KR20090130543A

KR20090130543A - 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20090130543A
Application number: KR1020080056232A
Authority: KR
Inventors: 우재수
Original assignee: 우재수
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2009-12-24

Abstract

본 발명은 유체의 유량을 계량하기 위한 수도 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수도의 유량을 계량함에 있어 유체가 계량기를 통과하여 사용자 측으로 진행하는 경우 현재까지 계측된 누적값(메모리에 저장된 총 누적값)에 센싱값을 합산하고, 반대로 유체가 계량기를 역행하는 경우에는 센싱값을 누적값에 합산되지 않도록 하기 위하여 유체의 진행방향을 검출하기 위한 수도 계량기의 정역방향 검출방법에 관한 것으로서, 본 발명은 계량기(10)에서 유량이 통과하는 경로에 마그네틱(14)이 부착된 휠(13)을 회전가능하게 설치하여, 휠(13)의 회전방향에 따라 마그네틱(14)의 자력을 검출하는 복수의 자기검출센서들의 센싱 시차를 통해 유체의 진행방향을 판단할 수 있다.

따라서, 유체의 진행방향이 정방향으로 흐르는 경우에는 메모리부에 저장된 누적값에 자기검출센서가 검출한 센싱값이 합산되도록 연산부를 제어(프로그램으로)하고, 반대로 유체가 계량기의 역방향으로 흐르는 경우에는 자기검출센서의 센싱값이 메모리부에 저장된 누적값에 합산되지 않도록 연산부를 제어함으로써 정밀한 계측 및 정확한 과금을 구현할 수 있고, 또한 수도 계량기의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

계측기, 계량기, 수도, 검침원, 원격검침

Description

수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치 및 그 방법{DETECTOR FOR SENSING THE FOLLOWING CONDITIONS OF FLUID AND METHOD THEREOF}

본 발명은 유체의 유량을 계량하기 위한 수도 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수도의 유량을 계량함에 있어 유체가 계량기를 통과하여 사용자 측으로 진행하는 경우 현재까지 계측된 누적값(계측 누적값)에 센싱값을 합산하고, 반대로 유체가 계량기를 역행하는 경우에는 센싱값을 누적값에 합산되지 않도록 하기 위하여 유체의 진행방향을 검출하기 위한 수도 계량기의 정역방향 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각 가정으로 상수도를 공급하기 위하여 메인 상수도관으로부터 분기된 유도배관이 각 가정에 연결되어 있다. 유도배관에는 해당 가정에서 소비한 유량을 검출하여 과금하기 위한 수도 계량기가 부착되어 있다.

종래의 수도 계량기에서 채용한 계량방식은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 계량기(10)의 입구(11, 공급자측)에서 출구(12, 사용자측) 사이에 계량기(10)가 설치되어 있다. 계량기(10)는 하우징(10a)에 연결된 입구(11)와 출구(12)사이에 회전축(13a)에 의해 회전가능하게 조립된 물래형상을 지닌 휠(13)과, 상기 휠(13)의 일측에 휠(13)과 함께 회전되도록 부착된 마그네틱(14)으로 구성되어 있다. 상기한 휠(13)은 휠(13)사이로 유체가 통과할 때 회전한다.

상기 휠(13)의 상부에는 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 전원부(1)와, 마그네틱(14)의 극성을 검출하는 자기검출센서(S1)로 이루어진 센싱부(2)와, 자기검출센서(S1)에 의해 센싱된 센싱값을 카운트 업하는 연산부(3)와, 상기 연산부(3)에 의해 연산된 값을 저장하는 메모리부(4),상기 연산부에 저장된 저장값을 과금하기 위해 상기 누적값을 과금을 위한 값으로 변환시키기 위한 과금용 대비값을 설정하는 설정부(5)와, 저장값을 출력하는 출력부(6, LCD) 및 상기한 구성들의 회로적인 제어와 저장값을 원격지로 전송할 수 있는 전송부(7)를 포함하는 마이컴(8)을 갖춘 인쇄회로기판(10c)이 조립되어 있다.

도면에서 참조번호 10b는 전술한 인쇄회로기판 및 회로구성 및 전자부품을 보호하기 위한 케이싱으로서, 케이싱(10b)은 휠(13)의 상부에 투명재질로 결합된다.

따라서, 유체가 휠(13)을 통과할 때 휠(13)과 마그네틱(14)이 회전되면 인쇄회로기판(10c)에 부착된 자기검출센서(S1)는 마그네틱(14)의 극성을 검출하는데 휠(13)의 1회전시 자기검출센서(S1)의 센싱값은 1회 카운트 업(Count Up)하는 방식으로 계측이 이루어진다.

그러나, 종래의 수도 계량기(10)는 전술한 바와 같이 휠(13)은 정/역방향으로 모두 회전할 수 있으므로 전술한 바와 같은 역류하는 현상에 의해 유체가 계량기(10)의 역방향으로 역행하는 현상이 발생되고, 그로 인해 자기검출센서(S1)가 검 출한 센싱값을 메모리부(4)에 저장된 누적값에 합산시키는 문제가 발생된다.

또한, 마그네틱(14)의 자력은 배관내벽에서 부식에 의해 떨어지는 작은 입자(산화철)가 달라붙어 휠(13)의 회전에 저항작용을 함으로써 유량 계측이 부정확해지는 문제가 있다.

전술한 후자의 문제는 자력이 지나치게 과도하게 큰 경우 주로 발생되지만 반대로 자력의 세기가 너무 낮은 경우에는 센서의 오동작하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 자기검출센서(S1)와 이웃한 인쇄회로기판(10c)상에 자기검출 개선용 보상자석(S2)을 더 부착하여 자기검출센서(S1)의 작동범위를 일정하게 유지시킴으로서 자력(극성) 센싱에 따른 오동작을 해결하였다.

상기한 바와 같은 종래의 수도 계량기에서 물래형상의 휠(13)과 함께 회전하는 마그네틱(14)의 회전수에 의한 카운트방식은 당업자에게 공지되어 있으므로 그에 대한 상세한 설명을 하지 않더라도 이를 이해할 수 있을 것인 바 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 상기한 유체 계량을 디지탈화한 계량기는 다음과 같은 효과가 있다.

검침원이 계량기를 검침할 필요가 없고, 검침확인시 수치를 오인하여 수치를 기록지에 기록할 때 수치를 오기할 수 있는 점, 기록지에 기재한 검침값을 과금하기 위해 컴퓨터에 입력하는 과정에 입력오류가 발생될 수 있는 점, 많은 검침인력을 확보해야 하므로 인건비 부담이 매우 큰 점, 계량기가 가정내에 설치된 경우, 검침을 위해 해당 가구를 방문하더라도 거주자가 외출한 경우에는 검침할 수 없어 재차 방문해야하는 점 등 아날로그방식의 수도 계량기에 따른 문제를 일시에 해소 할 수 있다.

본 발명은 원격검침이 가능한 수도 계량기의 입구에서 출구쪽으로 물이 흐르는 경우에는 센싱값이 저장값(누적값)에 합산되도록 하고, 반대로 수도 계량기의 출구쪽에서 입구쪽으로 물이 흐르는 경우에는 누적값에 센싱값이 합산되지 않도록 하기 위한 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치의 구현수단으로서는,

입구와 출구사이에 회전축에 의해 회전가능하게 결합된 휠과, 상기 휠의 일측에 부착된 마그네틱을 포함하는 계량기 하우징과;

상기 휠의 상부에는 조립되어 전원을 공급하는 전원부와, 마그네틱의 극성을 검출하는 복수개의 자기검출센서와, 상기 자기검출센서에 의해 검출된 신호를 받아 카운트 업(UP)하는 연산부와, 센싱값을 과금하기 위해 센싱값을 과금하기 위한 수치로 변환시키기 위한 대입값을 설정하는 설정부와, 대입값과 상기 연산부에서 연산한 카운트 업 누적값을 저장하는 메모리부와, 상기 메모리부에 저장된 누적값을 출력하는 출력부(LCD) 및 상기한 구성들의 회로적인 제어와 누적값을 원격지로 전송할 수 있는 전송부를 포함하는 마이컴으로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 수도 계량기의 유체 진행방향 검출방법은,

마그네틱의 회전반경의 경로상에 마그네틱의 자력을 검출하는 자기검출센서 들을 복수개로 설치하여 복수의 자기검출센서들의 센싱시차를 통해 유체의 진행방향을 판단하고, 판단결과 유체가 역방향으로 흐르는 경우 마이콤은 센싱값이 누적값에 합산되지 않도록 계측하는 것에 특징이 있다.

본 발명은 마그네틱의 회전경로에 상기 마그네틱의 자력을 검출하는 복수의 자기검출센서들을 설치하여 상기 복수의 센서에 의한 센싱시차를 통해 유체의 진행방향을 판단한다.

판단결과 유체가 계량기의 역방향으로 흐르는 경우에는 자기검출에 따른 센싱값이 메모리부에 저장된 누적값에 합산되지 않도록 함으로써 누적값을 정밀하고 정확하게 계측할 수 있고, 누적값의 과금시 부당한 과금을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 수도 계량기의 유체 진행방향 검출방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a는 도 3과 유사한 도면으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄회로기판상에 자기검출센서가 2개 설치된 것을 예시한 도면이고, 도 5a는 본 발명의 제 2 실시예로서 3개의 자기검출센서가 인쇄회로기판상에 균등한 각도로 배치된 것을 예시하였다.

상기한 자기검출센서는 리드 스위치(Reed Switch), 홀 센서(Hall Sensor), MR 센서(MR Sensor)중 어느 하나를 채용할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 인용한 참조번호는 종래의 수도 계량기에 표기된 동일 구성에 대하여는 동일 참조번호로 표기하였다.

[제 1 실시예]

도 5a에 도시된 바와 같이, 2개의 자기검출센서(D,E)를 마그네틱(14)의 회전경로에 해당되는 인쇄회로기판(10c)상에 설치하고, 2개의 자기검출센서(D,E) 사이에 자기검출 보상자석(S2)이 설치되어 있다.

상기 자기검출 보상자석(S2)은 마그네틱(14)의 자력을 검출함에 있어 하나의 자기검출 보상자석(S2)을 통해 2개의 자기검출센서(D,E)의 센싱범위를 일정하게 유지시킬 수 있다.

상기한 2개의 자기검출센서(D,E)는 도 5b에 도시된 바와 같이 센싱값을 검출하는데, "D, E"로 표기된 각 센서의 센싱순서에 따라 즉, 정방향 혹은 역방향에 따라 자력을 검출하는 시차에 변화가 발생된다.

도 5b의 역방향 그래프와 같이 자기검출센서의 센싱값이 "D" 자기검출센서가 먼저 센싱한 뒤 "E" 자기검출센서가 센싱하는 경우에는 마이콤(8)의 제어에 의해 센싱값을 누적값(메모리부에 저장된 저장값과 동일함)에 합산하지 않도록 연산부를 제어한다.

제 1실시예에 따른 하나의 보상자석(S2)을 두개의 자기검출센서(D, E)사이에 설치하는 경우, 두개의 자기검출센서(D,E)의 센싱동작에 의한 유체의 진행방향을 판단할 수 있을 뿐만 아니라 제조원가를 절감할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

[제2실시예]

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 제 2 실시예는 본 발명에 따른 유체의 진행방향 검출에 있어 3개의 자기검출센서를 인쇄회로기판(10c)상에 부착하여 유체의 진행방향을 검출하는 것을 예시한 도면으로서, 마그네틱(14)이 회전되면, 즉, 계량기(10)의 정방향으로 유체가 흐르는 경우에는 3개의 자기검출센서(A,B,C)는 A, B, C의 순으로 자력을 검출하게 되고, 반대로 유체가 출구측에서 입구쪽으로 흐르는 경우 마그네틱(14)의 자력을 검출하는 자기검출센서의 센싱동작은 C, B, A 순으로 센싱한다.

따라서, 자기검출센서가 A,B,C순으로 센싱하거나 C,B,A순으로 센싱한 것에 의해 유체의 진행방향을 판단할 수 있다. 만일 유체가 정방향으로 흐르는 경우에는 마이컴(C3)에 의해 자기검출센서에 의해 검출한 센싱값을 누적값에 카운트 업방식으로 합산하고, 반대로 역방향으로 흐르는 경우에는 센싱값을 메모리에 저장된 누적값에 합산되지 않도록 마이콤이 연산부를 제어한다.

도 6a에서, 참조번호 A1, B1, C1은 자기검출센서(A,B,C)의 검출보상용 보조자석이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치 및 그 방법은 복수의 자기검출센서들을 통해 유체의 진행방향을 검출함으로써 유체가 계량기를 역행하는 경우에는 누적값에 센싱값이 합산되지 않으므로 정밀한 계측 및 정확한 과금을 구현할 수 있고, 또한 수도 계량기의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 수도 계량기의 유체 진행방향 검출방법은 단지 예 시적인 목적으로 2개 혹은 3개의 자기검출센서는 순차적인 검출에 의해 유체의 흐름을 판단하는 것에 대하여 제안하였으나 당업자라면 본 명세서를 통해 자기검출센서의 갯수나 센서의 종류를 변경하는 등 다양한 변경예 및 응용예를 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있는 바, 이러한 변경예나 응용예는 이하의 특허청구범위에서 정의하는 청구범위의 범주와 본 발명자가 의도하는 진정한 기술정 사상의 범주에 포함된다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.

도 1은 종래의 수도 계량기의 구성을 예시한 분해사시도,

도 2는 도 1에 예시한 종래의 수도계량기의 종단면도,

도 3은 종래의 수도계량기의 횡단면도,

도 4는 종래의 수도계량기의 회로구성을 예시한 블럭도,

도 5a는 도 3과 유사한 도면으로 본 발명의 제1실시예에 따른 계량기 유량 검출구성을 예시한 평단면도,

도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기검출센서의 검출 시차를 나타낸 그래프,

도 6a는 도 3과 유사한 도면으로 본 발명의 제2실시예에 따른 계량기 유량 검출구성을 예시한 평단면도,

도 6b는 본 발명의 제2실시예에 따른 자기검출센서의 검출 시차를 나타낸 그래프이다.

<도면의 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전원부 2 : 센싱부

3 : 연산부 4 : 메모리부

5 : 설정부 6 : 출력부

7 : 전송부 8 : 마이컴

10 :수도 계량기 10a : 계량기 하우징

10b : 회로장치 케이싱 10c : 인쇄회로기판

11 :입구 12 : 출구

13 : 물래형상의 휠 14 : 마그네틱

S1, A 내지 E : 자기검출센서

S2 A1 내지 C1: 자기검출보상용 보조자석

Claims

입구와 출구사이에 회전축에 의해 회전가능하게 결합된 휠(13)과, 상기 휠(13)의 일측에 부착된 마그네틱(14)을 포함하는 계량기 하우징과;

상기 휠(13)의 상부에는 조립되어 전원부와, 마그네틱(14)의 극성을 검출하는 복수개의 자기검출센서와, 상기 자기검출센서에 의해 검출된 신호를 받아 카운트 업하는 연산부와, 센싱값을 과금하기 위해 센싱값을 과금하기 위한 수치로 변환시키기 위한 대입값을 설정하는 설정부와, 대입값과 상기 연산부에서 연산한 카운트 업 누적값을 저장하는 메모리부와, 상기 메모리부에 저장된 누적값을 출력하는 출력부(LCD) 및 상기한 구성들의 회로적인 제어와 누적값을 원격지로 전송할 수 있는 전송부를 포함하는 마이컴으로 구성된 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치.
제 1항에 있어서, 상기 자기검출센서는 상기 마그네틱(14)의 회전경로에 대응하는 인쇄회로기판(10c)상에 3개로 배치된 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치.
제 1항에 있어서, 상기 자기검출센서는 상기 마그네틱(14)의 회전경로에 대응하는 인쇄회로기판(10c)상에 2개로 배치된 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 유체 진행방향 검출장치.
제1항에 따라 상기 복수개의 자기검출센서를 인쇄회로기판상에 부착하여 상기 마그네틱의 회전시 상기 자기검출센서들의 검출 시차를 통해 유체의 진행방향을 판단하여 계측하되, 판단결과 마이콤은 역방향으로 유체가 흐르는 것으로 판단한 경우 상기 자기검출센서에 의해 센싱한 센싱값을 메모리부에 저장된 누적값에 합산되지 않도록 연산부를 제어하고 정방향으로 유체가 흐르는 경우에는 센서에 의해 센싱한 센싱값을 상기 누적값에 합산시킴으로써 정확한 계측이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 유체 진행방향 검출방법.