KR100260000B1 - 전자식 유량 계측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전자 유량계 시스템은 단일의 검침반, 다수의 전자 유량계 및 이들 다수의 전자 유량계와 검침반을 접속하는 버스라인을 포함한다. 이 다수의 전자계 유량계는 일반 가정용으로 사용되는 수도에서 물등의 유체의 사용량을 검출하는데 사용된다.

이와같이 하면 단일의 검침반으로부터 집중 원격적으로 다량의 데이터를 수집할 수 있다.

Description

전자식 유량 계측 시스템

본 발명은 도전성 유체의 유량을 측정할 수 있는 전자 유량계를 이용하여 구축된 전자식 유량 계측 시스템에 관한 것이다.

도전성 유체의 유량을 측정하는 계측기기의 하나로서 전자 유량계가 있다. 전자 유량계는 측정 정밀도가 높고, 또 내구성이 우수하므로 공업용으로서 널리 사용되고 있다.

도1은 공업용으로서 사용되고 있는 전자 유량계의 구성예를 나타내고 있다.

동도면에 나타낸 전자 유량계는 검출기(1)와 변환기(2)로 구성되어 있다. 검출기(1)는 피측정 유체가 되는 도전성 유체가 흐르는 측정관(3)의 내벽에 한쌍의 전극(4a, 4b)을 배치하고, 측정관(3)의 외부에 설치한 여자 코일(5)로부터 피측정 유체에 대해서 전극(4a, 4b)의 대향 방향과 직교하는 방향으로 전계를 인가한다. 변환기(2)는 전극(4a, 4b) 사이에 발생한 기전력을 증폭기(6)에서 전압 신호로 변환하여, 샘플링 회로(7)를 거쳐서 출력회로(8)에서 외부로 출력한다. 변환기(2)에 배치된 정전류원(9a, 9b)을 스위치(10)로 절환함으로서 여자 코일(5)에 여자용의 교번 전류를 흘린다. 스위치(10)는 타이밍 회로(11)가 샘플링 회로(7)로 부터의 샘플링 신호에 동기하여 발생시킨 여자 신호에 의해서 절환 제어한다.

도2는 상기 전자 유량계의 타이밍 챠트를 나타내고 있다.

동도면에 나타낸 여자신호에 의해서, 스위치(10)를 절환 제어함으로서 여자 코일(5)에 교번 전류가 흐르고, 피측정 유체의 유속에 따라서 전극 사이에 발생한 기전력을 증폭기(6)에서 증폭하고 있다. 이 증폭기(6)의 출력이 안정된 시점에서 샘플링 하여 출력 회로(8)로부터 유량 신호를 송출하고 있다.

그런데 전자 유량계와 같은 피측정 유체의 유량을 측정하는 것으로 가정용 수돗물 등의 사용량을 측정하는 수도메터가 있다. 최근에는 검침의 합리화나 난검침 메터 저감등의 요구에 의해서, 수도 메터의 지시를 전기적 수단 또는 자기적 수단을 사용하여 원격지에서 검침하는 집중 검침이나 집합 검침이 많아지고 있다.

지금까지 공업용으로 사용되고 있는 전자 유량계를 가정용의 수도 메터에 적용 할수 있으면, 고정밀한 집중 검침등 원격 검침 시스템을 실현할 수 있다. 또 현실적으로는 각종 요인으로 수도메터에 전자 유량계를 사용하고 있지는 않고 있다. 그 이유로서 이하와 같은 것을 들수 있다. 전극(4a, 4b) 사이에 발생하는 기전력(유량신호)이 미약하기 때문에, 변환기(2)의 샘플링 회로(7), 출력 회로(8) 등에서의 신호 처리의 회로 구성이 복잡하는 문제가 있다. 또 여자 코일(5)에 의해서 교번 전계를 발생시키기 위한 전기 에너지와 정전류원(9a, 9b)이나 스위치(10)로 되는 여자회로가 필요하기 때문에 비용이 높아진다. 또 소비 에너지가 수W 전후로 커지기 때문에 다른 기계식의 수도 메터에 비해서 소비 전력이 커지게 된다. 또 검출기(1)에 대해서 통상은 외부에서 전원을 공급해야 하므로 전원 공급을 위한 배선 등의 설비를 새로이 설치해야 한다.

최근의 전자 기술에 발전에 의해서 신호처리에 대해서는 저가로 소형화 할 수 있는 기술이 확립되어 가고 있으나, 여자 회로나 전력 공급을 위한 배선 공사는 여전히 필요하기 때문에 대형화와 비용상승등의 문제가 있다.

이와같이 종래는 전자 유량계를 가정용의 수도메터에 적용하여 집중 원격 검침 시스템 등의 유량 계측 시스템을 구축하고자 하면, 여자 회로나 전력 공급을 위한 배선 공사등 때문에 대형화, 비용상승등의 문제가 있다.

본 발명의 목적은 이상과 같은 실정을 감안하여 이루어 진 것으로서 원격 검침을 위한 배선을 이용하여 전자 유량계에 필요한 여자 전원이나 회로 전원을 공급할 수 있도록 시스템 구축을 행함으로서, 저가이고 고정밀, 고내구성의 수도 메터의 집중 원격 검침 시스템을 실현할 수 있는 유량 계측 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 다음의 구성 요건을 구비한 전자식 유량 계측 시스템에 의해서 달성할 수 있다.

복수 개소에 설치된 피측정유체를 측정하는 검출부가 공통 버스 라인을 거쳐서 검침반에 각각 접속되고, 각 검출부에서 측정된 유량치가 검출반으로 수집되는 전자식 유량 계측 시스템이다.

검출부는 피측정 유체가 흐르는 측정관과, 이 측정관 내벽에 관경 방향을 향해서 부착된 전극과, 공통 버스 라인에 접속되어 측정관이 관축 방향에 대해서 직교하는 방향으로 자계를 주는 여자 코일과, 전극 사이에 발생하는 기전력을 증폭하는 증폭기와, 이 증폭기의 출력을 샘플링하는 샘플링 회로와, 이 샘플링 회로의 출력으로부터 유량 신호 또는 적산 유량 신호를 취득하는 신호 처리 회로와, 여자 코일의 양단 사이에 접속되어 유량신호 또는 적산 유량신호를 공통 버스 라인의 교류파 전압에 동기시켜 송신하는 동시에, 상기 교류파 전압에 동기하여 검침반으로 부터의 신호를 수신하는 통신 회로를 구비한다.

한편, 검침반은 공통 버스 라인에 접속되어 교류파 전압을 발생하는 교류파 전압 발생 회로와, 공통 버스 라인에 접속 되어 교류파 전압에 동기하여 검출부에 대한 신호를 송신하는 동시에 상기 교류파 전압에 동기하여 출력부로부터의 신호를 수신하는 통신 회로를 구비한다.

도1은 전자식 유량계의 일반적인 구성도.

도2는 도1에 나타낸 전자식 유량계의 각부의 타이밍 챠트.

도3은 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제1 실시예의 구성을 나타낸 블록 다이어그램.

도4는 도3에 있어서의 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템에 있어서의 유량 신호를 얻을 때의 각부의 타이밍 챠트.

도5는 도3에 있어서의 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템에 있어서의 통신 동작을 포함한 타이밍 챠트.

도6은 도3에 있어서의 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템에 있어서의 사각형파 전압 파형을 나타낸 도면.

도7은 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제2 실시예의 여자 및 통신에 사용하는 사각형파 전압 파형을 나타낸 도면.

도8은 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제3 실시예의 여자 및 통신에 사용하는 사각형파 전압파형을 나타낸 도면.

도9는 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제4 실시예의 검출부의 일부를 나타낸 블록 다이어그램.

도10은 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제5 실시예의 검출부의 일부구성도.

도11은 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제6 실시예의 여자 및 통신에 사용하는 사각형파 전압파형을 나타낸 도면.

도12는 본 발명의 전자식 유량 계측 시스템의 제7 실시예를 나타낸 블록 다이어그램.

본 발명의 더 구체적인 이해와 그 잇점을 설명하기 위해서, 첨부한 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.

여러 도면에 걸쳐서 동일 또는 대응부에는 유사한 참조부호를 붙인 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 설명하겠다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 유량계측 시스템의 구성을 나타내고 있다.

이 유량 계측 시스템은 수도 메터에 상당하여 전자 유량계를 조립한 복수의 검출부(20-1∼20-n)와 이들 검출부(20-1∼20-n)에 대한 검침반(22)의 사이에 공통 버스 라인(21)이 배치 설비되어 있다. 공통 버스 라인(21)은 2선식(21a, 21b)의 것을 사용하고 있다.

검출부(20)는 수돗물 등의 피측정 유체가 흐르는 검출부 측정관(23)의 내벽에 한쌍의 전극(24a, 24b)이 접액 가능하게 설치되고, 검출부 측정관(23) 내의 피측정 유체에 자계를 인가 가능하게 여자 코일(25)이 검출부 측정관(23) 근방에 배치되어 있다. 이하의 설명에서 복수의 검출부(20-1∼20-n)를 구벽하지 않는 경우에는 간단히 "검출부(20)"라한다. 여자 코일(25)은 버스 라인(21)의 2선 사이에 직접 접속되어 있는 검침반(22)에서 버스라인(21)을 거쳐서 사각형파 전압이 인가되어 여자 전류가 흐르는 접속으로 되어 있다. 검출부 측정관(23)의 전극(24a, 24b) 사이에 발생하는 기전력은 증폭기(26)에서 증폭되어 샘플링 회로(27)로 입력된다. 샘플링 회로(27)에서 얻은 연속하는 샘플링치가 신호처리 회로(29)에 부여되어 유량 신호로 변환된다. 신호 처리 회로(29) 이후에서 디지털 처리가 행해진다.

검출부(20)에 유량신호 또는 그 적산 유량 신호를 표시하는 표시회로(30)를 구비하고 있다. 또 통신 회로(31)는 유량 신호 또는 적산 유량 신호를 전문으로서 통신 회로(31)로부터 버스라인(21)을 거쳐 검침반(22)으로 전송하는 기능을 구비한다.

검출부(20)의 각 회로는 검출부(20)의 전원 회로(28)로부터 전원이 공급된다. 이 전원 회로(28)는 버스 라인(21)에 접속 되어 사각형파 전압이 변화한 때를 트리거로서 일정 시간 지연된 샘플링 타이밍 신호를 샘플링 회로(27)로 송출한다. 또 전원 회로(28)는 통신 타이밍 신호를, 샘플링 기간을 빼내고 통신 회로(31)로 송출하도록 하고 있다.

한편, 검침반(22)은 정전압원(32)과 부전압원(33)을 구비하고 있고, 이 2개이 전압원을 교호로 버스 라인(21)에 접속함으로서 사각형파 전압을 발생시키는 기능을 구비하고 있다. 이 때문에 정전압원(32)의 부단자 및 부전압원(33)의 정단자가 버스 라인(21)의 한쪽의 라인(21b)에 각각 동시에 접속되고, 정전압원(32)의 정단자 및 부전압원(33)의 부단자가 버스라인(21)의 다른 쪽의 라인(21a)에 스위치(34)를 거쳐서 선택적으로 접속되도록 구성되어 있다. 스위치(34)에 의해서 버스라인(21)으로의 접속 전압원을 절환함으로서 사각형파 전압을 버스 라인(21)으로 인가할 수 있다.

타이밍 회로(35)는 이와같은 스위치(34)의 절환 동작을 제어하고 있어, 통신회로(36)에 대해서 사각형파 전압이 변화하고 있으므로 소정시간 경과후에 또 샘플링 기간과 간섭없는 타이밍으로 송수신 타이밍 신호(본 예에서는 송신 타이밍 신호와 수신 타이밍 신호로 된다.)를 송출한다.

통신 회로(36)는 송수신 타이밍 신호에 준해서 전문을 버스 라인(21) 상의 사각형파 전압으로 중첩시켜 송신하고, 또 검출부(20)의 통신회로로 부터의 사각형파 전압으로 중첩하고 있는 전문을 수신하는 기능을 갖는다. 통신 회로(36)가 수신한 유량 신호등의 정보는 표시 회로(37)에서 검출부 별로 표시한다.

다음에 이상과 같이 구성된 실시예에서의 동작에 대해서 도3 및 도4의 타임챠트를 참조하여 설명한다.

도4(a)에 나타낸 전압 절환 신호(점선으로 나타냄)를 검침반(22)에서의 타이밍 회로(35)로부터 스위치(34)에 대해서 부여함으로서, 일정 주기로 위상(정극성, 부극성)이 변화하는 사각형파 전압을 발생시키는 것으로 한다. 스위치(34)에 의해서 버스 라인(21)에 전압을 인가하는 전압원이 정전압원(32)과 부전압원(33)으로 일정 주기로 교호로 절환되므로, 도4(b)에 나타낸 바와같은 사각형파 전압이 발생한다.

검출부(20)에서는 버스라인(21)의 2선 사이에 접속되어 있는 여자 코일(25)에 사각형파 전압에 따른 여자 전류가 흐르므로, 도4(c)에 나타낸 자계가 발생하여 이 자계가 검출부 측정관(23)을 흐르는 피측정 유체에 인가된다. 이 때 검출부 측정관(23)에 피측정 유체(도4(d)에 유량변화가 예시되어 있다)가 흐르고 있으면, 상기 피측정 유체의 평균 유속에 비례한 기전력이 검출부 측정관(23)의 전극(24a, 24b) 사이에 발생한다. 도4(e)에 나타낸 바와같이 기전력에 따른 출력 신호를 증폭기(26)에서 증폭한 증폭 신호가 증폭기(26)에서 출력된다.

샘플링 회로(27)에서는 전원 회로(28)에서 사각형파 전압이 변화한 때를 트리거로서 이것으로부터 일정 시간 지연된 증폭 신호가 안정되어 있는 영역에서 샘플링 타이밍 신호(도2(f))가 부여된다. 동 회로(27)는 이 샘플링 타이밍 신호에 동기하여 증폭기 출력을 샘플링한다. 신호 처리 회로(29)는 샘플링 회로(27)에서 부여된 연속하는 샘플링치를, 사각형파 전압의 플러스 위상시의 값에서 마이너스 위상시의 값을 뺌으로서, 도4(g)에 나타낸 바와같이 90도 노이즈나 직류 노이즈(여자 전류를 교류화 하면, 전극(24a, 24b)이 전지화함에 따라 발생하는 노이즈임)의 영향이 없는 교류 신호를 취득한다. 이와같이 함으로서 취득된 교류 신호 또는 상기 유량 신호를 적산한 적산 유량 신호는 표시회로(30)에 표시한다.

도5는 검출부(20)와 검침반(22)의 사이에서의 통신의 타이밍을 나타낸다.

검침반(22)에서는 타이밍 회로(35)가 버스 라인(21)에 접속되어 있는 전압원으로서의 정전압원(32)에 접속하면, 그 접속 시점에서 소정시간 경과후에 또 샘플링 기산과 겹치지 않는 타이밍으로 도5(c)에 나타낸 송신 타이밍 신호를 통신 회로(36)에 대해서 부여한다. 그 통신 회로(36)는 송신 타이밍 신호가 입력됐을 때 즉 버스 라인 상의 사각형파 전압(정측)이 안정되어 있고, 또 샘플링 기간과 겹치지 않는 기간에 도5(b)에 나타낸 바와같이 버스 라인(21)의 사각형파 전압에 소정의 전문을 중첩시켜 검출부(20)로 송신한다. 또 통신 회로(36)는 수신 타이밍 신호가 입력 했을 때, 즉 버스 라인 상의 사각형파 전압(부측)이 절환되어 있으므로 소정시간 경과하고, 또 샘플링 기간에서 제외한 기간으로 도5(b)에 나타낸 바와같이 사각형파 전압으로 중첩되어 있는 전문의 수신을 실행한다.

한편 검출부(20)에서는 버스라인(21)에 부전압원(33)을 접속하고 있는 사이에 전원 회로(28)가 통신 회로(31)에 대해서 접속 시점으로 부터 소정 시간 경과후이고, 또 샘플링 기간과 겹치지 않는 기간에 도5(e)에 나타낸 바와같이 송신 타이밍 신호(점선으로 나타낸다)를 부여한다. 통신 회로(31)는 유량신호가 요구 되고 있으면, 송신 타이밍 신호를 입력했을, 도5(b)에 나타낸 바와같이 버스 라인(21)의 사각형파 전압에 유량 신호 또는 적산 유량 신호등의 소정의 전문을 중첩시켜 검침반(22)으로 송신한다. 또 통신 회로(31)는 수신 타이밍신호를 입력 했을 때, 즉 버스라인 상의 사각형파 전압이 정측으로 절환되어 있으므로 소정시간 경과후이고, 또 샘플링 기간(도5(g))에서 제외된 기간에 도5(b)에 나타낸 바와같이 사각형파 전압에 중첩하고 있는 전문을 버스라인(21)을 거쳐서 수신된다.

예를 들어 검침반(22)이 전 검출부(20-1∼20-n)로부터 적산 유량신호를 수집하는 경우에는 검침반(22)의 통신회로(36)로부터 사각형파 전압(플러스 위상)에 중첩하는 정보에 통신회로(36)는 적산유량치를 응답을 받고자하는 검출부의 번호를 지정한 전문을 포함한다. 이 전문을 버스 란인(21)을 거쳐서 전 검출부(20-1∼20-n)가 수신하게 되는 검출부(20)의 통신회로(31)는 전문에 지정된 번호가 자기 번호라고 판단한 때 유량신호의 요구가 있다고 판단하여 다음의 송신 타이밍 신호가 들어 왔을 때 마이너스 위상의 사각형파 전압에 중첩시킨 형으로 적산 유량을 검침반(22)의 통신회로(36)에 송신한다. 도6에 나타낸 바와같이 검침반(22)은 사각형파 전압이 플러스 위상으로 절환 되는 때에 순차 검출부의 번호를 변화시켜, 사각형파 전압이 마이너스 위상으로 절환되는 때에, 검출기 번호를 포함한 적산 유량신호의 전문을 수신하도록 하여, 검침반(22)이 순번에 따라 전 검출부(20-1∼20-n)로부터 적산 유량 신호를 수집할 수 있다. 또 검출부(20)는 사각형파 전압의 마이너스 위상에 검출부 번호의 전문을 중첩하고, 검침반(22)은 플러스 위상으로 절환되는 때에 검출부 번호를 포함한 적산 유량 신호의 전문을 수신하도록 해도 좋다.

이와같이 본실시예에 의하면, 복수의 검출부(20)와 검침반(22)의 사이에 배선된 버스 라인(21)을 이용하고, 검침반(22)의 전압원(32, 33)으로부터 각 검출부(20)의 여자 코일(25)에 사각형파 전압을 인가하고, 사각형파 전압의 소정 영역을 사용하여 지정 검출부 어드레스 및 유량신호(데이터)의 송수신을 행하도록 했으므로, 여자 회로나 전력 공급을 위한 배선 공사를 생략할 수 있다. 본 실시예에서는 검출부(20)에 전자 유량계를 조립 또 각 검출부(20)로부터 여자회로(전압원 및 스위치)를 삭감했으므로, 시스템 자체의 비용절감 및 검출부(20)의 소형화를 도모할 수 있다. 또 사각형파 전압이 전문 전송의 기준 타임 베이스로 되어 있으므로, 어느 임의 검출부가 신호를 샘플링중에 다른 검출부가 통신을 행할 수 있어, 그 임의 검출부의 유량 측정에 영향을 주지 않으므로 다수의 검출부에 대해서 용이하게 전송할 수 있다.

도7은 본 발명의 제2 실시예로서 사용할 수 있는 파형도이다. 검침반(22)은 검침반(22)으로부터 버스라인(21)에 인가하는 사각형파 전압에 제로 기간을 설정하고, 그 제로 기간을 사용하여 검침반(22)과 검출부(20)의 사이에서 통신을 실시한다. 즉 검침반(22)의 타이밍 회로(35)가 스위치(34)를 제어 함으로서, 도면에 나타낸 바와같이, 사각형파 전압의 위상을 절환하여 도중에서 플러스 위상과 마이너스 위상의 중간이 되는 제로의 기간(제로기간)(a)를 발생시킨다. 이것은 스위치(34)의 단자를 중간 위치에 소정시간 유지함으로서 제로 기간을 설정할 수 있다.

이 실시예에서는 검침반(22)의 타이밍 회로(35)가 제로 기간의 타이밍을 검출할 수 있으므로, 타이밍 회로(35)로부터 제로기간으로 송수신 타이밍 신호를 통신회로(36)로 부여하는 것으로 한다. 검출부(20)에서는 전원 회로(28)가 사각형파 전압의 위상 변화를 검출하여 샘플링 타이밍 신호 및 송수신 타이밍 신호를 발생시키는 타이밍을 판단하다.

본 실시예에 의하면, 검침반(22)은 사각형파 전압에 제로 기간을 설정하고, 그 제로 기산을 사용하여 검침반(22)과 검출부(20)의 사이에서의 통신을 실시하므로서, 시스템 전체의 전력의 절약화를 도모할 수 있다.

도8은 본 발명의 제3 실시예로서 사용하는 파형도이다. 검침반(22)은 검침반(22)으로부터 버스라인(21)에 인가하는 사각형파 전압에 스타트 신호를 중첩시켜 전 검출부(20-1∼20-n)로 스타트 신호를 송신하고, 역으로 스타트 신호를 수신한 검출부(20-1∼20-n)가 사각형파 전압의 반주기 마다 미리 정해진 순번으로 자국의 유량신호 등을 사각형파 전압에 중첩시켜 검침반(22)으로 송신한다. 검침반(22)은 반 주기마다 사각형파 전압에 중첩하여 송신하는 유량신호 등을 상기 순번에 준해서 검출부(20)와 대응 시킨다.

검침반(22)이 각 검출부(20-1∼20-n)로의 통신 순번을 미리 결정해 놓음으로서 각 검출부(20-1∼20-n)는 스타트 신호를 수신하면서 어떤 주기째(반주기의 정수배)를 송신하면 좋음을 알수 있으므로, 스타트 신호를 수신하여 송신할 때까지의 대기 시간을 검출부 마다 계산하여 구할 수 있다. 검출부(20)는 사각형파 전압의 위상 변화를 카운트함으로서 자국의 송신 번호를 검출할 수도 있다.

이 실시예에서는 반주기 마다 제로 기간을 설정한 사각형파 전압을 사용하여 상기 순차 송신을 행하도록 한 예를 나타내고 있다.

본 실시예에 의하면, 검침반(22)으로부터 사각형파 전압에 인가한 스타트 신호에 의해서 반주기 마다 일련의 통신이 실행되므로, 각각에 검출부를 지정하여 유량 신호를 수집하는 경우에 비해서, 전 검출부(20-1∼20-n)로부터 정보를 수집하기에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

다음은 제4 실시예의 설명이다.

본 실시예에서는 검침반(22)과 검출부(20)의 사이에서 전문 이외의 신호 전송에 스타트 신호를 트리거 한 순차 송신을 채용한다. 즉 전 검출부(20-1∼20-n)에 어드레스를 설정하고, 검침반(22)에서 검출부(20)의 어드레스 정보를 관리하고, 사각형파 전압의 어느 주기에 검침반(22)으로부터 송신한 스타트 신호에 의해서, 검출부(20)가 그 어드레스에 의해서 결정된 순서로 1주기에 하나의 신호(예를 들어 소정 기간내의 적산 유량에 대응한 펄스수)를 송출한다. 이 실시예는 도시하지 않았다.

도9는 본 발명의 제5 실시예의 검출부(20)의 일부를 나타낸 블록 다이어 그램이다. 검출부(20)에서 버스라인(21)의 2선간에 여자 코일(25)과 직렬로 여자 전류를 검출하는 저항기(41)를 접속하고, 저항기(41)에서 검출한 여자 전류의 크기에 다라서 유량신호를 보정한다.

동도면에 나타낸 바와같이 버스 라인(21)의 2선간에 여자 코일(25)과 직렬로 끼워 삽입된 저항기(41)의 양단부를 신호 처리회로(29)에 접속한다. 이것에 의해서 여자 코일(25)에 흐르는 여자 전류의 크기에 비례하는 전압 신호를 신호 처리 회로(29)에 입력할 수 있다.

검출부 측정관(23)을 흐르고 있는 피측정 유체의 유량이 일정해도, 피측정 유체에 인가되는 자계의 강도가 변화하면, 전극 사이에 유기되는 기전력이 변화하여 다른 유속을 나타낸 유량 신호가 출력될 가능성이 있다. 여기서 신호 처리 회로(29)에서 여자 전류의 크기 즉 자계의 강도에 따라서 측정치를 보정함으로서 항상 정확한 유량치를 얻을 수 있도록 되어 있다.

검출부(20)에서 버스 라인(21)의 2선간에 여자 코일(25)과 직렬로 정전류 회로를 접속하여 여자 코일(25)에 인가되는 사각형파 전압이 변화해도 여자 전류가 일정하게 유지되도록 한다.

도10은 본 발명의 제6 실시예의 검출부(20)의 일부를 나타낸 블록 다이어 그램이다. 동 도면에 나타낸 바와같이 버스 라인(21)의 2선간에 여자 코일(25)과 직렬로 정전류회로(42)가 접속되어 있다. 정전류회로(42)를 접속함으로서, 사각형파 전압이 변화해도 여자 코일(25)에 흐르는 여자 전류는 일정하게 유지된다. 따라서 사각형파 전압의 변화에 영향이 없는 신뢰성이 높은 유량치를 신호 처리 회로(29)에 서 산출할 수 있다.

도11은 본 발명의 제7 실시예에서 사용되는 파형을 나타낸 도면이다. 상기 실시예에서는 검침반(22)으로부터 공급되는 교류 전원의 파형이 사각형파로 설명했으나 본 발명은 사각형파에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 실시예에서는 검침반(22)으로부터 버스 라인(21)에 인가하는 사각형파 전압을 위상이 소정의 경사를 갖는 변화하는 사다리꼴형파로 했다. 이와같이 전압 파형을 사다리꼴파형으로 함으로서 검출기(20)의 회로 동작 전원을 얻기 위한 트랜스 등의 전력 손실을 경감할 수 있다. 동 도면에 있어서, t는 사다리꼴형파의 상승 및 하강 시간이다. t≠0은 이 t가 제로가 아님을 나타내고 있다.

도12는 본 발명의 제8 실시예를 나타낸 다이어 그램이다. 동도의 검출부(20)는 버스 라인(21)의 2 선간에 여자 코일(25)과 직렬로 스위치(43)를 접속하고, 이 스위치(43)을 개방함으로서 여자 코일(25)에 전류가 흐르지 않게 하도록 한다.

동도면에 나타낸 바와같이 버스라인(21)의 2선간에 여자 코일(25)과 직렬로 스위치(43)가 접속되어 있다. 스위치(43)의 개폐제어는 검침반(22)에서의 지령을 통신회로(31)를 거쳐서 수신하여 신호처리 회로(29)가 행한다.

검침반(22)은 검침반(22)으로부터, 검출부(20)로 사각형파 전압을 중첩시켜 스위치(43)를 여는 지령을 송신한다. 검출부(20)의 통신 회로(31)는 검침반(22)에서의 지령을 신호 처리 회로(29)로 통지한다. 신호처리 회로(29)는 신호 처리회로(29)를 거쳐서 검침반(22)에서의 지령에 따라 스위치(43)를 열고, 그 결과 여자 코일(25)에 전류가 흐르지 않게 된다. 또 검침반(22)에서 사각형파 전압에 중첩시켜 스위치(43)를 닫는 지령을 송신함으로서 스위치(43)를 닫을 수 있다.

따라서 검침반(22)은 검침반(22)에서 검출부(20)에 대해서 유량 측정의 필요가 없는 시간대 예를 들어, 장기간 부재와 같은 경우, 심야 시간(사업소 등의)에는 스위치(43)를 열어 놓는 지령을 부여하면, 소비 전력을 적게할 수 있다.

또 검침반(22)은 검침반(22)으로부터 스위치(43)의 개폐지령을 발생하는 것만 아니고, 신호 처리 회로(29)에 장시간 유량 신호가 출력 되지 않는 경우에 스위치(43)를 열어 전력의 절감화를 도모하도록 해도 좋다.

상술한 바에 비추어서, 본 발명은 첨부된 청구범위를 벗어 나지 않는 범위 내에서 여기에 기술한 것 외에 다양한 변형이 가능하다.

이상 상술한 본 발명에 의하면, 원격 검침을 위한 배선을 이용하여 전자 유량계에 필요한 여자 전원이나 회로 전원을 공급할 수 있도록 시스템을 구축함으로서 저가의 고정밀, 고내구성의 수도 메터의 집중 원격 검침 시스템을 실현 할 수 있는 유량계측 시스템을 제공할 수 있다.

여기서 고정밀이라 함은 기계식의 수도 메터에 비해서 정밀도가 높다는 것을 의미한다. 또 고내구성이라 함은 기계식의 수도 메터가 8년 정도가 수명인데 대하여 전자식 유량계는 적어도 20∼30년 이상의 수명을 유지함에 의한 것이다.

Claims (9)

1. 복수 개소에 설치된 피측정유체를 측정하는 검출부가 공통 버스 라인을 거쳐서 검침반에 각각 접속되고, 각 검출부에서 측정된 유량치가 검출반으로 수집되는 전자식 유량 계측 시스템으로서,

   상기 검출부는 피측정 유체가 흐르는 측정관과, 이 측정관 내벽에 관경 방향을 향해서 부착된 전극과, 공통 버스 라인에 접속되어 측정관의 관축 방향에 대해서 직교하는 방향으로 자계를 주는 여자 코일과, 상기 전극 사이에 발생하는 기전력을 증폭하는 증폭기와, 이 증폭기의 출력을 샘플링하는 샘플링 회로와, 이 샘플링 회로의 출력으로부터 유량 신호 또는 적산 유량 신호를 취득하는 신호 처리 회로와, 상기 여자 코일의 양단 사이에 접속되어 상기 유량 신호 또는 적산 유량신호를 공통 버스 라인의 교류파 전압에 동기시켜 송신하는 동시에, 상기 교류파 전압에 동기하여 검침반으로 부터의 신호를 수신하는 통신 회로를 구비하고,

   상기 검침반은 공통 버스 라인에 접속되어 상기 교류파 전압을 발생하는 교류파 전압 발생 회로와, 공통 버스 라인에 접속 되어 교류파 전압에 동기하여 상기 검출부에 대한 신호를 송신하는 동시에 상기 교류파 전압에 동기하여 검출부로부터의 신호를 수신하는 통신 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 교류파 전압은 사각형파 전압인 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 교류파 전압은 사다리꼴형파 전압인 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 검출부가 미리 정해진 순서로 교류파형 전압에 동기하고, 각 검출부에서 얻은 유량 신호 또는 적산 유량신호를 상기 신호에 비례한 펄스수에 의해서 순번으로 송신하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 검출부에 여자 코일에 직렬로 스위치를 접속하고, 상기 스위치를 상기 검침반에서 지령에 의해서 개방하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 교류파 전압 발생 회로에서 역극성으로 변화하는 과정에서 일정한 제로 기간을 갖는 교류파 전압을 발생시켜 상기 검출부의 통신 회로 및 상기 검침반의 통신회로가 상기 교류파 전압에 동기하여 상기 제로 기간을 이용하여 신호를 통신하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 검출부에 여자 코일에 흐르는 여자 전류의 크기에 따라서 유량신호 또는 적산 유량 신호를 보정하는 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 검출부에 여자 코일에 직렬로 정전류원을 접속하여 여자 전류를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.
9. 제1항에 있어서,

   상기 검출부에 여자 코일에 직렬로 스위치를 접속하고, 상기 스위치를 상기 거침반의 지령에 준해서 상기 검출부의 신호 처리 회로의 판단에 의해서 개방하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량계측 시스템.

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