KR100349514B1 - 저전압 모듈러 실내 이온화 시스템 - Google Patents

저전압 모듈러 실내 이온화 시스템 Download PDF

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Abstract

실내 이온화 시스템은 전기이온화기를 각각 포함한 복수의 에미터모듈을 포함한다. 상기 에미터모듈은 실내에 간격을 가지고 배치되고 시스템 제어기에 데이지 체인 방식으로 연결된다. 각 에미터모듈은 시스템 제어기나 원격 제어 송신기가 각 에미터모듈의 어드레스를 개별적으로 지정하고 제어할 수 있도록 해기간 위한 개별 어드레스를 가진다. 전원과 통신라인을 모두 포함하는 전기라인은 상기 시스템 제어기에 상기 복수의 에미터모듈을 연결한다. 각 에미터모듈은 자동 밸런스 제어와 자동 이온 출력 전류 제어 회로에 의하여 사용하기 위하여 밸런스 기준값과 이온 출력 전류 기준값을 저장한다. 이러한 기준값들은 소프트웨어로 조절 가능한 메모리에 저장됨으로써, 대전된 플레이트 모니터에 의하여 측정된 바와 같은 작업 공간에서 실제 측정된 밸런스나 감쇠 시간이 이온 언밸런스나 이온 출력 전류의 범위 밖을 지시할때, 그 값들은 시스템 제어기나 원격 제어 송신기를 통하여 쉽게 변경될 수 있다. 각 에미터모듈은 이상 기능의 검출시 상기 시스템 제어기에 상세한 경보 상태 정보와 에미터모듈 식별 정보를 전송할 수 있다. 에미터모듈은 희망하는 동작 전원 모드에 개별적으로 설정될 수 있다. 에미터모듈은 라인 손실 효과를 감소시키기 위하여 스위칭 전원을 사용한다. 각 에미터모듈은 오배선 보호 회로를 포함하여 상기 전기 라인이 만약 초기에 반대로 연결되었다면 자동적으로 전환될 수 있다.

Description

저전압 모듈러 실내 이온화 시스템{LOW VOLTAGE MODULAR ROOM IONIZATION SYSTEM}
본 출원은 1998년 9월 18일 출원된 미국 가출원 번호 제 60/101,018호 "저전압 모듈러 실내 이온화 시스템" 의 이익을 청구하는 것이다.
정전하를 제어하는 것은 그 소자의 수율에 대한 중요한 영향으로 인하여 반도체 제조에서 중요한 과제가 된다. 정전기적으로 유인된 이물질과 정전 방전 현상에 의하여 야기된 소자의 결함은 전체 제조 손실에 크게 기여한다.
집적 회로를 제조하기 위한 많은 방법들은 웨이퍼와 소자에 대해 큰 정전하와 보상 전압을 발생시키는 비전도체 재료를 사용한다.
공기 이온화는 비전도체 재료와 절연된 전도체에 대한 정전하를 제거하는 가장 효과적인 방법이다. 공기 이온화기는 공기 중의 이동 가능한 전하 운반자의 역할을 하는, 주위 대기압 내로 많은 양의 양이온(포지티브 이온)과 음이온(네거티브 이온)을 발생시킨다. 이온이 공기 중을 흐르게 될 때, 이온들은 반대로 대전된 입자 및 표면에 유인된다. 정전기적으로 대전된 표면을 중화시키는 것은 상기 과정을 통하여 신속히 일어날 수 있다.
공기의 이온화는 코로나 방전으로 알려진 과정으로 이온을 발생시키는 전기 이온화기를 사용하여 수행될 수 있다. 전기 이온화기는 이러한 과정을 통하여 주위 공기의 유전 강도를 극복할 때까지 첨점 주위의 전기장을 세게 함으로써 공기 이온들을 발생시킨다. 네거티브 코로나는 전자가 전극으로부터 주위 공기 속으로 흐르게 될 때 발생한다. 포지티브 코로나는 공기 분자가 전극으로 전자가 흐르게 된 결과로 발생한다.
소정 출력의 이온화기로부터 정전하의 최대한의 감소를 달성하기 위하여, 이온화기는 동일한 양의 포지티브 이온과 네거티브 이온을 발생하여야 한다. 즉, 이온화기의 출력은 "밸런스"가 되어 있어야 한다. 만약 이온화기가 밸런스 되어 있지 않다면, 절연된 전도체와 절연체가 대전되어질 수 있어 이온화기가 해소하는 것보다 더 많은 문제를 야기한다. 이온화기는 전원 드래프트, 한 극성의 전원 단전, 전극의 오염, 또는 전극의 열화로 인하여 밸런스가 깨어질 수 있다. 또한, 이온화기의 출력은 밸런스 되어질 수 있지만, 총 이온 출력은 시스템의 구성 요소 열화로 인하여 이온화기의 희망하는 레벨 이하로 떨어질 수 있다.
따라서, 이온화 시스템은, 모니터링, 피드백 시스템을 통한 자동 밸런스 맞춤, 및 올바르지 않은 언밸런싱과 범위를 벗어난 출력을 검출하기 위한 알람을 병합한다. 대부분의 피드백 시스템은 전체적으로 또는 주로 하드웨어에 기초를 두고있다. 많은 이러한 피드백 시스템은, 피드백 제어 신호가 하드웨어 구성 요소값에 기초하여 고정되기 때문에 아주 미세한 밸런스 제어를 제공할 수 없다. 더욱이, 그러한 하드웨어에 기초한 피드백 시스템의 밸런스 제어의 전체적인 범위는 하드웨어의 구성 요소값에 기초하여 제한될 수 있다. 또한 많은 하드웨어에 기초한 피드백 시스템은 개별 구성 요소가 적절한 동작을 위해서 서로에 의존되어 있기 때문에 쉽게 변경될 수 없다.
작업 공간에서의 실제 밸런스는 이온화기 센서에 의하여 검출된 밸런스와는 다를 수 있기 때문에, 일반적으로, 대전된 플레이트 모니터가 전기 이온화기의 실제 밸런스를 교정(calibrate)하고 기간적으로 측정하기 위하여 사용된다.
대전된 플레이트 모니터는 정전하 감쇠 시간을 기간적으로 측정하기 위하여도 사용된다. 만약 감쇠 시간이 너무 느리거나 너무 빠르면, 이온 출력은 미리 설정된 이온 전류값을 증가시키거나 감소시킴으로써 조절될 수 있다. 일반적으로 이러한 조절은 2개의 트림 전위차계(trim potentiometer)(하나는 포지티브 이온 발생을 위한 것이고 하나는 네거티브 이온 발생을 위한 것이다)를 조절함으로써 수행된다. 기간적 감쇠 시간의 측정은 작업 공간 내 실제 이온 출력이 이온화기 내에 설정된 이온 출력 전류값에 대한 예상 이온 출력과 반드시 상관 관계일 필요가 없기 때문에 요구된다. 예를 들어, 이온 출력 전류는 단위 시간당 희망하는 이온의 양을 발생시키기 위하여 공장에서 하나의 값(예를 들어 0.6㎂)으로 초기에 설정될 수 있다. 만약 특정 이온화기의 전류가 이온화기의 에미터 상의 특정 집적(buildup)으로 인하여 이러한 값에서부터의 감소하는 것과 같이 이 값으로부터 벗어난다면, 이온화기의 고전압 전원은 이온 전류의 초기값을 회복하기 위하여 조절된다.
일반적으로 실내 이온화 시스템은 단일 제어기에 연결된 복수의 전기 이온화기를 포함한다. 도 1(종래 기술)은 신호 라인(14)에 의하여 데이지 체인(daisy-chain) 방식으로 제어기(16)에 연결된 복수의 천장 장착 에미터 모듈(121-12n)( "포드" 라고 지칭됨)을 포함하는 종래의 실내 이온화 시스템(10)을 도시한다. 각 에미터 모듈(12)은, 다음의 기능 즉,
(1) 턴 온/오프 기능과,
(2) 만약 각 에미터 모듈(12)이 적절히 기능하지 못하는 것으로 검출되면 신호 라인(14) 내의 단일 경보 라인을 통하여 경보 신호를 제어기(16)에 전송하는 기능을 포함하는 제한된 기능을 수행하기 위하여 전기 이온화기(18)와 통신/제어 회로(20)를 포함한다.
도 1의 종래의 시스템과 결부된 하나의 중요한 문제는 제어기(16)와 에미터 모듈(121-12n) 사이의 "지능적인" 통신이 없다는 점이다. 하나의 종래 구성에서, 신호 라인(14)은 4개의 라인, 즉 전원 라인, 접지 라인, 경보 라인 및 온/오프 제어 라인을 가진다. 경보 라인에서 전송되는 경보 신호는 이상 기능을 하는 에미터 모듈(12) 확인에 관한 어떤 정보도 포함하지 않는다. 따라서, 제어기(16)는 에미터 모듈(12)이 경보 신호가 수신될 때에 이상 기능을 하는지에 대하여 알 수 없다. 또한 경보 신호는 문제의 유형(예를 들어 불량한 네거티브 에미터 또는 불량한 포지티브 에미터, 밸런스 오프)을 확인하지 않는다. 이리하여, 에미터 모듈(12)이 경보신호를 전송하고 어떤 유형의 문제가 존재하는지를 확인하는 과정은 시간을 소요하게 된다.
그러나, 종래의 실내 이온화 시스템과 결부된 또다른 문제는, 제어기(16)로부터 오는 이온 출력 전류나 밸런스와 같은, 개별 에미터 모듈(12)의 파라미터를 원격으로 조절하는 능력이 없다는 점이다. 이러한 파라미터는 개별 에미터 모듈(12)에 대한 아날로그 트림 전위차계를 통하여 수동으로 가변되게 설정함으써 전형적으로 조절된다. (어떤 유형의 전기 이온화기 상에서의 밸런스는 디지털 전위차계 설정을 제어하는 (+)/(-) 또는 업(up)/다운(down)을 누름으로써 조절된다.) 천장 장착 에미터 모듈(12)을 구비하는 종래의 시스템(10)에 대한 전형적인 조절 세션(session)은,
(1) 대전된 플레이트 모니터를 통하여 범위를 벗어나는 파라미터를 검출하는 단계와,
(2) 사다리(ladder)를 올라가서 밸런스 및/또는 이온 출력 전류 전위차계 설정을 조절하는 단계와,
(3) 사다리에서 내려와서 측정 영역으로부터 상기 사다리를 제거하는 단계와,
(4) 대전된 플레이트 모니터에 대한 새로운 값을 판독하는 단계와,
(5) 필요시 (1) 내지 (4) 의 단계를 반복하는 단계를 따라 수행된다.
수동 조절 과정은 시간이 소요되고 방해 요소(intrusive)가 된다. 또한 실내에 있는 오퍼레이터의 물리적인 존재가 대전된 플레이트 판독에 영향을 준다.
도 1을 다시 참조하면, 각각의 에미터 모듈(12) 사이의 신호 라인(14)은 크림프(crimped) 컨넥터, 솔더링된(soldered) 컨넥터, 또는 다른 각 단부에 부착된(attached) 컨넥터를 갖는 복수의 전선(wire)으로 구성되어 있다. 그 컨넥터들은 신호 라인(14)의 길이가 에미터 모듈(12) 사이에서 가변적일 수 있기 때문에 (예를 들어 설치하는 동안) 그 영역에 부착된다. 즉, 에미터 모듈(121및 122) 사이의 신호 라인(14)의 길이는 에미터 모듈(123및 124) 사이의 신호 라인(14)의 길이와는 다를 수도 있다. 이 영역에 컨넥터를 부착함으로써, 신호 라인(14)은 정확히 바른 길이로 설정될 수 있고, 이것에 의하여 더 깨끗한 설치를 마감할 수 있다.
이 영역에 컨넥터를 부착할 때 발생하는 하나의 문제는 컨넥터들이 때때로 역방향으로 설치된다는 점이다. 이 착오는 전체 시스템이 턴온 될 때까지 검출되지 못할 수도 있다. 그후 설치자는 컨넥터가 역방향으로 설치되었는지를 판정하여야 하고 또한 컨넥터의 배선을 바꿈으로써 이 문제를 해결해야만 한다.
종래의 실내 이온화 시스템(10)은 고전압 또는 저전압 시스템일 수 있다. 고전압 시스템에서, 고전압은 제어기(16)에서 발생되어 전원 케이블을 경유하여 포지티브와 네거티브 에미터에 연결하기 위한 복수의 에미터 모듈(12)에 배분된다. 저전압 시스템에서, 저전압은 제어기(16)에서 발생되며 포지티브와 네거티브 에미터에 연결하기 위하여 그 전압이 희망하는 고전압에 이르기까지 증가되어 복수의 에미터 모듈(12)에 배분된다. 이 중 한 시스템에서, 전압은 AC 또는 DC 일 수 있다. 만약 전압이 DC라면, 그 전압은 정상 상태 DC 또는 펄스 상태 DC 일 수 있다. 각 전압의 유형은 장점과 단점을 가진다.
종래의 시스템(10)의 하나의 결함은 모든 에미터 모듈(12)이 동일한 모드에서 동작해야 한다는 점이다. 그리하여, 저전압 DC 시스템에서, 모든 에미터 모듈(12)은 정상 상태 이온화기 또는 펄스 이온화기를 사용하여야 한다.
종래의 저전압 DC 시스템(10)에서의 또다른 결함은, 일반적으로 선형 조절기(regulator)가 에미터를 기초로 한 저전압 전원을 위해 사용된다는 점이다. 선형 조절기를 통하여 지나가는 전류가 그 출력에서의 전류와 동일하기 때문에, 선형 조절기 양단의 큰 전압 강하(예를 들어, 30V 입력/5V 출력에 의하여 야기되는 25V 강하)는 선형 조절기가 상당한 양의 전력을 끌어당기게 하여, 그 결과로서 상당한 양의 열을 발생시키게 한다. 이리하여 선형 조절기의 잠재적인 과열은 입력 전압을 제한하고, 그 결과 단일 제어기(16)에 연결될 수 있는 에미터 모듈의 양을 제한한다. 또한 전원 라인이 손실이 없는 것이 아니기 때문에, 라인 내의 얼마의 전류는 라인 양단의 전압 강하를 일으킨다. 순효과는 선형 조절기가 에미터 모듈(12)에서 사용될 때, 연속하는 데이지 체인으로 된 에미터 모듈(12) 간의 거리와, 제어기(16)와 에미터 모듈(12) 간의 거리는 모든 에미터 모듈(12)이 모듈에 기초한 고전압 전원을 구동하기에 충분한 전압을 수신하는 것을 보장해기간 위하여 제한되어야만 한다는 것이다.
따라서, 에미터 모듈의 향상된 신축성과 제어 및 에미터 모듈과의 통신을 가능하게 하는 실내 이온화 시스템에 대한 미충족된 요구가 있다. 또한 더 쉬운 방법으로 오배선 문제를 자동으로 검출하고 정정하는 구성에 대한 미충족된 요구도 있다. 또한 에미터 모듈의 모드를 개별적으로 제어하게 하는 구성에 대한 미충족된 요구도 있다. 본 발명은 이러한 요구들을 충족시킨다.
각각 포지티브 및 네거티브인 이온 에미터와, 상기 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와 연관된 포지티브 및 네거티브 고전압 전원을 구비하는 전기 이온화기에서, 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱시키기 위한 방법과 장치가 제공된다. 밸런스 기준값은 소프트웨어로 조절가능한 메모리에 저장된다. 전기 이온화기의 동작 동안에, 밸런스 기준값은 이온 에미터에 가까이 위치된 이온 밸런스 센서에 의하여 취해진 밸런스 측정값과 비교된다. 만약 밸런스 기준값이 밸런스 측정값과 같지 않으면, 적어도 하나의 포지티브와 네거티브의 고전압 전원이 자동적으로 조절된다. 이 조절은 밸런스 측정값이 밸런스 기준값과 같게 되도록 하는 방식으로 수행된다. 또한 전기 이온화기의 교정이나 초기 설정 동안에, 실제 이온 밸런스는 대전된 플레이트 모니터를 사용하여 전기 이온화기 부근의 작업 공간에서 측정된다. 만약 실제 밸런스 측정치는 자동 이온 밸런스 구성이 진정한 밸런싱 상태를 제공하고 있지 않다는 것을 나타낸다면, 밸런스 기준값이 조절된다.
이온 출력 전류를 제어하는 유사한 방법과 장치가 제공되는데, 여기에서 이온 출력 전류 기준값은 소프트웨어로 조절가능한 메모리에 저장되고, 이온 출력 전류 기준값은 전기 이온화기 내의 전류 측정 회로에 의하여 취해진 실제 이온 전류값과 비교되고 또한 희망하는 이온 출력 전류를 유지하기 위하여 자동 조절이 수행된다. 전기 이온화기의 교정이나 초기 설정 동안에, 감쇠 시간(decay time)이 대전된 플레이트 모니터를 사용하여 전기 이온화기 부근의 작업 공간에서 측정된다. 이온 출력 전류 기준값은 만약 감쇠 시간이 너무 느리거나 너무 빠르면 조절되어, 차후에 실제 이온 출력 전류가 새로운 이온 출력 전류 기준값과 부합하도록 증가하거나 감소하게 한다.
밸런스 기준값과 이온 출력 전류 기준값은 모두 원격 제어 장치나 전기 이온화기에 연결된 시스템 제어기에 의하여 조절될 수 있다.
또한 본 발명은, 미리 결정된 영역 주위에 배치된 복수의 에미터 모듈, 상기 에미터 모듈을 제어하기 위한 시스템 제어기, 및 데이지 체인 방식으로 상기 시스템 제어기를 상기 복수의 에미터 모듈에 전기적으로 연결하기 위한 전기 라인을 포함하는 미리 정의된 영역에 대한 이온화 시스템을 제공하는데, 상기 전기 라인은 상기 에미터 모듈과 통신하며 또한 상기 에미터 모듈에 전력을 제공한다.
이온화 시스템의 일실시예에 있어서, 각 에미터 모듈은 개별 어드레스를 가지며 시스템 제어기는 각 에미터 모듈의 어드레스를 개별적으로 지정하고 제어한다. 각 에미터 모듈의 밸런스 기준값과 이온 출력 전류 기준값은 개별적으로 시스템 제어기에 의하거나 원격 제어 송신기에 의하여 조절될 수 있다.
이온화 시스템의 다른 실시예에서, 오배선 상태의 검출시 각 에미터 모듈에 입력되는 전기 라인의 상대적 위치를 자동적으로 변경하기 위하여 오배선 보호 회로가 각 에미터 모듈에 제공된다.
이온화 시스템의 또다른 실시예에서, 각 에미터 모듈은 전기 라인 상의 라인 손실 효과를 최소화하기 위하여 스위칭 전원이 제공된다.
이온화 시스템의 또다른 실시예에서, 복수의 다른 작동 전원 모드 중 한 모드에서 각 에미터 모듈을 설정하기 위하여 전원 모드 설정이 제공된다.
또한 본 발명은 서로에 대하여 고정 관계에 있는 배선된 전기 라인의 상대적 위치를 변경시키기 위한 회로를 제공하는데, 상기 배선된 전기 라인은 제 1 통신 라인과 제 2 통신 라인을 포함한다. 상기 회로는 제 1 통신 라인과 연관된 제 1 스위치, 제 2 통신 라인과 연관된 제 2 스위치, 및 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치에 연결되며 출력 제어 신호를 구비하는 프로세서를 포함한다. 상기 제 1 스위치는 제 1 초기 위치와 상기 제 1 초기 위치의 반대인 제 2 위치를 가진다. 마찬가지로 제 2 스위치는 제 1 초기 위치와 상기 제 1 초기 위치의 반대인 제 2 위치를 가진다. 프로세서의 출력 제어 신호는 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치가 그 각각의 제 1 위치 또는 제 2 위치에 배치되도록 하는데, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인은 두 스위치가 모두 제 1 초기 위치에 있을 때는 제 1 구성을 가지고, 두 스위치가 모두 제 2 위치에 있을 때는 제 2 구성을 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 연계하여 볼 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 설명하기 위하여, 현재 더 바람직한 것이 도면의 실시예에 도시된다. 그러나, 본 발명은 도시된 정밀한 장치와 수단으로 제한되지 않는다.
도 1은 종래의 실내 이온화 시스템의 종래 기술의 개략적인 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 실내 이온화 시스템의 개략적인 블록도.
도 3a는 도 2의 실내 이온화 시스템을 위한 적외선(IR) 원격 제어 송신기 회로의 개략적인 블록도.
도 3ba 및 도 3bb는 (본 명세서에서는 도 3b로 지칭됨) 도 3a의 상세한 회로 레벨도.
도 4는 도 2의 실내 이온화 시스템을 위한 에미터 모듈의 개략적인 블록도.
도 5는 도 4와 연관된 오배선 보호 회로의 회로 레벨도.
도 6은 도 2의 실내 이온화 시스템을 위한 시스템 제어기의 개략적인 블록도.
도 7a는 도 4의 에미터 모듈을 위한 밸런스 제어 구조의 개략적인 블록도.
도 7b는 도 4의 에미터 모듈을 위한 전류 제어 구조의 개략적인 블록도.
도 8은 도 2의 시스템 하드웨어 구성요소의 사시도.
도 9는 도 4의 에미터 모듈의 마이크로제어기와 연관된 소프트웨어 흐름도.
도 10은 도 6의 시스템 제어기의 마이크로제어기와 연관된 소프트웨어 흐름도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 22 : 이온화 시스템 12, 24 : 에미터 모듈
14, 26 : 신호 라인 16, 28 : 제어기
18 : 전기 이온화기 20 : 통신/제어 회로
30 : 적외선 송신기 32 : 로터리 인코더 스위치
36 : 역다중화기 38 : 직렬 인코더
40 : 변조기 94 : 적외선 수신 회로
어떤 용어는 여기에서 단지 편의를 위하여 사용되며 본 발명에 대한 제한으로 간주되어서는 안된다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 몇몇 도면에 걸쳐 동일한 구성 요소를 지정하기 위하여 사용된다.
도 2는 본 발명에 따라 모듈화된 실내 이온화 시스템(22)이다. 이 시스템(22)은 RS-485 통신/전력 라인(26)에 의하여 데이지 체인 방식으로 시스템 제어기(28)에 연결된 복수의 천장 장착 에미터 모듈(241내지 24n)을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 최대 10개의 에미터 모듈(24)이 단일 시스템 제어기(28)에 데이지 체인되고, 연속하는 에미터 모듈(24)은 서로 약 7 내지 12 피트(2.1m 내지 3.6m) 떨어져 있다. 각 에미터 모듈(24)은 전기 이온화기와 통신/제어 회로를 포함하는데, 이 둘은 도 4에서 좀더 상세하게 도시된다. 또한 이 시스템(22)은 에미터 모듈(24)에 명령을 전송하기 위한 적외선(IR) 원격 제어 송신기(30)를 포함한다. 송신기(30)의 회로는 도 3a 및 도 3b에 좀더 상세하게 도시된다. 이 시스템 제어기(28)의 회로는 도 6에 좀더 상세하게 도시된다.
이 시스템(22)은 도 1에서 도시된 바와 같이, 종래의 시스템에 대하여 개선된 성능을 제공한다. 개선된 성능 중 일부는 다음과 같다.
(1) 각 에미터 모듈(24)의 밸런스와 이온 출력은 모두 개별적으로 조절될 수 있다. 각 에미터 모듈(24)은 그러한 조절을 수행하기 위하여 원격 제어 송신기(30)를 통하거나 시스템 제어기(28)를 통하여 개별적으로 어드레스 지정될 수 있다. 아날로그형의 트림 전위차계를 사용하지 않고, 에미터 모듈(24)은 디지털이나 전자 전위차계 또는 디지털-아날로그(D/A) 변환기를 사용한다. 밸런스와 이온 전류값은 시스템 제어기 내의 메모리 위치에 저장되고 소프트웨어 제어를 통하여 조절된다. (전압값과 관계되는) 밸런스값은 BREF로서 메모리에 저장되고 이온 전류는 CREF로서 메모리에 저장된다.
(2) 밸런스와 이온 출력 조절은 원격 제어를 통하여 수행될 수 있다. 따라서, 개별 에미터 모듈(24)은 사용자가 대전된 플레이트 모니터를 판독하기에 충분하게 가까이 있으면서 교정과 설정 동안에는 "금지(keep out)" 영역의 바깥에 있으면서 조절될 수 있다.
(3) 에미터 모듈(24)은 확인 정보와 상세한 경보 상태 정보를 시스템 제어기(28)에 전송하여 문제의 진단과 정정이 종래의 시스템에서 보다 더 쉽고 더 신속히 일어난다. 예를 들어, 에미터 모듈(243)은 네거티브 에미터가 불량하다라든가, 포지티브 에미터가 불량하다라든가 또는 밸런스가 안되어 있다(balance is off)는 것을 지적하는 경보 신호를 시스템 제어기(28)에 전송할 수 있다.
(4) 각 에미터 모듈(24) 내에 설치된 오배선 보호 회로는 설치자로 하여금 RS-485 통신/전원 라인(26)을 전환하거나 역으로 할 수 있도록 한다. 이 회로는 만약 라인이 역으로 되어 있다면 자신이 정정하여, 이것에 의하여 상기 라인을 재배선할 필요성을 제거해준다. 종래의 신호 라인에 있어서, 만약 라인이 역으로 되어 있다면 통신이나 전력 전송(deliver)은 일어날 수 없다.
(5) 각 에미터 모듈(24)의 모드는 개별적으로 설정될 수 있다. 따라서, 일부의 에미터 모듈(24)은 정상 상태의 DC 모드에서 작동할 수 있는 반면, 다른 에미터 모듈(24)은 펄스 DC 모드에서 작동할 수 있다.
(6) 스위칭 전원(예를 들어 스위칭 조절기)은 선형 조절기 대신에 에미터 모듈(24)에서 사용된다. 스위칭 전원은 라인 손실 효과를 감소시키고, 이것에 의하여 시스템 제어기(28)가 서로 떨어져 있을 수 있으며 및/또는 시스템 제어기(28)로부터 멀리 떨어져 있을 수 있는 에미터 모듈(24)에 적합한 작동 전압이 배분되게 해준다. 스위칭 전원은 선형 전원보다 더 효과적인데, 그 이유는 스위칭 전원이 출력을 구동하기에 필요로 하는 전력 라인을 제거하기 때문이다. 따라서, 선형 전원에 비하여 통신/전원 라인(26) 양단의 전압 강하가 더 작다. 따라서, 더 작은 게이지 전선(wire)이 사용될 수 있다. 스위칭 전원은 종래의 저전압 시스템에서보다도 에미터 모듈(24)이 서로 더 떨어져 배치되며, 또한 시스템 제어기(28)에서 멀리 떨어져 있게 해준다.
시스템(22)의 구체적인 구성 요소가 아래에 개시된다.
도 3a는 원격 제어 송신기(30)의 개략 블록도를 도시한다. 송신기(30)는 2개의 로터리 인코딩 스위치(32), 4개의 푸시버튼 스위치(34), 4:2 역다중화기(36), 직렬 인코더(38), 주파수 변조기(40) 및 적외선 구동 회로(42)를 포함한다. 로터리 인코더 스위치(32)는 개별 에미터 모듈(24)에 "어드레스를 지정" 하는데 사용되는 7개의 이진 데이터 라인을 발생하는데 사용된다. 4개의 푸시버튼 스위치(34)는 전원을 회로에 연결하고 4:2 역다중화기(36)를 통하여 들어가는 신호를 발생시키는데 사용된다.
이 4:2 역다중화기(36)는 2개의 2 입력 NAND 게이트와 하나의 4 입력 NAND 게이트를 포함한다. 2개의 출력 신호를 발생시키는 종래의 4:2 역다중화기와는 달리, 이 역다중화기(36)는 3개의 출력 신호, 즉 2개의 데이터 라인과 하나의 인에이블 라인을 발생시킨다. (종래의 4:2 역다중화기에 의하여 발생된 것이 아닌) "인에이블" 신호는 푸시버튼이 눌려진 결과 4개의 입력 중 하나가 아래로 당겨질 때 발생된다. 이 신호는 LED를 턴온 시키고 인코더와 변조기 출력을 인에이블 하는데 사용된다.
로터리 인코더 스위치(32)로부터의 7개의 이진 데이터 라인과, 역다중화기(36)로부터의 2개의 데이터 라인과 인에이블 라인은, 직렬 데이터 스트림이 발생되는 직렬 인코더(38)로 들어간다. 변조기(40)는 역다중화기(36)로부터 인에이블 라인과 인코더(38)로부터 직렬 데이터를 수신하며, 변조된 신호를 발생시킨다. 변조 신호는 이후 적외선 정보를 전송하기 위하여 적외선 다이오드 구동기로 들어간다.
도 3b는 도 3a의 회로 레벨도이다.
도 4는 하나의 에미터 모듈(24)의 개략 블록도를 도시한다. 에미터 모듈(24)은 적어도 다음 3개의 기본 기능, 즉 이온을 발생시키고 이온을 모니터하는 기능과, 시스템 제어기(28)와 통신하는 기능과, 및 송신기(30)로부터 적외선 데이터를 수신하는 기능을 수행한다.
에미터 모듈(24)은 3개의 입력 경로와 2개의 출력 경로를 포함하는 폐쇄된 루프형(loop topology)을 사용하여 이온을 발생시킨다. 3개의 입력 경로 중 2개는 포지티브와 네거티브 이온 전류를 모니터하고 전류 측정 회로(56 또는 58), 다중-입력 아날로그-디지털 변환기(60), 및 마이크로제어기(44)를 포함한다. 제 3 입력 경로는 이온 밸런스를 모니터하고 센서 안테나(66), 증폭기(68), 다중-입력 아날로그-디지털 변환기(60), 및 마이크로제어기(44)를 모니터한다. 2개의 출력 경로는 고전압 전원(52 또는 54)의 전압 레벨을 제어하고 마이크로제어기(44), 디지털 전위차계(또는 이것 대신으로 디지털-아날로그 변환기), 아날로그 스위치, 고전압 전원(52 또는 54), 및 출력 에미터(62 또는 64)를 포함한다. 디지털 전위차계와 아날로그 스위치는 레벨 제어(48 또는 50)의 일부이다.
동작 중에, 마이크로제어기(44)는 시스템 제어기(28)로부터 얻어진 참조 이온 출력 전류값(CREF)을 유지한다. 그후 마이크로제어기(44)는 이 값을 아날로그-디지털 변환기(60)로부터 판독된 측정값 즉 실제값(CMEAS)과 비교한다. 이 측정값은 포지티브와 네거티브 전류값을 평균함으로써 얻어진다. 만약 CMEAS가 CREF와 다르다면, 마이크로제어기(44)는 포지티브와 네거티브 에미터와 연관된 디지털 전위차계(또는 디지털-아날로그 변환기)가 에미터 출력을 동일한 양 또는 대략 동일한 양만큼 증가시키거나 감소시키도록 지시한다. 포지티브 레벨 제어(48, 50)의 아날로그 스위치는 정상 상태의 DC 이온화를 위하여 일정하게 제어를 턴온시키거나 에미터 모듈의 모드에 따라 가변 속도로 스위치를 진동시키는 마이크로제어기(44)에 의하여 제어된다. 아날로그 스위치로부터의 출력 신호는 그후 포지티브와 네거티브 고전압 전원(52, 54)에 들어간다. 고전압 전원(52, 54)은 DC 신호에서 취하여 이온화 에미터 포인트(62, 64) 상에 고전압 전위를 발생시킨다. 상기에 기술된 바와 같이, 고전압 전위를 위한 복귀 경로는 포지티브나 네거티브 전류 측정 회로(56, 58)에 연결된다. 전류 측정 회로(56, 58)는 고전압 전원(52, 54)이 저항기를 통하여 전류를 유도할 때 발생되는 전압을 증폭한다. 고전압 복귀 회로는 그후 이 신호를 (이러한 목적으로 4개의 입력을 가지는) 아날로그-디지털 변환기(60)에 전송한다. 마이크로제어기(44)에 의하여 요청될 때, 아날로그-디지털 변환기(60)는 고전압 복귀 회로에 의하여 발생된 전압 레벨에 대응하여 직렬 데이터 스트림을 발생시킨다. 그후 마이크로제어기(44)는 이 값들을 프로그래밍된 값과 비교하고 상기에 기술된 디지털 전위차계를 조절한다.
에미터 모듈(24)의 이온 밸런스는, 센서 안테나(66), (34.2의 이득을 가지는 증폭기와 같은) 증폭기(68), 레벨 조절기(도시되지 않음), 및 아날로그-디지털 변환기(60)를 사용하여 수행된다. 이 센서 안테나(66)는 그 사이가 동일거리 만큼 떨어진 포지티브와 네거티브 에미터(62, 64) 사이에 배치된다. 만약 에미터 모듈(24)에서 밸런스가 벗어나면, 센서 안테나(66)에 전하가 집중될 것이다. 집중된 전하는 증폭기(68)에 의하여 증폭된다. 증폭된 신호는 아날로그-디지털 변환기(60)의 입력 범위와 부합하기 위하여 레벨 이동되고, 또한 그 후 마이크로제어기(44)에 의하여 사용하기 위하여 아날로그-디지털 변환기(60)로 들어간다.
마이크로제어기(44)와 시스템 제어기(28) 사이에 배치된 통신 회로는 오배선 보호 회로(70)와 RS-485 인코더/디코더(72)를 포함한다.
오배선 보호 회로는 비록 설치자가 컨넥터를 통신/전원 라인(26)에 연결할 때 배선 연결을 우연하게 전도시킬지라도(즉, 전환시키거나 반대로 하더라도) 에미터 모듈(24)이 정상적으로 기능하도록 해준다. 에미터 모듈(24)이 먼저 전원 입력될 때, 마이크로제어기(44)는 2개의 스위치를 연결시키고 RS-485 라인을 판독한다. 이 초기 판독으로부터, 마이크로제어기(44)는 통신/전원 라인(26)이 대기 상태에 있는지를 결정한다. 만약 통신/전원 라인(26)이 대기 상태에 있고 미리 결정된 시간 기간 동안 대기 상태로 유지된다면, 통신/전원 라인(26)의 통신 라인은 전환되지 않고 마이크로제어기(44) 내의 프로그램은 다음 단계로 진행한다. 그러나, 만약 라인이 대기 상태와 반대라면, 오배선 보호 회로(70)와 연관된 스위치는 통신/전원 라인(26)의 통신 라인을 올바른 위치에 전기적으로 전환시키기 위하여 전도된다. 일단 통신/전원 라인(26)이 올바로 위치되면, 시스템 제어기(28)가 에미터 모듈(24)과 통신하기 위한 경로가 동작되게 된다. 전파 브리지(full-wave bridge)는 입력 전원을 적절한 전극에 자동적으로 배향하기 위하여 제공된다.
도 5는 오배선 보호 회로(70)의 회로 레벨도이다. 스위치(741및 742)를 역전시킴으로써 통신 라인을 전기적으로 전환시키고, 전파 브리지(76)는 전원 라인을 전환시킨다. 하나의 바람직한 4개의 배선 순서 구조에서, 2개의 RS-485 통신 라인은 바깥쪽에 있고, 2개의 전원 라인은 안쪽에 있다.
도 4를 다시 참조하면, 시스템 제어기(28)가 개별 에미터 모듈(24)과 통신하게 될 때, 전송된 첫 바이트는 "어드레스" 이다. 이 때, 에미터 모듈(24) 내의 마이크로제어기(44)는 에미터 모듈 어드레스 회로로부터 "어드레스"를 검색하도록 요구한다. 에미터 모듈의 "어드레스"는 에미터 모듈(24)에 위치된 2개의 로터리 인코더 스위치(90)의 조절으로 설치시에 설정된다. 마이크로제어기(44)는 로터리 인코더 스위치(90)와 직렬 시프트 레지스터(92)로부터 어드레스를 얻는다. 로터리 인코더 스위치(90)는 7개의 이진 데이터 라인을 직렬 시프트 레지스터(92)에 제공한다. 요구 시에, 마이크로제어기(44)는, "어드레스"를 결정하기 위하여 직렬로 스위치 설정내에서 이동하며 그 메모리 내에 이것을 저장한다.
에미터 모듈(24)은 적외선 수신기(96), 적외선 디코더(98), 및 2개의 로터리 인코더 스위치(90)를 포함하는 적외선 수신 회로(94)를 포함한다. 적외선 신호가 수신되면, 적외선 수신기(96)는 반송 주파수를 제거하고 적외선 디코더(98)로 보내지는 직렬 데이터 스트림만을 남긴다. 적외선 디코더(98)는 데이터를 수신하여 맨 처음의 5개 데이터 비트를 로터리 인코더 스위치(90) 상의 5개의 가장 중요한 데이터 비트와 비교한다. 만약 이러한 데이터 비트가 부합된다면, 적외선 디코더(98)는 마이크로제어기(44)로 입력되는 4개의 병렬 데이터 라인과 하나의 유효 전송 신호를 발생시킨다.
또한 에미터 모듈(24)은 마이크로제어기가 상실되면 마이크로제어기(44)를 재설정하는 감시 타이머(100)를 포함한다.
에미터 모듈(24)은 시스템 제어기(28)로부터 20 내지 28 VDC 사이의 값을 수신하는 스위칭 전원(102)을 더 포함하여 +12VDC, +5VDC, -5VDC, 및 접지 상태를 만든다. 위에서 설명된 바와 같이, 스위칭 전원은 큰 전압 강하를 야기하게 하는 가능한 긴 배선으로 인하여 전력을 보존할 필요가 있기 때문에 선택되었다.
도 9는 에미터 모듈의 마이크로제어기(44)와 연관된 소프트웨어의 자명한 흐름도이다.
도 6은 시스템 제어기(28)의 개략 블록도이다. 시스템 제어기(28)는 적어도 3가지의 기본 기능, 즉 에미터 모듈(24)과 통신하는 기능, 외부 모니터링 컴퓨터(도시되지 않음)와 통신하는 기능, 및 디스플레이 데이터 기능을 수행한다. 시스템 제어기(28)는 RS-485 통신부(104)를 사용하여 에미터 모듈(24)과 통신하며 RS-232 통신부(106)를 사용하여 모니터링 컴퓨터와 통신할 수 있다. 시스템 제어기(28)는 마이크로프로세서일 수 있는 마이크로제어기(110)를 포함한다. 마이크로제어기(110)로의 입력부는 5개의 푸시버튼 스위치(112)와 키스위치(114)를 포함한다. 푸시버튼 스위치(112)는 LCD 디스플레이(116)를 통하여 스크롤하고 설정을 선택하고 변경하는데 사용된다. 키스위치(114)는 시스템을 대기 상태, 실행 모드 또는 설정 모드로 두기 위해 사용된다.
시스템 제어기(28)는 또한 마이크로제어기(110)와 같이 사용하기 위한 메모리(118)와 감시 타이머(120)를 포함한다. 메모리(118)의 일부는 전원이 오프되거나 중단될 때, 다른 시스템 구성 정보 뿐만 아니라 에미터 모듈(24)을 위한 CREF와 BREF를 저장하는 EEPROM 이다. 감시 타이머(120)는 만약 시스템 제어기(28)가 불능인지를 검출하고 자체적으로 재설정을 개시한다.
개별 에미터 모듈(24)의 어드레스를 지정하기 위하여, 시스템 제어기(28)는 에미터 모듈(24)의 대응 구성 요소에 유사하게 동작하는 2개의 로터리 인코더 스위치(122)와 직렬 시프트 레지스터(124)를 더 포함한다.
시스템(22)의 설정 동안, 각 에미터 모듈(24)은 로터리 인코더 스위치(90)를 통하여 특정한 숫자에 설정된다. 다음으로, 시스템 제어기(28)는 상태 경보값을 얻기 위하여 에미터 모듈(241-24n)을 폴링(poll) 한다. 하나의 폴링 실시예에서, 시스템 제어기(28)는 에미터 모듈이 어떤 갭도 없이 순서대로 번호 매겨져 있는지를 결정하기 위하여 에미터 모듈(24)을 체크한다. 디스플레이(116)를 통하여, 시스템 제어기(28)는 결과(finding)를 디스플레이하고 승인을 위하여 오퍼레이터에게 촉구한다. 만약 갭이 검출된다면, 오퍼레이터는 에미터 모듈(24)을 재정열하고 폴링을 재설정하거나 기존 번호매김의 신호 승인을 다시하게 된다. 일단 오퍼레이터가 번호매김 구조에 승인을 보내게 되면, 시스템 제어기(28)는 순차 동작과 제어를 위하여 에미터 모듈 번호를 저장한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 시스템 제어기(28)는 에미터 모듈(24)에 숫자를 자동적으로 할당하는데, 이것에 의하여 매 에미터 모듈(24)에서 스위치를 설정하여야 할 필요성을 제거해준다.
위에서 언급된 바와 같이, 원격 제어 송신기(30)는 명령을 직접 에미터 모듈(24)에 전송하거나 또는 그 명령을 시스템 제어기(28)에 전송할 수 있다. 따라서, 시스템 제어기(28)는 이 목적을 위하여 적외선 수신기(126)와 적외선 디코더(128)을 포함한다.
또한 시스템 제어기(28)는 동기화 링크, 동기 입력(130)과 동기 출력(132)을 포함한다. 이 링크는 복수의 시스템 제어기(28)와 연관된 에미터 모듈(24)의 발사 속도와 위상이 서로 동기화될 수 있도록 동기 방식으로 복수의 시스템 제어기(28)가 함께 데이지 체인되게 해준다. 유한한 수의 에미터 모듈(24)만이 단일 시스템 제어기(28)에 의하여 제어될 수 있기 때문에, 이 특징은 좀더 많은 에미터 모듈(24)이 동기화된 방식으로 동작되게 해준다. 이 구조에서, 하나의 시스템 제어기(28)는 마스터로서 작용을 하고, 나머지 시스템 제어기(28)는 슬레이브 제어기로서 작용을 한다.
시스템 제어기(28)는 전광탑(light tower)이나 그와 같은 것으로 경보를 실행하기 위해 릴레이 지시자(134)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이 방식에서, 구체적인 경보 조건은 독립형 시스템 제어기(28)나 복수의 슬레이브 제어기를 구비하는 마스터 시스템 제어기(28)를 모니터링할 수 있는 오퍼레이터와 시각적으로 통신될 수 있다.
시스템 제어기(28)는 3개의 일반 입력 AC 스위칭 전원(도시되지 않음)을 내장하고 있다. 이들 전원은 90과 240VAC 이며 50 내지 60 Hz 사이의 임의의 라인 전압으로부터 절연된 28 VDC를 발생시킨다. (20 내지 30 VDC 사이에서 변할 수 있는) 28 VDC는 모듈에 전력을 공급하기 위한 원격 모듈(24)에 배분된다. 또한 시스템 제어기(28)에서 내장 스위칭 전원(136)은 일반 입력 AC 스위칭 전원으로부터 28 VDC를 수신하고 +12VDC, +5VDC, -5VDC, 및 접지 상태를 만든다. 스위칭 전원은 전력을 보존하는데에 바람직하다.
도 10은 시스템 제어기의 마이크로제어기(110)와 연관된 소프트웨어의 자명한 흐름도이다.
도 7a 는 에미터 모듈(241)의 밸런스 제어 회로(138)의 개략 블록도이다. (OP 증폭기에 더하여 아날로그-디지털 변환기를 포함하는) 이온 밸런스 센서(140)는 에미터 모듈(241)의 에미터에 상대적으로 가까이에서 취해진 밸런스 측정치(BMEAS)를 출력한다. 마이크로제어기(44)에 저장된 밸런스 기준값(142)(BREF1)은 비교기(144)에서 BMEAS와 비교된다. 만약 이 값이 같다면, 포지티브나 네거티브의 고전압 전원(146)에 대한 조절은 일어나지 않는다. 만약 이 값이 같지 않다면, 적절한 조절이 전원(146)에 대하여 수행되어서 이 값을 같게 만든다. 이 과정은 에미터 모듈(241)의 동작 동안에 연속적이고 자동적으로 일어난다. 교정이나 초기 설정 동안에 에미터 모듈(241) 부근의 작업 공간에서 실제 밸런스 판독(BACTUAL)을 얻기 위하여 밸런스 판독이 대전된 플레이트 모니터로부터 취해진다. 만약 비교기의 출력이, BREF1이 BMEAS와 같다는 것을 보여주고 또한 만약 BACTUAL이 제로라고 한다면, 에미터 모듈(241)은 밸런스 되어 있고 다른 동작은 더 취해지지 않는다. 그러나, 만약 비교기의 출력이, BREF1이 BMEAS와 같다는 것을 보여주고 또한 만약 BACTUAL이 제로가 아니라고 한다면, 에미터 모듈(241)은 밸런스 되어 있지 않다. 따라서, BREF1은 BACTUAL이 다시 제로가 되기까지 원격 제어 송신기(30)나 시스템 제어기(28)를 사용함으로써 업 또는 다운으로 조절된다. 제조 공차와 시간에 따른 시스템 저하로 인하여, 각 에미터 모듈(24)은 다른 BREF값을 가질 수도 있을 것이다.
도 7b는 CREF와 CMEAS에 대하여 위에서 언급된 바와 같이 이온 전류에 대하여 사용되는 도 7a와 유사한 구조이다. 도 7b에서, CMEAS는 도 4에서 도시된 회로 구성 요소(56, 58 및 60)를 사용하여 직접 측정된 바와 같은 실제 이온 출력 전류이다. 비교기(152)는 (마이크로제어기(44) 내의 메모리(150)에 저장된) CREF1을 CMEAS와 비교한다. 만약 이 값이 같다면, 포지티브나 네거티브의 고전압 전원(146)에 대한 조절이 일어나지 않는다. 만약 이 값이 같지 않다면, 이 값이 같아질 때까지 전원(146)에 대한 적절한 조절이 일어난다. 이 과정은 에미터 모듈(241)의 동작 동안 연속적이고 자동적으로 일어난다. 교정이나 초기 설정 동안, 감쇠 시간의 판독은 에미터 모듈(241) 부근의 작업 공간에서 실제 이온 출력 전류(CMEAS)의 지시를 얻기 위하여 대전된 플레이트 모니터(148)로부터 취해진다. 만약 감쇠 시간이 희망하는 범위 내에 있다면, 더 이상의 작업은 취해지지 않는다. 그러나, 감쇠 시간이 너무 느리거나 너무 빠르면, CREF1은 오퍼레이터에 의하여 업 방향 또는 다운 방향으로 조절된다. 비교기(152)는 CMEAS와 CREF1사이의 차이를 보여줄 것이며 이 값이 위에서 기술된 바와 같은 방식으로 같아질 때까지 전원(146)에 대한 적절한 조절은 자동적으로 일어난다.
위에서 언급된 바와 같이, 종래의 자동적인 밸런싱 시스템은 하드웨어에 기초한 피드백 시스템을 가지고, 또한 적어도 다음의 문제, 즉
(1) 그러한 시스템은 피드백 제어 신호가 하드웨어 구성 요소값에 기초하여 고정되어 있기 때문에, 아주 미세한 밸런스 제어를 제공할 수 없는 점,
(2) 밸런스 제어의 전체적인 범위는 하드웨어 구성요소 값에 기초하여 제한되는 점,
(3) 개별 구성 요소가 적절한 동작을 위하여 서로 의존되어 있기 때문에, 신속하고 저렴한 변경이 어려운 점을 가지고 있다. 종래의 이온 전류 제어 회로도 동일한 문제점을 겪고 있다. 종래의 시스템에 비하여, 본 발명의 소프트웨어에 기초한 밸런스 및 이온 전류 제어 회로는 이러한 단점 중 어느 것도 갖지 않는다.
도 8은 도 2의 시스템(22)의 하드웨어 구성 요소의 사시도를 도시한다.
마이크로제어기(44와 110)는 다음과 같은 정교한 특징이 실현되게 해주는데, 이 특징은,
(1) 마이크로프로세서는 BREF와 BMEAS, 및 CREF와 CMEAS를 비교하는데 사용되는 비교기를 모니터한다. 만약 그 차이값이 모두 미리 결정된 값보다 작다면, 에미터 모듈(24)은 정상 동작과 연관된 필요한 작은 조절을 하는 것으로 간주된다. 그러나, 만약 그 차이값 중 하나 또는 둘이 한번이나 여러번 미리 결정된 값보다 더 크다면, 에미터 모듈(24)은 점검을 필요로 하는 것으로 간주된다. 이 경우에, 경보가 시스템 제어기(28)에 전송된다.
(2) 각 개별 에미터 모듈(24)에 대한 자동 이온 발생 전환과 밸런싱 전환은 급격한 변동(swing)이나 전위 오버슈트를 피하기 위하여 램핑 업(ramp up)되거나 램핑 다운(ramp down) 될 수 있다. 예를 들어, 펄스 DC 모드를 사용할 때, 펄스 속도(즉 주파수)는 희망하는 램프 업이나 다운 효과를 얻기 위하여 제 1 값으로부터 희망하는 값까지 점진적으로 조절될 수 있다. 펄스 DC 모드나 정상 상태 DC 모드를 사용할 때, DC 진폭은 희망하는 램프 업이나 다운 효과를 얻기 위하여 제 1 값으로부터 희망하는 값까지 점진적으로 조절될 수 있다.
본 발명의 범주는 위에서 개시된 특정한 실시에 제한되지 않는다. 예를 들어, 통신은 RS-485나 RS-232 통신/전원 라인을 통하여 반드시 해야할 필요가 없다. 특히, 오배선 보호 회로는 위에서 언급된 방식으로 스위치를 통하여 전환될 수 있는 임의의 유형의 통신/전원 라인으로 사용될 수 있다.
발명의 넓은 개념으로부터 벗어남이 없이 위에서 언급된 실시예에 변경이 가해질 수 있다는 것이 당업자에게는 이해될 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정한 실시예로만 제한되지 않으며 첨부되는 청구항에 의하여 한정되는 바와 같은 본 발명의 범주와 사상 내에 있는 변경은 포함되는 것으로 이해해야 할 것이다.상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이온화 시스템에 의하면, 에미터 모듈의 향상된 신축성과 제어 및 에미터 모듈과의 통신을 가능하게 하며, 더 쉬운 방법으로 오배선 문제를 자동으로 검출하고 정정하는 구성도 가능하고, 또한 에미터 모듈의 모드를 개별적으로 제어하게 하는 구성이 가능하는 등의 효과가 있다.

Claims (60)

  1. 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와, 상기 각각의 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와 연관된 포지티브 및 네거티브 고전압 전원을 구비하는 전기 이온화기에서 포지티브와 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법에 있어서,
    (a) 소프트웨어로 조절 가능한 메모리에 밸런스 기준값을 저장하는 단계와,
    (b) 상기 전기 이온화기의 동작 동안에, 상기 이온 에미터에 가까이 위치된 이온 밸런스 센서에 의하여 취해진 밸런스 측정값과 상기 밸런스 기준값을 비교하는 단계와,
    (c) 만약 상기 밸런스 기준값이 상기 밸런스 측정값과 동일하지 않다면 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원 중 적어도 하나를 자동적으로 조절하는 단계로서, 상기 조절은 상기 밸런스 측정값이 상기 밸런스 기준값과 같아지도록 해주는 방식으로 수행되는, 상기 자동 조절 단계를 포함하는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 동안에, 상기 전기 이온화기 부근 작업 공간에서 실제 이온 밸런스를 측정하는 단계와,
    (e) 만약 상기 밸런스 측정값이 상기 밸런스 기준값과 같고 상기 실제 측정된 이온 밸런스가 제로가 아니라면 상기 밸런스 기준값을 조절하는 단계로서, 상기 조절은 상기 실제 측정된 이온 밸런스가 제로와 같아지도록 해주는 방식으로 수행되는, 상기 조절 단계를
    더 포함하는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 (d) 측정 단계는 대전된 플레이트 모니터를 사용하여 수행되는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 (d) 단계와 (e) 단계는 상기 전기 이온화기의 교정(calibration)이나 초기 설정 동안에 수행되는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 상기 밸런스 기준값에 전기적으로 연결되어 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기를 더 포함하고, 상기 (e) 조절 단계는 상기 실제 측정된 이온 밸런스를 모니터링 하는 동안 상기 실제 측정된 이온 밸런스가 제로와 같게 해주도록 상기 원격 제어 수신기를 통하여 상기 밸런스 기준값을 조절하기 위하여 상기 원격 제어 송신기를 사용하는 단계를 포함하는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 초기에, 비선형 방식으로 상기 포지티브 및 네거티브의 고전압 전원을 조절함으로써 포지티브나 네거티브의 이온 출력시 급격한 변화 또는 상기 밸런스된 상태에서 포텐셜 오버슈트를 피하는 단계를
    더 포함하는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드에서 동작하고, (c) 단계에서의 상기 자동 조절은 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브 및 네거티브의 고전압 전원의 상기 펄스 속도를 점진적으로 조절함으로써 비선형적으로 수행되는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드 또는 정상 상태 DC 모드에서 동작하고, (c) 단계에서의 상기 자동 조절은 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브나 네거티브 고전압 전원의 상기 DC 진폭을 점진적으로 조절함으로써 비선형적으로 수행되는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    (d) 상기 (b) 비교 단계에서 결정된 바와 같은 상기 밸런스 기준값과 상기 밸런스 측정값 사이의 차이의 절대값을 비교하는 단계와,
    (e) 만약 상기 차이의 절대값이 한번이나 여러번 미리 결정된 값보다 더 크다면 경보 상태가 지시되게 하는 단계를
    더 포함하는 포지티브 및 네거티브 이온 출력을 밸런싱하는 방법.
  10. 포지티브 및 네거티브의 이온 에미터와 상기 각각 포지티브 및 네거티브의 이온 에미터와 연관된 포지티브 및 네거티브의 고전압 전원을 구비하는 전기 이온화기에 있어서,
    (a) 밸런스 기준값을 저장하기 위한 소프트웨어로 조절되는 메모리와,
    (b) 상기 이온 에미터에 가까이 위치된 이온 밸런스 센서에 의하여 취해진 밸런스 측정값과 상기 밸런스 기준값을 비교하기 위한 비교기와,
    (c) 만약 상기 밸런스 기준값이 상기 밸런스 측정값과 동일하지 않다면 상기 포지티브 및 네거티브의 고전압 전원 중 적어도 하나를 조절하기 위한 자동 밸런스 조절 회로로서, 상기 조절은 상기 밸런스 측정값이 상기 밸런스 기준값과 동일하게 되도록 해주는 방식으로 수행되는, 자동 밸런스 조절 회로를
    포함하는 전기 이온화기.
  11. 제 10항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 초기에 상기 자동 밸런스 조절 회로가 상기 조절을 비선형적으로 수행함으로써, 포지티브나 네거티브의 이온 출력시 급격한 변화 또는 상기 밸런스된 상태에서의 포텐셜 오버슈트를 피하게 해주는 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드로 동작하고, 상기 자동 밸런스 조절 회로는 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브 및 네거티브의 고전압 전원의 펄스 속도를 점진적으로 조절함으로써 상기 조절을 비선형적으로 수행하는 전기 이온화기.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드나 정상 상태 DC 모드로 동작하고, 상기 자동 밸런스 조절 회로는 제 1값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브나 네거티브의 고전압 전원의 DC 진폭을 점진적으로 조절함으로써 상기 조절을 비선형적으로 수행하는 전기 이온화기.
  14. 제 10항에 있어서,
    (d) 상기 밸런스 기준값을 조절하기 위한 수단으로서, 상기 밸런스 기준값은 만약 상기 밸런스 측정값이 상기 밸런스 기준값과 같고 상기 전기 이온화기 부근의 작업 공간에서 측정된 실제 측정된 이온 밸런스가 제로가 아니라면 조절되고, 상기 조절은 상기 실제 측정된 이온 밸런스가 제로와 같게 되도록 해주는 방식으로 수행되는, 상기 밸런스 기준값 조절 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  15. 제 14항에 있어서,
    (e) 상기 밸런스 기준값에 전기적으로 연결되고 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기로서, 상기 조절 수단은 상기 실제 측정된 이온 밸런스를 모니터링 하는 동안 상기 실제 측정된 이온 밸런스가 제로와 같게 해주도록 상기 원격 제어 수신기를 통하여 상기 밸런스 기준값을 조절하기 위하여 상기 원격 제어 송신기를 사용하는 상기 원격제어 수신기를
    더 포함하는 전기 이온화기.
  16. 제 10항에 있어서,
    (d) 상기 비교기에 의하여 결정된 바와 같은 상기 밸런스 기준값과 상기 밸런스 측정값 사이의 차이의 절대값을 비교하기 위한 수단과,
    (e) 만약 상기 차이의 절대값이 한번이상 미리 결정된 값보다 더 크다면 경보 상태가 지시되게 해기간 위한 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  17. (i) 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와, (ii) 상기 각각의 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와 연관된 포지티브 및 네거티브 고전압 전원, 및 (iii) 상기 포지티브 및 네거티브 이온화기의 이온 출력 전류를 모니터링하기 위한 전류 측정 회로를 구비하는 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브 이온 출력 전류를 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 소프트웨어로 조절가능한 메모리에 이온 출력 전류 기준값을 저장하는 단계와,
    (b) 상기 전기 이온화기의 동작 동안에, 상기 전류 측정 회로에 의하여 취해진 실제 이온 출력 전류값을 상기 이온 출력 전류 기준값과 비교하는 단계와,
    (c) 만약 실제 이온 출력 전류값이 상기 이온 출력 전류 기준값과 같지 않다면 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원 중 적어도 하나를 자동적으로 조절하는 단계로서, 상기 조절은 상기 실제 이온 출력 전류값이 상기 이온 출력 전류 기준값과 같게 해주는 방식으로 수행되는, 상기 조절 단계를
    포함하는 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 동안에, 상기 전기 이온화기의 부근 작업 공간에서 상기 실제 이온 출력 전류값의 지시자(indicator)를 측정하는 단계와,
    (e) 만약 상기 지시자가 희망하는 값 부근에 있지 않다면 상기 이온 출력 전류 기준값을 조절하는 단계로서, 상기 조절은 상기 실제 이온 출력 전류값의 상기 지시자가 상기 희망하는 값 부근에 있게 해주도록 수행되는, 상기 조절 단계를
    더 포함하는 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 (d) 측정 단계는 대전된 플레이트 모니터를 사용하여 수행되고, 상기 지시자는 상기 대전된 플레이트 모니터에 의하여 측정된 바와 같은 감쇠 시간인, 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 (d) 단계와 (e) 단계는 상기 전기 이온화기의 교정이나 초기 설정 동안에 수행되는, 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  21. 제 18항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 상기 이온 출력 전류 기준값에 전기적으로 연결되어 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기를 더 포함하고, 상기 (e) 조절 단계는 상기 실제 이온 출력 전류값의 상기 지시자를 모니터하면서 상기 지시자가 상기 희망하는 값 부근에 있도록 상기 원격 제어 수신기를 통하여 상기 이온 출력 전류 기준값을 조절하기 위하여 상기 원격 제어 송신기를 사용하는 단계를 포함하는, 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  22. 제 17항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 초기에, 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원을 비선형적 방법으로 조절함으로써 포지티브나 네거티브 이온 출력시 급격한 변화 또는 상기 희망하는 상태에서의 포텐셜 오버슈트를 피하게 하는 단계를
    더 포함하는 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드에서 동작하고, 상기 (c) 단계의 상기 자동 조절 단계는 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원의 펄스 속도를 점진적으로 조절함으로써 비선형적으로 수행되는, 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드나 정상 상태 DC 모드에서 동작하고, 상기 (c) 단계의 상기 자동 조절 단계는 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브나 네거티브 고전압 전원의 DC 진폭을 점진적으로 조절함으로써 비선형적으로 수행되는, 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  25. 제 17항에 있어서,
    (d) 상기 (b) 비교 단계에서 결정된 바와 같은 상기 이온 출력 전류 기준값과 상기 실제 이온 출력 전류값 사이의 차이의 절대값을 비교하는 단계와,
    (e) 만약 상기 차이의 절대값이 한번이상 미리 결정된 값보다 더 크다면 경보 상태가 지시되게 하는 단계를
    더 포함하는 전기 이온화기에서 포지티브 및 네거티브의 이온 출력 전류를 제어하는 방법.
  26. 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와, 상기 각각의 포지티브 및 네거티브 이온 에미터와 연관된 포지티브 및 네거티브 고전압 전원을 구비하는 전기 이온화기에 있어서,
    (a) 이온 출력 전류 기준값을 저장하기 위한 소프트웨어로 조절 가능한 메모리와,
    (b) 상기 포지티브 및 네거티브 이온화기 이온 출력 전류를 모니터 하는 전류 측정 회로에 의하여 취해진 실제 이온 출력 전류값을 상기 이온 출력 전류 기준값과 비교하기 위한 비교기와,
    (c) 만약 상기 실제 이온 출력 전류값이 상기 이온 출력 전류 기준값과 같지 않다면 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원 중 적어도 하나의 전원을 조절하기 위한 자동 이온 출력 전류 조절 회로로서, 상기 조절은 상기 실제 이온 출력 전류값이 상기 이온 출력 전류 기준값과 같게 해주는 방식으로 수행되는 자동 이온 출력 전류 조절 회로를
    포함하는 전기 이온화기.
  27. 제 26항에 있어서,
    (d) 상기 전기 이온화기의 동작 초기에 상기 자동 밸런스 조절 회로가 상기 조절을 비선형적으로 수행함으로써 포지티브나 네거티브 이온 출력시 급격한 변화 또는 상기 희망하는 상태에서의 포텐셜 오버슈트를 피하게 해주는 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드에서 동작하고, 상기 자동 이온 출력 전류 조절 회로는 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브 및 네거티브 고전압 전원의 펄스 속도를 점진적으로 조절함으로써 상기 조절을 비선형적으로 수행하는, 전기 이온화기.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 전기 이온화기는 펄스 DC 모드나 정상 상태 DC 모드에서 동작하고, 상기 자동 이온 출력 전류 조절 회로는 제 1 값으로부터 제 2 값까지 상기 포지티브나 네거티브 고전압 전원의 DC 진폭을 점진적으로 조절함으로써 상기 조절을 비선형적으로 수행하는, 전기 이온화기.
  30. 제 26항에 있어서,
    (d) 상기 이온 출력 전류 기준값을 조절하기 위한 수단으로서, 상기 이온 출력 전류 기준값은 만약 상기 전기 이온화기 부근의 작업 공간에서 측정된 상기 실제 이온 출력 전류값의 지시자가 희망하는 값 근처에 있지 않다면 조절되고, 상기 조절은 상기 실제 이온 출력 전류값의 상기 지시자가 상기 희망하는 값 부근에 있도록 해주도록 수행되는 조절 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  31. 제 30항에 있어서,
    (e) 상기 이온 출력 전류 기준값에 전기적으로 연결되고 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기로서, 상기 조절 수단은 상기 실제 이온 출력 전류값의 상기 지시자를 모니터링 하면서 상기 지시자가 상기 희망하는 값 부근에 있도록 상기 원격 제어 수신기를 통하여 상기 이온 출력 전류 기준값을 조절하기 위하여 상기 원격 제어 송신기를 사용하는 상기 원격 제어 수신기를
    더 포함하는 전기 이온화기.
  32. 제 26항에 있어서,
    (d) 상기 비교기에 의하여 결정되는 바와 같이 상기 이온 출력 전류 기준값과 상기 실제 이온 출력 전류값 사이의 차이의 절대값을 비교하기 위한 수단과,
    (e) 만약 상기 차이의 절대값이 한번이상 미리 결정된 값보다 더 크다면 경보 상태가 지시되게 해주기 위한 수단을
    더 포함하는 전기 이온화기.
  33. 미리 한정된 영역에 대한 이온화 시스템에 있어서,
    (a) 상기 영역 주위에 배치되는 복수의 에미터 모듈로서, 상기 각 모듈은 개별 어드레스를 가지고 적어도 하나의 전기 이온화기를 포함하는 상기 복수의 에미터 모듈과,
    (b) 상기 에미터 모듈을 개별적으로 어드레스 지정하고 제어하기 위한 시스템 제어기와,
    (c) 상기 시스템 제어기와 상기 복수의 에미터 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 통신 라인을
    포함하는 이온화 시스템.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 각 에미터 모듈은 상기 통신 라인을 통하여 상기 전기 이온화기의 적어도 하나의 동작 파라미터와 관련된 경보 상태 정보를 송신하기 위한 수단을 더 포함하며, 상기 경보 상태 정보는 상기 에미터 모듈의 어드레스를 포함하고, 상기 시스템 제어기는 상기 경보 상태 정보를 수신하는 이온화 시스템.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 동작 파라미터는 포지티브나 네거티브 에미터의 상태인, 이온화 시스템.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 동작 파라미터는 이온 언밸런스 상태인, 이온화 시스템.
  37. 제 33항에 있어서, 상기 통신 라인은 상기 각 에미터 모듈에 데이지(daisy) 체인 방식으로 연결되며, 상기 통신 라인은 상기 에미터 모듈에 (i) 통신과 (ii) 전원 둘 모두를 제공하는 이온화 시스템.
  38. 제 33항에 있어서, 각 에미터 모듈은 저장된 밸런스 기준값을 더 포함하고, 상기 시스템 제어기는 각 에미터 모듈의 상기 저장된 밸런스 기준값을 개별적으로 조절하기 위한 수단을 포함하는 이온화 시스템.
  39. 제 33항에 있어서, 각 에미터 모듈은 저장된 이온 출력 전류 기준값을 더 포함하고, 상기 시스템 제어기는 각 에미터 모듈의 상기 저장된 이온 출력 전류 기준값을 개별적으로 조절하기 위한 수단을 포함하는 이온화 시스템.
  40. 제 33항에 있어서,
    (d) 에미터 어드레스 설정과 밸런스 조절 기능을 구비하는 원격 제어 송신기로서, 각 에미터 모듈은 상기 밸런스 기준값에 전기적으로 연결되고 상기 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기와 저장된 밸런스 기준값을 더 포함하며, 여기서 상기 원격 제어 송신기는 각 에미터 모듈의 상기 밸런스 기준값이 개별적으로 조절되게 해주는 상기 원격 제어 송신기를
    더 포함하는 이온화 시스템.
  41. 제 33항에 있어서,
    (d) 에미터 어드레스 설정과 이온 출력 전류 조절 기능을 구비하는 원격 제어 송신기로서, 각 에미터 모듈은 상기 이온 출력 전류 기준값에 전기적으로 연결되고 상기 원격 제어 송신기에 반응하는 원격 제어 수신기와 저장되어 있는 이온 출력 전류 기준값을 더 포함하며, 여기서 상기 원격 제어 송신기는 각 에미터 모듈의 상기 이온 출력 전류 기준값이 개별적으로 조절되게 해주는 상기 원격 제어 송신기를
    더 포함하는 이온화 시스템.
  42. 미리 한정된 영역에 대한 이온화 시스템에 있어서,
    (a) 상기 영역 주위에 배치된 복수의 에미터 모듈로서, 각 에미터 모듈은
    (i) 적어도 하나의 전기 이온화기와,
    (ii) 오배선된 상태의 검출시에 서로 고정된 상관 관계에 있는 적어도 2개의 통신 라인의 상대적인 위치를 자동적으로 변경하기 위하여 적용되는 오배선 보호 회로를
    포함하는, 상기 복수의 에미터 모듈과,
    (b) 상기 에미터 모듈을 제어하기 위한 시스템 제어기와,
    (c) 상기 시스템 제어기와 상기 복수의 에미터 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 제 1 및 제 2 통신 라인으로서, 상기 오배선 보호 회로가 특정 에미터 모듈에 대하여 상기 오배선된 상태의 검출시 상기 제 1 및 제 2 통신 라인의 상기 상대적인 위치를 자동적으로 변경하기 위하여 적용되고, 이것에 의하여 상기 에미터 모듈이 적절히 작동하게 해주는, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인을
    포함하는 이온화 시스템.
  43. 제 42항에 있어서,
    (A) 상기 오배선 보호 회로는 상기 제 1 통신 라인과 연관된 제 1 스위치로서, 제 1 초기 위치와 상기 제 1 초기 위치와 반대인 제 2 위치를 구비하는 상기 제 1 스위치와,
    (B) 상기 제 2 통신 라인과 연관된 제 2 스위치로서, 제 1 초기 위치와 상기 제 1 초기 위치와 반대인 제 2 위치를 구비하는 상기 제 2 스위치와,
    (C) 상기 제 1 및 제 2 스위치가 각각 상기 제 1 또는 제 2 위치에 배치되게 해기간 위한 상기 제 1 및 제 2 스위치에 연결된 출력 제어 신호를 구비하는 프로세서로서, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인은 두 스위치 모두 상기 제 1 초기 위치에 있는 제 1 구성과 두 스위치 모두 상기 제 2 위치에 있는 제 2 구성을 가지는, 출력 제어 신호를 구비하는 프로세서를
    포함하는 이온화 시스템.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 스위치를 상기 제 1 초기 위치로 설정하기 위하여 초기 제어 신호를 발생시키며, 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 대기 상태에 있는지를 결정하기 위한 수단을 포함하고, 만약 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 대기 상태에 있다면 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 스위치를 상기 제 1 초기 위치에 유지하며, 만약 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 대기 상태에 있지 않다면 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 스위치를 상기 제 2 위치로 설정하기 위하여 제 2 제어 신호를 발생시키는 이온화 시스템.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 대기 상태에 있는지를 결정하기 위한 상기 수단은 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 대기 상태로 유지하는지를 더 결정하고, 만약 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 초기에 상기 대기 상태에 있고 상기 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 대기 상태로 유지된다면 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 스위치를 상기 제 1 초기 위치로 유지하고, 만약 상기 제 1 및 제 2 통신 라인이 상기 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 대기 상태로 유지되지 않는다면 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 스위치를 상기 제 2 위치로 설정하기 위하여 제 2 제어 신호를 발생시키는 이온화 시스템.
  46. 제 42항에 있어서, 상기 통신 라인은 상기 에미터 모듈의 각각에 데이지 체인의 방식으로 연결되는 RS-485 라인인 이온화 시스템.
  47. 제 42항에 있어서, 상기 통신 라인은 인접한 전기 라인의 편평한 와이어를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 통신 라인은 상기 편평한 와이어의 외부 전기 라인인 이온화 시스템.
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 미리 한정된 영역에 대한 이온화 시스템에 있어서,
    (a) 상기 영역 주위에 배치된 복수의 에미터 모듈로서, 각 에미터 모듈은
    (i) 적어도 하나의 전기 이온화기와,
    (ii) 상기 에미터 모듈에 전력을 공급하기 위한 스위칭 전원을
    포함하는 상기 복수의 에미터 모듈과,
    (b) 상기 에미터 모듈을 제어하기 위한 시스템 제어기와,
    (c) 상기 시스템 제어기와 상기 복수의 에미터 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 전기 라인으로서, 상기 전기 라인은 모두 상기 에미터 모듈과 통신하며 상기 에미터 모듈에 전력을 공급하며, 여기서 상기 스위칭 전원은 상기 전기 라인상에서의 라인 손실의 효과를 최소화하는 상기 전기 라인을
    포함하는 이온화 시스템.
  56. 제 55항에 있어서, 상기 시스템 제어기는 상기 전기 라인을 통하여 상기 에미터 모듈에 분배하기 위한 20 내지 30 VDC 전압을 발생시키기 위한 적어도 하나의 전원을 포함하는 이온화 시스템.
  57. 제 56항에 있어서, 각 에미터 모듈의 상기 스위칭 전원은 상기 시스템 제어기로부터 20 내지 30 VDC의 상기 전압을 수신하며 에미터 모듈 회로에 의하여 사용하기 위한 +12VDC, +5VDC, -5VDC, 및 접지 상태를 만드는 이온화 시스템.
  58. 제 55항에 있어서, 상기 전기 라인은 상기 각 에미터 모듈에 데이지 체인 방식으로 연결되는 이온화 시스템.
  59. 미리 한정된 영역에 대한 이온화 시스템에 있어서,
    (a) 상기 영역 주위에 배치된 복수의 에미터 모듈로서, 각 에미터 모듈은
    (i) 적어도 하나의 전기 이온화기와,
    (ii) 상기 에미터 모듈을 복수의 다른 작동 전력 모드 중 하나에 설정하기 위한 전력 모드 설정을
    포함하는, 상기 복수의 에미터 모듈과,
    (b) 상기 에미터 모듈을 제어하기 위한 시스템 제어기와, 및
    (c) 상기 시스템 제어기와 상기 복수의 에미터 모듈을 전기적으로 연결하기 위한 전기 라인으로서, 상기 전기 라인은 모두 상기 에미터 모듈과 통신하며 상기 에미터 모듈에 전력을 공급하는 상기 전기 라인을
    포함하는 이온화 시스템.
  60. 제 59항에 있어서, 상기 작동 전력 모드는 정상 상태 DC 모드와 펄스 DC 모드를 포함하는 이온화 시스템.
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