석사학위 논문  (2016년 2월   숭실대학교 대학원 기계공학과  김 주 완, 지도교수 김 진 오)

 

파이프 두께 측정이 가능한 초음파 유속 센서

Ultrasonic Flow-Velocity Sensors Enabling Pipe Thickness Measurement

 

[국문초록]

   본 논문은 외장형 초음파 유량계에서 유속 측정과 파이프의 두께 측정을 겸할 수 있는 초음파 트랜스듀서를 개발한 내용을 다룬다. 탄성파의 반사와 투과, 굴절에 관한 이론적 배경을 토대로, 초음파 유속 및 두께 측정의 원리를 제시하고 탄성파 에너지 전달률을 계산하였다.

   외장형 초음파 유량계의 대표적인 두 전파경로인 Z-path와 V-path의 계측 정확도를 파악하였다. 유속측정용 초음파 트랜스듀서 시제품과 기준기인 전자유량계로 유량을 측정하여 오차율이 작은 유량구간을 확인하였다.

   정확한 유속 측정을 위하여 파이프의 두께를 측정할 필요가 있는데, 이를 위한 유속 및 파이프 두께 측정 겸용 초음파 트랜스듀서를 고안하여 제작하였다. 유속과 두께의 측정 정확도를 기준기와 비교하였으며, 하나의 트랜스듀서로 일정 범위의 유속과 두께를 측정할 수 있음을 보였다.

 

[목 차]

1. 서 론

2. 탄성파의 이론적 배경

    2.1 반사와 투과

    2.2 경사 입사 및 굴절

3. 유속 측정용 초음파 트랜스듀서

    3.1 초음파 유속 측정 원리

    3.2 초음파 경로 및 전파시간

    3.3 탄성파 에너지 전달률

    3.4 유속 측정

4. 유속/두께 측정 겸용 트랜스듀서

    4.1 초음파 두께 측정 원리

    4.2 트랜스듀서 초기 고안

    4.3 트랜스듀서 개선

5. 결 론