[发明专利]通过墙装插座测量住宅或商业建筑的功率消耗的系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求以下申请的优先权：于2009年9月21日提交的美国临时专利申请序号61/244,114；于2009年11月24日提交的美国临时专利申请序号61/264,162；以及于2010年6月22日提交的美国临时专利申请序号61/357,412；它们的全部内容在此整体地纳入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种通过墙装插座测量住宅或商业建筑的功率消耗的系统及方法。

背景技术

住宅、办公室和其它建筑物（住所）的用电一般指整个计费期的用电，期间没有消费者或顾客可知道将会用多少用电量，直至电力公司将账单寄往消费者。在许多情况下，由于用电量比预期高，电力或电费单会导致消费者“目瞪口呆”。由于现今消费者和企业具有较多的电子设备（如大屏幕电视、计算器等等），电费在多年来已普遍地增加和变得难以预料。

业已证明，为消费者提供实时或最新的（例如每天的）用电量和/或用电量计费信息，消费者的每月用电量最终会少10％至20％。在过去的最近一段时间，业已有人试图提供这样的信息，包括使用智能电表、功率传感器、电表以及电器/插头传感器来收集用电量数据，并为消费者提供实时或最新的用电量信息。

智能电表为具有内置“智能体”（例如，处理系统）的电表，其可收集和传达住宅内所用功率的用电数据。智能电表已取代传统的具有机电转盘的“无智能式”功率计，所述功率计包括大的圆盘，其在电力被消耗时旋转。智能电表使电力公司可远程地读取用电量，也可用于为消费者提供实时或最新的用电信息。智能电表昂贵且需要电工来安装，这使成本进一步增加。

功率传感器为电子设备，其通常安装在现有的传统电表、断路器或保险丝盒内。功率传感器通常直接安装在进入或引出电表、断路器、或保险丝盒的高压在线。有些功率传感器使用磁性传感器，其可检测由电源线产生的磁场。归因于用于生产功率传感器的电组件，功率传感器可以很昂贵，而且其安装成本也高，因为电工必须在高压在线或在功率计的玻璃盖内进行安装。

抄表器一般利用光学阅读器，其能够感测功率计圆盘上的条纹，所述圆盘在功率计检测用电量时会旋转。抄表器计算条纹的旋转次数并使用该次数来计算消费者使用的用电量。抄表器可由消费者围绕绑在功率计的观察窗。抄表器的价钱通常超过100美元，并要求消费者具备基本水平的机械技术来进行安装。

电器/插头传感器为配置成插入墙装插座的设备，而电器则插入该电器/插头传感器。电器/插头传感器能够测量与其连接的电器的功率消耗，并可将测得的功率传递到一个中心位置，大体在电器/插头传感器附近（即在住宅内）。电器/插头传感器的价钱通常约100美元。虽然电器/插头传感器实际上不需要技术来安装，但为了测量在住宅内消耗的总功率，必须购买值数千美元的电器/插头传感器，以便可独立地测量每一电器。

虽然上述的用于测量住宅的功率的技术可有效和有用地让消费者监控用电量，但每种技术都有缺点，不是在成本方面就是在消费者安装要求方面。

发明内容

为了克服现有的功率检测系统和设备的缺点，本发明构思的要素为提供一种插座计量器，其可测量整个住宅网络或其它网络上的设备的电阻和/或复数阻抗，并确定总用电量。住宅电源线一般配置成包括两个电路或相位，其被在保险丝盒或断路器之处的电容器相隔开。插座计量器可产生高频（HF）信号，该信号传递到与墙装插座连接的电源在线，其中由于频率够高，所以该高频信号可穿过在保险丝盒或断路器之处的电容器，以致于两个电源电路上的电器的阻抗皆可被测量。插座计量器可采用相干或非相干测量技术。另外，插座计量器可配置成采用相干或非相干技术来使用反射计技术，以测量电路上的电器的复数阻抗。在一个实施例中，可以进行时域用电测量，该些测量可比较不同电器的用电“特征”，以确定电器种类、构造、甚至是型号。