DE102017114701A1

DE102017114701A1 - Optischer Auslesekopf für Verbrauchsmengenzähler

Info

Publication number: DE102017114701A1
Application number: DE102017114701.2A
Authority: DE
Inventors: Willi Konzen; Torsten Nikodem; Gerhard Radtke; Eugen Schmidt
Original assignee: Innogy SE
Current assignee: Innogy SE
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Optischer Auslesekopf 14 für Verbrauchsmengenzähler 2, insbesondere elektronische Haushaltszähler (eHz), mit einem Sensor 4 eingerichtet zumindest zum Erfassen von optischen Signalen des Verbrauchsmengenzählers 2, wobei dem Sensor 4 eine Sensoroberfläche des Auslesekopfes mit einem optischen Durchlass 16c zugeordnet ist, einem Befestigungsmittel eingerichtet zum Befestigen des Auslesekopfes an einer optischen Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers 2 und einer Spannungsversorgung eingerichtet zumindest zum Speisen des Sensors mit elektrischer Leistung. Die Speisung erfolgt dadurch, dass im Bereich der Sensoroberfläche zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Kontakte 8a, b angeordnet sind und die Spannungsversorgung mit den Kontakten 8a, b elektrisch verbunden ist.

Description

Der Gegenstand betrifft einen optischen Auslesekopf für Verbrauchsmengenzähler, einen Verbrauchsmengenzähler sowie ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Auslesekopfes.
Intelligente Verbrauchsmengenzähler finden immer häufiger ihren Weg bis in das private Umfeld. Durch die zunehmende Anzahl an dezentraler Erzeugung ist es für Teilnehmer an Energieversorgungsnetzen von stets wachsender Bedeutung, Kenntnis über die Leistungsflüsse zwischen dem Teilnehmernetz und dem Ortsnetz zu haben.
Außerdem haben Netzbetreiber ein großes Interesse daran, möglichst schnell Kenntnis über schwankende Leistungsflüsse innerhalb ihrer Ortsnetze zu erlangen. Zur Steuerung sogenannter Smart Grids ist dieses Kenntnis unabdingbar.
Entscheidend für den Erfolg der Smart Grids wird deshalb sein, wie gut der Informationsfluss zwischen dem Teilnehmer und dem Versorger ist. Bisherige Steuerungen von Netzen beruhten auf Abschätzungen der zukünftigen Lastflüsse. Basierend auf diesen Prognosen wurden die zentralen Erzeuger in den Netzen gesteuert. Die enthaltende Regelschleife ist sehr träge und stark schwankende Leistungsflüsse können zunehmend kaum mehr kompensiert werden.
Dies führt dazu, dass sogenannte Smart Meter, auch elektronische Haushaltszähler (eHz) genannt, bis in das private Umfeld zum Einsatz kommen werden.
Für den Verbraucher haben solche elektronischen Haushaltszähler den Vorteil, dass sie Potentiale zum Energiesparen erkennen können. Auch können einzelne Geräte innerhalb des Haushaltes abhängig von aktuellen Leistungsflüssen zwischen dem Teilnehmeranschluss und dem Ortsnetz gesteuert werden, wenn denn eine aktuelle Erkenntnis über den Leistungsfluss besteht. Die in den elektrischen Netzen zum Einsatz kommenden elektronischen Haushaltszähler werden darüber hinaus ergänzt um elektronische Verbrauchsmengenzähler, beispielsweise elektronische Gaszähler, als auch elektronische Wasserzähler oder dergleichen.
Die verschiedenen elektronischen Verbrauchsmengenzähler werden über eine Schnittstelle mit einem Zählergateway, auch MUC genannt, verbunden. Das Zählergateway stellt die Kommunikationsinfrastruktur mit dem Netzbetreiber zur Verfügung und erlaubt es dem Netzbetreiber, aktuelle Zählerstände, Leistungsflüsse oder dergleichen abzurufen. Die Schnittstelle zwischen dem Zählergateway und dem jeweiligen Verbrauchsmengenzähler kann jedoch nicht zusätzlich durch den Nutzer abgefragt werden. Hierzu haben Verbrauchsmengenzähler eine zweite Schnittstelle, die in der Regel eine optische Schnittstelle ist. Über diese optische Schnittstelle lassen sich von dem Verbraucher übergeeignete Ausleseköpfe ebenfalls aktuelle Zählerstände auslesen. An der optischen Schnittstelle, die in der Regel an der Vorderseite des Verbrauchsmengenzählers angeordnet ist, kann ein Auslesekopf montiert werden. Der Auslesekopf kann über eine optische Kopplung mit der optischen Schnittstelle kommunizieren. Die Kommunikation kann dabei unidirektional oder bidirektional sein.
An die optische Schnittstelle bzw. den Auslesekopf können Visualisierungs- und/oder Hausautomatisierungssteuerungssysteme angeschlossen werden. Mit Hilfe dieser kann der Nutzer seinen Energieverbrauch innerhalb seines Haushalts visualisieren und/oder steuern.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Energieversorgung des optischen Auslesekopfes problematisch ist. Die Energieversorgung muss stets über das an den optischen Auslesekopf angeschlossene Gerät zur Verfügung gestellt werden. In der Regel führt dies dazu, dass die elektrische Energie über die Hutschiene im Verteilkasten abgegriffen werden muss. Hierzu ist ein Elektroinstallateur notwendig, was den Zugang zu der optischen Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers für den Verbraucher erschwert. Auch ist nicht an jedem Verteilkasten ausreichend Platz, um an der Hutschiene noch zusätzlich die elektrische Leistung abgreifen zu können.
Daher lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, die Energieversorgung eines optischen Auslesekopfes für Verbrauchsmengenzähler zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch einen optischen Lesekopf nach Anspruch 1, einen Verbrauchsmengenzähler nach Anspruch 11, ein System nach Anspruch 15 sowie ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst.
Es ist erkannt worden, dass der optische Auslesekopf unmittelbar durch den Verbrauchsmengenzähler elektrisch versorgt werden kann. Der Verbrauchsmengenzähler ist bereits mit zumindest einer Phase und dem Neutralleiter des Ortsnetzes verbunden. In dem Verbrauchsmengenzähler ist es ein leichtes, ein Netzteil, beispielweise ein Schaltnetzteil oder einen Transformator zu integrieren und über diesen Kontakte an der Oberfläche des Verbrauchsmengenzählers zu speisen, mit denen die Kontakte eines Auslesekopfes elektrisch in Kontakt stehen und somit elektrische Leistung dem Auslesekopf zur Verfügung gestellt werden kann.
Der Verbrauchsmengenzähler ist dabei insbesondere ein elektronischer Haushaltszähler, auch Smart Meter genannt Der Verbrauchsmengenzähler kann jedoch auch ein Wasserzähler, Gaszähler oder dergleichen sein, der über eine eigene Energieversorgung verfügen muss. Diese kann dann gleichzeitig für die Energieversorgung des optischen Auslesekopfes genutzt werden.
Der optische Auslesekopf verfügt über einen Sensor eingerichtet zum Erfassen von optischen Signalen des Verbrauchsmengenzählers. Der Sensor ist dabei insbesondere eine Fotodiode, die optische Impulse von einer Ausgabeschnittstelle des Verbrauchsmengenzählers auslesen kann. Die optische Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers ist insbesondere eine INFO-Schnittstelle nach dem Lastenheft eHz. Sie kann insbesondere den Anforderung einer D0-Schnittstelle nach DIN EN 62056-21 genügen. Die optische Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers ist vorzugsweise unidirektional, kann jedoch auch bidirektional sein.
Der optische Auslesekopf ist mit Befestigungsmitteln ausgestattet, welche zum Befestigen des Auslesekopfes an der optischen Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers eingerichtet ist. Insbesondere wird der optische Auslesekopf so über der optischen Schnittstelle positioniert, dass der Sensor mit dem Transmitter der optischen Schnittstelle fluchtet, so dass der Sensor die optischen Signale der optischen Schnittstelle aufnehmen kann.
In dem optischen Auslesekopf ist darüber hinaus eine Spannungsversorgung vorgesehen, die zum Speisen des Sensors mit elektrischer Leistung eingerichtet ist. Zumindest der Sensor bzw. die Sensorschaltung muss mit ausreichender Spannung versorgt werden, um die optischen Signale der optischen Schnittstelle erfassen zu können. Neben dem Sensor können natürlich weitere Elemente, beispielsweise Prozessoren, passive Bauelemente oder dergleichen vorgesehen sein. Die elektrischen Schaltkreise des Sensors, die zum Betrieb des Sensors und zum Aussenden der vom Sensor erfassten optischen Signale in elektrischer Form notwendig sind, müssen mit elektrischer Spannung versorgt werden.
Wie eingangs erläutert, ist die Spannungsversorgung bisher jedoch über das an den Auslesekopf angeschlossene Auslesegerät bereitgestellt worden. Dieses Gerät muss in der Regel über die Hutschiene mit elektrischer Spannung versorgt werden. Erfindungsgemäß ist nun erkannt worden, dass die elektrische Spannungsversorgung unmittelbar über den Verbrauchsmengenzähler erfolgt. Dazu ist die Spannungsversorgung mit dem Verbrauchsmengenzähler elektrisch über zwei voneinander elektrisch isolierte Kontakte verbunden. Die Kontakte sind dabei im Bereich der Oberfläche des Auslesekopfes angeordnet. Die Kontakte sind bevorzugt Flächenkontakte. Sie sind bevorzugt ebene Flächen, die im Bereich der Sensoroberfläche angeordnet sind.
Die aufgenommene elektrische Leistung wird gegebenenfalls über geeignete Wandler, wie beispielsweise Gleichrichter oder dergleichen, den elektrischen Schaltkreisen des Auslesekopfes zur Verfügung gestellt. Der optische Auslesekopf ist somit ohne eine zusätzliche externe Spannungsversorgung von einem daran angeschlossenen Auslesegerät betriebsbereit. Dies ermöglicht es, den optischen Auslesekopf bereits in besonders einfacher Weise in Betrieb zu nehmen. Ein Elektroinstallateur ist nicht mehr notwendig, um die notwendige Spannungsversorgung zur Verfügung zu stellen.
Außerdem kann in dem optischen Auslesekopf dann gegebenenfalls bereits ein Sendemittel, wie beispielsweise ein Drahtlossender, vorgesehen sein, der mit einem Hausanschlussnetz, beispielsweise einem WLAN-Netz, kommunizieren kann. Auch kann eine Kommunikation, beispielsweise über Bluetooth, NFC oder dergleichen, unmittelbar von dem optischen Auslesekopf ausgehen. Die hierzu notwendige elektrische Leistung kann dann ebenfalls über die Kontakte aufgenommen werden.
Auch wird vorgeschlagen, dass die Kontakte auf der Sensoroberfläche angeordnet sind. Der Auslesekopf hat ein Gehäuse. Das Gehäuse hat eine Oberfläche, in welcher der optische Durchlass für den Sensor angeordnet ist. Diese Oberfläche, welche um den optischen Durchlass herum angeordnet ist, kann als Sensoroberfläche verstanden werden. An dieser Oberfläche sind die Kontakte angeordnet. Dabei sind die Kontakte als Flächen des Gehäuses des Auslesekopfes gebildet. Die Sensoroberfläche ist diejenige Oberfläche, die im verbundenen Zustand mit dem Verbrauchsmengenzähler dem Verbrauchsmengenzähler zugeordnet ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Befestigungsmittel permanentmagnetisch sind. Die Befestigungsmittel lassen sich somit mittels Magnetkraft an dem Verbrauchsmengenzähler montieren. Dies führt zu einer rückstandsfreien Befestigung des Auslesekopfes an den Verbrauchsmengenzähler. Der Auslesekopf kann befestigt und entfernt werden, ohne dass hierzu mechanische Veränderungen am Gehäuse des Verbrauchsmengenzählers notwendig sind.
Auch wird vorgeschlagen, dass die Kontakte Teil des Gehäuses des Auslesekopfes sind. Insbesondere sind die Kontakte als Teil einer äußeren Oberfläche des Gehäuses gebildet. Die Kontakte sind somit unmittelbar am äußeren Gehäuse des Auslesekopfes und können besonders einfach an der Oberfläche des Verbrauchsmengenzählers platziert werden und mit dort vorgesehenen Kontakten elektrisch verbunden werden.
Die Kontakte sind bevorzugt als zumindest zweiteiliger Ring gebildet. Dabei umgeben die Kontakte bevorzugt den optischen Durchlass. Der Ring ist bevorzug metallisch.
Alternativ oder kumulativ zu den flächigen Kontakten können die Kontakte zumindest in Teilen als Steckkontakt oder als Bajonettkontakt gebildet sein. Somit kann eine gute elektrische und mechanische Befestigung des Auslesekopfes an dem Verbrauchsmengenzählers erreicht werden. Insbesondere können die Kontakte Teil der Befestigungsmittel sein.
Auch können die Kontakte aus Halbedelmetall oder Edelmetall gebildet sein. Dies ermöglicht einen dauerhaft guten elektrischen Kontakt mit den Kontakten des Verbrauchsmengenzählers.
Die Kontakte können als Kontaktstifte und Kontaktflächen gebildet sein. Die Kontaktstifte können aus der Kontaktfläche heraus ragen. Insbesondere können die Kontaktstifte in der Form von Kontaktfedern, die in einem spitzen Winkel zu der Kontaktfläche verlaufen, gebildet sein. Insbesondere können die Kontaktfedern in einem Winkel von weniger als 20° zu der Kontaktfläche verlaufen. Die Kontaktstifte können als Federelemente auf der Kontaktfläche vorgesehen sein. Durch die Kontaktstifte kann eine Kontaktierung mit den Kontakten an dem Verbrauchsmengenzähler verbessert werden, da die Kontaktstifte eventuelle Verunreinigungen oder Korrosionen an der Oberfläche der Kontakte an dem Verbrauchsmengenzähler während der Befestigung aufbrechen können.
Die Kontaktstifte können eine Kraft aufbringen, die entgegen aber kleiner als die Kraft der Befestigungsmittel in Richtung des Verbrauchsmengenzählers ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Befestigung durch die Kontaktstifte nicht gelöst wird.
Auch wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Prozessor vorgesehen ist und dass der Prozessor die Spannungsversorgung derart ansteuert, dass deren innerer Widerstand gegenüber den Kontakten abhängig von einer Identifikation oder einer Autorisierungskennung des Auslesekopfes beeinflusst ist. Durch Beeinflussung des elektrischen Widerstands an den Kontakten lässt sich der Strom durch die Kontakte bei konstanter Spannung variieren. Diese Variation des Stroms führt zu einer Variation des Stroms in den Kontakten des Verbrauchsmengenzählers und mithin in der Spannungsversorgung des Verbrauchsmengenzählers.
Diese Kommunikation kann dazu genutzt werden, eine Identifikation oder Autorisierungskennung bzw. daraus abgeleitete Werte des Auslesekopfes auszusenden und in dem Verbrauchsmengenzähler zu empfangen. Dies ermöglicht es, nur autorisierte Ausleseköpfe mit dem Verbrauchsmengenzähler zu koppeln. Insbesondere ist es möglich, dass der Verbrauchsmengenzähler Informationen zu autorisierten Ausleseköpfen erhält und abhängig von diesen Informationen die Identifikation oder Autorisierungskennung des Auslesekopfes auswertet. Nur bei einem positiven Ergebnis, d.h. wenn der Auslesekopf autorisiert ist, wird dieser durch den Verbrauchsmengenzähler elektrisch gespeist. Optische Ausleseköpfe, die keine gültige Identifikation oder Autorisierungskennung haben und keine daraus abgeleitete Information an den Verbrauchsmengenzähler übertragen können, werden gegebenenfalls nicht mehr elektrisch gespeist. Der Verbrauchsmengenzähler kann in Abständen die Anwesenheit eines Auslesekopfes überprüfen und dann über den Stromfluss feststellen, ob der Auslesekopf autorisiert ist oder nicht.
Durch diese Auswahl an unterstützten Ausleseköpfen ist es für den Messstellenbetreiber möglich, den Betrieb nicht autorisierter Ausleseköpfe zu unterbinden. Dies stellt sicher, dass die an den optischen Schnittstellen genutzten Ausleseköpfe tatsächlich die richtigen Messergebnisse zur Verfügung stellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Prozessor den inneren Widerstand abhängig von einer Signatur der Identifikation oder der Autorisierungskennung des Auslesekopfes beeinflusst. Beispielsweise ist es möglich, die Identifikation oder die Autorisierungskennung des Auslesekopfes werkseitig mit einem privaten Schlüssel zu signieren. Ein öffentlicher Schlüssel ermöglicht es, aus dieser Signatur die Identifikation oder Autorisierungskennung zu ermitteln. Wird in den Verbrauchsmengenzähler durch den Nutzer eine vom Messstellenbetreiber zur Verfügung gestellte Identifikation oder Autorisierungskennung eingegeben, so kann sichergestellt werden, dass der Verbrauchsmengenzähler nur mit dem jeweils autorisierten Auslesekopf kommuniziert und diesen insbesondere mit elektrischer Leistung über die induktive Kopplung versorgt.
Wie bereits erläutert, kann ein Verbrauchsmengenzähler mit einer optischen Schnittstelle zum Ausgeben von Informationen zu einer Verbrauchsmenge eingerichtet sein. Ferner kann der Verbrauchsmengenzähler zumindest zwei Kontakte an einer Schnittstellenoberfläche aufweisen. Diese Kontakte können kongruent zu den Kontakten des Auslesekopfes sein. Über diese Kontakte erfolgt eine elektrische Kopplung zwischen dem Auslesekopf und dem Verbrauchsmengenzähler im Bereich der optischen Schnittstelle.
Die Kontakte des Verbrauchsmengenzählers sind dabei im Bereich der Oberfläche des Verbrauchsmengenzählers angeordnet. Die Kontakte des Verbrauchsmengenzählers sind bevorzugt Flächenkontakte. Sie sind bevorzugt ebene Flächen, die im Bereich der Schnittstellenoberfläche angeordnet sind.
Auch wird vorgeschlagen, dass die Kontakte des Verbrauchsmengenzählers auf der Schnittstellenoberfläche angeordnet sind. Der Verbrauchsmengenzähler hat ein Gehäuse. Das Gehäuse hat eine Oberfläche, in welcher der optische Auslass für die optische Schnittstelle angeordnet ist. Diese Oberfläche, welche um den optischen Auslass herum angeordnet ist, kann als Schnittstellenoberfläche verstanden werden. An dieser Oberfläche sind die Kontakte angeordnet. Dabei sind die Kontakte als Flächen des Gehäuses des Verbrauchsmengenzählers gebildet. Die Schnittstellenoberfläche ist diejenige Oberfläche, die im verbundenen Zustand mit dem Auslesekopf dem Auslesekopf zugeordnet ist.
Die Schnittstellenoberfläche kann im Bereich des optischen Auslasses senkrecht zur optischen Achse der Schnittstelle verlaufen.
Die Kontakte sind bevorzugt als zumindest zweiteiliger Ring gebildet. Dabei umgeben die Kontakte bevorzugt den optischen Durchlass. Der Ring ist bevorzug metallisch.
Alternativ oder kumulativ zu den flächigen Kontakten können die Kontakte zumindest in Teilen als Steckkontakt oder als Bajonettkontakt gebildet sein. Somit kann eine gute elektrische und mechanische Befestigung des Auslesekopfes an dem Verbrauchsmengenzählers erreicht werden.
Auch können die Kontakte aus Halbedelmetall oder Edelmetall gebildet sein. Dies ermöglicht einen dauerhaft guten elektrischen Kontakt mit den Kontakten des Verbrauchsmengenzählers.
Die Kontakte am Verbrauchsmengenzähler können komplementär zu den Kontakten am Auslesekopf sein. Die Kontakte des Verbrauchsmengenzählers können entsprechend der obigen Beschreibung der Kontakte des Auslesekopfes gebildet sein.
Wie bereits erläutert, wird auch vorgeschlagen, dass sich die optischen Ausleseköpfe gegenüber den Verbrauchsmengenzählern identifizieren und/oder autorisieren können. Daher wird auch vorgeschlagen, dass in dem Verbrauchsmengenzähler ein Prozessor vorgesehen ist, der zum Überprüfen einer über die Kontakte empfangenen Signatur eingerichtet ist.
Insbesondere ist der Verbrauchsmengenzähler bzw. der darin angeordnete Prozessor eingerichtet, eine von einem Nutzer eingegebene Identifikation oder Autorisierungskennung zu empfangen. Insbesondere kann der Nutzer über eine Tastschnittstelle oder eine optische Schnittstelle, beispielsweise durch optische Pulse, eine Identifikation oder Autorisierungskennung des Auslesekopfes, der installiert werden soll, eingeben. Mit Hilfe dieser Information und der von dem Auslesekopf empfangenen Signatur oder Identifikation oder Autorisierungskennung kann dann der Verbrauchsmengenzähler selbsttätig überprüfen, ob der installierte optische Auslesekopf unterstützt werden soll oder nicht. Abhängig von einer solchen Überprüfung können die Kontakte bestromt werden oder nicht.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 einen elektronischen Haushaltszähler nach einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Schnittansicht gemäß der 1;
3 eine schematische Ansicht eines optischen Auslesekopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4a eine Schnittansicht von Kontakten an einem optischen Auslesekopf gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4b eine Ansicht der Kontakte gemäß 4a;
5 eine schematische Ansicht einer Kopplung zwischen einem Verbrauchsmengenzähler und einem Auslesekopf.
1 zeigt einen elektronischen Haushaltszähler 2, der eine optische Schnittstelle 4 aufweist. Ferner weist der elektronische Haushaltszähler 2 ein Display 6 zur Anzeige eines Zählwertes auf.

Zu erkennen ist, dass die optische Schnittstelle 4 in einem Rücksprung des Gehäuses des elektronischen Haushaltszählers 2 angeordnet ist. Ferner sind im Bereich der optischen Schnittstelle 4 auf der Oberfläche des Gehäuses Kontakte 8a, 8b gezeigt. Die Kontakte 8a, b sind dort im Bereich der Schnittstellenoberfläche angeordnet. Die Kontakte 8a, b sind, wie dargestellt, zwei voneinander elektrisch isolierte, metallische Flächen. Die Kontakte 8a, b sind als Flächenkontakte gebildet. Wie zu erkennen ist, sind die Kontakte 8a, b als zweiteiliger Ring gebildet. Die Kontakte 8a, b dienen zur elektrischen Kopplung mit Kontakten eines optischen Auslesekopfes, wie nachfolgend gezeigt werden wird.
2 zeigt eine Schnittansicht im Bereich der optischen Schnittstelle 4, welche über einen Treiber 10 angesteuert wird. Zu erkennen ist, dass die Kontakt 8a, b unmittelbar auf der äußeren Gehäusewand angeordnet sind. Die optische Achse 12 verläuft im Wesentlichen parallel zur Flächennormale der Gehäuseoberfläche im Bereich der optischen Schnittstelle 4. Somit verläuft die Ebene, die die Kontakte 8a, b aufspannen, im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse 12.
Zum Auslesen der optischen Schnittstelle 4 wird ein Auslesekopf 14, wie er beispielshaft in der 3 dargestellt ist, vorgeschlagen. Der Auslesekopf 14 hat einen Sensor 16, beispielsweise umfassend eine Fotodiode 16a und einen Steuerschaltkreis 16b. Der Steuerschaltkreis 16b steuert eine Kommunikationsschnittstelle 18 an. Über die Kommunikationsschnittstelle 18 können die über den Sensor 16 erfassten Daten als elektrische Impulse ausgegeben werden. Auch ist es möglich, dass die Kommunikationsschnittstelle 18 eine Funkschnittstelle aufweist, um die Daten per Funk auszugeben.
Der Steuerschaltkreis 16 als auch die Kommunikationsschnittstelle 18 sowie ein Prozessor 20 werden über die Kontakte 22a, 22b elektrisch gespeist. Die Kontakte 22a, b sind über eine Treiberschaltung 22c mit dem Prozessor 20, der Kommunikationsschnittstelle 18 als auch der Steuerschaltung 16b verbunden. Die Kontakte 22a, b sind auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses des Auslesekopfes 14 als Flächenkontakte gebildet. Die Kontakte 22a, b sind im Bereich eines optischen Durchlasses 16c, um den optischen Durchlass 16c herum angeordnet. Die Ebene, die die Kontakte 22a, b aufspannen, ist vorzugsweise parallel zur Oberfläche der im Bereich der Kontakte 22a, b angeordneten Außenwand des Auslesekopfes 14. Ferner können im oder am Gehäuse des Auslesekopfes 14 Permanentmagneten vorgesehen sein, über die der Auslesekopf 14 im Bereich der optischen Schnittstelle 4 an dem elektronischen Haushaltszähler 2 befestigt werden kann. Die Permanentmagneten können durch die Kontakte 22a, b gebildet sein oder unmittelbar im Bereich der Kontakte 22a, b angeordnet sein.
4a zeigt einen Schnitt durch die Gehäusewand des Gehäuses des Auslesekopfes 14 im Bereich des Kontaktes 22a. Zu erkennen ist, dass der Kontakt 22a zum Einen auf der Oberfläche, mit zumindest Teilen in dem Gehäuse, angeordnet ist Ferner ist der Kontakt 22a mit einem Federkontakt 22a' gebildet. Der Federkontakt 22a' ragt aus der Ebene des Kontaktes 22a heraus. Der Federkontakt 22a' verläuft in einem Winkel von weniger als 20° zu der Oberfläche des Kontaktes 22a. Ferner ist der Federkontakt 22a' gebogen, so dass dieser v-förmig an der Oberfläche des Gehäuses anliegt.
In der 4b sind die beiden Kontakte 22a, b im Bereich des optischen Durchlasses 16c angeordnet Zu erkennen ist, dass beide Kontakte 22a, b jeweils mit einem Federkontakt gebildet sind. Die Kontakte 22a, b haben bevorzugt eine Fläche, die der Fläche der Kontakte 8a, b entspricht.
Um eine Befestigung verschiedener Ausleseköpfe 14 an dem Verbrauchsmengenzähler 2 zu ermöglichen, ist es jedoch auch möglich, die Kontakte 8a, b größer zu gestalten, als die Kontakte 22a, b eines Auslesekopfes 14, so dass bei der Positionierung eines Auslesekopfes 14 an dem Verbrauchsmengenzähler 2 eine Kontaktierung zwischen den Kontakten 8a, 22a, und 8b, 22b sicher gewährleistet ist.
5 zeigt die Kopplung zwischen einem Verbrauchsmengenzähler 2, beispielsweise dem elektronischen Haushaltszähler 2 und dem Auslesekopf 4.
Gezeigt ist, dass die Kontakte 8a, b über eine Treiberschaltung 26 betrieben werden. Die Treiberschaltung 26 wird durch einen Gleichrichter 28 gespeist. Ein Controller 30 steuert die Treiberschaltung 26 und empfängt Informationen zu einem Stromfluss durch die Kontakte 8a, b von einem Sensor 32.
In dem Auslesekopf 14 sind Kontakte 22a, b vorgesehen, die über die Treiberschaltung 22a betrieben werden. Der Prozessor 20 steuert Beeinflussungsmittel 22c derart, dass diese den Strom durch die Kontakte 22a, b abhängig beispielsweise von einer Identifikation, Autorisierungskennung und/oder Signatur des Auslesekopfes 14 beeinflusst. Hierzu kennt der Prozessor 20 insbesondere die Informationen zu der Autorisierungskennung, Identifikation und/oder Signatur.
Für die Inbetriebnahme wird der optische Auslesekopf 14 über z.B. Permanentmagneten an dem Gehäuse des elektronischen Haushaltszählers 2 befestigt. Die Befestigung erfolgt so, dass die Kontakte 8a, b auf den Kontakten 22a, b aufliegen. Ferner wird die Befestigung so vorgenommen, dass der Sensor 16a unmittelbar über der optischen Schnittstelle 4 montiert ist, so dass optische Signale zwischen den optischen Elementen der optischen Schnittstelle und des Sensors ausgetauscht werden können.
Anschließend fließt ein Strom, gesteuert durch die Treiberschaltung 26, durch die Kontakte 8a, b was zu einem Strom durch die Kontakte 22a, b führt. Der optische Auslesekopf 14 wird somit energetisch gespeist und der Prozessor 20 steuert die Schaltung 22c derart, dass der Strom durch die Kontakte 22a, b entsprechend einer Signatur, welcher fest in dem Auslesekopf 14 programmiert ist, beeinflusst wird. Diese Beeinflussung kann aufgrund der elektrischen Kopplung zwischen den Kontakten 8, 22 durch den Sensor 32 detektiert werden und an den Controller 30 übergeben werden. In dem Controller 30 wird überprüft, ob die empfangene Signatur zu einem zugelassenen Auslesekopf 14 gehört oder nicht. Hierzu ist es möglich, dass ein Nutzer, beispielsweise über eine Tastschnittstelle oder über eine optische Schnittstelle zuvor eine Identifikation eines Auslesekopfes 14 eingegeben hat.
Stimmt die Signatur, so erfolgt eine dauerhafte Bestromung der Kontakte 8a, b, so dass der Auslesekopf 14 arbeiten kann. Stimmt die Signatur nicht, so werden die Kontakte 8a, b nicht weiter bestromt und der Auslesekopf 14 kann zunächst nicht betrieben werden.
In Abständen erfolgt eine Bestromung der Kontakte 8a, b, um zu überprüfen, ob ein zulässiger Auslesekopf 14 angeordnet ist.
Auch wird regelmäßig durch den Auslesekopf 14 der innere Widerstand der Steuerschaltung 22c abhängig von der Signatur beeinflusst, so dass in Abständen überprüft werden kann, ob noch der korrekte Auslesekopf 14 an der optischen Schnittstelle 4 angekoppelt ist oder nicht.
Mit Hilfe der vorgeschlagenen Kopplung zwischen den Kontakten 8, 22 erfolgt eine energetische Speisung des Auslesekopfes 14. Dieser ist nun in der Lage, unabhängig von einer weiteren Spannungsversorgung, die Messwerte, welche über die optische Schnittstelle 4 ausgegeben werden, weiter zu verteilen, insbesondere über die Kommunikationsschnittstelle 18. Eine aufwändige Montage einer Spannungsversorgung, welche einen Elektroinstallateur benötigt, kann somit entfallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 62056-21 [0014]

Claims

Optischer Auslesekopf für Verbrauchsmengenzähler, insbesondere elektronische Haushaltszähler (eHz), mit - einem Sensor eingerichtet zumindest zum Erfassen von optischen Signalen des Verbrauchsmengenzählers, wobei dem Sensor eine Sensoroberfläche des Auslesekopfes mit einem optischen Durchlass zugeordnet ist, - einem Befestigungsmittel eingerichtet zum Befestigen des Auslesekopfes an einer optischen Schnittstelle des Verbrauchsmengenzählers und - einer Spannungsversorgung eingerichtet zumindest zum Speisen des Sensors mit elektrischer Leistung, dadurch gekennzeichnet, - dass im Bereich der Sensoroberfläche zumindest zwei voneinander elektrisch isolierte Kontakte angeordnet sind und die Spannungsversorgung mit den Kontakten elektrisch verbunden ist.
Optischer Auslesekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kontakte auf der Sensoroberfläche, insbesondere durch die Sensoroberfläche gebildet sind.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Sensoroberfläche einen Teil des Gehäuses des Auslesekopfes bildet.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Befestigungsmittel permanentmagnetisch sind.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kontakte durch einen zumindest zweiteiligen metallischen Ring gebildet sind und/oder - dass die Kontakte als Steckkontakte, insbesondere als Bajonettkontakte gebildet sind.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kontakte mit einem Halbedelmetall oder einem Edelmetall beschichtet sind.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Spannungsquelle einen Gleichrichter aufweist, derart, dass die Kontakte mit dem Gleichrichter verbunden sind.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kontakte einerseits flächig auf der Oberfläche gebildet sind und andererseits durch aus der Oberfläche heraus ragende Kontaktstifte gebildet sind, insbesondere - dass die Kontaktstifte als Kontaktfedern gebildet sind, wobei insbesondere die Federkraft der Kontaktfedern geringer ist, als die durch die Befestigungsmittel in Richtung des Verbrauchsmengenzählers gerichtete Anzugskraft.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Sensor zum Erfassen von optischen Signalen nach DIN 62056-21 gebildet ist.
Optischer Auslesekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest ein Prozessor vorgesehen ist und dass der Prozessor die Spannungsversorgung derart ansteuert, dass deren innerer Widerstand gegenüber den Kontakten abhängig von einer Identifikation oder Autorisierungskennung des Auslesekopfes beeinflusst ist, und/oder - dass der Prozessor den inneren Widerstand abhängig von einer Signatur der Identifikation oder der Autorisierungskennung des Auslesekopfes beeinflusst.
Verbrauchsmengenzähler, insbesondere ein elektronischer Haushaltszähler, mit - einer optischen Schnittstelle eingerichtet zum Ausgeben von Informationen zu einer Verbrauchsmenge, und - einer der Sendeschnittstelle zugeordnete, einen optischen Auslass aufweisende Schnittstellenoberfläche, wobei die Schnittstellenoberfläche zwei voneinander elektrisch isolierte Kontakte aufweist.
Verbrauchsmengenzähler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kontakte auf der Schnittstellenoberfläche gebildet sind, insbesondere in Form eines die Oberfläche selbst bildenden Kontakts., und/oder - dass die Schnittstellenoberfläche einen Teil des Gehäuses des Verbrauchsmengenzählers bildet und/oder - dass die Schnittstellenoberfläche im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse der optischen Schnittstelle ist
Verbrauchsmengenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Prozessor zum Überprüfen einer über die Kontakte empfangenen Signatur eingerichtet ist.
Verbrauchsmengenzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Prozessor zum Empfangen einer Identifikation oder einer Autorisierungskennung eines Auslesekopfes über eine Nutzerschnittstelle, insbesondere eine Tastschnittstelle oder eine optische Schnittstelle eingerichtet ist.
System mit einem optischen Auslesekopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem Verbrauchsmengenzähler nach einem der Ansprüche 11 bis 14.
Verfahren zum Betreiben eines optischen Auslesekopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bei dem - der optische Auslesekopf mit Befestigungsmitteln an einer optischen Schnittstelle eines Verbrauchsmengenzählers mechanisch befestigt wird, und - der optische Auslesekopf elektrisch über die Kontakte mit dem Verbrauchsmengenzähler gespeist wird.