KR20000006881A

KR20000006881A - 무선 자동유량 시스템

Info

Publication number: KR20000006881A
Application number: KR1019990049604A
Authority: KR
Inventors: 박정희; 박문우; 정세도
Original assignee: 전호환; 박정희
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2000-02-07

Abstract

본 발명은 무선 자동유량 시스템에 관한 것으로서, 유량계 내에 설치되어 유량계 내에 흐르는 유체에 의해 회전하는 회전자(100); 상기 회전자(100)에 부착되어 상기 회전자(100)와 함께 회전하는 비부식성 감지대상(200); 상기 회전자(100)가 한바퀴 돌 때마다 회전자(100)에 부착된 감지대상(200)을 감지하여 펄스신호를 발생시키는 근접센서(300); 상기 근접센서(300)와 연결되어 메인 컴퓨터로 전송하는 역할을 하는 센서신호 송신부(400); 상기 센서신호 송신부(400)에서 송신된 신호를 수신하는 수신부(500); 상기 수신부(500)에서 수신된 신호를 컴퓨터로 전송하는 PC연결포트(600); 상기 PC연결포트에서 전송된 신호를 처리하는 소프트웨어부(700);를 포함하여 구성되어 무선으로 유량을 측정할 수 있는 것이다. 그리고, 상기 센서신호 송신부(400)는, 전원 차단시에도 데이터가 저장되고, 운용 프로그램이 내장되는 플래쉬메모리(470)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 소프트웨어부(700)는, 상기 유체의 유량, 유속, 유량에 대한 과금 등 유량에 대한 정보를 처리, 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 무선 자동유량 시스템에 관한 것이다.

Description

무선 자동유량 시스템 {automatic flow meter system with wireless}

본 발명은 유체의 사용량을 측정하는 유량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체가 흐르는 관내를 통과하는 유량을, 관내의 회전자에 부착되어 회전하는 감지대상을 근접센서로 감지하여 유량을 계산하고, 그 계산값을 무선으로 전송하여 컴퓨터에서 필요한 데이터로 변환하고, 상기 데이터를 다양한 정보로 모니터할 수 있게 하는 무선 자동유량 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유량계는 물, 기름 그리고 가스가 사용되는 거의 모든 분야에 걸쳐 사용되는 필수적인 계측기의 일종으로 그 사용범위는 가정은 물론 농업과 같은 1차 산업은 물론 2, 3차 산업등 거의 모든 산업에서 사용되고 있는 실정이다. 일반 가정의 경우 수도계량, 도시가스 검침기 등으로 사용되고 있으며, 산업체의 경우에 있어서는, 기름, 가스, 공장용수, 식수, 농업용수 등 다양한 형태로 사용되고 있다.

그러나, 종래의 상기와 같은 유량에 대한 측정방법은 주로 OFF LINE방법인 기계식 유량계를 이용하고 있다. OFF LINE 방법은 검침원이 각각의 유량계에 대해 직접 검침하는 방법으로서, 가정에서의 경우 검침원을 위장한 사람에 대한 도난위험이나 검침원 방문에 대비해 외출을 하지 못하는 경우도 있게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 OFF LINE방법의 경우, 요금의 전산화를 위해 상기 검침원이 검침한 내용을 전산담당자가 일일이 수작업으로 입력을 한 후 관련 응용프로그램을 실행시켜 전산화를 이루게 된다. 그리고, 상기와 같은 수작업 입력의 경우, 작업자의 상태에 따라 오류가 생길 가능성이 많게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 각종 검침기 및 계량기를 건물 외측에 설치하게 되었다. 그러나, 이러한 해결방법은 OFF LINE방법의 근본적인 문제인 사람이 직접 검침기나 계량기를 측정해야 하므로 인건비 과다발생 및 인력낭비라는 문제점이 있게 된다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 ON LINE방식인 유선 자동유량계가 개발되었다. 그러나, 상기와 같은 방법은 유량계 설치시 유선 설비의 불편함과, 설치 후 전선의 노화현상으로 인한 테이터의 정상 전송이 어려워질 수 있으므로 지속적인 유지관리가 요구되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 OFF LINE상에서 측정하는 검침원과 상관없이 유량을 무인으로 측정하는 방법을 무선으로 구현하는 유량시스템을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 전산 입력시 유량에 관련된 내용이 오차없이 자동으로 입력되는 유량시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 전원차단과 상관없이 동작하는 유량시스템을 제공하는 것이다.

도 1 : 본 발명에 의한 무선 자동유량 시스템의 구성도.

도 2 : 본 발명에 의한 무선 자동유량 시스템의 센서신호송신부 구성도.

도 3 : 본 발명에 의한 무선 자동유량 시스템의 데이터 전송단계 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 회전자 200 : 감지대상

300 : 근접센서 310 : 양(+)전원선

320 : 음(-)전원선 330 : 출력선

400 : 센서신호송신부 410 : 입력포트

420 : 전압포트 430 : 그라운드

440 : LCD출력기 450 : 신호검출기

460 : 인터프리터칩 470 : 플래쉬메모리

480 : PC연결잭 500 : 수신부

600 : PC연결포트 700 : 소프트웨어부

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유량계 내에 설치되어, 유량계 내에 흐르는 유체에 의해 회전하는 회전자; 상기 회전자에 부착되어 상기 회전자와 함께 회전하는 비부식성 감지대상; 상기 회전자가 한바퀴 돌 때마다 회전자에 부착된 감지대상을 감지하여 펄스신호를 발생시키는 근접센서; 상기 근접센서와 연결되어 메인 컴퓨터로 전송하는 역할을 하는 센서신호 송신부; 상기 센서신호 송신부에서 송신된 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신된 신호를 컴퓨터로 전송하는 PC연결포트; 상기 PC연결포트에서 전송된 신호를 처리하는 소프트웨어부;를 포함하여 구성되어 무선으로 유량을 측정할 수 있는 무선 자동유량 시스템에 관한 것이다.

여기서, 상기 센서신호 송신부는, 전원 차단시에도 데이터가 저장되고, 운용 프로그램이 내장되는 플래쉬메모리(Flash Memory)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서신호 송신부는, 상기 근접센서에 의해 검출된 신호를 상기 플래쉬메모리에 적재된 프로그램에 의해 신호를 출력하는 LCD출력기를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 소프트웨어부는, 상기 유체의 유량, 유속, 유량에 대한 과금 등 유량에 대한 정보를 처리, 디스플레이하도록 구성된다.

이에 따라, 유량에 대한 정보를 확인할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 인력낭비없이 유량을 측정할 수 있는 또 다른 이점이 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 도 1은 무선 자동유량 시스템의 구성도이고, 도 2는 무선 자동유량 시스템의 센서신호송신부 구성도이며, 그리고, 도 3는 본 발명에 의한 무선 자동유량 시스템의 데이터 전송단계 흐름도를 나타낸 것이다.

먼저, 회전자(100)에 대해 설명하기로 한다. 상기 회전자(100)는 유량계 내에 위치하고, 유체에 부식하지 않는 비부식성 물질로 구성되며, 유체의 마찰에 의해 회전하는 장치이다. 상기 회전자(100)는 유속에 따라 회전의 속도는 다르게 진행된다.

다음, 감지대상(200)에 대해 설명하기로 한다. 상기 감지대상(200)은 상기 회전자(100)의 일측 반경상에 가로방향으로 위치한다. 상기 회전자(100)의 회전에 따라 운동하게 된다. 따라서, 상기 회전자(100)가 유체의 마찰에 의해 한바퀴 회전할 때, 상기 감지대상도 상기 회전자(100)에 따라 한바퀴 회전하게 된다. 그리고, 상기 감지대상(200)은 후술하게 될 근접센서(300)에 의해 감지되는 물질로 구성된다.

다음, 근접센서(300)에 대해 설명하기로 한다. 상기 근접센서(300)는 상기 회전자(100)의 회전에 따라 운동하는 상기 감지대상(200)을 감지하는 역할을 한다. 그리고, 상기 근접센서(300)는 상기 감지대상(200)이 일회전 할 때마다 한 번씩 펄스신호를 발생하게 되고, 이를 펄스신호로 입력한다. 상기 근접센서(300)는 기본적으로 3개의 선으로 구성되며, 1번 선은 양(+)전원선(310)이며, 2번 선은 음(-)전원선(320)이며, 남은 선은 출력선(330)으로 후술하게 될 플래쉬메모리(470)에 내장된 프로그램의 입력단자 역할을 하게 된다.

다음, 센서신호 송신부(400)에 대해 설명하기로 한다. 상기 센서신호 송신부(400)는 상기 근접센서(300)에서 검출된 펄스신호를 무선으로 메인 컴퓨터로 전송하는 역할을 한다. 그리고, 상기 센서신호 송신부(400)는 일예를 들어, LG9741칩을 사용한다. 이는 RF모듈칩으로 구성되어 양방향 송수신이 가능한 것이 특징이며, 펄스 출력에서 펄스출력이 이루어지면 신호가 다른 칩으로 전달되게 된다. 특히, 거리는 150M이내가 가장 적합한 통신을 할 수 있고, PICBASIC 과 같은 모듈과 함께 결합해서 사용하도록 구성된다. 상기 센서신호 송신부(400)는 입력포트(410), 전압포트(420), 그라운드(430), LCD출력기(440), 신호검출기(450), 인터프리터칩(460), 플래쉬메모리(470), PC연결잭(480)으로 구성된다. 상기 입력포트(410)는 상기 근접센서(300)의 출력선에서 출력되는 신호를 전송받는 역할을 한다. 상기 입력포트(410)는 상기 출력선에서 출력되는 출력신호는 상기 감지대상(200)의 회전에 따라 발생하는 펄스신호를 상기 근접센서(300)에서 감지하여 발생시키는 신호를 전송받게 된다. 그리고, 상기 전압포트(420)는 상기 센서신호 송신부(400)에 대해 전원을 공급하는 역할을 한다. 또한, 상기 그라운드(430)는 계측기내에 발생하는 외부노이즈 및 정전기 등을 외부로 방출하여 시스템을 보호하는 역할을 하고, 그리고, 상기 LCD출력기(440)는 상기 근접센서(300)에서 발생되는 출력신호를 디스플레이하는 역할을 하고, 상기 신호검출기(450)는 상기 근접센서(300)에서 발생하는 신호를 추출하는 역할을 한다. 그리고, 상기 인터프리터칩(460)은 상기 신호검출기(450)를 통하여 추출된 신호를 처리하는 역할을 하며, 마이컴으로 구성된다. 상기 마이컴은 예를 들어, 마이크로칩사의 PIC16C7X 계열 원칩마이컴을 사용한다. 상기 원칩마이컴은 ROM, RAM, TIMER, I/O포트, AD변환기, PWM, RS232C 등의 기능을 하나의 칩에 모두 갖추고 있는 컨트롤러에 해당하는 것이다. 또한, 상기 플래쉬메모리(470)은 상기 인터프리터칩(460)에서 처리되는 모든 데이터를 저장하는 역할을 한다. 그리고, 상기 플래쉬메모리(470)은 전원의 차단과 상관없이 데이터가 보존된다. 따라서, 데이터 보존에 대한 안정성을 가지게 된다. 그리고, 상기 PC연결잭(480)은 상기 플래쉬메모리(470)에 저장된 데이터를 메인 컴퓨터와의 자료 전송을 위한 것으로, 상기 PC연결잭(480)을 통하여 메인컴퓨터로 전송된다. 참고로, 상기 RS232C 라인에는 12V의 전압이 흐르도록 되어 있다. 그러나, 상기에서 언급된 PICBASIC과 같은 모듈은 5V로 동작하게 구성되어 있다. 그러므로, 12V를 5V로 전환해주는 MAX232와 같은 별도의 칩을 사용해야 한다. 특히, MAX232와 같은 칩은 외부에 4개의 콘덴서를 부착하여야 동작하도록 구성되어 있다.

다음, 수신부(500)에 대해 설명하기로 한다. 상기 수신부(500)는 상기 센서신호 송신부(400)에서 보내진 신호를 전송받는 역할을 한다. 그리고, 상기 수신부(500)는 RF모듈칩의 양방향송수신칩의 수신기능에 해당하는 부분으로 일예로, RS232C 또는 RS232D 등으로 구현되며, 9핀 혹은 25핀의 시리얼(Serial)포트를 사용할 수 있다. 또한, 일예를 들어, 9핀의 경우 도 3을 참조로 하여 설명을 하면 다음과 같다. 5번핀은 그라운드 즉, 0볼트인 기준전압을 말하는 것이고, 3번핀은 데이터를 송신하는 기능을 하며, 2번핀은 데이터를 수신하는 기능을 한다.

다음, PC연결포트(600)에 대해 설명하기로 한다. 상기 PC연결포트(600)는 상기 수신부(500)에서 전달된 신호를 메인컴퓨터로 전송하는 역할을 한다. 상기 RS232C의 예를 들어 설명하면 그 연결방법은 도 3을 참조로 설명을 하면 다음과 같다. 도 3에 도시된 바와 같이 (5)번 핀은 메인 컴퓨터의 (5)번핀과, (3)번 핀은 메인컴퓨터의 (3)번핀과, (2)번 핀은 메인컴퓨터의 (2)번 핀과 서로 연결된다. 따라서, 상기와 같은 결합구조는 대칭적인 구조를 가지게 된다.

다음, 소프트웨어부(700)에 대해 설명하기로 한다. 상기 소프트웨어부(700)는 상기 PC연결포트(600)에서 데이터를 전송받아 이를 처리, 관리하고, 그에 대한 내용을 디스플레이하는 역할을 한다. 또한, 상기 소프트웨어부(700)는 적용 환경에 따라 여러 가지로 분류된다. 일예를 들어, 공장에서 유류 등을 관리할 경우에 상기 본 발명에 의한 무선자동 유량시스템을 적용하게 되면, 상기 소프트웨어부(700)는 해당 공장에 맞게 끔 설계된다. 상기 PC 연결포트(600)에서 전송된 복수의 데이터를 입력받아 사용자가 필요로 하는 유량계들의 합산, 개개의 유량계에 대한 통계, 개개의 유량계의 사용량 표시, 일정 유량 초과되는 유량계에 대한 경보등 유량에 관한 사용자의 요구에 따라 구성된다. 그리고, 상기 소프트웨어부(700)는 상기 근접센서(300)에서 발생된 신호를 입력받아 단위시간 당 회전자(100)의 회전수를 알게 된다. 따라서, 상기 회전수와 유체가 흐르는 관내의 단위 면적을 알면 관내에 흐르는 단위시간 당 유량을 알 수 있다. 또한, 상기 계산된 유량에 유체의 단위 금액을 알면 유량의 사용금액을 알 수 있게 된다. 상기와 같은 자료들을 디스플레이하는 소프트웨어부(700)는 상기와 같은 자료 외에도 적정한 수준의 단위시간 당 유량을 설정하고 이를 초과하는 유량계에 대한 경보, 설치된 다수의 유량계에 대한 정보를 모두 디스플레이하고, 또한 여러 통계를 처리하고 디스플레이하는 역할을 한다.

다음, 도 3을 참조로 하여 데이터의 전송단계에 대해 설명하기로 한다. 상기 유체의 유동에 따라 상기 회전자(100)가 회전하게 된다. 이에 따라, 상기 감지대상(200)도 함께 회전하게 되며, 상기 근접센서(300)가 상기 감지대상(200)을 감지하여 펄스신호를 발생시키게 된다. 그리고, 상기 유체의 유동이 없을 경우에는 회전자(100)의 회전이 발생하지 않게 되고, 따라서 상기 근접센서(300)도 펄스신호를 발생시키지 않게 된다. 상기에서 서술한 바와 같이, 상기 근접센서(300)의 펄스신호는 센서신호 송신부(400)로 전달되고, 상기 회전자(100)의 일회전마다 상기 인터프리터칩(460)에서 회전카운트를 1만큼 증가시킨다. 그리고, 상기 회전카운트는 수신부(500)을 통하여 메인컨트롤러인 메인 컴퓨터로 전송된다.

이하에서는 상기 본 발명에 의한 무선자동 유량시스템의 작동과정을 상세히 서술하기로 한다.

상기 유체가 관내에 흐르게 되면, 상기 회전자(100)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 회전자(100)는 상기 유체의 유속에 따라 회전속도가 달라진다. 상기 유체의 유속이 빠르게 흐르면 상기 회전자(100)의 회전속도는 빨라지게 된다. 또한, 상기 회전자(100)에 부착된 비부식성 감지대상(200)도 같이 회전하게 된다. 그리고, 상기 근접센서(300)는 상기 회전자(100)가 한바퀴 돌 때마다 회전자(100)에 부착된 감지대상(200)을 감지하여 펄스신호를 발생하게 된다. 상기 근접센서(300)에서 발생된 펄스신호는 상기 근접센서송신부(400)의 입력포트(410)로 전달되고, 상기 신호검출기(450)와 상기 인터프리터칩(460)을 통하여 상기 플래쉬메모리(470)에 저장되고 상기 PC연결잭(470)으로 전달되어 상기 컴퓨터의 PC연결포트(600)로 전달되도록 구성된다. 또한, 상기 컴퓨터 내부의 소프트웨어부(700)에서는 상기 전달된 데이터를 처리하여 사용자의 편의에 따라 제공되게 된다.

이에 따라, 유체의 흐름 및 그 정보를 인력 투입없이 자동으로 측정할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 무선자동 유량시스템은 무선으로 연결되어, 인력의 낭비없이 유량을 측정, 관리할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 종래의 유선유량계와 같이 전선의 노후 등으로 인한 재시공 등의 문제가 발생하지 않으므로, 관리상에 편리하다는 또 다른 이점이 있다.

또한, 무선의 단점인 전원 차단시에도 메모리에 저장된 데이터가 안전하게 보관된다는 또 다른 이점이 있다.

Claims

유량계 내에 설치되어, 유량계 내에 흐르는 유체에 의해 회전하는 회전자(100);

상기 회전자(100)에 부착되어 상기 회전자(100)와 함께 회전하는 비부식성 감지대상(200);

상기 회전자(100)가 한바퀴 돌 때마다 회전자(100)에 부착된 감지대상(200)을 감지하여 펄스신호를 발생시키는 근접센서(300);

상기 근접센서(300)와 연결되어 메인 컴퓨터로 전송하는 역할을 하는 센서신호 송신부(400);

상기 센서신호 송신부(400)에서 송신된 신호를 수신하는 수신부(500);

상기 수신부(500)에서 수신된 신호를 컴퓨터로 전송하는 PC연결포트(600);

상기 PC연결포트에서 전송된 신호를 처리하는 소프트웨어부(700);를 포함하여 구성되어 무선으로 유량을 측정할 수 있는 무선 자동유량 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 센서신호 송신부(400)는, 전원 차단시에도 데이터가 저장되고, 운용 프로그램이 내장되는 플래쉬메모리(470)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 자동유량 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 센서신호 송신부(400)는, 상기 근접센서(300)에 의해 검출된 신호를 상기 플래쉬메모리(470)에 적재된 프로그램에 의해 신호를 출력하는 LCD출력기(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 자동유량 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 소프트웨어부(700)는, 상기 유체의 유량, 유속, 유량에 대한 과금 등 유량에 대한 정보를 처리, 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 무선 자동유량 시스템.