A Design and Implementation of an Ultrasonic Water Meter Using Differential Time-of-Flight Flow Measurement Method

Abstract

기존 임펠러 방식 수도미터는 보다 적은 유량 영역에서 유량 측정이 제대로 되지 않는 단점이 있었다. 본 연구에서는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서 센서를 유체가 흐르는 배관에 서로 마주 보도록 배치하고, 각각 발생시킨 초음파가 상대편에 도달하는 시간차를 측정해 유량을 계산하는 dToF(differential Time of Filight) 방식을 적용하였다. 이러한 dToF 측정은 MAXIM사의 MAX 35101 칩을 사용하여 구현하였다. 구현한 초음파 수도미터로 측정해 본 결과 10 L/h(0.01m³/h-최대유량 Q3의 1/250)의 저유속을 포함하여 2.5m³/h의 최대유량 Q3에서도 측정 불확도가 ± 0.5% 이내임을 알 수 있다. 본 연구에서 구현한 초음파 수도미터는 기계 구동부를 전혀 없으며, 압력 손실을 최소화한 완전한 전자 방식으로 작동되는 수도미터이다.