KR101217338B1 - 용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서 - Google Patents

용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101217338B1
KR101217338B1 KR1020077003061A KR20077003061A KR101217338B1 KR 101217338 B1 KR101217338 B1 KR 101217338B1 KR 1020077003061 A KR1020077003061 A KR 1020077003061A KR 20077003061 A KR20077003061 A KR 20077003061A KR 101217338 B1 KR101217338 B1 KR 101217338B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
thin conductive
substrate
electrode
sensor
Prior art date
Application number
KR1020077003061A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070035070A (ko
Inventor
로저 디. 버디
부르스 엘. 레니거
Original Assignee
터치센서 테크놀로지스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 터치센서 테크놀로지스, 엘엘씨 filed Critical 터치센서 테크놀로지스, 엘엘씨
Publication of KR20070035070A publication Critical patent/KR20070035070A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101217338B1 publication Critical patent/KR101217338B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • F04D15/0218—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid the condition being a liquid level or a lack of liquid supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/261—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/265—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/266—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors measuring circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0268—Marks, test patterns or identification means for electrical inspection or testing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

자동 빌지 펌프 작동기에 사용되기 위한 빌지 내의 액체 수위 감지용 센서 시스템이다. 제1 및 제2 전계 효과 센서가 용기 또는 빌지 벽 내부에 수납 또는 밀봉되고, 수직 배열로 정렬되며, 각각은 루프 또는 아치형 전기장을 생성하기 위해 집적 회로를 따라서 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 배치된 "전극" 또는 도전성 트레이스의 실질적으로 평면형 패턴을 포함한다. 빌지 내 액체가 전계 효과 센서의 근접부 또는 수위까지 상승하면, 아치형 전기장 내의 변화가 감지되고, 응답으로서, 빌지 펌프가 자동적으로 작동되어 빌지 외부로 액체를 펌핑한다. 온-오프 타이밍의 제어를 허용하고 "출렁거림"의 바람직하지 않은 영향을 방지하기 위해, 선택적으로, 펌프 제어는 마이크로프로세서를 사용하여 프로그램될 수 있다.
중앙 전극 패드, 외부 전극, 접지 링, 발진기

Description

용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서{PROXIMITY SENSOR FOR SENSING FLUID LEVEL IN A CONTAINER}
본원 발명은 유체의 존재를 검출하기 위한 센서, 유체 수위의 검출에 응답하여 펌프를 작동시키기 위한 자동 시스템, 및 빌지(bilge) 내 유체 수위가 빌지 탱크의 저부 상방으로 소정 거리에 도달했을 때 빌지 펌프를 가동하는, 보트 빌지 탱크의 저부에 장착된 센서에 관한 것이다
과거에는, 빌지 펌프는, 펌프를 가동하는 전기 회로를 완성하기 위해 점 접촉부 또는 수은을 구비한 기계식 부유형 스위치에 의해, 또는 수동으로 가동되었다. 또한 압력식 스위치도 사용되었다. 이러한 종래 기술의 스위치는 초기 설치 시에 적절하게 기능하였다. 그렇지만, 시간이 경과하면서, 빌지 파편 및 다른 오염원들은 종종 기계식 부품들이 의도한 바대로 움직이는 것을 방해하고, 스위치 고장을 야기한다. 게다가, 종래 기술의 빌지 펌프 가동 스위치는 통상적으로 보트의 수명 동안에 수차례 마모되고, 보트의 하부 구역에 위치되기 때문에, 수리 및 교체를 위해 접근하기가 어려웠다.
전기 스위치가 채용된 종래 기술의 많은 유체 수위 또는 유체 근접 검출기는 수역(body of water)과 같은 도전체가 검출기 또는 센서에 인접한 근접부 내로 이 동될 때 가동되었다. 미국 특허번호 제3,588,859호, 제3,665,300호, 제4,800,755호 및 제4,875,497호에는 이러한 검출기가 개시된다. 미국 특허번호 제5,017,909호에는 차량 내 저장조용 액체 수위 검출기로서 사용되는 근접 검출기가 개시된다.
액체 수위 검출기에 대한 다른 응용 분야로는 선박용 빌지 펌핑 시스템이 포함된다. 빌지 펌핑 시스템은 축적된 물이 과잉 수위에 도달하기 전에 가동되어야만 한다. 종래 기술의 과잉 빌지 수위 검출용 기구는 물이 바람직하지 않은 수위에 도달할 때마다 스위치가 작동되게 하는 기계식 부양 시스템을 채용하였다. 빌지 내 유체가 많은 형태의 부식성 폐기물을 함유할 수 있기 때문에, 결국 빌지 내 유체 또는 물은 기계식 수위 감지 시스템을 부분적으로 비작동 상태로 만들 수 있다. 빌지 수위 감지 시스템의 고장난 부속을 교체하는 것은, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 숙련된 기술자가 빌지로 진입해야 하기 때문에, 매우 고가이며 번거로울 수 있다.
이러한 번잡하고 고가인 문제점에 대한 해결책을 찾기 위해 많은 전자식 근접 검출 시스템이 제안되었다. 예로써, 스미스(Smith) 등에게 허여된 특허(미국 특허번호 제4,881,873호)에는 펌프 작동을 위해 선택된 위치에서 빌지 내에 위치 설정된 센서 판(40)을 포함하는 빌지 펌프용 전기용량성 수위 센서가 개시된다. 빌지 내 물은 말하자면, 유전체로서 감지되고, 따라서 일단 빌지 내 유입 유동에 함유된 오염물이 빌지 내에 축적되고 센서 주변 영역을 오염시키면, 센서는 허위 경보 또는 검출 누락을 할 수 있고, 빌지 내 물의 출렁거림은 펌핑을 필요로 하지 않는 빌지 수위일 때도 빌지 제어가 작동되도록 할 수 있다.
또한, 깁(Gibb)에게 허여된 특허(미국 특허번호 제5,287,086호)에도 펌프 작동을 위해 선택된 위치에서 빌지 내에 위치 설정된 전기용량성 센서 판(79)을 포함하는 빌지 펌프용 전기용량성 수위 센서가 개시된다. 빌지 내 물을 센서 및 다른 회로로부터 이격되게 유지하도록 센서는 밀봉식 하우징(32) 내부에 수납된다. 여기서도 역시, 빌지 내 물은 말하자면, 유전체로서 감지되고, 따라서 일단 빌지 내 유입 유동에 함유된 오염물이 빌지 내에 축적되고 센서 주변 영역을 오염시키면, 센서는 허위 경보 또는 검출 누락을 할 수 있고, 빌지 내 물의 출렁거림은 펌핑을 필요로 하지 않는 빌지 수위일 때도 빌지 제어가 작동되도록 야기할 수 있다.
샌티아고(Santiago)에게 허여된 특허(미국 특허번호 제4,766,329호)에는 펌프 작동을 위해 선택된 위치에서 빌지 내에 위치설정된 고수위 프로브 및 저수위 프로브를 모두 포함하는 빌지 펌프용 고상 2 수위 센서(solid-state two level sensor)를 개시한다. 프로브는 빌지 내 물과 접촉 상태로 있고, 따라서 일단 빌지 내 유입 유동에 함유된 오염물이 빌지 내에 축적되고, 프로브를 오염시키면, 프로브 센서는 허위 경보 또는 검출 누락을 할 수 있다.
페르(Ferr)에게 허여된 특허(미국 특허번호 제5,238,369호)에는 펌프 작동을 위해 선택된 위치를 가지는 상부 및 하부 전기용량성 수위 센서(10, 18)를 포함하는 액체 수위 제어용 시스템이 개시된다. 상기 참조 문헌은 빌지 내 물을 센서로부터 이격되게 유지할 필요성에 대해서는 개시하고 있지 않지만, 빌지 내 물은 말하자면, 유전체로서 감지되고, 따라서 일단 빌지 내 유입 유동에 함유된 오염물이 빌지 내에 축적되고 센서 주변 영역을 오염시키면, 센서는 허위 경보 또는 검출 누 락을 할 수 있다.
본 출원인은 사용자가 가상 버튼을 눌렀는지 여부를 검출하기 위해 사용되는 "터치 센서"에 관한 전계 효과 센서(Field Effect sensor) 특허(미국 특허번호 제5,594,222호)를 캘드웰(Caldwell)에게 라이센스 설정하였으며, 상기 센서는 "터치 센서"라고 지칭한다. 상기 특허는 전계 효과 "터치" 감지의 전자기적 특성을 개시하고 있는 한편, 유체/공기 경계부를 감지하거나, 자동화된 빌지 펌프 작동을 위해서 그러한 기술이 어떻게 센서 시스템에 채용될 수 있는지에 대해서는 개시하고 있지 않다.
그러므로, 빌지 내의 보수 또는 세척을 필요로 하지 않을 수 있는 신뢰성있고 고가이지 않은 유체 수위 감지 시스템의 설치를 허용함으로써, 종래 기술의 센서 및 시스템에 관한 문제점을 극복하는 액체 수위 제어 및 액체 수위 감지용 시스템이 필요하다. 신뢰성 높고, 제조 비용이 상대적으로 저렴하며, 신규하고 개선된 근접 검출 시스템을 취하는 것이 매우 바람직할 것이다. 이러한 근접 검출 시스템은 높은 감도를 가져야 하며, 광범위한 응용 분야를 가져야 한다.
본원 발명의 유체 수위 제어 및 센서 시스템은 유체 기밀식 하우징 또는 용기와, 아치형 패턴을 가지는 전기장을 생성하고 전계 효과 원리를 이용하여 변화를 감지하기 위해 부품과 조립된 상호 연결 패턴 및 전극을 구비한 회로 보드를 포함한다.
하우징 또는 용기는 제1 및 제2 전극 패턴을 수직 배향으로 유지하고, 빌지 내에서 발견되는 파편이 떨어져나갈 수 있도록 하우징 측 상에 리브를 가진다. 재료의 신중한 선택에 의해서, 용기는 생물학적 공격(예컨대, 곰팡이 또는 해조류)에 견딜 수 있으며, 그 밖에는 용기에 부착될 수 있는 다른 물질의 부착을 방지한다. 수직 위치에서, 중력도 예상된 오염물이 떨어져 나갈 수 있도록 보조한다.
전계 효과는 터치 센서, 엘엘씨(TouchSensor, LLC)사에게 양도된 미국 특허번호 제5,594,222호 등 내의 다른 곳에서도 개시되며, 이는 조작자 입력을 위해 대형 설비 응용 분야에서 통상적으로 사용된다. 유사한 원리가 탱크 벽 또는 몰딩된 용기와 같은 물리적인 차단부에 의해 액체로부터 격리될 때조차도 센서에 인접한 근접부에 있는 액체를 검출하도록 구성된다. 이러한 기술은 센서로의 통상 모드 오염을 거부하고, 장치의 적절한 조율을 통해서 액체의 존재 여부가 검출될 수 있게 한다. 이는 검출기에 인접한 근접부에 있는 고상 장치(solid state device)이며, 이는 또한 저 임피던스이기 때문에, 또한 이는 해양 환경 내의 전기적 노이즈에 대한 강한 내성을 가진다.
전극 설계는 평행 판으로부터 다양한 치수 및 기하학적 형상의 동심형 링에 이르는 범위의 기하학적 형상을 가질 수 있다. 전극의 설계는 구성 재료, 두께, 액체의 조성 및 다른 고려 사항에 의해 결정된다.
액체 수위 제어 및 센서 시스템은 가동되고 전류가 흐를 때 침지되기 때문에, 20 암페어가 흐르도록 구성된 내부 전류 스위치 장치[예컨대, 전계 효과 트랜지스터(FET)]는 용이하게 냉각된다.
센서를 지원하는 전자부품은 선택적으로 별도의 계전기의 추가 없이 20 암페어의 전류를 요구하는 장치의 제어를 허용하는 부품을 포함한다. 전류 스캘핑(scalping) 및 다른 기술을 통해, 본원 발명의 빌지 펌프 제어 시스템은 2 개의 배선을 통해 작동하고, 또는 전력을 제공하기 위한 별도의 제3의 배선을 가질 수 있다. 유체 수위 제어 및 센서 시스템은 마이크로프로세서로 구현될 수도 있고 아닐 수도 있다.
빌지 펌프 조립체는 하우징, 회로 보드, 부품 및 배선 장치로 구성된다. 작동시에, 빌지 펌프 센서는 펌프와 전원 사이에서 직렬로 설치된다. 회로는 펌프를 가동하지 않으면서 주 전원으로부터 그 자체 전력을 끌어온다. 센서 전극 근방에 존재하는 빌지 내 액체가 없으면, 감지 IC는 제1 상태, 즉, "오프"상태로 있다. 센서 전극 근방에 존재하는 액체가 있으면, IC는 상태를 "온"으로 변경하고, 회로는 빌지 펌프로 전력의 연결을 허용한다. 펌프는 액체 수위가 센서 전극 하방으로 진행할 때까지 가동된다. 센서 IC는 상태를 "오프"로 변경하고 펌프로의 전력은 차단되어, 펌프는 정지된다. 액체가 센서의 근접부 내로 들어올 때마다 상기 시퀀스가 반복된다. 선택적인 마이크로프로세서는 [예컨대, "출렁거림(sloshing)"이라고 하는 불안정성에 기인한] "온"에서 "오프" 상태로의 급격한 변화 없이 안정적인 펌프 작동을 제공하도록 온-오프 타이밍 및 다른 시간 관리 작동의 제어를 허용한다. 출렁거림은 선체 및 빌지 탱크의 길이와 선체의 진동에 따라서 진폭이 변동할 수 있다.
본원 발명의 빌지 펌프 제어기는 유전체 기판 상의 저 임피던스 능동 센서를 포함하는 전계 효과 센서를 포함한다. 센서는 제1 도전성 전극 패드 및 이격된 관계로 제1 전극을 실질적으로 둘러싸는 제2 도전성 전극을 가진다. 제1 전극 패드는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상을 가지며, 양측 모두의 전극은 기판의 동일 표면에 부착된다. 능동 전기 부품은 전극에 인접한 근접부에 배치된다.
센서는 종래의 스위치를 대체하기 위해 사용되며, 빌지 내 유체 또는 물이 기판과 접촉하거나 인접한 근접부 내로 들어올 때 가동된다. 센서는 전기 펌프 모터를 켜거나 끄기 위해 사용된다. 전계 효과 센서 설계는 기판 상의 액체 존재 및 정전기의 존재에 의해 적절하게 작동하고, 보트 빌지 또는 다른 항해 응용분야와 같이 물, 그리스 및 다른 액체가 일반적인 환경에서 사용하기에 적합하다.
전극은 전방 또는 "젖은" 표면에 대향하는 기판의 후방 표면에 부착되고, 이로 인해 전극과 제어 대상 유체(예컨대, 빌지 내 물) 사이의 접촉이 방지된다. 센서 전극이 기판의 젖은 표면 상에 위치되지 않기 때문에, 센서는 긁힘, 세척 용액 또는 기판과 접촉하는 다른 오염물에 의해 손상되지 않는다.
계전기 또는 스위치가 필요하지 않기 때문에, 비용 및 복잡성이 감소된다.
양호한 형태에서, 발진기(oscillator)가 게인 튜닝 저항기를 통해 내부 및 외부 전극에 전기적으로 연결되고, 후단 엣지 상에 매우 급격한 경사를 가지는 신호와 유사한 방형파를 반송한다. 발진기 신호는 외부 전극과 중앙 전극 사이에 아치형 횡단 전기장을 생성한다. 전기장 경로는 아치형상이며, 기판을 통과하고 전방 표면을 지나 기판 평면에 대해 횡단식으로 돌출한다. 내부 및 외부 전극 신호는 차이 감지 회로의 입력부에 통상 모드 신호로서 인가되며, 내부 및 외부 전극 사이의 응답의 차이가 충분히 클 때, 감지 회로는 [예컨대, 고(high)에서 저(low)로] 상태를 변경한다. 기판이 제어 대상 유체에 의해 접촉될 때 감지 회로 상태가 대체된다.
양호한 형태에서, 표면 장착식 주문형 반도체(application specific integrated circuit, ASIC)로서 구성되는 것이 바람직한 능동 전기 부품이 각 센서에 위치된다. ASIC는 각 센서의 중앙 패드 전극 및 외부 전극에 연결되는 것이 바람직하다. ASIC는 센서에서의 검출 신호를 증폭 및 버퍼링하는 작용을 하고, 이로 인해 상이한 리드(lead) 길이 및 리드 노선 경로(lead routing path)로 인한 개별적인 센서 사이의 신호 레벨의 차이를 감소한다. 복수개의 센서가 기판 상에 배열될 수 있다.
본원 발명의 상기 및 또 다른 특징 및 이점은 특히 첨부된 도면과 연관해서 취해진 그 구체적인 실시예의 이하의 상세한 설명을 고려하면 명백해질 것이며, 여기서, 다양한 도면 내의 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 지시하도록 사용된다.
도1은 본원 발명에 따른 빌지 유체 수위 제어 및 센서 시스템의 측면도이다.
도2는 본원 발명에 따른 도1의 유체 수위 제어 및 센서 시스템의 부분 측단면도이다.
도3은 본원 발명에 따른 도1 및 도2의 유체 수위 제어 및 센서 시스템용 인쇄 배선 보드 조립체의 1차 후방 또는 건조 표면을 도시한 후방 측면도이다.
도4는 본원 발명에 따른 도1 내지 도3의 유체 수위 제어 및 센서 시스템용 인쇄 배선 보드 조립체를 도시한 개략 다이어그램이다.
도5는 본원 발명에 따른, 유체를 통과하는 아치형 필드를 도시한 전계 효과 유체 수위 센서 시스템의 다이어그램이다.
도6은 균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴을 포함하는 인쇄 회로 보드 상의 도전성 트레이스(conductive trace)의 부품측 배치를 비율에 맞게 도시한 다이어그램이다.
도7은 균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴을 포함하는 도6의 인쇄 회로 보드 상의 도전성 트레이스를 측면에서 본 상태로 도시한 엣지부 측면도이다.
도8은 균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴을 포함하는 인쇄 회로 보드 상의 도전성 트레이스를 측면에서 본 상태로 도시한 양면식 대체 실시예의 엣지부 측면도이다.
도1 내지 도5에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 빌지 또는 유체 저장 베셀(10)은 유체 기밀식 벽 또는 표면(18)에 의해 형성되며 때때로 빌지 내 물 또는 소정의 다른 유체(12)를 저장한다. 빌지 내의 유체 수위는 상승 및 하강하며 유체 수위는 도1에서 수직 눈금에 의해 도시된 바와 같이 선택된 치수로 측정가능하다. 유체 수위가 상승 또는 하강할 때, 유체/공기 경계부(16)는 유체 수위 눈금을 따라서 관찰 또는 측정될 수 있다. 통상적인 해양 응용 분야에서, 빌지(10)는 선체 또는 갑판을 통해 누수된 폐수 또는 해수와 같은 유체(12)를 저장하며, 빌지 내 유체 수위가 과도하게 높을 때[예컨대, 선택된 상부 또는 기동 수위(16H)에서], 과도하게 높은 유체 수위(16H)가 검출될 때 통상 선택적으로 동력 공급되는 전기 동력식 펌프(도시 안됨)에 의해서 유체(12)는 외부로 펌핑되어야 한다. 유체 수위는 펌핑이 진행되는 동안에 감지되며, 유체(12)의 수위가 충분히 낮아질 때[예컨대, 선택된 하부 또는 정지 수위(16L)], 펌프는 정지된다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체 수위 제어 및 센서 시스템(20)은 유체 기밀식 하우징 또는 용기(24)와, 아치형 패턴을 가지는 전기장을 생성하고 "전계 효과" 원리를 사용하여 변화를 감지하기 위해 부품과 조립되는 상호 연결 패턴 및 전극(50, 52, 60 및 62)을 구비한 인쇄 배선 보드 조립체를 포함한다.
도4 및 도5를 참조하면, 전계 효과가 발생되고 필드 내의 변화는 기판(30)을 횡단하고 통과하여 돌출하는 아치형 전기장(70)을 생성하는 도전성 트레이스 또는 전극(50, 52)의 패턴을 사용하여 감지된다. 유체/공기 경계부(16) 상승이 감지되면, 아치형 전기장(70)은 유체/공기 경계부 상방의 공기가 아닌 유체(12)를 통과해 지나간다. 센서 시스템(20)의 작동은 이하에 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도1의 실시예에서, 인쇄 배선 보드 조립체(22)는 하우징 또는 용기(24)의 공동(26) 내부에 배치되고, 조립 중에, 실질적으로 균일한 두께의 유체 방수 차단부를 제공하도록 내부측에 밀봉된다. 인쇄 배선 보드 또는 회로 보드(30)는 전방측에 대향하며 부품을 지지하는 후방측(도2 및 도3에 도시)을 가지는 실질적으로 균일한 두께의 유전체 평면 기판이다. 센서 시스템(20)은 적어도 제1 및 제2 16 게이지(16AWG) 배선 세그먼트를 포함하는 것이 바람직한 2 케이블 배선 조립체(32)를 경유하여 주 전원 및 전기 펌프(도시 안됨)에 연결된다.
도2 내지 도4에 도시된 센서 실시예 내의 전기 부품은 U4로 지시되기도 하는 사전 프로그램된 집적회로(IC) 8비트 마이크로 제어기를 포함하는데, 이는 각각 U2 및 U3으로 지시되기도 하는 제1 및 제2 터치 스위치 IC(36, 37)에 연결되고 응답한다. 센서 시스템 전력원은 U1로 지시되기도 하는 전압 조절기(38)를 포함하며, 주 전원 전압은 또한 직렬 연결식 다이오드(46) 및 전압 조절기(38)에 전력을 제공하는 병렬 연결식 제너 다이오드(44)를 포함하는 한 쌍의 다이오드에 의해 제어된다.
예시적인 실시예에서, 빌지 내 물 펌프 작용 및 전원은 대형 스위칭 N 채널 전계 효과 트랜지스터(NFET)(42)로부터 유발되고, 주 전원 전압(예컨대, 12VDC)은 커넥터(J1)를 통해 드레인까지 연결되고, 펌프를 작동시키기 위해 스위치가 켜질 때, 전류는 소스를 통과해 지나가고 커넥터(J2)를 통해 펌프로 흘러간다.
도3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 센서 전극 패턴(49)은 비도전성 PCB 표면의 대략 동일한 폭의 섹션에 의해 분리된 복수개의 수직 도전성 트레이스를 포함하는 실질적으로 장방형 상부 중앙 전극 패드(50)를 포함하며, 여기서 각 도전성 트레이스는 모두 저항(R5)에 연결된 주변 도전성 트레이스에 의해 그 상부 및 하부 단부에서 연결된다. 상부 중앙 전극 패드(50)는 상부 터치 센서 ASIC(36)에 연결된 상부 외부 전극(52)에 의해 완전히 둘러싸이지는 않는다. 내부 패드(50) 및 외부 전극(52) 모두는 접지 링(도시 안됨)을 제공하기 위해 고체(solid) 도전성 트레이스 재료의 주연부에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 접지 링은 외부 전극(52)의 감도 및 방향성에 영향을 주도록 구성될 수 있으며, 그렇지만, 만일 접지 링이 외부 전극(52)에 너무 근접하게 놓이면, 센서의 차동 모드는 소실되고 센서는 단일 종결 방식(single ended fashion)으로서 동작한다.
제2 센서 전극 패턴(59)은 제1 센서 전극 패턴(49)의 아래에 수직 정렬 배향으로 배치되고 비도전성 PCB 표면의 대략 동일한 폭의 섹션에 의해 분리된 복수개의 수직 도전성 트레이스를 포함하는 실질적으로 장방형 하부 중앙 전극 패드(60)를 포함하며, 여기서, 각 도전성 트레이스는 둘레 도전성 트레이스에 의해 그 상부 및 하부 단부에서 연결되고, 모두 저항(R7)에 연결된다. 하부 중앙 전극 패드(60)는 하부 터치 센서 ASIC(37)에 연결된 하부 외부 전극(62)에 의해 완전히 둘러싸이지는 않는다. 패드(60) 및 외부 전극(62) 모두는 접지 링(도시 안됨)을 제공하기 위해 고체 도전성 트레이스 재료의 제2 주연부에 의해 또한 적어도 부분적으로 둘러싸인다.
본원 발명에 따르면, 전계 효과 원리는 탱크 벽 또는 성형된 용기(예컨대 도면 부호 24)와 같은 물리적인 차단부에 의해 액체로부터 격리될 때에도, 센서(20)의 근방에 인접하게 될 때의 액체(12)를 검출하도록 구성된다. 이러한 기술은 센서로의 통상 모드 오염을 거부하고, 장치의 적절한 조율을 통해서 액체 또는 유체[예컨대, 빌지 내 물(12)]의 존재 여부가 검출될 수 있게 한다. 터치 센서 ASIC(36, 37)가 전극 패드의 근방에 인접한 고상 장치이고, 또한 저 임피던스의 장치이기 때문에, 이들은 또한 해양 환경에서의 전기적인 노이즈에 대해 강한 내성을 가진다.
전극 설계는 평행 판으로부터 다양한 치수 및 기하학적 형상의 동심형 링에 이르는 범위의 기하학적 형상을 가질 수 있다. 전극(예컨대, 도면 부호 50, 52, 60 및 62)의 설계는 구성 재료, 두께, 액체(12)의 조성 및 다른 고려 사항에 의해 결정되며, 이는 당업계의 숙련자라면 이해할 수 있을 것이다.
도시된 실시예에서, 센서를 지원하는 전자부품은 별도의 계전기의 추가 없이 20 암페어의 전류를 요구하는 장치(예컨대, 펌프)의 제어를 허용하는 부품을 포함한다. 액체 수위 제어 및 센서 시스템(20)은 가동되고 전류가 흐를 때 침지되기 때문에, 빌지 내 유체(12)에 흡수된 열은 내부 전류 스위치 장치[예컨대, NFET(42)] 및 20 암페어 공급 회로가 용이하게 냉각될 수 있게 한다.
전류 스캘핑 및 다른 기술을 통해, 유체 수위 제어 및 센서 시스템(20)은 2 개 배선을 통해 작동하고, 또는 전력을 공급하기 위한 별도의 제3 배선(도시 안됨)을 가질 수 있다. 전류 스캘핑 또는 스캐빈지(scavenge)는, 분로 저장 커패시터(C1)가 12 볼트로 재충전되는 동안의 짧은 간격 동안 FET 스위치(42)를 끄도록 프로그램된 마이크로프로세서(34)로의 입력으로서 전압 조절기(38)의 에러 출력을 사용한다. 이러한 전류 스캘핑 방법은 FET 스위치(42)에 대해 적어도 97%의 "온 타임(on-time)"을 허용한다.
유체 수위 제어 및 센서 시스템(20)은 마이크로프로세서(도시 안됨)로 구현될 수도 있고 혹은 마이크로프로세서 없이도 구현될 수 있다.
하우징 또는 용기(24)는 제1 및 제2 전극 패턴(49 및 59)을 수직 배향으로 지지하고 보호하며, 펌핑 중에 유체 수위가 하락하면서 빌지 파편이 하우징(24)으로부터 떨어져 나가거나 이격될 수 있게 하도록 하우징의 측면 상에 선택적으로 수직으로 정렬된 긴 특징부(27)를 횡단방향으로 돌출시킨 하나 이상의 외부 리브를 가진다. 생물학적 공격(예컨대, 곰팡이 또는 해조류)에 견딜 수 있으며, 다른 방식으로 하우징 또는 용기 측벽에 부착되는 경향이 있는 다른 물질의 부착을 방지하기 위해, 하우징(24)은 양호하게 ABS, 폴리프로필렌 또는 에폭시와 같은 불활성 재 료로 만들어진다. 도1에 도시된 수직 배향 또는 위치에서, 중력도 예상된 오염물이 떨어져 나갈 수 있도록 보조한다.
작동시에, 빌지 펌프 센서(20)는 배선 조립체(32)를 사용하여 펌프와 주 전원 사이에서 직렬로 설치된다. 회로는 펌프를 가동하지 않으면서 커넥터(J1)를 통해 주 전원으로부터 그 자체 전력을 끌어온다. 센서 전극 근방에 존재하는 빌지 내 액체가 없으면, 각각의 감지 IC(36, 37)는 제1 상태, 즉, "오프"로 있다. 센서 전극 근방에 존재하는 액체가 있으면, 감지 IC(36, 37)는 상태를 제2 상태, 즉, "온"으로 변경하고, 회로는 FET(42)를 통해 빌지 펌프로 전력을 연결한다. 펌프는 감지된 액체 수위(16)가 센서 전극(49, 59) 하방으로 진행할 때까지 가동된 상태를 유지한다. 센서 IC(36, 37)는 상태를 "오프"로 변경하고 펌프로의 전력은 차단되어, 펌프는 정지된다. 액체 표면(16)이 센서 시스템(20)의 근접부 내로 들어올 때마다 상기 시퀀스가 반복된다. 선택적인 마이크로프로세서는 [예컨대, "출렁거림(sloshing)"이라고 하는 불안정성에 기인한] "온"에서 "오프" 상태로의 급격한 변화 없이 안정적인 펌프 작동을 제공하도록 온-오프 타이밍 및 다른 시간 관리 작동의 제어를 허용한다. 출렁거림은 선체 및 빌지 탱크의 길이와 선체의 진동 운동에 따라서 진폭이 변동될 수 있다.
본원 발명의 빌지 펌프 제어기 또는 센서 시스템(20)은 유전체 기판(30)의 일 측면에만 부착된 저 임피던스 능동 센서를 포함하는 적어도 하나의 전계 효과 센서를 포함하고 종래의 스위치를 대체하기 위해 사용된다. 전계 효과 센서 설계는 기판 상의 액체 존재 및 정전기의 존재에 의해 적절하게 작동하고, 보트 빌지 또는 다른 항해 응용분야와 같이 물, 그리스 및 다른 액체가 일반적인 해양 환경에서 사용하기에 적합하다.
도5에 도시된 바와 같이, 센서의 인쇄 배선 보드 조립체(22)는 하우징(24) 내에 개별적으로 캡슐화되기 보다는 몰드되거나 PC 보드(30)의 전방 또는"젖은"측면이 빌지(10)의 내부를 대면하는 상태로 빌지 측벽(18) 내에 제조될 수 있다.
센서 전극 패턴(49 및 59)은 PCB 기판(30)의 후방 표면에 부착되는 것이 바람직하다. 기판의 후방 표면은 전방 또는 "젖은" 표면에 대향하고, 이로 인해 제어 대상 유체(예컨대, 빌지 내 물)에 의해 전극이 접촉되는 것을 방지한다. 센서 전극이 기판의 전방 표면 상에 위치되지 않기 때문에, 센서는 긁힘, 세척 용액 또는 기판의 전방 표면과 접촉하는 다른 오염물에 의해 손상되지 않는다. 게다가, 계전기 또는 스위치가 필요하지 않기 때문에, 비용 및 복잡성이 감소된다.
표면 ASIC(예컨대, 도면 부호 36)와 같은 능동 전기 부품이 각 센서에 위치되고, 각 센서의 중앙 전극(예컨대, 도면 부호 50)과 외부 전극(예컨대, 도면 부호 52) 사이에 연결되는 것이 바람직하다. ASIC는 센서에서의 검출 신호를 증폭 및 버퍼링하는 작용을 하고, 이로 인해 상이한 리드 길이 및 리드 노선 경로(lead routing path)로 인한 개별적인 센서 사이의 신호 레벨의 차이를 감소시킨다.
전계 효과 센서 전극에 연결된 집적 회로는 능동 장치이고, 예시된 실시예에서, 그 전체 개시 내용이 본 명세서에 참조로서 합체된 캘드웰(Caldwell)에게 허여된 미국 특허번호 제6,320,282호에서 설명된 방식으로 작동하는 ASIC로 구성되는 것이 바람직하다. 전술된 바와 같이, 단순 전계 효과 셀은 2 개의 전극(예컨대, 도면 부호 50, 52), ASIC(예컨대, 도면 부호 36) 및 2 개의 게인 튜닝 저항기(예컨대, 도면 부호 R5 및 R6)를 가진다. 본 발명의 TS-100 ASIC용 핀 출력부는 미국 특허번호 제6,320,282호의 도4에 도시된 것과 유사하지만, 상기 핀 출력부는 미세하게 변경된다. TS-100 ASIC는 터치 센서, 엘엘씨(TouchSensor, LLC)사로부터 상업적으로 입수가능하다. 구체적으로, 이 출원에서 도시된 TS-100에 대해서, 입력 전원(Vdd) 연결부는 핀(1) 상에 있고, 접지 연결부는 핀(2) 상에 있고, 센서 신호 출력 연결부는 핀(3) 상에 있고, 외부 전극 저항기(예컨대, 도면 부호 R6)는 핀(4)에 연결되고, "발진기 출력" 연결부는 핀(5)에 있으며, 내부 패드 전극 저항기(예컨대, 도면 부호 R5)는 핀(6)에 연결된다. 선택적으로, 게인 튜닝 조정부를 ASIC 내부에 만들어서, ASIC는 게인 튜닝 저항기(R5 및 R6)의 필요성을 제거하도록 구성될 수 있다.
전계 효과 센서 또는 셀의 감도는 게인 튜닝 저항기(R5 및 R6)의 값을 조정함으로써 조정될 수 있다. 본원 발명의 센서는 다양한 응용분야에서 사용되도록 구성될 수 있고, 게인 저항기(R5 및 R6)는 원하는 전압 응답을 야기하도록 변경될 수 있다. 본원 발명의 센서는 측정된 자극에 대한 센서의 응답이 포화(즉, 게인/감도가 너무 높게 설정되는 것으로부터)를 회피하고 검출 누락(즉, 게인/감도가 너무 낮게 설정되는 것으로부터)을 회피하도록 튜닝되고 보정되어야 한다는 점에서 다른 센서와 유사하다. 대부분의 응용분야에서, 선형 구역에서 센서 응답을 산출하는 게인 튜닝 저항기 값이 바람직하다. 튜닝 또는 보정 방법은 통상적으로 센서 조립체를 의도된 감지 환경 내에 위치시키고, 결정 회로에의 입력부에 있는 회로 테스트 지점[예컨대, 캘드웰(Caldwell)에게 허여된 미국 특허번호 제6,320,282호의 도사에 도시된 바와 같은 지점(90 및 91)]에서 저항의 함수로서 모니터된다. 게인 튜닝 저항기(R5 및 R6)의 저항 값은 센서의 선형 응답의 중간 범위 내로 출력을 제공하도록 조정된다.
다른 전극 패턴이 빌지 펌프 제어 응용분야용으로 적합하지만, 도3에 도시된 바와 같은 전극 패턴(49 및 59)은 각각 균형을 이룬다. 본 명세서에서 사용된 "균형을 이룬(balanced)"은 내부 전극[예컨대, 중앙 패드(50)]의 도전성 트레이스 면적이 그 대응 외부 전극 링[예컨대, 외부 전극(52)]의 면적과 동일(또는 PCB 제조 공차 내에서 가능한 한 동일)하다는 것을 의미한다.
출원인은 예시된 균형을 이룬 패드 전극 설계가 개선된 노이즈 또는 전자기 간섭(EMI) 감쇠를 제공하고, 물과 같은 유체의 존재를 감지하는 것에 대해 특히 양호하게 기능한다는 것을 발견하였다.
EMI 감쇠는 간섭 신호 또는 의사 노이즈의 통상 모드 거부를 저지하는 것으로 보인다. 상기 "통상 모드(common mode)" 거부는 중앙 패드와 외부 링 전극의 동일 면적에 기인하며, 이는 의사 노이즈 또는 간섭 신호에 의해 실질적으로 동일하게 영향을 받는 것으로 보이고, 따라서 일 전극의 신호가 다른 전극의 신호로부터 감산될 때, 통상 노이즈/간섭 신호는 서로 상쇄된다.
도3에 도시된 실시예에서, 각 균형을 이룬 중앙 패드는 대략 12 밀리미터(mm)의 수평 길이와 9 mm의 수직 길이를 가지는 실질적으로 장방형이다. 도3에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 중앙 전극 패드(예컨대, 도면 부호 50 및 60)는 비도전성 PCB 표면의 대략 동일한 폭의 섹션에 의해 분리된 복수개의 수직 도전성 트레이스(각각의 폭이 대략 1 mm)를 포함하고, 여기서, 각 도전성 트레이스는 그 상부 및 하부 단부에서 주변 도전성 트레이스 재료에 의해 연결되고, 모두 저항기[예컨대, 상부 패드(50)에 대해 도면 부호 R5]에 연결된다. 각 중앙 전극 패드(예컨대, 도면 부호 50)는 대략 1.5 mm의 폭을 가지는 상부 외부 전극(52)에 의해 완전히 둘러싸이지는 않으며, ASIC(예컨대, 도면 부호 36)에 연결된다.
대체 전극 패턴 실시예는 도6 및 도7에 도시되며, 도6은 비율에 맞게 도시된 다이어그램이며 균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴(69)을 포함하는 인쇄 회로 보드 상의 도전성 트레이스의 부품측 배치를 도시하며, 도7은 균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴(69)의 도전성 트레이스를 PCB[예컨대, PCB(30)]의 측면에서 본 상태로 도시한 엣지부 측면도이다. 전술된 바와 같이, 균형을 이룬 패드 또는 전극 패턴은 대응 외부 전극 링[예컨대, 외부 전극(72)]의 면적과 동일(또는 PCB 제조 공차 내에서 가능한 한 동일)한 내부 전극[예컨대, 중앙 패드(70)]에 대한 도전성 트레이스 면적을 가진다. 패드(70) 및 외부 전극(72) 모두는 또한 접지 링(76)을 제공하기 위해 고체 도전성 트레이스 재료의 주연부에 의해 선택적으로 둘러싸인다.
선택적인 접지 링(76)은 센서(20)의 작동시에 보트 또는 빌지 재료의 효과를 감소시키기에 유용하다. 접지 링(76)이 포함될 때, 센서(20)는 센서 성능에 무시할 만한 영향을 주면서 도전성(예컨대, 알루미늄 또는 스틸) 빌지 또는 유전체(예컨대, 유리섬유) 빌지 중 하나에 설치될 수 있다.
균형을 이룬 패드 센서 전극 패턴(79)을 포함하는 인쇄 회로 보드 상의 도전성 트레이스의 양면식 배치를 PCB[예컨대, PCB(30)]의 측면에서 본 상태로 도시한 엣지부 다이어그램인 도8에 대체 전극 패턴 실시예가 도시된다. 상기와 같이, 균형을 이룬 패드 또는 전극 패턴은 PCB(30)의 대향 측면 상의 대응 외부 전극 링[예컨대, 외부 전극(82)]의 면적과 동일(또는 PCB 제조 공차 내에서 가능한 한 동일)한 PCB의 일 측면 상에 지지된 내부 전극[예컨대, 중앙 패드(80)]에 대한 도전성 트레이스 면적을 가진다. 패드(80) 및 외부 전극(82) 모두는 외부 전극(82)으로부터 이격되는 접지 링(86)을 제공하기 위해 고체 도전성 트레이스 재료의 주연부에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다.
마이크로프로세서 제어를 구비한 대체 실시예는 펌프 온 및 오프에 대한 지연을 제공하도록 프로그램될 수 있다. 마이크로 제어기는 하부 수위 패드(60) 및 상부 수위 패드(50)를 판독하도록 프로그램되었다. 양측의 패드는 모두 빌지 펌프가 켜지기 전에 적어도 256 개의 일련의 판독 동안 가동되어야 한다. 판독 사이의 간격은 0.0011 초이며, 펌프를 켜기 전에 양측의 패드가 모두 가동되는 연속적인 판독은 전체 시간이 0.286초가 된다. 어느 시기에서든지, 어느 센서가 가동되지 않으면, 판독은 취소되고 펌프 시동 동작은 취해지지 않는다. 펌프가 가동되지 않는 기간 동안, 제어기는 스스로 2.5 초간 수면 상태가 되고 이후에 재시동되어서 상부 및 하부 패드(50, 60) 양측을 판독한다. 따라서, 수위 판독 사이의 시간은 대략 2.78초이다. 이러한 사전 프로그램된 알고리즘은 물이 단지 빌지(10) 내에서 출렁거리는 경우에 펌프를 켜지 않을 가능성이 높으며, 매우 신속한 응답을 제공한다. 이러한, 사전 프로그램된 알고리즘은 양호하게 메모리 내에 저장되고 퍼지 논 리의 원리와 유사한 방식으로 작동된다.
"출렁거림"을 극복하기 위해 다른 방법이 사용될 수 있다. 다양한 전자식 방법은 "원 샷(one shots)", "펄스 스위칭 및 타이밍 회로", 및 "로 패스 필터링"와 같은 간단한 타이밍 회로의 사용을 포함한다. 그렇지만, 이들 중 어느 것도 마이크로를 사용하는 간단한 회로 내에 전체 제어 기능을 통합한 단일 칩 마이크로컴퓨터를 사용하는 것만큼 경제적이지 않을 것이다.
기계식 출렁거림 방지 제어 방법은 감지 영역 주변에 플라스틱 챔버 또는 차폐부 구성하는 단계와 물이 챔버 및 감지 영역의 내외로 천천히 유동하도록 하여 센서의 영역 내에서의 수위의 급격한 변화를 방지하는 단계를 포함한다. 이러한 감쇠 유동 방법은 수위가 물 또는 전기적 노이즈의 미세한 운동이 센서 발진을 야기할 수 있는, 가동의 최단부에 있을 때, 센서가 신속하게 스위치 온/오프 되는 것을 방지하지는 않을 것이다. 기계식 출렁거림 방지 챔버는 로 패스(low pass) 및 비교기와 같은 간단한 전자 필터 회로와 결합될 수 있지만, 이는 예시된 설계보다 더욱 유연성을 필요로 한다. 출렁거림 방지의 기계적 방법은 또한 본원의 마이크로 제어기 설계와 연관해서 사용될 수 있다. 출렁거림 방지 챔버는 만일 물 진입 지점이 먼지 및/또는 파편에 의해 막히게 되면 문제점을 발생시킬 수 있다.
도시된 마이크로 제어기 해법은 가장 간단하고, 가장 소형이며, 가장 저렴하고, 가장 낮은 에너지 소비와 최상의 유연성 및 신뢰성을 초래하고, 따라서, 비 마이크로 해법 또는 기계적 방법에 비해 양호하다.
신규하고 개선된 방법의 양호한 실시예가 설명되었지만, 다른 변경, 변동 및 변화가 본 명세서에서 설명된 교시 내용의 관점에서 당업계의 숙련자에 의해 제안될 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변형, 수정 및 변화는 첨부된 청구범위에 의해 한정된 본원 발명의 기술 사상의 범위 내에 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (30)

  1. 제어식 장치를 가동할 수 있고 움직이는 유체 수위를 검출하기 위한 유체 수위 센서 장치이며,
    제1 및 제2 대향 표면을 가지는 유체 방수 차단부로서, 상기 차단부의 제1 표면은 유체에 노출되는 유체 방수 차단부와,
    상기 유체 방수 차단부에 인접하게 공동을 수납하고 수위가 검출될 상기 유체에 침지되도록 구성되는 유체 방수 하우징과,
    상기 공동 내에 밀봉되는 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 센서 각각은
    상기 차단부와의 유체 접촉에 의한 범위를 제공하는 면적을 가지는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상의 제1 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 제1 박형 도전성 감지 전극에 대해 이격되고, 동일 평면상에 있으며, 둘러싸는 관계인 제2 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 차단부와의 유체 접촉이 제어식 장치를 가동하도록, 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 인접하며 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 전기적으로 결합되는 능동 전기 부품을 포함하는
    유체 수위 센서 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 하우징 공동 내부에서 오버몰드되는
    유체 수위 센서 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지 전극 주변에 전기장이 발생되며, 상기 전기장은 상기 제2 감지 전극에서 시작되어 상기 제1 감지 전극에서 종결되는 아치형 경로를 가지는
    유체 수위 센서 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유체 수위 센서는 상기 유체 수위 센서의 상태를 지시하는 검출 신호를 발생시키는
    유체 수위 센서 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출 신호의 레벨은 상기 유체 수위가 상기 차단부의 제1 표면에 접촉하고 상기 기판에 접근할 때 변경되는
    유체 수위 센서 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리인
    유체 수위 센서 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱인
    유체 수위 센서 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리 섬유 강화 에폭시 수지로 이루어지는
    유체 수위 센서 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극 사이에 채널이 위치되고, 상기 채널은 균일한 폭을 가지는
    유체 수위 센서 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1 표면 상에 배치되는 적어도 하나의 추가적인 센서를 더 포함하는
    유체 수위 센서 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 수직 배열로 정렬되는
    유체 수위 센서 장치.
  13. 제어식 장치를 가동할 수 있고 유체에 의한 접촉을 검출하기 위한 저 임피던스 유체 수위 센서 장치이며,
    상기 저 임피던스 유체 수위 센서 장치는
    유전체 캐리어와,
    상기 유전체 캐리어 상에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 센서 각각은
    유체 접촉의 구역에 의한 범위를 제공하는 면적을 가지는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상의 제1 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 제1 박형 도전성 감지 전극에 대해 이격되고 둘러싸는 관계인 제2 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 인접하고 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 전기적으로 결합된 저 임피던스 능동 전기 부품과,
    제1 및 제2 대향 표면을 가지는 유전체 기판을 포함하고,
    상기 유전체 캐리어는, 상기 기판의 유체 접촉이 제어식 장치를 가동하도록, 상기 유전체 기판의 상기 제1 표면 상에 배치되는
    유체 수위 센서 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1 표면은 비 유체 접촉 표면이며, 상기 기판의 상기 제2 표면은 유체 접촉 표면인
    유체 수위 센서 장치.
  15. 제어식 장치를 가동할 수 있고 유체 접촉을 검출하기 위한 저 임피던스 유체 근접 센서 장치이며,
    제1 및 제2 대향 표면을 가지는 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판 상에 배치된 적어도 하나의 센서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 센서 각각은
    유체 접촉의 면적에 의한 범위를 제공하는 면적을 가지는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상의 제1 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 제1 박형 도전성 감지 전극에 대해 이격되고, 동일 평면상에 있으며, 둘러싸는 관계인 제2 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 유전체 기판과의 유체 접촉이 제어식 장치를 가동하도록, 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 인접하며, 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 전기적으로 결합되는 저 임피던스 능동 장치를 포함하는
    유체 근접 센서 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 능동 장치는 발진기 신호로써 상기 전극에 전력을 공급하도록 구성된 ASIC인
    유체 근접 센서 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되고 상기 ASIC와 제1 및 제2 전극 중 하나 사이에서 전기적으로 결합된 적어도 하나의 게인 튜닝 저항기를 더 포함하는
    유체 근접 센서 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판상에 배치되는 적어도 하나의 추가적인 센서를 더 포함하는
    유체 근접 센서 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 유체 근접 센서 ASIC는 유체 수위 상승에 응답하여 검출 신호를 발생시키는
    유체 근접 센서 장치.
  20. 제어식 장치를 가동할 수 있고 유체 접촉을 검출하기 위한 복수개의 유체 감지 패드이며,
    유전체 캐리어와,
    유체 접촉 면적에 의한 범위를 제공하는 면적을 가지는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상으로 상기 캐리어 상에 배치되고 주연부 엣지를 가지는 제1 박형 도전성 전극 패드와,
    상기 제1 전극에 대해 이격되는 관계로 상기 캐리어 상에 배치되며, 인접 유체 감지 패드를 가지는 주연부 엣지 상에서 상기 제1 전극을 둘러싸는 제2 박형 도전성 전극과,
    제1 및 제2 대향 표면을 가지는 유전체 기판을 포함하며,
    상기 캐리어는, 상기 기판의 제2 표면과의 유체 접촉이 제어식 장치를 가동하도록, 상기 기판의 상기 제1 표면 상에 배치되는
    유체 감지 패드.
  21. 유체 존재 검출 신호를 발생시킬 수 있거나 제어식 장치를 가동할 수 있고 움직이는 유체를 검출하기 위한 유체 근접 센서이며,
    제1 및 제2 대향 표면을 가지는 균일한 두께의 유체 방수 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판의 상기 제1 표면 상에 배치된 적어도 하나의 센서를 포함하며,
    각각의 상기 적어도 하나의 센서는
    상기 유전체 기판의 상기 제2 표면과의 유체 접촉에 의한 범위를 제공하는 면적을 가지는 폐쇄형의 연속적인 기하학적 형상의 제1 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 제1 박형 도전성 감지 전극에 대해 이격되고, 동일 평면상에 있으며, 둘러싸는 관계인 제2 박형 도전성 감지 전극과,
    상기 기판 제2 표면과의 유체 접촉이 제어식 장치를 가동하도록, 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 인접하며, 상기 제1 및 제2 박형 도전성 감지 전극에 전기적으로 결합되는 저 임피던스 능동 전기 부품을 포함하는
    유체 근접 센서.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 박형 도전성 감지 전극은 상기 제2 박형 도전성 감지 전극의 면적과 동일한 면적을 가지는 균형을 이룬 패드 전극을 포함하는
    유체 근접 센서.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 균형을 이룬 패드 전극은 복수개의 도전성 트레이스를 가지는 평면형인 전극을 포함하고, 상기 도전성 트레이스는 일단부에서 다른 도전성 트레이스에 연결되고 비도전성 유전체 재료의 세그먼트에 의해 분리되는
    유체 근접 센서.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 균형을 이룬 패드 전극은 장방형 도전성 주연부를 가지는
    유체 근접 센서.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되고 상기 제2 박형 도전성 감지 전극을 둘러싸는 평면형인 도전성 접지 링을 더 포함하는
    유체 근접 센서.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
KR1020077003061A 2004-07-09 2005-07-08 용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서 KR101217338B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/886,558 2004-07-09
US10/886,558 US7373817B2 (en) 2004-07-09 2004-07-09 Solid state fluid level sensor
PCT/US2005/024235 WO2006017161A1 (en) 2004-07-09 2005-07-08 Proximity sensor for sensing fluid level in a container

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127008354A Division KR101292877B1 (ko) 2004-07-09 2005-07-08 빌지 펌프 작동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070035070A KR20070035070A (ko) 2007-03-29
KR101217338B1 true KR101217338B1 (ko) 2012-12-31

Family

ID=35148919

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077003061A KR101217338B1 (ko) 2004-07-09 2005-07-08 용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서
KR1020127008354A KR101292877B1 (ko) 2004-07-09 2005-07-08 빌지 펌프 작동 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127008354A KR101292877B1 (ko) 2004-07-09 2005-07-08 빌지 펌프 작동 방법

Country Status (10)

Country Link
US (6) US7373817B2 (ko)
EP (1) EP1766343B1 (ko)
JP (1) JP2008506119A (ko)
KR (2) KR101217338B1 (ko)
CN (1) CN101014838A (ko)
AU (1) AU2005271971B2 (ko)
BR (1) BRPI0513175A (ko)
CA (1) CA2573083A1 (ko)
MX (1) MX2007000358A (ko)
WO (1) WO2006017161A1 (ko)

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7373817B2 (en) * 2004-07-09 2008-05-20 Touchsensor Technologies, Llc Solid state fluid level sensor
JP4560714B2 (ja) * 2004-08-04 2010-10-13 スズキ株式会社 内燃機関の燃料レベル制御装置
TWI235520B (en) * 2004-09-10 2005-07-01 Antig Tech Co Ltd Device for measuring fuel capacity in fuel cell system
US7625187B2 (en) * 2005-08-24 2009-12-01 Johnson Pumps Of America Inc. Submersible pump with integrated liquid level sensing and control system
JP4616184B2 (ja) * 2006-01-31 2011-01-19 日本特殊陶業株式会社 液体状態検知センサ
EP2013588A2 (en) 2006-05-04 2009-01-14 TouchSensor Technologies, L.L.C. On-line fluid sensor
US7814788B2 (en) * 2006-10-20 2010-10-19 Abbott Laboratories, Inc. Liquid level sensor
US8380355B2 (en) 2007-03-19 2013-02-19 Wayne/Scott Fetzer Company Capacitive sensor and method and apparatus for controlling a pump using same
GB0706382D0 (en) * 2007-04-02 2007-05-09 Huntleigh Technology Plc Fluid level sensor
WO2009019150A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Sulzer Pumpen Ag Method of and apparatus for controlling the height of a column of material in a vessel upstream of a pump
US8047805B2 (en) * 2007-08-31 2011-11-01 Bourell Jr Alfred M Solid state sump pump control
JP5056431B2 (ja) * 2008-01-18 2012-10-24 日立工機株式会社 集塵機
EP2096418B1 (en) * 2008-02-26 2016-04-13 Kyocera Corporation Sensor module, wheel with sensor and tire/wheel assembly
US20100215511A1 (en) * 2009-02-26 2010-08-26 Theodore Eller Level Sensor System
GB0905520D0 (en) * 2009-03-31 2009-05-13 Munster Simms Eng Ltd Strainer for a bilge pump
US20100263458A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Self contained inline field effect fluid detection
IT1394449B1 (it) * 2009-05-26 2012-06-15 Eltek Spa Sensore di livello e relativo circuito di controllo, in particolare per un filtro di veicoli
GB2478232B (en) * 2009-06-17 2011-12-07 Vetco Gray Controls Ltd Monitoring of undesirable fluid ingress into subsea control modules
US20110000295A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Windward Petroleum Remote level gauge adapted for liquid fuel tank
KR20120046193A (ko) * 2009-07-27 2012-05-09 터치센서 테크놀로지스, 엘엘씨 레벨 감지 제어기 및 방법
US20110110794A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Philip Mayleben Sensors and methods and apparatus relating to same
US20110110792A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Joseph Kendall Mauro Sensors and methods and apparatus relating to same
US20110128154A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-02 Flow-Rite Controls, Ltd. Battery electrolyte level indicator
JP5665381B2 (ja) * 2010-06-15 2015-02-04 愛三工業株式会社 液位センサ
EP2663843A1 (en) * 2011-01-10 2013-11-20 Strauss Water Ltd Device for measuring fluid level in a container
US8590375B2 (en) * 2011-03-22 2013-11-26 Rochester Gauges, Inc. Self-calibrating capacitive liquid level sensor assembly and method
US9052226B2 (en) * 2011-04-02 2015-06-09 David Leonard Irwin, IV Autonomous sump pump system
US9692411B2 (en) 2011-05-13 2017-06-27 Flow Control LLC Integrated level sensing printed circuit board
US9410545B2 (en) * 2011-06-02 2016-08-09 Lake Red Rock Llc Solid state bilge pump switch
KR101118916B1 (ko) * 2011-07-18 2012-02-27 주식회사 동양이지텍 간접 검출식 수위검출 센서와 연동하는 온수매트용 온수보일러의 수위 표시회로
US8864476B2 (en) * 2011-08-31 2014-10-21 Flow Control Llc. Portable battery operated bilge pump
CA2795964C (en) * 2011-11-18 2017-04-11 Flow Control Llc. Rechargeable battery powered utility pump with series centrifugal pump configuration
WO2013147623A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Dexter Chi Lun Cheung Humidification system
US10099242B2 (en) 2012-09-20 2018-10-16 Nordson Corporation Adhesive melter having pump mounted into heated housing
US9304028B2 (en) * 2012-09-20 2016-04-05 Nordson Corporation Adhesive dispensing device having optimized reservoir and capacitive level sensor
US9169088B2 (en) 2012-09-20 2015-10-27 Nordson Corporation Adhesive dispensing device having optimized cyclonic separator unit
US9655286B2 (en) * 2012-10-10 2017-05-16 International Business Machines Corporation Facilitating fluid level sensing
US9200741B2 (en) 2012-10-25 2015-12-01 Nordson Corporation Adhesive dispensing system and method using smart melt heater control
US9243626B2 (en) 2012-11-19 2016-01-26 Nordson Corporation Adhesive dispensing system and method including a pump with integrated diagnostics
US9400201B1 (en) * 2013-02-20 2016-07-26 Aub N. Ward Rising water alarms
DE102013010708A1 (de) * 2013-06-27 2014-12-31 Rechner Industrie-Elektronik Gmbh Kapazitiver Füllstandschalter
US9574714B2 (en) 2013-07-29 2017-02-21 Nordson Corporation Adhesive melter and method having predictive maintenance for exhaust air filter
GB2518214A (en) * 2013-09-13 2015-03-18 Energy Solutions Uk Ltd An integrated bilge pump system
US9637202B2 (en) 2013-09-20 2017-05-02 James Russick Method of and system for evacuating fluid in a sea vessel
US9525309B2 (en) 2013-11-26 2016-12-20 Beacon Technical Systems, Llc Battery-powered backup power system for a sump pump installation
US9528873B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-monitoring liquid level sensing module
US9528512B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a battery-powered DC pump installation
US9404501B2 (en) 2013-11-26 2016-08-02 Beacon Technical Systems, Llc Sump pump test and monitoring system
US9534593B2 (en) 2013-11-26 2017-01-03 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation operable from a remote location
US9528523B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a variable test cycle time out
US9528520B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a dual sump pump system
US9528522B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-monitoring valve module for admitting water to the sump pit
US9534606B2 (en) 2013-11-26 2017-01-03 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation including trend analysis of pump performance
US9523366B2 (en) 2013-11-26 2016-12-20 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-protecting valve assembly for admitting water to the sump container
CN110567554B (zh) * 2014-10-08 2020-12-08 半导体元件工业有限责任公司 用于检测填充水平的设备
CN104359523A (zh) * 2014-12-08 2015-02-18 黑龙江省中贝技术有限公司 一种长程连续射频导纳物位控制装置
CN105806443B (zh) * 2014-12-30 2022-04-19 北京强度环境研究所 一种晃动试验贮箱液位测量系统
CN204572414U (zh) * 2015-04-30 2015-08-19 君禾泵业股份有限公司 潜水泵
US10224524B2 (en) * 2015-05-15 2019-03-05 Black & Decker, Inc. String trimmer battery housing assembly
US10175085B2 (en) * 2015-11-13 2019-01-08 CiES, Inc. Comparative fuel-level detection system
US10208747B2 (en) 2016-02-09 2019-02-19 Beacon Technical Systems, Llc Trap for pump testing and monitoring systems
JP6618037B2 (ja) * 2016-03-28 2019-12-11 Toto株式会社 静電容量型水位センサ
CN105842013B (zh) * 2016-04-28 2019-03-19 上海科勒电子科技有限公司 一种集液装置及包括该集液装置的智能马桶
WO2018017851A1 (en) * 2016-07-21 2018-01-25 Touchsensor Technologies, Llc Capacitive continuous fluid level sensor
US20180072384A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-15 CLAY Werner von MUELLER Electronic Bilge Pump Switch with Monitoring and RF Communication, Apparatus and System
EP3301438B1 (en) * 2016-09-30 2020-09-02 Roche Diagniostics GmbH Method for detecting a state of a fluid within a microwell plate
EP3315784B1 (de) * 2016-10-25 2022-10-12 Grundfos Holding A/S Tauchpumpenaggregat und verfahren zum betreiben eines tauchpumpenaggregates
US11267010B2 (en) 2016-10-26 2022-03-08 Carlisle Fluid Technologies, Inc. Systems and methods for a material sensor for a material tank
US11724272B2 (en) 2016-10-26 2023-08-15 Carlisle Fluid Technologies, Inc. Systems and methods for a material sensor for a material pump
US11162496B2 (en) 2016-11-11 2021-11-02 Wayne/Scott Fetzer Company Pump with external electrical components and related methods
WO2018112659A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Flex Ltd. Smart bilge pump monitoring systems and methods
US20180223863A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 Flow Control LLC Bilge pump having outside sensing surface with ribs
JP6792473B2 (ja) * 2017-02-07 2020-11-25 株式会社Ｆｕｊｉ 部品供給装置
US20180339760A1 (en) 2017-05-24 2018-11-29 John Cacciola Liquid sensing switch
IT201700082600A1 (it) * 2017-07-20 2019-01-20 Eltek Spa Dispositivo per la rilevazione del livello di un mezzo
GB2568284B (en) 2017-11-10 2021-09-22 Aspen Pumps Ltd Liquid level sensor and method of controlling a condensate pump
DK3521777T3 (da) * 2018-02-06 2021-06-07 Grieshaber Vega Kg Impedanssensor og metode til dens drift
WO2019204409A1 (en) 2018-04-18 2019-10-24 Methode Electronic, Inc Two-wire circuit function by supply modulation
KR102016743B1 (ko) * 2018-07-06 2019-09-02 신신전자공업 주식회사 정전용량 방식의 수위센서
US11193481B2 (en) * 2018-10-31 2021-12-07 Charles E. Rupp Sump pump system and control methodology therefor
US11674838B2 (en) 2019-04-04 2023-06-13 Poseidon Systems Llc Capacitive fringe field oil level sensor with integrated humidity and temperature sensing
CN109916961A (zh) * 2019-04-10 2019-06-21 浙江数链科技有限公司 一种容器检测系统和余量测试方法及装置
MX2021002452A (es) * 2020-03-02 2021-10-01 Fna Group Inc Seguridad de la deteccion de fluidos.
CN111534841B (zh) * 2020-04-14 2021-07-30 北京航空航天大学 一种电场诱导液态金属在金属基底上的可逆润湿及应用
US11788918B2 (en) 2020-06-18 2023-10-17 Trevillyan Labs, Llc Fluid detection fabric
WO2022055737A1 (en) * 2020-09-09 2022-03-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Sensor array
CN112729051A (zh) * 2020-12-08 2021-04-30 广东化一环境科技有限公司 介质厚度检测设备
US11300536B1 (en) 2020-12-18 2022-04-12 Cypress Semiconductor Corporation Non-contact liquid sensing technologies

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5017909A (en) 1989-01-06 1991-05-21 Standex International Corporation Capacitive liquid level sensor
US5594222A (en) 1994-10-25 1997-01-14 Integrated Controls Touch sensor and control circuit therefor

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3588859A (en) 1969-04-21 1971-06-28 Frank Petree Level detector
US3663838A (en) * 1970-10-16 1972-05-16 Eberhart Reimers Optically triggered thyristor
US3665300A (en) 1971-03-05 1972-05-23 Gen Electric Liquid layer thickness device having a floating electrode
US4276454A (en) * 1979-03-19 1981-06-30 Zathan William J Water level sensor
CH656702A5 (en) 1979-11-30 1986-07-15 Schmall Karl Heinz Arrangement for compensating disturbing radiation of electromagnetic radio-frequency oscillations in contactless scanning devices
US4800755A (en) 1982-08-25 1989-01-31 Berwind Corporation Capacitance-type material level indicator
US4875497A (en) 1984-04-23 1989-10-24 Worthington Ralph T Capacitance liquid level sensing and touch control system
AT397718B (de) * 1986-09-17 1994-06-27 Avl Verbrennungskraft Messtech Niveau-messgerät für elektrisch nicht leitende flüssigkeiten
IT1202723B (it) * 1987-03-31 1989-02-09 Massimo Sanna Sistema e dispositivo per far erogare quantita' prefissate di liquido da una pompa dosatrice in regime di portata variabile
JPS6336246Y2 (ko) * 1987-04-23 1988-09-27
US4766329A (en) 1987-09-11 1988-08-23 Elias Santiago Automatic pump control system
US4881873A (en) 1988-12-14 1989-11-21 Altus Technology Corporation Capacitance level sensor for a bilge pump
US5287086A (en) 1990-01-02 1994-02-15 Raptor, Inc. Proximity detection system and oscillator
US5145323A (en) 1990-11-26 1992-09-08 Tecumseh Products Company Liquid level control with capacitive sensors
JPH05288592A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Mitsubishi Electric Corp 液面検出装置
US5287068A (en) * 1992-08-27 1994-02-15 Harris Corporation Comparator amplifier
US5411378A (en) * 1992-09-08 1995-05-02 Sipin; Anatole J. Orbiting fluid pump
JP2547929B2 (ja) * 1992-10-19 1996-10-30 明豊精機株式会社 船舶のビルジ水分離・回収装置
JPH06194211A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Matsushita Electric Works Ltd 液体検出センサ
JPH06249963A (ja) * 1993-02-25 1994-09-09 Asanumagumi:Kk 物体検出装置
JPH06336246A (ja) 1993-05-26 1994-12-06 Kureha Chem Ind Co Ltd ラップフィルム収納体
US5404048A (en) * 1993-08-06 1995-04-04 Aim Technologies, Inc. Electronic bilge pump switch
US5429727A (en) 1993-09-30 1995-07-04 Arch Development Corporation Electrocatalytic cermet gas detector/sensor
US5425624A (en) 1993-10-22 1995-06-20 Itt Corporation Optical fluid-level switch and controls for bilge pump apparatus
US5985703A (en) 1994-10-24 1999-11-16 Banerjee; Sanjay Method of making thin film transistors
JPH0943187A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Kobe Steel Ltd 静電容量センサ及び静電容量センサ装置
US6192752B1 (en) * 1995-08-04 2001-02-27 Zevex, Inc. Noninvasive electromagnetic fluid level sensor
US6218682B1 (en) * 1997-09-19 2001-04-17 Optiswitch Technology Corporation Optically controlled thyristor
US5923102A (en) * 1998-04-20 1999-07-13 Avcheck Corporation Automatic sub-floor pumping system
US6293142B1 (en) * 1998-08-14 2001-09-25 Mts Systems Corporation Electromagnetic method of liquid level monitoring
US6218948B1 (en) 1998-08-17 2001-04-17 Alfred Dana Bilge sentry
US7218498B2 (en) * 1999-01-19 2007-05-15 Touchsensor Technologies Llc Touch switch with integral control circuit
US6320282B1 (en) 1999-01-19 2001-11-20 Touchsensor Technologies, Llc Touch switch with integral control circuit
US6305214B1 (en) 1999-08-26 2001-10-23 Sensor Tek, Llc Gas sensor and methods of forming a gas sensor assembly
GB9920301D0 (en) 1999-08-27 1999-11-03 Philipp Harald Level sensing
US6279541B1 (en) * 2000-12-01 2001-08-28 Walbro Corporation Fuel supply system responsive to engine fuel demand
US6479915B2 (en) 2001-03-08 2002-11-12 Hung-Ming Hsueh Structure of a submerged motor
DE10139928A1 (de) * 2001-08-14 2003-04-24 Diehl Ako Stiftung Gmbh & Co Geschirrspüler-Pumpenantrieb
US7017409B2 (en) 2003-04-22 2006-03-28 Touchsensor Technologies, Llc Proximity sensor for level sensing
US7023215B2 (en) 2003-04-22 2006-04-04 Touchsensor Technologies Llc Field effect sensor two wire interconnect method and apparatus
US6923056B2 (en) * 2003-10-10 2005-08-02 Delphi Technologies, Inc. Resonant network fluid level sensor assembly
US7093485B2 (en) * 2003-11-17 2006-08-22 Nartron Corporation Fuel level sensor
SE0400111L (sv) 2004-01-20 2005-07-21 Peter Wide Sensorarrangemang
US6918296B1 (en) 2004-03-04 2005-07-19 Delphi Technologies, Inc. Method of measuring fluid phases in a reservoir
US7210601B2 (en) * 2004-06-04 2007-05-01 Whirlpool Corporation Variable flow water dispenser for refrigerator freezers
US20060007171A1 (en) * 2004-06-24 2006-01-12 Burdi Roger D EMI resistant balanced touch sensor and method
US7373817B2 (en) * 2004-07-09 2008-05-20 Touchsensor Technologies, Llc Solid state fluid level sensor
US7679223B2 (en) * 2005-05-13 2010-03-16 Cree, Inc. Optically triggered wide bandgap bipolar power switching devices and circuits
WO2007002603A2 (en) 2005-06-24 2007-01-04 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Optically-triggered power system and devices
JP2009043187A (ja) 2007-08-10 2009-02-26 Canon Inc アダプタ装置及びその制御方法、並びに、コンピュータプログラム
US20100025238A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 Medtronic Minimed, Inc. Analyte sensor apparatuses having improved electrode configurations and methods for making and using them

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5017909A (en) 1989-01-06 1991-05-21 Standex International Corporation Capacitive liquid level sensor
US5594222A (en) 1994-10-25 1997-01-14 Integrated Controls Touch sensor and control circuit therefor

Also Published As

Publication number Publication date
US8024967B2 (en) 2011-09-27
US8291761B2 (en) 2012-10-23
US9441624B2 (en) 2016-09-13
MX2007000358A (es) 2007-03-27
KR20120052409A (ko) 2012-05-23
WO2006017161A1 (en) 2006-02-16
KR20070035070A (ko) 2007-03-29
US8844351B2 (en) 2014-09-30
CA2573083A1 (en) 2006-02-16
CN101014838A (zh) 2007-08-08
KR101292877B1 (ko) 2013-08-02
AU2005271971B2 (en) 2011-11-17
US20110146399A1 (en) 2011-06-23
US20150037170A1 (en) 2015-02-05
AU2005271971A1 (en) 2006-02-16
US20060005622A1 (en) 2006-01-12
US20120006111A1 (en) 2012-01-12
US7373817B2 (en) 2008-05-20
WO2006017161A8 (en) 2006-04-20
EP1766343B1 (en) 2017-04-05
US20080095637A1 (en) 2008-04-24
EP1766343A1 (en) 2007-03-28
BRPI0513175A (pt) 2008-04-29
US20080250857A1 (en) 2008-10-16
JP2008506119A (ja) 2008-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101217338B1 (ko) 용기 내의 유체 수위를 감지하기 위한 근접 센서
US6683535B1 (en) Water detection system and method
US8610309B2 (en) Sensor for switching a pump on and/or off
US20070272286A1 (en) Dishwasher With A System For Recognition Of Filling Level
US8261613B2 (en) Fuel sender with reed switch and latching magnets
US20090123295A1 (en) Sump pump activation switch
KR101228828B1 (ko) 다단 수위감지 모듈
US20130140912A1 (en) Solid state bilge pump switch
RU2767654C1 (ru) Емкостной датчик уровня жидкости и узел датчика жидкости
JP2006070729A (ja) 水中ポンプ
AU2011232765A1 (en) Proximity sensor for level sensing in a bilge
JP2006308422A (ja) 車載用半導体センサ
JPH0951740A (ja) 観賞魚用水槽の水位センサー
KR20190090267A (ko) 침수 및 수위 감지용 센서 모듈 및 그 제어방법
US20070181155A1 (en) Dishwasher with a system for recognition of filling level
WO2024079190A1 (en) A level sensing system and a method of operating a level sensing system
EP0886129A2 (en) A method and means for detecting the level of a liquid
KR20050062696A (ko) 건설장비용 연료레벨센서
JP2005162079A (ja) 浸水検出装置および浸水警報装置
KR20020029145A (ko) 염도 감지장치
KR970075797A (ko) 냉장고의 물받이 만수위경보장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171117

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191127

Year of fee payment: 8