KR101355159B1 - Apparatus of sensing water level - Google Patents

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KR101355159B1 KR1020120070447A KR20120070447A KR101355159B1 KR 101355159 B1 KR101355159 B1 KR 101355159B1 KR 1020120070447 A KR1020120070447 A KR 1020120070447A KR 20120070447 A KR20120070447 A KR 20120070447A KR 101355159 B1 KR101355159 B1 KR 101355159B1
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(주)유민에쓰티
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Abstract

본 발명은 수위감지장치에 관한 것으로, 특히 디젤 자동차의 연료공급계통에 설치된 유수분리기의 수위감지장치를 정전용량형 필름타입 센서로 구성하고, 이를 테스트하는 수위감지장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 자동차의 연료계통에 설치되어 연료에 포함된 수분을 분리하는 분리부와, 상기 분리부로부터 분리된 수분을 저장하는 수분저장부와, 상기 수분저장부의 내측으로 인입되어 수분의 수위를 정전용량방식으로 감지하는 센서부로 구성된 수위감지장치에 있어서,
상기 센서부는 상기 수분저장부에 착탈이 가능하도록 체결부를 가지며, 상측으로 돌출되면서 수분저장부의 내측과는 격리된 내측 공간부를 갖는 삽입부가 형성된 하우징; 도전성 라인으로 패턴이 형성된 필름재질이 둘둘 말려서 상기 삽입부의 내측으로 삽입되는 정전용량형 근접센서; 상기 하우징의 하측부에 장착된 피씨비; 상기 정전용량형 근접센서와 피씨비를 지지하면서 전기적으로 연결하는 배선;으로 구성되며,
테스트 프로그램을 실행하는 PC와, 상기 PC로부터 펄스형태의 테스트 신호를 상기 정전용량형 근접센서에 제공하며, 상기 정전용량형 근접센서로부터 출력되는 센싱신호를 PC에 제공하도록 인터페이스 하는 입출력보드와, 상기 PC로부터 판정된 결과를 표시하는 모니터를 더 포함하여 구비된다.The present invention relates to a water level sensing device, and more particularly, to a water level sensing device of an oil / water separator installed in a fuel supply system of a diesel vehicle, comprising a capacitive film type sensor and testing the water level sensing device.
The present invention, the separation unit for separating the water contained in the fuel is installed in the fuel system of the vehicle, the water storage unit for storing the water separated from the separation unit, and introduced into the water storage unit the water level In the water level sensing device consisting of a sensor unit for detecting the capacitive method,
The sensor unit has a fastening part to be detachable to the water storage unit, the housing formed with an insertion portion protruding upward and having an inner space portion isolated from the inside of the water storage portion; A capacitive type proximity sensor inserted into the insertion part by curling a film material having a pattern formed by conductive lines; A PCB mounted at a lower side of the housing; And electrically connected while supporting the capacitive proximity sensor and the PCB, and
A PC for executing a test program, an input / output board for providing a pulsed test signal from the PC to the capacitive proximity sensor, and an interface for providing a sensing signal output from the capacitive proximity sensor to the PC; It further comprises a monitor for displaying the result determined from the PC.

Description

수위감지장치{Apparatus of sensing water level}Apparatus of sensing water level

본 발명은 수위감지장치에 관한 것으로, 특히 디젤 자동차의 연료공급계통에 설치된 유수분리기의 수위감지센서를 정전용량형 필름타입 센서로 구성하고, 이를 테스트하는 수위감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water level detection device, and more particularly, to a water level detection device of the oil / water separator installed in the fuel supply system of a diesel vehicle as a capacitive film type sensor and testing the water level detection device.

경유를 연료로 사용하는 디젤 자동차, 특히 CRDI(Common Rail Direct Injection)방식을 사용하는 디젤 자동차는 수분에 매우 취약하므로, 연료에 포함된 수분을 제거하여 엔진으로 공급하여야 한다.Diesel vehicles that use diesel fuel as fuels, especially diesel vehicles that use CRDI (Common Rail Direct Injection), are very vulnerable to moisture, so they must be supplied to the engine by removing the moisture contained in the fuel.

이를 위하여 연료공급계통에는 연료와 수분을 분리시키는 유수분리기가 장착되는데, 도1은 이러한 일반적인 유수분리기(100)를 도시한 도로서, 원통체로 된 수분저장부(140)의 상측에는 연료와 수분을 분리시키기 위한 분리부(130)가 장착되어 있어서 유입구(110)로부터 유입된 연료로부터 수분을 분리시킨 다음, 수분이 제거된 연료만을 유출구(120)를 통해 배출하고, 연료로부터 분리된 수분은 수분저장부(140)에 별도로 저장하게 된다.To this end, the fuel supply system is equipped with an oil / water separator for separating fuel and water. FIG. 1 is a diagram illustrating such a general oil / water separator 100. The fuel and water are disposed on the upper side of the cylindrical water storage unit 140. Separation unit 130 for separating is mounted to separate the water from the fuel introduced from the inlet 110, and then discharge only the fuel from which the water is removed through the outlet 120, the water separated from the fuel is stored water It is stored separately in the unit 140.

이때, 수분저장부(140)의 하측에는 센서부(150)를 결합하기 위한 결합부(141)가 수분저장부(140)와 연통되도록 형성되어 있어서, 이에 센서부(150)가 도2와 같이 결합되는데, 상기 센서부(150)는 원통체 형상의 하우징(151)의 상측에 유수분리기(100)의 결합부(141)에 결합되기 위한 나사체결부(152)가 형성되어 있고, 상기 나사체결부(152)의 가운데 부분을 관통하여 봉 형태의 수위센서(153)가 하우징(151)의 상측으로 돌출되도록 장착된다.At this time, the coupling portion 141 for coupling the sensor unit 150 is formed to communicate with the moisture storage unit 140 at the lower side of the moisture storage unit 140, so that the sensor unit 150 as shown in FIG. Is coupled, the sensor unit 150 is formed on the upper side of the cylindrical housing 151, the screw fastening portion 152 for coupling to the coupling portion 141 of the oil and water separator 100, the screw fastening The rod-shaped water level sensor 153 penetrates through the center portion of the unit 152 so as to protrude upward of the housing 151.

따라서, 결합부(141)의 내측으로 나사체결부(152)가 삽입되어 기밀되게 결합되면, 수위센서(153)가 수분저장부(140)의 내측으로 인입되며, 수분저장부(140)에 수분이 유입되어 저장되면 수위센서(153)의 상단에 형성된 2개의 전극 즉 (+)전극(154)과 (-)전극(155)에 의해 수위가 감지되는 것이다.Therefore, when the screw fastening part 152 is inserted into the coupling part 141 and is hermetically coupled, the water level sensor 153 is introduced into the water storage part 140 and the water is stored in the moisture storage part 140. When the water is introduced and stored, the water level is sensed by two electrodes formed on the top of the water level sensor 153, that is, the (+) electrode 154 and the (−) electrode 155.

그러므로, (+)전극(154)과 (-)전극(155)에 의해 수위가 감지되면 경보를 발생하여 수분저장부(140)에 저장된 수분을 운전자나 정비사가 제거하도록 한다.Therefore, when the water level is detected by the (+) electrode 154 and the (-) electrode 155, an alarm is generated so that the driver or mechanic removes the water stored in the water storage unit 140.

아울러, 수분의 감지수위는 수위센서(153)의 길이에 따라 결정되는데, 수위센서(152)의 길이가 길면 수위가 높은 상태에서 감지가 가능하고, 길이가 짧으면 수위가 낮은 상태에서 감지가 가능하다.In addition, the detection level of the water is determined according to the length of the water level sensor 153. If the length of the water level sensor 152 is long, it can be detected in a high level, and if the length is short, it can be detected in a low level. .

그런데, 이러한 일반적인 수위센서(153)는 수위를 감지하기 위한 전극(154,155)이 황동 등의 금속성 재질로 되어 있어서, 습기 또는 액체와 전기적 충전으로 장시간 노출되면 표면부식(산화피막)이 급속히 발생하여 수분감지능력이 현저히 떨어진다.By the way, the general level sensor 153 is made of a metallic material, such as brass, for detecting the water level, the surface corrosion (oxidation film) is rapidly generated when exposed to moisture or liquid and electrical charge for a long time, Detecting ability is significantly reduced.

그러므로 수분감지능력의 저하에 의한 감지오류가 발생하는 경우에 경보부재로 인해 수분저장부(140)에 저장된 수분이 만수위가 되면, 유출구(120)를 통해 수분이 역류하여 엔진으로 유입됨으로써 엔진정지 등의 심각한 문제를 유발하게 된다.Therefore, when a detection error occurs due to a decrease in moisture detection ability, when the water stored in the water storage unit 140 becomes full due to the alarm member, water flows back through the outlet 120 and flows into the engine to stop the engine. Will cause serious problems.

또한, 봉 형태의 수위센서(153)는 그 몸체가 사출물로 형성되고, 그 상단에 전극(154,155)을 형성시킨 구조물로서, 그 제조비용이 고가이다.In addition, the rod-shaped water level sensor 153 is a structure in which the body is formed of an injection molding, and the electrodes 154 and 155 are formed on the upper end thereof, and the manufacturing cost thereof is expensive.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 봉 형태의 수위센서를 대신하여 도전성 인쇄회로가 형성된 필름타입의 정전용량형 근접센서를 장착함으로써 비접촉식에 의해 부식이 발생하지 않므면서도 제조비용이 저렴하며, 이를 PC 레벨에서 테스트가 가능하도록 한 수위감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다In order to solve this problem, the present invention is equipped with a film-type capacitive proximity sensor in which conductive printed circuits are formed in place of the rod-type water level sensor, so that the manufacturing cost is low while corrosion does not occur by non-contact type, and thus, PC The goal is to provide a level sensor that enables testing at the level.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명 수위감지장치는The water level detection device of the present invention for solving this problem is

자동차의 연료계통에 설치되어 연료에 포함된 수분을 분리하고, 분리된 수분을 수분저장부에 저장하는 자동차용 유수분리기의 내측에 수분의 수위를 정전용량방식으로 감지하는 수위감지장치가 장착되고, It is installed in the fuel system of the car to separate the water contained in the fuel, and the water level detection device for detecting the water level in a capacitive manner inside the car oil separator for storing the separated water in the water storage unit,

상기 수위감지장치는 The water level detection device

상기 수분저장부에 착탈이 가능하도록 체결부를 가지며, 상측으로 돌출되면서 수분저장부의 내측과는 격리된 내측 공간부를 갖는 삽입부가 형성된 하우징;A housing having a fastening part to be detachably attached to the water storage part and having an inserting portion having an inner space part protruding upward and isolated from the inside of the water storage part;

도전성 라인으로 패턴이 형성된 필름재질이 둘둘 말려서 상기 삽입부의 내측으로 삽입되는 정전용량형 근접센서;A capacitive type proximity sensor inserted into the insertion part by curling a film material having a pattern formed by conductive lines;

상기 하우징의 하측부에 장착된 피씨비;A PCB mounted at a lower side of the housing;

상기 정전용량형 근접센서와 피씨비를 지지하면서 전기적으로 연결하는 배선;으로 구성되며,And electrically connected while supporting the capacitive proximity sensor and the PCB, and

테스트 프로그램을 실행하는 PC와, 상기 PC로부터 펄스형태의 테스트 신호를 상기 정전용량형 근접센서에 제공하며, 상기 정전용량형 근접센서로부터 출력되는 센싱신호를 PC에 제공하도록 인터페이스 하는 입출력보드와, 상기 PC로부터 판정된 결과를 표시하는 모니터를 포함하여 구비된다.A PC for executing a test program, an input / output board for providing a pulsed test signal from the PC to the capacitive proximity sensor, and an interface for providing a sensing signal output from the capacitive proximity sensor to the PC; It is equipped with the monitor which displays the result determined from the PC.

이와같이 구성된 본 발명은 필름타입의 정전용량센서에 의해 유수분리기의 수위를 비접촉식으로 감지함으로써 표면부식이 발생하지 않아 수분의 감지능력에 변동이 발생하지 않으므로 수위에 따른 경보를 정확히 발생하도록 하고, 또한 필름에 인쇄방식으로 도전라인을 형성하는 과정에 의해 제조됨으로써 제조가 쉽고, 그 제조비용도 매우 저렴한 장점이 있다.The present invention configured as described above is a non-contact sensing of the water level of the oil-water separator by the film-type capacitive sensor does not cause surface corrosion does not change the detection capacity of the water so that the alarm according to the water level to accurately generate the film It is manufactured by the process of forming a conductive line in a printing method, so the manufacturing is easy, and the manufacturing cost is also very low.

또한, PC레벨에서 테스트가 가능하므로 별도의 테스트 장비가 필요하지 않아 테스트 비용의 절감효과도 가져온다.In addition, since testing at the PC level is possible, there is no need for a separate test equipment, thereby reducing test costs.

도1은 종래의 유수분리기의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 결합단면도.
도3은 본 발명에 적용되는 유수분리기의 수위감지장치를 보인 분해도.
도4는 도3의 결합 단면도.
도5는 필름형 정전용량센서의 구조를 보인 도.
도6은 정전용량센서와 배선과의 연결구조를 보인 도.1 is a view showing the structure of a conventional oil and water separator.
2 is a cross-sectional view of the combination of FIG.
Figure 3 is an exploded view showing the water level detection device of the oil / water separator applied to the present invention.
4 is a cross sectional view of FIG. 3;
Figure 5 shows the structure of a film type capacitance sensor.
6 is a view showing a connection structure between a capacitive sensor and a wiring;

이렇게 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention thus constructed will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 본 발명에서 적용된 유수분리기의 수위감지센서의 분해 구조를 보인 도로서, 종래의 기술인 도1 및 도2에서와 동일한 형태의 하우징(300)의 상측으로는 내부가 비어있는 봉 형태의 삽입부(310)가 돌출되어 형성되며, 상기 삽입부(310)는 외측 하부에는 나사체결부(311)가 형성되어 유수분리기(100)의 수분저장조(140)에 체결된다.Figure 3 is an exploded view of the water level sensor of the oil and water separator applied in the present invention, the rod-shaped hollow inside the upper side of the housing 300 of the same type as in the prior art Figs. The part 310 is formed to protrude, and the inserting part 310 is formed at the outer bottom with a screw fastening part 311 and is fastened to the water storage tank 140 of the oil / water separator 100.

이때 상기 삽입부(310)는 그 내측이 하우징(300)의 상측부위와는 완전히 기밀을 유지하는 상태로 되며, 하우징(300)의 하측부위로는 개방되어 연통되는 구조를 가진다.At this time, the insertion part 310 is in a state in which the inside thereof is completely maintained in an airtight state with the upper part of the housing 300, and has a structure in which the lower part of the housing 300 is open and in communication.

상기 삽입부(310)의 내측으로는 도4에서와 같이 필름형태의 정전용량형 근접센서(340)가 삽입되는데, 상기 정전용량형 근접센서(340)는 도5에 도시한 바와같이 필름으로 측방향으로 공간을 유지하면서 둘둘 말려서 형성되고, 그 가운데 부분에는 배선(330)이 연결된다.Inside the insertion portion 310, a capacitive proximity sensor 340 in the form of a film is inserted as shown in FIG. 4, and the capacitive proximity sensor 340 is sided in a film as shown in FIG. While forming a space while maintaining the space in the direction, the wiring 330 is connected to the center portion.

배선(330)과의 연결상태는 도6에 도시한 바와같이 두장의 필름(341,342)을 겹칠 때 그 사이에 배선(330)의 상하로 위치시킨 다음 접착제 또는 열압착에 의해 고정하여 연결을 행하게 되며, 두장의 필름(341,342) 중 어느 하나의 필름에는 길이방향을 따라 단부가 연결된 한 쌍의 전도성 라인이 간격을 두고 스트립 형태로 패턴을 형성하게 된다.As shown in FIG. 6, when the two films 341 and 342 overlap each other, the connection state with the wiring 330 is positioned above and below the wiring 330 therebetween, and then fixed by adhesive or thermocompression. In one of the two films 341 and 342, a pair of conductive lines having end portions along the length direction form a pattern in a strip form at intervals.

상기 배선(330)은 2가닥의 도선을 갖는 케이블로서 상하방향으로 세워져 상측으로는 정전용량센서(340)가 장착되어 각각 한 쌍의 전도성 라인과 전기적으로 연결되고, 하측은 피씨비(320)에 전기적으로 연결되는데, 이때 피씨비(320)에 형성된 장착공(321)을 관통하여 하부면에서 솔더링으로 회로부와 연결된다.The wiring 330 is a cable having two strands of wires and is erected in an up and down direction, and the capacitive sensor 340 is mounted on the upper side thereof to be electrically connected to a pair of conductive lines, and the lower side is electrically connected to the PC 320. In this case, the through hole 321 formed in the PC 320 is connected to the circuit portion by soldering on the lower surface.

도4는 결합단면도로서, 삽입부(310)의 내측으로 정전용량센서(340)가 하측으로부터 삽입되며, 이때 피씨비(320)는 나사체결부(311)의 하측면에 밀착시킨 상태에서 접착제 등으로 고정시킨다.4 is a cross-sectional view of the coupling, wherein the capacitive sensor 340 is inserted from the lower side into the insertion portion 310, wherein the PCB 320 is in contact with the lower surface of the screw fastening portion 311 with an adhesive or the like. Fix it.

이때, 배선(330)의 길이는 정전용량형 근접센서(340)의 장착위치를 결정하게 되는데, 정전용량센서(340)의 위치에 따라 수위감지 위치가 결정되는 것이다.At this time, the length of the wiring 330 is to determine the mounting position of the capacitive proximity sensor 340, the level detection position is determined according to the position of the capacitance sensor 340.

삽입부(310)가 수분저장조(140)에 장착되면, 삽입부(310)에 의해 수분저장조(140) 내에서 수분과는 완전히 격리된 상태가 되며, 피씨비(320)의 회로부로부터 정전용량 측정을 위한 주파수가 배선(330)으로 인가된다.When the insertion unit 310 is mounted in the water storage tank 140, the insertion unit 310 is completely isolated from the water in the water storage tank 140, and the capacitance measurement is performed from the circuit part of the PC 320. Frequency is applied to the wiring 330.

정전용량형 근접센서(340)의 위치에서 정전용량값이 변화되면, 이는 수위가 감지된 것으로 판단하게 된다.
When the capacitance value is changed at the position of the capacitive proximity sensor 340, it is determined that the water level is detected.

이러한 본 발명은 별도의 테스트 장치를 구비하지 않고, PC 레벨에서 테스트하게 되는데, 이를 위해 도7에서와 같이 테스트 프로그램을 실행하는 PC(500)와, 상기 PC(500)로부터 펄스형태의 테스트 신호를 정전용량형 근접센서(340)에 제공하며, 상기 정전용량형 근접센서(340)로부터 출력되는 센싱신호를 PC(500)에 제공하도록 인터페이스 하는 입출력보드(400)와, 상기 PC(500)로부터 판정된 결과를 표시하는 모니터(600)로 구비된다.The present invention is not provided with a separate test device, and is tested at the PC level. For this purpose, a test signal in the form of a pulse from the PC 500 and the PC 500 executing a test program as shown in FIG. It is provided to the capacitive proximity sensor 340, the input and output board 400 to interface to provide a sensing signal output from the capacitive proximity sensor 340 to the PC 500, and determined from the PC 500 It is provided with a monitor 600 for displaying the result.

따라서 정전용량형 근접센서(340)에 물체를 근접시킨 다음 PC(500)로부터 생성된 테스트 신호를 입출력 보드(400)를 통해 정전용량형 근접센서(340)에 입력시키면, 그 센싱상태에 관한 신호가 입출력 보드(400)를 통해 PC(500)로 제공됨으로써 양호판정을 한다.Therefore, when an object is approached to the capacitive proximity sensor 340 and the test signal generated from the PC 500 is input to the capacitive proximity sensor 340 through the input / output board 400, a signal relating to the sensing state Is provided to the PC 500 through the input / output board 400 to make a good decision.

그러나, 센싱신호가 입력되지 않는 경우에는 불량판정을 하여 테스트를 완료하는 것이다.However, if the sensing signal is not input, it is a bad decision to complete the test.

100 : 유수분리기 141 : 결합부
151 : 하우징 152 : 나사체결부
300 : 하우징 310 : 삽입부
320 : 피씨비 330 : 배선
340 : 정전용량형 근접센서 341,342 : 필름100: oil-water separator 141: coupling portion
151 housing 152 screw connection
300 housing 310 insertion part
320: PC 330: wiring
340: capacitive proximity sensor 341,342: film

Claims (2)

자동차의 연료계통에 설치되어 연료에 포함된 수분을 분리하고, 분리된 수분을 수분저장부에 저장하는 자동차용 유수분리기의 내측에 수분의 수위를 정전용량방식으로 감지하는 수위감지장치가 장착되고,
상기 수위감지장치는
상기 수분저장부에 착탈이 가능하도록 체결부를 가지며, 상측으로 돌출되면서 수분저장부의 내측과는 격리된 내측 공간부를 갖는 삽입부가 형성된 하우징; 도전성 라인으로 패턴이 형성된 필름재질이 둘둘 말려서 상기 삽입부의 내측으로 삽입되는 정전용량형 근접센서; 상기 하우징의 하측부에 장착된 피씨비; 상기 정전용량형 근접센서와 피씨비를 지지하면서 전기적으로 연결하는 배선;으로 구성되며,
테스트 프로그램을 실행하는 PC와, 상기 PC로부터 펄스형태의 테스트 신호를 상기 정전용량형 근접센서에 제공하며, 상기 정전용량형 근접센서로부터 출력되는 센싱신호를 PC에 제공하도록 인터페이스 하는 입출력보드와, 상기 PC로부터 판정된 결과를 표시하는 모니터를 포함하여 구비된 것을 특징으로 하는 수위감지장치.It is installed in the fuel system of the car to separate the water contained in the fuel, and the water level detection device for detecting the water level in a capacitive manner inside the car oil separator for storing the separated water in the water storage unit,
The water level detection device
A housing having a fastening part to be detachably attached to the water storage part and having an inserting portion having an inner space part protruding upward and isolated from the inside of the water storage part; A capacitive type proximity sensor inserted into the insertion part by curling a film material having a pattern formed by conductive lines; A PCB mounted at a lower side of the housing; And electrically connected while supporting the capacitive proximity sensor and the PCB, and
A PC for executing a test program, an input / output board for providing a pulsed test signal from the PC to the capacitive proximity sensor, and an interface for providing a sensing signal output from the capacitive proximity sensor to the PC; And a monitor for displaying the result determined from the personal computer. 제1항에 있어서, 정정용량형 근접센서는 2장의 필름이 겹쳐져 구성된 것을 특징으로 하는 수위감지장치.The water level sensing device according to claim 1, wherein the capacitive proximity sensor is formed by stacking two films.
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