KR101540247B1 - 수도계량기 자동시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도계량기 시험 장치에 관한 것으로서, 집수탱크와, 집수탱크로부터 배출된 물이 순환한 후 집수탱크로 재유입 되도록 하는 순환관로와, 물이 순환관로를 따라 순환하도록 유량을 발생시키는 펌프와, 순환관로의 일측에 연결되어 집수탱크로부터 배출되는 물의 유량을 제어하는 유량 제어장치와, 순환 관로 상에 복수 개가 직렬로 연결되는 시험대상 수도계량기와, 순환 관로 상에 설치되는 기준 유량계와, 순환관로 상에 설치되는 복수 개의 제어밸브를 포함하는 유량 시험유닛과, 시험유닛의 펌프, 유량 제어장치, 기준유량계 및 제어밸브를 제어하고, 검사대상 수도 계량기와, 기준유량계로부터 수신된 유량측정값과 시험대상 수도계량기로부터 수신된 유량측정값 간에 오차를 계산하여, 시험대상 수도계량기의 법정허용 오차 내 불량 여부를 결정하는 제어 및 계측 시스템과, 제어 및 계측 시스템과 통신이 가능하도록 연결되고, 수도계량기 시험을 위한 사용자 운영 프로그램이 탑재된 PC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 운영 소프트웨어에서 직관적인 UI를 통해 밸브 개폐 량 설정 및 각종 조건 설정이 가능하여 유량 측정 장치의 조건 설정 및 동작 제어가 매우 용이하고, 수신된 데이터에 기초하여 시험 성적서 파일을 자동 생성하므로 시험 결과의 확인 및 보관이 매우 용이한 효과가 있다.

Description

수도계량기 자동시험장치{EQUIPMENT FOR TESTING WATER METERS AUTOMATIC METHOD}

본 발명은 수도계량기 자동시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시험 장치의 배관 내에 유체의 유량흐름을 발생시켜, 기준 유량계의 측정유량 값과 시험대상 스마트 수도계량기의 측정유량 값을 옵티컬 센서를 이용하여 자동으로 취득하고, 이들 측정값들을 비교 산정하여 법정허용 오차에 따른 합격 여부를 결정하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 주택, 영업장 등에는 공급되는 용수의 사용량, 즉, 적산 유량을 측정하는 수도계량기(미터기)가 설치되어 있어, 그 수도계량기에 의한 유량 적산값으로 용수의 사용료가 부과되고 있다.

일반적으로 사용하고 있는 수도 계량기는, 주택이나 각종 건축물에서 소비하고 있는 물 사용량을 검침하여 그에 따른 적정 요금을 부과할 수 있도록 하기 위해 수치상으로 나타내는 것이다.

이러한 수도 계량기는 물이 계량부로 유입되어 계량기 내의 임펠러를 회전시켜 임펠러의 회전력을 계량부 내에 배열되어 있는 기어 유닛들을 통해 카운팅 할 수 있도록 구성하여 기어의 회전수를 적산하여 유량카운터에서 사용량을 표시하는 형태로 되어 있다.

이러한 수도 계량기는 수도 수요처에서 소비되는 수도의 양을 정확하게 계산하여야 하므로 높은 정확도가 요구되고, 그에 따라 제품의 출하전 유량 검출 정확도에 대한 시험을 거친 후 시험대상 수도 유량계와 기준 유량계 간의 오차가 법적 허용 오차를 만족하는 경우에만 합격제품으로서 시중에 출시된다.

이를 위해 종래에는 유체가 흐르는 배관 상에 기준 유량계와 시험대상 유량계를 설치하여 기준 유량계와 시험대상 유량계의 측정값에 기초하여 시험대상 수도 유량계의 불량 여부를 판단하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 종래 유량 시험유닛는 기준 유량계와 시험대상 유량계에서 측정된 유량정보를 사용자가 눈으로 읽어 기록하는 방식으로서 유량 검사시간이 길고 검사정확도가 낮은 문제점이 있다.

또한, 유량 시험유닛 구동 시 현장에서 밸브 및 제어패널을 조작하여 유량시험이 이루어지므로 원격지에서는 시험이 곤란한 단점이 있다.

한국공개특허 제2002-0072420호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유량 시험유닛를 원격에서 자동제어 할 수 있고 기준 유량계의 측정유량 값과 시험대상 스마트 수도계량기의 측정유량 값을 옵티컬 센서를 이용하여 자동으로 취득하고, 이들 측정값들을 비교 산정하여 법정허용 오차에 따른 합격 여부를 결정할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 운영 소프트웨어에서 직관적인 UI를 통해 밸브 개폐량 설정 및 각종 조건 설정이 가능하여 유량 측정장치의 조건 설정 및 동작 제어가 매우 용이하고, 수신된 데이터에 기초하여 시험 성적서 파일을 자동 생성하므로 시험 결과의 확인 및 보관이 매우 용이하도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 내부에 물을 저장하는 집수탱크와, 상기 집수탱크로부터 배출된 물이 순환한 후 상기 집수탱크로 재유입되도록 하는 순환관로와, 물이 상기 순환관로를 따라 순환하도록 유량을 발생시키는 펌프와, 상기 순환관로의 일측에 연결되어 상기 집수탱크로부터 배출되는 물의 유량을 제어하는 유량 제어장치와, 상기 순환 관로 상에 복수 개가 직렬로 연결되는 시험대상 수도계량기와, 상기 순환 관로 상에 설치되는 기준 유량계와, 상기 순환관로 상에 설치되는 복수 개의 제어밸브를 포함하는 유량 시험유닛과; 상기 시험유닛의 펌프, 유량 제어장치, 유량계 및 제어밸브를 제어하고, 상기 검사대상 수도계량기와, 기준유량계로부터 수신된 유량측정값과 시험대상 수도계량기로부터 수신된 유량측정값 간에 오차를 계산하여, 시험대상 수도계량기의 법정허용 오차 내 불량 여부를 결정하는 제어 및 계측 시스템과, 상기 제어 및 계측 시스템과 통신가능하도록 연결되고, 유량계 시험을 위한 사용자 운영 프로그램이 탑재된 PC를 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 자동시험장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 운영 소프트웨어에서 직관적인 UI를 통해 밸브 개폐량 설정 및 각종 조건 설정이 가능하여 유량 측정장치의 조건 설정 및 동작 제어가 매우 용이하고, 수신된 데이터에 기초하여 시험 성적서 파일을 자동 생성하므로 시험 결과의 확인 및 보관이 매우 용이한 효과가 있다.

또한, 제어 및 측정 시스템이 다수의 유량 측정장치와 인터페이스되는 경우 유량 측정 이벤트의 검출 및 처리가 통합적으로 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수도계량기 자동시험장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1의 유량 시험유닛의 계통도이다.
도 3은 제어 및 계측 시스템의 미들웨어 계층의 세부 구성도이다.
도 4는 도 1의 PC의 사용자 운영 프로그램의 세부 모듈을 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 PC의 사용자 운영 프로그램의 사용자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 것이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등 물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수도 계량기 시험장치의 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 유량 시험유닛의 계통도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수도계량기 자동시험장치는 PC(1)와, 제어 및 계측 시스템(2)과 유량 시험유닛(3)을 포함하여 구성된다.

PC(1)는 유량계 시험을 위한 사용자 운영 프로그램이 탑재된 컴퓨터로서, 유량 시험유닛(3)과 통신 가능하도록 연결되는데, 유량 시험유닛(3)과 원거리에 설치되어 원격 시험이 가능하도록 할 수 있다.

제어 및 계측 시스템(2)은 유량 시험유닛(2)의 펌프(11), 유량 제어장치(12), 유량계(13, 17) 및 제어밸브를 제어하고, 기준유량계(17)로부터 수신된 유량측정값과 시험대상 수도계량기(13)로부터 수신된 유량측정값 간에 오차를 계산하여, 시험대상 수도계량기의 법정허용 오차 내 불량 여부를 결정한다.

유량 시험유닛(3)은 시험대상 수도계량기(13)가 정확한 유량을 검출할 수 있는지 여부에 대한 시험을 수행하는 장치로서, 내부에 물을 저장하는 집수탱크(10)와, 집수탱크(10)로부터 배출된 물이 순환한 후 집수탱크(10)로 재유입 되도록하는 순환관로와, 물이 순환관로를 따라 순환하도록 유량을 발생시키는 펌프(11)와, 순환관로의 일측에 연결되어 집수탱크(10)로부터 배출되는 물의 유량을 제어하는 유량 제어장치(12)와, 순환 관로 상에 복수 개가 직렬로 연결되는 시험대상 수도계량기(13)와, 순환 관로 상에 설치되는 기준 유량계(17)와, 순환관로 상에 설치되는 복수 개의 제어밸브를 포함하여 구성된다.

펌프(11)는 작은 용량의 펌프(11-1)와 상대적으로 큰 용량의 펌프(11-2)가 구비되어 시험대상 수도 계량기(13)의 직경에 따라 적절한 수압으로 유체 흐름을 발생시킬 수 있는 펌프가 사용될 수 있다.

유량 제어장치(12)는 시험대상 수도 계량기(13)의 직경 또는 시험 기준에 따라 적적한 유량이 관로를 따라 흘러갈 수 있도록 조절하는 것으로서 복수 개의 자동밸브의 조합으로 구현될 수 있다.

시험대상 수도 계량기(13)는 복수 개가 직렬연결되어 1회에 다수의 검사가 동시에 이루어질 수 있도록 하는데, 통상 20개 정도의 계량기가 동시에 연결될 수 있다.

기준 유량계(17)는 유량 측정 정확도가 보장되는 표준 유량계로서 시험대상 수도계량기(13)의 규격과 동일한 규격의 유량계가 사용될 수 있도록 서로 다른 규격의 기준 유량계(17)가 병렬적으로 설치되어 시험대상 수도계량기(13)와 동일한 규격의 기준 유량계(예를 들어 17-1)만이 동작하고 나머지 기준 유량계(17-2, 17-3)는 밸브에 의해 차단되어 유체가 흐르지 않도록 한다.

시험대상 수도계량기(13)와 기준 유량계(17)에는 광학적으로 유량 계측값을 자동적으로 취득하여 그에 상응하는 전기신호로 변환하는 옵티컬 센서(14)가 설치되어 작업자의 목시 검침이 없더라도 시험대상 수도 계량기(13)와 기준 유량계(17)의 측정 유량값을 제어 및 계측 시스템(2)으로 전달할 수 있다.

배기 밸브(20)는 순환관로 상에 설치되어 순환관로 내에 유입된 공기를 제거하여 관로가 유체로 완전하게 채워지도록 하여 검사정확도를 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 3은 제어 및 계측 시스템의 미들웨어 계층의 세부 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어 및 계측 시스템(2)은 효율적인 계측 데이터 수집을 위해 미들웨어 계층을 구비하고 있다.

미들웨어 계층은 미들웨어와 상기 유량 시험유닛 간의 인터페이스를 제공하는 인터페이스 어댑터 계층(100)과, 측정 데이터 수집 및 상황인식 서비스를 포함하는 프로세스를 처리하는 미들웨어 엔진 계층과(110)과, 유량 시험 서비스를 등록 및 관리하고, 유량시험 데이터 전송규칙으로서 유량시험 이벤트를 정의하며, 미들웨어 엔진 계층을 통해 수집되는 유량측정 데이터를 분석하여 미리 설정된 유량측정 이벤트를 검출 및 처리하고, 컴퓨터의 인터페이스를 관리하며 데이터의 송신 및 원격제어 명령어를 처리하는 유량시험 프레임워크 계층과, 미들웨어와 컴퓨터 간의 인터페이스를 담당하며, 유량 시험 프로세스 브로커에서 처리된 유량 시험 이벤트 처리결과를 상기 컴퓨터로 송신하거나, 컴퓨터의 원격제어 명령어를 수신하는 유량 시험 인터페이스부을 포함한다.

그리고, 원격 시험 프레임워크 계층은 유량 시험 서비스 등록 및 관리를 하고, 원격측정 데이터 전송규칙으로서 원격측정 이벤트를 정의하며, PC와의 통신 프로토콜을 관리하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 지원하는 유량 시험 매니저(120)와, 유량 시험 데이터를 분석하여 유량 시험 매니저(120)에서 기 정의된 유량 시험 이벤트를 검출하는 유량 시험 이벤트 분석부(130)와, 유량 시험 이벤트 분석부(130)에서 전달된 유량 시험 이벤트를 기 정의된 유량시험 비즈니스에 따라 처리하고, PC(1)의 유량 시험 명령어 관련 내용을 처리하는 유량시험 프로세스 처리부(140)를 포함한다.

여기서, 유량측정 이벤트는 수도계량기, 기준 유량계에서 측정된 데이터를 전송하는 규칙에 관한 것으로서, 제어 및 측정 시스템마다 전송 규격이 상이할 수 있으므로 유량측정 이벤트를 설정하거나 변경할 수 있도록 되어 있으며, 측정 시간, 측정 주기, 유량계 식별정보 인식방식 등일 수 있다.

도 4는 도 1의 PC의 사용자 운영 프로그램의 세부 모듈을 도시한 것이고, 도 5는 PC의 사용자 운영 프로그램의 사용자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 운영 소프트웨어는 유량측정을 위한 프로그램으로서, 유량 측정 장치에 대한 시스템 개념도와 계측 제어장치로부터 수신된 유량 데이터 간의 오차정보를 화면에 표시하는 표시모듈(310)과, 제어밸브의 개폐 또는 개방 량 설정을 위한 밸브 개폐 율 설정모듈(320)과, 시험대상 수도계량기 정보를 설정하는 수도계량기 정보 설정모듈(330)과, 유량 측정결과에 대한 성적서 파일을 생성하는 성적서 파일 생성모듈을 포함하여 구성된다.

도 5를 참조하면, 표시모듈(310)은 사용자 그래픽 인터페이스를 제공하는 것으로서, 화면 상단에는 수도 계량기 규격 설정, 성능 검사, 검사 결과 출력 등의 정보를 표시하는 화면이 표시되고, 화면 하단에는 유량 시험유닛의 전체 계통도가 도시된다.

밸브 개폐율 설정모듈(320)은 도 5의 계통도에 도시된 바와 같이, 제어밸브의 상단에 밸브 개폐율 입력을 위한 입력창이 표시되는 형태로 제공될 수 있다. 사용자는 해당 입력창에 밸브 개폐율을 입력하여 밸브 개폐율을 원하는 값으로 설정할 수 있다.

보다 직관적인 제어 UI를 제공하기 위하여, 마우스 등의 입력장치로 제어 밸브 아이콘을 클릭하면 제어밸브가 동작되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어밸브가 한번 클릭되면 해당 밸브가 폐쇄상태가 되고, 이 상태에서 제어밸브가 다시 클릭되면 해당 밸브가 개방상태가 되도록 할 수 있다.

도 5에서 성적서 저장 메뉴를 클릭하면 시험 성적서 파일이 엑셀 형태로 저장된다.

1 : PC 2 : 제어 및 계측 시스템
3 : 유량 시험유닛 10 : 집수탱크
11 : 펌프 12 : 유량 제어장치
13 : 시험대상 수도계량기 14 : 옵티컬 센서
15, 19 : 압력계 16, 18 : 온도계
17 : 기준 유량계 20 : 배기밸브
21 : 바이패스 밸브

Claims (6)

1. 내부에 물을 저장하는 집수탱크와, 상기 집수탱크로부터 배출된 물이 수환한 후 상기 집수탱크로 재유입되도록하는 순환관로와, 물이 상기 순환관로를 따라 순환하도록 유량을 발생시키는 펌프와, 상기 순환관로의 일측에 연결되어 상기 집수탱크로부터 배출되는 물의 유량을 제어하는 유량 제어장치와, 상기 순환 관로 상에 복수 개가 직렬로 연결되고 유량 취득을 위한 옵티컬 센서를 포함하는 시험대상 수도 계량기와, 상기 순환관로 상에 설치되고 유량 취득을 위한 옵티컬 센서를 포함하는 기준 유량계와, 상기 순환관로 상에 설치되는 복수 개의 제어밸브를 포함하는 유량 시험유닛과;
   상기 시험유닛의 펌프, 유량 제어장치, 유량계 및 제어밸브를 제어하고, 상기 기준유량계로부터 수신된 유량 측정값과 시험대상 수도 계량기로부터 수신된 유량측정값 간에 오차를 계산하여, 시험대상 수도 계량기의 법정오차 내 불량 여부를 결정하는 제어 및 계측 시스템과;
   상기 제어 및 계측 시스템과 통신가능하도록 연결되고 유량계 시험을 위한 사용자 운영 프로그램이 탑재된 PC를 포함하되,
   상기 제어 및 계측 시스템은 유량 시험을 위한 미들웨어가 탑재되고, 상기 미들웨어는 미들웨어와 상기 유량 시험유닛 간의 인터페이스를 제공하는 인터페이스 어댑터 계층과, 측정 데이터 수집 및 상황 인식 서비스를 포함하는 프로세스를 처리하는 미들웨어 엔진 계층과, 유량 시험 서비스 등록 및 관리를 하고 원격측정 데이터 전송규칙으로서 원격측정 이벤트를 정의하며 상기 PC와의 통신 프로토콜을 관리하기 위한 그래픽 유저 인터페이스를 지원하는 유량 시험 매니저와, 유량 시험 데이터를 분석하여 상기 유량 시험 매니저에서 기 정의된 유량 시험 이벤트를 검출하는 유량 시험 이벤트 분석부와, 상기 유량 시험 이벤트 분석부에서 전달된 유량 시험 이벤트를 기 정의된 유량시험 비즈니스에 따라 처리하고, 상기 PC의 유량 시험 명령어 관련 내용을 처리하는 유량시험 프로세스 처리부와, 상기 미들웨어와 PC 간의 인터페이스를 담당하며, 유량시험 이벤트 분석부에서 처리된 유량 시험 이벤트 처리결과를 상기 PC로 전송하거나 PC의 원격제어 명령어를 수신하는 유량 시험 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 자동시험장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유량 시험유닛은 상기 순환관로 상에 설치되어 상기 순환관로 내에 유입된 공기를 제거하는 배기밸브가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수도계량기 자동시험장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 사용자 운영 소프트웨어는 유량측정을 위한 프로그램으로서, 유량 측정장치에 대한 시스템 개념도와 계측 제어장치로부터 수신된 유량 데이터 간의 오차정보를 화면에 표시하는 표시모듈과, 상기 밸브 유닛의 개폐 또는 개방 량 설정을 위한 밸브 개폐 율 설정모듈과, 시험대상 수도계량기정보를 설정하는 수도계량기 정보 설정모듈과, 유량 측정결과에 대한 성적서 파일을 생성하는 성적서 파일 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수도계량기 자동시험장치.

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