ES1299850U - IMPROVED SMART WATER CONSUMPTION METER (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
CONTADOR INTELIGENTE DEL CONSUMO DEL AGUA MEJORADOIMPROVED SMART WATER CONSUMPTION METER
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR
La invención se encuadra en el sector de los contadores inteligentes de agua, con interfaces de comunicación remota para conocer el volumen de litros consumidos, utilizando la tecnología loT (Internet Of Things - el Internet de las cosas), para su control remoto.The invention falls within the field of smart water meters, with remote communication interfaces to know the volume of liters consumed, using IoT (Internet Of Things) technology for remote control.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
En la actualidad existen muchos consumos de agua no registrada, como pueden ser los las arquetas que se instalan en las calles de los municipios, cuyo uso general es para incendios, limpieza de calles, riego de jardines, etc. cuyo consumo no se encuentra controlado, ya que en dichas arquetas no existe ningún dispositivo de contador del agua, y para ser instalados requieren obra, toda vez que resultan ser contadores intrusivos o internos, requiriendo realizar cortes en la tubería, alargar la salida del enganche, agrandar la arqueta, etc.At present there are many unregistered water consumptions, such as the chests that are installed in the streets of the municipalities, whose general use is for fires, street cleaning, garden watering, etc. whose consumption is not controlled, since in these manholes there is no water meter device, and to be installed they require work, since they turn out to be intrusive or internal meters, requiring cuts in the pipe, lengthening the outlet of the coupling , enlarge the chest, etc.
Con ello por parte de la administración se dispone de un volumen muy importante de agua cuyo consumo no se encuentra controlada, no sabiendo con seguridad si se trata de consumos propios de mantenimiento del municipio, si hay fugas de agua no controladas, o si existen enganches al agua irregulares.With this, the administration has a very significant volume of water whose consumption is not controlled, not knowing for sure if it is the municipality's own maintenance consumption, if there are uncontrolled water leaks, or if there are hook-ups. irregular water
Del mismo modo que los propios servicios de aguas o municipales, pueden estar haciendo uso de las arquetas de un modo indiscriminado, cuando los depósitos de los que dependen los enganches y sus arquetas, pueden depender de diferentes embalses o traídas de agua, y les resultaría de interés, por ejemplo para cargar un camión de agua para la limpieza, el poder controlar para determinar en cuales se deben de enganchar y cuáles no, en función del estado de las aguas en cada momento.In the same way as the water or municipal services themselves, they may be making use of the caskets in an indiscriminate way, when the deposits on which the couplings and their caskets depend, may depend on different reservoirs or water supplies, and it would be of interest, for example to load a truck with water for cleaning, to be able to control to determine which ones should be hooked up and which ones should not, depending on the state of the water at any given time.
Existen multitud de dispositivos y contadores, los cuales se encuentran dispuestos en las redes de agua y que disponen unos sensores de fluido, junto con los correspondientes interfaces de comunicación como sistemas de medición que podemos considerar tradicionales, toda vez que son sistemas internos, que se instalan en el interior de la tubería, o en su paso interno, que requieren realizar una instalación compleja, incluyendo el corte del agua, y el espacio en la tubería bien cortando la misma, o prolongando su longitud con el citado contador.There are many devices and meters, which are arranged in the water networks and have fluid sensors, together with the corresponding communication interfaces as measurement systems that we can consider traditional, since they are internal systems, which are installed inside the pipe, or in its internal passage, which require a complex installation, including cutting off the water, and the space in the pipe, well cutting it, or extending its length with the aforementioned counter.
Son tantos y de tal modo conocido los contadores tradicionales, que consideramos no precisan hacer referencia a ninguna invención en concreto, toda vez que en el supuesto que nos ocupa, precisamente, se aleja de dicha realidad, ya que su instalación es exterior y no intrusiva, alejándose de todo lo conocido, simplificándose tanto su instalación, como su control y funcionamiento.There are so many traditional meters that are known in such a way that we consider that they do not need to refer to any specific invention, since in the case at hand, precisely, it is far from said reality, since its installation is external and non-intrusive. , moving away from everything known, simplifying both its installation, as well as its control and operation.
La presente invención tal y como seguidamente se expone tiene como objeto un contador inteligente de agua mejorado, con el uso de IoT para su control remoto.The present invention, as explained below, has as its object an improved smart water meter, with the use of IoT for its remote control.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
La presente invención es un contador inteligente del consumo de agua mejorado, que se instala sin obra en exterior de la tubería de agua de las arquetas de tomas de agua, en cualquier arqueta con enganche de agua que se disponen en la vía pública, conocidas como bocas de riego, con el fin de poder contar el volumen de agua que sale por dicho enganche, y que una vez obtenida dicha medida de los litros que pasan, lo transmite a un lugar remoto en el que se gestiona dicho consumo, el contador inteligente se encuentra constituido en combinación con un medidor de vibraciones triaxial que se fija en la parte exterior de la tubería de salida antes del enganche y regularmente después de la llave de paso de dicha boca de riego, encontrándose fijado dicho sensor de vibraciones a la tubería de salida bien de forma mecánica (con una brida, abrazadera, cola, etc.) o magnéticamente, este sensor se encuentra conectado a través de un cable y una clavija con el contador inteligente que en su interior dispone de un programa informático que procesará las señales del sensor de vibraciones, en relación con las magnitudes del diámetro de la tubería de entrada, con la presión del agua en dicho punto, junto con la aceleración del agua a la salida de la llave o en la tubería de salida, todo ello determinado en un tiempo en el que se produce dicha vibración, de modo que haciendo uso de un determinado algoritmo se calcula el volumen de litros que se vayan consumiendo, dicho contador inteligente dispone a su vez de un comunicador con su propia antena, que transmite los datos obtenidos a la Web. The present invention is an improved intelligent meter for water consumption, which is installed without work outside the water pipe of the water intake manholes, in any manhole with a water connection that is located on public roads, known as hydrants, in order to be able to count the volume of water that comes out of said coupling, and that once said measurement of the liters that pass is obtained, it transmits it to a remote place where said consumption is managed, the smart meter It is constituted in combination with a triaxial vibration meter that is fixed on the outside of the outlet pipe before the coupling and regularly after the stopcock of said hydrant, said vibration sensor being fixed to the outlet pipe. output either mechanically (with a flange, clamp, tail, etc.) or magnetically, this sensor is connected via a cable and a plug to the smart meter that has a computer program inside that will process the signals of the vibration sensor, in relation to the magnitudes of the diameter of the inlet pipe, with the pressure of the water at said point, together with the acceleration of the water at the outlet of the faucet or in the outlet pipe, all determined in a time in which said vibration occurs, so that using a certain algorithm the volume of liters that are being consumed is calculated, said smart meter has a communicator with its own antenna, which transmits the data obtained to the web.
Para el funcionamiento dispone de su propia batería en su interior, junto con un sensor de temperatura, que según el caso se encuentra en el propio sensor de vibraciones, y unas luces de control para conocer el estado y funcionamiento del propio contador inteligente.For operation, it has its own battery inside, together with a temperature sensor, which depending on the case is located in the vibration sensor itself, and some control lights to know the status and operation of the smart meter itself.
El sensor de vibración es un sensor de acelerómetro de 3 ejes de bajo consumo y largo alcance, con sensor de alta sensibilidad para garantizar una alta fiabilidad y estabilidad a largo plazo.The vibration sensor is a long-range, low-power 3-axis accelerometer sensor with high-sensitivity sensor to ensure high reliability and long-term stability.
El sensor de vibraciones puede transmitir 8 tipos de valores característicos de vibración pre-calculados y admitir la detección de vibraciones en tres dimensiones, es decir en los tres ejes x, y, z de la tubería. Al aplicar el estándar de vibraciones ISO 10816, este sensor ayuda a recopilar datos para el control diario del monitor.The vibration sensor can transmit 8 kinds of pre-calculated vibration characteristic values and support vibration detection in three dimensions, that is, in the three axes x, y, z of the pipeline. By applying the ISO 10816 vibration standard, this sensor helps to collect data for daily monitoring of the monitor.
El contador inteligente se puede conectar fácilmente por medio de la tecnología inalámbrica y local. Preferiblemente se realizará mediante transmisión inalámbrica utilizando para ello (2G/3G/4G/5G), Sigfox, Lorawan, NB-ioT, Wifi, BLE para evitar los datos a el servidor donde se ubica la web de control.The smart meter can be easily connected via local and wireless technology. Preferably it will be done by wireless transmission using (2G/3G/4G/5G), Sigfox, Lorawan, NB-ioT, Wifi, BLE to avoid the data to the server where the control web is located.
Contador inteligente dispone de una o varias baterías de litio que pueden durar hasta 10 años, que alimentan a todos sus componentes.Smart meter has one or more lithium batteries that can last up to 10 years, which feed all its components.
Con el fin de ahorrar un consumo de energía innecesario, el contador inteligente dispone de un módulo que permite al usuario configurar el horario de trabajo con anticipación e ingresa al ciclo de suspensión, tasa de actualización de datos.In order to save unnecessary energy consumption, the smart meter has a module that allows user to set working hours in advance and enter sleep cycle, data update rate.
Este sensor de vibraciones puede detectar la temperatura del objeto de medición, además de la vibración, al objeto de predecir posibles fallos.This vibration sensor can detect the temperature of the measurement object, in addition to vibration, in order to predict possible failures.
La instalación tanto del contador inteligente como del sensor de vibraciones, se encuentran colocados siempre en el exterior, lo que conlleva que no se precise realizar ninguna obra, ni corte de agua para su instalación.The installation of both the smart meter and the vibration sensor are always placed outside, which means that no work or water cut is required for their installation.
Además puede resultar que el sensor de vibraciones se pueda encontrar encastrado en el propio contador inteligente, dejando siempre una de sus paredes libres que será la que se ponga en contacto con la tubería de salida del agua para captar las vibraciones y aceleración del agua, de modo que todo el contador inteligente sea compacto y de fácil instalación, todo ello en función del espacio que se disponga en la propia arqueta en la que se instala.In addition, it may turn out that the vibration sensor can be found embedded in the smart meter itself, always leaving one of its walls free, which will be the that comes into contact with the water outlet pipe to capture the vibrations and acceleration of the water, so that the entire smart meter is compact and easy to install, all depending on the space available in the casket itself in the which is installed.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
A continuación, mediante los dibujos se explican las diferentes partes y disposiciones de los elementos que forman parte de la presente invención de contador inteligente del consumo de agua mejorado objeto de la presente invención. Complementando así la memoria descriptiva, ilustrando el ejemplo preferente pero en ningún caso limitante de la invención.Next, through the drawings, the different parts and arrangements of the elements that are part of the present invention of the improved smart water consumption meter object of the present invention are explained. Thus complementing the specification, illustrating the preferred example but in no way limiting the invention.
La Figura 1, muestra una vista de los componentes que lleva el contador inteligente del consumo del agua mejorado con su sensor de vibraciones conectado a través del cable y clavija, junto con su programa, comunicador, antena, temporizador, batería y sensor de temperatura.Figure 1 shows a view of the components of the improved smart water consumption meter with its vibration sensor connected through the cable and plug, together with its program, communicator, antenna, timer, battery and temperature sensor.
La Figura 2, se muestra una vista de una arqueta en la que se encuentra la llave de la tubería de traída del agua y la tubería de salida con su enganche (racor).Figure 2 shows a view of a chest in which the key for the water supply pipe and the outlet pipe with its hook (fitting) are located.
La Figura 3, se muestra una vista de la arqueta de la figura 2 en la cual se encuentra instalado el sensor de vibraciones y el contador inteligente ambos apoyados y en contacto con la tubería de salida.Figure 3 shows a view of the box of figure 2 in which the vibration sensor and the smart meter are installed, both supported and in contact with the outlet pipe.
La Figura 4, se muestra en este caso una vista de la arqueta de la figura 2, en la cual por un lado el sensor de vibraciones se encuentra sobre la tubería de salida del agua, mientras que el contador inteligente se encuentra colocado en una pared vertical de la arqueta.Figure 4 shows, in this case, a view of the box in figure 2, in which, on the one hand, the vibration sensor is located on the water outlet pipe, while the smart meter is placed on a wall. vertical of the casket.
La Figura 5, viene a representar la misma figura 4 pero con las magnitudes del: diámetro de la tubería de entrada, la presión del agua en la tubería de entrada, la aceleración del agua en la tubería de salida, la turbulencia del agua en la tubería de salida y la vibración producida, que es captada por el sensor de vibraciones, del contador inteligente del consumo del agua mejorado. Figure 5 represents the same figure 4 but with the magnitudes of: diameter of the inlet pipe, the pressure of the water in the inlet pipe, the acceleration of the water in the outlet pipe, the turbulence of the water in the outlet pipe and the vibration produced, which is captured by the vibration sensor, of the improved smart water consumption meter.
La Figura 6, viene a representar la misma disposición del contador inteligente instalado como en la figura 3, pero en este supuesto el sensor de vibraciones se encuentra encastrado en la parte inferior del mismo y en contacto con la tubería de salida del agua, de forma compacta.Figure 6 represents the same arrangement of the smart meter installed as in figure 3, but in this case the vibration sensor is embedded in the lower part of it and in contact with the water outlet pipe, so compact.
Descripción de los diferentes elementos de la invenciónDescription of the different elements of the invention
1. - Contador inteligente del consumo de agua.1. - Smart water consumption meter.
2. - Sensor de vibraciones.2. - Vibration sensor.
3. - Cable de conexión entre contador (1) y sensor (2).3. - Connection cable between meter (1) and sensor (2).
4. - Clavija del cable (3 con el contador (1).4. - Cable plug (3 with counter (1).
5. - Programa informático con el algoritmo.5. - Computer program with the algorithm.
6. - Comunicador.6. - Communicator.
7. - Antena del comunicador (6).7. - Communicator antenna (6).
8. - Pantalla de señales o luces de control de funcionamiento del contador (1).8. - Display of signals or lights to control the operation of the meter (1).
9. - Temporizador.9. - Timer.
10. - Batería.10. - Battery.
11. - Sensor de temperatura.11. - Temperature sensor.
12. - Arqueta.12. - Chest.
13. - Llave de paso del agua.13. - Water stopcock.
14. - Tubería traída de agua entrante.14. - Pipe brought incoming water.
15. - T ubería de agua salida.15. - Outlet water pipe.
16. - Enganche.16. - Hitch.
A.- Aceleración del agua.A.- Acceleration of the water.
D.- Diámetro de la tubería (13).D.- Pipe diameter (13).
P.- Presión del agua en la tubería de entrada (13).P.- Water pressure in the inlet pipe (13).
T.- Turbulencia.T.- Turbulence.
V.- Vibración producida por la turbulencia del agua (T) con la aceleración (A).V.- Vibration produced by the turbulence of the water (T) with the acceleration (A).
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un contador inteligente (1) del consumo del agua mejorado que comprende en combinación:In view of the above, the present invention refers to an improved smart meter (1) for water consumption that comprises in combination:
A) De un sensor de vibraciones (2) el cual se encuentra montado por la parte exterior de una tubería de salida (15) del agua próxima al enganche (16), y que recoge las señales de la vibración (V) y aceleración (A) del agua de los tres ejes x, y z.A) A vibration sensor (2) which is mounted on the outside of a water outlet pipe (15) close to the coupling (16), and which collects vibration (V) and acceleration ( A) of the water of the three axes x, and z.
B) Un programa informático (5) que, con un algoritmo, que tiene en cuenta las magnitudes de: Diámetro (D) de la tubería de entrada (14), la Presión (P) en dicho punto de entrada, la Aceleración (A) del agua a la salida de la llave de paso (13) en la tubería de salida (15) y el tiempo de duración de la vibración (V) determina el caudal (m3/hora) del agua que pasa.B) A computer program (5) that, with an algorithm, which takes into account the magnitudes of: Diameter (D) of the inlet pipe (14), the Pressure (P) at said inlet point, the Acceleration (A) of the water at the outlet of the stopcock (13) in the outlet pipe (15) and the vibration duration time (V) determines the flow rate (m3/hour) of the passing water.
C) Un comunicador (6) el cual transmite los datos que le son proporcionados por el programa informático (5), a la Web a través de su antena (7).C) A communicator (6) which transmits the data provided by the computer program (5) to the Web through its antenna (7).
D) Un temporizador (9) para controlar los tiempos de duración de las vibraciones (V) y los reposos o paradas.D) A timer (9) to control the duration times of the vibrations (V) and the rests or stops.
E) Un sensor de temperatura (11) para determinar las condiciones del funcionamiento del contador inteligente (1) en relación con el sensor (2).E) A temperature sensor (11) to determine the operating conditions of the smart meter (1) in relation to the sensor (2).
F) Una batería (10) de alimentación del contador inteligente (1) y todos sus componentes.F) A battery (10) to power the smart meter (1) and all its components.
G) Pantalla de señales o luces de control (8) del funcionamiento del contador inteligente (1), tanto de su puesta en marche, del estado del sensor de vibraciones, comunicaciones, etc.G) Screen of signals or control lights (8) of the operation of the smart meter (1), both its start-up, the state of the vibration sensor, communications, etc.
Para el funcionamiento del contador inteligente (1) del consumo de agua, el sensor de vibraciones (2) deberá de ser instalado en la parte exterior de la tubería de salida (15) próxima al enganche (16) y será sujetado bien mecánicamente o magnéticamente, de modo que la turbulencia (T) producida por la aceleración (A) y los rozamientos propios del agua en el interior de la tubería de salida (15) que dan lugar a las vibraciones (V) captadas por el sensor de vibraciones (2) y que, que se relacionan con la presión (P) del agua en la tubería de entrada (14), el diámetro (D) de la tubería de entrada, para que teniendo en cuenta el tiempo de la vibración utilizando el algoritmo que dispone el programa informático (5) se establezca el volumen del agua que esté pasando y en consecuencia siendo consumido, lo que será transmitido por el contador inteligente (1) a través de su comunicador (6) con la antena (7) a la Web. For the operation of the smart meter (1) of water consumption, the vibration sensor (2) must be installed on the outside of the outlet pipe (15) close to the hook (16) and will be fastened either mechanically or magnetically. , so that the turbulence (T) produced by the acceleration (A) and the friction of the water inside the outlet pipe (15) that give rise to the vibrations (V) captured by the vibration sensor (2 ) and that, which are related to the pressure (P) of the water in the inlet pipe (14), the diameter (D) of the inlet pipe, so that taking into account the vibration time using the algorithm available The computer program (5) establishes the volume of water that is passing through and consequently being consumed, which will be transmitted by the smart meter (1) through its communicator (6) with the antenna (7) to the Web.
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