KR950012817B1 - 유량계측 및 관리장치 - Google Patents

유량계측 및 관리장치

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KR950012817B1
KR950012817B1 KR1019920003919A KR920003919A KR950012817B1 KR 950012817 B1 KR950012817 B1 KR 950012817B1 KR 1019920003919 A KR1019920003919 A KR 1019920003919A KR 920003919 A KR920003919 A KR 920003919A KR 950012817 B1 KR950012817 B1 KR 950012817B1
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요시오 호리이께
토오루 아쯔미
히로쿠니 무라카미
타카시 우노
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

유량계측 및 관리장치
제 1 도는 본 발명의 일실시예를 표시한 유량계측장치의 시스템 블록도.
제 2 도, 제 3 도, 제 4 도는 본 발명의 유량계측장치의 구성요소인 펄스간격보정수단의 블록도.
제 5 도는 본 발명의 유량계측장치의 구성요소인 유량변화검출수단의 블록도.
제 6 도는 상기 유량변화 검출수단의 동작을 설명하기 위한 유량변화도.
제 7 도는 상기 유량변화 검출수단의 동작을 설명하는 순서도.
제 8 도는 개별유량 추정수단의 블록도.
제 9 도는 상기 개별유량추정수단의 동작을 표시한 순서도.
제 10 도는 본 발명의 유량계측장치의 구성요소인 보유기구등록수단의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 운반 2 : 자석
3 : 자기저항소자 4 : 콤퍼레이터
5 : 적산수단 6 : 펄스간격보정수단
7 : 순시유량산출수단 8 : 유량변화검출수단
9 : 개별유량추정수단 10 : 보유기구등록수단
11 : 안전관리수단 12 : 기구별적산수단
13 : 유량계측 및 관리장치 601 : 추기검출수단
A : 출력 B : 출력
602 : 보정계수산출수단 603 : 신호(펄스)번호검출수단
604 : 보정계수기억수단 605 : 펄스폭계측수단
606 : 펄스폭기억수단 B : 출력
607 : 정상상태판정수단 608 : 비교수단
A : 출력 609 : 가산수단
610 : 기억수단 611 : 나눗셈수단 출력(보정계수 Pn)
701 : 기억수단 702 : 변화유무판정수단
703 : 동일변화판정수단 704 : 유량변화계속 시간계측수단
705 : 변화유무판정수단(702)로부터의 신호유 ?
706 :Q와Qx : 동일부호판정
707 : YES 708 :QX←Q
709 :Qtotal←Qx 710 :Qx=0 ?
711 :QX←0 712 :Qtotal←Qx
901 : 사용중가스기구의 유량증가/감소의 가능성계산 An←계산치
902 : 점화/소화의 가능성계산, Bn←계선치
903 :T완만 ? 904 : K1←1, K2←X
905 : K1←X, K2←1 906 : An'←K1×An, Bn'←K2×Bn
907 : An', Bn'의 중에서 최대의 것을 추출
908 : 유량변화추정
909 : 사용중 기구의 유량증가/감소의 가능성계산
910 : 미사용 기구의 점화/사용중 기구의 가능성 계산
911 : 보정의 가능성계산 912 : 개량유량기억수단
913 : 비교수단 101 : 유량영판정수단
102 : 게이트수단 103 : 비교수단
104 : 기억수단
본 발명은 가스미터에 내장되고, 가스의 유량을 감시하여, 유량변화의 방식에 의해 지금 어떤 가스기구가 사용되고 있는지를 추정하고, 가스기구가 이상한 방식으로 사용되고 있다고 판단될때에는 가스를 차단하도록 구성된 유량계측 및 관리장치에 관한 것이다.
최근 가스폭발사고를 방지하기 위하여, 마이크로 컴퓨터를 내장하고, 가스의 유량변화로부터 가스기구가 이상한 방식으로 사용되거나 생가스가 방출되고 있다고 판단될 때에는 가스를 차단하는 기능을 가진 가스미터가 일본에 있어서 실용화되고 있다. 이와같은 종래의 안전기능을 가진 가스미터는 가스미터를 통과하는 가스유량의 변화를 검출해서 그 변화의 크기에 상당하는 능력의 가스기구가 점화 혹은 소화되었다고 인식하여 가스기구를 추정하고 있다. 그리고 인식한 가스기구의 능력에 따라서 미리 설정되어 있는 계속해서 상기가스기구를 사용할 수 있는 최대시간을 초과해서 상기 가스기구가 계속사용되었을 경우에는 가스의 공급을 차단하도록 하고 있다.
그러나 종래의 이와 같은 안전기능을 가진 가스미터는 다음에 표시한 문제를 가지고 있다. 즉, 최근의 가스기구는 단순히 점화/소화의 2가지의 변화뿐만 아니라 가스기구의 사용중에 상황(예를들면 가스팬히이터가 사용되고 있어 주위온도가 상승해 오면 가스팬히이터의 연료량은 주위온도가 상승하는데 따라서 서서히 작아진다)에 따라서 사용유량이 연속적으로 변화하도록 되어 오고 있다. 그 때문에 종래의 안전기능을 가진가스미터에서는 제 1의 가스기구의 사용유량이 사용증에 감소하었을 경우, 상기 유량변화를 상기 제 1의 가스기구가 소화되고, 또한 다른 보다 작은 능력의 제 2의 가스기구가 점화하었다고 인식한다. 그리고 다음에 상기 제 1의 가스기구의 사용유량이 증가하었을 경우, 유량증가에 상당하는 능력의 새로운 제 3의 가스기구가 점화하었다고 인식한다. 그 결과 실제로는 제 1의 가스기구가 큰 유량으로 연소하고 있는데도 불구하고 가스미터는 제 2 및 제 3의 작은 능력의 2개의 가스기구가 사용되고 있다고 인식하고, 연속해서 사용할 수 있는 최대의 시간을 필요이상으로 길게 설정해 버리기 때문에 가스기구의 소화망각이나 생가스방출이 있었을 경우에 위험을 방지할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또 옥외에 설치되는 연소능력이 큰 가스급탕기는 욕조의 더운물 채우기나 부엌에서의 식기씻기, 샤워등 여러가지 용도에 사용된다. 그 때문에 한시간 이상 연속해서 사용되는 일이 많다. 이와 같은 옥외에 설치되는 기구에 대해서는 옥내의 기구와는 따로 연속해서 사용할 수 있는 최대시간을 특별히 길게 설정하고 싶은 경우가 있다. 만약 지금 사용되고 있는 가스기구의 종류를 정확하게 인식할 수 있으면 상기 문제를 해결할 수 었다.
최근 전력을 사용한 에어컨의 보급에 따라 여름철의 전력수요가 증가하고 있고 전력 공급능력에 여유가 없어지고 있다. 한편 가스수요쪽은 여름철에는 감소하는 경향에 있다. 그 때문에 가스를 사용한 에어컨을 보급시켜서 전력수요를 완화하는 동시에 가스의 수요를 연간으로 평준화시킬려고 하는 움직임이 있다. 그를 위한 방책으로서 가스를 사용한 에어컨에 가스를 사용하는 경우에는 에어컨에 사용한 가스량에 따라서 가스요금을 싸게하는 기구별요금 정책을 생각할 수 있다. 종래의 이와 같은 기구별 요금정책을 행하기 위해서는 메인가스미터와는 따로 기구별요금의 대상이 되는 가스에어컨의 사용 유량을 계측하는 서브의 가스미터가 필요하게 되고, 서브가스미터의 비용, 가스배관에의 서브가스미터 장착공사의 비용등이 필요하다. 메인가스미터에서 지금 사용되고 있는 가스기구의 종류를 정확하게 인식할 수 있고 또한 그 가스사용량을 정확하게 적산할 수 있다면 메인가스미터만으로 기구별요금 정책을 실현할 수 있다.
본 발명은 이러한 배경에 비추어, 가스미터를 통과하는 가스유량을 감시하므로서 지금 어떠한 가스기구가 사용되고 있는지를 인식하고, 또한 기구마다에 사용유량을 적산할 수 있는 유량계측장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 각종 가스기구의 점화시의 점화개시유량정보, 각종 가스기구가 가변할 수 있는 사용유량능력의 정보, 점화/소화의 변화만으로 사용 유량이 사용도중에서 변화하지 않는 기구인지 아닌지의 정보, 각종 가스기구가 점화되고부터의 시간경과에 대한 사용유량의 변화정보등의 정보를 미리 기억해둔다. 그리고 가스미터를 통과하는 가스유량에 변화가 있었을 경우, 상기 각종 정보와 실제로 계측한 가스유량치 및 가스유량이 변화한 변화량 및 변화에 소요된 시간을 비교하고, 각 가스기구마다에 상기 변화량이 발생하는 가능성의 크기를 계산한다. 그리고, 가장 큰 가능성을 가진 가스기구의 변화라고 인식하므로서 종래에 비해서 비약적으로 기구식별능력이 높아진다.
본 발명은 또 상기 미리 기억해두는 각종 정보를 가스미터를 통과하는 가스유량의 변화로부터 자동적으로 학습하기 때문에 상기 각종 정보 모두를 사람이 입력할 필요는 없으므로 가스미터 설치시의 수고를 생략할수 있다.
그리고 본 발명을 사용하므로서 가스기구의 소화망각이나 생가스방출등의 위험상태를 피할 수 있는 안전기능을 가진 가스미터를 실현할 수 있다.
본 발명은 또 1개의 가스미터만으로 기구별 요금정책을 실현할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명을 한다.
제 1 도는 본 발명의 일실시예를 표시한 유량계측장치의 시스템블록도이다. 동도면에 있어서 (1)은 막식가스미터의 막이 1왕복하는데 연동해서 1회전하는 원반, (2)는 원반(1)위에 배치된 복수의 자석(본 실시예에서는 8개로 한다), (3)은 원반(1)의 가까이에 고정배치되어 자계의 변화를 검출하는 자기저항소자, (4)는 자기저항소자(3)의 출력을 펄스로 변환하는 콤퍼레이터, (5)는 콤퍼레이터(4)로부터의 펄스를 카운트하고,적산해가는 적산수단이다.
(6)은 펄스간격보정수단이며, 콤퍼레이터(4)로부터의 펄스신호의 펄스간격을 정확한 펄스간격이 되도록 보정한다. (7)은 순시유량산출수단이며, 펄스간격보정수단(6)으로부터의 펄스신호의 펄스와 펄스의 시간폭으로부터 단위시간당의 유량을 산출한다. (8)은 유량변화수단이며, 순시유량산출수단(7)로부터의 순시유량의 변화에 의해 유량변화의 크기 및 유량변화의 계속시간을 검출한다. (9)는 개별유량추정수단이며, 유량변화검출수단(8)으로부터의 유량변화의 크기 정보 및 유량변화의 계속시간정보, 개별 유량추정수단(9)의 내부에 기억하고 있는 현재사용중의 각 가스기구의 유량정보, 보유 기구등록수단(10)에 등록되어 있는 그 가장이 보유하고 있는 가스기구정보를 사용해서 유량변화검출수단(8)에 의해서 검출한 유량변화가 어느 가스기구의 유량변화인지를 추정한다. (10)은 보유기구등록수단이며, 순시유량이 없는 상태, 즉 하나도 가스기구가 사용되어 있지 않은 상태를 검출하고, 이 상태로부터 가스기구가 점화된 것 및 그때의 점화시의 점화개시유량을 유량변화검출수단(8)으로부터의 정보에 의해 인식하고, 점화된 가스기구의 점화유량을 등록한, (11)은 안전관리수단이며 개별유량추정수단(9)으로부터의 사용되고 있는 가스기구의 유량정보로부터 각 가스기구마다에 연속해서 안전하게 사용할 수 있는 최대의 시간을 산출하고, 만약 어느 가스기구가 상기 시간을 초과하여 연속해서 사용되는 경우에는 그 가스기구의 소화망각등의 이상 사용이라고 판단하여 가스를 차단한다. (12)는 기구별 적산수단이며, 개별유량추정수단(9)으로부터의 정보에 의해 각 가스기구마다 사용유량을 적선하여 표시한다. 또 기구별적산수단(12)은 외부와의 통신수단을 가지며, 기구마다의 적산치를 외부에 전송할 수 있다. 그리고 (13)이 본 발명의 유량계측 및 관리장치이다.
본 발명의 일실시예의 개략을 설명하었으나, 이하에 본 발명을 구성하는 각 블록마다 상세히 설명한다. 막식 가스미터는 가스압력에 의한 막의 직선방향의 왕복운동을 원반의 회전운동으로 바꾸는 구조이며, 그 특성으로서 일정유량을 흘렸을 경우일지라도 원반(1)은 일정한 각속도로 회전하지 않기 때문에 원반(1)위에 등간격으로 자석(2)을 배치해도 콤퍼레이터(4)로부터의 펄스출력은 등간격의 펄스출력으로 되지 않는다. 그때문에 이 펄스출력을 기초로 순시유량을 산출하면, 정확한 순시유량과 오차가 발생하게 된다. 펄스간격보정수단(6)은 막식가스미터의 특성에 의해 발생하는 상기 펄스간격의 불균일성을 보정하는 것이다.
제 2 도에 펄스간격보정수단(6)의 블록도를 표시하여 설명한다. 콤퍼레이터(4)로부터의 펄스신호는 주기검출수단(601) 및 펄스번호검출수단(603)에 입력한다. 원반(1)이 1회전할때 마다 8개의 펄스가 발생한다. 그리고 주기검출수단(601)에서는 입력하는 8펄스마다의 펄스열 중에서 기준이 되는 펄스를 식별하고, 펄스번호검출수단(603)에 기준펄스정보를 전송한다. 기준펄스로서 예를들면 8개의 펄스중의 최대의 펄스폭인 것을 검출하고 그 펄스를 기준펄스로 하고 있다. 보정계수산출수단(602)에서는 주기 검출수단(601)으로부터의 기준신호에서 1주기분의 8개의 신호를 도입하고, 각 8개의 펄스폭을 계측하여 보정계수를 결정한다. 그리고 보정계수기억수단(604)에 8개의 펄스마다의 보정계수정보를 전송한다.
제 3 도에 주기검출수단(601)의 구성의 일예를 표시한다. 동도면에 있어서 (605)는 펄스폭계측수단, (606)은 펄스폭기억수단, (607)는 정상상태 판정수단, (608)은 비교수단이다. 콤퍼레이터(4)로부터의 필스신호는 펄스폭 계측수단(605)에 의해 펄스의 시간폭이 계측되고, 원반(1)의 1회전분의 8개의 펄스의 펄스시간폭이 펄스폭 기억수단(606)에 기억된다. 정상상태 판정수단(607)에서는 가스미터를 일정한 유량으로 가스가 흐르고 있는지 어떤지를 판정하고, 일정한 유량으로 가스가 흐르고 있을때, 비교수단(608)을 동작시킨다. 일정한 유량으로 가스가 흐르고 있는지 어떤지의 판정은 예를들면 8펄스를 분주하고, 8펄스에서 1펄스출력하도록 변환하고, 변환출력의 주기가 일정하다면 일정한 유량으로 가스가 흐르고 있다고 판정할 수 있다. 또 다른 방법으로서는 8개째 간격으로 펄스폭을 비교하고, 8개째 간격의 펄스폭이 동등하면 일정한 유량으로 가스가 흐로고 있다고 판정할 수도 있다. 비교수단(608)에서는 펄스폭 기억수단(606)에 기억되어 있는 8개의 펄스폭의 크기를 비교하여 최대의 펄스폭의 것을 인출하고, 또한 펄스폭계측수단(605)으로부터 입력하는 현시점에 존재하는 펄스폭과 상기 최대의 펄스폭의 크기를 비교한다. 그리고 2개의 펄스폭의 동등하면 현시점에 입력한 펄스를 기준펄스로 간주해서 기준펄스가 입력하었을때, 제 2 도의 펄스번호검출수단(603)의 카운트치가 0이 되도록 비교수단(608)으로부터 출력 A가 발생한다. 출력 B로부터는 기준펄스로부터 차례로 펄스폭기억수단(606)에 기억되어 있는 1주기분 8개의 펄스폭정보가 제 2 도의 보정계수산출수단(602)에 대해서 출력된다. 보정계수산출수단(602)의 구성의 일예를 제 4 도에 표시하여 설명한다. 보정계수 산출방법을 이하에 표시한다.
8개의 펄스의 보정계수 및 펄스폭을 기준펄스로부터 세어서 각각 Pn, Tn(n=0∼7)로 한다. Tn는 주기검출수단(601)에서 입력하고, 가산수단(609)에 의해 T0로부터 T7까지 8개의 펄스폭이 가산된다. 한편 입력된 8개의 펄스폭 데이터는 기억폭(610)에 기억된다. 그리고 나눗셈수단(611)에 의해 기억수단(610)에 기억되어 있는 각각 8개의 펄스폭 Tn와 가산수단(609)의 가산데이터와의 나눗셈이 실행되어 보정계수 Pn가 출력한다. 이상을 식으로 쓰면, 보정계수 Pn
Pn = Tn × 8/ (T0 + T1+ T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7)
상기 식에 의해 구한 보정계수 Pn는 제 2 도의 보정계수기억수단(604)에 출력된다.
또한, 제 1 도 및 제 2 도에는 표시하고 있지 않은 기준필스 및 보정계수의 설정치를 펄스번호검출수단(603) 및 보정계수기억수단(604)에 출력하는지 어떤지를 외부로부터 제어할 수 있도록 되어 있으며 필요에 따라서 설정치를 출력한다. 예를들면 가스미터를 사용하기 시작하는 초기실정시에 펄스번호검출수단(603)및 보정계수기억수단(604)에 대해서 출력한다. 제 2 도에 있어서 펄스번호검출수단(603)은 8펄스를 카운트하는 카운터 회로로 구성되어 있으며, 주기검출수단(601)으로부터의 신호에 의해 상기 카운터 회로가 클리어된다. 따라서 기준펄스가 입력한 시점에서 펄스번호검출수단(603)의 카운트치는 0이며, 펄스가 입력할때마다 1개씩 카운트치가 증가해간다. 그리고 카운트치가 7의 다음에 펄스가 입력하면 카운트치는 0으로 복귀한다. 즉, 펄스가 입력할 때마다 카운트치는
0→1→2→3→4→5→6→7→0→1→1→2→···
로 변화한다. 따라서 기준펄스는 0번의 펄스이며, 현재 입력하고 있는 펄스는 기준펄스로부터 세어서 몇번째의 펄스인지 펄스번호검출수단(603)에 의해 알 수 있다. 콤퍼레이터(4)로부터 펄스가 입력할때마다 펄스번호검출수단(603)은 다음 단계의 보정계수기억수단(604)에 입력펄스의 펄스번호를 출력한다. 보정계수기억수단(604)에서는 펄스번호정보가 입력할때마다 입력한 펄스번호에 대응하는 보정계수를 출력하도록 구성되어 있다.
상기 구성에 있어서, 유량계측장치는 막식가스미터의 특성에 기인하는 콤퍼레이터(4)로부터의 펄스신호간격의 불균일성을 자동적으로 보정하도록 작용하고, 정확하고 고분해능의 적산표시의 실현 및 정확한 순시유량계측이 가능하게 되어 안전처리기능을 향상시킬 수 있다고 하는 효과가 있다.
또한 주기검출수단(601)은 초기설정시에만 동작하도록 제 2 도 및 제 3 도의 실시예에서는 설명하었으나 예를들면 하루에 한번, 정기적으로 동작하여 설정을 다시 하도록 구성해도 된다.
또 본 실시에에서는 펄스번호검출수단(603)은 펄스가 입력할 때마다 대응하는 펄스번호를 출력하고 있었으나 예를들면 펄스번호를 출력한 후, 1초 지나고나서부터 다음에 펄스가 입력한 시점에서 일괄해서 입력한 펄스번호를 출력하고, 약 1초 단위로 보정처리를 행하도록 구성해도 상관없다.
다음에 제 1 도에 있어서의 순시유량산출수단(7)의 동작에 대해서 설명한다. 펄스간격보정수단(6)으로부터 펄스 0이 입력하고나서부터 1초 경과 후, 다음에 입력하는 펄스 N가지의 시간과 펄스수를 계측한다. 그리고 펄스 0에서부터 펄스 N까지의 시간 T과 T초간의 사이의 펄스수 N로부터 순시유량 Q를 Q=N,T에 의해 구한다. 또 어떤 시간, 예를들면 10초간 펄스가 입력하지 않는 때에는 순시유량 Q=0으로 한다.
다음에 제 1 도에 있어서의 유량변화검출수단(8)의 동작에 대해서 설명한다. 제 5 도는 유량변화검출수단(8)의 구성을 표시한 블록도이다. 일반적으로 가스기구의 점화시의 유량변화 및 소화시의 유량변화는 순시에 발생한다. 한편 가스급탕기는 출력하는 탕온이 설정온도로 일정하게 되도록 가스연소량을 전자식으로 제어하고 있다. 이와 같은 경우, 유량변화는 완만하게 장시간에 걸쳐서 변화한다. 유량변화검출수단(8)은 이변화의 패턴을 검출하여 어디서부터 어디까지가 1개의 가스기구가 연속된 변화인지를 검출한다.
제 5 도에 있어서 (701)은 순시유량산출수단(7)으로부터의 유량치를 순차 기억해가는 기억수단, (702)는 순시유량산출수단(7)로부터의 현재의 순시유량치의 Qi과 기억수단(701)로부터의 1개앞의 순시유량치 Qi-1를 입력으로 하고 |Qi-Qi-1|가 미리 결정한 어떤 한계치, 예를들면 0.03×Qi 이상이면 어면 가스기구의 유량이 변화하었다고 판정하는 변화유무판정수단이다. 동일 변화판정수단(703)에서는 상기 변화유무판정수단(702)에 의한 판정결과로부터 과거의 유량변화와 금회의 유량변화가 동일 가스기구의 일련의 변확인지 다른 가스기구의 변확인지를 판정한다.
동일판정수단(703)에 있어서의 동일변화판정방법의 개념도를 제 6 도에, 동일 변화판정수단(703)의 구체적 동작을 설명하는 순서도를 제 7 도에 표시하고 이하 동일 변화판정수단(703)의 동작에 대해서 설명한다.
제 6 도에 있어서 Qi는 현재의 순시유량치 Qi-1은 1개의 앞의 순시유량치, Qi-2, Qi-3은 각각 2개 앞, 3개 앞의 순시유량치, Qi+m은 m개 뒤의 순시유량치,Q=Qi-Qi-1,Qx는 동일한 유량변화의 현재까지의 적산치Qtotal은 동연한 유량변화의 총합의 적산치이다. 제 6 도의 예에서는 2개앞의 순시유량치와 3개 앞의 순시유량는 변화하고 있지 않거나(실선의 경우) 또는 감소의 유량변화를 하고 있다(점선의 경우).그리고 2개 앞의 순시유량치로부터 증가의 유량변화로 전환하여, m개 뒤의 순시유량치까지 증가의 유량변화가 계속하고 있다. m개 이후의 시간에서는 유량변화는 없거나 또는 감소의 유량변화로 전환하고 있다. 동일변화판정수단(703)에서는 제 6 도로 표시하는 바와 같이 유량변화가 없는 상태로부터 유량이 변화한 시점 또는 반대의 유량변화가 발생한 시점인 Qi-2로부터 유량이 변화하지 않게 된 시점 또는 반대의 유량변화로 전환한 시점인 Qi+m까지의 변화유량Qtotal을 1개의 유량변화로 판정하고, 이 ΔQtotal을 다음단계의 개별유량측정수단(9)에 출력 C로서 출력한다.
다음에 상기 동일변화판정수단(703)의 상세한 동작을 제 7 도의 순서도에 따라서 설명한다. 스텝 705에 있어서 변화유무판정수단(702)으로부터 유량변화신호Q가 있는지 어떤지를 판정한다.Q가 있으면 스 텝705에 있어서Q와 과거의 변화이력인Qx가 동일부호(동일부호란Q〉0이고 또한Qx〉0의 경우, 또는Q〈0이고 또한Qx〈0의 경우)인지 어떤지를 판정한다.Q와Qx가 동일부호이거나 또는Qx가 0이면 스텝 707에 있어서 동일변화로서Qx에Q를 가산해 간다.
한편Q와Qx가 동일부호가 아니면 반대의 변화가 발생한 것으로 되어 스텝 709에 있어서Qtotal을 전회까지의 변화유량Qx로 치환한 후, 스텝 708에 있어서Qx에 금회의 변화유량Q를 새로운 변화로서 치환한다. 스텝 705에 있어서 변화유무판정수단(702)으로부터 유량변화신호Q가 없다고 판정하면, 스텝 710에 있어서Qx가 0인지 어떤지를 판정한다.Qx가 0이라고 하는 것은 전회까지 유량변화가 없었다는 것을 의미한다. 그리고 금회도 유량변화가 없기 때문에 아무것도 하지 않고 다음의 유량변화판정을 위하여 스텝 705로 복귀한다. 만약 스텝 710에서Qx가 0이 아니면 전회까지의 변화가 종료되었다고 해서 스텝 712에 있어서Qtotal에Qx를 대입한 뒤, 스텝 711에 있어서Qx에 0을 대입한다. 또한 스텝 709 및 스텝 712에서는Qtotal의 신호를 출력 C로서 출력하도록 구성되어 있다.
다음에 유량변화계속시간 계측수단(704)의 동작에 대해서 설명한다. 앞서에서도 설명한 바와같이 가스급탕기가 전자제어에 의해 순시유량이 변화하는 경우에는 유량변화는 완만하게 변화하는 일이 많다. 한편 가스 팬 히이터등의 가스기구가 소화 혹은 점화될 때에는 유량변화의 종료 혹은 개시는 급준하다. 이와같은 가스기구의 유량변화의 특징을 이용해서 정확하게 가스기구의 유량변화를 추정하기 위하여 유량변화가 얼마만큼의 시간계속하고 있는지를 계속한다. 동일변화판정수단(703)에 있어서 유량변화의 개시가 검출되면 유량변화계속시간 계측수단(704)에 유량변화의 개시를 알리는 신호를 송출한다. 그리고 동일변화 판정수단(703)으로부터 유량변화가 종료했다고 확인되면 유량변화계속시간 계측수단(704)에 대해서 유량변화종료를 알리는 신호가 송출된다. 그리고 유량변화계속시간 계측수단(704)에서는 유량변화의 개시로부터 종료까지의 시간을 계측하고T로서 다음 단계의 개별유량추정수단(5)에 출력 D로서 출력한다.
다음에 개별유량추정수단(9)의 동작에 대해서 설명한다. 개별유량추정수단(9)에서는 유량변화검출수단(8)으로부터의 유량변화의 크기Qtotal과 유량변화의 계속시간T의 2개의 정보를 사용하여 유량변화가 어느 가스기구인지를 추정한다.
제 8 도에 개별유량추정수단(9)의 동작을 설명하는 순서도를 표시하고, 동도면을 참조하면서 설명한다. 스텝 901,902에서 유량변화의 크기Qtotal을 이용해서 어느 가스기구의 변화의 가능성이 큰지를 계산한다. 스텝 901에서는 사용중의 가스기구의 유량이 증가 또는 감소한 가능성에 대해서 계산하고 그 계산결과를 레지스터 An에 대입한다. 여기서 첨자 n는 레지스터번호이며 가스기구의 식별번호를 나타낸다. 스텝 902에서는 가스기구의 점화 또는 소화의 가능성에 대해서 계산하고 그 결과를 레지스터 Bn에 대입한다. 스텝 903에서는 유량변화계속시간T를 이용하여 유량변화가 완만하지 급준한지를 판정한다. 변화가 완만하면 스텝 904에 있어서 계수 K1=1, K2=X(X〈l의 미리 결정된 정수)로 한다. 만일 스텝 903에 있어서 변화가 급준하면 스텝 905에서 계수 K1=X, K2=1로 한다. 그리고 스텝 906에서 스텝 901 및 스텝 902에서 계산한 각각의 가스기구의 유량변화의 가능성을 계수 K1,K2에 의해 보정한다. 즉 레지스터 An에 계수 K1을 곱하여 레지스터 An'에 넣는다. 레지스터 Bn에 계수 K2를 곱하여 레지스터 Bn'에 넣는다. 이 작용에 의해 예를들면 유량변화가 완만한 경우에는 가스기구의 점화 혹은 소화의 가능성은 작은 값이 되고, 급탕기등이 전자제어에 의해 유량이 변화한 것과 같은 유량증가 또는 감소의 가능성쪽이 큰 값이 된다. 스텝 907에서 레지스터 An', 레지스터 Bn'의 값중에서 제일 큰것이 선택되고, 스텝 908에 있어서, 상기 선택된 레지스터 번호 n에 대응하는 가스기구에 유량변화라고 추정된다. 따라서 제 6 도에 표시한 예의 경우에는, 급탕기의 비례제어에 의한 완만한 유량변화의 가능성쪽이 가스팬 히이터가 소화된 가능성보다 크다고 계산되며 그 결과, 급탕기의 유량감소라고 추정되게 된다.
제 9 도에 개별유량추정수단(9)의 구성을 나타내는 블록도를 표시한다. (909)는 사용중 가스기구의 유량증가/감소의 가능성 계산수단, (910)는 미사용의 가스기구의 점화/사용중 가스기구의 소화의 가능성계산수단, (911)는 보정의 가능성계산수단, (912)는 현재사용중의 가스기구의 유량을 가스기구마다 기억하는 개별유량기억수단, (913)은 각종 가능성의 크기를 비교하고 가스기구마다의 유량을 추정하는 비교수단이다. (909), (910), (911)의 각종 가능성계산수단에서는 앞 단계의 유량변화검출수단(8)으로부터의 변화유량의 크기, 변화유량의 계속시간, 보유기구등록수단(10)으로부터의 보유기구의 작동개시특성 및 개별유량기억수단(912)으로부터의 각 가스기구마다의 현재 사용중의 유량치를 이용하여 각 가스기구마다 유량변화의 가능성을 계산한다. 가능성의 크기의 계산방법은 제 10 도에 표시하는 바와같은 함수를 준비해두고, 이 함수를 사용해서 가능성의 크기를 산출한다.
제 10 도의 (a) 및 (b)에 있어서, Qsn는 보유기구등록수단(10)에 등록되어 있는 기구번호 n의 점화시의 점화개시유량치, QKn는 개별유량기억수단(912)에 기억되어 있는 기구번호 n의 현재 사용중의 유량치, ΔQ는 유량변화검출수단(8)으로부터의 변화유량치이다. 제 10 도에 있어서의 함수는, 가스기구의 조절가능한 가스유량치 범위를 기초로 설정할 수 있다. 제 10도의 (a)에 있어서 Ptum는 점화의 가능성을 구하는 함수, (b)에 있어서 Pln은 사용중의 가스기구의 유량변화의 가능성을 구하는 함수, (c)에 있어서 Pman는 사용중 기구의 소화의 가능성을 구하는 함수이다. 그리고 제 10 도의 각 함수로부터 구한 가능성의 크기는 유량변화검출수단(8)으로부터의 변화가 급준인지 완만인지의 정보에 의해 가능성의 크기가 제 8 도의 순서도에서 설명한 바와같이 보정된다. 가스배관의 압력변동등에 의해 가스기구에 변화가 없어도 유량치가 변화하는 것을 생각할 수 있다. 보정의 가능성계산수단(911)에서는 이와같은 가스기구의 변화에 의한 가스유량의 변화이외의 유량변화의 가능성의 크기를 산출한다. 비교수단(913)에서 제일 큰 변화의 가능성을 가진 가스기구의 변화라고 추정하고 기구번호 n과 기구번호 n의 유량치를 출력 E로서 출력한다. 개별유량기억수단(912)에서는 비교수단(913)에서 추정된 가스기구의 개별유량치에 변화유량 ΔQ를 가산하여, 새로운 개별유량치로서 기억한다.
다음에 보유기구등록수단(10)에 대해서 그 구성을 제 11 도에 표시하고 설명한다. 제 11 도에 있어서 (101)은 유량영판정수단, (102)는 게이트수단, (103)은 비교수단, (104)는 기억수단이다. 입력 A에는 순시유량산출수단(7)으로부터의 신호가 입력한다. 입력 B에는 유량변화검출수단(8)으로부터의 신호가 입력된다. 유량영판정수단(101)에서는 유량이 0인지 어떤지, 즉 가스기구가 사용되고 있는지 아닌지를 판정하고, 가스기구가 사용되고 있지 않으면 출력을 발생하도록 구성되어 있다. 예를들면 가스기구가 아무것도 사용되고 있지 않은 상태에서부터 3000Kcal/h의 가스팬히이터가 사용되었을 경우를 생각한다. 이때 순시유량산출수단(7)의 출력은 0에서부터 3000Kcal/h로 변화하고 또한 유량변화검출수단(8)의 출력에 3000Kcal/h에 상당하는 신호가 출력된다. 유량영판정수단(101)의 출력은 최초 가스기구가 사용되고 있지 않기 때문에 출력 있음이 된다.
그리고 가스팬히이터가 사용되기 시작하였을 때 출력없음으로 절환되거나 절환타이밍은 유량변화검출수단(8)으로부터의 출력신호에 비해 지연된다. 게이트수단(102)는 유량영판점수단(101)에 출력이 있을 때 유량변화검출수단(8)의 신호를 비교수단(103)에 전송한다. 유량영판정수단(101)의 출력있음으로부터 출력없음으로의 절환이 유량변화검출수단(8)의 출력에 비해 시간적으로 지연되기 때문에 유량변화검출수단(8)의 출력은 게이트수단(102)을 개재해서 비교수단(103)에 입력한다. 그리고, 비교수단(103)에 있어서 기억수단(104)에 기억되어 있는 신호와 유량변화검출수단(8)으로부터의 3000Kcal/h에 상당하는 신호가 비교되고 기억수단(104)에 3000Kcal/h에 상당하는 신호가 기억되어 있지 않으면 비교수단(103)으로부터의 출력이 발생하여 기억수단(104)에 3000Kcal/h에 상당하는 신호를 기억시킨다. 다음에 급탕기가 사용되고 있는 상태로부터의 3000Kcal/h의 가스팬히이터가 사용된 경우를 생각한다. 이 경우에는 유량영판정수단(101)의 출력은 최초로부터 출력없음이 된다. 그 때문에 게이트수단(102)은 유량변화검출수단(8)의 신호를 비교수단(103)에 전송하지 않는다. 따라서 비교수단(103) 및 기억수단(104)은 동작하지 않는다. 상기 구성에 있어서 보유기구등록수단(10)은 가스기구가 아무것도 사용되고 있지 않은 상태로부터 어떤 가스기구가 사용되었을때에 비교수단(103) 및 기억수단(104)에 의거해 가스기구의 등록동작이 자동적으로 행하여지도록 작용하고, 가스기구등록의 수고를 덜고, 또한 가스기구의 매입교체나 신규도입에 대응할 수 있다고 하는 효과가 있다.
이와같은 본 발명에 의하면, 가스기구의 작동개시 특성이나 사용중의 유량의 조절범위등으로부터 개별유량추정수단(9)에 의해 변화유량이 어느 가스기구의 유량변화인지를 추정할 수 있다. 그리고 가스기구사용유량을 정확하게 추정하므로서, 안전관리수단(11)에 의해서 보다 정확하게 가스의 이상 사용을 판단할 수 있어 가스폭발이나 화재를 방지할 수 있다. 또 기구별적산가스(12)에 의해 가스기구 마다의 사용유량을 적산하므로서 기구별 요금정책을 행할 수 있다.
본 발명의 유량계측장치(13)는, 마이크로 컴퓨터를 사용해서 용이하게 실현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 유체의 단위시간당의 유량을 사출하는 순시유량산출수단(7)과, 상기 순시유량산출수단(7)으로부터의 순시유량치를 입력으로 하고, 상기 순시유량치의 시간적 변화특성에 의해 유량변화의 개시로부터 종료까지를 검출하고 유량변화의 크기 및 유량변화가 계속한 시간을 출력하는 유량변화검출수단(8)과, 기구의 유량변화의 특징을 기억하는 보유기구등록수단(10)과, 상기 유량변화검출수단(8)으로부터의 유량변화정보와 상기 보유기구등록수단(10)에 기억되어 있는 기구의 유량변화 특성을 이용하여 유량변화가 발생한 기구를 추정하는 개별유량추정수단(9)과, 상기 개별유량추정수단(9)으로부터의 신호에 의해 적어도 미리 결정한 특정기구에 의해 사용되는 유량을 다른 기구의 사용 유량으로부터 구별해서 관리하는 개별유량관리수단((11) 또는 (12))으로 이루어진 유량계측 및 관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 개별유량관리수단(11)은, 어떤 기구가 미리 결정한 연속해서 사용가능한 최대시간을 초과하며 사용되였을 경우, 유체의 공급을 차단하는 기능을 가지고, 적어도 미리 결정한 특정기구에 대해서 연속해서 사용가능한 최대 시간을 다른 기구의 연속해서 사용 가능한 최대시간과 별개로 설정한 유량계측 및 관리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 개별유량관리수단(12)은, 적어도 미리 결정한 특정기구의 사용유량의 적산치를 표시하는 표시수단을 설치한 유량계측 및 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 개별유량관리수단(12)은, 적어도 미리 결정한 특정기구의 사용유량정보를 전화회선등을 통해서 외부로 전송하는 통신수단을 설치한 유량계측 및 관리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 유량변화검출수단은, 순시유량산출수단(7)으로부터의 신호를 기억하는 기억수단(701)과, 상기 순시유량산출수단(7)으로부터의 신호와 상기 기억수단(701)으로부터의 신호를 입력으로 하고, 상기 기억수단(701)에 기억되어 있는 과거의 순시유량치의 변화와 상기 순시유량산출수단(7)으로부터의 현재의 순시유량치를 이용하여 유량변화의 개시시점과 종료시점을 검출하여 출력하는 동일 변화판정수단(703)으로 구성된 유량계측 및 관리장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 동일변화판정수단(703)은, 기억수단(701)에 기억되어 있는 1개앞의 순시유량치와 현재의 순시유량치의 차이가 어떤 값 이하인때가 미리 결정한 회수 발생하었을 때까지를 동일 변화라고 판정하도록 구성한 유량계측 및 관리장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 동일변화판정수단(703)은, 기억수단(701)에 기억되어 있는 1개앞의 순시유량치와 현재의 순시유량치의 차이가 어떤 값 이하일때가 미리 결정한 회수 발생하었을 때까지, 또는 상기 기억수단(701)에 기억되어 있는 1개앞의 순시유량치와 현재의 순시유량치의 차이가 어떤 값 이상이고 또한 지금까지의 유량변화 경향과 반대 경향때까지를 동일 변화라고 판정하도록 구성한 유량계측 및 관리장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 유량변화검출수단은, 순시유량산출수단(7)으로부터의 신호를 기억하는 기억수단(701)과, 상기 순시유량산출수단(7)으로부터의 신호와 상기 기억수단(701)으로부터의 신호를 입력으로 하고, 상기 기억수단(701)에 기억되어 있는 과거의 순시유량치의 변화와 상기 순시유량산출수단으로부터의 현재의 순시유량치를 이용하여 유량변화의 개시시점과 종료시점을 검출하여 출력하는 동일 변화판정수단(703)과, 상기 동일 변화판정수단(703)에 의해 검출된 일련의 유량변화가 계속된 시간을 계측하는 유량변화 계속시간 계측수단(704)으로 구성된 것을 특징으로 하는 유량계측 및 관리장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 보유기구등록수단(l0)은, 순시유량검출수단(7)으로부터의 신호를 입력으로 하고 유량이 영인지 어떤지를 판정하는 유량영판정수단(101)과, 상기 유량영판정수단(101)의 제어에 의해 유량변화검출수단(8)으로부터의 신호를 다음 단계로 전송하는지 어떤지를 결정하는 게이트수단(102)과, 상기 게이트수단(l02)에 접속되어 기구의 점화시의 유량치를 기억하는 기억수단(104)과, 상기 게이트수단(102)으로부터의 신호와 상기 기억수단(104)으로부터의 신호를 비교하여 일치하고 있지 않으면 상기 기억수단(104)에 상기 게이트수단(102)으로부터의 신호를 기억시키도록 상기 기억수단(104)을 제어하는 신호를 출력하는 비교수단(103)으로 구성된 유량계측 및 관리장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 개별유량추정수단(9)은, 현재 사용중의 각 기구의 사용유량치를 기억하는 개별유량기억수단(912)과, 유량변화검출수단(8)으로부터의 변화유량의 크기 정보 및 유량변화의 계속시간정보 및 보유기구등록수단(10)에 기억되어 있는 기구의 점화시 유량정보 및 개별유량기억수단(912)에 기억되어 있는 각 기구의 사용중의 유량치 정보를 이용하여 미리 결정한 어떤 함수에 의해 기구마다의 유량변화의 가능성을 산출하는 가능성 계산수단(909), (910), (911)과, 상기 기능성 계산수단(909), (910), (911)에 의해 산출된 각 기구마다의 계산치를 비교해서 상기 계산치가 최대인 기구가 유량변화하었다고 판정하는 비교수단(913)으로 구성된 유량계측 및 관리장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 가능성 계산수단(909), (910), (911)은, 현재 사용중의 기구 유량증가/감소의 가능성을 산출하는 계산수단(909)과, 현재 미사용의 기구의 점화/사용중 기구의 소화의 가능성을 사출하는 계산수단(910)과, 사용중의 각 기구의 유량치를 보정할 필요성을 산출하는 계산가수(911)을 가진 것을 특징으로하는 유량계측 및 관리장치.
  12. 어떤 일정용적의 유체가 흐를 때마다 1회전 혹은 1왕복하는 기계식 가동부(1)에 연동해서 1회전 혹은 1왕복할 때마다 복수개의 신호를 출력하도록 구성된 유량검출수단(3)과, 유체의 단위시간당의 유량을 산출하는 순시유량산출수단(7)과, 상기 유량검출수단(3)으로부터의 신호의 특징을 추출하여 상기 기계식 가동부(1)의 1회전 도는 1왕복의 주기의 동안에 출력되는 펄스신호를 동일 유량에 대해서 등간격이 되도록 보정하는 펄스간격보정수단(6)을 구비하고, 상기 순시유량산출수단(7)에 의해서 계산되는 순시유량치를 보정하는 유량계측 및 관리장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 펄스간격보정수단(6)은, 기계식 가동부(1)의 1회전 또는 1왕복의 주기의 기준신호를 검출하는 주기검출수단(601)과, 상기 주기검출수단(601)에 의해서 검출된 기준신호로부터 세어서 상기유량검출수단(3)의 출력신호가 몇번째의 신호인지를 세는 펄스번호 검출수단(603)과, 상기 유량검출수단(3)으로부터의 신호에 대응하는 유량치를 보정하기 위한 보정계수를 기억하여 상기 펄스번호검출수단(603)으로부터의 신호에 따라서 기억하고 있는 보정계수를 출력하는 보정계수기억수단(603)과, 상기 주기검출수단(601)으로부터의 신호에 의해 상기 보정계수를 산출하여 상기 보정계수기억수단(604)에 출력하는 보정계수산출수단(602)을 구비한 유량계측 및 관리장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 주기검출수단(601)은, 유량검출수단(3)으로부터의 신호의 펄스폭을 계측하는 펄스폭 계측수단(605)과, 상기 펄스폭 계측수단(605)에 의해 계측된 펄스폭을 기억하는 펄스폭을 기억하는 펄스폭 기억수단(606)과, 상기 펄스폭 계측수단(605)으로부터의 펄스폭정보와 상기 펄스폭 기억수단(606)에 기억되어 있는 펄스폭 정보에 의해 펄스폭의 대소를 비교하는 비교수단(608)과, 상기 펄스폭 기억수단(606)으로부터의 정보에 의해 펄스폭의 보정계수를 산출하는 연산가스(602)과, 상기 회전검출수단(3)으로부터의 신호룰 입력으로 하고 유량이 정상상태로 흐르고 있는지 어떤지를 판정하고 상기 유량이 정상상태일때에 상기비교수단(608) 및 상기 연산수단(602)을 동작시키도록 제어하는 신호를 출력하는 정상상태 판정수단(607)으로 구성된 유량계측 및 관리장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 보정계수산출수단(602)은, 주기검출수단(601)으로부터의 1주기분의 각각의 펄스의 길이를 기억하는 기억수단(610)과, 상기 주기검출수단(601)으로부터의 1주기분의 각각의 길이를 가산하는 가산수단(609)과, 상기 가산수단(609)에 있어서의 가산치와 상기 기억수단(610)에 기억되어 있는 각각의 펄스의 길이의 비를 계산하는 나눗셈수단(611)으로 이루어진 유량계측 및 관리장치.
KR1019920003919A 1991-04-04 1992-03-10 유량계측 및 관리장치 KR950012817B1 (ko)

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