KR20250119829A - 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법 - Google Patents

기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법

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KR20250119829A
KR20250119829A KR1020240015541A KR20240015541A KR20250119829A KR 20250119829 A KR20250119829 A KR 20250119829A KR 1020240015541 A KR1020240015541 A KR 1020240015541A KR 20240015541 A KR20240015541 A KR 20240015541A KR 20250119829 A KR20250119829 A KR 20250119829A
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Abstract

기존에 사용되고 있는 기계식 수도 미터기에 감지부, 제어부 및 누수량 표시부를 하나의 모듈로 일체화하여 기계식 수도 미터기의 상부에 장착하여 수용가의 누수 상태 정보를 생성하여 표시할 수 있는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법에 관한 것으로, 기계식 수도 미터기에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지하는 감지부, 상기 감지부에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 판단하여 계량하는 제어부, 상기 제어부에서 계량된 누수량을 표시하는 누수량 표시부를 포함하고, 상기 제어부는 계량 시간을 구획하는 타이머, 상기 타이머에서 구획된 계량 시간 단위로 상기 감지부에서 감지된 수용가로 공급된 물의 양에 따라 누수 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부에서 누수로 판단된 시간당 수용가로 공급된 물의 양을 계량하는 계량부를 포함하고, 상기 누수량 표시부에는 상기 계량부에서 계량된 측정값이 표시되는 구성을 마련하여, 사용자 또는 검침자가 기계식 수도 미터기를 보고 직접적으로 쉽게 누수 상태 또는 누수량을 확인할 수 있다.

Description

기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법{Water leakage display and transmission device for mechanical water meter and method for displaying and transmitting water leakage amount using the same}
본 발명은 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법에 관한 것으로, 특히 기존에 사용되고 있는 기계식 수도 미터기에 감지부, 제어부 및 누수량 표시부를 하나의 모듈로 일체화하여 기계식 수도 미터기의 상부에 장착하여 수용가의 누수 상태 정보를 생성하여 표시할 수 있는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수돗물은 정수장에서 정수 처리된 뒤, 시의 경우 각 구별로 큰 관을 통해 공급되고, 각 구에서는 중블록, 소블록 등으로 분류되어 수돗물을 공급한다. 그리고 각 분배점 사이에는 유량계가 설치되어 있어 분배되는 지역으로 공급되는 수돗물의 유량을 측정한다. 예를 들어, 아파트 단지와 같은 대단위 시설에는 큰 관로를 통하여 수돗물을 공급하도록 상수도관이 설치되며, 일반 가정 주택, 상가 건물 밀집 지역 등은 도로 아래 매설된 큰 관로에서 작은 관로에 연결하여 최종 사용처인 수용가로 수돗물을 공급하도록 되어 있다.
한편, 수도 미터기는 가정 또는 공장 등의 사용자에게 공급되는 상수의 유량을 정확하게 측정하여 일정기간 동안 공급된 물의 양을 계량하기 위한 것으로, 사용자 측에 연결된 수도공급 관로에 개별적으로 설치된다.
이러한 수도 미터기는 실측식(Positive Displacement Type) 수도 미터기와 추측식(Current Type) 수도 미터기가 있으며, 실측식 수도 미터기는 물을 일정 체적씩 담아서 측정하는 방식으로 주로 시험용에 사용되고, 추측식 수도 미터기는 유속 또는 임펠러의 회전속도에 따라 실제 유량을 간접적으로 측정한다.
상기 추측식 수도 미터기에는 유수가 하부외갑의 유입구를 통과하여 하부내갑의 여러 개의 분류구를 통해 익차에 회전을 주는 복갑식 수도 미터기와 한 개의 분류구를 통해 임펠러에 회전을 주는 단갑식 수도 미터기가 있으며, 이러한 복갑식 수도 미터기로는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반 주택에서 주로 사용하며 유수가 눈금판까지 잠기는 습식 미터기와 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 아파트 등에서 많이 사용하며 유수가 눈금판에 스며들지 않는 건식 미터기가 있다. 또, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 최근에는 미터의 지시량을 전기적 신호로 바꾸어 유무선 통신선을 따라 원격지에 있는 지시부에 전달하여 실량을 적산 기록하는 원격식 미터기도 개발되고 있다. 도 1은 일반적인 수도 미터기(계량기)의 일 예를 나타내는 도면이다.
그러나 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 수도 미터기에서는 수도 사용량을 확인하기 위해서는 검침자가 현장을 방문하여 육안으로 이를 확인하여야 하기 때문에 현재와 같이 수도 사용량을 원격으로 제어하기 위해 도 1의 (c)에 도시된 바와 같은 수도 미터기가 개발되고 있다.
한편, 옥내 배관 부분은 각 수용가의 책임으로 되어 있으며, 각 수용가에서는 옥내 누수 여부를 감지할 수 있는 아무런 수단을 구비하고 있지 않아서 수용가에서는 대부분 누수 발생 여부를 인지하기가 곤란하다.
이와 같은 누수의 원인 파악 방법은 주로 사람의 인력에 의지하여 상황을 인지하고 판단하여 시간 및 경제적 비용 손실이 크고, 센서 설치를 통한 위기 상황 판단의 경우에도 센서의 고장 및 오작동으로 인한 혼란이 발생할 뿐만 아니라, 유지보수의 문제가 추가로 발생하는 문제점이 있었다.
즉, 각 옥내(댁내)의 수도 미터기를 수시로 점검하는 것이 사실상 불가능하며, 현실적으로는 점검 인력의 부족으로 인하여 1개월에서 길게는 3개월 단위로 누수 여부를 직접 확인할 수밖에 없으므로, 수개월 동안 발생하는 누수로 인한 피해를 방지하기 어렵다. 또 각 댁내 사용자가 직접 누수 여부를 확인하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 특허 문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 유체유입구와 유체유출구가 형성된 수도미터 본체, 상기 수도 미터 본체의 내부에 설치되는 임펠러와 상기 임펠러의 회전에 따른 계기용 기어들의 회전에 의해 유체의 통과유량을 적산하는 적산 표시부로 구성된 기계식 수도 미터기를 이용한 전자 검침 장치에서, 상기 적산 표시부의 기어들에는 물이 통과하고 있음을 표시하는 별모양의 팔랑개비와, 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 서로 다른 통과 유량을 표시하는 하나 이상의 회전 눈금판을 구비하고, 상기 어느 하나의 회전 눈금판의 상부에 반사판을 구비하고, 상기 반사판의 회전에 의하여 온오프 감지신호를 출력하는 복수의 센서 및 상기 센서로부터 출력되는 감지신호를 카운트하여 사용된 수도량을 적산하여 표시하는 제어부를 구비한 기계식 수도 미터기를 이용한 전자 검침 장치에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 적외선 광신호를 발광하는 발광부와 임펠러에 반사되는 광신호를 수광하는 수광부를 포함하여 임펠러의 회전수를 검출하는 광센서, 그 표면에 비반사판과 반사판이 형성되고 수도 미터의 유량에 따라 회전되는 임펠러, 상기 광센서로부터 검출된 상기 임펠러의 회전수에 따라 유량을 판단하고, 이를 실시간 누적 및 연산하여 시간대별 사용량 및 예상량을 계산하고, 이에 따라 시간대별 누적량, 직전 시간대 사용유량, 직후 시간대 예상 유량 및 통신상태를 LCD 표시부를 통하여 표시하며, 통신장치를 제어하여 계산된 유량정보를 외부기기로 전송시키는 중앙제어장치, 상기 중앙제어장치에서 처리되는 각종 정보를 보관하는 메모리, 상기 중앙제어장치에서 계산된 시간대별 누적량, 직전 시간대 사용유량, 직후 시간대 예상 유량 및 통신상태를 표시하는 LCD 표시부 및 상기 중앙제어장치에서 계산된 유량정보를 무선 또는 유선 통신으로 외부기기에 전송시키는 통신장치를 포함하는 광센서를 이용한 전자식 수도 미터에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 보호 용기 내에서 상수도관을 통해 수용가의 사용한 물의 양을 계량하고 무사용 상태 정보를 생성하는 기계식수도 미터기, 상기 기계식 수도 미터기에서의 계량 정보 및 무사용 상태 정보를 상기 보호 용기의 외부에 마련된 중계기로 전송하는 무선통신 단말기, 상기 상수도관이 마련된 가정의 사용자 또는 건물의 관리인의 사용자 단말기, 중계기를 통해 상기 무선통신 단말기 및 사용자 단말기와 접속되고, 상기 무선통신 단말기에서 전송된 무사용 상태 정보에 따라 사용자 단말기로 누수 상태 정보를 전송하는 관리 서버를 포함하고, 상기 관리 서버가 원격검침 주기를 탄력적으로 변경하고 무사용 상태를 검증하여 옥내 누수 상태에 대한 정보를 관리하는 스마트미터링 기반 옥내 누수 감지 시스템 및 옥내 누수 감지 방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1303115호(2013.08.28 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1170986호(2012.07.30 등록) 대한민국 공개특허공보 제2021-0140787호(2021.11.23 공개)
상술한 바와 같은 특허문헌 1에는 기계식 수도 미터기 또는 적산 열량계 등을 전자 미터기로 사용할 수 있도록 간단한 전자식 검침 장치를 설치하여 전력소모를 줄이고, 원격으로도 수도 사용량을 확인할 수 있는 기술에 대해 개시되어 있고, 상기 특허문헌 2에는 물의 사용량을 정확히 검출하기 위해 전자파 또는 정적 자기장 등의 외란에 의한 계량 오차 발생이 없도록 하는 광센서를 이용한 전자식 수도 미터기에 대해서는 개시되어 있지만, 수용가에서 옥내 누수 여부를 감지할 수 있는 수단에 대해서는 개시되어 있지 않았다.
한편, 상기 특허문헌 3에는 수돗물이 일정 기간 동안 사용되지 않은 상태인 무사용 상태 정보를 기계식 수도 미터기로부터 수신하여 정상 여부를 판단하는 기술에 대해 개시되어 있지만, 기계식 수도 미터기에는 적용할 수 없으며, 검침자 또는 사용자가 수도 미터기를 보고 직접적으로 누수 상태 또는 누수량을 확인할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기계식 수도 미터기에서 수용가의 옥내 누수 여부를 감지하여 표시할 수 있는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자 또는 검침자가 기계식 수도 미터기를 보고 직접적으로 쉽게 누수 상태 또는 누수량을 확인할 수 있는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 옥내 누수 상태 및 시간당 누수량을 정밀하게 진단하여 수용가의 수도요금을 경감시키고, 옥내 누수 검사 비용을 절감하며, 수자원을 효율적으로 운영할 수 있는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치는 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 기계식 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기의 누수량을 표시하고 전송하는 장치로서, 상기 기계식 수도 미터기에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지하는 감지부, 상기 감지부에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 판단하여 계량하는 제어부, 상기 제어부에서 계량된 누수량을 표시하는 누수량 표시부를 포함하고, 상기 제어부는 계량 시간을 구획하는 타이머, 상기 타이머에서 구획된 계량 시간 단위로 상기 감지부에서 감지된 수용가로 공급된 물의 양에 따라 누수 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부에서 누수로 판단된 시간당 수용가로 공급된 물의 양을 계량하는 계량부를 포함하고, 상기 누수량 표시부에는 상기 계량부에서 계량된 측정값이 표시되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치에서, 상기 제어부에서 계량된 누수량을 상기 기계식 수도 미터기의 외부에 마련된 단말기로 전송하는 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치에서, 상기 감지부, 제어부, 누수량 표시부 및 전송부는 기판상에 하나의 모듈로 일체화되어 마련되고, 상기 모듈은 상기 기계식 수도 미터기의 상부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치에서, 상기 판단부는 상기 감지부에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따른 계량 정보를 0.0001m3 내지 0.00001m3의 단위로 판단하고, 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분의 간격 단위로 측정한 측정값이 0인 경우 정상, 0보다 큰 값의 경우 해당 시간단위 누수량을 판단하고, 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하면 누수로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 방법은 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 기계식 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기의 누수량을 표시하고 전송하는 방법으로서, (a) 상기 기계식 수도 미터기에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지부로 감지하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 제어부에서 판단하여 계량하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 누수로 판단하여 계량된 누수량을 누수량 표시부에 표시하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (b)에서는 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 기계식 수도 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분의 간격 단위로 측정한 최소 측정값을 이용 시간단위로 누수량을 산출하여 값이 0인 경우 정상, 0보다 큰 값의 경우 해당 시간단위 누수량을 판단하고, 상기 감지부, 제어부 및 누수량 표시부는 기판상에 하나의 모듈로 일체화되어 마련되고, 상기 모듈은 상기 기계식 수도 미터기의 상부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법에 의하면, 기존에 사용되고 있는 기계식 수도 미터기에 감지부, 제어부 및 누수량 표시부를 하나의 모듈로 일체화하여 기계식 수도 미터기의 상부에 장착하여 수용가의 누수 상태 정보를 생성하여 표시할 수 있으므로, 사용자 또는 검침자가 기계식 수도 미터기를 보고 직접적으로 쉽게 누수 상태 또는 누수량을 확인할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법에 의하면, 감지부, 판단부, 계량부를 마련하여 옥내 누수를 정확하고 쉽게 진단하여 수용가의 수도요금을 경감시키고, 옥내 누수 검사 비용을 절감할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 일반적인 수도 미터기(계량기)의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 기계식 수도 미터기의 분해 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 기계식 수도 미터기의 카운터부의 확대 도면,
도 5는 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치의 구성도,
도 6은 도 5에 도시된 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 7은 도 5에 도시된 누수량 표시부의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기에서 누수 상태의 판별을 설명하기 위한 그래프.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본원에서 사용하는 용어 "부재", "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 기계적 구성 또는 전기전자적 구성으로 이루어진 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 복수의 "부재", "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "부재", "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
또 본원에서 사용하는 용어 "옥내 누수"는 수도관, 욕실 용품 그리고 보일러 등의 고장으로 의도하지 않게 수돗물이 사용되어 미터기(계량기)로 측정되는 것으로, 의도하지 않은 수도 사용량이 미터기로 측정되는 것을 의미한다.
본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기는 보호 용기 내에 마련된 상수도관에 장착된 기계식 수도 미터기를 적용하여 가정에서 사용하는 상수도관뿐만 아니라, 이외의 건물 등 모든 종류의 수도 사용처에서 사용하는 상수도관에 설치될 수 있다. 이러한 기계식 수도 미터기에는 상수도관 사이에 수치를 육안으로 판독할 수 있도록 마련된 표시부가 마련되며, 상기 표시부에는 내부에 통상의 검침장치가 내장 설치되어 있어 내부를 통과하는 수돗물의 유속에 따라 임펠러가 회전하면서 임펠러의 회전수에 따른 유량이 표시될 수 있다.
또, 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기는 누수 알람 기능, 연속 사용 알람 기능 및 무사용 상태 시간 기록 기능, 감지 모듈에서 측정된 유량을 0.0001m3 내지 0.00001m3의 단위까지로 전달하는 기능을 구비할 수도 있다. 또한, 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기에서의 타이머는 미터기의 시동유량 특성에 따라 구획된 계량 시간 단위를 1분, 5분 또는 10분 등의 유동적인 간격으로 설정할 수 있다.
먼저, 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기의 구조의 일 예에 대해 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기계식 수도 미터기의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 기계식 수도 미터기의 카운터부의 확대 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기계식 수도 미터기는 건식 기계식 수도 미터기의 일 예로서, 유입관(11a)과 배출관(11b)이 형성된 본체(11)의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러(12)가 마련되고, 임펠러(12)의 상부에 원반 형상의 구동 마그네트(12a)가 장착되고, 임펠러(12)는 상부 덮개(13)에 의하여 밀폐되며, 상부 덮개(13)는 와셔링(14)에 의하여 본체(11) 내에 고정된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 덮개(13)에는 적산 표시부(60)가 장착되며, 적산 표시부(60)는 구동 마그네트(12a)와 대향된 위치에 피동 마그네트가 이격되어 장착될 수 있다. 상기 적산 표시부(60)는 피동 마그네트의 회전에 의하여 구동되는 구동 기어와 중간 기어에 의하여 검침이 이루어지도록 구성되고, 유입관(11a)으로 유입된 유체가 배출관(11b)으로 배출되면서 그 유체의 흐름에 따라 임펠러(13)가 회전하면 구동 마그네트(12a)도 회전한다.
상기 구동 마그네트(12a)의 회전은 피동 마그네트에 전달되며, 이에 따라 적산 표시부(60)의 기어들이 적산 및 계수하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 별모양의 팔랑개비(66a)는 수도 미터기를 통해 물이 통과하고 있음을 표시하고, 다수의 회전 눈금(66b)은 서로 중간기어들을 매개로 연동하여 회전하면서 0.1L 단위, 1L 단위, 10L 단위 및 100L 단위로 각각 수도미터 통과 유량을 표시하며, 카운터부(68)는 100L 단위로 회전하는 기어와의 사이에 중간기어를 매개로 연동하면서 ㎥ 단위(1000L단위)의 숫자로 수도 미터기의 통과유량을 적산 및 계수한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 기계식 수도 미터기에서 누수를 확인 및 누수량을 표시하며, 누수량 및 카운터부(68)에서 적산 및 계수한 값을 기계식 수도 미터기의 외부로 전송할 수 있다.
상기 설명에서는 본 발명에 적용되는 기계식 수도 미터기의 구조의 일 예를 나타내는 것으로서, 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 구조는 상기 설명에 한정되는 것은 아니고, 수량의 흐름에 따라 회전하는 다양한 구조의 임펠러 또는 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비한 기계식 수도 미터기에 적용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 기계식 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기(100), 상기 기계식 수도 미터기(100)에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지하는 감지부(200), 상기 감지부(200)에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 판단하여 계량하는 제어부(300), 상기 제어부(300)에서 계량된 누수량을 표시하는 누수량 표시부(400), 상기 제어부(300)에서 계량된 누수량을 상기 기계식 수도 미터기의 외부에 마련된 단말기로 전송하는 전송부(500), 상기 누수량 표시부(400)에 표시된 누수량 정보 또는 상기 감지부(200)에 의해 감지된 계량 정보를 저장하는 저장부, 상기 감지부(200), 제어부(300), 누수량 표시부(400), 전송부(500) 및 저장부에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 포함할 수 있다.
상기 기계식 수도 미터기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 습식 미터기 또는 건식 미터기로 이루어질 수 있으며, 특정 수도 미터기에 한정되는 것은 아니다.
상기 감지부(200)는 예를 들어, 건식 수도 미터기(100)에서 유입관을 통해 유입된 수돗물이 본체의 배출관 통해 배출되는 과정에서 임펠러를 회전시키고, 임펠러의 회전에 연동하는 복수의 기어와 기어 작동을 통해 임펠러의 회전 상태를 전자적으로 검출하는 리드 스위치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 자기저항(magneto-resistance)방식, 3개의 자계코일(cyble)을 활용한 방식 등을 적용할 수 있다. 즉, 상기 감지부(200)는 예를 들어, Reed 센서, L/C 센서, MR 센서, 홀 센서, 사이블 센서 등을 적용할 수 있으며, 임펠러의 회전에 따라 순차적으로 펄스 신호를 발생하며, 이 임펠러의 1회전에 따라 발생하여 감지된 1개의 펄스 신호는 제어부(300)로 전송된다. 상기 감지부(200)는 예를 들어, 4개의 유량센서를 사용하여 순차적으로 펄스가 발생될 때 이를 정상적인 값 1개로 인정하고, 정상적인 펄스가 유량의 기본단위에 해당하는 만큼의 유량이 흘렀다고 생각될 때 이를 1단위로 하여 유량 값을 증가시킨다.
상기 제어부(300)에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 도 5에 도시된 제어부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
상기 제어부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이, 계량 시간을 구획하는 타이머(310), 상기 타이머(310)에서 구획된 계량 시간 단위로 상기 감지부(200)에서 감지된 수용가로 공급된 물의 양에 따라 누수 여부를 판단하는 판단부(320), 상기 판단부(320)에서 누수로 판단된 시간당 수용가로 공급된 물의 양을 계량하는 계량부(330)를 포함할 수 있다.
상기 타이머(310)는 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기에서 수용가로 공급된 물의 양을 시간 단위로 구획하여 계량할 수 있도록 계량 시간을 정의하기 위해 마련될 수 있으며, 예를 들어 구획된 계량 시간 단위를 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분 등의 유동적인 간격으로 설정되게 마련될 수 있다.
상기 판단부(320)는 상기 감지부(200)에서 감지된 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터 정보에 따라 누수 상태 정보를 생성할 수 있다. 즉, 상기 판단부(320)는 상기 감지부(200)에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따른 계량 정보를 0.0001m3 내지 0.00001m3의 단위로 판단하고, 수용가에서 일반적으로 수도를 사용하지 않는 시간, 예를 들어 오전 0시 내지 4시 구간에서는 감지부(200)에서의 감지된 계량 정보가 0으로 되어야 하지만, 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 1분, 5분 또는 10분 단위로 측정한 측정값이 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하면 누수인 것으로 판단할 수 있다. 상술한 바와 같은 판단부(320)에서의 누수 여부는 일정주기 반복 측정값이 0이 아닌 값이 반복적으로 나오는 경우이며, 누수량은 1분, 5분 또는 10분 단위로 반복적인 값이 누수량으로 되며, 시간당 누수량에 대한 정보는 계량부(330)로 전송된다.
상기 계량부(330)는 상기 판단부(320)에서 판단된 누수 정보에 따라 누수로 판단된 시간당 수용가로 공급된 물의 양을 계량하고, 시간당 계량된 물의 양은 누수량 표시부(400)에 표시되고 저장부에 저장될 수 있다. 즉, 상기 계량부(330)는 1분, 5분 또는 10분 단위로 수용가로 공급된 물의 양을 계량할 수 있다.
한편, 상기 설명에서는 판단부(320) 및 계량부(340)를 각각의 구성 요소로서 설명하였지만, 상기 판단부(320) 및 계량부(330)는 예를 들어, MCU(Micro Controller Unit)로 이루어지고 프로그램에 의해 연속적으로 처리되는 구성으로 마련될 수도 있다.
시간당 누수량을 표시하는 누수량 표시부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이, 7 세그먼트(Seven-segment)로 이루어지며, LCD로 마련될 수 있다. 도 7은 도 5에 도시된 누수량 표시부의 구성도이다. 즉, 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기에서는 도 7에 도시된 바와 같은 누수량 표시부(400)가 마련되는 것에 의해 사용자 또는 검침자가 현장에서 수용가에서의 옥내 누수 여부를 감지할 수 있다. 또, 상기 누수량 표시부(400)에는 전원부의 배터리 충전 상태가 표시될 수 있으며, 전송부(500)의 통신 상태 등이 표시될 수 있다. 한편, 상기 누수량 표시부(400)는 전원 부의 배터리 소모량을 줄이기 위해 버튼을 누른 후 일정 시간 동안만 표시되도록 마련될 수도 있다.
상기 전송부(500)는 상기 기계식 수도 미터기의 외부에 마련된 단말기 예를 들어, 가정의 사용자 단말기 또는 건물의 관리인의 사용자 단말기와의 통신을 위해 마련될 수 있다. 이러한 정보의 전송을 위해 상기 전송부(500)는 로라(LoRa, Long Range) 방식, 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 방식, UNB(Ultra Narrow-Band) 모듈레이션 방식, Wi-Sun(Smart utility networks) 방식, 지그비(ZigBee) 방식, ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 방식, RF 통신 방식, 블루투스(BLE) 방식 중의 어느 하나에 의해 사용자 단말기와 통신을 실행할 수 있다. 따라서, 사용자는 자신의 단말기를 통해 실시간으로 수용가에서의 옥내 누수 여부를 인식할 수 있다.
한편, 상기 사용자 단말기는 기계식 수도 미터기(100)에서 측정된 정보로서, 수용가의 사용한 물의 양에 대한 정보 및 누수 상태 정보를 음성 또는 화면으로 출력할 수 있는 기능 및 네트워크인 중계기를 통해 관리 서버와 데이터 통신을 할 수 있는 통신 기능을 구비한 것으로서, 스마트폰, 휴대 단말기, 이동 단말기, 개인 정보 단말기(PDA), 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등과 같은 다양한 단말기를 적용할 수도 있다.
또한, 저장부는 메모리 디바이스로서, 예를 들어 EEPROM으로 마련될 수 있으며, 상기 계량부(330)에서 계량된 측정값이 저장될 수 있으며, 상기 저장부도 배터리 소모량을 줄이기 위해 사용자 및/또는 관리자에 의한 측정값 확인 후 리셋되도록 마련될 수 있다.
상기 전원부는 기계식 수도 미터기의 교체 주기 이상인 8년 이상의 기능을 유지하는 배터리를 적용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 감지부(200), 제어부(300) 및 누수량 표시부(400)는 기판상에 하나의 모듈로 일체화되어 마련되고, 상기 모듈은 상기 기계식 수도 미터기의 상부에 장착되므로, 사용자 또는 검침자가 현장에서 수용가에서의 옥내 누수 여부를 쉽게 감지할 수 있다
다음에 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기에 의한 누수량 표시에 대해 도 5 내지 도 7를 참조하여 도 8 및 도 9에 따라 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 본 발명에 따른 기계식 수도 미터기에서 누수 상태의 판별을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명에 따른 기계식 수도 미터기(100)에 의한 누수량 표시 및 전송 방법은 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기의 누수량을 표시하고 전송하는 방법으로서, 먼저, 사용자가 수용가에서 수돗물을 사용하는 경우, 기계식 수도 미터기(100)의 임펠러가 작동하고(S10), 감지부(200)에서 임펠러의 회전을 감지한다(S20). 한편, 상기 단계 S10에서의 임펠러의 회전에 따라 카운터부(68)에서 사용자가 사용한 물의 양을 계량할 수 있다. 또 수용가로 공급된 물의 양에 대한 정보(사용량)는 저장부에 저장될 수 있다.
다음에 상기 단계 S20에서 감지된 계량된 물의 양에 따라 판단부(320)에서 누수 여부를 판단한다. 즉, 상기 판단부(320)에서는 일반적으로 수도를 사용하지 않는 시간, 예를 들어 오전 0시 내지 4시 구간에서는 감지부(200)에서의 감지된 감지 정보가 0으로 되어야 하지만, 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 미터기 시동유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분 등의 유동적인 간격으로 감지된 감지값이 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하면 누수인 것으로 판단한다(S30).
상기 단계 S30에서 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하면, 제어부(300)의 계량부(330)에서 수용가로 공급된 시간당 물의 양을 계량한다(S40). 즉, 판단부(320)에서 일정주기 반복 측정값이 0이 아닌 값이 반복적으로 나오는 경우, 상기 단계 S40에서 계량부(330)는 1분, 5분 또는 10분 단위로 반복적인 값을 누수량으로 하여 시간당 누수량에 대한 측정값을 계량할 수 있다.
한편, 상기 단계 S30에서 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하지 않으면, 정상인 것으로 판단하여 상기 단계 S20으로 진행하여 상술한 과정을 반복한다.
상기 단계 S40에서 계량된 측정값은 누수량 표시부(400)에 표시되고, 저장부에 저장될 수 있다. 즉, 상기 누수량 표시부(400)에는 수용가로 공급된 물의 양에 대해 예를 들어, 10분간 누수된 누수량이 표시될 수 있다.
또한, 상기 단계 S30에서 누수로 판단된 경우, 전송부(500)를 통해, 예를 들어 사용자 단말기로 누수 정보가 전송될 수도 있다(S60).
상술한 바와 같은 제어부(300)의 판단부(320)에서 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 기계식 수도 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분의 간격 단위로 측정한 최소 측정값을 이용 시간단위로 누수량을 산출하여 값이 0인 경우 정상, 0보다 큰 값의 경우 해당 시간단위 누수량을 판단하고, 시간당 누수량을 계측하여 누수량 표시부(400)에 표시할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치와 이를 이용한 누수량 표시 및 전송 방법을 사용하는 것에 의해 사용자 또는 검침자가 기계식 수도 미터기를 보고 직접적으로 쉽게 누수 상태 또는 누수량을 확인할 수 있다.
100 : 기계식 수도 미터기
200 : 감지부
300 : 제어부
400 : 누수량 표시부

Claims (5)

  1. 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 기계식 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기의 누수량을 표시하고 전송하는 장치로서,
    상기 기계식 수도 미터기에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지하는 감지부,
    상기 감지부에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 판단하여 계량하는 제어부,
    상기 제어부에서 계량된 누수량을 표시하는 누수량 표시부를 포함하고,
    상기 제어부는 계량 시간을 구획하는 타이머, 상기 타이머에서 구획된 계량 시간 단위로 상기 감지부에서 감지된 수용가로 공급된 물의 양에 따라 누수 여부를 판단하는 판단부, 상기 판단부에서 누수로 판단된 시간당 수용가로 공급된 물의 양을 계량하는 계량부를 포함하고,
    상기 누수량 표시부에는 상기 계량부에서 계량된 측정값이 표시되는 것을 특징으로 하는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부에서 계량된 누수량을 상기 기계식 수도 미터기의 외부에 마련된 단말기로 전송하는 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 감지부, 제어부, 누수량 표시부 및 전송부는 기판상에 하나의 모듈로 일체화되어 마련되고,
    상기 모듈은 상기 기계식 수도 미터기의 상부에 장착되는 것을 특징으로 하는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 판단부는 상기 감지부에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따른 계량 정보를 0.0001m3 내지 0.00001m3의 단위로 판단하고, 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분의 간격 단위로 측정한 측정값이 0인 경우 정상, 0보다 큰 값의 경우 해당 시간단위 누수량을 판단하고, 0보다 큰 값으로 반복하여 발생하면 누수로 판단하는 것을 특징으로 하는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 장치.
  5. 수돗물의 유입관과 배출관이 형성된 본체의 중앙 부분에 수량의 흐름에 따라 회전하는 임펠러 또는 상기 임펠러의 회전을 카운트하는 카운터를 구비하여 기계식 수도 미터기를 통과하는 유량을 적산 및 계수하는 기계식 수도 미터기의 누수량을 표시하고 전송하는 방법으로서,
    (a) 상기 기계식 수도 미터기에서 임펠러 또는 카운터의 회전을 감지부로 감지하는 단계,
    (b) 상기 단계 (a)에서 감지된 임펠러 또는 카운터의 회전에 따라 수용가의 누수 여부를 제어부에서 판단하여 계량하는 단계,
    (c) 상기 단계 (b)에서 누수로 판단하여 계량된 누수량을 누수량 표시부에 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b)에서는 수용가에서 물을 사용하지 않는 시간에 기계식 수도 미터기 시동 유량 특성에 따라 1분, 5분 또는 10분의 간격 단위로 측정한 최소 측정값을 이용 시간단위로 누수량을 산출하여 값이 0인 경우 정상, 0보다 큰 값의 경우 해당 시간단위 누수량을 판단하고,
    상기 감지부, 제어부 및 누수량 표시부는 기판상에 하나의 모듈로 일체화되어 마련되고,
    상기 모듈은 상기 기계식 수도 미터기의 상부에 장착되는 것을 특징으로 하는 기계식 수도 미터기의 누수량 표시 및 전송 방법.
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