DE202008007959U1

DE202008007959U1 - Vorrichtung zum Ablesen eines Verbrauchszählers für Strom, Gas und/oder Wasser

Info

Publication number: DE202008007959U1
Application number: DE202008007959U
Authority: DE
Original assignee: OOHLSEE BV
Current assignee: GENNINO B.V., NL
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2018-06-14
Also published as: NL2000710C2

Abstract

Vorrichtung, die offensichtlich geeignet ist zum Ablesen eines Verbrauchszählers, insbesondere eines Verbrauchszählers für Strom, Gas und/oder Wasser, die umfasst:
– Lesemittel, die zum Registrieren eines Signals des Verbrauchszählers ausgelegt sind,
– eine mit den Lesemitteln verbundene Rechnereinheit, die programmiert ist zum Umsetzen des registrierten Signals in einen Verbrauchswert,
– mit der Rechnereinheit verbundene Ausgabemittel für die Ausgabe des Verbrauchswertes, und
– Befestigungsmittel für die lösbare Befestigung der Vorrichtung auf dem Verbrauchszähler.

Description

Die Erfindung verschafft eine Vorrichtung zum Ablesen eines Verbrauchszählers, insbesondere eines Verbrauchszählers für Strom, Gas und/oder Wasser, ein Zusammenbau aus einer derartigen Vorrichtung mit einem Verbrauchszähler und ein Bauteilepaket.
Verbrauchseinsparungen auf dem Gebiet Elektrizität, Gas und Wasser können mit technologischer Hilfe (sparsamere Geräte, bessere Isolierung) und mittels Verhaltensänderungen erreicht werden. Um auf längere Sicht das Verhalten erfolgreich beeinflussen zu können, ist eine direkte Rückkopplung der Auswirkung des Verhaltens nötig. Studien haben gezeigt, dass Realzeit-Feedback Energieeinsparungen von zwischen 10 und 20% liefert.
Von der kontinuierlichen Rückkopplung des augenblicklichen Energieverbrauchs sind Industriebeispiele für die Energieüberwachung bekannt, diese Vorrichtungen sind jedoch dermaßen kompliziert und teuer, dass derartige Lösungen nicht für die häusliche Anwendung geeignet sind.
Aus der Patentanmeldung Nr. CA2077955 ist ein Energiemonitor bekannt, der einen Scanner verwendet, der die Bewegung einer markierten rotierenden Scheibe registriert. Eine derartige drehende Scheibe ist bei einigen Stromzählern bekannt. Nachteilig ist, dass dieser Zähler bei der Installation einschneidende technische Anpassungen verlangt, wodurch der Einbau nur durch technisch bewanderte Personen möglich ist. Ferner ist der Zähler nur für Stromzähler mit einer rotierenden Scheibe geeignet.
Auch aus EP0995124 auf dem Namen von TNO ist ein Energiemonitorsystem bekannt. Dieses umfasst einen optischen Sensor, der Umdrehungen von bewegenden Teilen in einem Verbrauchszähler folgen kann, verbunden mit einem Computer, unter Verwendung von LED-Beleuchtung, um eine bessere Ablesung zu ermöglichen. Diese Vorrichtung kann verwendet werden, um eine markierte Scheibe, wie sie für bestimmte Arten von Stromzählern bekannt ist, zu überwachen.
Aus der Patentanmeldung Nr. EP0380046 ist ein Zähler bekannt, bei dem Zähler für elektrischen Strom, Gas- und Wasserverbrauch überwacht werden können. Dieser Zähler verwendet eine Lichtquelle und einen optischen Sensor, womit markierte rotierende Teile von dem Verbrauchszähler wahrgenommen werden können.
Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu verschaffen, die einfacher einzubauen ist als die bekannten Vorrichtungen.
Die Erfindung verschafft hierzu eine Vorrichtung, die offensichtlich zum Ablesen eines Verbrauchszählers geeignet ist, insbesondere eines Verbrauchszählers für Strom, Gas und/oder Wasser. Sie umfasst: Lesemittel, die zum Registrieren eines Signals vom Verbrauchszähler ausgelegt sind, eine mit den Lesemitteln verbundene Rechnereinheit, die für die Umsetzung des registrierten Signals in einen Verbrauchswert programmiert ist, mit der Rechnereinheit verbundene Ausgabemittel für die Ausgabe des Verbrauchswertes sowie Befestigungsmittel für die lösbare Befestigung der Vorrichtung an dem Verbrauchszähler. Eine derartige Vorrichtung kann einfach auf einem herkömmlichen Verbrauchszähler mit Hilfe der Befestigungsmittel angebracht werden. Die Lesemittel können verschiedene Arten geeigneter Sensoren umfassen, die zum optischen Ablesen von analogen oder digitalen Zählern von dem Verbrauchszähler geeignet sind. Unter den Lesemitteln werden auch Mittel zum Auslesen eines digitalen oder analogen elektrischen oder optischen Ausgangs des Verbrauchszählers verstanden, der ein digitales oder elektrisches Signal über ein Datenkabel oder eine drahtlose Verbindung abgibt. Indem die Rechnereinheit mit geeigneten Daten gefüttert wird, eignet sich die Vorrichtung auch für die Anwendung bei verschiedenen konventionellen Verbrauchszählern. Der konventionelle Verbrauchszähler misst in der Regel nur den kumulativen Verbrauch und gibt lediglich qualitativ Informationen zum aktuellen Verbrauch in einem bestimmten Moment aufgrund beispielsweise einer schneller oder langsamer drehenden rotierenden Scheibe. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung setzt das Signal des konventionellen Zählers in einen Verbrauchswert um, der auf einfache Weise mit anderen Werten verglichen werden kann. Ein derartiger Wert kann ausgegeben werden, wobei die Ausfuhrmittel vorzugsweise ein Display sind. Es ist von Vorteil, wenn die Ausgabemittel in einem Abstand vom Verbrauchszähler liegen. Der Verbrauchszähler wird ja in der Regel in einem schwierig zu erreichenden Zählerschrank untergebracht: indem die Ausgabemittel in einem Abstand aufgestellt werden (beispielsweise über einen Draht oder eine drahtlose Verbindung) wird für den Benutzer eine bessere Rückkopplung zu seinem Verbrauch ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführung umfassen die Lesemittel einen optischen Sensor. Ein optischer Sensor ermöglicht auf einfache Weise, sichtbare Signale von dem Verbrauchszähler aufzufangen, was einen breiten Anwendungsbereich ermöglicht, da die meisten Verbrauchszähler ein sichtbares Signal abgeben. Die Lesemittel können zum Beispiel für die Wahrnehmung einer drehenden Scheibe gestaltet sein, die mit Markierungen, einer digitalen Ausgabe oder einem pulsierenden Licht oder einer veränderten Stellung eines Zählwerks versehen ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung für die Wahrnehmung mehrerer Arten Signale wie optische, elektrische oder digitale Signale ausgelegt, sodass die Vorrichtung an mehreren unterschiedlichen Arten Zählern verwendet werden kann. Die Vorrichtung kann auch mit einer elektrischen oder digitalen Ausgabe versehen sein, die die Daten für den aktuellen Verbrauch durchgibt. Gewöhnlich wird es hierzu nötig sein, die Vorrichtung auf einen bestimmten Typ Verbrauchszähler einzustellen, was sowohl hardwareseitig als auch softwareseitig erfolgen kann, vorzugsweise durch automatische Typenerkennung. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem die Rechnereinheit mit einer Datei versehen ist, in der die Kenngrößen von verschiedenen Zählern aufgenommen sind, wobei anhand der wahrgenommenen Signale der Typ erkannt und eingestellt wird. Auf der anderen Seite ist auch denkbar, die Einstellungen für verschiedene Typen mit Hilfe eines handbetriebenen Schalters zu wählen. Eine derartige Vorrichtung kann universell verwendet werden und kann durch Hinzufügen neuer Typen an die Datei auch in der Zukunft weiterhin verwendbar bleiben.
Vorzugsweise umfasst der optische Sensor eine digitale Kamera. Eine digitale Kamera macht es besonders einfach, eine universell verwendbare Vorrichtung gemäß der Erfindung zu gestalten. Über Erkennungssoftware, zum Beispiel Zeichenerkennungssoftware, wie sie für Scanner bekannt ist, ist es besonders einfach, aus veränderten Bildern einen Verbrauch abzuleiten.
In einer bevorzugten Ausführung ist der optische Sensor zur Messung eines Signals während der Messperiode ausgelegt, wobei die Messperiode bei einer Messfrequenz erfolgt, die mindestens gleich oder größer ist als eine vorher festgelegte maximale Signalfrequenz des Signals des Verbrauchszählers. Durch Messen in einem Intervall wird der Energieverbrauch der Vorrichtung im Vergleich zu einer kontinuierlich messenden Vorrichtung minimalisiert, was besonders dann Bedeutung hat, wenn die Vorrichtung auf Batterien läuft. Die maximale Signalfrequenz wird durch den maximal zu erwartenden Spitzenverbrauch bestimmt. Bei einem Zähler mit Drehscheibe bestimmt zum Beispiel der Spitzenverbrauch die maximale Rotationsgeschwindigkeit, und damit die maximale Frequenz, mit der die Markierungen auf der Drehscheibe den optischen Sensor passieren werden. Durch die Wahl einer größeren Messfrequenz als der maximalen Signalfrequenz wird vermieden, dass bei hohen Geschwindigkeiten die Markierung auf der Drehscheibe den Sensor passieren kann, ohne durch den Sensor registriert zu werden. Für eine größtmögliche Einsparung beim Energieverbrauch der Vorrichtung wird die Messfrequenz vorzugsweise zwischen 80% und 100% der maximalen Signalfrequenz gewählt.
Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung gleichzeitig mit Beleuchtungsmitteln für die Zusammenarbeit mit dem optischen Sensor versehen ist. Die Beleuchtungsmittel (zum Beispiel eine LED-Lichtquelle) verbessern die Möglichkeit, Signale von Verbrauchszählern aufzufangen, die beispielsweise in einem dunklen Zählerschrank, schwierig zu erkennen sind, wie eine Drehscheibe oder ein analoger Zähler. Bei einer drehenden Scheibe können beispielsweise Signale in Form von Reflexen von Markierungen aufgefangen werden. Bei einem analogen Zähler verbessert die Beleuchtung die Möglichkeit, um beispielsweise mit einer digitalen Kamera eine Aufnahme zu machen, die anschließend mit Hilfe von optischer Erkennungssoftware die Aufnahme in einen Zahlenwert umsetzen kann. In einer bevorzugten Ausführung bestehen die Beleuchtungsmittel aus einem pulsierenden LED-Licht mit vorher festgelegter Impulsfrequenz und Impulsdauer, beispielsweise alle 20 ms ein Lichtimpuls mit einer Dauer von 0,25 ms. Ein derart pulsierendes LED-Licht eignet sich besonders gut für die Anwendung bei einer Drehscheibe oder einem analogen Zähler. Ein derartiger Zähler ermöglicht auf zuverlässige Weise Umdrehungen der Scheibe/Zähler wahrnehmen zu können (zum Beispiel mit Hilfe einer digitalen Kamera). Sowohl bei relativ schnellen als auch bei relativ langsamen Verbrauchszählern (viele/wenige Umdrehungen je Verbrauchseinheit), und sowohl bei relativ niedrigem als auch relativ hohem Verbrauch ist es möglich, den Verbrauchszähler auf zuverlässige Weise abzulesen. Für Verbrauchszähler, die selbst Licht abgeben, wie beispielsweise ein beleuchteter digitaler Zähler mit Beleuchtung oder einem pulsierenden Lichtsignal, ist ein Beleuchtungsmittel in der Regel nicht erforderlich und können die Beleuchtungsmittel ausgeschaltet bleiben.
Vorzugsweise sind die Beleuchtungsmittel für die Beleuchtung mit pulsierendem Licht mit vorher festgelegter Impulsdauer und Impulsfrequenz ausgelegt, wobei die Impulsfrequenz mit der Messfrequenz des optischen Sensors übereinstimmt und wobei die Impulsdauer gleich oder größer als der Messzeitraum ist. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch der Vorrichtung mit Beleuchtungsmitteln so gering wie möglich gehalten werden im Vergleich zu einer Vorrichtung, bei der die Beleuchtungsmittel ständig eingeschaltet sind. Die Impulsfrequenz und die Impulsdauer der Beleuchtungsmittel werden so gewählt, dass die Messung durch den optischen Sensor immer während des Lichtimpulses stattfindet, da die Signalquelle während des Lichtimpulses optimal beleuchtet ist.
Vorzugsweise ist die Rechnereinheit zur Berechnung des Energieverbrauchs je Zeiteinheit aus den registrierten Signalen programmiert. Die meisten Verbrauchszähler (wie Stromzähler mit Drehscheibe) sind nicht in der Lage, einen vergleichbaren Wert für den Energieverbrauch pro Zeiteinheit zu geben. Vorzugsweise ist die Rechnereinheit versehen mit Speichermitteln zum Festlegen der registrierten Signale und/oder Verbrauchswerte, sodass beispielsweise Verbrauchsgrafiken erstellt werden können, woraus für den Verbraucher nützliche Informationen bezogen auf den Energieverbrauch von bestimmten Geräten, wie Klimaanlagen, abgeleitet werden können.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Verbrauchszähler mit einer Datenbank mit den aktuellen Preisen für die durch den Verbrauchszähler registrierten Verbrauchsmittel verbunden, insbesondere elektrischer Strom, Gas und/oder Wasser, wobei die Rechnereinheit programmiert ist zur Berechnung der Kosten des registrierten Verbrauchs aus den registrierten Signalen. Die Wiedergabe der Kosten, vorzugsweise pro Zeiteinheit, hat bei dem technisch weniger bewanderten Benutzer eine größere Wirkung als die Mengenangabe von beispielsweise Wasser, Strom und/oder Gas.
In einer bevorzugten Ausführung umfassen die Ausgabemittel eine drahtlose Schnittstelle. Durch eine drahtlose Schnittstelle ist es für einen Benutzer besonders leicht, eine Rückkopplung auf sein Verbrauchsverhalten zu erhalten. So kann der Benutzer die Ausgabemittel zu einem Gerät mitnehmen und den Einfluss des Ein- bzw. Ausschaltens des Gerätes auf den Elektrizitäts-, Gas- oder Wasserverbrauch sehen. Die drahtlose Verbindung kann über jedes nach dem Stand der Technik bekannte drahtlose Protokoll erfolgen, wie Wifi oder Bluetooth.
Es ist vorteilhaft, wenn die Befestigungsmittel mit der Vorrichtung abnehmbar verbunden sind. So ist es einfach, die Befestigungsmittel an einen bestimmten Typ Verbrauchszähler anzupassen oder an die Bevorzugung eines Benutzers.
In einer bevorzugten Ausführung umfassen die Befestigungsmittel mindestens ein Ankerelement, das geeignet ist, auf einer Oberfläche des Verbrauchszähler anzugreifen. Auf diese Weise ist es einfach, den Verbrauchszähler mit der Vorrichtung zu verbinden.
Es ist vorteilhaft, wenn das Ankerelement eine selbstklebende Schicht umfasst. Eine selbstklebende Schicht ist auf vielen verschiedenen Oberflächen universell anwendbar und kann beispielsweise durch Verwendung eines doppelseitig klebenden Bandes verwirklicht werden. In der Regel kann die selbstklebende Schicht wieder leicht entfernt werden.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Ankerelement einen Saugnapf. Ein Saugnapf, von dem nach dem Stand der Technik verschiedene Modelle bekannt sind, ermöglicht eine feste lösbare Befestigung der Vorrichtung, wobei auf der Vorrichtung keine Befestigungsspuren zurückbleiben.
Es ist vorteilhaft, wenn die Befestigungsmittel mindestens zwei Ankerelemente umfassen, die mit einem die Ankermittel verbindenden Positionierungselement versehen sind, wobei die Ankerelemente ausgelegt sind, um an gegenüberliegenden Seiten eines Verbrauchszählers anzugreifen. Auf diese Weise wird eine besonders stabile Befestigung der Vorrichtung auf einem Verbrauchszähler ermöglicht. Das Positionierungselement ist vorzugsweise im Wesentlichen aus einem elastischen Material hergestellt, wodurch es möglich ist, eine Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Vorspannung auf einem Verbrauchszähler anzubringen.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Vorrichtung mit Stellmitteln zur Positionierung der Lesemittel in Bezug auf eine Signalquelle des Verbrauchszählers versehen. So ist es auf einfache Weise möglich, das von der Vorrichtung registrierte Signal zu optimieren.
Die Einstellmittel können in jeder gewünschten Richtung in Bezug auf die Signalquelle eingestellt werden. In der Regel ist besonders die senkrechte Ausrichtung und die waagerechte Ausrichtung in Bezug auf die Signalquelle wichtig. Jedoch können vorzugsweise auch der Abstand zur Signalquelle und der Einfallwinkel mit der Signalquelle eingestellt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Verwendung einer digitalen Kamera als optischer Sensor, wobei es darauf ankommt, die Kamera gut mit der Signalquelle auszurichten. Die Signalquelle kann beispielsweise eine drehende Scheibe, pulsierendes Licht oder ein laufender Zähler sein.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Stellmittel in den Befestigungsmitteln integriert. Auf diese Weise wird eine kompakte Ausführung der Vorrichtung ermöglicht. Es ist auch denkbar, die Stellmittel als lösbare Module auszuführen.
Die Erfindung verschafft auch einen Zusammenbau von einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Verbrauchszähler, wobei die Vorrichtung mit Hilfe der Befestigungsmittel am Zähler lösbar befestigt ist und wobei die Lesemittel der Vorrichtung mit einer Signalquelle des Verbrauchszählers zusammenarbeiten. Ein derartiger Zusammenbau gibt die Möglichkeit, einen aktuellen Verbrauchswert im Augenblick der Messung zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einer Datenquelle für Verbrauchskosten verbunden, wodurch eine aktuelle Wiedergabe der Verbrauchskosten möglich ist.
Die Erfindung verschafft auch ein Bauteilepaket, das eine Vorrichtung umfasst, die offensichtlich zum Ablesen eines Verbrauchszählers geeignet ist, und Befestigungsmittel, die offensichtlich für die Befestigung der Vorrichtung an einem Verbrauchszähler geeignet sind. Auch kann ein derartiges Paket Software umfassen, die für die Verarbeitung der Ausgangsdaten von der Vorrichtung geeignet ist, zum Beispiel zur Verwendung auf einem Computer.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele erläutert.
1a–1d zeigen einige bevorzugte Ausführungen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
2a und 2b zeigen noch zwei weitere bevorzugte Ausführungen.
3 zeigt schematisch das Funktionieren einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
1a zeigt einen Verbrauchszähler 1, beispielsweise für elektrischen Stromverbrauch, in dem ein kumulativer Zähler 2 aufgenommen ist, der den Gesamtverbrauch angibt, und eine Drehscheibe 3, die mit einer Markierung 4 versehen ist, die mit einer Drehzahl dreht, die vom aktuellen Stromverbrauch abhängt. Ein derartiger Stromzähler 1 ist nach dem Stand der Technik bekannt.
Auf dem Stromzähler 1 befindet sich eine Vorrichtung 5, die gemäß der Erfindung angebracht ist. Die Vorrichtung 5 umfasst einen optischen Sensor (in dieser Figur nicht abgebildet), der die Drehzahl der Drehscheibe 3 registriert. Die Vorrichtung 5 kann mit Batterien im Inneren des Gehäuses der Vorrichtung 5 versehen sein, oder mit Anschlussmitteln für eine externe Stromquelle. In einer anderen bevorzugten Ausführung wird keine drehende Scheibe 3 gemessen, sondern die Veränderung im kumulativen Zähler 2, beispielsweise mittels eine digitale Kamera, die mit einer Software zur Zeichenerkennung ausgestattet ist, wie sie von Scannern her bekannt ist, sodass die Zahlenwerte 2 erkannt werden können.
An dem Verbrauchszähler 1 sind an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung 5 Ankerelemente 6 angebracht, wozwischen ein vorzugsweise elastischer Spanndraht 7 gespannt ist, der an einer senkrechten Aussparung 8 der Vorrichtung 5 angreift. Es ist auch denkbar, an der Stelle des senkrechten Spanndrahtes 7 einen Spanndraht waagerecht zu spannen, wobei dieser an der waagerechten Aussparung 9 angreift. Auch ist es denkbar, Spanndrähte sowohl in der senkrechten Aussparung 8 als in der waagerechten Aussparung 9 angreifen zu lassen, wobei auch diagonale Spanndrähte denkbar sind. Die Vorrichtung kann in einer um 90 Grad gedrehten Ausrichtung verwendet werden, was bei manchen Zählertypen ein besseres Ergebnis ergibt. Da die Vorrichtung 5 mit dem Spanndraht 7 lösbar verbunden ist, kann die Vorrichtung einfach auf die günstigste Messhöhe eingestellt werden. Es ist auch einfach, die Messvorrichtung zu entfernen, beispielsweise zur Verwendung auf einem anderen Zähler oder wenn der Verbrauchszähler gewartet werden muss.
Die Messvorrichtung 5 ist mit einer Rechenvorrichtung 10 verbunden, die mit einem Display 11 versehen ist. In diesem Beispiel wird eine Verbindung mit einem Draht 12 verwendet, eine drahtlose Verbindung wird jedoch bevorzugt, beispielsweise über eine Radiosignalverbindung, zum Beispiel gemäß einem Wifi oder Bluetooth-Protokoll, oder einer anderen nach dem Stand der Technik bekannten Datenübertragung. Der Verbrauchszähler 1 befindet sich nämlich in der Regel in einem schwer zugänglichen Raum, zum Beispiel einem Messschrank, wo ein Benutzer kein direktes Feedback von seinem Energieverbrauch bekommt. Eine drahtlose Verbindung ermöglicht dem Benutzer, zu jedem gewünschten Augenblick eine Rückkopplung über seinen Verbrauch zu bekommen. Die Rechenvorrichtung 10 ist ferner mit Bedienungsknöpfen 13 und Anschlussmitteln 14 für den Datenverkehr versehen, wie einem USB Anschluss. Auch kann das Display über die richtige Einstellung des Sensors Auskunft geben. So kann beispielsweise ein blinkender Punkt auf der LCD-Anzeige visuell Feedback über die registrierte Scheibenrotation geben. Dies vereinfacht den Installationsvorgang und zeigt an, ob der optische Sensor in der richtigen Position gegen die Vorderseite des Verbrauchszählers angebracht ist.
Übrigens ist auch denkbar, dass stattdessen eine getrennte, externe Rechenvorrichtung, beispielsweise ein Computer, verwendet wird, der mit geeigneter Software ausgestattet ist. In diesem Fall nimmt der Bildschirm des Computers die Funktion des Displays 11 über.
Über das Display 11 kann der Benutzer durch die Software in der Rechnereinheit bestimmte Daten über seinen Verbrauch an elektrischem Strom, Gas und/oder Wasser sehen (abhängig von dem betrachteten Verbrauchszähler), sowie den Verbrauch pro Zeiteinheit (zum Beispiel pro Minute, pro Stunde, pro Tag, pro Woche, pro Monat oder pro Jahr), den aktuellen Verbrauch (Realzeit), Gesamtverbrauch und die hiervon abgeleiteten Kosten des Verbrauchs. Neben einer zahlenmäßigen Angabe kann auch eine grafische Darstellung der Informationen wiedergegeben werden, wie eine Grafik oder ein Histogramm. Hierdurch bekommt der Benutzer direkten Zugang zu seinem Elektrizitäts-, Gas- und/oder Wasserverbrauch, was zu einer bewussteren Verwendung und Energie- und Wassereinsparungen führt.
1b zeigt die Vorrichtung 5 aus 1a in einer Seitenansicht. Es ist zu sehen, dass ein optischer Sensor 15 der Vorrichtung 5 sich in Höhe der Drehscheibe 3 befindet. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 5 mit Beleuchtungsmitteln 16 versehen, wie eine LED-Lampe, die die rotierende Scheibe 3 beleuchtet, wodurch Reflexe von der Scheibe 3 und der Markierung 4 zuverlässig registriert werden können. Die Aufgabe des optischen Lesers ist es die drehende Zählerscheibe vorzugsweise mit Hilfe von pulsierendem LED- Licht in einem dunklen Messschrank auslesen zu können, ohne Störungen als Folge von hell/dunkel Veränderungen. Die Vorrichtung 5 greift auf einer Glasplatte 17 des Verbrauchszählers 1 mit einem elastischen Angreifelement 18 an, welches beispielsweise aus Gummi gefertigt ist. Dieses elastische Angreifelement 18 verhindert eine ungewünschte Verschiebung der Vorrichtung während des Einsatzes. Zugleich schirmt das Angreifelement das durch den Sensor bestrichene Gebiet gegen externe Lichtquellen ab, wodurch die Gefahr von Störungen vermindert wird. In einer bevorzugten Ausführung ist der Sensor 15 eine digitale Kamera, die beispielsweise pro Zeiteinheit ein Bild aufnimmt. Die Bilder werden mit Hilfe einer Erkennungssoftware (anwesend in der Rechnereinheit 10) in eine Anzeige für den Verbrauch pro Zeiteinheit umgesetzt. Die Verwendung einer digitalen Kamera ermöglicht auf einfache Weise, die Vorrichtung für viele verschiedene Arten Zähler anzupassen, da nur Anpassungen bei der Erkennungssoftware nötig sind. Angesichts der Einfachheit und des geringen Umfangs der zu messenden Bilder, kann die digitale Kamera eine geringe Auflösung haben.
In 1c ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung an einem modernen Verbrauchszähler 20 befestigt, wobei anstelle einer markierten rotierenden Scheibe 3 ein blinkendes Lichtelement 21 verwendet wird, wobei die Blinkfrequenz eine Anzeige für den aktuellen Verbrauch darstellt. Die Vorrichtung 5 gemäß der Erfindung kann universell verwendet werden und kann auch diese dynamische Veränderung wahrnehmen, durch den optischen Sensor 15 in Höhe des Lichtelements 21 anzubringen. Die Beleuchtungsmittel 16 können bei dieser Anwendung ausgeschaltet werden. In dieser bevorzugten Ausführung ist die Vorrichtung 5 ferner mit integrierten Stellmitteln 22 versehen, mit denen der Abstand zum Verbrauchszähler 20 eingestellt werden kann. Die Stellschrauben 22 stützen sich auf dem Verbrauchszähler 20 über Füße 23 ab. Die Stellmittel 22 sind vor allem dann von Vorteil, wenn die universelle Vorrichtung 5 mit einer digitale Kamera versehen ist und Zahlen auslesen muss (wie der kumulative Zähler 2 in 1a), wobei zum Funktionieren der Erkennungssoftware eine flache Aufstellung wichtig ist.
1d zeigt eine alternative bevorzugte Ausführung der Vorrichtung 5 aus vorstehenden Figuren, wobei die Stellmittel in einem abnehmbaren Adapter 24 aufgenommen sind. Mit Hilfe der drei Schrauben kann der Einfallwinkel des Sensors mit dem Verbrauchszähler 1 sehr genau eingestellt werden.
2a zeigt eine alternative bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung 30 wie sie oben beschrieben wurde. Diese Vorrichtung wird mit Hilfe eines Saugnapfes 31 auf dem Verbrauchszähler 32 befestigt, wonach Stellmittel in der Richtung 35 gebraucht werden können, um den optischen Sensor 33 der Vorrichtung 30 (vorzugsweise eine digitale Kamera) in Bezug auf den abzulesenden Zähler 34 des Verbrauchszählers optimal auszurichten. Die Stellmittel 35, 36 können in diesem Beispiel sowohl in senkrechter Richtung als auch in ihrem Abstand zum Zähler 34 verstellt werden; vorzugsweise sind auch Stellmittel in waagerechter Richtung in der Ebene parallel zum Zähler 34 vorhanden.
2b zeigt noch eine andere bevorzugte Ausführung der Vorrichtung 40 gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung 40 ist abnehmbar auf einem Verbrauchszähler 41 mit Hilfe eines Klemmbügels 42 montiert, der an gegenüberliegenden Seiten am Verbrauchszähler angreift und kann durch eine Klemmschraube 47 festgeklemmt werden. Der Klemmbügel 42 kann in der gewünschten senkrechten Höhe positioniert werden, wonach die Vorrichtung entlang dem Bügel waagerecht positioniert werden kann mit Hilfe einer Stellschraube 43 in einem waagerechten Schlitz 44 im Bügel 42. Auf diese Weise kann der optische Sensor der Vorrichtung (nicht abgebildet, vorzugsweise eine digitale Kamera) optimal positioniert werden, beispielsweise in der Höhe der am schnellsten verändernden Nummer 45 des Verbrauchszählers 46.
3 zeigt schematisch die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der Verbrauchszähler 50 eine Veränderung sehen lässt, die von einem Sensor 51 registriert wird (beispielsweise eine digitale Kamera, die auf vorher festgelegten Zeiten eine Aufnahme macht, zum Beispiel jede Sekunde, alle 10 Sekunden, jede Minute). Der Computer 52 oder die Rechnereinheit verarbeitet diese Daten und berechnet hieraus die Geschwindigkeit der Veränderung, und schreibt diese in einem Speicher 53 weg, zum Beispiel einem Datenspeicher oder einem anderen Speichermedium. Die Software des Computers 52 ist an die Art Informationen angepasst, die der Sensor liefert, die beispielsweise anders sein wird bei Registrierung von einer drehenden Scheibe (1a) als bei einer blinkenden Lichtquelle (1c) oder bei digitalen Bildern von einem Zähler (2a oder 2b). Mit Hilfe der Daten 54 kann die Veränderung in ein Maß für den beispielsweise elektrischen Stromverbrauch, Gasverbrauch und/oder Wasserverbrauch umgesetzt werden, abhängig vom Zählertyp. Hierzu muss für den verwendeten Zählertyp aus den Daten 54 bekannt sein, welcher Verbrauchswert bei einer bestimmten Frequenz von rotieren/pulsieren/zählen gehört, wonach der Verbrauch einfach abgeleitet werden kann. In CA2077955 , EP0995124 und EP 0380 046 sind einige unterschiedliche Beispiele bekannt von wie eine derartige Berechnung ausgeführt werden kann. Vorzugsweise umfassen die Daten auch Preise für den Verbrauch pro Einheit, sodass die Daten auch direkt in Verbrauchskosten umgesetzt werden. Vorzugsweise kann softwaremäßig oder hardwaremäßig der Typ eingestellt werden, an dem die Messung stattfindet; das kann jedoch auch über eine automatische Erkennung erfolgen. Vorzugsweise werden die Daten über eine externe Quelle 55, zum Beispiel dem Internet, ständig aktualisiert, sodass immer eine aktuelle Wiedergabe der Kosten gegeben wird. Die schließlich berechneten Verbrauchswerte und Kosten werden über die Ausgabe 56 (zum Beispiel einem Bildschirm) dem Benutzer rückgekoppelt, zum Beispiel in Valuta, Watt, kWh/Zeit, Valuta/Jahr, Impulse und dergleichen, wodurch für den Benutzer ein Bewusstsein für sein Verbrauchsverhalten stimuliert wird.
In einer bevorzugten Ausführung bestehen die Beleuchtungsmittel der Sensorvorrichtung aus pulsierendem LED-Licht mit einer im voraus festgelegten Impulsfrequenz und Impulsdauer. Eine derartige pulsierende LED-Beleuchtung eignet sich besonders für die Anwendung bei einem Verbrauchszähler, der mit einer Drehscheibe versehen ist, oder einem analogen Zähler. Ein derartiger Zähler ermöglicht auf zuverlässige Weise, die Umdrehungen der Scheibe/des Zählers wahrzunehmen. Sowohl bei relativ schnellen als auch relativ langsamen Verbrauchszählern (viele/wenige Umdrehungen pro Verbrauchseinheit), und sowohl bei einem relativ geringem als auch bei relativ hohem Verbrauch ist es möglich, den Verbrauchszähler auf zuverlässige Weise abzulesen. Durch die Verwendung eines pulsierenden LED-Lichtes wird durch die Vorrichtung weniger Strom verbraucht als bei ständiger Beleuchtung der Scheibe oder des Zählers. Die eingestellte Impulsfrequenz und Impulsdauer können abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Drehscheibe oder der Zähler läuft, gewählt werden, wie im Folgenden ausgelegt werden soll.
Die Periode, in der das LED-Licht in der Vorrichtung ausgeschaltet ist, muss im Zusammenhang mit dem Elektrizitätsverbrauch größtmöglich gewählt werden, sie hängt andererseits jedoch von der Rotationsgeschwindigkeit der Drehscheibe oder des Zählers ab. In diesem Beispiel wird von einem maximalen Energieverbrauch in einem Haushalt von 10 kW in einem bestimmten Augenblick ausgegangen. In einem viel verwendeten Typ Energiezähler, der auf 10.000 Impulse/kWh eingestellt ist, resultiert dieses in einer Frequenz die übereinkommt mit ungefähr 3 Impulsen/sec für einen Verbrauchszähler, wovon die Drehscheibe mit 1.000 Umdrehungen je kWh (einem relativ schnell drehenden Zähler). Ein Impuls besteht in diesem Fall aus dem Passieren einer Markierung auf der Drehscheibe entlang dem optischen Sensor. Der Umfang der Drehscheibe gibt eine Reflexion von der Beleuchtung, jedoch nicht auf der Markierung. Der markierte Teil der Scheibe wird in diesem Beispiel als der 1/72 Teil des Umfangs der Zählerscheibe bestimmt. In einem Fall, in dem die Drehscheibe in 360 ms einmal umdreht, kommt die Zeit, in der die Reflexion unterbrochen wird, überein mit 0,36 sec/72 = 5 ms. Für eine zuverlässige Messung müssen mit Sicherheit also mindestens alle 5 ms zwei Messungen erfolgen. Das hat zur Folge, dass ein Lichtimpuls der Beleuchtung und die gleichzeitige Impulsmessung der Vorrichtung mit einem Intervall von weniger als 5 ms stattfinden muss, was mit einer minimalen Messfrequenz von 200 Messungen pro Sekunde übereinkommt. Da das Licht nicht ständig eingeschaltet sein muss, wird der Energieverbrauch vermindert, was besonders bei batteriebetriebenen Vorrichtungen von Bedeutung ist, da die Batterien weniger häufig ausgetauscht oder wieder aufgeladen werden müssen.
Für Verbrauchszähler, die selbst Licht abgeben, wie ein digitaler Zähler mit pulsierendem Lichtsignal, ist ein Beleuchtungsmittel nicht nötig. Durch dieses auszuschalten, wenn ein derartiger digitaler Zähler entdeckt wird, kann der Elektrizitätsverbrauch deutlich gesenkt werden. Der Spitzenverbrauch ist zum Beispiel 10 kW in einem bestimmten Augenblick, übereinkommend mit 100.000 Impulsen/kWh oder 28 Impulsen/Sekunde für einen Verbrauchszähler mit 10.000 Umdrehungen/kWh. Die 'Umdrehungen' stimmen mit Lichtimpulsen vom Verbrauchszähler überein. In diesem Beispiel dauert ein einziger Impulszyklus 36 ms mit einer Impulsdauer von 10 ms. Die Impulsmessung muss innerhalb der Zeit der Impulsdauer des Verbrauchszählers mindestens zweimal erfolgen. Dies kommt überein mit einer Impulsmessung der Vorrichtung innerhalb eines Intervalls von kleiner als 10 ms, übereinstimmend mit einer Frequenz von 100 Messungen pro Sekunde.
In einer bevorzugten Ausführung wird ein Lichtimpulsintervall und Messintervall von 10 ms gewählt (AUS-Periode) mit einer Messperiode von 0,05 ms (EIN-Periode). Hierdurch wird der Energieverbrauch dermaßen niedrig, dass bei einem Prototyp ermittelt wurde, dass während minimal 6 Monaten ein Energiemonitoring unter Einschaltung der LED-Beleuchtung mit 4 Standard AA Batterien stattfinden kann.
Die oben aufgeführten Beispiele sind nicht limitierend und umfassen verschiedene technische Merkmale, die von einem Fachmann auf diesem Gebiet nach Bedarf kombiniert werden können.
Die Erfindung verschafft eine Vorrichtung zum Ablesen eines Verbrauchszählers, im Besonderen einem Verbrauchszähler für Strom, Gas und/oder Wasser, einen Zusammenbau von einer derartigen Vorrichtung mit einem Verbrauchszähler und ein Bauteilepaket. Die Vorrichtung ermöglicht einem Benutzer eine direkte Rückkopplung zum Energieverbrauch und den bezüglichen Kosten zu geben, wodurch ein energiebewusstes Verhalten stimuliert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- CA 2077955 [0004, 0042]
- EP 0995124 [0005, 0042]
- EP 0380046 [0006, 0042]

Claims

Vorrichtung, die offensichtlich geeignet ist zum Ablesen eines Verbrauchszählers, insbesondere eines Verbrauchszählers für Strom, Gas und/oder Wasser, die umfasst: – Lesemittel, die zum Registrieren eines Signals des Verbrauchszählers ausgelegt sind, – eine mit den Lesemitteln verbundene Rechnereinheit, die programmiert ist zum Umsetzen des registrierten Signals in einen Verbrauchswert, – mit der Rechnereinheit verbundene Ausgabemittel für die Ausgabe des Verbrauchswertes, und – Befestigungsmittel für die lösbare Befestigung der Vorrichtung auf dem Verbrauchszähler.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lesemittel einen optischen Sensor umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor eine digitale Kamera umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor zum Messen eines Signals während einer Messperiode ausgelegt ist, wobei die Messperiode mit einer Messfrequenz ausgeführt wird, die mindestens gleich oder größer ist als eine vorher festgelegte maximale Signalfrequenz des Signals des Verbrauchszählers.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auch mit Beleuchtungsmitteln versehen ist, die für die Zusammenarbeit mit dem optischen Sensor ausgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmittel für die Beleuchtung mit Hilfe von pulsierendem Licht ausgelegt sind, mit einer vorher festgelegten Impulsdauer und Impulsfrequenz, wobei die Impulsfrequenz mit der Messfrequenz des optischen Sensors übereinstimmt, und wobei die Impulsdauer gleich oder größer ist als die Messperiode.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit für die Berechnung aus den registrierten Signalen des Energieverbrauchs pro Zeiteinheit programmiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit mit einer Datenbank verbunden ist mit den aktuellen Preisen für die durch den Verbrauchszähler registrierten Verbrauchsmittel, insbesondere elektrischer Strom, Gas und/oder Wasser, wobei die Rechnereinheit zur Berechnung der Kosten des registrierten Verbrauchs aus den registrierten Signalen programmiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabemittel einen drahtlosen Anschluss umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel mit der Vorrichtung lösbar verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel mindestens ein Ankerelement umfassen, das zum Angreifen auf einer Oberfläche des Verbrauchszählers geeignet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement eine selbstklebende Schicht umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement einen Saugnapf umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel mindestens zwei Ankerelemente umfassen, die mit einem die Ankermittel verbindenden Positionierungselement versehen sind, wobei die Ankermittel ausgelegt sind, um an gegenüberliegenden Seiten des Verbrauchszählers anzugreifen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit Stellmitteln zum Positionieren der Lesemittel in Bezug auf eine Signalquelle des Verbrauchszählers versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel in die Befestigungsmittel integriert sind.
Zusammenbau aus einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Verbrauchszähler, wobei die Vorrichtung mit Hilfe der Befestigungsmittel am Zähler abnehmbar befestigt ist, und wobei die Ablesemittel der Vorrichtung mit einer Signalquelle der Vorrichtung zusammenarbeiten.
Bauteilepaket, das umfasst: eine Vorrichtung, die offensichtlich zum Ablesen eines Verbrauchszählers geeignet ist, und Befestigungsmittel, die offensichtlich zur Befestigung der Vorrichtung an einem Verbrauchszähler geeignet sind.