KR100377485B1 - 전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량의 계량을 세 개의 유량센서로 실시토록하여 계량정밀도를 높이고, 임펠러의 역회전 에러검출과 누수 감지기능 및 원격검침기능을 용이하게 실시할 수 있는 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 전자식 수도미터에 임펠러의 회전을 감지하는 세개의 유량센서를 구비하여 상기 유량센서의 신호를 받아 적산유량 값을 연산하고 또 임펠러(12)의 역회전 오작동 및 누수의 유무를 감지함에 있어서, 적산펄스가 입력되면 그 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면, 계속해서 펄스가 입력되는 가를 확인하는 단계와, 계속 입력되는 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면 정회전 펄스로 간주하여 검출회수를 1가산하는 카운트를 행한 다음, 카운트값이 소정의 값이 되면 이 유량펄스를 내부의 이이피롬에 저장하는 단계와, 상기의 유량펄스가 입력되면 이전에 유량펄스가 입력된 시간의 차이를 구하여 평균시간 보다 적은 상태가 일정한 시간동안 계속 유지되면 누수로 판단하여 이에 대한 경고를 발생하는 단계와, 상기의 펄스가 역순으로 입력되는 펄스인가를 확인하여 맞으면 계속해서 펄스가 입력되는가를 확인하는 단계와, 계속해서 입력되는 펄스가 역순으로 입력되는 펄스이면 n회 이상 계속 역순으로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 역회전 경고를 발생한 후 통신수단을 통하여 관리소에 통보하는 단계들에 의해 수행된다.

이러한 본 발명은 세 개의 유량센서로 계량하므로 정밀도가 높아지고 역회전 오작동을 감지할 수가 있으며, 이는 또 소비자로부터 높은 신뢰도를 득할 수 있는 효과가 있다. 또한 유량의 흐름 상태를 이이피롬에 저장하기 때문에 지속적인 유량의 흐름을 파악할 수가 있어 누수의 유무를 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법{Method to sense backlash operation of electronic water meter and existence and nonexistence of water leakage}

본 발명은 전자식 수도미터에 관한 것으로, 특히 본 발명은 유량의 계량을 세 개의 유량센서로 실시토록하여 계량정밀도를 높이고, 임펠러의 역회전 에러검출과 누수 감지기능 및 원격검침기능을 용이하게 실시할 수 있는 전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 수도미터는 기계식 미터기로서 기계식 기어셋트를 사용함으로서 이물질 및 기어셋트의 장시간 사용에 대한 마모에 의해 계량의 정밀도가 떨어짐에 따라 소비자들로부터 신뢰를 얻지 못하고 있다.

또한 종래의 계량기는 기어셋트의 과도한 부하로 인하여 감도가 떨어지게 됨으로 계량기를 통과하는 수돗물의 유속이 미세할 경우에는 이를 감지하지 못하여 정밀 계량을 이룰 수가 없고, 또 워터햄머 현상 또는 수도꼭지를 잠글때 순간적으로 수돗물이 역류하는 현상이 발생하는데 이를 감지하지 못할뿐만 아니라 수도미터기를 역방향으로 설치하게 되면 유량측정이 불가능하기 때문에 합리적인 수도세의 징수가 어렵고 또 누수의 발생유무를 정밀기계를 이용하지 않는 한 파악할 수가 없는 단점이 있었다.

또한 검침작업은 검침원이 직접 육안으로 수치를 읽어 검침할 수밖에 없으므로 많은 인력을 투입해야함은 물론 인건비에 따른 많은 비용낭비를 초래하는 단점이 있었다. 이와 아울러 검침원을 가장한 범죄의 발생 우려가 있었다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점들을 해소하기 위해 창안한 것으로서, 수도미터를 전자식으로 구성하여 그 계량 측정의 정밀도를 높이고, 또 유속에 의해 회전되는 임펠러의 회전을 센싱하는 유량센서를 3개로 구성하여 각각의 펄스신호를 순차적으로 인식하도록 함으로써 역회전 오작동시 이를 감지할 수가 있도록 함과 아울러 지속적인 유량의 흐름을 파악하여 누수의 유무를 파악할 수 있도록 하고, 또 원격 검침작업이 가능하도록 함으로써 검침원을 가장한 범죄의 유발을 예방할 수 있는 전자식 수도미터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 전자식 수도미터의 구성부를 나타낸 블록 다이아그램.

도 2 는 본 발명의 전자식 수도미터의 구조를 나타낸 평면도.

도 3a,3b는 본 발명의 전자식 동작과정을 나타낸 플로우차트.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 - 계량기 본체 12 - 임펠러 14 - 제어실

20 - 마이크로 콘트롤러부 21 - 이이피롬 22 - 전원부

23 - 디스플레이부 24 - 통신수단 25a,25b,25c - 유량센서

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수단은 유량계의 본체와, 그 내부에 유량의 흐름에 의해 회전하여 유량신호를 제공하는 임펠러와, 상기 임펠러가 설치된 본체 일측에 제어실을 두어 이에 임펠러의 회전을 감지하여 펄스신호를 발생하는 세 개의 유량센서와, 유량센서의 신호를 받아 적산유량 값을 연산하고 또 임펠러의 역회전 오작동 및 누수의 유무를 감지하는 마이크로 콘트롤러부와, 적산된 값과 오동작 및 누수의 유무를 표시하는 디스플레이부와, 연산결과 추출된 정보인 미터상태 및 각종 유량 값 등의 미터정보를 저장하는 이이피롬(EEPRom)과, 미터기에 전원을 공급하는 배터리 및 전원안정화로 회로가 포함된 전원부와, 미터의 에러상태 유량 값에 대한 정보를 센터에 제공할 수 있는 통신수단으로 구성된 전자식 수도미터에 있어서,상기 유량센서의 신호를 받아 적산유량 값을 연산하고 또 임펠러(12)의 역회전 오작동 및 누수의 유무를 감지하는 작동은,적산펄스가 입력되면 그 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면, 계속해서 펄스가 입력되는 가를 확인하는 단계와,계속 입력되는 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면 정회전 펄스로 간주하여 검출회수를 1가산하는 카운트를 행한 다음, 카운트값이 소정의 값이 되면 이 유량펄스를 내부의 이이피롬에 저장하는 단계와,상기의 유량펄스가 입력되면 이전에 유량펄스가 입력된 시간의 차이를 구하여 평균시간 보다 적은 상태가 일정한 시간동안 계속 유지되면 누수로 판단하여 이에 대한 경고를 발생하는 단계와,상기의 펄스가 역순으로 입력되는 펄스인가를 확인하여 맞으면 계속해서 펄스가 입력되는가를 확인하는 단계와,계속해서 입력되는 펄스가 역순으로 입력되는 펄스이면 n회 이상 계속 역순으로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 역회전 경고를 발생한 후 통신수단을 통하여 관리소에 통보하는 단계들에 의해 수행되어 달성된다.이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전자식 수도미터의 구성부를 나타낸 블록 다이아그램이고, 도 2는 본 발명의 전자식 수도미터의 구조를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이 수도미터는 내부에 유량이 흐르는 공간을 이루고 그 내부에는 임펠러(12)실을 갖고 또 이와 격리된 일측에는 별도의 제어실(14)이 구성되어 있다. 임펠러(12)실의 내부에는 유량의 흐름에 의해 회전하는 임펠러(12)가 설치되어 있으며, 제어실(14)의 내부에는 임펠러(12)의 회전을 감지하는 유량센서(25a)(25b)(25c)가 설치되어 있다. 유량센서(25a)(25b)(25c)는 세 개로 구성되어 일정한 간격으로 설치되어 있다.

또한 유량센서(25a)(25b)(25c)의 신호를 처리하는 회로의 구성을 보면, 유량센서(25a)(25b)(25c)의 신호를 받아 적산유량 값을 연산하고 또 임펠러(12)의 역회전 오작동 및 누수의 유무를 감지하는 마이크로 콘트롤러부(20)가 구성되고, 적산된 값과 오동작 상태 및 누수의 유무를 표시하는 디스플레이부(24)와, 연산결과 추출된 정보인 미터상태 및 각종 유량 값 등의 미터정보를 저장하는 이이피롬(EEPRom)(21)과, 미터기에 전원을 공급하는 배터리 및 전원안정화 회로가 포함된 전원부(22)와, 미터의 에러상태 유량 값에 대한 정보를 센터에 제공할 수 있는 통신수단(24)들로 구성되어 있다.

유량계로 유량이 흐르게 되면 임펠러(12)가 회전하게 되고, 이는 세 개의 유량센서(25a)(25b)(25c)에 감지되어 펄스신호를 발생하게 된다. 즉, 유량센서(25a)(25b)(25c)는 자화센서(Reed S/W, MR센서, 홀센서 등)로서 임펠러(12)에는 유량센서(25a)(25b)(25c)가 임펠러(12)의 회전을 인식할 수 있는 동기 유발장치 예컨대 자석과 같은 물질이 부착되어 있다. 따라서 임펠러(12)의 회전에 따라 유량센서(25a)(25b)(25c)는 순차적으로 펄스신호를 발생하게 되며, 이신호를 받아 마이크로 콘트롤러부(20)가 적산유량을 검출하게 된다.

유량의 계측은 3개의 유량센서(25a)(25b)(25c)를 사용하여 순차적으로 펄스가 발생될 때 이를 정상적인 값 1개로 인정하고 정상적인 펄스가 유량의 기본단위에 해당하는 많큼의 유량이 흘렀다고 생각 될 때 이를 1단위로 하여 유량값을 증가시킨다 .

즉, 3펄스(1회전)를 정상적인 1회전에 해당하는 것으로 간주하고 이를 기본단위가 될 수 있는 유량( ex : 1L/286rpm)으로 환산하여 그에 해당하는 값(회전숫자)이 갖추어 졌을 때 내부 이이피롬(21)에 적산된 값을 1 상승시킨다. 또한 표시는 이를 기준으로 하여 요금부과의 기준이 될 수 있는 단위 까지만을 표시할 수도 있다. (역회전이 아니라고 판단될 때 정상 적산실시)

또한 마이크로 콘트롤러부(20)에서는 저 전력을 실현하기 위하여 유량센서에서 발생되는 펄스를 외부인터럽트방식을 이용하여 받아들여 펄스가 입력되는 순간 명령을 처리하고 수행이 끝난후 다음 펄스가 입력될 때 까지는 마이크로 콘트롤러부(20)의 동작을 정지시키는 슬립모드 - 마이크로 콘트롤러가 주어진 조건에 의한 수행을 종료 한 다음 또다른 조건(펄스입력, 통신요구 등...)이 가해지기 전까지는 기본적인 기능만을 살려둔체 부가모듈 부분을 잠시 정지시켜서 전력의 소모를 줄일 수 있음 - 로 진입되어 전력의 소요를 극히 미세하게 소모함으로 하여 배터리를 이용한 전자식 수도미터기가 가능하게 한다.

즉, 유량센서(25a)(25b)(25c)로부터 유량 펄스신호가 입력되면 역회전인가를 판단하여 역회전일때는 디스플레이부(24)에 경고메시지를 출력하고, 순방향의 회전일 경우에는 연산을 수행하여 입력값이 표시치의 최소값인 10L가를 판단한다. 이때 입력값이 표시치의 최소값인 10L이 아닐 경우에는 다시 입력되는 유량 펄스신호의 입력값을 받아 역회전인가 순방향회전인가를 비교판단하도록 한다. 입력값이 10L일 때에는 LCD 디스플레이(Display)를 1카운팅시켜 유량값이 적산표시된다.

임펠러(12)의 역회전 오작동의 감지는 임펠러(12)의 순방향에 의해 유량센서(25a)(25b)(25c)의 순차적 펄스신호를 발생할 때 차순의 유량센서(25a)(25b)(25c)를 건너뛰게 되면 역회전으로 감지된다.

즉, 임펠러(12)가 회전하여 1번과 2번 유량센서(25a)(25b)에 감지된 다음 3번 유량센서(25c)를 지나지 않고 역회전하여 다시 2번 유량센서(25b)에 감지될 경우에는 이를 역회전으로 인식하게 되는 것이다.

하지만 유량이 공급되다가 갑자기 밸브를 잠그게 되면 순간적으로 역류현상즉 워터해머가 발생하게 된다. 이 워터해머에 의해 임펠러(12)가 역회전할 우려가 있으므로 이를 구별하기 위해 일정시간 이상 역회전이 검지 되었을 때 이를 역회전이라 규정하고 경고 표시를 하게 된다.

또한 누수검지는 유량센서(25a)(25b)(25c)에서 검출되는 유량이 일정기간이상 일정량으로 계속될 때 이를 마이크로 콘트롤러부(20)에서 에러로 판정하고 디스플레이부(24)에 에러를 표시함과 아울러 통신선로를 이용하여 센터로 경보를 전송한다.

이하 본 발명의 역회전감지 및 누수의 여부를 감지하는 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a,3b는 본 발명의 동작과정을 나타낸 플로우차트이다.

먼저 펄스가 입력되면(단계 101)??그 펄스가 제 1 센서로부터 입력되는 펄스인 가를 확인하여(단계 102) 맞으면, 다음의 펄스가 입력되는 가를 확인한다(단계 103).

다음의 펄스가 제 2 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 104) 맞으면, 그 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 105)

그 다음의 펄스가 제 3 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 106)맞으면, 또 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 107)

또 다음의 펄스가 제 1 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 108) 맞으면, 검출회수를 1가산하는 카운트를 행한 다음(단계 109), 카운트값이 소정의 값이 되면 이 유량펄스를 내부의 이이피롬(21)에 저장한다.(단계 110)

상기의 유량펄스가 입력되면 이전에 유량펄스가 입력된 시간의 차이를 구하여(단계 111) 평균시간 보다 적은 상태가(단계 112) 일정한 시간동안 계속 유지되면(단계 113) 누수로 판단하여 이에 대한 경고를 발생한다.(단계 114)

그리고 상기의 단계 102에서 그 펄스가 제 1 센서로부터 입력되는 펄스가 아니면, 제 2 펄스에서 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 115) 맞으면 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 116)

다음의 펄스가 제 3 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 117) 맞으면, 그 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 118)

그 다음의 펄스가 제 1 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 119) 맞으면, 또 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 120)

또 다음의 펄스가 제 2 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 121) 맞으면, 단계 109로 이동하여 펄스를 카운트한다.

그리고 상기의 단계 115에서 그 펄스가 제 2 센서로부터 입력되는 펄스가 아니면, 제 3 펄스에서 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 122) 맞으면 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다(단계 123).

다음의 펄스가 제 1 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 124) 맞으면, 그 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 125)

그 다음의 펄스가 제 2 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 126) 맞으면, 또 다음의 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 127)

또 다음의 펄스가 제 3 센서로부터 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 128) 맞으면, 단계 109로 이동하여 펄스를 카운트하는 정회전 모드를 수행한다.

한편, 상기의 단계 104, 단계 106, 단계 108, 단계 117, 단계 119, 단계 121, 단계 124, 단계 126 및 단계 128에서 해당 펄스의 입력이 아니면, 역순으로 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 130) 맞으면 다시 펄스가 입력되는가를 확인한다.(단계 131)

상기의 펄스가 또 역순으로 입력되는 펄스인가를 확인하여(단계 132) 입력되면 n회 이상 계속 역순으로 입력되는 펄스인 가를 확인하여(단계 133) 맞으면 역회전 경고를 발생한 후(단계 134) 통신수단을 통하여 관리소에 통보한다.(단계 135)

또한 본 발명의 계량기는 임펠러(12)자체의 부하 외에는 전혀 저항을 받을 부분이 없기 때문에 미량의 유량 흐름에도 반응할 수가 있고, 또 1회전당 3개 이상의 유량을 검출할 수 있으므로 고정밀도를 보장할 수 있다.

또한 유량의 흐름 상태는 마이크로 콘트롤러부(20)를 통해 이이피롬(21)에 저장된다. 저장된 정보는 통신수단(24)을 통해 센터로 전송되므로 관리자는 센터에서 지속적인 유량의 흐름을 파악할 수가 있다. 그 정보에 의해 누수의 유무를 용이하게 파악할 수 있다.

뿐만 아니라 수도미터기 내부에 순간유량, 적산유량 및 각종 에러사항을 미터내부에 보유된 통신포트를 이용하여 센터로 전송하도록 되어 있으므로 원격 검침작업은 물론이고 각종 에러사항에 대한 원격제어 및 원격지에서의 미터기의 초기화 그리고 수도미터기에 차단장치(26)가 설치되어 있을 경우에는 이의 원격제거가 가능하다.

또한 전원공급부에 있어서, 배터리 사용시 전지 전압이 일정 수준 이하로 저하할 때 이를 경고할 수 있도록 되어 있는데, 특히 전지전압의 상태를 단계별로 표시하여 경고할 수 있도록 되어 있어 전지 전압의 저하에 대한 안정성을 보장할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 계량기의 내부에 임펠러의 회전을 감지하는 유량센서를 3개로 구성하여 순차적으로 감지토록 되어 있고, 또 임펠러의 회전시 그 저항이 작아 미량의 유량 흐름에도 반응을 보이도록 되어 있기 때문에 계량 측정의 정밀도가 높아질 뿐만 아니라 역회전 오작동을 감지할 수가 있는 장점이 있으며, 이는 또 소비자로부터 높은 신뢰도를 득할 수 있는 효과가 있다.

또한 유량의 흐름 상태를 이이피롬에 저장하기 때문에 지속적인 유량의 흐름을 파악할 수가 있으므로 누수의 유무를 파악할 수 있는 효과가 있다.

또한 원격제어 및 검침작업이 가능하도록 하므로서 많은 인력과 인건비를 줄일 수 있는 효과와 더불어 검침원을 가장한 범죄의 유발을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 전자식 수도미터에 임펠러의 회전을 감지하는 세개의 유량센서를 구비하여 상기 유량센서의 신호를 받아 적산유량 값을 연산하고 또 임펠러(12)의 역회전 오작동 및 누수의 유무를 감지함에 있어서,

   적산펄스가 입력되면 그 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면, 계속해서 펄스가 입력되는 가를 확인하는 단계와,

   계속 입력되는 펄스가 정상적인 센서의 순서로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 맞으면 정회전 펄스로 간주하여 검출회수를 1가산하는 카운트를 행한 다음, 카운트값이 소정의 값이 되면 이 유량펄스를 내부의 이이피롬에 저장하는 단계와,

   상기의 유량펄스가 입력되면 이전에 유량펄스가 입력된 시간의 차이를 구하여 평균시간 보다 적은 상태가 일정한 시간동안 계속 유지되면 누수로 판단하여 이에 대한 경고를 발생하는 단계와,

   상기의 펄스가 역순으로 입력되는 펄스인가를 확인하여 맞으면 계속해서 펄스가 입력되는가를 확인하는 단계와,

   계속해서 입력되는 펄스가 역순으로 입력되는 펄스이면 n회 이상 계속 역순으로 입력되는 펄스인 가를 확인하여 역회전 경고를 발생한 후 통신수단을 통하여 관리소에 통보하는 단계들에 의해 수행됨을 특징으로 하는 전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법