• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.613-620
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• 2016

유체의 전도율(conductivity)이 전자기유량계의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 소형 전자기 유량계를 설계 제작하였다. 유량계의 측정관(measuring tube)은 $4mm{\times}3mm$의 직사각형 단면을 가지며 길이는 9 mm이다. 전극은 직경이 1.5 mm인 점전극과 단면이 $2mm{\times}3mm$인 면전극으로 설계하였다. 코일의 열 발생에 영향을 미치는 자화주파수, 회전수 및 굵기를 변화시키면서 최적값을 찾았다. 최적화된 측정관은 자속밀도(magnetic flux density) 0.04 T (400 gauss)를 발생시키며 안정되고, 선형적인 유량신호를 얻을 수 있었다. 유량계를 특성을 평가하기 위해 중량식 유량계 교정 장치를 제작하였다. 유동율 범위는 최대 $1.17{\times}10^{-5}m^3/s$(700 cc/min)이며 ISO규격에 따라 유동량 결정의 불확도를 평가하였으며 크기는 0.06 % 이내이었다. 유체의 전도율은 $3-11{\mu}S/cm$ 사이에서 조절하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.590-595
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• 2008

본 논문에서는 적응형 TMS(굴뚝배출가스 감시시스템) 면적식 유량계를 제안하였다. 이 유량계는 투명한 재질의 유리 테이퍼관 내부에 흐르는 유량의 증감에 따라 상하로 움직이는 플로트의 위치를 테이퍼관을 따라 일직선상으로 배열된 광센서로 검지하고, 설정한 값에 대응한 가스 유량이 가스 분석기에 인입되도록 실시간으로 서보모터 구동회로를 최적 제어하는 방법을 채택하였다. 제안한 유량계는 테이퍼 관에 흐르는 유량을 단계별로 검지할 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 유량을 제어하기 때문에 튜브라인의 막힘 현상이 발생할 가능성을 미연에 방지할 수 있다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.57-62
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• 2015

The test of comparing liquid flow calibration system (approved by KOLAS) for accuracy and structure change test was performed in the test bed in order to evaluate the typical characteristics of the electromagnetic flow meters and parshall flume that are generally used in the water discharging facilities. The results of the accuracy comparing test with liquid flow calibration system showed the error of less than 2%. Pharshall plume got error up to -8.3% (low flow) from the flow rate test, but less than 4% from the accumulated flow test because of offset error at high flow rate and low flow rate. Evaluation of structual change test was tested with only parshall flume using structure and it consisted of installation angle (parshall flume and level sensor) and position change. Installation angle, water level sensor angle and position changing test for parshall flume had errors of 3.1%~-9.2%, 0.4%~-5.6% and 0.2%~1.3% respectively. Especially, the error showed the largest increase when the water level sensor measured the point of decreased flow by the structure change. Therefore, error factors (change of straight pipe length, installation of obstacle or effect of foreign substances on water level sensor) that can often occur in the field should be derived and the research for optimized installation method should be carried out continuously.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1774-1778
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• 2008

유량 환산에 이용되는 수위-유량 관계곡선식은 하천의 흐름을 정상 등류상태로 가정하고 유속계를 하천에 투입하여 년간 정해진 횟수의 유량측정을 실시하여 이로부터 갱신하여 작성하고 있다. 평수기에는 이렇게 기기를 이용하여 유량측정이 가능하지만 홍수기나 갈수기에는 접촉식 유속계를 이용한 하천유량 측정이 불가능한 실정이다. 홍수기에는 기기 손상과 관측자의 안전이 위협받는 실정이고, 갈수기에는 유속이 너무 느려서 (0.1 m/s 이하) 프로펠러 유속계의 경우 유속의 정확한 관측이 힘들다. 또한 전지구적 빈번한 이상기후의 현실정에서 가장 중요한 기초 수문자료인 홍수량의 정확한 측정 자료는 많지 않다. 홍수유량을 측정하기 위해서 현재에도 기존의 봉부자를 이용하거나 유비쿼터스 센서를 장착한 봉부자를 이용하는 유량측정 기법이 향해지고 계속적으로 소개되고 있는 실정이지만 봉부자의 특성상 정확한 유량을 계산하기에는 어려움이 많다. 현재 선진국에서는 흐름과 비접촉식 방법을 이용한 하천유량측정 방법이 지난 10 여년간 꾸준이 연구되어 왔다. 그중 대표전인 것이 전자파를 이용한 방법과 영상해석에 의한 방법이다. 전자의 경우 국내에서는 수자원공사에서 10년 이상 연구 개발하여 상품화 시킨바 현업에서 이를 이용하여 홍수유량측정을 실시하고 있다. 후자의 방법은 유체역학 분야에서 흐름해석에 주로 이용되어지던 PIV(particle image velocimetry) 기법을 하천과 같이 대규모의 흐름영역에 적용가능하도록 개발된 기술로 LSPIV (large-casle particle image velocimetry)라 불리우는 기술이다. 본 연구에서는 미국 Iowa 대학에서 개발한 LSPIV를 이용하여 홍수파의 진행시 수위와 유량의 두 변수 사이에 나타나는 Loop rating curve의 이론적인 관계를 하천현장에서 일정시간 간격으로 실측을 통하여 파악하고자 하였다. 현장실험을 위한 대상지점으로 미국 Iowa주 Coralville 시내 Clear Creek의 USGS (US Geologival Survey) 수위관측소 지점을 선택하여 본 연구에서 실시한 유량측정 결과의 비교가 가능토록 하였다. LSPIV는 그 특성상 야간에는 적용하는데 어려움이 있어 아침시간부터 해가 지기 직전까지의 자연채광 조건의 영상취득이 가능한 시간대에서 표면유속을 측정하였고 이에 수심평균유속환산계수를 적용하여 유량을 계산하였다. 강우의 발생으로 인한 홍수파의 진행시 총 43회의 유량을 측정하였는바 이를 이용하여 이 지점의 수위-유량 관계식과 비교한 결과 거의 일치하는 결과를 나타냈다. 특히 홍수파의 진행시 고수위 영역에서의 측정한 결과는 수위의 상승기에는 최고로 7.5% 까지 측정유량이 수위-유량관계식에서 계산한 유량보다 컸으며, 수위의 하강기에는 반대로 최고 5.4% 정도까지 측정유량이 수위-유량관계식에서 계산한 유량보다 작게 나타났다. 또한 최대유량의 발생시기는 최고수위 발생직전의 수위라는 것이 파악되었다. 이러한 경향은 수위-유량 관계곡선의 이론과 잘 일치하는 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권3호
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• pp.235-240
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• 2008

The large size electromagnetic flowmeter was tested to investigate the variation of its error characteristics in the range of low velocity under 0.6 m/s using flowmeter calibration system. For the two case of valve opening rate 100 % and 50 %, these tests were undertaken three times each for twelve velocity condition from $0.05\;^m/s\;to\;0.6\;^m/s$ with increment of $0.05\;^m/s$. It is shown that error characteristic of electromagnetic flowmeter was stabilized within ${\pm}0.4%$ of rate both higher than $0.25^m/s$ of velocity condition and 50 % of valve opening position. But, measurement deviation of flowmeter for ${\Phi}400mm\;and\;{\Phi}600mm$ was out of expected deviation range. It is necessary to correction with calibration. In conclusion, error characteristic of electromagnetic flowmeter wasn't changed proportion to its size.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권11호
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• pp.1570-1577
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• 2002

In order to investigate the characteristics of two-phase slug flow, an electromagnetic flowmeter with 240Hz triangular AC excitation was designed and manufactured. The signals and noise from the flowmeter were obtained, and analyzed in comparison with the observations with a high speed CCD camera. The uncertainty of the flowmeter under single-phase flow was $\pm$ 2.24% in real-time. For two-phase slug flow, electromagnetic flowmeter provided real-time simultaneous measurements of the mean film velocity around Taylor bubble and the relative location and the length of the bubble. Besides, it is an easier and cheaper method for measuring mean film velocity than others such as photochromic dye activation method or particle image velocimetry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권10호
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• pp.1385-1392
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• 2003

An electromagnetic flowmeter(EMF) was developed and its characteristics were compared with a commercial EMF. The developed EMF was designed as the 100 mm nominal diameter. A signal processing circuit was also developed for generating the magnetic field and converting the flow signal to flowrate and flow quantity. In order to obtain a more stable and reliable flow signal, the double magnetizing frequency was adopted for magnetizing the coil of the EMF. For the characterization of the developed EMF, the uncertainty of calibrator was estimated within $\pm$0.5 %. The evaluation procedure of the uncertainty followed the ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. It was found that the flow signals between the electrodes were about $\pm$60-$\pm$300$\mu$V, which were sufficient for the discrimination of flowmeter and the protection of noise. The test results against the calibrator showed the good linearity in the range of 3 ㎥/h and 70 ㎥/h. A commercialized design of the EMF based on the current study will be technically more competitive in domestic and foreign market.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권11호
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• pp.1453-1463
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• 1999

An electromagnetic flowmeter, based on a magnetic induction principle; provides an obstructionless flowmeter that essentially averages the velocity distribution over the pipe cross-sectional area. To predict the installation effects, the flowmeter installed near $90^{\circ}$ elbow is simulated by using a commercial code FLUENT(ver. 4.48) for the laminar flow field and a code developed through this study for magnetic field. The installation effects of the flowmeter are estimated by varying a number of the dependent parameters such as the radius of the elbow(Rc=1D, 1.5D, 2D, 3D), the location, Reynolds number and the direction of electrodes plane(${\varphi}$). It was found that all these factors affect the performance of the electromagnetic flowmeter significantly. The longer installation distance from the elbow is not always optimal to minimize the error, and also there exists an optimal location to install the EMF for a minimum error. Especially the flow signal with the electrodes plane direction of ${\varphi}=45^{\circ}$ is shown to yield smallest measurement error regardless of the Reynolds number and the curvature of elbow.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.361-364
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• 2002

An electromagnetic flowmeter(EMF) was developed and its characteristics were compared with a commercial EMF. The measuring tube of the EMF was basically designed as 100 m diameter. A signal processing circuit was also developed for generating the magnetic field and converting the flow signal to flowrate and flow quantity. To obtain a more stable and reliable flow signal, the double magnetizing frequency was adopted for magnetizing the coil of the EMF For the characterization of EU, the uncertainty of calibrator was estimated within ${\pm}0.5{\%}$, the method of estimation was in accordance with the ISO 17025 recommendation. It was found that the flow signals between the electrodes were about ${\pm}60\;-\;{\pm}300{\mu}V$, which were sufficient for the discrimination of the flowmeter and protecting the noise. The test result against the calibrator, showed the good linearity in the range of $3 m^{3}/h\;and\;70m^{3}/h$. A commercialized design of the EMF will be technically more competitive in domestic and foreign market.