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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍윤식
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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수도미터(Water Meter)는 상수도 공급자로부터 상수도 소비자에게 제공되는 물의 양을 계량하는 법정계량기이다. 기존에 사용하던 기계식 수도미터는 수돗물의 유량에 따라 수도미터 내부에 설치되어 있는 날개가 회전하고, 이 회전하는 날개의 회전수를 측정하여 수도미터를 지나간 수돗물의 양을 측정하는 방식이다. 기존의 기계식 수도미터는 기계적 마찰 때문에 적은 유속에서는 수도미터의 회전 날개가 돌아가지 않는 현상이 발생하여 이에 따른 측정 오차가 발생한다. 또한 유체의 흐름 속에 기계적 가동부가 설치되어 있어 사용 기간이 길어질수록 측정 오차가 더 크게 발생하는 내구성의 문제가 발생한다.
이러한 기존 기계식 수도미터의 문제점들을 해결하기 위하여 초음파 수도미터를 제안하는데, 본 논문에서는 하나의 프론트-엔드 칩(Front-End Chip)과 마이크로컨트롤러(MCU)로만으로 구성된 초음파 dToF( differential Time of Flight) 유량 측정 원리를 이용한 초음파 수도미터의 원리적 접근에 대하여 연구하고, 이 초음파 수도미터가 리튬 배터리만으로 주어진 사용 기간 동안 작동이 지속될 수 있는지를 설계 단계에서 검증할 수 있도록 저 전력 모델링을 통하여 설계 검증의 연구를 포함한다. 이렇게 저 전력 모델링을 사용함으로써 실제 사용 기간 동안 작동시키는 시험을 직접 실시하지 않고도 요구 기간 동안의 동작 보증을 모델링을 통해 보증하는 방법에 대하여 제안한다.
본 논문에서는 초음파 dToF 유량 측정 방식의 초음파 수도미터에 저 전력 모델링 설계와 평가에 대해 연구하며, 초음파 수도미터의 성능 측정을 통해 제안한 초음파 수도미터의 성능 평가를 또한 연구를 포함한다.
이러한 기존 기계식 수도미터의 문제점들을 해결하기 위하여 초음파 수도미터를 제안하는데, 본 논문에서는 하나의 프론트-엔드 칩(Front-End Chip)과 마이크로컨트롤러(MCU)로만으로 구성된 초음파 dToF( differential Time of Flight) 유량 측정 원리를 이용한 초음파 수도미터의 원리적 접근에 대하여 연구하고, 이 초음파 수도미터가 리튬 배터리만으로 주어진 사용 기간 동안 작동이 지속될 수 있는지를 설계 단계에서 검증할 수 있도록 저 전력 모델링을 통하여 설계 검증의 연구를 포함한다. 이렇게 저 전력 모델링을 사용함으로써 실제 사용 기간 동안 작동시키는 시험을 직접 실시하지 않고도 요구 기간 동안의 동작 보증을 모델링을 통해 보증하는 방법에 대하여 제안한다.
본 논문에서는 초음파 dToF 유량 측정 방식의 초음파 수도미터에 저 전력 모델링 설계와 평가에 대해 연구하며, 초음파 수도미터의 성능 측정을 통해 제안한 초음파 수도미터의 성능 평가를 또한 연구를 포함한다.
목차
국문초록………………………………………… i목차……………………………………………… ii표 목차…………………………………………… iv그림목차………………………………………… vi제 1 장 서론……………………………………… 11.1. 연구의 배경과 목적………………………… 11.2. 연구 내용 및 연구 범위…………………… 51.3. 논문의 구성………………………………… 7제 2 장 관련 연구 ………………………………… 92.1. 수도미터……………………………………… 92.2. 유량 측정 방식……………………………… 252.3. 수도미터의 요구 분석……………………… 342.4. 초음파 수도미터의 요구 분석……………… 41제 3 장 초음파 dToF 수도미터……………… 453.1. 기존 초음파 유량 측정 방식…………… 453.2. 초음파 dToF 수도미터의 측정 원리……… 593.3. 제안된 초음파 dToF 수도미터의 상세 설계 64제 4 장 초음파 수도미터용 저 전력 모델링…… 784.1. 초음파 수도미터의 수명 개요……………… 784.2. 저 전력 초음파 수도미터의 모델링……… 784.3. 저 전력 초음파 수도미터의 설계………… 79제 5 장 제안 시스템 구현과 시험……………… 975.1. 제안 초음파 수도미터 개요……………… 975.2. 제안 초음파 수도미터 구현……………… 1015.3. 저 전력 시험 및 평가…………………… 1165.4. 초음파 수도미터 성능 시험 및 평가……… 120제 6 장 결론…………………………………… 128부록 표……………………………………… 132부록 그림……………………………………… 135참고 문헌……………………………………… 140영문 초록……………………………………… 143감사의 글……………………………………… 145한 편의 시 : 6월의 장미………………………… 146
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