KR101382276B1

KR101382276B1 - 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치

Info

Publication number: KR101382276B1
Application number: KR1020120091393A
Authority: KR
Inventors: 박재삼; 강병학
Original assignee: 박재삼; (주) 원티엘
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-04-07
Also published as: KR20140024763A

Abstract

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

Description

기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치{A ELECTRONIC READING APPARATUS USING MECHANICAL GAS METER}

본 발명은 가스 미터기의 검침장치에 관한 것으로, 상세하게는 기존의 기계식미터기를 전자 미터기로 사용할 수 있도록 간단한 전자식 검침 장치를 설치하여 전력소모를 줄이고, 원격으로도 가스 사용량을 확인할 수 있도록 구성한 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스미터기는 본체의 내부를 통과하는 유체의 흐름에 따라 다이어프램(diaphragm)의 체적이 변화되는 량을 이용하여 가정에 공급되는 가스(LNG 등)의 사용량을 계측하는 기기이다.

이러한 가스미터기는 하부케이스와 상부케이스로 구성되고, 상부케이스에는 적산을 위한 가스의 유입과 배출을 위한 유입 및 배출구와, 상부케이스의 일측에 구비되어 유입 및 배출되는 가스를 카운팅하는 카운터부를 구비한다.

하부케이스에는 좌,우측에 설치되어 유입된 가스를 펌핑하기 위한 수단으로 다이어프램을 구비하고, 상부케이스에는 다이어프램의 펌핑에 의하여 회전하면서 다이어프램으로 유입 또는 배출되는 가스의 흐름을 제어할 수 있도록 밸브를 가지는 로터리슬라이더가 구비된다.

또한, 밸브의 하방에는 상,하부케이스 사이의 기밀을 유지하면서 밸브에 의한 가스의 흐름이 제어될 수 있도록 밸브시트를 가지는 밸브시트 어셈블리를 가지는 구성이다.

상기 다이어프램의 펌핑에 의하여 링크작동을 수행하는 로터리슬라이더가 구비되고, 상기 로터리슬라이더는 밸브와 연결되어 가스의 유입과 배출을 선택할 수 있도록 하고, 상기 밸브는 저면에 개방면과 폐쇄면을 가지고 밸브시트와 연접되어 습돌 회전을 통하여 밸브시트에 형성되는 유입구와 배출구를 개,폐 작동시키도록 구성하게 된다.

이러한 종래의 가스미터기가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도 1은 종래의 가스 미터기의 정면도로서, 등록실용신안 제20-0364411호(고안의 명칭:가스미터기의 펄스 발생 구조)에 개시된 기술로서, 도시된 바와 같이, 가스미터기(10)는 입구부(11) 및 출구부(12)를 가지는 상부 케이스(13A)와, 이 상부 케이스(13A)의 하단부에 기밀을 유지하도록 장착되는 하부 케이스(13B)에 의해 본체(14)를 구성하고 있으며, 상기 하부 케이스(13B)내에는 가스 흐름에 따른 체적변화로 인해 작동하는 통상의 다이어프램(도시생략)이 마련되어 있다.

또한, 상기 상부 케이스(13A)의 전면부에는 요입홈(21)이 형성되어 있고, 이 요입홈(21) 내에는 상기 작동기어(20)에 의해 회전하는 구동기어(22)를 포함하여 중계기어(23) 및 연동기어(24)가 각각의 축(23a,24a)에 장착되어 서로 맞물려 있으며, 이 연동기어(24)에 의해 카운터부(25)를 구성하는 프레임(26) 내에 순차로 배설되어 있는 숫자판(27)들을 회전시켜 가스 흐름에 따른 카운팅이 이루어지도록 되어 있다.

이와 같이 로터리 슬라이더 구동용 축이 회전하여 상기 로터리 슬라이더 구동용 축에 고정된 로터리 슬라이더를 회전시키면 그 회전력이 상기 로터리 슬라이더에 결합된 복수개의 중간기어를 통해 카운터의 숫치차에 전달되어 최우측에 위치된 숫치차를 회전시키게 되므로 가스의 사용량이 적산된다.

즉, 상기 카운터의 최우측에 위치된 숫치차가 1회전하면 상기 숫치차의 좌측에 형성된 돌기가 하부에 위치된 동력 전달기어를 숫치차의 회전방향과 반대방향으로 1눈금회전시키게 되므로 상기 동력 전달기어와 맞물린 다음 열의 숫치차(최우측에 위치된 숫치차의 좌측에 위치된 숫치차)를 최우측에 위치된 숫치차와 동일방향으로 1/10회전시키게 된다.

상기한 바와 같은 가스사용량의 적산은 가스를 사용함에 따라 계속적으로 이루어지며, 가스의 사용량은 숫치차의 외주면에 표기된 숫자가 가스미터기의 전면에 설치된 투시창을 통해 외부로 표출되므로 식별가능하게 구성한다.

도 2의 종래의 가스 메타기의 카운터 상세 구성도를 참고하면, 카운터의 프레임에 고정된 축(28)상에 복수개의 숫치차(27)가 공회전가능하게 결합되어 있는데, 상기 복수개의 숫치차의 좌측으로는 숫치차가 상호 일정간격을 유지한 채 공회전 가능하도록 하는 보스(27a) 및 하부에 위치하는 동력 전달기어를 회전시키는 위한 돌기가 형성되어 있다.

그리고 숫치차(13)의 하부에는 각 숫치차의 사이에 위치되어 최우측에 위치된 숫치차(13)를 제외한 나머지 숫치차를 1/10씩 회전시키기 위한 동력 전달기어가 축(29)에 공회전 가능하게 결합되어 있다.

따라서, 동력 전달기어의 우측에 위치된 숫치차(38)의 1회전함에 따라 숫치차의 좌측에 형성된 돌기가 동력 전달기어를 밀면 축(29)에 공회전 가능하게 결합된 동력 전달기어가 좌측에 위치된 숫치차(3)를 1/10회전시키게 된다.

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

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

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

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스 유입부 및 유출부가 구비되는 몸체부와 상기 몸체부로 흡입된 가스를 펌핑하기 위한 수단으로 구비되는 다이어프램어셈블리와, 상기 다이어프램어셈블리의 펌핑에 의하여 회전하면서 상기 다이어프램 어셈블리로 흡입되는 가스의 양을 제어하는 로터리 슬라이더와 상기 로터리 슬라이더의 일측에 회전결합되어 유입 또는 유출되는 가스의 량을 적산하는 숫치차로 구성된 카운터부를 구비하여 가스사용량을 카운팅함과 동시에 원격으로 검출할 수 있도록 구성된 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치는, 상기 카운터부는 상기 어느 하나의 숫치차에 반사판을 구비하고, 송신용 제1 센서와 수신용 제2 센서가 상기 반사판의 외측에 구성되고 상기 제1 센서는 펄스형태의 신호를 송신하고, 상기 제1 센서로부터 송신되는 신호가 상기 반사판의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서를 포함하는 복수의 센서와, 상기 반사판이 장착된 숫치차가 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 숫치차의 회전수를 1회전으로 카운트하는 제어부를 포함하여 달성될 수 있다.

이러한 카운터부는 상기 로터리 슬라이더의 일측에 치차결합되어 회전하는 중계기어의 회전이 프레임 내에 순차로 배설되어 있는 숫치차에 전달되어 최우측에 위치된 숫치차를 회전시키도록 구성되며, 상기 숫치차 중 어느 하나의 숫자판에 상기 반사판이 설치되도록 구성한다.

중계기어는 상기 로터리 슬라이더의 일측에 회전결합되는 작동기어와, 상기 작동기어에 의해 회전하는 구동기어와 프레임 내에 순차로 배설되어 있는 숫치차 중 최우측에 위치한 숫치차를 작동시키기 위한 연동기어 사이에 개재되도록 구성할 수 있다.

또한, 가스미터기의 본체를 구성하며 전면부에 요입홈이 형성된 상부케이스와, 상기 상부케이스의 내부에 반사판이 구비된 카운터부, 및 상기 요입홈을 폐색하는 커버를 포함하고, 상기 복수의 센서는 상기 반사판과 대응되는 위치로 상기 커버의 외측에 구성되게 한다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 입, 출구부를 가지는 본체 내에 가스의 공급유무에 따른 체적변화로 인해 작동하는 다이어프램을 설치하여 가스사용량을 카운팅하도록 구성된 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치는, 가스미터기의 본체를 구성하며 전면부에 요입홈이 형성된 상부케이스와, 상기 상부케이스의 내부에 설치되며, 상기 가스미터기로 유입 또는 유출되는 가스의 량을 적산하는 숫치차로 구성되며 어느 하나의 숫치차에는 반사판이 구비된 카운터부와, 외부 일측에는 끼움홈이 형성되며 상기 요입홈을 폐색하는 커버, 및 상기 커버의 끼움홈에 결합되며 상기 반사판의 대응되는 위치에 펄스형태의 신호를 송신하는 제1 센서와 상기 제1 센서로부터 송신되는 신호가 상기 반사판의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서를 구비하고, 상기 제2 센서의 감지 신호에 따라 상기 반사판의 회전수를 카운트하는 제어부가 구비된 계측박스를 포함하여 구성할 수도 있다.

이때, 제어부는 상기 반사판이 장착된 숫치차가 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 숫치차의 회전수를 1회전으로 카운트하도록 동작된다.

또한, 계측박스는 상기 제어부에서 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 가스 량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부를 더 포함하게 구성하면 원격에서도 기계식 가스미터기의 사용량을 계측할 수 있다.

따라서, 본 발명의 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치에 의하면, 종래의 기계식 가스미터기의 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 가스 사용량을 전자적으로 확인할 수 있어 검침원이 직접 가택을 방문하지 않아도 되므로, 시간과 인건비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기계식 가스 미터기의 정면도,
도 2는 종래의 기계식 가스 미터기의 카운터 상세 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터부의 확대 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 계측박스의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 계측박스를 기계식 가스미터기에 설치한 일례를 예시한 도면,
도 6은 센서에서 신호가 수신되는 상태를 설명하기 위한 도면,
도 7은 계측박스의 내부 구성 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 구성을 보여주는 블럭도,
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 회전수 카운팅에 관한 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고,
도 11은 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.

먼저 본 발명은 기존의 기계식 가스미터기의 구성을 동일하게 사용한다. 즉, 입구부(11) 및 출구부(12)를 가지는 상부 케이스(13A)와, 이 상부 케이스(13A)의 하단부에 기밀을 유지하도록 장착되는 하부 케이스(13B)에 의해 본체(14)를 구성하고 있으며, 하부 케이스(13B)내에는 가스 흐름에 따른 체적변화로 인해 작동하는 통상의 다이어프램(도시생략)과, 상기 다이어프램어셈블리의 펌핑에 의하여 회전하면서 상기 다이어프램 어셈블리로 흡입되는 가스의 양을 제어하는 로터리 슬라이더를 종래와 동일하게 사용하고, 이에 상기 로터리 슬라이더의 일측에 회전결합되어 유입 또는 유출되는 가스의 량을 적산하는 숫치차로 구성된 카운터부(25)의 구성을 변경하여 사용하는 것으로 구성된다.

또한, 종래의 상부 케이스(13A)의 전면부에는 요입홈(21)이 형성되어 있고, 이 요입홈(21) 내에는 작동기어(20)에 의해 회전하는 구동기어(22)를 포함하여 중계기어(23) 및 연동기어(24)가 각각의 축(23a,24a)에 장착되어 서로 맞물려 있으며, 이 연동기어(24)에 의해 카운터부(25)를 구성하는 프레임(26) 내에 순차로 배설되어 있는 숫자판(27)들로 구성된 숫치차(27)가 구비되는 데, 본 발명에서는 상술한 카운터부(25)의 숫치차 중 어느 하나의 숫치차에 반사판을 구비하고 이를 외부에서 전자적으로 검침한 다음 원격으로 전송할 수 있는 전자검친장치를 추가하여 사용하도록 구성된다.

이를 위하여 도 3의 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터부의 확대 단면도를 참고하면, 카운터부(25)는 어느 하나의 숫치차에 반사판(110)을 구비한다.

이러한 반사판(110)의 크기는 반사 기능을 원활히 수행할 수 있을 정도의 크기이면 족하므로, 굳이 그 크기를 제한하지는 않는다.

예를 들면, 기존의 숫자판에 반사판을 부착할 수도 있고, 숫자판과 숫자판 사이의 축에 설치할 수도 있음은 물론이다.

즉, 반사판(110)은 도면을 참고하면 현재 번호(0)와 번호(1) 사이에 위치하고 있으나, 반사판(110)을 번호 1개 크기(길이) 만큼 하면 주기가 숫치차의 축에 설치한 경우보다 길어질 수 있으므로 전류소모가 더 적어진다.

그러나 이 경우 반사판을 장착한 숫치차를 다시 만들어야 하므로 경제성 및 호환성이 떨어지게 되므로, 본 발명의 실시예에서는 기존에 이미 장착된 반사판 (즉, 번호 0 과 1 사이에 장착된 반사판)을 이용하는 것으로 설명하기로 한다.

이러한 반사판(110)은 광을 반사하는 재질로 구성하되, 여러 개의 숫치차 중 어느 하나의 숫치차에 형성할 수 있다.

즉, 도면에서는 반사판(110)이 최우측 숫치차(38)에 장착되어 있으나, 반사판(110)은 최우측에서 두번째 또는 세번째 등에 장착 될 수도 있다.

최우측에서 두번째 숫치차에 반사판(110)이 장착될 경우 정밀도는 1/10 로 떨어지나, 제1센서(122a)의 펄스 주기가 길어져도 되므로 전류소모는 줄어드는 이점이 있다.

그리고, 최우측에서 세번째 숫치차에 장착될 경우 정밀도는 최우측 숫치차에 장착된 경우보다 1/100 로 떨어지고, 제1센서(122a)의 펄스 주기는 더 길어져도 되므로 전류소모는 더 줄어들게 된다.

본 발명의 일실시예에서는 최우측에 위치된 숫치차(38) 중 "1"과 "0"사이의 숫자판 사이의 축에 소정 크기로 설치된 것으로 설명한다.

또한, 반사판(110)은 가스의 유입유출에 따라 회전하게 되는 데 이를 감지하기 위한 센서부(122)가 외부에 설치된다.

도 6의 센서에서 신호가 수신되는 상태를 설명하기 위한 도면을 참고하면, 송신용 제1 센서(122a)와 수신용 제2 센서(122b)가 센서 지지부(122c)에 의하여 지지되어 반사판(110)의 외측에 그 대응되는 위치에 구성되고, 제1 센서(122a)는 펄스형태의 신호를 송신하고, 제1 센서(122a)로부터 송신되는 신호가 반사판(110)의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서(122b)로 구성한다.

본 발명에서는 기존의 기계식 가스미터기에 이러한 센서부를 포함하여 전자 적으로 검침하기 위한 구성 등을 계측박스(120)에 내장하여 반사판(110)의 회전을 감지하도록 구성된다.

구체적으로 도 4의 본 발명의 일 실시예에 의한 계측박스의 분해 사시도와 도 1을 참고하면, 기계식 가스미터기의 본체(14)를 구성하며 전면부에 요입홈(21)이 형성된 상부케이스(13A)의 내부에 설치되며, 가스미터기로 유입 또는 유출되는 가스의 량을 적산하도록 반사판이 구비된 숫치차로 형성된 카운터부(25)가 외부 일측에는 끼움홈(134)이 형성되며 요입홈(21)을 폐색하는 커버(130)와, 커버(130)의 끼움홈(134)에 결합되는 계측박스(120)로 구성된다.

끼움홈(134)은 기존의 기계식 전자미터기에서 기계식 숫치차의 오차를 보정할 수 있도록 모듈을 탑재하여 이를 측정할 수 있도록 구성된 홈으로, 본 발명에서는 이러한 종래의 끼움홈(134)에 본 발명의 전자검침장치를 설치하여 전자적으로 검침할 수 있도록 구성하였기 때문에 기존의 기계식 가스미터기의 외형을 변형없이 사용할 수 있는 효과가 있다.

이를 위하여 계측박스(120)의 배면부에는 커버(130)의 일측에 구비된 걸림턱(132)에 삽입되어 고정되는 한쌍의 걸림돌기(120a,120b)를 구성하여 끼움홈(134)에 계측박스(120)의 일측이 끼움고정될 때 계측박스(120)가 보다 견고하게 커버(130)와 결합되도록 구성한다.

본 발명에서의 계측박스(120)는 반사판(110)의 회전수를 감지하여 전자적으로 검침하고 이를 원격으로 전송하기 위한 구성 요소들을 탑재한 것으로, 구체적으로 계측박스(120)의 내부에는 반사판(110)의 대응되는 위치에 펄스형태의 신호를 송신하는 제1 센서(122a)와 제1 센서(122a)로부터 송신되는 신호가 반사판(110)의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서(122b)가 구비된다.

복수의 센서(122a,122b) 중 제 1 센서(122a)는 신호를 송신하는 신호 송신부이고, 제 2 센서(122b)는 신호를 수신하는 신호 수신부일 수 있다.

일례로, 제 1 센서(122a)는 광 신호를 송신하는 발광 다이오드(LED)일 수 있고, 제 2 센서(122b)는 광 신호를 수신하는 포토 트랜지스터(Photo transistor)일 수 있다.

물론, 위 설명과 달리, 제 2 센서(122b)가 신호 송신부이고, 제 1 센서(122a)가 신호 수신부일 수도 있을 것이다.

도 8의 계측박스의 내부 구성 단면도와 도 9의 본 발명의 실시예에 따른 전자검침장치의 구성을 보여주는 블럭도를 참고하면, 계측박스(120)는 케이스(124)의 내부에서 복수의 센서(122a, 122b)를 지지하는 센서 지지부(122c)의 그 하단부가 인쇄회로기판(PCB)(127)에 고정되도록 구성된다.

PCB(127)에는 카운터부(25)의 가스 적산량을 디스플레이하는 표시부(123)와, 카운터부(25)의 적산량을 수치화하여 원격제어부(160)로 송수신하는 원격인터페이스부(126), 카운터부(25)의 회전수를 카운트하여 가스 적산량을 수치화하여 표시부(123)에 표시하고, 수치화된 가스 적산량을 원격제어부(160)로 전송하도록 원격인터페이스부(126)를 제어하는 제어부(170), 그리고 외부에서 전원이 공급되지 않을시 시스템을 동작시키는 배터리부(125)가 구성될 수 있다.

원격인터페이스부(126)는 통상의 원격제어를 위한 구성으로, 가스 사용량을 원격제어부(160)에 전송하거나 원격제어부(160)로부터 명령을 받아 수행하기 위함이다. 원격제어부(160)와 통신은 RS232, RS485, DC-PLC, M-BUS 등 다양한 통신방법을 사용하도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 가스미터기는 인터넷을 통하여 서버시스템으로 동작되는 원격제어부(160)에 접속되어 사용량감시 및 사용량 제어를 위한 서비스를 실행할 수 있도록 접속된다.

또한 원격제어부(160)는 가스미터기에 정합하여 계량기의 검침 정보와 상태 데이터를 읽어 CDMA PCS, 셀룰러(Cellular) 또는 GSM 등의 이동통신망을 통하여 검침서버에 전송하도록 구성될 수 있다.

이러한 PCB(127)는 계측박스(120)에 삽설되어, 반사판(110)의 회전수를 감지하도록 커버(130)에 결합된다.

제어부(170)는 소정 주기로 한 펄스형태의 신호를 제1 센서(122a)로 송신하는 기능과, 상기 펄스가 반사판(110)에 의해 반사되어 제2센서(122b)에 수신되는 영역과 반사판(100)이 없어서 제2센서(122b)에 수신되지 않는 영역을 각 1회 지날 때마다 반사판(110)이 구비된 숫치차의 회전수를 1회전으로 카운트하도록 동작된다.

도 7의 제1센서의 펄스주기 설정방법을 설명하기 위한 도면을 참고하면, 제1센서(122a)의 펄스 주기는 반사판이 설치된 숫치차가 최대속도로 회전할 때 도면 (a)에서 (b)까지 걸리는 시간으로 설정한다.

도면 (a)에서 (b)까지의 시간은 반사판(110)의 회전 방향으로 선단부에서 선미부까지의 걸리는 시간을 의미한다.

따라서 반사판이 설치된 숫치차의 최대속도가 빠를수록 제1센서(122a)의 주기가 짧아져야 되고, 반사판(110)의 길이(회전방향으로 반사판의 선단부에서 선미부까지의 길이)이 짧을(작을)수록 제1센서의 주기가 짧아져야 되는 것은 당연하다.

예를 들어, 최우측 숫치차(38) 또는 반사판(110)의 초당 최대회전속도(rps)를 "X"라 하고 제1 센서(122a)로부터 발신되는 신호 주기 즉 제어부(170)의 온신호 출력주기(B)는 반사판(110)이 형성된 숫치차의 반지름이 "R"이라고 하고, 반사판(110)의 선단부와 선미부까지의 원주길이를 "L"이라고 하면,

B=(1/X)*L/(2πR)에 대응할 것이다.

보다 구체적으로 반사판(110)의 초당 최대회전속도(rps)가 0.5rps라고 하고, 숫치차의 둘레(2pR)가 60mm이고, 반사판(110)의 길이(L)가 2mm라고 하면 이는 숫치차가 최대 2초(2000mSec)에 1바퀴 회전하는 것이므로,

반사판(110)이 센서를 지나는데 걸리는 시간은 "(1/0.5) x 2mm/60mm = 0.066Sec = 66mSec"로 계산될 것이다.

따라서, 제1센서(122a)의 온오프 주기는 66mSec보다 짧아야 한다.

그리고, 반사판(110)의 원주 길이(L)가 최우측 숫치차(38)의 원주 길이의 1/10-숫자판이 "0"부터 "9"까지 10개이므로-보다 작게 형성되므로, 반사판(110)이 1회전 되는 과정에서 제 1 센서(122a)의 발신 신호가 제 2 센서(122b)로 전달되는 경우(제 2 센서의 온 상태) 및 제 2 센서(242)로 전달되지 않는 경우(제 2 센서의 오프 상태)가 적어도 각각 1번씩은 이루어지게 된다.

이러한 제어부(170)의 회전수 측정은(도 3참고), 프레임에 고정된 축(28)상에 복수개의 숫치차(27)가 공회전가능하게 결합되어 있는데, 복수개의 숫치차(27)의 좌측으로는 숫치차가 상호 일정간격을 유지한 채 공회전 가능하도록 하는 보스(27a) 및 하부에 위치하는 동력 전달기어(30)를 회전시키는 위한 돌기(미도시)가 형성되어 있다.

그리고 숫치차(27)의 하부에는 각 숫치차의 사이에 위치되어 최우측에 위치된 숫치차(38)를 제외한 나머지 숫치차를 1/10씩 회전시키기 위한 동력 전달기어(30)가 축(29)에 공회전 가능하게 결합되어 있다.

따라서, 동력 전달기어(30)의 최우측에 위치된 숫치차(38)의 1회전함에 따라 숫치차의 좌측에 형성된 돌기가 동력 전달기어(30)를 밀면 축(29)에 공회전 가능하게 결합된 동력 전달기어(30)가 좌측에 위치된 숫치차(3)를 1/10회전시키게 되는 것이다.

따라서, 제어부(170)는 이러한 원리를 이용하여 최우측에 위치한 숫치차(38)의 회전수를 카운트하여 전체 사용량을 계측할 수 있는 것이다.

그리고, 제어부(170)는 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 가스량을 외부로 전송하도록 원격인터페이스부(126)를 제어한다.

이하에서는, 반사판(110)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 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치는, 제 1 센서(122a) 및 제 2 센서(122b)와, 제 1 센서(122a)의 신호 송신을 명령하기 위하여 선택적으로 온/오프되는 스위치(140)와, 스위치(140)의 온/오프 작동을 위하여 신호를 출력하는 제어부(170) 및 센서(122a,122b)의 온/오프 상태 정보가 저장되는 메모리(150)가 포함된다.

제어부(170)는 소정의 주기로 스위치 온 신호를 출력하며, 이에 따라 스위치(140)는 소정의 주기에 따라 온 작동된다. 그리고, 스위치(140)가 온되면, 제 1 센서(122a)는 송신 신호를 발생시키게 된다.

한편, 제 1 센서(122a)와 제 2 센서(122b)의 사이에 반사판(110)이 놓여지면, 제 2 센서(122b)는 ON되어 소정 신호(일례로, High 신호)가 제어부(170)로 입력된다.

반면에, 제 1 센서(122a)와 제 2 센서(122b) 사이에 반사판(110)이 놓여져 있지 않으면, 제 2 센서(122b)는 OFF되어 소정 신호(일례로, Low 신호)가 제어부(170)로 입력된다.

제어부(170)는 제 2 센서(122b)로부터 High 신호 또는 Low 신호를 입력받았는지 여부에 따라, 본 발명의 회전수 카운팅 방법에 의하여 반사판(110)의 회전수 카운팅을 제어하게 되는 것이다.

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

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치의 회전수 카운팅에 관한 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 가스 미터기의 Power가 ON 되면(S510), 제어부(170)는 제 1 센서(122a)의 작동을 위하여 스위치(140)에 온 신호를 출력하며, 이에 따라 스위치(140)는 온 되어 제 1 센서(122a)의 신호가 발신되도록 한다 (S511).

제 1 센서(122a)의 발신에 따라, 제 2 센서(122b)의 초기 상태가 확인된다. 즉, 제 2 센서(122b)로부터 제어부(170)로 입력되는 신호가 ON인지 OFF인지를 확인한다.

다시 말하면, 가스 미터기의 작동 이전에 반사판(110)이 제 1,2 센서(241,242)의 사이에 위치하는지 여부를 판단하는 것이다.

만약, 반사판(110)이 제 1,2 센서(122a,122b)의 사이에 놓여 있다면 제 2 센서(242)는 ON 상태에 있게 되며, 반사판(110)이 제 1,2 센서(122a,122b)의 사이에 놓여있지 않다면 제 2 센서(122b)는 OFF 상태에 있게 된다.

이와 같이, 반사판(110)의 위치에 따라 제 2 센서(122b)의 초기 ON/OFF 상태가 확인될 수 있다(S513).

제 2 센서(122b)가 초기 상태에서 ON인 경우(S514), 제어부(170)의 메모리(150)에는 제 2 센서의(122b)의 상태가 ON 상태인 것이 저장된다(S515). 반면에, 제 2 센서(122b)가 초기 상태에서 OFF인 경우(S515), 메모리(150)에는 제 2 센서의(122b)의 상태가 OFF 상태인 것이 저장된다(S516).

이후, 제어부(170)는 제 1 센서(122b)의 작동을 멈추기 위하여 스위치(140)에 OFF 신호를 출력하며(S517), 이에 따라 스위치(140)는 OFF되며 제 1 센서(122a)의 신호 전송이 중단된다.

그리고, 가스미터기의 Power가 OFF 되었는지 여부가 판단된다. 가스미터기의 Power가 OFF 되지 않았으면 제어부(170)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(170)는 미리 설정된 시간이 지나거나(타이머 인터럽트) 외부의 주기적인 신호(외부 인터럽트)에 의하여 활성화될 수 있다(S519).

제어부(170)가 활성화되면, 제 1 센서(122a)의 작동을 위하여 스위치(140)에 온 신호를 출력하며(S520), 이에 따라 스위치(140)는 온되어 제 1 센서(122a)의 신호가 발신되도록 한다.

제 1 센서(122a)의 발신에 따라, 제 2 센서(122b)의 현재 상태가 확인된다(S521). 즉, 현재 반사판(110)이 제 1,2 센서(122a,122b)의 사이에 위치하여 광을 반사하는지에 따라, 제 2 센서(122b)로부터 제어부(170)로 입력되는 현재의 신호가 ON인지 OFF인지 여부가 확인된다(S521,S522).

제 2 센서(122b)의 현재 상태가 OFF인 경우, 메모리(150)에는 제 2 센서의(122b)의 현재상태가 OFF 상태인 것이 저장된다(S523).

제 2 센서(122b)의 현재 상태가 ON인 경우, 이전의 제 2 센서 상태(ON/OFF 여부)가 판단된다(S530,S531).

그리고, 이전의 제 2 센서(122b) 상태가 OFF 상태였으면, 반사판(110)의 회전수 측정을 위한 카운터가 증가되고(n=n+1)(S532), 제 2 센서(122b)의 상태가 ON 상태임이 저장된다(S533).

반면에, 단계 S531에서 이전의 제 2 센서(122b) 상태가 ON 이었으면, 카운터 증가없이, 제 2 센서(122b)의 상태가 ON 상태임이 저장된다

여기서, "이전의 제 2 센서 상태"라 함은, 다음을 의미한다.

도 11에서 최초의 인터럽트 수행시, "이전의 제 2 센서 상태"란 도 11의 단계 S515 또는 S516에서 메모리(150)에 저장된 제 2 센서(122b)의 상태를 의미한다.

그 이후 소정 주기에 따른 인터럽트의 수행시, "이전의 제 2 센서 상태"란 도 11에 도시되는 이전 주기, 즉 단계 S523 또는 S533에서 메모리(150)에 저장된 제 2 센서(122b)의 상태를 의미한다.

S533 단계에서 제 2 센서(122b)의 상태가 ON 상태인 것이 메모리(150)에 저장된 후, 제어부(170)는 제 1 센서(122a)의 작동을 멈추기 위하여 스위치(140)에 OFF 신호를 출력하며(S540), 이에 따라 스위치(140)는 OFF 되어 제 1 센서(122a)의 신호 전송이 중단된다.

그리고, 미터기 Power가 OFF 되었는지 여부가 판단되며, OFF 되지 않았으면 제어부(170)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(122b)의 상태를 확인하여, 제 2 센서(122b)의 상태가 OFF 상태에서 ON 상태로 전환될 때만 반사판(110)의 회전수가 카운트 될 수 있다.

결국, 반사판(110)이 1회전 되는 경우, 회전수가 정확하게 1 카운트씩 증가될 수 있다.

물론, 다른 실시예로서, 제 2 센서(122b)의 상태가 ON 상태에서 OFF 상태로 전환될 때에만 반사판(110)의 회전수가 증가되도록 할 수도 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 반사판(110)의 회전속도에 따라 최우측 숫치차(38)의 1회전당 제 2센서(122b)의 오프 상태 또는 온 상태의 측정 수가 다르게 형성되더라도, 반사판(110)의 1회전당 1카운터만 증가되므로, 반사판(110)의 회전수가 정확하게 카운팅되는 것이다.

또한, 제 1,2 센서(122a,122b)가 항상 ON 된 상태를 유지하는 것이 아니라, 소정 주기로 제 1 센서(122a)의 신호를 ON 시키고, 제 1 센서(122a)가 온된 상태에서만 제 2센서(122b)로부터 신호의 ON/OFF를 판단하게 된다.

결국, 제 1,2센서(122a,122b)에 의하여 소모되는 전류 시간이 짧아 전류 소모량이 줄어들 수 있게 되므로, 본 발명과 같이 기계식 가스미터기에 배터리를 사용하는 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 가스 사용량의 원격제어 방법에 대하여 설명한다.

도 11은 사용량을 원격으로 전송하기 위한 단계를 설명하기 위한 흐름도로서, 도시되 바와 같이 제어부(170)는 원격제어부(160)에서 가스 사용량에 대한 요청을 원격인터페이스(126)를 통하여 접수하면(S550), 제어부(170)는 메모리(150)에 저장된 사용량을 확인하여(S551), 원격인터페이스(126)를 통하여 사용량을 요청한 원격제어부(160)로 전송하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광센서를 이용하여 기계식 가스 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.

11 : 유입구 12 : 유출구
13A : 상부케이스 14 : 본체
20 : 작동기어 21 : 요입홈
22 : 구동기어 23a, 24a : 축
24 : 연동기어 25 : 카운터부
26 : 프레임 38 : 최우측 숫치차
110 : 반사판 170 : 제어부
120 : 계측박스 122a : 제 센서
122b : 제2 센서 122c : 센서지지부
125 : 배터리 126 : 원격인터페이스부
130 : 커버 134 : 끼움홈
140 : 스위치 150 : 메모리
170 : 제어부

Claims

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입, 출구부를 가지는 본체 내에 가스의 공급유무에 따른 체적변화로 인해 작동하는 다이어프램을 설치하여 가스사용량을 카운팅하도록 구성된 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치에 있어서,
가스미터기의 본체를 구성하며 전면부에 요입홈이 형성된 상부케이스;
상기 상부케이스의 내부에 설치되며, 상기 가스미터기로 유입 또는 유출되는 가스의 량을 적산하는 숫치차로 구성되며 어느 하나의 숫치차에는 반사판이 구비된 카운터부;
외부 일측에는 끼움홈이 형성되며 상기 요입홈을 폐색하며 걸림턱이 형성된 커버;및
상기 커버의 끼움홈에 결합되며 상기 반사판의 대응되는 위치에 펄스형태의 신호를 송신하는 제1 센서와 상기 제1 센서로부터 송신되는 신호가 상기 반사판의 회전에 의하여 반사되는지 여부에 따라 온오프 감지신호를 출력하는 제2 센서를 구비하고, 상기 제2 센서의 감지 신호에 따라 상기 반사판의 회전수를 카운트하는 제어부가 구비되고 배면부의 일측에 한쌍의 걸림돌기를 구비한 계측박스;
를 포함하고
상기 끼움홈에 상기 계측박스의 일측이 끼움고정되고, 상기 계측박스의 걸림돌기가 상기 커버의 걸림턱에 끼움고정되는 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 반사판이 장착된 숫치차가 최대 회전 가능 속도로 회전할 때 상기 반사판에 의하여 상기 제2센서에 수신되는 시간보다 짧은 시간을 주기로 하는 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 숫치차의 회전수를 1회전으로 카운트하는 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치.
제 6항에 있어서,
상기 계측박스는
상기 제어부에서 반사판의 회전수를 카운터하여 적산된 가스 량을 외부로 전송하는 원격인터페이스부;
를 더 포함하는 기계식 가스미터기를 이용한 전자 검침 장치.