MXPA05004822A - Protocolo de comunicaciones y funciones para un medidor de agua. - Google Patents

Abstract

Se ha desarrollado un sistema de medicion (10) con protocolos de comunicaciones y funciones para vigilar el medidor. El sistema comprende un medidor (12a) que vigila el consumo de un sistema de distribucion, un registrador electronico de datos (14a) que procesa los datos del medidor y una unidad externa (16a) que controla el procesamiento de los datos en el registrador electronico de datos con un protocolo de comunicaciones. El protocolo de comunicaciones incluye una senal de inicializacion, una senal de identificacion de intervalo y una senal de reloj.

Description

PROTOCOLO DE COMUNICACIONES Y FUNCIONES PARA UN MEDIDOR DE AGUA CAMPO DE LA INVENCIÓN En general, la invención se relaciona con medidores.

Más específicamente, la invención se relaciona con protocolos de comunicaciones y datos para un registrador de datos para un medidor. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los medidores que cuantifican el consumo de material con base en su flujo se usan mucho para mantener un registro del consumo de un usuario final. Por ejemplo, las empresas de servicios que suministran agua a sus clientes suelen cobrar su producto con base en el consumo del mismo. El consumo del agua se mide normalmente con un medidor que se instala para cada cliente individual en su tubería respectiva de abastecimiento de agua. Un empleado de la empresa de servicios toma en forma manual y periódica (normalmente una vez al mes) la lectura del medidor. Esas lecturas suelen ser acumulativas, por lo que la cantidad de consumo para el período del momento se calcula restándole la lectura del período anterior. Una vez calculado el consumo, al cliente se le cobra esa cantidad de agua, que usó durante ese período. Los medidores de consumo de agua con lectura manual exigen el uso de mucha mano de obra, son tardados, costosos y REF. 163819 sujetos a error humano, en especial para clientes residenciales, porque cada medidor indica un uso relativamente pequeño en comparación con el de los clientes comerciales. Debido a ello se han comenzado a usar medidores electrónicos para permitir una recolección más rápida, más eficiente y más exacta de los datos de consumo de agua. Los medidores electrónicos cuantifican el consumo de agua vigilando su flujo a través de un medidor mecánico convencional . Las indicaciones de consumo se guardan en forma electrónica y después se transmiten mediante señales de radio a un transmisor/receptor local, que maneja la empresa del servicio . Sin embargo, los medidores electrónicos requieren una alimentación de energía. En forma característica, esos medidores consumen la energía de una batería. Se debe cambiar la batería en forma manual, lo que es otro proceso tardado y costoso. Además, si falla la batería, podrá ser que la empresa de servicios no pueda determinar el consumo correcto de agua en el medidor, y en consecuencia que cobre al cliente . SUMARIO DE LA INVENCIÓN En algunos aspectos, la invención se relaciona con un aparato para vigilar un medidor, que comprende: un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; un registrador electrónico de datos que procesa los datos del medidor; una unidad externa que controla el procesamiento de los datos en el registrador electrónico de datos con un protocolo de comunicaciones, y en donde el protocolo de comunicaciones comprende una señal de inicialización, una señal de identificación de intervalos y una señal de reloj . En otros aspectos, la invención se relaciona con un aparato para vigilar el consumo en un medidor, que comprende: un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; medios para recibir datos del medidor; medios para procesar los datos del medidor y medios para detectar una fuga en el sistema de distribución. En otros aspectos, la invención se relaciona con un método para calcular las pautas de consumo del servicio, que comprende: recibir datos de consumo de un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; procesar los datos de consumo para calcular las pautas de consumo del servicio y en donde las pautas de consumo del servicio identifican condiciones predefinidas en el sistema de distribución. En otros aspectos, la invención se relaciona con un método para calcular las pautas de consumo del servicio, que comprende : un paso para recibir datos de consumo en un sistema de distribución; un paso para procesar los datos de consumo y calcular las pautas de consumo del servicio y un paso para identificar las condiciones predefinidas en el sistema de distribución, con base en las pautas de consumo del servicio.

Otros aspectos y ventajas de la invención se apreciarán en la siguiente descripción y las reivindicaciones anexas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Se debe notar que las propiedades idénticas en distintos dibujos se indican con el mismo número de referencia . La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema electrónico de vigilancia de medidor de agua de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 muestra un diagrama en corte de un medidor autoenergizado de agua, de acuerdo, con una modalidad de la presente invención. La Figura 3 muestra una vista de la pantalla de un registrador electrónico de datos de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de los circuitos ASIC del registrador electrónico de datos, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 5 muestra un diagrama de tiempo de una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 6 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización seguida por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 7 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicíal zación seguida por una señal de identificación de ciclo y por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La Figura 8 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización seguida por una señal alternativa de identificación de ciclo y por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 9 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización seguida por una señal alternativa de identificación de ciclo y por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 10a muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización seguida por una señal alternativa de identificación de ciclo y por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención. -La 10b muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización seguida por una señal alternativa de identificación de ciclo y. por una señal de reloj que trabaja a 1200 Hz de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 11 muestra una gráfica con los valores de bit para una función de detección de fuga (actual) de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 12 muestra una gráfica con los valores de bit para una función de detección de fuga (días) de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 13a muestra una gráfica con los valores de bit y las pantallas de cristal líquido para una función de flujo/dirección de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 13b muestra una gráfica con los valores de bit para una función sin flu o (3 bits) de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 13c muestra una gráfica con los valores de bit para una función sin flujo (2 bits) de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 14 muestra una gráfica con los valores de bit para una función de flujo contrario continuo máximo de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La 15 muestra una gráfica con los valores de bit para una función de flujo contrario máximo de acuerdo con una modalidad de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se ha desarrollado un medidor que cuenta con un protocolo de comunicaciones y funciones que permite la vigilancia de los datos de consumo del cliente. El medidor cuantifica y registra el consumo volumétrico de un material que pasa por el medidor. El medidor se podría usar en aplicaciones de servicios, para medir el consumo de agua, gas o electricidad. Además, estos medidores son de uso común en aplicaciones industriales, para medir las velocidades de flujo de diversos componentes. En esta sección se usará un medidor de agua autoenergizado en una aplicación de servicios, para describir diversas modalidades de la presente invención. Sin embargo, se debe comprender que la invención, tal como se describe, puede aplicarse a muchos tipos distintos de medidores, en una gran variedad de aplicaciones. La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema electrónico de vigilancia de medidor de agua 10 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema 10 incluye un medidor electrónico de agua 12a o 12b, para un cliente individual. El medidor suele estar localizado en un punto del tubo individual de abastecimiento del cliente, entre el cliente y la tubería troncal del servicio. Una unidad de interfaz del medidor (meter interface unit (MIU) ) 14a o 14b está conectada al medidor respectivo 12a o 12b.. La unidad de interfaz del medidor 14a o 14b es un dispositivo electrónico que recopila los datos de consumo del medidor, desde un registrador electrónico en su medidor respectivo, y transmite los datos a un transmisor/receptor local 16a o 16b por medio de señales de radio. En modalidades alternativas se pueden usar otros dispositivos externos, como por ejemplo una computadora portátil, un tabulador de datos u otro dispositivo adecuado de los que se conocen en la técnica. En otras modalidades, la unidad de interfaz del medidor o algún dispositivo externo similar se podrían integrar en forma de un componente interno del medidor. Se muestran dos modalidades alternativas de medidores electrónicos para agua. La primera modalidad tiene un medidor 12a y una unidad de interfaz del medidor 14a que son subterráneas, o una unidad "de fosa" . La otra modalidad tiene un medidor 12b y una unidad de interfaz de medidor 14b que están sobre el terreno. También se muestran dos tipos alternativos de transmisores/receptores 16a y 16b. El primer transmisor/receptor 16a está montado en un vehículo, mientras que el otro transmisor/receptor es una unidad manual 16b. Otro tipo más de transmisor/receptor podrá estar montado en forma permanente en un lugar central respecto de varios medidores y unidades de interfaz de medidor. Cada uno de esos transmisores/receptores permite que. el personal de la empresa de servicios reciba datos de consumo, sin leer cada medidor en forma manual. En lugar de ello, cuando cada transmisor/receptor 16a y 16b está dentro del alcance de un medidor 12a o 12b, los datos del medidor se transmiten al transmisor/receptor, que a su vez lo transmite al sistema de cómputo de la empresa de servicio 18. El sistema de cómputo 18 calcula entonces el consumo de cada cliente, basándose en estos datos. Entonces la empresa de servicios genera el cobro adecuado para cada cliente. Los medidores electrónicos de agua del sistema son autoenergizados mediante un "alambre Wiegand" interno. El alambre Wiegand es un dispositivo que genera señales eléctricas cuando está expuesto a un campo magnético con polaridad alternada de flujo. También se puede usar el alambre para inducir voltaje a través de una bobina cercana al alambre. La polaridad del campo magnético cambia, con base en la energía cinética del fluido que pasa por el medidor. En algunas modalidades, el fluido hace girar una rueda hidráulica interna, que a su vez hace girar un eje integrado al pasar fluido por el medidor. Se ordenan varios imanes en un disco circular fijo al eje giratorio. Al girar el disco circular con su eje, el movimiento de los imanes induce campos alternativos de flujo magnético dentro del alambre Wiegand, que está cercano al disco. Las señales generadas por el alambre, debido a los cambios en el flujo magnético, se usan para energizar los circuitos electrónicos que vigilan al medidor. También se pueden determinar la velocidad, el volumen y la dirección del flujo del fluido por el medidor, analizando la cantidad y frecuencia de las señales generadas por el alambre.

La Figura 2 muestra un corte de un medidor autoenergizado de agua 20, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el medidor electrónico de agua 20 se conecta a una tubería de abastecimiento de agua en el conector de entrada de agua 22. El agua pasa del tubo de abastecimiento, por el conector 22, al cuerpo del medidor 26, y sale por el conector 24 de salida, hacia el cliente. Al pasar el agua por el cuerpo del medidor 26, hace notar (cabecear) una rueda interna de flujo 28. La rueda útante de flujo 28 a su vez hace girar un disco magnético circular 30 conectado a la rueda de flujo 28 mediante un eje (que no se muestra) . El disco 30 en esta modalidad se muestra con cuatro zonas magnéticas separadas (identificadas con "N" y "S" , para la orientación de los polos de cada zona) que forman un imán de cuatro polos. En otras modalidades se podrían usar diversas configuraciones de imanes . Al girar el disco magnético 30, cambia la polaridad del flujo magnético para el sensor de alambre Wiegand 32, ubicado junto al disco 30. Como se dijo antes, los cambios de polaridad inducen señales que genera el sensor 32. Estas señales representan los datos acerca del flujo de agua por el medidor 20, y también proporcionan energía a los circuitos electrónicos del medidor. En forma específica, la corriente de señales corresponde a la velocidad y la dirección del flujo de agua por el medidor. El flujo de agua por el medidor 20, se calibra de acuerdo con la frecuencia de rotación de la rueda de flujo 28, el disco magnético 30 y la corriente de señales generadas por el sensor 32. En la Figura 2 sólo se muestra el sensor de alambre Wiegand 32 que se usa con el medidor 20. Se debe comprender que en un medidor se podrían usar varios sensores, en modalidades alternativas de la presente invención. En otras modalidades, en el registrador electrónico de datos hay un imán secundario. El imán secundario está acoplado al disco magnético, por lo que gira cuando gira el disco. Al girar el imán secundario, cambia la polaridad del flujo magnético respecto a los sensores de alambre Wiegand. Los datos se procesan y guardan en un registrador electrónico de datos 34 fijo al medidor 20. El registrador 34 contiene un chip de un Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC) (Application Specific lntegrated Circuit) que procesa la corriente de señales del sensor de alambre Wiegand 32 usando la energía que contiene la corriente de señales. En otras modalidades se puede hacer un procesamiento adicional con un dispositivo externo, que pueda también energizar- el sistema. En algunas modalidades, dentro del chip ASIC hay memoria no volátil. Esta memoria sirve para guardar los datos. La Figura 3 muestra una vista de la pantalla arriba del registrador electrónico de datos 34. El registrador 34 tiene una tapa 36 (se muestra en posición abierta) que protege la pantalla 38 contra polvo, suciedad, etc. La pantalla 38 es realmente una serie de pantallas LCD (de cristal liquido) que muestran los datos. En esta modalidad, los LCD pueden mostrar nueve dígitos. En modalidades alternativas se podrían usar otros tipos y combinaciones de pantalla. La pantalla está energizada por un banco de celdas solares 40, expuestas a la luz solar o a otra fuente luminosa, cuando se abre la tapa 36. El dueño de la propiedad o la empresa de servicio usan la pantalla con facilidad, en el caso de ser necesaria una lectura manual del medidor, cuando falla una unidad de interfaz de medidor, u otro componente del sistema. La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de los circuitos del chip ASIC, del registrador electrónico de datos (EDR) . En esta modalidad, se usan dos sensores de alambre Wiegand 32 para suministrar dos corrientes separadas de datos al ASIC 41. Otras conexiones al ASIC incluyen un suministro de corriente (EXT POWER) externo al chip ASIC, y una conexión a tierra (GND) . El anfitrión (que no se muestra) es un circuito electrónico dentro del registrador electrónico de datos 34, con un microprocesador que está energizado por la celda solar 40, o por la unidad de interfaz del medidor 14a o 14b. El anfitrión usa la línea externa de suministro para entrar a los datos guardados en la memoria no volátil integrada al chip ASIC. Entre otras conexiones del chip ASIC están: una señal de activación (ENABLE) , una señal de datos (DATA) ; una señal de reloj (CLOCK) ; una señal de lectura/escritura (R/W) ; una señal de salida (PULSE OUTPUT) y una señal de dirección (PULSE DI ECTION) . Cada una de esas conexiones pasa por una interfaz del anfitrión (que no se muestra) y al resto del registrador de datos. Si bien el registrador electrónico de datos que aquí se registra es un elemento aparte del medidor, se debe comprender que el registrador electrónico de datos se podría integrar como parte del medidor, en una modalidad alternativa.

La señal de reloj del registrador electrónico de datos es una corriente constante de señales de tiempo, que sincronizan las operaciones de comunicaciones en el sistema de datos . La frecuencia de una señal de reloj suele ser del orden de miles de ciclos por segundo. Las unidades de medida son hertz (Hz) , que es de ciclos por segundo. Otra unidad alternativa de medida son los kilohertz (kHz) , es de son miles de ciclos por segundo. En una modalidad, el medidor electrónico se comunica usando una señal de reloj con 1200 Hz o 1.2 kHz de frecuencia. Esta señal de reloj para el registrador electrónico de datos ¦ se suele transmitir por conductores desde una unidad de interfaz de medidor hasta cada medidor electrónico. En otras modalidades donde funcionan varios medidores en modo de red, la señal del reloj del registrador electrónico de datos puede ser de 19.2 kHz. En la presente modalidad, el registrador electrónico de datos calcula los datos de consumo en intervalos o "ciclos de lectura" de 15 minutos, que producen 96 lecturas de datos durante un periodo de 24 horas . Los datos de consumo se suelen guardar en la memoria del sistema, y están disponibles para transmitirse hasta la empresa de servicio. La Figura 5 muestra un diagrama de tiempo de una señal de reloj 42 a 1200 Hz . Cuando un dispositivo externo, como por ejemplo una unidad de interfaz de medidor 14a o 14b, está listo para comenzar a tomar lecturas de datos del registrador electrónico 34, se manda una señal de inicialización . La Figura 6 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización 44 seguida de una señal de reloj 42 a 1200 Hz . En la presente modalidad, la señal de inicialización 44 es una primera señal larga única, con 50 milisegundos (mSeg) de duración. Sin embargo, en modalidades alternativas, la duración de la señal puede ser desde 25 mSeg o hasta de 100 mSeg. La señal de inicialización sirve para activar al anfitrión, para que reciba, procese y guarde los datos del medidor. Después de la señal de inicialización 44, la señal cambia regresando a la señal de 1200 Hz del reloj . En una modalidad de la invención, se usa un protocolo de comunicaciones para activar al registrador electrónico de datos con su chip ASIC, y tomar una lectura de datos a intervalos regulares, durante un periodo especificado. El protocolo de comunicaciones incluye: una señal de inicialización; una señal de identificación de intervalo, y una señal de reloj . En esta modalidad, el período especificado es una hora, con cuatro intervalos separados de 15 minutos. Estas lecturas se llaman: "lectura de 0 minutos," "lectura de 15 minutos", "lectura de 30 minutos" y "lectura de 45 minutos" . Al principio de cada intervalo de 15 minutos se manda una señal de inicialización 44 con la señal del reloj . De inmediato sigue la señal de identificación de intervalo 46, que identifica cuál ciclo de 15 minutos se está registrando. La Figura 7 muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización 44 seguida de una señal de identificación de intervalo 46 y una señal de reloj 42 a 1200 Hz . En la modalidad que se ilustra, la señal de identificación de intervalo 46 es dos señales de 1200 Hz de ancho, de duración. Se debe entender, por el término "ancho de la señal" , la mitad de la duración de un ciclo completo de señal, que incluye una fase alta y una fase baja. Esta señal 46 identifica la lectura en el primer ciclo de 15 minutos, de un período especificado. La primera señal se llama "lectura de 0 minutos" . La Figura 8 muestra un diagrama de tiempo de la lectura en el segundo ciclo de 15 minutos, llamada "lectura de 15 minutos". Como en la Figura 7, la señal de inicialización 44 es seguida de una señal de identificación de intervalo 46 y una señal de reloj 42 a 1200 Hz. Sin embargo, la señal de identificación 46 es de tres anchos de señal de 1200 Hz . La Figura 9 muestra un diagrama de tiempo de la lectura en el tercer ciclo de 15 minutos, llamada "lectura de 30 minutos". Como en las Figura 7 y 8, la señal de inicialización 44 es seguida de una señal de identificación de intervalo 46 y una señal de reloj 42 a 1200 Hz . Sin embargo, la señal de identificación 46 es de cuatro anchos de señal de 1200 Hz . La Figura 10a muestra un diagrama de tiempo de la lectura en el cuarto ciclo de 15 minutos, llamada "lectura de 45 minutos". Como en las Figura 7 a 9, la señal de inicialización 44 es seguida de una señal de identificación de intervalo 46 y una señal de reloj 42 a 1200 Hz . Sin embargo, la señal de identificación 46 es de cinco anchos de señal de 1200 Hz. En algunos casos se podrá necesitar una lectura especializada fuera de los intervalos de 15 minutos. Esa lectura especializada en ciclo se puede identificar con una señal especial de identificación, por ejemplo seis anchos de señal de 1200 Hz, o cualquier otro ancho único. La Figura 10b muestra un diagrama de tiempo de una señal de inicialización 44 seguida de una señal de identificación de intervalo 46 y una señal de reloj 42 a 1200 Hz . En este ejemplo, la señal de identificación de intervalo 46 tiene seis anchos de señal de 1200 Hz. Esta señal permite una lectura sin incrementar el reloj interno de 15 minutos, ni de actualizar cualquier cálculo que se relacione con el tiempo. Es imp'ortante darse cuenta de que la función clave de las señales de tiempo es la "señal de identificación de intervalo" . La señal de identificación de intervalo sirve para identificar la terminación de un periodo de tiempo, o de una petición de intervalo con tiempo no medido para información. Los intervalos de lectura de 15 minutos se usan para asegurar una secuencia correcta de lecturas. Si se reciben los intervalos de lectura en el orden correcto, se guardan los datos. Sin embargo, si se recibe fuera de orden una señal de lectura, todos los datos guardados que dependen del tiempo se restablecen a sus valores iniciales. El almacenamiento de los datos reanuda una vez que los intervalos de lectura se reciban en el orden correcto. Esto permite que el sistema compense un caso en el que el medidor se desconecte del registrador electrónico de datos y después se vuelva a conectar . En una modalidad alternativa, durante un error en una lectura de ciclo, el sistema espera en forma automática a la siguiente señal de identificación programada para el siguiente ciclo de lectura. Por ejemplo, si la "lectura de 15 minutos" (una señal de identificación con tres anchos de señal de 1200 Hz) no se recibe por alguna razón, el sistema esperará en forma automática que la lectura siguiente se identifique como "lectura de 30 minutos" (una señal de identificación de cuatro anchos de señal de 1200 Hz) . Esto evita que un error en un ciclo de lectura se continúe en los ciclos siguientes de lectura, y eche a perder todos los datos siguientes .

Una ventaja de la presente invención es que la señal de identificación de cada ciclo de medición se basa en un múltiplo del ancho de una señal única del relo . Sin embargo, se pueden tomar lecturas en distintos intervalos y para distintos periodos de tiempo, en modalidades alternativas. Por ejemplo, se podrían tomar cuatro lecturas separadas a intervalos de 30 minutos durante un periodo de 2 horas. Además se podrían usar otros anchos y frecuencias de señales de inicialización, de identificación de intervalo y de reloj , en modalidades alternativas. Una vez inicializado el sistema e identificado el intervalo correcto de lectura, los datos del medidor son procesados por el anfitrión y se guardan en la memoria no volátil incorporada en el chip ASIC. Además de la información básica, como consumo de agua, la presente invención es capaz de vigilar otros datos para proporcionar propiedades adicionales acerca del consumo del servicio por parte del usuario. Incluyen: detección de fugas en el periodo del momento; detección de fugas durante un periodo de varios días; lectura del flujo y su dirección; ausencia de flujo durante un periodo de varios días y detección de flujo en sentido inverso. Los datos de esas propiedades se guardan como "bits" o números binarios en secciones o "registros" designados en la memoria. Cada registro suele consistir en 2 ó 3 bits, dependiendo de la cantidad de valores potenciales que son necesarios para los datos de la propiedad respectiva. Sin embargo, en modalidades alternativas se podrían usar más bits . La función de detección de fugas implica establecer primero un volumen mínimo (Vmín) durante el periodo de tiempo especificado. El Vmín para determinado medidor se basa en su tamaño y capacidad, y normalmente lo indica el fabricante del medidor. En la modalidad presente, Vmin es 0.1 gal durante un período de 15 minutos. Si el flujo volumétrico por el medidor es continuamente mayor que Vmín durante cada intervalo de 15 minutos durante el período anterior de 24 horas, es probable que haya una fuga, ya que el consumo de agua debería ser menor que Vm£n durante las horas de "bajo consumo" . Como ejemplo de" horas de bajo consumo están las que hay entre la medianoche y temprano por la mañana . Durante el funcionamiento normal, el sistema vigila cada ciclo de 15 minutos, para determinar si el flujo volumétrico es mayor que mín cuando eso sucede, el sistema mantiene una cuenta de la cantidad de ciclos que superan a Vmxn. Se establece un valor de umbral predeterminado para una cantidad especificada de ciclos, que rebasan VTOÍn durante un periodo de 24 horas. Si se rebasa el valor de umbral, quiere decir que posiblemente haya una fuga. En la presente modalidad de 96 ciclos separados de lectura, de 15 minutos cada uno durante un período de 24 horas, el valor de umbral es 50. Eso quiere decir que si se rebasa el Vmín durante 50 ciclos de los 96 ciclos anteriores, el sistema indicará que posiblemente haya una fuga. En modalidades alternativas se podrían usar varios umbrales para indicar la constancia de la fuga. Por ejemplo, se podría establecer un primer valor de umbral de 50 para indicar una fuga intermitente, mientras que un segundo valor de umbral de 96 se podría establecer para indicar una fuga continua en el sistema. La Figura 11 muestra un diagrama con los valores de bits que indican la presencia de una fuga. La modalidad indicada usa dos valores de umbral para indicar la constancia de la fuga, como se describió antes. El valor de bit "00" indica que no se ha excedido el primer valor de umbral de 50 a 95 ciclos de lectura en los que el volumen de flujo es mayor que Vraín. Este es un valor inicial del sistema, e indica que no hay una fuga. El valor de bit "01" indica que se ha alcanzado el primer valor de umbral de 50 a 95 ciclos de lectura, pero no se ha excedido. Este es una indicación de que posiblemente haya una fuga intermitente en el sistema. El valor de bit "10" indica que se ha llegado al segundo valor de umbral de 96. Esta es una indicación de que posiblemente haya una fuga continua en el sistema. El valor de bit indica que no está disponible la función de detección de fuga con esta modalidad de la presente invención. Si se indica una fuga, ya sea por el valor de bit "01" ó "10", se activa una alarma de sistema, para notificar a la empresa de servicio. La alarma puede tener la forma de una indicación en LCD, en la pantalla del medidor, y/o de una señal transmitida al sistema de cómputo de la empresa de servicio. En ese caso se podrá despachar personal para confirmar la presencia de la fuga, y hacer las reparaciones necesarias. En otras modalidades se podrían usar diversos valores de umbral . Además se podrían usar más valores de bits para tener en cuenta el uso de más de dos valores de umbral. Otra función que trabaja en conjunto con la detección de fugas es una- determinación de la cantidad total de días durante los que se detectó una fuga. En la presente modalidad, el sistema vigila la cantidad de días que se indica una fuga intermitente y/o continua. La Figura 12 muestra un diagrama de los valores de bit que indican la cantidad de días durante los que se detectó una fuga continua. En esta modalidad, se usa un valor de 3 bits, para aumentar la precisión y el intervalo de la función. El valor de bit "000" indica que no se ha detectado una fuga. Es el valor inicial para el sistema. El valor de bit "001" indica que se han detectado de 1 a 2 días con fugas. El valor de bit "010" indica que se han detectado de 3 a 7 días con fugas. El valor de bit "011" indica que se han detectado de 8 a 14 días con fugas. El valor de bit "100" indica que se han detectado de 15 a 21 días con fugas. El valor de bit "101" indica que se han detectado de 22 a 34 días con fugas. El valor de bit "110" indica que se han detectado más de 35 días de fuga. El valor de bit "111" indica que no está disponible la función de detección de fuga con esta modalidad del sistema. En modalidades alternativas se podrían usar distintos intervalos de días para distintos valores de bits. Además se podrían usar más valores de bit para aumentar la cantidad total de días posibles de fuga que se podrían detectar. En una modalidad alternativa se podrían usar los valores de bit de la Figura 12 para indicar la cantidad de días detectados de fuga, que son intermitentes o continuos. Otra función disponible en la presente modalidad es un indicador de flujo/dirección para el medidor. Esta función muestra la velocidad relativa y la dirección del flujo de agua por un medidor, en cualquier ciclo de actualización de la - pantalla LCD. En la presente modalidad, el anfitrión actualiza la pantalla LCD cada 1/2 segundo cuando la celda solar suministra la energía suficiente. También en esta función se indica la dirección de flujo por el medidor (es decir, en avance o en reversa) . La velocidad y la dirección del flujo de agua es una información valiosa para la empresa de servicio, como medio de detectar mal funcionamiento y/o fraude en el sistema. El tipo de fraude que se detecta suele consistir en que el cliente desconecte físicamente el medidor de la tubería de suministro, para recibir agua sin registrar su consumo. Otra clase de fraude consiste en que el cliente invierta la dirección del medidor para que "trabaje en reversa" . En este caso, el consumo real de agua por el cliente causa el registro de un consumo negativo o un "flujo inverso" en el sistema. De hecho, el usuario borra el agua de su registro de consumo. La Figura 13a muestra un diagrama con los valores de bit y el estado del icono en la pantalla LCD, para una función de flu o/dirección, que se usa con modalidades de la presente invención. Para el medidor se predeterminan varias velocidades relativas de flujo. "Cero" indica que no hay flujo por el medidor. "QSTART" indica una velocidad de flujo de consumo normal que se establece para el sistema. "1/2 Max Flow" indica que la velocidad de flujo ha llegado a la mitad de la velocidad máxima de flujo, para ese medidor en particular. Los iconos de la pantalla LCD se usan para mostrar el estado del flujo y la dirección del medidor, para que el personal de la empresa de servicios los vea al hacer una inspección visual. Cuando el caso es sin flujo, los iconos de flujo no se muestran en la pantalla LCD. Si la velocidad de flujo llega al valor de "QSTART" , aparece el icono de una sola flecha. Si la velocidad de flujo llega al valor de "1/2 Max Flow" , se muestra un icono de una sola flecha con una cola. Los iconos de flecha para los valores "QSTART" y "1/2 Max Flow" también indican la dirección de flujo. Además, los iconos de flecha tienen una marca del signo "+" para indicar flujo positivo, y un "-" para indicar un flujo negativo o inverso. El valor de bit "00" indica que no se ha detectado flujo en el medidor. El valor de bit "01" indica que se ha detectado una velocidad de flujo de "QSTART" en el medidor, desde el último periodo de actualización de la LCD. El valor de bit "10" indica que se ha detectado una velocidad de flujo igual a "l/2 Max Flow". El valor de bit "11" indica que no está disponible la función de flujo/dirección con esta modalidad del sistema. Otra función que trabaja en conjunto con la de flujo y dirección es la capacidad de vigilar días consecutivos cuando no hay flujo por el medidor. Esta función es útil para detectar un posible fraude, porque es muy improbable que la mayoría de los clientes tengan varios días sin flujo en sus medidores. Si el sistema de vigilancia detecta que no hay flujo durante una cantidad predeterminada de días, se podrá despachar personal de la empresa de servicio para inspeccionar el medidor y ver si hay un fraude o si funciona mal .

Esta función trabaja en forma parecida a la que se describió antes para vigilar los días continuos de fuga, y se ve en la Figura 12. La Figura 13b muestra un diagrama con un valor de 3 bits en una modalidad de esta función. El valor de bit "000" indica que no han habido días consecutivos sin flujo por el medidor durante el periodo de los 35 días anteriores. Es el valor inicial del sistema. El valor de bit "001" indica que se han detectado de 1 a 2 días sin flujo. El valor de bit "010" indica que se han detectado de 3 a 7 días sin flujo. El valor de bit "011" indica que se han detectado de 8 a 14 días sin flujo. El valor de bit "100" indica que se han detectado de 15 a 21 días sin flujo. El valor de bit "101" indica que se han detectado de 22 a 34 días sin flujo. El valor de bit "110" indica que se han detectado más de 35 días sin flujo. El valor de bit "111" indica que no está disponible la función con esta modalidad del sistema. En modalidades alternativas se podrían usar distintos intervalos de días para distintos valores de bits. Además se podrían usar más valores de bit para aumentar la cantidad total de días posibles sin flujo que se podrían detectar. La Figura 13c muestra un diagrama con un valor de 2 bits en una modalidad alternativa de esta función. Esta función trabaja en forma parecida para vigilar las fugas con varios valores de umbral, como se describió antes y se ve en la Figura 11. Sin embargo, en esta modalidad se establecen dos valores de umbral para determinadas cantidades de días sin flujo. El primer valor de umbral es 7 días sin flujo. El segundo valor de umbral es 14 días sin flujo. El valor de bit "00" indica que no se ha rebasado el primer valor de umbral de 7 días. Este se encuentra en el valor inicial del sistema. El valor de bit "01" indica que se ha alcanzado el primer valor de umbral de 7 a 14 días, pero no se ha excedido. Eso también es una indicación de un posible fraude o mal funcionamiento en el sistema. El valor de bit "10" indica que se ha llegado al segundo valor de umbral de 14 días sin flujo. Eso también es una indicación de un posible fraude o mal funcionamiento en el sistema. El valor de bit "11" indica que no está disponible la función con esta modalidad de la presente invención. Otra modalidad de la presente invención es una función para detectar flujo inverso por el medidor. "Flujo inverso" no es más que una inversión del flujo por el medidor. Es una posible indicación de un fraude en el que el cliente ha invertido la orientación del medidor, para que el consumo que hace del agua haga trabaj ar al medidor en reversa y elimine ese consumo del medidor. En algunos sistemas se instalan "supresores de flujo inverso" en el sistema, para evitar la inversión de la dirección del flujo. En forma característica, son una válvula de retención, bien conocida en la técnica. Si se instala un supresor de flujo inverso en el sistema y la función indica un flujo inverso, podría ser un mal funcionamiento o descompostura del supresor del flujo inverso . La Figura 14 muestra un diagrama con los valores de bit para una función de flujo máximo inverso y continuo (PCBV, de peak continuous backfiow volume) . En esta modalidad de la función se mide el volumen continuo de flujo inverso durante períodos consecutivos de 15 minutos. En la modalidad que se muestra, el sistema vigila si hay flujo continuo en el medidor durante el período anterior de 35 días. En forma característica, todo sistema tiene cierto valor de flujo inverso, si no existe un supresor de flujo inverso. Si hay un supresor de flujo inverso, todo volumen medido de flujo inverso sería una indicación de que posiblemente haya un problema. Este nivel normal de flujo inverso se tiene en cuenta estableciendo un valor mínimo de umbral, "Min Valué", para el sistema con un supresor de flujo inverso. En la presente modalidad, el valor es de 0.1 galón. También se establece un "Max Valué" para indicar un nivel anormal de flujo inverso en un sistema que no tiene supresor de flujo inverso. En la presente modalidad, el valor es de 10.0 galones. Como se muestra en el diagrama, el valor de bit "00" indica que PCBV para el último período de 35 días estuvo abajo del valor mínimo. Eso indica una condición normal para cualquier sistema, tenga o no un supresor de flujo inverso.

También es el valor inicial del sistema. El valor de bit "01" indica que el PCBV para el último período de 35 días estuvo arriba del valor mínimo (Min Valué) , pero abajo del valor Max Valué. Eso indica una condición anormal (fraude o mal funcionamiento) de un sistema que tenga supresor de flujo inverso. Indica una condición normal para un sistema que no tenga supresor de flujo inverso. El valor de bit "10" indica que el valor PCBV durante el último período de 35 días fue superior al valor Max Valué. Eso indica una condición anormal (fraude o mal funcionamiento) de un sistema, tenga o no supresor de flujo inverso. El valor de bit "11" indica que no está disponible la función con esta modalidad de la presente invención. En otras modalidades se podrían usar diversos valores de umbral, de acuerdo con las características del sistema. Además se podrían usar más valores de bits para tener en cuenta el uso de más de dos valores de umbral . Una modalidad alternativa para detectar el flujo inverso consiste en vigilar el volumen máximo de flujo inverso (PBV, de peak backf ow volume) , en lugar del flujo máximo inverso continuo que se describió antes. En esta técnica se mide un golpe de ariete único o volumen "pico" de flujo inverso por el medidor, en cualquier intervalo de medición. Como se describió antes, todo sistema suele tener cierto grado de flujo inverso. Como en la modalidad anterior, el nivel normal de flujo inverso se tiene en cuenta estableciendo un valor mínimo de umbral, "Min Valué", para el sistema con un supresor de flujo inverso. También se establece un valor máximo, "Max Valué" para indica un valor anormal de flujo inverso en un sistema que no tiene supresor de flujo inverso. La Figura 15 muestra un diagrama de los valores de bit para una función de vigilancia de PBV. En la modalidad que se muestra, el sistema vigila si hay flujo inverso máximo en el medidor durante cualquier ciclo de 15 minutos durante el periodo anterior de 35 días. Como se muestra en el diagrama, el valor de bit "00" indica que PBV para el último periodo de 35 días estuvo abajo del valor mínimo (Min Valué) . Eso indica una condición normal para cualquier sistema, tenga o no un supresor de flujo inverso. También es el valor inicial del sistema. El valor de bit "01" indica que el PBV para el último periodo de 35 días estuvo arriba del valor mínimo -(Min Valué), pero abajo del valor Max Valué. Eso indica una condición anormal (fraude o mal funcionamiento) de un sistema que tenga supresor de flujo inverso. Indica una condición normal para un sistema que no tenga supresor de flujo inverso. El valor de bit "10" indica que el valor PBV durante el último periodo de 35 días fue superior al valor Max Valué. Eso indica una condición anormal (fraude o mal funcionamiento) de un sistema, tenga o no supresor de flujo inverso. El valor de bit "11" indica que no está disponible la función con esta modalidad de la presente invención. En otras modalidades se podrían usar diversos valores de umbral, de acuerdo con las características del sistema. Además se podrían usar más valores de bits para tener en cuenta el uso de más de dos valores de umbral . Al describir los diversos protocolos y funciones de comunicación disponibles para la presente invención, es importante observar que diversas modalidades podrían usar algunas, ninguna o todas las funciones y protocolos. Las empresas individuales de servicio pueden decidir qué aspectos y funciones usar, basándose en las necesidades y las posibilidades de su sistema. Además, cada uno de los valores indicados para los protocolos de comunicación y las funciones pueden variar, de acuerdo con las necesidades de la empresa de servicio. Como tal, la presente invención permite una gran flexibilidad de vigilancia automatizada del sistema, incluyendo la detección de fugas y fraudes, para un sistema con medidor electrónico autoenergizado con un alambre Wiegand . Si bien se ha descrito la invención con respecto a una cantidad limitada de modalidades, quienes son expertos en la técnica y se hayan beneficiado con esta descripción, apreciarán que se pueden considerar otras modalidades que no se apartan del alcance de la invención, tal como se describe aguí. En consecuencia, sólo se debe limitar el alcance de la invención de acuerdo con las reivindicaciones anexas . Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un aparato para vigilar un medidor, caracterizado porque comprende : un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; un registrador electrónico de datos, que procesa datos del medidor; una unidad externa que controla el procesamiento de datos en el registrador electrónico de datos con un protocolo de comunicaciones; y en donde el protocolo de comunicaciones comprende, una señal de inicialización, una señal de identificación de intervalo, y una señal de reloj . 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medidor es un medidor de un servicio. 3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el medidor del servicio es un medidor de agua . . El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el medidor de agua es autoenergizado . 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el medidor de agua está energizado por un alambre iegand. 6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5 , caracterizado porque el alambre Wiegand energiza al registrador electrónico de datos. 7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad externa es una unidad de interfaz con el medidor. 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de inicialización tiene una duración entre 25 y 100 milisegundos . 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de reloj funciona con una frecuencia de 1200 hertz 10. El aparato de conformidad con la reivindicación I, caracterizado porque la señal de reloj funciona con una frecuencia de 19.2 kilohertz. 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos se activa a intervalos de 15 minutos mediante el protocolo de comunicaciones . 12. El aparato de conformidad con la reivindicación II, caracterizado porque la señal de identificación de intervalo reconoce cada intervalo de 15 minutos en un período de 1 hora . 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para detectar una fuga en el sistema de distribución. 1 . El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fuga es continua. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fuga es intermitente. 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para determinar cuánto tiempo ha estado la fuga. 17. El aparato de conformidad con la ' reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para determinar la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para determinar la dirección de la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para detectar la ausencia de la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para determinar cuánto tiempo no ha habido velocidad de flujo. 21. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el registrador electrónico de datos procesa datos del medidor para detectar flujo inverso en el sistema de distribución. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el flujo inverso es continuo. 23. Un aparato para vigilar el consumo en el medidor, caracterizado porque comprende: un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; medios para recibir datos desde el medidor; medios para procesar los datos que manda el medidor, y medios para detectar una fuga en el sistema de distribución . 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende: medios para determinar la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 25. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende: medios para determinar la dirección de la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende: medios para detectar la ausencia de un flujo en el sistema de distribución. 27. El aparato de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende: medios para detectar un flujo inverso en el sistema de distribución. 28. Un método para calcular las pautas de consumo del servicio, caracterizado porque comprende: recibir datos de consumo desde un medidor que vigila el consumo de un sistema de distribución; procesar los datos de consumo para calcular las pautas de consumo del servicio, y en el que las pautas de consumo del servicio identifican condiciones predefinidas en el sistema de distribución. 29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas se indican como valores de magnitud. 30. El méuodo de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque las condiciones predefinidas se indican como cuando menos 3 niveles de valores de magnitud. 31. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las pautas de consumo del servicio se determinan en una escala móvil de tiempo. 32. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas incluyen una fuga en el sistema de distribución. 33. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas incluyen la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 34. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas incluyen la dirección de la velocidad de flujo en el sistema de distribución. 35. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas incluyen la ausencia de un flujo en el sistema de distribución. 36. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las condiciones predefinidas incluyen un flujo inverso en el sistema de distribución. 37. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el medidor es un medidor de agua. 38. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el medidor de agua es autoenergizado . 39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el medidor de agua está energizado por un alambre iegand. 40. Un método para calcular las pautas de consumo del servicio, caracterizado porque comprende: un paso para recibir datos de consumo de un · sistema de distribución; un paso para procesar los datos de consumo para calcular las pautas de consumo del servicio, y un paso para identificar condiciones predefinidas en el sistema de distribución, con base en las pautas de consumo del servicio.