KR101301808B1 - Automatic liquid dispenser and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법에 관한 것으로서, 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부와; 상기 용기 높이 측정부에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와; 상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부와; 용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부와; 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와; 상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to an automatic liquid distributor and a driving method thereof, comprising: a container height measuring unit configured to transmit ultrasonic waves to an upper surface of a container, and to receive the ultrasonic waves reflected from the upper surface of the container to measure the height of the container a plurality of times; A container height determining unit configured to determine a container height by calculating an average value of the container heights measured by the container height measuring unit a plurality of times; A liquid dispenser unit for discharging a liquid into the container; A storage unit for storing data in which the liquid level is preset for the container height; A water level detector for detecting the level of the liquid in the container; And a comparator configured to receive the container height determined by the container height determiner and the level detected by the water level detector, and compare the liquid level with respect to a preset container height stored in the storage.
따라서, 본 발명은 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can freely detect the height of the container regardless of the shape, material, and surface state of the container, and has the effect of detecting the height of the container regardless of the position where the container is placed.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of realizing an automatic liquid distributor at a lower manufacturing cost than using light by using ultrasonic waves.
액체분배기, 수위, 용기, 높이, 초음파, 근접, 측정 Dispenser, Water Level, Vessel, Height, Ultrasonic, Proximity, Measurement
Description
도 1은 종래 기술에 따른 액체 분배기가 냉장고에 설치된 상태를 도시한 사시도1 is a perspective view showing a state in which a liquid distributor according to the prior art is installed in a refrigerator
도 2는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기의 개략적인 구성 블럭도2 is a schematic structural block diagram of an automatic liquid distributor according to the present invention
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 개념도3a to 3d schematically illustrate a method for driving an automatic liquid distributor according to the invention.
도 4는 본 발명에 따라 액체 디스펜서부와 초음파 트랜스듀서들이 설치된 상태를 도시한 도면4 is a view showing a state in which a liquid dispenser unit and ultrasonic transducers are installed according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따라 용기 내의 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 단면도5 is a schematic cross-sectional view illustrating a receiving ultrasonic transducer for measuring the liquid level in a container according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따라 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 도면6 is a view for explaining a receiving ultrasonic transducer for measuring the liquid level in accordance with the present invention.
도 7a와 7b는 본 발명에 따라 버튼식 용기 접촉부가 설치된 자동 액체 분배기에서 용기 높이가 측정되는 개념을 설명하기 위한 개념도7A and 7B are conceptual views illustrating the concept of measuring the height of a container in an automatic liquid dispenser equipped with a button type container contact part according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 다른 방법을 도시 한 플로우챠트8 is a flow chart showing another method for driving an automatic liquid distributor in accordance with the present invention.
도 9a와 9b는 본 발명에 따른 용기 투입을 감지하기 위한 방법을 도시한 플로우챠트9A and 9B are flow charts illustrating a method for detecting vessel input in accordance with the present invention.
도 10은 본 발명에 따라 초음파 트랜스듀서들로 용기 높이를 측정하는 개념을 설명하기 위한 특성 그래프10 is a characteristic graph for explaining the concept of measuring the height of the container with the ultrasonic transducer in accordance with the present invention
<도면의 주요부분에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
200 : 용기 높이 측정부 210 : 용기 높이 결정부 200: container height measuring unit 210: container height determining unit
220,400 : 액체 디스펜서부 230 : 저장부220,400: liquid dispenser 230: storage
240 : 수위 검출부 250 : 비교부240: water level detection unit 250: comparison unit
260 : 제어부 310,311,312 : 용기 260 control unit 310,311,312 container
410,410b : 발신 초음파 트랜스듀서 410,410b: outgoing ultrasonic transducer
421,421a,421b,422,422a,422b,423,423a,423b,424,424b,425b,426b 421,421a, 421b, 422,422a, 422b, 423,423a, 423b, 424,424b, 425b, 426b
: 수신 초음파 트랜스듀서: Receiving Ultrasonic Transducer
본 발명은 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic liquid distributor and a driving method thereof.
일반적으로, 액체 분배기는 냉장고, 정수기 등에 설치되어 사용자가 쉽게 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.In general, the liquid distributor is installed in a refrigerator, a water purifier or the like so that the user can easily take out the liquid.
특히, 냉장고에 설치된 액체 분배기는 냉장고의 도어를 열지않고도 냉장고 외부에 설치된 액체 분배기를 통하여, 냉장고 내부의 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.In particular, the liquid distributor installed in the refrigerator is configured to take out the liquid inside the refrigerator through the liquid distributor installed outside the refrigerator without opening the door of the refrigerator.
도 1은 종래 기술에 따른 액체 분배기가 냉장고에 설치된 상태를 도시한 사시도로서, 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에는 액체 분배기(120)가 설치되어 있다.1 is a perspective view illustrating a state in which a liquid distributor according to the related art is installed in a refrigerator, and a
이 액체 분배기(120)는 용기 안착부(130)가 구비되어 있고, 액체를 투출시키는 액체 투출키(미도시)가 액체 분배기(120) 내부에 구비되어 있다.The
그러므로, 사용자는 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에 설치된 액체 분배기(120)의 용기 안착부(130)에 용기(140)를 삽입하고, 액체 투출키를 눌러서 액체 투출키가 눌린 시간 동안만 액체를 용기(140)에 투출시킬 수 있는 것이다.Therefore, the user inserts the
이런, 액체 분배기가 냉장고에 설치된 경우 도어를 열 필요가 없으므로, 냉장실 내부의 냉기가 외부로 유출되지 않아, 냉장고의 전력소모를 줄일 수 있으며, 냉장고에 보관중인 식품들의 신선도를 더 길게 유지할 수 있게 된다.When the liquid dispenser is installed in the refrigerator, the door does not need to be opened, and thus the cold air inside the refrigerating compartment does not leak to the outside, thereby reducing the power consumption of the refrigerator and maintaining the freshness of the food stored in the refrigerator for a longer time. .
최근에, 자동으로 구현되는 액체 분배기의 개발이 시도되고 있으며, 자동 액체 분배기는 사용자의 편리성에 중점을 두고 개발이 진행되고 있다.Recently, development of an automatic liquid dispenser has been attempted, and an automatic liquid dispenser has been developed with an emphasis on user convenience.
본 발명은 용기 상부면에서 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention can detect the height of the container by sending an ultrasonic wave from the upper surface of the container, and receiving the ultrasonic wave reflected from the upper surface of the container, so that the height of the container can be freely detected regardless of the shape, material and surface state of the container. It is an object of the present invention to provide an automatic liquid dispenser capable of detecting the height of a container regardless of the position in which it is placed and a driving method thereof.
본 발명의 다른 목적은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an automatic liquid distributor and a driving method thereof, by which ultrasonic waves can be used to implement an automatic liquid distributor at a lower manufacturing cost than a method using light.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, In order to achieve the above objects of the present invention,
용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부와; A container height measuring unit for transmitting ultrasonic waves to the upper surface of the container and receiving the ultrasonic waves reflected from the upper surface of the container to measure the height of the container a plurality of times;
상기 용기 높이 측정부에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와; A container height determining unit configured to determine a container height by calculating an average value of the container heights measured by the container height measuring unit a plurality of times;
상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부와; A liquid dispenser unit for discharging a liquid into the container;
용기 높이에 대하여 사용자에 의해 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부와; A storage unit for storing data in which the liquid level is preset by the user with respect to the container height;
상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와; A water level detector for detecting the level of the liquid in the container;
상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하여 구성된 자동 액체 분배기가 제공된다.There is provided an automatic liquid dispenser configured to include a comparator configured to receive a container height determined by the container height determiner and a level detected by the water level detector, and compare the liquid level with respect to a preset container height stored in the reservoir. .
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, According to another aspect of the present invention for achieving the objects of the present invention,
용기 높이를 측정하는 단계와;Measuring a container height;
상기 용기내의 액체 수위를 측정하는 단계와;Measuring the liquid level in the vessel;
상기 용기내의 액체 수위가 소정 높이에 이르면 액체의 투출을 중지시키는 단계로 이루어지는 자동 액체 분배기의 구동 방법이 제공된다.A method of driving an automatic liquid dispenser is provided which comprises stopping the dispensing of liquid when the liquid level in the vessel reaches a predetermined height.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기의 개략적인 구성 블럭도로서, 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부(200)와; 상기 용기 높이 측정부(200)에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부(210)와; 상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부(220)와; 용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부(230)와; 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부(240)와; 상기 용기 높이 결정부(210)에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부(230)에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부(250)로 구성된다.Figure 2 is a schematic block diagram of an automatic liquid dispenser according to the present invention, the vessel height measuring unit for transmitting the ultrasonic wave to the upper surface of the container, the ultrasonic wave reflected from the upper surface of the container to measure the height of the container a plurality of times ( 200); A container
여기서, 상기 용기 높이 측정부(200), 용기 높이 결정부(210), 액체 디스펜서부(220), 저장부(230), 수위 검출부(240)와 비교부(250)는 제어부(260)의 제어를 받는다.Here, the container
그리고, 상기 용기 높이 측정부(200)는, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들을 구비하고, 상기 발신 초음파 트랜스듀서에서 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부인 것이 바람직하다. In addition, the container
그리고, 상기 수위 검출부(240)는 상기 용기 높이 측정부(200)의 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 액체 디스펜서부(220) 및 발신 초음파 트랜스듀서와 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서인 것이 바람직하다.In addition, the
또한, 상기 수위 검출부(240)가 상기 액체 디스펜서부(220) 및 발신 초음파 트랜스듀서와 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서인 경우, 상기 수신 초음파 트랜스듀서는 용기내의 액체 수위를 복수번 측정한다.In addition, when the
그리고, 본 발명에 따른 자동 액체 분배기는, 상기 수신 초음파 트랜스듀서에서 복수번 측정된 액체 수위의 평균치를 계산하여 액체 수위를 결정하는 수위 결정부(미도시)가 더 구비된 것이 바람직하다.In addition, the automatic liquid dispenser according to the present invention preferably further includes a level determining unit (not shown) for determining the liquid level by calculating an average value of the liquid level measured plural times by the receiving ultrasonic transducer.
이때, 상기 비교부(250)는 상기 수위 결정부에서 결정된 액체 수위를 입력받는다.At this time, the
이렇게 구성된 본 발명에 따른 자동 액체 분배기는 사용자가 용기를 투입하면, 상기 제어부(260)는 용기 상부면으로 초음파를 발신하라는 제어신호를 상기 용기 높이 측정부(200)로 출력한다.When the user dispenses the container, the automatic liquid dispenser according to the present invention configured as described above outputs a control signal to the container
그러므로, 상기 용기 높이 측정부(200)의 발신 초음파 트랜스듀서에서 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들에서 수신한다.Therefore, the ultrasonic wave transducer of the vessel
이때, 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 복수번 측정한다.At this time, the height of the container is measured a plurality of times by the first receiving ultrasonic transducer among the plurality of receiving ultrasonic transducers.
여기서, 복수번 측정이란, 용기내로 액체가 투출되기 시작부터 실시간으로 액체 투출이 완료될 때까지 계속 수행하는 것이다.In this case, the plural times of measurements are performed continuously until the liquid is discharged in real time from the start of the liquid to the container.
그 후, 상기 용기 높이 측정부(200)에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 상기 용기 높이 결정부(210)에서 계산하여 용기 높이를 결정한다. Thereafter, an average value of the heights of the containers measured by the container height measuring unit 200 a plurality of times is calculated by the container
상기 용기 높이 결정부(210)에서 용기 높이가 결정되면, 상기 제어부(260)는 상기 액체 디스펜서부(220)로 제어신호를 인가하고, 상기 액체 디스펜서부(220)는 용기 내로 액체 투출을 시작한다.When the container height is determined by the container height determiner 210, the
연이어, 상기 액체 디스펜서부(220)가 용기 내로 액체 투출을 시작하면, 수위 검출부(240)는 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출한다.Subsequently, when the
한편, 상기 저장부(230)에는 용기 높이에 대하여 사용자가 원하는 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 상기 용기 높이의 80%를 액체 수위로 설정하고, 이 설정된 데이 터를 저장부에 저장하는 것이다.For example, 80% of the height of the vessel is set at the liquid level, and the set data is stored in the storage unit.
따라서, 상기 비교부(250)는 상기 용기 높이 결정부(210)에서 결정된 용기 높이와 수위를 입력받아, 상기 저장부(230)에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하고, 상기 용기 내의 수위가 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위와 일치하거나 그 이상이면, 상기 제어부(260)는 상기 액체 디스펜서부(220)로 제어신호를 인가하여 액체 투출을 종료시킨다.Accordingly, the
따라서, 본 발명은 용기 상부면에 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the present invention can detect the height of the container by sending an ultrasonic wave to the upper surface of the container and receiving the ultrasonic wave reflected from the upper surface of the container, so that the height of the container can be freely detected regardless of the shape, material and surface state of the container. Therefore, there is an advantage that the height of the container can be detected regardless of the position where the container is placed.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage that the automatic liquid distributor can be implemented at a lower manufacturing cost than the method using light by using ultrasonic waves.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 개념도로서, 먼저, 용기(310) 높이(h)에 대하여, 상기 용기(310) 내로 투출될 액체 수위(h1)을 설정한다.(도 3a)3A to 3D are conceptual views schematically illustrating a method for driving an automatic liquid dispenser according to the present invention. First, with respect to the height h of the
이 설정된 액체 수위(h1)는 용기(310)의 크기에 비례하게 된다.(예로, 용기의 70%)This set liquid level h1 is proportional to the size of the vessel 310 (eg 70% of the vessel).
그리고, 이 수위 설정은 사용자가 조작키를 눌러서 설정할 수 있다.This water level setting can be set by the user pressing an operation key.
즉, 도 7a와 7b에 도시된 바와 같이, 폭과 높이가 다른 제 1과 2 용 기(311,312)라 할지라도, 제 1과 2 용기(311,312) 각각의 높이(Ha,Hb)의 일정 분율(예로, 용기 높이 대비 70%)을, 투출될 액체의 수위로 설정하면 된다.That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, even if the first and
예컨대, 용기 높이의 80%까지 액체를 채운다고 하면, 용기 높이의 80%가 투출될 액체의 설정 수위가 된다.For example, if liquid is filled up to 80% of the height of the vessel, 80% of the height of the vessel is the set level of the liquid to be dispensed.
여기서, 제 1 용기(311)의 폭은 'W'이고, 높이가 'Ha'이며, 제 2 용기(312)의 폭은 'W1'이고, 높이가 'Hb'로, 제 1과 2 용기(311,312)는 폭과 높이가 다르다.Here, the width of the
그 후, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들이 주위에 배치되어 있는 액체 디스펜서부(400) 하부에 상기 용기(310)가 위치되면, 상기 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 상기 용기(310) 상부면으로 초음파를 발신한다.(도 3b)Thereafter, when the
그 다음, 상기 용기(310) 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423) 중, 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서(421)로 용기 높이를 복수번 측정하고, 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정한다.(도 3c)Next, the height of the container is measured a plurality of times by the first receiving
여기서, 상기 용기(310)가 놓여지는 위치 및, 상기 용기(310)의 폭과 높이에 따라, 상기 용기(310)의 상부면에서 반사된 초음파를 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서는 달라진다.Here, depending on the position where the
마지막으로, 상기 용기(310)의 높이가 결정된 후, 상기 액체 디스펜서부(400)에서 액체를 상기 용기(310)로 상기 설정 수위까지 투출한다.(도 3d)Finally, after the height of the
이때, 상기 액체 디스펜서부(400)로부터 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트 랜스듀서로 액체 수위를 측정하여 상기 설정 수위에 도달되면, 상기 액체 디스펜서부(400)는 액체의 투출을 종료한다.At this time, when the liquid level is reached by measuring the liquid level with the receiving ultrasonic transducer that is closest to the
그리고, 상기 용기(310) 내부로 투출된 액체의 용기 내부에서의 수위를 수위 검출부로 실시간 검출하는 것이다.Then, the level of the liquid discharged into the
도 4는 본 발명에 따라 액체 디스펜서부와 초음파 트랜스듀서들이 설치된 상태를 도시한 도면으로서, 액체 디스펜서부(400)의 주위에 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)이 설치된다.4 is a view illustrating a state where a liquid dispenser unit and an ultrasonic transducer are installed according to the present invention, and the outgoing
이 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)은 자유롭게 배치하여 설치하는 것으로, 도 4의 설치도에 국한되는 것은 아니다.The transmitting
이때, 상기 액체 디스펜서부(400) 하부에 폭이 다른 용기들(321,322)이 놓여지는 경우, 먼저, 폭이 작은 용기 '321'의 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 발신된 초음파가 수신 초음파 트랜스듀서 '423'에 먼저 도달된다면, 수신 초음파 트랜스듀서 '423'으로만 용기 높이를 측정한다.In this case, when
그리고, 폭이 큰 용기 '322'의 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 발신된 초음파가 수신 초음파 트랜스듀서 '422'에 가장 먼저 도달되면, 수신 초음파 트랜스듀서 '422'으로만 용기 높이를 측정하는 것이다.And, in the case of the large container '322', when the ultrasonic wave transmitted from the transmitting
여기서, 상기 발신 초음파 트랜스듀서(410)의 빔각도는 30 ~ 150°가 바람직하다.Here, the beam angle of the outgoing
이때, 150 °이상의 빔각도에서는 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)로 발신초음파가 직접 넘어가는 간섭이 발생한다.At this time, at a beam angle of 150 ° or more, interference occurs that the transmitting ultrasonic wave directly passes to the receiving
그리고, 본 발명은 발신 및 수신 초음파 트랜스듀서들의 외벽에 흡음제를 부착하는 것이 바람직하다.In addition, the present invention preferably attaches a sound absorbing agent to the outer wall of the transmitting and receiving ultrasonic transducers.
즉, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들을 사용함으로써, 수신 초음파 트랜스듀서들 각각에서 수신된 초음파가 간섭이 발생되어 용기의 높이 또는 액체 수위를 정확하게 분석하기 어렵기 때문에, 발신 및 수신 초음파 트랜스듀서들의 외벽 전체 또는 일부를 흡음제가 감싸고 있음으로써, 초음파의 간섭을 최소화시킬 수 있게 된다.That is, by using a plurality of receiving ultrasonic transducers, the entirety of the outer wall of the transmitting and receiving ultrasonic transducers is difficult because the ultrasonic waves received at each of the receiving ultrasonic transducers cause interference and it is difficult to accurately analyze the height or liquid level of the container. Or by enclosing a portion of the sound absorbing agent, it is possible to minimize the interference of the ultrasonic wave.
그리고, 상기 수신 초음파 트랜스듀서들의 측정 대역은 2㎝ ~ 1m인 것이 바람직하다.In addition, the measurement band of the receiving ultrasonic transducers is preferably 2cm ~ 1m.
도 5는 본 발명에 따라 용기 내의 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 본 발명에서는 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 액체 디스펜서부(400)에 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서에서 용기 내의 액체 수위를 측정한다.5 is a schematic cross-sectional view illustrating a receiving ultrasonic transducer for measuring the liquid level in a container according to the present invention. In the present invention, the receiving
즉, 도 5를 참조하면, 액체 디스펜서부(400)의 주위에 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421a,422a,423a)이 설치되어 있는 경우, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'가 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 액체 디스펜서부(400)로부터 가장 근접되어 있으므로, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'로 액 체 수위를 측정한다.That is, referring to FIG. 5, when the transmitting
발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'까지의 거리가, 발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 나머지 수신 초음파 트랜스듀서 '423a' 및 '421a'의 거리보다 짧기 때문에, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'가 발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 가장 근접되어 있는 것이다.Since the distance from the transmitting
도 6은 본 발명에 따라 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 도면으로서, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들은 자유롭게 설계하여 배치할 수 있는 것이다.6 is a view for explaining a receiving ultrasonic transducer for measuring the liquid level in accordance with the present invention, the outgoing ultrasonic transducer and the plurality of receiving ultrasonic transducers can be freely designed and arranged.
발신 초음파 트랜스듀서(410b)와 6개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421b,422b,423b,424b,425b,426b)이 배치되어 있는 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410b)로부터 수신 초음파 트랜스듀서들(421b,422b,423b,424b,425b,426b )까지의 거리는, D11이 D12 내지 D16보다 짧으므로, '421b' 수신 초음파 트랜스듀서로 액체 수위를 측정하는 것이다.When the transmitting
여기서, 수위 측정 수신 초음파 트랜스듀서는 액체 디스펜서부에서도 가장 가까워야 한다.Here, the level measurement receiving ultrasound transducer should be closest to the liquid dispenser section.
도 8은 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 다른 방법을 도시한 플로우챠트로서, 먼저, 용기 내로 투출될 액체의 수위를 설정한다.(S10단계)Fig. 8 is a flowchart showing another method for driving an automatic liquid dispenser according to the present invention, which first sets the level of liquid to be discharged into the container (step S10).
여기서, 용기 내 액체의 수위는 자동 액체 분배기에 삽입된 용기의 높이 대 비 용기 내로 투출되는 액체의 포화 높이(%)이다.Here, the liquid level in the container is the saturation height (%) of the liquid to be discharged into the container versus the height of the container inserted into the automatic liquid distributor.
예를 들어, a 높이를 갖는 용기에 액체를 투출할 경우, 용기 높이 'a'가 100%일 때 용기 내로 투출되는 액체의 수위는 30 ~ 80%로 설정한다.For example, when the liquid is dispensed into a container having a height, when the container height 'a' is 100%, the level of the liquid discharged into the container is set to 30 to 80%.
그 후, 액체 디스펜서부 하부에 용기를 투입한다.(S20단계)After that, the container is put in the lower portion of the liquid dispenser (step S20).
그 다음, 발진 초음파 트랜스듀서에서 초음파를 발진한다.(S30단계)Then, the ultrasonic wave is oscillated by the oscillating ultrasonic transducer.
이어서, 상기 발진 초음파 트랜스듀서에서 발진된 초음파가 상기 용기의 상부면에서 반사되고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서에서 수신하여, 가장 먼저 초음파가 도달하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 검출한다.(S40단계)Subsequently, the ultrasonic waves oscillated by the oscillating ultrasonic transducer are reflected on the upper surface of the vessel, and the ultrasonic waves reflected on the upper surface of the vessel are received by a plurality of receiving ultrasonic transducers, so that the ultrasonic waves arrive first. Detect the height of the container with the (S40 step).
계속하여, 상기 액체 디스펜서부에서 상기 용기로 액체를 투출한다.(S50단계) Subsequently, the liquid is dispensed from the liquid dispenser to the container (step S50).
연이어, 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 하나로 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출한다.(S60단계)Subsequently, one of the plurality of receiving ultrasonic transducers detects the level of the liquid discharged into the container (step S60).
여기서, 상기 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출하는 것은 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 발신 초음파 트랜스듀서와 액체 디스펜서부로부터 가장 근접한 수신 초음파 트랜스듀서에서 액체 수위를 검출하는 것이 바람직하다.Here, detecting the level of the liquid discharged into the container preferably detects the level of the liquid in the receiving ultrasonic transducer closest to the outgoing ultrasonic transducer and the liquid dispenser of the plurality of receiving ultrasonic transducers.
그리고, 상기 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출하는 것은 상기 액체 디스펜서에서 액체가 투출되기 시작할 때부터 액체 투출을 종료할 때까지 실시간으로 계속적으로 수행한다.The detecting of the level of the liquid discharged into the container is continuously performed in real time from the time when the liquid starts to be discharged from the liquid dispenser until the liquid discharge is finished.
그 후, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위보다 높은가를 체크한다.(S70단계)Thereafter, it is checked whether the detected liquid level is higher than the set liquid level (step S70).
이때, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위를 체크하여, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체 수위가 되면, 상기 액체 디스펜서부에서 액체 투출을 종료한다.At this time, when the detected liquid level is checked for the set liquid level, and the detected liquid level reaches the set liquid level, the liquid dispensing is terminated in the liquid dispenser unit.
도 9a와 9b는 본 발명에 따른 용기 투입을 감지하기 위한 방법을 도시한 플로우챠트로서, 도 8의 자동 액체 분배기의 구동 방법에서 용기가 자동 액체 분배기에 투입된 후(後)(S20단계 후)와 상기 용기 높이를 검출하기 전(前)(S30단계를 수행하기 전)에 도 9a 또는 9b와 같은 흐름을 수행한다.9A and 9B are flowcharts illustrating a method for detecting a container input according to the present invention, in which the container is put into the automatic liquid distributor (after step S20) in the driving method of the automatic liquid distributor of FIG. Before the container height is detected (before step S30), a flow as shown in FIG. 9A or 9B is performed.
즉, 먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 자동 액체 분배기에 용기가 투입(S20단계)된 후, 구동 스위치가 작동되었는지 여부를 판단한다.(S21단계)That is, first, as shown in Figure 9a, after the container is put into the automatic liquid distributor (step S20), it is determined whether the drive switch is activated (step S21).
여기서, 상기 구동 스위치는 자동 액체 분배기에 장착되어 있다.Here, the drive switch is mounted to the automatic liquid distributor.
즉, 사용자가 용기를 투입한 후, 구동 스위치를 누르면 자동 액체 분배기는 용기를 감지하여, 후속 공정을 수행하는 것이다.That is, when the user presses the drive switch after the container is inserted, the automatic liquid dispenser senses the container and performs the subsequent process.
그 후, 상기 구동 스위치가 작동되었으며, 상기 용기 높이를 검출하는 S30단계를 수행한다.Thereafter, the drive switch is operated, and performs the step S30 to detect the container height.
다른 방법으로, 도 9b와 같은 흐름은, 자동 액체 분배기에 용기가 투입(S20단계)된 후, 자동 액체 분배기는 용기가 감지되었는지 여부를 판단한다.(S22단계)Alternatively, as shown in FIG. 9B, after the container is inserted into the automatic liquid distributor (step S20), the automatic liquid distributor determines whether the container has been detected (step S22).
여기서, 상기 용기의 감지는 감지센서를 이용하여 감지하는 것이 바람직하 다.Here, the detection of the container is preferably detected using a detection sensor.
그 후, 상기 용기가 감지되었으면, 상기 용기 높이를 검출하는 S30단계를 수행한다.Thereafter, if the container is detected, step S30 of detecting the height of the container is performed.
도 10은 본 발명에 따라 초음파 트랜스듀서들로 용기 높이를 측정하는 개념을 설명하기 위한 특성 그래프로서, 먼저, 발신 초음파 트랜스듀서가 주기적인 초음파 신호(501,502,503)을 발신하면, 용기의 상부면에서 반사되어 제 1 수신 트랜스듀서에서도 주기적인 신호(511,512,513)가 수신되고, 제 2 수신 트랜스듀서에서도 주기적인 신호(521,522,523)가 수신된다.FIG. 10 is a characteristic graph illustrating the concept of measuring the height of a container by using ultrasonic transducers. First, when the transmitting ultrasonic transducer transmits periodic
본 발명은 먼저 초음파 신호가 수신된 수신 트랜스듀서로 용기 높이를 측정하는 것이므로, 도 10에서는 제 1 수신 트랜스듀서에서 수신된 신호(511,512,513)로 용기 높이를 측정한다.In the present invention, since the height of the container is first measured by the receiving transducer in which the ultrasonic signal is received, the height of the container is measured by the
이때, 거리는 초음파 속도 x 시간/2이고, 거리는 시간과 비례함으로, 제 1 수신 트랜스듀서의 특성 그래프에서 용기 높이는 D1,D2,D3가 된다.At this time, the distance is the ultrasonic velocity x time / 2, the distance is proportional to the time, the container height in the characteristic graph of the first receiving transducer is D1, D2, D3.
그러므로, D1,D2,D3의 평균치를 계산하여 용기의 높이로 결정하는 것이다.Therefore, the average value of D1, D2, and D3 is calculated to determine the height of the container.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 용기 상부면에서 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can detect the height of the container by transmitting ultrasonic waves from the upper surface of the container and receiving the ultrasonic waves reflected from the upper surface of the container, thereby increasing the height of the container regardless of the shape, material and surface state of the container. It can be detected freely, there is an effect that can detect the height of the container irrespective of the position where the container is placed.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of realizing an automatic liquid distributor at a lower manufacturing cost than using light by using ultrasonic waves.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
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