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초음파 유량계 관련용어 정의
1. 음(音) : 물체 또는 물체의 일부가 급격한 진동에 의하여 그것이 주위의 탄성체(공기, 기타 매질)에 전달되어 파동으로 전파하는 것을 말하며, 이러한 파장을 音波라 한다. 파장(λ,Hz)과 주파수(f, Hz)와의 곱은 음속(c, 344.4 m/sec)이라는 관계가 성립한다. (c=λ·f) 또한, 음파는 반사, 굴절, 회절, 간섭, 울림, 공명, 잔향, 흡음, 차음, 감쇠, 투과, 손실 등과 같은 특징을 가지고 있다.
2. 음속(音速) : 음은 모든 물질속을 전파하는데, 그 전파속도(음속)는 밀도에 따라 다르게 나타난다. 또한 온도에 의한 밀도변화에서도 음속이 다르게 나타나며, 바람이 불고 있을 때는 정방향으로 음의 전파가 빨리되고, 역방향으로 전파가 늦다. 공기속에서 전달되는 音의 전파 속도는 약 340m/sec (15℃) 정도이며, 그 속도는 액체 속과 고체 속에서는 대단히 빠르며 수중에서는 약 1500m/sec, 강철속에서는 약 5,000m/sec 정도나 된다.
3. 가청주파수 : 사람이 들을 수 있는 소리로서 대략 20 - 20,000 Hz 정도를 가청주파수 영역이라 하며, 회화음 주파수 영역은 250 - 3,000 Hz 정도가 된다.
초음파 : 초음파라 함은 사람이 도저히 들을 수 없는 소리를 말하는 것으로서 가청주파수 영역을 벗어난 주파수가 20,000 Hz 이상의 音을 말한다. 초음파 유량계에 사용되는 주파수는 보통 100,000Hz - 2,000,000Hz 정도로 보통 사람들은 도저히 들을 수 없은 소리이다.
4. 초음파의 특징 : 초음파는 본질적으로는 보통 음파와 동일하나, 주파수가 크고(즉, 파장이 짧다), 강도가 높은 특징을 가지고 있으며, 파장이 짧기 때문에 보통의 음파에서는 볼 수 없는 방향성을 나타내며, 짧은 펄스(Pulse) 발생시키므로 이를 이용하여 음속(音速)이나 흡수의 정확한 측정이 가능하다.
5. 초음파 센서 : 초음파의 송신기나 수신기에는 안정성을 가진 지르코늄산티탄산납·티탄산바륨·니오브산리튬 등이 사용된다. 이들 유전체는 교류전압을 걸면 두계가 변해서 초음파를 발생한다. 또 초음파를 가하면 전압이 발생하므로 하나의 소자(素子)를 송신기와 수신기로 바꾸어 사용할 수 있다.
6. 초음파 변환기 : 일반적으로 초음파는 온도나 유체의 조성에 의해 변화하므로 직접적인 초음파만을 직접 측정하여 표기하는 방식으로는 정확한 측정을 할 수 없다. 그래서 여러 가지 신호처리에 의해 초음파의 영향을 제거하는 장치를 말하며, 대체적으로 모니터에 내장되어 있다.
7. 초음파 유량계 모니터 : 초음파의 발신 수신 신호를 제어, 초음파 신호의 가공, 각종 신호의 연산 처리, 프로그램 기억, RAM ROM 기억장치 내장, 각종 보정계수에 의한 유량자료의 연산, 각종 단위 환산, 숫자 및 문자 표시, 입력 키패드, 접점의 제어, 통신 포트 제공, 출력신호 제공, 적산펄스 제공, 입력전원의 선택 등과 같은 기능을 모두 포함하는 장치로서, 기술의 발달로 인하여 대부분의 경우 소형으로 한 개의 구성체로 되어 있다.
8. 도플러 효과 : 음원(音源)과 관측자와의 상대속도에 의해서, 서로 정지하고 있을 때와 그 관측되는 진동수가 달라지는 현상을 말한다. 즉, 음원(실례로 기차의 기적소리)이 가까워지면 파장은 짧아진다. 즉, 진동수는 증가하여 높은 소리로 들린다. 또한 음원(기차의 기적소리)이 멀어지면 파장은 길어진다. 즉, 진동수는 감소하여 낮은 소리로 들린다. 이러한 도플러 효과를 이용하여 항공기나 자동차의 상대속도를 측정하거나 액체의 유속을 측정할 수 있다.
출처 : 세창인스트루먼트
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