KR101222832B1 - Capacitance-based leakage sensing apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A capacitive water leakage inspection device is provided to sense even a drop of water and to easily control sensitivity by resistance and a gap. CONSTITUTION: A capacitive water leakage inspection device comprises a capacitive touch sensor IC(Integrated Circuit)(400), a conductive first pad(410), and a conductive second pad(420). The capacitive touch sensor IC comprises at least a power pin, a ground pin, a synchronization clock pin, a touch sensing pin, and a sensing signal output pin, and outputs leakage signals with the sensing signal output pin according to a result of a comparison with the capacitive signals input through the sensing pin and reference signals. The first pad is electrically connected to the touch sensing pin. The second pad is electrically connected to one of the power pin, the ground pin, and the synchronization clock pin. The first and second pads are formed on a same plane and arranged to be adjacent to each other. A gap of a predetermined size is formed in between the first and second pads. [Reference numerals] (110,210) Touch sensor IC; (121) Power supply; (410) First pad; (420) Second pad

Description

정전용량 방식 누수 감지 장치{Capacitance-based Leakage Sensing Apparatus}Capacitive-based Leakage Sensing Apparatus

본 발명은 누수 누유 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량 방식의 터치 센서 IC 또는 MCU를 이용하여 물과 기름 등을 포함하는 액상 물질의 누출(이하 '누수'라 통칭함)을 감지하는 정전용량 방식 누수 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a leak leakage detection device, and more specifically, to detect leakage of a liquid substance including water and oil using a capacitive touch sensor IC or MCU (hereinafter referred to as 'leakage'). The present invention relates to a capacitive leak detection device.

일반적으로, 각종 설비 및 장비에는 다양한 목적으로 물 또는 기름과 같은 액상의 물질을 사용하게 되는데, 누수가 발생하게 되면 고가의 장비가 손상됨은 물론 이러한 액상의 물질로 인한 누전 등의 사고로 인명의 안전을 위협받을 수 있다. 따라서 이와 같은 설비 전반에는 누수 감지 센서를 설치하여 물, 기름 또는 다른 액상의 물질이 누출되는 것을 감지할 수 있도록 하고 있다. In general, various equipment and equipment uses liquid substances such as water or oil for various purposes. When leakage occurs, expensive equipment is damaged, and safety of human life due to an accident such as an electrical leakage caused by such liquid substances. Can be threatened. Therefore, a leak detection sensor is installed throughout the facility to detect leaks of water, oil or other liquid substances.

일반적인 누수 감지기는, 국내특허출원 제2005-0074069호와 같이, 액체의 전도도를 이용하는 방법이나 공기의 압력을 이용하는 방법 등이 많이 사용되고 있다. As a general leak detector, a method using a conductivity of a liquid, a method using a pressure of air, and the like are widely used, as in Korean Patent Application No. 2005-0074069.

그러나 이와 같은 기존의 누수 감지기는 물질의 전도도를 이용하여 신호를 취득함으로써, 순수한 물이나 부도체의 오일 등에서는 사용이 제한적이고, 순수한 물에 사용되는 특수한 누수 감지기는 고가로 사용해야 하는 한계점이 있으며, 또한 전도성 액체의 경우에도 일정량의 액체가 누출되어야 감지할 수 있기 때문에 미량의 누수에 대한 감지에는 사용이 제한되는 문제점이 있었다.However, such a conventional leak detector acquires a signal by using the conductivity of the material, so that it is limited to use in pure water or non-conductor oil, and a special leak detector used for pure water has a limitation of using at an expensive price. In the case of the conductive liquid, since a certain amount of liquid may be detected to leak, there is a problem in that detection of a small amount of leakage is restricted.

또한 액체를 사용하는 산업설비에는 액체를 담는 용기 주위나 액체를 수송하는 파이프의 이음매 아래에 광센서(optical sensor; photosensor) 회로 방식의 누수 감지센서를 설치하여 물이나 화학약품이 새어나오는 것을 감지하기도 한다. In addition, liquid industrial equipment can be installed around the vessel containing liquid or under the joint of a pipe for transporting liquid to detect leakage of water or chemicals by using an optical sensor (photosensor) circuit type leak detection sensor. do.

그러나 이러한 광센서 회로 방식의 누수 감지센서는 센서 아래에 빛을 반사하는 흡수지를 설치하고 흡수지에 액체가 스며들었을 때 반사되는 빛의 조도 변화를 감지하여 누수를 알아내는 것이기 때문에, 액체가 흡수될 때마다 흡수지를 교환해주어야 하고, 센서 설치 후 어느 정도 시간이 지나면 공기 중의 습기나 화학약품의 증기 때문에 흡수지가 변색이 되어 조도 변화가 발생하여 누수가 일어나지 않아도 오동작하는 경우가 많았다. 따라서 종래의 광센서 방식의 누수 감지센서는 균등한 조도를 유지하기 위해 감지 영역에 백색의 흡수성이 좋은 습포지를 항상 깨끗하게 유지해야 하는 번거로움이 있고, 조도의 변화가 적은 화학약품인 경우 누수가 일어나서 흡수가 되어도 감지를 못하는 문제점이 있었다.However, the leak sensor of the optical sensor circuit type detects a leak by installing an absorber that reflects light under the sensor and detecting a change in illuminance of reflected light when a liquid penetrates the absorber. The absorbent paper had to be replaced every time, and after some time, the absorbent paper was discolored due to moisture in the air or vapor of chemicals. Therefore, in the conventional optical sensor type leak detection sensor, it is troublesome to keep the wet absorbent paper having good absorbency of white in the sensing area at all times in order to maintain the uniform illuminance. There was a problem that can not be detected even if absorbed.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 간단한 구조 및 작은 사이즈로 생산 비용을 현저히 낮추고, 한 방울의 물과 같이 극소량의 누수도 정밀하게 감지하도록 하며, 기구적으로 설치가 용이하도록 하고, 온도, 습도, 또는 전원의 리플(ripple) 등으로 인한 오동작을 방지할 수 있도록 하는, 정전용량 방식 누수 감지 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the purpose is to significantly reduce the production cost with a simple structure and small size, to accurately detect a small amount of leakage, such as a drop of water, and mechanically installed It is to provide a capacitive leak detection device to facilitate, and to prevent malfunction due to temperature, humidity, or ripple of the power supply.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치는, 적어도 전원 핀, 접지 핀, 동기 클럭 핀, 터치 감지 핀, 및 감지 신호 출력 핀을 포함하고, 상기 터치 감지 핀을 통해 입력된 정전용량 신호와 기준 신호와의 비교 결과에 따라 상기 감지 신호 출력 핀을 통해 누수 여부 신호를 출력하는 정전용량 방식의 터치 센서 IC; 상기 터치 감지 핀에 전기적으로 연결된 도전성 제1 패드; 및 상기 전원 핀, 접지 핀, 및 동기 클럭 핀 중 하나에 전기적으로 연결된 도전성 제2 패드를 포함하고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 평면상에 서로 이웃하도록 배치되고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 사이에는 일정 크기의 갭(GAP)이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a capacitive leak detection apparatus according to an aspect of the present invention includes at least a power pin, a ground pin, a synchronous clock pin, a touch sense pin, and a sense signal output pin. A capacitive touch sensor IC configured to output a leak signal through the sensing signal output pin according to a result of comparing the capacitance signal input through the pin with the reference signal; A conductive first pad electrically connected to the touch sensing pins; And a conductive second pad electrically connected to one of the power pin, the ground pin, and the synchronous clock pin, wherein the first pad and the second pad are disposed to be adjacent to each other on a plane. A gap GAP having a predetermined size is formed between the second pads.

본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 갭은 공기 또는 유전체 패턴으로 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the gap may be formed in an air or dielectric pattern.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 전원 핀, 접지 핀, 및 동기 클럭 핀 중 하나와 상기 제2 패드는 저항 소자를 매개로 연결될 수 있다.According to another aspect of the present invention, one of the power pin, the ground pin, and the synchronous clock pin and the second pad may be connected through a resistor.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 터치 센서 IC는 독립형(Stand alone) 방식 또는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식으로 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the touch sensor IC may be configured by a stand alone method or an inter-integrated circuit (I2C) method.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면 다음과 같은 효과를 나타낸다.As described above, according to various aspects of the present invention, the following effects are obtained.

1) 한 방울의 물도 감지할 수 있다. 1) A drop of water can be detected.

2) 사이즈(Size)를 매우 작게 구현 가능하다. 2) Size can be made very small.

3) 생산 비용을 저렴하게 구현 가능하다. 3) Low production cost.

4) 저항과 갭을 조정하여 감도 조절이 쉽고 간단하다. 4) Easy and simple sensitivity adjustment by adjusting resistance and gap.

5) 도전성 패드, 전기적 연결 구조, 및 갭 등을 PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit)로 구현할 수 있으므로, 얇고 다양한 모양으로 제작이 가능하여 기구적인 제약 조건이 적다.5) Since the conductive pad, the electrical connection structure, and the gap can be realized by a PCB (Printed Circuit Board) or FPC (Flexible Printed Circuit), it is possible to manufacture in a thin and diverse shape, so there are few mechanical constraints.

6) I2C 방식의 터치 센서 IC를 사용 시에는 매우 많은 개소의 누수를 한 번에 감지할 수 있다.6) When using I2C type touch sensor IC, it is possible to detect very many leaks at once.

7) 충격에 강하다. 7) Strong in shock

8) 유전율이 낮은 유체(기름 등)도 제2 패드를 동기 클럭 핀에 연결하면 쉽게 감지할 수 있다. 8) Low dielectric constant fluids (oil, etc.) can be easily detected by connecting the second pad to the synchronous clock pin.

9) 온도, 습도, 전원의 리플(Ripple) 등과 같은 환경의 변화에도 오동작의 위험이 없다.9) There is no risk of malfunction even if the environment changes such as temperature, humidity, and power supply ripple.

10) 저항만으로 절연 효과 및 감도 조절이 용이하다.10) It is easy to control insulation effect and sensitivity only by resistance.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치에 사용되는 정전용량 방식의 터치 센서 IC의 구조도로, 도 1은 독립형(Stand alone type) 방식의 터치 센서 IC의 구조도이고, 도 2는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식의 터치 센서 IC의 구조도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 터치 센서 IC의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치의 구성도이다.
도 5의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치에서 각 상태에 따라 감지되는 정전용량 값의 변화를 나타내는 도면이다.1 and 2 are structural diagrams of a capacitive touch sensor IC used in a capacitive leak detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a structural diagram of a stand alone type touch sensor IC. 2 is a structural diagram of an inter-integrated circuit (I2C) type touch sensor IC.
3 is a diagram for describing an operation of the touch sensor IC of FIGS. 1 and 2.
4 is a block diagram of a capacitive leak detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 (a) to (e) is a view showing a change in capacitance value detected according to each state in the capacitive leak detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown in different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1~2는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치에 사용되는 정전용량 방식의 터치 센서 IC의 구조도로, 도 1은 독립형(Stand alone type) 방식의 터치 센서 IC의 구조도이고, 도 2는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식의 터치 센서 IC의 구조도이다.1 and 2 are structural diagrams of a capacitive touch sensor IC used in a capacitive leak detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a structural diagram of a stand alone type touch sensor IC. 2 is a structural diagram of an inter-integrated circuit (I2C) type touch sensor IC.

도 1을 보면, 본 발명의 실시예에 적용되는 독립형 방식의 터치 센서 IC(100)는 IC 회로부(110)와 전원 핀(121), 접지(GND) 핀(122), 동기 클럭(CLK) 핀(123), 기준신호 입력(REF INPUT) 핀(124), 다수개의 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125), 및 다수개의 감지 신호 출력(OUT 1~N) 핀(126)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the standalone touch sensor IC 100 applied to an embodiment of the present invention includes an IC circuit unit 110, a power supply pin 121, a ground (GND) pin 122, and a synchronous clock (CLK) pin. 123, a REF INPUT pin 124, a plurality of touch sensing (SENSING 1-N) pins 125, and a plurality of sensing signal output (OUT 1-N) pins 126. Can be.

도 2를 보면, 본 발명의 실시예에 적용되는 I2C 방식의 터치 센서 IC(100)는 IC 회로부(210)와 전원 핀(121), 접지(GND) 핀(122), 동기 클럭(CLK) 핀(123), 기준신호 입력(REF INPUT) 핀(124), 다수개의 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125), 다수개의 감지 신호 출력(OUT 1~N) 핀(126), I2C 통신을 위한 12C CLK 포트(211)와 I2C SDA 포트(212), 및 I2C 어드레스 선택을 위한 AD0 핀(213)과 AD1 핀(214)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the I2C-type touch sensor IC 100 applied to the embodiment of the present invention includes an IC circuit unit 210, a power supply pin 121, a ground (GND) pin 122, and a synchronous clock (CLK) pin. (123), REF INPUT pin 124, a plurality of touch sensing (SENSING 1 ~ N) pin 125, a plurality of sensing signal output (OUT 1 ~ N) pin 126, I2C communication 12C CLK port 211 and I2C SDA port 212, and AD0 pin 213 and AD1 pin 214 for I2C address selection.

도 1과 2의 정전용량 방식의 터치 센서 IC(100,200)는 기존의 정전용량 방식의 터치 센서 IC와 동일한 구조 및 기능을 하므로 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명의 실시예를 이해하는데 도움을 주기 위해 전술한 각종 핀(또는 포트라 칭함)(121~126,211~214)의 기능에 대해 간략히 설명한다.The capacitive touch sensor ICs 100 and 200 of FIGS. 1 and 2 have the same structure and function as the conventional capacitive touch sensor ICs, and thus, a detailed description thereof will be omitted and to help understand the embodiments of the present invention. The functions of the various pins (or ports) 121 to 126, 211 to 214 described above will be briefly described.

전원 핀(121)은 IC 회로부(110,220)가 동작하는데 필요한 약 +2.5V ~ 5V 전원을 공급하기 위해 전원(미도시)과 연결되는 핀이고, 접지(GND) 핀(122)은 IC 회로부(110,220)가 동작하기 위해 접지되는 핀이다.The power pin 121 is a pin connected to a power supply (not shown) to supply about + 2.5V to 5V power required for the IC circuit units 110 and 220 to operate, and the ground (GND) pin 122 is an IC circuit unit 110 and 220. ) Is the pin which is grounded to operate.

동기 클럭(CLK) 핀(123)은 IC(100,200)를 2개 이상 사용할 때 상호 동기를 위하여 서로 연결되어지는 핀을 나타낸다.The sync clock (CLK) pin 123 represents pins connected to each other for mutual synchronization when two or more ICs 100 and 200 are used.

기준신호 입력(REF INPUT) 핀(124)은 감도를 조절하기 위한 기준 커패시터(Capacitor)(미도시)를 연결하여 기준 정전용량으로서의 기준 신호를 입력하는 포트를 나타내고, 일반적으로 기준 커패시터는 오동작 때문에 20pF 이하만 사용된다.The reference signal input (REF INPUT) pin 124 represents a port for connecting a reference capacitor (not shown) for adjusting sensitivity to input a reference signal as a reference capacitance. In general, the reference capacitor is 20pF due to malfunction. Only the following is used.

각 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125)은 터치(Touch)를 인식하는 터치 패드(예를 들어 도 3의 터치 패드; 도 4의 제1 패드와 동일)를 연결하기 위한 포트를 나타낸다.Each of the SENSING 1 to N pins 125 represents a port for connecting a touch pad (for example, the touch pad of FIG. 3; the same as the first pad of FIG. 4) that recognizes a touch.

각 감지 신호 출력(OUT 1~N) 핀(126)은 각 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125)에 대응하는 것으로, 예를 들어, 터치 패드에 손가락 등이 터치되어 각 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125)을 통해 터치 신호가 입력되면 IC 회로부(110,210)의 동작에 의해 하이(HIGH) 신호 또는 로우(LOW) 신호를 출력하기 위한 핀을 나타낸다.Each sensing signal output (OUT 1 to N) pin 126 corresponds to each sensing 1 to N pin 125. For example, a finger or the like is touched on the touch pad to sense each touch. 1 to N) When a touch signal is input through the pin 125, it indicates a pin for outputting a high signal or a low signal by the operation of the IC circuit units 110 and 210.

또한, 12C CLK 포트(211)와 I2C SDA 포트(212)는 I2C 통신을 위한 핀을 나타내고, AD0 핀(213)과 AD1 핀(214)은 I2C 어드레스의 선택을 위한 핀을 나타낸다.12C CLK port 211 and I2C SDA port 212 represent pins for I2C communication, and AD0 pin 213 and AD1 pin 214 represent pins for selection of I2C addresses.

도 3은 도 1 및 도 2의 터치 센서 IC(100,200)의 동작을 간단히 설명하기 위한 도면으로, 동 도면에 도시된 바와 같이, PCB 패턴(Pattern) 으로 터치 패드(Touch PAD)를 만들고 해당 터치 패드를 손가락(Finger)으로 터치하면, 손가락의 정전용량이 해당 터치 패드로 전달되어 해당 터치 감지(SENSING 1~N) 핀(125)을 통해 IC 회로부(110,210)에 입력되고, 그 결과 IC 회로부(110,210)는 입력된 정전용량 신호와 기준 신호(예를 들어, 기준 Frequency나 Impedance)의 비교에 따라 터치 유무를 감지하고, 그 감지 결과를 해당 감지 신호 출력(OUT 1~N) 핀(126)을 통해 출력한다.FIG. 3 is a view for briefly explaining the operation of the touch sensor ICs 100 and 200 of FIGS. 1 and 2. As shown in the drawing, a touch pad is made of a PCB pattern and a corresponding touch pad is formed. When touched with a finger, the capacitance of the finger is transferred to the corresponding touch pad and input to the IC circuit parts 110 and 210 through the corresponding touch sensing pins 125, and as a result, the IC circuit parts 110 and 210. ) Detects the presence or absence of a touch according to the comparison of the input capacitance signal and the reference signal (for example, reference frequency or impedance), and the detection result is output through the corresponding detection signal output (OUT 1 to N) pins 126. Output

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치의 구성도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 정전용량 방식 터치 센서 IC(400), 제1 패드(410), 제2 패드(420), 갭(GAP)(430), 및 저항 소자(440)를 포함할 수 있다.4 is a configuration diagram of a capacitive leak detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the capacitive touch sensor IC 400, the first pad 410, and the second pad 420 are illustrated in FIG. ), A gap (GAP) 430, and a resistor 440.

본 실시예에 따른 정전용량 방식 터치 센서 IC(400)는, 적어도 전원 핀(121), 접지 핀(122), 동기 클럭 핀(123), 터치 감지 핀(125), 감지 신호 출력 핀(126), 및 IC 회로부(110 또는 210)를 포함하고, IC 회로부(110 또는 210)는 터치 감지 핀(125)을 통해 입력된 정전용량 신호와 기준 신호(REF)와의 비교 결과에 따라 감지 신호 출력 핀(126)을 통해 누수 여부 신호를 출력할 수 있다. The capacitive touch sensor IC 400 according to the present embodiment includes at least a power pin 121, a ground pin 122, a synchronous clock pin 123, a touch sense pin 125, and a sense signal output pin 126. And an IC circuit unit 110 or 210, and the IC circuit unit 110 or 210 may include a sensing signal output pin (according to a result of comparing the capacitance signal input through the touch sensing pin 125 with the reference signal REF). A leak signal may be output through 126.

전술한 터치 센서 IC(400)는, 일 예로 도 1의 터치 센서 IC(100)를 사용하여 동일하게 구성되거나, 다른 예로 도 2의 터치 센서 IC(200)를 사용하여 동일하게 구성될 수 있으며, 또 다른 예로 도 1 또는 도 2의 터치 센서 IC(100,200)와 동일 기능을 갖는 MCU(Micro Controller Unit) 등을 사용하여 구성될 수도 있다.The touch sensor IC 400 described above may be configured in the same manner using the touch sensor IC 100 of FIG. 1 as an example, or may be configured in the same manner using the touch sensor IC 200 of FIG. 2 as another example. As another example, it may be configured using a micro controller unit (MCU) having the same function as the touch sensor ICs 100 and 200 of FIG. 1 or 2.

본 실시예에 따른 제1 패드(410)는 터치 감지 핀(125)에 전기적으로 연결된 도전성 패드를 나타내고, 예를 들어, 도 3의 터치 패드와 동일하게 구성될 수 있다.The first pad 410 according to the present exemplary embodiment represents a conductive pad electrically connected to the touch sensing pin 125 and may be configured in the same way as the touch pad of FIG. 3.

본 실시예에 따른 제2 패드(420)는 전원 핀(121), 접지 핀(122), 및 동기 클럭 핀(123) 중 하나에 전기적으로 연결된 도전성 패드를 나타낸다. The second pad 420 according to the present embodiment represents a conductive pad electrically connected to one of the power pin 121, the ground pin 122, and the synchronous clock pin 123.

본 실시예에 따르면 제1 패드(410)와 제2 패드(420)는 평면상에 서로 이웃하도록 배치되고, 제1 패드(410)와 제2 패드(420)의 사이에는 일정 크기의 갭(GAP)(430)이 형성되도록 한다.According to the present exemplary embodiment, the first pad 410 and the second pad 420 are disposed to be adjacent to each other on a plane, and have a predetermined size gap between the first pad 410 and the second pad 420. 430 is formed.

본 실시예에서 갭(430)은, 일 예로 PCB를 천공하여 구멍으로 형성된 에어 갭(Air GAP)으로 형성하거나, 다른 예로 PCB를 패터닝하여 페놀이나 에폭시와 같이 유전율이 매우 낮은 유전체 패턴으로 형성된 유전체 패턴 갭으로 형성할 수 있다.In this embodiment, the gap 430 is formed as an air gap formed by holes, for example, by punching a PCB, or in another example, a dielectric pattern formed of a dielectric pattern having a very low dielectric constant such as phenol or epoxy by patterning the PCB. It can form into a gap.

본 실시예에 따른 저항 소자(440)는 전술한 전원 핀(121), 접지 핀(122), 및 동기 클럭 핀(123) 중 하나와 제2 패드(420) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. The resistor 440 according to the present exemplary embodiment is electrically connected between the second pin 420 and one of the power pin 121, the ground pin 122, and the synchronous clock pin 123.

본 실시예에서 전술한 제1 패드(410), 제2 패드(420), 갭(430), 및 전기적 연결 구조 등은 PCB(Printed Circuit Board) 패턴 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 패턴을 이용하여 간단히 형성할 수 있으며, 노출되지 않아도 되는 부분 예를 들어 제1,2 패드(410,420)와 갭(430)을 제외한 터치 센서 IC(400)와 저항 소자(440) 등은 에폭시나 동등의 것으로 몰딩(450)하여 밀폐할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the first pad 410, the second pad 420, the gap 430, and the electrical connection structure may be simply used by using a printed circuit board (PCB) pattern or a flexible printed circuit (FPC) pattern. For example, the touch sensor IC 400 and the resistive element 440 except for the first and second pads 410 and 420 and the gap 430 may be formed of epoxy or equivalent, and may not be exposed. Can be sealed.

또한, 도 4의 터치 센서 IC(400)에서 도시되지 않은 나머지 핀들은 도 1 및 도 2에 도시된 터치 센서 IC(100,200)의 핀 구조 및 기능과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.In addition, the remaining pins not shown in the touch sensor IC 400 of FIG. 4 are the same as the pin structures and functions of the touch sensor ICs 100 and 200 shown in FIGS. 1 and 2, and thus descriptions thereof will be omitted.

도 5의 (a) 내지 (d)는 도 3의 실시예에 따른 정전용량 방식 누수 감지 장치에서 각 상태에 따라 감지되는 정전용량 값의 변화를 정량적으로 나타내는 도면으로, 동 도면을 참조하여 본 발명의 동작에 대해 설명한다.5A to 5D are quantitative diagrams illustrating changes in capacitance values detected according to respective states in the capacitive leak detection apparatus according to the exemplary embodiment of FIG. 3, and the present invention will be described with reference to the drawings. Will be described.

먼저 단순히 기존의 터치 패드(Touch PAD)만으로 유체를 감지해 본 결과, 정전용량 값의 변화가 적어 기구적 구조에 따라 감지하기 어렵고, 감지를 하여도 환경의 변화에 따라 오동작의 위험이 많았다.First, as a result of detecting the fluid by simply using the existing touch pad, it was difficult to detect it according to the mechanical structure due to the small change in the capacitance value.

본 발명의 실시예와 같이 터치 패드로서의 제1 패드(410) 옆에 전원이나 접지 또는 동기 클럭 핀(121,122,또는 123)과 전기적으로 연결된 제2 패드(420)를 배치하고 제1 패드(410)와 제2 패드(420)의 사이에 형성된 갭(430) 영역에 유체가 들어오면 전원이나 접지 또는 동기 클럭 핀(121,122,또는 123)으로부터의 전하가 제2 패드(420)로부터 갭(430)을 통하여 제2 패드(410)로 유입되어 터치 감지 핀(125)을 통해 터치 센서 IC(400)로 입력되는 정전용량 값의 변화가 크게 일어난다. 또한, 중간에 저항 소자(440)를 삽입하여 감도(즉, 정전용량 값의 변화량) 조절을 용이하게 할 수 있다. As in an embodiment of the present invention, a second pad 420 electrically connected to a power source, a ground, or a synchronous clock pin 121, 122, or 123 is disposed next to the first pad 410 as a touch pad, and the first pad 410 is disposed. When fluid enters an area of the gap 430 formed between the second pad 420 and a charge from the power source or the ground or the synchronous clock pins 121, 122, or 123, the gap 430 is transferred from the second pad 420. The change in the capacitance value which flows into the second pad 410 and is input to the touch sensor IC 400 through the touch sensing pin 125 occurs greatly. In addition, the resistance element 440 may be inserted in the middle to facilitate adjustment of the sensitivity (that is, the amount of change in the capacitance value).

본 실시예에 따르면 터치 패드로서의 제1 패드(410)가 전원, 그라운드(GND), 또는 동기 클럭과 쇼트(Short) 되어도 IC(400)에 전혀 문제가 없다. According to the present embodiment, even if the first pad 410 as the touch pad is shorted with the power supply, the ground GND, or the synchronous clock, there is no problem in the IC 400.

또한, 유전율이 낮은 유체를 감지하거거나, 구조적으로 큰 정전용량 값이 필요한 경우에는 제2 패드(420)를 동기 클럭 핀(123)에 전기적으로 연결하면 감도가 매우 향상되어 쉽게 감지할 수 있다.In addition, when detecting a fluid having a low dielectric constant or structurally having a large capacitance value, the second pad 420 may be electrically connected to the synchronous clock pin 123 to improve sensitivity and thus may be easily detected.

도 5의 (a) 내지 (d)는 각 상태에 따라 기준 정전용량(이하 'REF 정전용량'이라 칭함)에 대해 터치 감지 핀(125)을 통해 터치 센서 IC(400)로 입력되는 정전용량 값(이하 'INPUT 정전용량'이라 칭함)의 변화를 정량적으로 나타낸 것으로, 도 5의 (a)는 제1,2 패드(410,420)나 갭(430) 상에 물이 없는 정상 상태에서의 INPUT 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(482)과 REF 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(496)을 나타내는 것이다.5A to 5D illustrate capacitance values input to the touch sensor IC 400 through the touch sensing pin 125 with respect to the reference capacitance (hereinafter referred to as 'REF capacitance') according to each state. (Hereinafter, referred to as 'INPUT capacitance') shows a quantitative change, and FIG. 5A illustrates an INPUT capacitance in a normal state without water on the first and second pads 410 and 420 or the gap 430. A quantitative data value 482 corresponding to the value and a quantitative data value 496 corresponding to the REF capacitance value.

도 5의 (b)는 제1 패드(410)에 물을 가한 상태에서의 INPUT 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(492)과 REF 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(496)을 나타내는 데 이 경우 INPUT 정전용량의 변화 폭이 작음을 알 수 있다.5B illustrates a quantitative data value 492 corresponding to the INPUT capacitance value and the quantitative data value 496 corresponding to the REF capacitance value when water is applied to the first pad 410. In this case, it can be seen that the variation of the INPUT capacitance is small.

또한 도 5의 (c)는 제2 패드(420)를 전원 핀(121) 또는 접지 핀(122)과 연결한 구조에서 갭(430) 상에 물을 가한 상태에서의 INPUT 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(571)과 REF 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(491)을 나타내는 데 이 경우 INPUT 정전용량 값의 변화 폭이 매우 큰 것을 알 수 있다.5C corresponds to the INPUT capacitance value in a state in which water is applied to the gap 430 in a structure in which the second pad 420 is connected to the power pin 121 or the ground pin 122. A quantitative data value 571 and a quantitative data value 491 corresponding to the REF capacitance value are shown. In this case, it can be seen that the variation of the INPUT capacitance value is very large.

또한 도 5의 (d)는 제2 패드(420)를 동기 클럭 핀(123)과 연결한 구조에서 갭(430) 상에 물을 가한 상태에서의 INPUT 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(931)과 REF 정전용량 값에 대응하는 정량적인 데이터 값(488)을 나타내는 데 이 경우 INPUT 정전용량 값의 변화 폭이 (a)(b)(c)의 경우와 비교하여 상대적으로 약 2배 이상 월등히 큰 것을 알 수 있다.5D illustrates a quantitative data value corresponding to the INPUT capacitance value when water is applied to the gap 430 in a structure in which the second pad 420 is connected to the synchronous clock pin 123. 931) and the quantitative data value 488 corresponding to the REF capacitance value, in which case the variation in the INPUT capacitance value is about two times greater than in the case of (a) (b) (c). You can see that it is much larger.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100,200,400: 터치 센서 IC
110,210: IC 회로부
121: 전원 핀
122: 접지 핀
123: 동기 클럭 핀
124: 기준신호 입력 핀
125: 터치 감지 핀
126: 감지 신호 출력 핀
211: I2C 클럭 핀
212: I2C SDA 핀
213: AD0 핀
214: AD1 핀
410: 제1 패드(또는 터치 패드)
420: 제2 패드
430: 갭
440: 저항 소자
450: 몰딩100,200,400: touch sensor IC
110,210: IC circuit part
121: power pin
122: ground pin
123: synchronous clock pin
124: reference signal input pin
125: touch-sensitive pin
126: sense signal output pin
211: I2C clock pin
212: I2C SDA pin
213: AD0 pin
214: AD1 pin
410: First pad (or touch pad)
420: second pad
430 gap
440: resistive element
450: molding

Claims (4)

적어도 전원 핀, 접지 핀, 동기 클럭 핀, 터치 감지 핀, 및 감지 신호 출력 핀을 포함하고, 상기 터치 감지 핀을 통해 입력된 정전용량 신호와 기준 신호와의 비교 결과에 따라 상기 감지 신호 출력 핀을 통해 누수 여부 신호를 출력하는 정전용량 방식의 터치 센서 IC;
상기 터치 감지 핀에 전기적으로 연결된 터치 패드로서의 도전성 제1 패드; 및
상기 전원 핀, 접지 핀, 및 동기 클럭 핀 중 하나에 전기적으로 연결된 도전성 제2 패드를 포함하고,
상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 동일한 평면상에 형성되어 서로 이웃하도록 배치되고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 사이에는 일정 크기의 갭(GAP)이 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 누수 감지 장치.At least a power pin, a ground pin, a synchronous clock pin, a touch sense pin, and a sense signal output pin, wherein the sense signal output pin is connected according to a result of comparing the capacitance signal inputted through the touch sense pin with a reference signal. A capacitive touch sensor IC for outputting a leak signal through the capacitive touch sensor;
A conductive first pad as a touch pad electrically connected to the touch sensing pins; And
A conductive second pad electrically connected to one of the power pin, the ground pin, and the synchronous clock pin;
The first pad and the second pad are formed on the same plane and disposed so as to be adjacent to each other, a gap of a predetermined size (GAP) is formed between the first pad and the second pad. Leak detection device. 제1항에 있어서,
상기 갭은 공기 또는 유전체 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 누수 감지 장치.The method of claim 1,
Capacitive leak detection device characterized in that the gap is formed of air or a dielectric pattern. 제1항에 있어서,
상기 전원 핀, 접지 핀, 및 동기 클럭 핀 중 하나와 상기 제2 패드는 저항 소자를 매개로 연결된 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 누수 감지 장치.The method of claim 1,
And one of the power pin, the ground pin, and the synchronous clock pin and the second pad are connected via a resistance element. 제1항에 있어서,
상기 터치 센서 IC는 독립형(Stand alone) 방식 또는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 방식인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식 누수 감지 장치.The method of claim 1,
The touch sensor IC is a stand-alone (Stand alone) or I2C (Inter-Integrated Circuit) method, characterized in that the capacitive leak detection device.
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