KR200425372Y1 - A flow measurements device for open channels utilizing the theory of inverted siphon - Google Patents

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Abstract

수리학에서 수로(水路)의 단면이 어떤 모양이든 수밀성 고체 벽으로 주위가 둘러싸인 밀폐된 공간 안에 유체(流體)가 충만하여 흐를 때, 유체는 위치(位置)에너지와 유로(流路)의 손실수두로 인한 동수경사(動水傾斜)를 따라 흐르는데 아와 같은 수로를 관수로(管水路, Pipe line)라 하며, 개수로(開水路, Open channel)는 자유수면(自由水面) 을 갖고 중력에 의하여 흐르는 흐름이다. 개수로의 자유수면 은 대기압을 받고 관수로에서는 수두(水頭)에 의한 수압을 받는다. 다대수의 하수관거(管渠)는 겉보기에 상수(上水)관로와 같은 관로로 보이지만 실제로는 관내의 하수는 만관(滿管)상태로 흐르지 않고, 관거 직경의 80%정도 수심만 하수가 차서 흐르게 하여 자유수면 을 확보하게끔 설게 하기 때문에 이와 같은 관로는 개수로 로 분류된다.In hydraulics, when a fluid flows in an enclosed space surrounded by a watertight solid wall, whatever its cross-section is, the fluid is lost to potential energy and flow head loss. It flows along the water inclination caused by the water inclination, which is called a pipe line, and the open channel has a free surface and flows by gravity. Flow. The free surface of the channel is under atmospheric pressure, and the irrigation channel receives hydraulic pressure from the head. Many sewage pipes seem to be similar to constant water pipes, but in reality, sewage in the pipes does not flow into a full pipe state, and only 80% of the diameter of the pipes causes the sewage to flow. These pipelines are classified by numbers because they allow them to secure free water.

이러한 두 종류의 흐름은 유체가 흐르는 통로라는 관점에서는 서로 유사함에도 불구하고 개수로 흐름의 문제해결은 관수로에서의 그것보다 더 어렵다. 그것은 동일 개수로 에서 자유수면의 위치가 시간과 장소에 따라 변하고, 수심, 유량, 수로바닥경사 및 자유수면경사의 상호 종속적 관계에 따라 개수로 내의 흐름상태 는 수라학적으로 볼 때 매우 복잡하기 때문이다. 관수로는 수로형상이 완전히 고정되어 있음으로 그 유수(流水)단면이 확정되어있으며, 대부분의 경우 원형 단면이지만, 개수로의 단면은 원형으로부터 자연하천의 불규칙한 단면형상에 이르기까지 다양하다.Although these two types of flows are similar to each other in terms of passages through fluids, troubleshooting of channel flows is more difficult than that in irrigation canals. This is because the position of the free surface in the same channel changes with time and place, and the flow conditions in the channel are very complicated in terms of hydrology depending on the interdependence of depth, flow, channel bottom slope and free surface slope. . The irrigation canal is completely fixed and its flow cross section is determined. In most cases, it is a circular cross section, but the cross section of the canal varies from a circular shape to an irregular cross section of a natural river.

매우 다양한 원리를 이용한 다종류의 관수로용 유량계는 많지만 개수로용 유량계는 개수로의 특유한 유황특성과 근소한 필요성 때문인지 그 종류가 매우적다. 대표적인 개수로용 유량측정장치로서는 삼각형이나 구형(矩形) 위어(Weir)류 와 Parshall flume 정도이다. 위어의 설계와 시공이 매우 정교하게 이루어졌을 때 그 계측치의 오차범위는 ±2%정도이고 Parshall flume에서는 외어의 정확도도 기대하기 어렵다.Although there are many types of flowmeters for irrigation canals using a wide variety of principles, there are only a few types of flowmeters because of the unique sulfur characteristics of the canals and the slight necessity. Typical flowmeters for canals are triangular or spherical Weirs and Parshall flume. When weir design and construction are very precise, the error range of the measured value is about ± 2%, and the accuracy of the foreign language is difficult to expect in the Parshall flume.

현금까지는 농업용 물 값이 비교적 저렴하였기 때문에, 그리고 하수(下水)의 유량측정이 불필요하였거나 필요하다 하더라도 그 수요가 적었기 때문인지는 몰라도 이들에 대한 유량측정과 관련된 관심도는 낮았다. 설사 상기한 농업용수나 하수의 유량측정 필요성이 있다 하더라도 이를 손쉽게 그리고 정확하게 측정할 수 있는 마땅한 계측장비가 없는 것이 현실이다.The interest in flow measurement was low for cash because of the relatively low prices of agricultural water, and because of the low demand for sewage flow, even if it was unnecessary or necessary. Even if there is a need to measure the flow rate of agricultural water or sewage as described above, the reality is that there is no suitable measuring equipment that can measure it easily and accurately.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개수로 에서 유량 측정이 필요한 위치에 역(逆)사이펀을 형성하고, 항시 만관(滿管)상태로 흐르는 상기 역사이펀 의 역사이펀 관거(管渠)에 초음파(Ultrasonic) 유량계를 설치하여 손쉽게 그리고 정확한 유량을 측정하여 합리적이고 경제적인 물 관리를 하는데 기여하고자 한다.The present invention forms an inverse siphon at a position where a flow rate measurement is necessary in the channel to solve the problems as described above, and always flows in the historically-funded conduit of the in-siphon which flows in a full pipe state. Ultrasonic flowmeters are installed in the unit to measure flow rates easily and accurately, contributing to rational and economical water management.

역(逆)사이펀(Inverted siphon), 역(逆)사이펀 관거(管渠), 상류 측 개수로, 상류 측 개수로의 수면표고, 하류 측 개수로, 하류 측 개수로의 수면표고, 위어(Weir), 초음파유량계, 초음파변환기, 니토(泥土) pit. Inverted siphon, inverted siphon conduit, water elevation at the upstream side, upstream side, at the downstream side, at the downstream side, Weir ), Ultrasonic flowmeter, ultrasonic transducer, nito pit.

Description

역(逆)사이펀 원리를 이용한 개수로(開水路)의 유량측정장치 {A flow measurements device for open channels utilizing the theory of inverted siphon}A flow measurement device for open channels utilizing the theory of inverted siphon

도 1은 본 고안에 의한 시차(時差)형 초음파유량계 원리설명을 위한 일반도.Figure 1 is a general view for explaining the principle of the time difference type ultrasonic flowmeter according to the present invention.

도 2는 본 고안에 의한 시차 형 초음파유량계를 포함하는 역사이펀 종단도.Figure 2 is a history-funnel longitudinal view including a parallax type ultrasonic flowmeter according to the present invention.

도 3은 본 고안에 의한 시차 형 초음파유량계를 포함하는 역사이펀 평면도.Figure 3 is an inverse plan view including a parallax type ultrasonic flowmeter according to the present invention.

도 4는 본 고안에 의한 시차 형 초음파유량계의 외부 부착 평면도.Figure 4 is a plan view attached to the outside of the parallax type ultrasonic flowmeter according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

10 : 상류 측 파이프 플렌지 11 : 상류 측 플렌지 연결 볼트용 구명10 upstream pipe flange 11 upstream flange connection life preserver

12 : 파이프 13 : 상류 측 초음파변환기(Transducer)12 pipe 13 upstream ultrasonic transducer (Transducer)

14 : 하류 측 초음파변환기(Transducer)14: downstream ultrasonic transducer

15 : 하류 측 플렌지 연결 볼트용 구명15: Lifesaving for downstream flange connection bolt

16 : 하류 측 파이프 플렌지16: downstream pipe flange

V : 관내 유속, m/sV: flow rate in the pipe, m / s

L : 한 쌍의 초음파변환기(13, 14) 간의 거리, mL: distance between a pair of ultrasonic transducers 13 and 14, m

θ : 초음파 통로와 파이프 축(軸)이 형성하는 각도, 도θ: angle formed by the ultrasonic passage and the pipe axis

20 : 상류 측 개수로 21 : 상류 측 니토(泥土) pit20: Upstream side channel 21: Upstream side Nito pit

22 : 상류 측 니토 pit 뚜껑 23 : 상류 측 개수로 수위22: upstream side nito pit lid 23: water level in the upstream side

24 : 역사이펀 관거(管渠) 25 : 하류 측 니토 pit 뚜껑24: historically funded conduit 25: downstream Nito pit lid

26 : 하류 측 니토(泥土) pit 27 : 하류 측 개수로26: downstream Nito pit 27: downstream side channel

28 : 하류 측 개수로 수위28: water level in the downstream side

H : 상류 측 및 하류 측 개수로(20, 27)의 수위 차H: Water level difference between the upstream and downstream channel (20, 27)

40 : 상류 측 변환기 체결용 밴드40: Upstream transducer fastening band

41 : 하류 측 변환기 체결용 밴드41: Band for tightening downstream transducer

본 고안은 농업용수로나 하수관로와 같이 개수로 개념으로 설계 및 시공된 수로에 흐르는 유량을 용이하게 그리고 정확하게 측정하여 합리적이고 경제적인 물 관리에 기여하는 것이다.The present invention contributes to the rational and economical water management by easily and accurately measuring the flow rate through the channel designed and constructed in the channel concept, such as agricultural or sewage pipelines.

종래에는 물이 흔하고 값도 저렴하여 농업용수나 하수(下水)에 대한 물 관리의 필요성을 그다지 인식하지 못하였을 뿐만 아니라 설사 개수로의 유량을 측정하려하여도 마땅한 계측기를 찾는데 어려움이 있었다. 대표적인 개수로 용 유량측정장치는 각종 위어(Weir)류와 Parshall flume 정도이다.Conventionally, since water is common and inexpensive, not only did not realize the necessity of water management for agricultural water or sewage, but also it was difficult to find a suitable measuring instrument to measure the flow rate of diarrhea. Typical flow measuring instruments are various kinds of weir and parshall flume.

대표적인 위어로는 수로 폭 전체에 걸친 전폭위어, 구형(Rectangular)위어, Cippoleti 위어, v-노치 위어 등이 있다. 유량을 측정하기 위해서는 위어의 월류(越流) 수심을 측정하고, 이 수치를 각 위어의 실험공식에 대입하여 유량을 얻는다. 월류 수심측정은 통상 수로중앙에 초음파수위계를 설치하거나 수중에 압력센서를 투입하여 수두에 의한 수위를 측정한 후, 상기 수위에서 위어저변 높이를 감하여 월류수심을 구하는 경우, 기타 다양한 방법이 동원될 수 있다. 상기 측정된 월류수심 과 상기한 각기 위어에 대하여 발표되어있는 실험공식을 적용하여 유량을 산정하는데, 좋은 결과를 얻기 위해서는 위어 구조물을 설계서가 요구하는 대로 정확하게 시공하여야한다. 그래야만 유량의 측정오차범위를 ±2%에 머물게 할 수 있다.Representative weirs include full weirs over the entire channel, spherical (Rectangular) weirs, Cippoleti weirs, and v-notch weirs. In order to measure the flow rate, the weir flow depth is measured, and this value is substituted into the experimental formula of each weir to obtain the flow rate. In the depth measurement of the overflow, in general, an ultrasonic water gauge is installed at the center of the channel, or a pressure sensor is put in the water to measure the water level by the head, and then, when the depth of the weir is obtained by subtracting the height of the weir base from the water level, various other methods may be employed. . The flow rate is calculated by applying the measured overflow depth and the experimental formula published for each of the above weirs. To obtain good results, weir structures must be constructed exactly as required by the design document. Only then can the measurement error range of the flow rate remain within ± 2%.

한편 Parsall flume은 기본적으로 개수로의 원리를 이용한 유량측정장치이다. Parsall flume은 Converging section(합류부), Throat(목 부위) 및 Diverging section(전환부)의 세 부분으로 구성된다. Parsall flume은 유로너비를 축소하여 유형을 바꾸고, 동시에 목 부위에서는 물 표면으로 낙하한다. 왜냐하면 목 부위의 너비는 고정되어 있어 자유방출이 되기 때문이다. Parsall flume도 소정위치의 수위를 측정 후 이 수치를 실험공식에 대입하여 유량을 산출하는 방식은 위어의 경우와 유사하다. 그러나 이 장치의 시공도 어렵지만 운영은 더욱 까다롭다. 특히 구조물이 비교적 길어서 직선으로 된 수로가 요구되고, 고가이고 일반적으로 측정오차범위는 위어 보다 크다.Parsall flume, on the other hand, is basically a flow measurement device using the principle of channel. Parsall flume consists of three parts: the converging section, the throat, and the diverging section. Parsall flume changes the type by shrinking the euro width, while at the same time falling to the water surface at the neck. Because the width of the neck is fixed, it is a free release. Parsall flume also measures the water level at a certain position and then the flow rate is calculated by substituting this value into the experimental formula. However, the construction of the device is difficult, but the operation is more difficult. In particular, the structure is relatively long, so a straight channel is required, and the measurement error range is generally larger than that of the weir.

상기한 바와 같이 개수로 유량측정의 대표적인 장치들이 각각 나름대로의 문제점을 지니고 있다.As described above, the representative apparatuses for measuring the flow rate in the number have their own problems.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 개수로 에서 유량을 측정하고자 하는 위치에 역사이펀(Inverted siphon)을 설치하고, 상기 역사이펀 의 역사이펀 관거 에 시차형(Time Difference-type) 초음파유량계를 설치한다. 상기 시차형 초음파유량계는 한 쌍의 초음파변환기(Ultrasonic transducer)와 연산부를 포함한 표시부로 구성되고 있다. 본 고안은 한 쌍의 초음파변환기를 역사이펀 관거의 외부소정위치에 부착하여 형성하는 장치로서 유지보수가 거의 불필요하고, 유량을 직독(直讀) 또는 전송하여 기록을 남길 수 있고, 유량의 오차법위를 ±0.5%이하로 유지할 수 있게 하여 합리적이고 경제적인 물 관리를 할 수 있게 하는데 목적이 있다.In order to solve the problems as described above, the present invention is to install an inverted siphon (Inverted siphon) at the position to measure the flow rate in the channel, and the time difference-type ultrasonic wave (Indifference-type) in the inducted conduit Install the flow meter. The parallax type ultrasonic flowmeter includes a display unit including a pair of ultrasonic transducers and a calculation unit. The present invention is a device that is formed by attaching a pair of ultrasonic transducers to an external predetermined location of the historic fund conduit, which requires almost no maintenance, and can record the flow rate by reading or transmitting the flow rate directly. It is aimed at maintaining reasonable and economical water management by maintaining ≤ 0.5%.

상기한 목적을 달성하기위한 본 고안은 농업용수로나 다대수의 하수관로 등 개수로 개념으로 구축된 수로의 유량측정에 관한 것으로서, 유량측정이 필요한 위치에 역사이펀(도 2)을 형성하고, 상기 역사이펀(도 2)의 역사이펀 관거(24)의 상류 측 유입부 직전과 하류 측 유출부 직후에 유속을 감속시켜 유수와 함께 유하하는 토사를 침강시키기 위한 유수단면의 확장부위를 형성하고, 상기 유수단면 확장부위 저부(底部)에는 각각 니토 pit(21, 26)를 형성하고, 상기 니토 pit(21, 26)의 깊이는 0.5m ∼ 1.0m로 형성하고, 상기 상류 측 니토 pit(21)의 하류측 벽과 하류측 니토 pit(26)의 상류 측 벽간에 역사이펀 관거(24)를 수평으로 형성; 상기 역사이펀 관거(24)는 직선으로 형성, 상기 관거(24)의 직선길이는 역사이펀 관거(24) 직경의 15배로 형성; 상기 역사이펀 관거(24)의 관정(管頂) 표고는 역사이펀(도 2)하류 측 개수로(27) 바닥표고보다는 낮게 형성; 상기 역사이펀 관거(24) 길이의 상류 측 단부터 2/3되는 지점에 한 쌍의 초음파변환기(13, 14)를 소정거리 상호 이격 시켜 고정하는 고정수단; 상기 고정수단은 상류 측 변환기 체결용 밴드(40)와 하류 측 변환기 체결용 밴드(41)를 이용하여 설치될 수 있도록 하는 체결용 밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 역(逆)사이펀 원리를 이용한 개수로(開水路)의 유량측정장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object relates to the measurement of the flow rate of the water channel built in the concept of a water channel, such as agricultural waterways or multiple sewage pipes, forming a history ephon (FIG. 2) at the position where the flow measurement is required, Immediately before the upstream side inlet section and immediately after the downstream side outlet section of the historically-funded conduit 24 of FIG. 2, the flow velocity is reduced to form an extended portion of the surface section for sedimenting the sediment flowing down with the flowing water. Nito pits 21 and 26 are formed at the bottom of the extended portion, respectively, and the depth of the nito pits 21 and 26 is 0.5m to 1.0m, and the downstream side of the upstream side nito pit 21 is formed. Horizontally forming an inferior ferrule conduit 24 between the wall and the upstream side wall of the downstream nito pit 26; The history-funded conduit 24 is formed in a straight line, the straight length of the conduit 24 is formed 15 times the diameter of the history-funded conduit 24; The pipe elevation of the historic loan conduit 24 is lower than the bottom elevation of the channel 27 in the downstream channel of the historical loan (FIG. 2); Fixing means for fixing a pair of ultrasonic transducers (13, 14) spaced apart from each other by a predetermined distance at a point 2/3 from the upstream end of the history-funch conduit (24) length; The fixing means is a number using the inverse siphon principle, characterized in that it comprises a fastening band to be installed using the upstream transducer fastening band 40 and the downstream transducer fastening band 41. Provided is a flow rate measuring device for a furnace.

이하 본 고안에 의한 역(逆)사이펀 원리를 이용한 개수로(開水路)의 유량측정장치를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the flow rate measuring device of the channel (이용한 水 路) using the reverse siphon principle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 의한 시차형(Time Difference-type) 초음파유량계 원리설명을 위한 일반도이고, 도 2는 본 고안에 의한 시차 형 초음파유량계를 포함하는 역사이펀 종단도이며, 도 3은 본 고안에 의한 시차 형 초음파유량계를 포함하는 역사이펀 평면도, 도 4는 본 고안에 의한 시차형 초음파유량계의 외부 부착도이다.1 is a general view for explaining the principle of the time difference (type) difference ultrasonic flowmeter according to the present invention, Figure 2 is a longitudinal-funnel longitudinal view including a parallax type ultrasonic flowmeter according to the present invention, Figure 3 Inverse plan view including a parallax type ultrasonic flowmeter according to Figure 4 is an external attachment of the parallax type ultrasonic flowmeter according to the present invention.

편이 상 먼저 시차형 초음파유량계의 기본적 측정원리를 간략하게 설명하면 다음과 같다.First, the basic measurement principle of the parallax type ultrasonic flowmeter will be briefly described as follows.

명칭이 뜻하는 바와 같이, 이들 장치는 초음파에너지가 파이프 단면을 횡단하는데 소요된 시간을 측정하여 이것을 근거로 하여 파이프 안에 흐르는 유체의 유속을 측정한다. 이때 파이프단면을 횡단하는데 소요된 시간측정은 유체의 흐름방행과 역 방행 모두에 대해 측정한다. 상기 시차형 초음파유량계는 유체가 만관(滿管)으로 흐르는 상태에서 사용하는 것이 원칙이다.As the name implies, these devices measure the time it takes for ultrasonic energy to cross a pipe cross section and, based on this, measure the flow rate of fluid flowing in the pipe. The time taken to cross the pipe section is then measured for both the flow direction and the reverse direction of the fluid. In principle, the parallax type ultrasonic flowmeter is used in a state in which a fluid flows through a tube.

도 1에서 초음파에너지가 상류 측 초음파변화기(13)에서 하류 측 초음파변환기(14)에 도달하는데 소요되는 시간(초)을 (T13-14)라면,In FIG. 1, if the time (seconds) required for the ultrasonic energy to reach the downstream ultrasonic transducer 14 from the upstream ultrasonic transducer 13 is (T 13-14 ),

[수학식 1][Equation 1]

(T13-14) = L/(C + Vcosθ) 로 표시된다.(T 13-14 ) = L / (C + Vcosθ).

여기서 C : 소리가 유체 속에서 전파되는 속도, m/sWhere C is the speed at which sound propagates in the fluid, m / s

L : 한 쌍의 초음파변환기(13,14)간의 거리, mL: distance between a pair of ultrasonic transducers (13, 14), m

V : V는 유체의 유속, m/sV: V is the flow velocity of the fluid, m / s

θ : 초음파경로와 파이프 축이 형성하는 각. 도θ: The angle formed by the ultrasonic path and the pipe axis. Degree

도 1에서 초음파에너지가 하류 측 초음파변화기(14)에서 상류 측 초음파변환기(13)에 도달하는데 소요되는 시간(초)을 (T14-13)라면,In FIG. 1, if the time (seconds) for the ultrasonic energy to reach the upstream ultrasonic transducer 13 from the downstream ultrasonic transducer 14 is (T 14-13 ),

[수학식 2][Equation 2]

(T14-13) = L/(C - Vcosθ) 로 표시된다.(T 14-13 ) = L / (C-Vcosθ)

상기 두 식을 정리하여 다음과 같이 표시할 수 있다.The above two equations can be summarized and expressed as follows.

[수학식 3][Equation 3]

△t = (T14-13) - (T13-14)Δt = (T 14-13 )-(T 13-14 )

= 2LVcosθ / (C2 - V2cos2θ)= 2LVcosθ / (C 2 -V 2 cos 2 θ)

일반적으로 상온에서 유체 중에서의 음속 C는 1000m/s 이상이고 유속 V는 수 m/s이므로 C2 >> V2cos2θ가 성립되기에, 상기 식은 다음과 같이 표기될 수 있다.In general, since the sound velocity C in the fluid at room temperature is 1000 m / s or more and the flow rate V is several m / s, C 2 >> V 2 cos 2 θ is established.

[수학식 4][Equation 4]

△t = 2LVcosθ / C2 Δt = 2LVcosθ / C 2

따라서 유속 V는 다음과 같이 표기된다.Thus, the flow rate V is written as

[수학식 5][Equation 5]

V = △tC2 / 2LcosθV = ΔtC 2 / 2Lcosθ

상기 유속(V, m/s)과 유량 측정이 필요한 파이프의 단면적(㎡)을 곱하면 유량(㎥/s)을 얻을 수 있는데 이와 같은 계산은 초음파유량계에 내장된 연산장치가 수행하여 그 결과를 표시기(Display)에 보내 관리자가 직독(直讀)할 수 있게 하거나 전송하여 위치적으로 이격(離隔)된 곳에서 표시기에 표시하거나 기록기에 수록할 수 있게 한다. 한편 임의의 현장에서 초음파유량계를 소정위치에 설치한 후, 유량계를 초기화할 때 입력해야하는 데이터에는 관의 재질, 관경, 관의 두께, 초음파경로와 관거 축이 형성하는 각도 θ, 상류 측 초음파변환기(13) 와 하류 측 초음파변환기(14) 간의 거리(L), 유체의 점성계수, 유체의 밀도, 유체의 온도 등이 있다.By multiplying the flow rate (V, m / s) by the cross-sectional area (㎡) of the pipe for which the flow rate is to be measured, the flow rate (m 3 / s) can be obtained. Such a calculation is performed by an arithmetic unit built into the ultrasonic flowmeter. It can be sent to a display so that an administrator can read it directly or send it to display on a display or recorder at a location that is spaced apart. On the other hand, after installing the ultrasonic flowmeter at a predetermined position in any site, the data to be input when the flowmeter is initialized includes the material of the pipe, the diameter of the pipe, the thickness of the pipe, the angle θ formed by the ultrasonic path and the conduit axis, and the upstream ultrasonic transducer ( 13) the distance L between the downstream ultrasonic transducer 14, the viscosity of the fluid, the density of the fluid, and the temperature of the fluid.

다음에는 도 2 및 도 3을 중심으로 역사이펀에 대하여 설명한다. 역사이펀 관거(24) 내부에 토사 등으로 인한 니토(泥土)의 퇴적을 경감시키기 위하여 역사이펀 관거(24) 유입부 직전과 유출부 직후에 유속을 감소시켜 유수와 함께 흐르는 토사를 침강시키기 위하여 유수단면을 확장하고, 상기 단면 확장으로 침강하는 토사를 수집하기 위하여 상기 확장된 유수단면 저부(底部)에 니토pit(21, 26)를 구성한다. 시간경과에 따라 니토 pit(21, 26)에 축적되는 토사는 각각의 니토pit뚜껑(22, 25)을 열어, 형성되는 개구(開口)를 통하여 간헐적으로 이를 제거한다. 토사 등의 고형물을 침강하게 하기위해서는 일반적으로 유속을 0.6m/s 이하로 유지함이 바람 직하기 때문에 유수단면을 이에 적합하게 확장한다. 상기 니토pit(21, 26)의 깊이는 0.5m ∼ 1.0m 정도로 한다.Next, the history fund will be described with reference to FIGS. 2 and 3. To reduce sedimentation of nito due to earth and sand in the history-fund conduit 24, the flow rate is reduced just before the inflow and outflow part of the history-funded conduit 24 to settle the sediment flowing with the flow. Nitto pit (21, 26) is formed at the bottom of the extended means surface in order to expand the cross section and collect the sediment which is settled by the cross section expansion. Soil accumulated in the nito pits 21 and 26 over time opens the respective nito pit lids 22 and 25 and removes it intermittently through the openings formed. In order to settle the solids such as earth and sand, it is generally preferable to keep the flow rate at 0.6 m / s or less, so the surface of the means is appropriately expanded. The depth of the said nito pit (21, 26) is about 0.5m-1.0m.

상기 상류 측 니토pit(21)의 하류 측 벽과 하류 측 니토pit(26)의 상류 측 벽을 관통하여 역사이펀 관거(24)를 수평으로 형성하여 유체가 잘 흐를 수 있게 역사이펀 관거(24)의 양단(兩端)을 정리한다. 상기 역사이펀 관거(24) 양단의 손실수두를 적게 하기위하여 상기 양단은 종구(鐘口, Bell mouth)형으로 정리하고, 상기 역사이펀 관거(24)내의 유속은 0.8m/s 이상이 되게 관경을 선택하여 상기 관거(24) 바닥에 니토 등의 퇴적물이 싸이지 않게 한다. 또한 상기 역사이펀 관거(24)의 관정(管頂) 표고는 역사이펀 하류 측 개수로 (27) 바닥표고 보다는 얕게 하여 상류 측 개수로(20)에 정상유량보다 적은 양의 유량이 흐를 때에도 역사아펀 관거(24) 내부는 항시 만수(滿水)가 되게 함이다. 초음파유량계는 만관으로 흐르는 관거 에서 측정할 때 가장 정확한 계측치를 나타내기 때문이다. 상기 역사이펀 관거(24)의 직선길이(ℓ)는 유체흐름의 안정과 정확한 계측치를 위하여 역사이펀 관거(24) 관경의 15배로 한다. 상기 한 쌍의 초음파유량계 변환기(13, 14) 간 거리(L)의 중간점(L/2)이 상기 역사이펀 관거(24)의 상류단(端)부터 직선길이(ℓ)의 2/3되는 위치에 오게 상기 초음파유량계 변환기(13, 14)를 체결한다. 상기 고정수단은 상류 측 변환기 체결용 밴드(40)와 하류 측 변환기 체결용 밴드(41)를 이용하여 역사이펀 관거(24)의 외벽 소정위치에 체결한다.The historically-funded conduit 24 forms a horizontally-funded conduit 24 horizontally through the downstream side wall of the upstream side nito pit 21 and the upstream side wall of the downstream side nito pit 26 so that the fluid flows well. Clean up both ends of. In order to reduce the head of the loss at both ends of the history-funded conduit 24, both ends are arranged in a bell mouth shape, and the flow rate in the history-funded conduit 24 is 0.8 m / s or more. Selected so that sediments such as nito are not wrapped in the bottom of the conduit 24. In addition, the pipe elevation of the historically-funded conduit 24 is made shallower than the bottom elevation of the historically-funded downstream channel (27), so that even when a flow amount of less than the normal flow rate flows through the upstream-side channel (20). The inside of the conduit 24 is always to be full water (滿 水). This is because the ultrasonic flowmeter shows the most accurate measurement when measured in a conduit flowing through a tube. The straight length (l) of the historically-funded conduit 24 is 15 times the diameter of the historically-funded conduit 24 for stable and accurate measurement of the fluid flow. The midpoint L / 2 of the distance L between the pair of ultrasonic flowmeter transducers 13 and 14 is two-thirds of the straight length l from the upstream end of the historically-funded conduit 24. Fasten the ultrasonic flowmeter transducers 13 and 14 to the position. The fastening means is fastened to a predetermined position on the outer wall of the history-funded conduit 24 by using the upstream transducer fastening band 40 and the downstream transducer fastening band 41.

역사이펀 관거(24)로 인한 손실수두는 다음 수식으로 계산할 수 있다.The head of loss due to historical interest conduits (24) can be calculated by the following equation.

[수학식 5][Equation 5]

H = iℓ + 1.5 (v2 / 2g) + αH = iℓ + 1.5 (v 2 / 2g) + α

여기서 H : 역사이펀의 손실수두(m)Where H is the head of loss of the historic fund (m)

i : 역사이펀 관거(24)내의 유속에 대한 동수경사i: Receipt slope for flow rate in historic Efund conduit (24)

ℓ : 역사이펀 관거(24) 길이(m)ℓ: Historic Epon conduit (24) Length (m)

v : 역사이펀 관거(24) 관내유속(m/s)v: historic fund conduit (24) flow rate (m / s)

g : 중력가속도(9.8㎨)g: acceleration of gravity (9.8㎨)

α : 여유 치(통상 3 ∼ 5㎝)α: clearance value (usually 3-5 cm)

따라서 역사이펀 하류 측 개수로 수위(28)는 상류 측 개수로 수위(23)보다 H㎝ 만큼 저하하는 점을 감안하여 역사이펀 하류 측 개수로(27)의 바닥표고를 정하여야 한다.Therefore, in consideration of the fact that the water level 28 of the down-stream of the historic channel is lower by Hcm than the water level 23 of the upstream side, the bottom elevation of the downstream channel of the historic-equip is determined.

다음에는 도 4를 중심으로 시차형 초음파유량계를 역사이펀 관거(24) 외경 주위에 체결하는 방법에 대하여 설명한다. 여러 가지 방법이 있겠으나 통상 도 4와 같이 역사이펀 관거(24)의 중심축선에 접하여 이루어지는 평면내에 있는 두 개의 초음파변환기(13, 14)가 역사이펀 관거(24)를 사이에 두고 상기 관거 외경에 변환기 체결용 밴드(40, 41)에 의하여 서로 대각선이 되는 위치에 체결한다. 통상 초음파 통로와 역사이펀 관거(24) 축이 형성하는 각 θ가 30도 내외가 될 때 초음파 유량계의 계측성과는 더욱 양호 하다. 상기 상류 측 초음파변환기(13)와 하류 측 초음파변환기(14)의 이격거리(L)는 통상 상기 각 θ가 30도 내외가 될 때의 거리로 한다.Next, a method of fastening the parallax type ultrasonic flowmeter around the outer diameter of the inversely-funded conduit 24 will be described with reference to FIG. 4. There are various methods, but as shown in FIG. 4, two ultrasonic transducers 13 and 14 in a plane which are in contact with the central axis of the historically-funded conduit 24 are disposed on the outer diameter of the conduit with the historically-funded conduit 24 interposed therebetween. Fasteners are fastened at positions diagonal to each other by the converter fastening bands 40 and 41. In general, when the angle θ formed between the ultrasonic passage and the inversely-punched conduit 24 axis is about 30 degrees, the measurement performance of the ultrasonic flowmeter is better. The separation distance L between the upstream ultrasonic transducer 13 and the downstream ultrasonic transducer 14 is usually set to a distance when the angle θ becomes about 30 degrees.

본 고안은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 상기 고안의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어여하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention may be variously modified and may take various forms, and the detailed description of the present invention has been described only with respect to specific embodiments thereof. It is to be understood, however, that the present invention is not to be limited to the specific forms referred to in the detailed description of the invention, but rather all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to include.

현금까지도 각종 개수로 유량을 정확하게 측정하는데 어려움이 있어 경제적이고 합리적인 물 관리를 원활하게 수행하지 못하였는데 본 고안에 의한 역(逆)사이펀 원리를 이용한 개수로(開水路)의 유량측정장치를 이용하면 상기와 같은 여러 문제점은 말끔히 해소되어 공익에 크게 기여하는 효과가 있을 것임은 명약관화(明若觀火)하다.It was difficult to accurately measure the flow rate in various numbers, even cash, and it was not possible to perform economic and rational water management smoothly. When using the flow rate measuring device of the channel using the reverse siphon principle according to the present invention, Various problems such as the above is solved neatly will have a significant contributing effect to the public interests (明 若 觀 火).

Claims (1)

농업용수로나 하수관거 등 개수로의 유량측정에 관한 것으로서, 유량측정이 필요한 위치에 역사이펀을 형성; 상기 역사이펀의 역사이펀 관거 상류 측 유입부 직전과 하류 측 유출부 직후에는 유수단면의 확장부위를 형성; 상기 유수단면 확장부위 저부(底部)에는 각각 니토 pit를 형성; 상기 니토 pit의 깊이는 각각 0.5m ∼ 1.0m로 형성; 상기 상류측 니토pit의 하류측 벽과 하류측 니토pit의 상류측 벽을 관통하여 역사이펀 관거를 수평으로 형성; 상기 역사이펀 관거의 양단(兩端)은 종구(鐘口, Bell mouth)형으로 형성; 상기 역사이펀 관거 내의 유속은 0.8m/s 이상이 되게 관경을 선택; 상기 역사이펀 관거의 관정(管頂) 표고는 역사이펀 하류 측 개수로 바닥표고 보다는 얕게 형성; 상기 역사이펀 관거의 직선길이는 상기 역사이펀 관거 관경의 15배로 형성; 상기 한 쌍의 초음파유량계 변환기 간 거리(L)의 중간점(L/2)이 상기 역사이펀 관거 상류단(端)부터 상기 역사이펀 관거 직선길이의 2/3되는 위치에 오게 상기 한 쌍의 초음파유량계 변환기를 체결; 상기 역사이펀 관거 외벽에 체결용 밴드를 이용하여 체결하는 수단; 상기 체결수단은 역사이펀 관거 중심축선에 접하여 이루어지는 평면 내에 있는 상기 한 쌍의 초음파변환기가 상기 역사이펀 관거를 사이에 두고 상기 관거 외경 벽에 서로 대각선이 되는 위치에 체결; 및It relates to the measurement of the flow rate of waterways, such as agricultural waterways, sewage pipes, etc., where the historically-fund is formed at the position where flow measurement is required; Forming an extension portion of the surface of the sudan immediately before the upstream side and the downstream side outlet of the historically-funded conduit; A nito pit is formed at each of the bottoms of the guide means extended portion; The depth of the nito pit is 0.5m to 1.0m, respectively; Horizontally forming a history-funded conduit through the downstream wall of the upstream nito pit and the upstream wall of the downstream nito pit; Both ends of the history-fund conduit is formed in a bell mouth shape; The diameter is selected so that the flow rate in the history-funded conduit is 0.8 m / s or more; The pipe elevation of the historic fund is narrower than the floor elevation in the number of downstream historical funds; The straight length of the historic fund conduit is 15 times the diameter of the historic fund conduit; The pair of ultrasonic waves such that the midpoint (L / 2) of the distance (L) between the pair of ultrasonic flowmeter transducers is at a position that is two-thirds the straight length of the historically-funded conduit from the upstream end of the historically-funded conduit; Fastening flowmeter transducer; Means for fastening to the outer wall of the historic fund conduit using a fastening band; The fastening means is fastened to a position where the pair of ultrasonic transducers in a plane made in contact with the center of the historic-funch conduit are diagonal to each other on the outer diameter wall of the conduit with the historically-funded conduit interposed therebetween; And 상기 한 쌍의 초음파변환기의 상호간 이격거리는 통상 초음파 통로와 역사이펀 관거 축이 형성하는 각 θ가 30도 내외가 되는 거리로 하는 것을 특징으로 하는 역(逆)사이펀 원리를 이용한 개수로(開水路)의 유량측정장치.The separation distance between the pair of ultrasonic transducers is a distance in which the angle θ formed by the ultrasonic path and the inverse siphon conduit axis is about 30 degrees. Flow measuring device.
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KR101661736B1 (en) 2016-07-19 2016-09-30 (주)동일캔바스엔지니어링 Device for measuring flow of open channel

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