WO2019022416A1 - 전자식 계량기 - Google Patents

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WO2019022416A1
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Abstract

무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하도록 한 전자식 계량기를 제시한다. 제시된 전자식 계량기는 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈, 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.

Description

전자식 계량기
본 발명은 전자식 계량기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가에 설치되어 전기, 수도, 가스 등의 사용량을 검침하는 전자식 계량기에 관한 것이다.
원격 검침(AMR; Automatic Meter Reading) 시스템은 유무선 네트워크를 통해 수용가에 설치된 전자식 계량기들로부터 검침 데이터를 수집하여 분석, 관리한다. 이때, 원격 검침 시스템은 통합 검침 시스템, 지능형 원격 검침(AMI; Advanced Metering Infrastructure) 시스템 등으로 불리기도 한다.
원격 검침을 위해 수용가에는 전기, 수도, 가스 등의 사용량을 검침하여 유무선 네트워크를 통해 원격 검침 서버로 전송하는 전자식 계량기가 설치된다.
전자식 계량기는 계량 값이 센싱부에 의해 센싱되고, 센싱된 계량 값은 전자식 디스플레이부에 표시될 뿐만 아니라 무선으로 외부로 송출될 수 있다. 따라서, 전자식 계량기는 직결된 AC 전원을 이용해 구동하거나, 내장된 배터리 또는 충전지로부터 구동 전원을 공급받아 동작한다.
하지만. AC 전원을 직결하여 구동 전원으로 사용하는 전자식 계량기(이하, AC 직결형 전자식 계량기)는 컨버터(예를 들면 AC/DC) 등의 부수적이 회로가 추가되어 내부 구성(회로)이 복잡해지고, 내부 구성(회로)이 복잡해짐에 따라 전력 소모량이 증가하고, 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
배터리를 연결하여 구동 전원으로 사용하는 전자식 계량기(이하, 배터리 내장형 전자식 계량기)는 AC 직결형 전자식 계량기에 비해 내부 구성(회로)이 단순화할 수 있는 장점이 있다.
하지만, 배터리 내장형 전자식 계량기는 교체형 배터리를 사용하기 때문에 배터리의 수명이 다한 경우 배터리를 교체해야 하는데, 전자식 계량기는 법적으로 봉인이 필수이기 때문에 배터리 교체가 어려운 문제점이 있다.
즉, 계량기는 임의로 조작되는 것을 방지하기 위해 봉인장치로 봉인된다. 배터리의 전원이 모두 소모되어 배터리의 교체가 필요한 경우에는, 계량기에 설치된 봉인장치를 해체해야 하며, 해체된 봉인장치를 다시 설치해야 하는 불편함이 발생한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하도록 한 전자식 계량기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기설치된 계량기(즉, 기계식 계량기, 통신 기능이 없는 전자식 계량기)에 체결되어 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성하고, 통신 모듈을 통해 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 한 전자식 계량기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈, 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가에 설치된 기계식 계량기에 체결되는 전자식 계량기로, 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영하여 검침 이미지를 생성하는 촬영 모듈, 촬영 모듈에서 생성한 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈, 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈, 이차 전지로 구성되고, 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈 및 무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함한다.
무선 전력 수신 모듈은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈을 충전하거나, 배터리 모듈의 충전량이 설정값 이하이면 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈을 충전할 수 있다.
본 발명에 의하면, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급함으로써, 종래의 AC 직결형 전자식 계량기에 비해 내부 구성(회로)를 단순화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 전자식 계량기는 AC 전원을 구동 전원으로 하는 경우 필요한 AC/DC 컨버터 등의 복잡한 회로 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의해 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급하여 내부 구성을 단순화함으로써, 자체 전력 소모량을 감소시키면서 유지보수 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 전송에 의핸 충전되는 배터리 모듈로 구동 전원을 공급함으로써, 교체형 배터리를 이용하는 종래의 전자식 계량기에 비해 유지보수가 용이한 효과가 있다. 즉, 전자식 계량기는 충전식 배터리를 사용하기 때문에 배터리의 교체를 최소화할 수 있어 봉인된 전자식 계량기의 분해를 최소화할 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 기존에 설치된 기계식 계량기에 체결되어 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성함으로써, 구형 계량기에서도 원격 검침을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 전자식 계량기는 기존에 설치된 기계식 계량기에 체결되는 구조로 형성됨으로써, 기계식 계량기 또는 기설치된 전자식 계량기에 원격 검침을 위한 센서, 통신 모듈 등을 추가할 수 있어 계량기의 교체 없이도 원격 검침을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 수신 코일을 이용하여 계량기의 충전지를 무선으로 충전할 수 있어, 계량기의 전원이 용이하게 보충될 수 있다. 따라서, 계량기의 전원을 보충하기 위하여 계량기의 본체에 설치된 봉인장치를 해체하지 않아도 되므로, 계량기의 전원을 보충하는 작업이 용이하게 수행될 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 통신 코일을 이용하여 계량기의 검침 데이터를 무선으로 전송할 수 있다. 게다가, 하나의 회로 기판 내에 무선 통신 코일은 무선 전력 수신 코일과 일체로 구현될 수 있다. 따라서, 계량기에 무선 충전 뿐 아니라 무선 통신을 가능하게 하는 구성이 용이하게 구현될 수 있다.
또한, 전자식 계량기는 무선 전력 수신 코일이 표시부의 주변, 보다 상세하게는 표시부의 주변을 둘러싼 형태로 제공되므로, 계량기 내에서 무선 전력 수신 코일의 배치되는 공간이 충분히 확보되어 충전지를 충전시키는 시간이 최소화될 수 있다. 게다가, 충전지를 충전시키는 작업 측면에서는, 작업자는 표시부를 시인하는 위치에서 무선 전력 송신 모듈을 계량기의 무선 전력 수신 코일의 근거리 내에 용이하게 위치시킬 수 있으므로 계량기의 충전지를 충전하는 작업이 용이하게 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자식 계량기의 분해 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 전자식 계량기의 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 전자식 계량기의 평면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자식 계량기의 평면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기는 수용가에 설치되어 수용가의 에너지 사용량(예를 들면, 전기, 수도, 가스 등의 사용량)을 검침하여 검침 정보를 생성한다. 전자식 계량기는 배관과 결합되어 배관을 따라 흐르는 가스, 물 등의 유량을 계량하여 검침 정보를 생성한다. 전자식 계량기는 배관에 흐르는 분말의 양 또는 흐르는 전력량을 계량하여 검침 정보를 생성한다.
전자식 계량기는 유무선 네트워크를 통해 검침 정보를 검침 서버로 전송한다. 이때, 전자식 계량기는 중계기(예를 들면, DCU)를 통해 검침 서버로 검침 정보를 전송할 수도 있다.
전자식 계량기는 구동 전원을 공급하는 배터리(예를 들면, 2차 전지)를 내장하고, 무선 전력 전송을 통해 배터리를 충전한다. 이때, 전자식 계량기는 검침원이 소지하는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기 등으로부터 무선으로 전력을 전송받아 배터리를 충전할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자식 계량기(100)는 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120), 통신 모듈(130), 배터리 모듈(140) 및 무선 전력 수신 모듈(150)을 포함한다.
사용량 검출 모듈(110)은 수용자의 에너지 사용량을 검출한다. 즉, 사용량 검출 모듈(110)은 전기, 수도, 가스 등의 에너지 사용량을 검출한다. 이때, 사용량 검출 모듈(110)은 광센서, 가스 센서, 모션 센서, 영상 센서 등과 같이 다양한 형태의 센서로 구성되어 수용가의 에너지 사용량을 검출한다.
일례로, 사용량 검출 모듈(110)은 물의 흐름에 따라 회전하고, 자석 또는 금속판 등이 부착되는 임펠러 등의 회전체, 회전체의 회전을 감지하는 센서를 포함하고, 물의 흐름에 따른 회전체의 회전수를 측정하여 물의 사용량을 검출한다.
제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 에너지 사용량을 검출하도록 사용량 검출 모듈(110)을 제어한다. 제어 모듈(120)은 실시간으로 에너지 사용량을 검출하도록 사용량 검출 모듈(110)을 제어할 수도 있다.
제어 모듈(120)은 사용량 검출 모듈(110)에서 검출한 에너지 사용량을 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 즉, 제어 모듈(120)은 사용량 검출 모듈(110)에서 측정한 아날로그 형태의 에너지 사용량을 디지털 데이터로 변환하여 검침 데이터를 생성한다. 이때, 제어 모듈(120)은 생성한 검침 데이터를 저장하는 저장 모듈(예를 들면, 메모리)을 내장할 수 있다.
제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 통신 모듈(130)을 제어한다. 즉, 제어 모듈(120)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 포함하는 전송 요청을 통신 모듈(130)로 전송한다.
통신 모듈(130)은 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다. 즉, 통신 모듈(130)은 검침 서버 또는 중계기와 유무선 네트워크로 연결된다. 통신 모듈(130)은 제어 모듈(120)로부터 전송 요청을 수신하면, 유무선 네트워크를 통해 전송 요청에 포함된 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
배터리 모듈(140)은 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120) 및 통신 모듈(130)에 구동 전원을 공급한다. 즉, 배터리 모듈(140)은 무선 전력 전송을 통해 전력을 충전하고, 충전된 전력을 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120) 및 통신 모듈(130)로 방전하여 구동 전원을 공급한다. 이때, 배터리 모듈(140)은 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등의 2차전지로 구성된 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(150)은 무선 전력 송신 장치로부터 송출되는 전력을 수신하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 즉, 무선 전력 수신 모듈(150)은 자기유도(MI) 방식, 자기공진(MR) 방식 등의 무선 전력 전송 방식을 통해 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신한다. 무선 전력 수신 모듈(150)은 수신한 전력을 이용하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 이때, 무선 전력 전송 장치는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기인 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(150)은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈(140)을 충전한다. 무선 전력 수신 모듈(150)은 배터리 모듈(140)의 충전량이 설정값 이하로 떨어진 경우 무선 전력 전송 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈(140)을 충전할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 전자식 계량기는 수용가에 설치된 기계식 계량기에 체결되어 검침 데이터를 생성한다. 전자식 계량기는 유무선 네트워크를 통해 검침 정보를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
전자식 계량기는 구동 전원을 공급하는 배터리(예를 들면, 2차 전지)를 내장하고, 무선 전력 전송을 통해 배터리를 충전한다. 이때, 전자식 계량기는 검침원이 소지하는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기 등으로부터 무선으로 전력을 전송받아 배터리를 충전할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자식 계량기(200)는 촬영 모듈(210), 제어 모듈(220), 통신 모듈(230), 배터리 모듈(240) 및 무선 전력 수신 모듈(250)을 포함한다.
촬영 모듈(210)은 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영한다. 즉, 촬영 모듈(210)은 카메라 모듈로 구성되고, 기계식 계량기에서 표시된 문자(즉, 에너지 소비량)을 촬영하여 검침 이미지를 생성한다. 촬영 모듈(210)을 생성한 검침 이미지를 제어 모듈(220)로 전송한다.
촬영 모듈(210)은 설정 시간 간격으로 검침 이미지를 생성하여 제어 모듈(220)로 전송한다. 이때, 촬영 모듈(210)은 실시간 영상을 검침 이미지로 생성하여 제어 모듈(220)로 전송할 수도 있다.
제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 검침 이미지를 전송하도록 촬영 모듈(210)을 제어한다. 제어 모듈(220)은 실시간으로 검침 이미지를 전송하도록 촬영 모듈(210)을 제어할 수도 있다.
제어 모듈(220)은 촬영 모듈(210)로부터 전송받은 검침 이미지를 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 즉, 제어 모듈(220)은 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검침 데이터를 생성한다. 제어 모듈(220)은 검침 이미지에서 에너지 사용량이 표시된 위치에 대한 문자 인식을 통해 에너지 사용량을 검출한다. 제어 모듈(220)은 검출한 에너지 사용량을 이용하여 검침 데이터를 생성한다. 이때, 제어 모듈(220)은 생성한 검침 데이터를 저장하는 저장 모듈(예를 들면, 메모리)을 내장할 수 있다.
제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하도록 통신 모듈(230)을 제어한다. 즉, 제어 모듈(220)은 설정 시간 간격으로 생성한 검침 데이터를 포함하는 전송 요청을 통신 모듈(230)로 전송한다.
통신 모듈(230)은 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다. 즉, 통신 모듈(230)은 검침 서버 또는 중계기와 유무선 네트워크로 연결된다. 통신 모듈(230)은 제어 모듈(220)로부터 전송 요청을 수신하면, 유무선 네트워크를 통해 전송 요청에 포함된 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송한다.
배터리 모듈(240)은 사용량 검출 모듈, 제어 모듈(220) 및 통신 모듈(230)에 구동 전원을 공급한다. 즉, 배터리 모듈(240)은 무선 전력 전송을 통해 전력을 충전하고, 충전된 전력을 사용량 검출 모듈, 제어 모듈(220) 및 통신 모듈(230)로 방전하여 구동 전원을 공급한다. 이때, 배터리 모듈(240)은 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등의 2차전지로 구성된 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(250)은 무선 전력 송신 장치로부터 송출되는 전력을 수신하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 즉, 무선 전력 수신 모듈(250)은 자기유도(MI) 방식, 자기공진(MR) 방식 등의 무선 전력 전송 방식을 통해 무선 전력 송신 장치로부터 전력을 수신한다. 무선 전력 수신 모듈(250)은 수신한 전력을 이용하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 이때, 무선 전력 전송 장치는 검침 단말, 인근 전력선에 설치된 변류기인 것을 일례로 한다.
무선 전력 수신 모듈(250)은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 배터리 모듈(240)을 충전한다. 무선 전력 수신 모듈(250)은 배터리 모듈(240)의 충전량이 설정값 이하로 떨어진 경우 무선 전력 전송 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 배터리 모듈(240)을 충전할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 계량기(100, 200)는 부가 기능 제공을 위해 다양한 센서(예를 들면, 가스, 온도, 모션, 카메라 등)을 추가로 포함할 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자식 계량기(500)는 하우징(310), 임펠러(330), 영구자석(350), 회전축(331), 커버판(317), 회로기판(410), 무선 전력 수신 코일(W1), 표시부(DP), 충전지(BT) 및 커버부(450)를 포함한다. 기서, 무선 전력 수신 코일(W1)은 상술한 전자식 계량기(100)의 무선 전력 수신 모듈(150)에 포함되는 구성이고, 충전지(BT)는 상술한 전자식 계량기(100)의 배터리 모듈(140)에 포함되는 구성이고, 상술한 전자식 계량기(100)의 사용량 검출 모듈(110), 제어 모듈(120)은 회로기판(410)에 포함될 수 있다.
하우징(310)은 유입부(311) 및 유출부(313)를 포함한다. 유입부(311) 및 유출부(313) 각각은 배관과 결합되고, 배관을 통해 흐르는 유체는 유입부(311)를 통해 하우징(310)의 내부로 유입되고, 하우징(310)의 내부로 유입된 유체는 유출부(313)를 통해 하우징(310)의 외부로 유출된다.
임펠러(330)는 하우징(310)의 내부에 수납되고, 하우징(310)의 내부에 위치한 회전축(331)과 결합된다. 임펠러(330)는 상술한 하우징(310)의 내부에 정의된 유로를 따라 흐르는 유체의 흐름에 의해 회전한다.
영구자석(350)은 임펠러(330)의 상측에 배치되고, 영구자석(350)은 임펠러(330)와 함께 유체의 흐름에 의해 회전한다. 또한, 영구자석(350)의 상측에는 영구자석(350)의 회전을 감지하는 센서부(미도시)가 제공될 수 있고, 상기 센서부는 임펠러(330)와 함께 회전하는 영구자석(350)의 회전수를 감지함으로써 임펠러(330)를 회전시키는 유체의 유량이 파악될 수 있다.
커버판(317)은 하우징(310)과 결합되어 임펠러(330)를 커버한다. 따라서, 커버판(317)에 의해 하우징(310)의 내부에 유입된 유체가 표시부(DP), 충전지(BT) 및 회로기판(410) 측으로 누설되는 것이 방지될 수 있다.
회로기판(410)은 커버판(317) 위에 배치되어 표시부(DP) 및 충전지(BT)와 중첩된다. 이 실시예에서는 회로기판(410)은 판 형상의 절연기판 및 상기 절연기판 위에 형성된 회로패턴을 포함할 수 있고, 상기 회로패턴에 의해 회로기판(410) 위에 실장되는 표시부(DP), 충전지(BT) 및 무선 전력 수신 코일(W1)이 상호 간에 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 실시예에서는 회로기판(410)은 PI(polyimid) 및 PET(Polyethylene terephthalate)와 같은 고분자 재료를 포함하고, 회로기판(410)은 가요성의 특성을 가질 수 있다.
충전지(BT)는 전자식 계량기(500)의 구동에 필요한 전원을 전자식 계량기(500) 측으로 제공한다. 이 실시예에서는, 충전지(BT)는 별도의 전원 케이블(미도시)을 통해 회로기판(410)의 전원 단자와 전기적으로 연결되고, 충전지(BT)는 회로기판(410) 및 무선 전력 수신 코일(W1)과 중첩되도록 커버판(317) 및 회로기판(410) 사이에 수납된다. 따라서, 충전지(BT)는 대략적으로 회로기판(410)의 크기와 대응되는 크기를 가질 수 있어 충전지(BT)의 충전 용량이 최대화될 수 있다.
다른 실시예에서는, 회로기판(410)의 일 측에 충전지(BT)가 안착되는 충전지 수납부가 별도로 제공될 수 있고, 이 경우에 상기 충전지 수납부에 구비된 전기 단자들이 충전지(BT)의 전극들과 접촉되고, 상기 전기 단자들이 회로기판(410)의 전원 단자들과 전기적으로 연결될 수 있다.
회로기판(410) 위에는 무선 전력 수신 코일(W1)이 배치된다. 이 실시예에서는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 WPT(wireless power transmission)용 안테나일 수 있다. 무선 전력 수신 코일(W1)은 무선 전력 수신 방식으로 충전지(BT)를 충전한다. 보다 상세하게는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 외부의 무선 전력 송신 모듈(미도시)로부터 무선 신호를 수신하여 자기공진 방식으로 충전지(BT)를 충전하는 전력을 생성하거나, 자기 유도 방식으로 충전지(BT)를 충전하는 전력을 생성할 수 있다.
이 실시예에서는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 회로기판(410)의 일 면 위에 단일 도체 배선의 형태로 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 회로기판(410)의 다른 면 위에 제공된 도체 배선을 더 포함할 수 있고, 이 경우에 회로기판(410)의 양 면 위에 형성된 도체 배선들은 회로기판(410)을 관통하는 비아홀(via hole)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 도 5를 더 참조하여 무선 전력 수신 코일(W1)의 구조에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5를 더 참조하면, 무선 전력 수신 코일(W1)은 회로기판(410) 위에 배치되고, 무선 전력 수신 코일(W1)은 표시부(DP)의 주변에 배치되어 표시부(DP)를 둘러싼 형상을 갖는다. 보다 상세하게는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 표시부(DP)를 기준으로 표시부(DP)의 주변에 다수 회 감긴 형상을 가질 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 무선 전력 수신 코일(W1)은 대략적으로 사각형의 형상으로 감긴 형상을 가지나, 본 발명이 무선 전력 수신 코일(W1)의 감긴 형상에 한정되는 것은 아니다. 무선 전력 수신 코일(W1)은 표시부(DP)의 형상에 대응되도록 감긴 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 표시부(DP)의 형상이 원형 또는 타원형인 경우에 무선 전력 수신 코일(W1)은 표시부(DP)의 형상에 대응되도록 원형 또는 타원형을 그리며 감긴 형상을 가질 수 있다.
무선 전력 수신 코일(W1)이 표시부(DP)를 둘러싼 형태를 가짐에 따라, 무선 전력 수신 코일(W1)이 외부와 무선으로 수신이 가능한 전자식 계량기(500)의 위치 범위 내에서 무선 전력 수신 코일(W1)의 배치되는 공간이 충분히 확보될 수 있고, 그 결과 충전지(BT)를 충전시키는 시간이 최소화될 수 있다.
게다가, 전자식 계량기(500) 내에서 표시부(DP) 및 무선 전력 수신 코일(W1)은 전자식 계량기(500)의 전방을 향해 배치되므로, 작업자가 표시부(DP)를 시인하는 위치에서 무선 전력 송신 모듈(미도시)을 무선 전력 수신 코일(W1)의 근거리 내에 위치시키기가 용이할 수 있다. 따라서, 작업자는 표시부(DP)를 눈으로 시인함과 동시에 전자식 계량기(500)의 충전지(BT)를 충전하는 작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예와 달리, 전자식 계량기의 전원 공급원이 무선으로 충전될 수 없는 경우에는, 전자식 계량기의 전원 공급원의 교체를 위하여 전자식 계량기의 봉인 장치의 해체가 필요할 수도 있다. 하지만, 상술한 본 발명의 실시예에서는, 충전지(BT)가 무선으로 충전이 가능하므로, 충전지(BT)를 충전하기 위하여 전자식 계량기(500)에 설치된 봉인 장치(미도시)를 해체하는 작업 및 해체된 봉인장치를 재 설치하는 작업이 필요하지 않다.
커버부(450)는 하우징(310)과 결합되어 하우징(310)의 내부에 수납된 구성 요소들을 커버하고, 커버부(450) 및 하우징(310)이 서로 결합되는 부분에 별도의 밀봉부재가 제공되어, 외부로부터 하우징(310)의 내부로 유입되는 수분 및 이물들이 차단될 수 있다.
커버부(450)는 표시부(DP)와 중첩되는 표시창(451)을 포함할 수 있다. 표시창(451)은 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 표시부(DP)는 표시창(451)을 통해 외부에서 시인될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이 실시예에서는 무선 전력 수신 코일(W1)은 회로기판(410) 위에 배치되나, 다른 실시예에서는 무선 전력 수신 코일(W1)은 커버부(450)의 내면 상에 배치될 수 있고, 보다 상세하게는 무선 전력 수신 코일(W1)은 표시창(451)의 주변에 배치되어 표시창(451)을 기준으로 표시창(451)의 주변에 다수 회 감길 수 있다. 이 경우에, 무선 전력 수신 코일(W1)은 회로기판(410)으로부터 이격되므로, 회로기판(410) 위에 실장되는 다른 소자들의 설계의 자유도가 향상될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전자식 계량기(501)는 하우징(310), 임펠러(330), 영구자석(350), 회전축(331), 커버판(317), 회로기판(410), 무선 전력 수신 코일(W1), 무선 통신 코일(W2), 표시부(DP), 충전지(BT) 및 커버부(450)을 포함한다. 도 6에 도시된 전자식 계량기(501)의 구성과 도 3 및 도 5에 도시된 전자식 계량기(도 3의 500)의 구성을 비교하면, 도 6에 도시된 전자식 계량기(501)는 구성 요소로 무선 통신 코일(W2)을 더 포함한다. 여기서, 무선 통신 코일(W2)는 상술한 전자식 계량기(100)의 통신 모듈(130)에 포함되는 구성이다.
따라서, 도 6를 설명함에 있어서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
회로기판(410) 위에 무선 통신 코일(W2)이 무선 전력 수신 코일(W1)과 함께 배치된다. 이 실시예에서는 무선 통신 코일(W2)은 NFC(near field communication)용 안테나일 수 있다. 무선 통신 코일(W2)은 회로기판(410)의 일 면 위에 단일 도체 배선의 형태로 제공되거나, 무선 통신 코일(W2)은 회로기판(410)의 양면 위에 복수의 배선들로 제공되어 회로기판(410)을 관통하는 비아홀(via hole)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
회로기판(410) 상에서 무선 통신 코일(W2)은 무선 전력 수신 코일(W1)과 이격되며, 무선 통신 코일(W2)은 표시부(DP)를 둘러싼다. 또한, 무선 통신 코일(W2)은 표시부(DP)를 기준으로 표시부(DP)의 주변에 다수 회 감긴 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 수신 코일(W1)은 WPT 용 안테나이고, 무선 통신 코일(W2)이 NFC 용 안테나인 경우에, 무선 통신 코일(W2)은 무선 전력 수신 코일(W1) 보다 높은 주파수 대역을 사용할 수 있으므로, 무선 통신 코일(W2)의 폭은 무선 전력 수신 코일(W1)의 폭보다 작을 수 있다. 또한, 무선 통신 코일(W2)은 무선 전력 수신 코일(W1)을 둘러싼 형상을 가질 수 있고, 회로기판(410) 상에서 무선 통신 코일(W2)은 무선 전력 수신 코일(W1) 보다 외측에 배치될 수 있다.
이 실시예에서는, 무선 통신 코일(W2)은 대략적으로 사각형의 형상으로 감긴 형상을 가지나, 본 발명이 무선 통신 코일(W2)의 감긴 형상에 한정되는 것은 아니다. 무선 통신 코일(W2)은 표시부(DP)의 형상에 대응되도록 감긴 형상을 가질 수 있는 것으로, 다른 실시예에서는 표시부(DP)의 형상이 원형 또는 타원형인 경우에 무선 통신 코일(W2)은 표시부(DP)의 형상에 대응되도록 원형 또는 타원형을 그리며 감긴 형상을 가질 수 있다.
한편, 전자식 계량기(501)의 내부에 무선 전력 수신 코일(W1) 및 무선 통신 코일(W2)이 배치됨에 따라, 무선 전력 수신 방식으로 전자식 계량기(501)의 충전지를 충전시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전자식 계량기(501)에서 계량된 수도, 가스 또는 전력의 계량 값이 무선으로 외부로 용이하게 제공될 수 있다.
또한, 무선 통신 코일(W2)은 무선 전력 수신 코일(W1)과 함께 회로 기판(410) 위에 실장되므로, 회로 기판(410), 무선 전력 수신 코일(W1) 및 무선 통신 코일(W2)이 하나의 일체화된 모듈의 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 전자식 계량기(501)에서 상술한 무선 전력 수신 기능 및 무선 통신 기능이 용이하게 구현될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (14)

  1. 수용가의 에너지 사용량에 대응하는 검침 데이터를 생성하는 제어 모듈;
    상기 제어 모듈에서 생성한 검침 데이터를 검침 서버 또는 중계기로 전송하는 통신 모듈;
    이차 전지로 구성되고, 상기 사용량 검출 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 구동 전원을 공급하는 배터리 모듈; 및
    무선 전력 송신 장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 무선 전력 수신 모듈을 포함하는 전자식 계량기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용가의 에너지 사용량을 검출하는 사용량 검출 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 사용량 검출 모듈에서 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 전자식 계량기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수용가에 설치된 상기 기계식 계량기에 표시된 문자를 촬영하여 검침 이미지를 생성하는 촬영 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 촬영 모듈에서 생성한 상기 검침 이미지에 대한 문자 인식을 통해 검출한 에너지 사용량을 근거로 검침 데이터를 생성하는 전자식 계량기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모듈은 일정 주기 간격으로 무선 전력 전송 장치로부터 전력을 수신하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 전자식 계량기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 모듈은 상기 배터리 모듈의 충전량이 설정값 이하이면 무선 전력 전송 장치로 무선 전력 전송을 요청하여 상기 배터리 모듈을 충전하는 전자식 계량기.
  6. 유량의 계량 값을 표시하는 표시부;
    상기 표시부 측으로 전원을 제공하는 충전지; 및
    상기 표시부의 주변에 배치되고, 외부로부터 무선으로 전력을 제공받아 상기 충전지를 충전시키는 무선 전력 수신 코일을 포함하는 전자식 계량기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 코일은 상기 표시부를 둘러싼 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신 코일은 상기 표시부를 기준으로 상기 표시부의 주변에 다수 회 감긴 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 표시부와 중첩된 회로기판을 더 포함하고,
    상기 무선 전력 수신 코일은 상기 회로 기판 상에 배치된 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회로기판 위에 배치되어 계량된 계량 값을 외부로 무선으로 전송하는 무선 통신 코일을 더 포함하고,
    상기 무선 통신 코일은 상기 표시부의 주변에 배치되어 상기 무선 전력 수신 코일과 이격된 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 통신 코일은 상기 표시부를 둘러싼 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 무선 통신 코일은 상기 표시부를 기준으로 상기 표시부의 주변에 다수 회 감긴 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 무선 통신 코일은 상기 무선 전력 수신 코일을 둘러싼 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 충전지는 상기 회로기판을 사이에 두고 상기 무선 전력 수신 코일과 중첩된 것을 특징으로 하는 전자식 계량기.
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