프 내에 흐르는 유체의 유량을 산출하는 제어부;를 포함하되,
상기 RF 송수신부는,
상기 파이프의 최상단에 설치되고, RF 신호를 상기 파이프의 내부 방향으로 송신하는 RF 송신기; 및
상기 파이프의 원주면을 따라 상기 RF 송신기와의 거리가 서로 다르게 설치되고, 상기 RF 신호를 개별적으로 수신하는 복수의 RF 수신기;를 포함하고,
상기 복수의 RF 수신기 각각은,
상기 파이프 중심을 기준으로 지그재그(zigzag) 순서대로 상기 RF 송신기와의 거리가 멀어지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.RF transceivers for transmitting radio frequency (RF) signals to the inside of the pipe and receiving the RF signals at different heights;
a sensor unit configured to transmit an ultrasonic signal or a radar signal to the inside of the pipe to measure the level and velocity of the fluid flowing inside the pipe; and
A controller for calculating the height of the precipitate deposited in the pipe using the RF signal and calculating the flow rate of the fluid flowing in the pipe using the height of the precipitate and the flow rate,
The RF transceiver unit,
an RF transmitter installed at the top of the pipe and transmitting an RF signal toward the inside of the pipe; and
A plurality of RF receivers installed at different distances from the RF transmitter along the circumferential surface of the pipe and individually receiving the RF signal;
Each of the plurality of RF receivers,
The flow rate calculation device, characterized in that installed so that the distance from the RF transmitter in a zigzag order based on the pipe center.
상기 복수의 RF 수신기 각각은,
상기 RF 신호의 전송거리에 따라 손실되는 손실값인 경로 손실값이 상기 유체가 만수위일 때를 기준으로 일정한 비율만큼 증가되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
Each of the plurality of RF receivers,
The flow rate calculation device characterized in that installed at a position where a path loss value, which is a loss value according to the transmission distance of the RF signal, is increased by a predetermined ratio based on when the fluid is at a full water level.
상기 제어부는,
상기 복수의 RF 수신기 간의 신호 간섭이 발생되지 않도록 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기만 온(on) 상태로 제어하고, 나머지 RF 수신기들을 오프(off) 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
Flow rate calculation device, characterized in that for controlling only the RF receiver receiving the RF signal to an on state, and controlling the remaining RF receivers to an off state so that signal interference between the plurality of RF receivers does not occur.
상기 제어부는,
상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
If the pipe is full of the fluid,
Calculating path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, and determining that the precipitate does not exist when a graph connecting the calculated path loss values includes a straight line having one constant slope value. Characterized in that flow calculation device.
상기 제어부는,
상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제1 직선 및 상기 제1 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제2 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
If the pipe is full of the fluid,
Each path loss value for the plurality of RF receivers is calculated, and a graph connecting the calculated path loss values has a first straight line having a constant slope value and a slope value smaller than the slope value of the first straight line. The flow rate calculation device, characterized in that it is determined that the precipitate is present when the second straight line is included.
상기 제어부는,
상기 제1 직선과 상기 제2 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하고, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 7,
The control unit,
The flow rate calculation device, characterized in that for determining that the precipitate exists from a point where the first straight line and the second straight line intersect, and calculating the height of the precipitate using the determined result.
상기 제어부는,
상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 높으면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
If only a part of the pipe is filled with the fluid, and the fluid level is higher than the height at which the plurality of RF receivers are installed,
Calculating path loss values for the plurality of RF receivers, respectively, and determining that the precipitate does not exist when a graph connecting the average values of the calculated path loss values includes a straight line having one constant slope value Flow calculation device characterized in that.
상기 제어부는,
상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기 중 적어도 하나의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 낮으면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들의 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제3 직선 및 상기 제3 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제4 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
When only a portion of the pipe is filled with the fluid and the fluid level is lower than the height at which at least one RF receiver among the plurality of RF receivers is installed,
Each path loss value for the plurality of RF receivers is calculated, and a graph obtained by connecting the average values of the calculated path loss values is a third straight line having a constant slope value and a slope value smaller than the slope value of the third straight line. Flow rate calculation device characterized in that it is determined that the precipitate does not exist when a fourth straight line having is included.
상기 제어부는,
상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 높으면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들의 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제5 직선 및 상기 제5 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제6 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
If only a part of the pipe is filled with the fluid, and the fluid level is higher than the height at which the plurality of RF receivers are installed,
Each path loss value for the plurality of RF receivers is calculated, and a graph obtained by connecting the average values of the calculated path loss values is a fifth straight line having a constant slope value and a slope value smaller than the slope value of the fifth straight line. Flow rate calculation device characterized in that it is determined that the precipitate is present when a sixth straight line having is included.
상기 제어부는,
상기 제5 직선과 상기 제6 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하고, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 11,
The control unit,
The flow rate calculation device, characterized in that for determining that the precipitate exists from a point where the fifth straight line and the sixth straight line intersect, and calculating the height of the precipitate using the determined result.
상기 제어부는,
상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이고, 상기 복수의 RF 수신기 중 적어도 하나의 RF 수신기가 설치된 높이보다 상기 유체의 수위가 낮으면,
상기 복수의 RF 수신기에 대한 경로 손실값을 각각 산출하고, 상기 산출된 경로 손실값들에 대한 평균값을 연결한 그래프가 하나의 일정한 기울기 값을 가지는 제7 직선, 상기 제7 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제8 직선 및 상기 제8 직선의 기울기 값보다 작은 기울기 값을 가지는 제9 직선을 포함하면 상기 침전물이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
When only a portion of the pipe is filled with the fluid and the fluid level is lower than the height at which at least one RF receiver among the plurality of RF receivers is installed,
Each path loss value for the plurality of RF receivers is calculated, and a graph obtained by connecting average values of the calculated path loss values is a seventh straight line having a constant slope value, and a slope value smaller than the slope value of the seventh straight line. The flow rate calculation device, characterized in that it is determined that the precipitate exists when an eighth straight line having a slope value and a ninth straight line having a slope value smaller than the slope value of the eighth straight line are included.
상기 제어부는,
상기 제7 직선과 상기 제8 직선이 교차되는 지점부터 상기 유체가 흐르고, 상기 제8 직선과 상기 제9 직선이 교차되는 지점부터 상기 침전물이 존재한다고 판단하며, 상기 판단된 결과를 이용하여 상기 침전물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 13,
The control unit,
It is determined that the fluid flows from the point where the seventh straight line and the eighth straight line intersect, and the precipitate exists from the point where the eighth straight line and the ninth straight line intersect. Flow rate calculating device, characterized in that for calculating the height of.
상기 제어부는,
상기 파이프에 상기 유체가 가득 찬 상태인 만수위이면,
상기 침전물의 높이를 이용하여 상기 침전물의 체적을 산출하고, 상기 산출된 침전물의 체적을 상기 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출하며, 상기 산출된 부피와 상기 초음파 신호를 이용하여 측정된 유속을 이용하여 상기 유량을 산출하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
The control unit,
If the pipe is full of the fluid,
The volume of the precipitate is calculated using the height of the precipitate, the volume of the calculated precipitate reflected in the volume of the pipe is calculated, and the flow rate measured using the calculated volume and the ultrasonic signal is calculated The flow rate calculation device characterized in that for calculating the flow rate.
상기 파이프의 일부만 상기 유체로 찬 상태인 비만수위이면,
상기 침전물의 높이를 이용하여 상기 침전물의 체적을 산출하고, 상기 산출된 침전물의 체적을 상기 파이프의 체적에 반영한 부피를 산출하며, 상기 산출된 부피와 상기 레이더 신호를 이용하여 측정된 유속을 이용하여 상기 유량을 산출하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 장치.According to claim 1,
If only a portion of the pipe is filled with the fluid, the non-water level,
The volume of the precipitate is calculated using the height of the precipitate, the volume obtained by reflecting the calculated volume of the precipitate to the volume of the pipe is calculated, and the flow rate measured using the calculated volume and the radar signal is used The flow rate calculation device characterized in that for calculating the flow rate.
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KR100556058B1 (en) * | 2004-03-10 | 2006-03-03 | 주식회사 엔지이엔 | dreg sludge height and flow rate measurement system using pressure gauge and sewage water level and velocity gauge |
JP4028284B2 (en) * | 2002-04-16 | 2007-12-26 | 株式会社東芝 | Substance measuring device |
KR100791319B1 (en) | 2006-01-11 | 2008-01-03 | (주) 그린텍아이엔씨 | The ultrasonic doppler flowmeter for sewerage water |
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