DE9114854U1 - Electronic electricity consumption meter - Google Patents
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Description
Ingenieurbetrieb Agrotechnik GmbH
Postfach 57
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0-8355 Neustadt
Elektronischer ElektroenergieverbrauchszählerElectronic electricity consumption meter
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Elektroenergieverbrauchszähler der im Oberbegriff des 1. Anspruches genannten Art. In der Praxis ist es oft erforderlich, den Elektroenergieverbrauch von einzelnen Abnehmern separat festzustellen. Dies betrifft beispielsweise Abnehmer in Nebengelassen, welche nicht an den zugehörigen Hauptzähler des Nutzers angeschlossen sind, aber auch Gemeinschaftsanlagen mit mehreren Nutzern und nur einem Hauptzähler. Gleiches gilt auch bei kurzzeitigen betriebenen Abnehmern aus fremden Stromnetzen, wie z. B. ambulanten Händlern, Baumaschinen usw.The invention relates to an electronic electricity consumption meter of the type mentioned in the preamble of the first claim. In practice, it is often necessary to determine the electricity consumption of individual consumers separately. This applies, for example, to consumers in secondary premises that are not connected to the user's main meter, but also to communal facilities with several users and only one main meter. The same applies to consumers operated for short periods from external power grids, such as mobile traders, construction machines, etc.
Für diese Anwendungsfälle sind verschiedene elektromechanische Unterzähler bekannt. Nachteilig an diesen Geräten ist, daß eine feste Installation durch den Fachmann erforderlich ist. Damit bleibt der Einsatz auf wenige LangzeitanwendungsfalIe begrenzt.Various electromechanical sub-meters are known for these applications. The disadvantage of these devices is that they require permanent installation by a specialist. This means that their use is limited to a few long-term applications.
Desweiteren sind elektronische Mehrfachmeßgeräte bekannt, mit denen u. a. der Elektroenergieverbrauch eines Abnehmers festgestellt werden kann. So sind Geräte bekannt, welche aus einem zweiteiligen Gehäuse mit Stecker—Steckdosen—Modul bestehen. Die Stromversorgung dieser Geräte erfolgt über eine Stromabnahme von den vom Stecker zur Steckdose geführten elektrischen Leitern. An diesen elektrischen Leitern sind auch die Sensoren für das Meßwerk, bestehend aus Spannungsteiler, Verstärker, Multiplikator, Spannungs-Frequenz-Wandler, Frequenzteiler und Zählermodul mit mit LCD, angeschlossen.Furthermore, electronic multiple measuring devices are known which can be used to determine, among other things, the electrical energy consumption of a consumer. For example, devices are known which consist of a two-part housing with a plug-socket module. The power supply to these devices is provided by a current pickup from the electrical conductors leading from the plug to the socket. The sensors for the measuring device, consisting of a voltage divider, amplifier, multiplier, voltage-frequency converter, frequency divider and counter module with LCD, are also connected to these electrical conductors.
Diese Geräte sind zwar sehr vielseitig einsetzbar, da sie einfach zwischen eine vorhandene Steckdose und den Abnehmer geschalten werden, aber als Unter- bzw. Zwischenzähler besitzen sie hinsichtlich der Manipulierbarkeit des Meß— bzw. Zähler— gebnisses sehr große Nachteile. Bei einer Trennung vom Stromnetz wird, sofern das nicht bereits über Bedienelemente möglich ist, das Meß— bzw. Zählergebnis gelöscht. Damit ist eine Verfälschung des tatsächlichen Elektroenergieverbrauches möglich. Weiterhin sind derartige Mehrfachmeßgeräte natürlich auch relativ kompliziert im Aufbau und damit teuer. Auch mit bekannten Lösungen für Einzweckgeräte (DE-OS 27 38 853) konnte dem entscheidenten Nachteil der Manipulierbarkeit nicht abgeholfen werden.These devices are very versatile, as they are simply connected between an existing socket and the consumer, but as sub- or intermediate meters they have very big disadvantages in terms of the manipulation of the measurement or meter result. If the power is disconnected, the measurement or meter result is deleted, unless this is already possible via the control elements. This means that the actual electrical energy consumption can be falsified. Furthermore, such multiple measuring devices are of course relatively complicated in their construction and therefore expensive. Even with known solutions for single-purpose devices (DE-OS 27 38 853) the decisive disadvantage of manipulation could not be remedied.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen elektronischen Elektroenergieverbrauchszähler nach dem Oberbegriff des 1. Anspruches zu schaffen, welcher bei einem einfachen Aufbau einerseits universell einsetzbar und auch vom Laien handhabbar ist und andererseits bei dem das Me|3- bzw. Zählergebnis nicht manipulierbar ist.The object of the invention is therefore to create an electronic electrical energy consumption meter according to the generic term of the first claim, which, with a simple structure, is on the one hand universally applicable and can also be handled by laypersons and on the other hand in which the measuring or counting result cannot be manipulated.
Erreicht wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des 1. Anspruches.This is achieved by the features of the characterising part of the first claim.
Der Stromsensor wandelt den durch das Gerät zum Abnehmer fließenden Strom in eine phasengleiche proportionale Spannung um. Diese geringe Spannung wird im Verstärker auf einen höheren Wert gebracht, über einen Spannungssensor wird die anliegende Netzspannung auf einen niedrigen Wert geteilt, die mit der verstärkten Spannung von Strom— sensoren an einen Multiplikator gelegt wird, wo deren phasen— gerechte Multiplikation erfolgt, über ein Integrationsglied erfolgt anschließend die Aussiebung des Wirkleistungenmittel— wertes. Dieser Anteil gelangt an einen Spannungs-Frequenz-Wandler dessen Frequenz proportional der fließenden Leistung ist.The current sensor converts the current flowing through the device to the consumer into a phase-independent proportional voltage. This low voltage is increased to a higher value in the amplifier, the applied mains voltage is divided to a low value via a voltage sensor, which is then applied to a multiplier with the amplified voltage from the current sensors, where the phase-independent multiplication takes place, and the active power average value is then filtered out via an integration element. This portion is sent to a voltage-frequency converter, the frequency of which is proportional to the flowing power.
Die Summe der Periodenimpulse ist dabei proportional der Energie. Ein anschließender Frequenzteiler paßt die Perioden— impulse an eine übliche Elektroenergiemaßeinheit, z. B. kWh, an. Die angepaßten Impulse gelangen zu einem Zählermodul mit LCD.The sum of the period pulses is proportional to the energy. A subsequent frequency divider adapts the period pulses to a common electrical energy unit, e.g. kWh. The adapted pulses are sent to a counter module with LCD.
Hier erfolgt die eigentliche Aufsummierung, die Speicherung, die Dekodierung und die Anzeige. Der Zählermodul erhält dabei den aktuellen Zählerstand bis zum nächsten Impuls aufrecht.This is where the actual summation, storage, decoding and display take place. The counter module maintains the current counter reading until the next pulse.
Die gesamten elektronischen Bauteile werden von einer Stromversorgungseinrichtung gespeist, die die Betriebsspannung direkt aus dem Meßnetz gewinnt. Bei Netzausfall oder Abstecken des Gerätes vom Netz wird durch die Stromversorgungseinrichtung bzw. durch den damit verbundenen Spannungsabfall in der Stromversorgung der Schalter umgesteuert, so daß der Zählermodul unverzüglich an die Batterie geschlossen wird. Die Batterie ist dabei so dimensioniert, daß Betriebszeiten von mehreren Jahren erreicht werden. Setzt ein erneuter Netzbetrieb ein, wird die Batterie abgeschälten. Die Sicherheit gegen Manipulation zur Verfälschung des Meß- bzw. Zählergebnisses wird erreicht, indem einerseits das Gehäuse vollständig geschlossen ist und keine Bedien— elemente besitzt. Die Verschlußschrauben sind so angeordnet, daß im angesteckten Zustand des Gerätes diese nicht zugänglich sind. Gegen unberechtigtes Entfernen des Gerätes aus der Steckdose ist der Sicherungswinkel am Gerät andererseits so angebracht, daß er im angesteckten Zustand des Gerätes nicht entfernt werden kann. Durch eine Aufnahmebohrung wird eine Schraube in den Untergrund gedreht und versiegelt oder verplombt.All electronic components are fed by a power supply device that obtains the operating voltage directly from the measuring network. In the event of a power failure or if the device is unplugged from the network, the power supply device or the associated voltage drop in the power supply reverses the switch so that the meter module is immediately connected to the battery. The battery is dimensioned in such a way that operating times of several years are achieved. If the device is used again from the network, the battery is disconnected. Security against manipulation to falsify the measurement or counting result is achieved by the housing being completely closed and having no operating elements. The locking screws are arranged in such a way that they are not accessible when the device is plugged in. To prevent unauthorized removal of the device from the socket, the security bracket on the device is attached in such a way that it cannot be removed when the device is plugged in. A screw is screwed into the base through a mounting hole and sealed or lead-sealed.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Einsatz des Gerätes als verfälschungssicherer Elektroenergieverbrauchszähler bei gleichzeitigem relativ einfachen Aufbau erreicht.The solution according to the invention enables the device to be used as a tamper-proof electrical energy consumption meter while maintaining a relatively simple structure.
Die Anbringung des Gerätes als Unter- oder Zwischenzähler ist, da keine Elektroinstallationsarbeiten anfallen, durch den Laien möglich. Desweiteren ist ein weites Anwendungsgebiet als Gerät zur Ermittlung des Elektroenergieverbrauches von beliebigen elektrischen Geräten, insbesondere von Haushaltgeräten, für die induvituelle Information möglich.The device can be installed as a sub-meter or intermediate meter by a layperson, as no electrical installation work is required. Furthermore, it has a wide range of applications as a device for determining the electrical energy consumption of any electrical device, especially household appliances, for individual information.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich der Sicherung des Elektroenergieverbrauchszählers gegen Manipulation sind in den Ansprüchen 2 bis 6 dargelegt.Advantageous embodiments of the invention with regard to protecting the electrical energy consumption meter against manipulation are set out in claims 2 to 6.
Der Sicherungswinkel soll danach zweckmäßiger Weise unter eine der Verschlußschrauben unterlegt sein. Zur Siegelung ist es vorteilhaft, wenn um die Aufnahmebohrung des Sicherungswinkels eine Siegelpfanne angeordnet ist. Soll der Elektro— energieverbrauchszähler verplombt werden, ist im Sicherungswinkel eine zweite Bohrung für den Plombdraht vorgesehen. Der Plombdraht wird entweder durch eine Querbohrung im Kopf der Schraube geführt oder durch eine Bohrung eines biegsamen Plombbleches, welches mit einer Bohrung unter den Kopf der Schraube sitzt und nach dem Eindrehen der Schraube in den Untergrund über den Kopf der Schraube gebogen wird.The locking bracket should then be placed under one of the locking screws. For sealing purposes, it is advantageous if a sealing pan is arranged around the mounting hole of the locking bracket. If the electric energy consumption meter is to be sealed, a second hole for the sealing wire is provided in the locking bracket. The sealing wire is either passed through a cross hole in the head of the screw or through a hole in a flexible sealing plate, which is located with a hole under the head of the screw and is bent over the head of the screw after the screw has been screwed into the surface.
Das Gehäuseoberteil sollte in bekannter Weise topfförmig ausgebildet sein, wobei der Gehäuseboden annähernd eben ist.The upper part of the housing should be pot-shaped in the usual way, with the bottom of the housing being almost flat.
Nachstehend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt:The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments. The accompanying drawings show:
Fig. 1: ein Blockschaltbild eines Elektroenergieverbrauchszählers ,Fig. 1: a block diagram of an electrical energy consumption meter ,
Fig. 2: eine schematische, geschnittene Seitenansicht, Fig. 3: eine zweite Ausführung der Sicherungsteile als Einzelheit,Fig. 2: a schematic, sectional side view, Fig. 3: a second embodiment of the securing parts as a detail,
Fig. 4; eine dritte Ausführung der Sicherungsteile als EinzelheitFig. 4; a third version of the safety parts as a detail
Der Elektroenergieverbrauchszähler besitzt ein zweigeteiltes Gehäuse mit einem topfförmigen Gehäuseoberteil 1 und einem ebenen Gehäuseboden 2. Beide Gehäuseteile 1; 2 sind vom Gehäuseboden 2 her mittels versenkten Verschlußschrauben 3 miteinander dicht verbunden. In das Gehäuseoberteil 1 ist eine Steckdose 4 eingesetzt, am Gehäuseboden 2 ist ein Stecker 5 befestigt. Steckdose 4 und Stecker 5 sind im Gerät über Leiter 6 miteinander verbunden. Ferner ist im Gehäuse— oberteil 1 oberhalb der Steckdose 4 ein Sichtfenster 7 mit einer Scheibe 8 eingelassen.The electric energy consumption meter has a two-part housing with a pot-shaped upper housing part 1 and a flat housing base 2. Both housing parts 1; 2 are tightly connected to one another from the housing base 2 by means of countersunk locking screws 3. A socket 4 is inserted into the upper housing part 1, and a plug 5 is attached to the housing base 2. Socket 4 and plug 5 are connected to one another in the device via conductors 6. In addition, a viewing window 7 with a pane 8 is set into the upper housing part 1 above the socket 4.
In Gehäuse ist eine Platine 9 aufgenommen, welche die elektronischen Bauteile trägt. Außerdem ist auf der Platine 9 eine Batterie 10 befestigt. Hinter der Scheibe 8 ist letztlich im Gehäuse ein Zählermodul 11 mit LCD 12 befestigt.A circuit board 9 is housed in the housing, which carries the electronic components. A battery 10 is also attached to the circuit board 9. Finally, behind the disc 8, a counter module 11 with LCD 12 is attached in the housing.
An einem der Leiter 6 ist ein Spannungssensor 13 mit einem Spannungsteiler 14, zweckmäßiger Weise als galvanischer Spannungsteiler, am anderen Leiter 6 ein Stromsensor 15, z. B. ein Shunt, angeschlossen. Am Stromsensor 15 ist ein Verstärker 16 angeschlossen. Die Ausgänge von Spannungsteiler 14 und Verstärker 16 liegen an einem Multiplikator 17, welcher als 4-Quadranten-Multiziplierer ausgebildet ist, an. Vom Multiplikator 17 erfolgt die Weiterverarbeitung des Signales in bekannter Weise über einen Spannungs-Frequenz-Wandler 18, einen Frequenzteiler 19 zur Anpassung an die gebräuchliche Maßeinheit 0,1 kWh und wird an das Zähler— modul 11 geleitet, wo die Summierung und Dekodierung für das LCD 12 erfolgt.A voltage sensor 13 with a voltage divider 14, preferably a galvanic voltage divider, is connected to one of the conductors 6, and a current sensor 15, e.g. a shunt, is connected to the other conductor 6. An amplifier 16 is connected to the current sensor 15. The outputs of the voltage divider 14 and amplifier 16 are connected to a multiplier 17, which is designed as a 4-quadrant multiplier. The signal is further processed by the multiplier 17 in a known manner via a voltage-frequency converter 18, a frequency divider 19 for adaptation to the common unit of measurement 0.1 kWh and is passed to the meter module 11, where the summation and decoding for the LCD 12 takes place.
Eine bekannte Stromversorungseinrichtung 20, beispielsweise mit einem kapazitiven Spannungsteiler, ist an die Leiter 6 angeklemmt und versorgt die elektronischen Bauteile mit Spannungen von - 15V, + 15 V sowie 1,8 V für das Zählermodul 11. Hierzu sind zwei Versorungsstränge 21; 22 vorhanden, wobei der Versorgungsstrang 21 über einen elektronischen Schalter 23 zum Zählermodul 11 und dem LCD 12 geführt ist. Der andere Versorgungsstrang 22 ist mit den übrigen elektronischen Bauteilen verbunden. Sinkt im Versorungsstrang 21 die Spannung unter 1,5 V, so verbindet der Schalter 23 die Batterie 10 mit dem Zählermodul 11 und dem LCD 12, so daß das aktuelle Zählergebnis erhalten bleibt. Liegt wieder eine ausreichende Spannung seitens der Stromversorgungseinrichtung 20 an, schaltet der Schalter 23 die Batterie 10 ab.A known power supply device 20, for example with a capacitive voltage divider, is connected to the conductors 6 and supplies the electronic components with voltages of -15V, +15V and 1.8V for the counter module 11. Two supply lines 21; 22 are provided for this purpose, with the supply line 21 being led to the counter module 11 and the LCD 12 via an electronic switch 23. The other supply line 22 is connected to the other electronic components. If the voltage in the supply line 21 drops below 1.5V, the switch 23 connects the battery 10 to the counter module 11 and the LCD 12 so that the current counting result is retained. If sufficient voltage is again available from the power supply device 20, the switch 23 switches off the battery 10.
Zur Sicherung des Elektroenergieverbrauchszählers gegen Manipulation, z. B. ein zeitweises unberechtigtes Entfernen aus der Entnahmesteckdose 24, ist unter eine Verschlußschraube 3 ein Sicherungswinkel 25 unterlegt. Ferner besitzt der Sicherungswinkel 25 an seinem am Untergrund 26 anliegenden Ende eine Aufnahmebohrung 27 für eine Schraube 28. Im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist um die Aufnahmebohrung 27 eine Siegelpfanne 29 am Sicherungswinkel 25 angeordnet, mittels der der Kopf 30 der in den Untergrund 26 eingedrehten Schraube 28 mit Siegelmasse 31 versiegelt wird.To protect the electrical energy consumption meter against manipulation, e.g. temporary unauthorized removal from the outlet socket 24, a safety bracket 25 is placed under a locking screw 3. The safety bracket 25 also has a receiving hole 27 for a screw 28 at its end resting on the base 26. In the first embodiment according to Fig. 2, a sealing pan 29 is arranged around the receiving hole 27 on the safety bracket 25, by means of which the head 30 of the screw 28 screwed into the base 26 is sealed with sealing compound 31.
Nach Fig. 3 ist im mittleren Schenkel des Sicherungswinkel 25 eine Bohrung 32 eingebracht. Der Kopf 30 der Schraube 28 besitzt eine Querbohrung 33. Durch die Bohrung 32 und Querbohrung 33 ist ein Plombdraht 34 gezogen und mittels einer Plombe 35 verschlossen.According to Fig. 3, a hole 32 is made in the middle leg of the locking bracket 25. The head 30 of the screw 28 has a cross hole 33. A sealing wire 34 is pulled through the hole 32 and cross hole 33 and closed by means of a seal 35.
Bei einer dritten Sicherungsausführung nach Fig. 4 sitzt ein biegsames Plombblech 36 mit einer Bohrung 37 unter dem Kopf 30 der Schraube 28. Nachdem die Schraube 28 in den Untergrund 26 gedreht ist, wird das Plombblech 36 über den Kopf 30 gebogen. Durch eine Bohrung 38 im Plombblech 36 sowie durch eine Bohrung 32 im Sicherungswinkel 25 ist ein Plombdraht 34 gezogen, welcher mittels der Plombe 35 verschlossen ist.In a third security design according to Fig. 4, a flexible sealing plate 36 with a hole 37 is located under the head 30 of the screw 28. After the screw 28 has been screwed into the base 26, the sealing plate 36 is bent over the head 30. A sealing wire 34 is pulled through a hole 38 in the sealing plate 36 and through a hole 32 in the security bracket 25, which is closed by means of the seal 35.
Claims (5)
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| DE9114854U DE9114854U1 (en) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Electronic electricity consumption meter |
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| DE9114854U DE9114854U1 (en) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Electronic electricity consumption meter |
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| DE9114854U1 true DE9114854U1 (en) | 1992-01-23 |
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| DE9114854U Expired - Lifetime DE9114854U1 (en) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Electronic electricity consumption meter |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770878A2 (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-02 | Siemens Measurements Limited | Improvements in or relating to meters |
| DE10054770B4 (en) * | 2000-10-23 | 2010-07-29 | Abn Braun Ag | Electronic electricity meter |
-
1991
- 1991-11-29 DE DE9114854U patent/DE9114854U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0770878A2 (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-02 | Siemens Measurements Limited | Improvements in or relating to meters |
| EP0770878A3 (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-14 | Siemens Measurements Limited | Improvements in or relating to meters |
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