KR102603818B1 - Flow rate correction method according to the water level of the conduit flow metering system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관거용 유량 측정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법에 관한 것이다. 이를 위해, 관거(10)에 설치된 유속계(100)와 수위를 측정하는 압력센서(200)를 이용한 유량 보정방법에 있어서, 유속계(100)가 유속을 측정하고(S100), 압력센서(200)가 압력을 측정하는 단계(S110); 압력신호처리부(250)가 압력에 기초하여 수위를 산출하는 단계(S120); 제어부(300)가 유속 및 수위에 기초하여 관거(10)의 유량을 산출하는 단계(S130); 제어부(300)가 수위에 대응하여 미리 결정된 보정계수를 유량에 적용함으로써 보정유량을 산출하는 단계(S140); 제어부(300)가 보정유량들 중 최대값과 최소값을 제외하고 평균유량을 산출하는 단계(S150); 및 제어부(300)가 평균유량을 출력하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법이 제공된다.The present invention relates to a conduit flow measurement system, and more specifically, to a flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system. For this purpose, in the flow rate correction method using the flow meter 100 installed in the conduit 10 and the pressure sensor 200 to measure the water level, the flow meter 100 measures the flow rate (S100), and the pressure sensor 200 Measuring pressure (S110); The pressure signal processing unit 250 calculates the water level based on the pressure (S120); The control unit 300 calculates the flow rate of the conduit 10 based on the flow rate and water level (S130); The control unit 300 calculates a corrected flow rate by applying a predetermined correction coefficient to the flow rate in response to the water level (S140); The control unit 300 calculates the average flow rate by excluding the maximum and minimum values among the corrected flow rates (S150); and a step (S160) in which the control unit 300 outputs the average flow rate. A flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system is provided.
Description
본 발명은 관거용 유량 측정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a conduit flow measurement system, and more specifically, to a flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system.
일반적으로 하수관거 내의 하수유량을 측정하는 방식으로는 전자 유량계(Electro-Magnetic Flowmeter)를 사용하는 방식과; 하수관거 내 동일 유동 단면의 한 지점 또는 몇개의 지점에 점 유속을 측정하는 장치들을 사용하여 유량을 산출하는 방식과; 하수관거에 위어(Weir) 및 플륨(Flume)등을 설치하여 유량을 측정하는 방식과; 하수관거에 조리개 기구를 설치하고 여기에서 발생하는 차압을 측정하여 유량을 산출하는 방식과; 초음파 시간차 유속계와 수위센서를 조합하여 유량을 산출하는 방식과; 하수관거 외벽 및 별도의 측정관에 여러개의 초음파 시간차유량센서들을 설치하여 이들의 유속을 평균하여 유량을 산출하는 초음파 다회선 방식등을 이용한 유량측정 방식들이 사용되었다. 이들 중 하수관거의 바닥에 초음파 수위계 및 기타수위 측정 방식과 초음파 도플러 유속 측정 센서를 조합하여 하수유량을 측정하는 방식이 가장 많이 사용되었다.Generally, a method of measuring the sewage flow rate in a sewer pipe includes using an electro-magnetic flowmeter; A method of calculating flow rate using devices that measure point flow velocity at one point or several points of the same flow cross section within a sewer pipe; A method of measuring flow rate by installing a weir and flume in a sewer pipe; A method of calculating flow rate by installing an aperture device in a sewer pipe and measuring the differential pressure generated there; A method of calculating flow rate by combining an ultrasonic time difference flowmeter and a water level sensor; Flow measurement methods were used, such as the ultrasonic multi-line method, which calculates the flow rate by installing several ultrasonic time difference flow sensors on the outer wall of the sewer pipe and a separate measurement pipe and calculating the flow rate by averaging their flow velocities. Among these, the method of measuring sewage flow rate by combining ultrasonic water level gauges and other water level measurement methods and ultrasonic Doppler flow velocity sensors at the bottom of sewer pipes was the most widely used.
보다 구체적으로, 관거내에 유동하는 액체(예 : 상수, 하수, 오수, 우수 등)의 유량을 측정하기 위하여 초음파 도플러 방식의 유량계가 사용되고 있다 특히, 관거 내에 수위가 있는 비만관(부분적으로만 액체가 채워짐) 형태인 경우 별도의 압력센서로 수위를 측정한 뒤 관의 직경과 수위를 이용하여 유량을 측정한다. More specifically, an ultrasonic Doppler flowmeter is used to measure the flow rate of liquid (e.g. water, sewage, sewage, rainwater, etc.) flowing in the conduit. In particular, in non-obese pipes with a water level in the conduit (liquid only partially In the case of the filled) type, the water level is measured with a separate pressure sensor and then the flow rate is measured using the pipe diameter and water level.
그런데, 침적식(침습식) 유량계는 압력센서의 특성상 수위를 측정할 수 없는 불감대가 존재하고, 비만관인 경우 흐르는 물의 수위에서 파동이 발생한다. 이러한 이유로 정확한 유량을 측정하기 어렵다. 따라서, 관거를 유동하는 액체에 대해 정확한 유량을 실시간으로 측정할 수 있는 기술이 필요하다. However, due to the nature of the pressure sensor, immersion type flow meters have a dead zone where the water level cannot be measured, and in the case of non-invasive pipes, waves occur at the water level of the flowing water. For this reason, it is difficult to measure the exact flow rate. Therefore, a technology that can measure the accurate flow rate of liquid flowing through a conduit in real time is needed.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 관로의 수위에 따라 유량을 보정함으로써 정확한 유량을 측정할 수 있는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to adjust the water level of the conduit flow measurement system that can measure the accurate flow rate by correcting the flow rate according to the water level of the pipe. It provides a flow rate correction method.
본 발명의 또 다른 목적은, 최대 유량과 최소 유량의 차이가 크게 발생하더라도 신뢰할 수 있는 평균유량을 산출할 수 있는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a flow rate correction method according to the water level of a conduit flow measurement system that can calculate a reliable average flow rate even if there is a large difference between the maximum flow rate and the minimum flow rate.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 관거(10)에 설치된 유속계(100)와 수위를 측정하는 압력센서(200)를 이용한 유량 보정방법에 있어서, 유속계(100)가 유속을 측정하고(S100), 압력센서(200)가 압력을 측정하는 단계(S110); 압력신호처리부(250)가 압력에 기초하여 수위를 산출하는 단계(S120); 제어부(300)가 유속 및 수위에 기초하여 상기 관거(10)의 유량을 산출하는 단계(S130); 제어부(300)가 수위에 대응하여 미리 결정된 보정계수를 유량에 적용함으로써 보정유량을 산출하는 단계(S140); 제어부(300)가 보정유량들 중 최대값과 최소값을 제외하고 평균유량을 산출하는 단계(S150); 및 제어부(300)가 평균유량을 출력하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법이 제공된다.In order to achieve the above technical problem, in the flow rate correction method using the
또한, 관거(10)는 비만관이다.Additionally, the
또한, 측정단계(S100, S110) 내지 평균유량 산출단계(S150)는 일정시간마다 반복되고, 일정시간은 5초 ~ 3분 범위에서 결정된다.In addition, the measurement steps (S100, S110) to the average flow rate calculation step (S150) are repeated at regular intervals, and the constant time is determined in the range of 5 seconds to 3 minutes.
또한, 평균유량의 산출단계(S150)는 일정시간 중의 최대값과 최소값을 제외한다.In addition, the average flow rate calculation step (S150) excludes the maximum and minimum values during a certain period of time.
또한, 유량 산출단계(S130)는 입력된 관거(10)의 직경을 이용한다.Additionally, the flow rate calculation step (S130) uses the input diameter of the conduit (10).
또한, 보정계수는, 수위가 0.095m 이하일 때 0.98이고, 수위가 0.096 ~ 0.15m 일 때 1이고, 수위가 0.15 m 초과일 때 1.03이다.Additionally, the correction coefficient is 0.98 when the water level is 0.095 m or less, 1 when the water level is 0.096 to 0.15 m, and 1.03 when the water level is greater than 0.15 m.
또한, 보정유량의 산출단계(S140)는, 유량에 보정계수를 곱하여 보정유량을 산출한다.Additionally, in the correction flow rate calculation step (S140), the correction flow rate is calculated by multiplying the flow rate by the correction coefficient.
또한, 유속계(100)는 초음파 도플러 방식의 유속계이다.Additionally, the
본 발명의 일실시예에 따르면, 관로의 수위에 따라 유량을 보정함으로써 정확한 유량을 측정할 수 있다. 따라서 수위에 영향을 받는 유속을 초음파 도플러 방식으로 측정하더라도 유량을 보정함으로써 정확한 측정이 가능하다. 또한, 유속계의 설치 위치에 따라 유속 측정의 오차가 발생할 수 있는데, 이러한 측정 오차도 보정함으로써 정확한 유량 산출이 가능하다.According to one embodiment of the present invention, the accurate flow rate can be measured by correcting the flow rate according to the water level in the pipe. Therefore, even if the flow rate affected by the water level is measured using the ultrasonic Doppler method, accurate measurement is possible by correcting the flow rate. Additionally, errors in flow rate measurement may occur depending on the installation location of the flow meter. By correcting these measurement errors, accurate flow rate calculation is possible.
또한, 최대 유량과 최소 유량의 차이가 크게 발생하는 경우 종래에는 이들 값들을 모두 포함하여 평균유량을 산출하였기 때문에 신뢰도가 많이 저하되었다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따를 경우 이러한 최대유량과 최소유량을 평균 산출에서 제외시킴으로써 더욱 신뢰할 수 있는 정확한 유량을 얻을 수 있다. In addition, when there is a large difference between the maximum flow rate and the minimum flow rate, reliability was greatly reduced because the average flow rate was calculated by including all these values. However, according to an embodiment of the present invention, a more reliable and accurate flow rate can be obtained by excluding the maximum and minimum flow rates from the average calculation.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 관거용 유량 측정 시스템의 개략적인 블럭도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법을 나타내는 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later. Therefore, the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
1 is a schematic block diagram of a conduit flow measurement system;
Figure 2 is a flow chart showing a flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural or functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can have various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the specified features, numbers, steps, operations, components, parts, or them. It is intended to specify the existence of a combination, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.
실시예의 구성Configuration of the Example
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 관거용 유량 측정 시스템의 개략적인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 관거(10)는 폐단면을 형성하는 관일 수 있다. Hereinafter, the configuration of the preferred embodiment will be described in detail with reference to the attached drawings. Figure 1 is a schematic block diagram of a conduit flow measurement system. As shown in FIG. 1, the
관거(10)내에 유동하는 액체는 상수가 대표적이다. The liquid flowing in the
관거(10)는 만관일 수도 있으나, 비만관인 경우 관거(10) 내에 수위(20)를 가지며 수위(20)는 바닥으로부터의 높이(H)로 표기된다. The conduit (10) may be full, but in the case of an empty pipe, there is a water level (20) within the conduit (10), and the water level (20) is expressed as the height (H) from the floor.
유속계(100)는 관거(10)의 바닥이나 바닥 근처의 양측면에 설치되며, 흐르는 액체에 대해 초음파(120)를 발신한다. 유속계(100)는 수신되는 초음파에 대해 도플러 효과의 공식을 적용함으로서 유속(v)을 측정할 수 있다. The
유속신호처리부(150)는 유속계(100)의 신호를 입력받아 디지털화된 유속(V) 정보를 출력한다. 이를 위해 유속신호처리부(150)에는 초음파 발진회로, 증폭회로, 필터, 아날로그-디지털 변환회로 등이 포함된다. 유속신호처리부(150)는 제어부(300)와 연결된다. The flow speed
압력센서(200)는 침적식(침습식) 센서로서 관거(10)의 저면에 설치되어 수압에 비례하는 압력을 출력신호로 출력한다. 수위를 측정하기 위한 센서로는 수압을 이용한 압력센서(200) 외에 초음파식 수위측정센서, 레이더식 수위측정센서 등이 있고, 다양한 방식의 수위측정센서가 본 발명의 압력센서(200)를 대체할 수 있다. The
압력신호처리부(250)는 수압에 의한 압축 신호에 비례하여 디지털화된 수위(H) 정보를 출력한다. 이를 위해 압력신호처리부(150)에는 증폭회로, 필터, 아날로그-디지털 변환회로 등이 포함된다. 압력신호처리부(150)는 제어부(300)와 연결된다. The pressure
제어부(300)는 유속신호처리부(150)로부터 입력받은 유속(v), 압력신호처리부(250)로부터 입력받은 수위(H) 및 미리 입력된 관거(10)의 직경 정보를 이용하여 유량을 계산한다. 즉, 제어부(300)는 수위(H)와 직경으로부터 액체의 단면적을 구하고, 유속(v)을 이용하여 유량을 산출한다. 제어부(300)는 마이컴, CPU, 또는 노트북이나 컴퓨터가 될 수 있다. The
실시예의 동작Operation of the Embodiment
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 유속계(100)가 유속을 측정하고(S100), 압력센서(200)가 압력을 측정한다(S110). 구체적으로는 유속계(100)는 초음파(120)를 조사하여 반사되는 초음파(120)를 수신하며 유속신호처리부(150)는 유속(v) 정보를 연산하여 제어부(300)로 출력하게 된다. 이와 동시에 압력센서(200)는 압력을 측정한다. Hereinafter, the operation of the preferred embodiment will be described in detail with reference to the attached drawings. Figure 2 is a flow chart showing a flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, first, the
그 다음, 압력신호처리부(250)는 측정된 압력을 디지털화된 수위(H) 정보로 변환한다(S120). Next, the pressure
그 다음, 제어부(300)는 유속(v) 및 수위(H)를 입력받으며, 미리 입력된 관거(10)의 직경을 이용하여 유량을 산출한다(S130). 제어부(300)는 수위(H)와 직경으로부터 액체의 단면적을 구하고, 유속(v)을 이용하여 유량을 산출한다. 이러한 유량은 일정시간(예 : 5초)마다 산출된다. 일정시간은 5초 ~ 3분 범위에서 결정되고, 너무 빈번하면 연산처리에 부하가 걸려서 지연이 발생하며, 너무 긴 경우 유량 변화에 대응할 수 없는 문제가 생기기 때문이다. Next, the
그 다음, 제어부(300)는 수위(H)에 대응하여 미리 결정된 보정계수를 유량에 곱함으로써 보정유량을 산출한다(S140). 보정계수는, 수위(H)가 0.095m 이하일 때 0.98이고, 수위(H)가 0.096 ~ 0.15m 일 때 1이고, 수위(H)가 0.15 m 초과일 때 1.03이다. 보정계수는 다른 직경을 갖는 관로(10)에 대해서도 비례적으로 적용할 수 있다. Next, the
그 다음, 제어부(300)는 일정시간(예: 5초)마다 산출된 복수의 보정유량들을 1분 단위로 그룹화하고, 해당 그룹내에서 최대유량과 최소유량을 제외한 나머지 유량정보로 평균유량을 산출한다(S150). 최대유량과 최소유량을 제외하는 이유는 첫째, 관로(10)내에서 유속(v)이나 수위(H)가 순간적인 측정오류로 현재 유량 보다 현저히 다른 결과를 산출하는 경우가 있기 때문이다. 둘째, 최대유량과 최소유량의 편차가 심할 경우평균 유량의 신뢰도가 저하되기 때문이다.Next, the
그 다음, 제어부(300)는 평균유량을 저장하고, 출력한다(S160). 출력은 해당 기기내의 디스플레이에 표시하거나 유선 또는 무선 통신을 통해 외부 기기(예 : 중앙 관제센터의 서버컴퓨터)로 전송하는 것을 포함한다. 이러한 출력은 1분 단위로 이루어질 수 있다. Next, the
실험예Experiment example
이하에서는 본 발명에 따른 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법의 실험과 실험 데이터에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the experiment and experimental data of the flow rate correction method according to the water level of the conduit flow measurement system according to the present invention will be described.
실험예Experiment example
(m(m
33
/h)/h)
(m)(m)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
[표 1]은 기준유량이 15 m3/h인 경우에 대해 15초 간격으로 수위와 유속을 측정한 뒤 보정계수를 곱해서 보정유량을 산출한 결과이다. [표 1] 및 이하의 실험은 국가교정기관의 실험실에서 소급성이 확보된 기준기(전자유량계)를 사용하여 정확히 측정되었다. [표 1]에서 보정전 유량의 평균이 15.47 m3/h로써 기준 유량에 비해 4.7% 높게 나왔음을 알 수 있다(참고로, 허용되는 유량오차는 ±2%). 이에 보정계수로 -2%(0.98)를 보정하여 허용범위에 들어오도록 하였다. 즉, 보정계수를 곱하여 보정된 유량 15.115 m3/h은 허용되는 오차 범위에 속하게 된다. [Table 1] shows the results of measuring the water level and flow rate at 15-second intervals for a standard flow rate of 15 m 3 /h and then multiplying the correction coefficient to calculate the corrected flow rate. [Table 1] and the following experiments were accurately measured using a reference device (electromagnetic flowmeter) with guaranteed traceability in the laboratory of a national calibration institute. [Table 1] shows that the average flow rate before correction was 15.47 m 3 /h, which was 4.7% higher than the standard flow rate (for reference, the allowable flow rate error is ±2%). Accordingly, the correction coefficient was adjusted by -2% (0.98) to fall within the acceptable range. In other words, the flow rate of 15.115 m 3 /h corrected by multiplying the correction coefficient falls within the allowable error range.
(m(m
33
/h)/h)
(m)(m)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
[표 2]는 기준유량이 20.1 m3/h인 경우에 대해 15초 간격으로 수위와 유속을 측정한 뒤 보정계수를 곱해서 보정유량을 산출한 결과이다. [표 2]에서 보정전 유량의 평균이 20.188 m3/h로써 허용되는 유량오차(±2%) 범위내에 속하는 것을 알 수 있다. 따라서, 보정이 필요없다. [Table 2] shows the results of measuring the water level and flow rate at 15 second intervals for a standard flow rate of 20.1 m 3 /h and then multiplying the correction coefficient to calculate the corrected flow rate. [Table 2] shows that the average flow rate before correction is 20.188 m 3 /h, which falls within the allowable flow rate error (±2%) range. Therefore, no correction is necessary.
(m(m
33
/h)/h)
(m)(m)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
(m/sec)(m/sec)
(m(m
33
/h)/h)
[표 3]은 기준유량이 25.3 m3/h인 경우에 대해 15초 간격으로 수위와 유속을 측정한 뒤 보정계수를 곱해서 보정유량을 산출한 결과이다. [표 3]에서 보정전 유량의 평균이 24.638 m3/h로써 기준 유량에 비해 6.62% 낮게 나왔음을 알 수 있다. 이에 보정계수로 +3%(1.03)를 보정하여 허용범위에 들어오도록 하였다. 즉, 보정계수를 곱하여 보정된 유량 25.431 m3/h은 허용되는 오차 범위에 속하게 된다. [Table 3] shows the results of measuring the water level and flow rate at 15-second intervals for a standard flow rate of 25.3 m 3 /h and then multiplying the correction coefficient to calculate the corrected flow rate. [Table 3] shows that the average flow rate before correction was 24.638 m 3 /h, which was 6.62% lower than the standard flow rate. Accordingly, a correction coefficient of +3% (1.03) was corrected to bring it within the acceptable range. In other words, the flow rate of 25.431 m 3 /h corrected by multiplying the correction coefficient falls within the allowable error range.
[표 4]는 전술한 [표 1] ~ [표 3]의 실험에서 수위 범위별 보정계수를 나타내는 표이다. [Table 4] is a table showing correction coefficients for each water level range in the experiments of [Table 1] to [Table 3] described above.
(m(m
33
/h)/h)
(m(m
33
/h)/h)
평균(maverage (m
33
/h)/h)
이동평균moving average
데이터 data
(m(m
33
/h)/h)
(%)(%)
(m(m
33
/h)/h)
(%)(%)
[표 5]는 6초 간격으로 측정한 유량에 대해 10개의 데이터를 한 개씩 이동(Shift)하여 평균유량을 산출한 것이다. [표 5]에서 측정유량의 최소값은 13.522 m3/h이고, 최대값은 21.520 m3/h이다. 따라서 이러한 최대값과 최소값을 포함하여 평균유량을 산출하면 3 ~ 4 %의 오차가 발생함을 알 수 있고, 최대값과 최소값을 제외한 8개의 데이터로 평균유량을 산출하면 1% 이내로 측정오차를 줄일 수 있음을 확인하였다.[Table 5] calculates the average flow rate by shifting 10 pieces of data one by one for the flow rate measured at 6-second intervals. In [Table 5], the minimum value of the measured flow rate is 13.522 m 3 /h and the maximum value is 21.520 m 3 /h. Therefore, it can be seen that if the average flow rate is calculated including these maximum and minimum values, an error of 3 to 4% occurs, and if the average flow rate is calculated using 8 data excluding the maximum and minimum values, the measurement error can be reduced to within 1%. It was confirmed that it was possible.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.
10 : 관거,
20 : 수위,
100 : 유속계,
120 : 초음파,
150 : 유속신호처리부,
200 : 압력센서,
250 : 압력신호처리부,
300 : 제어부,
H : 수위,
V : 유속.10: conduit,
20: water level,
100: tachometer,
120: ultrasound,
150: flow rate signal processing unit,
200: pressure sensor,
250: pressure signal processing unit,
300: control unit,
H: water level,
V: Flow velocity.
Claims (8)
상기 유속계(100)가 유속을 측정하고(S100), 상기 압력센서(200)가 압력을 측정하는 단계(S110);
압력신호처리부(250)가 상기 압력에 기초하여 수위를 산출하는 단계(S120);
제어부(300)가 상기 유속, 상기 수위 및 입력된 상기 관거(10)의 직경에 기초하여 상기 관거(10)의 유량을 산출하는 단계(S130);
상기 제어부(300)가 상기 수위에 대응하여 미리 결정된 보정계수를 상기 유량에 곱하여 보정유량을 산출하는 단계(S140);
상기 제어부(300)가 일정시간 중 상기 보정유량의 최대값과 상기 보정유량의최소값을 제외하고 평균유량을 산출하는 단계(S150); 및
상기 제어부(300)가 상기 평균유량을 출력하는 단계(S160);를 포함하고,
상기 측정단계(S100, S110) 내지 상기 평균유량 산출단계(S150)는 상기 일정시간마다 반복되며,
상기 일정시간은 5초 ~ 3분이고,
상기 관거(10)는 비만관이며,
상기 유속계(100)는 초음파 도플러 방식의 유속계이며,
상기 보정계수는 상기 수위가 0.095m 이하일 때 0.98이고, 상기 수위가 0.096 ~ 0.15m 일 때 1이고, 상기 수위가 0.15 m 초과일 때 1.03인 것을 특징으로 하는 관거용 유량 측정시스템의 수위에 따른 유량 보정방법.In the flow correction method using the flow meter 100 installed in the conduit 10 and the pressure sensor 200 to measure the water level,
The flow meter 100 measures the flow rate (S100) and the pressure sensor 200 measures the pressure (S110);
The pressure signal processing unit 250 calculates the water level based on the pressure (S120);
The control unit 300 calculates the flow rate of the conduit 10 based on the flow rate, the water level, and the input diameter of the conduit 10 (S130);
The control unit 300 calculates a corrected flow rate by multiplying the flow rate by a predetermined correction coefficient corresponding to the water level (S140);
The control unit 300 calculates an average flow rate excluding the maximum value of the correction flow rate and the minimum value of the correction flow rate during a certain period of time (S150); and
It includes a step (S160) of the control unit 300 outputting the average flow rate,
The measurement steps (S100, S110) to the average flow rate calculation step (S150) are repeated at the predetermined time,
The schedule time is 5 seconds to 3 minutes,
The conduit (10) is a fat pipe,
The velocimeter 100 is an ultrasonic Doppler type velocimeter,
The correction coefficient is 0.98 when the water level is 0.095 m or less, 1 when the water level is 0.096 to 0.15 m, and 1.03 when the water level is greater than 0.15 m. Flow rate according to the water level of the conduit flow measurement system. Correction method.
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