KR100776161B1 - 타이어 공기압 측정 방법 - Google Patents

Abstract

압력에 따라 형광 정도(발광 정도)가 가변하는 압력 감지용 페인트를 이용하여 타이어 내의 압력 변화를 모니터링할 수 있도록 한 타이어 공기압 측정 방법을 개시한다. 이러한 본 발명은, a) 타이어 내부의 공기압 변화에 따라 형광 정도가 가변하는 페인트를 타이어의 표면에 소정 두께로 코팅하는 단계; b) 상기 타이어의 내부 공기압 변화에 따라 가변하는 페인트의 형광 변화를 감지하는 단계; 및 c) 상기 형광 정도와 산소함량에 반비례하는 특성을 이용해서 공기 압력을 측정한 후 측정된 상기 타이어 내부 공기압을 수치로 환산하여 표시하는 단계를 포함하고, 본 발명에 의하면, 타이어의 공기압 변화에 따라 형광 정도(발광 정도)가 가변하는 페인트를 타이어 표면에 소정 두께로 도색한 후 일정 시간이 경과된 후 페인트의 형광 정도를 통해 타이어의 공기압을 측정함으로써, 타이어 공기압의 변화를 신속하게 육안으로 또는 수치상으로 정확하게 감지할 수 있으므로, 타이어 공기압으로 인해 발생되는 교통 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

압력 감지용 페인트, 타이어

Description

타이어 공기압 측정 방법{METHOD FOR DETECTING AIR PRESSURE IN TIRES }

도 1은 본 발명이 적용되는 타이어 공기압 측정 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 본 발명의 작용 과정을 보인 흐름도이다.

<주요 도면에 대한 부호의 설명>

1 : 타이어 3 : 태그

5 : 리더

본 발명은 타이어 공기압 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타이어의 공기압의 변화에 따라 형광 정도에 따른 색상이 가변되는 페인트를 이용하여 타이어 공기압 변화를 육안으로 또는 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

자동차가 안전하게 주행하기 위해서 다양한 장치가 사용되고 있지만, 타이어 상태를 실시간으로 점검할 수 있는 장치가 실용적이며 효과적으로 사용된다면 보다 안전한 주행을 할 수 있을 것이다.

실제 2000년 미국 Texas주를 포함한 남부에서 발생한 자동차 전복사고는 타 이어가 높은 압력을 견지디 못하고 터져서 발생한 것이었다.

상기에서 설명한 바와 같이 타이어의 공기압은 교통 안전에 중요한 요소 중 하나이므로 최근 타이어 공기압의 변화를 감지하기 위한 다양한 방법이 개발되고 있으나 신속하고 정확한 공기압 측정 및 육안 측정이 불가능한 문제점이 있었다. 따라서, 육안으로 타이어 공기압을 정확하게 확인할 수 있는 별도의 로직이 필요하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 본 발명의 목적은 타이어의 공기압 변화에 따라 형광 정도(발광 정도)가 가변하는 페인트를 타이어 표면에 소정 두께로 도색한 후 일정 시간이 경과된 후 페인트의 형광 정도를 통해 타이어의 공기압을 측정함으로써, 타이어 공기압의 변화를 신속하게 육안으로또는 수치상으로 정확하게 감지할 수 있는 타이어 공기압 측정 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타이어 공기압 측정 방법은,

a) 타이어 내부의 공기압 변화에 따라 형광 정도가 가변하는 페인트를 타이어의 표면에 소정 두께로 코팅하는 단계;

b) 상기 타이어의 내부 공기압 변화에 따라 가변하는 페인트의 형광 변화를 감지하는 단계; 및

c) 상기 형광 정도와 산소함량에 반비례하는 특성을 이용해서 공기 압력을 측정한 후 측정된 상기 타이어 내부 공기압을 수치로 환산하여 표시하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 페인트의 색상 변화는 능동형 태그 또는 광센서 중 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 타이어의 공기압 변화에 따라 형광 정도(발광 정도)가 가변하는 페인트를 타이어 표면에 소정 두께로 도색한 후 일정 시간이 경과된 후 페인트의 형광 정도를 통해 타이어의 공기압을 측정함으로써, 타이어 공기압의 변화를 신속하게 육안으로 또는 수치상으로 정확하게 감지할 수 있으므로, 타이어 공기압으로 인해 발생되는 교통 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명이 적용되는 타이어 공기압 측정 장치의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 타이어 공기압 측정 과정을 보인 흐름도이다.

우선, 압력감지 페인트는 기존의 압력측정 방법이었던 점식 측정방법의 단점인 특정한 지역의 압력측정 단점을 보완하고 광범위한 지역의 압력을 측정할 수 있는 편리한 측정방식이다.

페인트를 이용해 일정한 부위에 접촉하는 공기의 압력을 측정하는 방식과 직접 접촉하는 물체 사이에 얇은 막 형태로 제작된 압력감지 페인트가 삽입돼서 접촉 공간 간의 압력을 측정하는 방법 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

현재 사용되는 압력감지 페인트는 유기용제(organic solvent)를 사용한 방식으로 생산되고 있는데, 대부분의 공기압 측정이 정확한 조건을 부여하기 위해 풍동 실험실에서 진행된다. 유기용제를 사용한 압력감지 페인트를 풍동 실험실에서 사용하게 되면, 페인트에서 증발하는 독성 증기가 발생하게 되는데 밀폐된 풍동 실험실에서 독성증기를 제거하기가 쉽지 않다. 작업 도중 환기시키면 증기를 제거 수는 있지만 페인트를 정확하게 고착시키기 위해서는 가급적 공기의 영향을 받지 않도록 해야 하기 때문에 강한 환기 효과를 기대할 수 없다.

미국 NASA 소속 Langley 연구소는 유기용제 압력 페인트의 단점을 보완하기 위해 수성 압력 감지 페인트를 개발했다.

수성 압력감지 페인트는 기존의 유기용제 압력감지 페인트가 가진 장점을 모두 살리면서 동시에 수성 페인트가 갖는 장점인 낮은 독성, 낮은 유기 휘발성 물질 함량, 물을 이용해서 쉽게 제거가 가능하다는 장점을 갖고 있다. 유기용제및 수성 압력감지 페인트는 다음과 같은 특성을 포함하고 있다.

1) 산소함량에 따라 빛을 발하는 발광현상(luminescence)

2)산소가 투과하는 고분자 결합물

3) 페인트가 입혀진 표면을 감추고 형광물질로부터 방사량을 증가시키기 위한 도료.

즉, 상기 수성 압력 감지 페인트는 산소투과 고분자 결합물은 필수적인 유착 소재(coalescing agent), 결합소재, 발광단(luminophore), 도료를 포함하고 있다.

이러한 수성 압력감지 페인트는 일차 도색으로 충분하고, 대부분의 금속과 플라스틱 표면에 잘 입혀지는 장점도 있다.

이러한 수용 압력 감지 페인트는 도 1에 도시된 바와 같이 타이어(1)의 표면 에 칠하고 건조한다(101).

이 후 일정 시간(12 시간)이 경과되면 일정한 기간 동안 공기에 노출된 표면의 발광(형광) 정도가 산소함량에 반비례하는 특성을 이용해서 공기 압력을 측정한다.

이러한 발광 정도는 육안으로도 감지 가능하나 정확도를 높이기 위해, 상기 노출된 타이어 표명의 발광 정도는 타이어의 휠에 설치되는 능동형 태그(3)에 의해 감지되며(103), 상기 능동형 태그(3)의 감지된 발광 정도는 자동차 내부에 설치되는 리더(5)로 전송되며, 상기 리더(5)는 산소 함량에 반비례하는 특성을 이용하여 공기 압력을 측정한다(105).

상기의 과정을 통해 측정된 공기 압력은 대쉬 보드에 설치된 표시부를 통해 표시된다(107).

즉, 타이어 표면에 도색된 압력 감지용 페인트의 발광 정도를 통한 타이어 공기압 변화는 육안 측정이 가능하고 또한 기존의 무선 주파수 인식 시스템을 이용하여 정확한 타이어 공기압 변화를 인식하게 된다.

본 발명의 실시 예에서는 무선 주파수 인식 시스템(RFID)을 이용하여 검출된 타이어의 표면에 도색된 페인트의 형광 정도를 기초로 타이어 공기압을 측정하는 것을 일 례로 설명하고 있으나, 장파장의 형광빛을 반사시키기 위해 단파장의 빛을 가지는 일정한 조도를 타이어 표면에 반사 후 되돌아오는 조도의 세기에 따라 표면온도를 예측할 수 있는 광센서를 이용할 수도 있다. 즉, 광센서를 이용하는 경우 펄스 형태의 광원이 사용되면 시간이나 조도의 주파수 응답 특성에 따라 예측 될 수 있다. 사인파 형태의 광원이 사용되면 조도의 위상 응답(phase response) 특성에 따라 표면 온도가 예측될 수 있다. 이러한 광센서를 이용하여 타이어 공기압을 측정하는 방법은 광범위한 영역의 온도를 입체적으로 측정할 수 있다는 장점이 있다. 특히 타이어의 특정한 지점의 온도가 주위보다 높게 증가할 경우 쉽게 타이어의 이상을 발견할 수 있는 장점이 있다. 일 예로 적외선을 이용한 일반적인 온도 측정의 경우 표면의 광도(emissivity)가 온도 측정에 많은 영향을 주지만, 압력 감지용 형광 페인트의 경우 표면 적외선 광도의 변화가 온도측정에 많은 영향을 주지 않는 점을 이용한다.

본 발명의 실시 예에서 압력 감지용 페인트의 형광 정도를 이용하여 타이어 공기압 변화를 측정하는 과정과 광센서를 이용하여 온도 측정을 통해 타이어의 공기압을 측정하는 과정은 이미 공지된 기술이므로 그에 따라 상세한 설명은 생략한다.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 타이어의 공기압 변화에 따라 형광 정도(발광 정도)가 가변하는 페인트를 타이어 표면에 소정 두께로 도색한 후 일정 시간이 경과된 후 페인트의 형광 정도를 통해 타이어의 공기압을 측정함으로써, 타이어 공기압의 변화를 신속하게 육안으로 또는 수치상으로 정확하게 감지할 수 있으므로, 타이어 공기압으로 인해 발생하는 교통 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사 상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (2)

1. a) 타이어 내부의 공기압 변화에 따라 형광 정도가 가변하는 페인트를 타이어의 표면에 소정 두께로 코팅하는 단계;

   b) 상기 타이어의 내부 공기압 변화에 따라 가변하는 페인트의 형광 변화를 감지하는 단계; 및

   c) 상기 형광 정도와 산소함량에 반비례하는 특성을 이용해서 공기 압력을 측정한 후 측정된 상기 타이어 내부 공기압을 수치로 환산하여 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 측정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 페인트의 형광 변화는 능동형 태그 또는 광센서 중 하나 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 측정 방법.

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