KR101244753B1

KR101244753B1 - 초음파가습기의 상태감시장치

Info

Publication number: KR101244753B1
Application number: KR1020120157769A
Authority: KR
Inventors: 박대규
Original assignee: 박대규; 주식회사 스마트로닉스
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-03-18
Also published as: WO2014104457A1

Abstract

본 발명은 초음파가습기의 상태감시장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 분무의 발생에 사용되는 초음파 진동자에 공급되는 전압 또는 전류를 감시함으로써 수위감지가 가능한 상태감시장치에 관한 것이다.
본 발명의 상태감시장치는, 초음파 진동에 의해 가습조에 담긴 물을 분무화하는 초음파 진동자, 상기 분무의 발생량을 설정하는 분무량 설정부, 및 상기 분무량 설정부의 설정치에 비례하는 크기(진폭)와 상기 초음파 진동자의 공진주파수에 상당하는 주파수의 교류 구동신호로 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진구동부를 포함하는 초음파 가습기에 있어서, 상기 발진구동부의 출력전압의 진폭을 감지하는 전압진폭 감지부, 상기 발진구동부의 출력전류의 진폭을 감지하는 전류진폭 감지부, 및 상기 전압진폭 감지부 및 전류진폭 감지부의 출력신호로부터 연산된 부하저항 값이 정상작동시의 부하저항범위 내에 들어가는지 비교를 하되, 상기 부하저항 값을 상기 부하저항범위와 직접적으로 비교하거나 또는 상기 부하저항 및 부하저항범위에 옴(Ohm)의 법칙을 적용하여 전압 또는 전류로 환산해서 표현한 비교식을 사용하여 간접적으로 비교함으로써 가습조 수위 및 진동자 상태를 판단하는 상태판단부를 포함하는 특징을 가진다.

Description

초음파가습기의 상태감시장치{Status Monitoring Device for Ultrasonic Humidifier}

본 발명은 초음파가습기의 상태감시장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 분무의 발생에 사용되는 초음파 진동자에 공급되는 전압 또는 전류를 감시함으로써 가습조의 수위 및 가습체의 결합여부를 감지하는 상태감시장치에 관한 것이다.

지난 2011년 여름에 발생한 가습기 살균제로 인한 ‘폐손상 사망사건’은 포털 사이트 ‘네이버’가 2011년 결산 뉴스로 선정할 만큼 중대한 이슈였다. 이 사건으로 말미암아 수많은 소비자들이 가습기 살균제의 위험성을 인지하게 되었으며, 세척이 간편한 가습기에 대해 지대한 관심을 가지게 되었다. 여기서 우리가 짚고 넘어가야 할 것은, 기존에 시판되고 있는 초음파 가습기들이 저마다 우수한 살균기능을 자랑하고 있었다는 점이다. 그것들이 주장하는 바를 예로 들자면, 가열살균, 은나노 등의 항균처리에 의한 살균, 자외선 살균, 전기분해에 의한 염소이온 살균, 캐비테이션 효과에 의한 초음파 살균 등이 있다. 만약 그러한 살균기능들이 제 역할을 다하였다면, 소비자들이 바보가 아닌 다음에야 가습기 살균제를 사용하였을 리 만무하다. 그럼에도 소비자들이 가습기 살균제를 사용하였던 이유는, 그것들이 주장하는 살균효과를 믿을 수 없었거나, 실제로 사용해보니 그 효과가 미흡하였던 것으로 추측된다. 즉 소비자들은 현명하였으며, 소비자들의 현명함이 오히려 ‘폐손상 사망사건’이라는 비극을 발생시킨 한가지 원인이 된, 참으로 아이러니하고도 안타까운 상황이 전개되었다. 과장광고에 대한 정부의 적절한 규제가 필요해 보인다.

본 발명인은, 효과가 명확히 입증되지 않은 살균기능보다는 원리적으로 효과가 자명한 간편세척 기능이 위생관리의 측면에서 보다 더 효과적일 것이라는 점에 착안하여, 2006년에 “간편세척 초음파가습기”를 특허출원(10-2006-0111376)하여 등록을 받은 바 있다. 상기 기술에 의하면, 물통과 가습실을 일체화한 가습체만을 가습기 본체로부터 분리·이동하여 세척하도록 하고 있기 때문에 세척이 대단히 간편해진다. 그러나 플로트 방식의 수위감지기가 상기 가습체 내부구조를 복잡하게 만들기 때문에, 상기 가습체 내부 구석구석을 일일이 손으로 닦기에는 불편하였다. 세척이 더욱 간편해지기 위해서는 상기 가습체 내부구조가 더욱 단순해져야 하며, 따라서 상기 플로트 방식의 수위감지기는 제거되어야 한다. 이때 상기 가습체와 본체 사이에서, 수위를 감지하고 그 전기적 신호를 수수할 수 있는 수단은 초음파 진동자가 유일하다. 따라서 상기 초음파 진동자를 이용한 수위감지 수단이 필요하다.

전술한 목적을 달성하기 위한 종래기술로는 출원번호 10-1996-0016495 “가습기 제어시스템”이 있으며, 그 기술사상의 핵심요지는 “CT에 의해 검출된 부하전류 성분을 전압성분으로 변환하고, 이를 기준전압 상한치 및 하한치와 비교하여 기준전압 상한치 이상이면 ‘물 없음’으로 판단하고, 기준전압 하한치 이하일 때는 ‘진동자 파손’으로 판단”하는 것이다. 즉 부하전류 값이 소정의 상한치 이상이면 ‘물 없음’으로 판단하고, 소정의 하한치 이하이면 ‘진동자 파손’으로 판단하는 것이다. 그러나 한 가지 값으로 고정된 상기 ‘상한치’에 근거하여 ‘물 없음’을 판단할 수는 없다. 왜냐하면, 사용자의 분무발생량 설정에 따라서 최대 부하전류 값이 변화하기 때문이다. 또 상기 비교대상이 부하전류의 진폭인지 그 여부가 불분명하다.

다른 종래기술로는 출원번호 10-2008-0088161 “가습기의 발진장치 제어시스템”이 있으며, 그 기술사상의 핵심요지는 “가습기 수조 내에 물이 있을 때와 물이 없을 때, 상기 진동자의 미세 진동 차이에 따른 전압 및 전류의 변화량을 감시”하는 것이다. 이 기술은 전압 및 전류의 변화량을 감시할 뿐, ‘물 없음’상태를 어떻게 판단하는지 그 구체적인 방법을 제시하고 있지 않다. 또 통상의 증폭회로가 부하를 구동할 때 정전압 또는 정전류 구동방식을 사용함을 감안하면, 어떤 원리에 의해 전압 및 전류가 동시에 변화하는지 그 원리에 대한 구체적인 설명이 없다. 예외적으로 정전력 구동방식을 생각할 수 있으나, 전력 값을 알기 위해서는 승산기가 필요하여 회로가 복잡해지므로 제조비용이 상승하는 문제점 때문에 실익이 없다. 또 상기 전압 및 전류의 변화량이 구체적으로 파형의 진폭, 위상, 주파수 중에서 어느 요소의 변화량을 말하는 것인지 불분명하다.

따라서 상기한 종래기술들은 산업상 이용가능성이 없는 미완성 발명이라고 말할 수 있다.

전술한 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 과제는, 초음파 진동자를 이용한 초음파가습기의 상태감시장치를 제공하는 것이다. 또 산업상 이용가능성이 있는 완성된 발명을 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상태감시장치는, 초음파 진동에 의해 가습조에 담긴 물을 분무화하는 초음파 진동자, 상기 분무의 발생량을 설정하는 분무량 설정부, 및 상기 분무량 설정부의 설정치에 비례하는 크기(진폭)와 상기 초음파 진동자의 공진주파수에 상당하는 주파수의 교류 구동신호로 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진구동부를 포함하는 초음파 가습기에 있어서, 상기 발진구동부의 출력전압의 진폭을 감지하는 전압진폭 감지부, 상기 발진구동부의 출력전류의 진폭을 감지하는 전류진폭 감지부, 및 상기 전압진폭 감지부 및 전류진폭 감지부의 출력신호로부터 연산된 부하저항 값이 정상작동시의 부하저항범위 내에 들어가는지 비교를 하되, 상기 부하저항 값을 상기 부하저항범위와 직접적으로 비교하거나 또는 상기 부하저항 및 부하저항범위에 옴(Ohm)의 법칙을 적용하여 전압 또는 전류로 환산해서 표현한 비교식을 사용하여 간접적으로 비교함으로써 가습조 수위 및 진동자 상태를 판단하는 상태판단부를 포함하는 특징을 가진다.

전술한 과제 해결 수단에 의해 초음파가습기의 가습체 내부구조가 단순해지기 때문에, 세척이 더욱 간편해지고 생산비용이 절감되며 고장발생 가능성이 줄어드는 효과가 있다.

도1 ~ 도8은 본 발명 상태감시장치의 제1 ~ 제8 실시례 도면.
도9는 초음파 진동자의 회로 심벌과 등가회로도.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제공되는 바람직한 실시례를 첨부된 도면을 참조하여 장치구성과 작동원리를 자세히 설명하기로 한다. 이하의 실시례는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 위해 제공되는 바, 본 실시례에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 덧붙여서 본 명세서의 설명과 첨부된 도면에서, 동일한 목적과 기능을 가지는 구성요소는 그 구성과 도면이 달라지더라도 가능한 한 동일한 명칭과 도면부호를 가지도록 하여 일관성을 유지하였음을 밝혀둔다.

도9는 초음파 진동자의 회로 심벌 (a)와 전기적 등가회로 (b)를 나타낸 것이다. 도면에서 L, C는 초음파 진동자의 기계적 구조에 의해 결정되는 고유한 값이고, Cs는 초음파 진동자에 형성한 전극 및 도선에 의해 형성되는 부유용량(Stray capacitance)으로서, L, C, Cs 값이 상기 초음파 진동자의 직렬 및 병렬 공진주파수를 결정한다. 통상적으로 초음파 진동자는 직렬 공진주파수

에서 작동하며, 이때 리액턴스 성분은 상쇄되므로, 전기적 등가회로는 오로지 저항성분 R만 남게 된다. 즉 공진주파수에서 초음파 진동자는 순수한 저항 R로 보이게 된다.

한편, 부하저항 R은 진동자의 기계적 진동에 의해 외부환경에 에너지를 공급할 때의 기계적 부하를 전기적으로 표현한 것으로서, 외부환경의 기계적 부하가 작으면 저항 값이 감소하고 기계적 부하가 크면 저항 값이 증가한다. 따라서 아무런 기계적 부하가 없을 경우에, 약간의 고유저항 값만 남으므로 R 값은 거의 0이 된다. 따라서, 초음파 진동자에 대단히 큰 전류가 흐르면서 상기 진동자가 파손된다. 한편 상기 진동자가 파손되거나, 존재하지 않으면 상기 전기적 등가회로는 개회로(open circuit)가 된다. 따라서 정상작동 중인 초음파 진동자의 임피던스는 저항값 R이 소정의 범위 내에 들어간다. 즉, R_LO < R < R_HI 의 조건을 만족한다. 여기서 R_LO는 기계적 무부하/저부하 상태를 판정하기 위한 제1 임계치이고, R_HI는 초음파 진동자가 존재하지 않거나, 파손된 경우를 판정하기 위한 제2 임계치이다.

이상에서 설명한 바를 초음파 가습기에 적용하자면, 가습조의 수위가 일정할 때는 상기 저항 값 R이 일정하지만, 물이 부족하여 저수위가 될 때는 R_LO 보다 작아지고, 상기 진동자가 파손되거나 없을 경우에는 R_HI 보다 커진다. 따라서, 상기 저항 값의 변화를 감시함으로써 초음파 가습기의 상태를 감시할 수 있다.

한편, 초음파 진동자를 구동하는 발진구동부가 공급하는 전력을 P, 초음파 진동자가 가습조의 물에 공급하는 전력(단위시간당 에너지)을 Pw, 초음파 진동자의 전기-기계 결합계수(Electro-mechanical Coupling Factor)를 k라 하면, Pw는 Pw = k²P 로 표현되고 분무발생량은 Pw에 비례한다고 볼 수 있다. 따라서 부하저항 값이 일정할 때, 즉 가습조의 수위가 일정할 때, 실제 분무발생량은 초음파 진동자에 공급되는 전력 P에 비례한다. 또 발진구동부가 초음파 진동자에게 공급하는 전력 P는 P = VI 로 표현되어, 구동전압 V와 구동전류 I의 곱으로 표현된다. 여기서 V는 사용자의 분무량 조절명령에 의해 정해지는 설정치에 비례하는 일정한 값이므로 I 값을 알면 P 값을 알 수 있다.

[제1 실시례]

도1은 본 발명 상태감시장치의 제1 실시례를 보인 것이다. 도면에 보인 바와 같이, 종래기술의 초음파가습기 구동회로는 초음파 진동에 의해 가습조에 담긴 물을 분무화하는 초음파 진동자(10), 상기 분무의 발생량을 설정하는 분무량 설정부(31), 및 상기 분무량 설정부의 설정치에 비례하는 크기(진폭)와 상기 초음파 진동자의 공진주파수에 상당하는 주파수의 교류 구동신호로 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진구동부(20)를 포함하여 구성된다.

통상적으로 상기 발진구동부(20)는 초음파 진동자(10)의 공진주파수 성분을 정궤환(Positive feedback)하는 발진회로로서 출력단에 C급 증폭회로를 사용한다. 또 분무량 설정부(31)는 상기 C급 증폭회로의 직류 바이어스(DC bias) 점을 조절함으로써 출력신호의 진폭을 조절한다. 이때 상기 진폭의 조절(바이어스 조절)에는 개회로 제어(Open loop control), 또는 부궤환(Negative feedback)을 사용한 폐회로 제어(Closed loop control) 중에서 어느 것을 사용할 수도 있으나, 본 발명인이 조사한 선행기술에서는 모두 회로구성이 비교적 간단하여 제조비용이 절감되는 개회로 제어를 사용하고 있었다. 상기 부궤환 및 정궤환 제어이론은 주지관용의 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

이제 본 발명의 구성 및 작동원리에 대해 설명하기로 한다. 전술한 바대로 가습기 상태의 변화(초음파 진동자 결합여부 및 가습조의 수위변화)를 감지하기 위해서는 초음파 진동자 등가회로상의 부하저항 값의 변화를 감지할 수 있어야 한다. 부하전압과 부하전류를 알면 옴(Ohm)의 법칙에 의해 부하저항 값을 연산할 수 있다. 따라서 제산기(80)는 전압진폭 감지부(50)가 감지한 부하전압진폭 값을 전류진폭 감지부(60)가 감지한 부하전류진폭 값으로 나누어서 부하저항 값을 연산한다.

이때 부하전압은 비교적 대신호이므로 감쇄(1/G_V)하고, 부하전류는 비교적 소신호이므로 증폭(G_I)하여야만 상기 제산기가 신호를 처리하는데 무리가 없다. 따라서 상기 제산기(80)의 출력신호는 R_O/(G_VG_I)가 된다. 상기 출력신호는 감쇄된 신호이므로 원래 크기가 되도록 다시 증폭(81)하거나, 또는 상태판단부(70)의 기준범위 상·하한치도 동일한 비율로 감쇄하여야 한다. 이와 같이 각 단계별로 신호처리에 적당한 크기로 신호를 증폭하거나 감쇄하는 기술은 보편적으로 사용되는 주지관용의 기술이다. 그런데, 이러한 설명이 본 발명 기술사상의 핵심요지를 전달하는데 방해가 되므로, 특별한 의미가 있는 경우가 아니라면 이하의 설명에서는 생략하기로 한다.

한편 전류센서(61)는 전류신호를 전압신호로 변환하는 역할을 하며 상기 전류진폭 감지부(60)에 포함된다. 즉 전류진폭 감지부(60)는 트랜스-임피던스 증폭기(Trans-impedance Amplifier)이다. 또 상기 전압진폭 감지부(50) 및 전류진폭 감지부(60)는, 정류평활회로 또는 최대치 검출회로(peak detector) 등의 주지관용 기술을 사용하여 구현 가능하므로 자세한 설명을 생략한다.

한편, 상태판단부(70)는 도면에 보인 바와 같이 2개의 슈밋트리거(Schmitt trigger, 71, 72)와 하나의 AND 논리회로(73)로 구성된 범위비교기이다. 부품오차 및 잡음에 의한 오작동을 방지하기 위하여, 상기 슈밋트리거의 상·하 문턱전압 사이의 간격은 충분히 크게 하는 것이 바람직하다.

다음의 표는 연산된 출력저항의 값에 따라 본 발명 상태감시장치의 상태출력을 보인 것이다. 표에서 보인 ‘가습기 상태’가 ‘정상’일 경우에만 가습기가 작동을 하여야 한다. ‘가습기 상태’가 ‘정상’이 아닌 경우에, 가습기의 작동을 정지하고 시각적 또는 청각적 수단 중에서 어느 하나 이상의 수단을 사용하여 소비자에게 알려준다.

부하저항 R_O	진동자 상태	가습조 상태	가습기 상태
R_HI < R_O	0: 진동자 분리/고장	1: 정상	0: 진동자 분리/고장
R_LO < R_O < R_HI	1: 정상	1: 정상	1: 정상
R_O < R_LO	1: 정상	0: 저수위(물 없음)	0: 저수위(물 없음)

[제2 실시례]

도2는 부하 임피던스 대신에 그것의 역수인 부하 어드미턴스를 연산하는 실시례를 보인 것이다. 다음의 식 및 표에서 Y_O=1/R_O, Y_HI=1/R_LO, Y_LO=1/R_HI로 정의한다.

부하 콘덕턴스 Y_O	진동자 상태	가습조 상태	가습기 상태
Y_HI < Y_O	1: 정상	0: 저수위(물 없음)	0: 저수위(물 없음)
Y_LO < Y_O < Y_HI	1: 정상	1: 정상	1: 정상
Y_O < Y_LO	0: 진동자 분리/고장	1: 정상	1: 진동자 분리/고장

이상에서 설명한 제1 및 제2 실시례는 측정한 출력전압과 출력전류 정보로부터 출력 임피던스/어드미턴스 정보를 연산한 후, 상기 출력 임피던스/어드미턴스 값을 소정의 기준범위와 직접적으로 비교함으로써 가습기의 상태를 감시한다. 따라서 개념적으로는 단순한 장점이 있으나, 고가의 제산기(80) 회로가 필요하므로 실제 구현에는 제조비용의 측면에서 바람직하지 못하다. 따라서 아래에서는 제산기가 필요 없는 간접적 비교방식을 설명하기로 한다.

[제3 실시례]

도3은 부하(초음파 진동자)의 전압진폭신호 V_O가 소정의 범위 내에 들어가는지 감시함으로써, 초음파 가습기의 상태를 감시하는 회로를 보인 것이다. 본 실시례에서는 전술한 실시례들에서 사용된 제산기 대신에 증폭기(81)이 사용되었다. 상기 전압진폭 감지부의 신호감쇄비(G_V)와 상기 전류진폭 감지부의 신호이득비(G_I)의 곱이, 저 수위와 정상 수위를 구분하는 경계선에서의 부하저항 값인 제1 임계치 R_LO가 되도록, 상기 신호감쇄비와 신호이득비를 설계한다. 그러면 상기 전압진폭 감지부의 출력신호 V_O/G_V 를 상기 전류진폭 감지부의 출력신호 G_II_O 및 그의 (제2 임계치)/(제1 임계치)배 신호 (R_HI/R_LO)G_II_O와 비교함으로써 소정의 목적을 달성한다. 그 원리는 아래의 수식에 보인 바와 같이 자명하므로, 자세한 설명을 생략한다.

전압진폭신호 V_O/G_V	진동자 상태	가습조 상태	가습기 상태
(R_HI/R_LO)G_II_O < V_O/G_V	0: 진동자 분리/고장	1: 정상	0: 진동자 분리/고장
G_II_O < V_O/G_V < (R_HI/R_LO)G_II_O	1: 정상	1: 정상	1: 정상
V_O/G_V < G_II_O	1: 정상	0: 저수위(물 없음)	0: 저수위(물 없음)

[제4 실시례]

도4는 부하(초음파 진동자)의 전류진폭신호 I_O가 소정의 범위 내에 들어가는지 감시함으로써, 초음파 가습기의 상태를 감시하는 회로를 보인 것이다. 그 원리는 아래에 보인 수식이 충분히 설명하고 있으며, 전압 대신에 전류신호를 감시하는 점이 다를 뿐, 제3 실시례와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

전류진폭신호 G_II_O	진동자 상태	가습조 상태	가습기 상태
V_O/G_V < G_II_O	1: 정상	0: 저수위(물 없음)	0: 저수위(물 없음)
(R_LO/R_HI)(V_O/G_V) < G_II_O < V_O/G_V	1: 정상	1: 정상	1: 정상
G_II_O < (R_LO/R_HI)(V_O/G_V)	0: 진동자 분리/고장	1: 정상	0: 진동자 분리/고장

전술한 실시례들에서, 발진구동부(20)는 그의 출력신호의 진폭을 조절함에 있어서 어떠한 제한조건도 두지 아니 하였다. 따라서 종래기술의 개회로 방식이 사용될 수 있다. 이제 상기 출력신호를 안정적으로 제어할 수 있는 폐회로 방식에서, 본 발명의 상태감시장치를 적용하는 실시례들을 설명하기로 한다.

[제5 실시례]

도5는 도3의 회로에서 전류진폭 감지부의 출력을 발진구동부 회로의 부궤환 신호로 사용한 것을 보인 것이다. 따라서 발진구동부는 사용자가 설정한 크기의 정전류 값으로 부하를 구동한다. 분무량 설정부(31)의 기준전압 V₁을 G_II_MAX로 설정하면, 정상작동상태에서 오차연산부(23)의 입력신호는 동일하므로 G_II_O=αV₁=αG_II_MAX이며, 따라서 I_O=αI_MAX가 된다. 나머지는 제3 실시례와 동일하므로 설명을 생략한다.

[제6 실시례]

도6은 도4의 회로에서 전압진폭 감지부의 출력을 발진구동부 회로의 부궤환 신호로 사용한 것을 보인 것이다. 따라서 발진구동부는 사용자가 설정한 크기의 정전압 값으로 부하를 구동한다. 나머지는 제4 실시례와 동일하고, 도면에 각부의 신호를 자세히 표시하였으므로 설명이 필요 없을 것이다.

[제7 실시례]

[제8 실시례]

도7에 보인 제7 실시례는 도5와 유사하며, 도8에 보인 제8 실시례는 도6과 유사하다. 가습기의 상태판단에 사용되는 임계치를 분무량 설정치에 비례하여 가변하는 기능을, 증폭기 81 대신에 2연 가변저항 30을 사용하여 구현한 점이 서로 다르다. 나머지 임계치는, 정상작동상태에서 오차연산부(23)의 두 입력신호는 동일하므로 상기 입력신호의 어느 것을 사용하여도 무방하다.

이상으로 본 발명의 구성과 그에 따른 바람직한 실시례에 대한 상세한 설명을 마치며, 본 발명은 전술한 바람직한 실시례에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 한편, ‘포함하다’ 또는 ‘포함하는’의 표현은 본 발명의 요지와 직접적인 관련이 없는 구성요소가 포함되는 것을 배제하지 않으려는 의도임을 밝혀둔다.

10: 초음파 진동자 20: 발진구동부
21: 발진증폭부 23: 오차연산부
30: 2연 가변저항 31: 분무량 설정부
32: 가변기준 발생부
50: 전압진폭 감지부 60: 전류진폭 감지부
61: 전류센서 70: 상태판단부
71,72: 비교기 80: 제산기
81: 증폭기 100: 상태감시장치

Claims

초음파 진동에 의해 가습조에 담긴 물을 분무화하는 초음파 진동자, 상기 분무의 발생량을 설정하는 분무량 설정부, 및 상기 분무량 설정부의 설정치에 비례하는 크기(진폭)와 상기 초음파 진동자의 공진주파수에 상당하는 주파수의 교류 구동신호로 상기 초음파 진동자를 구동하는 발진구동부를 포함하는 초음파 가습기에 있어서, 상기 발진구동부의 출력전압의 진폭을 감지하는 전압진폭 감지부, 상기 발진구동부의 출력전류의 진폭을 감지하는 전류진폭 감지부, 및 상기 전압진폭 감지부 및 전류진폭 감지부의 출력신호로부터 연산된 부하저항 값이 정상작동시의 부하저항범위 내에 들어가는지 비교를 하되, 상기 부하저항 값을 상기 부하저항범위와 직접적으로 비교하거나 또는 상기 부하저항 및 부하저항범위에 옴(Ohm)의 법칙을 적용하여 전압 또는 전류로 환산해서 표현한 비교식을 사용하여 간접적으로 비교함으로써 가습조 수위 및 진동자 상태를 판단하는 상태판단부를 포함하는, 초음파 가습기의 상태감시장치.
제1항에 있어서, 상기 상태감시장치는 상기 전압진폭 감지부의 출력신호를 상기 전류진폭 감지부의 출력신호로 나누어 부하저항 값을 연산하는 제산기(divider)를 가지며, 상기 상태판단부는 상기 부하저항 값을 소정의 정상작동 기준범위와 비교함으로써 작동상태를 판단하는 특징을 가지는, 초음파 가습기의 상태감시장치.
제1항에 있어서, 상기 전압진폭 감지부의 신호감쇄비와 상기 전류진폭 감지부의 신호이득비의 곱이, 저수위(물 없음)와 정상 수위를 구분하는 경계선에서의 부하저항 값이 되도록, 상기 신호감쇄비와 신호이득비를 설정하고, 상기 전압진폭 감지부 및 전류진폭 감지부의 출력신호 중에서 어느 하나의 출력신호를, 나머지 출력신호 및 정상작동 출력저항 범위의 비율에 의해 환산된 상기 나머지 출력신호를 상·하한치로 하는 범위와 비교하여, 가습기의 작동상태를 판단하는 특징을 가지는, 초음파 가습기의 상태감시장치.
제1항에 있어서, 상기 전압진폭 감지부 및 전류진폭 감지부 중에서 어느 하나의 감지부는, 상기 분무량 설정치를 추종하는 발진구동부 출력신호를 만들기 위한 부궤환 수단으로 사용되는 특징을 가지는, 초음파 가습기의 상태감시장치.