ES2939497T3 - Sistema, método y producto de programa de ordenador de detección de un cable cortado - Google Patents

Abstract

Un sistema (con el correspondiente método y producto de programa informático) para detectar la manipulación de cables de un servicio público. El sistema comprende un medidor de flujo configurado para producir pulsos de salida indicativos de un flujo a través del servicio público, un elemento de conmutación que recibe los pulsos del medidor de flujo, un diodo en paralelo con el elemento de conmutación y un procesador para registrar el flujo. y que tiene un primer cable y un segundo cable conectados eléctricamente al elemento de conmutación y al diodo. El procesador está configurado para aplicar un voltaje directo al diodo, detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo y en base a una comparación de la magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes. , (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema, método y producto de programa de ordenador de detección de un cable cortado

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica prioridad de la patente estadounidense con No. de serie 15/938,085 presentada el 28 de marzo de 2018, titulada SISTEMA, MÉTODO Y PRODUCTO DE PROGRAMA DE ORDENADOR DE DETECCIÓN DE CABLE CORTADO, cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema y un método para detectar la manipulación de cables.

Descripción de la técnica relacionada

En el campo de los contadores de agua, los contadores de agua normalmente incluyen un odómetro que identifica el consumo del agua consumida. El odómetro se lee periódicamente y la diferencia entre la lectura actual y la anterior determina la cantidad de agua de servicios públicos utilizada. Por ejemplo, si la lectura más reciente del medidor de agua fue de 2 millones de galones o litros y la lectura anterior del medidor de agua fue de 1,8 millones de galones o litros, entonces se consumieron 200.000 galones o litros de agua.

Los sistemas de medición anteriores han incluido el de la patente estadounidense No. 4,868,566 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) que describe un elemento de medición que se acopla a un miembro de resorte para efectuar un movimiento de flexión gradual en una dirección seguido de un movimiento de retorno rápido durante el cual un material piezoeléctrico desarrolla una señal de pulso en el miembro de resorte. Se absorbió energía durante cada movimiento de retorno rápido del miembro de resorte para proporcionar amortiguación, inhibir las oscilaciones y efectuar la generación fiable de una sola señal de pulso que se aplica a un amplificador para su transmisión a una estación de monitoreo.

Los sistemas de medición anteriores han incluido el de la patente estadounidense No. 5,034,648 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) que describe un interruptor de película piezoeléctrica que comprende un voladizo con un par de capas que incluyen una capa de película piezoeléctrica y una capa de respaldo flexible laminada en el mismo. La capa de película piezoeléctrica producía un pulso de salida positivo o negativo dependiendo de la dirección de desviación del voladizo. El circuito de interfaz acoplado a las capas de película piezoeléctrica fue alimentado por los pulsos de salida y proporcionó cierres de pseudo contacto que emularon el funcionamiento de un interruptor mecánico.

También se han desarrollado sistemas para la lectura remota de contadores de agua como se describe en la patente estadounidense No. 5,111,407 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) titulada "Sistema para medir y registrar el consumo de un servicio público". En esta disposición particular, se colocó un lector de medidor muy cerca de un transpondedor para una lectura de medidor. Posteriormente, han evolucionado los sistemas de lectura de medidores en los que los sistemas están conectados a líneas telefónicas y/o transmisores que transmiten ondas de radio a una ubicación central.

La patente estadounidense No. 6,067,476 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un aparato para detectar la manipulación de un dispositivo totalizador en un surtidor de combustible con un dispositivo totalizador que actúa para mantener un total acumulado de combustible dispensado desde el surtidor de combustible. El dispositivo totalizador incluía un circuito eléctrico que contenía al menos una bobina que emitía un pulso magnético y un dispositivo sensible magnéti

magnético asociado con el circuito eléctrico y generar una señal en respuesta al mismo. En la patente '476, el dispositivo magnético sensible incluía un interruptor de láminas. En la patente '476, el dispositivo sensible magnético incluía un sensor de proximidad magnético de estado sólido.

Más recientemente, se han desarrollado sofisticados sistemas de medición para medir el flujo de agua. Por ejemplo, la patente estadounidense No. 9,513,147 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un medidor de flujo que comprende un sensor piezoeléctrico. El medidor de flujo de la patente '147 se configuró de modo que el flujo de fluido a través de un canal, normalmente un conducto de fluido o una carcasa en la que se orienta el sensor, produce esfuerzos oscilantes en un material piezoeléctrico. Los esfuerzos oscilantes produjeron una señal eléctrica. Las características de la señal eléctrica, tal como la magnitud de la señal a frecuencias particulares, se midieron y utilizaron para determinar la velocidad del flujo de fluido a través del canal.

Sin embargo, en general, la fiabilidad de los sistemas de medición para informar de forma precisa de la utilización del agua dependía y depende de la suposición de que el medidor de agua (o su registro) no haya sido alterado. En consecuencia, en este campo y en otros, existe la necesidad de un sistema (o dispositivo o método) para monitorear la condición de funcionamiento (abierta, en cortocircuito u operativa) de un dispositivo eléctrico o una carga. Para ello, se han desarrollado diversas técnicas de monitoreo. Uno de los primeros de tales sistemas involucró el uso de relés de láminas que se cerrarían por la fuerza electromagnética producida por la corriente consumida por una carga eléctrica. En el caso de una interrupción de la carga (pérdida de carga, por ejemplo), el relé de láminas abriría un interruptor, lo que daría como resultado una indicación de fallo de carga.

La patente estadounidense No. 4,337,466 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un circuito de protección a prueba de manipulaciones que proporciona una advertencia en una estación central sobre la desconexión o manipulación de un medidor de servicios públicos remoto. Se proporcionó protección a prueba de manipulaciones para el medidor y para una línea de transmisión que transporta información sobre el uso de energía a un transpondedor, de modo que cualquier interrupción del trayecto del circuito provoca que se genere una alarma. El circuito incluía un codificador asociado con cada medidor remoto a proteger y un decodificador ubicado centralmente para recibir la señal transmitida por el codificador.

La patente estadounidense No. 4,574,266 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un sistema controlado por microordenador y un método para detectar una condición eléctrica abierta, en cortocircuito o promediada en una carga eléctrica. En la patente '266, un circuito de conmutación de carga acoplaba la carga a una línea de voltaje común y era controlado por un solo controlador desde un circuito de monitor de carga controlado por microordenador.

La patente estadounidense No. 5,181,241 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un sistema de transmisión de datos que utiliza un circuito de detección de mal funcionamiento para detectar condiciones de mal funcionamiento entre una estación de transmisión de datos y una estación de recepción de datos conectada con la primera y la segunda líneas de transmisión de datos. El circuito de mal funcionamiento detectó una señal de datos de una primera polaridad durante una duración preseleccionada y proporcionó una señal de salida cuando la señal de datos excede la duración preseleccionada. El circuito también suministró una señal de detección de una segunda duración preseleccionada en una polaridad opuesta a la señal de datos y detecta la presencia o ausencia de la señal de detección. Posteriormente, el circuito proporcionó una señal de salida indicativa de la condición de mal funcionamiento cuando la ausencia de la señal de detección excede la segunda duración preseleccionada.

La patente estadounidense No. 5,898,387 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un recinto de puerta de enlace de servicios públicos basado en medidor modular que resulta entre un medidor de energía y una toma de corriente de una residencia u otro soporte de edificio. El recinto de la puerta de enlace admitía una o más tarjetas de interdicción e incluía un mecanismo a prueba de manipulaciones para evitar la manipulación no autorizada del recinto.

La patente estadounidense No. 6,118,269 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un sistema de detección de manipulación de medidores eléctricos para detectar la retirada de un medidor eléctrico de un enchufe de medidor correspondiente y para generar una señal de manipulación. En la patente '269, un diodo emisor de luz se acopló eléctricamente a una resistencia ya un lado de carga de un conductor a través del cual normalmente circula corriente. Un transistor recibió una señal de manipulación del diodo emisor de luz cuando se retiró el medidor eléctrico del enchufe del medidor.

La patente estadounidense No. 6,232,886 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un método y un aparato que facilitan la detección mejorada de la manipulación de un dispositivo alimentado eléctricamente, tal como un medidor de vatios-hora eléctrico instalado en una residencia para medir la cantidad de energía eléctrica consumida en la residencia. En la patente '886, la retirada del medidor eléctrico de su toma de corriente interrumpió la alimentación al medidor. El método y el aparato detectaron el movimiento del medidor y establecieron un "indicador de manipulación" en una memoria no volátil, que se borraba si no había pérdida de energía en el medidor dentro del período de tiempo predeterminado.

La patente estadounidense No. 7,642,747 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un paquete de baterías capaz de detectar la manipulación que está provisto de un dispositivo de corte de corriente conectado en serie con las baterías. En la patente '747, un detector de detección de manipulación detectó la manipulación y emitió una señal de manipulación. En particular, el detector de manipulación detectó el reemplazo de la batería a partir de un cambio en las características eléctricas de la batería y emitió una señal de manipulación cuando finalizó el reemplazo de la batería.

La patente estadounidense No. 9,275,543 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe sistemas y métodos para detectar la manipulación de un componente productor de pulsos de un dispositivo eléctrico. Un dispositivo eléctrico de la patente '543 incluía un circuito productor de pulsos y un circuito de detección de manipulación. El circuito productor de pulsos se configuró para generar al menos un pulso. El circuito de producción de pulsos incluía una interfaz de pulsos a través de la cual se comunicaba al menos un pulso desde el circuito de producción de pulsos. El circuito de detección de manipulación de la patente '543 se configuró para comunicar el pulso al dispositivo contador de pulsos a través de al menos un trayecto eléctrico en ausencia de una condición de manipulación. El circuito de detección de manipulación también se configuró para simular daños en la interfaz de impulsos modificando al menos un trayecto eléctrico en respuesta a la presencia de la condición de manipulación.

El documento US 2005/0116584 (cuyo contenido completo se incorpora en el presente documento por referencia) describe un interruptor electrónico en el que la presión aplicada a un transductor de presión actúa para cerrar un par de transistores de potencia. Cada uno de los transistores incluía un terminal de puerta en forma de condensador, por lo que no se requería un emparejamiento externo de los componentes del interruptor, solo los potenciales generados por el transductor. Los terminales de drenaje y fuente de los transistores se conectaron en configuración antiserie entre las conexiones de interruptor del interruptor.

Resumen de la invención

En un modo de realización, se proporciona un sistema para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos. El sistema comprende un medidor de flujo configurado para producir pulsos de salida indicativos del flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos, un elemento de conmutación que recibe los pulsos del medidor de flujo, un diodo en paralelo con el elemento de conmutación y un procesador para registrar el flujo de fluido, y que tiene un primer cable y un segundo cable conectados eléctricamente al elemento de conmutación y al diodo. El procesador está configurado para: aplicar un voltaje directo al diodo, detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo, y basándose en una comparación de una magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes, determinar si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado

En un modo de realización, se proporciona un método para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos. El método comprende aplicar un voltaje directo a un diodo asociado con un elemento de conmutación que recibe los pulsos del medidor de flujo que indica el flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos, detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo y determinar basándose en una comparación de la magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.

En un modo de realización, se proporciona un producto de programa de ordenador para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos. El producto de programa de ordenador contiene un programa que, cuando se ejecuta en un ordenador o en un procesador, aplica un voltaje directo a un diodo asociado con un elemento de conmutación que recibe pulsos de un medidor de flujo, detecta una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo, y determina basándose en una comparación de una magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior de la invención como la siguiente descripción detallada son a modo de ejemplo, pero no limitan la invención.

Breve descripción de los dibujos

Se obtendrá fácilmente una apreciación más completa de la invención y muchas de las ventajas esperadas de la misma a medida que se comprenda mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considere en conexión con el dibujo adjunto, en el que:

La figura 1A es un esquema de una comunicación de dos cables entre un registro y un contador electrónico;

La figura 1B es un esquema de un contador piezoeléctrico para un registro que produce pulsos de salida del flujo de agua a través de un medidor;

La figura 2 es un esquema según un modo de realización de la invención que muestra una configuración en la que el registro tiene una fuente y un drenaje de un FET conectados respectivamente a un par de cables en comunicación eléctrica con el contador electrónico;

La figura 3 es un esquema que ilustra el funcionamiento de un diodo de derivación que deriva un elemento de conmutación de la invención;

La figura 4 es un esquema que representa un sistema de comunicación mediante el cual las cajas de servicios públicos (que contienen el registro y el contador electrónico) se comunican con un servidor de servicios públicos a través de un controlador; y

La figura 5 es un diagrama de flujo que representa un método de la invención para detectar la manipulación de cables.

Descripción detallada de la invención

Como se señaló anteriormente, un problema al que se enfrenta un servicio público es que los medidores de servicios públicos de agua, incluidos sus registros y la electrónica asociada para medir el flujo de agua, pueden manipularse para que la cantidad real de agua que pasa a través del medidor no se cuente de forma apropiada.

La invención se refiere a un sistema y método para detectar la manipulación de cables de un servicio público u otro dispositivo eléctrico donde la existencia de un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, un corte en cualquiera de los cables en la comunicación eléctrica entre un dispositivo de transmisión y un dispositivo receptor, o c) una condición de cable no manipulado. En consecuencia, aunque se ilustra a continuación con respecto al registro del flujo de agua, la presente invención tiene utilidad para cualquier sistema que dependa de uno o más cables para la comunicación eléctrica entre un dispositivo de transmisión y un dispositivo de recepción, donde la manipulación o la integridad de las líneas necesita ser monitoreada o controlada. Los sistemas que se describen a continuación pueden determinar el estado de las líneas entre los registros de servicios públicos que monitorean el flujo de fluidos de agua, gas u otros fluidos neutros y los respectivos contadores que registran el flujo de fluido. Sin embargo, los sistemas que se describen a continuación también pueden determinar el estado de las líneas entre los registros que monitorean el consumo de electricidad (flujo de corriente eléctrica) y los respectivos contadores que registran el flujo de corriente eléctrica, siempre que existan al menos dos cables de comunicación entre uno de los registros eléctricos y un contador específico que registra el flujo de corriente eléctrica.

La figura 1A es un esquema de una comunicación de dos cables entre un registro y un contador electrónico. Como se muestra en la figura 1A, un registro 12 se comunica con un contador 14 electrónico por medio de al menos dos cables 16, 18. Una forma de evitar el registro del flujo de agua sería cortar uno o ambos cables 16, 18 entre el registro 12 y el contador 14 electrónico. Esto evitaría que el contador 14 electrónico detecte el flujo de agua, pero el registro 12 seguiría aumentando correctamente. Los circuitos de detección de cable cortado convencionales utilizados en el campo en el momento de esta invención utilizan tres cables: un par para mediciones de flujo de agua, uno de los cuales está conectado a tierra, y luego un tercer cable a prueba de manipulación que está conectado al cable de tierra en el registro 12. Estos cables normalmente se enrollan, agrupan o moldean juntos. Un pequeño flujo de corriente a tierra en el tercer cable a prueba de manipulación indica que el cable a prueba de manipulación está intacto. Si se corta el cable del tercer cable a prueba de manipulación, el tercer cable ya no está conectado a tierra y un circuito a prueba de manipulación detecta que ya no existe un pequeño flujo de corriente a tierra. Sin embargo, hay registros que se utilizan en el campo en el momento de esta invención que no tienen un tercer cable. También es posible cortar solo uno del primer par de cables que no esté conectado a tierra y evitar el recuento de pulsos sin activar la alarma de manipulación convencional. En esas situaciones, no se puede utilizar el enfoque convencional.

En un modo de realización de la invención, un medidor 50 de flujo está conectado a un registro 52 de agua. La figura 1B es un esquema de un contador piezoeléctrico que produce pulsos de salida del flujo de agua a través del medidor 50. Como se muestra en la figura 1B, la rueda 56 de engranaje tiene dientes de engranaje en la periferia de la rueda de engranaje. El flujo de agua en el medidor 50 impulsa el giro de la rueda 56 de engranaje en el registro 52. El registro 52 comprende un contador 54 piezoeléctrico que se dobla y se mueve alternativamente en respuesta al giro de la rueda de engranaje. El contador 54 piezoeléctrico tiene un soporte 58 que se fija en el extremo del contador piezoeléctrico. El otro extremo del contador 54 piezoeléctrico engrana con los dientes del engranaje de manera que, a medida que gira la rueda de engranaje, el contador 54 piezoeléctrico se dobla cuando el extremo de enganche se desliza hacia adentro y hacia afuera de los dientes del engranaje, flexionando por tanto el contador piezoeléctrico y produciendo pulsos de voltaje de salida.

En otros sistemas, a medida que el agua fluye a través del medidor, gira un rotor con un imán montado en el mismo. El imán se puede colocar en un dial (o tambor en algunos casos) que gira debido al flujo de agua. Se puede lograr una salida de pulso con un interruptor de láminas de contacto seco de un solo polo y una vía, que normalmente está abierto. El interruptor se cierra cuando el imán giratorio pasa lo suficientemente cerca como para tirar de la lámina a una posición cerrada. Cuando el imán se aleja, la lámina se libera y el interruptor se abre. El cierre y apertura del interruptor de láminas genera un "pulso" de salida único. El registro detecta los giros del imán y registra el flujo de agua en función del número de veces que gira el imán. La información relacionada con el giro del imán se transmite a un contador electrónico a través de al menos una conexión de dos cables entre el registro y el contador electrónico.

En otros sistemas, el flujo de agua da como resultado una rueda que gira en el interior del registro. La rueda tiene un tope que cierra un contacto cada vez que completa una revolución. Si hubiera dos topes, habría dos pulsos de salida por revolución. El número de giros del eje se puede registrar simplemente contando los pulsos de salida.

Descripción del circuito

En la figura 2 se muestra una representación más detallada de la circuitería involucrada en la interfaz entre el registro 12 y el contador 14 electrónico. La figura 2 es un esquema según un modo de realización de la invención donde el registro 12 tiene una fuente 2 y un drenaje 3 de un FET 20 conectado al par de cables 16, 18 en comunicación eléctrica con el contador 14 electrónico (detalles de los cuales no se muestran en la figura 2 en aras de la simplicidad). Como se describió anteriormente, el flujo de agua en el medidor da como resultado pulsos de salida. Como se muestra, los pulsos de salida se suministran a la puerta 1 del FET 20 con una magnitud suficiente para encender momentáneamente el FET 20. El contador 14 electrónico suministra un voltaje de fuente de drenaje y cuenta los pulsos del flujo de corriente cuando el FET 20 se enciende momentáneamente. Como se muestra en la figura 2, se puede medir una caída de voltaje a través de una resistencia 22 en el nodo 24, indicativa de los pulsos del flujo de corriente. Si bien se describió anteriormente como un FET en este modo de realización, se pueden usar otros elementos de conmutación tales como interruptores de láminas, transistores bipolares e interruptores ópticos.

En un ejemplo de funcionamiento normal, la puerta 1 en el FET 20 se activa diez (10) veces por cada giro completo del imán del medidor. Cada vez que se activa la puerta, el FET 20 presentará un cortocircuito (7,5 ohmios) entre los dos cables 16, 18. La duración del cortocircuito puede ser de 5 a 100 ms, de 10 a 50 ms o de 15 a 75 ms. Durante este tiempo, el contador 14 electrónico presenta una lógica baja en el pin de fuente del FET 20. El contador 14 electrónico monitorea el voltaje en el nodo 24. El contador 14 electrónico detecta y cuenta el número de casos en que se produce el cortocircuito y convierte este recuento en una medida de volumen.

Más específicamente, si el FET 20 se apaga sin aplicar pulsos a la puerta del FET 20, no pasa corriente a través del FET 20. En ese caso, el voltaje en el nodo 24 de medición a través de la resistencia 22 permanecería en una lógica alta. Cuando se aplica un pulso de voltaje a la puerta del FET 20, por ejemplo mediante el giro de un imán de medidor como se expuso anteriormente, se enciende el trayecto de conducción entre la fuente de drenaje del FET 20. La corriente fluye desde VCC a través de la resistencia 22 a través del drenaje del FET 20 y hacia el lado de la fuente del FET 20. Este flujo de corriente a través del FET 20 hará que el voltaje en el nodo 24 de medición se acerque a 0 V, o una nivel lógico bajo, ya que la resistencia de la resistencia 22 es sustancialmente mayor que la resistencia del FET 20 cuando se enciende. Esta transición de una lógica alta a una lógica baja en el nodo 24 de medición permite que el contador 14 electrónico cuente cuántas veces se activa el FET. Como se señaló anteriormente, el contador 14 electrónico convierte el recuento en volumen de agua. El diodo 26 de cuerpo del FET tiene polarización inversa durante el funcionamiento normal, lo que significa que no fluye corriente a través del diodo.

Descripción operativa: Modo a prueba de manipulaciones

La figura 3 es un esquema que ilustra el funcionamiento del diodo 26 de derivación según una realización de la invención para evaluar si ha habido manipulación de los cables 16, 18. En un modo de realización de la invención, para determinar si ha habido manipulación de dos cables 16, 18 (por ejemplo, teniendo como resultado que los dos cables se cortocircuiten entre sí o cualquiera de ellos se corte), se aplica temporalmente una señal de voltaje inverso al FET 20 y al diodo 26.

En un modo de realización de la invención, el FET tiene un diodo 26 incorporado o de cuerpo que se puede usar para probar los dos cables. En un modo de realización de la invención, se puede usar un diodo separado del FET (u otro elemento de conmutación) para la comprobación de la integridad de los dos cables.

En un modo de realización de la invención, el contador 14 electrónico, a través de, por ejemplo, elementos de circuito discretos, puede aplicar al nodo 28 un voltaje positivo al cable 18 que se conecta a la fuente 2. Adicional o alternativamente, el contador 14 electrónico puede aplicar a través del nodo 30 un voltaje negativo (o tierra) al cable 16 que se conecta al drenaje 3. Los elementos de circuito discretos aplican preferiblemente la señal de voltaje de una fuente de corriente limitada para proteger los elementos de circuito en el caso de una carga de cortocircuito. Un convertidor de analógico a digital ubicado en el interior del contador 14 electrónico puede monitorear el voltaje en el cable 18 que se conecta a la fuente 2 del FET 20 a través del nodo 28 o 32. Dado que el diodo 26 de cuerpo está polarizado directamente, la corriente fluirá a través de él independientemente de la cantidad de carga presente en la puerta 1 del FET 20. Con el flujo de corriente, debería haber una caída de voltaje de aproximadamente 0,3 V a 0,7 V entre los terminales si los dos cables 16, 18 están intactos. Si el FET está en cortocircuito o falta, entonces el voltaje medido en el nodo 32 debe ser aproximadamente 0 o voltaje total, respectivamente.

Si fluye corriente a través del diodo 26 de cuerpo (o un diodo separado), los cables 16, 18 están intactos y el voltaje medido en el nodo 32 será de aproximadamente 0,3 V a 0,7 V de CC. Si no fluye corriente, entonces uno de los cables 16, 18 se ha cortado (o posiblemente el diodo en el interior del registro ha fallado), y el voltaje medido en el nodo 32 será aproximadamente el voltaje total.

Si los cables se cortaron y cortocircuitaron entre sí, la corriente fluirá y el voltaje medido en el nodo 28 será de aproximadamente 0,05 V de CC.

La siguiente tabla indica un conjunto de voltajes de ejemplo bajo diferentes condiciones de circuito:

TABLA 1

En consecuencia, en un modo de realización de la invención, existen las siguientes condiciones determinantes:

si la respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo 26 de cuerpo (o un diodo separado) es aproximadamente igual al voltaje directo, al menos uno del primer y segundo cables está abierto;

si la respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo es aproximadamente cero y permanece en cero más allá de un período del pulso de salida, al menos uno del primer y segundo cables está cortocircuitado; y si la respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo es mayor que cero y menor que el voltaje directo, el primer y segundo cables están intactos.

Los valores de voltaje dados anteriormente son meramente ilustrativos de diferentes modos de realización y no son limitativos de la invención.

Comunicación externa

Según la invención, la figura 4 representa un sistema 100 de comunicación mediante el cual, por ejemplo, las cajas 113 de servicios públicos (que contienen el registro 12 y el contador 14 electrónico) pueden comunicarse con un servidor 101 de servicios públicos a través de un controlador 115. El servidor 101 de servicios públicos se puede acoplar a un centro 103 de datos que incluye bases de datos donde los datos adquiridos del contador 14 electrónico o los datos adquiridos externamente se pueden almacenar y, opcionalmente, tener una marca de tiempo.

El sistema 100 se puede conectar a través de un cortafuegos 105 a una red 111 cableada o inalámbrica que se comunica con las cajas 113 de servicios públicos. También se puede acceder al sistema 100 a través de cortafuegos 107 protectores que protegen la red 109 privada virtual de una empresa de servicios públicos. La comunicación bidireccional puede ocurrir entre cada caja 113 de servicios públicos y el sistema 100 a través del punto 115 de presencia (POP). Además, los dispositivos de comunicación por Internet, como el ordenador 117 personal (o el teléfono inteligente), pueden acceder a las cajas 113 de servicios públicos y al sistema 100.

El diseño del hardware no es limitativo de esta invención y puede comprender el controlador 115 con una memoria, una pantalla de cristal líquido u otras pantallas conocidas, una interfaz de disco infrarrojo de detección direccional, un puerto de comunicaciones de asociación de datos infrarrojos (IrDA) para diagnóstico, una memoria no volátil para lectura/almacenamiento de datos, un reloj en tiempo real para marcar la hora de las mediciones de datos y un puerto serie para interactuar con varios módulos de comunicación cableados o inalámbricos. El controlador 115 puede incluir el procesador 50 o un equivalente funcional del mismo, tal como una unidad central de procesamiento (CPU) y/o al menos un procesador específico de aplicación (ASP). El controlador 115 (o procesador 50) puede incluir uno o más circuitos o ser un circuito que utiliza un medio legible por ordenador, tal como un circuito de memoria (por ejemplo, ROM, EPROM, EEPROM, memoria flash, memoria estática, DRAM, SDRAM y sus equivalentes), configurado para controlar el procesador para realizar y/o controlar los procesos y sistemas de esta divulgación. El medio legible por ordenador puede incluir los métodos y algoritmos expuestos en el mismo, así como archivos de registro de datos.

En un modo de realización de la invención, las instrucciones del procesador 50 y la información referente a alertas, alarmas y datos históricos pueden transmitirse al controlador 115 móvil para comunicarse con un instalador o técnicos de servicio. En un complejo donde hay múltiples cajas de servicios públicos de la presente invención, el controlador 115 puede ser una estación de trabajo estacionaria monitoreada o que se puede monitorear por el personal del sitio o monitoreada remotamente por el proveedor de servicios públicos.

Cada caja 113 de servicios públicos es capaz de monitorear el estado de manipulación del registro 12 y el contador 14 electrónico. Además, los datos tales como las lecturas de uso de servicios públicos o las variaciones a largo plazo en los voltajes del estado normal indicados anteriormente se pueden tomar a intervalos predeterminados programados y se pueden almacenar en una memoria no volátil en la caja 113 o en el servidor 101 de servicios públicos. Como tal, cada caja 113 de servicios públicos (que contiene el registro 12 y el contador 14 electrónico) puede establecer periódicamente un enlace al sistema 100.

Método informatizado de la invención

La figura 5 es un diagrama de flujo que representa un método informatizado de la invención para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos.

En la etapa 1001, el método comprende opcionalmente la detección de pulsos de un medidor de flujo indicativo del flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos. En la etapa 1003, el método comprende aplicar un voltaje directo a un diodo asociado con un elemento de conmutación (por ejemplo, un transistor o un interruptor de láminas) que recibe pulsos del medidor de flujo. En la etapa 1005, el método comprende detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo. En la etapa 1007, el método comprende determinar (basándose en una comparación de la magnitud de la respuesta) si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.

El método informatizado incorporado, por ejemplo, en el contador 14 electrónico o el servidor 115 de servicios públicos puede proporcionar comunicación con un servidor de servicios públicos.

El método informatizado puede almacenar datos adquiridos del contador 14 electrónico o datos adquiridos externamente. Independientemente, los datos adquiridos pueden tener una marca de tiempo. En un modo de realización de la invención, se registran las entradas históricas de voltajes o corriente eléctrica que fluye a través del FET en condiciones normales cuando los cables están intactos. En un modo de realización de la invención, se registran entradas históricas de voltajes o corriente eléctrica que fluye a través del diodo en condiciones normales cuando los cables están intactos.

El método informatizado puede detectar el voltaje de respuesta en el transistor durante la aplicación periódica del voltaje directo al diodo. Alternativamente, el método informatizado puede detectar la respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo cuando el uso medido por el medidor de flujo está fuera de un rango normal, tal como cuando no hay flujo de agua en una casa durante un período de veinticuatro horas o ningún flujo de agua en una fábrica durante un período de tiempo de dos horas. La invención no se limita a los periodos de tiempo de veinticuatro horas y de dos horas mencionados anteriormente, y se pueden programar otros periodos de tiempo en el procesador.

En un modo de realización, se proporciona un producto de programa de ordenador incorporado en el medio legible por ordenador, tal como un circuito de memoria (por ejemplo, ROM, EPROM, EEPROM, memoria flash, memoria estática, DRAM, SDRAM y sus equivalentes (mencionados anteriormente) para detección de la manipulación del cable de un servicio de servicios públicos. El producto de programa de ordenador contiene un programa que, cuando se ejecuta en un ordenador o en un procesador, registra señales de pulsos de voltaje de un medidor de flujo configurado para producir pulsos de voltaje de salida que indican el flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos, aplica un voltaje directo a un diodo asociado con un transistor (o elemento de conmutación), detecta una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo, y determina si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.

En un modo de realización, el producto de programa de ordenador programa el procesador con una tabla de respuesta de voltaje que establece el primer, segundo y tercer voltajes (es decir, tres estados de voltaje diferentes) respectivamente para al menos uno del primer y segundo cables que están abiertos, para al menos uno del primer y segundo cables que se están cortocircuitando, y para el primer y segundo cables que están intactos. Por ejemplo, la tabla de respuesta de voltaje puede tener registrado el primer voltaje que varía del 95 al 100% del voltaje directo aplicado a través del diodo, el segundo voltaje que varía del 0 al 2% del voltaje directo aplicado a través del diodo, y el tercer voltaje que varía entre el 5 y el 30 % de la tensión directa aplicada a través del diodo.

Numerosas modificaciones y variaciones de la presente invención son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores. Por lo tanto, debería entenderse que dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención puede llevarse a la práctica de forma diferente a como se describe específicamente en este documento.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos, que comprende:

un medidor (50) de flujo configurado para producir pulsos de salida indicativos del flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos;

un elemento (20) de conmutación que recibe los pulsos del medidor de flujo;

un diodo (26) en paralelo con el elemento de conmutación; y

un procesador para registrar el flujo de fluido, y que tiene un primer cable (16) y un segundo cable (18) conectados eléctricamente al elemento de conmutación y al diodo,

en donde el procesador está configurado para:

aplicar un voltaje directo al diodo,

detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo, y

basándose en una comparación de la magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes, determinar si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado,

en donde si la respuesta en el elemento de conmutación durante la aplicación del voltaje directo es aproximadamente igual al voltaje directo, al menos uno del primer y segundo cables está abierto;

si la respuesta en el elemento de conmutación durante la aplicación del voltaje directo es sustancialmente cero y permanece sustancialmente cero más allá de un período del pulso de salida del medidor de flujo, al menos uno del primer y segundo cables está en cortocircuito; y

si la respuesta en el elemento de conmutación durante la aplicación del voltaje directo es mayor que sustancialmente cero y menor que el voltaje directo, el primer y segundo cables están intactos.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde el elemento de conmutación comprende un MOSFET y el diodo es un diodo incorporado integral al MOSFET o un componente separado del MOSFET.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde la respuesta en el elemento de conmutación durante la aplicación del voltaje directo al diodo se detecta a través de una conexión del procesador.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador almacena respuestas de voltaje programadas que establecen al menos dos del primer, segundo y tercer voltajes, respectivamente, para al menos uno del primero y segundo cables que están abiertos, para dos cables que están cortocircuitados y para el primer y el segundo cables que están intactos.

5. El sistema de la reivindicación 4 en donde

el primer voltaje es sustancialmente el voltaje directo aplicado a través del diodo,

el segundo voltaje es cercano a cero, y

el tercer voltaje es una fracción sustancial del voltaje directo aplicado a través del diodo.

6. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador comprende circuitos discretos que proporcionan el voltaje directo al diodo y el procesador comprende circuitos discretos para medir el voltaje de respuesta.

7. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador provoca la transmisión de datos a un servidor que registra datos asociados con el servicio de servicios públicos.

8. El sistema de la reivindicación 7, en donde los datos comprenden entradas históricas de voltajes a través del FET durante el funcionamiento.

9. El sistema de la reivindicación 7, en donde los datos comprenden alertas.

10. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador almacena entradas históricas de voltajes a través del elemento de conmutación durante el funcionamiento.

11. El sistema de la reivindicación 1, en donde se proporcionan alertas a un proveedor de servicios públicos cuando se determina una condición de manipulación.

12. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador está programado para determinar periódicamente un estado del primer y segundo cables.

13. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador está programado para detectar la respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo cuando el flujo de fluido medido por el medidor de flujo no está en un rango normal.

14. El sistema de la reivindicación 1, en donde el procesador está configurado para determinar mediante la aplicación del voltaje directo al diodo si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable y el segundo cable, b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.

15. Un método para detectar la manipulación de cables de un servicio de servicios públicos utilizando el sistema de la reivindicación 1, que comprende:

aplicar un voltaje directo a un diodo (26) asociado con un elemento (20) de conmutación que recibe pulsos de un medidor (50) de flujo que indica el flujo de fluido a través del servicio de servicios públicos;

detectar una respuesta en el diodo durante la aplicación del voltaje directo al diodo; y

determinar basándose en una comparación de una magnitud de la respuesta a al menos dos de tres estados eléctricos diferentes si la respuesta detectada es indicativa de a) un cortocircuito entre el primer cable (16) y el segundo cable, (18), b) un corte en cualquiera del primer cable y el segundo cable, o c) una condición de cable no manipulado.