(57)【要約】      （修正有）【課題】パイプライン内に完全かつ防水的に配置し、特別な電力消費制御を用いて独立して動作する時間を延長可能な面積流量監視装置を提供する。【解決手段】面積流量監視装置はパイプライン内に配置され、コントローラ２０と、無線伝送ユニット３０と、少なくとも１つの検出ユニット４０と、を含む。コントローラ２０は、計数期間を設定し、計数期間は、少なくとも１つのウェイクアップ時間を含む。ウェイクアップ時間が達するたびに、コントローラ２０は、少なくとも１つの検出ユニット４０を制御してパイプラインの少なくとも１つの物理的パラメータを検出し、計数期間が満たされるたびに、コントローラ２０は、無線伝送ユニット３０を制御してパイプラインの閉区間を貫くことで少なくとも１つの物理的パラメータを伝送するように用いられる。【選択図】図２
0003221630.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインの閉区間に配置される面積流量監視装置であって、
計数期間を計数し続けるコントローラと、
前記コントローラに結合される無線伝送ユニットと、
前記コントローラに結合される少なくとも１つの検出ユニットと、を含み、
前記計数期間は少なくとも１つのウェイクアップ時間を含み、当該少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、前記コントローラは、前記少なくとも１つの検出ユニットを制御して前記パイプラインの少なくとも１つの物理的パラメータを検出し、
前記計数期間が満たされるたびに、前記コントローラは、前記無線伝送ユニットを制御して前記パイプラインの前記閉区間を貫くことで前記少なくとも１つの物理的パラメータを伝送することを特徴とする面積流量監視装置。
【請求項２】
外面に表示領域が設けられるケーシングと、
前記コントローラに結合され、前記表示領域に配置される表示ユニットと、をさらに含み、
前記ケーシングは、前記コントローラ及び前記表示ユニットを防水的に収容する収容空間を有することを特徴とする請求項１に記載の面積流量監視装置。
【請求項３】
前記ケーシングは、前記外面に形成され、前記収容空間と連通する気孔を含み、
前記気孔は、検査装置により前記収容空間の防水性を検査するために提供されることを特徴とする請求項２に記載の面積流量監視装置。
【請求項４】
前記コントローラに結合される第１のエネルギー蓄積ユニットと、
前記ケーシング内に収容され、前記コントローラに結合される第２のエネルギー蓄積ユニットと、を含み、
前記計数期間及び前記少なくとも１つのウェイクアップ時間が満たされるたびに、前記第１のエネルギー蓄積ユニット及び前記第２のエネルギー蓄積ユニットは、前記コントローラ、前記少なくとも１つの検出ユニット、及び前記無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の面積流量監視装置。
【請求項５】
前記第１のエネルギー蓄積ユニットに結合されるエネルギー回収ユニットをさらに含み、
前記エネルギー回収ユニットは、再生可能エネルギーを受けて前記第１のエネルギー蓄積ユニットに充電し、
前記再生可能エネルギーは、水力発電、風力発電、太陽光発電、振動電気エネルギー、熱電変換又は磁電変換であることを特徴とする請求項４に記載の面積流量監視装置。
【請求項６】
前記計数期間が満たされ、前記第２のエネルギー蓄積ユニットの電力が閾値より低い場合、前記第１のエネルギー蓄積ユニットは、前記第２のエネルギー蓄積ユニットを充電することを特徴とする請求項４に記載の面積流量監視装置。
【請求項７】
前記ケーシングは、複数の防水端子を含み、
前記少なくとも１つの検出ユニットは、少なくとも１つの防水端子を含み、
前記第１のエネルギー蓄積ユニットは、防水端子を含み、
前記第１のエネルギー蓄積ユニットの防水端子及び前記少なくとも１つの検出ユニットの少なくとも１つの防水端子は、前記ケーシングの複数の防水端子と嵌合することで、前記コントローラに結合されることを特徴とする請求項４に記載の面積流量監視装置。
【請求項８】
前記ケーシングの複数の防水端子は、前記コントローラに結合される少なくとも１つの防水拡張端子を含み、
前記少なくとも１つの防水拡張端子は、少なくとも１つの外部インターフェースに結合され、
前記少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、前記コントローラは、前記少なくとも１つの防水拡張端子を介して前記少なくとも１つの外部インターフェースの少なくとも１つの外部パラメータを受信することを特徴とする請求項７に記載の面積流量監視装置。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記第１のエネルギー蓄積ユニット、前記無線伝送ユニット、及び前記少なくとも１つの検出ユニットに結合される変換ユニットと、
前記変換ユニット及び前記第２のエネルギー蓄積ユニットに結合される計数ユニットと、
前記計数ユニットに結合される制御ユニットと、を含み、
前記変換ユニットは、前記第１のエネルギー蓄積ユニットのエネルギーを、前記制御ユニット、前記無線伝送ユニット、及び前記少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力に変換し、
前記制御ユニットは、前記計数期間及び前記ウェイクアップ時間を設定して前記計数ユニットに提供することで、前記計数ユニットは、前記計数期間及び前記ウェイクアップ時間に基づいて前記制御ユニットをウェイクアップさせることを特徴とする請求項４に記載の面積流量監視装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、前記第１のエネルギー蓄積ユニットは、前記少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力を供給し、前記第２のエネルギー蓄積ユニットは、前記制御ユニットの動作に必要な電力を供給し、
前記計数期間が満たされるたびに、前記第１のエネルギー蓄積ユニットは前記無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給し、前記第２のエネルギー蓄積ユニットは前記制御ユニットの動作に必要な電力を供給することを特徴とする請求項９に記載の面積流量監視装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記制御ユニットに結合される記憶ユニットをさらに含み、
前記少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、前記制御ユニットは、前記少なくとも１つの物理的パラメータを記憶ユニットに記憶し、
前記計数期間が満たされるたびに、前記制御ユニットは、前記少なくとも１つの物理的パラメータを前記無線伝送ユニットに提供するように前記記憶ユニットを制御することを特徴とする請求項９に記載の面積流量監視装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記変換ユニット、前記制御ユニット、前記無線伝送ユニット、及び前記少なくとも１つの検出ユニットに結合されるスイッチ群をさらに含み、
前記スイッチ群は、複数のスイッチユニットを含み、
前記無線伝送ユニットを動作させる場合、前記制御ユニットは、前記複数のスイッチユニットのうち前記無線伝送ユニットに対応して結合されたスイッチユニットを導通制御することで、前記変換ユニットにより前記無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給するとともに、当該スイッチユニットを介して前記少なくとも１つの物理的パラメータを前記無線伝送ユニットに提供し、
前記少なくとも１つの検出ユニットを動作させる場合、前記制御ユニットは、前記複数のスイッチユニットのうち前記少なくとも１つの検出ユニットに対応して結合された少なくとも１つのスイッチユニットを導通制御することで、前記変換ユニットにより前記少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力を供給するとともに、前記少なくとも１つの検出ユニットは、当該少なくとも１つのスイッチユニットを介して前記少なくとも１つの物理的パラメータを前記制御ユニットに提供することを特徴とする請求項９に記載の面積流量監視装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第１のエネルギー蓄積ユニットと前記制御ユニットとに結合される監視ユニットをさらに含み、
前記監視ユニットは、前記面積流量監視装置の電力パラメータ、検出状況及び伝送状況を監視して前記無線伝送ユニットを介して遠隔システムに提供することを特徴とする請求項９に記載の面積流量監視装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの物理的パラメータは、流量パラメータ、温度パラメータ、圧力パラメータ、水質パラメータ、導電率パラメータ、ｐＨ値パラメータ又は濁度パラメータであることを特徴とする請求項１に記載の面積流量監視装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの検出ユニットのうちの１つの検出ユニットは、前記パイプラインに連結され、前記パイプラインの流量パラメータを検出することを特徴とする請求項１４に記載の面積流量監視装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、面積流量監視装置に関し、特に、地下水測定用の面積流量監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道は、都市の公共施設の一つであり、古代ローマの時代にすでに現れている。下水道には合流式下水道と分流式下水道の２種類がある。降雨による雨水と汚水を同一の管渠で集める方式を合流式下水道といい、その管渠が合流管と呼ばれる。雨水と汚水を別々の管渠で集める方式を分流式下水道といい、その管渠がそれぞれ雨水管と汚水管と呼ばれる。
【０００３】
台湾では、降雨量が多く、河川の流量が少ないため、希釈能力が乏しい。そのため、分流式下水道が一般的に使用されている。下水道の機能は、人々の生活で発生した浴室、トイレや台所などの家庭汚水を地下に埋設された密閉式汚水管で集め、水リサイクルセンターに送水し、汚染された不純物を除去して放流する。これにより、河川汚染を減らし、家庭の環境衛生を改善することができる。都市の建設と発展に伴い、関連する下水道パイプラインシステムは将来ますます複雑になり、パイプラインデータの管理もますます重要になる。完成された下水道システムと下水処理場では、下水道システムのサービスレベルを確保するために適切な維持管理も必要である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、下水道内の検出装置は、長期間にわたって湿った環境にあり、長期間にわたって独立して動作するため、しばしば湿気によって損傷を受けたり、動作を長期間維持するには電力不足であったりする問題があった。
【０００５】
したがって、如何にして特別な防水設計と特別な消費電力制御を使用する面積流量監視装置を設計するかが、本考案者が研究しようとする大きな課題である。
【０００６】
本考案の主な目的は、上記従来技術の問題を克服するために、パイプライン内に完全かつ防水的に配置し、特別な電力消費制御を用いて独立して動作する時間を延長可能な面積流量監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本考案に係る面積流量監視装置は、パイプラインに配置され、計数期間を計数し続けるコントローラと、コントローラに結合される無線伝送ユニットと、コントローラに結合される少なくとも１つの検出ユニットと、を含む。計数期間は少なくとも１つのウェイクアップ時間を含み、少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、コントローラは、少なくとも１つの検出ユニットを制御してパイプラインの少なくとも１つの物理的パラメータを検出する。計数期間が満たされるたびに、コントローラは、無線伝送ユニットを制御してパイプラインの閉区間を貫くことで少なくとも１つの物理的パラメータを伝送する。
【０００８】
一実施形態において、面積流量監視装置は、外面に表示領域が設けられるケーシングと、コントローラに結合され表示領域に配置される表示ユニットと、をさらに含む。ケーシングは、コントローラ及び表示ユニットを防水的に収容する収容空間を有する。
【０００９】
一実施形態において、ケーシングは、外面に形成され、収容空間と連通する気孔を含む。気孔は、検査装置により収容空間の防水性を検査するために提供される。
【００１０】
一実施形態において、面積流量監視装置は、コントローラに結合される第１のエネルギー蓄積ユニットと、ケーシング内に収容されコントローラに結合される第２のエネルギー蓄積ユニットと、を含む。計数期間及び少なくとも１つのウェイクアップ時間が満たされるたびに、第１のエネルギー蓄積ユニット及び第２のエネルギー蓄積ユニットは、コントローラ、少なくとも１つの検出ユニット、及び無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給する。
【００１１】
一実施形態において、面積流量監視装置は、第１のエネルギー蓄積ユニットに結合されるエネルギー回収ユニットをさらに含む。エネルギー回収ユニットは、再生可能エネルギーを受けて第１のエネルギー蓄積ユニットに充電する。再生可能エネルギーは、水力発電、風力発電、太陽光発電、振動電気エネルギー、熱電変換又は磁電変換である。
【００１２】
一実施形態において、計数期間が満たされ、第２のエネルギー蓄積ユニットの電力が閾値より低い場合、第１のエネルギー蓄積ユニットは、第２のエネルギー蓄積ユニットを充電する。
【００１３】
一実施形態において、ケーシングは、複数の防水端子を含む。少なくとも１つの検出ユニットは、少なくとも１つの防水端子を含む。第１のエネルギー蓄積ユニットは、防水端子を含む。第１のエネルギー蓄積ユニットの防水端子及び少なくとも１つの検出ユニットの少なくとも１つの防水端子は、ケーシングの複数の防水端子と嵌合することで、コントローラに結合される。
【００１４】
一実施形態において、ケーシングの複数の防水端子は、コントローラに結合される防水拡張端子を含む。少なくとも１つの防水拡張端子は、少なくとも１つの外部インターフェースに結合される。少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、コントローラは、少なくとも１つの防水拡張端子を介して少なくとも１つの外部インターフェースの少なくとも１つの外部パラメータを受信する。
【００１５】
一実施形態において、コントローラは、第１のエネルギー蓄積ユニット、無線伝送ユニット、及び少なくとも１つの検出ユニットに結合される変換ユニットと、変換ユニット及び第２のエネルギー蓄積ユニットに結合される計数ユニットと、計数ユニットに結合される制御ユニットと、を含む。変換ユニットは、第１のエネルギー蓄積ユニットのエネルギーを、制御ユニット、無線伝送ユニット、及び少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力に変換する。制御ユニットは、計数期間及びウェイクアップ時間を設定して計数ユニットに提供することで、計数ユニットは、計数期間及びウェイクアップ時間に基づいて制御ユニットをウェイクアップさせる。
【００１６】
一実施形態において、少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、第１のエネルギー蓄積ユニットは、少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力を供給し、第２のエネルギー蓄積ユニットは、制御ユニットの動作に必要な電力を供給し、計数期間が満たされるたびに、第１のエネルギー蓄積ユニットは無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給し、第２のエネルギー蓄積ユニットは制御ユニットの動作に必要な電力を供給する。
【００１７】
一実施形態において、コントローラは、制御ユニットに結合される記憶ユニットをさらに含む。少なくとも１つのウェイクアップ時間に達するたびに、制御ユニットは、少なくとも１つの物理的パラメータを記憶ユニットに記憶し、計数期間が満たされるたびに、制御ユニットは、少なくとも１つの物理的パラメータを無線伝送ユニットに提供するように記憶ユニットを制御する。
【００１８】
一実施形態において、コントローラは、変換ユニット、制御ユニット、無線伝送ユニット、及び少なくとも１つの検出ユニットに結合されるスイッチ群をさらに含む。スイッチ群は、複数のスイッチユニットを含む。無線伝送ユニットを動作させる場合、制御ユニットは、複数のスイッチユニットのうち無線伝送ユニットに対応するスイッチユニットを導通制御することで、変換ユニットにより無線伝送ユニットの動作に必要な電力を供給するとともに、スイッチユニットを介して少なくとも１つの物理的パラメータを無線伝送ユニットに提供し、少なくとも１つの検出ユニットを動作させる場合、制御ユニットは、複数のスイッチユニットのうち少なくとも１つの検出ユニットに対応する少なくとも１つのスイッチユニットを導通制御することで、変換ユニットにより少なくとも１つの検出ユニットの動作に必要な電力を供給するとともに、少なくとも１つの検出ユニットは、少なくとも１つのスイッチユニットを介して少なくとも１つの物理的パラメータを制御ユニットに提供する。
【００１９】
一実施形態において、コントローラは、第１のエネルギー蓄積ユニットと制御ユニットとに結合される監視ユニットをさらに含む。監視ユニットは、面積流量監視装置の電力パラメータ、検出状況及び伝送状況を監視して無線伝送ユニットを介して遠隔システムに提供する。
【００２０】
一実施形態において、少なくとも１つの物理的パラメータは、流量パラメータ、温度パラメータ、圧力パラメータ、水質パラメータ、導電率パラメータ、ｐＨ値パラメータ又は濁度パラメータである。
【００２１】
一実施形態において、少なくとも１つの検出ユニットのうちの１つの検出ユニットは、パイプラインに連結され、パイプラインの流量パラメータを検出する。
【考案の効果】
【００２２】
（１）本考案に係るケーシングは気孔を有するので、収容空間の防水性を容易に検査することができる。
【００２３】
（２）本考案の面積流量監視装置は、防水端子を介してコントローラと検出ユニット、第１のエネルギー蓄積ユニット、補助検知素子、及び外部インターフェースとを結合することにより、そのうちの１つの部品が損傷するか、又は第１のエネルギー蓄積ユニットの電源が切れている場合、単一の部品を容易に分解及び交換することできる。その結果、面積流量監視装置は、容易にメンテナンスや交換することができる。
【００２４】
（３）本考案の面積流量監視装置が充電しにくい環境で動作する場合、エネルギー回収ユニットを利用して第１のエネルギー蓄積ユニットが電力を供給できる時間を延ばすことで、面積流量監視装置の使用価値を高くすることができる。
【００２５】
（４）本考案の変換ユニットは複数の変換器を含むので、制御ユニット、スイッチ群、無線伝送ユニット、検出ユニット、補助検知素子、及び外部インターフェースの動作要件に応じて、それぞれ異なる電圧値の電源を供給することができる。
【００２６】
（５）本考案の制御ユニットは、計数期間及びウェイクアップ時間の動作要件に応じて、動作すべき部品に動作に必要な電力を別々に供給するので、電力消費を大幅に削減することができる。
【００２７】
（６）本考案の第２のエネルギー蓄積ユニットの電源が切れている場合、第１のエネルギー蓄積ユニットは、計数期間が満たされると、第２のエネルギー蓄積ユニットを充電することができるので、面積流量監視装置の動作時間を延ばすことができる。
【００２８】
（７）本考案の面積流量監視装置では、コントローラは、計数期間及びウェイクアップ時間にないときにスリープモードに入るので、消費電力を抑えることができる。
【００２９】
（８）本考案の面積流量監視装置は、監視ユニットを有するので、遠隔システムが監視ユニットを介してコントローラが損傷するか、第１のエネルギー蓄積ユニットが電力不足であることを知った場合、第１のエネルギー蓄積ユニットの修理又は交換などの対応処置を直ちに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案に係る面積流量監視装置を示す概略構造図である。
【図２】本考案に係る面積流量監視装置を示す概略ブロック図である。
【図３】本考案に係るコントローラを示す概略ブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００３１】
本考案が上記の目的を達成するために採用する技術、手段及び効果がより詳細に理解されるように、以下で本考案に関する詳細な説明及び図面を参照されたい。本考案の目的、特徴及び特長は、これにより深くかつ具体的に理解できると確信するが、添付の図面は単に参考及び説明用として提供するものであって、本考案を制限するためのものではない。
【００３２】
図１は、本考案に係る面積流量監視装置を示す概略構造図である。面積流量監視装置１は、パイプライン２内に完全に配置され、例えば、特に、下水管のような閉区間を有するタイプの地下パイプライン内に配置されてもよいが、これに限定されない。面積流量監視装置１は、パイプライン２内の少なくとも１つの物理的パラメータＰを監視及び記録するように構成され、例えば、パイプライン２内の水流量を監視及び記録し、パイプライン２内の閉区間を貫くことで遠隔システム３に物理的パラメータＰを伝送してもよいが、これに限定されない。具体的に、従来の監視装置では、通常、監視装置と伝送部品や電池などの部品とを分離し、地表面に伝送部品や電池などの部品を配置する。しかし、伝送部品や電池などの部品を分離して地表面に設置する場合、壁面などの足場や支点を見つけて設置する必要がある。都市に設置される場合には、壁がほとんど私有財産であり、郊外に設置される場合には、足場のある壁を見つけることが容易ではない。直接地面に設置すると、人や車が通過して伝送部品や電池などの部品につぶれたり衝突したりするかもしれない。したがって、本考案は、面積流量監視装置１をパイプライン２内に完全かつ防水的に配置し、特別な電力消費制御を用いて面積流量監視装置１が独立して動作する時間を延長することである。
【００３３】
図２は、本考案に係る面積流量監視装置を示す概略ブロック図である。図１及び図２を併せて参照すると、面積流量監視装置１は、ケーシング１０と、コントローラ２０と、無線伝送ユニット３０と、少なくとも１つの検出ユニット４０と、表示ユニット５０とを含む。ケーシング１０は、収容空間１０２を有し、収容空間１０２には、コントローラ２０と表示ユニット５０とが収容される。コントローラ２０は、無線伝送ユニット３０と、少なくとも１つの検出ユニット４０と、表示ユニット５０とに結合され、コントローラ２０は、パイプライン２内の物理的パラメータＰを記録するために用いられる。具体的に、ケーシング１０は、上カバー１０４とシート体１０６とを備え、上カバー１０４とシート体１０６との間に収容空間１０２が形成される。収容空間１０２には、防水コロイドが充填されているので、コントローラ２０及び表示ユニット５０を防水収容することができる。上カバー１０４の外面には表示領域１０４Ａが設けられ、表示領域１０４Ａ内に表示ユニット５０が配置されているので、表示ユニット５０は、表示領域１０４Ａによりコントローラ２０が表現する情報を表示することができる。
【００３４】
なお、本考案の一実施形態では、検出ユニット４０は流量計であるが、これに限定されない。言い換えれば、検出ユニット４０は、下水道内を検出する検出装置、例えば、温度計、圧力計などのうちの１つ又はこれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。また、本考案の一実施形態では、物理的パラメータＰの測定は、検出ユニット４０の機能によって決定されるため、物理的パラメータＰは、流量パラメータ、温度パラメータ、圧力パラメータ、水質パラメータ、導電率パラメータ、ｐＨ値（酸性とアルカリ性の値）パラメータ又は濁度パラメータのうちの１つ又はこれらの組み合わせであってもよい。そのうちの１つの検出ユニット４０がパイプライン２の流量パラメータを測定するために用いられる場合、検出ユニット４０は、パイプラインに連結され、検出ユニット４０を通る水の流れにより流量パラメータを測定する。
【００３５】
また、上カバー１０４の外面には、収容空間１０２と連通する気孔１０４Ｂが設けられており、気孔１０４Ｂは、検査装置（図示せず）により収容空間１０２の防水性を検査するために用いられる。具体的に、面積流量監視装置１は、主に下水道において下水道の物理的パラメータＰを測定するために用いられるため、水が収容空間１０２に侵入してコントローラ２０は損傷を受けるのを防ぐために、ケーシング１０の収容空間１０２は防水性を有しなければならない（例えばＩＰ６８準拠の防水性を有してもよいが、これに限定されない）。面積流量監視装置１の工場出荷前又は修理完了後、製造者は、検査装置（図示せず）を気孔１０４Ｂに置くことで、収容空間１０２が完全に密閉されて防水されているか否かを検査することができる。検査終了後、気孔１０４Ｂを接着剤や塞栓で塞ぐ。このように、気孔１０４Ｂを配置することで、収容空間１０２の防水性を容易に検査できるという効果を得ることができる。なお、本考案の一実施形態では、表示領域１０４Ａが透明な防水の表示領域１０４Ａであってもよいし、表示ユニット５０自体が防水機能を有していてもよい。また、気孔１０４Ｂ及び表示領域１０４Ａは、必要に応じて設けられるものであるため、ケーシング１０の上カバー１０４にのみ配置されることに限定されない。
【００３６】
図２を参照すると、面積流量監視装置１は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０と、第２のエネルギー蓄積ユニット７０とを含み、第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０は、それぞれコントローラ２０に結合される。第１のエネルギー蓄積ユニット６０はケーシング１０の外側に配置され、第２のエネルギー蓄積ユニット７０はケーシング１０のコントローラ２０内に収容される。第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０は、面積流量監視装置１の動作に必要な電力を供給するために用いられる。第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０の具体的なエネルギー供給方法については後述する。なお、本考案の一実施形態では、第２のエネルギー蓄積ユニット７０は、ケーシング１０内にのみ収容され、コントローラ２０に外付けで結合されてもよい。
【００３７】
ケーシング１０は、コントローラ２０に電気的に接続された複数の防水端子１０８をさらに含む。少なくとも一つの検出ユニット４０は、少なくとも一つの防水端子４０２を含み、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は、防水端子６０２を含む。防水端子６０２及び少なくとも１つの防水端子４０２は、少なくとも１つの検出ユニット４０及び第１のエネルギー蓄積ユニット６０がコントローラ２０に防水結合されるように、防水端子１０８と嵌合することでコントローラ２０に結合される。各防水端子（１０８、４０２、６０２）は、ＩＰ６８防水規格を満たすことが好ましい。防水端子１０８は、少なくとも１つの防水拡張端子１０８Ａをさらに含み、防水拡張端子１０８Ａは、同様にコントローラ２０に電気的に接続され、追加の補助検知素子８０又は外部インターフェース９０をコントローラ２０に結合するために用いられる。これにより、コントローラ２０は、防水拡張端子１０８Ａを介して補助検知素子８０又は外部インターフェース９０などの装置の外部パラメータ（図示せず）を受信することができ、或いは、コントローラ２０は、防水拡張端子１０８Ａを介して補助検知素子８０又は外部インターフェース９０などの装置に物理的パラメータＰを提供することができる。
【００３８】
さらに、面積流量監視装置１は、主に下水道内において下水道の物理的パラメータＰを測定するために用いられるので、面積流量監視装置１の各部品が防水機能を有する必要がある。面積流量監視装置１の単一部品が損傷するか、又は第１のエネルギー蓄積ユニット６０の電源が切れている場合に面積流量監視装置１を完全に取り外してメンテナンスする必要があることを回避するために、防水端子１０８を介してコントローラ２０を検出ユニット４０、第１のエネルギー蓄積ユニット６０、補助検知素子８０及び外部インターフェース９０に結合することにより、そのうちの１つの部品が損傷するか、又は第１のエネルギー蓄積ユニット６０の電源が切れている場合、単一の部品を容易に分解及び交換することできる。このようにして、面積流量監視装置１は、容易にメンテナンスや交換することができる。なお、本考案の一実施形態では、無線伝送ユニット３０は、例えばアンテナであり、防水端子を介してコントローラ２０に結合するように電気的に接続されていないが、これに限定されない。つまり、無線伝送ユニット３０は、防水端子を介して結合するようにコントローラ２０に電気的に接続されてもよい。
【００３９】
面積流量監視装置１は、エネルギー回収ユニット１００をさらに含む。エネルギー回収ユニット１００は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０に結合され、第１のエネルギー蓄積ユニット６０を充電するための再生可能エネルギーＥを供給する。具体的には、面積流量監視装置１の動作による消費電力が第１のエネルギー蓄積ユニット６０内部の電力のみに依存するため、面積流量監視装置１が充電しにくい環境で動作する場合、第１のエネルギー蓄積ユニット６０が電力を供給できる時間を長く維持するほど、その面積流量監視装置１の使用価値が高くなる。そのため、エネルギー回収ユニット１００によって、例えば、水流、太陽などの再生可能エネルギーＥを受けて第１のエネルギー蓄積ユニット６０に充電することにより、第１のエネルギー蓄積ユニット６０から電力を供給する時間を大幅に延長することができる。例えば、少なくとも１つの検出ユニット４０が流量検出ユニットであり、エネルギー回収ユニット１００が水力発電装置である場合、下水道を流れる水が水力発電装置を流れて再生可能エネルギーＥを取得してもよいが、これに限定されない。なお、本考案の一実施形態において、再生可能エネルギーＥは、水力発電、風力発電、太陽光発電、振動電気エネルギー、熱電変換又は磁電変換であってもよいが、これらに限定されない。つまり、自然から得られるエネルギーであれば、再生可能エネルギーＥとして利用することができる。
【００４０】
図３は、本考案に係るコントローラを示す概略ブロック図である。図１〜図３を参照すると、コントローラ２０は、変換ユニット２０２と、計数ユニット２０４と、制御ユニット２０６と、スイッチ群２０８とを含む。変換ユニット２０２は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０に結合され、スイッチ群２０８を介して無線伝送ユニット３０、検出ユニット４０、補助検知素子８０、及び外部インターフェース９０に結合される。計数ユニット２０４は、変換ユニット２０２、第２のエネルギー蓄積ユニット７０、及び制御ユニット２０６に結合される。制御ユニット２０６は、表示ユニット５０に結合され、スイッチ群２０８を介して無線伝送ユニット３０、検出ユニット４０、補助検知素子８０、及び外部インターフェース９０に結合される。表示ユニット５０は、制御ユニット２０６内部の作動状態、物理的パラメータ、検出状態又は伝送状態を含む情報を表示することができる。
【００４１】
変換ユニット２０２は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０のエネルギーを、制御ユニット２０６、スイッチ群２０８、無線伝送ユニット３０、検出ユニット４０、補助検知素子８０、及び外部インターフェース９０の動作に必要な電力に変換する。具体的に、変換ユニット２０２は、複数の変換器を含み、各変換器は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０から供給される電力を異なる電圧値（例えば、１０．８Ｖ、２４Ｖ、３．３Ｖ等の電圧値）の電源に変換するとともに、制御ユニット２０６、スイッチ群２０８、無線伝送ユニット３０、検出ユニット４０、補助検知素子８０、及び外部インターフェース９０の動作要件に応じて、それぞれ異なる電圧値の電源を供給する。例えば、制御ユニット２０６の要求電圧値が３．３Ｖ、無線伝送ユニット３０の要求電圧値が１０．８Ｖなどであるが、これらに限定されない。
【００４２】
制御ユニット２０６は、計数ユニット２０４が計数期間（１０分）及びウェイクアップ時間（１分）に基づいて制御ユニット２０６をウェイクアップするように、計数期間（例えば、１０分）及びウェイクアップ時間（例えば、１分）を設定する。そのため、計数期間には少なくとも１つのウェイクアップ時間が含まれる。ウェイクアップ時間（１分）に達するたびに、制御ユニット２０６は、パイプライン２の物理的パラメータＰを検出するように検出ユニット４０を制御し、計数期間（１０分）が満たされるたびに、制御ユニット２０６は、パイプライン２の閉区間を貫くことで遠隔システム３に物理的パラメータＰを伝送するように無線伝送ユニット３０を制御する。第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０は、面積流量監視装置１のウェイクアップ時間で検出して計数期間中に送信するという特性により、ウェイクアップ時間及び計数期間のみに動作する必要がある部品に電力を供給するので、消費電力を節約することができる。
【００４３】
具体的に、ウェイクアップ時間に達するたびに、制御ユニット２０６がパイプライン２の物理的パラメータＰを検出するために検出ユニット４０を制御するように、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は検出ユニット４０の動作に必要な電力を供給し、第２のエネルギー蓄積ユニット７０は制御ユニット２０６の動作に必要な電力を供給する。計数期間が満たされるたびに、制御ユニット２０６が遠隔システム３に物理的パラメータＰを伝送するために無線伝送ユニット３０を制御するように、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は無線伝送ユニット３０の動作に必要な電力を供給し、第２のエネルギー蓄積ユニット７０は制御ユニット２０６の動作に必要な電力を供給する。なお、本考案の一実施形態では、計数期間（１０分）が「満たされる」とは、１０分間の期間において第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０が無線伝送ユニット３０及び制御ユニット２０６に電力を供給し続けることではなく、時間が１０分に達したときに第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び第２のエネルギー蓄積ユニット７０が無線伝送ユニット３０及び制御ユニット２０６に電力を供給することを意味する。これにより、電力消費を節約することができる。
【００４４】
計数期間が満たされ、第２のエネルギー蓄積ユニット７０の電力が閾値より低い場合、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は、第２のエネルギー蓄積ユニット７０を充電する。具体的に、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は着脱可能な交換用電池であり、第２のエネルギー蓄積ユニット７０はケーシング１０内に配置された電池であるため、第１のエネルギー蓄積ユニット６０の電気容量は大きく、第２のエネルギー蓄積ユニット７０の静電容量は小さい。そのため、連続的な電力損失のもとでは、第２のエネルギー蓄積ユニット７０の電力は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０よりも早く消耗されることになる。したがって、面積流量監視装置１の動作時間を延ばすために、第２のエネルギー蓄積ユニット７０の電力がほとんどなくなったときに、第１のエネルギー蓄積ユニット６０は、第２のエネルギー蓄積ユニット７０の電力がなくならないように第２のエネルギー蓄積ユニット７０を充電するため、制御ユニット２０６の動作に必要な電力を供給することができない。
【００４５】
スイッチ群２０８は複数のスイッチユニット２０８Ａを含み、無線伝送ユニット３０、検出ユニット４０、補助検知素子８０、及び外部インターフェース９０は、各スイッチユニット２０８Ａを介して変換ユニット２０２及び制御ユニット２０６にそれぞれ対応して結合される。例えば、無線伝送ユニット３０は、１つのスイッチユニット２０８Ａを介して変換ユニット２０２及び制御ユニット２０６に結合される場合、スイッチユニット２０８Ａがオンにされると、無線伝送ユニット３０は動作に必要な電力を受け、制御ユニット２０６は物理的パラメータＰを無線伝送ユニット３０に供給してもよいが、これに限定されない。ウェイクアップ時間（１分）に達すると、検出ユニット４０は動作する必要がある。このとき、制御ユニット２０６は、ウェイクアップされて検出ユニット４０に対応して結合されたスイッチユニット２０８Ａを導通制御する。検出ユニット４０に対応して結合されたスイッチユニット２０８Ａが導通されると、変換ユニット２０２は、検出ユニット４０が動作し始まるように、検出ユニット４０の動作に必要な電力（例えば、３．３Ｖ）を変換して検出ユニット４０に供給する。そして、検出ユニット４０が検出された物理的パラメータＰが制御ユニット２０６に送信された後、制御ユニット２０６は、スイッチユニット２０８Ａを非導通制御し、変換ユニット２０２及び制御ユニット２０６は、節電のためにスリープモードに入る。
【００４６】
計数期間（１０分）が満たされると、無線伝送ユニット３０は動作する必要がある。このとき、制御ユニット２０６は、ウェイクアップされて無線伝送ユニット３０に対応して結合されたスイッチユニット２０８Ａを導通制御する。無線伝送ユニット３０に対応して結合されたスイッチユニット２０８Ａが導通されると、変換ユニット２０２は、無線伝送ユニット３０が動作し始まるように、無線伝送ユニット３０の動作に必要な電力（例えば、３．３Ｖ）を変換して無線伝送ユニット３０に供給する。そして、制御ユニット２０６は、物理的パラメータＰを無線伝送ユニット３０に送信した後、スイッチユニット２０８Ａを非導通制御し、変換ユニット２０２及び制御ユニット２０６は、節電のためにスリープモードに入る。なお、本考案の一実施形態では、補助検知素子８０及び外部インターフェース９０の電力供給方法、並びにスイッチユニット２０８Ａの制御方法が無線伝送ユニット３０及び検出ユニット４０と同じであるため、ここで説明を省略する。
【００４７】
図１〜図３を参照すると、コントローラ２０は、記憶ユニット２２０と、監視ユニット２２２とをさらに含む。監視ユニット２２２は、第１のエネルギー蓄積ユニット６０及び制御ユニット２０６に結合され、記憶ユニット２２０は、制御ユニット２０６に結合される。記憶ユニット２２０は、物理的パラメータＰを記憶するとともに、補助検知素子８０又は外部インターフェース９０によって提供される外部パラメータ（図示せず）を記憶するために用いられる。ウェイクアップ時間に達するたびに、制御ユニット２０６は、物理的パラメータＰ及び外部パラメータを記憶ユニット２２０に記憶し、計数期間が満たされるたびに、制御ユニット２０６は、物理的パラメータＰ及び外部パラメータを無線伝送ユニット３０に送信するように記憶ユニット２２０を制御する。監視ユニット２２２は、遠隔システム３がコントローラ２０の現在の使用状況を把握できるように、コントローラ２０の電力パラメータ、動作電流、動作温度、検出状況、及び伝送状況を監視するために用いられる。また、遠隔システム３が監視ユニット２２２を通じてコントローラ２０が損傷するか、第１のエネルギー蓄積ユニット６０が電力不足であることを知った場合、第１のエネルギー蓄積ユニット６０の修理又は交換などの対応処置を直ちに行うことができる。
【００４８】
上述したように、本考案の実施形態は以下の利点及び効果を有する。
【００４９】
（１）本考案に係るケーシングは気孔を有するので、収容空間の防水性を容易に検査することができる。
【００５０】
（２）本考案の面積流量監視装置は、防水端子を介してコントローラと検出ユニット、第１のエネルギー蓄積ユニット、補助検知素子、及び外部インターフェースとを結合することにより、そのうちの１つの部品が損傷するか、又は第１のエネルギー蓄積ユニットの電源が切れている場合、単一の部品を容易に分解及び交換することできる。その結果、面積流量監視装置は、容易にメンテナンスや交換することができる。
【００５１】
（３）本考案の面積流量監視装置が充電しにくい環境で動作する場合、エネルギー回収ユニットを利用して第１のエネルギー蓄積ユニットが電力を供給できる時間を延ばすことで、面積流量監視装置の使用価値を高くすることができる。
【００５２】
（４）本考案の変換ユニットは複数の変換器を含むので、制御ユニット、スイッチ群、無線伝送ユニット、検出ユニット、補助検知素子、及び外部インターフェースの動作要件に応じて、それぞれ異なる電圧値の電源を供給することができる。
【００５３】
（５）本考案の制御ユニットは、計数期間及びウェイクアップ時間の動作要件に応じて、動作すべき部品に動作に必要な電力を別々に供給するので、電力消費を大幅に削減することができる。
【００５４】
（６）本考案の第２のエネルギー蓄積ユニットの電源が切れている場合、第１のエネルギー蓄積ユニットは、計数期間が満たされると、第２のエネルギー蓄積ユニットを充電することができるので、面積流量監視装置の動作時間を延ばすことができる。
【００５５】
（７）本考案の面積流量監視装置では、コントローラは、計数期間及びウェイクアップ時間にないときにスリープモードに入るので、消費電力を抑えることができる。
【００５６】
（８）本考案の面積流量監視装置は、監視ユニットを有するので、遠隔システムが監視ユニットを介してコントローラが損傷するか、第１のエネルギー蓄積ユニットが電力不足であることを知った場合、第１のエネルギー蓄積ユニットの修理又は交換などの対応処置を直ちに行うことができる。
【００５７】
ただし、上述したのは、本考案の好ましい実施例の詳細な説明及び図面に過ぎず、本考案の特徴はこれに限定されるものではないため、本考案を限定するために用いられるものではなく、本考案の全ての範囲は以下の実用新案登録請求の範囲を基準とすべきである。およそ本考案の実用新案登録請求の範囲における技術的思想及びその類似の変化の実施例に合うものは、いずれも本考案の範疇に含まれるものであって、当業者が本考案の範囲内で容易に想到し得る変化又は付加はいずれも本願の実用新案登録請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１…面積流量監視装置
１０…ケーシング
１０２…収容空間
１０４…上カバー
１０４Ａ…表示領域
１０４Ｂ…気孔
１０６…シート体
１０８…防水端子
１０８Ａ…防水拡張端子
２０…コントローラ
２０２…変換ユニット
２０４…計数ユニット
２０６…制御ユニット
２０８…スイッチ群
２０８Ａ…スイッチユニット
２２０…記憶ユニット
２２２…監視ユニット
３０…無線伝送ユニット
４０…検出ユニット
４０２…防水端子
５０…表示ユニット
６０…第１のエネルギー蓄積ユニット
６０２…防水端子
７０…第２のエネルギー蓄積ユニット
８０…補助検知素子
９０…外部インターフェース
１００…エネルギー回収ユニット
２…パイプライン
３…遠隔システム
Ｐ…物理的パラメータ
Ｅ…再生可能エネルギー
【図１】
0003221630.tif 000003
【図２】
0003221630.tif 000004
【図３】
0003221630.tif 000005