KR20180061793A - 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 무선 원격 가스 검침이 가능하여 실시간 모니터링을 할 수 있으며, 가스미터의 설치 위치에 제약을 받지 않으므로 제품 생산 비용을 절감할 수 있으며, 설치비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 저가 및 보급형 가스미터를 제공할 수 있으며, 가스미터의 사용 상태에 따른 보정 알고리즘을 선택 적용함으로써 보정 기능을 향상시킬 수 있고, 보정 기능과 온도/압력 감지 기능이 일체화되어 있어 시공이 간편해질 수 있다.

Description

저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법{Correction System and Method for Low Power Pressure and Temperature Calibrating embedded Remote Measuring Gas Meter}
본 발명은 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정확한 가스 사용량을 검침할 수 있도록 가스미터의 사용 상태에 따라 보정 알고리즘을 선택적으로 적용하여 가스 측정에 대한 신뢰도를 확보할 수 있는 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도시가스는 전체 가구의 74.5% 정도인 1500만 가구가 취사용, 난방용 및 산업용으로 사용하고 있다. 이러한 도시가스 사용량의 확대, 가스 공급업체들의 서비스 개선은 지속적으로 도시가스 요금을 인상시키고 있다.
도 1은 도시가스 요금 인상율을 설명하는 그래프로서, 2010년부터 2012년까지 11% 정도 도시가스 요금(970원/m3)이 상승되었고, 매년 같은 비율로 도시가스 요금이 상승될 경우에 2017년에는 약 1430원/m3으로 증가될 것으로 예상된다.
가스 공급 업체는 소비자에게 도시가스를 0℃, 1기압의 조건으로 공급하는데, 계절적 요인 및 가스미터기 부착 환경에 따라 도시가스 계량 부피는 공급 부피와 상이해진다.
실제로, 보일-샤를의 법칙에 따라 가스는 온도가 약 1℃ 상승할 때마다 0.37%씩 부피가 팽창하므로, 0℃, 1기압의 조건으로 공급된 도시가스가 가스미터기의 부착환경 및 계절적 요인에 따라 주변 온도가 1℃ 올라갈 때마다 가스 요금이 실제 사용량보다 0.37%씩 증가하고 있다.
도시가스는 일반적으로 상온에서 계량하는데, 온도 상승과 기압에 따라 가스 부피가 팽창하여 실제 사용량보다 과다 요금이 부과되고 있는 실정이다. 가정용 가스계량기는 온도 압력에 의한 공급 부피 보정이 적용되지 않아 계량 부피의 신뢰성이 저하될 수 밖에 없다.
이와 같이, 도시가스 요금이 계량 오차로 인해 과다 청구되는 문제를 해결하기 위해, 도시가스 사업법 시행령(대통령령 제520호)에 가스 공급량 측정의 적정성 확보 조치에 따라 도시가스회사는 온압보정에 의해 보정된 검침량에 의한 요금 부과를 의무화하고 있다.
도 2는 종래의 독립형 온압보정기가 부착된 가스 미터기를 설명하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스 미터기(10)의 일측에 온도 센서(11) 및 압력 센서(12)를 설치하고, 온압보정기 재검침 센서(13)를 가스미터기(10)의 외부에 부착함으로써 재검침 계량 부피 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이러한 독립형 온압보정기가 부착된 가스미터기는 하드웨어(HR 센서, PCB, LCD)가 중복 설치됨으로 인해 제품 가격이 상승될 수 밖에 없고, 분리형 센서가 적용되어 있어 센서 특성과 앰프 특성의 캘리브레이션 에러에 의한 정밀도 저하 요인이 잠재되어 있다는 문제점이 있다. 또한, 대부분의 가스 미터기는 와이파이, 지그비, 블루투스 등의 근거리 통신망을 사용하기 때문에 원격 검침이 불가능하고, 원격 검침을 위해 인터넷 연결을 위한 별도의 통신 모듈을 설치해야 하며, 그로 인해 제품 가격이나 설치 비용이 상승될 수 있는 문제점이 있다.
한국등록특허 제0811239호 "자동검침기능을 갖는 용량식 도시가스 계량기용 온도 압력오차 보정 장치"
본 발명은 정확한 가스 사용량을 검침할 수 있도록 가스미터의 사용 상태에 따라 보정 알고리즘을 선택적으로 적용하여 가스 측정에 대한 신뢰도를 확보할 수 있는 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법을 제공한다.
실시예들 중에서, 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템은, 유선 또는 무선 통신을 수행하며, 가스의 유속, 온도 및 압력을 측정하여 각 측정값을 제공하고, 유속, 온도, 압력 중 적어도 하나 이상의 변수를 이용하여 가스량을 보정하는 보정 알고리즘을 수행하는 복수의 가스미터; 상기 복수의 가스 미터와 유선 또는 무선으로 연결되고, 상기 보정 알고리즘을 수행시 필요한 기준 값들을 제공하는 레퍼런스 단말; 및 상기 가스미터 및 레퍼런스 단말과 연동하여 가스미터별로 유속, 온도 및 압력의 측정값을 제공받아 각 가스미터의 사용 환경에 맞게 유속, 온도, 압력 중 적어도 하나 이상의 변수를 이용한 보정 알고리즘을 결정하고, 상기 결정된 보정 알고리즘이 해당 가스 미터에 적용되도록 보정 알고리즘의 설정 기능을 수행하는 작업 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예들 중에서, 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 방법은, 가스미터에서 가스의 유속, 온도 및 압력을 측정하여 각 측정값을 제공하는 단계; 상기 유속에 따라 유량 측정 차이를 보정하는 보정 알고리즘, 온도에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘, 온도와 압력에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘, 온도와 압력에 따라 소재의 물리적 특성 변화에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘 중에서 각 가스미터의 사용 환경에 맞게 적어도 하나 이상의 보정 알고리즘을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 보정 알고리즘이 해당 가스 미터에 적용되도록 가스미터의 보정 알고리즘의 설정 기능을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 유속에 따라 유량 측정 차이를 보정하는 보정 알고리즘은, 가스의 유속에 따른 보정계수가 불규칙할 경우에 상기 가스미터의 최대 용량값과 최소 용량값 사이를 복수의 단계로 구분하여 가스량을 보정하는 단계별 보정 알고리즘, 상기 가스미터를 통과하는 유속을 측정하여 유속에 따라 1차함수를 이용하여 가스량을 보정하는 선형 보정 알고리즘 및 가스미터를 통과하는 유속을 측정하여 유속에 따라 2차함수를 이용하여 가스량을 보정하는 비선형 보정 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템 및 그 방법은, 무선 원격 가스 검침이 가능하여 실시간 모니터링을 할 수 있으며, 가스미터의 설치 위치에 제약을 받지 않으므로 제품 생산 비용을 절감할 수 있으며, 설치비 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 저가 및 보급형 가스미터를 제공할 수 있고, 가스미터의 사용 상태에 따른 보정 알고리즘을 선택 적용함으로써 보정 기능을 향상시킬 수 있으며, 보정 기능과 온도/압력 감지 기능이 일체화되어 있어 시공이 간편해질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 도시가스 요금 인상율을 설명하는 그래프이다.
도 2는 종래의 독립형 온압보정기가 부착된 가스 미터기를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5의 단계별 보정 알고리즘을 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 5의 온도/압력 보정 알고리즘에 가스 사용 상태와 무관하게 이상기체 상태 방정식을 적용한 경우를 설명하는 그래프이다.
도 8은 도 5의 온도/압력 보정 알고리즘에 가스 사용 상태에 따라 몰조성분석 및 물리적 특성에 따른 상태 방정식을 적용한 경우를 설명하는 그래프이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터를 설명하는 도면이다.
도 3을 참고하면, 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터(100)는 압력 센서(110), 온도 센서(120), 부피 계산 모듈(130), 전력 공급 모듈(140), 통신 기능 모듈(150) 및 마이컴(160)을 포함한다.
압력 센서(110)는 도시가스의 압력을 감지하고, 온도 센서(120)는 도시가스의 온도를 감지한다.
부피 계산 모듈(130)은 사용 환경 최적 상태 방정식 알고리즘을 적용하고, 전력 공급 모듈(140)은 가스미터(100)의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
통신 기능 모듈(150)은 근거리 통신망 또는 RF 통신망을 통해 가스미터(100)의 원격 검침 또는 원격 제어가 가능하도록 한다.
마이컴(160)은 누설, 개방, 역류 등의 자가진단 및 알람 기능, 유선/무선 슬립/웨이크업 기능, 공급 가스의 계량 및 제어 기능, 온도/압력 보정 기능, 원격 검침 기능 등을 수행하는 알고리즘들이 내장되어 있다. 이러한 마이컴(160)은 압력 센서(110)와 온도 센서(120)에서 감지된 온도와 압력을 보정하고, 가스의 부피를 계산하여 요금을 산출한다.
마이컴(160)은 저전력 제어를 위한 슬립 모드시 모든 주변 디바이스의 전원 공급을 중단을 위한 전력제어 알고리즘과 가스의 유속, 온도, 압력에 따라 가스 유량을 보정하는 보정 알고리즘을 포함한다.
마이컴(160)은 통신 기능 모듈(140)을 통해 주변의 화재 감지기 및 가스누설 감지기와의 연동 기능을 수행할 수 있다.
이때, 마이컴(160)은 알고리즘들, 진단 정보, 부피 계산 결과 정보, 알람 정보 등의 각종 정보를 저장하는 메모리(도시되지 않음)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템을 설명하는 도면이다.
도 4를 참고하면, 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템은, 전국에 산재되어 설치된 n개의 가스미터(100), 레퍼런스 단말(200) 및 작업 단말(300)을 포함한다.
레퍼런스 단말(200)은 가스 미터(100)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 보정 알고리즘을 수행시 필요한 기준 값들을 제공한다.
작업 단말(300)은 가스미터(100) 및 레퍼런스 단말(200)과 연동하여 각 가스미터(100)에 적합한 보정 알고리즘을 결정하고, 결정된 보정 알고리즘이 해당 가스 미터(100)에 적용되도록 마이컴(160)의 보정 알고리즘에 대한 설정 기능을 수행한다.
이를 위해, 작업 단말(300)은 보정 알고리즘 선택 어플리케이션을 실행하고, 보정 알고리즘 선택 어플리케이션은 가스미터(100)의 사용 환경에 따라 최적 상태 방정식을 적용할 수 있도록 단계별 보정 알고리즘, 선형 보정 알고리즘 및 비선형 보정 알고리즘 중 어느 하나의 보정 알고리즘을 선택한다.
만일, 보정 알고리즘 선택 어플리케이션이 가스 미터(100)의 메모리에 저장되고, 가스 미터(100)가 외부의 원격 제어 명령에 따라 실행될 경우에 작업 단말(300)을 통하지 않고 직접 자신에게 맞는 보정 알고리즘을 선택하여 적용할 수 있다.
한편, 작업 단말(300)은 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 단말기, 태블릿 PC 등의 네트워크 접속이 가능한 통신 기기일 수 있으며, 그 종류와 수에 제한이 없다.
한편, 가스 미터(100)는 통신 기능 모듈(140)을 통해 가스공급회사, 지능형 홈 네트워크 시스템, 사물인터넷((IoT, Internet of Things) 시스템을 비롯해 가스미터(100)를 통합 관리하는 관리 서버 등과 연결될 수 있다.
이때, 관리 서버는 가스 미터(100)의 일련번호, 설치 정보(시간, 장소, 작업자 등)를 관리하고, 각 가스미터(100)의 자가진단 기능을 통해 유지보수 계획, 수명 예측 등의 기능을 수행할 수 있고, 보정 알고리즘 선택 어플리케이션의 제공 및 업데이트 기능 등을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 방법을 설명하는 도면이고, 도 6은 도 5의 단계별 보정 알고리즘을 설명하는 그래프이며, 도 7은 도 5의 온도/압력 보정 알고리즘에 가스 사용 상태와 무관하게 이상기체 상태 방정식을 적용한 경우를 설명하는 그래프이고, 도 8은 도 5의 온도/압력 보정 알고리즘에 가스 사용 상태에 따라 몰조성분석 및 물리적 특성에 따른 상태 방정식을 적용한 경우를 설명하는 그래프이다.
가스미터는 유량흐름에 대하여 다이아프레임, 로터리방식, 터빈방식 등의 기계적인 방법으로 유량을 측정한. 가스의 유량(부피)은 측정할 때의 유속, 압력 및 온도에 따라 유량측정이 상이하게 되는데 이를 정확하게 측정하기 위하여 위의 변수에 대한 보정이 필수적이라 할 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참고하면, 보정 알고리즘 선택 어플리케이션은 가스미터(100)를 용량에 따른 규격으로 구분하고, 가스미터의 최대 용량값(Qmax)과 최소 용량값(Qmin)을 메모리로부터 불러들인다.
메모리에는 가스미터(G2.5, G4, G6)에 따라 최대 용량값(Qmax)과 최소 용량값(Qmin)이 설정되어 있다. 즉, G2.5는 Qmin=25 l/h, Qmax=4000 l/h, G4는 Qmin=405 l/h, Qmax=6000 l/h, G6는 Qmin=25 l/h, Qmax=4000 l/h이다.
보정 알고리즘 선택 어플리케이션은 유속에 따라 단계별 보정 알고리즘, 선형 보정 알고리즘, 비선형 알고리즘 중 어느 하나의 알고리즘을 선택한다.
상기한 유속, 압력 및 온도의 변수에 따라 가스미터의 측정값을 보정하여 주는 방법에는 유속에 따라 단계적으로 보정해주는 방법(단계별 보정 알고리즘), 유속에 따라 1차함수(y=ax+b)로 보정해주는 방법(선형 보정 알고리즘) 및 유속에 따라 2차함수(y=ax2+bx+c)로 보정해주는 방법(비선형 보정 알고리즘)이 있다.
이때, 보정 알고리즘은 유속, 온도, 압력의 각 변수에 따라 보정하는 방법과 모든 변수에 대해 보정하는 방법을 적용할 수 있다.
첫 번째로, 유속에 따라 보정하는 방법은 실측정값을 적용하여 보정해주는 방식이고, 두 번째로 온도 및 압력에 따라 보정하는 방법은 가스 자체를 보정하는 방식이며, 세 번째로 온도, 압력에 따라 소재의 물리적 특성의 변화를 보정하는 방식이다.
여기서, 온도 및 압력에 따라 보정하는 방법은 이상기체방정식을 이용하는 방식(PV=nRT), AGA8-92DC 상태 방정식(몰 조성 분석)을 적용하는 방식(KS I ISO 12213-2), SGERG-88 상태 방정식(물리적 특성 이용)을 적용하는 방식(KS I ISO 12213-3)이 있다. 한편, 온도, 압력에 따라 소재의 물리적 특성의 변화를 보정하는 방법은 소재의 온도특성계수를 적용하여 보정해주는 방식과 압력에 따른 소재의 압력특성계수를 적용하여 보정해주는 방식이 있다.
가스의 유속에 따른 보정계수가 불규칙할 경우에, 단계별 보정 알고리즘을 적용하고, 도 6에 도시된 바와 같이 단계별 보정 알고리즘은 최대 용량값(Qmax)과 최소 용량값(Qmin) 사이를 최소 2단계에서 8단계 사이로 구분하고, 이렇게 구분된 각 단계별로 유속에 따른 유량 특성을 측정하여 유량 보정계수의 값을 결정하며, 결정된 유량 보정 계수를 메모리에 저장한다. 이때, 보정 계수 산출 방식은 3~10회 측정한 유속 데이터의 평균값을 이용한다.
가스의 유속에 대한 측정값을 선형적 특징을 갖고 있으면, 1차 함수(
Figure pat00001
)로 보정계수를 산출하는 선형 보정 알고리즘을 선택하고, 가스의 유속에 대한 측정값이 비선형적 특징으로 갖고 있으면 2차함수로 보정 계수를 산출하는 비선형 보정 알고리즘을 선택한다. 여기서 1차 함수특성을 따르는 경우에 y = ax + b의 함수 에서 x는 유속에 해당하며, y는 유량을 보정하여 주는 보정계수의 값이 된다.
한편, 온도/압력 보정 알고리즘은 단계별 보정 알고리즘, 선형 알고리즘, 비선형 알고리즘 중 어느 하나의 알고리즘이 1차로 수행된 후에 2차 보정 알고리즘으로 진행될 수 있다. 그러나, 경우에 따라 온도/압력 보정 알고리즘이 1차로 수행된 후에 단계별 보정 알고리즘, 선형 알고리즘, 비선형 알고리즘 중 어느 하나의 알고리즘이 2차 보정 알고리즘으로 진행될 수 있다.
이때, 온도/압력 보정 알고리즘은 가스가 저압설정범위의 해당 여부에 따라 이상기체 방정식을 적용하거나 몰 조성분석을 이용한 압축인자를 계산하는 방식(AGA8-92DC 상태방정식)과 물리적 특성을 이용하여 압축 인자를 계산하는 방식(SGERG-88 상태 방정식)을 적용할 수 있다.
저압설정 범위는 -10Kpa~+10Kpa로서, 가스가 저압설정범위에 해당하면 이상기체 방정식을 적용하고, 저압설정범위를 벗어날 경우에 AGA8-92DC 상태방정식/SGERG-88 상태 방정식을 적용한다.
저압설정범위를 벗어날 경우에도 이상기체방정식을 적용하게 되면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 0.2~0.3% 오차가 발생함을 알 수 있다.
가스의 사용 온도, 압력 환경에 따른 압축 인자를 KS I ISO 규격을 적용하여 산출하는데, 몰 조성분석을 이용한 압축인자를 계산하는 방식(AGA8-92DC 상태방정식)과 물리적 특성을 이용하여 압축 인자를 계산하는 방식(SGERG-88 상태 방정식)으로 구분할 수 있다.
먼저, AGA8-92DC 상태방정식은 하기한 수학식 1과 같고, 파이프라인 품질 가스에 대한 적용 범위는 다음과 같이 정의된다.
Figure pat00002
수학식 1에서, Z는 압축인자, B는 제2 비리얼 계수,
Figure pat00003
은 몰 밀도(단위 부피당 몰),
Figure pat00004
은 환산 밀도,
Figure pat00005
은 상수,
Figure pat00006
은 온도와 가스 조성의 함수인 상태 방정식 계수이다.
AGA8-92DC 상태방정식의 적용 범위는 절대 압력은 0Mpa ≤ ρ ≤ 12Mpa, 온도는 263K ≤ T ≤ 338K, 총발열량은 30MJ·m-3 ≤ Hs ≤ 45MJ·m-3, 상대 밀도는 0.55 ≤ d ≤0.80이다.
다음, SGERG-88 상태 방정식은 하기한 수학식 2와 같고, 파이프라인 품질 가스에 대한 적용 범위는 다음과 같이 정의된다.
Figure pat00007
수학식 2에서, B와 C는 고위 발열량(Hs), 상대 밀도 d, 혼합가스에 포함된 가연성 비탄화수소 성분 CO2 및 H2와 불활성 성분의 함량, 온도 T 등과 같은 입력 변수의 함수이다. 이때,
Figure pat00008
은 몰 밀도로서 수학식 3을 통해 구하고,
Figure pat00009
이다.
Figure pat00010
SGERG-88 상태 방정식 적용 범위는 절대 압력은 0Mpa ≤ ρ ≤ 12Mpa, 온도는 263K ≤ T ≤ 338K, 이산화탄소 몰 분율은 0 ≤ XCO2 ≤ 0.20, 수소 몰 분율은 0 ≤ XH2 ≤ 0.10, 고위 발열량은 30MJ·m-3 ≤ Hs ≤ 45MJ·m-3, 상대 밀도는 0.55 ≤ d ≤0.80이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 가스 미터 200 : 레퍼런스 단말
300 : 작업자 단말

Claims (3)

  1. 유선 또는 무선 통신을 수행하며, 가스의 유속, 온도 및 압력을 측정하여 각 측정값을 제공하고, 유속, 온도, 압력 중 적어도 하나 이상의 변수를 이용하여 가스량을 보정하는 보정 알고리즘을 수행하는 복수의 가스미터;
    상기 복수의 가스 미터와 유선 또는 무선으로 연결되고, 상기 보정 알고리즘을 수행시 필요한 기준 값들을 제공하는 레퍼런스 단말; 및
    상기 가스미터 및 레퍼런스 단말과 연동하여 가스미터별로 유속, 온도 및 압력의 측정값을 제공받아 각 가스미터의 사용 환경에 맞게 유속, 온도, 압력 중 적어도 하나 이상의 변수를 이용한 보정 알고리즘을 결정하고, 상기 결정된 보정 알고리즘이 해당 가스 미터에 적용되도록 보정 알고리즘의 설정 기능을 수행하는 작업 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 시스템.
  2. 가스미터에서 가스의 유속, 온도 및 압력을 측정하여 각 측정값을 제공하는 단계;
    상기 유속에 따라 유량 측정 차이를 보정하는 보정 알고리즘, 온도에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘, 온도와 압력에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘, 온도와 압력에 따라 소재의 물리적 특성 변화에 따라 가스량을 보정하는 보정 알고리즘 중에서 각 가스미터의 사용 환경에 맞게 적어도 하나 이상의 보정 알고리즘을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 보정 알고리즘이 해당 가스 미터에 적용되도록 가스미터의 보정 알고리즘의 설정 기능을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유속에 따라 유량 측정 차이를 보정하는 보정 알고리즘은,
    가스의 유속에 따른 보정계수가 불규칙할 경우에 상기 가스미터의 최대 용량값과 최소 용량값 사이를 복수의 단계로 구분하여 가스량을 보정하는 단계별 보정 알고리즘, 상기 가스미터를 통과하는 유속을 측정하여 유속에 따라 1차함수를 이용하여 가스량을 보정하는 선형 보정 알고리즘 및 가스미터를 통과하는 유속을 측정하여 유속에 따라 2차함수를 이용하여 가스량을 보정하는 비선형 보정 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 온도압력 보정 기능이 탑재된 원격 검침용 가스 미터의 보정 방법.
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