KR20060130459A

KR20060130459A - 계량기용 음향식 자동검침장치

Info

Publication number: KR20060130459A
Application number: KR1020050051148A
Authority: KR
Inventors: 김연미
Original assignee: 김연미
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-12-19

Abstract

공급물의 사용량에 해당하는 숫자값을 그 사용량에 비례하는 속도로 회전하는 숫자휠 또는 회전바늘과 같은 복수개의 회전체들로 표시하는 계량기에 적용되어 그 숫자값을 자동으로 검침하는 장치가 개시된다. 이 자동 검침장치는 음향발생수단과 회전수 카운트 수단을 구비한다. 음향발생수단은 적어도 하나의 돌출부와 적어도 하나의 소리쇠를 포함하며, 돌출부와 소리쇠 중 어느 하나는 카운트 대상 회전체의 매 회전마다 특정 지점을 한 번씩 통과하도록 설치되고, 나머지 하나는 일 측이 상기 계량기에 고정되고 타 측이 특정 지점을 지나도록 연장되도록 설치되어, 카운트 대상 회전체가 한 번씩 회전할 때마다 특정지점에서 소리쇠가 돌출부에 걸려서 휘어졌다가 벗겨지면서 자체의 탄성력에 의한 진동에 의해 특정의 음향을 발생시킨다. 회전수 카운트 수단은 소리쇠 근처에 배치된 마이크로폰과, 이 마이크로폰의 출력 전기신호에서 소리쇠가 만들어낸 소리신호를 추출하여 그것의 발생횟수를 카운트하는 방식으로 계량기의 공급물 사용량을 자동으로 검침하는 회전수 카운트부를 구비한다.

Description

계량기용 음향식 자동검침장치{Acoustic type automatic meter reading apparatus}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음향식 자동검침장치를 숫자휠형 가스계량기에 설치한 상태를 도시한다.

도 2는 도 1의 절단선 A-A에서 본 단면도이다.

도 3은 도 1의 절단선 B-B에서 본 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 것으로서, 아날로그 방식의 회전수 카운트부를 채용한 음향식 자동검침장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5는 도 4에 디지털 방식의 회전수 카운트부의 구성을 도시한 블록도이다.

도 6은 소리쇠의 진동주파수에 가중치를 부여하는 방식의 회전수 카운트부의 구성을 도시한 블록도이다.

도 7과 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 음향식 자동검침장치를 회전바늘형 가스계량기에 설치한 상태를 도시한 사시도와 평면도이다.

도 9는 도 8의 절단선 C-C에서 본 단면도이다.

도 10은 온도 등에 의한 계량 오차를 보정하기 위한 수단을 더 갖춘 회전 수 카운팅 수단의 구성을 도시한다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10, 110: 숫자휠 트레인 10a, 10b: 특정 숫자휠

20a, 20b: 돌출부 30a, 30a', 30b, 30b', 130: 소리쇠

40, 140: 마이크로폰 50, 50-1, 50-2: 회전수 카운트부

52: 증폭기 54: 대역통과필터

54-1: 가중변환부 56: 비교부

56-1: A/D 변환기 58: 제어부

60: 무선통신부 70: 로컬 무선중계기

80: 통신망 90: 공급자 중앙컴퓨터

120, 122: 회전 바늘 200: 온도센서

210: 계량보정부

본 발명은 계량기의 자동 검침장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숫자휠형 계량기의 지침값을 특정 숫자휠의 회전주기마다 소리를 발생시키고 그 소리를 검출하는 음향식 자동 검침장치에 관한 것이다.

수도, 가스, 전기 등과 같은 공급물의 사용량을 나타내는 계량기에는 숫자휠형 계량기와 회전바늘형 계량기가 있다. 숫자휠형 계량기는 일반적으로 여러 개 의 숫자휠들이 연결된 숫자휠 트레인이 나타내는 숫자값(지침값)으로 그 사용량을 나타낸다. 그 숫자휠 트레인은 보통 5~7개의 숫자휠들이 인접되게 배치되어 하나의 원통 형태를 이루며 인접 숫자휠 간의 회전비는 10 대 1의 관계를 가진다. 또한, 각 숫자휠은 플라스틱수지로 만들어지고 그 외측면에 0부터 9까지의 숫자가 흰색으로 표시되어 있다. 회전바늘형 계량기는 여러 개의 회전바늘과 각 회전바늘마다 그 지침값을 표시하기 위한 눈금이 표시된 회전눈금판을 구비한다. 각 회전바늘은 서로 다른 단위의 값을 나타낸다. 이들 회전바늘의 값을 조합하여 대략 3~6개의 정수부 자리와 1~3개의 소수부 자리의 사용량을 나타내도록 구성된다. 공급물의 사용량에 따라 각 회전바늘은 그 사용량에 비례하고 해당 자리값에는 반비례한 속도로 회전한다. 공급물의 사용량은 그 회전바늘들이 가리키는 회전눈금판 상의 눈금값들의 조합으로 표시한다. 회전바늘과 숫자휠이 함께 갖춰진 혼합형 계량기도 있다. 본 발명은 이러한 종류의 계량기들에 적용된다.

계량기의 지침값을 자동으로 읽기 위한 시도가 여러 가지 있었다. 그 대표적인 예로서 마그네틱 스위치를 이용하여 특정 숫자휠 또는 회전바늘(이하, '회전체'라 통칭함)의 회전을 검출하는 전자기식, 숫자휠 트레인 또는 회전바늘 세트의 지침값을 카메라로 촬영한 다음 그 숫자값을 판독하는 이미지판독식, 특정 숫자휠의 표면의 일부를 광반사구간으로 만들고 발광소자와 수광소자를 이용하여 그 특정 숫자휠의 회전을 검출하는 광학식 자동검침(automatic meter reading: AMR) 방식이 있다.

자동 검침장치에 있어서 중요한 것은 저렴한 비용으로 검침을 정확하게 할 수 있는 장치인가 하는 점이다. 전자기식 자동 검침장치는 외부 자계에 의한 영향 및 공급물의 사용을 마칠 때 나타나는 회전체의 역회전(backlash) 현상 등에 따른 에러 발생의 가능성이 존재한다. 이미지판독식 검침장치는 카메라가 필요하고 처리하거나 송신해야 할 이미지 데이터양이 많아 비용부담이 있고 회전체의 위치에 따라 그 회전체의 값을 판독하기 어려운 경우도 있다. 광학식 검침장치는 외부 광의 유입과 온도 변화 등에 따른 에러방지 등의 대책을 별도로 강구해야 한다는 점이 부담이 된다. 이러한 점들을 고려할 때, 좀 더 개선된 다른 방식의 자동 검침장치의 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다.

본 발명은 소리를 이용하여 계량기의 특정 회전체의 회전수를 카운트할 수 있고, 간단한 구성으로 에러를 최소화할 수 있는 계량기용 음향식 자동 검출장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 공급물의 사용량에 해당하는 숫자값을 그 사용량에 비례하는 속도로 회전하는 숫자휠 또는 회전바늘과 같은 복수개의 회전체들로 표시하는 계량기에 적용되어 상기 숫자값을 자동으로 검침하는 장치가 제공된다. 이 계량기 자동 검침장치는 상기 복수개의 회전체들 중에서 검침 유효자리 이하의 자리를 나타내는 적어도 한 개의 회전체를 회전수 카운트 대상 회전체로 삼아 그 회전체가 소정 각도만큼 회전 할 때마다 특정의 소리를 발생시키는 음향발생수단과, 그리고 상기 음향발생수단에서 발생한 소리를 검출하여 상기 회전체가 상기 소정 각도만큼 회전한 것으로 판단하는 방식으로 상기 계량기의 공급물 사용량을 자동으로 검침하는 회전수 카운트 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 음향발생수단은 적어도 하나의 돌출부와 적어도 하나의 소리쇠를 포함한다. 상기 돌출부와 상기 소리쇠 중 어느 하나는 상기 카운트 대상 회전체의 매 회전마다 특정 지점을 한 번씩 통과하도록 설치되고, 나머지 하나는 일 측이 상기 계량기에 고정되고 타 측이 상기 특정 지점을 지나도록 연장되도록 설치되어, 상기 카운트 대상 회전체가 한 번씩 회전할 때마다 상기 특정지점에서 상기 소리쇠가 상기 돌출부에 걸려서 휘어졌다가 벗겨지면서 자체의 탄성력에 의한 진동에 의해 상기 특정의 음향을 발생시킨다. 일 구성 예에 따르면, 상기 계량기는 회전바늘형 계량기이고, 이 경우 상기 돌출부와 상기 소리쇠 중 어느 하나는 상기 카운트 대상 회전체로 되는 회전바늘이도록 구성된다. 다른 예에 따르면, 상기 계량기는 숫자휠형 계량기이고, 이 경우 상기 돌출부는 그 한쪽 끝부분이 상기 카운트 대상 회전체로 되는 숫자휠의 외측면 또는 상기 계량기의 내벽에 고착되고 다른 쪽 끝부분은 바깥으로 소정길이 돌출되며, 상기 소리쇠는 탄성이 우수하여 진동시 고유진동수로 소리를 발생시키는 금속 박판으로 만들어지며, 그 한 쪽 끝은 상기 카운트 대상 회전체로 되는 숫자휠의 외측면 또는 상기 계량기의 내벽 중 상기 돌출부가 설치되지 않은 나머지 한 곳에 고착되고 다른 쪽 끝부분은 상기 돌출부와 가장 근접하게 되었을 때 그 돌출부에 걸릴 수 있는 길이로 연장되도록 구성될 수 있다. 하나의 계량기에 소리쇠를 한 개 또는 복수 개 설치할 수 있다. 복수개의 소리쇠가 설치되는 경우, 그 소리쇠들의 진동 주파수는 서로 다른 것으로 설치하는 것이 바람직하다.

상기 회전수 카운트 수단은 상기 계량기의 내부, 외부 또는 계량기 케이스에 접촉되게 설치되어 상기 음향발생수단에서 발생시킨 소리를 포함한 주변의 소리를 전기신호로 변환하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰의 출력 전기신호에서 상기 음향발생수단이 만들어낸 소리신호를 추출하여 그것의 발생횟수를 카운트하는 방식으로 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 회전수를 카운트하는 회전수 카운트부를 구비한다.

상기 회전수 카운트부는, 일 구성 예에 따르면, 상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호의 성분 중에서 상기 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터부와, 상기 대역통과필터부에서 출력되는 소리신호를 소정의 기준신호와 크기를 비교하여 전자가 후자보다 높은 경우와 그렇지 않는 경우에 각각 대응하는 로직 신호를 출력하는 비교부와, 그리고 상기 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비한다.

다른 구성 예에 따르면, 상기 회전수 카운트부는, 상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기의 출력신호의 세기를 상기 소리쇠의 고유주파수 대역에 가중치를 부여하면서 변환하는 가중변환부와, 상기 가중변화부에서 출력되는 소리신호를 소정의 기준신호와 크기를 비교하여 전자가 후자보다 높은 경우와 그렇지 않는 경우에 각각 대응하는 로직 신호를 출력하는 비교부와, 그리고 상기 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비한다.

또 다른 예에 따르면, 상기 회전수 카운트부는, 상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부의 출력신호의 성분 중에서 상기 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터부와, 상기 대역통과필터부의 출력 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부와, 상기 A/D 변환부의 출력 디지털신호 값이 기준값보다 큰 경우와 그렇지 않는 경우 각각에 대응되는 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비한다.

이와 같은 여러 가지 방식으로 회전수 카운트부를 구성함에 있어서, 검출대상인 소리쇠의 소리와 그 밖의 다른 음원이 생성한 소리를 구별할 수 있도록 하기 위해, 상기 제어부는 상기 로직 신호의 지속시간이 상기 소리쇠가 상기 돌출부에 의한 걸림 상태에서 해제될 때 발생되는 소리의 지속시간의 50%이상 200% 이하의 시간일 때에만 상기 소리쇠가 소리를 발생시킨 것으로 판단하도록 프로그램 되는 것이 바람직하다.

공급물이 도시가스인 경우에는 온도나 압력의 변화에 따라 검침오차가 생길 수 있다. 검침오차를 해소하기 위해, 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 카운트된 회전수를 온도나 압력의 변화량에 따른 보정을 하는 수단을 더 부가할 수도 있 을 것이다.

이처럼, 본 발명의 자동 검침장치는 가스, 수돗물, 전기 등과 같은 공급물의 사용량을 숫자휠 트레인 또는 회전바늘 세트가 나타내는 숫자값으로 표현하는 계량기에 적용되어, 그 공급물의 사용에 따라 회전수 카운트 대상이 되는 특정 숫자휠이나 회전바늘과 같은 회전체가 1회전을 할 때마다 독특한 음향이 발생되도록 하고, 그 음향의 발생빈도를 검출함에 의해 그 회전체의 회전수를 카운트 하는 방식으로 그 공급물의 사용량을 자동으로 검침할 수 있게 해준다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음향식 자동 검침장치를 숫자휠형 가스계량기에 설치한 상태를 나타낸다. 도 2와 3은 도 1에서 절단선 A-A와 B-B에서 본 단면을 도시한다. 음향발생수단을 구성하는 돌출부와 소리쇠가 계량기에 설치된다. 돌출부는 소리쇠에 힘을 제공하는 요소이고, 소리쇠는 돌출부로부터 받은 힘에 의해 진동하여 소리를 발생시키는 요소이다. 돌출부와 소리쇠 중 어느 하나는 계량기의 구성요소들 중에서 공급물의 사용량에 비례하는 속도로 회전하는 회전체에 고착되고, 나머지 하나는 공급물의 사용에 관계없이 움직임이 없는 고정체에 고착되어야 한다. 숫자휠형 계량기에 있어서, 회전체의 예로는 공급물의 사용량을 나타내는 숫자휠 트레인(10)을 들 수 있다. 계량기에서 공급물의 사용량은 통상적으로 정수값으로 나타내므로, 회전수의 카운트 대상이 되는 특정 숫자휠은 소수점 아랫자리에 해당되는 숫자휠 중에서 선택하면 된다. 돌출부와 소리쇠는 어느 하나가 회전을 하면서 나머지 하나에 대하여 가까이 접근하였다가 멀어지는 것을 반복하게 된다. 그리고 이들 두 부재가 가장 가까이 접근하였을 때, 어느 하나가 나머지 하나에 걸릴 수 있도록 설치되어야 한다. 예컨대 돌출부가 회전체인 특정 숫자휠의 외측면에 고착되는 경우, 소리쇠는 숫자휠 트레인(10)을 덮고 있는 덮개(70)의 내벽에 한 쪽 끝부분이 고착되어 상기 돌출부가 설치된 특정 숫자휠의 외측면 가까이 연장되도록 설치하면 된다.

돌출부가 회전체인 특정 숫자휠에 설치된 경우를 가정하자. 회전수 카운트 대상인 숫자휠의 회전속도는 공급물의 사용량에 따라 빠를 때도 있지만 느릴 때도 있어 불규칙하다. 그러므로 돌출부가 북을 치는 것과 같이 빠른 속도의 타격 방법으로 소리쇠에 충격을 주는 방식보다는, 회전하는 돌출부가 소리쇠를 만나서 밀어붙였을 때 소리쇠가 갖는 탄성회복력에 의한 진동 때문에 소리를 나게 만드는 방식이 더 적합하다. 이 방식을 이용하기 위해, 사용하는 소리쇠들은 탄성이 우수한 금속 박판으로 만드는 것이 바람직하다. 소리쇠로 사용하기에 적합한 것의 대표적인 예는 하모니카 등과 같은 악기에 사용하는 리드(Reed) 박편을 들 수 있다.

회전수 카운트 대상인 특정 숫자휠은 검침값으로 사용되는 유효자리 이하의 자리에 해당하는 숫자휠들 중에서 선택한다. 회전수 카운트 대상인 숫자휠을 하나만 선택하여도 충분하나, 복수개의 숫자휠로 하면 정확한 회전수 카운트를 하는 데 더 유리할 수 있다. 또한, 하나의 숫자휠에 대응하여 설치되는 소리쇠는 한 개를 설치하거나 또는 오랜 기간 사용에 따른 고장에 대비하여 여러 개 설치할 수도 있다.

도 2와 3에 예시된 것은, 검침 유효자리보다 아래 자리에 있는 두 개의 숫자휠(10a)와 (10b)이 회전수 카운트 대상으로 채택되고, 각 숫자휠마다 한 개의 돌출부(20a)와 (20b)가 설치되고, 각 돌출부(20a)와 (20b)마다 두 개의 소리쇠(30a, 30a')와 (30b, 30b')가 각각 설치된 경우를 도시한다. 즉, 숫자휠(10a)의 외측면에는 하나의 돌출부(20a)가 고착되고 이에 대응하여 계량기 내벽에는 두 개의 소리쇠 (30a)와 (30a')가 고착된다. 마찬가지로 그 윗자리의 숫자휠(10b)에도 같은 방식으로 하나의 돌출부(20b)와 두 개의 소리쇠(30b)와 (30b')가 설치된다. 각 소리쇠(30a, 30a')와 (30b, 30b')는 회전하는 돌출부(20a)와 (20b)가 가장 가까이 접근하였을 때 이들에 걸릴 수 있는 길이로 연장된다.

이러한 구성에 의하면, 예컨대 숫자휠(10a) 또는 (10b)는 각각 1회전을 하는 동안에 180ㅀ의 회전마다 한 번씩 총 두 번에 걸쳐 진동음을 발생시킨다. 예컨대, 소리쇠 (30a)와 (30a')는 각각 돌출부(20a)에 한 번씩 걸려서 휘어지다가 정점을 통과한 순간 갑자기 돌출부(20a)에 걸린 상태에서 벗어나면서 자체의 탄성력에 의해 자유진동을 하고, 그에 따라 고유주파수의 소리를 발생시킨다. 숫자휠(10b)에 대응하여 설치된 소리쇠(30b)와 (30b')도 같은 방식으로 소리를 발생시킨다.

도시된 바와 같이 복수개의 소리쇠를 설치하는 경우 각각의 소리쇠는 서로 다른 고유진동수를 갖는 것을 선택하여 소리 신호에 있어서 서로 구별될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나의 숫자휠(10a)에 대응하여 2,000Hz와 4,000Hz의 진동수를 갖는 두 개의 소리쇠(30a)와 (30a')를 설치하고, 다른 하나의 숫자휠(10b)에 대응하여 6,000Hz와 8,000Hz의 진동수를 갖는 두 개의 소리쇠(30b) 와 (30b')를 설치하는 방식이다. 각 소리쇠의 고유주파수가 다르므로 그로부터 발생되는 소리를 전기신호로 변환한 후에도 서로 구별할 수 있다. 따라서 여러 소리쇠들 중 일부가 고장을 일으켜도 나머지 소리쇠를 이용하여 정상적인 회전수 카운트가 가능하다.

한편, 소리쇠로부터 발생된 소리를 소리감지장치를 이용하여 전기신호로 바꾸고 주위의 소음과 구별될 수 있는 처리를 한 다음, 그 소리의 발생회수를 카운트하여 해당 숫자휠의 회전수를 알아내는 후처리를 한다. 이와 같은 후처리를 위해, 회전수 카운트 수단이 제공된다. 이 회전수 카운트 수단은 소리쇠 근처에 설치되어 그 소리쇠에서 나는 소리를 포함한 주변의 소리를 전기신호로 변환하는 마이크로폰(40)과, 이 마이크로폰(40)의 출력 전기신호에서 각각의 소리쇠가 만들어낸 소리신호를 추출하여 그것의 발생횟수를 카운트함에 의해 숫자휠(10a)와 (10b)의 회전수를 카운트하는 회전수 카운트부(50)를 포함한다.

마이크로폰에서 변환된 전기적인 신호로부터 소리쇠의 소리에 대응하는 신호를 구별해내는 방법으로서, 다음의 두 가지 방법을 채택할 수 있다. 첫 번째 방법은, 마이크로폰의 출력신호에 혼재되어 있는 여러 가지 진동수의 소리 중에서 검출대상인 소리쇠의 고유 주파수의 소리신호만을 필터링함으로써 해당 소리쇠의 소리를 다른 음원에 의한 소리(이는 노이즈로 볼 수 있음)로부터 구별하는 방법(이하 '제1 방법'이라 함)이다. 두 번째 방법은 마이크로폰의 출력 전기신호 성분 중에서 소리쇠의 고유주파수 성분 대해서는 가중치를 부여하여 음의 세기를 산출함으로써 소리쇠의 소리를 주위의 다른 음원에 의한 소리 즉, 노이즈와 구별하는 방법(이하 '제2 방법'이라 함)이다.

마이크로폰(40)의 출력 전기신호에서 소리쇠의 음향을 검출하는 방식에 따라 아날로그 방식 또는 디지털 방식으로 구성할 수 있다. 도 4는 아날로그 방식으로 회전수 카운트부(50)를 구성한 경우의 자동 검침장치의 구성례를 나타내는 블록도이다. 도시된 회전수 카운트부(50)는 앞서 언급한 '제1 방법'에 따른 것이기도 하다. 이에 따르면 회전수 카운트부(50)는 마이크로폰(40)에 연결된 증폭기(52)와 이 증폭기(52)의 출력단에 연결된 대역통과필터(54), 그리고 이 대역통과필터(54)의 출력단에 연결되어 필터링 된 신호와 기준신호를 비교하는 비교부(56), 그리고 비교부(56)의 출력단에 연결되는 제어부(58)를 구비한다.

마이크로폰(40)은 가급적 소리쇠(30a, 30a', 30b, 30b')에 가까이 배치되는 것이 바람직하며, 보다 정확한 검출을 위해 소리쇠마다 그 근처에 한 개씩 설치하거나 또는 복수개의 소리쇠 당 한 개씩 설치할 수도 있다. 도면에는 소리쇠 (30a)와 (30b) 근처와 소리쇠 (30a')와 (30b') 근처에 각각 한 개씩 배치한 경우가 예시되어 있다. 고유주파수가 서로 다른 복수 개의 소리쇠를 설치하는 경우, 각 소리쇠의 소리를 검출해낼 수 있는 회로 구성이 필요하다. 따라서 각 소리쇠마다 그에 적합한 통과대역특성을 갖는 대역통과필터를 채용할 필요가 있으며, 나아가 그 대역통과필터로부터 얻어지는 신호가 소리쇠의 신호인지를 판별하는 비교부 역시 각 소리쇠마다 제공될 필요가 있다.

증폭기(52)는 마이크로폰(40)의 미약한 출력 전기신호를 후처리에 적합한 정도로 증폭한다. 증폭기는 마이크로폰마다 한 개씩 제공되는 것이 바람직하다. 증 폭기(52)의 출력신호에는 소리쇠(30a, 30b)에서 발생된 소리뿐만 아니라 주변의 소음도 포함되어 있다. 그러므로 증폭기(52)의 출력신호로부터 소리쇠가 만들어낸 소리에 대응되는 전기신호를 구별해내는 처리가 필요하다. 이를 위한 1차적인 작업은 필터링 처리이다.

증폭기(52)의 출력단에 대역통과필터(54)가 부가된다. 대역통과필터(54)의 주파수 통과대역 특성은 검출대상인 소리쇠의 고유주파수 특성과 매칭될 필요가 있다. 대역통과필터(54)는 증폭기(52)의 출력신호의 성분 중에서 검출 대상인 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호만을 통과시키는 필터링 처리를 한다. 대역통과필터(54)의 출력신호는 비교부(56)에 제공된다.

비교부(56)는 필터링 처리된 소리신호를 소정의 기준신호와 크기를 비교하여 전자가 후자보다 높은 경우와 그렇지 않는 경우에 각각 대응하는 로직신호를 출력한다. 즉, 비교부(56)는 대역통과필터(54)의 출력신호가 기준신호보다 더 높은 레벨을 가지면 '로직 하이'를 출력하고, 그 외의 경우에는 '로직 로우'를 출력한다. 여기서, 기준신호의 레벨은 사용하는 소리쇠가 발생시키는 소리의 세기에 대응하는 레벨보다는 다소 낮은 레벨이 되도록 한다.

비교부(56)가 출력하는 로직신호는 제어부(58)로 제공된다. 제어부(58)는 비교부(56)의 로직신호를 입력받아, 그 로직신호의 변화거동이 해당 숫자휠이 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 그 숫자휠의 누적 회전수를 카운트 한다. 이러한 제어부(58)의 기능을 발휘하기 위해서는 적어도 데이터 연산장치와 데이터 내지 프로그램을 저장하는 저장장치를 필요로 한다. 마이 크로프로세서, 마이콤 또는 디지털신호처리기 등과 같은 장치가 제어부의 좋은 예가 될 수 있다. 제어부(58)의 기능은 프로그램으로 구현된다. 이하에서 그 프로그램에 포함될 기능에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

예컨대 회전수 카운트 대상인 숫자휠이 하나이고 그 숫자휠에 대응하여 설치된 소리쇠는 2개인 경우에는 그 숫자휠이 1회전을 하는 동안에 각 소리쇠는 한 번씩 소리를 낼 것이다. 그러므로 제어부(58)는 두 소리쇠에 대응되는 각 비교부로부터 로직신호를 별도로 제공받고, 각각의 로직신호의 변화거동을 분석한다. 정상적인 경우라면, 두 비교부는 교대로 로직 하이 신호를 출력할 것이다. 따라서 제어부(58)는 두 비교부가 각각 하나의 로직 하이 신호를 출력한 것이 검출되면 해당 숫자휠이 1회전을 완성한 것으로 판단하면 된다. 만약 두 비교부 중에서 어느 하나만이 로직 하이 신호를 계속적으로 제공되면, 제어부(58)는 그에 대응되는 소리쇠만 정상적으로 동작하는 것으로 간주하여 그 로직 하이 신호가 나타날 때마다 해당 숫자휠이 1회전을 완성한 것으로 판단하면 된다. 또한 예를 들어 회전수 카운트 대상이 하나의 숫자휠(10a 또는 10b)이고, 그 숫자휠에 하나의 소리쇠만이 설치된 경우에는 그 숫자휠이 1회전을 하는 동안에 소리쇠는 한 번만 울릴 것이므로, 같은 시간동안에 비교부(56) 역시 '로직 하이' 신호를 한 번만 출력하게 된다. 따라서 제어부(58)는 비교부(56)로부터 출력되는 신호에서 '로직 하이'가 검출되는 횟수를 바로 그 숫자휠의 회전수로 카운트하도록 프로그램하면 된다.

한편, 공교롭게도 소리쇠(30a)가 만든 소리가 아닌 주변의 다른 소리(여기서는 이 소리가 노이즈에 해당됨)의 주파수가 대역통과필터(54)의 통과대역에 속하 는 경우도 있을 수 있다. 이 경우 그 노이즈가 예정된 세기보다 크면 그 노이즈에 의해서도 비교부(56)의 출력신호가 '로직 하이'로 될 수 있다. 따라서 이를 노이즈로 취급하도록 하는 방안이 강구될 필요가 있다. 소리쇠가 정상적으로 발생시키는 소리의 지속시간은 거의 일정하다. 이 점에 주목하여, 소리쇠(30a)의 정상적인 소리와 주변의 노이즈는 그것의 지속시간을 이용하여 구별될 수 있다. 즉, 제어부(58)는 비교부(56)가 출력하는 '로직 하이'의 지속시간이 해당 소리쇠가 만들어내는 소리의 지속시간(Ta)과 비슷한 경우에만 그 소리쇠의 정상적인 소리에 해당하는 신호로 간주하고, 그 밖의 경우에는 노이즈로 간주하도록 하면 된다. 구체적으로, 비교부(56)가 출력하는 '로직 하이'의 지속시간 To이 해당 소리쇠가 만들어내는 소리의 지속시간 Ta을 기준으로 어느 정도의 범위 안에 들어왔을 때, 그 소리쇠가 만든 소리에 의한 신호로 간주할 것인지가 문제인데, 그 범위를 너무 넓게 설정하면 노이즈를 제대로 배제하지 못할 것이고, 반대로 너무 좁게 설정하면 오랜 사용에 따른 소리쇠의 소리 지속시간의 변화에 대처하기 어려운 문제가 있을 수 있다. 이런 점들을 고려하여 예컨대 0.5 < Ta/To < 2.0 으로 정하는 것이 바람직하다.

이처럼 대역통과필터링 처리와 소리의 지속시간 비교라는 2단계 처리를 통해 소리쇠의 정상적인 소리와 그 밖의 다른 소리를 구별함으로써, 보다 정확한 회전수 카운트를 가능하게 해준다. 이러한 방법으로 특정 숫자휠의 1회전의 완성 여부를 판별하면서, 그 숫자휠의 총 누적회전수를 카운트 한다. 이러한 회전수 카운트 기능은 프로그램으로 구현되어 제어부(58)에 의해 실행된다.

도 4를 회전수 카운트부(50)를 디지털 방식으로 구성한 회전수 카운트부 (50-1)가 도 5에 도시되어 있다. 비교부(56) 대신에 대역통과필터부(54)의 출력 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기(56-1)를 채용하고, 제어부(58)의 로직을 약간 수정하면 디지털 방식의 회전수 카운트부(50-2)의 구성이 가능하다. 제어부(58)는 A/D 변환기(56)의 출력 디지털신호 값을 소정 크기의 기준값과 비교한다. 전자가 후자보다 큰 경우에는 로직 하이를 대응시키고, 그렇지 않는 경우에는 로직 하이를 대응시키는 방식으로 로직 신호를 만든다. 그리고 그렇게 얻어진 로직 신호에서 앞서 설명한 바와 같이 로직 하이 신호의 지속시간을 고려하여 그 로직 하이 신호가 소리쇠에 소리에 대응되는 것인지 아니면 노이즈에 대응되는 것인지를 판별해낼 수 있다. 이렇게 하여 노이즈에 의한 로직 하이를 배제하면서 소리쇠에 의한 로직 하이 신호를 검출할 수 있다. 예를 들어 숫자휠(10a)에 대응하여 하나의 소리쇠(30a)만 설치된 경우, 그 숫자휠(10a)의 1회전은 로직 하이 신호의 1회 검출에 대응될 것이다. 숫자휠(10a)에 대응하여 두 개의 소리쇠(30a)와 (30b)가 설치된 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 회전수 카운트부(50-1)도 각 소리쇠마다 설치되어, 위와 같은 방식으로 숫자휠(10a)의 회전수를 카운트할 수 있게 된다. 나아가 다른 숫자휠(10b)의 경우도 위와 같은 방식으로 그 회전수를 카운트할 수 있다. 이처럼 제어부(58)는 숫자휠의 회전에 따른 소리쇠의 소리 발생에 대응하여 생성되는 로직 신호의 변화거동을 분석하여 해당 숫자휠의 회전수를 카운트할 수 있게 되는 것이다.

한편, 소리쇠가 발생시킨 소리와 주변의 다른 음원에서 생성된 소리(노이즈)를 구별하기 위한 방법으로서, 대역통과필터를 사용하는 대신에 특정 주파수대 역의 소리신호 성분에 대하여 가중치를 부여하는 방법을 활용할 수도 있다. 이에 관련된 도면이 도 6에 도시되어 있다. 도시된 회전수 카운트부(50-2)는 위에서 언급한 '제2 방법'에 따른 것으로서, 대역통과필터(54) 대신에 가중변환부(54-1)를 채용한 점에서 도 4의 것과 차이가 있다. 가중변환부(54-1)는 증폭기(54)에서 나오는 증폭된 소리 신호 성분 중에서 검출 대상인 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호성분에 대하여 가중치를 부여하여 그 대역의 신호성분은 원래보다 더 큰 진폭을 갖도록 변환한다. 가중변환부(54-1)에서 얻어지는 변환신호는 검출대상이 되는 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호가 나머지 다른 주파수 대역의 신호에 비해 세기가 더 강화되어 나타난다. 따라서 소리쇠의 소리와 노이즈 간의 구별이 더욱 용이하게 된다. 가중변환부(54-1)의 출력신호는, 앞서 도 4에서 설명한 바와 같이, 비교부(56)에서 기준신호와 비교에 이용된다. 나아가, 그러한 비교로부터 얻어지는 로직 신호를 이용하여 위에서 설명한 것과 같은 방식으로 제어부(58)에서 숫자휠의 회전수를 카운트한다.

이와 같이 제어부(58)를 이용하여 카운트된 특정 숫자휠의 회전수는 누적되고, 저장소자에 저장된다. 그 누적 회전수는 공급물의 사용량을 나타내는 것이고, 그 값은 원격 자동검침을 위해 공급물의 공급자(예컨대, 전력회사, 도시가스회사, 상수도 회사 등)의 컴퓨터 시스템으로 전송할 필요가 있다. 이를 위해, 제어부(58)는 저장소자에 저장되어 있는 특정 숫자휠의 누적회전수를 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 통신장치에 제공하여, 그를 통해 그 누적회전수 값을 예정된 수신처로 송신하도록 한다.

공급자의 컴퓨터 시스템에 누적 회전수 정보를 전달하는 것은 유선 및/또는 무선 통신방식으로 할 수 있을 것이다. 도 4는 무선 통신방식으로 누적 회전수를 전송하는 경우를 도시하고 있다. 각 수용가의 계량기에는 무선통신부(60)가 누적회전수 정보를 제공받을 수 있도록 회전수 카운트부(50)에 연결된다. 무선통신부(60)의 신호 통달가능 지역 단위로 로컬 무선중계기(70)를 두어 그 단위지역 내의 무선통신부들로부터 각 수용가 계량기의 누적 회전수를 수집하고, 그 수집된 데이터를 유선 혹은 무선 통신망(80)을 통해 공급자의 컴퓨터(90)에 전송한다.

한편, 앞서도 언급하였듯이, 본 발명의 자동 검침장치는 회전바늘형 계량기에도 적용될 수 있다. 도 7 내지 9는 수돗물의 사용량을 회전바늘(120, 122)과 숫자휠(110)의 숫자값으로 표시하는 혼합형 계량기(180)에 본 발명의 자동 검침장치가 적용된 경우를 예시적으로 도시한다. 회전바늘형 계량기의 경우에도 여러 개의 회전바늘(120, 122) 중에서 검침 유효자리 이하의 자리의 숫자값을 나타내는 회전바늘(120)을 회전수 카운트 대상으로 삼는다. 이 계량기의 구성요소들 중에서 회전체의 예는 회전바늘이다. 회전수 카운트 대상인 회전바늘(120)에 돌출부나 소리쇠를 장착하여도 되겠지만, 구조상 회전바늘(120) 자체를 돌출부로 활용하는 방식 혹은 소리쇠 재료를 가지고 회전바늘(120)로 만들어 회전바늘(120)이 소리쇠로 기능하게 하는 방식에 따를 수도 있다. 도면은 회전수 카운트 대상인 회전바늘(120)을 돌출부로 활용하고, 소리쇠(130)는 계량기의 덮개(170)의 내면에 고착하고, 스피커(140)를 소리쇠(130) 근처에 설치한 경우를 도시한다. 스피커(140)의 출력신호를 처리하여 회전바늘(120)의 회전수를 카운팅 하는 수단은 앞서 도 4 내지 6에서 설명한 것과 동일하다.

덮개(170)를 덮으면 도 8에 도시된 바와 같이 회전바늘(120)이 1회전을 하는 과정에서 소리쇠(130)에 한 번씩 걸리게 된다. 이러한 구성에 따르면, 회전바늘(120)이 1회전 할 때마다 소리쇠(130)는 그 회전바늘(120)에 걸려 휘어졌다 풀리면서 진동에 의한 소리를 발생시키게 된다. 물론 회전수 카운트 대상인 회전바늘의 수나 소리쇠의 수는 복수개로 할 수 있다.

한편, 공급물이 도시가스인 경우에는 온도와 압력의 변화에 따른 계량 오차를 보상하는 수단이 더 부가되는 것이 바람직하다. 도시가스의 공급요금체계는 일정 중량을 기준으로 책정되어 있으나, 일반 수용가에 공급될 때는 기체상태이므로 간단한 계량장치로는 도시가스의 중량을 측정할 수 없다. 도시가스 공급자는 일정한 온도와 압력으로 수용가에게 공급하고, 부피를 측정하는 용량식 가스계량기를 사용하고 있다. 특히 가정용 도시가스 계량기용으로는 용량식의 일종인 막식 가스계량기가 거의 대부분을 차지하고 있다.

각 지역의 도시가스 판매회사는 한국가스공사로부터 구입한 물량과 자사의 수용가들에게 판매한 물량 간에 무시할 수 없는 정도의 오차가 발생하는 점이 문제가 되고 있다. 도시가스 판매회사의 구입량과 판매량 간의 오차의 발생 원인은 여러 가지가 있을 수 있다. 가장 주요한 원인으로 꼽을 수 있는 이유는 바로 도시가스 판매회사가 지역 정압기에서 각 수용가로 가스를 보낼 때 적용하는 온도 및 압력 기준값과 수용가의 가스계량기에서 실제 계량 시의 온도와 압력 값 간의 오차이다. 우리나라의 경우 기준 온도와 압력은 0℃, 1기압이며, 정압기에서 각 수용가의 가스계량기까지의 가스 압력 감소를 고려하여 정압기에서는 20~25밀리바의 게이지압력으로 가스를 보낸다. 배관을 통해 도시가스를 각 수용가로 수송 도중에 주변의 온도와 대기압의 영향을 받아 가스의 밀도가 변하기 때문에 가스계량기의 검침값이 계절이나 밤낮으로 달라진다. 특히 대기압의 영향은 막식 가스계량기에도 미치지만 정압기의 작동에 미치는 대기압의 영향이 더 크다. 또한 용량식 가스계량기의 내부 부피 측정용기가 유연성이 있어서 주변의 온도와 압력의 변화에 따라서도 검침값이 달라진다. 이로 인하여 도시가스 공급자 또는 수용가가 경제적 손실을 입게 된다.

도 10은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 시스템 구성의 일예로서, 막식 도시가스 계량기에 적용되어 온도나 압력변화에 따른 계량 오차를 보상하는 기능을 제공하는 시스템의 구성을 도시한다. 계량기가 설치된 지점의 배관의 내부 또는 외부 또는 배관과 인접한 위치에 온도센서(200)가 설치되고, 계량보정부(210)가 온도센서(200)와 회전수 카운트부(50, 50-1, 또는 50-2)에 연결된다. 온도센서(200)로부터 획득되는 온도는 도시가스의 온도 정보로 볼 수 있다. 이 정보는 계량보정부(210)에 제공된다. 회전수 카운트부(50, 50-1, 50-2)가 카운트한 회전체의 회전수 즉, 공급물 사용량 값도 계량보정부(210)에 제공된다. 계량보정부(210)는 온도센서(200)가 제공하는 온도값과 온도에 따른 오차보정로직을 이용하여 회전수 카운트부(50, 50-1, 50-2)가 제공하는 회전수 카운팅 값을 보정하여 보정된 도시가스 사용량을 산출한다. 이렇게 확보된 회전수 카운팅 값과 보정된 사용량은 통신부(60)를 통해 공급자의 중앙컴퓨터(90)에 제공된다.

계량보정부(210)는 회전수 카운트부(50, 50-1, 또는 50-2)가 제공하는 계량 기의 지침값을 온도 또는 온도와 기압에 따른 오차를 보상하여 실제 가스사용량을 정확하게 산출하는 역할을 한다. 가스사용량의 오차 보정은 온도 정보만을 이용하여 할 수도 있고, 온도뿐만 아니라 기압 정보까지도 함께 이용하여 할 수도 있다. 후자의 방식을 위해서는, 온도센싱부(120) 이외에도 기압 정보를 제공해주는 수단이 더 필요하다. 필요한 기압 정보는 가스계량기(80)가 설치된 곳의 관한 것이긴 하나, 기압 정보는 온도 정보와 달리 위치에 따른 편차가 적은 편이다. 가장 정확한 기압 정보를 얻기 위해서는 각 가스계량기(110) 마다 기압을 측정하는 기압센싱부를 설치하여야 할 것이다. 그러나 이 방식은 비용 부담이 크다. 비용절감을 위해서는 지역중계기(200)마다 하나의 기압센싱부(비도시)를 설치하여 그 지역중계기(200)가 관장하는 단위지역 내의 모든 자동 검침장치에 그 기압센싱부가 측정한 기압 정보를 공통적으로 활용하는 방식을 적용할 수 있다. 이를 위해, 그 기압센싱부가 측정한 기압 정보는 로컬 무선중계기(70)가 각 계량기의 무선 통신부(60)로 전송하도록 구성될 필요가 있다. 나아가 기상청에서 제공하는 기압데이터를 활용하는 방안을 고려할 수 있다. 이 방식을 이용하는 경우, 압력 보정은 굳이 각 계량기의 계량보정부(210)에서 하지 않고, 공급자의 중앙 컴퓨터(90)에서 처리할 수도 있다. 위 3가지 방식은 어느 것이나 본원 발명에 적용될 수 있다.

계량보정부(210)는 보다 정확한 가스사용량을 산출하기 위해 온도와 기압의 크기에 따른 보정계수 데이터를 미리 내장한다. 특정 시점의 온도가 기준온도(0℃)보다 높으면 단위 중량의 가스의 부피가 더 커지므로 수용가는 작은 중량을 사용하고서도 더 많은 가스를 사용한 것처럼 카운트되므로, 1보다 작은 값을 보정계수로 적용하여 고온으로 인해 발행하는 사용량 오차를 바로 잡도록 한다. 온도가 기준온도보다 낮으면 반대로 1보다 큰 값을 보정계수로 적용하면 된다. 기압에 관해서도 비슷한 원리를 적용한다. 다만 기압에 의한 오차는 정압기와 각 가스계량기에서의 영향을 모두 고려할 필요가 있다. 먼저, 가스계량기에서의 영향을 고찰하면, 최하위 숫자휠이 1회전할 때, 그 당시의 기압이 기준기압(1기압, 1013밀리바) 보다 높으면, 기준 중량보다 적은 량의 가스가 공급되었을 것이므로, 1보다 더 작은 값을 보정계수로 적용한다. 반면에 정압기에서의 대기압 영향은 가스계량기에서 그것과는 반대로 작용한다. 즉, 가스 자체의 압력이 정압기의 '설정압력+대기압'이 되므로 대기압이 높으면, 가스 자체의 절대압력이 높아져서 밀도가 커지게 되어 기준 중량보다는 많은 량이 공급될 것이므로, 1보다 큰 값을 보정계수로 적용하여야 한다. 현재의 기압이 기준기압보다 낮은 경우에는 위와는 반대로 적용하면 된다. 따라서 기압에 의한 오차보정을 위해서는 대기압이 가스계량기에서 미치는 영향의 정도와 정압기에서 미치는 영향의 정도를 모두 고려한 오차보정계수를 적용하는 것이 바람직하다.

각 온도값과 기압 값 별로 적용하는 오차보정계수의 크기는 사용하는 가스계량기의 특성에도 영향을 받을 수 있으므로, 다양한 조건에서 많은 횟수의 실험을 통해 얻는 것이 바람직하다. 온도 및 기압에 따른 보정계수는 룩업테이블의 형태로 작성되어 계량보정부(210)에 내장시킨다. 계량보정부(210)는 온도 및 기압에 따른 보정계수 데이터를 저장하기 위해 롬과 같은 불휘발성 메모리를 포함한다. 또한 계량기 지침값이 변할 때마다 즉, 숫자휠 또는 회전바늘이 회전할 때마다 온도 및/또 는 기압에 따른 보정계수를 적용하여 보정된 가스사용량을 산출하는 오차보정프로그램을 상기 롬에 내장한다. 계량보정부(210)는 또한 연산장치를 구비하는데, 이 연산장치는 회전수 카운트부(50, 50-1, 또는 50-2)가 카운트한 회전수 값을 롬에 저장된 오차보정로직(보정계수 데이터와 오차보정프로그램)을 실행하여 보정된 가스사용량으로 산출한다. 이러한 연산은 카운트된 회전수 값의 상승이 있을 때마다 수행하거나 또는 일정한 주기로 수행한다. 나아가 연산장치는 회전수 카운트부(50, 50-1, 또는 50-2)로부터 제공받은 디지털 지침값과 오차보정로직을 실행하여 얻어진 보정된 가스사용량의 각 누적치를 연산한다. 이 연산장치는 제어부(58)를 활용하여 구성할 수 있다. 계량보정부(210)는 위와 같은 연산의 실행과 상기 디지털 지침값과 상기 보정된 가스사용량의 누적치를 저장하기 위한 저장공간으로 사용하기 위한 메모리를 더 구비한다. 메모리에 저장된 데이터는 통신부(60)가 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 무선 통신방식으로 예정된 수신처(예컨대 로컬 무선 중계기)로 송신한다. 물론 유선통신 방식으로 송신하거나 유무선 통신방식을 혼합하여 송신할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였다. 하지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위안에 속함을 밝혀둔다.

본 발명은 종래의 다른 방식에서 특히 문제가 되었던 외부 광의 간섭 내지 산란에 따른 에러(광학식의 경우), 외부 전자기장의 영향에 의한 에러(자기식의 경우)로부터 자유롭다.

외부의 다른 소리에 의한 에러 가능성은 극히 낮출 수 있다. 좁은 주파수 대역의 소리를 내는 재료를 소리쇠로 사용하고, 우연히 그 소리쇠와 같은 진동수의 소음이 유입된다고 해도 진동의 지속시간까지 비슷할 확률은 매우 낮기 때문에 소리의 지속시간으로 소리쇠의 소리와 그 밖의 다른 소리를 구별해낼 수 있기 때문이다. 특히 이러한 에러 배제를 위한 회로 구성이 다른 방식에 비해 현저하게 간단하여 장치의 구성 단가를 낮게 할 수 있다.

Claims

공급물의 사용량에 해당하는 숫자값을 그 사용량에 비례하는 속도로 회전하는 숫자휠 또는 회전바늘과 같은 복수개의 회전체들로 표시하는 계량기에 적용되어 상기 숫자값을 자동으로 검침하는 장치에 있어서,

상기 복수개의 회전체들 중에서 검침 유효자리 이하의 자리를 나타내는 적어도 한 개의 회전체를 회전수 카운트 대상 회전체로 삼아 그 회전체가 소정 각도만큼 회전 할 때마다 특정의 소리를 발생시키는 음향발생수단; 및

상기 음향발생수단에서 발생한 소리를 검출하여 상기 회전체가 상기 소정 각도만큼 회전한 것으로 판단하는 방식으로 상기 계량기의 공급물 사용량을 자동으로 검침하는 회전수 카운트 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 1항에 있어서, 상기 음향발생수단은 적어도 하나의 돌출부와 적어도 하나의 소리쇠를 포함하며,

상기 돌출부와 상기 소리쇠 중 어느 하나는 상기 카운트 대상 회전체의 매 회전마다 특정 지점을 한 번씩 통과하도록 설치되고, 나머지 하나는 일측이 상기 계량기에 고정되고 타측이 상기 특정 지점을 지나도록 연장되도록 설치되어,

상기 카운트 대상 회전체가 한 번씩 회전할 때마다 상기 특정지점에서 상기 소리쇠가 상기 돌출부에 걸려서 휘어졌다가 벗겨지면서 자체의 탄성력에 의한 진동 에 의해 상기 특정의 음향을 발생시키는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 2항에 있어서, 상기 계량기는 회전바늘형 계량기이고,

이 경우, 상기 돌출부와 상기 소리쇠 중 어느 하나는 상기 카운트 대상 회전체로 되는 회전바늘인 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 2항에 있어서, 상기 계량기는 숫자휠형 계량기이고,

이 경우, 상기 돌출부는 그 한쪽 끝부분이 상기 카운트 대상 회전체로 되는 숫자휠의 외측면 또는 상기 계량기의 내벽에 고착되고 다른 쪽 끝부분은 바깥으로 소정길이 돌출되며,

상기 소리쇠는 탄성이 우수하여 진동시 고유진동수로 소리를 발생시키는 금속 박판으로 만들어지며, 그 한 쪽 끝은 상기 카운트 대상 회전체로 되는 숫자휠의 외측면 또는 상기 계량기의 내벽 중 상기 돌출부가 설치되지 않은 나머지 한 곳에 고착되고 다른 쪽 끝부분은 상기 돌출부와 가장 근접하게 되었을 때 그 돌출부에 걸릴 수 있는 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 2항에 있어서, 하나의 계량기에 복수개의 소리쇠를 설치는 경우, 그 소리쇠들의 진동 주파수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 2항에 있어서, 상기 회전수 카운트 수단은

상기 계량기의 내부, 외부 또는 계량기 케이스에 접촉되게 설치되어 상기 음향발생수단에서 발생시킨 소리를 포함한 주변의 소리를 전기신호로 변환하는 마이크로폰; 및

상기 마이크로폰의 출력 전기신호에서 상기 음향발생수단이 만들어낸 소리신호를 추출하여 그것의 발생횟수를 카운트하는 방식으로 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 회전수를 카운트하는 회전수 카운트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 6항에 있어서, 상기 회전수 카운트부는,

상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭기;

상기 증폭기의 출력신호의 성분 중에서 상기 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터부;

상기 대역통과필터부에서 출력되는 소리신호를 소정의 기준신호와 크기를 비교하여 전자가 후자보다 높은 경우와 그렇지 않는 경우에 각각 대응하는 로직 신호를 출력하는 비교부; 및

상기 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비하는 것을 특 징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 6항에 있어서, 상기 회전수 카운트부는,

상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭기;

상기 증폭기의 출력신호의 세기를 상기 소리쇠의 고유주파수 대역에 가중치를 부여하면서 변환하는 가중변환부;

상기 가중변화부에서 출력되는 소리신호를 소정의 기준신호와 크기를 비교하여 전자가 후자보다 높은 경우와 그렇지 않는 경우에 각각 대응하는 로직 신호를 출력하는 비교부; 및

상기 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 6항에 있어서, 상기 회전수 카운트부는,

상기 마이크로폰의 출력신호를 증폭하는 증폭부;

상기 증폭부의 출력신호의 성분 중에서 상기 소리쇠의 고유주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터부;

상기 대역통과필터부의 출력 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부; 및

상기 A/D 변환부의 출력 디지털신호 값이 기준값보다 큰 경우와 그렇지 않는 경우 각각에 대응되는 로직 신호의 변화거동이 상기 회전수 카운트 대상 회전체가 1회전을 완성하였을 때의 변화거동과 합치하는지 여부를 판별하여 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 총 누적회전수를 카운트 하도록 프로그램 된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 7항 내지 9항 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어부는 상기 로직 신호의 지속시간이 상기 소리쇠가 상기 돌출부에 의한 걸림 상태에서 해제될 때 발생되는 소리의 지속시간의 50%이상 200% 이하의 시간일 때에만 상기 소리쇠가 소리를 발생시킨 것으로 판단하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동 검침장치.
제 6항에 있어서, 상기 회전수 카운트부가 카운트한 상기 회전수 카운트 대상 회전체의 누적회전수를 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 유선 및/또는 무선 통신방식으로 예정된 수신처로 송신하는 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동검침장치.
제 1항에 있어서,

상기 계량기가 설치된 지점의 배관의 내부 또는 외부 또는 배관과 인접한 위치에 설치되어 상기 가스계량기를 통과하는 도시가스의 온도를 센싱하여 디지털 값으로 출력하는 온도센싱부; 및

상기 회전수 카운팅 수단과 상기 온도센싱부에 각각 연결되어, 온도센싱부가 제공하는 온도값과 온도에 따른 오차보정로직을 이용하여 상기 회전수 카운팅 수단이 제공하는 회전수 카운팅 값을 보정하여 보정된 사용량을 산출하고, 상기 회전수 카운팅 값과 상기 보정된 사용량을 누적하는 계량보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동검침장치.
제 12항에 있어서, 상기 계량기가 설치된 지역의 대기압을 측정하여 디지털 값으로 출력하는 기압센싱부를 더 구비하며,

상기 계량보정부는 상기 보정된 사용량을 산출함에 있어서 대기압에 따른 오차보정로직을 더 이용하여 상기 회전수 카운팅 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동검침장치.
제 12항 또는 제13항에 있어서, 상기 계량보정부는 상기 온도에 따른 오차보정로직 또는 상기 온도 및 압력에 따른 오차보정로직을 저장하는 불휘발성 메모리; 상기 회전수 카운팅 값을 측정된 온도와 대기압에 의거한 상기 오차보정로직을 적용하여 상기 보정된 사용량을 산출하는 것을 수행하고, 상기 회전수 카운팅 값과 상기 보정된 사용량의 누적치를 연산하는 연산장치; 및 상기 회전수 카운팅 값과 상기 보정된 사용량의 누적치를 저장하는 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동검침장치.
제 12항 또는 제13항에 있어서, 상기 회전수 카운팅 수단이 제공하는 회전수 카운팅 값과 상기 계량보정부가 생성한 보정된 사용량 값을 미리 설정된 시간 또는 외부로부터 요청이 있을 때 유선 및/또는 무선 통신방식으로 예정된 수신처로 송신하는 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 계량기용 음향식 자동검침장치.