KR20130003003A - 부유식 탱크들, 칼럼들, 드럼들, 튜브들, 배트들 내에서 폭기된 유체들 및 액체들에 대한 가스 부피 분율（ｇｖｆ）을 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

부유식 탱크들, 칼럼들, 드럼들, 튜브들, 배트들 내에서 폭기된 유체들 및 액체들에 대한 가스 부피 분율（ｇｖｆ）을 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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마크 알. 퍼날드
티모시 제이. 베일리
더글라스 에이치. 루즈
제임스 엠. 설리반
존 비색
앨런 디. 커세이
마이클 에이. 데이비스
Original Assignee
사이드라 코포레이트 서비시즈 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 신호 프로세서를 포함하며, 상기 신호 프로세서는, 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성되며; 그리고 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성된다. 상기 신호 프로세서는 또한 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 담고 있는 출력 신호를 송신한다. 상기 신호 프로세서는 적어도 하나의 음향 송신기, 적어도 하나의 음향 수신기, 또는 이들 모두와 함께 구성될 수 있다.

Description

부유식 탱크들, 칼럼들, 드럼들, 튜브들, 배트들 내에서 폭기된 유체들 및 액체들에 대한 가스 부피 분율（ＧＶＦ）을 결정하는 방법 및 장치{Method and apparatus for determining GVF(Gas Volume Fraction) for aerated fluids and liquids in flotation tanks, columns, drums, tubes, vats}
관련 출원들에 대한 전후 참조
본원은 2010년 3월 9일자 출원된 임시 특허 출원 제61/311,993호(WFVA/CiDRA 파일 제712-2.338/35호), 2010년 3월 9일자 출원된 임시 특허 출원 제61/312,023호(WFVA/CiDRA 파일 제712-2.340/37호), 및 2011년 3월 2일자 출원된 임시 특허출원 제61/448,443호(WFVA/CiDRA 파일 제712-2.353/47호)를 기초로 하여 우선권을 주장한 것이며 상기 임시 특허 출원들 모두는 전부 본원에 참조병합된다.
기술분야
본 발명은 부유식 탱크, 칼럼 또는 컨테이너 내에서 폭기된 유체 또는 액체의 가스 부피 분율(gas volume fraction; GVF)을 결정하기 위한 기법에 관한 것이며, 좀더 구체적으로 기술하면, 폭기된 유체 또는 액체에 관련된 프로세스를 제어하도록 부유식 탱크, 칼럼 또는 컨테이너 내에서 폭기된 유체 또는 액체의 가스 부피 분율(GVF)을 결정하기 위한 기법에 관한 것이다.
선행 기술에서는, 소용돌이 형태의 압력 불안정을 대류시키는 속도의 측정을 통해 매질의 유속을 결정하고, 매질의 음속 결정을 통해 2-상 유동을 조성하는 방법의 사용이 공지되어 있다. 100%의 한 유체 및 100%의 다른 한 유체의 양 극단 간에는 유동 조성이 변하기 때문에, 대응하는 2개의 물질 내에서의 음속 값들 사이에서 음속이 결정적 방식으로 변한다. 공지의 기법들에서는, 유동 스트림(flow stream)에서 전파하는 음향의 '수동(passive)' 리스닝을 통해 음속의 결정이 이루어졌다.
선행 기술에서는, 소정의 파이프를 통해 유동하는 물질을 통해 음속을 측정하는 것에 의존하는 다수의 기법이 개발되어 왔다. 이러한 기법들은 공지된 소나(SONAR) 기반의 GVF 계량기, 밀도 계량기 및 잠재적인 질량 분율 계량기의 사용을 포함한다. 이러한 기법들에서는, 수동 배열 기반의 센서 시스템이 소정의 파이프 내에 함유된 물질들을 통해 이동하는 음향의 존재 및 속도를 검출하는데 사용된다. 이러한 물질들은 단상의 균질 유체들에서부터 2상 또는 3상의 가스, 액체 및 고체 혼합물들에 이르기까지의 범위에 걸쳐 있을 수 있다. 상기 측정 시스템이 수동형이기 때문에 상기 측정 시스템은 측정을 위해 외부에서 생성된 음향들에 의존한다. 이러한 음향들은 펌프들 또는 밸브들과 같은 파이프에 내재하거나 상기 파이프에 부착된 다른 장비에 의해 종종 획득될 수 있다.
더욱이, 이러한 공지된 기법들에서는, 종종 광석의 분리에 도움이 되도록 공지된 광물 처리 부유 프로세스를 대상으로 하는 것을 포함하여, 화학 첨가제들이 추가될 수 있다. 기포제(frother)들로서 알려져 있는 화학물질은 공기의 거품들의 속성들을 강화시킴으로써 상기 부유 프로세스의 효율을 제어한다. 중요한 부유 최적화 매개변수는 부유 셀 내에서의 가스 부피 분율이다. 본원에 전부 참조병합되는, 미국 특허 제7,426,852 B1호에는 이러한 측정을 수행하는 접근법이 개시되어 있으며, 폭기 유체에서의 음속이 소나 기반의 배열과 관련하여 도파관(파이프)을 사용하여 국부적으로 측정되게 하는 기법이 개시되어 있다. 음속 측정으로부터, 가스 부피 분율이 계산될 수 있다.
예를 들면, 예컨대, 모두가 전부 참조로 병합되는, 미국 특허 제7,165,464호; 제7,134,320호; 제7,363,800호; 제7,367,240호; 및 제7,343,820호에 완전하거나 부분적으로 개시된 그러한 소나 기반의 기술의 사용에 관련된 다른 기법들을 참조하기 바란다.
더욱이, 공기는 점성 액체들, 슬러리(slurry)들 또는 고체(solid)들과 같은 여러 물질들의 매우 중요한 성분이다. 특히, 공기는 콘크리트를 만들 때 중요한 성분인데, 그 이유는 공기가 동결 융해 순환(freeze/thaw cycle)들에 대해 양생된 제품 손상의 내성을 대단히 개선시켜 주기 때문이다. 화학 혼합제들은 콘크리트 내에 수 십억 개의 작은 공기 거품들을 생성, 혼입 및 안정화시키도록 혼합시 첨가되는 것이 전형적이다. 그러나, 콘크리트 내에 혼입된 공기는 강도를 감소시키는 단점을 지님으로써 특정 용도에 맞게 적정 양의 공기를 결정하도록 하는 타협점(tradeoff)이 항상 존재한다. 소정의 콘크리트 특성들을 최적화시키기 위해, 굳지 않은(사전 양생된) 콘크리트 내에 존재하는 혼입된 공기를 조절하는 것이 중요하다. 혼입된 공기를 측정하기 위한 현재의 방법들이 때로는 따분하고 거추장스러울 수 있으며 추가로 오류들이 자주 발생할 수 있다. 더욱이, 콘크리트의 내구성은 프레쉬 믹스(fresh mix) 내에 공기를 혼입시킴으로써 강화될 수 있다. 이는 화학 혼합제들의 추가를 통해 달성되는 것이 전형적이다. 혼합제의 양은 "재료의 배합(recipe)"이 결정되게 하는 경험적 데이터를 통해 결정되는 것이 일반적이다. 너무 적게 혼입된 공기는 콘크리트의 내구성을 감소시키고 너무 많게 혼입된 공기는 강도를 감소시킨다. 전형적으로는, 혼입된 공기의 명목상의 범위는 부피당 약 5-8%이고, 대부분의 용도에서는 부피당 4% 및 6% 사이일 수 있다. 믹서 박스 내에서 혼합된 후에, 콘크리트는 그리고나서 트럭으로 주입된다. 혼입된 공기의 레벨은 그리고나서 현장으로의 상기 믹스의 제공시 측정된다. 현재 방법의 결점은 상기 믹스 내의 공기 레벨이 사양 범위 내에 있다는 검증 없이 트럭으로 인도된다는 점이다.
본 발명은 이러한 현재 기술 동향에 중요한 기여를 한다.
본 발명이 해결하려는 과제는 믹스 내의 공기 레벨이 사양 범위 내에 있다는 검증 없이 트럭으로 인도되는 문제를 해결하고자 한 것이다.
본 발명은 부유식 탱크, 칼럼 또는 배트와 같은 콘테이너 내에서 폭기된 유체 및 액체에 대한 가스 부피 분율(GVF)을 결정하는 신규한 기법들을 제공한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 장치는 신호 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 신호 프로세서는,
적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고 상기 콘테이너 내측에 배치된 프로브를 포함하여 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성되며; 그리고
상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에 의하면, 장치는 상기 적어도 하나의 음향 송신기, 상기 적어도 하나의 음향 수신기, 또는 이들 모두와 결합된 신호 프로세서를 포함할 수 있는데, 이 경우에 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 내부에 상기 폭기된 유체를 지니는 콘테이너에 대하여 배치될 수 있으며 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호를 생성하도록 구성될 수 있고, 상기 적어도 하나의 음향 수신기는 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여 상기 콘테이너에 대하여 배치될 수 있으며 상기 음향 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성된 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 상기 신호 프로세서에 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 또한 다음과 같은 구성들 중 하나 이상의 구성들을 포함할 수 있다. 상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너에 대하여 동일한 높이에 배치되는 음향 수신기 또는 수신기 프로브 및 적어도 하나의 음향 송신기에 적어도 부분적으로 기초하여 음속 측정을 결정하도록 하는 것을 포함하여, 적어도 하나의 음향 수신기 또는 수신기 프로브 및 적어도 하나의 음향 송신기 사이의 공지된 격리 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 음속 측정을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 신호 프로세서는 혼입된 공기가 상기 폭기된 유체 내에서의 음속을 수정하기 위해 적합한 주파수 범위의 주파수에서 상기 음향 신호를 방출하는 적어도 하나의 음향 송신기에 적어도 부분적으로 기초하여 음속 측정을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너 내측에 배치된 2개의 수신기 프로브들을 포함하여, 2개의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 신호 프로세서는 상기 2개의 음향 수신기들 간의 거리를 알고 있는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 음속 측정을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 신호 프로세서는 펄스 생성 및 검출 간의 경과 시간을 기록하고 동일한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 음속 측정을 결정하도록 구성될 수 있다.
상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체에 화학 첨가제를 제공하는 것에 대한 정보를 포함하여, 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있는, 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 담고 있는 출력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 의하면, 본 발명은 공기 거품들의 속성들을 강화시킴으로써 부유 프로세스의 효율을 제어하도록 기포제들로서 알려진 화학물질들을 첨가하는 것을 포함하는, 광석의 분리에 도움이 되는 광물 처리 부유 프로세스, 또는 레미콘 트럭에서나 고정 콘크리트 믹서 박스 내에서 콘크리트를 혼합하는 것을 포함하는, 콘크리트를 제조하기 위한 혼합 프로세스, 또는 아이스크림을 제조하기 위한 첨가 라이신(adding lysene)을 포함하는 식품 프로세스, 또는 메이크-업(make-up)을 제조하기 위한 화장품 프로세스, 또는 페인트 또는 코팅 유체를 제조하기 위한 혼합 프로세스의 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 상기 신호 프로세서는 압전 재료 또는 기계적 임펄스를 구동시킴으로써 생성되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 콘테이너의 외측벽 상에 배치될 수도 있고, 상기 콘테이너의 내측벽 상에 배치될 수도 있으며, 상기 콘테이너 내에 배치될 수 있지만 상기 콘테이너의 벽에 부착되지 않을 수도 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 전방향 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 상기 콘테이너는 부유식 탱크, 부유식 탱크 또는 배트(vat)일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 장치는 출력 신호를 수신하도록 구성되고 또한 폐쇄 루프 시스템 내에서 폭기된 유체에 관련된 프로세스를 제어하도록 상기 콘테이너에 화학 첨가제를 추가하도록 구성된 기기를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 의하면, 상기 적어도 하나의 음향 송신기 및 상기 적어도 하나의 음향 수신기는 짧은 거리 만큼 격리되어 있고 레미콘 트럭의 드럼 관찰 해치(drum inspection hatch)에 부착된 프로젝터/수신기 쌍의 형태를 취할 수 있는데, 이는 상기 프로젝터/수신기 쌍이 상기 레미콘 트럭의 믹서 드럼의 공동부(cavity) 내측에 있도록 상기 드럼 관찰 해치를 통해 설치되는 경우, 또는 상기 프로젝터/수신기 쌍이 공동부를 형성하도록 개별 해치 플레이트 상에 설치되고, 상기 프로젝터/수신기 쌍이 상기 공동부 내에 설치되며, 그리고 상기 프로젝터/수신기 쌍이 믹서 드럼 내측의 콘크리트에 노출되도록 해치 커버에 상기 해치 플레이트가 구성되는 경우를 포함한다.
몇몇 실시예들에 의하면, 장치는 믹서 트럭 상의 국부 디스플레이 및/또는 통신 모듈을 대상으로 하는 것을 포함하여, 콘크리트의 공기 함유 값에 대한 정보를 담고 있는 무선 신호를 제공하도록 구성된 무선 송신기를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 의하면, 상기 적어도 하나의 음향 송신기 및 음향 수신기는 짧은 거리 만큼 격리되어 있으며 주입되고 있는 콘크리트를 연속해서 측정하기 위해 콘크리트를 주입하는데 사용되는 슈트(chute) 상에 장착되는 프로젝터/수신기 쌍의 형태를 취할 수 있다.
몇몇 실시예들에 의하면, 상기 신호 프로세서는, 상기 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되고, 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되며, 그리고 다수의 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성될 수 있는데, 이는, 각각의 음향 수신기 또는 수신기 프로브가 각각의 음향 송신기로부터의 개별 신호를 검출하는데 사용될 수 있는 각각의 측정 포인트의 다중경로 질의(multipath interrogation)에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 상기 신호 프로세서가 구성되는 경우를 포함한다. 상기 신호 프로세서는 다수의 음향 송신기들에 의해 생성되며, 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 수신기 배열을 이루는 하나 이상의 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성될 수 있는데, 이는 각각의 음향 수신기 또는 수신기 프로브가 각각의 음향 송신기로부터의 개별 신호를 검출하는데 사용될 수 있는 각각의 측정 포인트의 다중경로 질의에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 상기 신호 프로세서가 구성되는 경우나, 또는 각각의 채널로 하여금 개별적으로 분석될 수 있게 하는 상이한 주파수, 스펙트럼 슬라이스, 처프(chirp)/변조 특성으로 선택적으로 부호화되는 각각의 음향 송신기를 지니는 송신기 배열을 이루는 다수의 음향 송신기들에 의해 생성되고, 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되며, 그리고 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 상기 신호 프로세서가 구성되는 경우나, 또는 의사 잡음 소스(pseudo noise source)들을 통해 에너지를 공급받는 음향 송신기들의 배열에 의해 생성되어 지연-상관 기법들이 각각의 송신기-수신기 경로에 대한 송신 시간을 검출하는데 사용될 수 있으며, 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체을 통해 이동하게 되고, 그리고 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 상기 신호 프로세서가 구성되는 경우를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 상기 콘테이너의 외측 상에 배치된 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 폭기된 유체와 접촉하게 될 수 있는 벽 내의 포트에 삽입되는 것을 포함하여 상기 콘테이너의 벽을 통해 작동할 수 있는데, 이는 압력 또는 기계적/전기적 '여기(excitation)'에 의한 것을 포함하여 상기 폭기된 유체 내로 음향 신호를 전파하는데 사용되는 진동판(diaphragm)을 구동시킴으로써 저주파 음향들을 생성하도록 상기 적어도 하나의 음향 송신기가 구성되는 경우를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 방법은 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며, 콘테이너 내에서 소정 프로세스의 일부를 형성하는 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치된 수신기 프로브를 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하는 것; 및 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하는 것;을 포함할 수 있다. 방법은 또한 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체에 화학 첨가제를 제공하는 것에 대한 정보를 포함하여, 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있는, 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 포함하는 출력 신호를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 장치는 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며, 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치된 수신기 프로브를 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하기 위한 수단; 및 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 관련 기능들을 구현하는 수단은 본원에 특정하게 도시되고 기재되는 내용에 따른 것이다.
부유식 탱크, 칼럼 또는 배트와 같은 콘테이너 내에서 폭기된 유체 및 액체에 대한 가스 부피 분율(GVF)을 결정함으로써 믹스 내의 공기 레벨이 사양 범위 내에 있음을 검증한다.
첨부도면들은 다음과 같이 일정 비율로 도시되지 않은 도 1 내지 도 8d를 포함한다.
도 1a는 본 발명의 특정 실시예에 따른 장치의 블록 다이어그램이다.
도 1 b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 방법의 플로차트에 대한 블록 다이어그램이다.
도 2a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 폭기된 유체 또는 액체를 지니는 부유식 탱크 및 부유식 탱크 내측에 배치된 적어도 하나의 음향 송신기 및 적어도 하나의 음향 수신기 또는 수신기 프로브의 다이어그램이다.
도 2b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 폭기된 유체 또는 액체를 지니는 부유식 탱크 및 부유식 탱크 내측에 모두 배치된 적어도 하나의 음향 송신기 및 2개 이상의 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들의 다이어그램이다.
도 2c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 폭기된 유체 또는 액체를 지니는 부유식 탱크 및 콘테이너의 외측벽 상에 배치된 적어도 하나의 음향 송신기 또는 소스 및 부유식 탱크 내측에 배치된 2개 이상의 음향 수신기들 또는 수신기 프로브들의 다이어그램이다.
도 3a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 굳지 않은 콘크리트를 지니는 콘테이너 및 상기 콘테이너 내측에 모두 배치된 적어도 하나의 음향 소스 및 적어도 하나의 음향 수신기의 다이어그램이다.
도 3b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 굳지 않은 콘크리트를 지니는 콘테이너 및 상기 콘테이너 내측에 모두 배치된 적어도 하나의 음향 소스 및 2개 이상의 수신기들의 다이어그램이다.
도 3c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 굳지 않은 콘크리트를 지니는 콘테이너 및 상기 콘테이너 내측에 모두 배치된 적어도 하나의 음향 소스 및 3개 이상의 수신기들의 다이어그램이다.
도 4a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 파이프 내에서 유동하는 물질을 통해 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스를 지니는 파이프의 다이어그램이다.
도 4b(i)는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 파이프 내에서 유동하는 물질을 통해 광대역 주파수 스펙트럼을 지닌 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스를 지니는 파이프 표면의 다이어그램이다.
도 4b(ii)는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 파이프 내에서 유동하는 물질을 통해 광대역 주파수 스펙트럼을 지닌 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스를 지니는 파이프 표면의 다이어그램이다.
도 4c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 파이프 내에서 유동하는 물질을 통해 개별 주파수 스펙트럼을 지닌 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스를 지니는 파이프 표면의 다이어그램이다.
도 4d는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 파이프 내에서 유동하는 물질을 통해 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스 및 표면 음향 디커플러(surface acoustic decoupler)를 또한 지니는 파이프 표면의 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 페이트 또는 코팅의 폭기된 유체 또는 액체를 지니며 음향 신호를 제공하기 위해 탱크 상에 배치된 구동기를 지니는 탱크, 상기 음향 신호를 반사시키기 위해 상기 탱크 내에 배치된 타깃, 상기 반사된 음향 신호를 수신하기 위해 상기 탱크 상에 배치된 수신기의 다이어그램이다.
도 6a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 굳지 않은 콘크리트 내에 포함되어 있는 부피당 공기량을 나타내는 굳지 않은 콘크리트 대 가스 부피 분율(%)을 통한 음속(ft/sec)의 그래프이다.
도 6b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 콘크리트 믹서 드럼 상의 볼트체결된 해치 커버를 보여주는 도면이다.
도 6c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 해치 커버 내측의 음향 프로젝터/수신기 쌍을 보여주는 도면이다.
도 6d는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 해치 커버에 결합된, 공동부가 내부에 형성된 해치 플레이트 상에 배치된 음향 프로젝터/수신기 쌍을 보여주는 도면이다.
도 6e는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 음향 프로젝터/수신기 쌍을 지닌 해치 커버에 결합된, 공동부가 내부에 형성된 해치 플레이트를 보여주는 도면이다.
도 6f는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 레미콘 트럭 함대의 공기 함유량을 모니터링하기 위한 중앙 모니터링 스테이션을 보여주는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 벌크 유체 또는 슬러리 내에서의 다중경로 음향 GVF 감지를 보여주는 도면이다.
도 7b는 N이 2보다 큰 경우에, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, N개의 음향 수신기들에 대하여 배치된 N개의 음향 송신기들을 지니는 개방 경로 음향 배열을 보여주는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 벌크 유체 또는 슬러리를 지니는 콘테이너 내에 배치하기 위한 N개의 음향 트랜스폰더들을 지니는 벌크 유체 내의 침수를 위한 원형 장착 링 기반 센서를 보여주는 도면이다.
도 8a는 시간-조화 발진 기능을 지니는 자유 변이 있는 배플 형태의 원형 피스톤에 대한 X, Y 및 Z 축들에 관한 원형 피스톤의 기하학적 구조를 보여주는 도면이다.
도 8b는 원형 피스톤에 대한 지향 계수 진폭의 그래프를 보여주는 도면이다.
도 8c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 콘크리트 믹서의 벽 상에 장착된 음향 소스 및 수신기를 보여주는 도면이다.
도 8d는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 콘크리트 믹서의 벽 상에 장착된 통합형 음향 소스 및 twp 수신기들을 보여주는 도면이다.
도 1a에는 본 발명에 따른 전반적으로 참조번호 20으로서 표시된 장치가 도시되어 있으며, 상기 장치는 적어도 하나의 음향 송신기(22), 적어도 하나의 음향 수신기 프로브(24) 및 신호 프로세서(26)를 포함할 수 있다. 이하에 도시되고 기재된 실시예들에 의하면, 상기 적어도 하나의 음향 송신기(22)는 내부에 폭기된 유체를 지니는 콘테이너에 대하여 배치될 수 있으며 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호를 생성하도록 구성될 수 있고, 상기 적어도 하나의 음향 수신기는 상기 콘테이너 내측에 배치된 수신기 프로브(24)를 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치될 수 있으며, 상기 음향 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 음향 송신기(22)에 의해 생성된 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 동작시, 상기 신호 프로세서(26)는 상기 적어도 하나의 음향 송신기(22)에 의해 생성되고, 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되며, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치된 적어도 하나의 음향 수신기 또는 수신기 프로브(24)에 의해 수신된 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성된다. 상기 신호 프로세서(26)는 또한 상기 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성된다. 상기 적어도 하나의 신호 프로세서(26)는 또한 상기 폭기된 유체 또는 액체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 담고 있거나 상기 폭기된 유체 또는 액체 상에서 수행되고 있는 프로세스를 제어하도록 하는 정보를 담고 있을 수도 있고, 결정되는 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체에 관련된 프로세스를 제어하기 위해 상기 콘테이너에 추가하려는 화학 첨가제에 대한 정보를 담고 있을 수도 있으며, 이들의 임의 조합인 출력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 음향 송신기(22) 및 상기 적어도 하나의 음향 수신기 또는 수신기 프로브(24)는 당업계에 공지된 기기들이며 본 발명의 범위는 현재 공지되어 있거나 차후에 개발될 어느 특정 타입 또는 유형에 국한하려고 한 것이 아니다.
예를 들면, 그리고 본원에 기재된 내용에 의하면, 상기 신호 프로세서(26)의 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있지만, 본 발명의 범위는 그들의 어느 특정 실시예에 국한하려고 한 것이 아니다. 전형적인 소프트웨어 구현예에서는, 상기 신호 프로세서는 마이크로프로세서, 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 판독 전용 메모리(read only memory; ROM), 입/출력 기기들 및 이들을 접속하는 제어, 데이터 및 어드레스 버스들을 지니는 하나 이상의 마이크로프로세서-기반 구조들일 수 있다. 당업자라면 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하는 것과 같은 상기 신호 처리 블록(26a)에 기재된 기능과 아울러, 과도한 실험을 통하지 않더라도 본원에 기재된 다른 기능을 수행하도록 그러한 마이크로프로세서-기반 구현예를 프로그램하는 것이 가능할 것이다. 본 발명의 범위는 현재 공지되어 있거나 차후에 개발될 기술을 사용하는 어느 특정 구현예에 국한하려고 한 것이 아니다. 더욱이, 본 발명의 범위는 도시된 바와 같는 독립형(stand alone) 모듈이거나 다른 모듈을 구현하기 위한 다른 회로와 결합하여 이루어지는 신호 프로세서를 포함하려고 한 것이다.
본 발명의 구현예는 폭기된 콘크리트, 페인트 및 코팅, 화장품을 포함하는 상이한 타입들 및 유형들의 폭기된 유체, 액체 등에 대하여 예로써 도시되고 기재되어 있으므로, 본 발명의 범위는 현재 공지되어 있거나 차후에 개발될 어느 특정 타입 또는 유형의 폭기된 유체, 액체 등에 국한하려고 한 것이 아니다.
또한 여기서 이해하여야 할 점은 상기 장치(20)가 하기의 발명의 일부를 형성하지 않는 장치에 관련된 다른 기능을 구현하기 위한 하나 이상의 다른 모듈들, 구성요소들, 회로들, 또는 회로부(28)를 포함할 수 있으므로, 본원에 상세하게 기재되어 있지 않다는 점이다. 예를 들면, 상기 하나 이상의 다른 모듈들, 구성요소들, 회로들, 또는 회로부(28)는 레미콘 트럭에서 콘크리트를 혼합하거나 주입하거나 화학 첨가제들을 추가하는 것 등에 관련된 신호 프로세서(26), 또는 기기들 또는 구성요소들의 신호 처리 기능을 구현하는 것과 관련하여 사용하기 위한 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 입/출력 회로부 및 데이터 및 어드레스 버스들을 포함할 수 있다.
도 1b에는 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며, 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하기 위한 단계(29a); 및 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하기 위한 단계(29b)를 포함하여, 본 발명의 몇몇 실시예들을 구현하기 위한 단계들(29a,29b,29c)을 포함하는 방법의, 전반적으로 참조번호 29로서 표시된 플로차트가 도시되어 있다. 상기 방법은 또한 폭기된 유체 또는 액체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 담고 있거나, 폭기된 유체 또는 액체 상에서 수행되고 있는 프로세스를 제어하도록 하는 정보를 담고 있을 수도 있고, 결정되는 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 적어도 부분적으로 기초하여 폭기된 유체에 관련된 프로세스를 제어하기 위해 상기 콘테이너에 추가하려는 화학 첨가제에 대한 정보를 담고 있을 수도 있으며, 이들의 임의 조합인 출력 신호를 제공하기 위한 단계(29c)를 포함할 수 있다.
상기 방법은 또한 본원에 개시되는 이하의 발명의 다른 특징들을 구현하는 하나 이상의 단계들을 포함하고자 한 것이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c (CCS-0035): 부유식 탱크들 및 칼럼들 내에서 GVF(gas volume fraction; 가스 부피 분율)를 결정하기 위한 신규한 기법들
도 2a, 도 2b, 및 도 2c에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 부유식 탱크들 및 칼럼들 내에서 GVF(gas volume fraction; 가스 부피 분율)를 결정하기 위한 신규한 기법들이 도시되어 있다. 일반적으로, 이와 같은 신규한 접근법은 삽입 프로브들에 기반하여 이루어지며 어떠한 도파관도 사용하지 않는다. 이러한 기법의 이점은 상기 기법이 도파관 접근법보다는 유체의 더 큰 부분을 샘플링함과 아울러, 부품 개수 및 복잡성을 감소시킨다는 점이다.
예를 들면, 도 2a에는 공기 또는 거품들(32a)이 들어 있는 전반적으로 참조번호 32로서 표시된 내부에 폭기된 유체 또는 액체를 지니는 부유식 탱크(30) 및 상기 부유식 탱크(30) 내측에 전부 배치된 송신기(34a)를 지니는 적어도 하나의 음향 송신기 프로브(34) 및 수신기(36a)를 지니는 적어도 하나의 음향 수신기 프로브(36)가 도시되어 있다. 상기 적어도 하나의 음향 송신기 프로브(34) 및 적어도 하나의 음향 수신기 프로브(36)는 도시된 바와 같이 거리(D) 만큼 격리되어 있으며, 동일 높이로 상기 탱크 내에 삽입되어 있다. 도 2a에서는, 한 프로브(34)가 (참조번호 38로 표기된 곡선 파형 경로로 나타나 있는) 음향 소스로서의 기능을 수행하고 다른 한 프로브(36)는 음향 수신기로서의 기능을 수행한다. 상기 음향 소스(34)는 적정 주파수 범위(∼<1000Hz)의 주파수를 방출함으로써 혼입된 공기(32a)는 상기 유체(32) 내의 음속을 수정한다. 예를 들면, 이러한 음향 신호(38)는 이하에 기재되어 있는 내용에 따른 압전 재료 및/또는 기계적 임펄스를 구동시킴으로써 생성될 수 있다. 경로(38)를 따른 음향 신호는 폭기된 유체(32)를 통해 이동하게 되며 상기 수신기 프로브(36)에 의해 수신된다. 펄스 생성 및 검출 간의 경과 시간은 기록된다. 그리고나서, 상기 프로브들(34,36) 간의 거리(D)를 알고 있으므로, 상기 폭기된 유체에서의 음속이 결정된다.
변형적으로는, 가스 부피 분율(GVF)은 2개 이상의 수신 프로브들 및 전용 음향 소스를 사용하여 음속을 측정함으로써 결정될 수 있다. 도 2b에서는, 부유식 탱크(30)가 내부에 폭기된 유체 또는 액체(32)를 지니며 상기 적어도 하나의 음향 송신기 프로브(34) 및 2개 이상의 음향 수신기 프로브들(36',36") 모두는 상기 부유식 탱크(30) 내측에 배치된다.
본 발명의 범위는 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 탱크(30) 내측에나 또는 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 탱크(30) 외측에 배치되어 있는 음향 소스(34a)를 포함하고자 한 것이다. 상기 탱크(30) 외측에 있는 경우에, 음향 신호(38)는 탱크 벽(30)을 구동시킴으로써 생성될 수 있다. 도 2c에서는, 상기 부유식 탱크(30)가 내부에 폭기된 유체 또는 액체(32)를 지니며 상기 적어도 하나의 음향 송신기 또는 소스(34)가 상기 부유식 탱크(30)의 외부 벽 상에 배치되고 2개 이상의 음향 수신기 프로브들(36',36")이 상기 부유식 탱크(30) 내측에 배치된다.
도 3a, 도 3b, 도 3c (CCS-0037): 굳지 않은 콘크리트 내에서 GVF(gas volume fraction; 가스 부피 분율)를 측정하는 신규한 기법들
도 3a, 도 3b 및 도 3c에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 굳지 않은 콘크리트에 존재하는 혼입된 공기를 제어하는데 사용될 수 있는 굳지 않은(사전 양생된) 콘크리트 내에서 GVF(gas volume fraction; 가스 부피 분율)를 측정하는 신규한 기법들이 도시되어 있다.
도 3a에서는, 요소(40)와 같은 어느 임의의 콘테이너가 전반적으로 참조번호 42로 표시된 굳지 않은 콘크리트를 지닐 수 있으며 적어도 하나의 음향 소스(44) 및 적어도 하나의 음향 수신기(46)와 같은 2개의 프로브들(44,46)이 상기 콘테이너(40) 내에 삽입될 수 있다. 상기 프로브들(44,46)은 알고 있는 거리 만큼 떨어져서 삽입되며, 그리고나서 소스 프로브(44)는 활성화되고 수신기 프로브(46)로의 전파 시간이 샘플 영역(48)에서 측정될 수 있도록 음향 신호가 생성된다. 그리고나서, SOS가 결정되며 GVF가 계산될 수 있다.
(아마도) 다른 소스들 및 수신기들의 개수 및 위치는 또한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 콘크리트 부피 중 더 많은 콘크리트 부피를 샘플링하도록 변경될 수 있다. 예를 들면, 도 3b에는 상기 콘테이너(40)가 내부에 굳지 않은 콘크리트(42)를 지니며 적어도 하나의 음향 소스(44) 및 2개의 수신기(46a,46b)가 상기 콘크리트(40) 내측에 배치되는 실시예가 도시되어 있다. 도 3b에는 샘플링된 영역(48) 및 샘플링되지 않은 영역(49)이 도시되어 있다. 도 3c에는 상기 콘테이너(40)가 내부에 굳지 않은 콘크리트를 지니며 적어도 하나의 음향 소스(44) 및 3개 이상의 수신기들(46',46",46"')이 상기 콘테이너(44) 내측에 배치되는 실시예가 도시되어 있다.
음속을 측정함으로써 GVF를 결정하는 것은 정확한 데이터를 신속하게 제공하는 것이 가능하다. 또한, SOS 측정 시스템의 유연성이 매우 증진될 수 있으므로 SOS 측정 시스템은 상이한 콘크리트 콘테이너들 및 특정 샘플 부피들에서 작동하도록 용이하게 구성될 수 있다.
CCS:0033: 음속 측정들을 위한 임팩트(impact) 및 코히어런트(coherent) 잡음 소스
도 4a, 도 4b(i), 도 4b(ii), 도 4c, 도 4d에는 소나(SONAR) 기반 기술과 관련하여 사용되는 음속 측정들과 아울러 본원에 도시되고 기재된 바와 같은 다른 음향 수신 기술을 포함하여, 그러한 음속 측정들을 위한 임팩트(impact) 및 코히어런트(coherent) 잡음 소스들을 위한 신규한 기법들이 도시되어 있다. 예를 들면, 소나 기반의 혼입된 공기 계량기는 예컨대 모두가 전부 참조병합되는, 미국 특허 제7,165,464호; 제7,134,320호; 제7,363,800호; 제7,367,240호; 및 제7,343,820호에 완전하거나 부분적으로 개시된 소나 기반 계량기 및 계량 기술의 형태를 취할 수 있다.
특히, 대부분은, 음향들이 본래 존재하지 않는 경우에 음향들을 고의로 생성하는 것이 또한 필요할 수 있는데, 이는 측정된 신호의 신호 대 잡음을 잠재적으로 개선함과 아울러 음향들이 존재하게 하는 이점을 지닌다. 도 4a에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 일반적인 개념이 도시되어 있는데, 이 경우에 파이프 또는 다른 콘테이너(50)는 상기 파이프(50) 내에서 유동하는 물질을 통해 전반적으로 파형(54)으로 표시된 음향 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 음향 소스(52)를 지니고, 상기 음향 신호는 소나 기반 기술(56) 또는 본원에 도시되고 기재된 바와 같은 다른 음향 수신 기술에 의해 감지된다.
본원에는 상기 파이프 외부에서 맞춤형 음향 생성을 이루기 위한 여러 방법들이 기재되어 있다.
음향 생성에 대한 2가지 일반적인 접근법들이 다음과 같이 취해질 수 있다.
첫째로, 일반적인 광대역 신호 생성으로 다수의 주파수들이 생성되어 센서에 의해 검출되며 검출된 신호의 정확도가 개선될 수 있게 해 준다. 이러한 접근법은 잠재적으로 구현하기에 간단한 이점을 지니지만 그다지 효율적이지 않다.
광대역 주파수 스펙트럼을 생성하기 위한 최선의 방법들 중 한 방법은 스텝 임팩트(step impact)를 통해 이루는 것이다. 이러한 임팩트는 실제로 매우 다양한 스펙트럼 성분들로 이루어지게 되는 대략적 사각파 여기(rough square wave excitation)로서 개시하게 된다. 이러한 임팩트는 파이프 또는 콘테이너에 내재하며 파이프 또는 콘테이너를 따라 유동하는 물질 내로 이동하게 되는 생성된 음향 주파수들로 파이프 또는 콘테이너의 외부 표면상에서 이루어질 수 있다.
도 4b(i) 및 도 4b(ii)에는 전반적으로 참조번호 60, 70으로서 표시된 압전 액튜에이터의 사용을 통해 이러한 임팩트를 획득하는 2가지 방법들이 도시되어 있다. 각각의 경우에, 압전 요소(62,72)는 상기 임팩트를 만들어내도록 파이프 또는 콘테이너 표면(50a)으로 스트라이커(striker; 64,74)를 밀어 넣는다. 도 4b(i)에서는, 상기 압전(PZ) 액튜에이터(60)는 파이프 또는 콘테이너 내에서 유동하는 물질을 통해 광대역 주파수 스펙트럼을 가진 음향 신호를 제공한다. 그러한 압전(PZ) 요소(62,72)를 사용하는 이점은 상기 압전 요소들(62,72)이 매우 적은 전류를 사용하여 작동되어 매우 신속하게 반응할 수 있고 상기 스트라이커(64,74)를 통해 상기 파이프(50)(도 4a)의 외부 표면(50a) 상에 대량의 힘을 제공할 수 있다는 것이다. 도 4b(i)에서는, 상기 스트라이커(64)가 상기 압전(PZ) 요소(62)에 의해 상기 파이프 표면(50a) 내로 구동되고, 도 4b(ii)에서는, 레버 또는 지지 아암(76)이 사용되며 상기 압전(PZ) 요소(72)가 상기 파이프 표면(50a)과 접촉하여 상기 스트라이커(74)를 끌어당긴다.
상기 스트라이커(64 또는 74)를 활성화하는 다른 방법들은 또한 전기적으로 활성화된 코일 및 자석 또는 다른 방법들을 사용하는 전기기계식 스트라이커를 포함한, 현재 공지된 기술을 사용하여 구상될 수 있다. 본 발명의 범위는 또한 차후에 개발될 스트라이커(64 또는 74)와 같은 스트라이커를 활성화하는 방법들 또는 기법들을 포함하고자 한 것이다.
도 4c 및 도 4d와 관련하여 도시된 바와 같이, 음향 신호의 생성에 대한 두 번째의 접근법은 소나 기반 기술(56)과 같은 센서 또는 수신기에 의해 감지될 수 있는 개별 주파수들을 생성하는 것이다. 이러한 접근법은 다수의 이러한 개별 주파수들이 생성되는 것을 필요로 하지만, 이는 도 4a, 도 4b(i) 및 도 4b(ii)와 관련하여 위에 기재한 첫 번째의 방법에서 언급된 것보다 훨씬 더 효율적인 시스템이다. 이러한 기법에서는, 잡음 소스 또는 기기(82)가 상기 파이프 또는 콘테이너(50)에 내재하는, 전반적으로 곡선 라인들(84)로 표시된 음향 신호들을 만들어내는 다른 방법에서 사용된다. 상기 잡음 기기는 상기 파이프(50) 내에 음향 주파수를 직접 주입하는데 사용될 수 있는, PVDF와 같은 얇은 압전(PZ) 요소와 같은 전기 액튜에이터의 형태를 취할 수 있다. 상기 액튜에이터(82)는 예컨대 소나 기반 센서 기술(56)로부터 상향으로나 하향으로 상기 파이프 또는 콘테이너(50)의 표면(50a)에 부착될 수 있다. 도 4c에서는, 주파수 구동기(86)가 신호 경로(86a)를 따라 상기 잡음 기기(82)에 주파수 구동기 신호를 제공한다. 상기 주파수 구동기(86)는 또한 신호 경로(86b)를 따라, 상기 소나 기반 기술(56)로부터의 감지 신호를 수신하는 접합 노드(88)에 상기 주파수 구동기 신호를 제공하고, 본원에 도시되고 기재되는 내용에 따른 처리를 위한 출력 신호를 제공한다. 이러한 실시예에 대하여 감지를 위한 도 4a와 관련한 일반적인 원리들이 또한 적용된다. 그 외에도, 소나 기반 센서 기술(56)에 대한 코히어런트 검출 스킴은 검출 신호의 신호 대 잡음을 대단히 개선하는데 사용될 수 있다.
그러한 시스템이 동시적으로나 또는 개별적으로 구현되는 다중 주파수로 작동되는 실시예들도 구상될 수 있다. 이러한 다중 주파수 스킴은 물질들 내에서 음속을 결정하기 위한 다중 포인트를 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 그 외에도, 소나 기반 센서 기술(56)의 양측 상에 음향들이 사용되는 실시예들도 구상될 수 있다. 이러한 경우에, 2개의 잡음 기기들이 상기 파이프 또는 콘테이너(50) 상에 설치될 수 있다. 이러한 구성에 대한 요구는 상기 잡음 기기(82)로부터 소나 기반 센서 기술(56)의 반대 측 상에 적합한 반사기(reflector)가 배치되는 경우에 완화될 수 있다.
스위프(sweep)된 정현파 또는 의사-랜덤 부호화와 같은 변형적인 검출 및 여기 스킴들이 사용될 수 있는 실시예들도 구상될 수 있다.
파이프 내의 물질들 대 파이프 자체 내에서의 음속 검출을 개선하는데 도움을 주기 위한 추가적인 예방조치가 또한 취해질 수 있는 실시예들도 구상될 수 있다. 상기 잡음 신호들이 상기 파이프 또는 콘테이너(50) 내에 및 파이프 물질들 간에 주입됨에 따라, 잡음의 일부가 표면 모드 또는 파이프 모드의 형태로 파이프 또는 콘테이너(50) 자체를 따라 이동하게 된다. 이러한 잡음이 이동하는 속도는 원치 않는 것이며 파이프 내 물질들의 음속 측정에 방해가 될 수 있다. 상기 파이프 내에서 이러한 원치 않는 신호들을 제거하거나 대단히 위축시키기 위해, 표면 음향 디커플러(surface acoustic decoupler; 90)가 사용될 수 있다. 이러한 표면 음향 디커플러(90)는 도 4d에 도시된 바와 같이 잡음 소스(82) 및 소나 기반 센서 기술(56) 사이에 상기 파이프 또는 콘테이너(50)의 외부 표면(50a)을 감싸서 상기 파이프 또는 콘테이너(50)의 외부 표면(50a)에 부착하도록 구성된다. 이는 음향적인 면에서 상기 파이프 또는 콘테이너(50)의 물질과 매칭되도록 설계될 수 있으며 상기 파이프 또는 콘테이너(50) 자체 내에서 이동하는 음향 신호들을 소산(消散)시키는 기능을 수행한다.
CCS-0045: 가스 공간 분율 계산에 대한 입력을 위한 비-관입(non-intrusive) 정적 압력 측정
A. 소개
공지된 소나 기반 기술은 파이프를 통해 유동하는 액체 또는 슬러리의 저주파 '음속(sonic speed; SOS)'을 직접 측정하는 (당업계에서 GVF-100 계량기로서 공지된) 가스 부피 분율 계량기를 포함한다. 예를 들면, 예컨대 모두가 전부 참조병합되는, 미국 특허 제7,165,464호; 제7,134,320호; 제7,363,800호; 제7,367,240호 및 제7,343,820호에 완전하거나 부분적으로 개시된 소나 기반 계량기 및 계량 기술의 형태를 취할 수 있다. 우드(Wood)의 방정식을 사용하여, 임의 가스 거품들 또는 가스 공간 분율(GVF)의 부피퍼센트가 측정된 SOS로부터 결정된다. 우드(Wood)의 방정식에는 측정된 액체/가스 혼합물의 SOS 외에도 다른 여러 입력이 필요하다. 상기 추가적인 입력들 중 하나의 입력, 특히 상기 액체/가스 혼합물의 정적 압력은 상기 GVF의 정확한 계산을 위해 매우 중요할 수 있다. 우선, 상기 GVF 계산을 위해 사용된 정적 압력이 상기 액체/가스 혼합물의 실제 정적 압력과 다른 경우에, 계산된 GVF는 또한 1% 정도 실제 GVF와 다른 것이 전형적일 수 있다. 예를 들면,
GVF 계산을 위해 사용된 정적 압력 = 20 psia
계산된 GVF = 2%
실제 정적 압력 = 22 psia
정적 압력 오차 = 22/20-1 = 0.1 = 10%
실제 GVF = 2% x (1+0.1) = 2.2% (10% 오차)
대부분은, 상기 액체/가스 혼합물의 정적 압력은 기존의 프로세스 플랜트 계측을 통해 입수가능하다. 이러한 경우에, 측정된 정적 압력은 예컨대, 소나 기반 가스 부피 분율 송신기(예컨대, GVF-100 계량기)에서의 아날로그 4-20 mA 입력을 통해 GVF 계산에 직접 입력될 수 있다. 변형적으로는, 계산된 GVF에 대한 보정은 GVF를 최초로 계산하는데 사용된 고정 압력으로부터의 임의의 변화에 대해 고객 DCS에서 이루어질 수 있다.
다른 경우에는, GVF 계산을 위해 사용된 정적 압력을 측정하도록 특별히 프로세스 플랜트에 정적 압력 송신기가 추가될 수 있다. 측정된 압력은 위에 기재한 바와 같이 소나 기반 가스 부피 분율 송신기(예컨대, GVF-1200) 또는 상기 DCS에서 이루어진 보정에 입력될 수 있다.
경우에 따라서는, 소나 기반 가스 부피 분율 계량기(예컨대, GVF-100)는 설치된 정적 압력 게이지를 아직 지니고 있지 않은 프로세스의 위치에 설치될 수 있으므로 이를 추가하는 것은 실용적이지 않다. 이는 압력을 감지하기 위한 기존의 파이프 관통이 존재하지 않는 위치일 수 있으므로 상기 소나 기반 가스 부피 분율 계량기를 추가하는 것이 어려울 수도 있고 비용이 들 수도 있다. 기존의 압력 게이지가 입수가능하지 않고 정적 압력 측정을 가지는 것이 바람직한 경우에, 다음과 같은 비-관입(클램프 온(clamp on)) 정적 압력 측정에 대한 설명이 사용될 수 있다.
B. 설명
예를 들면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 비-관입 정적 압력 측정은 소나 기반 가스 부피 분율 감지 기술(예컨대, 공지된 GVF-100 계량기)의 센서 대역 내에 합체된 기존의 스트레인 게이지들을 사용하여 감지될 수 있다. 파이프 내측의 정적 압력이 변화함에 따라, 상기 파이프 외측 상의 정적 스트레인도 또한 변화한다. 간략화를 위한 얇은 벽의 가정(t가 벽의 두께이며 R이 반경인 경우에, t/R < 10)을 사용하면, 내부 정적 압력으로 인한 접선 스트레인(tangential strain)은,
Figure pct00001
이며, 이 경우에
Figure pct00002
은 접선 스트레인(인치/인치)이며,
Figure pct00003
은 반경(인치)이고,
Figure pct00004
는 탄성 계수(lb/in2)이며 그리고
Figure pct00005
는 벽의 두께(인치)이다. 반경, 벽의 두께 및 계수는 일반적으로 공지되어 있거나, 적어도 일정하므로 상기 접선 스트레인이 측정되면 내부 정적 압력이 결정될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 한 실시예에 의하면, 4개의 스트레인 게이지들이 스트레인 감도를 최대화하고 온도 효과를 최소화하도록 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridg) 구성으로 소나 기반 가스 부피 분율 감지 기술(예컨대, 공지된 GVF-100 계량기)의 센서 대역 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 스트레인 게이지 상수(strain gauge factor)가 2라고 가정하면, 감도는 대략 13
Figure pct00006
인데, 여기서
Figure pct00007
는 볼트이다. 4-인치 스케줄 40 카본 스틸 파이프를 가정하면, 1 psi의 압력 변화로 휘트스톤 브리지 출력이
Figure pct00008
변화하게 된다. 이러한 감도는, 일반적으로 더 작은 t/R을 지니는, 직경이 더 큰 파이프들에 대해 증가하게 된다.
합체된 압력 게이지는 최선의 정확성을 위해 현장에서 교정될 수 있지만, 알고 있는 소정의 상태로 출력된 압력을 정규화한 다음에 알고 있는 파이프 매개변수들을 가지고 위의 접선 스트레인 공식을 사용하여 측정된 스트레인으로부터 상기 압력을 계산하면 충분할 수 있다.
도 5 (CCS-0046): 페인트 및 코팅에 혼입된 공기 측정
선행기술에는, 페이트들 및 코팅들을 형성하는 분산 프로세스 동안, 염색 입자들의 크기를 감소시키는데 분쇄 회로(grinding circuit)가 사용되는 것이 전형적이라고 알려져 있다. 이를 달성하기 위해 사용되는 분쇄 방법이 다수 존재하지만, 한가지 공통된 하드웨어 부분은 믹서 그라인더이다. 이러한 방법에서는, 믹싱 블레이드가 페이트 배트 내에 삽입되고 비교적 높은 RPM으로 스피닝(spinning)된다. 입자들 및 상기 블레이드 사이와 아울러 입자들 및 입자들 사이에는 시어링(shearing)이 전개됨으로써 입자 크기가 감소하게 된다. 이러한 프로세스의 효율은 회전 블레이드로 인해 상기 유체 내에 혼입된 공기에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다. 전형적으로는, 혼입된 공기의 레벨들을 감소시키기 위해 거품제거용 화학물질이 상기 배트에 첨가되지만, 당업계에서는 상기 배트 내에 혼입된 공기의 양을 측정하여 거품제거용 화학물질의 사용을 최소화하는 것이 필요하거나 요망된다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 페이트 또는 코팅 유체 내에서 음속을 측정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 페이트 또는 코팅 유체의 배트 내에서 혼입된 공기를 측정하는 기법이 제공된다. 이때, 상기 음속은 상기 페이트 또는 코팅 유체 내에서 혼입된 공기 레벨들을 결정하는데 사용될 수 있다.
예를 들면, 도 5에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 내부에 공기의 거품 또는 혼입된 공기(102a)를 지니는 페이트 또는 코팅의 폭기된 유체 또는 액체(102)를 지니는 탱크 또는 배트(100), 전반적으로 파형(108a)으로 표시된 음향 신호를 제공하기 위해 상기 탱크 또는 배트(100) 상에 배치된 구동기(106)를 지니는 음향 구동기/수신기(104), 상기 음향 신호(108)를 반사하기 위해 상기 탱크 또는 배트(100) 내에 배치된 타깃 또는 반사기(110), 및 전반적으로 파형(108b)으로 표시된 반사된 음향 신호를 제공하기 위해 상기 탱크 상에 배치된 타깃 또는 반사기(110)가 도시되어 있다. 본 발명에 따라 음속을 측정하기 위해, 상기 음속 구동기 또는 소스(106)는 페이트 또는 코팅(102)을 담고 있는 탱크 또는 배트(100)의 측벽(100a)에 부착될 수 있다. 이러한 소스는 상기 벽을 통해 작동할 수도 있고, 상기 유체와 접촉할 수 있는, 전반적으로 참조번호(100a')로서 표시된 포트 내에 삽입될 수도 있다. 이와 같은 후자의 경우에, 진동판(diaphragm)을 구동시킴으로써 저주파 음향들을 생성하는 적합한 수단이 이때 상기 유체 내에 음향 신호를 전파하는데 사용될 수 있으며, 적합한 수단이 상기 진동판의 압력, 및/또는 기계적/전기적 여기 기능을 포함할 수 있다. 상기 탱크 또는 배트(100) 내에 있는 고정 타깃 또는 반사기(110)는 음향 반사기로서의 기능을 수행함으로써 음향이 상기 구동기/수신기(104)로 다시 향하게 된다. 상기 음향 수신기/구동기(104) 내에는, 복귀하는 반사된 음향 신호(108b)를 픽업(pickup)하도록 수신기(1121)가 위치해 있을 수 있다. 상기 수신기(112)는 상기 복귀 신호(108b)에 연관된 압력들을 검출하고 상기 압력들을 전기 출력으로 변환한다. 그러한 수신기는 현재 공지되어 있거나 차후에 개발될 기술을 사용하여 압력 신호들을 검출하는 것이 가능한 PVDF 또는 다른 적합한 물질들 또는 방법들로부터 제조될 수 있다. 상기 수신기(112)가 여기 신호 및 복귀 신호를 측정하기 때문에, 상기 유체 내에서 알려진 거리를 횡단하고 상기 타깃으로부터 다시 반사하는 시간이 결정될 수 있다. 이러한 시간, 즉 상기 유체의 음속은 혼입된 공기를 결정하는데 사용될 수 있다. 그러한 방법 중 한가지 방법은 당업계에 공지된 우드(Wood)의 방정식을 사용하는 것이지만, 본 발명의 범위는 현재 공지되어 있고 차후에 개발될, 상기 혼입된 공기를 결정하기 위한 다른 타입 또는 유형의 기법들을 포함하고자 한 것이다.
본 발명의 한가지 이점은 배트 내에서 혼입된 공기의 양을 측정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 거품제거용 화학물질의 사용이 최소화될 수 있다는 점이다.
도 6a-도 6e(CCS-0047): 공기 함유량의 실시간 측정 및 모니터링
공기는 점성 액체들, 슬리리들 또는 고체들과 같은 여러 물질들의 매우 중요한 성분이다. 특히, 공기는 콘크리트를 만들 때 중요한 성분인데, 그 이유는 공기가 동결 융해 순환(freeze/thaw cycle)들에 대해 양생된 제품 손상의 내성을 대단히 개선시켜 주기 때문이다. 화학 혼합제들은 콘크리트 내에 수 십억 개의 작은 공기 거품들을 생성, 혼입 및 안정화시키도록 혼합시 첨가되는 것이 전형적이다. 그러나, 콘크리트 내에 혼입된 공기는 강도를 감소시키는 단점을 지님으로써 특정 용도에 맞게 적정 양의 공기를 결정하도록 하는 타협점(tradeoff)이 항상 존재한다. 전형적으로는, 공기 함유량이 부피당 5-8% 범위에 있을 필요가 있다.
도 6a 내지 도 6e에는 예를 들면 혼합 프로세스 동안 콘크리트를 포함할 수 있는 폭기된 액체 또는 슬러리 내의 용적 공기 함유량을 실시간으로 측정하기 위한 방법 및 장치를 포함하여, 예컨대 콘크리트 내에서의 공기 함유량을 실시간으로 측정 및 모니터링하기 위한 신규한 기법들이 도시되어 있다. 특히, 본 발명은 혼합, 수송시 그리고 콘크리트가 작업장에 주입된 후라도 레미콘 트럭(또는 트럭 함대) 상의 공기 함유량을 측정함과 아울러, 중앙 모니터링 스테이션에서 몇 대의 트럭들로부터의 공기 함유량을 모니터링하는 기능을 제공한다. 그러한 측정이 혼합시에 이루어질 수 있으며 숙련된 콘크리트 프로세스 엔지니어에 의해 모니터링되기 때문에, 믹스 매개변수들은 공기 함유량을 최적화 및 제어하여 콘크리트 품질을 개선하도록 변경될 수 있다.
레미콘 트럭 내의 콘크리트의 공기 함유량은 콘크리트가 트럭 믹싱 드럼 내에 있는 동안 콘크리트의 음속을 결정함으로써 측정될 수 있다. 도 6a에는 물질 내에서 이동하게 되는 음속 및 물질의 가스 부피 분율 간의 관계를 나타내는 그래프가 도시되어 있으며, 콘크리트를 통해 전파하는 음속이 어떻게 상기 콘크리트 내에 담겨져 있는 부피당 공기량에 상당한 영향을 받을 수 있는 지가 도시되어 있다.
도 6b 및 도 6c에는 볼트체결된 해치 커버(150)를 가진 콘크리트 믹서 드럼(142)을 지니는 레미콘 트럭(140)이 도시되어 있다. 도 6c에는, 상기 해치 커버(150)가 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 거리(D) 만큼 격리된 전반적으로 참조번호 152로 표시된 음향 프로젝터 및 수신기 쌍을 지닌다. 상기 음향 프로젝터 및 수신기 쌍(152)은 음향 프로젝터(154) 및 음향 수신기(156)를 포함할 수 있다. 음속은 상기 음향 프로젝터 및 수신기 쌍(152)을 사용하여 측정될 수 있다. 동작시, 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)은 도 6c, 도 6d, 도 6e에 도시된 바와 같이 드럼 관찰 해치(drum inspection hatch; 150)에 부착된 바와 같이 상기 콘크리트 믹서 드럼(142) 내의 콘크리트에 의해 적셔진다. 도 6c에서는, 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)이 상기 볼트체결된 해치 커버(150)를 통해 설치될 수 있음으로써 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)이 상기 믹서 드럼 내측에 있게 된다. 변형적으로, 도 6d, 도 6e에서는, 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)이 전반적으로 C로 표시된 공동부를 형성하도록 구성되어 있는 만곡된 해치 플레이트(151) 상에 설치될 수 있는데, 이 경우에 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)이 부착됨으로써 도 6d 및 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 드럼 내측의 콘크리트에 센서들이 여전히 노출되지만 상기 센서들은 드럼 벽의 원래 위치 외측에 위치하게 된다. 상기 해치 플레이트(151)는 상기 공동부(C)가 라운드된/테이퍼진 모서리(corner)들을 지님으로써 어떠한 공기도 상부로부터 하부로 회전할 때 포집(trap)되지 않도록 구성될 수 있다. 상기 해치 플레이트(151)는 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 드럼 커버(150')에 볼트체결될 수 있지만, 본 발명의 범위는 상기 해치 플레이트(151) 및 해치 커버(150)를 결합하는 방식에 국한하고자 한 것이 아니다.
상기 믹서 드럼(142; 도 6b 참조)이 회전함에 따라, 상기 프로젝터/수신기 쌍(152)은 그에 따라 회전한다. 드럼 회전 속도가 비교적 느리기(∼1 rpm) 때문에, 콘크리트는 단지 적은 양의 캐스케이딩(cascading)/믹싱(mixing)만 제자리에 놓이는 경향이 있게 된다. 이는 결과적으로 상기 프로젝터/수신기 쌍(152) 간의 상대적인 운동을 초래시킴으로써, 콘크리트가 효과적으로 화살표(G)로 표시된 갭을 통해 상기 프로젝터/수신기 쌍(152) 사이로 유동하게 된다. 상기 갭(G)을 통한 상기 프로젝터/수신기 쌍(152) 사이로의 콘크리트 유동은 측정된 공기 함유 값들이 전체 믹스를 나타내게 한다.
예를 들면, 상기 해치 커버(150)는 제조업자로부터 구입되어 본 발명에 따른 프로젝터/수신기(및 다른 관련 하드웨어)가 설치된 다음에 최종 고객에게 배달될 수 있다. 이는 최종 고객이 상기 시스템을 받기 전에 제어된 환경에서 수행되도록 시스템 체크들, 교정 및 기타 구성 설정을 허용하게 하는 것이다.
동작시, 음향 프로젝터(154)는, 위에 기재한 내용에 따른, 주파수 변조 펄스, (해머 스트라이크에 의해 생성된 것과 같은) 임펄스 또는 기타 타입의 음향 신호일 수 있는, 곡선 파형 경로(154a)로 표시된 음향 신호를 송신한다. 상기 곡선 파형 경로(154a)를 따른 음향 신호는 음속으로 콘크리트를 통해 이동하게 되고 결과적으로는 음향 수신기(156)에 이르게 된다. 그리하여, 콘크리트의 음속은 전송 및 수신된 신호들을 상호 상관시키거나 또는 당업계에 공지된 기타 신호 처리 기법으로 상기 곡선 파형 경로(154a)를 따른 음향 신호의 최초 도달을 측정함으로써 결정된다.
상기 프로젝터/수신기 쌍(152) 외에도, 필요한 부가적인 구성요소는 전원(도시되지 않음)이다. 상기 전원은 수명이 긴 배터리, 충전가능한 배터리 팩, 회전 드럼의 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 모듈 또는 상기 프로젝터/수신기 및 관련 전자기기에 충분한 전력을 공급할 수 있는 그 밖의 것일 수 있다.
마이크로프로세서, 무선 송신기, 국부 디스플레이 및 통신 모듈을 포함하는 추가적인 전자 구성요소들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로프로세서의 목적은 본원에 개시된 내용에 따라, 상기 음향 프로젝터(154)에 의해 송신된 음향 신호를 생성 및 제어하고, 상기 음향 수신기(156)에서 수신된 신호를 측정하며 그리고 상기 데이터를 처리하여 음속, 결과적으로는 공기 함유량을 결정하는데 사용될 수 있다. 그 외에도, 상기 무선 송신기는 레미콘 트럭(140) 상의 국부 디스플레이 및/또는 통신 모듈에 공기 함유 값을 송신하는데 사용될 수 있다. 상기 통신 모듈은 또한 셀 폰 링크, 위성 또는 다른 통신 시스템을 통해 레미콘 트럭을 운영하는 회사의 중앙 운행 배차원 또는 프로세스 엔지니어와 같은 중앙 모니터링 위치에 공기 함유 값을 송신할 수 있다. 그러한 점에서, 레미콘 트럭들(170, 172, 174, 176)의 함대의 공기 함유량은 조정들이 필요한 지를 결정하도록 중앙 모니터링 스테이션(180)에 의해 모니터링될 수 있다. 레미콘 트럭은 콘크리트가 작업장에 주입되었을 때 공기 함유량의 기록으로서 작성된 공기 레벨의 인쇄물 또는 전자 기록물을 제공하기 위한 프린터 기기와 적응될 수 있다.
상기 프로젝터/수신기 쌍(152)이 또한 콘크리트를 주입하는데 사용되는 슈트(chute) 상에 직접 장착될 수 있는 본 발명에 따른 실시예들도 또한 구상될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 콘크리트가 적절히 배치된 프로젝터/수신기 쌍 사이의 갭(G)을 통해 상기 슈트로 유동함에 따라 콘크리트의 공기 함유량이 연속해서 측정된다.
콘크리트가 여전히 작업가능할 수 있을 정도로 충분히 양생이 진행되지 않은 시점에 이르기까지 콘크리트가 주입되기 때문에 상기 공기 함유 시스템이 상기 프로젝터/수신기가 콘크리트 내에 삽입될 정도의 패키지일 수 있는 본 발명에 따른 실시예들도 또한 구상될 수 있다.
도 7a-도 7c (CCS-0048): 벌크 유체들에 대한 가스 부피 분율 계량기
도 7a 내지 도 7c에는 벌크, 명목상으로 비-유동 매질 내에서 음속을 결정하도록 송신기들 및 수신기들의 배열을 사용하여 매질을 프로브하는 활성 음향을 이용하는 접근법을 포함하여, 가스 부피 분율(GVF)을 결정하도록 혼입된 공기 또는 가스를 가진 벌크 유체 내에서 음속을 측정하기 위한 신규한 기법들이 도시되어 있다. 상기 접근법은 또한 다른 유동들을 포함하는 다른 용도들에 이르기까지 확장가능하다.
도 7a에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 송신기 배열(202) 및 수신기 배열(204)을 지니는 배치 탱크(200)가 도시되어 있다. 다른 공지된 기법들 또는 구성들이 유동 스트림에서 주변 잡음을 픽업(pick-up)하도록 다수의 '직접(direct)' 압력 모니터링 포인트들을 이용하고 축 방향으로 이동하는 벌크 유체 잡음 및 음향 잡음의 신호들을 검출하도록 '소나' 타입 프로세싱을 이용하는 반면에, 본 발명에 따른 접근법은 매질을 통해 상기 수신기 배열(204)에 결합되는 송신기 배열(202)을 통한 활성 음향 생성(처프(chirp)되거나 잡음과 같은 단일 주파수)을 이용한다.
상기 접근법의 한가지 중요한 실시태양은 상기 송신기 배열(202) 및 상기 수신기 배열(204) 사이에 형성된 일련의 음향 경로들을 통한 측정들을 수행할 수 있는 능력이다. 이는 거시적 규모로 볼 때 균일하지 않은 슬러리들을 포함하는 몇몇 용도들에서 중요할 수 있는 신호 대 잡음 및 측정 평균 이점들을 지닌다. 그러한 기본적인 개념은, 송신기 배열(202)이 13개의 송신기들(202a, 202b, 202c, ..., 202m)을 포함하며 수신기 배열(204)이 13개의 수신기들(204a, 204b, 204c, ..., 204m)을 포함하는 도 7b에 예시되어 있다. 상기 실시예들은 예를 들면 13개의 송신기들 및 수신기들을 사용하여 기재되어 있지만, 본 발명의 범위는 송신기들의 개수 또는 수신기들의 개수에 국한하고자 한 것이 아니다. 그러한 구성은 각각의 측정 포인트에서 다중경로 질의 기능을 제공하는데, 다시 말하면 각각의 수신기(204a, 204b, 204c, ..., 204m)는 각각의 송신기(202a, 202b, 202c, ..., 202m)로부터 방출된 신호를 검출하는데 사용될 수 있다. 각각의 송신기(202a, 202b, 202c, ..., 202m)를 서로 다른 주파수, 스펙트럼 슬라이스, 처프/변조 특성을 통해서 선택적으로 부호화하는 것은 각각의 채널이 독립적으로 분석될 수 있게 해 준다. 변형적으로는, 상기 송신기들(202a, 202b, 202c, ..., 202m)이 의사 잡음 소스들, 및 각각의 송신기-수신기 경로에 대한 송신 시간을 검출하는데 사용되는 지연-상관 기법들을 통해 에너지를 공급받을 수 있다. 이는 도 7b에 에시된 바와 같이 당해 매질을 통한 NxN 독립 경로들을 제공한다.
도 7c에는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 벌크 유체 내의 침수를 위한 원형/링 기반 센서가 예시되어 있다. 이러한 경우에, 장착 링(210)은 상기 장착 링(210) 주위에 위치해 있는 (송신 및 수신용) 트랜스폰더들(T1, T2, ..., Ti, ..., TN)의 링에 의해 형성된 송신기 및 수신기 배열을 지닌다. 이러한 링은 배치/벌크 유체 탱크/저장 용기 내에 배치/침수될 수 있으며 다중경로 음향 SOS 결정 기능을 제공하는데 사용될 수 있다. 서로 맞은 편에 직경 방향으로 이격되어 있는 모든 트랜스폰더들 간의 경로들은 기준 측정값을 제공하는 반면에, 상기 링의 직경에서 벗어난 경로에서는 측정 길이 등이 동일하지 않게 된다.
도 8a-도 8d (CCS-0051): 공기 함유량의 추가적인 실시간 측정 및 모니터링
도 8a 내지 도 8d는 폭기된 콘크리트 내에서의 음속을 측정하기 위한 다른 한 실시예에 관한 것이다.
소정의 음향 매질 및 음향 소스의 조건들 하에서는, 음향 전파가 매우 적거나 또는 무의미한 방향 특성들을 지니게 된다. 다시 말하면, 소정 소스로부터 발생하는 음향은 상기 소스로부터 모든 방향으로 동등하게 전파하게 된다.
일례로서 음향 소스들 중 한가지 타입의 음향 소스는 시간-조화 발진 기능을 지니는 자유 변이 있는 배플 형태의 원형 피스톤(강체면 표면에 의해 에워싸인 원형면 피스톤)이며, 그 기하학적 구조는 도 8a에 도시되어 있다. 이러한 경우에, 피크 음향 방사는 피스톤 축(
Figure pct00009
)을 따라 생긴다. 피스톤 중심에서부터 거리(
Figure pct00010
) 만큼 떨어져 있고 피스톤 축으로부터 방향(
Figure pct00011
)에 있는 음향 압력 대 상기 피스톤 축 상에서 동일한 거리(
Figure pct00012
) 만큼 떨어져 있는 음향 압력의 비인 진폭 지향 계수(amplitude directivity factor;
Figure pct00013
)는 다음과 같이 정의되며,
Figure pct00014
상기 식 중,
Figure pct00015
는 조화 압력 파의 진폭이며,
Figure pct00016
은 제1 유형의 1차 베셀 함수들이고,
Figure pct00017
는 피스톤 반경이다. 파수(
Figure pct00018
)는 다음과 같이 정의되며,
Figure pct00019
상기 식 중,
Figure pct00020
는 조화 발진 주파수이며
Figure pct00021
는 음속이다. 도 8b에는 1.5" 직경 피스톤에 대한
Figure pct00022
및 80 ft/sec 음속이 도시되어 있다. 여기서 유념할 점은 100 Hz 및
Figure pct00023
인 경우에, 압력 신호의 진폭이 피스톤 축(
Figure pct00024
Figure pct00025
)에 따라 거의 100%의 압력 신호의 진폭이게 된다는 점이다. 500 Hz에서도 조차,
Figure pct00026
에서의 지향 계수는 약 0.6(60%) 또는 4.4 dB이다.
저주파수에서 작은 직경의 피스톤을 사용하는 경우에 음향 전파 방향에 대한 비교적 적은 영향 때문에, 소정면 표면을 따라 음향이 생성되며 동일면 표면을 따라 위치해 있는 수신기에 의해 음향이 측정된다. 도 8c에는 콘크리트(251)를 혼합하기 위한 콘크리트 믹서(250)의 벽이 음향 소스(252) 및 음향 수신기(254)와 함께 구성되는 일례가 도시되어 있다. 본원에 기재된 내용에 따라, 피스톤 또는 다른 음향 소스는 상기 탱크의 벽 상에 설치될 수 있으며 신호는 소정 거리만큼 떨어져서 동일 벽 상에 설치된 하나 이상의 압력 센서들에 의해 수신될 수 있다(도 8c 참조). 도 8d에는 하나의 유닛 또는 프로브(260)의 내부에 음향 소스(262) 및 하나 이상의 압력 센서들(264)이 합체되어 있는 다른 일례가 도시되어 있다. 상기 유닛 또는 프로브(260)는 이때 콘크리트 믹서의 벽을 통해 삽입될 수 있음으로써 콘크리트와 접촉하게 된다.
CCS-0037 및 0040-1의 소나 기반 부품들
본 발명의 몇몇 실시예들에 의하면, 콘크리트를 포함하여, 폭기된 유체 내의 음속은 소나 기반의 혼입된 공기 계량기 및 계량 기술에 적어도 부분적으로 기초하여 수신기들을 사용하여 측정될 수 있다. 그러한 실시예에서, 그리고 위의 도 4a 내지 도 4d와 관련하여 기재된 내용에 따라, 소나 기반의 혼입된 공기 계랑기 및 계량 기술은 프로세싱 콘테이너, 탱크, 칼럼, 믹서, 배트, 튜브 또는 파이프 상에배치될 수 있으며 음향 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 송신기에 의해 생성된 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 대응하는 소나 기반 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예들에서는, 콘크리트의 내구성이 프레쉬 콘크리트 믹스(fresh concreate mix) 내에 공기를 혼입시킴으로써 강화될 수 있으며, 상기 믹서에서의 혼입된 공기 측정값을 사용하여 동일한 것에 적어도 부분적으로 기초하여 콘크리트 혼합을 제어하는 신규한 기법들이 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 이하에 기재되어 있다.
CCS-0037
예를 들면, 이러한 본 발명의 실시태양은 튜브 내에 주입되는 굳지 않은 콘크리트를 포함하도록 제안한 것이다. 상기 튜브는 상기 튜브 외측에 부착되며 하나의 소나 기반 PVDF 센서가 상기 튜브의 상부 부근에 있고 다른 하나의 소나 기반 PVDF 센서가 상기 튜브의 하부 부근에 있는 2개의 소나 기반 PVDF 센서들을 포함할 수 있다. 음향 신호는 상기 튜브의 상부 및/또는 하부에서 생성될 수 있다. 상기 2개의 센서들 간의 음향 신호의 전파 시간이 측정되며, 음속(speed of sound; SOS)은 결정될 수 있고 GVF는 계산될 수 있다. 또한, 3개 이상의 센서들은 상기 SOS를 결정하는데 사용될 수도 있다(또한 거리 반사가 이용될 수 있는 경우에는 단지 하나의 센서만이 사용될 수도 있다.)
더 큰 콘크리트 샘플들에 대하여는, 상기 튜브가 부착된 음향 소스와 함께 콘크리트 내에 삽입되어 SOS가 측정될 수 있다.
몇몇의 경우에서, 주변 음향은 음향 소스가 필요하지 않을 정도로 충분히 클 수 있으므로, 본 발명의 범위는 그러한 큰 음향들을 단독으로 그리고 생성된 음향과 결합하여 사용하는 것을 포함하고자 한 것이다.
소나 기반의 혼입된 공기 계량기 및 계량 기술은 당업계에 공지되어 있으며 예컨대, 모두가 전부 참조병합되는, 미국 특허 제7,165,464호; 제7,134,320호; 제7,363,800호; 제7,367,240호; 및 제7,343,820호에 완전하거나 부분적으로 개시된 소나 기반 계량기의 형태를 취할 수 있다. 상기 소나 기반의 혼입된 공기 계량기 및 계량 기술은 GVF가 음속을 측정한 다음에 우드(Wood)의 방정식을 적용함으로써 결정될 수 있을 정도로 알려져 있는 순수 상 밀도(pure phase density) 및 순수 상 액체 음속(pure phase liquid sound speed)을 포함하여, 다양한 정보를 제공할 수 있다.
음속을 측정함으로써 GVF를 결정하는 것은 정확한 데이터를 신속하게 제공하는 것이 가능하다. 또한, SOS 측정 시스템의 유연성이 매우 증진될 수 있으므로 SOS 측정 시스템은 상이한 콘크리트 콘테이너들 및 특정 샘플 부피들에서 작동하도록 용이하게 구성될 수 있다.
CCS-0040
더욱이, 본 발명의 다른 한 실시태양은 또한, 트럭으로의 주입 전에 믹스가 믹서 내에 있는 혼입된 공기 측정이 이루어짐을 제안하는 것이다. 이러한 측정은 예컨대 믹서 박스의 하부에 소나 기반의 혼입된 공기 계량기를 설치함으로써 실현될 수 있다. 성분들이 충분한 시간 동안 상기 박스 내에 첨가 및 혼합되지만, 트럭으로의 주입 전에, 콘크리트의 샘플이 측정 유닛 내로 주입된다. 이는 나이프 밸브와 같은 적합한 밸브 구성을 통해 달성될 수 있다. 그리하여, 상기 샘플 내에서의 혼입된 공기의 측정이 이루어진다. 그 시점에서, 오퍼레이터는 필요한 경우에 믹스를 사양값으로 만들어내도록 믹스를 수정할 수도 있고 믹스 레벨이 사양값 범위 내에 있다면 트럭 내로 믹스를 주입할 수도 있다. 본 발명에 따른 이와 같은 신규한 기법은 사양 배치들을 제거함으로써 콘크리트의 개선된 품질 제어와 아울러 오퍼레이터들에 대한 비용 절감으로 이어지게 한다.
위에 기재된 내용에 따라, 소나 기반의 혼입된 공기 계량기 및 계량 기술은 당업계에 공지되어 있으며 예컨대 미국 특허 제7,165,464호; 제7,134,320호; 제7,363,800호; 제7,363,800호; 제7,367,240호; 및 제7,343,820호에 완전하거나 부분적으로 개시된 소나 기반 계량기의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 범위
지금까지 본 발명이 대표적인 실시예를 참조하여 기재되었지만, 당업자라면 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서도 다양한 변경이 이루어질 수 있으며 등가예들이 그의 요소들 대신에 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 그 외에도, 여려 수정예들이 본 발명의 본질적인 범위로부터 벗어나지 않고서도 특정 경우 또는 물질을 본 발명의 교시들에 적응시키도록 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 구현하기 위해 고려된 최선의 형태로서 본원에 개시된 특정 실시예(들)에 국한되지 않도록 한 것이다.

Claims (39)

  1. 신호 프로세서를 포함하는 장치로서,
    상기 신호 프로세서는,
    적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성되며; 그리고
    상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 상기 적어도 하나의 음향 송신기 및 상기 적어도 하나의 음향 수신기 사이에 알려져 있는 격리 거리에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 음속 측정을 결정하도록 구성되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너에 대하여 동일한 높이에 배치되는 적어도 하나의 음향 송신기 및 음향 수신기 프로브에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 음속 측정을 결정하도록 구성되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 혼입된 공기가 상기 폭기된 유체 내의 음속을 수정시키기 위해 상기 적어도 하나의 음향 송신기가 적절한 주파수 범위의 주파수로 상기 음향 신호를 방출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 음속 측정을 결정하도록 구성되는, 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너 내측에 배치된 2개의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성되는, 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 상기 2개의 음향 수신기들 간의 거리를 알고 있는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 음속 측정을 결정하도록 구성되는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 펄스 생성 및 검출 간의 경과 시간을 기록하도록 구성되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체에 화학 첨가제를 제공하는 것에 대한 정보를 포함하여, 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있는, 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 담고 있는 출력 신호를 제공하도록 구성되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세스는 공기 거품들의 속성들을 강화시킴으로써 부유 프로세스의 효율을 제어하도록 기포제들로서 알려진 화학물질들을 첨가하는 것을 포함하는, 광석의 분리에 도움이 되는 광물 처리 부유 프로세스인, 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 프로세스는 레미콘 트럭에서나 고정 콘크리트 믹서 박스 내에서 콘크리트를 혼합하는 것을 포함하는, 콘크리트를 제조하기 위한 혼합 프로세스인, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 프로세스는 아이스크림을 제조하기 위한 첨가 라이신(adding lysene)을 포함하는 식품 프로세스인, 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프로세스는 메이크-업(make-up)을 제조하기 위한 화장품 프로세스인, 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 프로세스는 페인트 또는 코팅 유체를 제조하기 위한 혼합 프로세스인, 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 압전 재료 또는 기계적 임펄스를 구동시킴으로써 생성되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하도록 구성되는, 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 콘테이너의 외측 상에 배치되는, 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 콘테이너의 내측 상에 배치되는, 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 전방향성인, 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 콘테이너는 부유식 칼럼 또는 탱크인, 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 출력 신호를 수신하도록 구성되고 또한 폐쇄 루프 시스템 내에서 상기 폭기된 유체에 관련된 프로세스를 제어하도록 상기 콘테이너에 화학 첨가제를 추가하도록 구성된 기기를 포함하는, 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 프로세스는 이동식 콘크리트 트럭에서나 고정식 콘크리트 믹서 박스 내에서 콘크리트를 혼합하는 것을 포함하는, 콘크리트를 제조하기 위한 혼합 프로세스인, 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기 및 상기 적어도 하나의 음향 수신기는 짧은 거리 만큼 격리되어 있고 레미콘 트럭의 드럼 관찰 해치(drum inspection hatch)에 부착된 프로젝터/수신기 쌍의 형태를 취하는, 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 프로젝터/수신기 쌍은 상기 레미콘 트럭의 믹서 드럼의 공동부(cavity) 내측에 있도록 상기 드럼 관찰 해치를 통해 설치되는, 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 드럼 관찰 해치는 공동부를 형성하도록 구성되고 상기 프로젝터/수신기 쌍은 상기 공동부 내에 설치되며 믹서 드럼 내측의 콘크리트에 노출되는, 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 장치는 믹서 트럭 상의 국부 디스플레이 및/또는 통신 모듈을 대상으로 하는 것을 포함하여, 콘크리트의 공기 함유 값에 대한 정보를 담고 있는 무선 신호를 제공하도록 구성된 무선 송신기를 포함하는, 장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기 및 음향 수신기는 짧은 거리 만큼 격리되어 있으며 주입되고 있는 콘크리트를 연속해서 측정하기 위해 콘크리트를 주입하는데 사용되는 슈트(chute) 상에 장착되는 프로젝터/수신기 쌍의 형태를 취하는, 장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는, 상기 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되고, 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되며, 그리고 음향 수신기들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성되는, 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 각각의 음향 수신기가 각각의 음향 송신기로부터의 개별 신호를 검출하는데 사용될 수 있는 각각의 측정 포인트의 다중경로 질의(multipath interrogation)에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성되는, 장치.
  28. 제1항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 음향 송신기들의 배열에 의해 생성되며, 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 음향 수신기들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성되는, 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 각각의 음향 수신기가 각각의 음향 송신기로부터의 개별 신호를 검출하는데 사용될 수 있는 각각의 측정 포인트의 다중경로 질의에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하도록 구성되는, 장치.
  30. 제28항에 있어서, 각각의 채널로 하여금 개별적으로 분석될 수 있게 하는 상이한 주파수, 스펙트럼 슬라이스, 처프(chirp)/변조 특성으로 선택적으로 부호화로 되는 각각의 음향 송신기를 지니는 음향 송신기들의 배열에 의해 생성되며, 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되며, 그리고 음향 수신기들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성되는, 장치.
  31. 제28항에 있어서, 상기 신호 프로세서는 의사 잡음 소스(pseudo noise source)들을 통해 에너지를 공급받는 음향 송신기들의 배열에 의해 생성되어 지연-상관 기법들이 각각의 송신기-수신기 경로에 대한 송신 시간을 검출하는데 사용될 수 있으며, 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체을 통해 이동하게 되고, 그리고 음향 수신기들의 배열에 의해 수신되는 음향 신호들에 대한 정보를 담고 있는 신호들을 수신하도록 구성되는, 장치.
  32. 제1항에 있어서, 상기 콘테이너의 외측 상에 배치된 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 콘테이너의 벽을 통해 작동하는, 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 상기 폭기된 유체와 접촉하게 될 수 있는 벽 내의 포트에 삽입되는, 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 음향 송신기는 압력 또는 기계적/전기적 '여기(excitation)'에 의한 것을 포함하여 상기 폭기된 유체 내로 음향 신호를 전파하는데 사용되는 진동판(diaphragm)을 구동시킴으로써 저주파 음향들을 생성하도록 구성되는, 장치.
  35. 제1항에 있어서, 상기 장치는 내부에 폭기된 유체를 지니는 콘테이너에 대하여 배치되며 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호를 생성하도록 구성되는 적어도 하나의 음향 송신기를 더 포함하는, 장치.
  36. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 콘테이너에 대하여 배치되며 상기 음향 신호를 수신하고 상기 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성된 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 제공하도록 구성된 적어도 하나의 음향 수신기를 더 포함하는, 장치.
  37. 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며, 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하는 것; 및
    상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하는 것;
    을 포함하는, 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 방법은 상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체에 화학 첨가제를 제공하는 것에 대한 정보를 포함하여, 프로세스를 제어하는데 사용될 수 있는, 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율에 대한 정보를 포함하는 출력 신호를 제공하는 것;을 포함하는, 방법.
  39. 적어도 하나의 음향 송신기에 의해 생성되며, 콘테이너 내에서 폭기된 유체를 통해 이동하게 되고, 그리고 상기 콘테이너 내측에 배치되는 것을 포함하여, 상기 콘테이너에 대하여 배치된 적어도 하나의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호에 대한 정보를 담고 있는 신호를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 콘테이너 내에서 상기 폭기된 유체를 통해 이동하게 되는 음향 신호의 음속 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 폭기된 유체의 가스 부피 분율을 결정하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
KR1020127026334A 2010-03-09 2011-03-09 부유식 탱크들, 칼럼들, 드럼들, 튜브들, 배트들 내에서 폭기된 유체들 및 액체들에 대한 가스 부피 분율（ｇｖｆ）을 결정하는 방법 및 장치 Ceased KR20130003003A (ko)

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