KR20030082688A - Vapor flow measuring device for standardizing flow meter - Google Patents
Vapor flow measuring device for standardizing flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030082688A KR20030082688A KR1020020021132A KR20020021132A KR20030082688A KR 20030082688 A KR20030082688 A KR 20030082688A KR 1020020021132 A KR1020020021132 A KR 1020020021132A KR 20020021132 A KR20020021132 A KR 20020021132A KR 20030082688 A KR20030082688 A KR 20030082688A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nozzle
- flow
- flow rate
- fluid
- pressure
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
- G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
- G01F3/20—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
- G01F3/22—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
- G01F3/222—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases characterised by drive mechanism for valves or membrane index mechanism
- G01F3/224—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases characterised by drive mechanism for valves or membrane index mechanism with means for pressure or temperature compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치에 관한 것으로, 특히 정확도가 높아 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 하나의 시스템 내에 다양한 규격의 유량측정용 노즐을 작업자가 원하는 형태로 조합하여 사용할 수 있으므로 확장성이 우수하고 그 유량측정범위가 매우 넓으며 소형 경량화를 실현하여 작업현장으로의 이동 교정검사가 가능하도록 된 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas flow measurement device for standardized calibration of the flow meter, in particular to improve the reliability of the product with high accuracy, as well as to use a combination of the flow measuring nozzles of various specifications in one system in the form desired by the operator The present invention relates to a gas flow rate measuring device for standardized calibration of a flowmeter, which is excellent in expandability, its flow measurement range is very wide, and its compact size and light weight enable real-time calibration inspection to the work site.
일반적으로, 유체 시스템의 유량을 측정하기 위하여 유체가 흐르는 도관 등에 장착되는 유량계는 동일한 것을 사용한다 하더라도 사용압력이나 유동률 범위가 다르면 오차가 발생될 수 있으므로, 항상 정확한 유량측정을 위해서는 유량계를 해당 현장의 사용조건에 맞도록 교정한 후 사용하게 된다. 특히, 가스 유량계를 교정하기 위해서는 정확도가 높으면서 측정범위가 넓은 유량측정 시스템이 구비되어야 한다.In general, even if the flowmeter is installed in the conduit through which the fluid flows to measure the flow rate of the fluid system, an error may occur when the working pressure or flow rate range is different, even if the same type is used. It is used after it is calibrated to use condition. In particular, in order to calibrate a gas flow meter, a flow measurement system having a high accuracy and a wide measurement range should be provided.
현재까지 각종 유량계를 현장의 사용조건에 맞게 표준상태로 교정하기 위한 교정용 표준기로 사용되는 종래의 유량측정장치로는, 벨프루버(Bell Prover)와 피스톤프루버(Piston Prover) 등이 있다.Conventional flow measurement apparatuses used as calibration standards for calibrating various flowmeters to a standard state according to on-site use conditions include a Bell Prover and a Piston Prover.
도 1은 상기 벨프루버를 표준기(60)로 사용하여 일반적인 가스유량계(70)를 표준화 교정하기 위한 일련의 시스템 구성을 도시하고 있다.FIG. 1 shows a series of system configurations for standardizing and calibrating a general gas flow meter 70 using the valve probe as a standard 60.
상기한 유량계 표준화 교정용 기체유량측정장치는, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유량을 정확히 측정할 수 있도록 표준화 교정하기 위한 대상으로서 상기 도관(66) 상에 장착된 가스유량계(70)와, 상기 도관(66)의 단부를 수용하여 상기 도관(66)을 통해 유동된 유량을 측정함과 아울러 그 유량 측정값을 기준하여 상기 가스유량계(70)의 유량 측정값에 대한 편차를 교정할 수 있도록 직렬 배치된 표준기(60)와, 상기 표준기(60)의 가스저장조(61)내 압력(P1) 및 상기 가스유량계(70)의 압력(P2)을 측정할 수 있도록 각각에 연결된 압력게이지(10)(20)와, 상기 표준기(60)의 가스저장조(61)내 온도(T1) 및 상기 가스유량계(70)의 온도(T2)를 동시 측정할 수 있도록 연결된 온도계(30)와, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유동시간을 체크하기 위한 타이머(40)와, 상기 압력게이지(10)(20)와 온도계(40) 및 타이머(40)에 연결되어 상기 각 장치부를 초기화 및 제어함과 아울러 상기 표준기(60)와 가스유량계(70)의 압력 및 온도를 읽어들인 후 상호 비교하여 양자간의 유량 측정값에 대한 편차를 분석할 수 있도록 된 처리용 컴퓨터(50)로 이루어져 있다.The flowmeter standardized calibration gas flow measuring device is a gas flow meter 70 mounted on the conduit 66 as an object for standardized calibration to accurately measure the flow rate of the fluid flowing along the conduit 66, To accommodate the end of the conduit 66 to measure the flow rate flowing through the conduit 66 and to correct the deviation of the flow rate measurement of the gas flow meter 70 based on the flow rate measurement value A pressure gauge 10 connected to each of the standards 60 arranged in series and a pressure P 1 of the gas reservoir 61 of the standard 60 and a pressure P 2 of the gas flow meter 70. A conduit (66) and a thermometer (30) connected to measure the temperature (T1) in the gas reservoir (61) of the standard (60) and the temperature (T2) of the gas flow meter (70) at the same time. Timer 40 for checking the flow time of the fluid flowing along the pressure gauge 10 (20), the thermometer 40 and the timer 40 are connected to initialize and control the respective device units, and read and compare the pressure and temperature of the standard 60 and the gas flow meter 70, It consists of a processing computer 50 which can analyze the deviation with respect to the flow rate measurement of the liver.
상기 표준기(60)는, 오일 또는 유동파라핀 등의 유체(64)가 저장되고 상부가 개방된 유체저장조(63)와, 상기 유체저장조(63)의 상부에 배치되어 개방부쪽이 상기 유체(64) 내에 잠김으로써 상기 도관(66)을 통해 유입된 등의 유체가 수용될수 있는 진공(62)의 밀폐된 내부공간을 형성하는 가스저장조(61)와, 상기 도관(66)을 따라 유동되는 가 내부공간에 유입됨에 따라 상승하는 상기 가스저장조(61)의 상승 폭을 측정할 수 있도록 상기 유체저장조(63)의 일측에 입설된 눈금이 새겨진 스케일바아(65)를 구비한 구조를 이루고 있다. 상기 스케일바아(65)는 상기 타이머(40)와 연결되어 있다.The standard 60 includes a fluid reservoir 63 in which a fluid 64 such as oil or a liquid paraffin is stored and opened at an upper portion thereof, and an upper portion of the fluid reservoir 63 disposed above the fluid reservoir 63. A gas reservoir 61 which is enclosed within the conduit 66 to form a closed interior space of the vacuum 62 in which fluid such as the fluid introduced through the conduit 66 can be accommodated, and a temporary interior space that flows along the conduit 66 The scale bar 65 has a scale bar 65 engraved on one side of the fluid storage tank 63 so as to measure the rising width of the gas storage tank 61 rising as it flows into the. The scale bar 65 is connected to the timer 40.
상기 표준기(60)는 상기 가스저장조(61)의 단면적과 상기 스케일바아(65)에 의한 상승 폭의 곱으로써 내부공간의 부피를 산출할 수 있게 됨으로써 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유량을 정확히 측정할 수 있게 된다.The standard 60 is capable of calculating the volume of the internal space by multiplying the cross-sectional area of the gas reservoir 61 by the rising width by the scale bar 65 so that the flow rate of the fluid flowing along the conduit 66 can be accurately calculated. You can measure it.
이러한 구조를 이루는 종래 기술에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는 상기 표준기(60)의 유량 측정값을 기준하여 상기 가스유량계(70)의 유량 측정값을 비교 분석하고, 그 편차가 허용 오차 내에 들도록 교정함으로써, 상기 가스유량계(70)를 해당 현장의 사용조건에 맞는 표준상태로 교정할 수 있게 되는 것이다.The gas flow measurement device for standardization calibration of the flow meter according to the prior art constituting such a structure compares and analyzes the flow rate measurement value of the gas flow meter 70 based on the flow rate measurement value of the standard 60, the deviation of the tolerance By calibrating to be within, it is possible to calibrate the gas flow meter 70 to a standard state suitable for the use conditions of the site.
그러나, 이러한 표준기들은 부피 측정방식을 기반으로 하기 때문에 크기가 크고 무거워 이동 측정이 거의 불가능할 뿐만 아니라 가격도 수억원 대로 매우 높으므로 설비 투자에 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.However, since these standards are based on volumetric methods, the size and weight of the standard devices are almost impossible to measure the movement, and the price is very high as hundreds of millions of dollars.
그리고, 이러한 종래의 유량측정장치들은 그 측정범위가 넓지 않기 때문에 측정하고자 하는 범위에 따라 각기 용량이 다른 여러 대의 표준기를 사용하여야 하고, 따라서 범용의 유량측정 범위를 만족하기 위해서는 용량이 다른 여러 대의 표준기가 필요하므로 이들을 설치하기 위한 충분한 공간을 확보하는데 많은 어려움이있었다.And, since these conventional flow measuring devices are not wide in scope, they have to use several standard units having different capacities according to the range to be measured. Therefore, in order to satisfy the general-purpose flow measuring range, several standard units having different capacities are used. There was a lot of difficulty in securing enough space to install them.
결국, 상기한 바와 같은 종래의 유량측정 시스템이 갖는 문제점들을 해소함과 동시에, 0.3%이내의 측정 정확도를 유지할 수 있으면서도 가격이 저렴하고 이동성이 좋은 유량측정 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.As a result, while solving the problems of the conventional flow measurement system as described above, while maintaining the measurement accuracy of less than 0.3%, it is urgently required to develop a low-cost and mobile flow measurement system.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 유량계의 표준화 교정용 표준기로 사용할 수 있을 정도의 정확도가 유지되어 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 하나의 시스템 내에 다양한 규격의 노즐을 작업자가 원하는 형태로 조합하여 사용할 수 있으므로 확장성이 우수할 뿐만 아니라 그 유량측정범위가 매우 넓으며, 소형 경량화를 실현하여 작업현장으로의 이동 교정검사가 가능하고, 제작비용이 저렴하며, 설치 후 조작이 간편하여 교정검사 시간을 현저히 단축시킬 수 있도록 된 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the object is to maintain the accuracy enough to be used as a standard for calibration of the flow meter to improve the reliability of the product, within one system Various sizes of nozzles can be used in combination with the desired shape by the operator, so it is not only excellent in expandability but also very wide in flow measurement range, small and light in weight, and can be calibrated and inspected on the spot. It is inexpensive and easy to operate after installation to provide a standardized calibration gas flow measuring device of the flow meter that can significantly reduce the calibration inspection time.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는, 유량을 측정하여야 할 유체장치의 도관 상에 연결되어 상기 도관을 통해 흐르는 유체가 수용될 수 있도록 밀폐공간을 이루는 유체유입본체와, 상기 도관을 상기 유체유입본체와 연결시켜주는 상류캡과, 상기 유체유입본체의 하류측 단부를 밀폐하는 노즐판 상에 배치되어 선택적으로 개폐 조작되면서 상기 유체유입본체 내에 수용된 유체를 원하는 관로로 통과시키기 위한 각기 다른 노즐목 직경을 갖는 복수의 노즐부와, 상기 각 노즐부의 출구측에 각각 결합되어 분기된 관로를형성하고 각각 개폐 조작할 수 있는 개폐조작밸브가 구비된 복수의 유량측정 분기관과, 상기 각 유량측정 분기관의 단부에 결합되어 상기 각 유량측정 분기관을 하나의 밀폐된 공간으로 합류시키는 하류캡을 포함하여 이루어지는 노즐뱅크인 것을 특징으로 한다.Gas flow rate measurement device for standardization calibration of the flow meter according to the present invention for achieving the above object is connected to the conduit of the fluid device to measure the flow rate to form a closed space to accommodate the fluid flowing through the conduit A fluid inlet body, an upstream cap connecting the conduit to the fluid inlet body, and a nozzle plate for sealing a downstream end of the fluid inlet body and selectively opening and closing the fluid contained in the fluid inlet body. A plurality of nozzles having a plurality of nozzles having different nozzle neck diameters for passing through a desired pipe line, and opening and closing valves that are coupled to the outlet side of each nozzle unit to form a branched pipe line and can be opened and closed respectively. A closed space coupled to the measuring branch pipe and the end of each of the flow measuring branch pipes to connect each of the flow measuring branch pipes. It characterized in that the nozzle bank comprising a downstream cap to join.
여기서, 상기 유체유입본체의 일측에는 상기 노즐부의 입구측 압력 및 온도를 상호 간섭 없이 정확하게 측정할 수 있도록 상기 각 노즐의 입구측 외경에 대하여 소정 배수의 거리만큼 이격된 위치에 압력측정용 접속관 및 온도측정용 접속관이 각각 소정 간격을 두고 형성된 것으로, 상기 압력측정용 접속관은 상기 각 노즐의 입구측 외경에 대해 0.9∼1.1배 정도의 거리만큼 이격된 위치에 형성되고, 상기 온도측정용 접속관은 상기 각 노즐의 입구측 외경에 대해 1.8∼2.2배 정도의 거리만큼 이격된 위치에 형성됨이 바람직하다.Here, one side of the fluid inlet main body and the pressure measuring connection pipe at a position spaced apart by a predetermined multiple of the distance to the outer diameter of the inlet side of the nozzle to accurately measure the inlet pressure and temperature of the nozzle unit without mutual interference and The temperature measuring connecting tubes are formed at predetermined intervals, and the pressure measuring connecting tubes are formed at positions spaced apart by a distance of about 0.9 to 1.1 times the outer diameter of the inlet side of the respective nozzles. The tube is preferably formed at a position spaced apart by about 1.8 to 2.2 times the outer diameter of the inlet side of each nozzle.
또한, 상기 유체유입본체는, 상기 각 노즐부의 입구측에서 와류가 발생하지 않도록 상기 각 노즐부의 입구측 플레인으로부터 상기 각 노즐부의 입구측 외경에 대해 5배 이상의 길이로 형성된 원통체를 이루고, 그 외경이 상기 각 노즐부의 입구측 외경의 4배 이상을 유지하도록 형성됨이 바람직하다.Further, the fluid inlet main body forms a cylindrical body formed at a length five times or more from the inlet plane of each nozzle part to the inlet side outer diameter of the nozzle part so that no vortex occurs at the inlet side of the nozzle part. Preferably, the nozzle is formed to maintain at least four times the outer diameter of the inlet side of each nozzle unit.
또한, 상기 각 노즐부는, 상기 유체유입본체의 노즐판 상에, 그 중심으로부터 일정 반경을 유지하는 원주 상에서 각 인접 노즐부와의 간격이 상호 간섭되지 않는 정도의 최소거리 이상을 유지하도록 상호 이격되어 등간격 배치되고, 상기 각 노즐부의 중심과 상기 유체유입본체의 중심간 편심이 상기 노즐부의 입구측 노즐 외경에 대하여 ±0.02 이내의 오차를 유지하도록 설치됨이 바람직하다.In addition, the nozzles are spaced apart from each other on the nozzle plate of the fluid inlet body so as to maintain at least a minimum distance such that an interval between the adjacent nozzles does not interfere with each other on a circumference that maintains a constant radius from the center thereof. It is preferably arranged at equal intervals, the eccentricity between the center of each nozzle portion and the center of the fluid inlet body is installed so as to maintain an error within ± 0.02 with respect to the nozzle outer diameter of the nozzle portion.
또한, 상기 각 노즐부는, 그 각 노즐의 입구측 외경이 노즐목 직경의 4배 이상을 유지하도록 형성되고, 상기 노즐목 직경으로부터 점진적으로 확대되는 내경 변화에 대한 경사각인 노즐확대각이 2.5∼6°범위를 유지하도록 형성됨이 바람직하다.In addition, each nozzle portion is formed such that the inlet side outer diameter of each nozzle maintains at least four times the diameter of the nozzle neck, and the nozzle enlargement angle of 2.5 to 6, which is an inclination angle with respect to the internal diameter change gradually expanded from the nozzle neck diameter. It is preferably formed to maintain the range.
또는, 상기 각 노즐부는, 그 각 노즐의 노즐목 직경이 변화하지 않고 일정하게 유지되는 원통형의 노즐목 형태를 유지하다가 상기 노즐목 직경으로부터 점진적으로 확대되는 경사진 내경 변화를 갖도록 형성된 것으로서, 그 노즐목의 길이가 상기 노즐목 직경과 동일한 정도 길이를 유지하되 상기 노즐목 직경에 대하여 0.05배 이상의 길이 차이를 가지지 않도록 형성됨과 아울러 그 직경 변화가 평균 직경에 대하여 ±0.001배 이상의 오차를 가지지 않도록 형성되며, 그 노즐확대각이 3∼4°범위를 유지하고, 상기 노즐 확대부의 길이가 상기 노즐목 직경과 동일한 정도의 길이 이상을 유지하도록 형성됨이 바람직하다.Alternatively, the nozzles may be formed to have a change in inclined inner diameter that gradually expands from the nozzle neck diameter while maintaining the shape of a cylindrical nozzle neck in which the nozzle neck diameter of each nozzle is kept constant without changing. The length of the neck is maintained to the same length as the nozzle neck diameter, but is formed so as not to have a difference in length of more than 0.05 times with respect to the nozzle neck diameter, and the diameter change is formed not to have an error more than ± 0.001 times the average diameter Preferably, the nozzle enlargement angle is maintained in the range of 3 to 4 °, and the length of the nozzle enlargement is maintained to be equal to or longer than the diameter of the nozzle neck.
또한, 상기 노즐부는 분해 및 조립이 용이하도록 연결관체를 중심으로 하여 일측에 노즐관체가 결합되고 상기 연결관체의 타단부에 접속관체가 결합되어 이루어짐이 바람직하다.In addition, the nozzle unit is preferably made of a nozzle tube is coupled to one side of the center of the connection pipe to facilitate disassembly and assembly, and the connection pipe is coupled to the other end of the connection pipe.
또한, 상기 유량측정 분기관은 그 중간부위에 2개의 개폐조작밸브가 설치되어 있고, 상기 개폐조작밸브 사이에는 상기 노즐부로부터 유체가 누출될 경우에 상기 각 개폐조작밸브간의 압력을 측정하여 이를 확인할 수 있도록 해주는 압력누설확인 포트가 더 구비됨이 바람직하다.In addition, the flow measurement branch pipe is provided with two opening and closing operation valves in the middle portion, and when the fluid leaks from the nozzle portion between the opening and closing operation valves by measuring the pressure between the opening and closing operation valves to check this It is desirable to further provide a pressure leakage check port to enable.
한편, 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는, 정확한유량을 측정할 수 있도록 표준화 교정하기 위한 대상으로서 상기 도관 상에 장착된 유량계와, 상기 도관을 통해 유동된 유량을 측정함과 아울러 그 유량 측정값을 기준하여 상기 유량계의 유량 측정값에 대한 편차를 교정할 수 있도록 상기 유량계와 직렬 배치된 표준기로서의 상기 노즐뱅크와, 상기 노즐뱅크의 하류측 도관에 장착되어 유량측정시점을 세팅하기 위한 적산계와, 상기 노즐뱅크 내의 압력 및 상기 유량계내의 압력을 측정할 수 있도록 각각에 연결된 복수의 압력게이지와, 상기 노즐뱅크 내의 온도 및 상기 유량계 내의 온도를 동시 측정할 수 있도록 연결된 온도계와, 도관을 따라 흐르는 유체의 유동시간을 체크할 수 있도록 상기 적산계와 연결된 타이머와, 상기 압력게이지와 온도계 및 타이머에 연결되어 상기 각 장치부를 초기화 및 제어함과 아울러 상기 유량계와 노즐뱅크의 압력 및 온도를 읽어들인 후 상호 비교하여 양자간의 유량 측정값에 대한 편차를 분석할 수 있도록 된 처리용 컴퓨터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.On the other hand, the gas flow rate measuring device for the standardized calibration of the flow meter according to the present invention, and the flow meter mounted on the conduit as a target for standardized calibration so that the accurate flow rate can be measured, and the flow rate flowing through the conduit and In addition, the flow rate measurement point is set by mounting the nozzle bank as a standard unit arranged in series with the flow meter and a downstream conduit of the nozzle bank so as to correct a deviation of the flow rate measurement value of the flow meter based on the flow rate measurement value. A condenser, a plurality of pressure gauges connected to each to measure the pressure in the nozzle bank and the pressure in the flow meter, a thermometer connected to measure the temperature in the nozzle bank and the temperature in the flow meter at the same time; A timer connected to the totalizer to check the flow time of the fluid flowing along the It is connected to a pressure gauge, a thermometer and a timer to initialize and control each device unit, and to read the pressure and temperature of the flowmeter and the nozzle bank, and compare and compare each other to analyze the deviation of the flow measurement value between the two. It is characterized by including a computer.
여기서, 상기 노즐뱅크의 상류측 도관 상에는 상기 노즐뱅크 내로 유입되는 유체의 압력을 일정하게 유지할 수 있게 하기 위한 복수의 레귤레이터가 더 장착됨이 바람직하다.Here, it is preferable that a plurality of regulators are further mounted on the upstream conduit of the nozzle bank to maintain a constant pressure of the fluid flowing into the nozzle bank.
또한, 상기 적산계는, 두 갈래의 도관으로 분기되어 그 각 분기관에 유동전환밸브가 각각 설치되고, 상기 유동전환밸브 내에는 트리거가 내장되어 상기 유동전환밸브를 작동시켰을 때 그 구동시스템과 상기 트리거에 의해 동기되는 상기 타이머로서 유체의 수집시간을 측정할 수 있도록 되어 있으며, 상기 각 유동전환밸브 간에는 작동압력을 제어하는 솔레노이드밸브가 설치되어 상호 연결됨으로써 상기각 유동전환밸브 중 어느 하나를 통해 유체가 선택적으로 통과할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.In addition, the totalizer is branched into two branch conduits, each of which has a flow switching valve installed in the branch pipe, and the flow switching valve has a built-in trigger to operate the drive system and the trigger when the flow switching valve is operated. It is possible to measure the collection time of the fluid as the timer synchronized by the, and each of the flow switching valve is provided with a solenoid valve for controlling the operating pressure is connected to each other by the fluid through any one of the flow switching valve It is preferred to be configured to selectively pass through.
도 1은 종래 기술에 따른 표준기를 사용한 유량계 표준화 교정용 기체유량측정장치의 구성을 도시한 개념도.1 is a conceptual diagram showing the configuration of a gas flow rate measurement device for the flowmeter standardization calibration using a standard according to the prior art.
도 2는 일반적인 노즐의 설계 이론을 설명하기 위한 노즐관체부의 단면도.2 is a cross-sectional view of a nozzle tube for explaining a design theory of a general nozzle.
도 3은 본 발명에 따른 유량계 표준화 교정용 기체유량측정장치와 일반적인 표준기가 결합된 구성의 일례를 도시한 개념도.3 is a conceptual diagram showing an example of a configuration in which a standard flow rate measuring device and a standard flow rate calibration device for standardization according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 기체유량측정장치의 세부 구조를 확대 도시한 외형도.Figure 4 is an enlarged view showing a detailed structure of the gas flow rate measuring apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명의 기체유량측정장치에 적용된 노즐부의 구조를 확대 도시한 단면도.Figure 5 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the nozzle unit applied to the gas flow rate measuring apparatus of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 기체유량측정장치의 유체유입본체와 노즐부의 결합 구조를 도시한 개략적인 횡단면도.Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing a coupling structure of the fluid inlet body and the nozzle portion of the gas flow rate measuring apparatus according to the present invention.
도 7은 표준화된 본 발명의 기체유량측정장치를 적용하여 유량계의 표준화 교정 시스템을 구성한 일례를 도시한 개념도.7 is a conceptual diagram showing an example of configuring a standardized calibration system of the flow meter by applying the standardized gas flow measuring apparatus of the present invention.
도 8은 본 발명에 적용된 노즐의 노즐목 직경이 0.28mm인 경우를 예로 들어 레이놀즈 수의 변화에 의한 허용오차율 범위를 실험 결과에 의해 나타낸 그래프.Figure 8 is a graph showing the tolerance ratio range due to the change in the Reynolds number, for example, when the nozzle neck diameter of the nozzle applied to the present invention is 0.28mm by the experimental results.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
a ; 노즐확대각 Ld; 인접 노즐부와의 간격a; Nozzle magnification L d ; Spacing from adjacent nozzle parts
Lp; 압력측정용 접속관과 입구측 플레인 간의 거리L p ; Distance between pressure measuring tube and inlet plane
P1 ; 표준기의 압력 P2 ; 유량계의 압력P1; Pressure of the standard machine P2; Pressure of flow meter
T1 ; 표준기의 온도 T2 ; 유량계의 온도T1; Temperature of the standard group T2; Temperature of flow meter
D ; 입구측 노즐의 외경 Db; 유체유입본체의 외경D; Outer diameter of the inlet nozzle D b ; Outer diameter of the fluid inlet body
d ; 노즐목 직경 10, 20 ; 압력게이지d; Nozzle neck diameter 10, 20; Pressure gauge
30 ; 온도계 40 ; 타이머30; Thermometer 40; timer
50 ; 컴퓨터 60 ; 표준기(벨프루버 또는 피스톤프루버)50; Computer 60; Standard machine (bellow or piston probe)
61 ; 가스저장조 62 ; 진공61; Gas storage tank 62; vacuum
63 ; 유체저장조 64 ; 유체(오일 또는 유동파라핀)63; Fluid reservoirs 64; Fluid (oil or fluid paraffin)
65 ; 스케일바아 66 ; 도관65; Scale bar 66; conduit
70 ; 가스유량계 100 ; 노즐뱅크70; Gas flow meter 100; Nozzle Bank
110 ; 유체유입본체 111 ; 상류캡110; Fluid inlet body 111; Upstream Cap
112 ; 온도측정용 접속관 113 ; 압력측정용 접속관112; Connection tubes for temperature measurement 113; Pressure measuring connector
120 ; 노즐부 121 ; 노즐관체120; Nozzle section 121; Nozzle
121a ; 입구측 플레인 122 ; 연결관체121a; Inlet plane 122; Connector
123 ; 접속관체 130 ; 유량측정 분기관123; Connector 130; Flow measuring branch pipe
131 ; 개폐조작밸브 132 ; 압력누설확인 포트131; Switching valve 132; Pressure Leak Check Port
133 ; 하류캡 210, 220 ; 레귤레이터133; Downstream caps 210, 220; regulator
230 ; 적산계 231 ; 유동전환밸브(Diverter)230; Totalizer 231; Flow diverter valve
232 ; 트리거(광센서) 233 ; 솔레노이드밸브232; Trigger (light sensor) 233; Solenoid valve
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a gas flow rate measuring device for standardization calibration of a flow meter according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 8은 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치의 시스템 구성 및 그 적용 예 등을 도시한 것으로, 도 2는 일반적인 노즐의 설계 이론을 설명하기 위한 노즐관체부의 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 유량계 표준화 교정용 기체유량측정장치와 일반적인 표준기(60)가 결합된 구성의 일례를 도시한 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 기체유량측정장치의 세부 구조를 확대 도시한 외형도, 도 5는 본 발명의 기체유량측정장치에 적용된 노즐부(120)의 구조를 확대 도시한 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 기체유량측정장치의 유체유입본체(110)와 노즐부(120)의 결합 구조를 도시한 개략적인 횡단면도, 도 7은 표준화된 본 발명의 기체유량측정장치를 적용하여 가스유량계(70)의 표준화 교정 시스템을 구성한 일례를 도시한 개념도, 도 8은 본 발명에 적용된 노즐의 노즐목 직경(d)이 0.28mm인 경우를 예로 들어 레이놀즈 수의 변화에 의한 허용오차율 범위를 실험 결과에 의해 나타낸 그래프를 각각 나타낸 것이다.2 to 8 illustrate a system configuration of a gas flow measuring apparatus for standardizing calibration of a flow meter according to the present invention and an application example thereof, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a nozzle tube for explaining a general design theory of a nozzle. 3 is a conceptual diagram showing an example of a configuration in which the gas flow rate standardizing calibration gas flow measuring device according to the present invention and a general standard 60 is combined, Figure 4 is an enlarged outline of the detailed structure of the gas flow measuring device according to the present invention Figure 5 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the nozzle unit 120 applied to the gas flow rate measuring apparatus of the present invention, Figure 6 is a fluid inlet body 110 and the nozzle portion 120 of the gas flow rate measuring apparatus according to the present invention 7 is a schematic cross-sectional view showing a coupling structure of FIG. 7, FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example of configuring a standardized calibration system of a gas flow meter 70 by applying a standardized gas flow measuring apparatus of the present invention, and FIG. For example, when the nozzle neck diameter (d) of the nozzle applied to the light is 0.28 mm, the graph shows the tolerance ratio range due to the change of the Reynolds number according to the experimental results.
본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는 상기 도면중 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 된 노즐뱅크(100)를 주요 구성으로 하며, 본 발명에 적용되는 복수의 노즐들은 도 3에 도시한 바와 같이, 벨프루버나 피스톤프루버와같은 공인된 표준기(60)와 함께 설치하고, 유체로서는 공기를 사용하여 정확한 유량을 측정할 수 있도록 초기 교정한다.Gas flow rate measurement apparatus for standardization calibration of the flow meter according to the present invention has a nozzle bank 100 having a structure as shown in Figure 4 of the drawings, the main configuration, a plurality of nozzles applied to the present invention in FIG. As shown, it is installed with a recognized standard 60 such as a bell prober or a piston prober, and is initially calibrated to measure an accurate flow rate using air as the fluid.
즉, 상기 노즐뱅크(100)는 도관(66)과 연결되는 밀폐형의 원통관체 일측에 다수의 노즐을 장착하여 이 노즐들 중에서 현장의 사용환경에 맞는 노즐을 선택적으로 개폐시킨 후 그 개방관로를 통해 유체를 유동시킴으로써 유량을 측정할 수 있게 한 것으로, 상기 노즐의 다양한 조합에 의해 유량측정범위를 현저히 넓힐 수 있게 한 것이며, 상기 도면중 도 3에 도시된 바와 같이 벨프루버 등과 같은 상기의 표준기(60)와 연결하여 최초 1회의 표준화 교정을 마친 이후에는 그 유량측정 오차가 항상 허용범위 내에서 유지될 수 있으므로, 상기 표준기(60)를 사용한 재 교정이 불필요하여 상기 도면중 도 7에 도시된 바와 같이 상기 노즐뱅크(100)만을 간편히 이동시킨 후 일반적인 유량계와 연결하여 자체적인 표준화 교정검사가 가능하도록 구성한 것이다.That is, the nozzle bank 100 is equipped with a plurality of nozzles on one side of the sealed cylindrical tube connected to the conduit 66 to selectively open and close the nozzles in accordance with the usage environment of the nozzles through the open pipe It is possible to measure the flow rate by flowing the fluid, it is possible to significantly widen the flow rate measurement range by the various combinations of the nozzles, as shown in Figure 3 of the above standard (60) After the first standardized calibration is completed in connection with the 1), the flow measurement error can always be maintained within the allowable range, so that recalibration using the standard 60 is unnecessary, as shown in FIG. 7. After simply moving the nozzle bank 100, it is configured to enable its own standardized calibration test by connecting to a general flow meter.
먼저, 본 발명의 노즐뱅크(100)를 표준기(60)와 연결하여 최초 1회의 표준화 교정을 진행하기 위한 구성을 설명하면 다음과 같다.First, when the nozzle bank 100 of the present invention is connected to the standard 60, the configuration for performing the first standardization calibration will be described.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유량을 정확히 측정할 수 있도록 표준화 교정하기 위한 대상으로서 상기 도관(66) 상에 장착된 본 발명의 노즐뱅크(100)와, 상기 노즐뱅크(100)의 상류측 도관(66)에 장착되어 상기 노즐뱅크(100) 내로 유입되는 유체의 압력을 일정하게 유지할 수 있게 하기 위한 복수의 레귤레이터(210)(220)와, 상기 노즐뱅크(100)의 하류측 도관(66)에 장착되어 유량측정시점을 세팅하기 위한 적산계(230)와, 상기 도관(66)의 단부를 수용하여 상기 도관(66)을 통해 유동된 유량을 측정함과 아울러 그 유량 측정값을 기준하여 상기 노즐뱅크(100)의 유량 측정값에 대한 편차를 교정할 수 있도록 직렬 배치된 표준기(60)와, 상기 표준기(60)의 가스저장조(61)내 압력(P1) 및 상기 노즐뱅크(100)의 압력(P2)을 측정할 수 있도록 각각에 연결된 압력게이지(10)(20)와, 상기 표준기(60)의 가스저장조(61)내 온도(T1) 및 상기 노즐뱅크(100)의 유체유입본체(110)내 온도(T2)를 동시 측정할 수 있도록 연결된 온도계(30)와, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유동시간을 체크하기 위한 타이머(40)와, 상기 압력게이지(10)(20)와 온도계(40) 및 타이머(40)에 연결되어 상기 각 장치부를 초기화 및 제어함과 아울러 상기 표준기(60)와 노즐뱅크(100)의 압력 및 온도를 읽어들인 후 상호 비교하여 양자간의 유량 측정값에 대한 편차를 분석할 수 있도록 된 처리용 컴퓨터(50)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the gas flow rate measuring apparatus for standardization calibration of the flow meter according to the present invention is the conduit 66 as an object for standardization calibration to accurately measure the flow rate of the fluid flowing along the conduit 66. Mounted on the nozzle bank 100 of the present invention and an upstream conduit 66 of the nozzle bank 100 to maintain a constant pressure of the fluid flowing into the nozzle bank 100. A plurality of regulators (210) (220) for installation, a downstream conduit (66) of the nozzle bank (100) and an accumulator (230) for setting a flow measurement time point, and an end of the conduit (66) A standard unit 60 arranged in series to measure a flow rate flowing through the conduit 66 and to correct a deviation of the flow rate measurement value of the nozzle bank 100 based on the flow rate measurement value; Pressure in the gas reservoir 61 of the standard 60 ( P1) and pressure gauges (10) and (20) connected to each so as to measure the pressure (P2) of the nozzle bank 100, the temperature (T1) in the gas reservoir 61 of the standard 60 and the A thermometer 30 connected to measure the temperature T2 in the fluid inlet body 110 of the nozzle bank 100 and a timer 40 for checking the flow time of the fluid flowing along the conduit 66; It is connected to the pressure gauges (10), (20), the thermometer (40) and the timer (40) to initialize and control each device unit, and to read the pressure and temperature of the standard unit (60) and the nozzle bank (100). It is composed of a processing computer 50, which is capable of analyzing the deviations of the flow rate measurement values between the two by comparing them with each other.
상기 표준기(60)는 종래 기술에서 설명한 바와 같은 구조를 이루는 것으로, 오일 또는 유동파라핀 등의 유체(64)가 저장되고 상부가 개방된 유체저장조(63)와, 상기 유체저장조(63)의 상부에 배치되어 개방부쪽이 상기 유체(64) 내에 잠김으로써 상기 도관(66)을 통해 유입된 등의 유체가 수용될 수 있는 진공(62)의 밀폐된 내부공간을 형성하는 가스저장조(61)와, 상기 도관(66)을 따라 유동되는 가 내부공간에 유입됨에 따라 상승하는 상기 가스저장조(61)의 상승 폭을 측정할 수 있도록 상기 유체저장조(63)의 일측에 입설된 눈금이 새겨진 스케일바아(65)를 구비한 구조를 이루고 있다. 상기 스케일바아(65)와 적산계(230)는 상기 타이머(40)와 연결되어 있다.The standard 60 has a structure as described in the prior art, the fluid storage tank 63 in which the fluid 64, such as oil or fluid paraffin, is stored and opened at an upper portion thereof, and the upper portion of the fluid storage tank 63. A gas storage tank 61 disposed to form a closed inner space of the vacuum 62 in which the opening part is locked in the fluid 64 so that fluid, such as introduced through the conduit 66, can be accommodated; Scale bar 65 engraved with a scale placed on one side of the fluid storage tank 63 to measure the rising width of the gas storage tank 61 as it flows along the conduit 66 is introduced into the inner space. The structure provided with. The scale bar 65 and the totalizer 230 are connected to the timer 40.
그리고, 상기 표준기(60)는 상기 가스저장조(61)의 단면적과 상기 스케일바아(65)에 의한 상승 폭의 곱으로써 내부공간의 부피를 산출할 수 있게 됨으로써 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유량을 정확히 측정할 수 있게 된다.In addition, the standard 60 may calculate the volume of the internal space by multiplying the cross-sectional area of the gas reservoir 61 by the rising width of the scale bar 65, thereby increasing the flow rate of the fluid flowing along the conduit 66. Can be measured accurately.
이러한 구조를 이루는 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는 상기 표준기(60)의 유량 측정값을 기준하여 상기 노즐뱅크(100)의 유량 측정값을 비교 분석하고, 그 편차가 허용 오차 내에 들도록 교정함으로써, 상기 노즐뱅크(100)를 해당 현장의 사용조건에 맞는 표준상태로 교정할 수 있게 되는 것이다.Gas flow rate measurement device for standardization calibration of the flow meter according to the present invention constituting such a structure compares and analyzes the flow rate measurement value of the nozzle bank 100 on the basis of the flow rate measurement value of the standard 60, the deviation of the tolerance By calibrating to be within, it is possible to calibrate the nozzle bank 100 to a standard state suitable for the use conditions of the site.
여기서, 상기 레귤레이터(210)는 유입되는 유체의 상류압력을 일정하게 유지하기 위한 것이고, 나머지 레귤레이터(220)는 상기 레귤레이터(210)를 통과한 유체가 1bar 정도의 저압을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.Here, the regulator 210 is to maintain a constant upstream pressure of the incoming fluid, the remaining regulator 220 is to maintain a low pressure of about 1bar the fluid passing through the regulator 210.
또한, 상기 적산계(230)는 상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐뱅크(100)의 하류캡(133)쪽에 도관(66)으로 연결된 것으로서, 상기 도관(66)이 두 갈래로 분기되고, 각 분기관에는 유동전환밸브(Diverter)(231)가 각각 설치되며, 상기 각 유동전환밸브(231) 간에는 작동압력을 제어하는 솔레노이드밸브(233)가 설치되어 상호 연결됨으로써 상기 각 유동전환밸브(231)중 하나를 통해 유체가 선택적으로 통과할 수 있도록 되어 있다.3 and 4, the totalizer 230 is connected to the downstream cap 133 of the nozzle bank 100 by a conduit 66, and the conduit 66 is bifurcated. Branched, each branch pipe is provided with a flow diverter (Diverter) 231, each of the flow switching valve 231 is provided with a solenoid valve 233 for controlling the operating pressure is connected to each of the flow switching Fluid may be selectively passed through one of the valves 231.
상기 유동전환밸브(231) 내에는 광학스위치의 일종인 트리거(광센서)(232)가 구비되어 있어, 상기 유동전환밸브(231)를 작동할 때 그 구동시스템(미도시)과 상기 트리거(232)에 의해 동기되는 타이머(40)로서 공기 등의 유체의 수집시간을 측정할 수 있도록 되어 있다.The flow switching valve 231 is provided with a trigger (optical sensor) 232, which is a kind of optical switch, so that the drive system (not shown) and the trigger 232 when the flow switching valve 231 is operated. As a timer 40 synchronized with the above, the collection time of the fluid such as air can be measured.
상기 유동전환밸브(231)에 있어서 상기 트리거(232)의 위치는 상기 유동전환밸브(231)가 개폐될 때 발생하는 상황이 서로 상쇄될 수 있는 위치를 감안하여 최적화 설계할 수 있다.The position of the trigger 232 in the flow switching valve 231 may be optimized in consideration of the position where the situation that occurs when the flow switching valve 231 is opened and closed can cancel each other.
한편, 상기의 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 노즐뱅크(100)의 구조를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when explaining the structure of the nozzle bank 100 according to the present invention based on the accompanying drawings as follows.
상기 노즐뱅크(100)는, 도관(66)을 통해 유입되는 유체가 수용될 수 있는 밀폐공간을 이루는 원통형의 유체유입본체(110)와, 상기 유체유입본체(110)를 밀폐할 수 있도록 상기 도관(66)의 상류측에 결합된 상류캡(111)과, 상기 유체유입본체(110)의 하류측 단부를 밀폐하는 원형의 노즐판(도면부호는 미도시)상에 배치되어 선택적으로 개폐 조작되면서 상기 유체유입본체(110)내에 수용된 유체를 통과시키는 각기 다른 노즐목 직경의 복수의 노즐부(120)와, 상기 각 노즐부(120)의 출구측에 각각 결합되어 분기되고 각각 개폐 조작할 수 있는 개폐조작밸브(131)가 구비된 복수의 유량측정 분기관(130)과, 상기 각 유량측정 분기관(130)의 단부에 결합되어 상기 각 유량측정 분기관(130)을 하나의 밀폐된 공간으로 합류시키는 하류캡(133)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.The nozzle bank 100 is a cylindrical fluid inlet body 110 forming a sealed space in which the fluid flowing through the conduit 66 can be accommodated, and the conduit to seal the fluid inlet body 110. An upstream cap 111 coupled to an upstream side of the 66 and a circular nozzle plate (not shown) for sealing a downstream end portion of the fluid inlet body 110 and being selectively opened and closed, A plurality of nozzle parts 120 having different nozzle neck diameters for passing the fluid contained in the fluid inlet body 110 and the outlet side of each of the nozzle parts 120 are respectively branched and branched to open and close. A plurality of flow measurement branch pipes 130 having an opening and closing operation valve 131 and the end of each of the flow measuring branch pipes 130 are connected to each of the flow measuring branch pipes 130 into one closed space. Consists of a structure including a downstream cap 133 to join.
상기 상류캡(111) 및 하류캡(133)은 상기 도관(66)의 상류측 및 하류측에 각각 인접 배치되는 것으로, 상기 상류캡(111)은 상기 레귤레이터(210)(220)와 함께 연속적으로 배열되고, 상기 하류캡(133)은 상기 적산계(230)와 연결된다.The upstream cap 111 and the downstream cap 133 are disposed adjacent to the upstream side and the downstream side of the conduit 66, respectively, the upstream cap 111 continuously with the regulators 210 and 220. The downstream cap 133 is connected to the totalizer 230.
상기 유체유입본체(110)에는 상기 온도계(30)와 연결되는 온도측정용 접속관(112)과, 상기 압력게이지(20)와 연결되는 압력측정용 접속관(113)이 형성되어 있다.The fluid inlet body 110 has a connection pipe 112 for temperature measurement connected to the thermometer 30, and a pressure measurement connection pipe 113 connected to the pressure gauge 20 is formed.
이때, 노즐목에서의 유속이 음속에 도달되었는지의 여부를 확인하기 위해서는 상기 노즐부(120)의 입구측과 출구측 압력 및 온도를 각각 측정하여 분석해볼 필요가 있는데, 이와 같이 각각의 위치에서 정확한 압력 및 온도를 측정하기 위해서는 상기 유체유입본체(110)에서의 압력측정용 접속관(113)과 온도측정용 접속관(112)의 위치 조건을 만족시켜야 한다. 즉, 상기 압력측정용 접속관(113)은 상기 노즐부(120)의 입구측 플레인(121a)간의 거리(LP)가 상기 입구측 노즐의 외경(D)에 대하여 0.9∼1.1배 정도를 확보할 수 있어야 하고, 상기 온도측정용 접속관(112)은 상기 노즐부(120)의 입구측 플레인(121a)간의 거리가 상기 입구측 노즐의 외경(D)에 대하여 1.8∼2.2배 정도를 확보할 수 있어야 한다. 다시 말해, 각 위치에서의 압력과 온도를 정확하게 측정하기 위해서는 상기 온도측정용 접속관(112)이 상기 압력측정용 접속관(113)의 이격 거리에 대하여 2배 정도를 유지하면 된다.At this time, in order to check whether the flow rate at the nozzle neck reaches the sound velocity, it is necessary to analyze and measure the inlet and outlet pressure and temperature of the nozzle unit 120, respectively. In order to measure the pressure and the temperature, the position conditions of the pressure measuring connector 113 and the temperature measuring connector 112 in the fluid inlet body 110 must be satisfied. That is, the pressure measuring connecting tube 113 ensures that the distance L P between the inlet plane 121a of the nozzle unit 120 is about 0.9 to 1.1 times the outer diameter D of the inlet nozzle. The temperature measuring connection pipe 112 should ensure that the distance between the inlet plane 121a of the nozzle unit 120 is about 1.8 to 2.2 times the outer diameter D of the inlet nozzle. It should be possible. In other words, in order to accurately measure the pressure and temperature at each position, the temperature measuring connecting pipe 112 may maintain about twice the distance between the pressure measuring connecting pipe 113.
이와 같이, 상기 유체유입본체(110)의 길이와 직경은 상기 노즐부(120)의 개수 및 그 노즐목 직경(d)에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로는, 상기 유체유입본체(110)는 실험을 통해 그 길이를 260mm, 내경을 100mm 정도로 하고, 그 두께에 따라 상기 유체유입본체의 외경(Db)을 결정한다.As such, the length and diameter of the fluid inlet body 110 may vary depending on the number of the nozzle units 120 and the diameter of the nozzle neck (d). Specifically, the fluid inlet main body 110 has a length of 260 mm and an inner diameter of about 100 mm through experiments, and determines the outer diameter D b of the fluid inlet main body according to its thickness.
상기 노즐뱅크(100)는 상기 각 노즐을 수 개 조합한 상태를 이루는 것으로서, 상기 각 노즐의 입구측 플레인(121a) 위치를 기준하여 상기 유체유입본체(110)의 직경(D)에 대한 온도측정용 접속관(112)의 위치를 2D, 압력측정용 접속관(113)의 위치를 1D에 오도록 각각 설정한 상태에서, 공인된 특정 온도계(30) 및 압력게이지(20)로써 온도와 압력을 측정한다. 그리고, 상기 표준기(60)에 대해서도 동일한 온도계(30) 및 압력게이지(10)를 적용하여 그 온도와 압력을 측정한 후, 양자간의 온도 및 압력에 대한 각각의 측정 데이터를 분석프로그램이 탑재된 컴퓨터(50)로 비교·분석함으로써 상기 노즐뱅크(100)의 오차를 교정하게 된다.The nozzle bank 100 is a combination of several nozzles, the temperature measurement of the diameter (D) of the fluid inlet body 110 on the basis of the position of the inlet plane 121a of each nozzle. In the state where the position of the connection tube 112 for 2D and the position of the pressure measurement connection tube 113 are set to 1D, respectively, temperature and pressure are measured by the authorized specific thermometer 30 and the pressure gauge 20. do. In addition, the same thermometer 30 and pressure gauge 10 are also applied to the standard unit 60 to measure the temperature and the pressure, and then the respective measurement data on the temperature and pressure between the computer is equipped with an analysis program. Comparing and analyzing the numerical value at 50, the error of the nozzle bank 100 is corrected.
상기 복수의 노즐부(120)는 상기 유체유입본체(110)의 일단을 밀폐하고 있는 상기 노즐판 상에 그 원주방향을 따라 등 간격으로 설치되어 교체 가능하도록 되어 있다.The plurality of nozzle parts 120 are installed at the same intervals along the circumferential direction of the nozzle plate sealing one end of the fluid inlet body 110 so as to be replaced.
상기 각 노즐부(120)의 설계 및 제작에 관해서는 국제규격인 ISO 9300에 준하여 수행한다. 여기서, 노즐의 국제규격 설계기준을 설명하면 다음과 같다.Design and manufacture of the nozzle unit 120 is performed according to the international standard ISO 9300. Here, the international standard design standard of the nozzle is as follows.
즉, 가 노즐 내부로 흐를 때 노즐목에서의 유속은 음속이 되고, 그 유동률(qm)은 다음의 식에 의해 정의될 수 있다.That is, when flows into the nozzle, the flow velocity at the nozzle neck becomes the speed of sound, and its flow rate q m can be defined by the following equation.
또는 or
(단,)(only, )
여기서, A*는 노즐목의 단면적, PO는 정체압력, TO는 정체온도, ρO는 정체밀도, Z는 압축계수(Compressibility Factor)이다. 또한, C*는 노즐입구와 노즐목 사이에서 등엔트로피(Isentropic) 1차원 유동에서 유체의 열역학적 유동 특성치인 임계유동함수(Critical Flow Function)로서 정체압력과 정체온도의 함수이며, 기체에 따라 그 값이 ISO 규격으로 정해져 있다. 또한, CR은 실제 유동률과 등엔프로피 유동(Isentropic Flow)인 이상유동률의 비로서 유출계수(Discharge Coefficient)라 한다. 이 유출계수는 기체 동점도와 유동장, 특히 와류(Swirl)의 영향을 받지만 주어진 조건에서는 레이놀즈수(Reynolds Number)의 함수이다.Where A*Is the cross-sectional area of the nozzle neck, POIs stagnation pressure, TOIs the stagnation temperature, ρOWhere is the static density and Z is the compression factor. Also, C*Is a critical flow function, which is the thermodynamic flow characteristic of a fluid in an isentropic one-dimensional flow between the nozzle inlet and the nozzle neck.It is a function of the stagnation pressure and the stagnation temperature. It is decided. Also, CRIs the ratio between the actual flow rate and the ideal flow rate, which is the isentropic flow, and is called the discharge coefficient. This runoff coefficient is influenced by gas kinematic viscosity and flow field, especially swirl, but is a function of Reynolds Number under given conditions.
그리고, 노즐목에서의 레이놀즈수와 유출계수 간의 관계는 다음의 식에 의해 정의된다.The relationship between the Reynolds number and the discharge coefficient at the nozzle neck is defined by the following equation.
, ,
여기서, ρ는 노즐목에서의 밀도, V는 노즐목에서의 유속(음속), d는 노즐목 직경, μ는 정체온도와 정체압력에서의 점도값이고, a, b, n 값은 ISO 규격으로 주어져 있으며, C 값의 불확도는 ±0.5%이다.Where ρ is the density at the nozzle neck, V is the flow velocity (sonic speed) at the nozzle neck, d is the diameter of the nozzle neck, μ is the viscosity value at stagnation temperature and stagnation pressure, and a, b, n are ISO standards. Given, the uncertainty of the C value is ± 0.5%.
이에 대한 일반적인 노즐의 단면구조를 나타낸 도 2를 참조하여 통상적으로 적용되는 노즐 설계기준을 설명하면, 우선, 재질은 요구되는 표면 마무리 가공을 할 수 있고, 사용조건에서 부식이 일어나지 않는 것이어야 하며, 열팽창에 따른 노즐목 직경(d)을 정확히 예측할 수 있어야 한다. 그리고, 그 표면의 평균 거칠기가15×10-6d를 초과하여서는 안되고, 이 부분이 먼지나 유막 등의 불순물로 오염되어서는 안되며, 노즐 확대부에서는 평균 표면 거칠기가 10-4d를 초과하여서는 안된다.Referring to the nozzle design standard that is commonly applied with reference to Figure 2 showing a typical nozzle cross-sectional structure for this, first of all, the material should be able to perform the required surface finish processing, and the corrosion should not occur under the conditions of use, It should be possible to accurately predict the nozzle neck diameter (d) due to thermal expansion. Then, the designed hayeoseoneun its surface roughness is greater than the average of 15 × 10 -6 d, should hayeoseoneun should not exceed, the average surface roughness is 10 -4 d in the nozzle expansion part be the portion is contaminated with impurities such as dirt or oil film .
또한, 노즐목의 형상에 따라 상기 노즐은 토로이달(Toroidal)형 노즐과, 실린더형 노즐로 분류해볼 수 있으며, 각각에 대한 ISO 설계 기준은 다음과 같다.In addition, according to the shape of the nozzle neck, the nozzle can be classified into a toroidal nozzle and a cylindrical nozzle, the ISO design standards for each is as follows.
먼저, 상기 Toroidal형 노즐은, 그 입구측 노즐의 외경(D)이 노즐목 직경(d)의 4배 이상을 유지하고, 상기 노즐목 직경(d)으로부터 점진적으로 확대되는 내경 변화에 대한 경사각인 노즐확대각(a)이 2.5∼6°범위를 유지하여야 한다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐이 접속되는 이상적인 유체유입본체(110)의 길이는, 그 압력측정용 접속관(113)과 상기 노즐의 입구측 플레인(121a)간의 거리(LP)가 상기 입구측 노즐의 외경(D)에 대하여 0.9∼1.1배 정도를 확보할 수 있는 충분한 길이로 유지되어야 한다.First, the Toroidal nozzle is an inclination angle with respect to the change in the inner diameter that the outer diameter (D) of the inlet nozzle maintains at least four times the nozzle neck diameter (d), and gradually enlarges from the nozzle neck diameter (d). The nozzle enlargement angle (a) should be maintained in the range of 2.5 to 6 °. 4, the length of the ideal fluid inlet body 110 to which the nozzle is connected is the distance L P between the pressure measuring connecting tube 113 and the inlet plane 121a of the nozzle. ) Should be kept at a sufficient length to secure about 0.9 to 1.1 times the outer diameter D of the inlet nozzle.
그 다음으로, 상기 실린더형 노즐은, 상기 노즐목 직경(d)이 변화하지 않고 일정하게 유지되는 원통형의 노즐목 형태를 유지하다가 상기 노즐목 직경(d)으로부터 점진적으로 확대되는 경사진 내경 변화를 갖는 것으로서, 그 노즐목의 길이가 상기 노즐목 직경(d)의 1배정도 길이를 유지하되 상기 노즐목 직경(d)에 대하여 0.05d 이상의 길이 차이를 가져서는 안되고 그 직경 변화가 평균 직경에 대하여 ±0.001d 이상의 오차를 가져서는 안되며, 상기 노즐확대각(a)이 3∼4°범위를 유지하고, 상기 노즐 확대부의 길이가 상기 노즐목 직경(d)의 1배 이상 이여야 한다. 그리고, 상기 노즐이 접속되는 유체유입본체(110)의 길이는 상기한 Toroidal형 노즐의 경우와 같은 정도의 길이를 확보하여야 함은 물론이다.Next, the cylindrical nozzle maintains the shape of a cylindrical nozzle neck in which the nozzle neck diameter (d) does not change and maintains an inclined internal diameter change that gradually expands from the nozzle neck diameter (d). The length of the nozzle neck should be about one times the diameter of the nozzle neck (d), but the length of the nozzle neck should not have a length difference of 0.05 d or more with respect to the nozzle neck diameter (d), and the change in diameter is ± 0.001 with respect to the average diameter. It should not have an error of more than d, and the nozzle enlargement angle (a) should be maintained in the range of 3 to 4 °, and the length of the nozzle enlargement portion should be at least 1 times the nozzle neck diameter (d). In addition, the length of the fluid inlet body 110 to which the nozzle is connected should of course secure the same length as in the case of the Toroidal nozzle.
그리고, 그 이외에도 노즐 설치부가 갖춰야할 설계기준들이 있다. 즉, 상기의 노즐 설치부는 도 4에 도시된 바와 같은 상기 유체유입본체(110)에 해당하는 것으로서, 상기 노즐의 입구쪽에서 와류(Swirl)가 발생해서는 안되므로 상기 노즐의 입구측 플레인(121a)으로부터 상류캡(111)과 연결되는 플랜지부에 이르는 상기 유체유입본체(110)의 총 길이가 상기 입구측 노즐의 외경(D)에 대해 5배 이상을 유지하여야 하고, 경우에 따라서는 노즐 입구쪽에서의 와류 제거를 위하여 상기 5D의 위치에 플로우스트레이트너(Flow Straightener)(미도시)를 부착하기도 한다.In addition, there are other design criteria to be equipped with the nozzle installation unit. That is, the nozzle installation part corresponds to the fluid inlet main body 110 as shown in FIG. 4, and since no swirl is generated at the inlet side of the nozzle, the nozzle installation part is located upstream from the inlet plane 121a of the nozzle. The total length of the fluid inlet body 110 leading to the flange portion connected to the cap 111 should be maintained at least five times the outer diameter D of the inlet nozzle, and in some cases, the vortex at the nozzle inlet side. A flow straightener (not shown) may be attached to the 5D position for removal.
상기 노즐을 여러 개 조합하여 설치하는 경우에 있어서, 상기 노즐은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유체유입본체(110)의 중심으로부터 일정 반경을 유지하며 원주상에 등간격으로 배치된다. 즉, 상기 각 노즐부(120)의 중심과 상기 유체유입본체(110)의 중심간 편심은 상기 노즐부(120)의 입구측 노즐 외경(D)에 대하여 ±0.02 이내의 오차를 유지하도록 설치되어야 한다.In the case of installing a plurality of nozzles in combination, the nozzles are arranged at equal intervals on the circumference while maintaining a constant radius from the center of the fluid inlet body 110, as shown in FIG. That is, the eccentricity between the center of each nozzle unit 120 and the center of the fluid inlet body 110 should be installed to maintain an error within ± 0.02 with respect to the inlet nozzle outer diameter (D) of the nozzle unit 120. do.
본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 노즐의 수를 5개 정도로 조합하고, 상기 각 노즐부(120) 간에는 그 인접 노즐부와의 간격(Ld)을 유체의 유동시 상호 간섭되지 않는 정도의 최소한의 거리로 유지하는 것이 바람직하며, 앞서 언급한 바와 같이 상기 유체유입본체(110)의 외경(Db)은 상기 노즐부(120)의 입구측 노즐 외경(D)의 4배 이상을 유지하는 것이 좋다.In the present invention, as shown in FIG. 6, the number of the nozzles is combined to about 5, and the nozzles 120 between the nozzles 120 do not interfere with each other during the flow of the fluid L d between the adjacent nozzle parts. It is preferable to maintain the minimum distance, and as mentioned above, the outer diameter D b of the fluid inlet body 110 maintains at least four times the outer diameter D of the inlet side nozzle of the nozzle unit 120. Good to do.
이때, 각 노즐부(120)의 구조는 도 5에 도시된 바와 같이, 연결관체(122)를중심으로 하여 일측에 노즐관체(121)가 결합되고, 다른쪽 단부에 접속관체(123)가 연결되어 분해 및 조립이 용이하도록 이루어져 있다. 따라서, 본 발명의 노즐뱅크(100)를 사용함에 있어서, 공구로 상기 연결관체(122)를 죄거나 풀어 다양한 규격의 노즐관체(121)를 간단히 착탈시킬 수 있으므로 작업 환경에 따라 그에 적합한 유량측정범위를 갖는 장치를 손쉽게 구성할 수 있다.At this time, the structure of each nozzle unit 120, as shown in Figure 5, the nozzle pipe 121 is coupled to one side with the connection pipe 122 as a center, the connection pipe 123 is connected to the other end It is made to be easy to disassemble and assemble. Therefore, in using the nozzle bank 100 of the present invention, it is possible to simply detach or detach the nozzle pipe 121 of various specifications by tightening or releasing the connecting pipe 122 with a tool, so that the flow rate measurement range suitable for it according to the working environment It is possible to easily configure the device having a.
단, 상기 노즐부(120)의 출구쪽으로는 유체의 유동을 방해하지 않는 정도만 유지할 수 있다면 어떠한 구조적인 제한 조건 없이 자유롭게 설계 가능하다.However, as long as the outlet portion of the nozzle unit 120 can be maintained at a level that does not disturb the flow of the fluid, it can be freely designed without any structural limitations.
또한, 본 발명에 따른 노즐뱅크(100)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 5개의 노즐부(120)가 원주상으로 등간격을 유지하며 조립되어 넓은 유동률 범위를 형성하고, 이중에서 사용하지 않는 노즐부(120)는 상기 각 노즐부(120)와 연결된 유량측정 분기관(130)에 결합되어 있는 2개의 개폐조작밸브(131)에 의해 차단되며, 상기 개폐조작밸브(131) 사이에는 압력누설확인 포트(132)가 구비되어 상기 노즐부(120)로부터 유체가 누출될 경우에 상기 각 개폐조작밸브(131)간의 압력을 측정하여 이를 확인할 수 있도록 되어 있다.In addition, the nozzle bank 100 according to the present invention, as shown in Figures 4 to 6, five nozzle unit 120 is assembled while maintaining a uniform interval circumferentially to form a wide flow rate range, The nozzle unit 120 which is not used is blocked by two on / off valves 131 coupled to the flow measurement branch pipes 130 connected to the nozzle units 120, and between the on / off valves 131. The pressure leakage check port 132 is provided to check this by measuring the pressure between the opening and closing operation valve 131 when the fluid leaks from the nozzle unit 120.
한편, 도 8은 본 발명에 적용된 상기 노즐부(120)의 노즐목 직경(d)이 0.28mm인 경우를 예로 들어 레이놀즈 수(Re)의 변화에 의한 허용오차율 범위를 실험 결과에 의해 나타낸 것으로서, 그 허용오차율이 대략 ±0.1∼±0.2% 이내에 머물고 있음을 보여주고 있다.On the other hand, Figure 8 is a case where the nozzle neck diameter (d) of the nozzle unit 120 applied to the present invention is 0.28mm as an example showing the tolerance range due to the change in the Reynolds number (Re) by the experimental results, It is shown that the tolerance rate stays within approximately ± 0.1 to ± 0.2%.
그 이외의 각 노즐들도 커브피팅(Curve fitting)한 값을 예측하여 교정한 유출계수와 노즐목 단면적의 곱을 기준하여서 상호 비교해 본 결과, 모든 노즐이±0.2% 이내에 잘 일치하게 됨을 실험을 통해 확인하였다.Experiments confirmed that all the other nozzles were well matched within ± 0.2% by predicting the curve fitting value and comparing each other based on the product of the corrected flow coefficient and the nozzle neck cross-sectional area. It was.
참고로, 불확도란 표준기(60)로부터 교정한 참값을 기준으로 하여 커브피팅(Curve fitting)한 교정 표준기에 대한 유출계수와 노즐목 단면적 곱의 함수로 나타나는 값의 편차를 말하는 것으로서, 본 발명에 적용되는 각각의 노즐들은 이론식에 의한 계산 결과에서도 그 불확도가 ±0.2% 이내에 포함되었다.For reference, the uncertainty refers to the deviation of the value expressed as a function of the product of the nozzle coefficient and the cross section of the nozzle neck with respect to the calibration standard that is curve-fitted based on the true value calibrated from the standard 60, and is applied to the present invention. For each nozzle, the uncertainty was included within ± 0.2% of the theoretical calculations.
본 발명에 있어서는, 상기 노즐목 직경(d)이 작아서 이것의 정확한 크기를 측정하기에 곤란하므로 상기 레이놀즈 수의 변화를 유출계수와 노즐목 단면적의 곱으로 계산하였다.In the present invention, since the nozzle neck diameter (d) is small and it is difficult to measure the exact size thereof, the change in the Reynolds number was calculated as the product of the discharge coefficient and the nozzle neck cross-sectional area.
본 발명의 노즐들은 그 형상이 국제규격(ISO 9300)에 의해 제작된 일반적인 노즐보다 오리피스 형상에 가깝도록 가공되어 있다.The nozzles of the present invention are processed so that the shape is closer to the orifice shape than the general nozzle manufactured by the international standard (ISO 9300).
이상에서 설명한 본 발명의 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치에 의한 유량측정방법을 설명하면 다음과 같다.The flow rate measuring method by the gas flow rate measuring device for standardization calibration of the flow meter of the present invention described above is as follows.
먼저, 본 발명의 노즐뱅크(100)를 표준화 교정하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 도관(66) 상에 표준기(60) 및 노즐뱅크(100)를 함께 배치하고, 이들의 압력, 온도 및 시간 편차 등을 측정 및 측정된 데이터를 비교·분석할 수 있는 통상의 시스템과 연결한다.First, in order to standardize and correct the nozzle bank 100 of the present invention, as shown in FIG. 3, the standard machine 60 and the nozzle bank 100 are disposed together on the conduit 66, and their pressure, temperature and Time deviations and the like are measured and connected to conventional systems that can compare and analyze measured data.
이와 같이 일단 표준화된 상기 노즐뱅크(100)는 유량을 측정함에 있어서 허용오차 이내의 상당히 신뢰성 있는 정밀도를 유지하게 되므로, 이를 분리시켜 작업현장까지 이동한 후, 상기 노즐뱅크(100) 자체를 표준기로 하여 일반적인 유량계를 표준화 교정할 수 있게 된다.The nozzle bank 100, once standardized as described above, maintains a highly reliable precision within a tolerance in measuring a flow rate, and after separating and moving the nozzle bank 100 to a work site, the nozzle bank 100 itself as a standard. This allows standardized calibration of common flowmeters.
도 7은 표준화된 상기 노즐뱅크(100)를 적용하여 일반적인 가스유량계(70)의 표준화 교정 시스템을 구성한 일례로서, 그 구성은, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유량을 정확히 측정할 수 있도록 표준화 교정하기 위한 대상으로서 상기 도관(66) 상에 장착된 가스유량계(70)와, 상기 도관(66)을 통해 유동된 유량을 측정함과 아울러 그 유량 측정값을 기준하여 상기 가스유량계(70)의 유량 측정값에 대한 편차를 교정할 수 있도록 상기 가스유량계(70)와 직렬 배치된 표준기로서의 상기 노즐뱅크(100)와, 상기 노즐뱅크(100)의 상류측 도관(66)에 장착되어 상기 노즐뱅크(100) 내로 유입되는 유체의 압력을 일정하게 유지할 수 있게 하기 위한 복수의 레귤레이터(210)(220)와, 상기 노즐뱅크(100)의 하류측 도관(66)에 장착되어 유량측정시점을 세팅하기 위한 적산계(230)와, 상기 노즐뱅크(100)내의 압력(P1) 및 상기 가스유량계(70)내의 압력(P2)을 측정할 수 있도록 각각에 연결된 압력게이지(10)(20)와, 상기 노즐뱅크(100)내의 온도(T1) 및 상기 가스유량계(70)내의 온도(T2)를 동시 측정할 수 있도록 연결된 온도계(30)와, 도관(66)을 따라 흐르는 유체의 유동시간을 체크할 수 있도록 상기 적산계(230)와 연결된 타이머(40)와, 상기 압력게이지(10)(20)와 온도계(40) 및 타이머(40)에 연결되어 상기 각 장치부를 초기화 및 제어함과 아울러 상기 가스유량계(70)와 노즐뱅크(100)의 압력 및 온도를 읽어들인 후 상호 비교하여 양자간의 유량 측정값에 대한 편차를 분석할 수 있도록 된 처리용 컴퓨터(50)로 이루어져 있다.FIG. 7 is an example in which a standardized calibration system of a general gas flow meter 70 is applied by applying the standardized nozzle bank 100. The configuration is standardized so that the flow rate of the fluid flowing along the conduit 66 can be accurately measured. The gas flow meter 70 mounted on the conduit 66 and the flow rate flowing through the conduit 66 as an object to be calibrated are measured, and the gas flow meter 70 is measured based on the measured flow rate. The nozzle bank 100 and the upstream conduit 66 of the nozzle bank 100 as a standard device arranged in series with the gas flow meter 70 so as to correct a deviation with respect to the flow rate measured value are installed in the nozzle bank. A plurality of regulators 210 and 220 for maintaining a constant pressure of the fluid flowing into the 100 and the downstream conduit 66 of the nozzle bank 100 to set the flow measurement time point Totalizer 230 for, and Pressure gauges 10 and 20 connected to each other so as to measure pressure P1 in nozzle bank 100 and pressure P2 in gas flow meter 70 and temperature T1 in nozzle bank 100. ) And a timer connected to the totalizer 230 to check the flow time of the fluid flowing along the conduit 66 and the thermometer 30 connected to simultaneously measure the temperature T2 in the gas flow meter 70. (40) and the pressure gauges (10), (20), the thermometer (40), and the timer (40) are connected to initialize and control the respective device units, and the gas flow meter (70) and the nozzle bank (100). It consists of a processing computer 50 that reads pressure and temperature and compares them to each other to analyze the variation in flow rate measurement between the two.
본 발명의 노즐뱅크(100)는 상기한 바와 같은 일련의 시스템을 구성하여 이와 함께 배치된 가스유량계(70) 등의 대상물에 대한 표준화 교정을 수행할 수 있게되는 것이다.The nozzle bank 100 of the present invention constitutes a series of systems as described above to perform standardized calibration of an object such as a gas flow meter 70 disposed therewith.
여기서, 본 발명의 구성에 의한 유체의 유량 계산 원리를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 유량 계산과 관련한 장치부로서는 적산계(230)와 타이머(40)를 들 수 있다.Here, the principle of calculating the flow rate of the fluid according to the configuration of the present invention will be described. An integration meter 230 and a timer 40 are mentioned as an apparatus part regarding flow rate calculation of this invention.
즉, 상기 적산계(230)에서는, 측정시점이 세팅된 상태에서 순간유량과, 상기 타이머(40)에 의해 측정되는 소요시간의 곱으로서 유량의 계산이 가능하게 된다.That is, in the totalizer 230, the flow rate can be calculated as the product of the instantaneous flow rate and the required time measured by the timer 40 in the state where the measurement point is set.
다시 말해, 공기 등 유체의 수집시간은, 상기 유동전환밸브(231)를 작동할 때, 그 구동시스템과, 상기 유동전환밸브(231) 내에 구비된 광학스위치, 즉, 트리거(광센서)(232)에 의해 동기되는 타이머(40)로 측정하게 되는 것으로, 상기 유동전환밸브(231) 내의 트리거(232)가 상기 유동전환밸브(231)에 부착된 핀(미도시)에 의해 작동되면, 유량 계측시 공기 등의 유체가 흐르는 시간을 측정하는 타이머(40)가 작동되는 것이다.In other words, the collection time of the fluid such as air, when operating the flow switching valve 231, the drive system, and an optical switch provided in the flow switching valve 231, that is, a trigger (light sensor) 232 When the trigger 232 in the flow switching valve 231 is operated by a pin (not shown) attached to the flow switching valve 231, the flow rate is measured. Timer 40 for measuring the time flow of fluid, such as time air is to operate.
이때, 상기 타이머(40)의 자체적인 시간측정오차는 수정 진동자의 안정도와 상기 타이머(40)의 분해능을 감안할 때 0.005% 이하로 예상되므로 무시할 수 있는 정도이다. 그러나, 상기 각 유동전환밸브(231)를 개폐함으로써 정의되는 유체 수집의 시작 및 끝 시점에서 과도현상이 발생할 수 있으므로 이러한 과도현상에 기인한 유동전환 오차를 줄이기 위해서는 상기 과도현상에 따른 존속시간이 짧아야 한다.At this time, the self-time measurement error of the timer 40 is negligible because it is expected to be 0.005% or less in view of the stability of the crystal oscillator and the resolution of the timer 40. However, since transients may occur at the start and end of fluid collection defined by opening and closing the respective flow switching valves 231, in order to reduce the flow switching error caused by such transients, the duration of the transients should be short. do.
실험을 통해 얻어진 결과로는, 상기 유동전환밸브(231)의 작동시간은 공기압 6kg/cm2에서 상기 각 유동전환밸브(231)의 시작과 끝 부분에 상기 트리거(232)를 설치하여 작동시켰을 때 70ms 정도로 나타났다.As a result obtained through the experiment, when the operation time of the flow switching valve 231 is operated by installing the trigger 232 at the start and end of each flow switching valve 231 at the air pressure 6kg / cm 2 It appeared about 70ms.
예를 들어, 유체의 수집시간을 너무 길게 측정하는 경우에 해당하는 것으로서, 상기 트리거(232)가 0°에 위치할 때는 상기 유동전환밸브(231)가 개방되기 시작하는 위치에서 상기 타이머(40)가 작동되고, 상기 유동전환밸브(231)가 완전히 닫히면 상기 타이머(40)는 정지하게 된다.For example, when the collection time of the fluid is measured too long, when the trigger 232 is located at 0 ° the timer 40 at the position where the flow switching valve 231 starts to open Is activated, the timer 40 is stopped when the flow switching valve 231 is completely closed.
반면에, 유체의 수집시간을 실제보다 짧게 측정하는 경우에 해당하는 것으로서, 상기 트리거(232)가 90°에 위치할 때는 상기 유동전환밸브(231)가 완전히 개방되면서 상기 타이머(40)가 작동되고, 상기 유동전환밸브(231)가 닫히기 시작하면서 상기 타이머(40)가 정지하게 된다.On the other hand, it corresponds to the case of measuring the collection time of the fluid shorter than the actual, when the trigger 232 is located at 90 ° the timer 40 is operated while the flow switching valve 231 is fully opened The timer 40 is stopped while the flow switching valve 231 starts to close.
따라서, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 유동전환밸브(231)에 있어서 상기 트리거(232)의 위치는 상기 유동전환밸브(231)가 개폐될 때 발생하는 상황이 서로 상쇄될 수 있는 위치를 감안하여 최적화 설계할 수 있는 것이다.Therefore, as mentioned above, the position of the trigger 232 in the flow switching valve 231 is optimized in consideration of the position where the situation that occurs when the flow switching valve 231 is opened and closed can be offset each other. It can be designed.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 유량계 표준화 교정용 기체유량측정장치는, 소형 경량체이므로 작업현장으로 이동한 후 유량계를 직접 교정할 수 있고, 유체(기체)의 유동방향을 원하는 쪽으로 전환할 수 있는 유동전환밸브와 연결되어 터빈유량계 등과 같이 순간 유량을 지시하는 유량계뿐만 아니라 습식가스 유량계 또는 가정용 막식 기체유량계 등과 같은 적산용 유량계도 교정이 가능하다. 뿐만 아니라, 본 발명의 기체유량측정장치는 유량계 제작회사 내에서의 유량계의 표준화 교정작업 및 시험용으로 사용할 수 있음은 물론이고, 반도체 제조공정에 주로 사용하는 열량형 질량 유량계나 가정용의 천연가스 유량계 등에 대한 교정시에도 사용할수 있다.Gas flow rate measurement device for the flowmeter standardization calibration according to the present invention described above is a compact, lightweight body that can directly calibrate the flowmeter after moving to the work site, the flow that can switch the flow direction of the fluid (gas) to the desired direction It is possible to calibrate the flow meter for integration such as a wet gas flow meter or a domestic film gas flow meter as well as a flow meter connected to a switching valve to indicate an instantaneous flow rate such as a turbine flow meter. In addition, the gas flow measuring device of the present invention can be used for the standardized calibration work and testing of the flow meter in the flowmeter manufacturing company, as well as the caloric mass flow meter mainly used in the semiconductor manufacturing process, or the natural gas flow meter for home use. Can also be used for calibration.
그리고, 본 발명의 기체유량측정장치는 다양한 규격의 노즐 중에 수 개를 선택 및 조합하여 조립할 수 있으므로 이에 따라 그 유동률도 다양하게 변화시켜 사용할 수 있다. 이에 적용되는 노즐에 있어서 가장 작은 노즐목 직경은 대략 0.03mm 내외이고, 가장 큰 노즐목 직경은 대략 4.48mm 정도이다. 상기의 노즐들은 본 발명의 기술사상에 기초하여 시스템이 더욱 개량될수록 그 허용범위가 확대될 수 있음은 물론이다.In addition, since the gas flow rate measuring apparatus of the present invention can be assembled by selecting and combining several nozzles of various standards, the flow rate may be variously changed accordingly. In this nozzle, the smallest nozzle neck diameter is about 0.03 mm and the largest nozzle neck diameter is about 4.48 mm. It is a matter of course that the above nozzles can be expanded as the system is further improved based on the technical idea of the present invention.
또한, 본 발명의 기체유량측정장치는 노즐부 입구압력을 조절하거나 그 노즐목 직경의 및 노즐의 사용 개수에 따라 교정할 유동률을 결정할 수 있다. 즉, 노즐의 입구압력과 온도를 측정하여 각 노즐의 유동률을 구할 수 있고, 확장 불확도는 ±0.25% 정도이다. 통상적으로 본 발명에 의해 교정할 수 있는 유동률의 범위는 0.002 ~ 60m3/h이다.In addition, the gas flow rate measuring device of the present invention can determine the flow rate to be calibrated according to the nozzle portion inlet pressure or the nozzle neck diameter and the number of nozzles used. That is, the flow rate of each nozzle can be obtained by measuring the inlet pressure and the temperature of the nozzle, and the expansion uncertainty is about ± 0.25%. Typically the range of flow rates that can be calibrated by the present invention is 0.002 to 60 m 3 / h.
또한, 본 발명의 기체유량측정장치는 노트북 컴퓨터 등을 사용하여 표준화 교정에 대한 자동화가 가능하고, 실제로, 표준기와 비교해 볼 때 교정에 소요되는 시간을 1/3 정도 단축할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, the gas flow rate measuring apparatus of the present invention is capable of automating standardization calibration using a notebook computer or the like, and in fact, compared to a standard, it is shown that the time required for calibration can be reduced by about one third.
따라서, 본 발명의 장치가 개발됨으로 인하여, 지금까지 거의 대부분 수입에 의존하던 벨프루버나 피스톤프루버 또는 습식가스 유량계 등의 값비싼 표준기들을 확실히 대체할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the development of the apparatus of the present invention, it is possible to reliably replace expensive standards, such as a bell prober, a piston prober or a wet gas flowmeter, which has been almost always imported.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치에 의하면, 유량계의 표준화 교정용 표준기로 사용할 수 있을 정도의 정확도(0.3% 이내)가 유지되어 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 하나의 시스템 내에 다양한 규격의 노즐을 작업자가 원하는 형태로 복수개 조합하여 사용할 수 있으므로 확장성이 우수(유량측정범위를 1 : 25,000까지도 확장 가능함)할 뿐만 아니라 그 유량측정범위가 매우 넓으며, 소형 경량화를 실현하여 작업현장으로의 이동 교정검사가 가능하고, 제작비용이 저렴하며, 설치 후 조작이 간편하여 교정검사 시간을 현저히 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.According to the gas flow measurement device for standardized calibration of the flow meter of the present invention as described above, the accuracy (within 0.3%) that can be used as the standardized calibration standard of the flow meter is maintained to improve the reliability of the product, As it is possible to use a combination of multiple nozzles of various sizes in one system in one system, it has excellent expandability (expandable flow measurement range up to 1: 25,000) and its flow measurement range is very wide and small and light. It is possible to carry out the calibration inspection to the work site by the realization, the manufacturing cost is low, and the operation after installation is easy, it is possible to significantly shorten the calibration inspection time.
따라서, 본 발명에 따른 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치는 수입 대체 효과가 있음은 물론, 충분한 수출 경쟁력을 갖출 수 있는 것으로서, 대외 무역수지 개선에도 크게 기여할 수 있는 것이라 할 것이다.Therefore, the gas flow measurement device for standardization calibration of the flow meter according to the present invention will have an effect of import substitution, as well as sufficient export competitiveness, and will greatly contribute to improving the foreign trade balance.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, this may be regarded as exemplary, and a person of ordinary skill in the art may conceive various modifications and equivalent embodiments therefrom. It should be understood that such equivalent embodiments are also included within the claims of the present invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0021132A KR100436972B1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Vapor flow measuring device for standardizing flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0021132A KR100436972B1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Vapor flow measuring device for standardizing flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030082688A true KR20030082688A (en) | 2003-10-23 |
| KR100436972B1 KR100436972B1 (en) | 2004-06-30 |
Family
ID=32379439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0021132A KR100436972B1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Vapor flow measuring device for standardizing flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100436972B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100782155B1 (en) * | 2006-06-27 | 2007-12-06 | 한국표준과학연구원 | Gas flow measuring device for flow meter calibration |
| KR100871287B1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-01 | 한국원자력연구원 | Fluid feeding apparatus for verification and calibration of flow meter |
| KR200449815Y1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-08-12 | 문병인 | Mosquito net for vehicle |
| KR101480370B1 (en) * | 2010-11-29 | 2015-01-09 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | Method of, and apparatus for, measuring the mass flow rate of a gas |
| CN110280399A (en) * | 2019-07-24 | 2019-09-27 | 江苏赛德力制药机械制造有限公司 | A kind of centrifuge that can control charging and control disengaging time |
| CN115388985A (en) * | 2022-08-09 | 2022-11-25 | 上海核工程研究设计院有限公司 | Flowmeter calibration system and method under complex flow environment |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100729643B1 (en) | 2007-02-20 | 2007-06-18 | (주)서용 엔지니어링 | The zero adjusting device of the electromagnetic flowmeter |
| KR101174124B1 (en) | 2010-08-27 | 2012-08-20 | 한국표준과학연구원 | Device and Method for Calibrating Discharge Coefficients of Sonic Nozzles using Constant Volume Flow-Meter |
-
2002
- 2002-04-18 KR KR10-2002-0021132A patent/KR100436972B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100782155B1 (en) * | 2006-06-27 | 2007-12-06 | 한국표준과학연구원 | Gas flow measuring device for flow meter calibration |
| KR100871287B1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-01 | 한국원자력연구원 | Fluid feeding apparatus for verification and calibration of flow meter |
| KR200449815Y1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-08-12 | 문병인 | Mosquito net for vehicle |
| KR101480370B1 (en) * | 2010-11-29 | 2015-01-09 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | Method of, and apparatus for, measuring the mass flow rate of a gas |
| CN110280399A (en) * | 2019-07-24 | 2019-09-27 | 江苏赛德力制药机械制造有限公司 | A kind of centrifuge that can control charging and control disengaging time |
| CN115388985A (en) * | 2022-08-09 | 2022-11-25 | 上海核工程研究设计院有限公司 | Flowmeter calibration system and method under complex flow environment |
| CN115388985B (en) * | 2022-08-09 | 2024-06-07 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | Flowmeter calibration system and method under complex flow environment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100436972B1 (en) | 2004-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2262081C2 (en) | Flow meter | |
| RU2545358C2 (en) | Ultrasonic measuring device and fluid medium flow rate measuring method | |
| US20190212180A1 (en) | Fluid meter | |
| WO2008025935A1 (en) | Improvements in or relating to flow metering | |
| US11555721B2 (en) | Flow meter including a combined ultrasonic flow sensing arrangement and a non-ultrasonic flow sensor arrangement for measuring wide range of flow rates | |
| CA2317445A1 (en) | Friction flowmeter | |
| US20110017325A1 (en) | Three-valves manifold for differential pressure type flow meter | |
| JP5620184B2 (en) | Leak inspection apparatus and leak inspection method | |
| KR100436972B1 (en) | Vapor flow measuring device for standardizing flow meter | |
| US6923074B2 (en) | Ball valve with flow-rate gauge incorporated directly in the ball | |
| WO2011008364A1 (en) | Beta ratio changer for flow measurement devices | |
| US8701497B2 (en) | Fluid flow testing system | |
| Mattingly | Volume flow measurements | |
| US4645174A (en) | Mounting arrangement for a critical flow device | |
| KR101129659B1 (en) | Flowmeter check apparatus having portable checking device for flowmeter and method to check flow measurement system using the same | |
| KR101941423B1 (en) | Apparatus for monitoring leakage rate in pipes by using laminar flow element | |
| Howe et al. | Venturi Tubes, Flow Tubes, and Flow Nozzles | |
| Howe et al. | Orifices | |
| KR20220026165A (en) | Flow meter calibration system for reducing energy loss | |
| Johnson | Natural Gas Flow Calibration Service (NGFCS) | |
| Lomas et al. | Application and Selection | |
| Lau | Calculation of flow rate from differential pressure devices–orifice plates | |
| KR20110077747A (en) | Prover for calibrating the flow meter | |
| AU2011239256B2 (en) | Method for Generating a Diagnostic from a Deviation of a Flow Meter Parameter | |
| AU2011239253B2 (en) | Method for Generating a Diagnostic from a Deviation of a Flow Meter Parameter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130611 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140519 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150610 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160609 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |