KR101163567B1

KR101163567B1 - Reflector for measuring velocity/flowmeter and reflecting pipe for measuring velocity/flowmeter and ultrasonic flowmeter having the same

Info

Publication number: KR101163567B1
Application number: KR1020090101100A
Authority: KR
Inventors: 황상윤
Original assignee: (주)씨엠엔텍
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2012-07-06
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: KR20110044437A

Abstract

본 발명은 유체의 유속분포나 흐름이 왜곡되는 것을 방지함으로써 유체의 유속을 정확하게 측정할 수 있도록 구조가 개선된 유속/유량측정용 정류반사체, 유속/유량측정용 정류반사관 및 이를 구비한 초음파 유량계에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유속/유량측정용 정류반사관은 유관의 내부로 흐르는 유체의 유속을 측정하기 위하여 초음파 진동자에서 발신된 초음파를 유체의 유동방향으로 반사하기 위한 것으로, 유관의 길이방향으로 길게 형성되며 유체가 유동하는 복수의 유동공이 관통 형성되어 있으며, 유관의 길이방향에 대하여 경사지게 형성되어 초음파를 반사시키는 반사면을 가지며, 유관과 연통되게 설치된다. The present invention is a flow rate / flow measurement rectifier reflector, the flow rate / flow rate rectifying reflector with an improved structure to accurately measure the flow rate of the fluid by preventing the flow rate distribution or flow of the fluid to be distorted, and ultrasonic flowmeter having the same It is about. The flow rate / flow rate rectifying reflector according to the present invention is for reflecting the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator in the flow direction of the fluid in order to measure the flow rate of the fluid flowing into the inside of the tube, it is formed long in the longitudinal direction of the tube A plurality of flow holes through which the fluid flows are formed therethrough, and are formed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the milk pipe and have a reflective surface reflecting ultrasonic waves, and are installed in communication with the milk pipe.

유속, 유량, 정류반사체, 정류반사관, 초음파 유량계 Flow rate, flow rate, rectifier reflector, rectifier reflector, ultrasonic flowmeter

Description

Reflector for measuring velocity / flowmeter and reflecting pipe for measuring velocity / flowmeter and ultrasonic flowmeter having the same}

본 발명은 각 가정에 연결된 도시가스 공급관과 같이 비교적 작은 직경을 가지는 유관 내에서의 유체의 유량을 측정하기 위하여, 유관에 설치되는 유속/유량측정용 정류반사체, 유속/유량측정용 정류반사관 및 이를 구비한 초음파 유량계에 관한 것이다.The present invention is to measure the flow rate of the fluid in the oil pipe having a relatively small diameter, such as city gas supply pipe connected to each home, flow rate / flow rate rectifying reflector installed in the flow pipe, flow rate / flow rate rectifying reflector and It relates to an ultrasonic flowmeter having this.

각 가정과 산업현장에 공급되는 상수 및 이로부터 배출되는 하수, 각 가정에 공급되는 가스의 유량, 철강ㆍ화학분야의 냉각수의 순환 등 오늘날 유체를 이용하고 있는 산업분야는 수없이 많으며, 이러한 산업분야들에서는 유관 내를 통과하는 유체의 유량을 적절하게 조절하여 관리하는 것이 매우 중요한 문제이다. 그리고, 이렇게 유체의 관리가 중요한 산업현장에서는 유관에 초음파 유량계를 설치하여, 유관 내를 흐르는 유체의 유량을 측정한다.There are many industries that use fluids today, such as the constant water supplied to homes and industrial sites, the sewage discharged from them, the flow rate of gas supplied to each home, and the circulation of cooling water in the steel and chemical sectors. In this regard, it is very important to properly control and manage the flow rate of the fluid passing through the duct. In an industrial site where fluid management is important, an ultrasonic flowmeter is installed in the milk pipe to measure the flow rate of the fluid flowing in the milk pipe.

종래의 경우, 상/하수도관이나 냉각수관과 같이 직경이 큰 유관에는, 한 쌍의 초음파 진동자를 서로 마주보게 설치하고, 이 초음파 진동자 쌍 사이에서 초음 파가 전달되는데 소요되는 시간의 차이를 이용하여 유체의 유량을 측정하였다. 그리고, 각 가정에 연결된 도시가스 공급관과 같이 직경이 작은 유관에서는 도 1에 도시된 방식으로 유체의 유량을 측정하였다.In the conventional case, a pair of ultrasonic vibrators are installed to face each other in a large diameter pipe such as a water / sewer pipe or a cooling water pipe, and the ultrasonic wave is transmitted between the pairs of ultrasonic vibrators. The flow rate of the fluid was measured. In addition, in the oil pipe having a small diameter such as a city gas supply pipe connected to each home, the flow rate of the fluid was measured in the manner shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 종래의 경우 유관(1)에 한 쌍의 반사체(2)를 유관 내부에 설치하고, 각 반사체(2)의 상측에 초음파 진동자(3)를 설치한다. 이 상태에서 상류측 초음파 진동자에서 초음파를 발신하면, 이 초음파는 도 1에 실선화살표(a)로 도시된 바와 같이 반사체(2)에 반사된 후 유체의 유동 방향을 따라 진행하며, 이후 다른 반사체(2)에서 반사된 후 하류측 초음파 진동자(3)로 수신되게 된다. 반대로, 하류측 초음파 진동자(3)에서 발신된 초음파 역시, 도 1의 점선화살표(b)로 도시된 바와 같이 두 개의 반사체(2)에서 반사된 후 상류측 초음파 진동자(3)로 수신되며, 이때 초음파가 진행하는데 소요되는 시간의 차이를 이용하여 유체의 유속 및 유량을 산출한다.Referring to FIG. 1, in the related art, a pair of reflectors 2 are installed in the duct 1 inside the duct, and an ultrasonic vibrator 3 is provided on the upper side of each reflector 2. In this state, when the ultrasonic wave is transmitted from the upstream ultrasonic vibrator, the ultrasonic wave is reflected by the reflector 2 as shown by the solid arrow a in FIG. 1 and then proceeds along the flow direction of the fluid. After being reflected at 2) it is received by the downstream ultrasonic vibrator (3). On the contrary, the ultrasonic wave transmitted from the downstream ultrasonic vibrator 3 is also received by the upstream ultrasonic vibrator 3 after being reflected by the two reflectors 2 as shown by the dotted arrows b of FIG. The flow rate and flow rate of the fluid are calculated using the difference in the time taken for the ultrasonic wave to proceed.

하지만, 종래와 같이 유관(1) 내부에 반사체(2)를 삽입하는 경우, 반사체에 의해 발생하는 저항 때문에 유체의 유속분포나 흐름이 왜곡되게 되고, 이에 따라 유체의 유속 및 유량이 부정확하게 측정되는 문제점이 있다. However, when the reflector 2 is inserted into the oil pipe 1 as in the related art, the flow rate distribution or flow of the fluid is distorted due to the resistance generated by the reflector, thereby inaccurately measuring the flow rate and the flow rate of the fluid. There is a problem.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유체의 유속분포나 흐름이 왜곡되는 것을 방지함으로써 유체의 유속을 정확하게 측정할 수 있도록 구조가 개선된 유속/유량측정용 정류반사체, 유속/유량측정용 정류반사관 및 이를 구비한 초음파 유량계를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the flow rate / flow rate rectification structure to accurately measure the flow rate of the fluid by preventing the flow rate distribution or flow of the fluid is distorted The present invention provides a reflector, a rectifier reflector for flow rate / flow measurement, and an ultrasonic flowmeter having the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유속/유량측정용 정류반사체는 유관의 내부로 흐르는 유체의 유속을 측정하기 위하여 초음파 진동자에서 발신된 초음파를 유체의 유동방향으로 반사하기 위한 것으로, 상기 유관의 길이방향으로 길게 형성되며 상기 유체가 유동하는 복수의 유동공이 관통 형성되어 있으며, 상기 유관의 길이방향에 대하여 경사지게 형성되어 상기 초음파를 반사시키는 반사면을 가지며, 상기 유관과 연통되게 설치되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the flow rate / flow rate rectifying reflector according to the present invention is to reflect the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator in the flow direction of the fluid to measure the flow rate of the fluid flowing into the inside of the tube, It is formed in the longitudinal direction of the plurality of flow holes through which the fluid flows is formed through, is formed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the milk pipe has a reflective surface reflecting the ultrasonic wave, characterized in that it is installed in communication with the milk pipe. It is done.

본 발명에 따르면, 상기 유동공에서 상기 유체가 유입되는 측의 단부는 상기 유체의 유동방향으로 갈수록 직경이 점차적으로 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the end portion of the side in which the fluid is introduced in the flow hole is preferably formed so that the diameter gradually decreases toward the flow direction of the fluid.

또한, 본 발명에 따르면 상기 반사면은 상기 유관의 길이방향에 대하여 45도 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the reflective surface is preferably formed to be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the duct.

본 발명에 따른 유속/유량측정용 정류반사관은 유관의 내부로 흐르는 유체의 유속을 측정하기 위한 것으로, 중공의 형상으로 일방향으로 길게 형성되는 본체와, 상기 본체의 길이 방향으로 길게 형성되며 상기 유체가 유동하는 복수의 유동공이 관통 형성되어 있으며, 상기 본체와 연통되도록 상기 본체의 양측 단부에 각각 결합되며, 상기 본체 측 단면은 상기 본체의 길이방향에 대하여 경사지게 형성되어 외부로부터 전달된 초음파를 상기 본체의 길이방향으로 반사시키는 한 쌍의 정류반사체를 포함하며, 상기 유관과 연통되도록 상기 유관에 연결되는 것을 특징으로 한다.The flow rate / flow rate rectifying reflector according to the present invention is for measuring the flow rate of the fluid flowing into the inside of the oil pipe, the main body is formed long in one direction in a hollow shape, the fluid is formed long in the longitudinal direction of the body A plurality of flow holes through which the flow is formed are coupled to, respectively coupled to both ends of the main body so as to communicate with the main body, the main body side cross-section is inclined with respect to the longitudinal direction of the main body to transmit the ultrasonic wave transmitted from the outside of the main body It includes a pair of rectifying reflector for reflecting in the longitudinal direction of, characterized in that connected to the milk pipe so as to communicate with the milk pipe.

또한, 본 발명에 따르면 상기 각 정류반사체의 상기 본체 측 단면은 상기 유관의 길이방향에 대하여 45도 각도로 경사지게 형성되어 서로 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the main body side cross-section of each rectifying reflector is preferably formed to be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the milk pipe and arranged side by side.

본 발명에 따른 초음파 유량계는 상기 유속/유량측정용 정류반사관과, 상기 한 쌍의 정류반사체 중 어느 하나의 정류반사체의 본체 측 단면을 향하여 초음파를 발신하고, 이 단면에서 반사된 초음파를 수신하는 제1초음파 진동자와, 상기 한 쌍의 정류반사체 중 다른 하나의 정류반사체의 본체 측 단면을 향하여 초음파를 발신하고, 이 단면에서 반사된 초음파를 수신하는 제2초음파 진동자와, 상기 제1초음파 진동자 및 상기 제2초음파 진동자와 전기적으로 연결되며, 상기 제1초음파 진동자에서 초음파가 발신된 시점부터 이 초음파가 상기 한 쌍의 정류반사체에 순차적으로 반사된 후 제2초음파 진동자에서 수신되는 시점까지 소요되는 제1소요시간과, 상기 제2초음파 진동자에서 초음파가 발신된 시점부터 이 초음파가 상기 한 쌍의 정류반사체에 순차적으로 반사된 후 제1초음파 진동자에서 수신되는 시점까지 소요되는 제2소요시간을 측정하고, 상기 제1소요시간과 상기 제2소요시간의 차이를 이용하여 상기 본체 내부를 흐르는 유체의 유량을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ultrasonic flow meter according to the present invention transmits ultrasonic waves toward the main body side end face of the rectifier reflector for the flow rate / flow measurement and the pair of rectified reflectors, and receives the ultrasonic waves reflected from this end face. A first ultrasonic vibrator, a second ultrasonic vibrator which transmits ultrasonic waves toward the main body side cross section of the other one of the pair of rectified reflectors, and receives the ultrasonic waves reflected from the cross section, the first ultrasonic vibrator and The second ultrasonic vibrator is electrically connected to the second ultrasonic vibrator. The ultrasonic wave is transmitted from the first ultrasonic vibrator to the second ultrasonic wave which is sequentially reflected by the pair of rectifying reflectors and then takes a second ultrasonic vibrator. The ultrasonic wave is sequentially transmitted to the pair of rectifying reflectors from the time required for the first time and when the ultrasonic wave is transmitted from the second ultrasonic vibrator. After measuring the second time required to be received by the first ultrasonic vibrator after being reflected, and calculating the flow rate of the fluid flowing inside the main body using the difference between the first time and the second time. It characterized in that it comprises a control unit.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 초음파가 진행하는 영역에서 유체의 흐름이나 유속분포가 왜곡되는 것이 방지되며, 따라서 유체의 유속을 정확하게 측정할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to prevent the flow of the fluid or the flow rate distribution from being distorted in the region where the ultrasonic wave proceeds, and thus the flow rate of the fluid can be accurately measured.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유속/유량측정용 정류반사체의 사시도이며, 도 3은 도 2의 유속/유량측정용 정류반사체가 설치된 상태의 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of the flow rate / flow rate rectifying reflector according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of a state in which the flow rate / flow rate rectification reflector is installed.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)는 유관(1) 내부에 삽입되어 초음파 진동자에서 발신된 초음파를 유체의 유동방향으로 반사시키기 위한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이 유속/유량측정용 정류반사체는 유관에 삽입되되, 한 쌍이 서로 마주보게 설치된다. 이하, 유속/유량측정용 정류반사체의 구체적인 형상에 관하여 설명한다.2 and 3, the flow rate / flow rate rectifying reflectors 10 and 20 according to the present embodiment are inserted into the oil pipe 1 to reflect the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator in the flow direction of the fluid. will be. As shown in Figure 3, the flow rate / flow rate rectifying reflector is inserted into the oil pipe, a pair is installed facing each other. Hereinafter, the specific shape of the rectifier reflector for flow velocity / flow rate measurement is demonstrated.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 유속/유량측정용 정류반사체(10)는 유관에 대응되는 형상으로 형성된다. 본 실시예의 경우, 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)는 원통 형상으로 형성되며, 유속/유량측정용 정류반사체의 내부에는 유 관의 길이방향으로 길게 형성되는 복수의 유동공(11,21)이 관통 형성되어 있다. First, as shown in Figure 2, the flow rate / flow rate rectifying reflector 10 is formed in a shape corresponding to the oil pipe. In the present embodiment, the flow rate / flow rate rectifying reflectors (10, 20) is formed in a cylindrical shape, a plurality of flow holes (11, long formed in the longitudinal direction of the oil pipe inside the flow rate / flow rate rectifying reflector) 21 is formed through.

한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체 중 좌측에 배치된 유속/유량측정용 정류반사체(10)는, 도 2에 확대되어 도시된 바와 같이 유체가 유입되는 측 단부, 즉 좌측 단부의 유동공(11)의 직경이 유체의 유동방향(즉, 좌측에서 우측)으로 갈수록 점차적으로 작아지게 형성된다(즉, 나팔관 모양으로 형성). 그리고, 좌측에 배치된 유속/유량측정용 정류반사체(10)의 좌측 단면(12)은 유관(1)의 길이방향에 대하여 직교하게 형성되며, 이 유속/유량측정용 정류반사체(10)의 우측 단면 즉 반사면(13)은 유관(1)의 길이 방향에 대하여 경사지게 형성되는데, 본 실시예의 경우 45도 각도로 경사지게 형성된다.The flow rate / flow measurement rectifying reflector 10 disposed on the left side of the pair of flow rate / flow measurement rectifying reflectors has a flow hole at the side end, i.e., the left end, through which fluid is introduced, as shown in FIG. 11) gradually decreases in diameter in the flow direction of the fluid (i.e., left to right) (i.e., formed into a fallopian tube). The left end surface 12 of the flow rate / flow rate rectifying reflector 10 disposed on the left side is formed orthogonal to the longitudinal direction of the oil pipe 1, and the right side of the flow rate / flow rate rectifying reflector 10 is disposed. The end surface, that is, the reflective surface 13 is formed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the oil pipe 1, in the case of the present embodiment is formed to be inclined at an angle of 45 degrees.

한편, 우측에 배치된 유속/유량측정용 정류반사체(20)의 경우에는 좌측 단면(22)이 유관(1)의 길이 방향에 대하여 45도 각도로 경사지게 형성되어, 이 면이 경사면(22)이 되며, 우측 단면(23)은 유관의 길이방향에 대하여 직교하게 형성된다. 그리고, 유체가 유입되는 단부, 즉 좌측 단부의 유동공(21)은 그 직경이 유체의 유동방향(즉, 좌측에서 우측)으로 갈수록 점차적으로 작아지게 형성된다(즉, 나팔관 모양으로 형성). On the other hand, in the case of the flow velocity / flow measurement rectifying reflector 20 arranged on the right side, the left end surface 22 is formed to be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the oil pipe 1, and this surface is inclined. The right end surface 23 is formed perpendicular to the longitudinal direction of the milk pipe. In addition, the flow hole 21 at the end where the fluid is introduced, that is, the left end, is formed to gradually decrease in diameter in the flow direction (ie, left to right) of the fluid (that is, formed in a fallopian tube shape).

한편, 상술한 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)는 유체가 유동하는 과정에서 저항이 최소화되도록 방전가공(放電加工, electric discharge machining) 등을 통해 정밀하게 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체 사이에서의 유체의 평균유속을 충분히 반영하기 위해서는, 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체(10,20) 사이의 간격(L)이 유관의 직경(D)의 5배 이상이 되는 것 이 바람직하다.On the other hand, the above-described flow rate / flow rate rectifying reflector (10, 20) is preferably manufactured precisely through electric discharge machining (discharge machining, etc.) so as to minimize the resistance during the flow of the fluid. In addition, in order to sufficiently reflect the average flow velocity of the fluid between the pair of flow rate / flow measurement rectifying reflectors, the distance L between the pair of flow rate / flow measurement rectifying reflectors 10 and 20 is the diameter of the oil pipe. It is preferable to become 5 times or more of (D).

이하, 상술한 바와 같이 구성된 유속/유량측정용 정류반사체의 사용 예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an example of use of the flow rate / flow rate rectifying reflector configured as described above will be described.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체를 그 경사면(13,22)이 서로 마주보면서 나란하도록 유관(1)의 내부에 삽입하고, 한 쌍의 초음파 진동자(30)를 각 유속/유량측정용 정류반사체의 경사면을 향하도록 설치한다. 그러면, 유관(1) 내부를 흐르는 유체는 상류측에 배치된 유속/유량측정용 정류반사체(10)의 유동공(11)을 통과한 후, 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체(10,20) 사이를 지나고, 이후 하류측 유속/유량측정용 정류반사체의 유동공(21)을 통해 흐르게 된다. First, as shown in FIG. 3, a pair of flow rate / flow rate rectifying reflectors are inserted into the inside of the oil pipe 1 so that the inclined surfaces 13 and 22 face each other, and the pair of ultrasonic vibrators 30 ) To face the inclined surface of the rectifying reflector for each flow rate / flow rate measurement. Then, the fluid flowing inside the oil pipe 1 passes through the flow hole 11 of the flow rate / flow measurement rectifying reflector 10 disposed upstream, and then a pair of flow rate / flow measurement rectifying reflectors 10, 20), and then flows through the flow hole 21 of the rectifying reflector for the downstream flow rate / flow rate measurement.

실험결과, 유관 내부를 흐르던 유체가 유속/유량측정용 정류반사체를 통과할 때, 종래와 같이 반사체를 유관 내부에 설치하였을 때보다 유체의 유동이 훨씬 더 안정적이며 압력 손실도 거의 없는 것으로 확인되었다. 이는 종래와 같이 유체가 반사체에 막혀 그 유동경로가 과도하게 변경되는 것이 아니라, 유체의 유동방향을 그대로 유지한 채로 유속/유량측정용 정류반사체(10)를 통과하기 때문이다. 또한, 각 유속/유량측정용 정류반사체에서 유체가 유입되는 단부의 유동공(11,21)(즉, 각 유속/유량측정용 정류반사체의 좌측 단부의 유동공)이 나팔관 형상으로 형성되어 있는바, 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)를 통과하는 과정에서 저항이 발생하는 것이 최소화되며, 또한 유동공에 이물질 등이 걸리는 것이 방지된다.As a result, when the fluid flowing in the pipe passes through the flow rate / flow measurement rectifier, it is confirmed that the flow of the fluid is much more stable and almost no pressure loss than when the reflector is installed in the pipe as in the related art. This is because the fluid is blocked by the reflector and the flow path is not excessively changed as in the prior art, but the flow path / flow measurement rectifier reflector 10 is maintained while the flow direction of the fluid is maintained. In addition, the flow holes 11 and 21 (that is, the flow holes at the left end of each of the flow rate / flow measurement rectifiers) are formed in the shape of a fallopian tube in each flow rate / flow measurement rectification reflector. In the process of passing the flow rate / flow measurement rectifier reflectors 10 and 20, the resistance is minimized, and foreign matters are prevented from being caught in the flow hole.

한편, 상술한 상태에서 상류측 초음파 진동자(30)에서 초음파를 발신하면, 이 초음파는 수직으로 입사하다가, 도 3에 화살표(s)로 도시된 바와 같이 상류측 유속/유량측정용 정류반사체의 반사면(13)에서 반사된 후 유관(1)의 길이방향, 즉 유체의 유동방향으로 진행하게 되며, 이후 하류측 유속/유량측정용 정류반사체의 반사면(22)에 반사된 후 하류측 초음파 진동자로 수신된다. 마찬가지로, 하류측 초음파 진동자에서 초음파를 발신하면, 이 초음파는 수직으로 입사하다가 하류측 유속/유량측정용 정류반사체의 반사면(22)에서 반사된 후 유체의 유동방향의 역방향으로 진행하게 되며, 이후 상류측 유속/유량측정용 정류반사체의 반사면(13)에서 반사된 후 상류측 초음파 진동자(30)로 수신된다.On the other hand, when the ultrasonic wave is transmitted from the upstream ultrasonic vibrator 30 in the above-described state, the ultrasonic wave is incident vertically, and as shown by the arrow s in FIG. 3, the half of the rectifying reflector for the upstream flow rate / flow rate measurement is shown. After being reflected from the slope 13, it proceeds in the longitudinal direction of the oil pipe 1, that is, in the flow direction of the fluid, and is then reflected on the reflecting surface 22 of the downstream flow velocity / flow measurement rectifier reflector and then the downstream ultrasonic vibrator. Is received. Similarly, when the ultrasonic wave is transmitted from the downstream ultrasonic vibrator, the ultrasonic wave is incident vertically, reflected from the reflecting surface 22 of the downstream flow rate / flow measurement rectifier, and then moved in the opposite direction to the flow direction of the fluid. After being reflected from the reflecting surface 13 of the upstream side flow rate / flow rate rectifying reflector, it is received by the upstream side ultrasonic vibrator 30.

이때, 초음파가 유체의 유동방향을 따라 진행하는데 소요되는 시간이, 유체의 유동방향의 역방향을 따라 진행하는데 소요되는 시간보다 짧게 되며, 이 시간 차이를 측정하여 소위 '전파 시간차법'을 이용하면 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체(10,20) 사이에서 유체의 유속을 산출할 수 있으며, 산출된 유속과 유관의 단면적을 이용하면 유체의 유량을 산출할 수 있다('전파 시간차법'은 공지의 방법인 바 구체적인 설명은 생략한다). At this time, the time required for the ultrasonic wave to proceed along the flow direction of the fluid is shorter than the time required to progress along the reverse direction of the flow direction of the fluid. By measuring this time difference, a so-called 'propagation time difference method' The flow velocity of the fluid can be calculated between the pair of flow rate / flow measurement rectifiers 10 and 20, and the flow rate of the fluid can be calculated using the calculated flow rate and the cross-sectional area of the pipe ('propagation time difference method' Since it is a well-known method, a detailed description is omitted).

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)를 이용하면, 초음파 진동자에서 발신된 초음파를 유체의 유동방향으로 반사시킬 수(또는, 그 반대로 반사) 있으며, 초음파가 전달되는 구간(즉, 한 쌍의 유속/유량측정용 정류반사체 사이)에서의 유체 유동을 안정적으로 유지할 수 있다(즉, 유체에 저항이 발생되는 현상, 유체의 유동이 불안정하게 되는 현상 및 압력손실이 발생되는 현상 등을 최소화 할 수 있다). 따라서, 종래와 같이 유체의 유동이 불안정해 짐에 따라 유체의 유속이 부정확하게 측정되는 것이 방지되므로, 유체의 유속 및 유량을 보다 더 정확하게 측정할 수 있다.As described above, by using the flow rate / flow rate rectifying reflectors 10 and 20 according to the present embodiment, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator can be reflected in the flow direction of the fluid (or vice versa), It is possible to stably maintain the fluid flow in the region in which the ultrasonic waves are delivered (i.e., between a pair of flow rate / flow measurement rectifiers) (i.e., a phenomenon in which the fluid is generated, a phenomenon in which the fluid flow becomes unstable, and Phenomenon that pressure loss occurs can be minimized). Therefore, the flow velocity of the fluid is prevented from being measured incorrectly as the flow of the fluid becomes unstable as in the prior art, so that the flow rate and the flow rate of the fluid can be measured more accurately.

한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 개략적인 단면도이다.On the other hand, Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic flowmeter according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 초음파 유량계(200)는 유속/유량측정용 정류반사관(100)과, 한 쌍의 초음파 진동자(130,140)와, 제어부(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the ultrasonic flowmeter 200 according to the present embodiment includes a rectifier reflector 100 for flow rate / flow measurement, a pair of ultrasonic vibrators 130 and 140, and a controller (not shown).

유속/유량측정용 정류반사관(100)은 본체(101)와, 한 쌍의 정류반사체(110,120)로 이루어진다. 본체(101)는 중공의 형상으로 형성되며, 일방향으로 길게 형성된다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 본체 내부를 흐르는 유체의 평균유속을 잘 반영하기 위해서, 본체의 길이(L) 즉 한 쌍의 정류반사체 사이의 간격(L)은 본체 직경(D)의 5배 이상 되는 것이 바람직하다.The flow rate / flow rate rectifying reflector 100 includes a main body 101 and a pair of rectifying reflectors 110 and 120. The main body 101 is formed in a hollow shape and is formed long in one direction. As described above, in order to reflect the average flow velocity of the fluid flowing inside the main body, the length L of the main body, that is, the distance L between the pair of rectifying reflectors, is 5 times or more larger than the main body diameter D. It is preferable.

정류반사체(110,120)는 앞서 설명한 유속/유량측정용 정류반사체(10,20)에 대응되는 것으로, 한 쌍 구비되며 본체의 양측 단부에 하나씩 결합된다. 각 정류반사체는 본체(101)에 대응되는 원통 형상으로 형성되며, 본체의 길이 방향으로 형성된 복수의 유동공(111,121)이 관통 형성되어 있다. The rectifying reflectors 110 and 120 correspond to the rectifying reflectors 10 and 20 for the flow rate / flow rate measurement described above, and are provided in pairs and are coupled to both ends of the main body one by one. Each rectifying reflector is formed in a cylindrical shape corresponding to the main body 101, and a plurality of flow holes 111 and 121 formed in the longitudinal direction of the main body are formed therethrough.

좌측에 배치된 정류반사체(110)의 좌측 단면(112)은 본체(101)에 대하여 수직하게 형성되며, 본체측 단면 즉 우측 단면(반사면)(113)은 본체(101)의 길이 방향에 대하여 45도 각도로 경사지게 형성된다. 그리고, 유체가 유입되는 측의 단부 즉 좌측 단부의 유동공(111)은 유체의 유동방향으로 갈수록 직경이 점차적으로 작 아지는 나팔관 형상으로 형성된다.The left end face 112 of the rectifying reflector 110 disposed on the left side is formed perpendicular to the main body 101, and the main body side end face, that is, the right end face (reflection surface) 113, is directed to the longitudinal direction of the main body 101. It is formed to be inclined at an angle of 45 degrees. In addition, the flow hole 111 of the left end, that is, the left end of the fluid flow side is formed in a fallopian tube shape in which the diameter gradually decreases toward the flow direction of the fluid.

우측에 배치된 정류반사체(120)의 본체 측 단면, 즉 좌측 단면(반사면)(122)은 본체(101)의 길이 방향에 대하여 45도 각도로 경사지게 형성되며, 좌측 정류반사체의 반사면(113)과 평행하게 배치된다. 그리고, 우측 단면(123)은 본체의 길이 방향에 대하여 수직하게 형성된다. 또한, 유체가 유입되는 측의 단부 즉 좌측 단부의 유동공(121)은 나팔관 형상으로 형성된다. The main body side end surface of the rectifying reflector 120 disposed on the right side, that is, the left end surface (reflection surface) 122 is formed to be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the main body 101, and the reflecting surface 113 of the left rectifying reflector Are arranged parallel to The right end surface 123 is formed perpendicular to the longitudinal direction of the main body. In addition, the flow hole 121 of the end portion, that is, the left end portion of the side into which the fluid is introduced, is formed in a fallopian tube shape.

상술한 유속/유량측정용 정류반사관(100)은 유관(1)에 연결되어 유관과 서로 연통된다. 그리고, 상기한 본체(101)와 한 쌍의 정류반사체(110,120)는 일체로 형성될 수도 있고, 아니면 본체의 양측 단부에 정류반사체가 결합된 형태로도 제작될 수도 있다. The above-described flow rate / flow rate rectifying reflector 100 is connected to the oil pipe (1) is in communication with the oil pipe. The main body 101 and the pair of rectifying reflectors 110 and 120 may be integrally formed, or may be manufactured in the form of a rectifying reflector coupled to both ends of the main body.

한 쌍의 초음파 진동자는 상호 간에 초음파를 발신 및 수신하기 위한 것으로, 제1초음파 진동자(131)와 제2초음파 진동자(132)를 포함한다. 제1초음파 진동자(131)는 좌측에 배치된 정류반사체의 반사면(113)의 상측에, 이 반사면을 향하도록 본체(101)의 외벽에 결합된다. 제2초음파 진동자(132)는 우측에 배치된 정류반사체의 반사면(122)의 하측에, 이 반사면(122)을 향하도록 본체의 외벽에 결합된다.The pair of ultrasonic vibrators transmit and receive ultrasonic waves to each other, and include a first ultrasonic vibrator 131 and a second ultrasonic vibrator 132. The first ultrasonic vibrator 131 is coupled to an outer wall of the main body 101 so as to face the reflective surface above the reflective surface 113 of the rectifying reflector disposed on the left side. The second ultrasonic vibrator 132 is coupled to the outer wall of the main body so as to face the reflective surface 122 below the reflective surface 122 of the rectifier reflector disposed on the right side.

제어부(미도시)는 제1초음파 진동자(131)와 제2초음파 진동자(132) 사이에서 초음파가 전달되는데 소요되는 시간의 차이를 측정하고, '전파 시간차법'을 통하여 본체 내부를 유동하는 유체의 유속 및 유량을 산출하기 위한 것으로, 제1초음파 진동자(131) 및 제2초음파 진동자(132)와 전기적으로 연결된다. The controller (not shown) measures a difference in the time required for the ultrasonic wave to be transmitted between the first ultrasonic vibrator 131 and the second ultrasonic vibrator 132, and controls the flow of fluid flowing inside the body through the propagation time difference method. It is for calculating the flow rate and flow rate, and is electrically connected to the first ultrasonic vibrator 131 and the second ultrasonic vibrator 132.

즉, 제1초음파 진동자(131)에서 초음파를 발신하면, 이 초음파는 수직으로 입사하다가, 도 4에 화살표로 도시된 바와 같이 상류측 정류반사체의 반사면(113)에서 반사된 후 유관의 길이방향, 즉 유체의 유동방향으로 진행하게 되며, 이후 하류측 유속/유량측정용 정류반사체의 반사면(122)에 반사된 후 제2초음파 진동자(132)로 수신된다. 마찬가지로, 제2초음파 진동자(132)에서 초음파를 발신하면, 이 초음파는 수직으로 입사하다가 하류측 정류반사체의 반사면(122)에서 반사된 후 유체의 유동방향의 역방향으로 진행하게 되며, 이후 상류측 정류반사체의 반사면(113)에서 반사된 후 제1초음파 진동자(131)로 수신된다. That is, when the ultrasonic wave is transmitted from the first ultrasonic vibrator 131, the ultrasonic wave enters vertically, and is reflected by the reflective surface 113 of the upstream rectifier reflector as shown by the arrow in FIG. That is, the flow proceeds in the flow direction of the fluid, and is then reflected by the reflective surface 122 of the rectifying reflector for the downstream flow rate / flow rate is received by the second ultrasonic vibrator 132. Similarly, when the ultrasonic wave is transmitted from the second ultrasonic vibrator 132, the ultrasonic wave enters vertically, is reflected by the reflecting surface 122 of the downstream rectifying reflector, and then proceeds in the reverse direction of the flow direction of the fluid. After being reflected from the reflecting surface 113 of the rectifying reflector, it is received by the first ultrasonic vibrator 131.

제어부는, 제1초음파 진동자(131)에서 초음파가 발신된 시점부터 이 초음파가 상기 한 쌍의 정류반사체에 순차적으로 반사된 후 제2초음파 진동자(132)에서 수신되는 시점까지 소요되는 제1소요시간과, 제2초음파 진동자(132)에서 초음파가 발신된 시점부터 이 초음파가 상기 한 쌍의 정류반사체에 순차적으로 반사된 후 제1초음파 진동자(131)에서 수신되는 시점까지 소요되는 제2소요시간을 측정한다. 그리고, 제어부는 제1소요시간과 제2소요시간의 차이를 이용하여, '전파 시간차법'을 통해 본체 내부를 흐르는 유체의 유량을 산출한다.The control unit may include a first time period required from the time when the ultrasonic waves are transmitted from the first ultrasonic vibrator 131 to the time when the ultrasonic waves are sequentially reflected by the pair of rectifier reflectors and then received by the second ultrasonic vibrator 132. And a second time required from the time when the ultrasonic waves are transmitted from the second ultrasonic vibrator 132 to the time when the ultrasonic waves are sequentially reflected by the pair of rectifier reflectors and received by the first ultrasonic vibrator 131. Measure The controller calculates the flow rate of the fluid flowing inside the main body through the propagation time difference method using the difference between the first time and the second time.

앞서 설명한 유속/유량측정용 정류반사체에서와 동일하게, 본 실시예에 따르면 초음파 진동자에서 발신된 초음파를 유체의 유동방향으로 반사시킬 수(또는, 그 반대로 반사) 있으며, 초음파가 전달되는 구간 즉 본체 내에서 유체의 유동을 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 유체의 유동이 불안정해짐에 따라 유체의 유속이 부정확하게 측정되는 것이 방지되므로, 유체의 유속 및 유량을 보다 더 정확하게 측정할 수 있다.In the same manner as in the flow rate / flow measurement rectifier described above, according to the present embodiment, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator can be reflected (or vice versa) in the flow direction of the fluid. It is possible to maintain a stable flow of the fluid within. Therefore, the flow velocity of the fluid is prevented from being measured incorrectly as the flow of the fluid becomes unstable as in the prior art, so that the flow rate and the flow rate of the fluid can be measured more accurately.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

예를 들어, 도 4에 가상선으로 도시된 바와 같이, 제1초음파 진동자 및 제2초음파 진동자를 본체의 길이 방향을 따라 복수로 설치할 수도 있다. 이 경우, 각 제1초음파 진동자에서 발신된 초음파는 한 쌍의 정류반사체의 반사면에 순차적으로 반사된 후 제2초음파 진동자로 수신되며, 반대로 제2초음파 진동자에서 발신된 초음파는 제1초음파 진동자로 수신된다. 따라서, 유관의 중심부뿐 아니라 가장자리에서의 유속을 측정할 수 있으며, 이를 통하여 유체의 유속 및 유량을 더욱더 정확하게 측정할 수 있다.For example, as illustrated by a virtual line in FIG. 4, a plurality of first ultrasonic vibrators and second ultrasonic vibrators may be provided along the longitudinal direction of the main body. In this case, the ultrasonic waves transmitted from each of the first ultrasonic vibrators are sequentially reflected to the reflecting surfaces of the pair of rectifier reflectors and then received by the second ultrasonic vibrators. On the contrary, the ultrasonic waves transmitted from the second ultrasonic vibrators are transferred to the first ultrasonic vibrators. Is received. Therefore, it is possible to measure the flow velocity at the edge as well as the center of the flow tube, through which the flow velocity and flow rate of the fluid can be measured more accurately.

또한, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 두 경사면을 서로 나란하게 배치하지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 정류반사체(110A,120A) 및 초음파 진동자(131A,132A)를 배치할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 3 or FIG. 4, the pair of rectifier reflectors 110A and 120A and the ultrasonic vibrators 131A and 132A may be disposed as shown in FIG. 5 without placing the two inclined surfaces side by side. It may be.

또한, 앞서 설명한 실시예에서는 초음파 진동자를 본체(101) 또는 유관의 외벽에 부착하였으나(즉, 건식 방법), 본체(101)나 유관에 관통공을 형성하고 이 관통공에 초음파 진동자를 삽입하는 방식(즉, 습식 방법)으로 초음파 진동자를 설치할 수 있다. 이 경우, 초음파가 본체나 유관을 통과하면서 그 세기(에너지)가 약 해지는 것을 방지할 수 있으므로, 초음파 진동자에서 초음파를 약하게 발신하여도 유속 및 유량 측정이 가능해진다.In addition, in the above-described embodiment, the ultrasonic vibrator is attached to the main body 101 or the outer wall of the milk pipe (that is, a dry method), but a through hole is formed in the main body 101 or the milk pipe, and the ultrasonic vibrator is inserted into the through hole. The ultrasonic vibrator can be installed (that is, a wet method). In this case, the ultrasonic wave can be prevented from weakening while the ultrasonic wave passes through the main body or the oil canal, so that the flow rate and flow rate can be measured even if the ultrasonic vibrator transmits the ultrasonic wave weakly.

도 1은 종래의 유량측정방식을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional flow measurement method.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유속/유량측정용 정류반사체의 사시도이다.2 is a perspective view of a rectifier reflector for flow rate / flow rate measurement according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 유속/유량측정용 정류반사체가 설치된 상태의 사시도이다.3 is a perspective view of a state in which the rectifier reflector for flow rate / flow rate measurement of FIG. 2 is installed.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of an ultrasonic flowmeter according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 유량계의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of an ultrasonic flowmeter according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,20...유속/유량측정용 정류반사체 100...유속/유량측정용 정류반사관10,20 ... Commutator for flow rate / flow measurement 100 ... Commutator for flow rate / flow measurement

101...본체 110,120...정류반사체101 ... body 110, 120 ... rectifier reflector

131,132...초음파 진동자 200...초음파 유량계131,132 ... Ultrasonic Oscillator 200 ... Ultrasonic Flowmeter

Claims

A rectifier reflector for flow rate / flow measurement for reflecting the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic vibrator in the flow direction of the fluid in order to measure the flow velocity of the fluid flowing into the flow pipe,

It is formed in the longitudinal direction of the milk pipe and a plurality of flow holes through which the fluid flows is formed through, it is formed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the milk pipe has a reflective surface reflecting the ultrasonic wave, is installed in communication with the milk pipe Rectifier for flow rate / flow rate measurement, characterized in that.

The method of claim 1,

An end portion of the side in which the fluid is introduced in the flow hole is formed so that the diameter gradually decreases toward the flow direction of the fluid, flow rate / flow rate rectifying reflector.

The method of claim 1,

The reflecting surface is a flow rate / flow rate rectifying reflector, characterized in that formed inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the oil pipe.

A rectifier reflector for flow rate / flow rate measurement for measuring the flow rate of the fluid flowing inside the flow pipe,

The main body is formed long in one direction in a hollow shape,

It is formed in the longitudinal direction of the main body and a plurality of flow holes through which the fluid flows are formed through, and are coupled to both ends of the main body so as to communicate with the main body, the main body side cross section with respect to the longitudinal direction of the main body It is formed to be inclined and includes a pair of rectifying reflector for reflecting the ultrasonic wave transmitted from the outside in the longitudinal direction of the main body,

Rectifier for flow rate / flow rate measurement, characterized in that connected to the oil pipe so as to communicate with the oil pipe.

5. The method of claim 4,

An end portion of the side in which the fluid flows in the flow hole is formed so that the diameter gradually decreases toward the flow direction of the fluid.

5. The method of claim 4,

The main body side cross-section of each of the rectifying reflector is formed to be inclined at an angle of 45 degrees with respect to the longitudinal direction of the oil pipe is arranged side by side with each other, characterized in that arranged in parallel with each other.

Rectifier reflector for flow rate / flow rate measurement according to any one of claims 4 to 6;

A first ultrasonic vibrator for transmitting ultrasonic waves toward a main body side end face of any one of the pair of rectifier reflectors and receiving the ultrasonic waves reflected from the end face;

A second ultrasonic vibrator for transmitting ultrasonic waves toward the main body side end face of the other one of the pair of rectifier reflectors and receiving the ultrasonic waves reflected from the end face; And

It is electrically connected to the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator, and the ultrasonic waves are sequentially reflected to the pair of rectifier reflectors from the time point at which the ultrasonic waves are transmitted from the first ultrasonic vibrator and then received by the second ultrasonic vibrator. A first time required until the first time and a second time from the time when the ultrasonic waves are transmitted from the second ultrasonic vibrator to the time when the ultrasonic waves are sequentially reflected by the pair of rectifier reflectors and then received by the first ultrasonic vibrator And a controller configured to measure a time required and calculate a flow rate of the fluid flowing inside the main body by using a difference between the first time and the second time.

The method of claim 7, wherein

The first ultrasonic vibrator is provided in plurality along the longitudinal direction of the main body,

The second ultrasonic vibrator is provided in the same number as the first ultrasonic vibrator, and installed along the longitudinal direction of the main body so that the ultrasonic waves transmitted from each of the first ultrasonic vibrators are sequentially reflected by the pair of rectifier reflectors. Ultrasonic flow meter, characterized in that.