초음파 상호상관 기법을 이용한 유체의 평균유속 측정 연구 = A Study on Mean Flow Velocity Measurement by Cross Correlation of Ultrasonic Waves

국문 초록 (Abstract)

초음파 상호상관 기법을 파이프를 통해 흐르는 물의 유속측정에 적용하였다. 상호상관 기법을 활용하여 비삽입 방법으로 유체의 평균 유동속도를 측정할 수 있었으며, 이 기법을 이용한 비삽입, 비접촉식 측정방식은 기존의 기계식 유량계의 유동방해로 인한 공정에너지 손실을 크게 감소시키는 장점을 가지고 있다. 유동속도의 계산을 위해 실시간 FFT용 디지탈 신호처리기를 이용하였으며, 50mm에서 248mm의 유동관에서 유동 실험결과 0.25m/s에서 16m/s사이의 유속범위에서 평균유속의 측정 정확도는 약 $1\%$ 나타났다. 상호상관 기법의 유동측정 기술은 상수와 공업용수 등을 포함한 대부분의 액체유량 측정에 활용이 가능하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

An application of the cross correlation technique by adopting ultrasonic waves for water pipe flow measuring purpose is studied. It is a non-intrusive flow metering method by determining the time of the flight of the flow turbulent noise and its non-obstructing mechanism enables to reduce process energy loss due to the flowmeter obstruction. A digital signal processor for the purpose of the real time Fourier transform was employed for the fast time calculation of the flow velocity. The overall accuracy was found as about $1\%$ for flow velocities from 0.25 m/s up to 16 m/s and for the pipe inside diameters from 50mm to 248mm. The cross correlation technique can be used for the tap water utility including most common liquid flows.