| 초록 |
다양한매질을측정할수있는초음파센서는가스공간을측정할때센서구조를세부적으로배열하고 매질과 매질사이에 적절한 매칭레이어 재료를 사용하는 것이 상당히 중요한 요소로 작용하기 때문에, 본 연구에서는천연가스차량에사용되는일정한체적챔버에서초음파에너지를기반으로메탄가스밀도를 측정할수있는실험장치를구성하여천연가스저장소내부에서초음파의전파과정과포락선에대해분 석하였다. 초음파센서의기본정합층은아세트산, 합성수지, 알코올, 인조나무, 아세톤및탄화를포함한 화학목재와혼합된에폭시를사용하고, 전기진동에서음향음파로의전송강도를증폭할수있도록EVA 재료를사용하였다. 또한, 초음파센서내부에PZT와매칭층을구성하여천연가스공간내에서지향성, 빔 각도, 최대거리, 링깅범위및감도와같은초음파성능을분석하고, 챔버내부압력은1, 2 및3 bar, 온도는 296 K를유지하도록설정되었다. 실험결과, 수신센서에의해측정된천연가스밀도는챔버길이0.2m에서최대피크전압을나타내고, 이 때EVA 초음파센서의전압높이는1.55V, CW 센서는1.33V를나타내었다. 저장소길이가0.2m에서2.0m 로증가함에따라, 평균EVA 센서의전압은1.06V, CW 센서는0.80V의수신전압이확인되었다. 즉, 천연가 스저정소내부에서EVA 센서는CW 센서감도보다10 % 더높다는결과를확인할수있다. 실험을 통하여, EVA 초음파 센서는 CW 초음파 센서와 비교하여, 초음파 에너지가 크게 향상되었고, EVA 재료로설계된초음파센서는천연가스저장소내부에서압력이증가하고거리가변함에따라가스 밀도를보다쉽게계측할수있다는점을알수있다. |
