KR20030022341A

KR20030022341A - 유량 측정방법 및 유량계

Info

Publication number: KR20030022341A
Application number: KR10-2003-7001421A
Authority: KR
Inventors: 고이께아쯔시; 야마기시기요시; 히라이즈미겐이찌; 후루끼신야
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-03-15
Also published as: US6782743B2; WO2002010693A1; EP1314966A4; CN1236288C; US20030146758A1; CA2417657A1; CN1443300A; EP1314966A1

Abstract

측정 유통로에 배치된 열식 유량센서를 포함하는 전기회로에서 피측정 유체의 측정 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고, 피측정 유체를 자유롭게 유통할 수 있는 참조 유통로에 배치된 참조 열식 유량센서를 포함하는 전기회로에서 피측정 유체의 참조 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻는다. 기준 유체에 관하여 복수 온도에 대해서 미리 참조 유량 검량선과 측정 유량 검량선을 포함하는 검량선을 얻어 둔다. 피측정 유체에 대해서 얻은 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 이 전기적 출력에 대응하는 참조 유량 검량선의 온도의 기준 온도로부터의 편차량을 구하고, 이 편차량에 기초하여 기준 온도의 측정 유량 검량선에 대한 온도 보정량을 얻고, 피측정 유체의 측정 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 기준 온도의 측정 유량 검량선을 이용하고 또 상기 온도 보정량을 감안하여 피측정 유체의 유량값으로 환산한다.

Description

유량 측정방법 및 유량계{FLOW METERING METHOD AND FLOWMETER}

유량계는 가정이나 기업에서 소비되는 등유, 물, 가스 등과 같은 유체의 유량을 측정하는 데에 이용되고 있다. 이 유량계로서 저가격화가 쉬운 열식 (특히, 방열형(傍熱型)) 유량센서를 사용한 것이 이용되고 있다.

방열형 유량센서로는 기판 상에 박막 기술을 이용하여 박막 발열체와 박막 감온체를 절연층을 사이에 두고 적층하여 이루어진 센서 칩을 배관 (외부 배관과 연통하여 유량계 내부에 형성된 유체 유통로를 포함함) 내의 유체와의 사이에서 열전달 (즉, 열적 상호작용) 이 가능하도록 배치한 것이 사용되고 있다. 발열체에 통전함으로써 감온체를 가열하여 이 감온체의 전기적 특성 예컨대 전기저항의 값을 변화시킨다. 이 전기저항값의 변화 (감온체의 온도 상승에 의함) 는 배관 내를 흐르는 유체의 유량 (유속) 에 따라 변화한다. 그 이유는 발열체의 발열량 중의 일부가 유체 내에 전달되고, 이 유체 내로 확산되어 유체에 흡수되는 열량은 유체의 유량 (유속) 에 따라 변화하고, 이에 따라 감온체에 공급되는 열량이 변화하여 이 감온체의 전기저항값이 변화하기 때문이다. 이 감온체의 전기저항값의 변화는 유체 온도에 따라서도 다르고, 이 때문에 상기 감온체의 전기저항값의 변화를 측정하는 전기회로 내에 온도보상용 감온소자를 장착해 두고, 유체 온도에 따른 유량 측정값의 변화를 되도록 적게 하는 것도 실행되고 있다.

이와 같은 박막소자를 사용한 방열형 유량센서에 관해서는 예컨대 일본 공개특허공보 평11-118566호에 기재되어 있다. 이 유량센서에는 유체 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻기 위해서 브리지 회로를 포함하는 전기회로를 사용하고 있다.

이상과 같은 유량계에서는, 센서 칩과 유체의 열교환을 위한 핀 플레이트를 유체 유통로 내로 돌출시키고, 유량센서의 주변부에는 유량 연산을 위한 회로 기판을 포함하는 전기회로부, 표시부, 통신회선 접속부 기타가 배치되며, 이들을 포함하는 유량계의 기능부 전체는 케이스 내에 수용되어 있다.

그러나, 방열형 유량센서를 사용한 유량계에서는, 상기와 같이 발열체 (히터) 에서 발생된 열량의 일부를 유체에 전달시키고, 이 유체에서 유속에 따른 흡열이 이루어지는 것에 의해 이 흡열량에 대응하는 전기회로 출력값에서 검량선을 이용하여 유량값으로 환산한다. 이 검량선은 유량 측정될 유체에 대해서 미리 실시한 실험 등으로 얻은 것이다. 따라서, 유량 측정될 유체가 검량선 작성시에 사용된 유체와 동등한 열적 성질을 갖는 경우에는, 본질적으로는 검량선을 이용한 환산시에 유량 측정값의 오차가 발생하는 경우는 없다.

그러나, 유량 측정될 유체가 등유와 같이 서로 다른 분자량을 갖는 복수 종류의 분자 혼합물로 이루어진 유체인 경우에는, 실제로 유량 측정될 유체가 반드시 검량선 작성시에 사용된 유체와 동등한 열적 성질을 갖는다고는 할 수 없다. 즉, 등유에는 JIS 등의 규격이 있다고는 하지만, 이들 규격은 물성값에 대해서 어느 정도의 허용폭을 갖는다. 사실, 실제로 판매되고 있는 등유에 대해서 조사한 결과, 그 열적 성질에는 편차가 있음을 알 수 있었다. 이 편차는 원유 생산지가 다르거나, 원유에서 등유를 얻는 정유소가 다르거나 함으로써 조성에 편차가 있는 것에 기인한다.

이와 같이 등유로서 동일한 범주에 속하는 유체여도 조성이 다름으로써 열적 성질이 다른 것도 있으므로, 유량 측정될 유체가 검량선 작성시에 사용된 유체와 다른 열적 성질을 갖는 경우에는, 유량 측정에서 검량선을 이용하여 환산할 때에 유량 측정값의 오차가 발생하는 경우가 있다. 구체적으로 말하면 각 가정 등의 등유 수요자에게 구비되어 있는 유량계로 등유의 소비량을 측정하는 경우에, 공급되는 등유가 반드시 일정한 조성 및 열적 성질을 갖는다고는 할 수 없으므로, 경우에 따라서는 실제로 공급되어 소비되는 등유의 양과는 다른 양을 유량 측정값으로 얻게 된다.

이상과 같은 열적 성질의 변화를 가져오는 조성 변화가 있는 피측정 유체의 예로는 상기 등유 이외에 가솔린, 나프타, 경유, 액화석유가스 (LPG) 또는 농도 변동이 있는 용액, 슬러리 또는 졸 등이 있다.

그래서, 본 발명은 유체 조성 등의 변화에 따라 유체의 열적 성질이 변화하는 경우에도, 측정 오차가 적은 유량 측정을 하는 것을 목적으로 하는 것이다.특히, 본 발명은 그와 같은 유량 측정을 위한 방법 및 유량계를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 유체 유량 측정기술에 속하는 것으로, 특히 배관 내를 흐르는 유체의 순간 유량 또는 적산 유량을 측정하기 위한 유량 측정방법 및 유량계에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 유량계의 전체 구성을 나타내는 모식적 분해사시도이다.

도 2 는 유량 계측부의 단면도이다.

도 3 은 유량 계측부의 측면도이다.

도 4 는 유량센서의 부착부분을 나타내는 도면이다.

도 5 는 유량센서의 단면도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 유량계의 유체 유통을 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 7 은 본 발명에 의한 유량계의 전기회로부의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8 은 복수 온도와 이들 각 온도에서의 온도센서회로의 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 9 는 복수 온도와 이들 각 온도에서의 기준 등유의 참조 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 10 은 복수 온도와 이들 각 온도에서의 기준 등유의 유량과 측정 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 11 은 기준 등유에 대한 온도 T2 의 측정 유량 Vh(B, T2, F) 에 대한 다른 온도 T1, T3 의 측정 유량 Vh(B, T1, F), Vh(B, T3, F) 의 차이로 얻은 ΔVh 의 그래프이다.

도 12 는 온도 T2 에서 기준 등유에 대한 측정 유량 Vh(B, T2, F) 에 대한 그 이외의 등유 A, C 에 대한 측정 유량 Vh(A, T2, F), Vh(C, T2, F) 의 차이로 얻은 ΔVh' 의 그래프이다.

도 13 은 피측정 등유의 유량 측정에서의 Δt(VhO) 를 나타내는 그래프이다.

도 14 는 피측정 등유의 유량 측정에서의 Vh(B, T2-Δt(Vh), F)=Vh(E, T, F) 를 나타내는 그래프이다.

도 15 는 피측정 등유의 유량 측정의 흐름도이다.

도 16 은 각 시료 등유의 참조 유량 출력 VhO 를 나타내는 그래프이다.

도 17 은 각 시료 등유의 측정 유량 출력 Vh 의 시료 등유 a 의 측정 유량 출력 Vh 로부터의 차이 ΔVh 또는 ΔVh' 를 나타내는 그래프이다.

도 18 은 시료 등유 d∼f 의 측정 유량 출력 Vh 의 시료 등유 a 의 측정 유량 출력 Vh 로부터의 차이 ΔVh' 및 이에 대응하는 보정 후의 값 d'∼f' 를 나타내는 그래프이다.

도 19 는 도 18 을 측정 오차로 환산하여 나타낸 그래프이다.

도 20 은 참조 유량 출력 차이 ΔVhO 와 비중의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 21 은 등유에서의 동점도와 참조 유량 검지회로의 출력전압값의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 22 는 본 발명에 의한 유량계의 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 23 은 본 발명에 의한 유량계의 실시형태를 나타내는 분해단면도이다.

도 24 는 본 발명에 의한 유량계의 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 25 는 본 발명에 의한 유량계의 실시형태를 나타내는 정면도이다.

도 26 은 본 발명에 의한 유량계의 실시형태를 나타내는 평면도이다.

도 27 은 기준 등유 A 의 검량선과 피측정 등유 B 의 검량선을 나타내는 그래프이다.

도 28 은 유량 측정에서의 측정 오차를 나타내는 그래프이다.

발명의 개시

본 발명에 따르면 다음과 같은 목적을 달성하는 것으로,

피측정 유체를 측정 유통로에 유통시키고, 이 측정 유통로에 배치된 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 측정 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 측정 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고, 미리 작성된 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산함으로써 상기 피측정 유체의 유량을 측정하는 방법으로서,

참조 유통로 내에 상기 피측정 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채워 두고, 이 참조 유통로 내에 배치된 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 참조 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 참조 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고,

상기 검량선은 기준 유체에 관하여 복수 온도에 얻은 참조 유량 검량선과 측정 유량 검량선을 포함하는 것으로,

피측정 유체에 대해서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 이 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 온도의 기준 온도로부터의 편차량을 구하고, 이 편차량에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선에 대한 온도 보정량을 얻고, 상기 피측정 유체의 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선을 이용하고 또 상기 온도 보정량을 감안하여 상기 피측정 유체의 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법이 제공된다.

본 발명의 유량 측정방법의 1 태양에서는, 상기 기준 유체와는 다른 유체에 대해서 제 1 온도에서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 제 2 온도를 구하고, 상기 제 1 온도에서 임의 유량으로 얻은 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 임의 유량에서의 상기 측정 유량 검량선의 제 3 온도를 구하고, 상기 제 1 온도와 제 2 온도의 차이에 대한 상기 제 1 온도와 제 3 온도의 차이의 비를 얻어 두고, 상기 편차량에 상기 비를 곱함으로써 상기 온도 보정량을 얻는다.

본 발명의 유량 측정방법의 1 태양에서는, 상기 검량선은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력과 비중의 관계를 나타내는 비중 검량선을 포함하는 것으로, 상기 피측정 유체의 유량값에서 상기 비중 검량선을 이용하여 상기 피측정 유체의 체적 유량값으로 환산한다.

또, 본 발명에 따르면 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로,

유체를 케이스 내로 도입하여 이 케이스 내에 유체를 저장하고, 이 저장된 유체를 케이스 밖으로 도출시킴으로써, 이 케이스 내를 통과하는 유체의 유량을 측정하는 유량계로서,

상기 케이스 내에 배치되고 상기 케이스에 대한 유체의 도입 또는 도출에 따라 유체를 유통시키는 측정 유통로, 상기 케이스 내에 배치되고 상기 저장 유체를자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로, 상기 측정 유통로에 배치된 측정 열식 유량센서 및 상기 참조 유통로에 배치된 참조 열식 유량센서를 구비하고 있고,

상기 참조 열식 유량센서를 사용하여 얻은 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 측정 열식 유량센서를 사용하여 얻은 측정 유량 대응의 전기적 출력을 보정하여 유량값을 얻도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량계가 제공된다.

본 발명의 유량계의 1 태양에서는, 추가로 상기 측정 열식 유량센서를 포함하여 구성된 측정 유량 검지회로, 상기 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 참조 유량 검지회로, 기준 유체에 관하여 복수 온도에 대해서 얻은 참조 유량 검량선 및 측정 유량 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 검지회로에서 얻은 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산하는 유량 환산회로를 구비하고 있고, 상기 유량 환산회로는 피측정 유체에 대해서 상기 참조 유량 검지회로에서 얻은 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 이 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 온도의 기준 온도로부터의 편차량을 구하고, 이 편차량에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선에 대한 온도 보정량을 얻고, 상기 피측정 유체의 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선을 이용하고 또 상기 온도 보정량을 감안하여 상기 피측정 유체의 유량값으로 환산한다.

본 발명의 유량계의 1 태양에서는, 상기 유량 환산회로는 상기 기준 유체와는 다른 유체에 대해서 제 1 온도에서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에대응하는 상기 참조 유량 검량선의 제 2 온도를 구하고, 상기 제 1 온도에서 임의 유량으로 얻은 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 임의 유량에서의 상기 측정 유량 검량선의 제 3 온도를 구하고, 상기 제 1 온도와 제 2 온도의 차이에 대한 상기 제 1 온도와 제 3 온도의 차이의 비를 얻어 두고, 상기 편차량에 상기 비를 곱함으로써 상기 온도 보정량을 얻는 것이다.

본 발명의 유량계의 1 태양에서는, 상기 유량 환산회로는 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력과 비중의 관계를 나타내는 비중 검량선을 이용하여 상기 피측정 유체의 유량값에서 상기 피측정 유체의 체적 유량값으로 환산한다. 본 발명의 1 태양에서는, 상기 측정 열식 유량센서는 상기 측정 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 1 핀 플레이트를 구비하고 있고, 상기 참조 열식 유량센서는 상기 참조 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 2 핀 플레이트를 구비하고 있다.

또한, 본 발명에 따르면 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로,

피측정 유체를 측정 유통로에 유통시키고, 이 측정 유통로에 배치된 열식 유량센서로부터 상기 피측정 유체로의 흡열량이 이 피측정 유체의 상기 측정 유통로 내에서의 측정 유량에 대응하는 것을 이용하여, 상기 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 측정 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 측정 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고, 미리 작성된 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산함으로써 상기 피측정 유체의 유량을 측정하는 방법으로서,

상기 검량선은 기준 유체에 관하여 작성된 것으로,

참조 유통로 내에 상기 피측정 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채워 두고, 이 참조 유통로에 배치된 참조 열식 유량센서로부터 상기 피측정 유체로의 흡열량이 이 피측정 유체의 상기 참조 유통로 내에서의 참조 유량에 대응하는 것을 이용하여, 상기 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 참조 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 참조 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고,

상기 참조 유량 대응의 전기적 출력을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 출력 대응값 또는 상기 검량선을 이용한 환산으로 얻은 유량값을 보정함으로써, 상기 기준 유체에 대한 상기 피측정 유체의 열적 성질의 차이에 따른 상기 유량값의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법이 제공된다.

본 발명의 유량 측정방법의 1 태양에서는, 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 출력 대응값의 보정은, 상기 피측정 유체에 관한 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값에서 상기 기준 유체에 관하여 미리 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값을 뺀 것에 기초한 보정항을, 상기 피측정 유체에 관한 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값에서 뺌으로써 실행된다. 본 발명의 1 태양에서는, 온도를 측정하고 상기 보정항을 얻을 때에 상기 기준 유체에 관하여 미리 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력으로서 상기 측정온도의 값에 상당하는 것을 사용한다. 본 발명의 1 태양에서는, 상기 보정항은 상기 열식 유량센서와 상기 참조 열식 유량센서의 특성상의 차이를 보정하는 보정 계수를 포함한다.

본 발명의 유량 측정방법의 1 태양에서는, 상기 검량선을 이용한 환산으로 얻은 유량값의 보정은, 상기 환산으로 얻은 유량값에 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 따른 보정 파라미터를 곱함으로써 실행된다. 본 발명의 1 태양에서는, 온도를 측정하고 상기 보정 계수로서 상기 측정온도의 값을 사용한다.

또, 본 발명에 따르면 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로,

상기 케이스 내에 배치되고 상기 케이스에 대한 유체의 도입 또는 도출에 따라 유체를 유통시키는 측정 유통로, 상기 케이스 내에 배치되고 상기 저장 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로, 상기 측정 유통로에 배치된 제 1 열식 유량센서, 상기 참조 유통로에 배치된 제 2 열식 유량센서, 상기 제 1 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 1 유량 검지회로 및 상기 제 2 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 2 유량 검지회로를 구비하고 있고,

상기 측정 유통로 내의 유체와 상기 제 1 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 상기 제 1 유량 검지회로에서 얻은 제 1 출력값에 대응하는 제 1 출력 대응값 및 상기 참조 유통로 내의 유체와 상기 제 2 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 제 2 유량 검지회로에서 얻은 제 2 출력값에 대응하는 제 2 출력 대응값으로부터, 상기 제 2 출력 대응값에 따라 상기 제 1 출력 대응값을 보정함으로써얻은 보정출력 대응값에 따라 기준 유체에 대한 검량선을 이용하여 유량값으로 환산하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 유량계가 제공된다.

또, 본 발명에 따르면 이상과 같은 목적을 달성하는 것으로,

상기 측정 유통로 내의 유체와 상기 제 1 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 상기 제 1 유량 검지회로에서 얻은 제 1 출력값에 대응하는 제 1 출력 대응값에 따라 기준 유체에 대한 검량선을 이용하여 유량값으로 환산하고,

상기 참조 유통로 내의 유체와 상기 제 2 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 제 2 유량 검지회로에서 얻은 제 2 출력값에 대응하는 보정 파라미터를 상기 유량값에 곱함으로써 보정 유량값을 얻도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 유량계가 제공된다.

본 발명의 유량계의 1 태양에서는, 상기 측정 유통로 및 상기 참조 유통로는상기 케이스 내에 배치된 유량 계측부에 형성되어 있고, 상기 측정 유통로의 입구는 상기 케이스에 형성된 유체 입구관과 연통되는 케이스 내 유체 저장부를 향하여 개구되어 있고, 상기 측정 유통로의 출구는 상기 케이스에 형성된 유체 출구관과 연통되어 있으며, 상기 참조 유통로의 입구 및 출구는 상기 케이스 내 유체 저장부를 향하여 개구되어 있다.

본 발명의 유량계의 1 태양에서는, 상기 제 1 열식 유량센서는 상기 측정 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 1 핀 플레이트를 구비하고 있고, 상기 제 2 열식 유량센서는 상기 참조 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 2 핀 플레이트를 구비하고 있다.

이상과 같은 본 발명에 의해 피측정 유체의 조성이 기준이 되는 유체의 것과 다른 경우에도, 유량 측정의 정밀도가 저하되지 않는 이유를 다음에 설명한다.

등유에 대해서 조성 차이에 따른 열적 성질 차이를 조사한 결과 다음과 같은 것이 발견되었다. 즉, 열전도율의 등유 조성 의존성 (기준이 되는 재료인 등유의 열전도율에 대한 피측정 등유의 열전도율의 편차), 비열의 등유 조성 의존성 (기준이 되는 재료인 등유의 비열에 대한 피측정 등유의 비열의 편차), 밀도의 등유 조성 의존성 (기준이 되는 재료인 등유의 밀도에 대한 피측정 등유의 밀도의 편차) 및 동점도의 등유 조성 의존성 (기준이 되는 재료인 등유의 동점도에 대한 피측정 등유의 동점도의 편차) 을 측정한 결과, 열전도율이나 비열이나 밀도에 비해 동점도의 등유 조성 의존성이 현저함을 알 수 있었다. 즉, 열전도율이나 비열이나 밀도의 편차는 최대한 ±1% 정도 이내인 반면에 동점도의 편차는 ±10% 이상이 됨을 알 수 있었다.

그리고, 이 동점도의 편차는 측정될 유체 유량값에 영향을 주는 것이 발견되었다. 이 영향의 크기에 대해서 검토한 결과, 열전달 부재가 평판 형상이고, 이 평판을 따른 방향으로 피측정 유체가 유통되는 상기 일본 공개특허공보 평11-118566호에 기재된 바와 같은 유량센서를 사용하는 경우에는, 모델에 의한 이론적 해석에 따르면, 유량이 0인 경우의 자연 대류의 영향과 유체 유통에 따른 강제 대류의 영향이 있고, 동점도를 ν로 한 경우, 자연 대류의 영향은 ν^-1/4에 비례하여 강제 대류의 영향은 ν^-1/6에 비례한다. 이와 같이 자연 대류가 강제 대류보다 영향이 크다.

대류에 의한 유량값에 대한 기여분은 실제로 유통로 내를 유통하는 유체량과는 직접 관계가 없는 것으로, 그 유량 측정에 대한 영향을 제거함으로써 유량 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있는 것으로 볼 수 있다. 이 대류 기여분 중 자연 대류의 기여분은 피측정 유체의 측정 유통로 내에서의 유통과는 독립하여 저장 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로에서 측정 유통로 내에서의 유량 측정의 경우와 동등한 유량 검지회로의 출력으로 얻을 수 있다.

한편, 강제 대류의 기여분은 피측정 유체의 유통에 부수된 것이므로, 그 영향을 분리하여 얻을 수는 없다. 그러나, 강제 대류의 기여분의 영향은 자연 대류의 기여분의 영향보다 작으므로, 자연 대류의 기여분만을 보정에 의해 제거함으로써, 유량 측정의 정밀도 향상에는 크게 기여한다.

측정 유통로에 배치된 유량센서를 포함하는 유량 검지회로에서 얻은 출력전압값을 유량값으로 환산할 때에는, 기준 유체 (예컨대, 기준이 되는 재료인 등유) 에 대해서 실측하여 얻은 출력전압값의 제곱 값과 유량값의 관계를 검량선으로서 사용한다. 따라서, 이 기준 유체에 대해서 측정할 때에는 정확한 유량값으로 환산되지만, 기준 유체와 다른 유체의 유량을 측정할 때에는 이 피측정 유체의 기준 유체에 대한 열적 성질의 차이에 상당하는 측정 오차가 생긴다. 그래서, 본 발명에서는 피측정 유체의 기준 유체에 대한 열적 성질의 차이를 검지하기 위해서, 참조 유통로에서 자유 유통상태의 피측정 유체의 자연 대류에 의한 참조 유량을 얻는다. 도 21 은 등유 종류의 차이에 따라 동점도와 참조 유량센서를 포함하여 구성된 유량 검지회로 (참조 유량 검지회로) 의 출력전압값과의 관계가 어떻게 변화하는지를 나타내는 그래프이다. 동점도와 참조 유량 검지회로의 출력전압값 사이에는 상당한 상관이 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 해서 얻은 참조 유량 검지회로의 출력값을 이용하여 측정 유통로의 유량센서를 포함하여 구성된 유량 검지회로 (측정 유량 검지회로) 의 출력전압값에 대응하는 출력 대응값을 보정하거나 또는 기준 유체에 관하여 작성된 검량선을 이용한 환산으로 얻은 유량값을 보정함으로써, 기준 유체에 대한 피측정 유체의 열적 성질의 차이에 따른 유량값의 오차를 보정할 수 있어 유량 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음에, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 은 본 발명에 의한 유량계의 1 실시형태의 구성의 일부를 나타내는 모식적 분해사시도이다. 유량계의 케이스 본체 부재 (2) 는 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 것으로, 이 케이스 본체 부재 (2) 에는 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 외측 덮개 부재 (도시 생략) 가 특정방향 (화살표시 A 방향)으로 나사 고정에 의해 결합되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 의 배면부 상부의 일측에는 유체 출구관 (22) 이 형성되어 있고, 타측에는 유체 입구관 (도시 생략) 이 형성되어 있다.

케이스 본체 부재 (2) 의 상반부에는 저장부용 오목부 (23) 가 형성되어 있다. 저장부용 오목부 (23) 를 덮도록 저장부용 오목부 내벽 (26) 의 단면에 대하여 화살표시 A 방향으로 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 중간 덮개 부재 (6) 의 외주면이 나사 고정에 의해 결합되어 있다. 이 결합시에는 고무 시일 (코르크가 함유된 고무 시일 등) 이 개재되어 있어 결합부로부터의 유체 누수를 방지한다. 그럼으로써, 케이스 본체 부재 (2) 와 중간 덮개 부재 (6) 사이에유체의 일시 저장 및 유통을 위한 유체 저장부가 형성되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 에는, 유체 입구관과 연통되고 저장부용 오목부 (23) 에서 개구되는 개구가 형성되어 있고, 유체 출구관 (22) 과 연통되고 저장부용 오목부 (23) 에서 개구되는 접속개구 (22a) 가 형성되어 있다.

중간 덮개 부재 (6) 에는 유체 저장부 내에 배치되는 유량 계측부 (8) 가 부설되어 있다. 도 2 에 유량 계측부 (8) 의 단면도를 나타내고, 도 3 에 그 측면도를 나타낸다. 유량 계측부 (8) 에는 상하방향 (연직방향) 으로 연재되는 유체 유통로 (81) 가 형성되어 있다. 유체 유통로 (81) 의 입구 (811) 는 유량 계측부 (8) 의 하부에 위치한다. 또, 유체 유통로 (81) 의 상부에 위치하는 출구 (812) 에는 화살표시 A 방향으로 돌출되는 돌출부 (8a) 가 부착되어 있고, 중간 덮개 부재 (6) 를 케이스 본체 부재 (2) 에 결합함으로써 돌출부 (8a) 가 이음 부재 (27) 를 통해 케이스 본체 부재 (2) 측의 접속개구 (22a) 와 접속되고, 그럼으로써 유량 계측부 (8) 의 유체 유통로 출구 (812)와 유체 출구관 (22) 이 연통되어 있다.

유량 계측부 (8) 에 형성된 화살표시 A 방향의 센서장착구멍 (8b,8c) 내에는, 각각 열교환을 위한 열전달 부재로서의 핀 플레이트를 구비한 열식 유량센서 (유체 온도 검지센서가 장착됨: 10) 가 삽입되어 있다 (도 1 에는 일측 열식 유량센서만 도시되어 있음). 도 4 에 유량센서 (10) 의 부착부분을 나타내고, 도 5 에 유량센서 (10) 의 단면도를 나타낸다. 센서장착구멍 (8b) 에 O 링을 개재시켜 삽입된 유량센서 (10) 는 유체 유통로 (81) 로 돌출되어 있다. 또, 센서장착구멍 (8c) 에 O 링을 개재시켜 삽입된 유량센서 (10) 는 유체 저장공간으로 돌출되어 있다.

유량센서 (10) 는 유량센서부 (101) 와 유체 온도 검지센서부 (102) 를 포함한다. 유량센서부 (101) 에서는 도 5 에 나타내는 바와 같이 핀 플레이트 (FP) 와 유량 검지부 (FS) 를 열전도성이 양호한 접합재 (AD) 로 접합하고, 유량 검지부 (FS) 의 전극패드와 외부전극단자 (ET) 를 본딩와이어 (BW) 로 접속한다. 유체 온도 검지센서부 (102) 는 유량센서부 (101) 에서 유량 검지부 (FS) 대신에 유체 온도 검지부를 사용하고 또 이에 대응한 외부전극단자 (ET) 를 갖는 것으로 할 수 있다. 이들 유량 검지부나 유체 온도 검지부로서는 상기 일본 공개특허공보 평11-118566호에 기재된 바와 같은 것을 사용할 수 있다. 유량센서부 (101) 및 유체 온도 검지센서부 (102) 는 공통된 몰드수지 (MR) 로 밀봉되어 일체화된다.

도 2 에 나타나 있는 바와 같이 유량 계측부 (8) 에는 센서장착구멍 (8c) 에 삽입되는 유량센서 (10) 의 핀 플레이트 (FP) 를 덮기 위한 철망커버 (MM) 가 부설되어 있다. 이 철망커버 (MM) 는 유량센서 (10) 의 핀 플레이트 (FP) 가 자연 대류에 의한 유체 유통의 영향을 받을 수도 있지만, 유체 공급에 관한 유체 유통의 영향을 받지 않도록 하기 위해서 설치된다. 이 유량센서는 센서장착구멍 (8b) 에 삽입되는 유량센서 (10) 를 포함하는 측정 유량 검지회로에서 얻은 출력값을 유량값으로 환산하는 데에 이용하는 검량선을 작성할 때에 사용된 기준 유체에 대한 피측정 유체의 열적 성질의 차이를 검지하기 위한 참조 유량 검지회로를 구성하고 있다.

도 1 에 나타나 있는 바와 같이 저장부용 오목부 (23) 에는 유체 유통경로 규정부재 (9) 가 형성되어 있다. 이 유통경로 규정부재 (9) 는 유체 저장부 내에서 개구를 통해 유입되는 유체의 유통경로를 규정하는 것으로, 중간 덮개 부재 (6) 와의 사이에 형성되는 연직방향으로 가늘고 긴 개구를 통해 균일하게 유량 계측부 (8) 가 배치된 영역으로 유체를 도입하도록 하는 것이다.

중간 덮개 부재 (6) 의 앞면측에는 도시되어 있지는 않지만 유량센서 (10) 의 외부전극단자 (ET) 와 전기적으로 접속된 아날로그 회로기판이 장착되어 있다. 또, 도시되어 있지 않지만 상기 외측 덮개 부재에는 아날로그 회로기판과 함께 유량 검지회로를 구성하는 디지털 회로기판, 전원회로부를 구성하는 트랜스 및 유량계에 대한 입출력단자부 등의 회로부재가 부착되어 있다. 특히, 트랜스 및 입출력단자부는 케이스 본체 부재 (2) 의 하반부에 형성된 회로부재용 오목부 (24) 내에 배치되어 있다.

도 1∼도 3에 나타나 있는 바와 같이 유량 계측부 (8) 의 유체 유통로 (81) 는 상하방향 (연직방향) 으로 연장되어 있다. 유량 계측부 (8) 에는 유체 유통로 (81) 와 평행한 보조 유통로 (82) 가 형성되어 있다. 보조 유통로 (82) 는 하단부 개구가 유체 도출구 (821) 로 되어 있고, 상단부 개구가 제 1 유체 도입구 (822) 로 되어 있으며, 서로 다른 높이에 위치하는 2 개의 측부 개구가 각각 제 2 및 제 3 유체 도입구 (823,824) 로 되어 있다.

보조 유통로 (82) 는 유량 측정시의 입구 (811) 로부터 유체 유통로 (81) 내로의 유체 흡인력에 따라 유체 저장부 내의 유체를 유체 도입구 (822,823,824) 를통해 도입하고 유체 도출구 (821) 에서 도출시키고, 바닥판 (8d) 을 포함하여 구성된 연통로를 거쳐 유체 유통로 입구 (811) 로 도입하는 작용을 한다. 유체 도입구 (822,823,824) 의 내부직경은 서로 다르고, 유체 도출구 (821) 로부터의 거리가 작을 것일수록 작게 설정되어 있다. 그럼으로써, 다른 높이로부터 보조 유통로 (82) 내로 도입되는 유체의 유량을 평균화시킬 수 있다.

도 6 은 본 실시형태의 유체 유통을 설명하기 위한 분해사시도이다. 도 6 에서 유체의 유통방향이 화살표시로 나타나 있다. 도시하지 않은 유체 공급원에서 배관을 통해 공급되는 유체는 유체 도입관에서 개구 (21a) 를 통해 유체 저장부 내로 공급된다. 공급된 유체는 먼저 유통경로 규정부재 (9) 를 넘어 유량 계측부 (8) 가 배치된 영역에 이른다. 그리고, 유체는 보조 유통로 (82) 를 통해 유체 유통로 (81) 내에 흡인되고, 유체 유통로 출구 (812) 및 접속개구 (22a) 를 통해 유체 출구관 (22) 에서 배출되고, 도시하지 않은 유체 수요기기에 공급된다. 이후에, 유체 수요기기측에서 유체 수요가 있으면, 유량계의 저장부 내의 보조 유통로 (82) 및 유체 유통로 (81) 를 경유하여 유체 공급원에서 유체 수요기기에 유체가 공급된다.

본 실시형태에서는 개구 (21a) 로부터의 거리가 개구 (22a) 보다 큰 위치에 보조 유통로 (82) 가 배치되어 있고, 이 보조 유통로 (82) 가 유체 저장부 내에서 우측 내벽 (26) 에 인접하고 있으므로, 유체 저장부 내의 유체에 우측 내벽 (26) 측으로 상하위치에 관하여 평균화된 수평방향의 흐름이 생기게 된다. 그래서, 유량 계측부 (8) 를 포함하여 유체 저장부 내의 온도 분포가 충분히 균일화되어 유량 측정의 정밀도가 향상된다.

유체 유통로 (81) 내의 유체 유량이 유량센서부 (101) 및 유체 온도 검지센서부 (102) 를 포함하는 도 7 에 나타내는 바와 같은 측정 유량 검지회로를 사용하여 계측된다. 도 7 에서 유량센서부 (101) 에서는 히터와 감온저항체 (Tw) 가 절연막을 사이에 두고 적층된 유량 검지부가 형성되어 있고, 히터 발열의 일부는 상기 핀 플레이트 (FP) 를 통해 유체 유통로 (81) 내를 유통하는 유체에 전달된다. 이 유체와의 열적 상호작용의 영향을 받은 감온이 감온저항체 (Tw) 에 의해 실행된다. 감온저항체 (Tw) 와 유체 온도 검지센서부 (102) 의 유체 온도 검지부의 감온저항체 (To) 와 2 개의 저항체에 의해 브리지 회로가 형성되어 있고, 이 브리지 회로의 출력이 증폭회로에서 증폭되고, 컴퍼레이터에서 소정값과 비교되고, 이 컴퍼레이터의 출력이 히터 제어부에 입력된다. 히터 제어부는 입력신호에 따라 버퍼를 통해 유량센서부 (101) 의 히터 발열을 제어한다. 이 제어는 유량센서부 (101) 의 감온저항체 (Tw) 가 소정의 감온상태를 유지하도록, 즉 히터 제어부로의 입력신호가 소정값을 유지하도록 이루어진다. 이 제어상태는 순간 유량에 대응하고 있고, 그 데이터는 유량 환산회로로 입력된다.

참조 유량 검지회로는 유량센서부 (101) 및 유체 온도 검지센서부 (102) 와 동일한 유량센서부 (111) 및 유체 온도 검지센서부 (112) 를 포함하는 것을 제외하고, 측정 유량 검지회로와 동등한 구성을 갖고 동일한 유량 검지를 실행한다. 그럼으로써, 얻은 참조 유량은 피측정 유체의 조성 또는 물성값 예컨대 동점도에 대응한 열적 성질에 따라 변화하므로, 참조 유량 검지회로의 출력에 기초하여 측정유량 검지회로에서 측정되는 유량의 값을 보정할 수 있다.

도시하지 않은 온도센서를 포함하는 온도센서회로 (12) 로부터 유량 환산회로에 아날로그 회로부 (측정 유량 검지회로 및 참조 유량 검지회로의 대부분을 포함함) 의 온도를 나타내는 신호가 입력된다. 유량 환산회로에서는 측정 유량 검지회로에서 얻은 측정 유량 데이터, 참조 유량 검지회로에서 얻은 참조 유량 데이터 및 온도센서회로에서 얻은 아날로그 회로부 온도 데이터에 기초하여 아날로그 회로부 온도에 따른 보정 및 참조 유량에 따른 보정 등의 연산이 실행되어 검량선을 이용한 유량값으로 환산된다.

이상과 같은 히터 제어회로 및 유량 환산회로를 포함하는 CPU 에는 표시부, 통신회로, EEPROM 및 기준 클럭이 접속되어 있다. 얻은 유량값은 표시부에 표시하거나 통신회로에 출력하여 외부와의 통신에 이용되기도 한다.

다음에, 유량 환산회로에서 실행되는 연산 및 유량에 대한 환산 방법에 대해서 설명한다.

(1) 검량선 등의 설정 및 메모리에 대한 기억:

먼저, 메모리인 EEPROM 에 연산 및 환산할 때에 사용되는 검량선이나 수치를 기억시켜 둔다. 이들 검량선이나 수치는 유량계마다 미리 다음과 같이 하여 설정된다. 유량계마다 설정함으로써 유량계별로 회로 특성에 편차가 있어도 그 영향을 작게 할 수 있다.

제 1 검량선으로 도 8 에 나타나 있는 바와 같이 복수 온도 T1∼T3 과 이들 각 온도에서의 온도센서회로 (12) 의 출력 AD1∼AD3 의 관계를 측정하여 얻는다.또, 복수 온도는 3 개에 한정되지 않고, 2 또는 4 이상일 수도 있다.

제 2 검량선으로 도 9 에 나타나 있는 바와 같이 복수 온도 T1∼T3 과 이들 각 온도에서의 기준 등유 B 의 참조 유량 데이터 VhO(B, T1), VhO(B, T2), VhO(B, T3) 의 관계를 측정하여 얻는다.

제 3 검량선으로 도 10 에 나타나 있는 바와 같이 복수 온도 T1∼T3 과 이들 각 온도에서의 기준 등유 B 의 유량 F 와 측정 유량 데이터 Vh(B, T1, F), Vh(B, T2, F), Vh(B, T3, F) 의 관계를 측정하여 얻는다.

다음으로, 기준 등유 B 와는 다른 등유 D 에 대해서 온도 T2 (제 1 온도) 에서의 참조 유량 데이터 VhO(D, T2) 와 유량 FO 의 측정 유량 데이터 Vh(D, T2, FO) 를 측정하여 얻는다.

유량 FO 는 적절하게 설정할 수 있고, 예컨대 도 11 에 나타나 있는 바와 같이 기준 등유 B 에 대한 온도 T2 의 측정 유량 데이터 Vh(B, T2, F) 에 대한 다른 온도 T1, T3 의 측정 유량 데이터 Vh(B, T1, F), Vh(B, T3, F) 의 차이로 얻은 ΔVh 의 절대값이 가장 작이지는 값을 선택할 수 있다. 도 10 에서는 Vh(D, T2, FO) 는 기준 등유 B 의 유량 FO 에서의 측정 유량 데이터 Vh(B, T2, FO) 와 Vh(B, T1, FO) 사이에 있다.

도 12 에 임의 온도 예컨대 온도 T2 에서 기준 등유 B 에 대한 측정 유량 데이터 Vh(B, T2, F) 에 대한 그 이외의 등유 A, C 에 대한 측정 유량 데이터 Vh(A, T2, F), Vh(C, T2, F) 의 차이로 얻은 ΔVh' 를 나타낸다. 이 도 12 와 도 11 을 비교함으로써 알 수 있듯이 Vh(B, T2, F) 에 대하여 온도가 변화한 경우의 측정유량 데이터와 피측정 등유가 변화한 경우의 측정 유량 데이터가 동일한 경향을 보이고 있다. 본 발명은 이런 점을 이용하여 기준 등유 B 에 대한 피측정 등유의 변화에 의해 초래되는 측정 유량 데이터의 변화를, 기준 등유 B 에서의 측정온도의 변화로 치환하고, 피측정 등유가 기준 등유와 다른 것이어도 기준 등유 B 에 대한 온도를 파라미터로 하는 복수 검량선을 이용하여 보정하여 정확한 유량을 얻도록 한 것이다.

다음으로, 도 9 에 나타나 있는 바와 같이 등유 D 에 대한 참조 유량 VhO(D, T2) 값에 대응하는 기준 등유 B 의 검량선 상의 온도 (제 2 온도) 가 T2 (제 1 온도) 에서 몇도 어긋나 있는지의 값 ΔT(VhO) 를 참조 유량 데이터 VhO(B, T1), VhO(B, T2) 를 이용하여 선형 보간에 의해 구한다.

또, 도 10 에 나타나 있는 바와 같이 등유 D 에 대한 유량 FO 의 측정 유량 Vh(D, T2, FO) 값에 대응하는 기준 등유 B 의 검량선 온도 (제 3 온도) 가 T2 (제 1 온도) 에서 몇도 어긋나 있는지의 값 ΔT(Vh) 를 측정 유량 데이터 Vh(B, T1, FO), VhO(B, T2, FO) 를 이용하여 선형 보간에 의해 구한다.

그리고, ΔT(Vh) 와 ΔT(VhO) 의 비 R=ΔT(Vh)/ΔT(VhO) 를 연산하여 얻는다. 이 비 R 값은 등유 D 로 하여 더 다른 것을 선택하였더라도 거의 동일함이 판명되었다.

이상과 같이 해서 얻은 제 1 ∼ 제 3 검량선 및 비 R 값을 메모리인 EEPROM 에 기억시킨다.

(2) 피측정 등유의 유량 측정:

피측정 등유 E 에 대해서 실제로 유량 측정할 때에는 유량 환산회로에서 다음과 같은 연산 및 환산이 실행된다.

먼저, 온도센서회로 (12) 의 출력 AD 에 따라 제 1 검량선을 이용한 선형 보간을 실행하여 피측정 등유 E 의 온도 T 를 얻는다.

다음으로, 피측정 등유 E 에 대해서 온도 T 에서의 참조 유량 데이터 VhO(E, T) 를 얻고, 도 13 에 나타나 있는 바와 같이 참조 유량 VhO(E, T) 값에 대응하는 기준 등유 B 의 제 2 검량선 상의 온도가 기준 온도 T2 에서 몇도 어긋나 있는지의 값 Δt(VhO) (편차량) 을 참조 유량 데이터 VhO(B, T2), VhO(B, T1) 을 이용하여 선형 보간으로 구한다.

그리고, 이 Δt(VhO) 에 비 R 을 곱하여 Δt(Vh) = RㆍΔt(VhO) (온도 보정량) 을 얻고, 도 14 에 나타나 있는 바와 같이 기준 등유 B 에 관하여 Δt(Vh) 의 온도 편차를 보상한 온도 T2-Δt(Vh) 의 검량선으로 하여 Vh(B, T2-Δt(Vh), F) = Vh(E, T, F) 를 얻는다. 이 때 측정 유량 데이터 Vh(B, T1, F), Vh(B, T2, F) 를 이용하여 선형 보간을 실행한다.

이상과 같이 해서 얻은 기준 등유 B 에 대한 Vh(B, T2-Δt(Vh), F) 의 검량선을 이용하고 피측정 등유 E 에 대해서 온도 T 에서 얻은 측정 유량 검지회로 출력값 Vhx 에 대응하는 유량 F 의 값을 구한다. 또, 상기 Vh(B, T2-Δt(Vh), F) 의 작성은 반드시 모든 유량 또는 측정 유량 검지회로 출력 범위에 대해서 실행할 필요는 없고, 피측정 등유 E 에 대해서 온도 T 에서 유량 측정하여 얻은 측정 유량 검지회로 출력값 Vhx 에 대응하는 것만을 그 때마다 얻도록 할 수 있다.

본 실시형태에서는 피측정 등유 E 의 기준 등유 B 에 대한 열적 성질의 차이를 온도 차이로 환산하여 보정하고, 현실적인 온도 차이에 의한 보정까지 포함한 보정 연산을 할 수 있어 신속한 처리를 할 수 있다.

이상과 같은 피측정 등유 E 의 유량 측정의 흐름도를 도 15 에 나타낸다.

도 16 ∼ 도 19 는 본 발명의 유량계를 사용하여 실행된 유량 측정의 실시예에서 얻은 그래프이다. 이 유량 측정에서는 다음과 같은 시료

[a] 기준 등유 (온도 25℃: 기준이 되는 온도)

[b] 기준 등유 (온도 15℃)

[c] 기준 등유 (온도 35℃)

[d] 기준 등유와는 다른 제 1 등유

[e] 기준 등유와는 다른 제 2 등유

[f] 기준 등유와는 다른 제 3 등유

의 유량이 측정되었다.

도 16 은 각 시료 등유의 참조 유량 출력 VhO 을 나타낸다. 또, 도 17 은 각 시료 등유의 측정 유량 출력 Vh 의 시료 등유 a 의 측정 유량 출력 Vh 로부터의 차이 ΔVh 또는 ΔVh' 를 나타낸다.

본 실시예에서는 비 R 을 구할 때에 온도 25℃ 의 시료 등유 d 를 사용하였다. ΔT(VhO) 는 약 6.4℃이고, ΔT(Vh) 는 약 10.0℃ 이며, R 은 약 1.563 이었다.

도 18 은 시료 등유 d∼f 의 측정 유량 출력 Vh 의 시료 등유 a 의 측정 유량 출력 Vh 로부터의 차이 ΔVh' 및 이에 대응하는 보정 후의 값 d'∼f' 를 나타낸다. 도 19 는 도 18 을 측정 오차로 환산하여 나타낸 것이다.

이상과 같은 결과에서 본 발명에 따르면 기준 등유와는 다른 등유에 대해서도 기준 등유에 관하여 작성된 검량선을 이용하여 보정함으로써, 오차 약 1% 이내의 높은 정밀도로 유량을 측정할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로, 이상과 같은 실시형태의 변형 형태에 대해서 설명한다.

이 변형 형태에서는 상기 실시형태에서 얻은 유량값을 체적 유량값으로 환산한다. 즉, 상기 실시형태에서 열식 유량 측정으로 얻은 유량값은 기본적으로는 피측정 등유의 질량을 반영한 질량 유량값이다. 이 질량 유량값을 체적 유량값으로 환산하기 위해서는, 피측정 등유의 비중으로 빼는 것이 필요하다. 상기와 같이 등유 수요자에게 공급되는 등유는 조성에 편차가 있으므로, 비중에도 편차가 있다. 따라서, 질량 유량값을 체적 유량값으로 환산하기 위해서는, 피측정 등유의 비중을 측정하는 것이 필요하다.

그러나, 상기 참조 유량 데이터 VhO 가 등유의 비중과 강한 상관을 갖고 있음이 발견되었다. 즉, 도 16 에 관하여 설명한 기준 등유 [a] 에 관한 참조 유량 출력 VhO 를 기준으로 한 등유의 참조 유량 출력 VhO 의 차이를 ΔVhO 로 하여 도 16 에 관하여 설명한 [d], [e], [f] (온도 25℃) 에 관한 ΔVhO 와 비중 실측값의 관계를 나타내면, 표 1 및 도 20 과 같이 된다.

등유	비중 실측값	VhO(V)	ΔVhO(mV)	근사식 상의 비중	오차 (%)
adef	0.79260.79580.79530.7883	4.85364.82504.83474.8649	0.0-28.6-18.911.3	0.79140.79650.79480.7893	-0.160.09-0.060.13

이 관계를 1 차 근사식으로 근사적으로 표시하면, ΔVhO 를 x 로 하고, 비중을 y 로 하여,

y = -(1.8138342×10^-4)x＋0.79135816 이 된다. 도 20 에는 이 1 차 근사식의 그래프를 나타낸다. 또, 표 1 에 이 1 차 근사식 상에서의 등유 [a], [d], [e], [f] 의 ΔVhO 에 대응하는 비중값 및 이 비중값과 비중 실측값의 오차까지 나타낸다. 오차는 ±0.2% 범위 내이다. 이 1 차 근사식을 비중 검량선으로 메모리에 기억시켜 둔다. 이 비중 검량선은 유량계별로 차이는 매우 적으므로, 각 유량계에 공통적으로 사용할 수 있다. 또, 비중 검량선의 근사식은 상기와 같은 1 차 근사식에 한정되지 않고, 2 차 이상의 근사식을 이용할 수도 있다.

피측정 등유에 대해서 체적 유량을 얻는 경우에는, 유량 환산회로에서 피측정 등유의 온도와 동일한 온도에서의 기준 등유 [a] 의 참조 유량 출력값 VhO 에 대한 피측정 등유의 참조 유량 출력값의 차이 ΔVhO 를 구하고, 상기 비중 검량선을 이용하여 ΔVhO 에 대응하는 비중값을 얻는다. 그리고, 이 비중값으로 질량 유량값을 뺌으로써 체적 유량값을 얻는다. 표시부에는 원하는 바에 따라 질량 유량값 및 체적 유량값 중 어느 하나 또는 둘 다 표시할 수 있다.

본 발명의 유량 측정방법 및 유량계에 의해 유량 측정되는 피측정 유체는 상기 실시형태에서 구체적으로 설명한 등유에 한정되지 않고, 조성이 일정하지 않은 기타 유체 예컨대 가솔린, 나프타, 경유, 중유 등의 석유제품, LPG 등의 천연가스 또는 생리식염수 등의 농도가 변화하는 용액, 슬러리 및 졸 등에도 동일하게 적용할 수 있다.

다음으로, 또다른 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 22 ∼ 도 26 은 본 발명에 의한 유량계의 1 실시형태를 나타내는 도면이다. 유량계의 케이스는 본체 부재 (2) 와 외측 덮개 부재 (4) 를 포함하여 이루어진다. 본체 부재 (2) 는 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 것으로, 이 케이스 본체 부재 (2) 에는 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 외측 덮개 부재 (4) 가 특정방향 (화살표시 A 방향) 으로 나사 고정에 의해 결합되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 의 일측 측부에는 유체 입구관 (21) 이 형성되어 있고, 타측 측부에는 유체 출구관 (22) 이 형성되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 에는 2 개의 구획실이 형성되어 있다. 하나의 구획실은 상측 저장부용 오목부 (23) 이고, 다른 하나는 하측 회로부재용 오목부 (24) 이다. 저장부용 오목부 (23) 는 내벽 (26) 에 의해 구획되어 있다.

저장부용 오목부 (23) 를 덮도록 내벽 (26) 의 단면에 대하여 화살표시 A 방향으로 알루미늄이나 아연 등의 다이 캐스팅제의 중간 덮개 부재 (6) 의 외주면이 나사 고정에 의해 결합되어 있다. 이 결합시에는 고무 시일 (코르크가 삽입된 고무 시일 등) 이 개재되어 있어 결합부로부터의 유체 누수를 방지한다. 그럼으로써, 케이스 본체 부재 (2) 와 중간 덮개 부재 (6) 사이에 유체의 일시 저장 및 유통을 위한 유체 저장부가 형성되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 에는 유체 입구관 (21) 과 연통되고 저장부용 오목부 (23) 에서 개구되는 개구 (21a) 가 형성되어 있고, 유체 출구관 (22) 과 연통되고 저장부용 오목부 (23) 에서 개구되는 접속개구 (22a) 가 형성되어 있다.

중간 덮개 부재 (6) 에는 유체 저장부 내에 배치되는 유량 계측부 (8) 가 부설되어 있다. 이 유량 계측부 (6) 에는 후술하는 2 개의 유체 유통로 (즉, 측정 유통로와 참조 유통로) 가 형성되어 있다. 한편, 유체 유통로인 측정 유통로 (81) 입구는 유량 계측부 (6) 의 하면에 유체 저장공간을 향하여 개구되어 있다. 또, 측정 유통로 (81) 출구에는 화살표시 A 방향으로 돌출되는 이음 부재 (8a) 가 장착되어 있고, 중간 덮개 부재 (6) 를 케이스 본체 부재 (2) 에 결합함으로써 이음 부재 (8a) 가 케이스 본체 부재 (2) 측의 접속개구 (22a) 에 결합되고, 그럼으로써 유량 계측부 (8) 의 측정 유통로 (81) 의 출구과 유체 출구관 (22) 이 연통되어 있다.

유량 계측부 (8) 에 형성된 화살표시 A 방향의 센서장착구멍 (8b) 내에는 열식 유량센서 (10) 가 삽입되어 있다. 열식 유량센서 (10) 는 열교환을 위한 열전달 부재로서의 핀 플레이트 (FP) 및 외부전극단자를 구비하고 있고, 핀 플레이트 (FP) 는 유체 유통로로 돌출되어 있다.

중간 덮개 부재 (6) 에는 유체 유통경로 규정부재 (9) 가 부착되어 있다. 이 유체 유통경로 규정부재 (9) 는 중간 덮개 부재 (6) 를 케이스 본체 부재 (2)에 결합함으로써, 유체 저장부 내에서 개구 (21a) 에서 유입되는 유체의 유통경로를 규정하는 것으로, 유입 유체를 개구 (21a) 의 하측으로 도입하고, 그런 후에 유통경로 규정부재 (9) 의 하측가장자리와 유체 저장부의 바닥면 사이에 형성된 개구를 통해 유량 계측부 (8) 가 배치된 영역으로 도입하도록 하는 것이다.

도 22 이외에서 유량 계측부 (8) 의 측정 유통로 (81) 가 상하방향으로 연장되어 있는 형태가 나타나 있다. 이 측정 유통로 (81) 의 하단의 개구가 유체 입구로 되어 있고, 상단의 개구는 중간 덮개 부재 (6) 를 케이스 본체 부재 (2) 에 결합함으로써 이 케이스 본체 부재 (2) 의 내벽면에 의해 폐쇄된다. 측정 유통로 (81) 의 상단 바로 아래에 유량 계측부 (8) 에는 화살표시 A 방향의 수평구멍이 형성되어 있고, 이것이 유체 출구 (81a) 로 되어 있다. 이 유체 출구 (81a) 와 케이스 본체 부재 (2) 측의 접속개구 (22a) 는 화살표시 A 방향에 대응하는 위치에 배치되어 있고, 이들 사이에는 O-링을 개재시켜 유로 이음 (8a) 가 배치되어 있다.

유량 계측부 (8) 에는 측정 유통로 (81) 에 연결되는 2 개의 센서삽입구멍 (8b) 에 형성되어 있고, 그 일측에는 유량센서 (10) 가, 타측에는 유체 온도 검지센서 (10') 가 각각 O 링을 개재시켜 삽입되어 있다. 유량센서 (10) 는 예컨대 도 5 에 나타내는 바와 동등한 구성을 갖는 것으로, 핀 플레이트 (FP) 와 유량 검지부 (FS) 를 열전도성이 양호한 접합재 (AD) 로 접합하고, 유량 검지부 (FS) 의 전극패드와 외부전극단자 (ET) 를 본딩와이어 (BW) 로 접속하며, 몰드수지 (MR) 로 밀봉한 것으로 할 수 있다. 유체 온도 검지센서 (10') 는 유량센서 (10) 에서 유량 검지부 (FS) 대신에 유체 온도 검지부를 이용하고 또 이에 대응한 외부전극단자 (ET) 를 갖는 것으로 할 수 있다. 이들 유량 검지부나 유체 온도 검지부로는 상기 일본 공개특허공보 평11-118566호에 기재된 바와 같은 것을 사용할 수 있다.

또, 도 23 에 나타나 있는 바와 같이 유량 계측부 (8) 에는 측정 유통로 (81) 와 평행하게 상하방향으로 연장된 참조 유통로 (82) 가 형성되어 있고, 여기에도 상기 유량센서 (10) 및 유체 온도 검지센서 (10') 와 동등한 유량센서 (11) 및 유체 온도 검지센서 (11') 가 배치되어 있다. 참조 유통로 (82) 의 상하 양단은 유체 저장부를 향하여 개구되어 있다. 또한, 유량 계측부 (8) 에는 주로 아날로그 회로부의 온도 모니터를 위한 온도센서 (12) 가 배치되어 있다.

이들 센서 (10, 10', 11, 11', 12) 는 가압부재 (42) 에 의해 위치 고정되어 있고, 그 위에 아날로그 회로기판 (44) 이 배치되어 있다. 아날로그 회로기판 (44) 은 유량센서 (10, 11) 및 유체 온도 검지센서 (10', 11')의 외부전극단자 (ET) 와 전기적으로 접속되어 있다.

또, 외측 덮개 부재 (4) 는 아날로그 회로기판 (44) 과 함께 유량 검지회로를 구성하는 디지털 회로기판 (34), 전원회로부를 구성하는 트랜스 (36) 및 유량계에 대한 입출력단자부로서의 전원기판 (46, 48) 이 장착되어 있고, 전원기판 (48) 에는 전원케이블 장착단자 (50) 가 장착되어 있다. 특히, 트랜스 (36) 및 입출력단자부는 회로부재용 오목부 (24) 내에 배치되어 있다. 디지털 회로기판 (34) 에는 액정표시소자 (LCD) 가 장착되어 있고, 커버판 (52) 을 통해 외부로부터 디지털 표시의 순간 유량값 또는 적산 유량값을 관찰할 수 있다.

도 25 및 도 26 은 각각 주로 정면 외관 및 평면 외관을 나타내는 것이다. 케이스 본체 부재 (2) 의 상면부에는 유체 저장부 내의 공기를 빼기 위한 착탈이 자유로운 나사 (53) 가 장착되어 있다. 이 나사 (53) 를 풀어 냄으로써 저장부 내의 상부에 잔류하는 불필요한 공기를 배출할 수 있다. 케이스 본체 부재 (2) 의 내부에는 전원케이블 장착단자 (50) 에 추가로 통신케이블 커넥터 (56) 가 배치되어 있다. 케이스 본체 부재 (2) 의 하면부에는 전원케이블용 푸시 (58) 가 장착되어 있다. 또한, 케이스 본체 부재 (2) 의 정면부에는 액정표시소자 (LCD) 를 사용한 표시부 (60) 가 배치되어 있다.

이상과 같은 실시형태에서는 도시하지 않은 유체 공급원에서 배관을 통해 공급되는 유체는 유체 입구관 (21) 에서 개구 (21a) 를 통해 유체 저장부 내로 공급된다. 공급된 유체는 먼저 유통경로 규정부재 (9) 에 의해 규정된 아래 방향의 유통경로를 따라 유체 저장부의 바닥부로 진행되어 유량 계측부 (8) 가 배치된 영역에 이른다. 이렇게 해서 저장된 유체의 레벨은 차츰 저장부 내에서 상승하고, 이윽고 유량 계측부 (8) 까지 완전히 침지시킨다. 이 때에 측정 유통로 (81) 내 및 참조 유통로 (82) 내에도 유체가 침입된다. 측정 유통로 (81) 내에 침입된 유체는 접속개구 (22a) 를 통해 유체 출구관 (22) 에서 배출되고, 도시하지 않은 유체 수요기기에 공급된다. 이후에, 유체 수요기기에서 유체 수요가 있으면, 유량계의 저장부 내 특히 측정 유통로 (81) 를 경유하여 유체 공급원에서 유체 수요기기에 유체가 공급된다. 이와 같은 유량계 내의 유체의 주된 유통 경로를 도 22 에서 화살표시 X 로 나타낸다. 또, 유체 저장부 내의 유통경로에는 예컨대 유통경로 규정부재 (9) 의 하부에 유체 내의 이물질 제거를 위한 필터를 설치해 둘 수 있다.

측정 유통로 (81) 내의 유체 유량이 유량센서 (10) 및 유체 온도 검지센서 (10') 를 포함하는 측정 유량 검지회로를 사용하여 계측된다. 측정 유량 검지회로는 상기 도 7 에 나타나 있는 바와 동일한 것으로, 도 7 의 유량센서부 (101) 대신에 유량센서 (10) 를 사용하고, 도 7 의 유체 온도 검지센서부 (102) 대신에 유체 온도 검지센서 (10') 를 사용한 것이다.

참조 유량 검지회로는 유량센서 (10) 및 유체 온도 검지센서 (10') 대신에 각각 유량센서 (11) 및 유체 온도 검지센서 (11') 를 포함하는 것을 제외하고, 측정 유량 검지회로와 동등한 구성을 갖고 동일한 유량 검지를 실행한다. 즉, 참조 유량 검지회로는 상기 도 7 에 나타나 있는 바와 동일한 것으로, 도 7 의 유량센서부 (111) 대신에 유량센서 (11) 를 사용하고, 도 7 의 유체 온도 검지센서부 (112) 대신에 유체 온도 검지센서 (11') 를 사용한 것이다. 참조 유통로 (82) 내에서는 유체 공급에 관한 유체 유통은 없고, 자연 대류에 의한 유체 유동이 있을 뿐이다. 이 참조 유통로 (82) 내의 유체 유동의 크기 즉 참조 유량은 상기 도 21 에 나타낸 바와 같이 피측정 유체의 동점도에 따라 변화하므로, 후술하는 바와 같이 참조 유량 검지회로의 출력에 기초하여 측정 유량 검지회로에서 측정되는 유량을 보정할 수 있다.

유량 환산회로에서는 상기 측정 유량 검지회로를 통해 입력되는 측정 유량 데이터, 상기 참조 유량 검지회로를 통해 입력되는 참조 유량 데이터 및 상기 온도센서회로 (12) 를 통해 입력되는 아날로그 회로부 온도 데이터에 기초하여 연산 및 환산을 실행하여 피측정 유체의 유량을 얻는다. 환산할 때에는 기준 유체에 관하여 작성된 검량선 (유량 검지회로의 전기적 출력인 유량 전압값의 제곱 값과 유량값의 관계를 나타내는 것) 을 이용한다.

이상과 같은 유량 환산회로를 포함하는 CPU 에는 표시부, 통신회로, EEPROM 및 기준 클럭이 접속되어 있다. 메모리인 EEPROM 에는 연산에 필요한 데이터가 기억되어 있다. CPU 에서는 얻은 유량값 (순간 유량값) 을 적분함으로써 적산 유량값을 얻는 연산까지 실행한다. 얻은 유량값은 표시부에 표시하거나 통신회로에 출력하여 외부와의 통신에 이용되기도 한다.

다음에, 유량 환산회로에서 실행되는 연산 및 유량에 대한 환산 두가지 방법에 대해서 설명한다.

(1) 제 1 방법:

본 방법에서는 측정 유량 검지회로의 전기적 출력인 측정 유량 전압값의 제곱 값에 기초하여 검량선을 이용하여 유량 환산할 때에, 먼저 피측정 유체에 관한 측정 유량 전압값의 제곱 값을 보정하고, 상기 기준 유체에 대해서 작성된 검량선을 이용하여 보정 제곱 값에 대응하는 유량으로 환산한다.

도 27 에 기준 유체인 기준 등유 A 의 검량선과 비기준 유체인 비기준 등유 (피측정 등유) B 의 검량선을 나타낸다. (V[A, F])²는 기준 등유 A 의 유량이 F 인 경우의 검지회로출력의 제곱 값을 나타내고, (V[B, F])²는 비기준 등유 B 의유량이 F 인 경우의 검지회로출력의 제곱 값을 나타낸다. 비기준 등유 B 의 검량선은 기준 등유 A 의 검량선을 가로방향으로 평행 이동시킨 것에 거의 상당함을 알 수 있었다. 즉, (V[B, F])²-(V[A, F])²= (V[B, O])²-(V[A, O])²= Δ 가 거의 성립된다.

따라서, 피측정 등유 B (기준 등유 A 일 수도 있음) 에 대해서 얻은 (V[B, F])²값에 따라 기준 등유 A 의 검량선을 이용하여 환산하는 경우에는, 상기 평행 이동의 이동량 Δ 에 상당하는 값만큼 (V[B, F])²값을 보정하고 환산하면 된다. 참조 유량 검지회로의 출력은 (V[B, O])²이고, 기준 등유 A 에 대한 참조 유량 검지회로의 출력 V[A, O] 는 미리 측정하여 기억시켜 둘 수 있다.

그래서, 유량 환산회로에서는 피측정 등유 B 에 대해서 얻은 측정 유량값 V[B, F] 및 참조 유량값 V[B, O], 또한 미리 기억되어 있는 기준 등유 A 에 대한 참조 유량 검지회로의 출력 V[A, O] 값에 따라, (V[B, F])²-a{(V[B, O])²-(V[A, O])²} 값을 연산한다. Δ' = a{(V[B, O])²-(V[A, O])²} 이 보정항이다. 여기서, a 는 보정 계수이고, 측정 유량 검지회로의 유량센서 (10) 와 참조 유량 검지회로의 유량센서 (11) 에서 히터 특성이 약간 다른 것 또는 측정 유량 검지와 참조 유량 검지에서의 기타 특성상의 상이함이 있음을 보정하는 것이다. 이 보정 계수는 몇가지 종류의 등유를 사용하여 실측함으로써 얻을 수 있고, 미리 기억시켜둘 수 있다.

이렇게 해서 유량 환산회로에서는 기준 등유 A 의 검량선을 이용하고 이상과 같이 해서 얻은 (V[B, F])²-a{(V[B, O])²-(V[A, O])²} 값에 대응하는 유량값을 구하고, 이것을 출력한다.

도 28 은 이상과 같은 방법으로 실시된 유량 측정에서의 측정 오차를 나타내는 그래프이다. 보정 계수 a 는 2 종류의 등유를 사용한 실측에서 0.3 으로 설정되었다. 도 28 에서 알 수 있듯이 본 발명의 방법을 실시하지 않고 측정값을 얻은 경우 (보정 전: 보정항 Δ' = 0) 에 비해 본 발명의 방법을 실시하여 측정값을 얻은 경우 (보정 후) 가 측정 오차가 충분히 저감된다.

(2) 제 2 방법:

본 방법에서는 측정 유량 검지회로의 전기적 출력인 측정 유량 측정값의 제곱 값에 기초하여 검량선을 이용하여 유량 환산할 때에, 먼저 검량선을 이용한 환산으로 유량값을 얻고, 이 유량값에 참조 유량 검지회로의 전기적 출력에 따른 보정 파라미터를 곱함으로써 보정 유량으로 환산한다.

보정 파라미터 b 는 피측정 유체의 동점도 ν 에 의존하고 있고, 따라서 도 1 에 나타나 있는 바와 같이 동점도 ν 와 관련을 갖는 참조 유량 검지회로의 출력 V[B, O] 에 대응하는 값으로 하여 몇가지 종류의 등유를 이용하여 실측함으로써 b(V[B, O]) 로서 결정할 수 있고, 미리 기억시켜 둘 수 있다.

이렇게 해서 유량 환산회로에서는 기준 등유 A 의 검량선을 이용하여 얻은유량 F(B) 에 참조 유량 검지회로의 출력 V[B, O] 에 대응하는 보정 파라미터 b(V[B, O]) 를 곱하여 보정 유량값 F=b(V[B, O])ㆍF(B) 를 구하고, 이것을 출력한다. 또, V[B, O] 에 엄밀하게 대응하는 보정 파라미터 b(V[B, O]) 값이 메모리에 기억되어 있지 않은 경우에는, 기억되어 있는 보정 파라미터에 대한 V[B, O] 와 b(V[B, O]) 사이의 복수 관계에 기초하여 외삽 (外揷) 하여 소요되는 보정 파라미터 b 값을 결정할 수도 있다.

이상과 같은 제 1 방법 및 제 2 방법의 설명에서는 온도센서회로를 통해 유량 환산회로에 입력되는 아날로그 회로부의 온도를 나타내는 신호를 고려하고 있지 않지만, 측정 정밀도를 더욱 향상시키기 위해서는 상기 보정시에 온도까지 고려하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 방법의 보정 계수 a 나 참조 유량 검지회로의 출력 V[A, O] 및 제 2 방법의 보정 파라미터 b(V[B, O]) 로서 온도별 데이터를 미리 기억시켜 두고, 이들 중 온도센서회로에 의해 검지되는 온도에 따른 값을 이용하도록 한다. 또, 검지온도에 엄밀하게 대응하는 이들 값이 메모리에 기억되어 있지 않은 경우에는, 기억되어 있는 복수 온도에 대한 관계에 기초하여 외삽하여 소요되는 온도에서의 값을 결정할 수도 있다.

이 온도를 고려하는 경우의 기준 등유의 검량선으로는, 표준 온도 (예컨대, 25℃) 의 것만으로도 되고, 온도별로 다른 것을 준비하고, 검지회로에 따라 대응하는 검량선을 사용할 수도 있다. 물론, 사용되는 검량선에 따라 보정 계수나 보정 파라미터 등의 구체적인 값은 다르다.

본 발명의 유량 측정방법 및 유량계에 의해 유량 측정되는 피측정 유체도 상기 실시형태에서 구체적으로 설명한 등유에 한정되지 않고, 조성이 일정하지 않은 기타 유체 예컨대 가솔린, 나프타, 경유, 중유 등의 석유제품, LPG 등의 천연가스 또는 생리식염수 등의 농도가 변화하는 용액, 슬러리 및 졸 등에도 동일하게 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 유량 측정방법 및 유량계에 의하면, 유체 조성 등의 변화에 따라 유체의 열적 성질이 변화하는 경우에도, 측정 오차가 적은 유량 측정을 할 수 있게 된다.

Claims

피측정 유체를 측정 유통로에 유통시키고, 이 측정 유통로에 배치된 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 측정 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 측정 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고, 미리 작성된 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산함으로써 상기 피측정 유체의 유량을 측정하는 방법으로서,

참조 유통로 내에 상기 피측정 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채워 두고, 이 참조 유통로 내에 배치된 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 참조 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 참조 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고,

상기 검량선은 기준 유체에 관하여 복수 온도에 대해서 얻은 참조 유량 검량선과 측정 유량 검량선을 포함하는 것으로,

피측정 유체에 대해서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 이 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 온도의 기준 온도로부터의 편차량을 구하고, 이 편차량에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선에 대한 온도 보정량을 얻고, 상기 피측정 유체의 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선을 이용하고 또 상기 온도 보정량을 감안하여 상기 피측정 유체의 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 1 항에 있어서, 상기 기준 유체와는 다른 유체에 대해서 제 1 온도에서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 제 2 온도를 구하고, 상기 제 1 온도에서 임의 유량으로 얻은 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 임의 유량에서의 상기 측정 유량 검량선의 제 3 온도를 구하고, 상기 제 1 온도와 제 2 온도의 차이에 대한 상기 제 1 온도와 제 3 온도의 차이의 비를 얻어,

상기 편차량에 상기 비를 곱함으로써 상기 온도 보정량을 얻는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 1 항에 있어서, 상기 검량선은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력과 비중의 관계를 나타내는 비중 검량선을 포함하는 것으로, 상기 피측정 유체의 유량값에서 상기 비중 검량선을 이용하여 상기 피측정 유체의 체적 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
유체를 케이스 내로 도입하여 이 케이스 내에 유체를 저장하고, 이 저장된 유체를 케이스 밖으로 도출시킴으로써, 이 케이스 내를 통과하는 유체의 유량을 측정하는 유량계로서,

상기 케이스 내에 배치되고 상기 케이스에 대한 유체의 도입 또는 도출에 따라 유체를 유통시키는 측정 유통로, 상기 케이스 내에 배치되고 상기 저장 유체를자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로, 상기 측정 유통로에 배치된 측정 열식 유량센서 및 상기 참조 유통로에 배치된 참조 열식 유량센서를 구비하고 있고,

상기 참조 열식 유량센서를 사용하여 얻은 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 측정 열식 유량센서를 사용하여 얻은 측정 유량 대응의 전기적 출력을 보정하여 유량값을 얻도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량계.
제 4 항에 있어서, 추가로 상기 측정 열식 유량센서를 포함하여 구성된 측정 유량 검지회로, 상기 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 참조 유량 검지회로, 기준 유체에 관하여 복수 온도에 대해서 얻은 참조 유량 검량선 및 측정 유량 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 검지회로에서 얻은 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산하는 유량 환산회로를 구비하고 있고,

상기 유량 환산회로는 피측정 유체에 대해서 상기 참조 유량 검지회로에서 얻은 참조 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 이 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 온도의 기준 온도로부터의 편차량을 구하고, 이 편차량에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선에 대한 온도 보정량을 얻고, 상기 피측정 유체의 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 기초하여 상기 기준 온도의 측정 유량 검량선을 이용하고 또 상기 온도 보정량을 감안하여 상기 피측정 유체의 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량계.
제 5 항에 있어서, 상기 유량 환산회로는 상기 기준 유체와는 다른 유체에대해서 제 1 온도에서 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 참조 유량 검량선의 제 2 온도를 구하고, 상기 제 1 온도에서 임의 유량으로 얻은 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 상기 임의 유량에서의 상기 측정 유량 검량선의 제 3 온도를 구하고, 상기 제 1 온도와 제 2 온도의 차이에 대한 상기 제 1 온도와 제 3 온도의 차이의 비를 얻어, 상기 편차량에 상기 비를 곱함으로써 상기 온도 보정량을 얻는 것을 특징으로 하는 유량계.
제 5 항에 있어서, 상기 유량 환산회로는 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력과 비중의 관계를 나타내는 비중 검량선을 이용하여 상기 피측정 유체의 유량값에서 상기 피측정 유체의 체적 유량값으로 환산하는 것을 특징으로 하는 유량계.
제 5 항에 있어서, 상기 측정 열식 유량센서는 상기 측정 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 1 핀 플레이트를 구비하고 있고, 상기 참조 열식 유량센서는 상기 참조 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 2 핀 플레이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량계.
피측정 유체를 측정 유통로에 유통시키고, 이 측정 유통로에 배치된 열식 유량센서로부터 상기 피측정 유체로의 흡열량이 이 피측정 유체의 상기 측정 유통로 내에서의 측정 유량에 대응하는 것을 이용하여, 상기 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 측정 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 측정 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고, 미리 작성된 검량선을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 유량값으로 환산함으로써 상기 피측정 유체의 유량을 측정하는 방법으로서,

상기 검량선은 기준 유체에 관하여 작성된 것으로,

참조 유통로 내에 상기 피측정 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채워 두고, 이 참조 유통로에 배치된 참조 열식 유량센서로부터 상기 피측정 유체로의 흡열량이 이 피측정 유체의 상기 참조 유통로 내에서의 참조 유량에 대응하는 것을 이용하여, 상기 참조 열식 유량센서를 포함하여 구성된 전기회로에서 상기 참조 유통로 내에서의 상기 피측정 유체의 참조 유량에 대응하는 전기적 출력을 얻고,

상기 참조 유량 대응의 전기적 출력을 이용하여 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 출력 대응값 또는 상기 검량선을 이용한 환산으로 얻은 유량값을 보정함으로써, 상기 기준 유체에 대한 상기 피측정 유체의 열적 성질의 차이에 따른 상기 유량값의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 9 항에 있어서, 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력에 대응하는 출력 대응값의 보정은, 상기 피측정 유체에 관한 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값에서 상기 기준 유체에 관하여 미리 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값을 뺀 것에 기초한 보정항을, 상기 피측정 유체에 관한 상기 측정 유량 대응의 전기적 출력의 제곱 값에서 뺌으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 10 항에 있어서, 온도를 측정하고 상기 보정항을 얻을 때에 상기 기준 유체에 관하여 미리 얻은 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력으로서 상기 측정온도의 값에 상당하는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 10 항에 있어서, 상기 보정항은 상기 열식 유량센서와 상기 참조 열식 유량센서의 특성상의 차이를 보정하는 보정 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 9 항에 있어서, 상기 검량선을 이용한 환산으로 얻은 유량값의 보정은, 상기 환산으로 얻은 유량값에 상기 참조 유량 대응의 전기적 출력에 따른 보정 파라미터를 곱함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
제 13 항에 있어서, 온도를 측정하고 상기 보정 파라미터로서 상기 측정온도의 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 유량 측정방법.
유체를 케이스 내로 도입하여 이 케이스 내에 유체를 저장하고, 이 저장된 유체를 케이스 밖으로 도출시킴으로써, 이 케이스 내를 통과하는 유체의 유량을 측정하는 유량계로서,

상기 케이스 내에 배치되고 상기 케이스에 대한 유체의 도입 또는 도출에 따라 유체를 유통시키는 측정 유통로, 상기 케이스 내에 배치되고 상기 저장 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로, 상기 측정 유통로에 배치된 제 1 열식 유량센서, 상기 참조 유통로에 배치된 제 2 열식 유량센서, 상기 제 1 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 1 유량 검지회로 및 상기 제 2 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 2 유량 검지회로를 구비하고 있고,

상기 측정 유통로 내의 유체와 상기 제 1 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 상기 제 1 유량 검지회로에서 얻은 제 1 출력값에 대응하는 제 1 출력 대응값 및 상기 참조 유통로 내의 유체와 상기 제 2 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 제 2 유량 검지회로에서 얻은 제 2 출력값에 대응하는 제 2 출력 대응값으로부터, 상기 제 2 출력 대응값에 따라 상기 제 1 출력 대응값을 보정함으로써 얻은 보정출력 대응값에 따라 기준 유체에 대한 검량선을 이용하여 유량값으로 환산하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 유량계.
유체를 케이스 내로 도입하여 이 케이스 내에 유체를 저장하고, 이 저장된 유체를 케이스 밖으로 도출시킴으로써, 이 케이스 내를 통과하는 유체의 유량을 측정하는 유량계로서,

상기 케이스 내에 배치되고 상기 케이스에 대한 유체의 도입 또는 도출에 따라 유체를 유통시키는 측정 유통로, 상기 케이스 내에 배치되고 상기 저장 유체를 자유롭게 유통할 수 있도록 채운 참조 유통로, 상기 측정 유통로에 배치된 제 1 열식 유량센서, 상기 참조 유통로에 배치된 제 2 열식 유량센서, 상기 제 1 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 1 유량 검지회로 및 상기 제 2 열식 유량센서를 포함하여 구성된 제 2 유량 검지회로를 구비하고 있고,

상기 측정 유통로 내의 유체와 상기 제 1 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 상기 제 1 유량 검지회로에서 얻은 제 1 출력값에 대응하는 제 1 출력 대응값에 따라 기준 유체에 대한 검량선을 이용하여 유량값으로 환산하고,

상기 참조 유통로 내의 유체와 상기 제 2 열식 유량센서의 열적 상호작용에 기초하여 제 2 유량 검지회로에서 얻은 제 2 출력값에 대응하는 보정 파라미터를 상기 유량값에 곱함으로써 보정 유량값을 얻도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 유량계.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 측정 유통로 및 상기 참조 유통로는 상기 케이스 내에 배치된 유량 계측부에 형성되어 있고, 상기 측정 유통로의 입구는 상기 케이스에 형성된 유체 입구관과 연통되는 케이스 내 유체 저장부를 향하여 개구되어 있고, 상기 측정 유통로의 출구는 상기 케이스에 형성된 유체 출구관과 연통되어 있으며, 상기 참조 유통로의 입구 및 출구는 상기 케이스 내 유체 저장부를 향하여 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 열식 유량계.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 열식 유량센서는 상기 측정 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적 상호작용을 위한 제 1 핀 플레이트를 구비하고 있고, 상기 제 2 열식 유량센서는 상기 참조 유통로로 돌출된 상기 유체와의 열적상호작용을 위한 제 2 핀 플레이트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 열식 유량계.