KR20140016205A - 주유기의 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치 - Google Patents

주유기의 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주유기 조작에 의한 유량 속임 여부를 실시간으로 감시하는 장치에 관한 것으로, 주유기의 유량센서 조작 여부 및 주유기 메인보드에서의 유량 조작 여부를 검사하고, 그 결과와 주유정보를 실시간으로 수집하는 장치를 제공한다. 주유기의 유량센서에서 생성되는 유량펄스를 분석하여 유량센서 조작여부를 검사하는 단계와 주유기의 유량 측정결과를 고객에게 표시해주는 표시기의 유량을 분석하여 주유기 메인보드에서의 소프트웨어 조작 여부를 검사하는 단계 등을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 주유기 유량조작 방지 그리고 주유량 및 가격 등 주유정보의 실시간 수집하고, 수집한 주유정보의 분석에 의하여 허위 매출 및 무허가 휘발유 판매의 적발 및 실시간 가격 정보 서비스를 제공한다.

Description

주유기의 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치 {Apparatus for inspecting the fabricated oil flow sensor and the supplied oil quantity indicator in a lubricator}
본 발명은 주유기 조작에 의한 유량 속임 여부를 실시간으로 감시하는 장치에 관한 것이다. 주유기의 유량센서 조작여부 및 메인보드 표시기에서의 유량 조작 여부를 분석 및 검사하고, 그 결과와 주유정보를 실시간으로 수집하는 장치를 제공하는 것이다.
최근 주유기 조작에 의한 유량 속임 행위와 가짜 휘발유 판매가 대대적으로 보도됨에 따라 정부에서 강력한 단속을 실시하고 있지만 단속에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 적발되어도 원인과 책임소재를 알아내기가 어려운 경우가 많다. 주유기 유량 조작방법 중 주유기 유량센서 조작은 오래전부터 사용되어 온 수법인데 육안으로 비교적 쉽게 확인가능하나 최근에는 주유기의 메인보드(main board)의 소프트웨어 조작에 의한 유량 속임 기법까지 나타나고 있는데 이에 대한 대책은 매우 어렵다.
주유기의 검증을 전담하고 있는 한국석유관리원 등에서 문제점을 개선할 해결책을 모색하고 있으나 근본적인 방안이 마련되지 못하고 있는 실정이다. 최근 차량 탑재형 연료검사 장치 및 이를 이용한 연료 주입량과 정합성 검사 방법(10-2009-0062800)이 제시되어 있으나, 이는 현장 방문차량을 통한 개별적인 검사로서 실시간적이고 전방위적인 방법이 되지 못하는 심각한 한계가 있다. 이에 대한 대안으로서 새로 출시되는 주유기에서는 유량센서의 식별자를 확인하는 방법을 넣도록 하는 방안이 계획 중이라고 하나 이는 정교한 센서조작이나 메인보드 조작에는 대책이 되지 못할 뿐만 아니라 기존에 사용중인 대부분의 주유기에서는 아무런 효력이 없는 문제점이 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는
주유기 유량센서의 신호를 분석하여 조작에 의한 주유량 속임행위 여부를 실시간 검출할 뿐만 아니라, 고객에게 과금되는 주유량이 실제 공급된 주유량과 허용오차범위를 벗어나는지 여부를 실시간으로 비교 검사하는 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치를 제공하는 것이다.
상기 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치는 작은 크기의 모듈로 구현되어 주유기에 간단히 장착되며, 각 주유기에서의 분석결과 정보와 주유량 정보를 유선 혹은 무선으로 각 주유소에 설치한 중계장치를 거쳐 실시간으로 집중관리서버로 보냄으로써 의도적인 유량 조작여부를 실시간 검출할 뿐만 아니라, 집중관리서버에 데이터를 저장, 통계 처리함으로써 개별 주유기의 주유정보 또는 다수의 주유기를 대상으로 하는 지역단위의 주유정보 등 장기적인 석유 유통정보를 종합한 최종 분석이 가능하게 되는 것이다.
특히, 가짜 휘발유, 무자료 석유, 가짜 계산서 등 허위 매출을 검출할 수 있으며, 이 정보를 국세청 등 관련기관에서 활용하여 소비자 피해 뿐만 아니라 가짜 매출에 의한 세금 포탈 및 복지카드 보조금 지출 등 막대한 예산 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 제공하는 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치는
주유기의 유량센서에서 생성되는 유량펄스를 분석하여 유량센서 조작 여부를 검사하는 단계와;
주유기의 유량 측정결과를 고객에게 표시해주는 표시기의 유량숫자와 가격신호를 분석하여 메인보드에서의 소프트웨어 조작 여부를 검사하는 단계;
등을 포함하여 구성되며,
상기 두 단계 중 어느 하나라도 조작 여부가 판단되면 본 발명의 유량센서 조작분석및 표시유량검사 장치가 장착된 주유기는 조작되었다고 판단하게 된다.
상기 유량센서 조작여부를 검사하는 단계를 좀더 상세하게 설명하면 다음의 3가지 세부적인 단계를 거치게 된다.
1. 유량센서는 유량의 흐름에 반응하여 회전하는 원판에 일정한 넓이의 구멍이 균일하게 뚫려있어 이 원판의 전후에 빛을 보내어 반대편에서 빛을 센싱하는 구조로 되어 있다. 따라서 구멍에서 빛의 흐름을 통과하면 On되고 통과하지 못하면 Off신호로 되므로 duty cycle이 일정하다. 1개의 펄스는 소량의 유량 (20ml)의 흐름에 해당하므로 이 duty cycle(혹은 duty ratio)은 정상속도의 주유상태에서는 완벽하게 일정할 뿐만 아니라 저속 혹은 변속시에도 거의 변화가 없어야 한다. 이러한 특성을 이용하여 주유중 이 유량펄스의 duty cycle의 변화가 일정한 오차범위에에 있는지를 검사함으로써 펄스의 조작여부를 판단한다.
2. 유량센서의 유량펄스의 주기의 패턴을 분석한다. 주유 시작시의 가속단계, 일정속도로 주유하는 정상단계, 주유종료시의 감속단계로 이루어지는 한번의 주유 전과정에 유량펄스 주기도 동일한 패턴을 유지하는지를 점검한다. 이러한 유량의 흐름의 패턴에 벗어나는 펄스주기가 반복하여 발생하면 인위적인 조작으로 판단한다. 오류에 의한 일시적인 이상 현상은 제외한다.
3. 주유기의 종류별로 정상상태에서의 유량속도에 대한 표준치를 서버로부터 받아 유량센서의 펄스주기와 비교하여 기계 오차 범위를 벗어나는지를 본다. 이때 이 표준치와 오차범위는 동일 기종의 주유기 규격과 서버에서 저장되어 있는 동일기종의 타 주유기의 유량속도를 근거로 정한다. 이러한 자료를 수신하지 못한 상태에서는 이전 주유 사건에서 저장된 평균치를 기준으로 한다. 이렇게 함으로서 유량센서에 조작장치가 처음부터 설치되어 있거나 도중에 장착되는 경우까지 주유기의 유량센서 조작 장치의 부착을 검출해 낼 수가 있다.
주유기마다 주유기의 유량속도에 대한 표준치가 있으며, 만약 주유기의 유량속도를 알면, 주유기의 유량센서가 한바퀴 돌아가는데 필요한 시간이 도출되며, 이로부터 각 펄스 주기에 대한 시간간격을 알 수 있으며, 이는 실제 유량계에서 선셍되는 주유기의 펄스 수와 각 펄스의 간격을 알 수 있게 해 준다.
본 발명에서 제공하는 주유기의 유량센서조작 분석 및 표시유량검사 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 주유기 조작에 의한 주유량 속임 행위를 원천적으로 방지한다.
둘째, 주유기를 통하여 가짜 휘발유 등 무자료 석유의 판매를 방지한다.
셋째, 가짜 세금계산서 등 매출 속임에 의한 막대한 예산 낭비를 방지한다.
넷째, 실시간 주유 정보와 가격정보를 인터넷에 연결함으로서 소비자들이 언제 어디서나 최신 정보를 보고 주유소를 선택할 수 있도록 함으로서 소비자들이 신뢰할 수 있는 휘발유를 싼 가격에 주유할 수 있게 한다.
제 1도는 주유기, 중계장치/서버와 유량검사장치의 연결 구성도
제 2도는 유량검사장치 구성도
본 발명에서 제공하는 주유기의 유량센서 조작분석 및 표시유량검사 장치는 주유기 및 중계장치/서버로부터 주유기 조작 여부 판단에 필요한 신호들을 입력 받으며, 또한 처리된 출력신호를 중계장치/서버에 전달하게 된다. 중계장치/서버에서 수집 및 분석된 정보들은 인터넷 또는 그와 동등한 네트워킹 수단에 의해 관련기관에 관련 기관이나 소비자에게 제공되는 것이 바람직하다.
주유기 및 중계장치/서버와 본 발명의 유량검사장치와의 연결 구성도는 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1을 참조하면, 유량검사장치(300)의 구성은 노즐/유량센서(101) 및 유량/요금표시기(102)로 구성된 주유기(100)와 중계장치/서버(200)로부터 다수의 입력신호를 받아 처리한 결과를 출력신호로 하여 상기 중계장치/서버(200)에 전송한다.
즉, 상기 주유기(100)내의 노즐/유량센서(101)에서 제공되는 유량센서 펄스신호와 요금표시기(102)의 출력신호 및 상기 중계장치/서버(200)로부터 제공되는 동일노즐 표준속도신호 등 세 가지 신호를 입력으로 하고, 유량검사장치(100) 내의 여러 단계의 신호처리과정을 거쳐 생성된 주유정보 보고신호를 생성하여 상기 중계장치/서버(200)에 전송하게 된다.
도 2는 본 발명의 유량센서 조작분석 및 표시유량검사장치(300)내의 신호처리단계를 알고리즘의 형태로 표현하여 구성한 구성도로서, 도2를 참조하여 각각의 신호처리 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 노즐/유량센서(101)로부터 입력된 유량센서 펄스신호의 동작비율(duty cycle)을 분석하는 단계(P01);를 포함한다.
다음으로, 유량센서 펄스신호의 동작비율이 적절한 범위 내에 있을 시는 유량펄스변동성분석단계(P03)로 신호를 출력하고, 아닐 경우는 오류보고신호발생단계(P07)로 출력하는 유량펄스판단단계(P02);를 포함한다.
또한, 상기 유량펄스판단단계(P02)의 출력신호에서 펄스주기의 변동성을 분석하는 단계(P03);를 포함한다.
유량센서는 유량의 흐름에 반응하여 회전하는 원판에 일정한 넓이의 구멍이 균일하게 뚫려있어 이 원판의 전후에 빛을 보내어 반대편에서 빛을 센싱하는 구조로 되어 있다. 따라서 구멍에서 빛의 흐름을 통과하면 On되고 통과하지 못하면 Off신호로 되므로 duty cycle이 일정하다. 1개의 펄스는 소량의 유량 (20ml)의 흐름에 해당하므로 이 duty cycle(혹은 duty ratio)은 정상속도의 주유상태에서는 완벽하게 일정할 뿐만 아니라 저속 혹은 변속시에도 거의 변화가 없어야 한다. 이러한 특성을 이용하여 주유중 이 유량펄스의 duty cycle의 변화가 일정한 오차범위에에 있는지를 검사함으로써 펄스의 조작여부를 판단한다.
유량센서의 유량펄스의 주기의 패턴을 분석한다. 주유 시작시의 가속단계, 일정속도로 주유하는 정상단계, 주유종료시의 감속단계로 이루어지는 한번의 주유 전과정에 유량펄스 주기도 동일한 패턴을 유지하는지를 점검한다. 이러한 유량의 흐름의 패턴에 벗어나는 펄스주기가 반복하여 발생하면 인위적인 조작으로 판단한다. 오류에 의한 일시적인 이상 현상은 제외한다.
아울러, 유량펄스 변동치가 기준치보다 클 때는 오류보고신호발생단계(P07)로 출력하고, 적절할 때는 정상펄스주기분석단계(P05)로 출력하는 변동성판단단계(P04);를 포함한다.
주유기의 종류별로 정상상태에서의 유량속도에 대한 표준치를 서버로부터 받아 유량센서의 펄스주기와 비교하여 기계 오차 범위를 벗어나는지를 본다. 이때 이 표준치와 오차범위는 동일 기종의 주유기 규격과 서버에서 저장되어 있는 동일기종의 타 주유기의 유량속도를 근거로 정한다. 이러한 자료를 수신하지 못한 상태에서는 이전 주유 사건에서 저장된 평균치를 기준으로 한다. 이렇게 함으로서 유량센서에 조작장치가 처음부터 설치되어 있거나 도중에 장착되는 경우까지 주유기의 유량센서 조작 장치의 부착을 검출해 낼 수가 있다.
주유기마다 주유기의 유량속도에 대한 표준치가 있으며, 만약 주유기의 유량속도를 알면, 주유기의 유량센서가 한바퀴 돌아가는데 필요한 시간이 도출되며, 이로부터 각 펄스 주기에 대한 시간간격을 알 수 있으며, 이는 실제 유량계에서 선셍되는 주유기의 펄스 수와 각 펄스의 간격을 알 수 있게 해 준다.
또한, 정상주유상태에서의 펄스주기를 분석하는 정상펄스주기분석단계(P05);를 포함한다.
상기 정상상주유상태에서의 펄스주기의 평균치가 표준치에 비해 설정된 오차보다 클 때는 오류보고신호발생단계(P07)로 출력하고, 아닐 경우는 표시부 유량신호와 유량을 비교하는 단계(P08)로 출력하는 유량평균속도판단단계(P06);를 포함한다.
유량/요금표시기(102)로 출력되는 신호로부터 유량 및 가격 정보를 추출하여 유량비교분석단계(P08)로 출력하는 유량표시부유량신호추출단계(P10);를 포함한다.
상기 유량평균속도판단단계(P06)를 통과하면 노즐/유량센서(101)에서 나오는 유량펄스신호를 누적한 유량 정보를 상기 유량표시부유량신호추출단계(P10)에서 추출하여 출력된 유량 정보와 비교하여 오차범위 내로 일치하는지를 분석하는 유량비교분석단계(P08);를 포함한다.
상기 두 유량의 차이가 오차범위를 벗어나면 오류보고신호발생단계(P07)로 출력하고, 오차범위 내에 일치할 때는 주유정보보고신호생성단계(P12)로 출력하는 오차범위내일치판단단계(P11);를 포함한다.
상기 단계들에서 생성되거나 추출된 각종 오류보고신호와 노즐별 유량, 가격, 주유시간, 유량속도 등의 기본 주유정보를 통합한 주유정보보고신호를 생성하여 사설 및 공중망을 이용하여 중계장치/서버(200)로 전송하는 주유정보보고신호생성단계(P12); 등의 단계들을 포함하여 구성된다.
상기한 여러 단계 중 {P01과 P02}, {P03과 P04}, {P05와 P06} 등 세 개의 단계집합에 대해서는 임의로 두 단계집합을 선택하여 순서를 바꾸어 구성할 수 있음은 당연한 것이다.
100: 주유기
101: 노즐/유량센서
102: 유량/요금표시기
200: 중계장치/서버
300: 유량검사장치
P01: 유량펄스파형분석단계
P02: 동작비율판단단계
P03: 유량펄스주기변동성분석단계
P04: 변동성판단단계
P05: 정상펄스주기분석단계
P06: 유량평균속도판단단계
P07: 오류보고신호생성단계
P08: 유량비교분석단계
P09: 노즐별유량속도분석단계
P10: 유량표시부유량신호추출단계
P11: 오차범위내일치판단단계
P12: 주유정보보고신호생성단계

Claims (7)

  1. 주유기내의 노즐 혹은 유량센서에서 제공되는 유량센서 펄스신호 제1 입력수단; 및
    신호처리수단; 을 포함하며,
    상기 신호처리수단은 상기 제1 입력수단으로부터 입력된 펄스신호의 동작비율(duty cycle)을 분석하거나, 상기 펄스신호의 펄스주기에 대한 변동성을 분석하거나, 정상주유상태에서의 상기 펄스신호의 펄스주기에 대한 정상유무를 분석하거나 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 분석함으로써, 주유기의 유량센서 조작을 검사하는 유량 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    유량 및 요금표시기로부터 출력되는 신호를 입력받기 위한 제2 입력수단; 및
    상기 제1 입력수단에서 입력된 펄스신호를 누적한 유량 정보를 상기 제2 입력수단으로부터 입력된 신호로부터 추출된 유량 정보와 비교하여 오차범위 내로 일치하는지를 분석하는 유량비교분석 수단; 을 더 포함하여, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량 조작을 검사하는 유량 검사 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    중계장치 혹은 서버로부터 제공되는 동일노즐 표준속도신호를 입력받는 제3 입력수단;을 더 포함하며,
    상기 신호처리장치는 상기 제1 입력수단, 제2 입력수단 및 제3 입력수단을 통해서 입력되는 신호를 토대로 분석한 유량센서 조작이나 표시유량 조작의 검사 결과, 노즐별 유량, 가격, 주유시간, 유량속도 또는 이들의 조합을 포함한 주유정보보고신호를 생성하여 유선 혹은 무선 통신으로 중계장치나 사설 혹은 공중망을 통해 상기 서버에 전송함으로써, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량을 검사하는 유량 검사 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    유량센서 펄스신호의 동작비율이 소정의 범위 내에 있지 않을 경우, 유량펄스주기의 변동치가 기준치보다 큰 경우, 정상주유상태에서의 펄스주기의 평균치가 표준치에 비해 설정된 오차보다 큰 경우, 유량비교분석 결과 차이가 소정의 오차범위를 벗어난 경우 또는 이들의 조합에 해당하는 경우 오류보고신호를 발생함으로써, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량을 검사하는 유량 검사 장치.
  5. 주유기내의 노즐 혹은 유량센서에서 제공되는 유량센서 펄스신호의 동작비율(duty cycle)을 분석하거나, 상기 펄스신호의 펄스주기에 대한 변동성을 분석하거나, 정상주유상태에서의 상기 펄스신호의 펄스주기에 대한 정상유무를 분석하거나 또는 이들의 조합 중 적어도 하나 이상을 분석하는 단계; 및
    유량센서 펄스신호의 동작비율이 소정의 범위 내에 있지 않을 경우, 유량펄스주기의 변동치가 소정의 기준치보다 큰 경우, 정상주유상태에서의 상기 펄스신호의 펄스주기에 대한 평균치가 소정의 표준치에 비해 설정된 오차보다 큰 경우, 유량비교분석결과 차이가 소정의 오차범위를 벗어난 경우 또는 이들의 조합에 해당하는 경우 오류보고신호를 발생하는 단계;를 포함하여, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량을 검사하는 유량 검사 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    주유기내의 노즐 혹은 유량센서에서 제공되는 유량센서 펄스신호를 누적한 유량 정보를 유량 및 요금표시기로부터 출력되는 신호로부터 추출된 유량 정보와 비교하여 오차범위 내로 일치하는지를 분석하는 유량비교분석 단계; 를 더 포함하여, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량을 검사하는 유량 검사 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    주유기내의 노즐 혹은 유량센서에서 제공되는 유량 정보;
    유량 및 요금표시기로부터 출력되는 신호로부터 추출된 유량 정보;
    중계장치 혹은 서버로부터 제공되는 동일노즐 표준속도신호; 를 토대로 분석한 유량센서 조작이나 표시유량 조작의 검사 결과, 노즐별 유량, 가격, 주유시간, 유량속도 또는 이들의 조합을 포함한 주유정보보고신호를 생성하여 유선 혹은 무선 통신으로 중계장치나 사설 혹은 공중망을 통해 상기 서버에 전송함으로써, 주유기의 유량센서 조작이나 표시유량을 검사하는 유량 검사 방법.
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