KR101161757B1 - Temperature sensor for heating device used in water - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A temperature sensor for a under water heater is provided to control the operation of the heater by accurately calculating an amount of fluid around a portion where the heater is arranged by minimizing measured capacitance data deviation. CONSTITUTION: A temperature sensor for a under water heater comprises a temperature sensor(52), a main substrate(54), a capacitance sensor(56), an auxiliary substrate(58), a signal line(68), and a molding member(60). A circuit processing sensed temperature data is mounted on the main substrate. A capacitance sensing circuit is mounted on the auxiliary substrate. The capacitance sensing circuit is electrically connected to the capacitance sensor, thereby processing the sensed capacitance data. The capacitance sensing circuit comprises an outer capacitance detecting unit, a reference capacitive terminal, and a comparison unit. The signal line transmits the data sensed by the temperature sensor and capacitance sensor to an external control circuit. The molding member supports the temperature sensor, the main substrate, the capacitance sensor, and a part of the auxiliary substrate to be integrated.

Description

수중 가열장치용 온도센서 {Temperature Sensor for Heating Device Used In Water}Temperature Sensor for Heating Device {Temperature Sensor for Heating Device Used In Water}

본 발명은 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히터가 수중에 있는지의 여부를 감지하여 수족관이나 미생물 발효기 등에서 사용하는 가열장치의 안전성을 크게 향상시킨 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature sensor and an underwater heating device for an underwater heating device, and more particularly, for an underwater heating device that greatly improves the safety of a heating device used in an aquarium or a microbial fermenter by detecting whether a heater is in the water. It relates to a temperature sensor and an underwater heating device.

일반적으로 어항이나 수족관, 수조, 종자 발아기, 미생물 발효기, 액체비료 제조기, 간이 온수기 등에 있어서는 물이나 액체의 온도를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하며, 이를 위하여 수중 히터를 사용하고 있다.Generally, in a fish tank, aquarium, water tank, seed germination, microbial fermenter, liquid fertilizer maker, simple water heater, etc., it is very important to maintain a constant temperature of water or liquid, and for this purpose, an underwater heater is used.

종래 수중 히터는 직접 물이나 액체와 접촉하도록 케이스를 사용하지 않는 방식과, 케이스 내부에 히터를 장착하여 안전성을 향상시킨 방식 등이 사용된다.Conventionally, underwater heaters are used in such a way that the case is not used to directly contact with water or liquid, and a method in which the heater is mounted inside the case to improve safety.

대한민국 공개실용신안 제20-2008-0005572호, 등록실용신안 제20-0288311호, 공개특허 제10-2003-0064698호, 제10-2005-0111561호, 제10-2011-0027622호 등에는 다양한 수중 히터의 구조가 공개되어 있다.Korean Utility Model Utility Model No. 20-2008-0005572, Utility Model Registration No. 20-0288311, Patent Publication No. 10-2003-0064698, Patent No. 10-2005-0111561, Patent No. 10-2011-0027622, etc. The structure of a heater is disclosed.

종래 수중 히터의 경우에는 히터의 과열을 방지하고 가열되는 액체의 온도를 측정하기 위하여 온도센서를 설치하고 있다.In the case of a conventional underwater heater, a temperature sensor is installed in order to prevent overheating of the heater and to measure a temperature of a heated liquid.

그런데, 단순히 온도를 감지하기 위한 온도센서만을 설치하는 경우에는 센서가 수중이나 액중이 아니라 공기중에 노출된 경우에도 이를 정확하게 분별하여 감지하는 것이 불가능하므로, 히터를 작동시켜 화재가 발생하거나 작업자가 화상을 입을 우려가 있다. 기존 온도센서의 경우에는 온도의 변화에 따라 히터의 작동여부를 결정하므로, 수조의 청소나 액체의 증발, 수조의 파손 등의 원인으로 공기 중에 노출된 경우에도 히터가 작동될 가능성이 높다.However, in the case of simply installing a temperature sensor for sensing the temperature, it is impossible to accurately detect and detect the sensor even when it is exposed to the air rather than underwater or liquid. May wear. In the case of the existing temperature sensor, whether the heater is operated according to the change in temperature, the heater is likely to operate even when exposed to the air due to cleaning of the tank, evaporation of liquid, breakage of the tank.

따라서 공개특허 제10-2005-0111561호 및 제10-2011-0027622호 등의 수중 히터에는 물이나 액체가 부족하거나 없는 상태에서 히터가 작동되는 것을 방지하기 위하여 수위감지센서나 액체감지센서 등을 설치하고 있다.Therefore, in water heaters such as Korean Patent Nos. 10-2005-0111561 and 10-2011-0027622, water level sensors or liquid sensors are installed to prevent the heaters from being operated in the absence or absence of water or liquid. Doing.

공개특허 제10-2005-0111561호의 경우에는 수위감지센서가 수중에 있을 경우에는 통전이 이루어지고, 공기중에 노출될 경우에는 접점이 단락되는 것으로 수위를 감지하도록 구성된다. 그러나 이 경우에는 액체의 양이 많고 적음에 따른 감지가 어려울 뿐만 아니라, 실제 히터는 공기중에 노출되었지만 히터와 분리되어 설치되는 수위감지센서에서는 이를 감지할 수 없다는 문제가 있다.In the case of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0111561, when the water level sensor is in the water, electricity is supplied, and when exposed to air, the contact is short-circuited and configured to detect the water level. However, in this case, not only is it difficult to detect due to the large amount and the amount of liquid, but the actual heater is exposed to the air, but there is a problem that the water level sensor installed separately from the heater cannot detect this.

공개특허 제10-2011-0027622호의 경우에는 액체감지센서의 구체적인 구성이 기재되어 있지 않지만, 단순히 히터 부분이 액체에 잠겼는지의 여부만을 감지하도록 이루어지는 것으로 추정된다. 이 경우에는 액체의 양에 따른 제어가 어렵다는 문제가 있다.In the case of Publication No. 10-2011-0027622, the specific configuration of the liquid detection sensor is not described, but it is assumed that it is made to simply detect whether the heater part is submerged in the liquid. In this case, there is a problem in that the control according to the amount of liquid is difficult.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 정전용량센서를 일체로 설치하여 액체의 양이 기준값 이상일 경우에만 히터를 작동시키도록 구현하는 것이 가능한 수중 가열장치용 온도센서를 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and provides a temperature sensor for an underwater heating apparatus capable of implementing the heater only when the amount of liquid is integrally installed by integrally installing the capacitance sensor. There is this.

본 발명의 다른 목적은 히터와 근접된 위치에 정전용량센서와 온도감지센서를 일체로 설치하여 액체의 온도 및 액체의 양을 감지하여 히터의 작동을 효율적으로 제어하는 것이 가능한 수중 가열장치를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a submersible heating device capable of efficiently controlling the operation of the heater by sensing the temperature of the liquid and the amount of liquid by integrally installing the capacitive sensor and the temperature sensor in a position close to the heater. It is for.

본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서는 주변의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서와 전기적으로 연결되고 감지된 온도의 데이터를 처리하는 회로가 탑재된 주기판과, 상기 주기판의 한쪽에 설치되고 도전체로 이루어지는 판형상의 정전용량센서와, 상기 주기판의 정전용량센서의 반대쪽에 설치되고 상기 정전용량센서와 전기적으로 연결되어 감지된 정전용량의 데이터를 처리하는 정전용량 감지회로가 탑재되고 상기 주기판과 전기적으로 연결되는 보조기판과, 상기 주기판과 전기적으로 연결되며 상기 온도감지센서와 정전용량센서로부터 감지된 데이터를 외부의 제어회로로 전송하는 신호선과, 상기 온도감지센서와 주기판, 정전용량센서, 보조기판의 외부를 일체로 감싸며 지지하는 몰딩부재를 포함하여 이루어진다.The temperature sensor for underwater heating apparatus according to an embodiment of the present invention is a temperature sensor for sensing the ambient temperature, the main board is electrically connected to the temperature sensor and a circuit for processing data of the sensed temperature, and the A plate-shaped capacitive sensor provided on one side of the main board and made of a conductor, and a capacitive sensing circuit installed on the opposite side of the main board's capacitive sensor and electrically connected to the capacitive sensor to process sensed capacitance data; An auxiliary substrate mounted and electrically connected to the main board, a signal line electrically connected to the main board and transmitting data sensed by the temperature sensor and the capacitive sensor to an external control circuit, the temperature sensor and the main board, Capacitive sensor, including a molding member for integrally wrapping and supporting the outside of the auxiliary substrate Lose.

상기에서 판형상의 정전용량센서를 설치하면, 기생 정전용량을 감지하는 것에 의하여 주변에 있는 액체의 양을 감지하는 것이 가능하다. 즉 주변에 있는 액체의 양에 따라 상기 정전용량센서에서 감지되는 정전용량의 값이 달라진다.If the plate-shaped capacitance sensor is installed in the above, it is possible to detect the amount of liquid in the surroundings by sensing the parasitic capacitance. That is, the value of the capacitance sensed by the capacitive sensor varies according to the amount of liquid in the surroundings.

상기 몰딩부재의 외면에는 둘레를 따라 간격을 두고 외부로 돌출하여 금속 등의 도전체가 정전용량센서쪽으로 근접하는 것을 방지하기 위한 복수의 접근방지날개를 일체로 설치한다.The outer surface of the molding member is integrally provided with a plurality of access preventing wings to protrude to the outside at intervals along the circumference to prevent the conductor such as metal from approaching the capacitive sensor.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치는 전원이 공급되면 발열하는 히터와, 상기 히터를 외부에서 감싸는 케이스와, 상기 히터에 전원을 공급하기 위하여 상기 케이스의 일부를 관통하여 상기 히터와 전기적으로 연결되는 전원선과, 상기 케이스 내부에 설치되고 온도감지센서와 정전용량센서가 내부에 설치되는 온도센서를 포함하여 이루어진다.In addition, the underwater heating apparatus according to an embodiment of the present invention is a heater that generates heat when the power is supplied, a case surrounding the heater from the outside, and through the part of the case to supply power to the heater electrically to the heater It includes a power line to be connected, and a temperature sensor installed inside the case, the temperature sensor and the capacitance sensor is installed inside.

상기 히터에 공급되는 전원을 제어하며 상기 온도센서와 전기적으로 연결되는 히터제어부를 상기 히터와 전원선이 연결되는 부분의 상기 케이스 내부에 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a heater control unit that controls the power supplied to the heater and is electrically connected to the temperature sensor in the case of the part where the heater and the power line are connected.

상기 히터제어부에는 히터의 전원을 단속하는 스위치부와, 상기 온도센서로부터 전달되는 온도 데이터를 설정된 기준값과 비교하여 전원의 단속여부에 대한 신호를 상기 스위치부로 전송하는 온도비교부와, 상기 전원선으로부터 공급되는 전원을 안정화하여 상기 히터로 공급하는 전원안정화부를 포함하여 이루어진다.The heater control unit includes a switch unit for intermitting the power of the heater, a temperature comparing unit for transmitting a signal for whether the power is interrupted to the switch unit by comparing the temperature data transmitted from the temperature sensor with a set reference value, and from the power line It comprises a power stabilization unit for stabilizing the power supplied to supply to the heater.

본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치에 의하면, 도전체로 이루어지는 판형상의 정전용량센서와 근접하여 보조기판을 설치하므로, 주변 환경이나 정전용량 데이터를 처리하는 회로부와 연결하는 선로의 길이가 길어짐에 따른 측정되는 정전용량 데이터의 왜곡을 최소화하는 것이 가능하다. 따라서 정확한 정전용량 데이터를 이용하여 히터가 위치한 주위의 액체의 양을 정확하게 추적하여 히터의 작동여부를 제어하는 것이 가능하다.According to the temperature sensor and the underwater heating device for the underwater heating apparatus according to the embodiment of the present invention, since the auxiliary substrate is installed in close proximity to the plate-shaped capacitance sensor made of a conductor, it is connected to the circuit unit for processing the surrounding environment or capacitance data It is possible to minimize the distortion of the measured capacitance data as the length of the line becomes longer. Therefore, it is possible to control the operation of the heater by accurately tracking the amount of liquid around the heater location using the accurate capacitance data.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치에 의하면, 몰딩부재의 외부에 접근방지날개를 설치하므로, 도전체가 정전용량센서로 접근하는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하며, 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능하다.In addition, according to the temperature sensor and the underwater heating device for the underwater heating apparatus according to the embodiment of the present invention, since the access preventing wings are provided on the outside of the molding member, it is possible to effectively prevent the conductor approaching the capacitive sensor, and the precision It is possible to keep it high.

나아가 본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치에 의하면, 히터제어부를 케이스 내부에 설치하는 것이 가능하므로, 수시로 이동하면서 사용하는 간이형을 제작하는 것이 가능하다.Furthermore, according to the underwater heating apparatus according to the embodiment of the present invention, since it is possible to install the heater control unit inside the case, it is possible to produce a simple mold to be used while moving at any time.

또 본 발명의 실시예에 따른 수중 가열장치에 의하면, 히터와 근접된 위치에 온도센서를 설치하므로, 정확한 온도 제어가 가능하고, 히터 동작의 안전을 충분하게 확보하는 것이 가능하다.In addition, according to the underwater heating apparatus according to the embodiment of the present invention, since the temperature sensor is installed in a position close to the heater, accurate temperature control is possible, and it is possible to sufficiently secure the safety of the heater operation.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 가열장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수중 가열장치에 있어서 온도센서를 보이게 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서에 있어서 보조기판에 탑재되는 정전용량 감지회로의 일예를 나타내는 회로도이다.
1 is a cross-sectional view showing an underwater heating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the temperature sensor to be visible in the underwater heating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a temperature sensor for underwater heating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a temperature sensor for underwater heating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating an example of a capacitance sensing circuit mounted on an auxiliary substrate in a temperature sensor for underwater heating apparatus according to a second embodiment of the present invention.

다음으로 본 발명의 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of the temperature sensor for underwater heating apparatus and the underwater heating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.In the following description, the same reference numerals are used for description elements having the same function, and repeated descriptions will be omitted to avoid repeated descriptions.

이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안된다.The embodiments described below are shown by way of example in order to effectively show the preferred embodiments of the present invention, and should not be construed to limit the scope of the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 수중 가열장치는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 케이스(10)와, 히터(20)와, 온도센서(50)를 포함하여 이루어진다.The underwater heating apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a case 10, a heater 20, and a temperature sensor 50, as shown in Figs.

상기 히터(20)는 전원이 공급되면 발열하는 재질로 이루어진다.The heater 20 is made of a material that generates heat when power is supplied.

예를 들면, 상기 히터(20)는 전원이 공급되면 열을 발생시키는 니크롬선, 탄소발열체, 세라믹발열체, 텅스텐선 등으로 구성되는 발열선이 내부에 설치되는 발열구조로 이루어진다.For example, the heater 20 has a heating structure in which a heating wire composed of a nichrome wire, a carbon heating element, a ceramic heating element, a tungsten wire, or the like, which generates heat when power is supplied, is installed therein.

상기 히터(20)의 구체적인 구성은 일반적으로 액체를 가열하기 위하여 사용하는 다양한 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the specific configuration of the heater 20 can be generally applied to various structures used to heat the liquid, detailed description thereof will be omitted.

상기 케이스(10)는 외부에서 상기 히터(20)를 감싸며 보호하도록 구성된다.The case 10 is configured to surround and protect the heater 20 from the outside.

상기 케이스(10)는 다수의 구멍을 형성하여 물이나 액체가 상기 히터(20)에 직접 접촉하여 가열되는 구조로 구성하는 것도 가능하다.The case 10 may be configured to have a structure in which a plurality of holes are formed so that water or liquid directly contacts the heater 20 and is heated.

상기 히터(20)에는 전원을 공급하기 위한 전원선(40)이 전기적으로 연결된다.A power line 40 for supplying power is electrically connected to the heater 20.

상기 전원선(40)은 상기 케이스(10)의 일부를 관통하여 외부로 노출되며, 외부의 전원에 연결된다.The power line 40 penetrates through a part of the case 10 and is exposed to the outside, and is connected to an external power source.

상기 전원선(40)과 히터(20)가 연결되는 부분에는 히터제어부(30)를 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to install a heater control unit 30 in a portion where the power line 40 and the heater 20 is connected.

상기 히터제어부(30)에서는 상기 히터(20)에 공급되는 전원을 제어한다.The heater controller 30 controls the power supplied to the heater 20.

상기 히터제어부(30)는 상기 온도센서(50)와 전기적으로 연결된다.The heater control unit 30 is electrically connected to the temperature sensor 50.

상기 히터제어부(30)는 상기 히터(20)와 전원선(40)이 연결되는 부분의 상기 케이스(10) 내부에 설치하는 것도 가능하다.The heater control unit 30 may be installed in the case 10 in a part where the heater 20 and the power line 40 are connected.

상기 히터제어부(30)에는 히터의 전원을 단속하는 스위치부(32)와, 상기 온도센서(50)로부터 전달되는 온도 데이터를 설정된 기준값과 비교하여 전원의 단속여부에 대한 신호를 상기 스위치부(32)로 전송하는 온도비교부(36)와, 상기 전원선(40)으로부터 공급되는 전원을 안정화하여 상기 히터(20)로 공급하는 전원안정화부(34)를 포함하여 이루어진다.The heater controller 30 has a switch unit 32 for controlling the power of the heater, and compares the temperature data transmitted from the temperature sensor 50 with a set reference value, the signal for whether to interrupt the power supply to the switch unit 32 And a temperature comparing unit 36 for transmitting the power supply stabilizer 34 to stabilize the power supplied from the power supply line 40 to the heater 20.

상기 온도센서(50)는 상기 케이스(10) 내부에 설치된다.The temperature sensor 50 is installed inside the case 10.

상기 온도센서(50)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 전원선(40)과 히터(20)가 연결되는 부분에 근접시켜 설치한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the temperature sensor 50 is installed close to a portion where the power line 40 and the heater 20 are connected.

상기 온도센서(50)는 히터(20)쪽으로 감지되는 부분이 노출되도록 설치하는 것이 히터(20) 주변의 온도와 히터(50)가 액체에 잠겼는지의 여부를 정확하게 감지하는 것이 가능하므로, 바람직하다.The temperature sensor 50 is preferably installed so that the part detected toward the heater 20 is exposed, since it is possible to accurately detect the temperature around the heater 20 and whether the heater 50 is submerged in liquid. .

도 2에 있어서, 참조부호 80은 상기 히터(20)와 전원선(40)의 연결부분을 견고하게 지지하기 위한 지지부재를 나타낸다. 상기 지지부재(80)에는 상기 온도센서(50) 및 히터제어부(30) 등이 설치되어 지지된다.In FIG. 2, reference numeral 80 denotes a support member for firmly supporting the connection portion of the heater 20 and the power line 40. The temperature sensor 50 and the heater control unit 30 are installed and supported on the support member 80.

그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 온도감지센서(52)와 정전용량센서(56)를 포함하여 이루어진다.And the temperature sensor for the underwater heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figures 2 to 4, comprises a temperature sensor 52 and the capacitance sensor 56.

상기 온도감지센서(52)는 주변의 온도(예를 들면 히터(20) 주변의 온도)를 감지하도록 구성된다.The temperature sensor 52 is configured to detect the ambient temperature (for example, the temperature around the heater 20).

상기 정전용량센서(56)는 도전체로 이루어지는 판형상으로 구성된다.The capacitive sensor 56 has a plate shape made of a conductor.

상기에서 정전용량센서(56)의 형상은 평판형상으로 형성하는 것도 가능하고, 곡면판형상으로 형성하는 것도 가능하다.The capacitive sensor 56 may be formed in a flat plate shape or may be formed in a curved plate shape.

상기에서 판형상의 정전용량센서(56)를 설치하면, 기생 정전용량을 감지하는 것에 의하여 주변에 있는 액체의 양을 감지하는 것이 가능하다. 즉 주변에 있는 액체의 양에 따라 상기 정전용량센서(56)에서 감지되는 정전용량의 값이 달라진다.When the plate-shaped capacitance sensor 56 is installed in the above, it is possible to detect the amount of liquid in the surroundings by sensing the parasitic capacitance. That is, the value of the capacitance sensed by the capacitive sensor 56 varies according to the amount of liquid in the surroundings.

상기 온도감지센서(52)에는 감지된 온도의 데이터를 처리하는 회로가 탑재된 주기판(54)을 전기적으로 연결 구성한다.The temperature sensor 52 electrically connects the main board 54 equipped with a circuit for processing data of sensed temperature.

상기 주기판(54)은 상기 온도감지센서(52)와 근접된 위치에 설치하는 것도 가능하다.The main board 54 may be installed at a position close to the temperature sensor 52.

상기 정전용량센서(56)는 상기 주기판(54)의 한쪽 면에 지지되도록 설치한다.The capacitive sensor 56 is installed to be supported on one surface of the main board 54.

상기 정전용량센서(56)의 감도는 바닷물의 염도를 기준으로 설계하며, 5%(50퍼밀) 이하의 염도에서 5리터의 액체를 원활하게 감지할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.The sensitivity of the capacitive sensor 56 is designed based on the salinity of seawater, and it is preferable to design the liquid to smoothly detect 5 liters of liquid at a salinity of 5% or less.

상기 주기판(54)의 정전용량센서(56) 반대쪽 면에는 보조기판(58)이 설치된다.An auxiliary substrate 58 is installed on the opposite side of the capacitive sensor 56 of the main substrate 54.

상기 보조기판(58)에는 상기 정전용량센서(56)와 전기적으로 연결되어 감지된 정전용량의 데이터를 처리하는 정전용량 감지회로가 탑재된다.The auxiliary substrate 58 is equipped with a capacitive sensing circuit electrically connected to the capacitive sensor 56 to process data of the sensed capacitance.

상기 보조기판(58)의 정전용량 감지회로는 상기 주기판(54)쪽과 전기적으로 연결한다.The capacitive sensing circuit of the auxiliary substrate 58 is electrically connected to the main substrate 54.

예를 들면, 상기 보조기판(58)에 탑재되는 정전용량 감지회로는 도 5에 나타낸 바와 같이 구성하는 것도 가능하다.For example, the capacitance sensing circuit mounted on the auxiliary substrate 58 may be configured as shown in FIG.

상기 정전용량 감지회로의 외부정전용량 검출부(92)에서는 정전용량센서(56)에서 검출된 정전용량 값에 따라 주파수를 발생시킨다.The external capacitance detecting unit 92 of the capacitance detecting circuit generates a frequency according to the capacitance value detected by the capacitance sensor 56.

상기 정전용량 감지회로의 기준(내부)용량성 단자(94)에서는 회로 전원 전압에 따라 주파수를 발생시킨다. 필요시에는 전압을 가변(프로그램값에 의한)하여 출력 주파수를 변화(전압/주파수변화율)시키는 것도 가능하다.The reference (internal) capacitive terminal 94 of the capacitive sensing circuit generates a frequency in accordance with the circuit power supply voltage. If necessary, it is also possible to change the output frequency (by voltage / frequency change rate) by varying the voltage (by the program value).

상기 기준(내부)용량성 단자(94)에서 발생시키는 주파수가 기준값(U1 회로 대비)이 된다.The frequency generated by the reference (internal) capacitive terminal 94 becomes a reference value (relative to the U1 circuit).

상기에서 기준 주파수의 변화로 정전용량 검출에 의한 액체의 유무를 보다 정확하게 확인하는 것이 가능하며, 액체의 양과 성분에 따른 정전용량의 편차에 따른 오동작을 방지하고, 사용자의 편의에 따라 값을 조정할 수 있도록 설계하는 것도 가능하다.It is possible to more accurately check the presence or absence of the liquid by the capacitance detection by the change of the reference frequency in the above, to prevent the malfunction due to the deviation of the capacitance according to the amount and composition of the liquid, and to adjust the value according to the user's convenience It is also possible to design so that.

예를 들면, 전압을 고정(5V)하여 기준 주파수를 일정하게 발생시켜 외부의 정전용량에 의한 액체의 유무를 판단하도록 구성하는 것도 가능하다.For example, the voltage may be fixed (5V) so that a reference frequency is generated constantly to determine whether liquid is caused by external capacitance.

상기 비교부(96)에서는 기준 주파수(U2)보다 외부 정전용량에 의한 주파수(U1)가 크면 액체가 있는 것으로 출력한다. 상기 비교부(96)는 주파수를 전압레벨로 변환하여 비교하는 방법으로 구성하는 것도 가능하다.The comparator 96 outputs the presence of liquid when the frequency U1 due to the external capacitance is larger than the reference frequency U2. The comparator 96 may be configured by a method of converting a frequency into a voltage level and comparing the frequency.

상기 주기판(54)에는 상기 온도감지센서(52)와 정전용량센서(56)로부터 감지된 데이터를 외부의 제어회로로 전송하는 신호선(68)이 전기적으로 연결된다.The main board 54 is electrically connected to a signal line 68 for transmitting data sensed by the temperature sensor 52 and the capacitance sensor 56 to an external control circuit.

상기 신호선(68)과 주기판(54)이 연결되는 부분에는 실리콘 등으로 마감하는 실링마감부(62)가 형성된다.A sealing finish portion 62 is formed at a portion where the signal line 68 and the main substrate 54 are connected to each other.

그리고 상기 실링마감부(62)의 외부에는 본드형 수축튜브(70)를 설치한다.In addition, a bond type shrinkage tube 70 is installed outside the sealing finish portion 62.

상기 온도감지센서(52)와 주기판(54), 정전용량센서(56), 보조기판(58)의 외부를 몰딩부재(60)를 이용하여 일체로 감싸며 지지한다.The outside of the temperature sensor 52, the main board 54, the capacitive sensor 56, and the auxiliary substrate 58 are integrally wrapped and supported by the molding member 60.

상기와 같이 온도감지센서(52)와 주기판(54) 주위에 정전용량센서(56)와 보조기판(58)을 설치하는 것에 의하여, 감지하는 부분으로부터 데이터를 처리하는 회로까지의 선로 길이가 짧게 형성되므로, 선로의 길이가 길어짐에 따른 데이터의 변화를 최소화하는 것이 가능하고, 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.By providing the capacitive sensor 56 and the auxiliary substrate 58 around the temperature sensor 52 and the main board 54 as described above, the length of the line from the sensing part to the circuit for processing data is shortened. Therefore, it is possible to minimize the change of data as the length of the line becomes longer, and it is possible to improve the precision.

그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서에 있어서는, 상기 몰딩부재(60)의 외면에 둘레를 따라 간격을 두고 외부로 돌출하여 금속 등의 도전체가 정전용량센서(56)쪽으로 근접하는 것을 방지하기 위한 복수의 접근방지날개(64)를 일체로 설치하는 것도 가능하다.In the temperature sensor for underwater heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, the outer surface of the molding member 60 is projected to the outside at intervals along the periphery so that a conductor such as a metal toward the capacitive sensor 56. It is also possible to integrally install a plurality of access preventing wings 64 for preventing the proximity.

상기와 같이 접근방지날개(64)를 설치하게 되면, 도전체가 정전용량센서(56)에 근접되어 정전용량센서(56)의 감도에 변화를 발생시키는 것을 최소화하는 것이 가능하다.When the access preventing blade 64 is provided as described above, it is possible to minimize the occurrence of a change in the sensitivity of the capacitive sensor 56 by the conductor approaching the capacitive sensor 56.

상기 접근방지날개(64)가 몰딩부재(60) 외면으로부터 돌출되는 높이는 2mm 이상으로 구성하게 되면, 도전체가 정전용량센서(56)에 영향을 미치는 것을 최소화하는 것이 가능하다.When the height of the protruding wing 64 protrudes from the outer surface of the molding member 60 is 2 mm or more, it is possible to minimize the influence of the conductors on the capacitive sensor 56.

상기 몰딩부재(60)는 상기 정전용량센서(56)의 표면으로부터 1~5mm의 두께를 갖도록 형성한다.The molding member 60 is formed to have a thickness of 1 to 5 mm from the surface of the capacitive sensor 56.

상기 몰딩부재(60)는 에폭시 수지 등을 이용하여 구성하는 것이 가능하다.The molding member 60 can be configured using an epoxy resin or the like.

상기 몰딩부재(60)의 상부는 상기 실링마감부(62)와 연결되며, 상기 수축튜브(70)의 하단부가 몰딩부재(60)의 상단부 외면을 둘러싸 밀봉하게 구성한다.The upper portion of the molding member 60 is connected to the sealing finish portion 62, and the lower end portion of the shrinkage tube 70 is configured to seal the outer surface of the upper end of the molding member 60.

상기와 같이 실링마감부(62)와 수축튜브(70), 몰딩부재(60)를 설치하는 것에 의하며, 신호선(68)과 주기판(54)의 연결부위에 외부 액체의 종류와 온도에 따른 변형 등을 방지할 수 있다.By installing the sealing closing portion 62, the shrinkage tube 70, the molding member 60 as described above, the deformation according to the type and temperature of the external liquid in the connection portion of the signal line 68 and the main substrate 54, etc. Can be prevented.

그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 수중 가열장치용 온도센서에 있어서는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 몰딩부재(60)의 상단부에 둘레를 따라 바깥쪽으로 돌출하는 판형상으로 플랜지부(66)를 일체로 형성하는 것도 가능하다.And in the temperature sensor for the underwater heating apparatus according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figures 3 and 4, the flange portion in the shape of a plate protruding outward along the periphery of the upper end of the molding member 60 It is also possible to form 66 integrally.

상기 플랜지부(66)에는 하나이상의 걸이구멍(67)을 형성한다.One or more hook holes 67 are formed in the flange portion 66.

상기와 같이 플랜지부(66)와 걸이구멍(67)을 구성하게 되면, 상기 히터(20)의 구조물과 온도센서(50)의 결합이 용이하며, 상기 히터(20)의 구조물로부터 온도센서(50)가 쉽게 분리되거나 이탈되지 않도록 위치를 고정된 상태로 설치하는 것이 가능하다.When the flange 66 and the hook hole 67 are configured as described above, the structure of the heater 20 and the temperature sensor 50 are easily coupled, and the temperature sensor 50 is formed from the structure of the heater 20. It is possible to install in a fixed position so that) is not easily separated or detached.

상기와 같이 온도센서(50)를 히터(20)의 구조물과 근접된 상태로 고정 설치하게 되면, 정확한 온도제어가 가능할 뿐만 아니라 히터(20) 근처에 액체가 존재하는 지의 유무도 정확하게 감지하는 것이 가능하므로, 안전성이 크게 향상된다.When the temperature sensor 50 is fixedly installed in the state close to the structure of the heater 20 as described above, not only accurate temperature control is possible, but also it is possible to accurately detect the presence or absence of liquid near the heater 20. Therefore, safety is greatly improved.

상기에서는 본 발명에 따른 수중 가열장치용 온도센서 및 수중 가열장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above description of the preferred embodiment of the temperature sensor and the underwater heating apparatus for underwater heating apparatus according to the present invention, the present invention is not limited to this, and the invention is carried out by various modifications within the scope of the claims and the specification and the accompanying drawings It is possible and this also belongs to the scope of the present invention.

10 - 케이스, 20 - 히터, 30 - 히터제어부, 32 - 스위치부
34 - 전원안정화부, 36 - 온도비교부, 40 - 전원선
50 - 온도센서, 52 - 온도감지센서, 54 - 주기판, 56 - 정전용량센서
58 - 보조기판, 60 - 몰딩부재, 62 - 실링마감부, 64 - 접근방지날개
66 - 플랜지부, 67 - 걸이구멍, 68 - 신호선, 70 - 수축튜브
92 - 외부 정전용량 검출부, 94 - 기준(내부)용량성 단자, 96 - 비교부
10-case, 20-heater, 30-heater control unit, 32-switch unit
34-Power Stabilizer, 36-Temperature Comparator, 40-Power Line
50-temperature sensor, 52-temperature sensor, 54-motherboard, 56-capacitive sensor
58-Auxiliary board, 60-Molding member, 62-Sealing finish, 64-Access guard wing
66-flange, 67-hook hole, 68-signal line, 70-shrink tube
92-external capacitance detector, 94-reference (internal) capacitive terminal, 96-comparator

Claims (13)

주변의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서와 전기적으로 연결되고 감지된 온도의 데이터를 처리하는 회로가 탑재된 주기판과, 상기 주기판의 한쪽에 설치되고 도전체로 이루어지는 판형상의 정전용량센서와, 상기 주기판의 정전용량센서의 반대쪽에 설치되고 상기 정전용량센서와 전기적으로 연결되어 감지된 정전용량의 데이터를 처리하는 정전용량 감지회로가 탑재되고 상기 주기판과 전기적으로 연결되는 보조기판과, 상기 주기판과 전기적으로 연결되며 상기 온도감지센서와 정전용량센서로부터 감지된 데이터를 외부의 제어회로로 전송하는 신호선과, 상기 온도감지센서와 주기판, 정전용량센서, 보조기판의 외부를 일체로 감싸며 지지하는 몰딩부재를 포함하고,
상기 보조기판에 탑재되는 정전용량 감지회로는 상기 정전용량센서에서 검출된 정전용량 값에 따라 주파수를 발생시키는 외부정전용량 검출부와, 회로 전원 전압에 따라 기준 주파수를 발생시키는 기준(내부)용량성 단자와, 기준 주파수보다 외부 정전용량 검출부로부터의 주파수가 크면 액체가 있는 것으로 출력하는 비교부를 포함하는 수중 가열장치용 온도센서.
A temperature sensor which senses the ambient temperature, a main board that is electrically connected to the temperature sensor and processes data of the sensed temperature, and a plate-shaped capacitive sensor which is installed on one side of the main board and is made of a conductor And an auxiliary substrate mounted on an opposite side of the capacitance sensor of the main board, and equipped with a capacitive sensing circuit electrically connected to the capacitive sensor to process data of the sensed capacitance and electrically connected to the main board. Electrically connected to the main board, the signal line for transmitting the data sensed from the temperature sensor and the capacitive sensor to an external control circuit, and integrally wrap and support the outside of the temperature sensor and the main board, capacitive sensor, the auxiliary substrate Including a molding member,
The capacitive sensing circuit mounted on the auxiliary substrate includes an external capacitance detecting unit generating a frequency according to the capacitance value detected by the capacitive sensor, and a reference (internal) capacitive terminal generating a reference frequency according to the circuit power supply voltage. And a comparator for outputting a liquid when the frequency from the external capacitance detector is greater than the reference frequency.
청구항 1에 있어서,
상기 몰딩부재의 외면에는 둘레를 따라 간격을 두고 외부로 돌출하는 복수의 접근방지날개를 일체로 설치하는 수중 가열장치용 온도센서.
The method according to claim 1,
The outer surface of the molding member is a temperature sensor for underwater heating apparatus to integrally install a plurality of access preventing wings protruding to the outside at intervals along the circumference.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 신호선과 주기판이 연결되는 부분에는 실리콘 등으로 마감하는 실링마감부가 형성되고,
상기 실링마감부의 외부에는 수축튜브를 설치하고,
상기 수축튜브의 하단부는 상기 몰딩부재의 상단부 외면에 밀착되어 설치되는 수중 가열장치용 온도센서.
The method according to claim 1,
A portion of the signal line and the main board is connected to the sealing finish portion formed of silicon or the like is formed,
Install a shrink tube on the outside of the sealing finish portion,
The lower end of the shrinkage tube temperature sensor for underwater heating apparatus is installed in close contact with the outer surface of the upper end of the molding member.
청구항 1에 있어서,
상기 몰딩부재의 상단부에 둘레를 따라 바깥쪽으로 돌출하는 판형상으로 플랜지부를 일체로 형성하고,
상기 플랜지부에는 하나이상의 걸이구멍을 형성하는 수중 가열장치용 온도센서.
The method according to claim 1,
Integrally forming a flange portion in a plate shape protruding outward along a circumference of an upper end portion of the molding member,
Temperature sensor for underwater heating apparatus to form at least one hook hole in the flange portion.
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