• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.237-237
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• 2020

수도계량기(이하 "수량계")는 액체용 적산부피계로 물 사용량을 적산 계량하기 위한 기계기구 또는 장치이며 수량계 검정기준에 의해 검사기준 합격제품을 사용하서 수도요금을 징수합니다. 사실상 국내계량에 관한 법률에 의거하여 전이유량비가 6.3배수(2014년) > 4.0배수(2016년) > 1.6배수(2017년)로 점점 향상되며 2017년 기준으로 국제법정계량기구(OIML)의 성능과 같은 1.6배수까지 향상되어 국내의 수량계 기술기준이 많은 부분 향상되었습니다. 그러나 국제법정계량기구(OIML)는 현재 1.6배수의 80배수까지 검사기준에 합격에 반하여 현제 국내의 검사기준은 1.6배수의 100배수까지만 합격기준을 가지고 있습니다. 이러한 기준은 점차 발전해가고 있는 후발국가에 속하는 자국의 검사기준이 너무 갑작스럽게 국제법정계량기구(OIML)의 기준보다 높은 검사기준을 시행하며 많은 문제가 발생한 것 같습니다. 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 여러 복합적인 부품으로 이루어진 수량계의 유량 및 유속에 영향력이 있다고 보여지는 특정 부품 혹은 부위의 개선 및 개발로 해결할 수 있지 않을까 하는 의구심에 연구를 시작되었습니다. 유량 및 유속에 영향을 끼치는 유입부의 스트레이너, 내부 임펠러의 변경으로 성능검사에서 영향을 끼치는지를 유체역학 및 유동해석 등을 통하여 테스트 후 각각 단계 및 상황별 목업금형을 제작하여 현재 국내검사기준으로 진행되는 성능테스트인 기차테스트를 진행하였습니다. 먼저 수량계의 특성상 수량계 내부의 유량을 유체역학 및 유동해석으로 정확히 뽑아내는 것이 불가능하여 유입부 유출부의 유량의 흐름을 기준으로 유체역학 및 유동해석을 진행하였습니다. 테스트 후 그 결과 값으로 유입부의 스트레이너의 삽입 각도를 0°, 90°, 135°, 180°, 270°로 각각 제작하여 테스트를 진행하였으며, 내부 임펠러는 straight, SR, SL, SL R70, SL R60, R75, SR R65 형상으로 각각 제작하여 테스트를 진행하였습니다. 전반적으로 기존의 수량계보다 높은 성능을 보여주었으며, 특정 스트레이너의 삽입각도 및 임펠러의 형상에서는 기존보다 훨씬 유수율이 절감되는 결과값이 나왔습니다. 그로 인해 검사기준에 쉽게 부합할 수 있으며 물 사용량을 보다 정확히 계측하여 정확한 수도요금을 부과하여 국세 낭비로 인한 경제적 손실을 감소할 수 있을 것 같습니다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.330-334
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• 2011

자연하천의 유량값은 일반적으로 횡단면의 면적과 이를 통과하는 유속의 곱으로 산정된다. 유량측정 방법은 하천의 형태와 저 평수기 및 홍수기의 수위에 따라 도섭법, 교량법, 부자법 및 보트를 이용한 ADVM 측정법 등 다양한 방법으로 실시된다. 그러나 현장 여건에 따라 흐름에 직각이 아닌 사교에서 측정이 이루어지는 경우에는 단면적의 오차를 포함할 가능성이 크기 때문에 횡단면의 측선 각도에 따라 각보정을 실시해야 한다. 현재 사교에서 유량 측정을 실시하는 경우, 흐름의 직각을 기준으로 처짐각을 측량하여 각 측선에 $cos{\theta}$를 적용하여 단면적을 보정하고 있는데, 이 처짐의 정도가 유량의 참값에서 어느 정도의 영향을 미치는지에 대한 검토가 요구된다. 본 연구에서는 한강수계 왕숙천에 위치한 퇴계원 지점에서 실시간 수위에 따른 유속을 측정하였으며, 횡단면에 직각인 측선을 기준값으로 제시하고, 처짐각의 정도를 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$, $40^{\circ}$, $50^{\circ}$까지 늘려 산정된 유량값을 기준값과 비교 분석하였다. 본 연구에 쓰인 측정기기는 Price AA 유속계이고, 측정방법으로는 유량의 흐름 방향을 기준하여 직각으로 수면에서 0.6d 지점의 유량측정방법(1점법)을 적용하였다. 그 결과 유량의 흐름 방향을 기준하여 직각인 경우 $1.39m^3/s$의 유량에서 보정 전 각 $10^{\circ}$의 유량 $1.36m^3/s$, $30^{\circ}$의 유량 $1.49m^3/s$, $50^{\circ}$의 유량 $2.25m^3/s$로 각이 클수록 단면적이 크게 나타나며 유량 역시도 과대 산정됨을 알 수 있었다. 따라서 도섭법을 이용한 유량측정이나 사교에서의 교량법 등을 적용하여 유량측정을 실시할 경우 유량의 흐름방향을 기준으로 직각으로 유량측정을 실시하여 유량을 산정하되 부득이한 경우로 사교에서의 측정이 이루어 졌을 시 흐름 방향을 기준으로 각도를 측정하여 크게 나타나는 단면적에 처짐각을 보정하여 유량을 산정함이 오차를 줄일 수 있으며, 신뢰성 있는 유량자료 생산의 방법이 라 할 수 있겠다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.22 no.3
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• pp.246-253
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• 2002

This paper describes the development and the field application of the ultrasonic gas flowmeter for accurate measurement of the volumetric flow rate of gases in a harsh environmental conditions in iron & steel making company. This ultrasonic flowmeter is especially suited for measuring LDG, COG, BFG gases produced in iron & steel making process. This is a transit time type ultrasonic flowmeter. We have developed the transmitting & receiving algorithm of ultrasonic wave and the ultrasonic signal processing algorithm to develope a transit time type ultrasonic flowmeter. We have evaluated the performance of ultrasonic flowmeter by the calibration system with Venturi type standard flowmeter. We has confirmed its reliability by extensive field tests for a year in POSCO, iron & steel making company. Now we have developed the commercial model of ultrasonic flowmeter and applied to the POSCO gas line.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1908-1912
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• 2009

유량자료는 물의 순환과정을 규명하고 효율적인 수자원 개발 및 이수 치수 계획 등에 매우 귀중하게 이용된다. 그러나 이러한 유량자료를 확보하는 데는 많은 시간과 경비 등이 요구되기 때문에 주요 수위의 유량측정자료로 수위-유량관계 곡선식(Stage-Discharge Curve)을 개발하여 유량자료를 환산하고 있다. 따라서 수위-유량관계 곡선식의 신뢰도는 유량자료의 품질에 절대적인 영향을 미치는 요인으로 작용된다. 수문학을 연구하는 많은 학자들은 고품질의 유량자료를 생산하여 신뢰성 있는 곡선식을 개발하고자 유량측정 방법과 기준, 장비개량 등에 관한 연구를 수행하고 있다. 측정하고자 하는 기기별 측정 성과에 대한 연구 자료가 거의 없이 국내에 보급된 다양한 유속측정기기를 사용하여 유량자료를 생산하여 활용하고 있다. 본 연구에서는 규격화된 콘크리트 수로에 일정한 유량을 흘려보내고 다양한 측정기기를 이용하여 유속을 측정하였다. 그리고 이 측정성과를 이용하여 유량을 산정하고 비교분석하였다. 실험을 위해서 국내에서 일반적으로 사용되고 있는 측정기기로 마그네틱유속계(Electromagnetic Current Meter), 휴대용유량계(Flow Meter), 프라이스유속계(USGS Type AA Current Meter), 갈수기용유속계(USGS Pygmy Meter)등의 장비를 사용하였으며, 동일한 조건에서 유량을 얻음으로 측정 기기가 제시하는 유량을 알 수 있었다. 비교검토에 적용하고자 측정한 수심으로는 0.25m, 0.30m, 0.35m, 0.40m의 4개 Case로 진행이 되었으며, 측정방법으로는 도섭법(Wading Measurement)에 의하거나 케이블웨이(Cableway), 교량법(Bridge Measurement), 보트법(Boat Measurement)등이 있으나, 신뢰성과 정확도를 높이기 위해 도섭법으로 수면에서 0.6d 지점의 유량측정방법(1점법)을 적용하였다. USGS Type AA Current Meter, USGS Pygmy Meter는 유속측정기기의 검교정을 받았으므로 다른 실험유속측정치의 비교를 위한 기준값으로 사용하였다. 따라서 국내에서 널리 사용되는 측정기기(Electromagnetic Current meter, Flow Meter, USGS Type AA Current Meter, USGS Pygmy Meter)별 검토 결과 프라이스유속계를 기준으로 마그네틱유속계는 ${\pm}$10% 이상, 갈수기용 유속계 및 휴대용 유량계는 ${\pm}$5% 미만의 차이가 있음을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.204-208
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• 2008

오염총량관리제의 효율적인 추진을 위해서는 단위유역별로 정확한 배출부하량 산정, 오염부하량 할당 및 이행평가가 필요하고 이를 위해서는 정확하고 정기적인 유량자료의 확보가 필요하다. 이러한 이유로 낙동강 수계총량센터에서는 2004년 8월부터 현재까지 평균 8일 간격(30회 이상/년)으로 오염총량관리 단위유역 41개 지점과 시도요구 6개 지점 등 총 47개의 지점에 대해 직 간접적으로 유량자료를 생산하고 있다. 이렇게 획득된 실측유량은 낙동강에서 시간에 따른 지점별 유량 변동추세 파악의 근거자료가 되며, 10년 평균 저수량과 같은 기준유량 산정의 기초 자료를 제공하여 주요 수질정책 자료로 활용될 수 있도록 하고 있다. 본 연구에서는 2004년부터 2007년까지 총 4년간 수행된 낙동강수계 단위유역별 유량측정성과에 대한 평가 및 수행결과에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1563-1567
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• 2007

오염총량관리제의 효율적인 추진을 위해서는 단위유역별로 정확한 배출부하량 산정, 오염부하량 할당 및 이행평가가 필요하고 이를 위해서는 정확하고 정기적인 유량자료의 확보가 필요하다. 이러한 이유로 낙동강 수계총량센터에서는 2004년 8월부터 현재까지 8일 간격(30회 이상/년)으로 오염총량관리 단위유역 41개 지점과 시도요구 6개 지점 등 총 47개의 지점에 대해 직 간접적으로 유량자료를 생산하고 있다. 이렇게 획득된 실측유량은 낙동강에서 시간에 따른 지점별 유량 변동추세 파악의 근거자료가 되며, 10년 평균 저수량과 같은 기준유량 산정의 기초자료를 제공하여 주요 수질정책 자료로 활용될 수 있도록 하고 있다. 본 연구에서는 2004년부터 2006년까지 수행된 낙동강수계 단위유역별 유량측정성과에 대한 평가 및 수행결과에 대해 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.10
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• pp.1219-1230
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• 2004

Comparing to the gravimetric and volumetric method, the flowmeter calibration based on the master meter method is relatively economical and convenient, especially for high flowrate. The uncertainty of flow quantity and flowrate using the master meter method was evaluated according to the GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement). In order to apply for the wider flow range, two master meters (electromagnetic flow meter) were employed as reference flowmeters. The uncertainty of the master meter was obtained by combining the statistical variation of the repeated measurements and the variation of fluid density and pipe material due to temperature and pressure changes were scrutinized. for a practical application, the uncertainty of calibrator, whose measuring capacity of 1000 ㎥/h obtained by employing two 500 ㎥/h electromagnetic How meters, was evaluated. The uncertainty budget shows the quantitative contribution of each uncertainty component to the overall uncertainty of the calibrator. As a result, it was found that the dominant uncertainties were from the master meter, which was evaluated statistically, and from the process of least squares fitting. On the contrary, the uncertainties arising from the variation of the fluid density and the pipe volume due to the temperature and pressure were negligible.

• Journal of Wetlands Research
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• v.12 no.1
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• pp.95-103
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• 2010

Discharge data examine the process of hydrologic cycle and used significantly in water resource planning and irrigation and flood control planning. However, it needs lots of time and money to get the discharge data. So discharge rating curve is usually used in converting discharge data. Therefore reliability of discharge rating curve absolutely depends on quality of discharge data. Many engineers who study hydrologic engineering make high quality discharge data to develop reliable discharge rating curve. And they carry out research on standard and method of discharge measurement, and equipment improvement. Now various flow meters are utilized to make discharge data in Korea. However, accuracy of equipment and experimental research data from measurement are not enough. In this paper, constant discharge flowed through standard concrete channel, and the velocity is measured using various flow meters. Also Discharge is calculated by measured data to compare and analyze. The equipment for the experiment is Price AA(USGS Type AA Current meter), flow meter, ADC, C2 small current meter, flow tracker, Electromagnetic current meter. The discharge got form various flow meters which are widely used for discharge measurement. The various depths of water were examined and compared such as 0.30 m, 0.35 m, 0.40 m, 0.45 m, 0.50 m, 0.55 m. The experiment progresses a round-measurement on 6-case. Wading measurement(one point method : the 60 % height in surface of the water) was applied to improve creditability and accuracy among measurement methods. USGS Type AA current Meter, Flow Meter, ADC, C2 Small Current meter got the certificate of quality guaranteed. So the results of experiment were used to compare discharge. The Results showed the difference based on USGS Type AA current Meter at average discharge and velocity. Electromagnetic current meter made differences over $\pm$ 10 % and Flow Meter made differences under $\pm$ 10 %. Also ADC, Flow Meter, C2 Small Current meter made differences under $\pm$ 5 %.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.684-684
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• 2012

하천유량측정은 불가피하게 사교형태의 교량에서 측정을 해야하는 경우가 적지 않다. 이러한 교량에서의 유량측정은 수위-단면적이 과대산정되어 유량 역시 크게 산정되므로 이에 대한 보정을 필요로 한다. 본 연구에서는 왕숙천에 위치한 퇴계원 수위관측소 하류 400m 위치에서의 도섭법을 통한 횡단면 측선각도 변화에 따른 유량차의 비교와 오산천에 위치한 약 $45^{\circ}$ 사교(탑동대교)의 탑동 수위관측소 위치의 교량법을 이용한 유량측정 성과, 한탄강에 위치한 약 $15^{\circ}$ 사교(한탄대교)의 전곡 수위관측소 상류 1km에 위치한 한탄대교에서의 교량법 측정 성과에 따른 유량차를 비교 분석하였다. 한강유역 왕숙천, 오산천, 한탄강에 위치한 퇴계원 지점, 탑동 지점, 전곡 지점에서 실시간 수위에 따른 유속을 측정하였으며, 퇴계원 지점에서는 횡단면에 직각인 측선을 기준 값으로 제시하고, 횡단방향각의 정도를 $10^{\circ}$, $30^{\circ}$, $50^{\circ}$으로 늘려 산정을 하였고, 탑동과 전곡 지점에서는 사교에서의 횡단각을 측정하여 사교의 각을 산정한 후 보정 전 후의 유량 값을 비교 분석하였다. 측정에 사용된 기기는 Price AA 유속계이고, 측정방법은 도섭법과 교량법을 적용하였다. 그 결과 직각인 측선에서 측정한 유량보다 사교형태에서 측정한 유량이 크게 산정되었다. 각 지점의 보정전 후 유량비는 탑동 지점 약 41.42%, 전곡 지점 약 3.53%로 산정되어 $15^{\circ}$ 사교의 전곡 지점에 비해 $45^{\circ}$ 사교의 탑동 지점의 보정전 후 유량차이가 크게 나타남에 따라 각이 클수록 유량 역시 과대하게 산정됨을 알 수 있었다. 따라서 유량측정을 실시할 경우 유량의 흐름방향을 기준으로 직각의 유량측정을 실시하여 유량을 산정하되 부득이한 경우로 사교에서의 측정이 이루어졌을시 흐름 방향을 기준으로 각도를 측정하여 크게 나타나는 수위-단면적에 각보정하여 유량을 산정함이 오차를 줄일 수 있으며, 신뢰성 있는 유량자료 생산의 방법이라 할 수 있겠다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.253-253
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• 2022

수문조사 방법 및 기준은 각 국가별 기후, 유역 및 하천특성에 따라 다르게 제시되고 있으며, 세계기상기구(WMO)나 국제표준화기구(ISO)에서는 국제적으로 통용될 수 있는 기준을 제시하고 있다. 대부분의 국가에서는 국제기구 또는 수문조사 선진국(미국, 일본, 영국 등)에서 제시한 기준 및 방법을 도입하여 적용하고 있으며, 국내의 경우도 국제기준과 더불어 미국의 기준과 우리나라와 기후, 지형 및 하천특성이 비슷한 일본의 기준을 많은 부분에서 도입하였다. 유속계에 의한 유량측정 시 측선수를 늘리면 정확도를 높일 수 있지만 대하천 또는 수위(유속)가 급변하는 경우에는 측선수를 많이 해서 측정시간이 길어지면 오히려 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 특히, 국내에서 홍수시 신속한 측정에 사용되는 부자와 전자파표면유속계는 기존의 회전식유속계 측선수 기준을 적용하는 것은 적합하지 않다. 이에 따라, 우리나라 수문조사 전담기관인 한국수자원조사기술원에서는 전자파표면유속계 측선수 기준을 실무적으로 제시하고 있으나 이에 대한 기술적인 검토가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 2016년~2020년까지 한국수자원조사기술원에서 측정된 58개 지점의 총 739개의 전자파표면유속계 측정성과에 대하여 수면폭 및 측선수 현황을 살펴보았다. 한국수자원조사기술원 일반기준 이상 측선수 비율은 646개(87.4%), 긴급기준 이상 측선수 비율은 739개(100.0%) 그리고 전체 평균값 이상 측선수 비율은 404개(54.7%)로 나타났다. 일반기준 이상 측선수가 많은 원인을 파악해보기 위하여 측선수를 최대구간유량비 20% 이상일 때까지 측선수를 10%씩 감소하여 산정된 유량의 변화를 검토하였다. 유량 변화 검토 결과 현장에서 유량측정 시 측선수의 등유량 배치, 최대구간유량비(20%) 및 불확도(±10%) 기준을 준수하기 위해서 기준 이상의 측선수를 확보하는 경향으로 판단되었다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 측선수 감소에 따른 유량 편차율 ±10%와 불확도 ±10% 조건을 만족하는 수면폭 구간별 최소 기준을 제시하였으며, 이 기준을 적용할 경우 전자파표면유속계로 현장에서 보다 신속하고 정확한 유량측정을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.