KR102744412B1

KR102744412B1 - Method, apparatus, and parameter training mehtod for friction loss based differential pressure flow measurement

Info

Publication number: KR102744412B1
Application number: KR1020230081838A
Authority: KR
Inventors: 최종우; 박완기; 한진수
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2022-08-24
Filing date: 2023-06-26
Publication date: 2024-12-19
Also published as: KR20240028286A

Abstract

마찰 손실 기반 차압식 유량 측정 방법, 장치 및 파라미터 학습 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 유량 측정 방법은 유체가 통과하는 배관에 설치된 측정 센서로부터 상기 배관에 대한 배관 정보를 수신하는 동작과, 상기 배관 정보에 기초하여 상기 유체의 물성을 계산하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제1 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제2 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터에 기초하여, 상기 유체의 유량을 출력하는 동작을 포함할 수 있다.A friction loss-based differential pressure flow measurement method, device, and parameter learning method are disclosed. The flow measurement method according to one embodiment may include an operation of receiving pipe information about a pipe through which a fluid passes from a measurement sensor installed in the pipe, an operation of calculating a property of the fluid based on the pipe information, an operation of obtaining a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe, an operation of obtaining a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid within the pipe, and an operation of outputting a flow rate of the fluid based on the pipe information, the property of the fluid, the first parameter, and the second parameter.

Description

{METHOD, APPARATUS, AND PARAMETER TRAINING MEHTOD FOR FRICTION LOSS BASED DIFFERENTIAL PRESSURE FLOW MEASUREMENT}

아래 개시는 마찰 손실 기반 차압식 유량 측정 방법, 장치 및 파라미터 학습 방법에 관한 것이다.The following disclosure relates to a friction loss-based differential pressure flow measurement method, device, and parameter learning method.

유량계(flow meter)는 유체(fluid)의 속도(velocity)나 유량(flow rate)을 측정하기 위한 장치이다. 유체의 상(phase)(예: 액체(liquid), 기체(gas), 및 다상(multiphase)), 유체의 특성(예: 밀도(density), 점도(viscosity), 및 탁도(turbidity)), 유량 수준은 측정 대상 시스템에 따라 큰 차이가 있으며, 각 조건에서의 유량 측정을 위해 다양한 방식의 유량계가 개발되어 사용되고 있다.A flow meter is a device for measuring the velocity or flow rate of a fluid. The phase of the fluid (e.g., liquid, gas, and multiphase), the properties of the fluid (e.g., density, viscosity, and turbidity), and the flow rate level vary greatly depending on the system being measured, and various types of flow meters have been developed and used to measure the flow rate under each condition.

액체 상에 대해 체적 유량(volumetric flow rate)을 측정하는 유량계 중 대표적인 방식으로는 전자식 유량계(magnetic flowmeter), 초음파유량계(ultrasonic flowmeter), 차압식 유량계(differential pressure flowmeter)를 들 수 있다.Representative flowmeters for measuring volumetric flow rate in liquid phases include magnetic flowmeters, ultrasonic flowmeters, and differential pressure flowmeters.

전자식 유량계는 자기장(magnetic field)하에서 도전성(conducting) 유체에 생성된 전압차를 이용해 유량을 측정한다. 전자식 유량계는 유량 측정 정확도가 높다는 장점을 가지고 있으나, 유체에 자기장을 가하기 위한 장치의 크기로 인해 배관 일부를 교체해야 하고 유량계 자체의 단가가 높다는 단점을 갖는다.An electromagnetic flow meter measures the flow rate by using the voltage difference generated in a conducting fluid under a magnetic field. An electromagnetic flow meter has the advantage of high flow rate measurement accuracy, but has the disadvantage of requiring replacement of a portion of the pipe due to the size of the device for applying a magnetic field to the fluid, and the unit price of the flow meter itself is high.

초음파 유량계는 유체에 초음파를 가했을 때의 투과 소요 시간(transit time) 또는 도플러 편이(Doppler shift)에 따른 주파수 변화를 이용해 유량을 측정한다. 초음파 유량계는 앞서의 두 방식과는 다르게 설치가 쉽다는 장점을 가지고 있으나, 단가가 높고 정확도가 낮다는 단점을 갖는다.Ultrasonic flow meters measure flow by using the frequency change according to the transit time or Doppler shift when ultrasonic waves are applied to the fluid. Unlike the two methods above, ultrasonic flow meters have the advantage of being easy to install, but have the disadvantages of being expensive and having low accuracy.

차압식 유량계는 유체가 통과하는 배관의 단면적 변화에 따른 압력차를 이용해 유량을 측정한다. 예를 들어, 차압식 유량계는 벤츄리 유량계(venturi flow meter)와 오리피스 유량계(orifice flowmeter)가 존재한다. 차압식 유량계는 단가가 낮다는 장점이 있으나, 배관 내에 설치해야 하는 단면적 변화 장치로 인해 유체의 흐름이 방해되고 설치 자체의 어려움이 있으며, 측정 정확도 역시 높지 않다는 단점을 갖는다.Differential pressure flow meters measure the flow rate by using the pressure difference caused by the change in the cross-sectional area of the pipe through which the fluid passes. For example, there are venturi flow meters and orifice flow meters as differential pressure flow meters. Differential pressure flow meters have the advantage of low unit price, but they have the disadvantage of obstructing the flow of fluid due to the cross-sectional area change device that must be installed in the pipe, making the installation itself difficult, and the measurement accuracy is not high.

위에서 설명한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The background technology described above is technology that the inventor possessed or acquired in the process of deriving the disclosure content of the present application, and cannot necessarily be said to be a publicly known technology disclosed to the general public prior to the present application.

배관 내 액체상 유동에 대한 유량 측정 시 유체의 흐름을 방해하지 않고 설치 편의성을 높이기 위해서, 마찰 손실 기반의 차압식 유량 측정 기술이 요구된다.In order to increase the convenience of installation without disturbing the flow of fluid when measuring the flow rate of liquid phase flow in a pipe, a differential pressure flow measurement technology based on friction loss is required.

일 실시예는 유체의 배관 내 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함되지 않은 제1 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터 및 유체의 배관 내 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함된 제2 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터에 기초하여, 유량을 측정하는 기술을 제공할 수 있다.One embodiment can provide a technique for measuring a flow rate based on a first parameter related to a pressure loss of a fluid occurring in a first passage within a fluid pipe that does not include a device installed inside or outside of the pipe, and a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage within a fluid pipe that includes a device installed inside or outside of the pipe.

일 실시예는 실제 유량과 유량 측정 장치로부터 측정된 유량을 비교하여, 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시키는 기술을 제공할 수 있다.One embodiment can provide a technique for learning first parameters and second parameters by comparing actual flow rates with flow rates measured from a flow rate measuring device.

다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, technical challenges are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.

일 실시예에 따른 유량 측정 방법은 유체가 통과하는 배관에 설치된 측정 센서로부터 상기 배관에 대한 배관 정보를 수신하는 동작과, 상기 배관 정보에 기초하여 상기 유체의 물성을 계산하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제1 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제2 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터에 기초하여, 상기 유체의 유량을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 배관 정보는 상기 유체의 압력에 관한 정보와, 상기 유체의 온도에 관한 정보와, 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치의 제어 상황에 대응되는 제어 상황 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함되지 않은 경로일 수 있다. 상기 제2 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함된 경로일 수 있다.A method for measuring a flow rate according to one embodiment may include an operation of receiving pipe information about a pipe through which a fluid passes from a measurement sensor installed in the pipe, an operation of calculating a property of the fluid based on the pipe information, an operation of obtaining a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe, an operation of obtaining a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid within the pipe, and an operation of outputting a flow rate of the fluid based on the pipe information, the property of the fluid, the first parameter, and the second parameter. The pipe information may include information about the pressure of the fluid, information about the temperature of the fluid, and control situation information corresponding to a control situation of a device installed inside or outside the pipe. The first passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that does not include a device installed inside or outside the pipe. The second passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that includes a device installed inside or outside the pipe.

상기 측정 센서는, 상기 유체의 압력을 측정하는 압력계와, 상기 유체의 온도를 측정하는 온도계와, 상기 장치의 제어 상황을 측정하는 제어 상황 측정계를 포함할 수 있다.The above measurement sensor may include a pressure gauge for measuring the pressure of the fluid, a thermometer for measuring the temperature of the fluid, and a control status measurement sensor for measuring the control status of the device.

상기 제1 파라미터는, 상기 배관의 직경, 상기 배관의 내부 표면의 거칠기, 및 상기 압력계 사이의 거리를 포함할 수 있다.The first parameter may include a diameter of the pipe, a roughness of an inner surface of the pipe, and a distance between the pressure gauges.

상기 제2 파라미터는, 상기 제어 상황 정보에 따른 상기 장치의 압력 손실 계수의 계산 수식을 포함할 수 있다.The second parameter may include a calculation formula for a pressure loss coefficient of the device according to the control situation information.

상기 유체의 유량을 출력하는 동작은, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제1 파라미터에 기초하여, 상기 배관 내 제1 통과 경로를 통과하는 유체의 유량을 계산하는데 필요한 상기 배관의 마찰 계수를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.The operation of outputting the flow rate of the fluid may include an operation of obtaining a friction coefficient of the pipe necessary for calculating the flow rate of the fluid passing through the first passage in the pipe based on the pipe information, the physical properties of the fluid, and the first parameter.

상기 유체의 유량을 출력하는 동작은, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제2 파라미터에 기초하여, 상기 배관 내 제2 통과 경로를 통과하는 유체의 유량을 계산하는데 필요한 상기 장치의 압력 손실 계수를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.The operation of outputting the flow rate of the fluid may include an operation of obtaining a pressure loss coefficient of the device necessary for calculating the flow rate of the fluid passing through the second passage in the pipe based on the pipe information, the physical properties of the fluid, and the second parameter.

상기 유체의 유량을 출력하는 동작은, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터에 기초하여, 상기 배관을 통과하는 유체의 유속을 계산하기 위한 유량 계산 모델을 생성하는 동작과, 상기 유량 계산 모델을 해석하여, 상기 유체의 유속을 획득하는 동작과, 상기 유체의 유속에 기초하여, 상기 유체의 유량을 출력하는 동작을 포함할 수 있다.The operation of outputting the flow rate of the fluid may include an operation of generating a flow rate calculation model for calculating the flow rate of the fluid passing through the pipe based on the pipe information, the physical properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter, an operation of analyzing the flow rate calculation model to obtain the flow rate of the fluid, and an operation of outputting the flow rate of the fluid based on the flow rate of the fluid.

상기 유체의 유속을 획득하는 동작은, 해석적 방법(analytical method), 수치해석적 방법(numerical method), 및 모델 근사 방법(model estimation method) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 유량 계산 모델을 해석하는 동작을 포함할 수 있다.The operation of obtaining the flow rate of the fluid may include an operation of analyzing the flow rate calculation model using any one of an analytical method, a numerical method, and a model estimation method.

일 실시예에 따른 유량 측정 장치는 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리와, 상기 인스트럭션을 실행시키기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 인스트럭션이 실행될 때, 상기 프로세서는 복수의 동작들을 수행하고, 상기 복수의 동작들은, 유체가 통과하는 배관에 설치된 측정 센서로부터 상기 배관에 대한 배관 정보를 수신하는 동작과, 상기 배관 정보에 기초하여 상기 유체의 물성을 계산하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제1 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 유체의 상기 배관 내 제2 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득하는 동작과, 상기 배관 정보, 상기 유체의 물성, 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터에 기초하여, 상기 유체의 유량을 출력하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 배관 정보는, 상기 유체의 압력에 관한 정보와, 상기 유체의 온도에 관한 정보와, 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치의 제어 상황에 대응되는 제어 상황 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함되지 않은 경로일 수 있다. 상기 제2 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함된 경로일 수 있다.A flow measurement device according to one embodiment includes a memory storing one or more instructions, and a processor for executing the instructions, wherein when the instructions are executed, the processor performs a plurality of operations, wherein the plurality of operations may include: an operation of receiving pipe information about a pipe through which a fluid passes from a measurement sensor installed in the pipe, an operation of calculating a property of the fluid based on the pipe information, an operation of obtaining a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe, an operation of obtaining a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid within the pipe, and an operation of outputting a flow rate of the fluid based on the pipe information, the property of the fluid, the first parameter, and the second parameter. The pipe information may include information about a pressure of the fluid, information about a temperature of the fluid, and control situation information corresponding to a control situation of a device installed inside or outside the pipe. The first passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that does not include a device installed inside or outside the pipe. The second passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that includes a device installed inside or outside the pipe.

상기 제1 파라미터는 상기 배관의 직경과, 상기 배관의 내부 표면의 거칠기와, 상기 압력계 사이의 거리를 포함할 수 있다.The first parameter may include a diameter of the pipe, a roughness of an inner surface of the pipe, and a distance between the pressure gauges.

상기 제2 파라미터는 상기 장치 제어 상황 정보에 따른 압력 손실 계수 계산 수식을 포함할 수 있다.The above second parameter may include a pressure loss coefficient calculation formula according to the device control situation information.

일 실시예에 따른 파라미터 학습 방법은 유체가 통과하는 배관에 설치된 유량계로부터 실제 유량을 수신하는 동작과, 유량 측정 장치로부터 측정된 유량과 상기 실제 유량을 비교하여, 상기 유체의 상기 배관 내 제1 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터, 및 상기 배관 내 제2 통과 경로에서 발생하는 상기 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 학습시키는 동작과, 학습된 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 메모리에 저장하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제1 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함되지 않은 경로일 수 있다. 상기 제2 통과 경로는, 상기 유체가 상기 배관을 통과하는 경로 중 상기 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치가 포함된 경로일 수 있다.A parameter learning method according to one embodiment may include an operation of receiving an actual flow rate from a flow meter installed in a pipe through which a fluid passes, an operation of comparing the actual flow rate with a flow rate measured from a flow rate measuring device to learn a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe and a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid within the pipe, and an operation of storing the learned first parameter and second parameter in a memory. The first passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that does not include a device installed inside or outside the pipe. The second passage may be a path through which the fluid passes through the pipe that includes a device installed inside or outside the pipe.

상기 제1 파라미터는, 상기 배관의 직경과, 상기 배관의 내부 표면의 거칠기와, 상기 압력계 사이의 거리를 포함할 수 있다.The first parameter may include a diameter of the pipe, a roughness of an inner surface of the pipe, and a distance between the pressure gauges.

상기 제2 파라미터는, 상기 장치의 제어 상황에 대응되는 제어 상황 정보에 따른 압력 손실 계수 계산 수식을 포함할 수 있다.The above second parameter may include a pressure loss coefficient calculation formula according to control situation information corresponding to the control situation of the device.

상기 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시키는 동작은, 유량 측정 장치로부터 측정된 유량과 상기 실제 유량의 차이에 기초하여, 경사 하강법(gradient descent method) 또는 유전 알고리즘 방법(genetic algorithm method) 중 어느 하나의 방법을 통해 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터를 학습시키는 동작을 포함할 수 있다.The operation of learning the first parameter and the second parameter may include an operation of learning the first parameter and the second parameter through one of a gradient descent method and a genetic algorithm method based on a difference between the flow rate measured from the flow rate measuring device and the actual flow rate.

도 1은 일 실시예에 따른 유량 측정 장치와 배관 시스템을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 유량 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유량 측정 방법의 흐름도 일 예를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 유량 측정 장치의 학습 방법의 흐름도 일 예를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 학습 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 장치의 일 예를 나타낸다.Figure 1 illustrates a flow measurement device and a piping system according to one embodiment.
FIG. 2 is a drawing for explaining a flow measurement device according to one embodiment.
Figure 3 shows an example of a flow chart of a flow rate measurement method according to one embodiment.
FIG. 4 illustrates an example flowchart of a learning method of a flow measurement device according to one embodiment.
FIG. 5 is a drawing for explaining a learning device according to one embodiment.
Figure 6 illustrates an example of a device according to one embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be implemented in various forms. Accordingly, the actual implemented form is not limited to the specific embodiments disclosed, and the scope of the present disclosure includes modifications, equivalents, or alternatives included in the technical idea described in the embodiments.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although the terms first or second may be used to describe various components, such terms should be construed only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but there may also be other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but should be understood to not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined herein.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing with reference to the attached drawings, identical components are given the same reference numerals regardless of the drawing numbers, and redundant descriptions thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 유량 측정 장치와 배관 시스템을 나타낸다.Figure 1 illustrates a flow measurement device and a piping system according to one embodiment.

도 1을 참조하면, 배관 시스템(100)에 설치된 유량 측정 장치(200)는 액체 상의 유동이 존재하는 배관에서의 체적 유량을 측정할 수 있다. 배관 시스템(100)은 일반적인 배관 시스템이 될 수 있다. 예를 들어, 배관 시스템(100)은 수도, 하수, 해수, 및 정유 배관 시스템이 될 수 있다.Referring to FIG. 1, a flow rate measuring device (200) installed in a piping system (100) can measure a volumetric flow rate in a piping where a liquid phase flow exists. The piping system (100) can be a general piping system. For example, the piping system (100) can be a water, sewage, seawater, and oil refinery piping system.

배관 시스템(100)은 동력 설비(110-2), 하나 이상의 측정 센서(130-1, 130-2, 130-3), 배관(130), 배관(130)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(170), 및 유량 측정 장치(200)를 포함할 수 있다. 측정 센서(130-1, 130-2, 130-3)는 유체의 압력을 측정하는 압력계(130-1 및 130-2), 유체의 온도를 측정하는 온도계(130-3), 및 장치(170)의 제어 상황을 측정하는 제어 상황 측정계(예: 도 2의 270-2)를 포함할 수 있다.The piping system (100) may include a power unit (110-2), one or more measurement sensors (130-1, 130-2, 130-3), a pipe (130), a device (170) installed inside or outside the pipe (130), and a flow measurement device (200). The measurement sensors (130-1, 130-2, 130-3) may include pressure gauges (130-1 and 130-2) for measuring the pressure of a fluid, a thermometer (130-3) for measuring the temperature of the fluid, and a control status measurement device (e.g., 270-2 of FIG. 2) for measuring a control status of the device (170).

배관(130)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(170)는 밸브(valve), 노즐(nozzle), 디퓨저(diffuser), 엘보(elbow), 스트레이너(strainer), 필터(filter), 및 열교환기(heat exchanger) 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 장치(170)는 배관(130)의 내부 또는 외부에 설치되어 배관 시스템(100)을 구성하는 장치를 포함할 수 있다.The device (170) installed inside or outside the pipe (130) may include a valve, a nozzle, a diffuser, an elbow, a strainer, a filter, and a heat exchanger or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto, and the device (170) may include a device installed inside or outside the pipe (130) to constitute the pipe system (100).

장치(170)의 제어 상황을 측정하는 제어 상황 측정계(예: 도 2의 270-2)는 장치(170)의 제어 상황(또는 제어 명령)에 대한 모니터링 시스템(미도시)을 포함할 수 있다.A control situation measuring system (e.g., 270-2 of FIG. 2) that measures the control situation of the device (170) may include a monitoring system (not shown) for the control situation (or control command) of the device (170).

배관 시스템(100)은 유동 생성을 위해 유체의 위치 차이, 압력 차이, 또는 동력 설비(110-2)를 이용할 수 있다. 동력 설비(110-2)는 원심 펌프(centrifugal pump), 및 용적 펌프(positive-displacement pump)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배관 시스템(100)에 적용된 위치 차이 구조, 압력 차이 구조, 및 동력 설비(110-2)는 입력(inlet) 유체(110-1)에 에너지를 전달해 토출(outlet)할 수 있다. 토출(outlet)된 유체(110-3)는 각 배관(130)으로 분기될 수 있다.The piping system (100) can utilize a positional difference, a pressure difference, or a power device (110-2) to generate flow. The power device (110-2) can include a centrifugal pump and a positive-displacement pump. For example, the positional difference structure, the pressure difference structure, and the power device (110-2) applied to the piping system (100) can transfer energy to the inlet fluid (110-1) to discharge it. The discharged fluid (110-3) can be branched into each pipe (130).

측정 대상 배관(130)은 고유의 직경(diameter)(150-2) 및 배관(130)의 내부 표면의 거칠기(190) 값을 갖는다. 측정 대상 배관(130)이 원형이 아닌 경우, 직경(150-2)는 수력학적 직경(hydraulic diameter)일 수 있다.The pipe (130) to be measured has a unique diameter (150-2) and a roughness (190) value of the inner surface of the pipe (130). If the pipe (130) to be measured is not circular, the diameter (150-2) may be a hydraulic diameter.

측정대상 배관(130)내에 생성된 유동(110-4)은 배관(130) 내부 표면에서의 마찰(wall friction)과 유체의 점성(viscosity)에 의한 전단응력(shear stress)을 받아 반지름 방향으로의 유속분포를 가질 수 있다. 이때, 단면적 기준 평균 유속과 측정 대상 유량은 하기의 수학식1과 같은 관계를 갖는다.The flow (110-4) generated within the pipe (130) to be measured may have a velocity distribution in the radial direction due to shear stress caused by friction (wall friction) on the inner surface of the pipe (130) and viscosity of the fluid. At this time, the average velocity based on the cross-sectional area and the flow rate of the target to be measured have a relationship as shown in the following mathematical expression 1.

[수학식 1][Mathematical formula 1]

이때, 수학식 1에서 Q는 측정 대상 유량을 나타내고, V는 유체의 유속을 나타내고, D는 배관(130)의 고유 직경(150-2)을 나타낸다.At this time, in mathematical expression 1, Q represents the flow rate of the target to be measured, V represents the flow rate of the fluid, and D represents the unique diameter (150-2) of the pipe (130).

배관(130)의 제1 통과 경로는 배관(130)을 통과하는 경로 중 배관(130)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(170)가 포함되지 않은 경로일 수 있다. 유체가 제1 통과 경로를 통과하면서 유동(110-4)이 받는 전단응력에 의해 마찰에 의한 압력 손실이 발생할 수 있다. 이때, 압력 손실은 배관(130)의 마찰 계수와 제1 파라미터의 함수로 정의될 수 있다. 배관(130)의 마찰 계수는 유체가 제1 통과 경로의 배관(130)을 통과하면서 손실된 압력을 표시하기 위한 계수일 수 있다. 또한, 제1 파라미터는 유체의 배관(130) 내 제1 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 것 일 수 있다. 예를 들어, 제1 파라미터는 배관(130)의 직경(150-2), 배관(130)의 내부 표면의 거칠기(roughness)(190), 및 압력계(130-1, 및 130-2) 사이의 거리(150-1)를 포함할 수 있다.The first passage of the pipe (130) may be a passage that does not include a device (170) installed inside or outside the pipe (130) among the passages passing through the pipe (130). When the fluid passes through the first passage, a pressure loss due to friction may occur due to the shear stress received by the flow (110-4). At this time, the pressure loss may be defined as a function of the friction coefficient of the pipe (130) and the first parameter. The friction coefficient of the pipe (130) may be a coefficient for indicating the pressure lost when the fluid passes through the pipe (130) of the first passage. In addition, the first parameter may be related to the pressure loss of the fluid that occurs in the first passage of the fluid within the pipe (130). For example, the first parameter may include a diameter (150-2) of the pipe (130), a roughness (190) of the inner surface of the pipe (130), and a distance (150-1) between pressure gauges (130-1, and 130-2).

배관(130)의 제2 통과 경로는 배관(130)을 통과하는 경로 중 배관(130)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(170)을 포함하는 경로일 수 있다. 유체가 제2 통과 경로를 통과하면서 유동(110-4)이 받는 전단응력에 의해 마찰에 의한 압력 손실이 발생할 수 있다. 이때, 압력 손실은 장치(170)의 압력 손실 계수와 제2 파라미터의 함수로 정의될 수 있다. 장치(170)의 압력 손실 계수는 유체가 제2 통과 경로의 장치(170)를 통과하면서 손실된 압력을 표시하기 위한 계수일 수 있다. 또한, 제2 파라미터는 유체의 배관(130) 내 제2 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 것 일 수 있다. 예를 들어, 제2 파라미터는 장치(170)의 제어 상황 정보에 따른 장치(170)의 압력 손실 계수의 계산 수식을 포함할 수 있다.The second passage of the pipe (130) may be a passage that includes a device (170) installed inside or outside the pipe (130) among the passages passing through the pipe (130). When the fluid passes through the second passage, a pressure loss due to friction may occur due to the shear stress applied to the flow (110-4). At this time, the pressure loss may be defined as a function of the pressure loss coefficient of the device (170) and the second parameter. The pressure loss coefficient of the device (170) may be a coefficient for indicating the pressure lost when the fluid passes through the device (170) of the second passage. In addition, the second parameter may be related to the pressure loss of the fluid that occurs in the second passage of the fluid within the pipe (130). For example, the second parameter may include a calculation formula for the pressure loss coefficient of the device (170) according to the control situation information of the device (170).

유량 측정 장치(200)는 압력계(130-1, 및 130-2)의 위치에 따른 압력 손실 값, 배관(130)의 마찰 계수, 장치(170)의 압력 손실 계수, 제1 파라미터 및 제2 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 압력계(130-1, 및 130-2)를 이용하여 배관(130)을 통과하는 경로 중 발생한 유체의 압력 손실을 측정할 수 있다. 압력계(130-1, 및 130-2)는 측정 대상 배관(130)의 임의의 위치에 설치될 수 있다. 유체의 압력 손실은 압력계(130-1, 및 130-2) 사이의 거리(150-1)에 비례할 수 있다.The flow rate measuring device (200) can calculate the flow rate of the fluid based on the pressure loss value according to the position of the pressure gauges (130-1, and 130-2), the friction coefficient of the pipe (130), the pressure loss coefficient of the device (170), the first parameter, and the second parameter. The flow rate measuring device (200) can measure the pressure loss of the fluid that occurs during the path passing through the pipe (130) by using the pressure gauges (130-1, and 130-2). The pressure gauges (130-1, and 130-2) can be installed at any position of the pipe (130) to be measured. The pressure loss of the fluid can be proportional to the distance (150-1) between the pressure gauges (130-1, and 130-2).

예를 들어, 압력계(130-1, 및 130-2)가 긴 직관부에 설치된 경우, 유량 측정 장치(200)는 압력 손실 값과 배관(130)의 마찰 계수 및 제1 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다. 압력계(130-1, 및 130-2)가 장치(170) 바로 전후에 설치된 경우, 유량 측정 장치(200)는 압력 손실 값과 장치(170)의 압력 손실 계수 및 제2 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다. 압력계(130-1, 및 130-2)가 배관(130)의 임의의 위치(예: 압력계(130-1, 및 130-2) 사이에 제1 통과 경로 및 제2 통과 경로를 포함한 통과 경로를 포함함)에 설치된 경우, 유량 측정 장치(200)는 압력 손실 값, 배관(130)의 마찰 계수, 장치(170)의 압력 손실 계수, 제1파라미터 및 제2 파라미터에 기초하여 유량을 측정할 수 있다.For example, when the pressure gauges (130-1, and 130-2) are installed in a long straight pipe, the flow rate measuring device (200) can calculate the flow rate of the fluid based on the pressure loss value, the friction coefficient of the pipe (130), and the first parameter. When the pressure gauges (130-1, and 130-2) are installed immediately before and after the device (170), the flow rate measuring device (200) can calculate the flow rate of the fluid based on the pressure loss value, the pressure loss coefficient of the device (170), and the second parameter. When the pressure gauges (130-1, and 130-2) are installed at any location of the pipe (130) (e.g., including a passage path including a first passage path and a second passage path between the pressure gauges (130-1, and 130-2), the flow rate measuring device (200) can measure the flow rate based on the pressure loss value, the friction coefficient of the pipe (130), the pressure loss coefficient of the device (170), the first parameter, and the second parameter.

유체의 물성은 유체의 압력과 온도에 따라 변할 수 있다. 액체 상 유체의 물성은 유체의 압력보다 유체의 온도에 따른 영향을 더 받을 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 정확한 유체의 물성 값을 계산하기 위해 온도계(130-3)에서 측정된 유체의 온도를 이용할 수 있다. 예를 들어, 유체의 물성은 밀도와 점도 정보를 포함할 수 있다. 유체의 밀도 및 점도는 유체의 압력과 온도에 따라 변할 수 있다.The properties of a fluid can vary depending on the pressure and temperature of the fluid. The properties of a liquid fluid can be more affected by the temperature of the fluid than by the pressure of the fluid. The flow rate measuring device (200) can use the temperature of the fluid measured by the thermometer (130-3) to calculate an accurate fluid property value. For example, the properties of the fluid can include density and viscosity information. The density and viscosity of the fluid can vary depending on the pressure and temperature of the fluid.

도 2는 일 실시예에 따른 유량 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a drawing for explaining a flow measurement device according to one embodiment.

도 2를 참조하면, 배관(205)은 도 1에 도시된 배관(130)일 수 있다. 또한, 측정 센서(230, 250-1, 250-2, 및 270-2)는 도 1에 도시된 측정 센서(130-1, 130-2, 130-3)를 포함할 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 유체가 통과하는 배관(205)에 설치된 측정 센서(230, 250-1, 250-2, 및 270-2)로부터 배관(205)에 대한 배관정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 배관 정보는 유체의 압력에 관한 정보, 유체의 온도에 관한 정보, 배관(205)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(270-1)의 제어 상황에 대응되는 제어 상황 정보를 포함할 수 있다. 제어 상황 정보는 밸브의 개도율 수준 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the pipe (205) may be the pipe (130) illustrated in FIG. 1. In addition, the measurement sensors (230, 250-1, 250-2, and 270-2) may include the measurement sensors (130-1, 130-2, and 130-3) illustrated in FIG. 1. The flow measurement device (200) may receive pipe information about the pipe (205) from the measurement sensors (230, 250-1, 250-2, and 270-2) installed in the pipe (205) through which the fluid passes. For example, the pipe information may include information about the pressure of the fluid, information about the temperature of the fluid, and control situation information corresponding to the control situation of the device (270-1) installed inside or outside the pipe (205). The control situation information may include information about the opening rate level of the valve.

유량 측정 장치(200)는 배관 정보에 기초하여 유체의 물성을 계산할 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 유체의 배관(205) 내 제1 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득할 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 유체의 배관(205)내 제2 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득할 수 있다. 유량 측정 장치(200)는 배관 정보, 유체의 물성, 제1 파라미터, 및 제2 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 출력할 수 있다.The flow rate measuring device (200) can calculate the properties of the fluid based on the pipe information. The flow rate measuring device (200) can obtain a first parameter related to the pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid in the pipe (205). The flow rate measuring device (200) can obtain a second parameter related to the pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid in the pipe (205). The flow rate measuring device (200) can output the flow rate of the fluid based on the pipe information, the properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter.

유량 측정 장치(200)는 계산기(210), 통신기(221), 출력기(223), 및 메모리(225)를 포함할 수 있다. 계산기(210)는 유체 물성 계산기(211), 유량 계산기(213), 및 배관 시스템 정보 학습기(215)를 포함할 수 있다. 다만, 유량 측정 장치(200)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며 계산기(210), 통신기(221), 출력기(223), 및 메모리(225) 중 일부만을 포함 또는 추가 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 배관 시스템 정보 학습기(215)는 별도의 학습 장치(예: 도 5의 학습 장치(500))에 포함되거나 유량 측정 장치(200)에 포함될 수 있다.The flow measurement device (200) may include a calculator (210), a communicator (221), an output device (223), and a memory (225). The calculator (210) may include a fluid property calculator (211), a flow rate calculator (213), and a piping system information learner (215). However, the configuration of the flow measurement device (200) is not limited thereto, and may include only some of the calculator (210), the communicator (221), the output device (223), and the memory (225) or may include an additional device (not shown). In addition, the piping system information learner (215) may be included in a separate learning device (e.g., the learning device (500) of FIG. 5) or may be included in the flow measurement device (200).

통신기(221)는 유체가 통과하는 배관에 설치된 측정 센서(230,250-1,250-2, 및 270-2)로부터 배관에 대한 배관 정보를 수신할 수 있다. 측정 센서는 유체의 압력을 측정하는 압력계(250-1, 및 250-2), 유체의 온도를 측정하는 온도계(230). 및 배관의 내부 또는 외부에 설치된 장치(270-1)의 제어 상황을 측정하는 제어 상황 측정계(270-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신기(221)는 압력계(250-1, 및 250-2)로부터 유체의 압력에 관한 정보를 수신할 수 있다. 통신기(221)는 온도계(230)로부터 유체의 온도에 관한 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신기(221)는 제어 상황 측정계(270-2)로부터 배관(205)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(270-1)의 제어 상황에 관한 정보를 수신할 수 있다. 통신기(221)는 수신한 배관 정보를 계산기(210)으로 출력할 수 있다. 통신기(221)는 유무선 아날로그 신호, 및 디지털 신호를 이용하여 통신할 수 있다. 다만 통신기(221)의 통신 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.The communicator (221) can receive pipe information about the pipe from the measurement sensors (230, 250-1, 250-2, and 270-2) installed in the pipe through which the fluid passes. The measurement sensors can include a pressure gauge (250-1, and 250-2) for measuring the pressure of the fluid, a thermometer (230) for measuring the temperature of the fluid, and a control situation measurement unit (270-2) for measuring the control situation of a device (270-1) installed inside or outside the pipe. For example, the communicator (221) can receive information about the pressure of the fluid from the pressure gauges (250-1, and 250-2). The communicator (221) can receive information about the temperature of the fluid from the thermometer (230). In addition, the communicator (221) can receive information about the control situation of the device (270-1) installed inside or outside the pipe (205) from the control situation measurement unit (270-2). The communicator (221) can output the received pipe information to the calculator (210). The communicator (221) can communicate using wired and wireless analog signals and digital signals. However, the communication method of the communicator (221) is not limited thereto.

계산기(210)는 통신기(221)로부터 배관 정보를 수신할 수 있다. 계산기(210)는 통신기(221)로부터 수신한 배관 정보에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다. 계산기(210)는 유체 물성 계산기(211), 유량 계산기(213), 및 배관 시스템 정보 학습기(215)를 포함할 수 있다.The calculator (210) can receive piping information from the communicator (221). The calculator (210) can calculate the flow rate of the fluid based on the piping information received from the communicator (221). The calculator (210) can include a fluid property calculator (211), a flow rate calculator (213), and a piping system information learner (215).

유체 물성 계산기(211)는 배관 정보에 기초하여 유체의 물성을 계산할 수 있다. 유체 물성 계산기(211)는 유체의 압력에 관한 정보에 기초하여 유체의 물성을 계산할 수 있다. 유체 물성 계산기(211)는 유체의 물성에 대한 정확한 값을 계산하기 위해 유체의 온도에 관한 정보를 이용할 수 있다. 또한, 유체 물성 계산기(211)는 배관(205)의 내부 또는 외부에 설치된 장치(270-1)의 제어 상황에 관한 정보를 이용할 수 있다. 유체의 물성은 유체의 밀도 및 유체의 점도를 포함할 수 있다. 유체 물성 계산기(211)는 계산한 유체의 물성을 유량 계산기(213)로 출력할 수 있다.The fluid property calculator (211) can calculate the fluid properties based on the pipe information. The fluid property calculator (211) can calculate the fluid properties based on the information about the pressure of the fluid. The fluid property calculator (211) can use the information about the temperature of the fluid to calculate an accurate value for the fluid properties. In addition, the fluid property calculator (211) can use the information about the control status of the device (270-1) installed inside or outside the pipe (205). The fluid properties can include the density of the fluid and the viscosity of the fluid. The fluid property calculator (211) can output the calculated fluid properties to the flow rate calculator (213).

예를 들어, 유체 물성 계산기(211)는 압력과 온도 조건에 따른 유체의 물성에 관한 도표에 측정된 압력과 온도 값을 대입해 유체의 물성을 계산할 수 있다. 유체 물성 계산기(211)는 수식을 사용해 유체의 물성을 계산할 수 있다. 유체 물성 계산기(211)는 사용자 입력 또는 표준 조건에서의 값으로 정해진 기준값을 기초로 유체의 물성을 계산할 수 있다.For example, the fluid properties calculator (211) can calculate the fluid properties by substituting the measured pressure and temperature values into a diagram of the fluid properties according to pressure and temperature conditions. The fluid properties calculator (211) can calculate the fluid properties using a formula. The fluid properties calculator (211) can calculate the fluid properties based on a reference value set as a value under user input or standard conditions.

유량 계산기(213)는 유체 물성 계산기(211)로부터 유체의 물성을 수신할 수 있다. 유량 계산기(213)는 배관 정보, 유체의 물성, 제1 파라미터, 및 제2 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다.The flow rate calculator (213) can receive the fluid properties from the fluid properties calculator (211). The flow rate calculator (213) can calculate the flow rate of the fluid based on the piping information, the fluid properties, the first parameter, and the second parameter.

유량 계산기(213)는 유체의 배관(205) 내 제1 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득할 수 있다. 유량 계산기(213)는 사용자로부터의 입력을 통해 제1 파라미터를 획득할 수 있다. 또한, 유량 계산기(213)는 메모리(225)로부터 저장된 제1 파라미터를 획득할 수 있다.The flow rate calculator (213) can obtain a first parameter related to the pressure loss of the fluid occurring in the first passage of the fluid in the pipe (205). The flow rate calculator (213) can obtain the first parameter through an input from a user. In addition, the flow rate calculator (213) can obtain the first parameter stored from the memory (225).

배관(205) 내 장치(270-1)가 있는 경우, 유량 계산기(213)는 유체의 배관(205) 내 제2 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득할 수 있다. 유량 계산기(213)는 사용자로부터의 입력을 통해 제2 파라미터를 획득할 수 있다. 또한, 유량 계산기(213)는 메모리(225)로부터 저장된 제2 파라미터를 획득할 수 있다.When there is a device (270-1) in the pipe (205), the flow rate calculator (213) can obtain a second parameter related to the pressure loss of the fluid occurring in the second passage of the fluid in the pipe (205). The flow rate calculator (213) can obtain the second parameter through an input from a user. In addition, the flow rate calculator (213) can obtain the second parameter stored from the memory (225).

메모리(225)는 제1 파라미터 및 제2 파라미터에 대한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(225)는 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD), 광디스크와 같은 비휘발성 메모리(non-volatile memory), 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)와 같은 휘발성 메모리(volatile memory)일 수 있다. 또한, 메모리(225)는 데이터 베이스(data base), 입출력 파일, 또는 메모리(225) 내 변수 방식으로 제1 파라미터 및 제2 파라미터에 대한 정보를 저장할 수 있다.The memory (225) can store information about the first parameter and the second parameter. The memory (225) can be a non-volatile memory such as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), an optical disk, or a volatile memory such as a random access memory (RAM). In addition, the memory (225) can store information about the first parameter and the second parameter in the form of a database, an input/output file, or a variable within the memory (225).

유량 계산기(213)는 유체의 물성, 및 제1 파라미터에 기초하여 배관(205)을 통과하는 유체의 유량을 계산하는데 필요한 배관(205)의 마찰 계수를 획득할 수 있다. 유량 계산기(213)는 제어 상황 정보 및 제2 파라미터에 기초하여 장치(270-1)를 통과하는 유체의 유량을 계산하는데 필요한 장치(270-1)의 압력 손실 계수를 획득할 수 있다. 예를 들어, 배관(205)의 마찰 계수는 유체의 밀도, 유체의 점도, 배관(205)의 직경(예: 도 1의 150-2), 배관(205) 내부 표면의 거칠기(예: 도 1의 190), 유체의 유속에 대한 함수가 될 수 있다. 배관(205)의 마찰 계수는 무디 선도를 이용한 도표가 될 수 있다. 또한, 배관(205)의 마찰 계수는 하기의 수학식 2와 같은 수식 형태가 될 수 있다.The flow rate calculator (213) can obtain the friction coefficient of the pipe (205) required to calculate the flow rate of the fluid passing through the pipe (205) based on the physical properties of the fluid and the first parameter. The flow rate calculator (213) can obtain the pressure loss coefficient of the device (270-1) required to calculate the flow rate of the fluid passing through the device (270-1) based on the control situation information and the second parameter. For example, the friction coefficient of the pipe (205) can be a function of the density of the fluid, the viscosity of the fluid, the diameter of the pipe (205) (e.g., 150-2 in FIG. 1), the roughness of the inner surface of the pipe (205) (e.g., 190 in FIG. 1), and the flow rate of the fluid. The friction coefficient of the pipe (205) can be a diagram using a Moody diagram. In addition, the friction coefficient of the pipe (205) can be an equation such as the following mathematical expression 2.

[수학식 2][Mathematical formula 2]

이때, 수학식 2에서 f는 배관(205)의 마찰 계수를 나타내고, ρ는 유체의 밀도를 나타내고, ε는 배관(205) 내부 표면의 거칠기(190)를 나타내고, D는 배관(250)의 직경(예: 도 1의 150-2)을 나타내고, V는 유체의 유속을 나타낸다.At this time, in mathematical expression 2, f represents the friction coefficient of the pipe (205), ρ represents the density of the fluid, ε represents the roughness (190) of the inner surface of the pipe (205), D represents the diameter of the pipe (250) (e.g., 150-2 in FIG. 1), and V represents the flow velocity of the fluid.

유량 계산기(213)는 배관정보, 유체의 물성, 제1 파라미터, 및 제2 파라미터에 기초하여, 유체의 유속을 계산하기 위한 유량 계산 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 유량 계산 모델은 하기의 수학식3과 같이 표현될 수 있다.The flow rate calculator (213) can generate a flow rate calculation model for calculating the flow rate of a fluid based on the pipe information, the fluid properties, the first parameter, and the second parameter. For example, the flow rate calculation model can be expressed as in the following mathematical expression 3.

[수학식 3][Mathematical Formula 3]

이때, 수학식 3에서, L은 압력계(130-1, 및 130-2) 사이의 거리(150-1)를 나타내고, D는 배관(205)의 직경(150-2)을 나타내고, V는 유체의 유속을 나타내고, K_L은 장치(270-1)의 압력 손실 계수를 나타내고, f는 배관(205)의 마찰 계수를 나타내고, ρ는 유체의 밀도를 나타내고, P_inlet은 압력계(130-1)가 측정한 압력 손실이 일어나기 전 유체의 압력을 나타내고, P_outlet은 압력계(130-2)가 측정한 압력 손실이 일어난 후 유체의 압력을 나타낸다.At this time, in mathematical expression 3, L represents the distance (150-1) between the pressure gauges (130-1 and 130-2), D represents the diameter (150-2) of the pipe (205), V represents the flow velocity of the fluid, K _L represents the pressure loss coefficient of the device (270-1), f represents the friction coefficient of the pipe (205), ρ represents the density of the fluid, P _inlet represents the pressure of the fluid before the pressure loss measured by the pressure gauge (130-1) occurs, and P _outlet represents the pressure of the fluid after the pressure loss measured by the pressure gauge (130-2) occurs.

유량 계산기(213)는 유량 계산 모델을 해석하여 유체의 유속을 획득할 수 있다. 유량 계산기(213)는 유체의 유속에 기초하여 유체의 유량을 계산할 수 있다. 유량 계산기(213)는 해석적 방법(analytical method), 수치해석적 방법(numerical method), 및 모델 근사 방법(model estimation method) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 유량 계산 모델을 해석할 수 있다. 유량 계산기(213)는 계산한 유량 또는 유체의 유속을 출력기(223)로 전달할 수 있다.The flow rate calculator (213) can obtain the flow rate of the fluid by analyzing the flow rate calculation model. The flow rate calculator (213) can calculate the flow rate of the fluid based on the flow rate of the fluid. The flow rate calculator (213) can analyze the flow rate calculation model using any one of an analytical method, a numerical method, and a model estimation method. The flow rate calculator (213) can transmit the calculated flow rate or the flow rate of the fluid to the output device (223).

출력기(223)은 유량 계산기(213)로부터 계산된 유량을 수신할 수 있다. 출력기(223)는 수신한 유량을 디스플레이 장치로 출력할 수 있다. 디스플레이 장치는 유량 측정 장치(200)의 외부 또는 내부에 존재할 수 있다.The output device (223) can receive the calculated flow rate from the flow rate calculator (213). The output device (223) can output the received flow rate to a display device. The display device can be located outside or inside the flow rate measuring device (200).

유량 계산기(213)는 계산한 유량 값에 대한 정확도 평가가 필요한 경우 평가용 추가 유량계(290)의 측정값을 이용할 수 있다. 또한, 유량 계산기(213)의 배관 시스템 정보 학습기(215)는 파라미터(예: 제1 파라미터, 및 제2 파라미터)에 대한 학습 수행중 실제 유량 값이 필요한 경우, 평가용 추가 유량계(290)의 측정값을 이용할 수 있다. 평가용 추가 유량계(290)는 설치 및 제거가 용이한 클램프형 초음파 유량계(clamp-on ultrasonic flowmeter)일 수 있다. 평가용 추가 유량계(290)는 평가 또는 학습을 수행하는 목적으로 설치되고 설치 목적을 달성한 이후 제거될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The flow rate calculator (213) can use the measurement value of the additional flow meter (290) for evaluation when an accuracy evaluation of the calculated flow rate value is required. In addition, the piping system information learner (215) of the flow rate calculator (213) can use the measurement value of the additional flow meter (290) for evaluation when an actual flow rate value is required during learning of parameters (e.g., the first parameter and the second parameter). The additional flow meter (290) for evaluation can be a clamp-on ultrasonic flowmeter that is easy to install and remove. The additional flow meter (290) for evaluation can be installed for the purpose of performing evaluation or learning and can be removed after the installation purpose is achieved. However, the present invention is not limited thereto.

유량 계산기(213)는 제1 파라미터 및 제2 파라미터에 대한 학습이 필요한지 여부를 확인할 수 있다. 제1 파라미터 및 제2 파라미터에 대한 학습이 필요한 경우, 배관 시스템 정보 학습기(215)는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시킬 수 있다. 배관 시스템 정보 학습기(215)는 유체가 통과하는 배관에 설치된 평가용 추가 유량계(290)로부터 실제 유량을 수신할 수 있다. 배관 시스템 정보 학습기(215)는 유량 측정 장치(200)로부터 측정된 유량과 실제 유량을 비교하여, 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시킬 수 있다. 메모리(225)는 배관 시스템 정보 학습기(215)를 통해 학습된 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 저장할 수 있다.The flow rate calculator (213) can check whether learning for the first parameter and the second parameter is required. If learning for the first parameter and the second parameter is required, the piping system information learner (215) can learn the first parameter and the second parameter. The piping system information learner (215) can receive the actual flow rate from an additional flow meter (290) installed in a piping through which the fluid passes. The piping system information learner (215) can learn the first parameter and the second parameter by comparing the flow rate measured from the flow rate measuring device (200) with the actual flow rate. The memory (225) can store the first parameter and the second parameter learned through the piping system information learner (215).

예를 들어, 배관 시스템 정보 학습기(215)는 유량 측정 장치(200)로부터 측정된 유량과 평가용 추가 유량계(290)로부터 측정된 실제 유량 사이의 오차를 최소로 줄일 수 있는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시킬 수 있다. 배관 시스템 정보 학습기(215)는 경사 하강법(gradient descent method) 또는 유전 알고리즘 방법(genetic algorithm method) 중 어느 하나의 방법을 통해 상기 제1 파라미터 및 상기 제2 파라미터를 학습시킬 수 있다. 다만, 학습 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the piping system information learner (215) can learn the first parameter and the second parameter that can minimize the error between the flow rate measured from the flow rate measuring device (200) and the actual flow rate measured from the additional flow meter for evaluation (290). The piping system information learner (215) can learn the first parameter and the second parameter through one of the gradient descent method and the genetic algorithm method. However, the learning method is not limited thereto.

도 3은 일 실시예에 따른 유량 측정 방법의 흐름도 일 예를 나타낸다.Figure 3 shows an example of a flow chart of a flow rate measurement method according to one embodiment.

도 3을 참조하면, 동작 310에서, 유량 측정 장치(200)는 유체가 통과하는 배관(예: 도 1의 130 또는 도 2의 205)에 설치된 측정 센서(예: 도 1의 130-1, 130-2, 130-3 또는 도 2의 230, 250-1, 250-2, 270-2)로부터 배관에 대한 배관 정보를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 3, in operation 310, a flow measurement device (200) can receive pipe information about a pipe from a measurement sensor (e.g., 130-1, 130-2, 130-3 of FIG. 1 or 230, 250-1, 250-2, 270-2 of FIG. 2) installed in a pipe (e.g., 130 of FIG. 1 or 205 of FIG. 2) through which a fluid passes.

동작 330에서, 유량 측정 장치(200)는 배관 정보에 기초하여 유체의 물성을 계산할 수 있다.In operation 330, the flow measurement device (200) can calculate the properties of the fluid based on the piping information.

동작 350에서, 유량 측정 장치(200)는 유체의 배관(130 또는 205) 내 제1 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제1 파라미터를 획득할 수 있다.In operation 350, the flow measurement device (200) can obtain a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage within the fluid pipe (130 or 205).

동작 370에서, 유량 측정 장치(200)는 유체의 배관(130 또는 205) 내 제2 통과 경로에서 발생하는 유체의 압력 손실과 관련된 제2 파라미터를 획득할 수 있다.In operation 370, the flow measurement device (200) can obtain a second parameter related to the pressure loss of the fluid occurring in the second passage within the fluid pipe (130 or 205).

동작 390에서, 유량 측정 장치(200)는 배관 정보, 유체의 물성, 제1 파라미터, 및 제2 파라미터에 기초하여 유체의 유량을 출력할 수 있다.In operation 390, the flow rate measuring device (200) can output the flow rate of the fluid based on the pipe information, the fluid properties, the first parameter, and the second parameter.

도 4는 일 실시예에 따른 유량 측정 장치의 학습 방법의 흐름도 일 예를 나타낸다.FIG. 4 illustrates an example flowchart of a learning method of a flow measurement device according to one embodiment.

도 4를 참조하면, 동작 410에서, 학습 장치(예: 도 2의 배관 시스템 정보 학습기(215) 또는 도 5의 학습장치(500))는 유체가 통과하는 배관에 설치된 유량계(예: 도 2의 290)로부터 실제 유량을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 4, in operation 410, a learning device (e.g., a pipe system information learner (215) of FIG. 2 or a learning device (500) of FIG. 5) can receive an actual flow rate from a flow meter (e.g., 290 of FIG. 2) installed in a pipe through which a fluid passes.

동작 430에서, 학습 장치(500)는 유량 측정 장치(예: 도 2의 유량 측정 장치(200) 또는 도 5의 유량 측정 장치(550))로부터 측정된 유량과 실제 유량을 비교하여, 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 학습시킬 수 있다.In operation 430, the learning device (500) can learn the first parameter and the second parameter by comparing the flow rate measured from the flow rate measuring device (e.g., the flow rate measuring device (200) of FIG. 2 or the flow rate measuring device (550) of FIG. 5) with the actual flow rate.

동작 450에서, 학습 장치(500)는 학습된 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 메모리(예: 도 2의 225 또는 도 5의 510)에 저장할 수 있다.In operation 450, the learning device (500) can store the learned first parameter and second parameter in a memory (e.g., 225 of FIG. 2 or 510 of FIG. 5).

도 5는 일 실시예에 따른 학습 장치를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining a learning device according to one embodiment.

도 5를 참조하면, 학습장치(500)는 유량 측정 장치(550)를 학습시킬 수 있다. 유량 측정 장치(550)는 도 2의 유량 측정 장치(200)일 수 있다. 학습장치(500)는 메모리(510), 및 프로세서(530)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the learning device (500) can teach the flow measurement device (550). The flow measurement device (550) can be the flow measurement device (200) of FIG. 2. The learning device (500) can include a memory (510) and a processor (530).

메모리(510)는 프로세서(530)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(예: 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(530)의 동작 및/또는 프로세서(530)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The memory (510) may store instructions (e.g., programs) executable by the processor (530). For example, the instructions may include instructions for executing operations of the processor (530) and/or operations of each component of the processor (530).

프로세서(530)는 메모리(510)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(530)는 메모리(510)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(530)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor (530) can process data stored in the memory (510). The processor (530) can execute computer-readable code (e.g., software) stored in the memory (510) and instructions generated by the processor (530).

프로세서(530)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor (530) may be a data processing device implemented as hardware having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, the desired operations may include code or instructions included in a program.

예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.For example, a data processing device implemented in hardware may include a microprocessor, a central processing unit, a processor core, a multi-core processor, a multiprocessor, an application-specific integrated circuit (ASIC), or a field programmable gate array (FPGA).

도 2의 배관 시스템 정보 학습기(215)는 메모리(510)에 저장되어 프로세서(530)에 의해서 실행되거나 프로세서(530)에 임베디드될 수 있다. 프로세서(530)는 도 2 및 도 4를 참조하여, 배관 시스템 정보 학습기(215)의 동작을 실질적으로 동일하게 수행할 수 있다. 이에 상세한 설명은 생략하도록 한다.The piping system information learner (215) of FIG. 2 may be stored in the memory (510) and executed by the processor (530) or embedded in the processor (530). The processor (530) may perform the operation of the piping system information learner (215) substantially identically with reference to FIG. 2 and FIG. 4. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.

도 6은 일 실시예에 따른 장치의 일 예를 나타낸다.Figure 6 illustrates an example of a device according to one embodiment.

도 6을 참조하면, 장치(600)는 메모리(610) 및 프로세서(630)을 포함할 수 있다. 장치(600)는 도 2의 유량 측정 장치(200)일 수 있다. 장치(600)는 도 5의 학습 장치(500)일 수 있다. 또한, 장치(600)는 유량 측정 장치(200) 및 학습 장치(500)을 모두 포함한 장치 일 수 있다.Referring to FIG. 6, the device (600) may include a memory (610) and a processor (630). The device (600) may be the flow measurement device (200) of FIG. 2. The device (600) may be the learning device (500) of FIG. 5. Additionally, the device (600) may be a device including both the flow measurement device (200) and the learning device (500).

메모리(610)는 프로세서(630)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(예: 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(530)의 동작 및/또는 프로세서(630)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The memory (610) may store instructions (e.g., programs) executable by the processor (630). For example, the instructions may include instructions for executing operations of the processor (530) and/or operations of each component of the processor (630).

프로세서(630)는 메모리(610)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(630)는 메모리(610)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(630)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor (630) can process data stored in the memory (610). The processor (630) can execute computer-readable code (e.g., software) stored in the memory (610) and instructions generated by the processor (630).

프로세서(630)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor (630) may be a data processing device implemented as hardware having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, the desired operations may include code or instructions included in a program.

도 2의 유량 측정 장치(200) 및 도 5의 학습 장치(500)는 메모리(610)에 저장되어 프로세서(630)에 의해서 실행되거나 프로세서(630)에 임베디드될 수 있다. 프로세서(630)는 도 1내지 도 5를 참조하여 유량 예측 장치(200)의 동작 및 학습 장치(500)의 동작을 실질적으로 동일하게 수행할 수 있다. 이에 상세한 설명은 생략하도록 한다.The flow rate measuring device (200) of FIG. 2 and the learning device (500) of FIG. 5 may be stored in a memory (610) and executed by a processor (630) or embedded in the processor (630). The processor (630) may perform substantially the same operation of the flow rate prediction device (200) and the learning device (500) with reference to FIGS. 1 to 5. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may be implemented using a general-purpose computer or a special-purpose computer, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing instructions and responding to them. The processing device may execute an operating system (OS) and software applications running on the OS. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For ease of understanding, the processing device is sometimes described as being used alone, but those skilled in the art will appreciate that the processing device may include multiple processing elements and/or multiple types of processing elements. For example, a processing device may include multiple processors, or a processor and a controller. Other processing configurations, such as parallel processors, are also possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing device to perform a desired operation or may independently or collectively command the processing device. The software and/or data may be permanently or temporarily embodied in any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, or transmitted signal waves, for interpretation by the processing device or for providing instructions or data to the processing device. The software may also be distributed over network-connected computer systems and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on a computer-readable recording medium.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program commands that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may store program commands, data files, data structures, etc., alone or in combination, and the program commands recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiment or may be those known to and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specially configured to store and execute program commands such as ROMs, RAMs, and flash memories. Examples of program commands include not only machine language codes generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on them. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also included in the scope of the claims described below.

Claims

An operation of receiving pipe information about a pipe from a measuring sensor installed in the pipe through which the fluid passes;
An operation of calculating the properties of the fluid based on the above piping information;
An operation of obtaining a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe;
An operation of obtaining a second parameter related to a pressure loss of said fluid occurring in a second passage of said fluid within said pipe; and
An operation of outputting the flow rate of the fluid based on the above pipe information, the physical properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter.
Including,
The above piping information is,
Information on the pressure of the fluid, information on the temperature of the fluid, and control situation information corresponding to the control situation of a device installed inside or outside the pipe.
Including,
The above first passage route is,
The path through which the fluid passes through the pipe does not include a device installed inside or outside the pipe,
The above second passage route is,
A method for measuring flow rate, wherein the path through which the fluid passes through the pipe includes a device installed inside or outside the pipe.

In the first paragraph,
The above measurement sensor,
A pressure gauge for measuring the pressure of the fluid;
a thermometer for measuring the temperature of the fluid; and
Control situation measuring system for measuring the above control situation
A method for measuring flow rate, comprising:

In the second paragraph,
The above first parameter is,
The diameter of the pipe, the roughness of the inner surface of the pipe, and the distance between the pressure gauges
A method for measuring flow rate, comprising:

In the first paragraph,
The second parameter above is,
Calculation formula for pressure loss coefficient of the above device according to the above control situation information
A method for measuring flow rate, comprising:

In the first paragraph,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of obtaining a friction coefficient of the pipe required to calculate a flow rate of the fluid passing through the pipe based on the physical properties of the fluid and the first parameter.
A method for measuring flow rate, comprising:

In paragraph 5,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of obtaining a pressure loss coefficient of the device based on the above control situation information and the second parameter.
A method for measuring flow rate, comprising:

In Article 6,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of generating a flow rate calculation model for calculating the flow rate of the fluid based on the pipe information, the physical properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter;
An operation of obtaining the flow rate of the fluid by analyzing the above flow rate calculation model; and
An operation of outputting the flow rate of the fluid based on the flow rate of the fluid.
A method for measuring flow rate, comprising:

In Article 7,
The operation of obtaining the flow rate of the above fluid is as follows:
An operation of analyzing the flow rate calculation model using any one of an analytical method, a numerical method, and a model estimation method.
A method for measuring flow rate, comprising:

In a device for measuring the flow rate of a fluid,
Memory that stores one or more instructions; and
Processor for executing the above instructions
Including,
When the above instruction is executed, the processor performs multiple operations,
The above multiple actions are:
An operation of receiving pipe information about a pipe from a measuring sensor installed in the pipe through which the fluid passes;
An operation of calculating the properties of the fluid based on the above piping information;
An operation of obtaining a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe;
An operation of obtaining a second parameter related to a pressure loss of said fluid occurring in a second passage of said fluid within said pipe; and
An operation of outputting the flow rate of the fluid based on the above pipe information, the physical properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter.
Including,
The above piping information is,
Information on the pressure of the fluid, information on the temperature of the fluid, and control situation information corresponding to the control situation of a device installed inside or outside the pipe.
Including,
The above first passage route is,
The path through which the fluid passes through the pipe does not include a device installed inside or outside the pipe,
The above second passage route is,
A flow measurement device, which is a path through which the fluid passes through the pipe, and includes a device installed inside or outside the pipe.

In Article 9,
The above measurement sensor,
A pressure gauge for measuring the pressure of the fluid;
a thermometer for measuring the temperature of the fluid; and
Control situation measuring system for measuring the above control situation
A flow measuring device comprising:

In Article 10,
The above first parameter is,
The diameter of the pipe, the roughness of the inner surface of the pipe, and the distance between the pressure gauges
A flow measuring device comprising:

In Article 9,
The second parameter above is,
Calculation formula for pressure loss coefficient of the above device according to the above control situation information
A flow measuring device comprising:

In Article 9,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of obtaining a friction coefficient of the pipe required to calculate a flow rate of the fluid passing through the pipe based on the physical properties of the fluid and the first parameter.
A flow measuring device comprising:

In Article 13,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of obtaining a pressure loss coefficient of the device required to calculate the flow rate of the fluid passing through the device based on the above control situation information and the second parameter.
A flow measuring device comprising:

In Article 14,
The operation of outputting the flow rate of the above fluid is:
An operation of generating a flow rate calculation model for calculating the flow rate of the fluid based on the pipe information, the physical properties of the fluid, the first parameter, and the second parameter;
An operation of obtaining the flow rate of the fluid by analyzing the above flow rate calculation model; and
An operation of outputting the flow rate of the fluid based on the flow rate of the fluid.
A flow measuring device comprising:

In Article 15,
The operation of obtaining the flow rate of the above fluid is as follows:
An operation of analyzing the flow rate calculation model using any one of an analytical method, a numerical method, and a model estimation method.
A flow measuring device comprising:

The act of receiving the actual flow rate from a flow meter installed in a pipe through which the fluid passes;
An operation of learning a first parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a first passage of the fluid within the pipe, and a second parameter related to a pressure loss of the fluid occurring in a second passage of the fluid within the pipe, by comparing the flow rate measured from the flow rate measuring device with the actual flow rate; and
The operation of storing the learned first and second parameters in memory.
Including,
The above first passage route is,
The path through which the fluid passes through the pipe does not include a device installed inside or outside the pipe,
The above second passage route is,
A parameter learning method, wherein the path through which the fluid passes through the pipe includes a device installed inside or outside the pipe.

In Article 17,
The above first parameter is,
The diameter of the pipe, the roughness of the inner surface of the pipe, and the distance between the pressure gauges installed in the pipe
A parameter learning method including:

In Article 17,
The second parameter above is,
Calculation formula for pressure loss coefficient of the above device according to control situation information
Including,
The above control situation information is
A parameter learning method corresponding to the control situation of a device installed inside or outside the above pipe.

In Article 17,
The operation of learning the first and second parameters is as follows:
An operation of learning the first parameter and the second parameter based on the difference between the flow rate measured from the flow rate measuring device and the actual flow rate through either a gradient descent method or a genetic algorithm method.
A parameter learning method including: