유한요소법을 이용한 고온용 초음파 유량센서의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of Ultrasonic Flow Meter for High Temperature by Using Finite Element Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 24권 / 11호 / 859 ~ 864페이지
· 저자명 : 이주희, 이영진, 김창일, 백종후, 조정호, 정영훈, 남산

초록

PZT계 압전 초음파 유량계는 일반적으로 세라믹 재료의 낮은 디폴링 온도로 인해 작동온도가 200도 이하로 제한된다. 그래서 본 연구에서는 고온 유체로부터 보호될 수 있는 새로운 구조를 제작하였다. 이 구조는 유한요소법을 사용하여 도파봉을 통해 고온의 유체를 효과적으로 막을 수 있게 최적화 하였다. 압전 초음파 유량계의 성능을 향상하기 위해 도파봉에 추가된 방열판의 재료로써 Cu, Al, SUS와 같은 다양한 재료를 가지고 실험하였고, 이중 SUS가 가장 효과적으로 평가되었다. 방열판의 수가 증가될수록 고온의 유체로 부터 압전소자에 도달되는 온도가 방열판 수 당 3.12도의 비율로 감소됨을 확인하였다.

영어초록

An operation temperature of Pb(Zr,Ti)O₃ based piezoelectric ultrasonic flowmeter was generally restricted to below 200˚C due to a low depoling temperature of its ceramic material. Thus, a new designed piezoelectric ultrasonic flowmeter was fabricated in order to protect from the extremely hot fluid.
Its structure is optimized by a finite element method to effectively stop heat flowing along a waveguide.
Various materials such as Cu, Al, SUS were examined as a multi-plate radiation shield to enhance the performance of piezoelectric ultrasonic flowmeter. The SUS was evaluated as the most effective material to enhance the performance of piezoelectric ultrasonic flowmeter. As the number of plates of the radiation shield increased, the temperature at piezoelectric transducer away from the hot fluid was constantly decreased with a ratio of 3.12˚C per the plate number.

참고자료

· 없음