KR0121864Y1 - 광센서를 이용한 정수기의 수위검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은, 광센서를 이용해서 정수기의 수위를 정확히 검출함으로써 정수기의 보조장치인 펌프 및 솔레노이드밸브를 원하는 위치에서 정지 또는 기동시킬 수 있도록 된 센서를 이용한 정수기의 수위범출장치에 관한 것이다.
본 고안에 있어서, 센서부(13)는 발광부(7)와 수광부(8)의 종단에 평면렌즈(21) 또는 볼록렌즈(22)를 밀착하여 취부시켜 발광부(7)로부터 방사된 빛이 렌즈의 종단면에 부딪힐 경우 종단면을 기준으로 저수조내의 물의 유, 무에 따라 입사각에 따른 빛의 굴절을 이용하여 수광부(8)를 턴온/턴오프시킴으로써 저수조내의 수위의 상태를 검출할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

광센서를 이용한 정수기의 수위검출장치
제1도는 종래 정수기의 수위검출장치의 블록도,
제2도(a) 내지 제2도(c)는 기존의 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면,
제3도는 본 고안에 따른 전체 구성 블록도,
제4도(a) 및 제4도(b)는 본 고안에 따른 발광부와 수광부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면,
제5도(a) 및 제5도(b)는 본 고안에 따른 발광부와 수광부의 동작상태를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
7:발광부 8:수광부
11:전원부 12:광원발생부
13:센서부 14:수광증폭부
15:출력구동부 16:보조기
21:평면렌즈 22:볼록렌즈
[산업상의 이용분야]
본 고안은 광센서를 이용해서 정수기의 수위를 정확히 검출함으로써, 예컨대 정수기의 보조장치인 펌프 및 솔레노이드밸브를 원하는 위치에서 정지 또는 가동시킬 수 있도록 광센서를 이용한 정수기의 수위검출장치에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
제1도는 종래 정수기의 수위검출장치의 블록도를 나타낸 것으로, 이는 정수되어진 물의 TDS(TOTAL DISSOLVED SOLIDS)값에 따른 물의 저항값을 측정하고, 이와 같이 측정된 물의 저항값과 기준값을 비교하여 물의 존재 유무를 판별하도록 된 것이다.
제1도에 있어서 저수조(1)의 내부에 설치된 접지 검출센서와, 저수위 검출 센서 및, 만수위 검출센서는 모두 전도체인 금속으로되어 있다. 여기서, 물이 저수조(1)의 하단으로부터 서서히 상승하여 저수위 지점 또는 만수위 지점에 도달하였을 경우, 각 전극에는 직류 또는 교류를 인가하는 전원부(2)로부터 항상 직류 또는 교류의 전류가 흐르고 있다. 따라서, 저수위 지점과 접지간, 만수위 지점과 접지간의 저항값을 측정하고, 이 측정된 저항값과 기준값 발생부(3)에 미리 설정된 기준값과의 대소를 비교기(4)에서 비교하여 그에 따른 출력을 취하게 된다. 그리고, 이와 같이 취해진 출력에 의해 출력구동부(5)가 구동되어 보조기(6)의 동작이 제어됨으로써 저수조(1)내로의 물의 유입이 제어될 수 있게 된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 정수기의 수위검출장치에서는 저항값을 측정하기 위해 직류 또는 교류의 전류가 항상 공급되고 있기 때문에, 직류가 공급될 경우에는 접지단자와 저수위 지점 또는 만수위 지점 사이에 물이 위치하고 있는 동안에는 연속적으로 전기분해가 이루어지고, 교류가 공급될 경우에는 매초마다 60회씩 전기분해가 이루어지게 된다.
이와 같이 전기분해가 진행되고 있는 동안에는 사용전극이 금속으로 되어 있기 때문에, 인체에 유해한 금속성 전기분해 부산물이 생성될 수 있다.
또한, 정수기의 사용기간이 경과됨에 따라 TDS값이 변화하여 TDS값이 낮아진 경우, 이를 보정하기 위해 감도를 맞추면 TDS값이 높을때 오동작을 할 수 있고, TDS값이 높아진 경우, 이를 보정하기 위해 감도를 맞추면 TDS값이 낮을때 오동작을 하게 되는데, 이러한 오동작은 원하는 위치에서 보조기의 기동 또는 정지의 기능이 상실되어 임의적으로 동작을 하게 됨으로서 보조기 및 정수필터의 수명을 단축시키게 된다.
제2도(a) 내지 제2도(c)는 종래의 광센서를 이용하여 정수기의 수위를 검출하는 구성을 나타낸 것으로, 여기서는 발광부(7)와 수광부(8)로 이루어진 센서부만을 도시하여 수위검출동작에 대해 설명한다.
먼저, 제2도(a)에 나타낸 바와 같이 센서가 감지할 수 있는 유효거리 밖에 물이 있는 경우에는 센서의 발광부(7)에서 방사된 빛이 방사각으로 직진 소멸되므로 수광부(8)에는 빛이 도달하지 못하게 되어 물이 없음을 감지할 수 있게 된다.
다음에, 제2도(b)에 나타낸 바와 같이 계속하여 물을 정수기의 저수조에 유입시킴으로써 물의 위치가 센서방향으로 상승됨에 따라 센서와 물의 거리가 센서가 감지할 수 있는 유효거리에 이르렀을 경우, 발광부(7)로부터 방사된 빛의 일부가 물의 표면에 반사되어 수광부(8)에 도달하게 되어 수광부(8)를 턴온시킴으로써 물이 유효거리에 있음을 감지할 수 있게 된다. 그러나, 제2도(c)에 나타낸 바와 같이 저수조에 물을 더 채워 물의 위치를 더 상승시켰을 경우에는 발광부(7)에서 방사된 빛이 방사각으로 직진 소멸되게 되어 수광부(8)에는 빛이 도달하지 못하게 됨으로써 물이 없는 것으로 감지하게 된다. 따라서, 물이 정수기의 저수조를 넘치게 되어도 이를 감지할 수 없게 된다.
또한, 물이 센서의 유효거리 이내에 있는 경우에도 정수기의 보조장치의 동작에 따라 발생되는 물결에 의해 난반사가 발생되어 오동작을 유발시킬 수 있게 된다.
[고안의 목적]
본 고안은 상기한 점을 감안하여 안출된 것으로, 광센서를 이용해서 정수기의 수위를 정확히 검출할 수 있도록 된 센서를 이용한 정수기의 수위검출장치에 관한 것이다
[고안의 구성]
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 전체 회로에 전원을 공급하는 전원부와, 이 전원부로부터 인가되는 전원에 따라 광원을 발생시키는 광원발생부, 이 광원발생부로부터 인가되는 광원을 발광부에서 인가받아 빛을 방사시켜 저수조내의 물의 유, 무에 따라 수광부가 턴온/턴오프되는 센서부, 이 센서부의 수광부로부터 출력되는 신호를 증폭시키는 수광증폭부, 이 수광증폭부의 출력에 따라 구동출력을 발생시키는 출력구동부 및, 이 출력구동부의 출력에 따라 동작되는 보조기를 구비하여 이루어진 정수기의 수위검출장치에 있어서, 상기 센서부는 발광부와 수광부의 종단에 평면렌즈 또는 볼록렌즈를 밀착하여 취부시켜 발광부로부터 방사된 빛이 렌즈의 종단면에 부딪힐 경우 종단면을 기준으로 저수조내의 물의 유, 무에 따라 입사각에 따른 빛의 굴절을 이용하여 수광부를 턴온/턴오프시킴으로써 저수조내의 수위의 상태를 검출할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
[작용]
상기와 같이 구성된 본 고안은, 센서부를 구성하는 발광부와 수광부의 종단에 평면렌즈 또는 볼록렌즈를 밀착하여 취부시키고, 발광부로부터 방사된 빛이 렌즈의 종단면에 부딪힐 경우 종단면을 기준으로 저수조내의 물의 유, 무에 따라 입사각에 따른 빛의 굴절을 이용하여 수광부를 턴온/턴오프시킴으로써 저수조내의 수위의 상태를 검출할 수 있게 된다.
[실시예]
이하, 예시도면을 참조해서 본 고안에 따른 1실시예를 상세히 설명한다.
제3도는 본 고안에 따른 광센서를 이용한 정수기 수위검출장치의 전체 블록도를 도시한 것이고, 제4도(a) 및 제4도(b)는 본 고안에 따른 발광부(7)와 수광부(8)로 이루어진 센서부(13)의 개념을 설명하기 위한 도면으로, 본 도면에서는 발광부(7)와 수광부(8)로 이루어진 센서부(13)에 대해 중점적으로 설명한다. 여기서, 발광부 및 수광부는 제2도에 도시된 발광부 및 수광부와 동일한 구성으로 되어 있다.
본 고안에 따른 광센서는 기존의 일반적인 광센서의 동작과는 달리 발광부(7)와 수광부(8)의 종단에 제4도(a)에 나타낸 바와 같이 평면렌즈(21)를 밀착하여 취부하거나, 제4도(b)에 도시된 바와같이 볼록렌즈(22)를 밀착하여 취부시키고 있다. 따라서, 발광부(7)에서 방사된 빛이 렌즈(21 또는 22)의 종단면에 부딪칠 경우에는 종단면을 기준으로 입사각에 따른 빛의 굴절현상이 이루어지게 된다. 이때의 굴절로 인해 발광부(7)에서 방사된 빛의 일부가 수광부(8)에 도달하게 되어 수광부(8)가 턴온되게 된다. 이와 같이 본 고안은 빛이 평면렌즈(21) 또는 볼록렌즈(22)를 통과할때 발생하는 빛의 굴절현상을 이용하고 있다.
제5도(a) 및 제5도(b)는 본 고안에 따른 센서의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 먼저 센서부(13)가 물과 접하지 않을 경우에는 제4도(a) 및 제4도(b)에 도시된 바와 같이 수광부(8)가 턴온상태를 항상 유지하게 된다.
따라서, 수광부(8)로부터 출력되는 신호가 수광증폭부(14)에 인가되면, 이 수광증폭부(14)는 수광부(8)로부터 출력된 신호를 증폭하여 출력구동부(15)에 인가하고, 출력구동부는(15) 구동출력을 발생시켜 보조기(16)에 인가함으로써 보조기(16)가 구동될 수 있도록 함에 따라 물이 저수조내에 공급될 수 있게 된다.
다음에, 센서부(13)가 물과 접할 경우에는 제5도(a) 및 제5도(b)에 도시된 바와 같이 렌즈의 종단과 물이 접한 상태로 되는 바, 이와 같이 렌즈의 종단과 물이 접한 상태는 렌즈의 종단이 없는 상태와 동일한 상태이므로 발광부(7)에서 방사된 빛은 방사각에 따라 직진 소멸되이 수광부(8)에는 빛이 도달할 수 없게 된다. 따라서, 수광부(8)는 렌즈의 종단이 물로부터 노출될때까지 턴오프상태를 유지하게 되다. 즉, 수광부(8)가 턴오프됨에 따라 수광증폭부(14)가 동작하지 않게 되고, 따라서 그 이 후의 회로의 동작이 이루어지지 않게 되어 저수조내로의 물의 공급이 중단되게 된다.
[고안의 효과]
이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 물의 TDS값이 변화되는 경우에 있어서도 오차없이 정확하게 수위의 상태를 알 수 있도, 저수조에서 수면과의 각도 또는 거리등에 제약없이 취부가 용이하며, 보조기의 동작으로 인한 진동 또는 주변의 잡음에 관계없이 동작할 수 있고, 조작회로의 구성이 간단해짐으로써 불량요인이 적어 경제적이며, 광센싱 방식이므로 전기분해의 우려가 전혀 없게 된다.

Claims (1)

  1. 전체 회로에 전원을 공급하는 전원부(11)와, 이 전원부(11)로부터 인가되는 전원에 따라 광원을 발생시키는 광원발생부(12), 이 광원발생부(12)로부터 인가되는 광원을 발광부(7)에서 인가받아 빛을 방사시켜 저수조내의 물의 유, 무에 따라 수광부(8)가 턴온/턴오프되는 센서부(13), 이 센서부(13) 수광부로부터 출력되는 신호를 증폭시키는 수광중폭부(14), 이 수광증폭부(14)의 출력에 따라 구동출력을 발생시키는 출력구동부(15) 및, 이 출력구동부(15)의 출력에 따라 동작되는 보조기(16)를 구비하여 이루어진 정수기의 수위검출장치에 있어서, 상기 센서부(13)는 발광부(7)와 수광부(8)의 종단에 평면렌즈(21) 또는 볼록렌즈(22)를 밀착하여 취부시켜 발광부(8)로부터 방사된 빛이 렌즈의 종단면에 부딪힐 경우 종단면을 기준으로 저수조내의 물의 유, 무에 따라 입사각이 따른 빛의 굴절을 이용하여 수광부(8)를 턴온/턴오프시킴으로써 저수조내의 수위의 상태를 검출할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광센서를 이용한 정수기의 수위검출장치.
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