KR200364494Y1 - 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기 - Google Patents

Abstract

개시된 본 고안은 마이크로프로세서와 무선 주파수를 이용하여 유량을 원격으로 검침하고, 검침된 유량정보를 무선으로 송출해 줄 수 있는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기에 관한 것으로서, 유량 검침기에 있어서, 유량관을 통과하는 유량을 감지하는 센서부; 상기 센서부로부터 입력되는 신호의 이득 및 타이밍을 제어하여 디지털 데이터로 변환한 후 출력하는 검침부; 상기 검침부를 통해 검침된 데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 유량값으로 출력되도록 전체 시스템을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 화면상에 출력시키는 표시부; 및 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 무선 신호로 변환한 후 안테나를 통해 송출시키는 무선송출부를 포함한다.

Description

전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기{RADIO REMOTE CHECK A METER DECIVE HAVING ELECTRONIC FLOW METER AS ONE BODY}

본 고안은 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기에 관한 것이다.

특히, 마이크로프로세서와 무선 주파수를 이용하여 유량을 원격으로 검침하고, 검침된 유량정보를 무선으로 송출해 줄 수 있는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기에 관한 것이다.

기존의 카운터는 수도 계량기에서 나오는 펄스 값을 적산하여 최종 값만을 표시한다. 표시수단은, 통상 계량기에 부착되어 있는 기계식 카운터이거나 이 카운터로부터 떨어진 다른 장소에 설치된 무선의 주파수 송수신 방식의 전자식 카운터 또는 유선의 원거리송수신을 통한 누적 값(적산 값)의 검침방법이 제시된 바 있다. 이 경우 계량기의 회전판에 자석을 붙여 1회전할 때 리드 스위치가 그 자력으로 접속되게 하는 센서를 통하여 유량을 펄스 값으로 읽고, 그 펄스 값을 중앙처리장치에서 계속 적산하여 디스플레이하거나 그 데이터 값을 디스플레이와 함께 원거리의 단말기에 그대로 전송하여 저장시키도록 한 것이다. 그래서 매월 같은 날에 검침해서 금월 값으로부터 전월 누적 값을 뺀 값을 가지고 요금을 부과하고 있다.

상기와 같이 유선의 원거리송수신을 통한 검침은 단말기로 받아 저장된 데이터를 별도의 컴퓨터 프로그램을 통하여 계산하는 방식으로서, 현실적으로 여러 가지 문제가 발생하여 이미 오래전부터 실행되지 못하고 있다. 가장 신뢰할 수 있는현실적인 검침방법은 검침원이 각 건물을 방문하여 기계식 또는 전자식 카운터를 통하여 적산된 누적 값을 읽어 들이는 방식이다. 이러한 방문에 의한 검침은 검침원이 매월 같은 날에 검침을 해야 정확한 1개월분의 요금을 계산할 수 있다.

그러나, 검침원에 의한 검침 방식의 경우 검침원이 많이 존재해야 하기 때문에 검침 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 마이크로프로세서와 무선 주파수를 이용하여 유량을 원격으로 검침하고, 검침된 유량정보를 무선으로 송출해 줄 수 있는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안인 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 일 실시예의 구성을 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 도 1의 마그네틱 센서의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 본 고안인 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 다른 실시예의 구성을 설명하기 위한 도면이며,

도 4는 센서부를 LC 회로로 구현할 경우 형성되는 파형도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ***

100, 110 : 센서부 200, 210 : 검침부

300 : 제어부 400 : 표시부

500 : 무선 송출부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예는, 유량 검침기에 있어서, 유량관을 통과하는 유량을 감지하는 센서부; 상기 센서부로부터 입력되는 신호의 이득 및 타이밍을 제어하여 디지털 데이터로 변환한 후 출력하는 검침부; 상기 검침부를 통해 검침된 데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 유량값으로 출력되도록 전체 시스템을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 화면상에 출력시키는 표시부; 및 상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 무선 신호로 변환한 후 안테나를 통해 송출시키는 무선송출부를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 대해 설명하면 다음과 같다.

(마그네틱 센서를 이용하여 유량 감지)

도 1은 본 고안인 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 일 실시예의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 마그네틱 센서의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.

첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 유량관(10)을 통과하는 유량을 감지하는 센서부(100)와, 증폭기(M), 캐패시터(C1) 및 저항(R1)으로 구성되어 있으며 상기 센서부(100)로부터 입력되는 신호의 이득 및 타이밍을 제어하여 디지털 데이터로 변환한 후 출력하는 검침부(200)와, 상기 검침부(200)를 통해 검침된 데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 유량값으로 출력되도록 전체 시스템을 제어하는 제어부(300)와 상기 제어부(300)의 제어에 응하여 상기 유량값을 화면상에 출력시키는 표시부(400)와 상기 제어부(300)의 제어에 응하여 상기 유량값을 무선 신호로 변환한 후 안테나를 통해 송출시키는 무선송출부(500)로 구성된다.

상기 유량관의 내부에는 유량이 흐를 경우 회전하는 임펠러가 구비되어 있다. 상기 임펠러의 날개에는 영구자석이 부착되어 있어 회전시 자력선이 유기된다.

상기 센서부(100)는 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 두개의 마그네틱 센서(S1)(S2)로 이루어져 있으며, 상기 두개의 마그네틱 센서(S1)(S2)는 상기 임펠러가 회전하여 영구자석이 180도 회전할 때마다 01, 11, 10, 00의 순서로 센서 값을 발생시켜 브리지 다이오드를 통해 제어부(300)로 출력시킨다.

상기와 같이 구성된 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 센서부(100)의 마그네틱 센서(S1)(S2)는 제어부(300)로부터 입력되는 트리거 신호에 의해 온되고, 온된 마그네틱 센서(S1)(S2)는 임펠러가 회전됨에 따라 형성되는 자성성분에 의해 스위칭된다.

즉, 상기 마그네틱 센서(S1)(S2)는 상기 임펠러가 회전하여 영구자석이 180도 회전할 때마다 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 01, 11, 10, 00의 순서로 센싱 값을 발생시켜 첨부 도면 도 1의 브리짓 다이오드의 a, b 단자를 통해 제어부(300)로 출력되도록 한다. 즉, 마그네틱 회전자의 자기특성에 의해서 센서 내부의 LC성분에 의해서 미약한 신호가 첨부 도면 도2에 도시된 파형과 같이 a, b 단자에 유도 된다.

상기 a, b 단자를 통해 출력되는 센싱된 신호는 검침부(200)의 증폭기(M)에 의해 증폭된 후 구형파 신호로 변환되고, 상기 구형파 신호는 제어부(300)로 입력된다. 즉, 상기 센싱된 신호는 극히 미약한 전압 신호임으로 제어부에서 인식할 수 있는 범위까지의 증폭을 필요로 하며, 이때 증폭률은 도 1의 C1,R1의 피드백 특성 값과 증폭기(M)의 특성에 의해서 결정된다.

그러면, 제어부(300)는 상기 검침부(200)에서 입력되는 신호를 이용하여 유량 흐름의 방향 및 임펠러의 회전수를 감지한다. 즉, 제어부(300)는 인가된 신호의 종류를 판별하여 신호의 변경에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 지를 감지한다.

그리고 제어부(300)는 정방향 신호가 감지되면 카운트값을 증가시키고, 역방향 신호가 감지되면 카운트값을 감소시키며, 상기 카운트 값을 저장부(600)에 저장되어 있는 보정계수와 연산 동작을 수행하여 실제의 유량값으로 환산하고, 유량값으로 환산된 데이터를 표시부(400)로 출력하여 유량값이 외부로 표시되도록 하는 한편, 유량값을 무선 데이터로 변경하기에 적당한 신호로 변환시켜 무선 송출부(500)로 출력한다.

무선 송출부(500)는 입력된 유량값을 변조부(501)를 통해 변조시키고, 변조된 데이터를 주파수 합성부(502)로 입력시켜 무선신호로 전송하기에 적합한 신호로 주파수를 변형시키고, 주파수 변형된 신호를 증폭기(503)를 통해 증폭시킨 후 스위칭부(SW)를 통해 전송모드로 전환되는 경우 안테나를 통해 전송한다.

한편, 안테나를 통해 소정의 신호가 수신되는 경우 스위칭부(SW)를 통해 수신모드로 전환되고 수신된 신호가 LNA(504)에 인가된다. LAN(504)에서는 필요한 주파수만을 필터링하여 복조부(505)로 출력한다. 복조부(505)는 인가된 신호에서 필요한 데이터만을 추출하여 데이터 슬라이스부(506)로 출력한다. 데이터 슬라이스부(506)는 통신하기에 적당한 데이터로 변환시켜 제어부(300)로 출력한다.

제어부(300)는 입력된 데이터를 분석하여 분석된 데이터에 따라 전체 시스템을 제어한다.

미설명도면부호 700은 관리자 또는 검침자들이 검침기를 제어하기 위한 소정 신호를 입력할 수 있도록 지원하는 입력부이다. 즉, 입력부는 검침기의 고유번호 및 세대번호를 입력할 수 있도록 하고, 검침기 초기 계량값 및 초기 데이타를 입력할 수 있도록 하며, 과거 계량 값을 확인할 수 있다.

(LC 회로를 이용하여 유량 감지)

도 3은 본 고안인 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 다른 실시예의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 센서부를 LC 회로로 구현할 경우 형성되는 파형도이다.

첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 유량관을 통과하는 유량을 감지하는 센서부(110)와, 상기 센서부(110)로부터 입력되는 신호의 이득 및 타이밍을 제어하여 디지털 데이터로 변환한 후 출력하는 검침부(210)와, 상기 검침부(210)를 통해 검침된 데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 유량값으로 출력되도록 전체 시스템을 제어하는 제어부(300)와 상기 제어부(300)의 제어에 응하여 상기 유량값을 화면상에 출력시키는 표시부(400)와 상기 제어부(300)의 제어에 응하여 상기 유량값을 무선 신호로 변환한 후 안테나를 통해 송출시키는 무선송출부(500)로 구성된다.

상기 유량관의 내부에는 유량이 흐를 경우 회전하는 첨부 도면 도 4에 도시된 회전체(C)가 구비되며, 상기 회전체(C)는 도체와 비도체가 면부분할 되어 있다.

상기 센서부(110)는 상기 회전체(C)가 회전됨에 따라 도체 및 비도체에 반응하여 전류를 유기시키는 LC 회로부(111)과 제어부(300)의 트리거 신호에 응하여 LC회로부(111)가 구동되도록 하는 트랜지스터(TR1)와, 저항(R2)으로 구성된다.

상기 검침부(210)는 상기 LC 회로부(150)에 의해 유기된 파형들은 구형파로형성하는 비교기(M)와, 상기 구형파의 듀티비를 결정하는 가변저항(R1)으로 구성된다. 상기 LC 회로부(111)에서 유기되는 파형은 원본의 파형1과 2의 형태로 나타나며, 상기 유기된 파형의 피크성분을 비교기(M)의 가변저항(R1)으로 조정 설정하여 기준 전압과 대비하여 높으면 High로 처리하고, 기준 전압과 대비하여 낮으면 Low로 처리하여 구형파를 생성한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기의 다른 실시예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(300)는 트리거 신호를 센서부(110)의 트랜지스터(TR1) 베이스단으로 출력시켜 LC 회로부(111)가 동작되도록 트랜지스터(TR1)를 턴온시킨다. LC 회로부(111)가 작동 가능한 상태로 전환된 시점에 도체와 비도체로 구성된 회전체(C)가 회전하게 되면, 상기 LC 회로부(111)가 도체 및 비도체에 반응하여 전류를 유기시키게 되고 첨부 도면 도 4와 같은 파형을 발생시키게 된다. 즉, 상기 LC 회로부(111)에 유기되는 파형은 회전체(C)의 도체 부분에서는 첨부 도면 도 4의 (a)에 도시된 파형과 같으며, 비도체 부분에서는 첨부 도면 도 4의 (b)에 도시된 파형과 같다.

상기 LC 회로부(111)에 의해 유기된 파형들은 검침부(210)의 비교기(M)로 입력되어 가변저항(R1)의 계수에 의해서 필요한 만큼의 구형파로 형성된다.

그러면, 제어부(300)는 상기 검침부(210)에서 입력되는 신호를 이용하여 유량 흐름의 방향 및 회전체(C)의 회전수를 감지한다. 즉, 제어부(300)는 인가된 신호의 종류를 판별하여 신호의 변경에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하는 지를 감지한다.

그리고 제어부(300)는 정방향 신호가 감지되면 카운트값을 증가시키고, 역방향 신호가 감지되면 카운트값을 감소시키며, 상기 카운트 값을 내부 메모리에 저장되어 있는 보정계수와 연산 동작을 수행하여 실제의 유량값으로 환산하고, 유량값으로 환산된 데이터를 표시부(400)로 출력하여 유량값이 외부로 표시되도록 하는 한편, 유량값을 무선 데이터로 변경하기에 적당한 신호로 변환시켜 무선 송출부(500)로 출력한다.

무선 송출부(500)는 입력된 유량값을 변조부(501)를 통해 변조시키고, 변조된 데이터를 주파수 합성부(502)로 입력시켜 무선신호로 전송하기에 적합한 신호로 주파수를 변형시키고, 주파수 변형된 신호를 증폭기(503)를 통해 증폭시킨 후 스위칭부(SW)를 통해 전송모드로 전환되는 경우 안테나를 통해 전송한다.

한편, 안테나를 통해 소정의 신호가 수신되는 경우 스위칭부(SW)를 통해 수신모드로 전환되고 수신된 신호가 LNA(504)에 인가된다. LAN(504)에서는 필요한 주파수만을 필터링하여 복조부(505)로 출력한다. 복조부(505)는 인가된 신호에서 필요한 데이터만을 추출하여 데이터 슬라이스부(506)로 출력한다. 데이터 슬라이스부(506)는 통신하기에 적당한 데이터로 변환시켜 제어부(300)로 출력한다.

제어부(300)는 입력된 데이터를 분석하여 분석된 데이터에 따라 전체 시스템을 제어한다.

이상의 본 고안은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 마이크로프로세서와 무선 주파수를 이용하여 유량을 원격으로 검침하고, 검침된 유량정보를 무선으로 송출해 줄 수 있는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기를 제공함으로써, 단말기로 받아 저장된 데이터를 별도의 컴퓨터 프로그램을 통하여 계산하는 방식이 적용되는 유선의 원거리송수신을 통한 검침기에서 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 전자식 계량기로서 아날로그 계량기에서 발생할 수 있는 기구적 오차를 최소화함으로서 정확한 계량을 할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 아날로그 방식에서 사용하는 기구물은 그 재질에 따라 미소 유량의 측정의 오차가 많이 발생하나 본 고안은 이러한 기구물을 사용하지 않고 전자 신호에 의해서 계량하는 관계로 미소 유량측정이 용이 하다는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 원격통신을 통하여 계량기의 상태를 파악할 수 있기 때문에 검침원이 방문을 할 필요가 없음으로 소비자에게는 방문에 따른 불편이 해소되며 또한 방문으로 인하여 발생할 수 있는 방범 문제 등이 해결될 수 있다는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유량 검침기에 있어서,

   유량관을 통과하는 유량을 감지하는 센서부;

   상기 센서부로부터 입력되는 신호의 이득 및 타이밍을 제어하여 디지털 데이터로 변환한 후 출력하는 검침부;

   상기 검침부를 통해 검침된 데이터를 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 유량값으로 출력되도록 전체 시스템을 제어하는 제어부;

   상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 화면상에 출력시키는 표시부; 및

   상기 제어부의 제어에 응하여 상기 유량값을 무선 신호로 변환한 후 안테나를 통해 송출시키는 무선송출부;

   를 포함하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유량관의 내부에는 유량이 흐를 경우 회전하는 임펠러가 구비되어 있고, 상기 임펠러의 날개에는 영구자석이 부착되어 있어 회전시 자력선이 유기되는 것을 특징으로 하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서부는,

   두개의 마그네틱 센서로 이루어져 있으며, 상기 임펠러가 회전하여 영구자석이 180도 회전할 때마다 01, 11, 10, 00의 순서로 센서 값을 발생시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 검침부를 통해 인가된 신호를 이용하여 유량이 정방향 또는 역방향으로 흐르는 지를 감지하고, 정방향으로 흘러 정방향 신호가 감지되면 카운트값을 증가시키고, 역방향으로 흘러 역방향 신호가 감지되면 카운트값을 감소시켜 유량값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 무선 송출부는,

   상기 제어부를 통해 입력된 유량 데이터를 변조시키고, 변조된 데이터의 주파수를 변형시켜 증폭시킨 후 현재 모드가 전송모드로 전환되는 경우 안테나를 통해 전송하고, 상기 안테나를 통해 소정의 신호가 수신되는 경우 현재 모드가 수신모드로 전환되면 수신된 신호를 필터링하고 복조하여 데이터 슬라이스로 출력하고,

   상기 제어부는,

   상기 데이터 슬라이스를 분석하여 분석된 데이터에 따라 전체 시스템을 제어하는 것을 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 유량관의 내부에는 유량이 흐를 경우 회전하는 회전체가 구비되며, 상기 회전체는 도체와 비도체가 면부분할 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 센서부는,

   상기 회전체가 회전됨에 따라 유기되는 LC 회로부와, 상기 LC 회로부에 의해 유기된 파형들은 구형파로 형성하는 비교기로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 유량 검출기를 일체형으로 갖는 무선원격 검침기.