KR101303115B1

KR101303115B1 - 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치

Info

Publication number: KR101303115B1
Application number: KR1020120099850A
Authority: KR
Inventors: 박재삼; 강병학
Original assignee: 박재삼; (주) 원티엘
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-09-17

Abstract

기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치가 개시된다. 본 발명은 회전눈금판에 반사판을 구비하고, 송신용 제1 센서와 수신용 제2 센서 그리고 제어부로 구성하여 반사판의 회전에 따라 송신용 제1 센서와 수신용 제2 센서의 신호를 감지하여 수도미터기의 사용량을 전자적으로 측정할 수 있도록 구성함으로써, 종래의 기계식 수도 미터기에 간단한 구조의 전자검침장치를 설치하여 사용할 수 있기 때문에 정확한 수도량 측정이 이루어질 수 있고, 전력소모를 줄일 수 있으며 원격으로도 수도 사용량을 확인할 수 있다.

Description

기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치{A ELECTRONIC READING APPARATUS USING MECHANICAL WATER METER}

본 발명은 수도 미터기 또는 적산열량계 등의 검침장치에 관한 것으로, 상세하게는 기존의 기계식 수도미터기 또는 적산열량계 등을 전자 미터기로 사용할 수 있도록 간단한 전자식 검침 장치를 설치하여 전력소모를 줄이고, 원격으로도 수도 사용량을 확인할 수 있도록 구성한 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치에 관한 것이다.

수도미터는 크게 물을 일정량씩 담아서 측정하는 실측식과, 유체의 속도 또는 임펠러의 회전속도에 따라 실제의 유량을 간접적으로 측정하는 추측식으로 분류된다. 상기 추측식 수도미터중에서 임펠러형 수도미터는 단갑식과 복갑식으로 세분되고, 더 나아가 측정되는 유수가 적산표시부의 눈금판까지 유입되는 습식 수도미터와, 유수가 적산표시부의 눈금판까지 유입되지 않는 건식 수도미터로 분류된다.

상기한 형태의 종래의 습식 수도미터기와 건식 수도미터기가 한국공개특허 제10-1999-64732호(명칭:적산표시부가 경사진 복합 습식 수도미터) 및 한국등록실용신안 제20-0211879호(명칭:건식 수도미터기의 마그네트 회전구조)에 개시되어 있다.

도 1 내지 도 3의 수도미터기는 이러한 종래의 건식 수도미터기를 도시한 기술로, 유입관(11a)과 배출관(11b)이 형성된 수도미터기 본체(11)의 중앙에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러(12)가 구성되고 그 상부에 원반상의 구동 마그네트(12a)가 축설되어 있고, 임펠러(12)는 상부 덮개(13)에 의하여 밀폐되며 상부 덮개(13)는 와셔링(14)에 의하여 본체(11)에 고정된다.

상부 덮개(13)의 상부에는 적산표시부(60)가 구비되고, 적산표시부(60)는 전기한 구동 마그네트(12a)와 대향된 위치에 피동 마그네트가 이격되게 축설되어 있다.

적산표시부(60)는 피동 마그네트의 회전에 의하여 구동되는 구동기어와 중간기어에 의하여 검침이 이루어지도록 구성되어, 유입관(11a)으로 유입된 유체가 배출관(11b)으로 배출되면서 그 유체의 흐름에 따라 임펠러(13)가 회전하면 구동 마그네트(12a)도 회전한다.

이때, 회전하는 구동 마그네트(12a)는 다시 그 상부의 피동 마그네트에 회전이 전달된다.

이러한 피동 마그네트의 회전에 따라 적산표시부(60)의 기어들에는 각각 수도미터를 통해 물이 통과하고 있음을 표시하는 별모양의 팔랑개비(66a)와, 서로 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 0.1L 단위, 1L 단위, 10L 단위 및 100L 단위로 각각 수도미터 통과유량을 표시하는 회전눈금(66b)들과, 100L 단위로 회전하는 기어와의 사이에 중간기어를 매개로 연동하면서 ㎥ 단위(1000L단위)의 숫자로 수도미터 통과유량을 적산 및 계수하는 카운터부(68)가 각각 동일 평면 내지 기울어지게 배치되어 연결된다.

그러나, 이러한 종래의 수동식 카운터는 수도 사용량을 확인하기 위해서는 검침자가 현장을 방문하여 육안으로 이를 확인하여야 하기 때문에 현재와 같이 수도 사용량을 원격으로 제어하는 시스템에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 종래의 기계식 수도미터기의 형상 변경없이 간단한 구성의 광센서를 이용하여 기계식 수도미터기의 사용량을 전자적으로 계측할 수 있는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 원격으로 수도 사용량을 관리하고 제어할 수 있는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유체유입구와 유체유출구가 형성된 수도미터 본체와, 상기 수도미터 본체의 내부에 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전에 따른 계기용 기어들의 회전에 의해 유체의 통과유량을 적산하는 적산표시부로 구성된 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치는, 상기 적산표시부의 기어들에는 물이 통과하고 있음을 표시하는 별모양의 팔랑개비와, 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 서로 다른 통과 유량을 표시하는 하나 이상의 회전눈금판을 구비하고, 상기 어느 하나의 회전눈금판의 상부에 반사판을 구비하고,

상기 반사판의 회전에 의하여 온오프 감지신호를 출력하는 복수의 센서;및

상기 센서로부터 출력되는 감지신호를 카운트하여 사용된 수도량을 적산하여 표시하는 제어부를 포함하여 달성될 수 있다.

이러한 복수의 센서는

송신용 제1 센서와 수신용 제2 센서가 상기 반사판의 상측에 구성되고 상기 제1 센서는 펄스형태의 신호를 송신하고, 상기 제1 센서로부터 송신되는 신호가 상기 반사판의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서로 구성하고,

상기 제어부는 상기 반사판이 장착된 회전눈금판이 최대 회전 가능 속도로 회전할 때 상기 반사판에 의하여 상기 제2센서에 수신되는 시간보다 짧은 시간을 주기로 한 펄스형태의 신호를 상기 제1 센서로 송신하는 기능과, 상기 펄스가 상기 반사판에 의해 반사되어 상기 제2센서에 수신되는 영역과 상기 반사판이 없어서 상기 제2센서에 수신되지 않는 영역을 각 1회 지날 때마다 상기 반사판이 구비된 회전눈금판의 회전수를 1회전으로 카운트하여 사용된 수도량을 적산하여 표시한다.

또한, 상기 내부커버의 상면부에 결합되는 외부커버를 더 포함하도록 구성하고, 상기 복수의 센서는 상기 반사판과 대응되는 위치에 상기 외부커버 내부에 구성하고, 상기 외부커버는 외부 일측에 요입홈이 형성되며 상기 요입홈에는 상기 제어부에서 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 수도 량을 외부로 전송하는 원격인터페이스와 전기적으로 연결되는 원격제어부가 삽입되도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 내부커버의 상면부에 결합되는 외부커버를 더 포함하고,

상기 외부커버의 내부에는 피시비(PCB)를 구비한 다음, 상기 PCB에는 상기 반사판과 대응되는 위치에 구비된 상기 복수의 센서와, 상기 제어부에 의하여 적산된 수도 사용량을 디스플레이하는 LCD와, 상기 제어부, 상기 제어부에서 적산된 수도 사용량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부, 그리고 시스템에 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 구성하고, 상기 내부커버는 상기 수도 미터 본체와 결합되고, 상기 외부커버는 상기 내부커버를 감싸도록 상기 수도 미터 본체와 결합되고, 상기 수도미터 본체와 상기 외부커버는 고정밴드에 의하여 결합함으로써, 본 발명의 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치를 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치에 의하면, 종래의 기계식 수도미터기의 큰 구조 변경없이 전자적으로 검침을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 신호 송신부가 소정의 주기에 의하여 온/오프가 반복되어 항상 ON 되어 있을 필요가 없으므로, 전력 소모를 줄일 수 있다는 효과가 있다.

또한, 전자 검침을 위한 구성이 간단하여 신뢰성이 높고 고장의 염려가 적으므로 사용자의 제품에 대한 만족도가 증대될 수 있다는 효과가 있다.

그리고, 원격으로 수도 사용량을 전자적으로 확인할 수 있어 검침원이 직접 가택을 방문하지 않아도 되므로, 시간과 인건비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기계식 수도 미터기의 본체 사시도,
도 2는 종래의 기계식 수도 미터기의 분해 사시도,
도 3은 종래의 기계식 수도 미터기의 카운터부 확대 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 전자검침 장치의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 내외부커버의 확대 단면도,
도 6은 센서와 반사판의 상세 구성도,
도 7은 센서와 반사판의 확대 단면도,
도 8은 센서와 반사판의 신호가 수신되는 상태를 설명하기 위한 도면,
도 9는 펄스주기 설정방법을 설명하기 위한 참고도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 주요 구성을 보여주는 블럭도,
도 11 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 회전수 카운팅에 관한 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고,
도 13은 사용량을 원격으로 전송하기 위한 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은 기존의 수도 미터기 또는 적산열량계 등의 검침장치에 전자식 검침장치를 추가하여 전작식으로 원격에서 검침할 수 있는 것을 특징으로 하나, 설명의 편의상 기존의 수도 미터기를 예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저 본 발명은 기존의 기계식 수도미터기의 구성을 일부 동일하게 사용한다. 즉, 유입관(11a)과 배출관(11b)이 형성된 수도미터기 본체(11)의 중앙에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러(12)가 구성되고 그 상부에 원반상의 구동 마그네트(12a)가 축설되어 있고, 임펠러(12)는 상부 덮개(13)에 의하여 밀폐되며 상부 덮개(13)는 와셔링(14)에 의하여 본체(11)에 고정되는 것을 사용하는 것으로 한다.

상부 덮개(13)의 상부에는 본 발명의 적산표시부(150)가 구비되고, 적산표시부(150)는 전기한 구동 마그네트(12a)와 대향된 위치에 피동 마그네트(미도시)가 이격되게 축설되어 있고, 피동 마그네트의 회전에 의하여 구동되는 구동기어와 중간기어에 의하여 검침이 이루어지도록 구성된다.

이러한 구동기어 및 중간기어와 맞물려 회전하는 적산표시부(150)에는 각각 수도미터를 통해 물이 통과하고 있음을 표시하는 별모양의 팔랑개비(66a)와, 서로 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 0.1L 단위, 1L 단위, 10L 단위 및 100L 단위로 각각 수도미터 통과유량을 표시하는 다수 개의 회전눈금판(66b)들이 구성되는데, 본 발명에서는 상술한 회전눈금판 중 어느 하나의 회전눈금판에 반사판을 구비하고 이를 외부에서 전자적으로 검침한 다음 원격으로 전송할 수 있는 전자 검침 장치를 추가하여 사용할 수 있도록 구성한다.

이를 위하여 도 4의 본 발명의 일 실시예에 전자검침 장치의 분해 사시도를 참고하면, 유입관(11a)과 배출관(11b)이 형성된 수도미터 본체(11)와, 수도미터기 본체(11)의 중앙에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러(12)가 구성되고 그 임펠러의 상부에 원반상의 구동 마그네트(12a)가 축설되어 있고, 임펠러(12)는 상부 덮개(13)에 의하여 밀폐되며 상부 덮개(13)는 와셔링(14)에 의하여 본체(11)에 고정되는 것을 사용하는 것으로 한다.

또한, 적산표시부(150)를 밀폐되게 커버하는 내부커버(230)와, 내부커버(230)와 결합되는 외부커버(280), 그리고 내외부커버(230,280)를 수도미터기 본체(11)와 결합하는 결합부재(240)를 포함하여 구성한다.

보다 구체적으로 도 5의 본 발명의 일 실시예에 내외부커버의 확대 단면도를 참고하면, 적산표시부(150)는 어느 하나의 회전눈금판(130)에 반사판(140)을 구비하고, 반사판(140)의 회전을 감지하는 복수의 센서(261,262)가 반사판(140)의 대응되는 위치에 구성된다.

이러한 반사판(140)의 크기는 반사 기능을 원활히 수행할 수 있을 정도의 크기이면 족하므로, 굳이 그 크기를 제한하지는 않는다.

즉, 반사판(140)은 회전눈금판(130)의 회전에 영향을 끼치지 않는 범위내에서 센서가 동작할 수 있는 크기면 족하다.

이러한 반사판(140)은 광을 반사하는 재질로 구성하고, 여러 개의 회전눈금판(130) 중 어느 하나의 회전눈금판에 형성할 수 있다.

즉, 도면에서는 반사판(140)이 0.1L 단위의 회전눈금판(130)에 장착된 것으로 도시되어 있으나, 1L 단위, 10L 단위 및 100L 단위 등에 장착하고 제어부(210)는 적산하는 량의 단위에 맞추어 카운트하면 된다.

또한, 1L 단위의 회전눈금판에 장착할 경우, 0.1L단위의 회전눈금판에 장착된 경우보다 정밀도는 1/10 로 떨어지나, 제1센서(261)의 펄스 주기가 길어져도 되므로 전류소모는 줄어드는 이점이 있다.

그리고, 10L단위의 회전눈금판에 장착될 경우 정밀도는 0.1L 회전눈금판에 장착된 경우보다 1/100 로 떨어지고, 제1센서(261)의 펄스 주기는 더 길어져도 되므로 전류소모는 더 줄어들게 된다.

본 발명의 일실시예에서는 0.1L 단위의 회전눈금판(130)에 반사판(140)이 소정 크기로 설치된 것으로 설명한다.

이러한 반사판(140)은 적산표시부(150)의 어느 하나의 회전눈금판에 설치되고 적산표시부(150)는 내부커버(230)에 의하여 외부와 분리되도록 구성한다.

한편, 내부커버(230) 내의 반사판(140)을 구비한 회전눈금판(130)은 수도의 유입유출에 따라 회전하는 하게 되는 데 이를 감지하기 위한 복수의 센서(261,262)가 외부에 설치된다.

도 6의 센서와 반사판의 상세 구성도와, 도 7의 센서와 반사판의 확대 단면도를 참고하면 송신용 제1 센서(261)와 수신용 제2 센서(262)가 센서 지지부(260)에 의하여 지지되어 반사판(140)이 위치한 내부커버(230)의 외측에 그 대응되는 위치에 구성되고, 제1 센서(261)는 펄스형태의 신호를 송신하고, 제1 센서(261)로부터 송신되는 신호가 반사판(140)의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서(262)로 구성한다.

본 발명에서는 기존의 기계식 수도미터기의 회전눈금판에 이러한 센서부를 포함하여 전자적으로 검침하기 위한 구성 등을 PCB(270)에 구성하여 반사판(140)의 회전을 감지하도록 구성되고, 외부커버(280)는 내부커버(230)의 상면부에 결합되고, 이러한 피시비(PCB)(270)는 내부커버(230)의 외측에 그리고 외부커버(280)내에 구비된다.

외부커버(280)는 상면부에 LCD(274)를 경사지게 설치하기 위한 경사부(282)를 구비하고, 외부 일측에 요입홈(281)이 형성되며 요입홈(281)에는 제어부(210)에서 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 수도 량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부(272)와 전기적으로 연결되는 원격제어부(290)가 삽입되도록 구성된다.

본 발명의 도면에서는 원격인터페이스부(272)와 요입홈(281)에 삽입되는 원격제어부(290)와의 전기적인 결합관계가 도시되어 있지 않으나, 이러한 결합관계는 필요에 따라 적절히 가감할 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 내부커버(230)는 수도 미터 본체(10)와 결합되고, 외부커버(280)는 내부커버(230)를 감싸도록 수도 미터 본체(10)와 결합되고, 수도미터 본체(11)와 외부커버(280)는 고정밴드(240)에 의하여 결합된다.

이를 위하여 수도 미터 본체(11)의 상단 외주연에는 수나사산이 형성되고, 고정밴드(240)의 내주연에는 암나사산이 형성되어 서로 결합되게 할 수 있다.

또한, 외부커버(280)와 수도미터 본체(10)의 결합을 보다 견고하게 하기 위하여 고정밴드(240)는 수도미터본체(10)와 고정핀에 위하여 결합된다.

PCB(270)에는 회전하는 반사판(140)과 대응되는 위치에 구비된 복수의 센서(261,262)와, 제어부(210)와, 제어부(210)에 의하여 적산된 수도 사용량을 디스플레이하는 LCD(274)와, 제어부(210)에서 적산된 수도 사용량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부(272), 그리고 시스템에 전원을 공급하는 배터리(271)가 전기적으로 연결되도록 구성된다.

LCD(274)는 외부에서 적산량을 상부에서 손쉽게 확인할 수 있도록 외부커버(280)의 경사부(282)에 설치된다.

본 발명에서는 반사판(140)의 회전수를 감지하여 전자적으로 검침하고 이를 원격으로 전송하기 위한 구성 요소들을 탑재한 것으로, 내부커버(230) 내의 반사판(140)의 대응되는 위치에 펄스형태의 신호를 송신하는 제1 센서(261)와 제1 센서(261)로부터 송신되는 신호가 반사판(140)의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서(262)가 구비된다.

복수의 센서(261,262) 중 제 1 센서(261)는 신호를 송신하는 신호 송신부이고, 제 2 센서(262)는 신호를 수신하는 신호 수신부일 수 있다.

일례로, 제 1 센서(261)는 광 신호를 송신하는 발광 다이오드(LED)일 수 있고, 제 2 센서(262)는 광 신호를 수신하는 포토 트랜지스터(Photo transistor)일 수 있다.

물론, 위 설명과 달리, 제 2 센서(262)가 신호 송신부이고, 제 1 센서(261)가 신호 수신부일 수도 있을 것이다.

이러한 복수의 센서(261, 262)를 지지하는 센서 지지부(260)의 그 하단부가 인쇄회로기판(PCB)(270)에 고정되어 전기적으로 연결되게 구성한다.

원격인터페이스부(272)는 통상의 원격제어를 위한 구성으로, 수도 사용량을 원격제어부(290)에 전송하거나 원격제어부(290)로부터 명령을 받아 수행하기 위함이다. 원격제어부(290)와 통신은 RS232, RS485, DC-PLC, M-BUS 등 다양한 통신방법을 사용하도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 수도미터기는 인터넷을 통하여 서버 시스템으로 동작되는 원격제어부(290)에 접속되어 사용량감시 및 사용량 제어를 위한 서비스를 실행할 수 있도록 접속된다.

또한 원격제어부(290)는 수도미터기에 정합하여 계량기의 검침 정보와 상태 데이터를 읽어 CDMA PCS, 셀룰러(Cellular) 또는 GSM 등의 이동통신망을 통하여 검침서버에 전송하도록 구성될 수 있다.

이러한 PCB(270)는 외부커버(280)내에 삽설되어, 반사판(140)의 회전수를 감지하도록 내부커버(230)에 결합된다.

제어부(210)는 소정 주기로 한 펄스형태의 신호를 제1 센서(261)로 송신하는 기능과, 상기 펄스가 반사판(140)에 의해 반사되어 제2센서(262)에 수신되는 영역과 반사판(140)이 없어서 제2센서(262)에 수신되지 않는 영역을 각 1회 지날 때마다 반사판(140)이 구비된 회전눈금판(130)의 회전수를 1회전으로 카운트하도록 동작된다.

도 9의 센서의 펄스주기 설정방법을 설명하기 위한 도면을 참고하면, 제1센서(261)의 펄스 주기는 반사판(140)이 설치된 회전눈금판(130)이 최대속도로 회전할 때 도면 (a)에서 (b)까지 걸리는 시간으로 설정한다.

도면 (a)에서 (b)까지의 시간은 반사판(140)의 회전 방향으로 선단부(141)에서 선미부(142)까지의 걸리는 시간을 의미한다.

따라서 반사판(140)이 설치된 회전눈금판(130)의 최대속도가 빠를수록 제1센서(261)의 주기가 짧아져야 되고, 반사판(140)의 길이(회전방향으로 반사판의 선단부에서 선미부까지의 길이)이 짧을(작을)수록 제1센서의 주기가 짧아져야 되는 것은 당연하다.

예를 들어, 0.1L 단위의 회전눈금판의 최대 회전속도를 "X(rps)"라 하고 제1 센서(261)로부터 발신되는 신호 주기 즉 제어부(210)의 온신호 출력주기(B)는 반사판(140)이 형성된 회전눈금판의 반지름이 "R"이라고 하고, 반사판(140)의 선단부(241)와 선미부(142)까지의 원주길이를 "L"이라고 하면,

B=(1/X)*L/(2πR)에 대응할 것이다.

보다 구체적으로 반사판(140)의 최대 회전속도가 2sec(2000ms)에 1회전 즉 0.5rps라고 하고, 회전눈금판의 둘레(2πR)가 60mm이고, 반사판(140)의 길이(L)가 2mm라고 하면,

센서가 반사판(140)을 지나는데 걸리는 시간은 "(1/0.5) x 2mm/60mm = 0.066Sec ≒ 66mSec"로 계산될 것이다.

따라서, 제1센서(261)의 온오프 주기는 66mSec보다 짧아야 한다.

그리고, 반사판(140)의 원주 길이(L)가 회전눈금판의 원주길이보다 작게 형성되므로, 반사판(140)이 1회전 되는 과정에서 제 1 센서(261)의 발신 신호가 제 2 센서(262)로 전달되는 경우(제 2 센서의 온 상태) 및 제 2 센서(262)로 전달되지 않는 경우(제 2 센서의 오프 상태)가 적어도 각각 1번씩은 이루어지게 된다.

이러한 제어부(210)의 회전수 측정은 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하는 고정된 축(120)상에 복수개의 회전눈금판(130) 회전가능하게 결합되어 있는데, 복수 개의 회전눈금판(130)의 하부에는 각 회전눈금판의 사이에 위치되어 0.1L단위의 회전눈금판과 1L단위의 회전눈금판을 1/10씩 회전시키기 위한 전달기어(미도시)가 축(132)에 공회전 가능하게 결합되어 있다.

따라서, 동력 전달기어에서 0.1L단위 회전눈금판이 1회전함에 따라 회전눈금판과 나사결합된 기어가 전달기어를 밀면 축에 공회전 가능하게 결합된 동력 전달기어가 다음 단위의 즉 1L단위의 회전눈금판을 1/10회전시키게 되는 것이다.

따라서, 제어부(210)는 이러한 원리를 이용하여 회전눈금판의 회전수를 카운트하여 전체 사용량을 계측할 수 있는 것이다.

그리고, 제어부(210)는 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 수도 사용량을 외부로 전송하도록 원격인터페이스부(272)를 제어한다.

이하에서는, 반사판(140)의 회전수를 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위한 구성 및 측정 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 구성을 보여주는 블럭도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 수도 미터기를 이용한 전자 검침 장치는, 제 1 센서(261) 및 제 2 센서(262)와, 제 1 센서(261)의 신호 송신을 명령하기 위하여 선택적으로 온/오프되는 스위치(250)와, 스위치(250)의 온/오프 작동을 위하여 신호를 출력하는 제어부(210) 및 센서(261,262)의 온/오프 상태 정보가 저장되는 메모리(220)가 포함된다.

제어부(210)는 소정의 주기로 스위치 온 신호를 출력하며, 이에 따라 스위치(250)는 소정의 주기에 따라 온 작동된다. 그리고, 스위치(250)가 온되면, 제 1 센서(261)는 송신 신호를 발생시키게 된다.

한편, 제 1 센서(261)와 제 2 센서(262)의 사이에 반사판(140)이 놓여지면, 제 2 센서(262)는 ON되어 소정 신호(일례로, High 신호)가 제어부(210)로 입력된다.

반면에, 제 1 센서(261)와 제 2 센서(262) 사이에 반사판(140)이 놓여져 있지 않으면, 제 2 센서(262)는 OFF되어 소정 신호(일례로, Low 신호)가 제어부(210)로 입력된다.

제어부(210)는 제 2 센서(262)로부터 High 신호 또는 Low 신호를 입력받았는지 여부에 따라, 본 발명의 회전수 카운팅 방법에 의하여 반사판(140)의 회전수 카운팅을 제어하게 되는 것이다.

이하에서는, 이러한 구성을 이용하여 수도 미터기의 회전수 카운팅 방법에 대하여 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기계식 수도 미터기를 이용한 전자 검침 장치의 회전수 카운팅에 관한 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 수도 미터기의 Power가 ON 되면(S510), 제어부(210)는 제 1 센서(261)의 작동을 위하여 스위치(250)에 온 신호를 출력하며, 이에 따라 스위치(250)는 온 되어 제 1 센서(261)에서 신호가 발신되도록 한다 (S511).

제 1 센서(261)의 발신에 따라, 제 2 센서(262)의 초기 상태가 확인된다. 즉, 제 2 센서(262)로부터 제어부(210)로 입력되는 신호가 ON인지 OFF인지를 확인한다.

다시 말하면, 수도 미터기의 작동 이전에 반사판(140)이 제 1,2 센서(261,262)의 사이에 위치하는지 여부를 판단하는 것이다.

만약, 반사판(140)이 제 1,2 센서(261,262)의 사이에 놓여 있다면 제 2 센서(262)는 ON 상태에 있게 되며, 반사판(140)이 제 1,2 센서(261,262)의 사이에 놓여있지 않다면 제 2 센서(262)는 OFF 상태에 있게 된다.

이와 같이, 반사판(140)의 위치에 따라 제 2 센서(262)의 초기 ON/OFF 상태가 확인될 수 있다(S513).

제 2 센서(262)가 초기 상태에서 ON인 경우(S514), 제어부(210)의 메모리(220)에는 제 2 센서의(262)의 상태가 ON 상태인 것이 저장된다(S515). 반면에, 제 2 센서(262)가 초기 상태에서 OFF인 경우(S515), 메모리(220)에는 제 2 센서의(262)의 상태가 OFF 상태인 것이 저장된다(S516).

이후, 제어부(210)는 제 1 센서(261)의 작동을 멈추기 위하여 스위치(250)에 OFF 신호를 출력하며(S517), 이에 따라 스위치(250)는 OFF되며 제 1 센서(261)의 신호 전송이 중단된다.

그리고, 수도미터기의 Power가 OFF 되었는지 여부가 판단된다. 수도미터기의 Power가 OFF 되지 않았으면 제어부(210)는 대기 상태(idle state)로 전환된다. 대기 상태는, 타이머(timer) 또는 외부신호의 인터럽트(interrupt)에 의하여 이후 소정의 시점(주기)에 활성화되는 상태로 이해될 수 있다(S518,S519).

도 11을 참조하면, 제어부(210)는 미리 설정된 시간이 지나거나(타이머 인터럽트) 외부의 주기적인 신호(외부 인터럽트)에 의하여 활성화될 수 있다(S519).

제어부(210)가 활성화되면, 제 1 센서(261)의 작동을 위하여 스위치(250)에 온 신호를 출력하며(S520), 이에 따라 스위치(250)는 온되어 제 1 센서(261)의 신호가 발신되도록 한다.

제 1 센서(261)의 발신에 따라, 제 2 센서(262)의 현재 상태가 확인된다(S521). 즉, 현재 반사판(140)이 제 1,2 센서(122a,122b)의 사이에 위치하여 광을 반사하는지에 따라, 제 2 센서(262)로부터 제어부(210)로 입력되는 현재의 신호가 ON인지 OFF인지 여부가 확인된다(S521,S522).

제 2 센서(262)의 현재 상태가 OFF인 경우, 메모리(220)에는 제 2 센서의(122b)의 현재상태가 OFF 상태인 것이 저장된다(S523).

제 2 센서(262)의 현재 상태가 ON인 경우, 이전의 제 2 센서 상태(ON/OFF 여부)가 판단된다(S530,S531).

그리고, 이전의 제 2 센서(262) 상태가 OFF 상태였으면, 반사판(140)의 회전수 측정을 위한 카운터가 증가되고(n=n+1)(S532), 제 2 센서(262)의 상태가 ON 상태임이 저장된다(S533).

반면에, 단계 S531에서 이전의 제 2 센서(262) 상태가 ON 이었으면, 카운터 증가없이, 제 2 센서(262)의 상태가 ON 상태임이 저장된다

여기서, "이전의 제 2 센서 상태"라 함은, 다음을 의미한다.

도 12에서 최초의 인터럽트 수행시, "이전의 제 2 센서 상태"란 도 11의 단계 S515 또는 S516에서 메모리(220)에 저장된 제 2 센서(262)의 상태를 의미한다.

그 이후 소정 주기에 따른 인터럽트의 수행시, "이전의 제 2 센서 상태"란 도 12에 도시되는 이전 주기, 즉 단계 S523 또는 S533에서 메모리(220)에 저장된 제 2 센서(262)의 상태를 의미한다.

S533 단계에서 제 2 센서(262)의 상태가 ON 상태인 것이 메모리(220)에 저장된 후, 제어부(210)는 제 1 센서(261)의 작동을 멈추기 위하여 스위치(250)에 OFF 신호를 출력하며(S540), 이에 따라 스위치(250)는 OFF 되어 제 1 센서(261)의 신호 전송이 중단된다.

그리고, 미터기 Power가 OFF 되었는지 여부가 판단되며, OFF 되지 않았으면 제어부(210)는 대기상태로 들어가며(S541,S542), 타이머 또는 외부신호의 인터럽트에 의하여 다음 시점(주기)에 활성화될 수 있는 상태로 전환된다(S519).

이와 같은 측정방법에 의하면, 제 2 센서(262)의 상태를 확인하여, 제 2 센서(262)의 상태가 OFF 상태에서 ON 상태로 전환될 때만 반사판(140)의 회전수가 카운트 될 수 있다.

결국, 반사판(140)이 1회전 되는 경우, 회전수가 정확하게 1 카운트씩 증가될 수 있다.

물론, 다른 실시예로서, 제 2 센서(262)의 상태가 ON 상태에서 OFF 상태로 전환될 때에만 반사판(140)의 회전수가 증가되도록 할 수도 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 반사판(140)의 회전속도에 따라 0.1L 회전눈금판(130)의 1회전당 제 2센서(122b)의 오프 상태 또는 온 상태의 측정 수가 다르게 형성되더라도, 반사판(140)의 1회전당 1카운터만 증가되므로, 반사판(140)의 회전수가 정확하게 카운팅되는 것이다.

또한, 제 1,2 센서(261,262)가 항상 ON 된 상태를 유지하는 것이 아니라, 소정 주기로 제 1 센서(261)의 신호를 ON 시키고, 제 1 센서(261)가 온된 상태에서만 제 2센서(262)로부터 신호의 ON/OFF를 판단하게 된다.

결국, 제 1,2센서(261,262)에 의하여 소모되는 전류 시간이 짧아 전류 소모량이 줄어들 수 있게 되므로, 본 발명과 같이 기계식 수도미터기에 배터리를 사용하는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 수도 사용량의 원격제어 방법에 대하여 설명한다.

도 12는 사용량을 원격으로 전송하기 위한 단계를 설명하기 위한 흐름도로서, 도시되 바와 같이 제어부(210)는 원격제어부(290)에서 수도 사용량에 대한 요청을 원격인터페이스(272)를 통하여 접수하면(S550), 제어부(210)는 메모리(220)에 저장된 사용량을 확인하여(S551), 원격인터페이스(272)를 통하여 사용량을 요청한 원격제어부(290)로 전송하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광센서를 이용하여 기계식 수도 미터기를 전자적으로 측정할 수 있도록 함으로써, 정확한 사용량 측정은 물론 이를 원격으로 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 수도미터 본체 12 : 임펠러
12 : 임펠러축 130 : 회전눈금판
140 : 반사판 150 : 적산표시부
210 : 제어부 220 : 메모리
230 : 내부커버 240 : 결합부재
260 : 센서지지부 261 : 제 센서
262 : 제2 센서 271 : 배터리
274 : LCD 276 : 원격인터페이스부
280 : 외부커버

Claims

유체유입구와 유체유출구가 형성된 수도미터 본체와, 상기 수도 미터 본체의 내부에 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전에 따른 계기용 기어들의 회전에 의해 유체의 통과유량을 적산하는 적산표시부로 구성된 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치에 있어서,
상기 적산표시부의 기어들에는 물이 통과하고 있음을 표시하는 별모양의 팔랑개비와, 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 서로 다른 통과 유량을 표시하는 하나 이상의 회전눈금판을 구비하고,
상기 어느 하나의 회전눈금판의 상부에 반사판을 구비하고,
상기 반사판의 회전에 의하여 온오프 감지신호를 출력하는 복수의 센서;및
상기 센서로부터 출력되는 감지신호를 카운트하여 사용된 수도량을 적산하여 표시하는 제어부;
적산표시부를 밀폐되게 커버하고 수도미터기 본체와 결합되는 내부커버;
상기 내부커버를 감싸도록 내부커버의 상면부에 수도미터기 본체와 결합되는 외부커버;및
상기 내부커버 및 외부커버를 수도미터기 본체와 결합하는 결합부재;
를 포함하는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서는
송신용 제1 센서와 수신용 제2 센서가 상기 반사판의 상측에 구성되고 상기 제1 센서는 펄스형태의 신호를 송신하고, 상기 제1 센서로부터 송신되는 신호가 상기 반사판의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서로 구성하고,
상기 제어부는 상기 반사판이 장착된 회전눈금판이 최대 회전 가능 속도로 회전할 때 상기 반사판에 의하여 상기 제2센서에 수신되는 시간보다 짧은 시간을 주기로 한 펄스형태의 신호를 상기 제1 센서로 송신하는 기능과, 상기 펄스가 상기 반사판에 의해 반사되어 상기 제2센서에 수신되는 영역과 상기 반사판이 없어서 상기 제2센서에 수신되지 않는 영역을 각 1회 지날 때마다 상기 반사판이 구비된 회전눈금판의 회전수를 1회전으로 카운트하여 사용된 수도량을 적산하여 표시하는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 2항에 있어서,
상기 복수의 센서는 상기 반사판과 대응되는 위치에 외부커버 내부에 구성되는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 3항에 있어서,
상기 외부커버는
외부 일측에 요입홈이 형성되며 요입홈에는 제어부에서 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 수도 사용량을 외부로 전송하는 원격인터페이스와 전기적으로 연결되는 원격제어부가 삽입되는 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 1항에 있어서,
상기 외부커버의 내부에는 피시비(PCB)를 구비하고,
상기 PCB에는 상기 반사판과 대응되는 위치에 구비된 상기 복수의 센서와, 상기 제어부에 의하여 적산된 수도 사용량을 디스플레이하는 LCD와, 상기 제어부, 상기 제어부에서 적산된 수도 사용량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부, 그리고 시스템에 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 구성된 기계식 수도미터기를 이용한 전자 검침 장치.
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