KR100830985B1

KR100830985B1 - 온수온열매트의 적외선 수위센서

Info

Publication number: KR100830985B1
Application number: KR1020070045437A
Authority: KR
Inventors: 강효순
Original assignee: 강효순
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2008-05-20

Abstract

본 발명은 난방수 탱크 내의 수위를 광센서를 이용하여 감지함으로써, 보다 안전하고 정확한 수위감지는 물론, 난방수 보충이 필요한 시점이 감지되면 온열매트의 동작을 차단하고 동시에 난방수 보충신호를 사용자에게 정확하게 알려줄 수 있도록 한 온수온열매트의 적외선 수위센서에 관한 것으로, 입력전원으로부터 유해한 전자파를 차단하는 전자파 차단부와; 상기 입력 교류전원을 적정 직류전압으로 변환하여 각 부에 드라이브전원으로 공급하며, 동시에 히터에는 교류전원을 제공하는 전원공급부와; 히터를 구동하는 히터구동부와; 난방수 탱크의 수위감지신호를 입력받아 그 수위가 난방수 보충 시점으로 판단되면, 히터구동부로 히터의 구동 중지신호를 출력하고, 경고음발생부로 경고음 발생신호를 출력함과 동시에 수위표시부로 수위표시램프가 점멸 동작하도록 출력 제어하는 제어부와; 수위감지용 광센서를 이용하여 난방수 탱크의 수위를 감지하고 이때 검출되는 신호를 상기 제어부로 제공하는 수위감지부와; 상기 제어부의 출력에 의하여 난방수 보충시 부저(경고음)를 구동하는 경고음 발생부와; 상기 제어부의 출력에 따라 난방수 보충시 수위표시램프를 점멸 동작시키는 수위표시부를 포함하여 된 것이다.

온수보일러, 매트, 수위, 센서, 제어, 적외선

Description

온수온열매트의 적외선 수위센서{Infrared sensor for hot water and heating mat}

도 1은 본 발명에 따른 온수온열매트의 적외선 수위센서의 구동 회로 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 온수온열매트의 적외선 수위센서의 상세 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 난방수 탱크의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 전자파차단부 20: 히터구동부

30: 히터구동부 31: 히터

40: 제어부 50: 수위감지부

60: 경고음 발생부 70: 수위표시부

PT1: 발광부 PT2: 수광부

본 발명은 온수온열매트의 적외선 수위센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방수 탱크 내의 수위를 광센서를 이용하여 감지함으로써, 보다 안전하고 정확한 수위감지는 물론, 난방수 보충이 필요한 시점이 감지되면 온열매트의 동작을 차단하고 동시에 난방수 보충신호를 사용자에게 정확하게 알려줄 수 있도록 한 온수온열매트의 적외선 수위센서에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 온수온열매트의 적외선 수위센서는 열교환기(히터)를 통해 가열된 난방수를 온열매트에 내장된 배관을 통해 순환하도록 하여주어 난방을 수행하는 것으로, 전기매트와 같이 전자파 발생 또는 전기적인 위험요소를 배제한 제품이다.

종래의 온수온열매트의 적외선 수위센서의 난방수 탱크를 살펴보면, 난방수 탱크 내에 직접 히터(가열수단)가 내장되거나, 외부의 히터로 부터 난방수를 가열하는 구조로 탱크내의 난방수는 고온상태(보일러 동작 시)를 유지하게 된다.

그리고 난방수 탱크에는 난방수 수위를 감지하는 센서가 설치되어, 난방수가 소진되면 난방수 보충 신호를 알려주도록 하고 있다.

그런데, 종래의 상기 수위감지센서는 대부분 탱크 내에 설치되어 수위를 검출하는 리미트 스위치 또는 탱크 내에 부표를 띄워 넣고 부표의 위치동작에 따라 수위가 검출되는 기계식 스위치가 대부분으로, 상기 스위치들은 고온의 난방수 탱크 내부에 설치되어 수명이 단축되거나, 잦은 고장이 발생되는 문제점이 있어왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 난방수 탱크 내의 수위를 광센서를 이용하여 감지함으로써, 보다 안전하고 정확한 수위감지는 물론, 난방수 보충이 필요한 시점이 감지되면 온열매트의 동작을 차단하고 동시에 난방수 보충신호를 사용자에게 정확하게 알려줄 수 있도록 한 온수온열매트의 적외선 수위센서을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력전원으로부터 유해한 전자파를 차단하는 전자파 차단부와; 상기 입력 교류전원을 적정 직류전압으로 변환하여 각 부에 드라이브전원으로 공급하며, 동시에 히터에는 교류전원을 제공하는 전원공급부와; 히터를 구동하는 히터구동부와; 난방수 탱크의 수위감지신호를 입력받아 그 수위가 난방수 보충 시점으로 판단되면, 히터구동부로 히터의 구동 중지신호를 출력하고, 경고음발생부로 경고음 발생신호를 출력함과 동시에 수위표시부로 수위표시램프가 점멸 동작하도록 출력 제어하는 제어부와; 수위감지용 광센서를 이용하여 난방수 탱크의 수위를 감지하고 이때 검출되는 신호를 상기 제어부로 제공하는 수위감지부와; 상기 제어부의 출력에 의하여 난방수 보충시 부저(경고음)를 구동하는 경고음 발생부와; 상기 제어부의 출력에 따라 난방수 보충시 수위표시램프를 점멸 동작시키는 수위표시부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난방수 탱크의 일측에는 난방수의 수위를 확인할 수 있는 수위확인관이 더 형성되고, 그 내부에 부표를 띄워 놓고, 상기 수위확인관의 저면에는 상기 부표가 감지되는 수위감지용 광센서를 설치하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수위감지용 광센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부로부터 발산된 빛을 수광하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 온수온열매트의 적외선 수위센서의 구동 회로 블록도이다.

본 발명에 따른 온수온열매트의 적외선 수위센서는 인가되는 입력전원(AC)으로부터 유해한 전자파를 차단하는 전자파(EMI) 차단부(10)와, 상기 입력 교류전원(AC)을 적정 직류전압으로 변환하여 각 부에 드라이브전원으로 공급하며, 동시에 히터(31)에는 교류전원을 제공하는 전원공급부(20)와, 히터(31)를 구동하는 히터구동부(30)와, 난방수 탱크의 수위감지신호를 입력받아 그 수위가 난방수 보충 시점으로 판단되면, 히터구동부(30)로 히터(31)의 구동 중지신호를 출력하고, 경고음발생부(60)로 경고음 발생신호를 출력함과 동시에 수위표시부(70)로 수위표시램프가 점멸 동작하도록 출력 제어하는 제어부(40)와, 수위감지용 광센서를 이용하여 난방수 탱크의 수위를 감지하고 이때 검출되는 신호를 상기 제어부(40)로 제공하는 수위감지부(50)와, 상기 제어부(40)의 출력에 의하여 난방수 보충시 부저(경고음)를 구동하는 경고음 발생부(60)와, 상기 제어부(40)의 출력에 따라 난방수 보충시 수위표시램프를 점멸 동작시키는 수위표시부(70)를 포함한다.

본 발명의 구성을 도 2의 상세 회로도를 통해 보다 상세히 살펴본다.

도시된 바와 같이, 전원입력(AC) 단에는 전원스위치(SW)가 개재되어 있고, 이어서 구성되는 전자파차단부(10)는 캐패시터(C1~C3), 인덕터(L1,L2) 및 바리스터(Z1)를 포함하는 구성으로 입력전원(AC)을 통해 유입되는 유해한 전자파를 차단하여 준다.

전원공급부(20)는 정류용 다이오드 및 평활용 캐패시터를 포함하며, 교류전원(AC)을 5V 및 12V 직류전원(DC)로 변환하여 회로 각부에 드라이브전원으로 공급하여 주며, 히터(31)에는 상용 교류전원(AC)이 직접 제공되도록 구성된다.

히터구동부(30)는 제어부(40)의 출력단(P1)이 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되도록 하고, 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단이 다이오드(D1)를 통해 릴레이(RL)에 연결되도록 구성된다. 또한 상기 릴레이(RL)의 스위치를 통해 히터(31)에 전원(AC)이 공급되도록 연결된다.

제어부(40)는 마이컴(MC)으로 구성되며, 본 발명 온열매트를 중앙 제어하며 그 상세한 제어기능은 후술한다.

수위감지부(50)는 난방수 탱크의 수위를 감지하는 회로로서, 도 3을 참조하여 난방수 탱크(100)의 구조를 먼저 설명한다.

난방수 탱크(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에는 난방수가 충진되고 또 히터(31)가 내장되어 상기 히터(31)의 발열로 난방수는 일정한 온도를 유지하게 된다.

또한, 상기 난방수 탱크(100)는 미 도시된 급수 및 환수 배관과 이에 연결되 는 온열매트에 난방수를 순환시켜 온열매트에 온열동작이 수행되도록 하여 준다.

이러한 난방수 탱크(100)에 있어서, 본 발명은 난방수 탱크(100)의 일측에 난방수의 수위를 확인할 수 있는 수위확인관(110)을 형성하고, 그 내부에 부표(120)를 띄워 놓고, 상기 수위확인관(110)의 저면에는 발광부(PT1)와 수광부(PT2)로 이루어지는 수위감지용 광센서를 설치하여 구성한 것이다.

상기 수위확인관(110)은 투명한 것이 바람직하다.

상기 광센서는 난방수 탱크(100)의 난방수를 보충해야하는 최저수위(P)에 부표(120)가 위치하는 것을 감지하여 난방수 보충신호를 발생하게 된다.

또한, 수위감지는 통상 난방수의 수위가 만수일 경우 수위확인관(110)의 부표(120)의 위치는 최상단에 이른다. 이때 수위감지센서의 발광부(PT1)로부터 발광되는 빛은 투명관인 수위확인관(110)을 거쳐 수광부(PT2)에 수광된다.

반대로 난방수가 소진되어 부표(120)가 난방수를 보충해야하는 최저수위(P)에 이르면 발광부(PT1)로부터 발광된 빛이 상기 부표(120)에 의해 차단되어 수광부(PT2)는 빛은 수광하지 못하게 되며, 이러한 감지신호를 제어부(40)로 제공하게 된다.

상기 수위감지부(50)는 발광부(PT1), 수광부(PT2), 트랜지스터(Q2)(Q3), 저항(R2~R7) 및 캐패시터(C4~C7)로 구성되어, 상기 수광부(PT2)에서 감지된 로우레벨 또는 하이레벨 신호를 상기 마이컴(MC)의 입력포트(P4)로 입력하여 준다.

경고음발생부(60)는 마이컴(MC)의 출력포트(P2)가 저항(R8)을 통해 트랜지스터(Q4)의 베이스에 연결되고, 상기 트랜지스터(Q4)의 에미터단이 트랜지스터(Q5)의 베이스단에 인가됨과 동시에 저항(R9)(R10)을 통해 상기 트랜지스터(Q5)의 에미터단을 통해 부저(BZ)에 연결되도록 구성된다. 상기 경고음발생부(60)는 마이컴(MC)의 출력에 따라 부저(BZ)를 구동하거나 구동하지 않게 된다.

수위표시부(70)는 저항(R11) 및 수위표시램프(LED)를 포함하며, 마이컴(MC)의 출력포트(P3)의 출력에 따라 램프(LED)가 점등 또는 점멸 동작하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 이하 2가지 경우의 예로 설명한다.

(1) 난방수 탱크에 난방수가 정상적으로 충진되어 있는 경우

먼저, 전원스위치(SW)를 온(ON) 하여, 본 고안 회로의 각부에 전원공급부(20)를 통해 드라이브 전원이 인가된다.

이와 같은 상태에서, 수위감지부(50)의 발광부(PT1)부로부터 발산된 빛은 수위확인관(110)을 통과하여 수광부(PT2)에 수광된다.

상기 수광부(PT2)에 빛(전류)이 수광되면 수광부(PT2)는 턴온되고, 그 에미터단으로 하이레벨 신호가 출력되어 트랜지스터(Q2)도 턴온된다.

상기 트랜지스터(Q2)의 턴온으로 트랜지스터(Q3)가 턴온되면서, 마이컴(MC)의 입력포트(P4)에는 로우레벨이 인가된다.

이때 마이컴(MC)은 출력포트(P1)로 로우레벨신호를 출력하여 히터구동부(30)의 트랜지스터(Q1)가 턴오프상태를 유지하도록 하여주어, 릴레이(RL)가 동작하지 않아 그 스위치 접점이 초기상태인 단락(short)상태를 유지하여 히터(31)에는 전원이 공급되고 히터(31)는 정상적으로 발열한다.

또한, 마이컴(MC)은 출력포트(P2)로 로우레벨신호를 출력하여 경고음발생부(60)의 트랜지스터(Q4)가 턴오프상태를 유지하도록 하여 부저(BZ)는 동작하지 않게 된다.

동시에 마이컴(MC)은 출력포트(P3)로 로우신호를 출력하여 수위표시부(70)의 수위표시램프(LED)가 점등되도록 하여주어 현재 난방수탱크(100)에 난방수가 정상적으로 차 있음을 알려주게 된다.

(2) 난방수 탱크에 난방수가 소진된 경우

난방수 탱크(100)에 난방수가 소진되어, 수위확인관(110)의 부표(120)가 발광부(PT1)과 수광부(PT2) 사이에 개재되면, 수위감지부(50)의 상기 발광부(PT1)부로부터 발산된 빛은 부표(120)에 의해 차단되어 수광부(PT2)에 수광되지 않는다.

상기 수광부(PT2)에 빛(전류)이 수광되지 않으면 수광부(PT2)는 턴오프되어, 트랜지스터(Q2)도 턴오프된다.

상기 트랜지스터(Q2)의 턴오프로 마이컴(MC)의 입력포트(P4)에는 하이레벨신호가 인가된다.

이때 마이컴(MC)은 출력포트(P1)로 하이레벨신호를 출력하여 히터구동부(30) 의 트랜지스터(Q1)를 턴온시켜준다. 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온으로 릴레이(RL)가 구동하여 그 스위치 접점이 단선(open)상태로 전환된다. 따라서 히터(31)에 공급되던 전원이 차단되어 히터(31)는 구동하지 않는다.

또한, 마이컴(MC)은 출력포트(P2)로 하이레벨신호를 출력하여 경고음발생부(60)의 트랜지스터(Q4)를 턴온시켜준다. 상기 트랜지스터(Q4)의 턴온으로 트랜지스터(Q5)가 턴온되고, 상기 트랜지스터(Q5)의 턴온으로 부저(BZ)가 구동하여 부저음을 발생한다. 즉 난방수 보충에 따른 경고음을 울려 사용자가 이를 인식할 수 있도록 하여주는 것이다.

동시에 마이컴(MC)은 출력포트(P3)로 하이 및 로우레벨신호를 교대로 출력하여 수위표시부(70)의 수위표시램프(LED)가 점멸되도록 하여준다. 따라서 사용자로 하여금 현재 난방수탱크(100)에 난방수가 부족하여 보충을 해주어야하는 비정상적인 상태임을 알려주게 되는 것이다.

상기 수위확인관(110)에 최저수위(P)를 알려주는 눈금을 표시하여 사용자가 직접 육안으로 확인 가능하게도 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 난방수 탱크 내의 수위를 광센서를 이용하여 감지함으로써, 보다 안전하고 정확한 수위감지는 물론, 난방수 보충이 필요한 시점이 감지되면 온열매트의 동작을 차단하고 동시에 난방수 보충신호를 사용자에게 정확하게 알려줄 수 있고 육안으로도 확인할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

입력전원으로부터 유해한 전자파를 차단하는 전자파 차단부;

상기 입력 교류전원을 적정 직류전압으로 변환하여 각 부에 드라이브전원으로 공급하며, 동시에 히터에는 교류전원을 제공하는 전원공급부;

히터를 구동하는 히터구동부;

난방수 탱크의 수위감지신호를 입력받아 그 수위가 난방수 보충 시점으로 판단되면, 히터구동부로 히터의 구동 중지신호를 출력하고, 경고음발생부로 경고음 발생신호를 출력함과 동시에 수위표시부로 수위표시램프가 점멸 동작하도록 출력 제어하는 제어부;

수위감지용 광센서를 이용하여 난방수 탱크의 수위를 감지하고 이때 검출되는 신호를 상기 제어부로 제공하는 수위감지부;

상기 제어부의 출력에 의하여 난방수 보충시 부저(경고음)를 구동하는 경고음 발생부; 및

상기 제어부의 출력에 따라 난방수 보충시 수위표시램프를 점멸 동작시키는 수위표시부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 온수온열매트의 적외선 수위센서.
제 1 항에 있어서,

상기 난방수 탱크의 일측에는 난방수의 수위를 확인할 수 있는 수위확인관이 더 형성되고, 그 내부에 부표를 띄워 놓고, 상기 수위확인관의 저면에는 상기 부표가 감지되는 수위감지용 광센서를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 온수온열매트의 적외선 수위센서.
제 2 항에 있어서,

상기 수위확인관은 투명관으로 되고 최저수위 위치에 눈금을 표시하여 최저수위를 육안으로 확인 가능하게 된 것을 특징으로 하는 온수온열매트의 적외선 수위센서.
제 1 항에 있어서,

상기 수위감지용 광센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부로부터 발산된 빛을 수광하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 하는 온수온열매트의 적외선 수위센서.