KR0165516B1 - 진동 검출 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동 검출 센서에 관하여 개시한 것으로서, 본 발명에 의한 진동 검출 센서의 특징에 따르면, 진동판과 그 상면 일측에 부착되는 진동검출용 압전소자와, 진동판을 덮는 두껑부재와, 압전소자와 전기적으로 접속되는 리드선을 포함하는 기존의 진동 검출 센서에, 온도보상용 압전소자를 더 포함시킨 것으로서, 진동 검출시 주위의 온도변화에 대한 영향을 배제할 수 있도록 한 것이다. 그리고, 두껑부재의 상면에 내외부를 관통하는 개구부를 마련하고, 이 개구부를 통하여 리드선을 삽입하는 동시에, 개구부에 유리재를 충진하여 봉지하고, 두껑부재와 진동판 사이에 형성되는 공간부에 탄성수지를 충진함으로써 노이즈를 방지할 수 있도록 구성하여 진동 검출 효율을 높인 것이다.
Description
제1도는 종래의 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 사시도이다.
제2도는 제1도에 도시된 종래 진동 검출 센서를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절제한 단면도이다.
제3도는 제1도에 도시된 종래 진동 검출 센서의 평단면도이다.
제4도는 본 발명의 일시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도이다.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도이다.
제6도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도이다.
제7도는 본 발명에 의한 진동 검출 센서의 인출 리드선에 대한 접속도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 진동판 12 : 두껑 부재
12a : 주위벽 12b : 천정부
12c : 단부 12d, 12e : 개구부
13 : 진동검출용 압전소자 13' : 온도보상용 압전소자
13a, 13'a : 은(Ag) 14a, 14b : 리드선
15 : 유리재 30 : 탄성수지
100 : 차동증폭기
본 발명은 진동 검출 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저주파 대역의 진동 검출에 적합한 진동 검출 센서에 관한 것이다.
진동 검출 센서는 전자식 혈압계 등에 주로 사용되고 있으며, 기계장치 등의 진동발생에 대한 이상유무 등을 측정하기 위한 수단으로 사용되기도 한다. 이러한 진동 검출 센서를 제1도 내지 제3도에 개략적으로 나타내 보였는데, 제1도는 종래 기술에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 사시도이고, 제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절제한 단면도, 그리고 제3도는 제1도의 평단면도이다.
상기 제1도 내지 제3도를 참조하면, 종래의 진동 검출 센서는 도시된 바와 같이 원판상의 진동판(1)과, 이 진동판(1)을 덮을 수 있도록 된 두껑부재(2)와, 상기 진동판(1)의 상면에 부착되는 압전소자(3)와, 이 압전소자(3)와 전기적으로 접속되는 리드선(4)을 포함하는 구조를 이루고 있다.
상기 구조에 있어서, 상기 진동판(1)은 플라스틱이나 고무 등의 가소성 재료에 금속성 미립자를 분산시킨 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 압전소자(3)는 PZT 또는 BaTiO2등의 강유전체 미립자를 고무, 합성수지 등의 가소성 재료에 분산시킨 복합재료로서 접착제에 의해 상기 진동판(11)의 중앙면에 접착된다. 또한, 상기 두껑부재(2)는 금속재로 이루어져 있고, 도시된 바와 같이 원통상의 주위벽(2a)과, 이 주위벽(2a)을 덮는 원판상의 천정부(2b)를 가지며, 상기 주위벽(2a)의 하방에는 단부(2c)가 형성되어 있어서 상기 진동판(1)과 스냅형 결합구조를 이룰수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 주위벽(2a)과 단부(2c)의 일측에는 개구부(2d)가 마련되어 있고, 이 개구부(2d)로 리드선(4)이 삽입된다. 삽입된 리드선(4)의 중심선(4a) 끝단이 납땜(5)에 의해 상기 압전소자(3)의 상부에 접속되고, 상기 리드선(4)의 쉴드선(4b)은 납땜에 의해 상기 주위벽(2a)에 접속된 구조를 이루고 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 종래의 진동 검출 센서는 진동을 감지하기 위하여 예컨데, 사람의 팔이나 기계장치 등에 상기 진동판(1)을 접촉시키면 맥박이나 진동의 전달작용에 의해 진동판(1)이 진동하게 되고, 이로 인해 상기 압전소자(3)의 상면과 하면 사이에 전위가 발생한다. 상기 진동판(1)에는 금속미립자가 분산되어 있어 도전성이 있고, 두껑부재(2)의 주위벽(2a)에 접속되어 있는 쉴드선(4b)과 압전소자(3)의 하면이 전기적 접촉을 하고 있어서 압전소자(3)에 발생된 전위는 그 상면에 접속되어 있는 리드선(4)을 통하여 전기적 신호를 송출하게 되므로, 진동을 검출할 수 있게 된다.
그러나, 상기와 같은 구조의 종래 진동 검출 센서는 단판의 압전소자를 사용하므로 주위 온도 변화에 따라 오동작의 출력신호를 제거할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 두껑부재(2)의 주위벽(2a)에 마련되어 있는 개구부(2d)를 통하여 리드선(4)을 삽입하는 구조를 가지므로, 개구부(2d)로 이하여 노이즈 인입에 노출될 우려가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기슬에 따른 진동 검출 센서가 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주위 온도 변화에 대한 영향을 배제하여 진동 검출 효율을 향상시킨 진동 검출 센서를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 노이즈 방지를 통하여 진동 검출 효율을 향상시킨 진동 검출 센서를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 진동 검출 센서는, 진동판과; 상기 진동판의 상면 일측에 부착되는 진동검출용 압전소자와; 상기 진동검출용 압전소자와 나란하게 상기 진동판의 상면에 부착되는 온도보상용 압전소자와; 상기 진동판을 덮는 두껑부재와; 상기 각 압전소자와 접속되는 리드선; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의한 진동 검출 센서에 있어서, 상기 두껑부재에는 관통된 개구부가 마련되어 있고, 이 개구부를 통하여 상기 리드선이 삽입되는 것이 바람직하며, 상기 개구부는 유리재가 충진되어 봉지된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 두껑부재와 상기 진동판 사이에 형성된 공간부에는 탄성수지가 충진되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 진동 검출 센서를 상세히 설명한다.
제4도는 본 발명의 일시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도이다.
상기 제4도를 참조하면 본 발명에 의한 진동 검출 센서는, 도시된 바와 같이 원판형의 진동판(11)과, 상기 진동판을 덮는 두껑부재(12)와, 상기 진동판(11)의 상면 일측에 부착되는 진동검출용 압전소자(13a)와, 상기 진동검출용 압전소자(13)와 나란하게 상기 진동판(11)의 상면에 부착되는 온도보상용 압전소자(13')와, 상기 각 압전소자(13)(13')와 전기적으로 접속되는 리드선(14a)(14b)을 포함하는 구조로 이루어진다.
상기 구조에 있어서, 상기 진동판(11)은 플라스틱이나 고무 등의 가소성 재료에 금속성 미립자를 분산시킨 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 압전소자(13)(13')는 PZT 또는 BaTiO2등의 강유전체 미립자를 고무, 합성수지 등의 가소성 재료에 분산시킨 복합재료로서 접착제에 의해 상기 진동판(11)의 상면에 접착된다. 또한, 상기 두껑부재(12)는 금속재로 이루어져 있고, 도시된 바와 같이 원통상의 주위벽(12a)과, 이 주위벽(12a)을 덮는 원판상의 천정부(12b)를 가지며, 상기 주위벽(12a)의 하방에는 단부(12c)가 형성되어 있어서 상기 진동판(11)과 스냅형 결합구조를 이룰수 있도록 되어 있다. 한편, 상기 천정부(12d)에는 1쌍의 개구부(12d)(12e)가 마련되어 있고, 이 개구부(12d)(12e)를 통하여 리드선(14a)(14b)이 삽입된다. 그리고, 상기 개구부(12d)(12e)에는 유리재(15)가 충진되어 봉지된다. 상기 개구부(12d)(12e)를 통하여 삽입된 리드선(14a)(14b)의 각 중심선 끝단이 납땜에 의해 상기 압전소자(13)(13')의 상부에 각각 접속되고, 상기 리드선(14a)(14b)의 일측에는 그라운드용 쉴드선(15)이 삽입되어 상기 진동판(11)에 접속된 구조를 이루고 있다.
상기 구조의 본 발명에 따른 진동 검출 센서에 있어서, 진동 감쇄를 최소화하기 위해 상기 진동판(11)의 두께는 적어도 상기 압전소자(13)(13')의 두께보다 작은 치수로 가공되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 압전소자(13)(13')의 각 상면에는 전극을 형성하기 위해 은(Ag)(13a)(13'a)이 도포되어 있고, 각각의 분극방향이 동일하게 배열된 상태에서 접속된 각 리드선(14a)(14b)이 제7도에 도시된 바와 같이 차동증폭기(100)의 입력단자에 접속된다. 이로써, 차동증폭기(100)는 양단의 입력 신호 차이(V1-V2)를 증폭시켜 순수 진동 신호만 출력신호로 얻을 수 있도록 되어 있다.
따라서, 이러한 본 발명에 의한 진동 검출 센서는 온도보상용 압전소자(13')에 의해 주위 온도변화에 의한 오동작 출력신호를 배제할 수 있어서, 순수 진동 성분의 신호만 검출함에 따라 진동 검출에 대한 성능을 높일 수 있다. 또한, 리드선(14a)(14b)이 삽입되는 개구부(12d)(12e)가 유리재(15)로 충진되어 봉지되므로, 종래의 진동검출 센서에 있어서 리드선 삽입 개구부를 통한 노이즈 인입을 방지할 수 있다.
제7도는 본 발명에 의한 진동 검출 센서의 인출 리드선에 대한 접속도로서, 이하에서 설명될 다른 실시예에 의한 진동 검출 센서에도 동일 하게 적용된다.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도로서, 이 실시예의 특징에 의하면 상술한 본 발명의 진동 검출 센서의 구조에 있어서 상기 두껑부재(12)와 상기 진동판(11) 사이에 형성되는 공간부에 탄성수지(30)를 충진하여 압전소자에 대한 노이즈 차단 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.
제6도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 진동 검출 센서를 나타내 보인 개략적 단면도이다. 상기 실시예에 따르면 제4도에서 설명된 본 발명에 의한 진동 검출 센서의 구조에서, 온도보상용 압전소자(13')를 동일한 케이스 내에 두지 않고 별도의 케이스에 분리한 구조를 가지도록 한 것이다. 이러한 구조에 의하면 온도보상용 압전소자(13')가 진동에 의한 영향에서 완전히 벗어난 상태가 되므로, 온도 영향에 의한 신호 성분을 보다 정밀하게 제거할 수 있다. 이 실시예에 의한 진동 검출 센서는 상술한 바 있는 본 발명에 의한 진동 검출 센서와 실질적으로 동일한 구조를 가지는 1쌍의 케이스 내에 각각 진동검출용 압전소자(13)와 온도보상용 압전소자(13)를 별도로 마련하고, 이들을 전기적으로 접속한 패키지를 이룬 것으로서, 그 구체적인 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 진동 검출 센서는 온도보상용 압전소자를 더 포함하여 주위 온도 변화에 대한 영향을 배제하고, 탄성수지와 유리재의 충진으로 노이즈 인입을 차단시킴으로써 진동 검출 효율을 향상시킨 것으로서, 세탁기의 탈수 기능 수행중 세탁물에 의한 편심 발생시의 진동 검출 등 저주파 대역의 진동 검출에 유효하게 적용할 수 있다.
Claims (11)
- 진동판과; 상기 진동판의 상면 일측에 부착되는 진동검출용 압전소자와; 상기 진동검출용 압전소자와 나란하게 상기 진동판의 상면에 부착되는 온도보상용 압전소자와; 상기 진동판을 덮는 두껑부재와; 상기 각 압전소자와 전기적으로 접속되는 리드선; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 두껑부재의 상면에는 내외부를 관통하는 개구부가 마련되어 있고, 상기 리드선은 상기 개구부를 통하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제2항에 있어서, 상기 개구부는 유리재가 충진되어 봉지된 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 두껑부재와 상기 진동판 사이에 형성되는 공간부에는 탄성수지가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제1항에 있어서, 상기 진동판은 상기 압전소자의 두께보다 작은 치수의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 진동판과, 상기 진동판의 상면에 부착되는 진동검출용 압전소자와, 상기 진동판을 덮는 두껑부재와, 상기 압전소자와 전기적으로 접속되는 리드선을 포함하는 진동 검출 센서에 있어서, 상기 진동 검출 센서는 온도보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제6항에 있어서, 상기 온도보정 수단은 케이스부재와; 상기 케이스부재 내부에 부착되는 온도보상용 압전소자와; 상기 압전소자와 전기적으로 접속되는 리드선; 을 포함하여 이루어지고, 상기 진동 검출 센서와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제6항에 있어서, 상기 두껑부재의 상면에는 내외부를 관통하는 개구부가 마련되어 있고, 상기 리드선은 상기 개구부를 통하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제8항에 있어서, 상기 개구부는 유리재가 충진되어 봉지된 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제6항에 있어서, 상기 두껑부재와 상기 진동판 사이에 형성되는 공간부에는 탄성수지가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
- 제6항에 있어서, 상기 진동판은 상기 압전소자의 두께보다 작은 치수의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 진동 검출 센서.
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