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KR102209047B1 - Apparatus And Method for Measuring Flux and Velocity of Flow in Drain Based on Measurement of the Electric conductivity - Google Patents

Apparatus And Method for Measuring Flux and Velocity of Flow in Drain Based on Measurement of the Electric conductivity Download PDF

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Publication number
KR102209047B1
KR102209047B1 KR1020190144299A KR20190144299A KR102209047B1 KR 102209047 B1 KR102209047 B1 KR 102209047B1 KR 1020190144299 A KR1020190144299 A KR 1020190144299A KR 20190144299 A KR20190144299 A KR 20190144299A KR 102209047 B1 KR102209047 B1 KR 102209047B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductivity
flow rate
point
salt water
sewage
Prior art date
Application number
KR1020190144299A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송호면
강정희
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020190144299A priority Critical patent/KR102209047B1/en
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Publication of KR102209047B1 publication Critical patent/KR102209047B1/en

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    • GPHYSICS
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    • G01P5/241Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the flow speed and the flux of sewage, which is able to automatically input a certain volume of salty water at a single point of a sewage flow path, where sewage flows, to automatically measure changes in the electric conductivity in accordance with an input of salty water at another point of the sewage flow path, to constantly measure the flow speed and the flux, and to reduce the cost and time required for the measurement. According to the present invention, the apparatus for measuring the flow speed and the flux of sewage comprises: a salty water storage unit which stores salty water of a saturated concentration; a fixed-volume salty water supply unit which inputs a certain volume of salty water of the salty water storage unit each time at regular time intervals at a salty water input point which is apart from the measuring point of the sewage flow path toward an upstream side for a certain distance; a conductivity measuring unit which constantly measures the conductivity of sewage at the measuring point; and a calculation unit which calculates the flow speed and the flux based on the volume of changes in the conductivity measured by the conductivity measuring unit.

Description

하수의 전기전도도 변화 측정을 통한 하수의 유속 및 유량 측정 장치 및 방법{Apparatus And Method for Measuring Flux and Velocity of Flow in Drain Based on Measurement of the Electric conductivity}Apparatus And Method for Measuring Flux and Velocity of Flow in Drain Based on Measurement of the Electric Conductivity}

본 발명은 하수의 유속 및 유량을 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수가 유동하는 하수 유로의 어느 한 지점에서 일정량의 염수를 자동으로 투입하고, 하수 유로의 다른 한 지점에서 염수 투하에 따른 전기 전도도 변화를 자동으로 측정하여 하수의 유속 및 유량을 측정할 수 있도록 한 하수의 유속 및 유량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring the flow rate and flow rate of sewage, and more particularly, to automatically inject a certain amount of brine at one point of a sewage passage through which sewage flows, and to drop salt water at another point of the sewage passage. The present invention relates to an apparatus and method for measuring the flow rate and flow rate of sewage so that the flow rate and flow rate of sewage can be measured by automatically measuring the change in electrical conductivity according to the result.

하수도의 관내 유속은 하수퇴적물의 소류문제, 적정 통수능의 유지, 악취발생 방지 등 본연의 기능 수행을 위해 적정 유속이 유지되어야 한다. 이에 하수도 시설 기준에서 하수의 유속을 최소 0.6 m/s 이상으로 규정하고, 설계에 반영하고 있다.The flow rate in the sewer pipe should be maintained at an appropriate flow rate to perform its original functions, such as sediment flow problems, maintenance of proper water flow, and prevention of odor generation. Accordingly, the sewage system standard regulates the flow rate of sewage to be at least 0.6 m/s, and is reflected in the design.

또한 하수 관거 내 하수의 유량은 관거의 수밀성 유지, 관거 오접 등의 문제점을 확인할 수 있는 지표로서 연속 측정이 필요한 항목이다. In addition, the flow rate of sewage in the sewage pipe is an index that can confirm problems such as maintenance of water tightness of the pipe and incorrect connection of the pipe, and is an item that requires continuous measurement.

현재 하수도의 유량 조사를 위해 일반적으로 사용하고 있는 초음파식, 침지식 압력계에 의한 압력변환방식이 활용되고 있는데, 이러한 계측기는 하수관거 내 퇴적물이 많은 구간, 부등침하에 의한 역경사 발생구간 등 하수의 흐름이 변하는 구간에서는 설치가 불가능한 단점이 있다. At present, the pressure conversion method using ultrasonic and immersion pressure gauges, which are generally used to investigate the flow of sewage, is being used.These measuring instruments allow the flow of sewage, such as the section where there is a lot of sediment in the sewage pipe, and the section where the reverse slope occurs due to differential settlement. There is a disadvantage that it cannot be installed in the changing section.

또한 인위적인 조작이 반드시 수반되어야 하므로 연속적인 측정이 불가능한 문제가 있다. 특히 유량 산정을 위해서는 유속과 함께 수심도 측정해야 하는데, 이는 연속측정을 어렵게 하는 원인이다.In addition, there is a problem that continuous measurement is impossible because artificial manipulation must be accompanied. In particular, to calculate the flow rate, it is necessary to measure the water depth as well as the flow rate, which makes continuous measurement difficult.

대한민국 등록특허 제10-1015827호(2011.02.11. 등록)Korean Patent Registration No. 10-1015827 (registered on Feb. 11, 2011) 대한민국 등록특허 제10-1855746호(2018.05.02. 등록)Korean Patent Registration No. 10-1855746 (registered on May 2, 2018) 대한민국 등록특허 제10-0791319호(2007.12.27. 등록)Korean Patent Registration No. 10-0791319 (registered on December 27, 2007)

본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하수가 유동하는 하수 유로의 어느 한 지점에서 일정량의 염수를 자동으로 투입하고, 하수 유로의 다른 한 지점에서 염수 투하에 따른 전기 전도도 변화를 자동으로 측정하여 하수의 유속 및 유량을 측정함으로써 유속 및 유량의 연속 측정이 가능하고, 측정에 필요로 하는 비용 및 시간을 절감할 수 있는 하수의 유속 및 유량 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above-described conventional problem, and an object of the present invention is to automatically inject a certain amount of brine at a point in a sewage passage through which sewage flows, and according to the dropping of salt water at another point in the sewage passage. Provides an apparatus and method for measuring the flow rate and flow rate of sewage that can automatically measure changes in electrical conductivity and measure the flow rate and flow rate of sewage, enabling continuous measurement of the flow rate and flow rate, and reducing the cost and time required for measurement. Is to do.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하수의 유속 및 유량 측정 장치는, 포화농도의 염수를 저장하는 염수저장부; 하수 유로의 측정지점에서 상류측으로 일정 거리 떨어진 염수 투입지점에서 상기 염수저장부의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하는 염수정량공급부; 상기 측정지점에서의 하수의 전도도를 연속적으로 측정하는 전도도측정부; 상기 전도도측정부에서 측정된 전도도의 변화량을 기반으로 유속 및 유량을 산출하는 연산부;를 포함한다. The apparatus for measuring the flow rate and flow rate of sewage according to the present invention for achieving the above object comprises: a salt water storage unit for storing salt water having a saturated concentration; A salt water quantity supply unit for dropping a predetermined amount of salt water from the salt water storage unit at a predetermined time interval at a salt water input point separated from a measuring point of the sewage flow path to an upstream side; A conductivity measurement unit that continuously measures the conductivity of sewage at the measurement point; It includes; a calculation unit for calculating the flow rate and flow rate based on the amount of change in the conductivity measured by the conductivity measurement unit.

상기 연산부는, 상기 염수정량공급부에 의한 염수 투입이 시작되는 시점(t0)에 상기 전도도측정부에 의해 측정된 전도도를 기저 전도도라 정의할 때, 상기 염수정량공급부에 의해 염수가 투하될 때 측정된 전도도가 상기 기저 전도도의 n배 이상이 되는 유속산정시점(t1)과 상기 기저 전도도가 측정된 시점(t0) 간의 시간 차이와 염수 투입지점으로부터 전도도측정부까지의 거리(d)로부터 아래의 수학식When the conductivity measured by the conductivity measurement unit is defined as the base conductivity at a time point (t 0 ) at which salt water is introduced by the salt water quantity supply unit is defined, the calculation unit measures when the salt water is dropped by the salt solution quantity supply unit. Below from the time difference between the flow rate calculation time point (t 1 ) and the time point at which the base conductivity is measured (t 0 ), and the distance from the salt water input point to the conductivity measuring unit (d), at which the measured conductivity becomes n times or more of the base conductivity Equation of

Figure 112019116019620-pat00001
Figure 112019116019620-pat00001

으로부터 유속(υ)을 산출할 수 있다. The flow velocity (υ) can be calculated from.

또한 상기 연산부는 염수정량공급부에 의한 염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 회복 시점(t2)과 상기 유속산정시점(t1) 간의 평균 전도도 Cav를 산출하고, 상기 산출된 평균 전도도를 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도의 비를 염수희석비 R로 정의할 때, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)에 대해, 아래의 수학식 In addition, the calculation unit calculates the average conductivity C av between the recovery point (t 2 ) and the flow rate calculation point (t 1 ) at which the dropping of salt water by the salt water quantity supply unit is terminated and the conductivity is restored to the base conductivity again, and the calculated When the average conductivity is defined as C av and the ratio of the conductivity of saturated brine is defined as the saline dilution ratio R, for the total saline input volume V and the final flow time t t (t t = t 2 -t 1 ) of saline , The equation below

Figure 112019116019620-pat00002
Figure 112019116019620-pat00002

에 의해 유량(Q)을 산출할 수 있다. The flow rate Q can be calculated by.

상기 n은 1.5일 수 있다. N may be 1.5.

상기 염수정량공급부는, 타이머 스위치와, 상기 타이머 스위치에 의해 일정 주기로 작동하는 정량펌프를 포함할 수 있다. The salt water quantitative supply unit may include a timer switch and a metering pump operated at a predetermined period by the timer switch.

상기한 것과 같은 본 발명의 유속 및 유량 측정 장치를 이용하여 하수의 유속 및 유량을 측정하는 방법은, The method of measuring the flow rate and flow rate of sewage using the flow rate and flow rate measuring device of the present invention as described above,

(S1) 하수 유로의 측정지점에서 염수를 투입하기 시작하는 시점(t0)에서의 기저 전도도를 측정하는 단계;(S1) measuring the basal conductivity at a point in time (t 0 ) at which salt water is introduced at the measurement point of the sewage channel;

(S2) 상기 측정지점에서 상류측으로 일정 거리 떨어진 염수 투입지점에서 포화농도의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하고, 측정지점에서 연속적으로 전도도를 측정하는 단계; 및,(S2) dropping a saturated amount of brine at a predetermined time interval at a salt water input point separated by a predetermined distance upstream from the measurement point, and continuously measuring the conductivity at the measurement point; And,

(S3) 상기 S2 단계에서 측정된 전도도가 기저 전도도의 n배 이상이 되는 유속산정시점(t1)과, 상기 S1 단계에서 기저 전도도가 측정된 시점(t0) 간의 시간 차이에 근거하여 유속을 산출하는 단계;(S3) The flow rate is determined based on the time difference between the flow rate calculation time point (t 1 ) at which the conductivity measured in step S2 becomes n times or more of the base conductivity and the time point (t 0 ) at which the base conductivity is measured in step S1. Calculating;

를 포함할 수 있다. It may include.

또한 상기 S3 단계에서는 아래의 수학식 In addition, in step S3, the following equation

Figure 112019116019620-pat00003
Figure 112019116019620-pat00003

으로부터 유속(υ)을 산출할 수 있다. The flow velocity (υ) can be calculated from.

상기 S3 단계에서, 염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 회복 시점(t2)과 상기 유속산정시점(t1) 간의 평균 전도도 Cav를 산출하고, 상기 산출된 평균 전도도를 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도의 비를 염수희석비 R로 정의할 때, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)에 대해, 아래의 수학식 In the step S3, the average conductivity C av is calculated between the recovery point (t 2 ) and the flow rate calculation point (t 1 ) at which the dropping of salt water is terminated and the conductivity is restored to the base conductivity again, and the calculated average conductivity is C When the ratio of the conductivity of av to the saturated concentration of brine is defined as the brine dilution ratio R, for the total amount of saline input V and the final flow time of brine t t (t t = t 2 -t 1 ), the following math expression

Figure 112019116019620-pat00004
Figure 112019116019620-pat00004

에 의해 유량(Q)을 산출할 수 있다. The flow rate Q can be calculated by.

상기 S2 단계에서는 타이머 스위치와, 상기 타이머 스위치에 의해 일정 주기로 작동하는 정량펌프를 포함하는 염수정량공급부에 의해 포화농도의 염수가 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하될 수 있다. In the step S2, the salt water having a saturated concentration may be dropped by a predetermined amount at regular time intervals by a salt water quantitative supply unit including a timer switch and a metering pump operated at a predetermined cycle by the timer switch.

이러한 본 발명에 따르면, 하수 유로(예를 들어 하수관거)의 어느 한 위치에서 염수를 일정량씩 자동으로 투하하고, 하수 유로의 다른 위치에서 염수 투하에 따른 전기 전도도의 변화량을 측정하여 하수의 유속 및 유량을 연속적이고 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, a certain amount of salt water is automatically dropped at one position in a sewage passage (for example, a sewage pipe), and a change in electrical conductivity according to the dropping of salt water at another position in the sewage passage is measured to measure the flow rate and flow rate of sewage. It has the effect of being able to measure continuously and accurately.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유속 및 유량 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유속 및 유량 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a flow rate and flow rate measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a flow rate and a flow rate measurement method according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred examples of the disclosed invention, and there may be various modifications that may replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 하수의 유속 및 유량 측정 장치 및 방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. Hereinafter, an apparatus and method for measuring a flow rate and a flow rate of sewage will be described in detail according to embodiments described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유속 및 유량 측정 장치의 구성을 나타낸 것으로, 유속 및 유량 측정 장치는 포화농도의 염수를 저장하는 염수저장부(10), 하수 유로(하수관거)의 측정지점에서 상류측으로 일정 거리 떨어진 염수 투입지점에서 상기 염수저장부(10)의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하는 염수정량공급부, 상기 측정지점에서의 하수의 전기 전도도를 연속적으로 측정하는 전도도측정부(30), 상기 전도도측정부(30)에서 측정된 전도도의 변화량을 기반으로 유속 및 유량을 산출하는 연산부(40)를 포함한다. 1 shows the configuration of a flow rate and flow rate measurement device according to an embodiment of the present invention, wherein the flow rate and flow rate measurement device is a salt water storage unit 10 for storing saturated salt water, and a measurement point of a sewage channel (sewer pipe) A salt water quantity supply unit that drops a certain amount of salt water in the salt water storage unit 10 at a certain time interval at a salt water input point located at a certain distance from the upstream side, and a conductivity measuring unit that continuously measures the electrical conductivity of sewage at the measurement point. (30), and a calculation unit 40 that calculates a flow rate and a flow rate based on the amount of change in conductivity measured by the conductivity measurement unit 30.

상기 염수저장부(10)는 하수 유로에 투입될 포화농도의 염수(NaCl, KCl 등)를 저장하는 탱크로 이루어질 수 있다. The brine storage unit 10 may be formed of a tank for storing saturated brine (NaCl, KCl, etc.) to be introduced into the sewage passage.

상기 염수정량공급부는 상기 염수저장부(10)에 저장되어 있는 포화농도의 염수를 하수 유로의 측정지점에서 상류측으로 일정 거리(d) 떨어진 염수 투입지점, 바람직하기로 맨홀에 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 연속적으로 투하할 수 있도록 구성된다. 이 실시예어서 상기 염수정량공급부는, 타이머 스위치(미도시)와, 상기 타이머 스위치(미도시)에 의해 일정 주기로 작동하여 상기 염수저장부(10)의 염수를 측정 위치로 투하하는 정량펌프(20)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 갖는 염수정량공급부에 의해 하수에 연속적으로 염수를 투하하여 전기 전도도의 측정이 가능하게 된다. The salt water quantitative supply unit transfers the saturated salt water stored in the salt water storage unit 10 to a salt water input point at a certain distance (d) upstream from the measurement point of the sewage channel, preferably a certain amount at a certain time interval in the manhole. It is structured to be able to drop each one continuously. In this embodiment, the salt water quantitative supply unit, a timer switch (not shown) and a metering pump 20 that is operated at a predetermined period by the timer switch (not shown) to drop the salt water in the salt water storage unit 10 to the measurement position. ) Can be included. By continuously dropping salt water into sewage by the salt water quantitative supply unit having such a configuration, it is possible to measure the electrical conductivity.

상기 전도도측정부(30)는 전기 전도도를 측정할 수 있는 공지의 전도도 계측기를 적용하여 구성할 수 있으며, 염수가 투하되는 측정 위치에서 하수의 전기 전도도를 측정한다. 전기 전도도는 수중에 존재하는 전해질이 전하를 전달할 수 있는 정도를 나타내는 값으로, 생활하수 중에는 다양한 전해질이 존재하여 약 500~2000 ㎲/㎝의 전기 전도도를 갖는다. 하수에 포화농도의 염수를 투하하면, 전기 전도도가 크게 증가하게 된다. 전기 전도도는 하수 유로의 흐름 특성에 따라 변하게 되므로 이러한 패턴을 해석함으로써 유속과 유량을 산정할 수 있다. The conductivity measurement unit 30 may be configured by applying a known conductivity meter capable of measuring electrical conductivity, and measures the electrical conductivity of sewage at a measurement location where salt water is dropped. Electrical conductivity is a value representing the degree to which an electrolyte existing in water can transfer electric charges, and various electrolytes exist in domestic sewage and have an electrical conductivity of about 500 to 2000 µs/cm. When saturated brine is dropped into sewage, the electrical conductivity is greatly increased. Since the electrical conductivity changes according to the flow characteristics of the sewage flow path, the flow rate and flow rate can be calculated by analyzing this pattern.

상기 연산부(40)는 이러한 전기 전도도의 변화를 이용하여 하수의 유속 및 유량을 미리 정해진 수학식에 기반하여 산출하도록 프로그래밍된다. 염수정량공급부에 의한 염수 투입이 시작되는 시점(t0)에 상기 전도도측정부(30)에 의해 측정된 전도도를 기저 전도도라 정의할 때, 상기 염수정량공급부에 의해 염수가 투하될 때 측정된 전도도가 상기 기저 전도도의 n배 이상이 되는 유속산정시점(t1)과 상기 기저 전도도가 측정된 시점(t0) 간의 시간 차이를 통해 아래의 수학식 1로부터 유속(υ)을 산출한다. 아래의 수학식 1에서 d는 염수 투하지점과 전도도측정부(30)의 설치 지점과의 거리이다.The calculation unit 40 is programmed to calculate the flow rate and flow rate of sewage based on a predetermined equation by using the change in electrical conductivity. When the conductivity measured by the conductivity measuring unit 30 is defined as the base conductivity at the time point (t 0 ) at which salt water is introduced by the salt water quantitative supply unit, the conductivity measured when the salt water is dropped by the salt water quantitative supply unit The flow rate (υ) is calculated from Equation 1 below through a time difference between the time point t 1 of which is equal to or greater than n times the base conductivity and the time point t 0 at which the base conductivity is measured. In Equation 1 below, d is the distance between the salt water dropping point and the installation point of the conductivity measuring unit 30.

Figure 112019116019620-pat00005
Figure 112019116019620-pat00005

또한 상기 연산부(40)는 염수정량공급부에 의한 염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 회복 시점(t2)과 상기 유속산정시점(t1) 간의 평균 전도도 Cav를 산출하고, 상기 산출된 평균 전도도를 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도의 비를 염수희석비 R로 정의할 때, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)에 대해, 아래의 수학식 2에 의해 유량(Q)을 산출한다.In addition, the calculation unit 40 calculates the average conductivity C av between the recovery point (t 2 ) and the flow rate calculation point (t 1 ) at which the dropping of salt water by the salt water quantity supply unit is terminated and the conductivity is restored to the base conductivity again, When the calculated average conductivity is defined as the ratio of the conductivity of C av and the conductivity of the saturated brine to the saline dilution ratio R, the total amount of saline input V and the final flow time of saline t t (t t = t 2 -t 1 For ), the flow rate Q is calculated by Equation 2 below.

Figure 112019116019620-pat00006
Figure 112019116019620-pat00006

하수 내 기저 전도도의 범위의 편차가 크므로 염수의 도달 여부를 판단하기 위해서는 기저 전도도의 약 3~4배까지 전도도가 상승할 수 있는 염수를 투하해야 한다. 염수의 양이 과도할 경우, 하수의 유량에 영향을 줄 수 있으므로 투입량을 최소화할 수 있어야 한다. Since the range of the basal conductivity in sewage is large, it is necessary to drop brine that can increase the conductivity by about 3 to 4 times the basal conductivity in order to determine whether the brine reaches or not. If the amount of brine is excessive, it may affect the flow rate of sewage, so the input amount should be minimized.

이러한 본 발명의 유속 및 유량 측정 장치를 이용하여 하수의 유속 및 유량을 측정하는 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of measuring the flow rate and flow rate of sewage using the flow rate and flow rate measuring device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

하수의 유속 측정을 위하여 염수의 유하 시간을 측정하는데, 먼저 하수 유로의 염수 투입지점에서 염수를 투입하기 직전 시점(t0)에서 전도도측정부(30)로 측정지점에서의 기저 전도도를 측정한다. In order to measure the flow rate of sewage, the flow time of the brine is measured. First, the base conductivity at the measurement point is measured with the conductivity measuring unit 30 at the point of time (t 0 ) just before the brine is introduced at the point of saline water input in the sewage channel.

이어서 상기 염수정량공급부를 이용하여 하수 유로의 측정지점에 포화농도의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하고, 전도도측정부(30)를 이용하여 측정지점의 전도도를 연속적으로 측정한다. 염수 투하 후에 측정되는 전기 전도도는 점차적으로 증가하게 되는데, 염수에 의해 전도도가 기저 전도도 보다 일정량 이상 상승하는 시점을 t1이라 하며, 이를 유속산정시점(t1)이라 한다. 이 때, 염수의 도달에 의한 전도도 상승과 전도도가 높은 하수의 유입으로 인한 전도도 상승을 구별해야 한다. 즉, 기저 전도도보다 전도도가 증가하기 시작하여도 증가폭이 염수의 도달에 의한 전도도 상승이라고 볼 수 없는 값을 설정할 필요가 있다. 이러한 이유로 기저 전도도에 비해 3~4배 이상의 전도도 상승이 필요한 것이다. 따라서 전도도 증가가 기저 전도도의 1.5배 이상까지 상승하지 않는다면 염수가 측정지점까지 도달했다고 판단하지 않는다. Subsequently, a predetermined amount of saturated salt water is dropped at a predetermined time interval at a measurement point of a sewage channel using the salt water quantitative supply unit, and the conductivity of the measurement point is continuously measured using the conductivity measuring unit 30. The electrical conductivity measured after dropping of salt water gradually increases. The point in time when the conductivity increases by a certain amount over the base conductivity by salt water is called t 1 , and this is called the flow rate calculation point (t 1 ). At this time, it is necessary to distinguish between an increase in conductivity due to the arrival of brine and an increase in conductivity due to the inflow of sewage with high conductivity. That is, even if the conductivity starts to increase than the base conductivity, it is necessary to set a value that cannot be regarded as an increase in conductivity due to the arrival of salt water. For this reason, it is necessary to increase the conductivity by 3-4 times or more compared to the base conductivity. Therefore, if the conductivity increase does not rise to more than 1.5 times the base conductivity, it is not judged that the brine has reached the measurement point.

전도도가 기저 전도도에 비해 1.5배 이상 지속적으로 증가할 경우 전도도의 상승 시점을 유속산정시점(t1)으로 간주한다. 염수 투하지점과 전도도측정부(30)의 설치 지점과의 거리를 d라 하면, 유속은 상기 수학식 1에 의해 구해질 수 있다.If the conductivity is continuously increased by 1.5 times or more compared to the base conductivity, the point of increase in conductivity is regarded as the flow velocity calculation point (t 1 ). If the distance between the salt water dropping point and the installation point of the conductivity measuring unit 30 is d, the flow velocity can be obtained by Equation 1 above.

염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 시점을 t2라 하고, t1부터 t2까지 전기 전도도를 측정하여 이 구간의 평균 전도도 Cav를 산출한다. 그리고 상기 산출된 평균 전도도 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도(대략 200 ㎳/㎝ 임)의 비를 염수희석비 R로 정의하고, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)을 기반으로 하여 상기 수학식 2에 의해 유량(Q)을 산출한다. The time point at which the saline dropping is complete and the conductivity returns to the base conductivity is called t 2 , and the electrical conductivity is measured from t 1 to t 2, and the average conductivity C av of this section is calculated. And the ratio of the calculated average conductivity C av and the conductivity of the brine at the saturation concentration (approximately 200 ms/cm) is defined as the saline dilution ratio R, and the total amount of saline input V and the final flow time t t (t Based on t = t 2 -t 1 ), the flow rate (Q) is calculated by Equation 2 above.

이러한 본 발명에 따르면, 하수 유로(예를 들어 하수관거)의 어느 한 위치에서 염수를 일정량씩 자동으로 투하하고, 하수 유로의 다른 위치에서 염수 투하에 따른 전기 전도도의 변화량을 측정하여 하수의 유속 및 유량을 연속적이고 정확하게 측정할 수 있다. According to the present invention, a certain amount of salt water is automatically dropped at one position in a sewage passage (for example, a sewage pipe), and a change in electrical conductivity according to the dropping of salt water at another position in the sewage passage is measured to measure the flow rate and flow rate of sewage. Can be measured continuously and accurately.

현재 하수관거의 정비사업 대상을 선정하기 위하여 수밀성 시험을 시행하고 있는데, 이러한 수밀성 시험은 고가의 장비와 이를 운용할 수 있는 전문인력이 필요하기 때문에 많은 비용과 시간이 소요된다. 하지만, 본 발명은 측정지점의 유속과 유량 변화를 간단한 구성으로 자동으로 연속 측정할 수 있으므로 측정에 필요로 하는 비용과 시간을 크게 절감할 수 있다.Currently, a watertightness test is being conducted to select a sewage pipe maintenance project, and such a watertightness test requires a lot of cost and time because expensive equipment and professional manpower to operate it are required. However, the present invention can automatically and continuously measure the change in flow rate and flow rate at a measurement point with a simple configuration, so that the cost and time required for measurement can be greatly reduced.

또한 본 발명의 유속 및 유량 측정 장치는 부등침하, 파손 등으로 관내 유속이 저하되거나 하수가 저류하는 지점을 평가하는데 활용이 가능하다. 이러한 하수관거에서는 누수, 통수능 감소, 악취 발생과 같은 문제점이 발생하므로 이에 대한 유속 및 유량의 자동 측정을 통해 대응책을 마련할 수 있다. 또한 산발적인 구간에 대해 연속적인 모니터링이 가능하여, 전체 하수관거 중 우선정비사업 대상 구간을 선정하는데 보다 신속한 데이터 수집이 가능한 이점이 있다. In addition, the flow rate and flow rate measurement device of the present invention can be utilized to evaluate the point where the flow rate in the pipe is lowered or sewage is stored due to differential settlement, damage, etc. In such a sewage pipe, problems such as leakage, reduction in water flow, and occurrence of odors occur, so a countermeasure can be prepared through automatic measurement of the flow rate and flow rate. In addition, since it is possible to continuously monitor sporadic sections, there is an advantage in that faster data collection is possible in selecting a section for priority maintenance among all sewage pipes.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various substitutions, additions, and modifications within the scope not departing from the technical idea described above. It is natural, and it should be understood that such modified embodiments also belong to the protection scope of the present invention defined by the appended claims below.

10 : 염수저장부 20 : 정량펌프
30 : 전도도측정부 40 : 연산부
10: salt water storage unit 20: metering pump
30: conductivity measuring unit 40: calculating unit

Claims (9)

포화농도의 염수를 저장하는 염수저장부;
하수 유로의 측정지점에서 상류측으로 일정 거리 떨어진 염수 투입지점에서 상기 염수저장부의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하는 염수정량공급부;
상기 측정지점에서의 하수의 전도도를 연속적으로 측정하는 전도도측정부;
상기 전도도측정부에서 측정된 전도도의 변화량을 기반으로 유속 및 유량을 산출하는 연산부;
를 포함하며,
상기 연산부는, 상기 염수정량공급부에 의한 염수 투입이 시작되는 시점(t0)에 상기 전도도측정부에 의해 측정된 전도도를 기저 전도도라 정의할 때, 상기 염수정량공급부에 의해 염수가 투하될 때 측정된 전도도가 상기 기저 전도도의 n배 이상이 되는 유속산정시점(t1)과 상기 기저 전도도가 측정된 시점(t0) 간의 시간 차이와 염수 투입지점으로부터 전도도측정부까지의 거리(d)로부터 아래의 수학식
Figure 112020115512797-pat00007

으로부터 유속(υ)을 산출하고,
상기 연산부는 염수정량공급부에 의한 염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 회복 시점(t2)과 상기 유속산정시점(t1) 간의 평균 전도도 Cav를 산출하고, 상기 산출된 평균 전도도를 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도의 비를 염수희석비 R로 정의할 때, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)에 대해, 아래의 수학식
Figure 112020115512797-pat00008

에 의해 유량(Q)을 산출하는 하수의 유속 및 유량 측정 장치.
A brine storage unit for storing saturated brine;
A salt water quantity supply unit for dropping a predetermined amount of salt water from the salt water storage unit at a predetermined time interval at a salt water input point separated from a measuring point of the sewage flow path to an upstream side;
A conductivity measurement unit that continuously measures the conductivity of sewage at the measurement point;
An operation unit calculating a flow rate and a flow rate based on the change in conductivity measured by the conductivity measurement unit;
Including,
When the conductivity measured by the conductivity measurement unit is defined as the base conductivity at a time point (t 0 ) at which salt water is introduced by the salt water quantity supply unit is defined, the calculation unit measures when the salt water is dropped by the salt solution quantity supply unit. Below from the time difference between the flow rate calculation time point (t 1 ) and the time point at which the base conductivity is measured (t 0 ), and the distance from the salt water input point to the conductivity measuring unit (d), at which the measured conductivity becomes n times or more of the base conductivity Equation of
Figure 112020115512797-pat00007

Calculate the flow rate (υ) from
The calculation unit calculates the average conductivity C av between the recovery point (t 2 ) and the flow rate calculation point (t 1 ) at which the dropping of salt water by the salt water quantity supply unit is terminated and the conductivity is restored to the base conductivity again, and the calculated average When the conductivity is defined as C av and the ratio of the conductivity of the saturated brine to the brine dilution ratio R, for the total amount of saline input V and the final flow time t t (t t = t 2 -t 1 ) of the brine, Equation below
Figure 112020115512797-pat00008

A sewage flow rate and flow rate measuring device that calculates the flow rate (Q) by.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 n은 1.5인 하수의 유속 및 유량 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein n is 1.5. 제1항에 있어서, 상기 염수정량공급부는, 타이머 스위치와, 상기 타이머 스위치에 의해 일정 주기로 작동하는 정량펌프를 포함하는 하수의 유속 및 유량 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the salt water constant amount supply unit includes a timer switch and a metering pump operated at a predetermined period by the timer switch. (S1) 하수 유로의 측정지점에서 염수를 투입하기 시작하는 시점(t0)에서의 기저 전도도를 측정하는 단계;
(S2) 상기 측정지점에서 상류측으로 일정 거리 떨어진 염수 투입지점에서 포화농도의 염수를 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하하고, 측정지점에서 연속적으로 전도도를 측정하는 단계; 및,
(S3) 상기 S2 단계에서 측정된 전도도가 기저 전도도의 n배 이상이 되는 유속산정시점(t1)과, 상기 S1 단계에서 기저 전도도가 측정된 시점(t0) 간의 시간 차이에 근거하여 유속을 산출하는 단계;
를 포함하며,
상기 S3 단계에서는 아래의 수학식
Figure 112020115512797-pat00009

으로부터 유속(υ)을 산출하며,
염수의 투하가 종료되고 전도도가 다시 기저 전도도로 회복되는 회복 시점(t2)과 상기 유속산정시점(t1) 간의 평균 전도도 Cav를 산출하고, 상기 산출된 평균 전도도를 Cav 와 포화농도의 염수의 전도도의 비를 염수희석비 R로 정의할 때, 투하된 총 염수투입량 V와 염수의 최종 유하시간 tt(tt= t2 - t1)에 대해, 아래의 수학식
Figure 112020115512797-pat00010

에 의해 유량(Q)을 산출하는 하수의 유속 및 유량 측정 방법.
(S1) measuring the basal conductivity at a point in time (t 0 ) at which salt water is introduced at the measurement point of the sewage channel;
(S2) dropping a saturated amount of brine at a predetermined time interval at a salt water input point separated by a predetermined distance upstream from the measurement point, and continuously measuring the conductivity at the measurement point; And,
(S3) The flow rate is determined based on the time difference between the flow rate calculation time point (t 1 ) at which the conductivity measured in step S2 becomes n times or more of the base conductivity and the time point (t 0 ) at which the base conductivity is measured in step S1. Calculating;
Including,
In step S3, the following equation
Figure 112020115512797-pat00009

The flow rate (υ) is calculated from
The average conductivity C av is calculated between the recovery point (t 2 ) and the flow rate calculation point (t 1 ) at which the saline dropping is finished and the conductivity is restored to the base conductivity, and the calculated average conductivity is C av and the saturation concentration. When the ratio of the conductivity of the brine is defined as the brine dilution ratio R, for the total amount of saline input V and the final flow time of brine t t (t t = t 2 -t 1 ), the following equation
Figure 112020115512797-pat00010

The flow rate and flow rate measurement method of sewage to calculate the flow rate (Q) by.
삭제delete 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 S2 단계에서는 타이머 스위치와, 상기 타이머 스위치에 의해 일정 주기로 작동하는 정량펌프를 포함하는 염수정량공급부에 의해 포화농도의 염수가 일정한 시간 간격을 두고 일정량씩 투하되는 하수의 유속 및 유량 측정 방법.The flow rate of sewage according to claim 6, wherein in the S2 step, the salt water quantitative supply unit including a timer switch and a metering pump operated at a certain period by the timer switch is dropped by a certain amount of salt water having a saturated concentration at a certain time interval. And flow measurement method.
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