KR100489347B1 - Method for measurement flow of the water-purifying device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유량센서를 이용한 유량 측정은 가능하나 정확도가 떨어지는 영역에서 정수기를 사용했을 경우 유량을 보상해주는 방법으로 유량을 정밀하게 측정함으로써 필터 교환 시기에 정확성과 신뢰성을 부여하도록 한 정수기의 유량 측정 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 유량센서에서 발생되는 초당 펄스 수와 유량보상 여부를 판단하기 위해 설정한 유량보상 기준치를 비교하여, 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 클 경우에는 정상 측정 모드로 판단하여, 상기 유량센서에서 발생된 펄스만으로 유량 측정 펄스를 설정하고, 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 작을 경우에는 오차영역으로 판단하여, 유량보상 모드로 진입하여 오차영역 타이머를 구동시키며, 상기 초당 펄스 수와 상기 오차영역 타이머에 의해 카운팅된 시간에 대응하여 현재 측정된 펄스에 미리 설정된 보상펄스 수를 가산하여 유량 보상 펄스를 산출하고, 상기 초당 펄스 수가 상기 유량센서의 최소 동작 유량 이하일 경우, 오차 영역 타이머를 오프시키고, 상기 유량 보상 펄스와 상기 유량 측정 펄스를 가산하여 필터 교체 시기 판단을 위한 총 측정 펄스를 산출하게 된다.The present invention can measure the flow rate using the flow sensor, but the flow rate measuring method of the water purifier to give accuracy and reliability at the time of filter replacement by precisely measuring the flow rate in a method that compensates for the flow rate when the water purifier is used in a region of low accuracy The present invention relates to a normal measurement mode when the pulse number per second is greater than the flow compensation reference value by comparing the number of pulses per second generated by the flow sensor with the flow compensation reference value set to determine whether the flow compensation is performed. If it is determined, the flow rate measurement pulse is set only by the pulse generated by the flow sensor, and when the number of pulses per second is smaller than the flow compensation reference value, it is determined as an error area, and enters the flow compensation mode to drive the error area timer. Pulses per second and counted by the error domain timer The flow compensation pulse is calculated by adding a preset compensation pulse number to the pulse measured according to the set time, and when the number of pulses per second is less than or equal to the minimum operating flow rate of the flow sensor, the error area timer is turned off, and the flow compensation pulse And the flow rate measurement pulses are added to calculate a total measurement pulse for determining filter replacement time.
Description
본 발명은 정수기의 유량(流量) 측정 방법에 관한 것으로서, 특히 유량센서를 이용한 유량 측정은 가능하나 정확도가 떨어지는 영역에서 정수기를 사용했을 경우 유량을 보상해주는 방법으로 유량을 정밀하게 측정함으로써 필터 교환 시기에 정확성을 부여하도록 한 정수기의 유량 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a flow rate of a water purifier, and in particular, a flow rate measurement using a flow sensor is possible, but when a water purifier is used in a region of low accuracy, the flow rate is compensated by measuring the flow rate in a precise manner to replace the filter. The present invention relates to a method for measuring the flow rate of a water purifier to give accuracy to the.
일반적으로 정수기와 냉온수기 및 냉온정수기는 그 정수방식에 따라 크게 2종류로 분류할 수 있는 데, 하나는 역삼투막을 이용한 정수방식의 RO(Reverse Osmosis) 냉온정수기로서 물에 강제압력을 가해(통상 펌프 사용) 순수한 물분자는 특수하게 제작된 반투막(Membrane Filter)을 통과시키고 다른 물질은 반투막을 통과시키지 않는 정수방식이 적용되며, 또 다른 하나는 중공사막 방식의 정수기 또는 냉온정수기로서 가운데가 비어있는 통상 0.01㎛굵기의 섬유관이 수천 다발로 묶인 필터를 사용하여 정수하는 방식이 적용된다.In general, water purifiers, cold and hot water dispensers, and cold and hot water purifiers can be classified into two types according to their water purification methods. One is a reverse osmosis (RO) cold / hot water purifier using a reverse osmosis membrane. ) Pure water molecules pass through a specially prepared membrane filter and other materials do not pass through the semi-permeable membrane. Another is a hollow fiber membrane type water purifier or cold / hot water purifier, which is usually 0.01 empty. The method of water purification using a filter in which a micrometer-thick fiber tube is bundled with thousands of bundles is applied.
어느 정수방식의 정수기나 보통 4단계의 필터를 적용하게 되는 데, 우선 역삼투압 냉온정수기의 경우 1단계 필터(침전필터)는 원수를 최초로 접촉하여 5㎛ 이상의 각종 찌꺼기와 녹, 흙, 모래, 산화물 등의 오염물질을 걸러주는 역할을 수행하며, 2단계 필터(선카본필터)는 원수에 용해되어 있는 염소성분, 트리할로메탄(THM), 유기화학물질 등을 흡착, 제거하고 농약이나 세제성분 등을 걸러주는 기능을 수행한다.In general, four stages of filters are applied to any type of water purifier.In the case of reverse osmosis cold and hot water purifiers, the first stage filter (precipitation filter) contacts raw water for the first time and various wastes of 5 ㎛ or more, rust, soil, sand and oxide The second stage filter (sun carbon filter) absorbs and removes chlorine, trihalomethane (THM) and organic chemicals dissolved in raw water and removes pesticides and detergents. It performs a function to filter back.
그리고 3단계 필터(멤브레인필터)는 중금속, 박테리아, 유기화학물질, 분자량이 200이상인 물 속에 용해된 이물질 등을 통상 0.0001㎛의 초정밀 박투막을 통해 강제식 2중화 분리작업을 수행하고, 수압이 낮은 지역은 별도의 펌프를 장착하여 사용하며, 아울러 4단계 필터(후카본필터)는 물 속에 용해되어 있는 가스성분과 냄새성분을 제거하는 기능을 수행한다.In addition, the three-stage filter (membrane filter) is a heavy-duty separation of heavy metals, bacteria, organic chemicals and foreign substances dissolved in water with a molecular weight of 200 or more through an ultra-precision thin membrane of 0.0001㎛, and the area with low water pressure Is equipped with a separate pump, and the four-stage filter (fucarbon filter) performs the function of removing gaseous and odorous components dissolved in water.
중공사막 냉온정수기의 경우 1단계 필터(침전필터)는 침전물질, 녹, 미세 입자 등 비교적 굵은 입자를 제거하며, 2단계 및 3단계 필터(활성탄필터)는 발암물질, 잔류 염소 등을 제거하고, 4단계 필터(중공사막필터)는 대장균, 일반 세균 등을 제거하게 된다.In the case of hollow fiber membrane cold water purifier, the 1st stage filter (precipitating filter) removes coarse particles such as sediment, rust and fine particles, and the 2nd and 3rd stage filters (activated carbon filter) remove carcinogen, residual chlorine, etc. Four stage filter (hollow fiber membrane filter) is to remove E. coli, common bacteria, etc.
이러한 정수기는 저수통을 필요로 하는 정수기 및 냉온정수기와 저수통을 필요로 하지 않는 정수기로 크게 구분되며, 유량을 감지하는 방법은 크게 두 가지 형태로 대별된다. These water purifiers are largely divided into water purifiers that require a water reservoir, cold and hot water purifiers, and water purifiers that do not require a water reservoir, and a flow rate sensing method is roughly divided into two types.
첫 번째 방법은, 임펠러 형식의 유량센서를 이용하여 정수량을 감지하는 방법으로서, 이는 정수기 내부의 임펠러 및 마그네틱 홀센서 또는 리드 스위치로 이루어진 유량센서에서 발생된 펄스의 수를 카운트하여 유량을 감지하는 방식이다.The first method is to detect the amount of purified water using the impeller type flow sensor, which measures the flow rate by counting the number of pulses generated by the flow sensor consisting of the impeller and the magnetic Hall sensor or the reed switch inside the water purifier. to be.
두 번째 방법은, 정수기 필터의 입구측에 정유량 밸브를 구비하고, 출구측 온/오프(on/off)밸브의 여닫는 시간을 통해 유량을 판단하거나, 정유량 밸브 없이 온/오프 밸브를 이용하여 사용한 시간을 저장하여 간접적으로 정수량을 판단하는 방식이다.The second method includes a constant flow valve at the inlet side of the water purifier filter, and determines the flow rate through the opening and closing time of the outlet on / off valve, or uses the on / off valve without the constant flow valve. It is a method of determining the amount of purified water indirectly by storing the used time.
그 중 유량센서를 통해 유량을 측정하는 방법은, 유량센서의 정확성에 초점을 두어 단지 유량센서로부터 출력되는 펄스의 수만을 가지고 유량을 측정하는 방식이었다. 실제 정수기는 수압에 따라 출수되는 정수량이 다르게 된다. 따라서 유량센서의 정확성은 이런 유량을 감지하는 최소치와 최대치의 범위를 갖게 되며, 정확성을 향상시키기 위해서는 유량감지의 최소, 최대 범위 간격이 좁아져야 한다.The method of measuring the flow rate through the flow sensor is a method of measuring the flow rate only by the number of pulses output from the flow sensor, focusing on the accuracy of the flow sensor. Actual water purifiers have different amounts of purified water depending on the water pressure. Therefore, the accuracy of the flow sensor has a range of minimum and maximum values for detecting the flow rate, and the minimum and maximum range intervals of the flow detection should be narrowed to improve the accuracy.
또한 순간유량(liter/min)이 1리터 이하인 경우에는 그 정확성을 높이기 위해 고가의 유량센서를 적용해야한다.In addition, if the flow rate (liter / min) is less than 1 liter, an expensive flow sensor should be applied to increase the accuracy.
다시 말해 종래의 정수기 유량을 측정하는 방식은 단순히 유량센서의 정확성에 의존하고 출력되는 펄스 수를 기준유량 펄스로 나눈 값으로 측정함으로써 실제 1회 사용에 있어서 사용량이 적은 저유량 정수기에 적용하기에는 오차가 크며, 특히, 일정량을 저수시키는 형태의 기기일 경우 실사용량의 유출시간보다 저수되는 시간은 긴 반면 실 사용유량보다 토출 유량이 적어 측정이 매우 어려우며, 기기 사용기간에 따른 노후화로 인하여 그 측정오차가 매우 크다.In other words, the conventional method for measuring the flow rate of the water purifier simply depends on the accuracy of the flow sensor and measures the number of output pulses divided by the reference flow pulse. In particular, in the case of a device that stores a certain amount of water, it is very difficult to measure because the discharge time is longer than the discharge time of the actual use amount, but the measurement flow rate is very difficult. very big.
예를 들면, 기존 유량센서의 사양은 연속유량을 기준으로 하고있다. 즉, 물을 연속으로 흘리는 상태에서 1리터에 출력되는 펄스 수 또는 전압으로 기준유량을 설정하고 있다. 이에 따라 다소 높은 유량(약3 ~ 6리터)에서는 저렴한 제조원가로 제작한 유량센서만으로도 그 정확성을 맞출 수 있는 데, 약 2리터 이하 특히 1리터 이하에서는 정확성을 유지하기 위해 고가의 제조원가가 투입된 정밀한 유량센서가 필요하다. 그러나 정수기업체에서는 정수기의 제조원가를 낮추기 위해 고가의 저 유량센서를 채용하기가 어려운 것이 현실이다. 즉, 저 유량센서는 사용하는 유량범위 대역에 맞게 하기 위해 센서 내부에 해당 유량에 맞는 홀을 조정해야 하는 데, 예를 들어, 분당 1리터 이하의 영역에서 2mm지름의 구경을 사용해야 함에 따라 정수기에 사용하는 유량영역이 설치조건에 따라 적게는 분당 0.6리터에서 많게는 5리터까지 사용할 수 있으므로 모든 영역대별을 만족할 수 있는 정확성을 지닌 유량센서를 사용하기가 어렵다는 것이다. For example, the specifications of conventional flow sensors are based on continuous flow. That is, the reference flow rate is set by the number of pulses or the voltage output to 1 liter in the state of continuously flowing water. As a result, at a slightly higher flow rate (about 3 to 6 liters), the accuracy can be matched only by a low-cost flow sensor.In the case of less than about 2 liters, especially less than 1 liter, precise flow rate with expensive manufacturing cost is added to maintain the accuracy. I need a sensor. However, it is difficult for water purifier companies to employ expensive low-flow sensors to lower the cost of manufacturing water purifiers. In other words, the low flow sensor needs to adjust the hole for the flow in the sensor to fit the flow range band used.For example, a 2mm diameter aperture must be used in an area of 1 liter or less per minute. It is difficult to use a flow sensor with accuracy that can satisfy all zones because the flow area used can be used from as little as 0.6 liters per minute to as much as 5 liters depending on the installation conditions.
한편 비교적 저가의 유량센서로 유량을 측정하는 것은 정수기의 사용행태상(빈번하게 소량으로 물을 사용하는 행태) 그 정확성이 떨어지게 되므로 정수기의 유량을 측정하여 필터 교체 시기 및 관리를 제어하는 측면에서 정확성이 결여된다.On the other hand, measuring the flow rate with a relatively low-cost flow sensor reduces the accuracy of the water purifier's use behavior (often using a small amount of water), so it is accurate in terms of controlling the filter replacement timing and management by measuring the flow rate of the water purifier. Lacks this.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 정수기에서 유량 측정시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Therefore, the present invention has been proposed to solve various problems that occur when measuring the flow rate in the conventional water purifier as described above,
본 발명의 목적은, 유량센서를 이용한 유량 측정은 가능하나 정확도가 떨어지는 영역에서 정수기를 사용했을 경우 유량을 보상해주는 방법으로 유량을 정밀하게 측정함으로써 필터 교환 시기에 정확성을 부여하도록 한 정수기의 유량 측정 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to measure the flow rate using a flow sensor, but the flow rate measurement of the water purifier to give accuracy at the time of filter replacement by precisely measuring the flow rate in a way that compensates for the flow rate when the water purifier is used in an area of low accuracy To provide a way.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
유량센서를 구비한 정수기의 유량 측정 방법에 있어서,In the flow rate measuring method of the water purifier provided with a flow sensor,
상기 유량센서에서 발생되는 초당 펄스 수와 유량보상 여부를 판단하기 위해 설정한 유량보상 기준치를 비교하여, 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 클 경우에는 정상 측정 모드로 판단하고, 상기 유량센서에서 발생된 펄스만으로 유량 측정 펄스를 설정하는 제1단계와; When the number of pulses per second generated by the flow sensor and the flow compensation reference value set to determine the flow compensation is compared, and the pulse number per second is larger than the flow compensation reference value, it is determined as the normal measurement mode, and the flow rate sensor is generated. Setting a flow rate measurement pulse using only the pulses that have been generated;
상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 작을 경우에는 오차영역으로 판단하고, 유량보상 모드로 진입하여 오차영역 타이머를 구동시키는 제2단계와;Determining the error area when the pulse number per second is smaller than the flow compensation reference value, and entering a flow compensation mode to drive an error area timer;
상기 초당 펄스 수와 상기 오차영역 타이머에 의해 카운팅된 시간에 대응하여 현재 측정된 펄스에 미리 설정된 보상펄스 수를 가산하여 유량 보상 펄스를 산출하는 제3단계와;Calculating a flow rate compensation pulse by adding a preset compensation pulse number to a pulse currently measured according to the pulse number per second and the time counted by the error area timer;
상기 초당 펄스 수가 상기 유량센서의 최소 동작 유량 이하일 경우, 오차 영역 타이머를 오프시키고, 상기 유량 보상 펄스와 상기 유량 측정 펄스를 가산하여 필터 교체 시기 판단을 위한 총 측정 펄스를 산출하는 제4단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. A fourth step of turning off the error domain timer when the number of pulses per second is less than or equal to the minimum operating flow rate of the flow sensor and adding the flow compensation pulse and the flow measurement pulse to calculate a total measurement pulse for determining a filter replacement time. Characterized in that made.
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention according to the technical spirit as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용되는 정수기의 유량 측정 장치의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a flow rate measuring device of a water purifier to which the present invention is applied.
여기서 참조부호 100은 정수기 본체 내에 설치되어 있는 유입된 물을 단계별로 정수하는 정수용 필터를 나타내고, 참조부호 200은 상기 정수용 필터(100)의 유로 상에 장착되어 유량을 측정하는 유량센서를 나타내며, 참조부호 300은 상기 유량센서(200)에서 발생된 초당 펄스수로 측정영역과 오차영역을 판단하고, 측정 영역인 경우 현재 입력되는 펄스 수를 누적하여 유량을 계산하고, 오차영역인 경우 보상 알고리즘에 의해 새롭게 펄스 수를 산출하여 유량을 계산하며, 그 계산한 유량값에 따라 필터 교환 시기를 표시토록 제어해주는 제어수단을 나타낸다.Here, reference numeral 100 denotes a water filter for purifying the introduced water installed in the water purifier body in stages, and reference numeral 200 denotes a flow sensor mounted on the flow path of the water filter 100 to measure the flow rate. The reference numeral 300 denotes a measurement area and an error area based on the number of pulses per second generated by the flow sensor 200, and calculates a flow rate by accumulating the number of pulses currently input in the case of a measurement area, and by a compensation algorithm in the case of an error area. A control means for calculating the flow rate by newly calculating the number of pulses and controlling the filter replacement time is displayed according to the calculated flow rate value.
또한 참조부호 400은 상기 제어수단(300)의 제어에 따라 기준 정수량 초과시 경보 램프(Lamp)를 점등시켜 필터 교환 시기를 알려주는 표시부를 나타내고, 참조부호 500은 상기 제어수단(300)의 제어에 따라 검출된 정수량 데이터 및 설정치 등을 저장하는 메모리부를 나타내며, 참조부호 600은 발진 클럭을 생성하여 상기 제어수단(300)에 제공해주는 발진부를 나타내고, 참조부호 700은 초기 필터에 관련된 데이터(필터의 통수 기준량) 및 기준 설정치를 세팅하고, 상기 세팅된 값을 상기 메모리부(500)에 저장토록 하는 세팅부를 나타내며, 참조부호 800은 상기 제어수단(300)에 전원을 공급해주는 전원부를 나타낸다.In addition, reference numeral 400 denotes a display unit for informing the filter replacement time by turning on an alarm lamp (Lamp) when the reference purified water amount exceeds the control means 300, the reference numeral 500 according to the control of the control means 300 The reference numeral 600 denotes an oscillation unit for generating the oscillation clock and providing the oscillation clock to the control means 300. The reference numeral 700 denotes data related to the initial filter (the filter reference amount of the filter). And a setting unit for setting the reference set value and storing the set value in the memory unit 500, and the reference numeral 800 represents a power supply unit for supplying power to the control means 300.
이와 같이 구성된 본 발명이 적용되는 정수기의 유량 측정 장치는, 유량센서(200)에서 정수용 필터(100)의 유로 상에 장착되어 유량을 측정하게 되고, 그 측정 결과를 펄스로 발생하여 제어수단(300)에 전달한다.The flow rate measuring device of the water purifier according to the present invention configured as described above is mounted on the flow path of the filter 100 for water purification by the flow rate sensor 200 to measure the flow rate, and generates the measurement result as a pulse to control the control means 300. To pass).
그러면 제어수단(300)에서 상기 유량센서(200)에서 발생된 초당 펄스수로 측정영역과 오차영역을 판단하고, 측정 영역인 경우 현재 입력되는 펄스 수를 누적하여 유량을 계산하고, 오차영역인 경우 보상 알고리즘에 의해 새롭게 펄스 수를 산출하여 유량을 계산하며, 그 계산한 유량값에 따라 필터 교환 시기를 표시토록 제어하게 된다.Then, the control means 300 determines the measurement area and the error area by the number of pulses per second generated by the flow sensor 200, and in the case of the measurement area, calculates the flow rate by accumulating the number of pulses currently input, and in the case of the error area. The flow rate is calculated by newly calculating the number of pulses by the compensation algorithm, and the filter replacement time is controlled according to the calculated flow rate value.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.If this is explained in more detail as follows.
먼저 유량을 감지하는 유량센서(200)의 특성을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the characteristics of the flow sensor 200 for detecting the flow first as follows.
도2는 유량센서의 특성곡선도로서, 유량이 증가할수록 RPM이 선형적으로 증가하느냐에 따라 센서의 정확성을 나타낼 수 있다.2 is a characteristic curve diagram of a flow sensor, which may indicate the accuracy of the sensor depending on whether the RPM increases linearly as the flow rate increases.
도2에서와 같이 유량센서는 구조형태에 따라 유량의 일정 영역에서 직진성을 나타나게 된다. 이때 저 유량에 맞도록 설계된 것은 유량이 적은 영역에서 직진성이 나타나게 되고, 고 유량에 맞도록 설계된 것은 유량이 높은 영역에서 직진성이 나타나게 됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, the flow sensor exhibits linearity in a certain region of the flow rate according to the structure. At this time, it is understood that the design designed for the low flow rate indicates the straightness in the region with low flow rate, and the design designed for the high flow rate shows the straightness in the region with high flow rate.
도3은 유량 1리터의 측정시 유속을 분당 1리터에서 7리터까지 변경한 경우 측정되는 RPM을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a view showing the RPM measured when the flow rate is changed from 1 liter per minute to 7 liters when measuring the flow rate of 1 liter.
도2와 마찬가지로 해당 유량영역에 직진성이 얼마나 잘 나타나 있느냐에 따라 유량센서의 사용영역을 결정할 수 있다.As shown in FIG. 2, the use area of the flow sensor can be determined according to how well the straightness is shown in the flow area.
도2 및 도3에서와 같이 유량센서는 직진성의 영역이 저 유량쪽이냐 아니면 고 유량 쪽이냐에 따라 정수기에 사용 유량영역에 맞춰 사용한다. As shown in Figs. 2 and 3, the flow sensor is used according to the flow rate range used in the water purifier depending on whether the area of the straightness is the low flow rate or the high flow rate.
그런데 정확도가 높은 유량센서 일수록 유량측정영역이 협소하게 설계된다(즉, 유량센서의 입구부분이나 출구부분에 유량이 통과하는 홀을 작게 또는 크게 하여 유량의 측정영역을 구분하게 되어있다). However, the higher the accuracy of the flow sensor, the narrower the flow rate measurement area is designed (ie, the flow rate measurement area is divided into smaller or larger holes through which the flow rate passes through the inlet or outlet of the flow sensor).
만약 유량을 제한하는 홀이 내부에 없으면 그 정확성이 떨어지는 것이 일반적이다. 또한, 정수기를 사용하는 행태를 살펴보면, 정수기는 사용자가 컵 또는 다른 용기로 원하는 일정량을 받는 형태로서, 이는 연속적으로 계속해서 많은 양을 사용하지 않는다는 것이다.If there are no holes limiting the flow rate inside, the accuracy is usually poor. In addition, the behavior of using a water purifier, the water purifier is a form in which the user receives a desired amount in a cup or other container, which is not continuously used in large quantities.
따라서 도4에서와 같이 정수기를 사용했을 시 유량특성곡선을 보면, 처음 물이 흐른 후 유속이 빨라지기 시작하여 최고조로 도달한 후 다시 급격히 유속이 떨어지는 특성을 나타내고 있다.Therefore, when using the water purifier as shown in FIG. 4, the flow rate curve shows the characteristic that the flow rate starts to increase after the first water flows, reaches a peak, and then drops rapidly.
이때 도4에서와 같이 유량센서의 측정영역이 (A)와 같이 유량센서 사양에 나타나 있는 측정영역과 (B)와 같이 측정은 가능하나 정확성이 떨어지는 영역으로 구분할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 4, the measurement area of the flow sensor may be divided into the measurement area shown in the flow sensor specification as shown in (A) and the measurement area as shown in (B) but inferior in accuracy.
그러나 실제 유량센서의 사양은 (A)영역에서 연속적으로 물을 사용했을 시 나타내는 것이 일반적인 사용영역이다. 따라서 실제 정수기를 사용하는 관점에서 유량특성을 보면 (B)와 같은 영역이 무수히 많이 발생하게 된다. 이에 따라 유량측정의 정확성은 유량센서의 사양처럼, 예를 들어 정확도가 ±5%라면 실제 정수기에 적용했을 시 정확도는 그 보다 훨씬 떨어지게 된다. However, the specification of the actual flow sensor is the general use area when water is used continuously in the area (A). Therefore, if you look at the flow rate characteristics from the point of view of using a real water purifier, there are many areas such as (B). As a result, the accuracy of the flow measurement is similar to that of the flow sensor. For example, if the accuracy is ± 5%, the accuracy is much lower when applied to an actual water purifier.
따라서 본 발명은 유량센서의 정확도가 떨어지는 (B)영역에서 정확하게 유량을 측정하는 방법을 제공한다. 이를 해결하는 방법으로는, 유량센서의 정확성이 떨어지는 영역(도4의 B영역)에 해당하는 값을 저장하고, 이 값 이하(유량센서의 최소 동작 유량 이상 ~ B영역값 이하)영역에서는 유량을 보상하는 방법을 사용한다.Therefore, the present invention provides a method for accurately measuring the flow rate in the region (B) where the accuracy of the flow sensor is poor. In order to solve this problem, a value corresponding to a region in which the flow sensor is less accurate (area B in FIG. 4) is stored. Use the reward method.
유량을 보상하는 방법으로는 초 당 펄스 수와 (B)영역에서 동작한 시간에 따라 보상해 주는 펄스 값이 각각 다르다. 우선 유량을 보상하는 펄스 수를 결정하기 위한 방법으로 정밀 질량계를 이용하여 저 유량영역에서 유량센서의 특성을 파악해야 한다. 예를 들어, 유량센서가 정확하게 측정할 수 없는 유량영역에 대해 각각 유량대별로 실제 회전하는 RPM값과 정밀 질량계로 측정한 값을 비교하여 보상할 수 있는 펄스 수를 결정한다.As a method of compensating the flow rate, the pulse value to be compensated differs according to the number of pulses per second and the time operated in the area (B). First of all, as a method of determining the number of pulses to compensate for the flow rate, the characteristics of the flow sensor in the low flow range should be determined by using a precision mass meter. For example, the number of pulses that can be compensated by comparing the actual rotation RPM value and the value measured by the precision mass meter for each flow zone for the flow area that the flow sensor cannot measure accurately.
즉, 정수기에 적용되는 유량센서의 저 유량범위가 분당 0.8리터일 때 회전하는 주파수 즉, 1초 동안 회전하는 펄스 수를 파악한 뒤 이 값을 유량보상 기준 펄스 값(보상 기준값)으로 정한다. 보상 기준 값보다 낮은 펄스가 들어오면 유량보상 알고리즘으로 들어간다.That is, when the low flow rate range of the flow sensor applied to the water purifier is 0.8 liters per minute, the frequency of rotation, that is, the number of pulses rotating for 1 second is determined, and this value is set as the flow compensation reference pulse value (compensation reference value). If a pulse lower than the compensation threshold is entered, it enters the flow compensation algorithm.
도5는 본 발명에 의한 정수기의 유량 측정방법을 보인 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a flow rate measuring method of the water purifier according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 유량센서(200)에서 발생되는 초당 펄스수와 유량보상 여부를 판단하기 위해 설정한 유량보상 기준치를 비교하여, 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 클 경우에는 정상 측정 모드로 판단하고, 상기 유량센서(200)에서 발생된 펄스만으로 유량 측정 펄스를 설정하는 단계(S102 ~ S106)와; 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 작을 경우에는 오차영역으로 판단하고, 유량보상 모드로 진입하여 오차영역 타이머를 구동시키는 단계(S108)와; 상기 초당 펄스 수와 상기 오차영역 타이머에 의해 카운팅된 시간에 대응하여 현재 측정된 펄스에 미리 설정된 보상펄스 수를 가산하여 유량 보상 펄스를 산출하는 단계(S110 ~ S140)와; 상기 초당 펄스 수가 상기 유량센서의 최소 동작 유량 이하일 경우, 오차 영역 타이머를 오프시키고, 상기 유량 보상 펄스와 상기 유량 측정 펄스를 가산하여 필터 교체 시기 판단을 위한 총 측정 펄스를 산출하는 단계(S142 ~ S144)로 이루어진다.As shown in the drawing, the pulse number per second generated by the flow sensor 200 is compared with the flow compensation reference value set to determine whether or not the flow compensation. When the pulse number per second is larger than the flow compensation reference value, the normal measurement mode is performed. Determining and setting flow rate measurement pulses using only pulses generated by the flow rate sensor (S102 ˜ S106); Determining the error area when the number of pulses per second is smaller than the flow compensation reference value, and entering a flow compensation mode to drive an error area timer (S108); Calculating a flow rate compensation pulse by adding a preset compensation pulse number to a pulse currently measured according to the pulse number per second and the time counted by the error area timer (S110 to S140); When the number of pulses per second is less than the minimum operating flow rate of the flow sensor, turning off the error region timer, and adding the flow compensation pulse and the flow measurement pulse to calculate the total measurement pulse for determining filter replacement time (S142 ~ S144) )
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 정수기의 유량 측정방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The flow rate measuring method of the water purifier according to the present invention thus made will be described in detail as follows.
먼저 단계 S102에서와 같이 초기 정수기에서 물을 사용할 시 유량센서(200)에서 발생되는 초당 펄스 수와 유량보상 여부를 판단하기 위해 설정한 유량보상 기준치를 비교한다.First, as shown in step S102, when using water in the initial water purifier, the number of pulses per second generated by the flow sensor 200 is compared with a flow compensation reference value set to determine whether or not flow compensation.
여기서 유량 보상 기준치는, 유량센서를 정수기 필터에 장착을 한 후 시험을 통해 직진성이 떨어지는 영역(예를 들어, 도4의 B영역)을 파악한 후 초당 펄스값으로 설정되며, 본 발명에서는 5펄스로 설정하였다. 물론 이것은 필터구성 및 장치구성에 따라서 약간씩 차이가 있다. 따라서 유량 보상 기준치는 기준 펄스 수와 시간 및 장치 구성의 형태로 인한 측정 직진성등에 따라서 알맞게 변경하는 것이 바람직하다.Here, the flow compensation reference value is set to a pulse value per second after the flow sensor is attached to the water purifier filter to identify a region in which straightness is inferior (for example, region B of FIG. 4) through a test, and in the present invention, it is set to 5 pulses. Set. Of course, this is slightly different depending on the filter configuration and the device configuration. Therefore, it is desirable to change the flow compensation reference value appropriately according to the reference pulse number and time, and the measurement straightness due to the configuration of the device.
상기 비교 결과 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 클 경우에는 정상 측정 모드로 판단하고, 단계 S104로 이동하여 오차 영역시 구동되는 타이머를 종료시키고, 보상 타이머값을 메모리부(500)에 저장하고, 단계 S106으로 이동하여 상기 유량센서(200)에서 발생된 펄스만으로 유량 측정 펄스를 설정하게 된다.If the pulse number per second is greater than the flow compensation reference value as a result of the comparison, it is determined that the normal measurement mode, go to step S104 to end the timer driven in the error region, and stores the compensation timer value in the memory unit 500, Moving to step S106 to set the flow rate measurement pulse only by the pulse generated by the flow rate sensor 200.
즉, 도4의 A와 같은 영역에서는 유량센서(200)에서 출력되는 펄스 수만으로 유량을 계산하게 된다.That is, in the region as shown in FIG. 4A, the flow rate is calculated only by the number of pulses output from the flow sensor 200.
이와는 달리 상기 초당 펄스수가 상기 유량보상 기준치보다 작을 경우에는, 유량센서(200)로 측정은 가능하나 정확도가 떨어지는 오차영역(도4의 B영역)으로 판단하고, 단계 S108에서 유량 보상 모드로 진입하여 오차영역 타이머를 구동시키게 된다. 즉, 오차영역에서 얼마의 시간 동안 동작했느냐에 따라 보상하는 값이 다르기 때문에 동작 시간을 체크하게 된다. 다시 말해 정상 측정 영역에서 동작한 시간이 대부분이고 오차영역에서 동작되는 시간이 극히 작은 시간일 때와 오차영역에서 동작되는 시간과 정상 측정 영역에서 동작되는 시간이 비슷할 때와는 그 보상 값이 같을 수가 없기 때문에 오차 영역 구동 시간을 체크하게 된다. 따라서 유량이 감지되는 시점에서부터 유량이 감지되지 않는 시점까지 오차영역에서 동작되는 시간을 파악하여 이에 따른 보상 펄스 값을 달리한다. 또한 오차영역에서 1초에 몇 개의 펄스가 발생했는지에 따라서도 보상하는 값이 달라진다. 이 값은 유량센서(200)의 오차영역에서 보상할 수 있는 펄스가 유속과 관련이 있기 때문이다.On the other hand, when the number of pulses per second is smaller than the flow compensation reference value, it is possible to measure by the flow sensor 200, but it is determined that the error area (B area of Fig. 4) is less accurate, and enters the flow compensation mode in step S108 The error domain timer is driven. That is, since the compensation value is different depending on how long the operation time is in the error region, the operation time is checked. In other words, the compensation value is not the same as when the operation time in the normal measurement area is most and the operation time in the error area is extremely small and when the operation time in the error area and the operation time in the normal measurement area are similar. Since no error region driving time is checked. Therefore, the operation time in the error region is determined from the time when the flow rate is detected to the time when the flow rate is not detected, and the compensation pulse value is changed accordingly. Also, the compensation value varies depending on how many pulses occur in one second in the error region. This value is because the pulse that can be compensated in the error region of the flow sensor 200 is related to the flow rate.
도5에 기재된 단계 S110부터 단계 S140까지의 구성이 유량 보상 모드에 대한 과정을 보인 것이다.The configuration from step S110 to step S140 described in FIG. 5 shows the process for the flow rate compensation mode.
단계 S110에서는 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 4보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 4보다 클 경우에는 단계 S112로 이동하여 오차영역 동작 시간이 10초 이상인지를 체크한다. 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이하일 경우에는 단계 S114로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스로 1을 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정하며, 이와는 달리 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이상일 경우에는 단계 S116으로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스 2를 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정한다.In step S110, it is checked whether the number of pulses per second is smaller than 4, which is a predetermined reference value. When the number of pulses per second is larger than 4, which is a predetermined reference value, the flow moves to step S112 to check whether the error region operation time is 10 seconds or more. If the error region operation time is less than 10 seconds, go to step S114 and add 1 as a compensation pulse to the current measured pulse P and determine the result as a compensation pulse. Otherwise, the error region operation time is 10 seconds. In case of abnormality, the flow advances to step S116 and the compensation pulse 2 is added to the currently measured pulse P to determine the result as the compensation pulse.
또한, 상기 단계 S110에서 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 4보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 4보다 작을 경우에는 단계 S118로 이동하여 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 3보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 3보다 클 경우에는 단계 S120으로 이동하여 오차영역 동작 시간이 10초 이상인지를 체크한다. 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이하일 경우에는 단계 S122로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스로 2를 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정하며, 이와는 달리 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이상일 경우에는 단계 S124로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스 3을 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정한다.In addition, in step S110, the number of pulses per second is checked to be smaller than 4 which is a predetermined reference value. When the number of pulses per second is smaller than 4 which is a predetermined reference value, the flow moves to step S118 to determine whether the number of pulses per second is smaller than 3 which is a predetermined reference value. If the number of pulses per second is larger than 3, which is a predetermined reference value, the process moves to step S120 to check whether the error region operation time is 10 seconds or more. If the error region operation time is less than 10 seconds, go to step S122 and add 2 as the compensation pulse to the current measured pulse P and determine the result as the compensation pulse. Otherwise, the error region operation time is 10 seconds. In case of abnormality, the flow advances to step S124 and the compensation pulse 3 is added to the currently measured pulse P to determine the result as the compensation pulse.
또한, 상기 단계 S118에서 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 3보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 3보다 작을 경우에는 단계 S126으로 이동하여 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 2보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 2보다 클 경우에는 단계 S128로 이동하여 오차영역 동작 시간이 10초 이상인지를 체크한다. 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이하일 경우에는 단계 S130으로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스로 3을 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정하며, 이와는 달리 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이상일 경우에는 단계 S132로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스 4를 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정한다.Further, in step S118, it is checked whether the number of pulses per second is smaller than 3, which is a predetermined reference value. When the number of pulses per second is smaller than 3, which is a predetermined reference value, the flow advances to step S126 to determine whether the number of pulses per second is smaller than 2, which is a predetermined reference value. If the number of pulses per second is larger than 2, which is a predetermined reference value, the flow advances to step S128 to check whether the error region operation time is 10 seconds or more. If the error region operation time is less than 10 seconds, go to step S130 and add 3 as a compensation pulse to the current measured pulse P and determine the result as a compensation pulse. Otherwise, the error region operation time is 10 seconds. If abnormal, the flow advances to step S132 to add the compensation pulse 4 to the currently measured pulse P to determine the result as the compensation pulse.
또한, 상기 단계 S126에서 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 2보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 2보다 작을 경우에는 단계 S134로 이동하여 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 1보다 작은지를 체크하여, 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 1보다 클 경우에는 단계 S136으로 이동하여 오차영역 동작 시간이 10초 이상인지를 체크한다. 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이하일 경우에는 단계 S138로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스로 4를 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정하며, 이와는 달리 상기 오차 영역 동작시간이 10초 이상일 경우에는 단계 S140으로 이동하여 현재 측정된 펄스(P)에 보상 펄스 5를 가산하여 그 결과치를 보상 펄스로 결정한다.In addition, in step S126, the number of pulses per second is checked to be smaller than 2, which is a predetermined reference value. When the number of pulses per second is smaller than 2, which is a predetermined reference value, the flow advances to step S134. If the number of pulses per second is larger than 1, which is a predetermined reference value, the flow advances to step S136 to check whether the error region operation time is 10 seconds or more. If the error region operation time is less than 10 seconds, go to step S138 and add 4 as the compensation pulse to the current measured pulse P and determine the result as the compensation pulse.In contrast, the error region operation time is 10 seconds. In case of abnormality, the process moves to step S140 and the compensation pulse 5 is added to the current measured pulse P to determine the result as the compensation pulse.
이와는 달리 상기 초당 펄스 수가 미리 정해진 기준치인 1보다 작을 경우에는 단계 S142로 이동하여 오차 영역이 아닌 것으로 판단을 하고, 구동시킨 타이머를 오프시킨다.On the contrary, when the number of pulses per second is smaller than 1, which is a predetermined reference value, the control proceeds to step S142, where it is determined that the error is not an error region, and the driven timer is turned off.
그리고 단계 S144로 이동하여 상기 유량 보상 펄스의 합계와 상기 유량 측정 펄스의 합계를 가산하여 필터 교체 시기 판단을 위한 총 측정 펄스를 산출하게 된다.In operation S144, the sum of the flow compensation pulses and the sum of the flow measurement pulses is added to calculate the total measurement pulse for determining the filter replacement time.
그런 후 총 측정 펄스를 토대로 유량을 판단하게 되면 정확하게 필터 교체 시기를 판단할 수 있게 된다. Then, if the flow rate is judged based on the total measurement pulse, it is possible to accurately determine when to replace the filter.
즉, 초당 펄스수에 따라 가산하는 수의 값은 정수기 필터의 특성에 따라 다르므로 적용되는 정수기에 인디케이터를 장착하여 시험한 값을 토대로 적용하여야 한다. 다시 말해 가산값과 초당 펄스수에 대한 값은 정수기 필터 특성에 따라 다르다. That is, the value of the number added according to the number of pulses per second depends on the characteristics of the water purifier filter, so it should be applied based on the value tested by attaching an indicator to the applied water purifier. In other words, the value of addition and pulses per second depends on the filter characteristics.
아래의 [표1]은 본 발명에 의한 유량 측정 방법을 적용하여 정수기의 성능을 시험한 결과이다.Table 1 below shows the results of testing the performance of the water purifier by applying the flow rate measuring method according to the present invention.
시험을 위해서, 냉온정수기 1set, 비커(200㎖ 4개, 300㎖ 3개, 500㎖ 2개, 1리터 1개), 정밀 질량계, 오실로스코프, 스탑 워치(Stop Watch), 컴퓨터, 인디케이터(Indicator) 1set가 적용되었다. For testing, 1 set of cold and hot water purifier, 4 beakers (200 ml 4, 300 ml 3, 500 ml 2, 1 liter), precision mass meter, oscilloscope, stop watch, computer, indicator 1 set was applied.
시험 방법은, 최소 130㎖, 최대 180㎖씩 일정 시간 간격으로 물을 뽑은 후, 이를 정밀 질량계로 측정한 뒤 측정되는 펄스 수와 비교하여 이를 분석한 것이다. In the test method, water was extracted at regular intervals of at least 130 ml and at most 180 ml, and then analyzed by comparing the measured number with a pulse number measured with a precision mass meter.
개선 전(기존의 유량 측정 방법을 적용)과 개선 후(본 발명에 의한 유량 측정 방법을 적용)의 오차 유량을 보면, 본 발명에 의한 유량 측정 방법이 기존에 비해 정확함을 알 수 있다.From the error flow rate before improvement (applied existing flow measurement method) and after improvement (applied flow rate measuring method according to the present invention), it can be seen that the flow rate measuring method according to the present invention is more accurate than before.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 정수기를 사용하는 행태와 설치환경에 따라 달라지는 유량을 정확하게 측정하기 위해서, 기존과 같이 단지 유량센서의 정확성 또는 펄스 수를 기준으로 측정하는 방법에서 발생하는 유량오차를 오차영역에서 유량을 보상해주는 방법으로 최대한 유량을 정확하게 측정할 수 있으므로, 수압에 따른 유량변화, 사용시간에 따른 유량변화 등의 유량 측정에 정확성을 도모해주는 효과가 있다. According to the present invention described above, in order to accurately measure the flow rate depending on the behavior of the water purifier and the installation environment, the flow rate error generated in the method of measuring only the accuracy of the flow sensor or the number of pulses as in the past As the flow rate can be accurately measured as a method of compensating the flow rate in the error region, it is effective in measuring the flow rate such as the flow rate change according to the water pressure and the flow rate change according to the use time.
또한, 유량 측정에 정확성을 도모할 수 있으므로, 비교적 저렴한 비용으로 정수기에 적용되는 필터 관리 기능의 정확성 및 신뢰도롤 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since it is possible to achieve accuracy in the flow rate measurement, there is an effect that can improve the accuracy and reliability of the filter management function applied to the water purifier at a relatively low cost.
도 1은 본 발명이 적용되는 정수기의 유량 측정 장치의 개략 구성도이고,1 is a schematic configuration diagram of a flow rate measuring device of the water purifier to which the present invention is applied,
도 2는 일반적인 유량센서의 특성곡선도이고,2 is a characteristic curve diagram of a general flow sensor,
도 3은 유량 1리터의 측정시 유속을 분당 1리터에서 7리터까지 변경한 경우 측정되는 RPM을 나타낸 도면이고,3 is a view showing the RPM measured when the flow rate is changed from 1 liter per minute to 7 liters when measuring the flow rate 1 liter,
도 4는 정수기를 사용했을 경우 유량특성곡선도이고,4 is a flow characteristic curve when the water purifier is used,
도 5는 정수기의 유량 측정방법을 보인 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of measuring the flow rate of the water purifier.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 ..... 정수용 필터100 ..... Water Filters
200 ..... 유량 센서200 ..... Flow sensor
300 ..... 제어 수단300 ..... Control Means
400 ..... 표시부400 ..... Display
500 ..... 메모리부500 ..... Memory section
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|---|---|---|---|---|
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2003
- 2003-03-28 KR KR10-2003-0019611A patent/KR100489347B1/en active IP Right Grant
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