KR101290097B1 - 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법 - Google Patents

초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101290097B1
KR101290097B1 KR1020120047961A KR20120047961A KR101290097B1 KR 101290097 B1 KR101290097 B1 KR 101290097B1 KR 1020120047961 A KR1020120047961 A KR 1020120047961A KR 20120047961 A KR20120047961 A KR 20120047961A KR 101290097 B1 KR101290097 B1 KR 101290097B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
water
sensor system
ice
ultrasonic
Prior art date
Application number
KR1020120047961A
Other languages
English (en)
Inventor
이영진
백종후
Original Assignee
한국세라믹기술원
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 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020120047961A priority Critical patent/KR101290097B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101290097B1 publication Critical patent/KR101290097B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation

Abstract

초음파의 파형을 비교하여 결빙 유무를 판단하고, 히터부를 통하여 결빙을 제거할 수 있는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징; 상기 하우징 내부의 중앙부분에 형성되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부; 상기 하우징의 측벽에 장착되며, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및 상기 하우징의 외주연을 따라 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법 {FREEZING SENSOR SYSTEM BY ULTRASONIC METHOD AND THE METHOD OF FREEZING SENSOR MANAGEMENT USING THE SAME}
본 발명은 결빙 센서 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 파형의 변화를 통하여 결빙 유무를 판단할 수 있는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법에 관한 것이다.
동절기와 같이 하루 중 대부분의 시간이 0℃ 이하가 되는 시기에는 강이나 호수 등의 물이 결빙될 수 있다. 결빙의 경우, 일반적으로 육안으로 결빙을 파악하게 된다.
그러나, 육안으로 결빙을 파악하는 경우, 거의 완전히 결빙이 이루어진 경우에만 결빙 여부를 파악할 수 있는 문제가 있다.
본 발명에 관련된 기술로는 대한민국등록 제 10-1029378 호(2011. 04. 13. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 결빙방지용 파동발생장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 발신부와 수신부를 통하여 얻은 초음파의 파형을 비교하여 결빙 유무를 판단할 수 있는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징; 상기 하우징 내부의 중앙부분에 형성되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부; 상기 하우징의 측벽에 장착되며, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및 상기 하우징의 외주연을 따라 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징; 상기 하우징의 일측벽에 장착되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부; 상기 하우징의 타측벽에 장착되어, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호가 도달하는 수신부; 상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및 상기 하우징의 외주연을 따라 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하고, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발생부와 상기 발생된 초음파 신호를 수신하는 수신부를 포함하여 형성되는 센서부; 상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및 상기 하우징의 내부에 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징; 상기 하우징 내부의 중앙에 형성되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부; 상기 하우징의 측벽에 장착되며, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호가 도달하는 수신부; 상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및 상기 하우징의 내부에 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템은 (a) 수신부와 발신부를 통하여 얻은 초음파 신호를 통하여, 비결빙 상태에서의 초음파 파형을 저장하는 구동 준비 단계; (b) 상기 수신부와 전기적으로 연결된 결빙 판단부를 통하여, 초음파 신호 파형과 미리 저장된 비결빙 상태의 초음파 신호 파형을 비교하여 결빙 상태를 판단하는 신호 검출 단계; (c) 상기 결빙 상태에서, 히터부를 통해 물의 온도를 비결빙 상태에서의 온도까지 상승시켜, 결빙을 제거하는 검증 단계; 및 (d) 상기 결빙을 제거한 후의 초음파 신호 파장에 따른 결과를 확인 한다.
본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법은 초음파를 발생시키는 발신부와 초음파를 수신하는 수신부로부터 얻은 초음파 파형의 변화를 통하여 결빙 유무를 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법은 히팅부를 통하여 물의 온도를 상승시켜, 결빙을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 시간에 따른 초음파 수신 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 결빙 센서 운영방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 예를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(100)은
하우징(110), 발신부(120), 수신부(130) 및 히터부(140)를 포함한다.
하우징(110)은 원통구조 또는 직육면체 형태로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(110)은 일부가 물에 잠길 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성되어 있다.
발신부(120)는 하우징(110) 내부의 중앙부분에 형성되어 초음파를 발생한다. 한편, 발신부(120)는 유수와의 접촉에 의해 초음파 신호를 전달하기 위하여 일부분은 물에 잠기는 것이 바람직하다.
발신부(120)는 압전소자 또는 탄성적 변형이 일어나는 자왜 재료 등으로 형성된다. 여기서, 발신부(120)는 Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머, (Na, K)NbO3계, (Na, K, Li) NbO3계 등과 같은 압전 물질을 포함할 수 있다.
유수 접촉 등으로 인하여 발신부(120)가 산화되는 것을 최대한 방지하기 위하여, 발신부(120)의 케이스는 스테인리스 스틸, 플라스틱, 압전 세라믹 또는 복합체 등으로 형성될 수 있다.
수신부(130)는 하우징(110)의 측벽에 장착되어, 발신부(120)로부터 발생된 초음파의 신호를 수신한다. 여기서, 수신부(130)는 초음파 신호를 보다 정확하게 수신하기 위하여 적어도 2개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 제조 비용등을 고려할 때, 수신부(130)는 2~8개로 형성되며, 서로 수평한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 수신부(130)는 초음파의 신호를 보다 정확하게 수신하기 위하여, 하우징(110)에 채워진 물의 높이와 같거나, 물의 높이보다 낮게 위치할 수 있다.
히터부(140)는 하우징(110) 하부에서 일정간격 이격된 위치에 형성되며, 하우징(110)의 외주연을 따라 형성된다. 여기서, 히터부(110)는 물의 온도를 상승시켜, 하우징(110)에 발생하는 결빙을 제거하는 역할을 한다.
또한, 도면에는 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(100)은 결빙판단부를 포함하는 것이 바람직하다. 결빙판단부는 수신부(130)와 전기적으로 연결되어, 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단한다. 따라서, 하우징(140) 내부의 물이 결빙되면 히터부(140)를 구동하여 결빙을 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(200)은
하우징(210), 발신부(220), 수신부(230) 및 히터부(240)를 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(200)은 결빙판단부를 포함하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 결빙 센서 시스템(200)의 경우, 하우징(210), 수신부(230) 및 히터부(240)은 도 1에 도시된 요소들과 동일하나, 발신부(220)의 구조가 상이하다.
도 2에 도시된 발신부(220)는 수신부(230)와 동일하게 하우징(210)의 측벽에 일정간격 이격되도록 형성된다. 즉, 하우징(210)의 일측벽에는 발신부(220)가 위치하고, 하우징(210)의 타측벽에는 수신부(230)가 위치하는 것이 바람직하다.
발신부(220)는 초음파의 신호를 정확하게 발신하기 위하여 하우징(210)에 채워진 물의 높이와 같거나 물의 높이보다 낮게 위치할 수 있다. 또한, 발신부(220) 및 수신부(210)는 서로 평행한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 발신부(220)와 수신부(230)는 하우징(210)의 외벽에 일정간격 이격되도록 위치되는 경우, 초음파 신호의 정확도를 향상 시킬 수 있도록, 발신부(220)와 수신부(230)가 순차적으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(300)은
하우징(310), 센서부(320) 및 히터부(330)를 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(300)은 결빙판단부를 포함하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 결빙 센서 시스템(300)의 경우, 하우징(310)은 도 1에 도시된 요소들과 동일하나, 센서부(320) 및 히터부(330)의 구조가 상이하다.
도 3에 도시된 센서부(320) 및 히터부(340)는 하우징(310)의 내부에 위치한다.
발신부(도 1의 120)와 마찬가지로, 센서부(320) 역시, 유수 접촉 등으로 인하여 산화가 되는 것을 최대한 방지하기 위하여, 그 케이스가 스테인리스 스틸, 플라스틱, 압전 세라믹 또는 복합체 등으로 형성될 수 있다.
또한, 센서부(320)는 유수와의 접촉에 의해 초음파 신호를 전달하기 위하여 물의 높이와 같은 위치에 형성되거나, 물의 높이 보다 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
센서부(320)는 하우징(310)의 높이 방향으로 서로 이격되도록 2~8개 이상으로 형성되는 것이 바람직 하다. 센서부(320)의 개수가 2개 미만으로 형성될 경우, 초음파 신호의 수신 및 발신이 불가능할 수 있다. 반대로 센서부(320)의 개수가 8개 이상으로 형성될 경우, 제조비용이 증가할 수 있다.
여기서, 센서부(320)는 초음파 신호를 발신 및 수신 하는 역할을 한다. 센서부(320)는 초음파 신호를 발신하는 발신부와 초음파 신호를 수신하는 수신부가 일체로 형성되기 때문에, 하우징(310) 내부 혹은 외부에 위치하는 전체적인 센서의 수를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 센서부(320)는 초음파 신호를 발신하는 발신부와 초음파 신호를 수신하는 수신부가 일체로 형성되는 경우, 초음파 신호의 정확도를 향상시킬 수 있도록 2개 이상의 센서부(320)는 초음파 신호의 수신과 발신을 순차적으로 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 결빙 센서 시스템의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(400)은
하우징(410), 발신부(420), 수신부(430) 및 히터부(440)를 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템(400)은 결빙판단부를 포함하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 결빙 센서 시스템(400)은 하우징(410), 발신부(420) 및 수신부(430)는 도 1에 도시된 요소들과 동일하나, 히터부(440)의 위치가 상이하다.
도 4에 의하면, 히터부(440)는 하우징(410)의 내부에 물에 잠기도록 위치할 수도 있다.
도 5 및 도 6은 시간에 따른 초음파 수신 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6은 초음파 수신 변화량을 알 수 있다. 따라서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 비결빙 상태에서의 초음파 파형과 결빙 상태에서의 초음파 파형을 비교한다. 따라서, 초음파의 반사, 산란, 위상변화 등의 수신 파형의 변화에 따라 결빙판단부를 통하여 결빙여부를 판단한 후, 비결빙 상태에서 나타난 초음파 파형이 나타날 때까지 히터부를 통하여 물의 온도를 상승 시킨다.
다음으로는 상기 본 발명에 따른 결빙 센서 시스템을 이용한 결빙 센서 운용 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 결빙 센서 운용 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 도시된 결빙 센서 운용 방법은 구동 준비 단계(S710), 신호 검출 단계(S720), 검증 단계(S730) 및 에러 및 결과 처리 단계(S740)을 포함한다.
먼저 구동 준비 단계(S710)에서는 수신부와 발신부를 통하여 얻은 초음파 신호를 통하여, 비결빙 상태에서의 초음파 파형을 저장한다.
신호 검출 단계(S720)에서는 상기 수신부와 전기적으로 연결된 결빙 판단부를 통하여, 초음파 신호 파형과 미리 저장된 비결빙 상태의 초음파 신호 파형을 비교하여 결빙 상태를 판단한다.
검증 단계(S730)에서는 결빙 상태를 검증한다. 즉, 히터부를 통해 물의 온도를 비결빙 상태에서의 온도까지 상승시켜, 결빙을 제거한다.
여기서, 신호 검출 단계(S720) 및 검증 단계(S730) 적어도 1회 이상 반복 하며 데이터를 수집한다.
에러 및 결과 처리 단계(S740)에서는 초음파 신호 파장에 따른 결과를 확인한다.
따라서, 본 발명에 따른 결빙 센서 시스템을 이용한 결빙 센서 운용 방법에 따르면, 결빙 전후의 초음파의 파형을 비교함으로써 결빙 유무를 판단하고, 결빙을 제거할 수 있는 장점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200, 300, 400: 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템
110, 210, 310, 410: 하우징
120, 220, 420: 발신부
130, 230: 수신부
320: 센서부
140, 240, 330, 440: 히터부

Claims (28)

  1. 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부의 중앙부분에 형성되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부;
    상기 하우징의 측벽에 장착되며, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및
    상기 하우징의 외주연을 따라 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결빙판단부는
    상기 물이 결빙되면 상기 히터부를 구동하여 결빙을 제거하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는
    일정 간격 이격되도록 2~8개로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수신부는
    서로 수평한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 물의 높이와 같은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 물의 높이보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자는
    Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머, (Na, K)NbO3계, (Na, K, Li) NbO3계 중에서 선택되는 1종 이상의 압전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  8. 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징;
    상기 하우징의 일측벽에 장착되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부;
    상기 하우징의 타측벽에 장착되어, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호가 도달하는 수신부;
    상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및
    상기 하우징의 외주연을 따라 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결빙판단부는
    상기 물이 결빙되면 상기 히터부를 구동하여 결빙을 제거하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수신부는
    일정 간격 이격되도록 2~8개로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수신부 및 상기 발신부는
    서로 수평한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 수신부 및 상기 발신부는
    상기 물의 높이와 같은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 수신부 및 상기 발신부는
    상기 물의 높이보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 압전소자는
    Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머, (Na, K)NbO3계, (Na, K, Li) NbO3계 중에서 선택되는 1종 이상의 압전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  15. 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 위치하고, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발생부와 상기 발생된 초음파 신호를 수신하는 수신부를 포함하여 형성되는 센서부;
    상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및
    상기 하우징의 내부에 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 물의 높이와 같은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 물의 높이보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 센서부는
    일정 간격 이격되도록 2~8개로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 압전소자는
    Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머, (Na, K)NbO3계, (Na, K, Li) NbO3계 중에서 선택되는 1종 이상의 압전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  20. 일부가 물에 잠기도록 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부의 중앙에 형성되어, 압전소자를 이용하여 초음파를 발생시키는 발신부;
    상기 하우징의 측벽에 장착되며, 상기 발신부로부터 발생된 초음파 신호가 도달하는 수신부;
    상기 수신부와 전기적으로 연결되어 상기 초음파 신호의 파형과 미리 저장된 초음파 신호의 파형을 비교하여 결빙여부를 판단하는 결빙판단부; 및
    상기 하우징의 내부에 형성되어 상기 물의 온도를 상승시키는 히터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 결빙판단부는
    상기 물이 결빙되면 상기 히터부를 구동하여 결빙을 제거하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 수신부는
    일정 간격 이격되도록 2~8개로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 수신부는
    서로 수평한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 물의 높이와 같은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 물의 높이보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 압전소자는
    Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Zn,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋Pb(Ni,Nb)O3, Pb(Zr,Ti)O3＋PVDF 폴리머, Pb(Zr,Ti)O3＋실리콘 폴리머 및 Pb(Zr,Ti)O3+에폭시 폴리머, (Na, K)NbO3계, (Na, K, Li) NbO3계 중에서 선택되는 1종 이상의 압전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템.
  27. (a) 수신부와 발신부를 통하여 얻은 초음파 신호를 통하여, 비결빙 상태에서의 초음파 파형을 저장하는 구동 준비 단계;
    (b) 상기 수신부와 전기적으로 연결된 결빙 판단부를 통하여, 초음파 신호 파형과 미리 저장된 비결빙 상태의 초음파 신호 파형을 비교하여 결빙 상태를 판단하는 신호 검출 단계;
    (c) 상기 결빙 상태에서, 히터부를 통해 물의 온도를 비결빙 상태에서의 온도까지 상승시켜, 결빙을 제거하는 검증 단계; 및
    (d) 상기 결빙을 제거한 후의 초음파 신호 파장에 따른 결과를 확인하는 결빙 센서 운용 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 (b)와 상기 (c)는
    1회 이상 반복하여 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 결빙 센서 운용 방법.
KR1020120047961A 2012-05-07 2012-05-07 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법 KR101290097B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120047961A KR101290097B1 (ko) 2012-05-07 2012-05-07 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120047961A KR101290097B1 (ko) 2012-05-07 2012-05-07 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101290097B1 true KR101290097B1 (ko) 2013-07-26

Family

ID=48998114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120047961A KR101290097B1 (ko) 2012-05-07 2012-05-07 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101290097B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114623053A (zh) * 2022-04-29 2022-06-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种辅助风电机组的结冰监测系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0599460A (ja) * 1991-05-17 1993-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 氷蓄熱槽用超音波式氷厚測定方法
JP2000105115A (ja) 1998-09-29 2000-04-11 Hoshizaki Electric Co Ltd 超音波式物体検知装置及び超音波式貯氷検知装置
KR100593775B1 (ko) 2003-05-16 2006-06-30 가부시키가이샤 덴소 초음파 센서
KR200440512Y1 (ko) 2007-01-30 2008-06-16 (주)리테크 결로 현상을 제거하기 위한 라운드 구조로 이루어진 진동형초음파 센서

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0599460A (ja) * 1991-05-17 1993-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 氷蓄熱槽用超音波式氷厚測定方法
JP2000105115A (ja) 1998-09-29 2000-04-11 Hoshizaki Electric Co Ltd 超音波式物体検知装置及び超音波式貯氷検知装置
KR100593775B1 (ko) 2003-05-16 2006-06-30 가부시키가이샤 덴소 초음파 센서
KR200440512Y1 (ko) 2007-01-30 2008-06-16 (주)리테크 결로 현상을 제거하기 위한 라운드 구조로 이루어진 진동형초음파 센서

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114623053A (zh) * 2022-04-29 2022-06-14 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种辅助风电机组的结冰监测系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104280082B (zh) 水中的通用测量数据获取
US11619132B2 (en) Methods and systems for ultrasonic rock bolt condition monitoring
CN103513233B (zh) 物标探知装置、发送脉冲控制设备及物标探知方法
CN102353515B (zh) 一种浅海非线性内波声学监测方法及系统
US8616061B2 (en) Ultrasonic sensor
EP3457127A1 (en) Reflection wave sensor and detection method
US11569863B2 (en) Acoustic sensing nodes and related systems and methods
JP2014503419A (ja) タイヤ荷重を判定するための圧電ベースのシステムおよび方法
Mohammed et al. Highly accurate water level measurement system using a microcontroller and an ultrasonic sensor
CA2796703A1 (en) Beverage machine with integrated ultrasonic transceiver
WO2011153628A1 (en) Detection of reinforcement metal corrosion
US20210333242A1 (en) Asset integrity monitoring using cellular networks
CN107290765B (zh) 水下潜航器的协作定位方法和系统
JPWO2018139192A1 (ja) 超音波装置
KR101290097B1 (ko) 초음파를 이용한 결빙 센서 시스템 및 이를 이용한 결빙 센서 운용 방법
CN104296836A (zh) 联合收割机超声波实时检测粮仓仓位的方法
US11248946B1 (en) Devices, systems, and methods for measuring fluid level using radio-frequency (RF) localization
KR102434039B1 (ko) 절연 오일로 채워져 있는 하우징을 갖는 전기 장치와, 이러한 전기 장치를 모니터링하기 위한 측정 장치 및 방법
JP6924192B2 (ja) 半受動トランスポンダ
US9494559B2 (en) System and method for RFID-based remote material analysis
CN103459947A (zh) 用于冰检测的系统、设备及方法
US9404810B2 (en) Wireless surface acoustic wave temperature sensor and interrogation system apparatus capable of generating a self synchronizing shaft position indicator for moving platforms
CN105987769A (zh) 一种基于声表面波传感器的数据测量方法和装置
US20140327548A1 (en) Pool surveillance system and associated surveillance method
JP3849394B2 (ja) 超音波レベル計

Legal Events

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

Payment date: 20160704

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170717

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180716

Year of fee payment: 6