KR0119708Y1 - 압력센서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광결합소자의 광량변화에 따른 전압변화를 통해 수위를 감지하도록 하여 기존과 동일한 결과를 얻으면서 부품수 삭제에 따른 작업공수의 간결 및 원가를 절감하도록 하는 압력센서에 관한 것이다.

상,하부 커버로 이루어진 본체 내부에 다이어프램을 구비하고 상기 본체와 다이어프램에 의해 형성된 수압실의 압력변화에 따른 다이어프램의 변화에 의해 수압실내의 압력을 검지하는 압력센서에 있어서, 상기 다이어프램의 변화에 비례하면서 단면적에 의해 광의 통과량이 제어되도록 하는 광차단부재를 구비하고, 상기 광차단부재의 승강경로를 중심으로 발광소자와 수광소자를 대향되게 설치하여 상기 발광소자로 부터 인가된 광량에 따라 변화되는 수광소자의 출력전압을 통해 수압실내의 압력을 검지하도록 하는 구성을 특징으로 한다.

Description

압력센서

제 1도는 종래의 압력센서를 보인 단면도.

제 2도는 종래의 발진회로 회로도.

제 3도는 본 고안 압력센서를 보인 단면도.

제 4도는 본 고안의 압력센서에 따른 신호감지 회로도.

제 5도는 광차단부재의 실시예를 보인 측면도.

제 6도는 포토트랜지스터의 출력전압에 따른 세탁수위를 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 광차단부재 202 : 통공

210 : 발광다이오드 220 : 포토트랜지스터

본 고안은 세탁기의 세탁수위를 제어하기 위한 압력센서에 관한 것으로, 특히 세탁량 변동에 따른 세탁수위의 높이를 조절하기 위해 수압실내 압력을 광결합 소자의 광량변화를 통해 검지하도록 하는 것이다.

일반적으로 세탁기의 수위를 조절하는데 이용되는 압력센서는 LC발진회로의 발진 주파수 변화에 따라 세탁수위를 조절하도록 되어 있다.

즉, 세탁수의 유입량에 따라 압력센서의 발진 주파수는 변화하게 되며 이 변화된 주파수에 따라 제어부에서 세탁에 필요한 적당량의 세탁수를 제어하여 불필요한 세탁수 낭비를 줄이도록 하고 있다.

이러한 일예로 종래의 압력센서는 제 1도에 도시된 바와 같이 세탁기에 유입된 세탁수위에 따라 압력센서의 하부에 구비된 흡기구(C)를 통해 그 압력이 전달되도록 구성되며, 이는 하부커버(10)와 다이어프램(20)에 의해 형성된 수압실의 압력변화, 즉 세탁수의 유입량에 따라 다이어프램(20)에 압력이 작용하여 퓨셔(30)에 고정된 금속코어(40)가 스프링(50)을 밀어올리면서 보빈(60)의 중공부로 안내되어 보빈(60)에 권선된 코일의 리액턴스값을 변화시키도록 구성되어 있다.

이때 보빈(60)에 권선된 코일의 리액턴스값은 금속코어(40)가 보빈(60) 내부로 진입하는 위치에 따라 비례적으로 커지며 발진주파수는 반대로 작아진다. 즉, 제 2도와 같이 보빈에 권선된 코일로 이루어지는 LC발진회로의 발진주파수를 입력으로 하여 제어부에서 세탁수의 유입을 제어하게 된다.

이와같이 발진주파수 변화로 수위를 감지하는 종래 고안은 광량변화에 따른 전압변화를 통해 세탁수위를 제어하도록 하는 본고안과 대비하여 볼 때, 발진주파수를 얻기위해 필수적으로 구비되어야 하는 코일이 권건된 보빈 및 발진회로에 들어가는 하이브리드 IC등이 제시되어야 하기 때문에 조립공수가 많고 또한 작업공정이 복잡할 뿐만 아니라 압력센서의 원가부담이 크지 않을 수 없는 것이다.

또한 주파수방식은 마이콤에 과부하가 걸려 수위감지 주파수를 카운팅하는 동안 다른 입력신호에 대해서는 신호처리를 하지 못하는 결점이 있는 것이다.

본 고안은 상기한 사정을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 광결합소자의 광량변화에 따른 전압변화를 통해 수위를 감지하도록 하는 압력센서를 제공하는 것이다.

본고안의 다른 목적은 기존과 동일한 결과를 얻으면서 부품수 삭제에 따른 작업공수의 간결 및 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 압력센서를 제공하는 것이다.

본고안의 또다른 목적은 마이콤에 걸리는 부하를 줄여 수위감지신호를 처리하면서 다른 입력신호에 대해 로스타임없이 신호처리가 가능하도록 하는 압력센서를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 수압에 따라 유동하는 다이어프램의 변화를 광량변화를 통해 얻도록 함으로써 달성되는데, 이는 상,하부 커버로 이루어진 본체내부에 다이어프램을 구비하고 상기 본체와 다이어프램에 의해 형성된 수압실의 압력변화에 따른 다이어프램의 변화에 의해 수압실내의 압력을 검지하는 압력센서에 있어서, 상기 다이어프램의 변화에 비례하면서 단면적에 의해 광의 통과량이 제어되도록 하는 광차단부재를 구비하고, 상기 광차단 부재의 승강경로를 중심으로 발광소자와 수광소자를 대향되게 설치하여 상기 발광소자로 부터 인가된 광량에 따라 변화되는 수광소자의 출력전압을 통해 수압실내의 압력을 검지하도록 하는 구성을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 종래 발진주파수를 얻기 위해 필요한 보빈 및 발진회로가 배제되어 압력센서의 조립이 간결해질 뿐만 아니라 부품수 삭제에 따른 원가가 절감되어 생산성 향상을 기대할 수 있게 되는 것이다.

또한 주파수방식에 비해 마이콤에 걸리는 부하가 줄어들어 로스타임이 없어지며, 따라서 수위를 감지하면서 다른 입력신호에 대한 신호처리가 가능하게 된다.

계속해서 본고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 3도는 본고안의 압력센서 구조를 보인 종단면도로서, 도면중 부호100은 압력센서의 본체를 나타낸 것이다. 이의 본체(100)는 기존의 압력센서의 외형과 동일하게 위로부터 상부커버(110)와 케이스(120) 그리고 흡기구(C)가 구비된 하부커버(130)로 구성되며, 상기 케이스(120)와 하부커버(130) 사이에 다이어프램(140)을 개재하여 다이어프램(140)과 하부커버(130)에 형성된 수압실(131)내로 흡기구(C)를 통해 전달되는 수압에 의해 상기 다이어프램(140)이 부상되도록 구성된다.

또한 상기 상부커버(110)에는 내주에 나사산(151)이 형성된 관체(150)내에 일정한 탄성을 갖는 스프링(160)이 수용되며, 상기 스프링(160)은 관체(150) 내주에 형성된 나사산(151)과 나사조립되는 덮개(170)의 승,하강에 따라 그 탄성력이 조절되도록 한다.

이러한 관체(150)는 후술할 광차단부재(200)의 승강력을 제한함과 동시에 다이어프램(140)의 유동에 따른 전달유동을 방지하여 정확한 수압을 측정하도록 하는 것이다.

그리고 상기 상부커버(110)에 의해 형성된 공간에는 광결합소자인 발광다이오드(210)로 이루어진 발광소자와, 포토트랜지스터(220)로 이루어진 수광소자가 대향되게 설치되며, 이들은 각각 수용부재(211)(221)에 의해 수용되면서 그 수용부재(211)(221)가 상부커버(110)의 상면에서 본체(100)를 세탁기의 소정위치에 결합시키기 위한 브라켓트(230)와 함께 나사조립된다.

이때 상기 발광다이오드(210) 및 포토트랜지스터(220)는 광차단부재(200)가 승강자재하도록 그 경로를 유지하기 위해 일정간격으로 이격되어야 하는 것은 당연할 것이다.

도면중 부호 200은 상기 다이어프램(130)의 변화에 따라 승강되면서 발광다이오드(210)으로 부터 주사된 광을 차단하여 포토트랜지스터(220)의 출력전압이 변화되도록 하기 위한 광차단부재로써, 상기 광차단부재(200)는 비자성체 재질로 이루어지며, 이는 다이어프램(140)의 상면에 설치된 퓨셔(145)에 삽입되어 흡입구(C)를 통해 유입된 수압에 의해 다이어프램(140)의 변화와 비례하면서 상기 발광다이오드(210)와 포토트랜지스터(220)의 중심부로 승강하게 된다. 상기 광차단부재(200)의 승강동작은 포토트랜지스터(220)에 수광되는 광을 수압에 비례하면서 차단함으로써 포토트랜지스터(220)의 출력전압을 변화시키게 되며, 이의 출력전압은 세탁수위를 제어하기 위한 척도로 이용되는 것이다.

도면중 부호 111은 발광다이오드 및 포토트랜지스터의 전원공급 및 출력전압을 인출하기 위한 단자를 수용하는 소켓이다.

제 5도는 상기 광차단부재(200)를 상세하게 보인 측단면도로서, 상부에는 상기 관체(150)에 수용되어 있는 스프링(160)과 결속되어 유동을 방지하면서 다이어프램(140)의 부상과 함께 관체(150) 내로 유입되는 결합부(201)가 구비되며, 중앙에는 발광다이오드(210)로 부터 주사되는 광량을 수압변동에 따라 차단할 수 있도록 통공(202)의 하면에 광차단돌기(203)가 구비된 광차단부(204)이 형성되어 있다. 이때 상기 광차단부(204)의 통공(202)은 초기에 발광다이오드(210)의 주사광이 포토트랜지스터(220)에 모두 수광될 수 있는 위치에 설정되어야 함은 당연할 것이다.

또한 하부에는 퓨셔(145)에 고정되어 다이어프램(140)의 변화를 전달하도록 하는 접면부(205)가 일체로 구성되어 있다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면, 제3도와 같이 구성된 본고안의 압력센서는 세탁기의 수위를 김지할 수 있는 위치에 설치되어, 세탁기로 유입되는 세탁수위에 따라 변화하는 공기압을 감지하여 세탁수량을 제어하게 되는데, 이는 본체(100)의 하부커버(130)에 구비된 홉기구(C)를 통해 하부커버(130)와 다이어프램(140)에 의해 형성된 수압실(131)내로 압력이 작용하게 된다.

이때 상기 다이어프램(140)은 수압실(131)내 압력이 팽배해짐에 따라 점점 부상하게 되고, 아울러 퓨셔(145)에 고정된 광차단부재(200)가 수직으로 상승하면서 소정위치에 대향되게 설치된 발광다이오드(210)와 포토트랜지스터(220)의 중심부로 상승하면서 발광다이오드(210)로 부터 조사된 광을 부분적으로 차단하여 포토트랜지스터(220)의 출력전압을 변화시키게 된다.

이를 좀더 상세하게 설명하면 제 4도의 회로도와 같이 발광다이오드(210)에서 조사된 광이 포토트랜지스터(220)를 동작시키는 패러미터로 작용하고 그 광량에 따라 포토트랜지스터(220)의 베이스단자를 여기시켜 콜렉터-이미터 전압을 형성하게 되며, 이러한 콜렉터-이미터간 전압은 광차단부재(200)의 차단면적에 따라 변화하게 되는데, 이의 전압은 곧바로 다이어프램(140)의 변화에 비례하여 즉, 포토트랜지스터(220)에 입사된 광량에 따라 변화되는 출력전압을 통해 제어부(도면생략됨)에서 세탁수위를 제어하게 되는 것이다. 도면중 미설명 부호 D1, D2는 노이즈 방지용 다이오드이며, R1, R2 출력전압 제한용 저항이다.

즉, 제 6도의 포토트랜지스터의 출력전압에 따른 세탁수위를 보인 그래프에서와 같이 포토트랜지스터(220)의 출력전압에 따라 세탁수위가 직선적으로 변화하여 제어됨을 알 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 전압변화에 의해 수위를 감지하도록 구성되어 있기 때문에 기존의 주파수변환방식의 구성에 비해 그 구성이 간단하여 부품수가 줄어들고 아울러 조립공수의 간결화에 따른 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 압력센서의 가격을 더욱 낮추어 적용제품의 전반적인 가격경쟁을 갖출 수 있는 효과가 기대되는 유용한 고안인 것이다.

또한 본고안에 의해 제시된 전압방식에 따른 수위감지방법은 주파수방식에 비해 마이컴에 걸리는 부하가 감소되어 수위변동신호를 카운팅하면서 로스타임없이 다른 입력신호에 대해서도 동시에 처리할 수 있기 때문에 제품의 고급화를 실연할 수 있는 효과도 기대된다.

Claims (2)

1. 상,하부커버로 이루어진 본체의 내부에 다이어프램을 갖는 상기 본체와 다이어프램에 의해 형성된 수압실의 압력변화에 따른 다이어프램의 변화에 의해 수압실내의 압력을 검지하는 압력센서에 있어서, 상기 다이어프램의 변화에 비례하면서 단면적에 의해 광의 통과량이 제어되도록 하는 광차단부재(200)를 구비하고, 상기 광차단부재의 승강경로를 중심으로 발광소자와 수광소자를 대향되게 설치하여 상기 발광소자로 부터 인가된 광량에 따라 변화되는 수광소자의 출력전압을 통해 수압실내의 압력을 검지하도록 구성된 압력센서.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광차단부재(200)는 상부에 수용되어 있는 스프링(160)과 결속되어 유동을 방지하면서 다이어프램(140)의 부상과 함께 관체(150) 내로 유입되는 결합부(201)와, 중앙에 발광다이오드(210)로 부터 주사되는 광량을 차단하기 위해 하면에 통공(202)에 광차단돌기(203)가 구비된 광차단부(204)와, 하부에는 퓨셔(145)에 고정되어 다이어프램(140)의 변화를 전달하도록 하는 접면부(205)가 일체로 구성된 압력센서.