KR101624847B1 - 영상을 이용한 유량계측시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량계측시스템에 관한 것으로서, 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관을 따라 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향 위치가 변하는 플로트를 구비한 유량계와; 상기 유량계의 일측에 구비되어 상기 유량계의 현재 상태을 실시간으로 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라와; 상기 카메라에서 촬영된 영상신호를 실시간으로 연속하게 표시하는 표시부와; 상기 테이퍼관에서 상기 플로트의 높이를 통해 유체의 유량을 산출하여 상기 표시부에 수치로 표시하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상신호가 상기 표시부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상을 이용한 유량계측시스템{FLOWMETER SYSTEM USING IMAGE}

본 발명은 유량계측시스템에 관한 것으로, 보다 자세히는 원거리에서 유량계의 영상을 실시간으로 보며 현재 유량을 정확하게 판단할 수 있는 영상을 이용한 유량계측시스템에 관한 것이다.

유량계는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 식수인 물을 소독할 때 살균약품을 정확한 양으로 투입하기 위해 사용되고 있다.

유량계의 일례가 등록특허 제10-0650526호 "면적식 유량계"에 개시된 바 있다. 개시된 바와 같은 종래 면적식 유량계는 수직으로 설치된 테이퍼관 내에 플로트를 넣고 테이퍼관의 아래쪽으로부터 상방향으로 유체를 흐르게 하면 플로트에 가해지는 유체의 힘에 의해 플로트가 상승하다가 유체에 의해 플로트에 가해지는 힘과 플로트의 질량에 의한 중력이 균형이 되는 위치에서 플로트가 정지하는 원리를 이용한 유량계이다.

면적식 유량계는 플로트가 정지한 높이를 읽어 유량으로 환산검출하여 현재 유량을 검출하게 된다.

그런데, 상술한 종래 면적식 유량계는 관리자가 육안으로 플로트의 위치를 보고 유량을 인지하게 되므로 원거리에서 유량을 관측하기 어려운 점이 있다. 이러한 점을 보완하기 위해 유량계의 유량값을 수치로 환산하여 관리컴퓨터 또는 표시부로 표시하고 있다. 그러나, 이 경우 정해진 유체의 주입량보다 과투입 또는 미투입되더라도 관리자가 오작동을 쉽게 인지할 수 없는 한계가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 유량계의 현재 상태를 영상신호로 송출하여 관리자가 현재 유체의 공급량을 정확하게 인지하게 할 수 있는 유량계측시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정해진 유체의 공급범위를 넘어서는 경우 경고표시를 하여 관리자가 오작동을 빠르게 인지할 수 있게 하는 유량계측시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 유량계측시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 유량계측시스템은, 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관을 따라 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향 위치가 변하는 플로트를 구비한 유량계와; 상기 유량계의 일측에 구비되어 상기 유량계의 현재 상태을 실시간으로 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라와; 상기 카메라에서 촬영된 영상신호를 실시간으로 연속하게 표시하는 표시부와; 상기 테이퍼관에서 상기 플로트의 높이를 통해 유체의 유량을 산출하여 상기 표시부에 수치로 표시하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상신호가 상기 표시부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 유량계와 상기 카메라는 암실 내부에 수용되고, 상기 암실에는 일정 조도를 유지하는 LED가 구비될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 유체의 공급 상한선과 공급 하한선을 입력받는 입력부와; 경고신호를 표시하는 경고부를 더 포함하며, 상기 제어부는 현재 유량이 상기 상한선을 초과하거나 상기 하한선 미만인 경우 상기 경고부가 경고신호를 표시하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 유량계측시스템은 유량계의 일측에 카메라를 설치하여, 원거리에서도 유량계의 상태를 실시간으로 관측할 수 있다. 또한, 유량계를 통해 공급되는 유량을 수치로 환산하여 표시부에 표시하고, 관리자가 설정한 유체의 공급범위를 넘어서는 경우 경고신호를 표시하여 유체공급의 오작동을 관리자가 즉시 인지할 수 있다. 이에 따라 항상 정확한 양으로 유체가 공급될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유량계측시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 유량계측시스템의 표시부에 표시되는 수치데이타와 영상신호를 표시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 유량계측시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유량계측시스템(100)은 유체(F)의 유량을 측정하는 유량계(110)와, 유량계(110)의 일측에 구비되어 유량계(110)의 현재 상태를 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라(120)와, 유량계(110)와 카메라(120)를 수용하는 암실(130)과, 유체(F)의 유량을 입력받는 입력부(140)와, 카메라(120)에서 촬영된 영상신호를 처리하는 영상처리부(150)와, 영상처리부(150)에서 처리된 영상신호와 유량계(110)에 표시되는 현재 유량을 표시하는 표시부(160)와, 유체의 과투입 또는 미투입시 경고신호를 표시하는 경고부(170)와, 유량계(110)의 유량에 대응하여 카메라(120)와 표시부(160) 및 경고부(170)를 제어하는 제어부(180)를 포함한다.

유량계(110)는 내부를 가로질러 이동되는 유체(F)의 공급유량을 측정한다. 유량계(110)를 통해 유량이 측정되는 유량은 상수도 처리시 투입되는 약품이나 소독액 뿐만 아니라 다양한 산업현장에서 사용되는 액체와 기체일 수 있다.

본 발명에 사용되는 유량계(110)는 면적식 유량계가 사용된다. 유량계(110)는 하부로 갈수록 면적이 좁게 형성된 테이퍼관(111)과, 테이퍼관(111)의 하부에 형성되어 유체가 유입되는 유입구(113)와, 테이퍼관(111)의 상부에 형성되어 유체가 배출되는 배출구(115)와, 테이퍼관(111) 내부에 삽입된 플로트(117)를 포함한다.

도면에 도시되지 않았으나 테이퍼관(111)의 외부에는 눈금(미도시)이 상부에서 하부를 향해 일정 간격으로 표시된다.

유량계(110)는 유입구(113)를 통해 유체(F)가 유입되면 유체가 상방향으로 이동하고, 유속에 따라 플로트(117)의 상부와 하부에 압력차가 발생된다. 이 압력차에 의하여 유속은 감소되고 플로트(117)의 상하의 압력차와 유효중량이 균등한 지점에서 플로트(117)가 정지하게 된다. 유체의 유동면적과 유량은 비례관계이 있으므로 그 정지위치에 대응하는 테이퍼관(111)의 눈금(미도시)을 읽어 유량을 가시적으로 측정할 수 있게 한다.

카메라(120)는 유량계(110)의 일측에 구비되어 유량계(110)를 촬영하여 현재 유량계(110)의 현재 상태를 영상신호로 생성한다. 카메라(120)는 암실(130)의 내부에 고정설치되어 유량계(110)를 촬영한다. 카메라(120)의 전단에는 렌즈(121)가 결합된다. 렌즈(121)는 유량계(110)의 유입구(113)와 배출구(115) 사이의 영역이 모두 촬영될 수 있는 범위(α)로 구비된다. 카메라(120)에서 촬영된 유량계(110)의 영상은 영상처리부(150)로 전송된다.

암실(130)은 내부에 유량계(110)와 카메라(120)를 수용한다. 암실(130)은 내부를 일정 조도로 유지하여 유량계(110)의 촬영영상이 선명하도록 한다. 암실(130)의 일측에는 유량계(110)를 외부로 노출시키는 표시창(131)이 일정면적 투명소재로 형성된다. 이에 따라 관리자가 직접 표시창(131)을 통해 유량계(110)를 육안으로 보며 현재 유량을 확인할 수 있다.

암실(130)의 상부와 하부에는 유체를 공급하는 공급관(10)과 배출관(20)이 각각 수용되는 공급공(133a)과 배출공(133b)이 관통형성된다.

암실(130)의 내벽면은 검은색 또는 어두운 색으로 형성되고, 상부에는 조도를 일정하게 유지하기 위한 LED(135)가 배치된다.

입력부(140)는 유체의 적정공급량을 관리자로부터 입력받는다. 또한, 입력부(140)는 유체의 공급량의 상한선과 하한선의 범위를 입력받는다. 입력부(140)에서 입력된 값들은 제어부(180)로 전송된다.

영상처리부(150)는 카메라(120)에서 촬영된 영상이 표시부(160)에 표시될 수 있는 포맷으로 영상을 처리한 후 표시부(160)로 전송한다. 영상처리부(150)는 카메라(120)에서 촬영된 영상형식을 표시부(160)에서 표시할 수 있는 형식으로 변환한다. 그리고, 표시부(160)로 변환된 촬영영상을 전송한다.

표시부(160)는 현재 공급되는 유체의 유량을 수치로 표시하고, 카메라(120)에서 촬영된 영상신호를 표시한다. 이를 위해 표시부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 영상신호가 표시되는 영상표시부(163)와, 수치데이타가 표시되는 데이터표시부(161)를 포함한다.

영상표시부(163)는 현재 유량계(110)의 상태를 실시간 영상으로 표시하여, 관리자가 원거리에서도 현재 유량을 육안으로 확인할 수 있게 한다. 데이터표시부(160)는 현재 유체의 공급 유량(a)과 입력부(140)를 통해 설정된 유량 상한선(b)과 하한선(c)을 표시한다.

경고부(170)는 유량계(110)를 통해 공급되는 유체의 유량이 관리자가 설정한 상한선(b)에 도달하거나, 하한선(b)에 도달하는 경우 경고음을 울리거나 경고메시지가 표시부(160)에 표시되도록 하여 관리자가 유량계의 오작동을 즉시 인지하도록 한다.

제어부(180)는 유량계(110)의 일측에 구비된 카메라(120)가 유량계(110)의 현재 상태를 촬영하여 표시부(160)에 실시간 영상으로 표시될 수 있도록 카메라(120)와 영상처리부(150)를 제어한다. 또한, 유량계(110)에서 측정된 값을 수치로 변환하여 데이터표시부(160)에 표시되도록 한다. 이를 위해 제어부(180)는 플로트(117)의 높이를 감지하는 높이감지센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 플로트(117)의 높이를 통해 감지한 유체의 현재 유량이 관리자가 설정한 상한선 및 하한선과 비교하여 상한선을 초과하거나 하한선 미만일 경우, 경고부(170)가 경고신호를 나타내도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 유량계측시스템(100)의 동작과정을 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다.

암실(130) 내부에 유량계(110)를 설치하고, 유량계(110)의 유입구(113)와 배출구(115)에 각각 공급관(10)과 배출관(20)을 연결한다. 그리고, 암실(130) 내부에 유량계(110)와 이격되게 카메라(120)를 설치한다. 카메라(120)는 촬영범위(α)가 유량계(110)의 전체 범위가 되도록 설정된다.

이 때, 카메라(120)는 유량계(110)와 눈금(미도시)을 함께 촬영하거나, 렌즈(121) 표면에 눈금(미도시)이 구비될 수 있다.

관리자는 입력부(140)를 통해 유량계(110)를 통해 공급되는 유체(F)의 공급유량을 설정할 수 있다. 이 때, 공급유량에 대응되는 상한선과 하한선을 함께 입력하여 공급범위를 설정할 수 있다.

유체(F)는 유체저장조(미도시)에서 공급펌프(미도시)에 의해 공급되어 유량계(110)를 통과하게 된다. 유체(F)는 공급관(10)을 통해 유량계(110)의 유입구(113)로 유입되고, 테이퍼관(111)을 경유하여 배출구(115)로 배출된다. 이 때, 플로트(117)가 상하로 이동되며 유체(F)의 현재 유량을 나타낸다. 플로트(117)가 현재 위치한 높이의 눈금(미도시)이 유체(F)의 현재 유량을 나타낸다.

카메라(120)는 유량계(110)를 촬영하여 현재 유량계(110)의 상태를 영상신호로 영상처리부(150)로 전송한다. 영상처리부(150)에서는 카메라(120)에서 촬영된 영상신호를 표시부(160)에서 표시할 수 있는 영상포맷으로 변환하여 표시부(160)로 전송한다.

제어부(180)는 표시부(160)로 전송된 영상신호가 영상표시부(163)에서 표시되도록 표시부(160)를 제어한다. 이에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 영상표시부(163)에 현재 유량계(110)의 상태가 실시간 영상으로 표시된다. 관리자는 직접 암실(130)로 이동하여 표시창(131)을 통해 유량계(110)를 육안으로 보지 않고 원거리에서 표시부(160)를 통해 표시되는 영상에서 플로트(117)의 위치를 확인하여 현재 유체의 공급유량을 확인할 수 있다.

또한, 표시부(160)에는 현재 유량(a)과, 관리자가 설정한 상한선(b) 및 하한선(c)이 함께 표시된다. 현재 유량(a)은 제어부(180)가 플로트(117)의 높이를 감지한 후 수치로 변환한 값을 표시한다. 이 때, 현재 유체의 투입량을 L, kg, ㎥를 hr & min으로 표현이 가능하다.

제어부(180)는 표시부(160)에 표시되는 현재 유량(a) 값을 상한선(b)과 하한선(c)과 비교하여 상한선(b)을 초과하거나 하한선(c) 미만인 경우, 경고부(170)가 경고신호를 표시하도록 제어한다.

경고부(170)는 경고음을 울리거나, 표시부(160)에 경고메시지를 표시하여 관리자가 즉시 유체의 공급유량에 이상이 있음을 인지하게 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 유량계측시스템은 유량계의 일측에 카메라를 설치하여, 원거리에서도 유량계의 상태를 실시간으로 관측할 수 있다. 또한, 유량계를 통해 공급되는 유량을 수치로 환산하여 표시부에 표시하고, 관리자가 설정한 유체의 공급범위를 넘어서는 경우 경고신호를 표시하여 유체공급의 오작동을 관리자가 즉시 인지할 수 있다. 이에 따라 항상 정확한 양으로 유체가 공급될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 유량계측시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 유량계측시스템 110 : 유량계
111 : 테이퍼관 113 : 유입구
115 : 배출구 117 : 플로트
120 : 카메라 121 : 렌즈
130 : 암실 131 : 표시창
140 : 입력부 150 : 영상처리부
160 : 표시부 161 : 데이터표시부
163 : 영상표시부 170 : 경고부
180 : 제어부

Claims (3)

1. 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 테이퍼관과, 상기 테이퍼관의 하부에 형성되어 유체가 유입되는 유입구와, 상기 테이퍼관의 상부에 형성되어 유체가 배출되는 배출구와, 상기 테이퍼관을 따라 유입되는 유체의 유량에 따라 상하방향 위치가 변하는 플로트를 구비한 유량계와;
   상기 유량계의 일측에 구비되어 상기 유량계의 현재 상태를 실시간으로 촬영하여 영상신호를 생성하는 카메라와;
   상기 유량계와 상기 카메라를 수용하며, 일측에는 상기 유량계를 외부로 노출시키는 표시창이 일정면적 투명소재로 형성되고, 상부와 하부에는 유체를 공급하는 공급관과 배출관이 각각 수용되는 공급공과 배출공이 관통형성되고, 일정 조도를 유지하는 LED가 배치되는 암실과;
   유체의 공급 상한선과 공급 하한선을 입력받는 입력부와;
   상기 카메라에서 촬영된 영상신호를 처리하는 영상처리부와;
   상기 영상처리부에서 처리된 영상신호가 표시되는 영상표시부와, 현재 공급되는 유체의 유량과 상기 입력부를 통해 설정된 공급 상한선과 공급 하한선을 수치로 표시하는 데이터표시부를 포함하는 표시부와;
   유체의 과투입 또는 미투입시 경고신호를 표시하는 경고부와;
   상기 유량계의 유량에 대응하여 카메라, 영상처리부, 표시부 및 경고부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 테이퍼관에서 상기 플로트의 높이를 통해 유체의 유량을 산출하여 상기 데이터표시부에 수치로 표시하고, 상기 카메라에서 촬영된 영상신호가 상기 영상표시부에 표시되도록 하며, 현재 유량이 상기 공급 상한선을 초과하거나 상기 공급 하한선 미만인 경우 상기 경고부가 경고신호를 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유량계측시스템.
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