KR102221495B1

KR102221495B1 - 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기

Info

Publication number: KR102221495B1
Application number: KR1020200164930A
Authority: KR
Inventors: 김진택; 송행숙; 김하늘; 서창현
Original assignee: 김진택; 주식회사 그린플로우; (주)한진테크
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-03-02

Abstract

본 발명은 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기를 제공함으로써, 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있게 되어 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 계량기가 안정적으로 동작하는 효과를 제공하게 된다.

Description

과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기{Digital water meter with overload overload mode}

본 발명은 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기에 관한 것이다.

일반적으로 수도계량, 보일러 등과 같이 유체의 흐름이 존재하는 소정의 관내에 유량을 감지하기 위하여 유량 감지센서가 설치된다.

여기서, 정확한 사용량을 측정하기 위한 수도 계량기 또는 유량에 따라 해당 장치의 동작을 제어하기 위하여 정확한 유량의 검출은 매우 중요한 센서라 할 수 있다.

예를 들어, 보일러의 경우 유량(물)에 따라 가열온도를 제어하기 위한 가스의 공급 등의 다양한 동작제어가 이루어지게 되므로, 유량의 정확한 검출은 장치의 신뢰성과 직결된다.

또한, 수도계량에 있어서도 정확한 물의 흐름에 따라 유량을 검출하는 것이 곧 계량값이 되므로 유량의 검출은 매우 중요한 요인이다.

이와 같은 수도계량을 위하여, 종래의 수도 미터는 임펠러가 회전하여 물의 사용량을 계량 누적하며, 공급자는 월단위 사용량을 금액으로 환산하여 사용한 금액 만큼 소비자에게 청구하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 수도 미터는 임펠러에 영구자석이 취부되어 임펠러 회전시 MR 센서 또는 Reed 스위치로 물의 량을 검출하거나 또는 LC공진회로에 펄스를 가하면, 인덕터(L)와 캐패시터(C)에 진동파가 발생하여 임펠러에 취부된 전극이 회전에 따라 파형이 감쇄, 비감쇄 파형을 검출하여 물의량을 검출하게 되느데, 외란(전자파 또는 정적 자기장) 발생시 영구자석과 LC공진회로에 영향이 있어 계량기 오차에 큰영향이 발생되고 있다.

즉, 종래의 계량기는 자계 기구장치를 이용, 수도 미터의 근처에 설치하면, 임펠러에 취부된 영구자석이 불회전함으로써 물의 사용량을 계량할 수가 없으며, 또한 임펠러에 전극이 취부된 계기는 임펠러 회전을 검출하는 LC 공진 회로 진동파형에도 외부 자계 설치 각도에 따라 계기 오차가 발생하는 문제점이 있으며, 아울러 이와 같은 계량기 오차가 발생함에 따라 공급자 측 비용 손실이 다발적으로 발생하는 문제점도 있었다.

한편, 기존의 디지털 수도계량기는 배터리로 구동을 하다보니, 슬립모드와 동작모드를 구성하게 된다.

상기한 슬립모드는 수도계량기의 중앙처리장치가 대기하고 있는 상태를 의미하며, 물이 흐르고 있지 않은 상태로서, 보통 100 ms 마다 임펠러가 회전했는지를 확인하게 된다.

따라서, 전류를 약간 소모하게 되는데, 보통 9uA 근처를 소모하게 된다.

반면에 동작 모드는 물이 흐르는 상태로 업체마다 약간의 차이가 있기는 하지만, 보통 30uA 정도에서 소모하면서 동작을 하게 된다.

이때, 약 3ms 마다 임펠러가 회전했는지를 확인하고, 이때에 적산을 하면서, 동작하고 있게 된다.

한편, 실제 과부하유량(Q4) 보다 더 높게 흐르는 경우는 거의 없지만, 흐르는 경우도 존재하게 된다.

그렇기에 기존 동작모드에서 과부하유량(Q4) 측정까지는 문제가 없지만 과부하유량의 2배까지 안정적으로 측정하는 것은 무리가 발생하게 된다.

과부하유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있다는 것은 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 계량기가 안정적으로 동작한다는 것을 의미한다.

하지만 이것을 위해서 동작모드 동작주기를 항상 낮추면 평상시에도 전류 소모량이 많아져, 배터리 용량을 키워야 하는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기를 제안하게 된 것이다.

(선행문헌 1) 대한민국등록특허공보 제10-1170986호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기는,

유량의 흐름을 인식할 경우에, 과부하 유량의 2배까지 측정 가능하게 측정 주기를 1.5ms로 변동하기 위한 측정주기변동부(100);와

상기 측정주기변동부에 의해 변동된 주기를 참조하여 순시 유량을 산출하기 위한 순시유량산출부(200);와

구경별 과부하 유량 정보를 저장하고 있는 구경별과부하유량정보저장부(300);와

상기 구경별과부하유량정보저장부(300)에 저장된 구경별 과부하 유량 정보를 참조하여 순시유량산출부에서 산출된 순시 유량이 과부하 유량 상태인지를 판단하고, 판단결과, 과부하 유량 상태가 아닐 경우에 동작 모드로 동작시키기 위한 과부하초과모드판단부(400);를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기는,

구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기를 제공함으로써, 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있게 되어 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 계량기가 안정적으로 동작하는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기의 개념 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기의 구경별과부하유량정보저장부(300)에 저장된 구경별 과부하 유량 정보를 나타낸 예시도이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.

또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

상기 구경별과부하유량정보저장부(300)에 저장된 구경별 과부하 유량 정보를 참조하여 순시유량산출부에서 산출된 순시 유량이 과부하 유량 상태인지를 판단하고, 판단결과, 과부하 유량 상태가 아닐 경우에 동작 모드로 동작시키기 위한 과부하초과모드판단부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 과부하초과모드판단부(400)는,

판단 결과, 과부하 유량의 1.2배 이상일 경우에 과부하 초과모드로 동작시켜 과부하 유량의 2배까지 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기의 개념 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 유량실의 상측에 구성된 배관 라인의 유체 흐름을 측정하여 판단 결과, 과부하 유량의 1.2배 이상일 경우에 과부하 초과모드로 동작시켜 과부하 유량의 2배까지 측정할 수 있도록 하는 것이다.

구체적으로 설명하자면, 실제 과부하유량(Q4) 보다 더 높게 흐르는 경우는 거의 없지만 흐르는 경우도 존재하게 된다.

그렇기에 기존 동작모드에서 과부하유량(Q4) 측정까지는 문제가 없지만 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정하는 것은 무리가 발생하게 된다.

이때, 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있다는 것은 수도 계량기의 전 유량 범위에서 계량기가 안정적으로 동작한다는 것을 의미한다.

하지만, 이를 위해서 동작모드 동작주기를 항상 낮추면 평상시에도 전류 소모량이 많아져, 배터리 용량을 키워야 하는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정하기 위해서 유량의 흐름을 인식하는 순간, 과부하 유량의 2배까지 측정 가능하게 측정 주기를 1.5ms 정도로 낮추어서 순시 유량을 측정하여 과부하 유량 상태인지를 판단하여, 과부하 유량상태가 아니라면 동작모드로 동작하게 하는 것이다.

반대로 과부하 유량의 1.2배 이상 올라가면 과부하 초과 모드로 동작하게 하여 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정하게 하는 것이다.

이때에 전류 소모는 동작모드에 비해서 1.5배 정도로 많아지지만, 배터리 수명이 현저하게 떨어질 정도로 심각할 정도는 아니다.

상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기(1000)는,

구체적으로 설명하자면, 측정주기변동부(100)는 유량의 흐름을 인식할 경우에, 과부하 유량의 2배까지 측정 가능하게 측정 주기를 1.5ms로 변동하기 위한 기능을 수행하게 된다.

이후, 순시유량산출부(200)는 상기 측정주기변동부에 의해 변동된 주기를 참조하여 순시 유량을 산출하게 되는 것이다.

상기 변동 주기를 참조하여 순시 유량을 산출하는 기술은 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.

그리고, 상기 구경별과부하유량정보저장부(300)는 구경별 과부하 유량 정보를 저장하고 있게 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 각 구경별 과부하 유량 정보를 저장하게 되는데, 본 발명의 수도 계량기는 현재 측정되는 배관 라인의 구경을 알고 있으므로 이를 참조하여 동작 모드로 동작시킬 것인지, 과부하 초과모드로 동작시킬 것인지를 판단할 수가 있게 된다.

예를 들어, 구경 15mm - 2.0 m³/h, 구경 20 - 3.125 m³/h, 구경 25mm - 5.0 m³/h, 구경 32mm - 7.875 m³/h, 구경 40mm - 12.5 m³/h, 구경 50mm - 20 m³/h 등으로 저장하게 된다.

이때, 상기 과부하초과모드판단부(400)는 상기 구경별과부하유량정보저장부(300)에 저장된 구경별 과부하 유량 정보를 참조하여 순시유량산출부에서 산출된 순시 유량이 과부하 유량 상태인지를 판단하고, 판단결과, 과부하 유량 상태가 아닐 경우에 동작 모드로 동작시키기 위한 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, 구경 15mm 일 경우에 과부하 유량 정보는 2.0 m³/h가 되는데, 순시유량산출부에서 산출된 순시 유량값이 1.5 m³/h일 경우에는 과부하 유량 상태가 아니게 되므로 동작 모드로 동작시키게 되는 것이다.

반대로 산출된 순시 유량값이 3.5 m³/h일 경우에는 과부하 유량의 1.2배 이상이 되므로 과부하 유량 상태가 되므로 과부하 초과모드로 동작시키게 되는 것이다.

즉, 상기 과부하초과모드판단부(400)는,

판단 결과, 과부하 유량의 1.2배 이상일 경우에 과부하 초과모드로 동작시켜 과부하 유량의 2배까지 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 과부하 유량의 1.2배 이상일 경우에 과부하 초과모드로 동작시키게 되므로 과부하유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있기 때문에 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작하는 상승 효과를 제공하게 된다.

상기한 바와 같은 수치 한정값들은 수회 실험을 통해 과부하 초과모드로 동작되는 기준값들을 정의한 것이며, 이를 통해 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있는 상승효과를 제공하게 되는 것이다.

본 발명의 구성 및 동작을 통해, 구경마다 설정된 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있는 과부하 초과 모드를 제공하여 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기를 제공함으로써, 과부하 유량의 2배까지 안정적으로 측정할 수 있게 되어 디지털 수도 계량기의 전 유량 범위에서 계량기가 안정적으로 동작하는 효과를 제공하게 된다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 측정주기변동부
200 : 순시유량산출부
300 : 구경별과부하유량정보저장부
400 : 과부하초과모드판단부

Claims

과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기에 있어서,
유량의 흐름을 인식할 경우에, 과부하 유량의 2배까지 측정 가능하게 측정 주기를 1.5ms로 변동하기 위한 측정주기변동부(100);와
상기 측정주기변동부에 의해 변동된 주기를 참조하여 순시 유량을 산출하기 위한 순시유량산출부(200);와
구경별 과부하 유량 정보를 저장하고 있는 구경별과부하유량정보저장부(300);와
상기 구경별과부하유량정보저장부(300)에 저장된 구경별 과부하 유량 정보를 참조하여 순시유량산출부에서 산출된 순시 유량이 과부하 유량 상태인지를 판단하고, 판단결과, 과부하 유량 상태가 아닐 경우에 동작 모드로 동작시키기 위한 과부하초과모드판단부(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기.
제 1항에 있어서,
상기 과부하초과모드판단부(400)는,
판단 결과, 과부하 유량의 1.2배 이상일 경우에 과부하 초과모드로 동작시켜 과부하 유량의 2배까지 측정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기.