KR20220101357A - 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정을 위한 초음파 유량계 및 이를 이용한 유체 속도 측정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정을 위한 초음파 유량계 및 이를 이용한 유체 속도 측정 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부; 및 상기 복수의 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 유체의 속도를 측정하는 측정부를 포함하되, 상기 복수의 송수신부는, 제1 및 제3 송수신부를 포함하는 제1 쌍, 제2 및 제4 송수신부를 포함하는 제2 쌍을 포함하고, 상기 측정부는 상기 제1 쌍에 포함된 제1 및 제3 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제1 속도와 상기 제2 쌍에 포함된 제2 및 제4 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하는 초음파 유량계가 제공된다.

Description

다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정을 위한 초음파 유량계 및 이를 이용한 유체 속도 측정 방법 및 장치{Ultrasonic flow meter for measuring fluid velocity in porous material, and fluid velocity measurement method and apparatus}
본 발명은 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정을 위한 초음파 유량계 및 이를 이용한 유체 속도 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
초음파 유량계는 관로의 외부에서 유체의 흐름에 초음파 신호를 방사하여 유속에 의하여 변화를 받은 투과파나 반사파를 관로 외부에서 포착하여 유량을 구하는 방식을 이용한다.
초음파 유량계는 측정 방법에 따라 전파 속도차 법과 도플러 법으로 나뉘어지며, 또한 센서의 설치를 배관내에 직접 설치하느냐, 혹은 배관 외부에 클램프를 이용하여 설치하는가에 따라 건식과 습식으로도 나뉘어진다.
그러나, 다공탄성물질에 있어서 종래에는 지질 내의 가스나 지하수 흐름 예측을 위해 또는 생체조직공학에서 세포 실험을 진행할 때 스캐폴드에 부착된 세포들의 유체 흐름에 의한 반응을 해석하기 위한 초음파 유량계가 제공되지 못하고 있는 실정이다.
일본공개특허공보 제1997-236462호
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정을 위한 초음파 유량계 및 이를 이용한 유체 속도 측정 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 유량계로서, 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부; 및 상기 복수의 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 유체의 속도를 측정하는 측정부를 포함하되, 상기 복수의 송수신부는, 제1 및 제3 송수신부를 포함하는 제1 쌍, 제2 및 제4 송수신부를 포함하는 제2 쌍을 포함하고, 상기 측정부는 상기 제1 쌍에 포함된 제1 및 제3 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제1 속도와 상기 제2 쌍에 포함된 제2 및 제4 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하는 초음파 유량계가 제공된다.
상기 제1 및 제3 송수신부를 연장하는 선분과 상기 제2 및 제4 송수신부를 연장하는 선분은 직각을 이룰 수 있다.
상기 제1 송수신부와 상기 제2 송수신부는, 제1 방향으로 이격 배치되고, 상기 제2 송수신부와 상기 제3 송수신부는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 이격 배치되며, 상기 제4 송수신부는, 상기 제1 송수신부와 상기 제2 방향으로 이격 배치될 수 있다.
상기 측정부는, 상기 제1 쌍에 포함된 송수신부와 상기 제2 쌍에 포함된 송수신부가 서로 다른 시간에 초음파 신호를 발생시키도록 타이밍을 조절할 수 있다.
상기 제1 속도는 상기 제1 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제3 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 계산되고, 상기 제2 속도는 상기 제2 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제4 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 계산될 수 있다.
상기 측정부는 상기 제1 속도 및 제2 속도의 비율을 이용하여 상기 유체의 방향을 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부와 연결되는 장치로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, 제1 쌍에 포함되는 제1 및 제3 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제1 쌍에서의 제1 속도를 계산하고, 제2 쌍에 포함되는 제2 및 제4 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제2 쌍에서의 제2 속도를 계산하고, 상기 제1 속도 및 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하도록, 상기 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부와 연결되는 장치를 이용하여 유체의 속도를 측정하는 방법으로서, 제1 쌍에 포함되는 제1 및 제3 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제1 쌍에서의 제1 속도를 계산하는 단계; 제2 쌍에 포함되는 제2 및 제4 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제2 쌍에서의 제2 속도를 계산하는 단계; 및 상기 제1 속도 및 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하는 단계를 포함하는 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 복수의 송수신부 중 직각 방향으로 쌍을 이루는 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 유체의 속도를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다공탄성물질 내에서의 유체 속도를 측정하기 위한 초음파 유량계의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 송수신부 및 측정부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 측정부의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다공탄성물질 내에서의 유체 속도를 측정하기 위한 초음파 유량계의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 실시예에 따른 송수신부 및 측정부의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 다른 초음파 유량계는 다공탄성물질(100) 내에 삽입되는 복수의 송수신부(102-1 내지 102-4)을 포함할 수 있다.
각 송수신부(102)는 막대 형상을 가질 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 신호를 발생시키는 발진기(200) 및 다른 송수신부가 발생시키고 다공탄성물질을 통과하여 수신된 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기(202)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 발진기(200) 및 증폭기(202)는 도 1에 도시된 본체의 표면에 배치되는 것이 바람직하다.
이는, 발진기(200)와 증폭기(202)가 본체 내부에 들어가 있으면 하우징의 물성치에 의해 속도에 변화가 생겨 정확한 값을 측정하기 어렵기 때문이다.
본 실시예에 따른 유속 측정이 지질 내의 유체의 속도를 측정하는 경우에는 크기에 문제가 없으나, 스캐폴드와 작은 작은 샘플 내에서의 유속을 측정하기 위한 경우에는 하나의 막대에서 발진기(200)와 증폭기(202)가 상하 방향으로 배열되는 것이 바람직하다.
상하 방향으로 배열하는 경우, 좌우 방향으로 배열하는 것에 비해 하우징의 폭을 작게할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 초음파 신호는 단일 펄스 신호일 수 있다.
여기서, 다공탄성물질은 복수의 기공을 가지면서 유체가 기공 사이를 흐를 수 있는 물질로서, 가스나 지하수 등이 흐르는 지질 또는 세포를 포함하는 생체조직일 수 있다.
도 1에서, 제1 송수신부(102-1) 및 제3 송수신부(102-3)가 하나의 쌍(제1 쌍)을 형성하고, 제2 송수신부(102-2) 및 제4 송수신부(102-4)가 하나의 쌍(제2 쌍)을 형성한다.
측정부(210)는 상기한 제1 쌍에 포함된 제1 및 제3 송수신부(102-1,102-3) 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제1 속도와 제2 쌍에 포함된 제2 및 제4 송수신부(102-2,102-4) 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제2 속도를 이용하여 다공탄성물질 내에서의 유체의 속도를 계산한다.
바람직하게, 제1 및 제3 송수신부(102-1,102-3)를 연장하는 선분과 상기 제2 및 제4 송수신부(102-2,102-4)를 연장하는 선분은 직각을 이루게 된다.
보다 상세하게, 제1 송수신부(102-1)와 제2 송수신부(102-2)는, 제1 방향(예를 들어, 수평 방향)으로 이격 배치되고, 제2 송수신부(102-2)와 제3 송수신부(102-3)는 제1 방향에 수직인 제2 방향(예를 들어, 수직 방향)으로 이격 배치되며, 제4 송수신부(102-4)는, 제1 송수신부(102-1)와 제2 방향으로 이격 배치된다.
본 실시예에서는 다공탄성물질 내에서 초음파 신호를 발생시키고 수신하는 적어도 4개의 송수신부 중 서로 서로 직각으로 배치되는 두 개의 송수신부를 하나의 쌍으로 설정하고, 각 쌍에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 유체의 속도를 계산한다.
도 1과 같은 다공탄성물질 내에서 초음파 신호가 유체를 통과하는 경우와 유체 및 고체의 결합 부분을 통과하는지 여부에 따라 각 송수신부(102)는 서로 다른 시점에 초음파 신호를 수신하며, 본 발명은 이중 유체를 통과한 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하는 경우 유체의 속도를 정확하게 측정할 수 있다는 점을 확인하였다.
이처럼 쌍을 구성하는 송수신부(102)에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하게 위해, 측정부(210)는 제1 쌍에 포함된 송수신부(102-1,102-3)와 제2 쌍에 포함된 송수신부(102-2,102-4)가 서로 다른 시간에 초음파 신호를 발생시키도록 타이밍을 조절하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 측정부(210)는 제1 쌍에서의 초음파 신호 송수신이 완료된 이후에, 제2 쌍에서의 초음파 신호 송수신이 이루어지도록 제어할 수 있다.
측정부(210)는 각 송수신부(102)의 초음파 신호 발생 시점을 제어하고, 증폭기(202)를 통해 수신한 초음파 신호를 이용하여 유체의 속도를 계산한다.
도 3은 본 실시예에 따른 측정부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 측정부(유속 측정 장치)는 프로세서(300) 및 메모리(302)를 포함할 수 있다.
여기서, 프로세서(300)는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 CPU(central processing unit)나 그밖에 가상 머신 등을 포함할 수 있다.
메모리(302)는 고정식 하드 드라이브나 착탈식 저장 장치와 같은 불휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 착탈식 저장 장치는 컴팩트 플래시 유닛, USB 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 메모리(302)는 각종 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.
이와 같은 메모리(302)에는 프로세서(300)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들이 저장된다.
본 실시예에 따른 프로그램 명령어들은, 제1 쌍에 포함되는 제1 및 제3 송수신부(102-1,102-3) 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 제1 쌍에서의 제1 속도를 계산하고, 제2 쌍에 포함되는 제2 및 제4 송수신부(102-2,102-4) 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제2 쌍에서의 제2 속도를 계산하고, 상기 제1 속도 및 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산한다.
또한 프로그램 명령어들은, 상기 제1 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제3 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 제1 속도를 계산하고, 상기 제2 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제4 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 제2 속도를 계산한다.
나아가, 본 실시예에 따른 프로그램 명령어들은, 상기 제1 속도 및 제2 속도의 비율을 이용하여 다공탄성물질 내에서 흐르는 유체의 방향을 결정할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 다공탄성이론에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 초음파 방사 방향으로의 다공탄성물질 내의 유체의 속도(유속)을 측정한다.
이하에서는, 유속 측정을 위한 다공탄성이론을 상세하게 설명한다.
다공탄성이론의 주어진 방정식은 다음과 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서 N, R, Q와 A는 다공탄성이론에서 주어진 상수이며, u와 U는 다공탄성물질 내 고체 부분과 유체 부분의 변위에 해당한다. 이를 한 번 미분하면 속도를 의미한다. 상수 b는
Figure pat00003
로 표시되며,
Figure pat00004
는 유체의 점도, K는 유체가 가진 투과성을 나타낸다.
Figure pat00005
는 다공성을 나타낸다. 여기서,
Figure pat00006
로 정의하며, 다공탄성계수 P, Q, R은 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
여기서
Figure pat00010
는 각각 고체의 부피탄성률 (bulk modulus), 유체의 부피탄성율, 그리고 다공체의 부피탄성률이다.
주어진 고체 및 유체의 변위 u와 U를 주기함수로 가정하면,
Figure pat00011
와
Figure pat00012
로 주어진다.
이를 수학식 1 및 2에 대입하면 다음과 같다.
Figure pat00013
Figure pat00014
여기서, k는 파수(wave number)이고,
Figure pat00015
는 주파수이다.
상기한 방정식이 해를 갖기 위해서는 수학식 6과 7의 계수가 같은 판별식이 0이 되어야 하며, 다음과 같이 표시할 수 있다.
Figure pat00016
상기한 판별식의 실수부는 다음과 같이 표시된다.
Figure pat00017
또한, 상기한 판별식의 허수부는 다음과 같이 표시된다.
Figure pat00018
상기한 실수부와 허수부는 모두 값이 0이 되어야 하며, 실수부로부터 초음파의 속도(실수값)
Figure pat00019
는 다음 식으로부터 구해진다.
Figure pat00020
여기서, B는 다음과 같다.
Figure pat00021
허수부의 값은 감쇄현상(attenuation)을 의미하고, 파수 k는 다음과 같이 허수부에서 구할 수 있으며
Figure pat00022
이다. 여기서,
Figure pat00023
는 감쇄상수이다.
Figure pat00024
상기한 수학식으로부터 감쇄상수는 다음과 같이 구해진다.
Figure pat00025
여기서, 속도의 허수값은 다음과 같이 구해진다.
Figure pat00026
다공탄성물질 내에서의 밀도
Figure pat00027
의 값은 다음과 같이 구해진다.
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
여기서,
Figure pat00031
는 고체의 밀도,
Figure pat00032
는 유체의 밀도, s는 고체 부분의 비틀림(tortuosity)이다.
이하에서는 상기한 다공탄성이론을 통해 유체의 속도를 측정하는 방법을 상세하게 설명한다.
수학식 11에서의 계산 결과치는 2개의 속도(빠른 시점 및 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도)를 나타낸다.
빠른 파형은 다공탄성물질의 고체 부분과 유체 부분이 결합되는 부분에서 고체 부분을 따라 이동한다.
느린 시점에 수신된 초음파 신호는 고체 부분과 유체 부분의 상대 변위에 의해 발생한다.
따라서 상대 변위에 해당하는 느린 시점에 수신된 초음파 신호에 집중하면, 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도
Figure pat00033
는
Figure pat00034
이다.
고체 부분의 움직임이 없고 유체의 흐름이 없을 경우, 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도는
Figure pat00035
이다. 여기서
Figure pat00036
는 다공성
Figure pat00037
에 영향을 받는 함수이다. 그리고, c는 유체에서의 초음파 신호의 속도이다. 각 쌍에서 서로 반대 방향으로 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 측정할 때,
Figure pat00038
는 같은 값이 되어 결과적으로 상쇄된다.
물에서의 초음파 신호의 속도는
Figure pat00039
이다. 그러나 유체가 흐르게 되면 초음파 신호의 속도는 유체의 흐름에 영향을 받게 된다.
따라서 본 실시예에서와 같이, 직각으로 배열된 2쌍의 송수신부로부터 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도 차이를
Figure pat00040
에서 구할 수 있다.
하나의 쌍에서, 제1 방향으로 초음파를 발생시켜 구한 느린 시점에 수신된 초음파 신호 속도
Figure pat00041
와 반대쪽의 제2 방향으로 초음파를 발생시켜 구한 느린 시점에 수신된 초음파 신호 속도
Figure pat00042
를 구하면, 제1 내지 제2 방향에서의 유체의 속도는
Figure pat00043
가 된다.
이와 같은 방법으로서, 첫 번째 쌍과 두 번째 쌍에서 각각 계산된 유체의 속도(제1 속도 및 제2 속도)는
Figure pat00044
와
Figure pat00045
가 된다.
제1 속도와 제2 속도는 서로 직각방향을 나타내므로 다공탄성물질 내에서의 유체의 속도는
Figure pat00046
가 된다.
또한, 본 실시예에 따르면, 제1 속도와 제2 속도의 비율을 이용하여 유체의 방향을 결정할 수 있으며, 방향성은
Figure pat00047
로 결정된다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 초음파 유량계로서,
    유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부; 및
    상기 복수의 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 상기 유체의 속도를 측정하는 측정부를 포함하되,
    상기 복수의 송수신부는, 제1 및 제3 송수신부를 포함하는 제1 쌍, 제2 및 제4 송수신부를 포함하는 제2 쌍을 포함하고,
    상기 측정부는 상기 제1 쌍에 포함된 제1 및 제3 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제1 속도와 상기 제2 쌍에 포함된 제2 및 제4 송수신부 각각에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호를 이용하여 계산된 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하는 초음파 유량계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 송수신부를 연장하는 선분과 상기 제2 및 제4 송수신부를 연장하는 선분은 직각을 이루는 초음파 유량계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송수신부와 상기 제2 송수신부는, 제1 방향으로 이격 배치되고, 상기 제2 송수신부와 상기 제3 송수신부는 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 이격 배치되며, 상기 제4 송수신부는, 상기 제1 송수신부와 상기 제2 방향으로 이격 배치되는 초음파 유량계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 제1 쌍에 포함된 송수신부와 상기 제2 쌍에 포함된 송수신부가 서로 다른 시간에 초음파 신호를 발생시키도록 타이밍을 조절하는 초음파 유량계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 속도는 상기 제1 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제3 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 계산되고,
    상기 제2 속도는 상기 제2 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도와 상기 제4 송수신부에서 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 차이를 이용하여 계산되는 초음파 유량계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 제1 속도 및 제2 속도의 비율을 이용하여 상기 유체의 방향을 결정하는 초음파 유량계.
  7. 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부와 연결되는 장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되,
    상기 메모리는,
    제1 쌍에 포함되는 제1 및 제3 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제1 쌍에서의 제1 속도를 계산하고,
    제2 쌍에 포함되는 제2 및 제4 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제2 쌍에서의 제2 속도를 계산하고,
    상기 제1 속도 및 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하도록,
    상기 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정 장치.
  8. 유체가 흐르는 다공탄성물질 내에 삽입되며 초음파 신호를 발생시키는 발진기 및 초음파 신호를 수신하여 증폭하는 증폭기를 포함하는 복수의 송수신부와 연결되는 장치를 이용하여 유체의 속도를 측정하는 방법으로서,
    제1 쌍에 포함되는 제1 및 제3 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제1 쌍에서의 제1 속도를 계산하는 단계;
    제2 쌍에 포함되는 제2 및 제4 송수신부 각각에서 서로 다른 시점에 수신된 초음파 신호 중 느린 시점에 수신된 초음파 신호의 속도를 이용하여 상기 제2 쌍에서의 제2 속도를 계산하는 단계; 및
    상기 제1 속도 및 제2 속도를 이용하여 상기 유체의 속도를 계산하는 단계를 포함하는 다공탄성물질 내에서의 유체 속도 측정 방법.



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