KR100561175B1

KR100561175B1 - 다단 수위센서

Info

Publication number: KR100561175B1
Application number: KR1020030081035A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 에이디반도체(주)
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2006-03-15
Also published as: KR20050047235A

Abstract

수조 내의 수위에 따라 각각 다른 신호를 출력하는 다단 수위센서에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 장치는, 접지되는 제1 전극봉, 제1 전극봉보다 길이가 작은 제2 전극봉, 및 제2 전극봉보다 길이가 작은 제3 전극봉과; 전극봉들과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하는 비교기, 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우와 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 경우와 제3전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 않을 경우를 구분하여 각각 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호출력부를 포함하는 신호부와; 전극봉들이 자신의 하면에 설치되며, 신호부가 내삽되는 몸체가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 하나의 수위 센서로도 복수의 수위를 감지하게 되므로 비용이 절감되고 작업이 용이하며, 접지된 긴 전극봉, 하단이 뾰족한 전극봉, 전극봉의 소정영역을 감싸는 절연체 등을 사용함으로써 수위센서의 오작동이 방지된다.

다단 수위센서, 전극봉, 센서부, 비교기, 절연체, 접지

Description

다단 수위센서{Multiple-stage liquid level sensor}

도 1은 본 발명에 따른 다단 수위센서를 설명하기 위한 개략도;

도 2는 도 1에 따른 다단 수위센서의 신호부를 설명하기 위한 회로도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >

100 : 몸체 210 : 제1 전극봉

220 : 제2 전극봉 230 : 제3 전극봉

300 : 신호부 310 : 비교기

320 : 신호출력부 400 : 절연체

500 : 고정부 600 : O-Ring

본 발명은 다단 수위센서에 관한 것으로, 특히 수조 내의 수위에 따라 각각 다른 신호를 출력하는 다단 수위센서에 관한 것이다.

일반적으로 수조 내의 수위를 감지하기 위하여 전극봉을 이용한 수위센서가 사용되고 있다.

그런데, 수조 내의 물은 충전전하를 띠고 있으므로 그 충전전하가 외부에서 인가되는 VDD 전압과 상이(相異)하면, 감지된 수위에 대한 신호를 출력하는 반도체 회로가 오작동하는 문제점이 있었다.

그리고, 하나의 수위센서는 일정한 하나의 수위만을 감지하게 되므로, 감지를 희망하는 수위가 복수인 경우에는 복수 개의 수위센서를 각각 설치하고 있다. 따라서, 수위센서를 마련하는 비용과 그 수위센서들을 설치하는 비용 등 다방면으로 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오작동을 방지하고 비용을 절감할 수 있는 다단 수위센서를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다단 수위센서는, 수조 내의 수위를 감지하여 그 감지신호를 물공급장치로 출력하는 다단 수위센서로서,
상기 수조에 결합되는 몸체;
상기 몸체의 하면에 아래로 길게 늘어지도록 설치되는 길이가 다른 복수개의 전극봉;
상기 몸체의 하면에 연결되는 부위인 상기 전극봉의 윗부분에 상기 전극봉을 둘러싸도록 설치되는 절연체; 및
비교기와 신호출력부를 포함하여 이루어지는데, 상기 비교기는 상기 전극봉과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하며, 상기 신호출력부는 상기 비교기의 신호를 입력받아 상기 전극봉들 중에서 어느 전극봉까지 물에 닿았느냐의 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호부; 를 구비하며,
상기 전극봉 중에서 가장 긴 것은 접지되며, 상기 신호부는 상기 몸체에 내장되는 것을 특징으로 한다.
상기 전극봉들 각각은 하단이 뾰족한 형상인 것이 바람직하다.

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이하에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명에 따른 수위센서의 용도를 물이 담기는 수조를 예로 들어 설명하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 수위센서는 모든 액체와 그 액체가 담겨지는 용기에 적용된다.

도 1은 본 발명에 따른 다단 수위센서를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1에 따른 다단 수위센서의 신호부를 설명하기 위한 회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 수위센서는 몸체(100)와, 길이가 서로 다른 세 개의 전극봉들(210, 220, 230)과, 신호부(300) 와, 몸체(100)와 연결되며 본 발명의 실시예에 따른 수위센서를 수조에 설치하기 위한 체결 수단이 삽입되는 구멍 등이 형성된 고정부(500)와, 고정부(500)와 몸체(100)의 사이의 틈을 통하여 물이 수조밖으로 유출되는 것을 방지하는 O-Ring(600)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 몸체(100)와 고정부(500)는 일체형이 되도록 사출하여 사용하여도 좋다. 몸체(100)에는 신호부(300)가 내삽되고, 신호부(300) 상측에는 방습용 도로가 도포되며, 몸체(100)의 하면에는 전극봉들(210, 220, 230)이 설치된다. 각각의 전극봉들(210, 220, 230)과 수조 내의 물이 접촉되면 정전용량이 발생하여 신호부(300)로 입력되고, 신호부(300)에서는 입력된 정전용량에 따라 물공급장치로 각각 신호를 발생시킨다.

전극봉들 중에서 제1 전극봉(210)은 접지되고, 제2 전극봉(220)은 제1 전극봉(210)보다 길이가 작으며, 제3 전극봉(230)은 제2 전극봉(220)보다 길이가 작다. 따라서, 제2 전극봉(220)의 하단은 제1 전극봉(210)의 하단보다 높게 위치되며 제3 전극봉(230)의 하단은 제2 전극봉(220)의 하단보다 높게 위치되어, 제2 전극봉(220)은 저수위(低水位)를 감지하고 제3 전극봉(230)은 고수위(高水位)를 감지한다.

제1 전극봉(210)을 제2 및 제3 전극봉(220, 230) 보다 길게 하고 접지되도록 본 발명의 실시예에 따른 다단 수위센서를 수조 내에 설치하면, 제2 및 제3 전극봉(220, 230)이 수조 내의 물에 닿기 전에 제1 전극봉(210)이 먼저 물에 닿게 되어 물의 충전전하가 접지를 통해 방출되므로 센서의 오작동이 방지된다. 그리고, 외부로부터 인가되는 강한 정전기 역시 제1 전극봉(210)을 통하여 방출되게 되므 로, 센서의 안정된 작동이 보장된다.

각각의 전극봉들(210, 220, 230)의 하단을 뾰족하게 함으로써, 물이 전극봉에 닿았다 떨어질 때의 표면장력을 최소화시켜 물이 전극봉에 묻어 있음으로써 발생될 수 있는 오작동이 사전에 방지된다.

한편, 수위센서는 다습한 환경에서 사용되므로, 몸체(100)의 하면에는 물방울들이 맺히게 되고, 그 물방울들로 인하여 각각의 전극봉들(210, 220, 230)이 전기적으로 연결되어 누전이 발생될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 전극봉들(210, 220, 230)의 소정영역, 즉 전극봉들의 상단을 포함한 소정영역을 각각 감싸도록, 몸체(100)의 하면에 전극봉들(210, 220, 230)보다 직경이 큰 절연체(400)들을 각각 설치하였다. 따라서, 몸체(100)의 하면에 맺힌 물방울들은 절연체(400)들의 외면을 타고서 흘러내려 수조 내로 떨어지게 되어 몸체에 맺힌 물방울에 의한 누전이 방지되므로, 결과적으로 센서의 오작동이 방지된다.

도 2를 참조하면, 신호부(300)는 비교기(310)와 신호출력부(320)를 포함하여 이루어진다. 비교기(310)는, 제1, 제2, 및 제3 전극봉(210, 220, 230)과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 가감한다. 비교기(310)에서 가감된 정전용량값은 다음 세 가지 경우로 나타나게 된다. 첫째, 제2 전극봉(220)에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우, 즉 제1 전극봉(210)만이 수조 내의 물에 접촉된 경우이다. 둘째, 제2 전극봉(220)에 수조 내의 물이 접촉된 경우, 즉 제1 전극봉(210)과 제2 전극봉(220)만이 수조 내의 물에 접촉된 경우이다. 셋째, 제3 전극봉(230)에 수조 내의 물이 접촉된 경우, 즉 제1, 제2 및 제3 전극봉(210, 220, 230) 모두에 수조 내의 물이 접촉된 경우이다. 신호출력부(320)는 비교기(310)에서 비교된 정전용량값에 따라 각각 다른 신호를, 예컨대 상기 첫째의 경우에는 5V의 신호를, 상기 둘째의 경우에는 2.5V의 신호를, 상기 셋째의 경우에는 0V의 신호를 물공급장치로 각각 출력한다. 따라서, 물공급장치에서는 입력된 신호에 따라 수조 내의 수위를 확인할 수 있고, 그에 따라서 물의 공급여부를 판단하여 물을 공급하거나 물의 공급을 중단시키게 된다.

한편, 감지하고자 하는 수위가 셋 이상인 경우에는 제1 전극봉(210)보다 길이가 작으며, 제2 전극봉(220) 및 제3 전극봉(230)과 다른 길이를 가지는 전극봉들을 몸체(100)의 하면에 더 설치하고 신호부(300)에 연결하여 사용한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다단 수위센서에 의하면, 하나의 수위 센서로도 복수의 수위를 감지하게 되므로 비용이 절감되고 작업이 용이하다.

나아가, 접지된 긴 전극봉, 하단이 뾰족한 전극봉, 전극봉의 소정영역을 감싸는 절연체 등을 사용함으로써 수위센서의 오작동이 방지된다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims

수조 내의 수위를 감지하여 그 감지신호를 물공급장치로 출력하는 다단 수위센서로서,

상기 수조에 결합되는 몸체;

상기 몸체의 하면에 아래로 길게 늘어지도록 설치되는 길이가 다른 복수개의 전극봉;

상기 몸체의 하면에 연결되는 부위인 상기 전극봉의 윗부분에 상기 전극봉을 둘러싸도록 설치되는 절연체; 및

비교기와 신호출력부를 포함하여 이루어지는데, 상기 비교기는 상기 전극봉과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하며, 상기 신호출력부는 상기 비교기의 신호를 입력받아 상기 전극봉들 중에서 어느 전극봉까지 물에 닿았느냐의 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호부; 를 구비하며,

상기 전극봉 중에서 가장 긴 것은 접지되며, 상기 신호부는 상기 몸체에 내장되는 것을 특징으로 하는 다단 수위센서.
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제 1항에 있어서, 상기 전극봉들 각각은 하단이 뾰족한 형상인 것을 특징으로 하는 다단 수위센서.
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