KR20000010637A - Speed profile detecting device of concrete liquid in conduit pipe - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A speed profile detecting device in a conduit pipe is provided to denote a measuring speed as a speed profile and measure flow amount as speed integral calculus in a sectional area. CONSTITUTION: The device comprises a vice reader for transmitting a supersonic inclined toward a conduit axis line through a conduit pipe and a concrete fluid in the conduit pipe and an electronic circuit for analyzing a signal transmitted from the reader and obtaining a diagram showing a speed profile of the concrete from the signal. In the conduit pipe, the concrete is fluidly symmetric toward a diameter thereof. The reader uses a supersonic with a frequency range of 20 to 500 kilohertz.

Description

도관 내에서 유동하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치Device for detecting velocity profile of concrete flowing in conduit

본 발명은 콘크리트가 유동하는 반경 방향 대칭인 도관 내부의 콘크리트의 속도 프로파일(profile)을 검출하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting the velocity profile of concrete inside a conduit of radial symmetry through which concrete flows.

덕트를 통해서 유동하는 불균질 유체 혼합물의 속도 프로파일을 검출하는 공정과 장치는 이미 알려져 있다. 일반적으로 이러한 공정과 장치는 치수가 작거나 매우 작은 유동하는 덕트의 크기보다 몇 배 정도 작은 불균질도를 갖는 제한된 밀도 및 저 점도의 유기적 및/또는 생리적 액체, 예를 들어, 혈액에 대하여 의학 및 생물학 분야에서 개발되었다.Processes and apparatus for detecting the velocity profile of a heterogeneous fluid mixture flowing through a duct are already known. In general, such processes and apparatus are limited in density and low viscosity of organic and / or physiological liquids, for example blood and medical, with a heterogeneity of several orders of magnitude less than the size of small or very small flowing ducts. Developed in the field of biology.

이에 반하여, 유동하는 덕트(항상 대직경의 도관)의 크기와 동일한 정도의 불균질도를 갖는 콘크리트와 같이 높은 밀도 및 매우 높은 점도를 갖는 유체의 속도 프로파일을 검출하려는 문제에 대처하지 못했다.In contrast, it has not dealt with the problem of detecting the velocity profile of a fluid having a high density and very high viscosity, such as concrete with a degree of heterogeneity equal to the size of the flowing duct (always a large diameter conduit).

본 발명은 콘크리트가 유동하는 반경 방향 대칭인 도관 내부의 콘크리트의 속도 프로파일을 검출하는 장치를 제공함으로써 이러한 문제점에 대처하여 해결한다. 도관과 이 도관 내에서 유동하는 콘크리트를 통해서 초음파를 도관 축선에 대하여 경사지게 전송하고 교란된 반응 초음파를 수신하기에 적합한 음향 탐침 수단뿐만 아니라 상기 탐침 수단에 의해 전송된 신호를 분석하고 이 신호로부터 콘크리트의 속도 프로파일을 나타내는 선도를 얻기에 적합한 전자 회로를 포함하는 형식의 상기 장치는, 상기 탐침 수단이 20KHz 내지 500KHz 사이의 주파수의 초음파를 사용하고, 상기 전자 회로가 탐침 수단에 의해 전송된 신호를 초당 10회 내지 70회의 갱신 횟수를 가지고 처리하여 음파 축선을 따라 상대적이 아닌 고유의 부호를 갖는 속도를 측정하기 위하여 콘크리트의 전파율로부터 얻어진 성분으로부터 상기 신호를 제거하는 것을 특징으로 한다.The present invention addresses and solves this problem by providing a device for detecting the velocity profile of concrete inside a conduit of radial symmetry through which concrete flows. Analyze the signals transmitted by the probe means as well as acoustic probe means suitable for transmitting ultrasonically obliquely about the conduit axis and receiving disturbed reactive ultrasound through the conduit and the concrete flowing in the conduit and from the signals The apparatus of the type comprising an electronic circuit suitable for obtaining a diagram representing a velocity profile, wherein the probe means uses ultrasonic waves at a frequency between 20 KHz and 500 KHz, and the electronic circuit receives the signal transmitted by the probe means 10 times per second. The signal is removed from the component obtained from the propagation rate of the concrete in order to measure the velocity with a non-relative intrinsic sign along the sonic axis by processing with an update frequency of 70 to 70 times.

상기 검출 장치는 상기 속도 측정을 속도 프로파일로서 나타내게 한다. 더욱이, 상기 검출 장치는 유량을 단면적에서의 속도 적분으로서 측정할 수 있게 하고, 또한 공간 내의 속도의 1차 미분으로서의 점도 측정을 허용할 뿐만 아니라, 한 패킷(packet)의 속도 프로파일에 대한 통계적인 분석을 통해서 입도와 밀도의 측정을 허용한다.The detection device causes the speed measurement to be represented as a speed profile. Moreover, the detection device enables the flow rate to be measured as a velocity integral in the cross-sectional area, and also allows the measurement of the viscosity as the first derivative of the velocity in space, as well as statistical analysis of the velocity profile of one packet. Allows measurement of particle size and density.

경제적인 이유와 구조 및 작업을 단순화시키기 위하여, 본 발명에 따른 검출 장치에서는, 발신 및 수신 탐침이 일치하는 탐침 수단을 사용하는 것이 일반적으로 편리하다. 이러한 탐침 수단은 사용되는 초음파가 도관의 축선에 대하여 15°내지 75°만큼 경사지도록 상기 도관 상에 부착되는 것이 적절하다.In order to simplify the economic reasons, the structure and the operation, it is generally convenient to use a probe means in which the transmitting and receiving probes coincide in the detection apparatus according to the present invention. Such probe means are preferably attached on the conduit such that the ultrasonic waves used are inclined by 15 ° to 75 ° with respect to the axis of the conduit.

본 발명은 지금까지 설명한 검출 장치의 바람직한 실시예를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings which show preferred embodiments of the detection apparatus described so far.

도1은 본 발명에 따른 검출 장치의 블록 다이어그램을 도시한다.1 shows a block diagram of a detection device according to the invention.

도2와 도2a는 콘크리트의 분배 도관에 도1의 검출 장치의 일부를 형성하는 음향 탐침을 부착한, 2개의 직교 단면을 도시하는 도면이다.2 and 2a show two orthogonal cross-sections with an acoustic probe forming part of the detection device of FIG. 1 attached to a distribution conduit of concrete.

도3은 상기 도관 내에서 상기 탐침에 의해 방출된 초음파가 여러 가지 콘크리트 성분 내로 가로질러 전파되는 것을 도시한다.Figure 3 shows the ultrasonic waves emitted by the probe in the conduit propagate across various concrete components.

도4는 본 발명에 따른 검출 장치에 표시된, 분배 도관 내에서 유동하는 콘크리트의 속도 프로파일의 일례를 도시한다.Figure 4 shows an example of the velocity profile of the concrete flowing in the distribution conduit, indicated in the detection device according to the invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 검출 장치는 도관(C)을 통해서 유동하는 콘크리트를 가로질러 전송되는 20KHz 내지 500KHz 사이의 주파수의 초음파(r)(도1 및 도2)을 사용하는 형식이며, 상기 장치는 반응 광선(r')(도1 및 도2a)의 전파에 영향을 미치는, 콘크리트의 불균질한 조성으로부터 야기되는 불규칙성에 의해 반응 광선(r')에 나타나는 교란을 검출함으로써 작동된다.Referring to the drawings, the detection apparatus according to the present invention is in the form of using ultrasonic waves r (FIGS. 1 and 2) at frequencies between 20 KHz and 500 KHz transmitted across concrete flowing through conduit C, The device is operated by detecting disturbances appearing in the reaction light r 'by irregularities resulting from the heterogeneous composition of the concrete, which affects the propagation of the reaction light r' (FIGS. 1 and 2A).

검출 장치는 사용되는 초음파가 도관(C)의 축선에 대하여 15°내지 17°만큼 경사지도록 도관(C)에 부착된다(도2).The detection device is attached to the conduit C such that the ultrasonic waves used are inclined by 15 ° to 17 ° with respect to the axis of the conduit C (Fig. 2).

도1에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 초음파(r)가 도관(C)을 가로질러 교란되어 전파되게 하기 위하여 초음파(r)를 콘크리트가 유동하는 도관(C)을 향해 적당하게 경사지게 전송하는 발신 탐침(1)과, 도관(C)으로부터 나오는 교란된 광선(r)을 수집하는 수신 탐침(2)과, 수신 탐침(2)에 의해 발생된 신호가 입력되는 수신 회로로 구성된다. 수신 탐침(2)은 발신 탐침(1)과 각도 α를 형성하면서 발신 탐침(1)과 동일 평면 상에 위치되며(도2a 참조), 또한 수신 탐침은 발신 탐침과 일치될 수 있는 데, 장치의 비용과 단순화에 있어서 일치시키는 것이 유리하고 바람직하다(도2에 도시된 바와 같음).As shown in Fig. 1, the device transmits an ultrasonic wave r appropriately inclined toward the conduit C through which concrete flows so that the ultrasonic wave r is disturbed and propagated across the conduit C. It consists of a probe 1, a receiving probe 2 for collecting disturbed light rays r coming out of the conduit C, and a receiving circuit into which a signal generated by the receiving probe 2 is input. The receiving probe 2 is located on the same plane as the transmitting probe 1, forming an angle α with the transmitting probe 1 (see FIG. 2A), and the receiving probe can also be matched with the transmitting probe, It is advantageous and desirable to match in terms of cost and simplification (as shown in FIG. 2).

수신 회로에서, 수신 탐침(2)까지 전송된 신호는 시간, 즉 신호가 발생되는 전파 지점의 거리에 따라 변화하는 이득을 가지고 대수 증폭기(3)에 의해 증폭된다.In the receiving circuit, the signal transmitted to the receiving probe 2 is amplified by the logarithmic amplifier 3 with a gain that varies with time, ie the distance of the propagation point at which the signal is generated.

증폭된 신호는 무전력 분해 회로(wattless decomposition circuit)(4), 즉 신호의 실상 부분과 허상 부분을 회복시켜서 샘플링 회로(7)에 의해 제어되는 분류 회로(shunting circuit)(5, 6)에 개별적으로 전송하는 간단한 회로(바람직하게는, 상당히 저렴한 RC 유닛)로 전송된다. 분류 회로(5, 6)(바람직하게는, 2개의 간단하고 실용적인 디지털 분류기)에서, 신호의 실상 부분과 허상 부분이 분류된다. 분류기(5, 6)의 기본 분류 시간은 각각의 순간에 대하여 도관(C) 내에서 전진하는 반향 신호의 공간 내의 위치에 대응하도록 선택되며, 이에 의해 원하는 프로파일을 얻을 수 있도록 콘크리트 덩어리가 초음파의 축선을 따라 샘플링 간격으로부터 미리 설정된 거리에서 단면마다 도관(C) 내로 이동하는 것이 분석된다. 도2는 예로서 일련의 단면(s)을 도시한다.The amplified signal is individually independent of a wattless decomposition circuit 4, i.e., a shunting circuit 5, 6 controlled by the sampling circuit 7 to recover the real and virtual portions of the signal. To a simple circuit (preferably, a fairly inexpensive RC unit). In the classification circuits 5 and 6 (preferably, two simple and practical digital classifiers), the real part and the virtual image part of the signal are classified. The basic sorting time of the classifiers 5 and 6 is selected to correspond to the position in the space of the echo signal advancing in the conduit C for each instant, whereby the concrete mass is the axis of the ultrasonic so as to obtain the desired profile. The movement along the conduit C per section at a predetermined distance from the sampling interval is thus analyzed. 2 shows a series of cross sections s as an example.

분류 회로(5)에 의해 발생된 신호는 분류 회로(6)에 의해 발생된 신호에 의해서 배가되어 상관기(correlator)(9)로 전송되는 반면, 분류 회로(6)에 의해 발생된 신호는 부호가 변경되어 분류 회로(5)에 의해 발생된 신호에 의해 배가된 후에 상관기(8)로 전송된다. 상관기(8, 9)는 샘플링 회로(7)에 의해 제어된다. 상기 회로에서, 각각의 단면의 신호의 실상 및 허상 부분은 각각의 단면 내의 입자의 초음파의 축선을 따른 속도를 회복시킬 수 있게 하기 위하여 상관된다. 도관의 벽을 속도가 없는 부분과 동일한 것으로 정의함으로써, 콘크리트[도관(C) 내로 유동하면서 있게 되는 특정 상태의 특정 콘크리트] 내의 전파 속도와 무관하고 도관 벽과 콘크리트 통로에서의 초음파의 굴절각(도3 참조)과 무관한 측정이 가능하게 하고, 또한 각각의 단면 내의 속도에 대한 절대적인 측정(의학 및 생물학 분야에 사용된 공지의 검출 장치에서 발생되는 것과 같은 상대적인 측정이 아님)을 얻을 수 있다(각각의 측정은 고유의 부호를 가짐). 이러한 처리는 콘크리트의 매우 높은 불균질도의 특성과, 콘크리트가 일반적으로 교류 펌프로 분배되는 결과 공급 이동이 불규칙적이라는 사실을 고려하여, 샘플링 회로(7)에 의해 적어도 초당 10회 내지 70회의 갱신 횟수로 일어나야 한다.The signal generated by the classifying circuit 5 is multiplied by the signal generated by the classifying circuit 6 and transmitted to the correlator 9, while the signal generated by the classifying circuit 6 is signed. It is changed and multiplied by the signal generated by the classification circuit 5 and then transmitted to the correlator 8. The correlators 8, 9 are controlled by the sampling circuit 7. In the circuit, the real and virtual portions of the signal of each cross section are correlated to be able to recover the velocity along the axis of the ultrasonic waves of the particles in each cross section. By defining the wall of the conduit to be the same as the part without velocity, the refraction angle of the ultrasonic waves in the conduit wall and the concrete passage (regardless of the propagation velocity in the concrete (specific concrete in a particular state that will be flowing into the conduit C)) Independent measurements (not relative measurements, such as those found in known detection devices used in the medical and biological arts) can be obtained, respectively. Measurement has a unique sign). This treatment is at least 10 to 70 renewal times per second by the sampling circuit 7, taking into account the very high heterogeneity of the concrete and the fact that the resulting supply movement is usually distributed to the alternating pump. You must wake up.

그래서, 상관 회로에서는 단일의 신호를 수신 회로의 프로세서(10)로 전송하기 전에 단일 신호로부터 노이즈를 제거하게 하면서 평균 작업이 실행된다.Thus, the averaging operation is performed in the correlation circuit while removing noise from the single signal before transmitting the single signal to the processor 10 of the receiving circuit.

다음, 상기 프로세서는 신호의 실상 및 허상 부분과 다시 결합하면서 필터링 작업도 수행하고, 또한 속도 값(각각이 고유의 부호를 가짐)으로부터 원하는 프로파일을 얻도록 하며, 그래서 프로파일이 도4에 실례로서 도시된 바와 같이 표시부 상에 나타난다[여기서, 종축의 "v"는 속도를 나타내며, 횡축의 "d"는 콘크리트가 유동하는 도관(C)의 직경을 나타냄].Next, the processor also performs filtering while re-combining the real and virtual parts of the signal and also allows to obtain the desired profile from the velocity values (each with a unique sign), so that the profile is illustrated as an example in FIG. As shown on the display, where "v" in the longitudinal axis represents the velocity and "d" in the abscissa represents the diameter of the conduit C through which the concrete flows.

각각의 단면 내에서 속도 값이 회복되면, 동일한 프로세서(10)에 의해 보통의 전자 연산 처리를 통해서 유량(단면적에서의 속도 적분과 같음)과, 점도(공간 내의 속도의 미분과 같음)와, 도관(C) 내로 유동하는 콘크리트의 입도(한 패킷의 속도 프로파일의 통계적인 분석)를 결정하는 것도 가능하다.Once the velocity values are restored within each cross section, the same processor 10 carries out the flow rate (equivalent to the velocity integral in the cross-sectional area), the viscosity (equivalent to the derivative of the velocity in the space), and the conduit through the usual electronic computational processing. It is also possible to determine the particle size (statistical analysis of the velocity profile of one packet) of concrete flowing into (C).

이러한 모든 물리량을 결정할 수 있는 가능성은 최종적으로 본 발명의 검출 장치를 구비한 도관(C)을 통해서 공급되는 콘크리트에 대한 검증을 보장하게 한다.The possibility of determining all these physical quantities finally ensures the verification of the concrete supplied through the conduit C with the detection device of the invention.

Claims (8)

도관과 이 도관 내에서 유동하는 콘크리트를 통해서 초음파를 도관 축선에 대하여 경사지게 전송하고 교란된 반응 초음파를 수신하기에 적합한 음향 탐침 수단뿐만 아니라 상기 탐침 수단에 의해 전송된 신호를 분석하고 이 신호로부터 콘크리트의 속도 프로파일을 나타내는 선도를 얻기에 적합한 전자 회로를 포함하는 형식의, 콘크리트가 유동하는 반경 방향 대칭인 도관 내부의 콘크리트의 속도 프로파일을 검출하는 장치에 있어서,Analyze the signals transmitted by the probe means as well as acoustic probe means suitable for transmitting ultrasonically obliquely about the conduit axis and receiving disturbed reactive ultrasound through the conduit and the concrete flowing in the conduit and from the signals An apparatus for detecting a velocity profile of concrete within a conduit of radial symmetry through which concrete flows, including an electronic circuit suitable for obtaining a diagram representing a velocity profile, 상기 탐침 수단이 20KHz 내지 500KHz 사이의 주파수의 초음파를 사용하고,The probe means uses ultrasonic waves at a frequency between 20 KHz and 500 KHz, 상기 전자 회로가 탐침 수단에 의해 전송된 신호를 초당 10회 내지 70회의 갱신 횟수를 가지고 처리하여 음파 축선을 따라 상대적이 아닌 고유의 부호를 갖는 속도를 측정하기 위하여 콘크리트의 전파율로부터 얻어진 성분으로부터 상기 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The signal is obtained from a component obtained from the propagation rate of the concrete in order for the electronic circuit to process the signal transmitted by the probe means with a frequency of 10 to 70 updates per second to measure a speed with a unique sign rather than along the acoustic axis. Speed profile detection device for concrete, characterized in that to remove the. 제1항에 있어서, 상기 속도 측정이 속도 프로파일로서 표시되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The speed profile detecting apparatus of concrete according to claim 1, wherein the speed measurement is displayed as a speed profile. 제1항 및 제2항에 있어서, 유량이 단면적에서의 속도 적분으로서 측정되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The speed profile detecting device of concrete according to claim 1 or 2, wherein the flow rate is measured as a speed integral in the cross-sectional area. 제1항 내지 제3항에 있어서, 점도 측정이 공간 내의 속도의 1차 미분으로서 얻어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The velocity profile detection device for concrete according to claim 1, wherein the viscosity measurement is obtained as a first derivative of the velocity in the space. 제1항 내지 제4항에 있어서, 입도와 밀도의 측정이 한 패킷의 속도 프로파일에 대한 통계적인 분석을 통해서 얻어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The concrete velocity profile detection device according to claim 1, wherein the measurement of the particle size and density is obtained through a statistical analysis of the velocity profile of one packet. 제1항 내지 제5항에 있어서, 발신 및 수신 탐침이 일치하는 탐침 수단이 사용되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.6. An apparatus for detecting the velocity profile of concrete according to claim 1, wherein probe means in which the transmitting and receiving probes coincide is used. 제1항 내지 제6항에 있어서, 상기 탐침 수단은 사용되는 초음파가 도관의 축선에 대하여 15°내지 75°만큼 경사지도록 상기 도관 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.The apparatus of claim 1, wherein the probe means is attached on the conduit such that the ultrasonic waves used are inclined by 15 ° to 75 ° with respect to the axis of the conduit. 제1항 내지 제7항에 있어서, 상기 도관을 통해서 공급되는 콘크리트의 검증이 얻어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 속도 프로파일 검출 장치.8. The apparatus of claim 1, wherein verification of the concrete supplied through the conduit is obtained. 9.
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