KR20160061475A - 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치 - Google Patents
에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치에 관한 것으로, 그 목적은 에너지 소비 장치에서 소비되는 에너지 그리고 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 동시에 계측 및 분석할 수 있고, 사용자의 선택 또는 다양한 설치환경에 따른 환경오염도를 측정할 수 있도록 환경센서를 모듈형으로 구성한 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 서로 다른 규격을 갖는 에너지 소비 장치의 전력공급선 둘레 또는 개별 에너지 소비장치에 설치되어 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하는 에너지 측정센서부와; 상기 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하되, 사용자의 선택에 의해 교체 장착되게 구성된 환경센서모듈과; 상기 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈과 회로연결되어 측정된 데이터를 외부 통신부를 통해 외부로 유무선 방식으로 전송토록 제어하는 메인제어부와; 상기 메인 제어부와 연결되어 측정된 데이터를 표시하는 상태표시부와; 상기 메인 제어부와 연결되어 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈에서 측정된 데이터를 저장하는 메모리부;를 포함하여 구성된 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치를 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 서로 다른 규격을 갖는 에너지 소비 장치의 전력공급선 둘레 또는 개별 에너지 소비장치에 설치되어 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하는 에너지 측정센서부와; 상기 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하되, 사용자의 선택에 의해 교체 장착되게 구성된 환경센서모듈과; 상기 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈과 회로연결되어 측정된 데이터를 외부 통신부를 통해 외부로 유무선 방식으로 전송토록 제어하는 메인제어부와; 상기 메인 제어부와 연결되어 측정된 데이터를 표시하는 상태표시부와; 상기 메인 제어부와 연결되어 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈에서 측정된 데이터를 저장하는 메모리부;를 포함하여 구성된 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치를 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치에 관한 것으로, 자세하게는 전기를 소비하는 에너지 소비 장치와 에너지 소비장치 및 주변 환경에서 발생하는 환경오염 물질을 동시에 측정하고 필요시 환경오염 물질 측정모듈을 교체하여 분석할 수 있는 복합계측장치에 관한 것이다.
최근 지구온난화의 한 요인으로 부각되는 온실가스 증가 문제 그리고 환경오염 문제가 대두되면서 중앙정부, 지방정부, 산업체는 물론이고 일반 가정에까지 온실가스와 환경오염을 저감하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
참고로 우리나라에서 규정하는 온실가스라 함은 이산화탄소(CO2),메탄(CH4),아산화질소(N2O),수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 및 그 밖에 대통령령으로 정하는 것으로 적외선 복사열을 흡수하거나 재방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중의 가스 상태의 물질로 정하고 있다.([네이버 지식백과] 온실가스)
특히, 온실가스 발생의 주범인 화석연료와 전기 사용량을 저감하는 것이 중요한데, 현실적으로 산업체는 물론 각 가정에서 시도할 수 있는 가장 손쉬운 방법이 에너지 소비량 즉, 전력 사용량을 줄이는 것이다.
이를 위해 건물이나 공장 또는 아파트 등과 같은 공동주택 등에서는 소비전력량이 적은 설비를 구비하여 온실가스 발생을 저감하고 이를 모니터링하는 추세이다.
다만, 온실가스가 발생되는 측정 대상 에너지 소비 설비(장치)들이 대부분 가동중인 공장이나 건물에 설치된 관계로 이러한 에너지 소비 설비(장치)들에 소비전력 측정장치를 설치하기 위해서는 전력공급선을 절단한 후 측정장치를 연결 설치해야 하는데, 이 경우 정전에 따른 공장 가동이 중단되어 이를 복구하는데 따른 시간과 금전적 손실이 커 함부로 소비전력 측정장치를 설치할 수 없다는 단점이 있다.
이 때문에 최근에는 분리형 자기장 감지센서(CT)를 이용한 무정전 방식으로 전력 소비량을 측정하는 장치가 도입되고 있다.
또한 각 가정이나 사무실 등에서 사용하는 에너지(전력) 소비 장치 들의 개별 전력 사용량을 측정하기 위해서 플러그형 전력 계측기가 구비되어 이러한 전력 소비기기들을 플러그형 전력 계측기에 꽂아 전력 소비량을 측정하고 있다.
한편, 상기와 같은 온실가스의 발생을 저감하기 위한 대규모 에너지 소비 설비(장치) 및 개별 에너지 소비 장치의 전력 사용량 측정 못지않게 중요한 것이 전력 소비 시 주변에 발생되는 환경오염(대기, 수질, 토양 오염)을 유발하는 물질의 발생량을 측정하는 것이다.
이를 위해 현재까지는 측정하고자 하는 환경오염 물질에 따라 전용 환경오염 측정 장치(예, 온습도 측정장치, CO2 측정장치, 암모니아 측정장치, 휘발성유기화학물질 측정장치, 미세먼지 측정장치 등등)를 설치하여 전력 소비에 따른 환경오염도를 측정하는 것이 일반적이다.
하지만 상기와 같은 종래의 에너지 측정장치와 전용 환경오염 측정장치를 이용한 방식은 에너지 소비 장치에서 발생하는 오염물질 및 사용자가 요구하는 계측 요소가 제품 설치 환경에 따라 상이할 수 있는데, 하나의 대상 오염물질만을 측정하는 전용 환경오염 측정장치를 사용함으로써 측정코자 하는 환경 측정 요소별로 다수의 측정 장치가 필요하다는 단점이 있다.
만약, 하나의 환경오염 측정장치에서 모든 측정 요구사항을 충족하는 환경 센서를 구비시에는 장치의 가격이 상승하고, 제품의 크기가 커져서 설치 환경에 제한을 받게 된다는 단점이 있다.
또한 각각의 전용 환경오염 측정장치를 사용하여 계측시에는 에너지 사용 시점과 환경 센서의 측정 시점간에 계측 시점 동기화 문제가 발생하여 실시간 정밀 계측이 힘들다는 단점이 있다.
또한 에너지 측정 장치와 환경오염 측정장치간에 통신 방식 및 프로토콜 등이 상이하여 시스템 구축 및 동기화된 실시간 계측 및 분석이 힘들다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 에너지 소비 장치에서 소비되는 에너지 그리고 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 동시에 계측 및 분석할 수 있고, 사용자의 선택 또는 다양한 설치환경에 따른 환경오염도를 측정할 수 있도록 환경센서를 모듈형으로 구성한 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 서로 다른 규격을 갖는 에너지 소비 장치의 전력공급선 둘레 또는 개별 에너지 소비장치에 설치되어 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하는 에너지 측정센서부와;
상기 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하되, 사용자의 선택에 의해 교체 장착되게 구성된 환경센서모듈과;
상기 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈과 회로연결되어 측정된 데이터를 외부 통신부를 통해 외부로 유무선 방식으로 전송토록 제어하는 메인제어부와;
상기 메인 제어부와 연결되어 측정된 데이터를 표시하는 상태표시부와;
상기 메인 제어부와 연결되어 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈에서 측정된 데이터를 저장하는 메모리부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치를 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 환경센서모듈은 에너지 소비 장치에서 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하는 환경센서와; 일측은 복합계측장치를 구성하는 메인제어부와 연결되고 타측은 환경센서와 연결되어 환경센서에서 측정된 정보를 복합계측장치에서 수신할 수 있게 변환하여 전송하는 내부통신 인터페이스;를 포함하여 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 교체가능한 환경센서모듈은 온/습도 센서, CO2 센서, 암모니아 센서, 휘발성유기화학물질 센서, 미세먼지 센서, 연기 센서, CO 센서, LNG 센서, LPG 센서, NOx 센서 중 어느 하나의 센서가 장치될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 환경센서모듈은 복합계측장치 내부에 형성된 수납부에 장착되어 내부 통신 인터페이스가 복합계측장치의 접촉단자와 회로 연결되는 내장형으로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 환경센서모듈은 일측으로 돌출된 내부 통신 인터페이스가 복합계측장치의 일측에 형성된 슬롯 형태 접촉단자를 통해 복합계측장치에 삽입되어 회로 연결되는 외장형으로 구성할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 에너지 측정센서부는 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 무정전 방식으로 측정하도록 전력공급선의 둘레에 설치되어 발생된 자기장에 의한 유도전류를 측정하는 분리형 자기장 감지센서가 연결되어 구성될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 에너지 측정센서부는 개별 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하도록 개별 에너지 소비 장치가 꽂혀지는 콘센트와; 복합계측장치에 전원을 공급하도록 외부 전원공급용 콘센트에 꽂는 플러그와 연결되어 구성될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 메인제어부는 장착된 환경센서모듈에서 전송한 환경센서의 종류, 데이터 타입 데이터를 가지고 환경센서 모듈타입을 인식하여 복합계측장치에서 사용될 환경센서모듈의 데이터 타입 및 프로토콜을 설정하도록 구성할 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 에너지 측정장치(센서) 및 환경오염 측정장치(센서)를 하나의 장치로 통합하여 별도의 추가 설치 없이 에너지 소비 및 환경오염을 측정하고 분석할 수 있다는 장점과,
또한 에너지 측정장치 및 환경오염 측정장치를 통합함으로써 제품의 소형화 및 생산 단가 절감이 가능하다는 장점과,
또한 환경오염 측정장치를 모듈화 함으로써 동일한 인터페이스를 사용하여 환경센서모듈 교체만으로 다양한 설치 환경에 적합한 환경 센서를 적용할 수 있어 사용자 요구에 쉽게 대응 할 수 있다는 장점과,
또한 새로운 환경 센서 개발시 모듈형 센서 개발을 통하여 쉽게 적용 가능하여 다양한 산업현장 및 환경에 적용 가능하다는 장점과,
또한 에너지 소비와 환경오염 측정을 동기화된 시점에 실시간 계측 및 분석할 수 있어서 실시간 정밀 분석이 가능하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치를 보인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 교체 가능한 환경센서모듈 종류를 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치 및 환경센서 모듈의 통신과정을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 플러그형 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 센서모듈 장착시의 모듈인식과정에서 에너지 및 환경오염물질 측정 과정을 보인 순서도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 환경센서모듈의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 복합계측장치의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 교체 가능한 환경센서모듈 종류를 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치 및 환경센서 모듈의 통신과정을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 플러그형 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 센서모듈 장착시의 모듈인식과정에서 에너지 및 환경오염물질 측정 과정을 보인 순서도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 환경센서모듈의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 복합계측장치의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치를 보인 구성도이다. 도시된 복합계측장치(1)는 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하는 에너지 측정센서부(11)와; 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하는 환경센서 모듈(12);을 포함하여 에너지 및 환경오염도를 동시 측정하도록 구성된다.
상기 에너지 측정센서부(11)와 환경센서 모듈(12)은 메인제어부(13)와 회로연결되어 통신하면서 측정한 전력사용량 또는 환경 오염 물질 검출관련 데이터를 전송하게 된다.
메인 제어부(13)는 상태표시부(14), 메모리부(15) 및 통신부(16)와 회로연결되어 에너지 측정센서부(11)와 환경센서 모듈(12)에서 전송된 데이터를 상태표시부(14)에 표시하고, 메모리부(15)에는 전송된 데이터를 저장하며, 외부통신부(16)를 통해서는 실시간 또는 일정기간 누적된 데이터를 외부로 유무선 방식으로 전송하도록 제어한다.
또한 메인 제어부는 전원부(17)와 연결되어 복합계측장치(1)를 구성하는 각 구성의 작동에 필요한 전력을 공급하도록 제어한다.
상기와 같이 에너지 측정센서부(11)와 환경센서 모듈(12)이 함께 구비된 복합계측장치(1)는 에너지 사용에 따른 환경변화 감지 및 분석을 위한 장치로, 하나의 복합계측장치(1)를 통해 동시에 측정함으로써 에너지(전력) 사용 추이에 따른 환경 요소의 변화를 실시간 정밀 감지 및 분석이 가능해졌다.
또한 소비 장치의 환경오염 물질에 따라 사용자가 선택한 환경센서 모듈을 교체함을써 다양한 환경오염도 측정이 가능하다.
이때문에 종래와 같이 에너지(전력) 사용량 측정 장치와 환경오염도 측정을 위한 다수의 장치를 개별적으로 구비하지 않고 하나의 복합계측장치에서 에너지 및 환경 요소 측정 시점의 동기화가 가능해졌다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 교체 가능한 환경센서모듈 종류를 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치 및 환경센서 모듈의 통신과정을 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 복합계측장치(1)에 장착되는 즉, 사용자의 필요에 따라 교환되어 장착되는 환경센서 모듈(12) 종류들을 보이고 있다. 복합계측장치에 장착될수 있는 환경센서 모듈로는 다양한 환경센서(121) 즉, 온/습도 센서, CO2 센서, 암모니아 센서, 휘발성유기화학물질 센서, 미세먼지 센서, 연기 센서, CO 센서, LNG 센서, LPG 센서, NOx 센서 등등이 적용된 다양한 환경센서 모듈들이 있다. 또한 예시되지는 않았지만 본 발명은 상기 예시된 환경센서(121)를 구비한 환경센서모듈만 장착 가능한 것이 아닌 다양한 종류의 환경센서(121)를 구비한 환경센서모듈이 적용가능하다. 즉, 본 발명의 복합계측장치(1)에는 환경센서 모듈(12)의 내부통신 인터페이스(121)가 구비되어 환경센서모듈과 복합계측장치와 데이터가 호환되게 제작되면 어떤 센서를 가진 환경센서모듈이라도 복합계측장치와 데이터를 주고 받을 수 있다.
구체적으로 환경센서모듈(12)은 환경센서(121)가 내부통신 인터페이스(122)를 통해 복합계측장치의 메인제어부(13)와 데이터를 주고받게 구성되고, 메인제어부는 다시 외부통신부(16)를 통해 외부의 원격지에 설치된 서버와 통신하게 구성된다.
즉, 상기 환경센서(121)의 다양한 통신 방식에 대응되는 내부통신 인터페이스(122)를 환경센서모듈(12)에 구비함으로써 장착된 환경 센서(121) 관련 설정 및 정보를 복합계측장치(1)에 전송하여 사용할 수 있다. 구체적으로 설명하자면 기존 환경센서들은 상이한 프로토콜과 SPI, I2C , UART 등 다양한 통신 방식을 사용하기 때문에 환경센서가 직접 복합계측장치와 단일 통신방신으로 데이터를 주고받기 어렵지만 복합계측장치 및 환경센서간의 통신을 도와주도록 설치된 각 환경센서의 프로토콜과 통신방식에 맞추어 복합계측장치에서 수신할 수 있도록 해주는 내부통신 인테페이스가 구비됨으로써 데이터가 원활하게 송수신되게 된다.
상기 외부 통신부(16)의 인터페이스 종류로는 RF, Zigbee, RS-485, wifi, ethernet 중에서 선택된 하나이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 복합계측장치를 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 복합계측장치(1)에 환경센서모듈(12)을 장착하는 방식은 환경센서모듈을 복합계측장치 내부에 수납부(100)를 마련하고 여기에 환경센서모듈을 장착하여 내부 통신 인터페이스(122)가 복합계측장치(1)의 접촉단자(18)와 회로 연결되도록 내장형으로 구성할 수 있다. 이후 커버(19)를 닫고 고정수단을 이용하여 고정하면 된다. 이때 커버(18)에는 환경센서모듈(12)이 외기와 연결되어 센싱하도록 개구(191)를 형성한다.
또 다른 방식으로는 환경센서모듈(12)의 일측으로 돌출된 내부 통신 인터페이스(122)가 복합계측장치(1)의 일측에 형성된 슬롯 형태 접촉단자(18)를 통해 복합계측장치(1)에 삽입되어 회로 연결되도록 외장형으로 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 내장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 외장형 센서모듈을 구비한 플러그형 복합계측장치를 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 플러그(20) 및 콘센트(21)가 구비된 플러그형 복합계측장치(1)에 환경센서모듈(12)을 장착하는 방식은 환경센서모듈을 복합계측장치 내부에 수납부(100)를 마련하고 여기에 환경센서모듈을 장착하여 내부 통신 인터페이스(122)가 복합계측장치(1)의 접촉단자(18)와 회로 연결되도록 내장형으로 구성할 수 있다. 이후 커버(19)를 닫고 고정수단을 이용하여 고정하면 된다. 이때 커버(18)에는 환경센서모듈(12)이 외기와 연결되어 센싱하도록 도 3에 도시된 것과 같은 개구(191)를 형성한다.
또 다른 방식으로는 환경센서모듈(12)의 일측으로 돌출된 내부 통신 인터페이스(122)가 복합계측장치(1)의 일측에 형성된 슬롯 형태 접촉단자(18)를 통해 복합계측장치(1)에 삽입되어 회로 연결되도록 외장형으로 구성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 에너지 소비 설비의 전력선에 무정전 방식으로 설치되는 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이다.
도시된 바와 같은 시스템은 본 발명의 복합계측장치(1)가 대규모 공장이나 빌딩을 포함하는 다양한 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하기 위한 분리형 자기장 감지센서(2)가 에너지 측정센서부(11)와 연결되어 측정토록 구성된다.
분리형 자기장 감지센서(2)는 전력공급선을 단선하지 않고 측정할 수 있는데 그 형상은 한 실시예에 따라 설명하면 도넛 형상을 가지고 일지점에서 분리되어 타측 일지점에 힌지가 형성되어 열리거나 닫히게 구성되어 무정전 방식으로 전력 공급선의 둘레를 감을 수 있는 공지의 분리형 자기장 감지센서이다.
이러한 분리형 자기장 감지센서는 서로 다른 규격을 갖는 에너지 소비 장치 즉, 전력공급선의 전력을 측정하도록 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류를 생성하여 출력하고, 무정전 전력 측정장치는 전류값을 측정한다. 또한 사용되는 분리형 자기장 감지센서는 각 전력공급선의 규격에 적합한 턴비(Turns Ratio)로 형성된 것을 사용한다.
또한 에너지 측정센서부(11)가 에너지 소비장치에서 사용되고 있는 전력을 측정하면 동시에 환경센서 모듈(12) 역시 측정하고자 하는 목적에 맞게 장착된 환경센서 모듈의 환경센서가 작동하여 환경오염도를 측정하게 된다.
측정된 데이터들은 메인제어부의 제어에 의해 통신부를 통해 유무선 방식으로 게이트웨이와 통신하게 되고, 게이트웨이(3)는 전달받은 에너지와 환경오염도 데이터를 원격지에서 모니터링하는 서버로 해당 데이터를 전송하게 구성된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개별 에너지 소비 장치에 설치되는 플러그형 복합계측장치를 이용한 에너지 및 환경오염 동시 측정 시스템도이다.
도시된 바와 같은 시스템은 본 발명의 복합계측장치(1)가 개별 에너지 소비 장치의 에너지소비 및 주변에서 발생하는 환경오염도를 측정하도록 플러그형 복합계측장치(1)의 플러그(20)가 벽등에 설치된 전원공급용 콘센트에 꽂고, 복합계측장치(1)의 콘센트(21)에는 측정하고자 하는 개별 에너지 소비 장치 또는 복수개의 개별 에너지 소비장치가 꽂혀진 멀티탭의 플러그가 꽂아 사용하게 된다.
상기 플러그(20)와 콘센트(21)는 에너지 측정센서부(11)와 연결되어 개별 에너지 소비장치에서 소모되는 전력량을 측정하게 된다.
또한 에너지 측정센서부(11)가 에너지 소비장치에서 사용되고 있는 전력을 측정하면 동시에 환경센서 모듈(12) 역시 측정하고자 하는 목적에 맞게 장착된 환경센서 모듈의 환경센서가 작동하여 환경오염도를 측정하게 된다.
측정된 데이터들은 메인제어부의 제어에 의해 통신부를 통해 유무선 방식으로 게이트웨이와 통신하게 되고, 게이트웨이(3)는 전달받은 에너지와 환경오염도 데이터를 원격지에서 모니터링하는 서버로 해당 데이터를 전송하게 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 복합계측장치가 교체 장착되는 환경센서모듈을 인식하여 에너지와 환경오염도를 측정하는 방법을 이하 설명한다. 다만 장치관련한 도면 및 설명은 이전 도면의 설명 및 번호를 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합계측장치에 센서모듈 장착시의 모듈인식과정에서 에너지 및 환경오염물질 측정 과정을 보인 순서도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 환경센서모듈의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이고, 도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 구체적인 복합계측장치의 데이터 처리 흐름을 보인 순서도이다.
도시된 바와 같이 복합계측장치(1)에 사용자가 측정하고자하는 환경오염도 측정을 위한 임의의 환경센서 모듈(12)을 장착 및 교체하면 환경센서 모듈(12)에서 환경센서의 종류 및 데이터 타입 등의 정보를 복합계측장치에 전송하여 별도의 세팅 없이 데이터 타입 및 프로토콜을 설정하여 데이터를 전송하게 된다.
이와 같은 환경센서모듈서의 데이터 전송은 환경센서모듈을 구성하는 내부통신 인터페이스(122)가 환경센서(121)와 연결되어 환경센서 모듈정보 및 측정 데이터를 복합계측장치(1)로 전송하게 된다.
이후 복합계측장치(1)의 메인제어부는 환경센서모듈에서 전송된 환경센서의 종류 및 데이터 타입 데이터를 가지고 환경센서 모듈타입을 인식하는 단계, 데이터 타입 및 프로토콜을 설정하는 단계를 거쳐 에너지 소비 계측 및 환경센서 데이터를 요청하는 단계를 가진다.
이와 같은 단계는 복합계측장치(1)의 메인 제어부(13)에서 담당하는 것으로, 메인 제어부(13)는 환경센서모듈로부터의 데이터가 수신되면 에너지 측정센서부(11)와 환경센서 모듈(12)에 측정데이터를 요청하게 된다.
환경센서모듈은 메인 제어부(13)에서 환경센서를 통한 환경오염도 측정 명령이 전송되면 실시간 측정된 데이터를 실시간 또는 일정 주기별로 하여 내부 통신 인터페이스(122)를 통해 전송한다.
이후 메인제어부는 에너지 측정센서부(11)와 환경센서 모듈(12)로부터 측정된 데이터가 전송되면 이를 메모리부(15)에 전송하여 저장함과 동시에 실시간 또는 일정 주기별로 통신부(16)를 통해서 외부로 유무선 전송하게 된다. 이러한 데이터를 받는 장치는 전술한 바와 같이 게이트웨이(3)를 통해 서버(4)로 전송되게 된다.
이와 같은 작용에 의해 에너지 소비 측정과 환경 센서 모듈의 측정 시점을 컨트롤하여 동기화된 시점에 계측이 가능하게 된다.
보다 구체적으로 환경센서 모듈(12)이 복합계측장치(1)에 장착되면 사전에 정의된 설정 값과 Calibration 데이터(필요시)를 환경 센서에 적용하고 환경 센서 모듈 정보를 복합계측장치에 전송한다.
이후 복합계측장치에서 데이터 요청 시 환경센서에서 측정한 데이터를 계측 후 내부 통신 인터페이스(122)를 통해 계측 데이터를 전송하게 된다.
또한 환경센서 모듈(12)이 장착되면 복합계측장치(1)는 환경센서모듈로부터 정보를 수신하여 데이터 타입 및 프로토콜 설정을 변경한다. 이후 미리 설정된 전송주기 및 사용자 요청시 에너지 소비를 계측하고 환경센서 모듈에 데이터를 요청한다.
이후 환경센서 모듈로부터 데이터 수신 후 외부 통신부(16)의 외부통신 프로토콜을 사용하여 데이터 세팅 후 유/무선 통신을 통하여 데이터를 전송하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
(1) : 복합계측장치 (2) : 분리형 자기장 감지센서
(3) : 게이트웨이 (4) : 서버
(11) : 에너지 측정센서부 (12) : 환경센서 모듈
(13) : 메인제어부 (14) : 상태표시부
(15) : 메모리부 (16) : 통신부
(17) : 전원부 (18) : 접촉단자
(19) : 커버 (20) : 플러그
(21) : 콘센트 (100) : 수납부
(121) : 환경센서 (122) : 내부통신 인터페이스
(191) : 개구
(3) : 게이트웨이 (4) : 서버
(11) : 에너지 측정센서부 (12) : 환경센서 모듈
(13) : 메인제어부 (14) : 상태표시부
(15) : 메모리부 (16) : 통신부
(17) : 전원부 (18) : 접촉단자
(19) : 커버 (20) : 플러그
(21) : 콘센트 (100) : 수납부
(121) : 환경센서 (122) : 내부통신 인터페이스
(191) : 개구
Claims (8)
- 서로 다른 규격을 갖는 에너지 소비 장치의 전력공급선 둘레 또는 개별 에너지 소비장치에 설치되어 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하는 에너지 측정센서부와;
상기 에너지 소비 장치에서 에너지 사용 추이에 따라 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하되, 사용자의 선택에 의해 교체 장착되게 구성된 환경센서모듈과;
상기 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈과 회로연결되어 측정된 데이터를 외부 통신부를 통해 외부로 유무선 방식으로 전송토록 제어하는 메인제어부와;
상기 메인 제어부와 연결되어 측정된 데이터를 표시하는 상태표시부와;
상기 메인 제어부와 연결되어 에너지 측정센서부와 환경센서 모듈에서 측정된 데이터를 저장하는 메모리부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 환경센서모듈은,
에너지 소비 장치에서 발생되는 환경오염 물질의 오염도 및 주변 환경의 오염도를 측정하는 환경센서와;
일측은 복합계측장치를 구성하는 메인제어부와 연결되고 타측은 환경센서와 연결되어 환경센서에서 측정된 정보를 복합계측장치에서 수신할 수 있게 변환하여 전송하는 내부통신 인터페이스;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 교체가능한 환경센서모듈은 온/습도 센서, CO2 센서, 암모니아 센서, 휘발성유기화학물질 센서, 미세먼지 센서, 연기 센서, CO 센서, LNG 센서, LPG 센서, NOx 센서 중 어느 하나의 센서가 장치된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 환경센서모듈은 복합계측장치 내부에 형성된 수납부에 장착되어 내부 통신 인터페이스가 복합계측장치의 접촉단자와 회로 연결되는 내장형으로 구성한 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 환경센서모듈은 일측으로 돌출된 내부 통신 인터페이스가 복합계측장치의 일측에 형성된 슬롯 형태 접촉단자를 통해 복합계측장치에 삽입되어 회로 연결되는 외장형으로 구성한 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 에너지 측정센서부는 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 무정전 방식으로 측정하도록 전력공급선의 둘레에 설치되어 발생된 자기장에 의한 유도전류를 측정하는 분리형 자기장 감지센서가 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 에너지 측정센서부는 개별 에너지 소비 장치에서 소비되는 전력량을 측정하도록 개별 에너지 소비 장치가 꽂혀지는 콘센트와; 복합계측장치에 전원을 공급하도록 외부 전원공급용 콘센트에 꽂는 플러그와 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 메인제어부는 장착된 환경센서모듈에서 전송한 환경센서의 종류, 데이터 타입 데이터를 가지고 환경센서 모듈타입을 인식하여 복합계측장치에서 사용될 환경센서모듈의 데이터 타입 및 프로토콜을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020140163249A KR20160061475A (ko) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020140163249A KR20160061475A (ko) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20160061475A true KR20160061475A (ko) | 2016-06-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020140163249A KR20160061475A (ko) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 에너지와 환경오염도 동시 측정용 복합계측장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20160061475A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180118486A (ko) * | 2017-04-21 | 2018-10-31 | 엘지전자 주식회사 | 욕실용 환경 센서 및 이를 포함하는 제어 시스템 |
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2014
- 2014-11-21 KR KR1020140163249A patent/KR20160061475A/ko not_active Application Discontinuation
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