KR101184726B1 - Flow meter for measuring flow rate at several time slots - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시간대별로 다른 유체의 흐름량을 시간대별로 다른 증폭율을 적용하여 측정함으로써 측정의 정확성을 향상시키고, 검지하기가 매우 어려운 미세한 유체의 누출 등을 정확히 검지할 수 있도록 한, 시간대 구분설정으로 측정의 정확성을 향상시킨 유량계에 관한 것이다.The present invention improves the accuracy of the measurement by measuring the flow rate of different fluids at different time zones by applying different amplification rates at different time zones, and measures by time zone division setting to accurately detect leaks of minute fluids that are very difficult to detect. It relates to a flow meter with improved accuracy.
본 발명은 특히 낮시간과 밤시간에 각기 달리 검지되는 수돗물 사용량을 정확하게 측정하기 위한 기술로써 낮시간대와 밤시간대를 미리 설정하여 놓고 이들 시간대별로 측정된 데이터의 증폭율을 달리 적용함으로써 미세한 유량도 정확히 측정하여 특히 사용량에 상응하는 요금부과의 정확성을 높이고 관로의 불량으로 인한 누수 등을 검지하여 신속한 조치가 가능하도록 한 것이다.
In particular, the present invention is a technology for accurately measuring the amount of tap water detected differently during the day and night time by setting the day time zone and the night time zone in advance, and applying the amplification rate of the data measured for each time zone to different minute flow rate accurately. In this way, it is possible to increase the accuracy of the billing corresponding to the usage amount, and to detect the leakage due to the failure of the pipeline so that quick action is possible.
종래에 관 내부를 흘러가는 물, 기름, 가스 등의 유체의 양을 측정하기 위한 유량계에 관하여 여러 가지 다양한 방법들이 사용되어 왔으며, 유량계는 그 작동 방식에 따라 기계식 또는 전자식으로 구분할 수 있다.Conventionally, various methods have been used with respect to a flowmeter for measuring the amount of fluid, such as water, oil, gas, etc. flowing through the inside of the pipe, and the flowmeter may be classified mechanically or electronically according to its operation.
기계식 유량계는 임펠러 또는 로터가 회전함에 따라 이에 연결된 기어들이 회전하면서 그 회전량을 직접 표시하여 사용량을 측정하는 방법과, 임펠러 또는 로터에 영구자석을 부착하여 임펠러 또는 로터가 회전함에 따라 기계식 기어에 부착된 영구자석이 회전하여 기계식 기어의 회전수를 적산하여 사용량을 측정할 수 있는 방법이 사용되어 왔다.The mechanical flowmeter measures the usage by directly displaying the amount of rotation as the gear connected to it rotates as the impeller or rotor rotates, and attaches a permanent magnet to the mechanical gear as the impeller or rotor rotates by attaching a permanent magnet to the impeller or rotor. The method has been used to measure the amount of use of the permanent magnet rotates to accumulate the rotational speed of the mechanical gear.
그러나 상기와 같은 기계식 유량계는 다수의 기어가 서로 맞물려서 회전하기 때문에 장기간 사용하게 되면 기어가 마모되어 기어의 맞물림이 어긋나게 되고, 또한 기어 사이에 이물질이 끼여 기어의 정확한 회전수를 측정할 수 없어 실제로 사용한 유체의 양과 유량계를 통해 측정한 값 사이에 점차 큰 오차가 생기게 되어 정확한 계량을 할 수 없다는 문제가 있었다.However, the mechanical flowmeter as described above rotates because a large number of gears are engaged with each other, so if the gear is worn for a long period of time, the gears are misaligned, and foreign matter is caught between the gears. There was a problem in that accurate metering was not possible due to a gradual error between the amount of fluid and the value measured through the flow meter.
따라서 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 전자식 유량계가 많이 사용되고 있다. 전자식 유량계는 임펠러 또는 로터 상에 영구자석을 설치하고, 그 외부에 영구자석 또는 센서 등을 설치하여 자석의 자기력 또는 상호작용에 의하여 회전수를 측정하여 유체의 사용량을 측정하는 방법을 사용하고 있다. Therefore, in order to solve the above problems, the electronic flow meter is used a lot. Electronic flowmeters use a method of installing a permanent magnet on an impeller or a rotor, and installing a permanent magnet or a sensor outside thereof to measure the number of fluids by measuring the rotational speed by magnetic force or interaction of the magnet.
종래 수도관로를 측정하는 유량계는 통상적으로 수도 사용량이 많은 낮시간과 수도 사용량이 적은 밤시간에 대하여 동일한 측정범위로 유량을 측정하여 저유량 특성이 좋지 못한 일반적인 유량계 특성으로는 상대적으로 수도 사용량이 적은 밤시간대의 저유량대는 측정이 용이하지 못하다는 문제가 있었다.Conventional flowmeters for measuring water pipes typically measure flow rates in the same measurement range for daytime hours with low water usage and nighttime hours with low water consumption, and thus have relatively low water consumption. The low flow rate at night time has a problem that it is not easy to measure.
또한 저유량이라 하더라도 감지되는 량이 실제로 사용에 의해 감지되는 것인지 혹은 관로의 불량으로 인한 누수로 인한 것인지를 뚜렷하게 판별할 수 있는 방법이 없었다.In addition, even low flow rate, there was no way to clearly determine whether the detected amount is actually detected by the use or due to leaks due to poor pipe.
구체적인 종래 누수감지시스템으로는 도 1에 도시된 바와 같이 송수관(10), 유량계(21,22), 누수감지장치(30)로 구성된 것이 개시되어 있다.As a specific conventional leak detection system, as shown in FIG. 1, a
송수관(10)은 물 등 유체(12)를 저장할 수 있는 저장장치(13) 사이를 수십 또는 수백 킬로미터의 긴 구간에 걸쳐 연결하고, 연결된 송수관(10)의 중간지점에는 가압소(14)가 있어 긴 구간을 지나면서 떨어지는 압력을 적정압력으로 유지시킨다. The
유량계(20)는 저장장치(13) 또는 가압소(14)의 송수지점 또는 입하지점에 설치할 수도 있고, 송수관(10) 중간에 설치될 수도 있다. 그러나 최소한 유체(12)가 흘러 나가는 송수지점과 유체(12)가 흘러 들어오는 입하지점의 2곳 이상에는 설치되어야 한다. 송수지점(A)의 유량계(21)와 입하지점(B)의 유량계(22)는 유량(QA, QB)을 측정하여 누수감지장치(30)로 전송한다. 유량계(20)는 소정간격으로 유량을 지속적으로 측정하여 누수감지장치(30)로 측정치를 실시간으로 전송한다. The
누수감지장치(30)는 실시간으로 전송되는 유량데이터를 데이터베이스(40)에 저장한다. 한편, 유량(Q)에 대한 모니터링 시간간격이 1초보다 큰 경우, 즉, 1분, 10분, 1시간 등의 경우에는 그 시간동안 측정된 유량(Q)을 모두 평균한 값을 사용한다. 그러나 측정오차 등을 줄이기 위해 그 시간동안 최대값이나 최소값, 또는 다른 측정치보다 편차가 크게 나는 측정치 등을 제외하여 평균할 수도 있다. 누수감지장치(30)는 상기와 같이 구한 유량(Q)정보를 이용하여 누수여부를 판단한다. 그러나 누수여부의 판단은 유량에 대한 정보를 이용하는 것이므로, 송수관(10)내에 유체(12)가 흐르는 경우에 한하여 누수여부를 판단할 수 있다.The
한편, 전송간격은 유량계(21,22)의 측정시간과 누수감지장치(30)와 유량계(21,22)간의 통신선로의 속도, 누수감지장치(30)의 수신속도 등에 의해 결정된다. 또는 정책적으로 관리자에 의해 결정될 수도 있다.On the other hand, the transmission interval is determined by the measurement time of the
데이터베이스(40)는 필요한 데이터를 저장하기 위한 저장소이다. 상기 데이터베이스(40)는 측정된 유량정보를 저장하는 유량정보DB(41), 유체의 누수, 누수판단의 기준 등을 저장하는 기준정보DB(42)로 이루어진다. The
이러한 종래 시스템은 도 1에서의 두 지점, 즉, 송수지점 A와 입하지점 B에서 측정한 유량을 비교함으로써, 누수여부를 판단하는 방식이다.The conventional system compares the flow rates measured at two points in FIG. 1, that is, water supply point A and arrival point B, thereby determining whether there is a leak.
즉, 만약 송수지점 A와 입하지점 B 사이에서 누수가 발생하는 지점 C가 발생되면 송수지점 A의 유량에 비해 입하지점 B의 유량이 적어질 것이다. 따라서 A지점에서 측정된 유량과 B지점에서 측정된 유량을 비교하여 그 차이가 나면 누수로 판단할 수 있다.In other words, if a leak occurs between the water supply point A and the arrival point B, the flow rate of the arrival point B will be smaller than the flow rate of the water delivery point A. Therefore, by comparing the flow rate measured at point A and the flow rate measured at point B, if the difference is found, it can be determined as a leak.
그러나 문제는 유량계(20)에서 측정한 유량의 측정오차가 발생될 수 있다는 점이다. 유량계(20)에 의해 측정한 유량의 오차는 유량계 자체에 의해 발생되는 오차도 있는 반면, 송수관(10)의 환경에 의해 발생될 수도 있다. 따라서 입하지점 B에서 유량계(22)로 측정한 유량(QB)이 송수지점 A에서 유량계(21)에서 측정한 유량(QA)보다 작을 것이다. 따라서 누수감지장치(30)는 이에 대한 보정을 하여 유량을 비교해야 한다.However, a problem is that measurement errors of the flow rate measured by the
본 발명은 종래 유량계의 경우 일률적인 측정량 적용으로 인해 시간대별로 나타날 수 있는 유량차이에 따른 측정의 부정확성을 야기할 수 있는 문제를 해소하기 위한 것으로서, 유량 측정시간대를 낮시간대와 밤시간대로 구분 설정하여 각기 다른 증폭율을 적용하고 이에 상응하는 유량교정변수를 적용하여 유량을 환산함으로써 유량 측정의 정확성을 향상시키도록 한 시간대를 구분설정하여 유량을 측정하는 유량계를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problem that can cause the inaccuracy of the measurement according to the flow rate difference may appear by time in the case of the conventional flow meter, the flow rate measurement time zone is divided into day time zone and night time setting The purpose of the present invention is to provide a flow meter for measuring flow rate by setting a time zone to improve flow rate accuracy by applying different amplification factors and applying a corresponding flow calibration variable to convert the flow rate.
본 발명의 다른 목적은 유량을 검지하여 누수여부를 판단할 수 있도록 한 시간대를 구분설정하여 유량을 측정하는 유량계를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a flow meter for measuring the flow rate by setting one time zone so as to detect the flow rate to determine whether there is a leak.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시간대를 구분설정하여 유량을 측정하는 유량계는, 관로에 설치되어 그 내부를 흐르는 유체의 량을 상시 검지하는 센서; 센서에서 검지된 유량신호를 안정된 유량신호로 증폭하는 안정화증폭기; 수돗물 사용량이 낮시간대와 밤시간대별로 다른 점을 감안하여 실시간으로 현재시각을 체크하여 미리 정해진 낮시간대 또는 밤시간대 검지된 유량신호로 구분하는 시간대별 선택기; 시간대별 선택기의 선택에 따라 낮시간대에 검지된 유량신호를 증폭하는 증폭기; 시간대별 선택기의 선택에 따라 밤시간대에 검지된 유량신호를 증폭하는 증폭기; 낮시간대 검지신호 증폭기 또는 밤시간대 검지신호 증폭기의 증폭신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환기; A/D변환기로부터 입력된 증폭신호를 연산하여 사용량을 판단하는 제어기; 및 제어기에 대해 수돗물 사용량이 많은 낮시간대로 설정한 시간과 상대적으로 수돗물 사용량이 적은 밤시간대로 설정된 시간을 실시간으로 상시 입력하는 시간연산기로 구성된 것을 특징으로 한다.Flow meter for measuring the flow rate by setting the time zone of the present invention for achieving the above object, the sensor is installed in the pipeline to constantly detect the amount of fluid flowing through the inside; A stabilization amplifier for amplifying the flow rate signal detected by the sensor into a stable flow rate signal; A time zone selector that checks the current time in real time in consideration of the difference in the amount of tap water used by the day time zone and the night time zone and classifies the flow signal detected by a predetermined day time zone or night time zone; An amplifier for amplifying the flow signal detected during the daytime according to the selection of the time slot selector; An amplifier for amplifying the flow signal detected in the night time zone according to the selection of the time slot selector; An A / D converter for converting an amplified signal of a daytime detection signal amplifier or a nighttime detection signal amplifier into a digital signal; A controller for calculating an amount of usage by calculating an amplified signal input from the A / D converter; And a time calculator for inputting a time set for daytime with a large amount of tap water to a controller and a time set for nighttime with relatively low amount of tap water.
본 발명에 있어서, 제어기는 센서에서 검지된 유량신호를 시간연산기의 낮시간대 및 밤시간대 설정에 따라 저장 관리되는 증폭율을 달리 적용하여 디지털신호로변환된 신호를 그에 상응하는 유량교정변수를 적용하여 유량을 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller applies the flow rate signal detected by the sensor to the amplification ratio stored and managed differently according to the day time zone and the night time zone setting of the time calculator to apply the flow rate correction variable corresponding to the signal converted into a digital signal. It is characterized by determining the flow rate.
본 발명에 있어서, 시간연산기에 의해 설정되는 낮시간대 및 밤시간대는 가변적인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the day time zone and the night time zone set by the time operator are characterized in that they are variable.
본 발명에 있어서, 제어기는 검지된 유량신호와 기준신호 비교결과를 토대로 관로의 누수여부를 판단하는 누수 판단프로그램을 저장 관리하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the controller stores and manages a leak determination program for determining whether the pipe is leaked based on the result of comparing the detected flow signal and the reference signal.
본 발명의 시간대를 구분설정하여 유량을 측정하는 유량계에 따르면, 유량의 많고 적음에 관계없이 항상 정확한 유량 측정이 가능하므로 수도 관내에 밤시간 저유량 대역에 대해서도 정확한 과금이 가능하다는 이점이 있다.According to the flow meter for measuring the flow rate by setting the time zone of the present invention, it is possible to accurately measure the flow rate at any time, even in the water pipe at night, regardless of the large or small flow rate, there is an advantage that accurate charging is possible.
또한 본 발명에 따르면, 주야 불문하고 수도관의 미세한 누수까지 검지하여 쓸데없이 낭비되는 물을 절약할 수 있으며, 누수에 따른 적절한 조치가 신속하게 이루어질 수 있도록 한다는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, by detecting even a minute leak of the water pipe, day and night, it is possible to save the unnecessary waste of water, there is an advantage that can be quickly made appropriate measures according to the leak.
도 1은 종래 누수감지시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유량계의 제어블록도.
도 3은 종래 유량계 측정범위와 본 발명의 유량계 측정범위 비교도.
도 4는 유량 측정에 요구되는 최소 데이터량에 따른 과제를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 증폭율과 유량교정변수 적용의 상관 관계도.
도 6은 본 발명에 따른 유량교정변수 적용으로 해결되는 문제를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유량계의 유량측정방법 흐름도.1 is a block diagram of a conventional leak detection system.
2 is a control block diagram of a flow meter in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart measurement range comparison of the conventional flow meter measurement range of the present invention.
4 is a diagram showing the problem according to the minimum amount of data required for flow rate measurement.
Figure 5 is a correlation diagram of the application of amplification factor and flow rate calibration variable according to the present invention.
Figure 6 is a view showing a problem solved by the application of the flow calibration parameters in accordance with the present invention.
7 is a flow chart measuring method of the flow meter according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 유량계는 도 2에 도시된 바와 같이 관로에 설치되어 그 내부를 흐르는 유체의 량을 상시 검지하는 센서(10)와, 상기 센서(10)에 의해 검지된 유량신호를 소정레벨로 증폭하는 안정화증폭기(20)와, 상기 안정화증폭기(20)에서 증폭된 유량신호의 검지시각을, 유량교정변수 적용을 위해 실시간으로 체크하여 미리 설정된 낮시간대 또는 밤시간대 검지신호로 구분하도록 시간대를 구분하는 시간대별 선택기(30)와, 상기 시간대별 선택기(30)에서의 구분에 따라 낮시간대에 검지된 유량신호를 낮시간대 증폭율을 적용하여 증폭하는 낮시간대 증폭기(40)와, 상기 시간대별 선택기(30)에서의 구분에 따라 밤시간대에 검지된 유량신호를 밤시간대 증폭율을 적용하여 증폭하는 밤시간대 증폭기(50)와, 상기 낮시간대 증폭기(40) 또는 밤시간대 증폭기(50)의 증폭신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(60)와, 상기 A/D변환기(60)로부터 입력된 디지털신호를, 시간연산기(80)로부터 입력되는 낮시간대 및 밤시간대별 유량신호가 낮시간대 증폭기(40) 및 밤시간대 증폭기(50)에서 각각 다른 증폭율로 증폭된 것을 교정하도록 낮시간대 및 밤시간대별 유량교정변수를 적용하여 연산함으로써 수돗물 사용량을 판단하는 제어기(70)로 이루어진다. The flow meter of the present invention is installed in the pipeline as shown in Figure 2, the
본 발명의 상기 시간연산기(80)는 제어기(70)에 대해 수돗물 사용량이 많은 낮시간대로 설정한 시간과 상대적으로 수돗물 사용량이 적은 밤시간대로 설정한 시간이 시간대별 선택기(30)에 의해 선택 구분되도록 실시간을 상시 입력한다.In the
시간연산기(80)에서 입력되는 낮시간대와 밤시간대는 항상 고정된 시간이 아니라, 계절별로 달리 설정될 수 있다. 예를 들어 일출시간과 일몰시간이 계절별로 다르므로 이를 감안할 수도 있고, 여름철에는 밤늦은 시간에도 더위를 식히기 위해 샤워를 하는 것이 통상적이므로 이러한 것들을 고려하여 적절하게 변경 설정하면 될 것이다. The day time zone and the night time zone input from the
상기에서 안정화증폭기(20)는 센서(10)에 의해 검지된 유량신호의 제어기(70)에서의 판단이 용이하도록 일정레벨로 1차 증폭하는 제1단증폭부(100)로서 제공되는 것이며, 시간대별 선택기(30), 낮시간대 검지신호 증폭기(40) 및 밤시간대 검지신호 증폭기(50)는 상기 제1단증폭부(100)의 안정화증폭기(20)에서 일정레벨 증폭된 센서(10)의 검지된 유량신호를 시간대별로 구분하고, 각기 다른 증폭율을 적용함으로써 검지된 유량신호의 디지털신호로의 변환이 정확하게 이루어지도록 일정레벨로 2차 증폭하는 제2단증폭부(200)로서의 역할을 수행하는 것이다. The
제어기(70)는 센서(10)에서 검지된 유량신호를 시간연산기(80)의 낮시간대 및 밤시간대 설정에 따라 저장 관리되는 제2단증폭부(200)에서의 증폭율에 상응하는 유량교정변수를 적용하여 디지털신호를 환산하는 식으로 유량을 판단한다.The
제어기(70)는 또한 누수를 판단하는 프로그램을 저장 관리하는바, 낮시간대에는 수돗물 사용량이 많아 대부분 실제 사용으로 것으로 판단하는 반면에, 밤시간대에는 상대적으로 수돗물 사용량이 많지 않아 실제 사용에 따른 것인지 또는 누수에 따른 것인지를 구분하기가 어려우므로 밤시간대 수돗물 사용량에 대한 데이터와 누수로 인한 데이터를 별도로 만들어 관리하도록 하는 것이 바람직하다. The
이러한 데이터들은 예를 들어 검지된 유량이 일정기준 이상일 경우에는 실제 사용된 유량으로 판단하여 과금에 적용토록 하고, 일정기준 이하일 경우에는 관로의 파열 등으로 인한 누수로 판단하여 과금에 적용하지 않고 누수지점을 신속히 파악하는데 필요한 자료로 사용되도록 하는 것이다. For example, if the detected flow rate is above a certain level, it is judged to be the flow rate actually used, and if it is below a certain level, it is judged as a leak due to the rupture of the pipe and is not applied to the charge point. It is to be used as the data necessary for quick identification.
상기 증폭율 및 유량교정변수에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 전자유량계는 센서로부터 측정되는 미세 전압 신호를 측정하여 VF 컨버터를 통해 주파수신호로 변환하는 동작을 수행하여 유량을 측정 판단하는 장치이다. 그런데 유량이 적은 경우 센서로부터 측정되는 전압 신호가 매우 미세하고 이에 따라 변환된 주파수신호도 매우 작기 때문에 이를 좀 더 정확히 측정하기 위해서는 측정시간을 늘려 일정량 이상의 검지데이터를 확보하여야만 한다. The amplification rate and flow rate calibration parameters will be described in more detail as follows. The electromagnetic flowmeter is a device that measures the flow rate by measuring the minute voltage signal measured from the sensor and converts it into a frequency signal through the VF converter. However, when the flow rate is small, the voltage signal measured from the sensor is very fine and accordingly the converted frequency signal is very small. Therefore, in order to measure more accurately, it is necessary to increase the measurement time to obtain a certain amount of detection data.
예를 들어 0.1% 이상의 정도를 확보하기 위해서는 1000개 이상의 데이터 확보가 필요하다. 그러나 이 경우 입력분해능은 올릴 수 있으나 데이터 확보를 위한 시간이 추가로 소요되어 응답시간이 문제가 될 수 있다. For example, to secure more than 0.1%, more than 1000 data needs to be secured. In this case, however, the input resolution may be increased, but the response time may be a problem because additional time is required for data acquisition.
이에 따라 측정시간을 늘리는 대신 증폭기의 증폭율을 올리는 방법으로 카운터값을 확보할 수 있다. Accordingly, the counter value can be obtained by increasing the amplifier amplification rate instead of increasing the measurement time.
생성된 카운터값 = (변경된 증폭율/기존 증폭율)X(기존에 얻었던 ADC 값) Generated Counter Value = (Modified Amplification Rate / Existing Amplification Rate) X (Previous ADC Value)
상기 수식에서 (변경된 증폭율/기존 증폭율) > 1이면 카운터값은 증가 형태로 나타나고 동일한 시간에 확보할 수 있는 데이터량을 늘릴 수 있으므로 종래 응답지연으로 인해 측정할 수 없었던 미소유량에서도 측정이 가능할 수 있다.In the above formula, if the (modified amplification ratio / existing amplification ratio)> 1, the counter value appears in incremental form, and it is possible to increase the amount of data that can be obtained at the same time. Can be.
또한, 동일 시간에 측정된 데이터량이 많기 때문에 종래 측정방법에 비해 측정분해능이 향상되고 이에 따라 측정정도도 향상될 수 있다.In addition, since the amount of data measured at the same time is large, the measurement resolution is improved compared to the conventional measurement method, and thus the measurement accuracy may be improved.
본 발명의 전자유량계는 센서로부터 측정되는 미세 전압 신호를 측정하여 증폭하고 교정변수의 곱을 통해서 사용자가 요구하는 유량단위로 정량화하여 표시하도록 하였다.The electronic flowmeter of the present invention measures and amplifies the fine voltage signal measured from the sensor, and quantifies and displays it in the flow rate unit required by the user through the product of the calibration variables.
도 3에 도시된 바와 같이 물 사용량이 적은 밤시간대에는 센서를 통해 얻을 수 있는 전압신호는 매우 적다. 반면에 물 사용량이 많은 낮시간대에서 얻어지는 전압신호는 상대적으로 매우 크므로 밤과 낮시간대에 센서에서 얻을 수 있는 전압신호와의 차이가 매우 크다. 이러한 점을 감안하지 않고 종래의 전자유량계는 낮시간대의 물 사용량을 포함하는 큰 범위에 입력신호를 처리할 수 있도록 설계되어 밤시간대의 미소한 전압신호인 미소유량은 제대로 측정할 수 없었다. As shown in FIG. 3, the voltage signal that can be obtained through the sensor is very small at night time when water consumption is low. On the other hand, since the voltage signal obtained in the daytime when the water usage is high is relatively large, the difference between the voltage signal obtained by the sensor during the night and daytime is very large. Without considering this point, the conventional electronic flowmeter is designed to process the input signal in a large range including the water usage in the daytime, so that the minute flow rate, which is the minute voltage signal in the nighttime, cannot be measured properly.
따라서 상술한 바와 같이 밤시간대에 미소유량 센서신호를 측정 가능하도록 하기 위해서는 일정시간동안 데이터를 축적해야하는데 이는 도 4에 도시된 바와 같이 신호입력으로부터 출력까지 요구되는 시간이 길어지는 문제가 발생한다.Therefore, in order to be able to measure the micro-flow sensor signal in the night time as described above, data must be accumulated for a predetermined time, which causes a problem in that the time required from the signal input to the output becomes long as shown in FIG. 4.
따라서 본 발명에서는 전자유량계의 입력신호의 데이터량이 측정정도와 상관관계가 있다는 점을 고려하여 만약 데이터량이 100개라면 1개 이하의 오류를 처리할 수 있는 회로를 구성하여 최대 ±1%의 정도를 갖도록 한 것으로, 신호 응답시간을 최소화하고, 도 5에 도시된 바와 같이 최대의 데이터량을 얻을 수 있도록 밤 시간대의 증폭율을 낮시간대 보다 크게 하여 측정토록 함으로써 도 6에 도시된 바와 같이 종래 기술에 관련된 문제를 해소할 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, considering that the data amount of the input signal of the electronic flowmeter is correlated with the measurement accuracy, if the data amount is 100, a circuit capable of handling one or less errors can be configured to achieve a maximum accuracy of ± 1%. As shown in FIG. 6, the signal response time is minimized and the amplification rate of the night time zone is measured to be larger than the time zone so that the maximum amount of data can be obtained as shown in FIG. 5. You can solve the problem.
본 발명의 시간대 구분설정으로 측정의 정확성을 향상시킨 유량계의 동작을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the flow meter to improve the accuracy of the measurement by the time zone classification setting of the present invention.
먼저 본 발명의 목적을 달성하는데 중요한 기술인 낮시간대와 밤시간대를 각각 구분하여 설정한 후 장치가 동작하는 동안에는 항상 시간연산기(80)를 통해 제어기(70)에 입력하도록 세팅한다(S1).First, the day and night time zones, which are important technologies for achieving the object of the present invention, are set separately, and then set to be input to the
센서(10)에 의해 관로를 흐르는 유량이 검지되고(S2), 이 검지된 신호는 유량을 분석하기에 매우 미약한 신호일 수 있으므로 이를 제1단증폭부(100)의 안정화증폭기(20)를 통해 소정레벨 증폭한다(S3).The flow rate flowing through the conduit is detected by the sensor 10 (S2), and the detected signal may be a signal that is very weak to analyze the flow rate, and thus, the stabilized
증폭된 유량 검지신호는 제2단증폭부(200)로 입력되어 처리되는바, 먼저 시간대별선택기(30)에서는 상기 유량 검지신호가 검지된 시간이 언제인지를 제어기(70)로부터 입력되는 실시간데이터를 통해 판단하여 낮시간대 또는 밤시간대의 두 가지 중 하나의 시간대를 선택한다(S4). The amplified flow rate detection signal is input to the second
이후 시간선택기(30)에 의해 낮시간대인 것으로 판단되면(S5) 유량 검지신호는 낮시간대 검지신호 증폭기(40)에 입력되어 소정레벨 증폭된다(S7).After that, when it is determined by the
낮시간대 검지신호 증폭기(40)는 유량이 많은 것을 센서(10)가 검지한 것이므로 검지신호의 정확성을 떨어뜨리는 요인이 거의 없는 것으로 보아 상대적으로 낮은 증폭율을 적용하여 증폭하는 것이다. Daytime
낮시간대가 아닌 것으로 판단되면 밤시간대인가를 판단하여 맞으면(S6) 유량 검지신호는 밤시간대 검지신호 증폭기(50)에 입력되어 소정레벨 증폭된다(S8).If it is determined that it is not the day time zone, it is determined whether the night time zone is correct (S6), and the flow rate detection signal is input to the night time
밤시간대 검지신호 증폭기(40)는 유량이 적은 것을 센서(10)가 검지한 것이므로 검지신호의 정확성을 떨어뜨리는 요인이 많은 것으로 보아 높은 증폭율을 적용하여 증폭하는 것이다. In the night time
상기 스텝 S8에서의 소정레벨 증폭과정은 밤시간대 유량 검지신호를 증폭하는 것으로 상술한 바와 같이 통상적으로 낮시간대보다 밤시간대에 사용되는 유량이 적어 검지신호가 매우 미약한 신호일 수 있으므로 고증폭기를 사용하며 유량 측정의 정확성을 위하여 제어기에서는 다시 증폭율에 상응하는 소정 교정변수를 적용하여 유량을 환산 판단하는 것이다.The predetermined level amplification process in step S8 is to amplify the flow detection signal at night time zone. As described above, since the flow rate used in the night time zone is less than that of the day time zone, the detection signal may be a very weak signal. For accuracy of the flow rate measurement, the controller converts the flow rate by applying a predetermined calibration variable corresponding to the amplification rate again.
상기 스텝 S7 또는 S8에서 소정레벨 증폭된 유량 검지신호는 A/D변환기(60)에 입력되어 디지털신호로 변환되고(S9), 제어기(70)에 입력된다(S10).The flow rate detection signal amplified by the predetermined level in step S7 or S8 is input to the A /
따라서 제어기(70)에서는 자체 메모리에 저장 관리되고 있는 유량측정 프로그램을 가동하여 유량을 판단한다. 이때, 제어기(70)에서는 입력된 디지털신호가 낮시간대 유량 검지신호에 대한 것인지 또는 밤시간대 유량 검지신호에 대한 것인지를 구분하고 각기 다른 교정변수를 적용하여 낮시간대 유량 또는 밤시간대 유량으로 구분 연산한다.Therefore, the
이러한 연산결과 검지된 유량이 기준유량보다 많을 경우, 즉 검지된 유량신호가 기준신호보다 클 경우에는(S11) 낮시간대 또는 밤시간대의 실제 사용량으로 판단하여(S12) 이를 DB에 저장 관리하면서(S13) 과금하도록 한다(S14).If the detected flow rate is greater than the reference flow rate, that is, if the detected flow rate signal is greater than the reference signal (S11), it is determined as the actual usage of the daytime or nighttime time (S12) and stored and managed in the DB (S13). ) To be charged (S14).
반면에 스텝 S11에서의 측정결과, 검지된 유량이 기준유량보다 적을 경우, 즉 검지된 유량신호가 기준신호보다 작을 경우에는, 낮시간대 또는 밤시간대에 실제 사용된 유량이 아니라 예를 들어 관로의 파손 등으로 인한 누수인 것으로 판단하여(S15) 이를 DB에 저장 관리하면서(S13), 관로 보수 등의 적절한 조치가 이루어지도록 한다. On the other hand, if the measured flow rate is less than the reference flow rate as a result of the measurement in step S11, that is, if the detected flow rate signal is less than the reference signal, the flow rate is not actually used in the daytime or nighttime time, for example, the pipe is damaged. It is determined that the leak due to such as (S15) is stored and managed in the DB (S13), so that appropriate measures such as repairing the pipeline are made.
10 : 센서 20 : 안정화증폭기
30 : 시간대별선택기 40 : 낮시간대 증폭기
50 : 밤시간대 증폭기 60 : A/D변환기
70 : 제어기 80 : 시간연산기
100 : 제1단증폭부 200 : 제2단증폭부 10
30: time zone selector 40: day time amplifier
50: night time amplifier 60: A / D converter
70: controller 80: time calculator
100: first stage amplification unit 200: second stage amplification unit
Claims (4)
상기 센서(10)에 의해 검지된 유량신호를 소정레벨로 증폭하는 안정화증폭기(20);
상기 안정화증폭기(20)에서 증폭된 유량신호의 검지시각을, 유량교정변수 적용을 위해 실시간으로 체크하여 미리 설정된 낮시간대 또는 밤시간대 검지신호로 구분하도록 시간대를 구분하는 시간대별 선택기(30);
상기 시간대별 선택기(30)에서의 구분에 따라 낮시간대에 검지된 유량신호를 낮시간대 증폭율을 적용하여 증폭하는 낮시간대 증폭기(40);
상기 시간대별 선택기(30)에서의 구분에 따라 밤시간대에 검지된 유량신호를 밤시간대 증폭율을 적용하여 증폭하는 밤시간대 증폭기(50);
상기 낮시간대 증폭기(40) 또는 밤시간대 증폭기(50)의 증폭신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환기(60); 및
상기 A/D변환기(60)로부터 입력된 디지털신호를, 시간연산기(80)로부터 입력되는 낮시간대 및 밤시간대별 유량신호가 낮시간대 증폭기(40) 및 밤시간대 증폭기(50)에서 각각 다른 증폭율로 증폭된 것을 교정하도록 낮시간대 및 밤시간대별 유량교정변수를 적용하여 연산함으로써 수돗물 사용량을 판단하는 제어기(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 시간대를 구분설정하여 유량을 측정하는 유량계.In the flow meter is provided with a sensor 10 is installed in the pipeline to detect the amount of fluid flowing through the pipeline,
A stabilization amplifier 20 for amplifying the flow rate signal detected by the sensor 10 to a predetermined level;
A time zone selector 30 for dividing the time zone to check the detection time of the flow signal amplified by the stabilization amplifier 20 in real time for application of the flow calibration variable and classify it into a preset day time or night time zone detection signal;
A daytime zone amplifier 40 for amplifying the flow rate signal detected during the daytime zone by applying the daytime zone amplification ratio according to the division in the time zone selector 30;
A night time zone amplifier 50 for amplifying the flow rate signal detected in the night time zone by applying the night time zone amplification ratio according to the division in the time zone selector 30;
An A / D converter 60 for converting an amplified signal of the daytime amplifier 40 or the nighttime amplifier 50 into a digital signal; And
The digital signal input from the A / D converter 60, the daytime and nighttime flow rate signals inputted from the time operator 80 are different in the daytime amplifier 40 and the nighttime amplifier 50 respectively Flow meter for measuring the flow rate by setting the time zones, characterized in that consisting of a controller 70 for determining the tap water usage by calculating by applying the flow rate correction variable for each day time and night time to correct the amplified by.
According to claim 1, wherein the controller 70 is amplified by a different amplification rate for each day time zone and night time zone and the leakage to determine whether the leakage of the pipe based on the flow signal and the reference signal comparison result calculated according to the flow rate calibration variable application Flow meter for measuring the flow rate by setting the time zone, characterized in that the storage program management.
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KR101507966B1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-04-08 | 한국유체기술(주) | Electromagnetic water meter for automatic measuring flow rate at several time slots and available multi data communication |
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