KR101129659B1 - 이동식 유량계교정장치를 구비하는 유량교정장비 및 이를 이용한 유량측정시스템 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용이하면서도 정확하게 유량계의 성능검사를 실시할 수 있도록 구조가 개선된 이동식 유량계교정장치를 구비하는 유량교정장비 및 이를 이용한 유량측정시스템 검사방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이동식 유량계교정장치는 중공의 형상으로 형성되며 내부로 유체가 유동하는 유관에 설치되어 유관을 흐르는 유체의 유량을 산출하는 유량계를 검사하기 위한 것으로, 중공의 형상으로 형성되며, 유관의 내부를 유동하는 유체가 일단부를 통해 유입되고 타단부를 통해 유관으로 유출된 후 유량계를 통과하도록 양측 단부가 유관의 유량계 상류 측에 연결되거나 또는 유량계를 통과한 유체가 일단부를 통해 유입되고 타단부를 통해 유관으로 유출되도록 양측 단부가 유관의 유량계 하류 측에 연결되는 측정관 및 측정관에 설치되어 측정관을 통과하는 유체의 유량을 측정하는 기준유량계를 포함한다.

유량, 이동식, 유량계, 교정

Description

이동식 유량계교정장치를 구비하는 유량교정장비 및 이를 이용한 유량측정시스템 검사방법{Flowmeter check apparatus having portable checking device for flowmeter and method to check flow measurement system using the same}

본 발명은 유관에 설치되어 있는 유량계를 검사/교정하는데 이용되는 이동식 유량계교정장치 및 이를 이용한 유량측정시스템 검사방법에 관한 것이다.

산업현장에서 사용되는 유체의 종류와 환경은 매우 다양하다. 그리고, 이러한 유체의 종류 및 환경에 적합하도록 유량계를 제조/성능검사 후 설치하였다 하더라도, 시간이 지남에 따라 유체의 특성 및 환경이 변화된다. 이뿐 아니라, 유관 내부에 스케일이 발생하거나 유량계 자체의 성능이 변화되는 등의 2차적인 요소들도 변화되게 되며, 그 결과 유량계의 성능을 주기적으로 점검 및 교정할 필요가 있다.

도 1은 종래에 유관에 설치된 유량계의 성능을 재점검하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 유량계가 설치되어 있는 유관(1)에는 유량계의 상류측과 하류측을 연결하는 바이패스관(3)과, 유량계의 상류측 및 하류측에 각각 밸브(4)가 설치되어 있다. 종래에는, 유관(1)에 설치한 한 쌍의 밸브(4)를 차단하 여 유체가 바이패스관(3)을 통해 우회하여 흐르게 한 다음, 유관(1)에 설치된 유량계(2)를 분리한 후 유량계의 성능검사를 하는 검사실로 옮겨서 유량계의 성능 검사 및 교정을 실시하였다.

하지만, 이와 같이 유량계(2) 자체를 유관(1)에서 분리하여 검사실로 옮긴 후 검사하고, 검사 및 교정이 끝난 후 다시 유량계를 유관에 설치하는데에는 많은 비용과 시간이 소요되며, 따라서 실제 현장에서는 유량계의 성능 검사가 거의 실시되지 않는 문제점이 있다.

그리고, 최초 유관 설치시 유량계를 분리할 때를 대비하여, 유관(1)에 바이패스관(3) 및 한 쌍의 밸브(4)를 설치하여야 하므로, 공간과 설치비용이 과다하게 소요되며, 그 결과 실제 현장에서는 이러한 시스템의 적용이 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.

또한, 바이패스관은 위와 같은 교정을 실시할 때에만 한 번씩 이용될 뿐, 교정이 실시되지 않는 장기간(수년 주기)동안 그대로 방치되어 있게 된다. 따라서, 바이패스관 자체가 부식되거나 작동이 불가능하게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용이하면서도 정확하게 유량계의 성능검사를 실시할 수 있도록 구조가 개선된 이동식 유량계교정장치 및 이를 이용한 유량측정시스템 검사방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유량교정장비는 유관, 유관에 설치되는 유량계, 유관에 설치되는 4웨이 밸브 및 이동식 유량계교정장치를 구비한다. 이동식 유량계교정장치는 중공의 형상으로 형성되며 내부로 유체가 유동하는 유관에 설치되어 상기 유관을 흐르는 유체의 유량을 산출하는 유량계를 검사하기 위한 것으로, 중공의 형상으로 형성되며, 상기 유관의 내부를 유동하는 유체가 일단부를 통해 유입되고 타단부를 통해 상기 유관으로 유출된 후 상기 유량계를 통과하도록 양측 단부가 상기 유관의 유량계 상류 측에 연결되거나 또는 상기 유량계를 통과한 유체가 일단부를 통해 유입되고 타단부를 통해 상기 유관으로 유출되도록 양측 단부가 상기 유관의 유량계 하류 측에 연결되는 측정관과, 상기 측정관에 설치되어 상기 측정관을 통과하는 유체의 유량을 측정하는 기준유량계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정관에 연결되며, 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량이 증감되도록 펌핑하는 펌핑수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 유관에는, 상기 측정관의 일단부가 연결되며 밸브가 설치되어 있는 유출관부과, 상기 측정관의 타단부가 연결되며 밸브가 설치 되어 있는 유입관부와, 상기 유출관부와 상기 유입관부 사이에 설치되어 상기 유관을 개폐하는 메인밸브가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유량측정시스템 검사방법은 중공의 형상으로 형성되며 내부로 유체가 유동하는 유관과, 상기 유관에 설치되어 유체의 유량을 측정하는 유량계와, 상기 유관과 각각 연통되며 상기 유량계 상류측 또는 상기 유량계 하류측에 상기 유체의 흐름방향으로 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 연결관부와, 상기 각 연결관부에 설치되는 밸브와, 상기 한 쌍의 연결관부 사이에 설치되어 상기 유관을 개폐하는 메인밸브가 마련되어 있는 유량측정시스템을 검사하기 위한 방법으로, 중공의 형상으로 형성되며 양단부가 상기 연결관부에 연결되는 측정관 및 상기 측정관에 설치되며 상기 측정관의 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 기준유량계를 가지는 이동식 유량계교정장치를 상기 유관에 설치하는 준비단계와, 상기 유관 내부로 흐르던 유체가 상기 측정관을 통과하도록, 상기 유관의 메인밸브를 차단하고, 상기 연결관부의 밸브를 개방하는 밸브개폐단계와, 상기 유량계를 이용하여 상기 유관 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 제1유량측정단계와, 상기 기준유량계를 이용하여 상기 측정관의 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 제2유량측정단계와, 상기 유량계에서 측정된 유량과, 상기 기준유량계에서 측정된 유량을 기초로 상기 유량계의 성능을 점검하는 검사단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 이동식 유량계교정장치는, 상기 측정관에 연결되며 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량이 증감되도록 펌핑하는 펌핑수단을 더 가지며, 상기 제1유량측정단계 및 상기 제2유량측정단계에서는 상기 펌핑수단을 이용하 여 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량을 증감시켜가면서 유량을 측정하는 것이 바람직하다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 유관에서 유량계를 분리하지 않고 현장에서 직접 유량계의 성능 검사 및 교정을 실시할 수 있으므로, 유량계를 검사 및 교정하는데 소요되는 시간 및 비용이 감소된다.

또한, 본 발명에 따르면 종래와 같이 유관에 바이패스관을 설치하지 않아도 되므로, 최초에 유관 및 유량계를 설치하는데 소요되는 공간 및 비용이 절감된다.

또한, 본 발명에 따르면 유량계의 점검시 유량계를 통과하는 유체의 유량을 변화시켜가면서 넓은 유량측정범위에 대하여 유량계를 점검할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량측정시스템 검사방법의 흐름도이며, 도 3은 유량측정시스템에 이동식 유량계교정장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유량측정시스템 검사방법(M100)은 준비단계(S10)와, 밸브개폐단계(S20)와, 제1유량측정단계(S30)와, 제2유량측정단계(S40)와, 검사단계(S50)를 포함한다.

먼저, 유량측정시스템은 내부를 유동하는 유체의 유량을 측정할 수 있는 시스템으로, 유관 및 유관에 설치된 유량계를 포함한다. 유관은 중공의 형상으로 형성되며, 그 내부로는 상수 등과 같은 유체가 만관 상태로 유동한다. 유량계는 유 관의 내부를 유동하는 유체의 유량을 측정하기 위한 것이다. 유량계로는 한 쌍의 초음파 진동자 사이에서 초음파가 수신되는 소요되는 시간의 차이를 이용하는 방법, 즉 '전파 시간차법'을 이용하는 초음파 유량계나, 도플러 효과를 이용하여 유량을 측정하는 유량계 등 다양한 것이 채용될 수 있는데, 본 실시예의 경우에는 초음파 유량계가 설치된다.

그리고, 후술하는 이동식 유량계교정장치(90)와의 연결 및 이 이동식 유량계교정장치(90)로 유체가 유동하도록 하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 유관(10)에는 한 쌍의 연결관부(30,40) 및 메인밸브(50)가 설치되어 있다. 한 쌍의 연결관부, 즉 유출관부(30) 및 유입관부(40)는 중공의 형상으로 형성되며, 유량계(20)의 상류측 또는 하류측에 유관과 연통되게 설치된다. 본 실시예의 경우, 유출관부(30) 및 유입관부(40)는 유량계(20)의 하류 측에 유체의 흐름방향을 따라 서로 이격되게 배치된다. 그리고, 유출관부(30) 및 유입관부(40)에는 각각 밸브(31,41)가 설치되어 있다. 메인밸브(50)는 유출관부(30)와 유입관부(40) 사이에 설치되며, 유관(10)의 내부를 개방 및 차단한다.

준비단계(S10)에서는 이동식 유량계교정장치(90)를 유관에 연결한다. 여기서, 이동식 유량계교정장치(90)는 현장에서 유관에 설치된 유량계(20)의 성능을 검사 및 교정하기 위한 것으로, 본 실시예에 따른 이동식 유량계교정장치(90)는 측정관(70)과, 기준유량계(80)와, 펌핑수단(도면 미도시)을 포함한다.

측정관(70)은 중공의 형상으로 형성되며, 그 일단부는 유출관부(30)에 연결되고, 타단부는 유입관부(40)에 연결된다. 기준유량계(80)는 측정관(70)에 설치되 어, 측정관(70)의 내부를 통과하는 유체의 유량을 측정하기 위한 것이다. 후술하는 바와 같이, 이 기준유량계(80)로 측정된 유량을 기준으로 유관(10)에 설치된 유량계(20)를 점검 및 교정할 것이므로, 기준유량계(80)는 성능평가를 거쳐 정밀하게 유량을 측정할 수 있는 상태로 교정된 상태이어야 한다. 그리고, 기준유량계(80)로는 앞서 설명한 바와 같이 다양한 종류의 유량계가 사용될 수 있는데, 본 실시예의 경우에는 초음파 유량계가 이용된다.

펌핌수단은 유량계의 점검시, 유량계를 통과하는 유체의 유량을 증감하기 위한 것이다. 후술하는 바와 같이, 유량계의 점검시에는 유량계가 다양한 유량범위하에서(즉, 유량이 적은 범위에서 많은 범위까지) 정확하게 유량을 측정할 수 있는지 점검할 필요성이 있으며, 이를 위해서는 유관 및 측정관 내부를 통과하는 유체의 유량이 변경될 필요가 있다. 그런데, 유관, 예를 들어 상수도관의 경우에는 상류 측 상수원에서 공급하는 유량에 의해서 유관을 통과하는 유체의 유량이 정해지므로, 유량계의 점검시 점검가능한 유량의 범위가 제한된다. 이런 문제를 해결하기 위해, 본 실시예의 경우에는 펌핑수단(예를 들어, 펌프)이 마련된다. 펌핑수단은 측정관(70)에 연결되며, 펌핑시 상류로부터 유량계(20)를 통과한 후 측정관(70)으로 유동하는 유체의 유량이 증가된다(이때, 상수원에서의 공급되는 유량 자체가 증가되지 않는 이상, 유관을 흐르는 유체의 유량이 지속적으로 증가 될 수는 없지만, 펌핑시 발생되는 압력에 의해 적어도 일시적으로는 유량계 및 측정관으로 유입되는 유체의 유량이 증가됨).

밸브개폐단계(S20)에서는 유관에 설치된 메인밸브(50)를 차단하고, 유출관 부(30) 및 유입관부(40)에 설치된 밸브(31,41)를 개방한다. 그러면, 도 3에 실선화살표(a)로 도시된 바와 같이 유체가 흐르고 있는 상태에서, 도 3에 점선화살표(b)로 도시된 바와 같이 유량계(20)를 통과한 유체가 측정관(70)으로 유입되어 기준유량계(80)를 통과한 후, 다시 유관(10)으로 배출되어 흐르게 된다. 이때, 필요에 따라서는 측정관의 하류 측 단부를 유관의 외부에 배치하거나 또는 외부로 분기하여, 기준유량계를 통과한 유체를 유관 외부로 배출할 수도 있다.

제1유량측정단계(S30)에서는 유량계(20)를 이용하여 유관을 따라 흐르는 유체의 유량을 측정하고, 제2유량측정단계(S40)에서는 기준유량계(80)를 이용하여 측정관(70) 내를 통과하는 유체의 유량을 측정한다. 이때, 펌핑수단을 이용하여 유량계 및 기준유량계를 통과하는 유체의 유량을 증감시켜가면서 유체의 유량을 측정한다.

검사단계(S50)에서는 기준유량계(80)에서 측정된 유량과, 유량계(20)에서 측정된 유량을 비교하고, 그 결과에 따라 유량계(20)를 교정한다. 즉, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 유량계(20)를 통과한 유량은 그대로 측정관(70)으로 유입되어 기준유량계(80)를 지나게 되므로, 유량계(20)가 정확하다면 측정된 두 유량 값이 일치하여야 한다. 따라서, 검사단계에서는 기준유량계(80)에서 측정된 유량 값과 유량계(20)에서 측정된 유량 값이 일치하도록 유량계를 교정한다.

한편, 기준유량계와 유량계의 유량 값을 비교하는 방법에는, 일정 시간 동안의 평균순간유량을 적산하여 비교하는 방식을 비롯하여, 평균유량, 유량변화량의 감도와 기울기, 반응시간 등 다양한 정특성 및 동특성을 포함하여 유량의 정확도를 비교 평가할 수 있는 방법을 모두 포함한다.

본 실시예에 따르면, 이동식 유량계교정장치를 가지고 다니면서, 유량계가 설치되어 있는 현장에서 유량계의 성능을 검사 및 교정할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 유량계를 분리한 후 검사실로 옮겨 검사할 때에 비하여, 유량계를 검사/교정하는데 소요되는 비용 및 시간이 절감된다.

그리고, 종래의 경우에는 유량계 검사를 위해 유량계를 분리할 때를 대비하여 유관에 바이패스관을 설치하였으나, 본 실시예의 경우에는 이동식 유량계교정장치의 연결을 위한 유출관부 및 유입관부 만이 유관에 마련되면 된다. 따라서, 종래에 비하여 유관(유량측정시스템)이 차지하는 공간과 설치비용이 감소된다.

또한, 펌핑수단을 통해 유량계 및 기준유량계를 통과하는 유체의 유량을 증감할 수 있으므로, 넓은 유량범위에 대하여 유량계의 성능을 검사할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

예를 들어, 본 실시예의 경우 측정관이 유량계의 하류 측에 설치되어, 유량계를 통과한 유체가 측정관으로 유입되도록 구성되어 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 측정관(70A)(유출관부, 유입관부 및 메인밸브도 마찬가지)이 유량계(20A)의 상류 측에 설치되어, 측정관을 통과한 유체가 유량계를 통과하도록 구성할 수도 있 다. 이 경우, 기준유량계를 통과하는 유체의 유량이 먼저 측정되고, 유량계를 통과하는 유체의 유량이 측정되는 차이점이 있으나, 효과는 앞서 설명한 실시예와 동일하다.

또한, 앞서 설명한 실시예와 달리, 도 5에 도시된 바와 같이 유관에 4-way ball valve를 설치함으로써, 이동식 유량계교정장치와의 연결을 위한 구성, 즉 한 쌍의 연결관부(30,40) 및 메인밸브(50)를 대체할 수 있다. 도 5를 참조하면, 4-way ball valve(200)에는 4개의 연결부(201~204)가 있으며, 이중 서로 마주보는 2개의 연결부(201,202)에 유관(10B)이 연결된다. 평상시에는, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 4-way ball valve에 유관(10B)만 연결한 상태에서, 유관을 따라 유체가 흐르도록 밸브(205)를 개방한다. 그리고, 유량계를 검사하고자 하는 경우에는, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 유관(10B)이 연결되지 않은 나머지 두 개의 연결부(203,204)에 측정관(70B)을 연결하고 밸브(205)를 회전시키면, 화살표로 도시된 바와 같이 유관(10B)을 따라 유량계(20B)를 통과한 유체가 측정관(70B)으로 유입되어 기준유량계(80B)를 통과한 후, 다시 유관(10B)으로 유출되게 된다. 본 실시예에 따르면, 상용화되어 있는 4-way ball valve를 유관에 설치함으로써, 이동식 유량계교정장치의 설치를 위한 구성을 간소화 할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래에 유관에 설치된 유량계의 성능을 재점검하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량측정시스템 검사방법의 흐름도이다

도 3은 유량측정시스템에 이동식 유량계교정장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량측정시스템에 이동식 유량계교정장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유량측정시스템에 이동식 유량계교정장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

M100...유량측정시스템 검사방법 S10...준비단계

S20...밸브개폐단계 S30...제1유량측정단계

S40...제2유량측정단계 S50...검사단계

90...이동식 유량계교정장치 70...측정관

80...기준유량계 60...유량측정시스템

10...유관 20...유량계

30...유출관부 40...유입관부

50...메인밸브

Claims (5)

1. 중공의 형상으로 형성되며 내부로 유체가 유동하는 유관;

   4개의 연결부를 가지며 4개의 연결부 중 선택된 2개의 연결부를 통해 유체를 흐르게 할 수 있으며, 상기 4개의 연결부 중 2개의 연결부가 상기 유관에 접속되어 상기 유관을 흐르는 유체가 유동할 수 있는 4웨이(4-way)밸브;

   상기 유체의 흐름방향상 상기 4웨이 밸브의 상류측 또는 하류측에 설치되어 상기 유관을 흐르는 유체의 유량을 산출하는 유량계; 및

   중공의 형상으로 형성되며, 상기 4웨이 밸브의 4개의 연결부 중 상기 유관에 접속되지 않은 2개의 연결부에 일단부와 타단부가 각각 접속되어 상기 4웨이 밸브의 개폐에 의해 상기 유관을 흐르던 유체가 경로를 변경하여 흘러갈 수 있는 측정관 및 상기 측정관에 설치되어 상기 측정관을 통과하는 유체의 유량을 측정하는 기준유량계를 포함하는 이동식 유량계교정장치;를 구비하여,

   상기 이동식 유량계교정장치는 상기 4웨이 밸브로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 유량교정장비.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측정관에 연결되며, 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량이 증감되도록 펌핑하는 펌핑수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량교정장비.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유관에는,

   상기 측정관의 일단부가 연결되며 밸브가 설치되어 있는 유출관부과,

   상기 측정관의 타단부가 연결되며 밸브가 설치되어 있는 유입관부와,

   상기 유출관부와 상기 유입관부 사이에 설치되어 상기 유관의 내부를 개폐하는 메인밸브가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량교정장비.
4. 중공의 형상으로 형성되며 내부로 유체가 유동하는 유관과, 상기 유관에 설치되어 유체의 유량을 측정하는 유량계와, 상기 유관과 각각 연통되며 상기 유량계 상류측 또는 상기 유량계 하류측에 상기 유체의 흐름방향으로 서로 이격되게 설치되는 한 쌍의 연결관부와, 상기 각 연결관부에 설치되는 밸브와, 상기 한 쌍의 연결관부 사이에 설치되어 상기 유관을 개폐하는 메인밸브가 마련되어 있는 유량측정시스템을 검사하기 위한 방법으로,

   중공의 형상으로 형성되며 양단부가 상기 연결관부에 연결되는 측정관 및 상기 측정관에 설치되며 상기 측정관의 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 기준유량계를 가지는 이동식 유량계교정장치를 상기 유관에 설치하는 준비단계;

   상기 유관 내부로 흐르던 유체가 상기 측정관을 통과하도록, 상기 유관의 메인밸브를 차단하고, 상기 연결관부의 밸브를 개방하는 밸브개폐단계;

   상기 유량계를 이용하여 상기 유관 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 제1유량측정단계;

   상기 기준유량계를 이용하여 상기 측정관의 내부를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 제2유량측정단계; 및

   상기 유량계에서 측정된 유량과, 상기 기준유량계에서 측정된 유량을 기초로 상기 유량계의 성능을 검사하는 검사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량측 정시스템 검사방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 이동식 유량계교정장치는, 상기 측정관에 연결되며 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량이 증감되도록 펌핑하는 펌핑수단을 더 가지며,

   상기 제1유량측정단계 및 상기 제2유량측정단계에서는 상기 펌핑수단을 이용하여 상기 측정관으로 유입되는 유체의 유량을 증감시켜가면서 유량을 측정하는 것을 특징으로 하는 유량측정시스템 검사방법.

Images