KR100878857B1 - 발열유리의 발열체 제어장치 - Google Patents

발열유리의 발열체 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발열유리의 발열체 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도와 전력량 조절이 가능하여 편리성이 향상됨은 물론이고 온도센서나 출력부 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하므로써 큰 고장을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전자파 또한 차단되므로 주변전자기기들과의 전자파 장애를 발생시키지 않는 발열유리의 발열체 제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 발열유리의 발열체 제어장치에 의하면, 제어부에는 사용자가 직접 조절할 수 있는 온도조절부가 구비되고, 출력부에는 전압가변부가 구비되어져 외부온도에 따라 달리 요구되는 전력량에 따라 조절할 수 있어 편리성이 향상됨은 물론이고 온도센서나 출력부 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 신속하게 감지하여 LED표시부로 하여금 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하여 즉시 점검토록 하므로 큰 고장을 사전에 방지할 수 있어 이를 설치한 교통수단의 안전운행에 큰 도움이 될 것이다. 뿐만 아니라 전자파 차단필터가 구비되므로 주변전자기기들과의 전자파 장애 또한 발생시키지 않으므로 안전성이 보다 우수한 효과를 나타낸다.
발열체, 제어장치, 마이콤, 전자파 차단필터, 신호변환부

Description

발열유리의 발열체 제어장치{A heating element control device of the generation of heat glass}
본 발명은 결빙, 습기 및 성에 발생을 방지/제거하도록 구비된 발열유리의 발열체 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도와 출력되는 전력량 조절이 가능하여 편리성이 향상됨은 물론이고 온도센서나 출력부 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하므로써 큰 고장을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 전자파 또한 차단되므로 주변전자기기들과의 전자파 장애를 발생시키지 않는 발열유리의 발열체 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발열유리의 발열체는 각종 교통수단의 운전실에 구비된 뒷유리 및 앞유리 등에 구비되어 발열에 의해 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하게 되는 것으로, 이러한 발열체는 일반적으로 아주 가는 열선발열체, 운전자의 시야 확보에 유리한 투명한 전도성 필름이나 유리면에 직접 전도성 물질을 코팅하는 면상발열체로 분류되는데, 상기 발열선은 통상 운전자의 시야 확보와는 크게 상관없는 자동차의 뒷유리에 구비되는 것이며, 상기 면상발열체는 운전자의 시야 확보를 방해하지 않는 투명한 색상인데 유리 사이에 매설되거나 유리면에 코팅되는 것이 다.
이러한, 발열체는 통상 콘트롤러(Controller) 즉, 제어장치에 의해서 제어되는데, 도 1은 종래의 발열체 제어장치를 도시한 개략적 블럭도이다.
도면을 참조로 하면, 종래의 발열체 제어장치(10)는 온도센서(12)와, 상기 온도센서(12)와 연결되어져 온도센서(12)의 검출값에 따라 전원출력을 하는 제어부(14)와, 상기 제어부(14)와 연결되어져 전원을 입력받아 작동 전원을 인가하는 입력부(16) 및 상기 제어부(14)와 연결되어져 제어부(14)의 명령에 의해 발열체(30)로 전원을 공급하는 출력부(18)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 발열체(30)는 전술한 바와 같이 유리(20)에 구비되는 것이고, 상기 온도센서(12)는 유리(20)면에 부착되어져 발열체(30) 즉, 유리(20) 온도를 검출하여 전기적으로 연결된 제어부(14)로 검출값을 전송하게 되는 것이다. 그리고, 상기 제어부(14)는 상기 온도센서(12)로부터 입력된 검출값과 셋팅된 값을 비교 분석하여 검출값이 셋팅된 값보다 낮으면 전원 출력을 온(ON)하게 되고, 검출값이 셋팅된 값보다 높으면 전원 출력을 오프(OFF)하게 된다. 그리고, 상기 출력부(18)는 제어부(14)에서 공급되는 전원을 발열체(30)로 전달하게 되는 것으로, 제어부(14)의 온/오프 신호에 의해 접점 및 차단되는 공지의 릴레이를 사용하게 된다. 마지막으로 상기 입력부(16)는 제어부(14)의 작동 전원을 공급하게 되는 것이다.
이렇게 구성된 종래의 발열체 제어장치(10)는 하기와 같이 작동된다.
즉, 제어부(14)에 셋팅된 온도가 30℃라 가정하면, 제어부(14)는 온도센 서(12)로부터 입력되는 온도가 30℃이하로 검출되면 전원 출력을 온하게 되고, 이 출력 전원을 출력부(18)가 발열체(30)로 전달하여 발열시켜 유리(20)에 낀 성에 등을 제거하게 된다. 그러다, 상기 온도센서(12)로부터 입력되는 검출값이 30℃를 넘게 되면 제어부(14)는 전원 출력을 오프하게 된다. 이와 같은 작동을 반복하면서 유리(20(에 낀 습기나 성에 등을 제거하게 된다.
그러나, 유리(20)면에 부착되는 상기 온도센서(12)가 교통수단의 진동이나 취급 부주의로 인해 유리(20)면에 단단히 부착되지 못하고 탈리되면 유리(20)면의 온도를 정확하게 검출하지 못할 것이다. 즉, 온도센서(12)는 유리(20)면으로부터 탈리되어 있으므로 검출값이 정상치보다 낮게 검출될 것은 너무나 당연하다. 따라서, 유리면으로부터 탈리된 온도센서(12)의 검출값이 10℃로 가정하면 30℃가 셋팅된 제어부(14)는 셋팅된 값보다 낮게 인식되므로 지속적으로 전원을 온하게 될 것이다. 그러면, 상기 발열체(30) 및 유리(20)는 제어부(14)에 셋팅된 값보다 훨씬 높은 온도까지 상승하게 될 것이고, 이로 인해 발열체(30)는 물론이고 유리(20)까지 파손되는 문제가 종종 발생하였다.
한편, 상기와 같은 경우는 온도센서(12)의 단선이나 단락과는 무관하며 단지 유리(20)면으로부터 약간 탈리된 것이므로 운전자는 육안으로 이의 접촉불량을 확인할 길이 없으므로 상기와 같은 큰 문제가 발생될 수 있는 것이다.
뿐만 아니라, 추운 극지방을 운항하는 선박의 경우에는 외부온도에 따라 하기 표1과 같이 단위 면적당 전력량이 달리 요구되고 있으며, 이는 ISO 3434에서 규 정하고 있다.
Power Loading(W/dm2) Min Max Outdoor Temperature
7 - 9 Down to -12℃
12 - 15 Down to -28℃
17 - 21 Down to -40℃
(표1. 외부온도 조건에 따른 단위면적당 전력량)
상기 표1에서 확인할 수 있듯이 전력량은 외부온도 조건에 따라 달리 요구되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 종래에는 발열체(30)에 의해 극복하고 있는데, 우선 열선발열체의 경우에는 배열간격이나 직/병렬 조합을 통해 전력량을 조절하지만 전력량이 증가할수록 열선발열체는 녹는 현상이 빈번하였고, 특히 면상발열체나 액체발열체는 열선발열체와 같이 간격 조절 자체가 불가능하므로 구비되는 유리(20)의 크기에 따라 요구되는 전력량에 맞는 면저항을 가진 제품을 사용하여야 되는데 실제로 다양한 크기에 맞는 면저항 제품을 사용한다는 것 자체가 어려워 요구되는 전력량에 비슷한 면저항을 가진 제품을 사용하고 있는 실정이다. 그러다 보면, 상기의 면상발열체와 액체발열체는 Power Loading값 즉, 표1의 조건을 벗어나는 경우가 빈번하게 발생되어져 본래 목적을 수행하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 근래에는 상기한 온도센서(12) 혹은 출력부(18) 오작동을 감지하여 큰 고장을 사전에 방지할 수 있음은 물론이고 외부온도에 맞는 전력량을 출력할 수 있는 발열체의 제어장치(10)가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온도와 출력되는 전력량 조절이 가능하여 편리성이 향상됨은 물론이고 온도센서나 출력부 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 신속하게 감지하여 큰 고장을 사전에 방지할 수 있으므로 이를 설치한 교통수단의 안전운행에 큰 도움이 될 뿐만 아니라 주변전자기기들과의 전자파 장애 또한 발생시키지 않으므로 안전성이 보다 우수한 발열유리의 발열체 제어장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 발열유리의 발열체 제어장치는, 각종 유리에 코팅되거나 매설되어져 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하는 발열체의 제어장치에 있어서, 입력되는 A/C전원을 D/C로 변환하여 공급하는 제어전원 공급부; 상기 유리 일측면에 부착되어져 상기 발열체의 온도를 검출하는 온도센서; 상기 온도센서와 연결되어져 검출된 값을 일정 범위 내의 전기신호로 변환하여 송신하는 신호 변환부; 상기 제어전원 공급부와 연결되어져 작동전원을 인가 받고, 상기 신호 변환부와 연결되어져 온도센서의 검출 값과 셋팅된 값을 비교 분석하여 전원 출력을 온/오프함과 동시에 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부와 연결되어져 온/오프 신호에 의해 전원을 상기 발열체로 공급하되, 외부온도 조건에 따라 달리 요구되는 전력량에 맞도록 조절할 수 있음과 동시에 제어부로 입력된 온도 값이 한계치를 벗어나게 되면 출력전압을 낮출 수 있는 전압가변부가 구비된 출력부를 포함하여 구성되어지고, 상기 제어부는 상기 제어전원 공급부와 연결되어 작동 신호를 인가 받고, 상기 신호변환부와 연결되어져 변환된 전기 신호를 디지털신호로 변경하여 셋팅된 온도 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온(ON)/오프(OFF)함과 동시에 상기 신호변환부의 전송값에 의해 온도센서의 비정상적인 작동을 인식하여 경보를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에 연결되는 온도 조절부; 및 상기 마이콤에 연결되어져 마이콤으로부터 출력되는 신호를 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 LED표시부를 포함하여 구성되며, 상기 마이콤에는 온도센서의 접촉불량을 감지하기 위해서 타이머가 구비됨과 동시에 한계시간이 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명 발열유리의 발열체 제어장치는, 각종 유리에 코팅되거나 매설되어져 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하는 발열체의 제어장치에 있어서, 입력되는 A/C전원을 D/C로 변환하여 공급하는 제어전원 공급부; 상기 유리 일측면에 부착되어져 상기 발열체의 온도를 검출하는 온도센서; 상기 온도센서와 연결되어져 검출된 값을 일정 범위 내의 전기신호로 변환하여 송신하는 신호 변환부; 상기 제어전원 공급부와 연결되어져 작동전원을 인가 받고, 상기 신호 변환부와 연결되어져 온도센서의 검출 값과 셋팅된 값을 비교 분석하여 전원 출력을 온/오프함과 동시에 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부와 연결되어져 온/오프 신호에 의해 전원을 상기 발열체로 공급하되, 외부온도 조건에 따라 달리 요구되는 전력량에 맞도록 조절할 수 있음과 동시에 제어부로 입력된 온도 값이 한계치를 벗어나게 되면 출력전압을 낮출 수 있는 전압가변부가 구비된 출력부를 포함하여 구성되어지고, 상기 제어부는 상기 제어전원 공급부와 연결되어 작동 신호를 인가 받고, 상기 신호변환부와 연결되어져 변환된 전기 신호를 디지털신호로 변경하여 셋팅된 온도 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온(ON)/오프(OFF)함과 동시에 상기 신호변환부의 전송값에 의해 온도센서의 비정상적인 작동을 인식하여 경보를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에 연결되는 온도 조절부; 및 상기 마이콤에 연결되어져 마이콤으로부터 출력되는 신호를 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 LED표시부를 포함하여 구성되며, 상기 마이콤에는 온도센서의 접촉불량을 감지하기 위해서 타이머가 구비됨과 동시에 한계시간이 설정되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 발열유리의 발열체 제어장치에 의하면, 제어부에는 사용자가 직접 조절할 수 있는 온도조절부가 구비되고, 출력부에는 전압가변부가 구비되어져 외부온도에 따라 달리 요구되는 전력량에 따라 조절할 수 있어 편리성이 향상됨은 온도센서나 출력부 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 신속하게 감지하여 LED표시부로 하여금 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하여 즉시 점검토록 하므로 큰 고장을 사전에 방지할 수 있어 이를 설치한 교통수단의 안전운행에 큰 도움이 될 것이다. 뿐만 아니라 전자파 차단필터가 구비되므로 주변전자기기들과의 전자파 장애 또한 발생시키지 않으므로 안전성이 보다 우수한 효과를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 발열유리의 발열체 제어장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발열유리의 발열체 제어장치를 도시한 개략적 블럭도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 발열유리의 발열체 제어장치(100)는 크게 제어전원 공급부(110), 온도센서(120), 신호 변환부(130), 제어부(140) 및 출력부(150)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 제어전원 공급부(110)는 각종 자동차나 선박 등에 구비되는 밧데리 혹은 발전기에서 발생되는 A/C전원을 입력받아 D/C 전압으로 변환하여 공급하도록 구비된다.
통상, 상기 제어전원 공급부(110)는 내장된 트랜스포머(Transformer)를 이용해 2차 전압을 낮추고 브릿지(Bridge)회로 및 각종 정전압 소자를 이용해서 필요한 D/C전압을 만들어 내게 되는 것으로, 이는 통상적인 방법을 예시한 것이지 이의 구성에 한정하는 것은 아님을 인지하여야 된다.
그리고, 상기 제어전원 공급부(110)에는 입력되는 A/C전원의 전자파 차단을 위해 전자파 차단필터(EMC Filter)(112)가 추가로 구비된다.
다음으로, 상기 온도센서(120)는 유리(20) 일측면에 부착되어져 발열체(30)의 온도 혹은 유리(20)면의 온도를 검출하도록 구비되는 것으로서, 온도에 따라 저항값이 변화되는 것이다.
다음으로, 상기 신호변환부(130)는 상기 온도센서(120)와 연결되어져 검출된 값을 전기신호로 변환하는 것으로, 온도센서(120)에서 발생되는 저항값 변화를 상기 제어부(140)로 전달하기 위해서 전기신호로 변환시키는 것이다. 이때, 상기 신호변환부(130)는 -50℃ ~ 100℃ 범위 내의 온도를 감지하여 전압신호 범위를 0V ~ 5V로 변환하여 제어부(140)로 전송하도록 구비된다. 물론, 상기 전압신호 범위는 절대적인 수치가 아니며, 이 범위는 용도에 맞게 재설정될 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(140)는 상기 제어전원 공급부(110)와 연결되어져 작동전원을 인가 받고, 상기 신호변환부(130)와 연결되어져 전기신호로 변환된 값을 셋팅되어 있는 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온(ON)/오프(OFF)함과 동시에 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하는 것으로, 이의 자세한 구성에 대해서는 하 기에서 더욱 상술토록 하겠다.
다음으로, 상기 출력부(150)는 상기 제어부(140)와 연결되어져 제어부(140)에서 발생되는 온/오프 신호에 의해 전원을 상기 발열체(30)로 공급하는 것으로, 제어부(140)의 온/오프 신호에 의해 접점되거나 차단되면서 발열체(30)로 전원을 인가하게 된다.
한편, 상기 출력부(150)에는 상기 제어부(140)와 출력부와 각각 연결되어지되 외부온도에 따라 달리 요구되는 전력량을 쉽게 조절하여 맞출 수 있음과 동시에 제어부(140)로 입력된 온도 값이 한계치를 벗어나게 되면 출력부(150)의 출력 전압을 낮추는 전압가변부(152)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전압가변부(152)의 기능을 살펴볼 필요가 있는데, 즉 전압가변부(152)는 조절볼륨(153)이 구비되어 있어 종래기술에서 설명한 외부온도 조건에 따른 단위면적당 전력량에 해당되게끔 쉽게 맞출 수 있는 것이다. 따라서, 종래기술에서 예시한 표1에 의하면, 외부온도가 -12℃까지는 7 ~ 9 W/d㎡ 의 전력량이 필요하다. 이에 따라, 외부온도가 -12℃인 지역에서 사용하게 되면 조절볼륨(153)의 통해 전압가변부(152)를 조절해 7 ~ 9 W/d㎡의 전력량이 출력되도록 강제 셋팅하는 것이다. 그러면, 외부온도와 상관없이 상시 7 ~ 9 W/d㎡의 전력량이 강제로 출력되어 발열체(30)를 가열하게 되므로 더 많은 전력량이 요구되더라도 셋팅된 범위를 벗어나는 일이 없을 것이다. 그리고, 외부온도가 -40℃인 지역을 운항하게 되었을 때에는 조절볼륨(153)을 통해 전압가변부(152)를 조절해 17 ~ 21 W/d㎡의 전력량이 출력되도록 셋팅하면 될 것이다. 이렇게, 출력부(150)에는 전압가변부(152)가 구비되므로 외부온도에 따라 달리 요구되는 전력량에 쉽게 대처할 수 있어 안전 운항에 큰 도움이 되는 기능을 가지게 되는 것이다.
또한, 상기 전압가변부(152)는 상기 온도센서(120)로부터 검출되는 값이 제어부(140)에 셋팅되어 있는 한계치의 온도 값보다 상승하게 되면 상기 출력부(150)의 고착을 의심할 수 있다. 즉, 출력부(150)의 고착으로 인해 발열체(30)로 지속적인 전원이 공급되면 발열체(30)는 물론이고 유리(20)가 파손될 수 있으므로 출력부(150)에서 출력되는 전압의 세기를 최대한으로 낮춰 상기의 파손을 방지코자 구비되는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제어부를 도시한 개략적 블럭도이다.
도면을 참조로 하면, 제어부(140)는 마이콤(141), 온도조절부(142) 및 LED표시부(143)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
먼저, 상기 마이콤(141)은 상기 제어전원 공급부(110)와 연결되어 작동 신호를 인가 받고, 상기 신호변환부(130)와 연결되어져 변환된 전기 신호를 디지털신호로 변경하여 셋팅된 온도 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온/오프함과 동시에 상기 온도센서(120)로부터 감지되는 온도 값과 설정된 시간 및 설정된 한계온도를 비교분석하여 비정상적인 작동을 인식하여 경보를 출력하게 된다. 이때, 상기 마이콤(141)으로부터 전원이 출력된다는 것은 출력부(150)를 통해 발열체(30)가 가열되는 것이므로 히팅을 의미함을 인지하여야 된다.
여기서, 상기 마이콤(141)을 좀 더 상세히 설명하면, 상기 마이콤(141)에는 상기의 기능을 수행하기 위해 전원 출력 시간을 나타내는 타이머가 내장되며, 상기 타이머의 작동시간과 비교하도록 한계시간이 설정되고, 온도센서(120)로부터 입력되는 온도 값과 비교하기 위한 설정온도가 셋팅됨은 물론이고 온도 값의 한계를 설정하는 한계온도가 설정되는데, 이렇게 시간 및 온도가 셋팅되는 마이콤(141)은 하기와 같은 기능을 가진다.
그 첫째는, 상기 타이머의 작동시간과 한계시간을 비교하여 셋팅된 시간 내에 설정 온도에 도달하지 못하였는지 혹은 한계시간을 경과하였는지를 분석하여 재히팅시키거나 비정상적인 작동으로 인식하여 경보를 출력하는 것이다.
두 번째로는, 온도센서(120)에서 검출하여 신호변환부(130)를 통해 송신된 온도 값과 설정온도를 서로 비교분석하여 전원 출력을 온/오프하게 되는 것이다. 물론, 상기 설정온도는 후술할 온도조절부(142)에 의해서 가변될 수 있다.
여기서, 상기 마이콤(141)은 온도센서(120)의 검출 값에 의해 전원 출력을 온/오프하는 것 이외에도 온도센서(120)의 단선 및 단락을 감지하는 기능이 추가된다. 즉, 온도센서(120)에서 검출되는 저항값을 전압으로 변경하는 신호변환부(130)에 의해 온도센서(120)의 단선 및 단락을 감지하게 되며 비정상적일 때에는 경보를 출력하게 된다. 다시 말하면, 상기 신호변환부(130)는 전술하였듯이 0V ~ 5V 범위 내의 전압으로 변경하여 송신하기 때문에 송신 값이 0V이면 온도센서(120)의 단락 을 의미하는 것이고, 5V를 넘게 되면 단선을 의미하게 되므로 이를 매개로 상기 마이콤(141)은 전원 출력을 온/오프함과 동시에 온도센서(120)의 비정상적인 작동까지 감지하여 경보를 출력하게 되는 것이다.
마지막으로는, 출력부(150)의 비정상적인 작동을 감지하도록 한계온도가 설정되는 것이다. 즉, 상기 온도센서(120)로부터 검출되는 온도 값과 비교분석하는 한계온도가 설정되는데, 이는 전원 출력 즉, 히팅 전원을 오프 하였는데도 온도센서(120)로부터 검출되는 온도 값이 상승하는 것을 단속하기 위한 것이다. 다시 말하면, 마이콤(141)은 히팅 전원을 오프하는 신호를 보냈는데에도 검출되는 온도 값이 상승하여 한계온도를 넘는다는 것은 출력부(150)의 고착 즉, 비정상적인 작동을 말하는 것이다.
따라서, 이 한계온도를 토대로 출력부(150)의 비정상적인 작동을 감지할 수 있으며, 물론 이 비정상적인 작동을 감지하게 되면 전술한 바와 같이 경보를 출력하게 된다.
이렇듯이 상기 마이콤(141)은 각 구성요소들의 작동을 컨트롤함은 물론이고 비정상적인 작동까지 감지하는 기능을 가지게 되는 것이다.
다음으로, 상기 온도조절부(142)는 상기 마이콤(141)에 연결되며, 상기에서 전술한 설정온도를 사용자 임의대로 조절할 수 있도록 구비되는 것이다.
다음으로, 상기 LED표시부(143)는 상기 마이콤(141)에 연결되어져 마이 콤(141)으로부터 출력되는 신호를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 것으로, 전원램프(144), 히팅램프(145), 센서경보램프(146) 및 비정상경보램프(147)가 각각 구비된다. 그리고, 상기 LED표시부(143)에는 주변 환경에 따라 밝기를 조절할 수 있는 밝기조절부(148)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발열유리의 발열체 제어장치에 대한 사용 상태도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제어장치의 제어방법을 도시한 개략적 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조로 하면, 유리(20)에는 발열체(30)가 구비되는데, 육안으로 확인 용이하게 열선발열체가 구비된 경우를 도시하였다. 물론, 상기 열선발열체 대신에 종래에서 설명한 전도성 필름이나 유리면에 직접 전도성 물질을 코팅하는 면상발열체 등을 구비하여도 무방하나 이들은 투명한 색상을 가지므로 그렇지 않은 열선발열체를 일예로 도시한 것을 인지하여야 된다.
계속해서, 상기 유리(20)면의 일측에는 전술한 본 발명의 제어장치(100)가 구비되어 있음을 알 수 있는데, 상기 제어장치(100)의 구성 요소 중 여기서는 미도시된 제어전원 공급부(110), 신호 변환부(130), 제어부(140) 및 출력부(150)는 케이스(K) 내부에 구비되고, 온도센서(120)만이 케이스(K)에서 소정의 거리 이격된 유리(20)면에 부착되어 있음을 알 수 있다. 물론, 상기 온도센서(120)는 케이스(K) 내부에 구비된 신호변환부(130)와 전기적으로 연결되며, 출력부(150)와 발열체(30) 또한 전기적으로 연결됨을 인지하여야 된다. 그리고, 케이스(K)로는 A/C전 원을 입력하는 코드(C)가 연결되는데 이는 케이스(K) 내부에 구비된 제어 전원공급부(110)와 연결된다.
한편, 상기 제어부(140)의 온도조절부(142)와 LED표시부(143)는 사용자가 쉽게 조절할 수 있음과 더불어 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 케이스(K) 외면에 구비되어 있음을 알 수 있다.
이때, 상기 출력부(150)의 전압가변부(152)를 조절하는 조절볼륨(153)은 관리자 외에는 쉽게 조작할 수 없도록 케이스(k) 내부에 구비해두는 것이 바람직하며, 필요시 케이스(k)를 오픈하여 조절하면 된다.
이제, 상기와 같이 설치 사용되는 제어장치(100)의 제어방법을 도 5를 참조로 하여 하기에서 설명토록 하겠다.
먼저, 제어부(140)의 설정온도는 30℃로 설정하고, 한계온도는 50℃로 설정하며, 한계시간은 30분으로, 신호변환부(130)가 변환하는 전압범위를 0V ~ 5V로 미리 설정해두겠다. 물론, 상기 설정온도는 제어부(140)의 온도조절부(142)를 통해 외부 온도에 의해 사용자 임의대로 상시 조절 가능하다. 그리고, 제어장치(100)가 추운 극지방을 운항하는 선박에 구비된 경우에는 출력부(150)의 조절볼륨(153)을 통해 종래에서 설명한 표1의 조건에 맞도록 설정하게 된다.
이제, 전원이 투입되면 전자파 차단필터(EMC Filter)(112)에 의해서 전자파가 차단된 A/C전원이 제어전원 공급부(110)를 거쳐 D/C 전압으로 변환되며, 이 변환된 작동전원을 인가 받은 제어부(140)는 LED표시부(143)에 구비된 전원램프(144) 를 온하게 된다.(S200)
그리하여, 제어부(140)로 작동전원이 공급되면 이를 바탕으로 유리(20)면에 부착된 온도센서(120)로부터 검출된 유리(20)면의 온도가 신호변환부(130)로 송신될 것이고, 이 검출값을 수신 받은 신호변환부(130)는 전압으로 변환하여 제어부(140)로 재송신하게 되므로 제어부(140)는 미리 설정된 온도와 온도센서(120)로부터 검출된 온도를 각각 읽게 된다.(S210)
이때, 상기 제어부(140)가 신호변환부(130)로부터 전송 받은 검출 온도 값에 의해 온도센서(120)의 단선과 단락을 감지하게 된다. 여기서, 온도센서(120)의 단선과 단락을 감지하는 방법은 전술하였지만 다시 간략하게 설명하면, 상기 제어부(140)는 신호변환부(130)가 전송하는 전압 범위를 벗어나는 것에 의해 단선과 단락을 감지를 하게 된다. 즉, 전압이 0V이면 온도센서(120)가 온도를 검출하지 못하는 것을 의미하므로 단락으로 판단하고, 5V이상이면 단선으로 판단하게 된다.(S220)
그리하여, 온도센서(120)의 단선과 단락이 판단되지 않게 되면 제어부(140)는 온도센서(120)의 검출값과 셋팅되어 있는 설정온도(30℃)를 서로 비교분석하게 된다. 이때, 온도센서(120)에서 검출된 온도가 -10℃라 가정하겠다.(S230)
따라서, 상기 온도센서(120)로부터 검출된 온도가 설정온도보다 낮으므로 제어부(140)는 전원 출력을 온함과 동시에 LED표시부(143)의 히팅램프(145)를 온하게 된다. 이때, 상기 제어부(140)의 전원 출력 온(ON)의 신호를 전달받은 출력부(150)는 접점되어져 발열체(30)를 가열하게 되는 것은 너무나 당연하다.(S240)
이와 동시에 제어부(140)에 구비된 타이머가 작동 시작된다.(S250)
그리고, 상기 제어부(140)는 타이머의 작동시간과 이미 설정된 한계시간(30분)을 비교분석하여 타이머의 작동시간이 한계시간(30분)에 미치지 못할 때에는 설정온도와 온도센서의 검출값을 비교분석하는 S210으로 돌려보내 S210 ~ S260을 반복 진행토록 한다.(S260)
이제, 하기에서는 상기와 같은 제어 중에 발생되는 비정상적인 작동의 제어방법에 대해서 설명토록 한다.
첫째, 온도센서의 비정상적인 작동의 경우
상기 S220에서, 온도센서(120)의 단선 혹은 단락으로 판명되면 제어부(140)는 LED표시부(143)의 센서경보램프(146)를 온시킴과 동시에 S240에서 이루어졌던 전원 출력과 히팅램프(145)를 각각 오프시키게 된다. 그러면, 사용자는 LED표시부(143)에서 점등된 센서경보램프(146)를 확인하고 온도센서(120)의 단선과 단락을 점검하여 수리하게 되며, 수리가 완료되면 S210부터 다시 진행하게 된다.(S300)
둘째, 온도센서의 검출 값이 설정온도보다 높을 경우
상기 S230에서, 온도센서(120)로부터 검출된 온도 값이 설정온도 30℃와 같거나 높게 검출되었다면 제어부(140)는 타이머를 리셋(Reset)함과 동시에 전원 출력과 히팅램프(145)를 각각 오프시키게 된다.(S400)
그런 다음, 제어부(140)는 온도센서(120)에서 검출하는 온도 값과 제어부(140)에 설정되어 있는 한계온도(50℃)와 비교하는데, 온도센서(120)의 검출 값이 50℃보다 낮으면 S210으로 돌려보내 재진행토록 한다.(S410)
그러나, 상기 온도센서(120)의 검출 값이 한계온도인 50℃를 넘게 되면 전술하였듯이 출력부(150)의 고착으로 판명되어 전압가변부(152)의 작동을 온 시키게 된다. 즉, 상기 S400에서 가열 신호인 전원 출력을 오프 시켰는데에도 불구하고 온도센서(120)의 검출 값이 한계온도를 넘었다는 건 출력부(150)가 고착되어져 제어부(140)의 명령에 상관없이 지속적으로 발열체(30)에 전원을 공급하게 되는 것이다. 따라서, 이 상태로 계속 진행되면 고열에 의해 발열체(30)는 물론이고 유리(20)까지 파손될 우려가 있으므로 전압가변부(152)를 작동시켜 출력부(150)의 출력 전압을 최소화시켜 온도 상승 속도를 늦추게 된다.(S420)
그런 뒤, 제어부(140)는 비정상경보램프(147)를 온 시키고, 히팅 신호인 전 원 출력과 히팅램프(145)를 오프 시키게 된다. 물론, 상기 S400에서 전원 출력과 히팅램프(145)는 오프 시켰으므로 새로운 오프 작동은 아니지만 재확인 하는 것이며, 최종적으로 작동을 정지하게 된다. 그러면, 사용자는 출력부(150)를 점검하여 수리한 후에 재부팅시키면 새롭게 셋팅되어져 S200부터 재시작하게 된다.(S430)
셋째, 타이머 시간이 한계시간을 초과하였을 경우
상기 S260에서, 타이머 시간과 한계시간을 비교분석하여 초과하였을 경우에는 S430 즉, 비정상경보램프(147)를 온 시킴과 동시에 전원 출력과 히팅램프(145)를 오프 시킨 후 작동 중지하게 된다.
이 부분을 다시 설명하면, 설정되어 있는 한계시간인 30분 내에 S210 ~ S260을 반복진행하면서 발열체(30)를 가열하여 30분 전에는 온도센서(120)의 검출값이 설정온도와 같거나 높게 상승되어야 정상 작동이고, 이런 정상 작동의 경우에는 S230에서 온도센서(120)의 검출값이 설정온도보다 높게 검출되므로 S400으로 진행돼 타이머 리셋과 전원 출력과 히팅램프(145)를 각각 오프시키게 되며, 다시 온도센서(120)의 검출값과 한계온도를 비교하는 S410을 거쳐 S210 혹은 S420으로 진행될 것이다.
그러나, 한계시간인 30분을 초과하고도 S260까지 진행된다는 것은 설정된 시간 내에 목표치 온도에 도달하지 못했기 때문이다. 그러므로, 이런 경우에는 온도센서(120)의 접촉 불량으로 정확한 온도가 검출되지 못하는 것을 의심해야 되는 것이다. 물론, 다른 구성요소의 불량으로 인해 시간 내에 목표 온도에 도달하지 못할 수도 있을 것이나 대부분의 경우는 온도센서(120)의 접촉 불량일 확률이 제일 높다. 이에 따라 LED표시부(143)의 비정상경보램프(147)가 온 되므로 사용자는 이 부분 혹은 전체적으로 점검하면 될 것이다.
이렇게 하여, 본 발명의 제어장치(100)는 유리(20)면에 구비된 발열체(30)를 적정 온도로 가열하여 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하게 되며, 이러한 작동시 발생될 수 있는 온도센서(120), 출력부(150) 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하게 된다.
따라서, 본 발명의 발열유리의 발열체 제어장치(100)에 의하면, 제어부(140)에는 사용자가 직접 조절할 수 있는 온도조절부(142)가 구비되고, 출력부(150)에는 전압가변부(152)가 구비되어져 외부온도에 따라 달리 요구되는 전력량에 따라 조절할 수 있어 편리성이 향상됨은 물론이고 온도센서(120)나 출력부(150) 등의 각 구성요소들의 비정상적인 작동을 신속하게 감지하여 LED표시부(143)로 하여금 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하여 즉시 점검토록 하므로 큰 고장을 사전에 방지할 수 있어 이를 설치한 교통수단의 안전운행에 큰 도움될 것이다. 뿐만 아니라 전자파 차단필터(112)가 구비되므로 주변전자기기들과의 전자파 장애 또한 발생시키지 않으므로 안전성이 보다 우수한 장점이 있다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
도 1은 종래의 발열체 제어장치를 도시한 개략적 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발열유리의 발열체 제어장치를 도시한 개략적 블럭도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제어부를 도시한 개략적 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발열유리의 발열체 제어장치에 대한 사용 상태도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제어장치의 제어방법을 도시한 개략적 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 종래의 제어장치 12 : 온도센서
14 : 제어부 16 : 입력부
20 : 유리 30 : 발열체
100 : 본 발명의 제어장치 110 : 제어전원 공급부
112 : 전자파 차단필터 120 : 온도센서
130 : 신호변환부 140 : 제어부
141 : 마이콤 142 : 온도조절부
143 : LED표시부 144 : 전원램프
145 : 히팅램프 146 : 센서경보램프
147 : 비정상경보램프 148 : 밝기조절부
150 : 출력부 152 : 전압가변부
153 : 조절볼륨

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 각종 유리에 코팅되거나 매설되어져 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하는 발열체의 제어장치에 있어서,
    입력되는 A/C전원을 D/C로 변환하여 공급하는 제어전원 공급부;
    상기 유리 일측면에 부착되어져 상기 발열체의 온도를 검출하는 온도센서;
    상기 온도센서와 연결되어져 검출된 값을 일정 범위 내의 전기신호로 변환하여 송신하는 신호 변환부;
    상기 제어전원 공급부와 연결되어져 작동전원을 인가 받고, 상기 신호 변환부와 연결되어져 온도센서의 검출 값과 셋팅된 값을 비교 분석하여 전원 출력을 온/오프함과 동시에 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부와 연결되어져 온/오프 신호에 의해 전원을 상기 발열체로 공급하되, 외부온도 조건에 따라 달리 요구되는 전력량에 맞도록 조절할 수 있음과 동시에 제어부로 입력된 온도 값이 한계치를 벗어나게 되면 출력전압을 낮출 수 있는 전압가변부가 구비된 출력부를 포함하여 구성되어지고,
    상기 제어부는 상기 제어전원 공급부와 연결되어 작동 신호를 인가 받고, 상기 신호변환부와 연결되어져 변환된 전기 신호를 디지털신호로 변경하여 셋팅된 온도 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온(ON)/오프(OFF)함과 동시에 상기 신호변환부의 전송값에 의해 온도센서의 비정상적인 작동을 인식하여 경보를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에 연결되는 온도 조절부; 및 상기 마이콤에 연결되어져 마이콤으로부터 출력되는 신호를 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 LED표시부를 포함하여 구성되며,
    상기 마이콤에는 출력부의 비정상적인 작동을 감지하기 위해서 온도센서의 검출값과 비교분석하는 한계온도가 설정되는 것을 특징으로 하는 발열유리의 발열체 제어장치.
  8. 각종 유리에 코팅되거나 매설되어져 습기 및 성에를 제거하고 결빙을 방지하는 발열체의 제어장치에 있어서,
    입력되는 A/C전원을 D/C로 변환하여 공급하는 제어전원 공급부;
    상기 유리 일측면에 부착되어져 상기 발열체의 온도를 검출하는 온도센서;
    상기 온도센서와 연결되어져 검출된 값을 일정 범위 내의 전기신호로 변환하여 송신하는 신호 변환부;
    상기 제어전원 공급부와 연결되어져 작동전원을 인가 받고, 상기 신호 변환부와 연결되어져 온도센서의 검출 값과 셋팅된 값을 비교 분석하여 전원 출력을 온/오프함과 동시에 비정상적인 작동을 감지하여 경보를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부와 연결되어져 온/오프 신호에 의해 전원을 상기 발열체로 공급하되, 외부온도 조건에 따라 달리 요구되는 전력량에 맞도록 조절할 수 있음과 동시에 제어부로 입력된 온도 값이 한계치를 벗어나게 되면 출력전압을 낮출 수 있는 전압가변부가 구비된 출력부를 포함하여 구성되어지고,
    상기 제어부는 상기 제어전원 공급부와 연결되어 작동 신호를 인가 받고, 상기 신호변환부와 연결되어져 변환된 전기 신호를 디지털신호로 변경하여 셋팅된 온도 값과 비교 분석하여 전원 출력을 온(ON)/오프(OFF)함과 동시에 상기 신호변환부의 전송값에 의해 온도센서의 비정상적인 작동을 인식하여 경보를 출력하는 마이콤; 상기 마이콤에 연결되는 온도 조절부; 및 상기 마이콤에 연결되어져 마이콤으로부터 출력되는 신호를 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 LED표시부를 포함하여 구성되며,
    상기 마이콤에는 온도센서의 접촉불량을 감지하기 위해서 타이머가 구비됨과 동시에 한계시간이 설정되는 것을 특징으로 하는 발열유리의 발열체 제어장치.
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