KR101383913B1 - 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계 - Google Patents

물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계 Download PDF

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Abstract

본 발명의 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 내부에 암실이 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내에 구비한 반타원 계란 형상의 밀폐된 투명부와, 상기 투명부에 주입되는 비중이 낮은 반사물질과, 상기 투명부에 주입되는 비중이 높은 비 반사물질과, 상기 반타원 계란 형상의 투명부 중앙에 설치되는 광원으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계{Digital Water Level by using Grabity of Material and Light Source}
본 발명은 물질의 비중 차이와 광원의 수광부에서 수광되는 광량을 이용하여 제품 또는 기기의 수평 방향의 기울기를 측정하는 것에 관한 것이다. 물질의 비중은 물질에 따라 차이가 있으며, 용기에 비중이 상이한 물질을 채우면 비중이 높은 물질은 하부에 비중이 낮은 물질은 상부에 위치하게 되는 것이다. 또한 비중이 낮은 반사 물질과 비중이 높고 광의 흡수율이 높은 비반사 물질을 일정한 형상의 밀폐된 용기에 채우면 비중이 높고 빛의 흡수율이 높은 비반사 물질은 하부에, 그리고 비중이 낮은 반사 물질은 용기의 상부에 위치하게 되는 것이다. 본 발명의 상기와 같은 물질의 비중 차이와 반사율 차이를 이용하여 디지털 수평계의 기울기를 파악할 수 있는 것이다.
본 발명과 관련한 종래의 기술은 대한민국 특허 등록 특0150816호에 개시되어 있다. 도 1은 상기 종래의 광센서를 이용한 디지털 수평계의 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 광센서를 이용한 디지털 수평계는 수평균형검출을 위한 광비임을 조사하는 광원(10)과, 이 광원(10)에서 조사되는 광비임에 대해 수평균형의 어긋남정도에 대응하는 굴절현상을 위한 예컨대 물과 같은 액상물질(20), 이 액상물질(20)에 의해 굴절되는 광비임을 수광수단(40) 상에 집광되도록 하는 렌즈(30), 상기 광원(10)과 액상물질(20), 렌즈(30) 및 수광수단(40)을 수용하는 하우징(50)으로 구성된 것이다. 또한, 상기 하우징(50)은 상기 광원(10)을 액밀(液密)수납하기 위한 구획판(52)에 의해 광원수납공간(51)이 정의되고, 그 구획판(52)의 상측에 액상물질수납공간이 형성되며, 그 액상물질수납공간의 상측에 상기 렌즈(30) 및 상기 수광수단(40)이 일정한 간격으로 이격되어 설치된 것이다. 또한, 그 하우징(5)은 대체로 원통형상으로 형성되는 한편, 그 내측면은 바람직하게는 산란광의 흡수를 위해 암처리되고, 상기 광원수납공간(51)을 정의하는 구획판(52)에서 그 중앙부분에는 상기 광원(10)에서 조사된 광비임이 통과되는 핀홀(53)이 형성되며, 그 핀홀(53)을 중심으로 상기 구획판(52)의 상측에는 그 핀홀(53)을 통과하는 광비임이 상기 수광수단(40)에 전달되도록 함과 더불어 상기 액상물질(20)이 상기 광원수납공간(51)으로 누수되지 않도록 액밀접착된 투명한 윈도우(54)가 형성되고, 상기 수광수단(40)은 상기 광원(20)에서 조사되는 광비임을 수광하는 1차원 CCD어레이 형태로 구성된 것을 특징으로 한 것이다.
상기와 같은 종래 기술의 디지털 수평계는 레이저 광원이 액상물질을 지나 굴절되고 볼록렌즈를 지나 집광되어 수광 센서로 들어온 빛의 양을 계산하여 수평 여부를 판단하므로 그 구조가 복잡하고 기울임 각도가 커지면 액상물질이 볼록렌즈를 간섭하여 그 기능이 상실될 수 있는 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 구조가 간단한 디지털 수평계를 제공하기 위한 것이고, 또한 다른 목적은 제품이나 기기의 수평을 에러없이 측정할 수 있는 수평계를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 내부에 암실이 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내에 구비한 반타원 계란 형상의 밀폐된 투명부와, 상기 투명부에 주입되는 비중이 낮은 반사물질과, 상기 투명부에 주입되는 비중이 높은 비 반사물질과, 상기 반타원 계란 형상의 투명부 중앙에 설치되는 광원으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 구조가 간단하여 제조가 용이한 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명의 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 언제가 오류 없이 제품 또는 기기의 수평을 측정할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래 광센서를 이용한 디지털 수평계의 구성도,
도 2는 본 발명 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계의 단면 구성도,
도 3은 제품 또는 기기가 수평상태에서의 본 발명에 적용된 광원의 반사광을 나타낸 구성도,
도 4는 제품 또는 기기가 기울어진 상태에서의 본 발명에 적용된 광원의 반사광을 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명에 적용되는 디지털 수평계의 기울어짐을 판단하는 콘트롤러의 구성도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명의 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계를 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계의 단면 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 내부에 암실이 형성되는 직사각 박스 형상의 하우징(600)과, 상기 직사사각 박스 형상의 하우징(600) 내 하부에 구비한 반타원 계란 형상의 투명하고 밀폐된 투명부(610)와, 상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 비중이 낮은 반사물질(620)과, 상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 비중이 높은 비 반사물질(630)과, 상기 반타원 계란 형상의 투명부(610) 반타원 중앙에 설치되는 광원(640) 및 하우징(600) 상부면에 구성된 수광부(650)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
도 3은 제품 또는 기기가 수평상태에서의 본 발명에 적용된 광원의 반사광을 나타낸 구성도이다. 상기도 3에서 제품이나 기기가 수평상태에서는 광원(640)에서 나온 광은 투명부(610)의 반 타원 구조에 의하여 비중이 낮은 반사 물질(620)에 반사되어 수평면과 수직으로 직진하여 수광부(650)에 집광되는 것을 나타내고 있는 것이다.
도 4는 제품 또는 기기가 기울어진 상태에서의 본 발명에 적용된 광원의 반사광을 나타낸 구성도이다. 상기도 4에서 제품이나 기기가 수평상태에서 일측으로 기울이지면 비중이 높은 비반사 물질(630)은 수평면과 평행하게 되므로 계란 형상의 반타원 구조의 투명부(610) 하단면에 비중이 높은 비반사 물질(630)이 접하게 되고 상기와 같이 투명부(610)의 일면에 비반사 물질(630)이 위치하게 되면 상기 광원(640)에서 나온 광은 상기 비반사 물질에 흡수되고 반사되지 못하는 것이다. 따라서 상기 하우징(600) 상단면에 구성된 수광부(650)의 일부는 광원(640)에서 나온 광의 일부를 수광할 수 없는 것이다. 따라서 제품 또는 기기의 기울임 정도에 따라서 상기 하우징(600)의 상단면 수광부(650)로 입광하는 광량이 상이할 수 있음을 나타내고 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 디지털 수평계의 기울어짐을 판단하는 콘트롤러의 구성도이다. 상기도 5에서 본 발명에 적용되는 콘트롤러(660)는 광원(640)에서 나온 광이 반사 물질(620)에 반사되고 상기 반사된 반사광이 집광되는 수광부(650)와, 상기 수광부(650)의 광을 수신하여 전체 광량을 산정하는 광량 산정부(669)와, 상기 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 수평 기울기를 판단하는 기울기 산정부(663)와 상기 기울기 산정부(663)에서 산정된 기울기를 기울기 각도 또는 그림으로 표시하는 표시부(667) 및 상기 수광부(650)의 광을 수신받아 광량 산정부(669)로 하여금 광량을 계산하도록 하고, 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 기울기 산정부(663)에서 제품의 디지털 수평계의 기울기를 산정하도록 하며 기울기 산정부(663)에서 산정된 수평계의 기울기를 값 또는 그림으로 표출하도록 제어하는 제어부(665)로 구성된 것을 나타내고 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 본 발명의 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계는 에러 없이 언제나 디지털 수평계의 기울기를 정확하게 산정할 수 있는 것이다.
10, 640 : 광원, 20 : 액상물질,
30 : 렌즈, 40 : 수광수단,
50, 600 : 하우징, 52 : 구획판,
610 : 투명부, 620 : 반사물질,
630 : 비반사 물질, 650 : 수광부,
660 : 콘트롤러

Claims (9)

  1. 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계에 있어서,
    상기 디지털 수평계는,
    내부에 암실이 형성되는 하우징(600)과;
    상기 하우징(600) 내 하부에 구비한 반타원 계란 형상의 밀폐된 투명부(610)와;
    상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 것으로 광원의 광을 반사하는 비중이 낮은 반사물질(620)과;
    상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 것으로 광원의 광을 흡수하는 비중이 높은 비 반사물질(630)과;
    상기 반타원 계란 형상의 투명부(610) 반타원 중앙에 설치되는 광원(640);
    및 하우징(600) 상부면에 구성되어 상기 광원(640)의 광을 수광하는 수광부(650)를 포함하여 구성된 것으로 수평계가 기울어지면 상기 반타원 계란 형상의 밀폐된 투명부에 주입된 비중이 높은 비 반사 물질에 의하여 수광부에서 수광되는 광량이 줄어드는 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    직사각 박스 형상의 하우징인 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계에 있어서,
    상기 디지털 수평계는,
    내부에 암실이 형성되는 하우징(600)과;
    상기 하우징(600) 내 하부에 구비한 반타원 계란 형상의 밀폐된 투명부(610)와;
    상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 것으로 광원의 광을 반사하는 비중이 낮은 반사물질(620)과;
    상기 투명부(610)의 반타원 계란 형상 내부에 주입되는 것으로 광원의 광을 흡수하는 비중이 높은 비 반사물질(630)과;
    상기 반타원 계란 형상의 투명부(610) 반타원 중앙에 설치되는 광원(640);
    하우징(600) 상부면에 구성되어 광원의 광을 수광하는 수광부(650);
    및 수평계가 기울어지면 상기 투명부의 반타원 계란 형상 내부에 주입된 비중이 높은 비 반사 물질에 의하여 광이 흡수되어 상기 수광부에서 수광되는 광량이 줄어들고 이를 이용하여 수평계의 기울어짐 정도를 판단하는 콘트롤러(660)로 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 콘트롤러는,
    상기 수광부(650)의 광을 수신하여 전체 광량을 산정하는 광량 산정부(669)와;
    상기 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 수평 기울기를 판단하는 기울기 산정부(663)와;
    상기 기울기 산정부(663)에서 산정된 기울기를 기울기 각도 또는 그림으로 표시하는 표시부(667);
    및 상기 수광부(650)의 광을 수신받아 광량 산정부(669)로 하여금 광량을 계산하도록 하고, 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 기울기 산정부(663)에서 제품 디지털 수평계의 기울기를 산정하도록 하며 기울기 산정부(663)에서 산정된 수평계의 기울기를 값 또는 그림으로 표출하도록 제어하는 제어부(665)로 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하우징은,
    직사각 박스 형상인 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.
  8. 삭제
  9. 물질의 비중과 광원을 이용한 디지털 수평계에 있어서,
    상기 디지털 수평계는,
    내부에 암실이 형성되는 직사각 박스 형상의 하우징(600)과;
    상기 하우징(600) 내 하부에 구비한 반타원 계란형상의 투명하고 밀폐된 투명부(610)와;
    상기 투명부(610)에 주입되는 것으로 광원의 광을 반사시키는 비중이 낮은 반사물질(620)과;
    상기 투명부(610)에 주입되는 것으로 광원의 광을 흡수하는 비중이 높은 비 반사물질(630)과;
    상기 반타원 계란 형상의 투명부(610) 반타원 중앙에 설치되는 광원(640);
    하우징(600) 상부면에 구성된 것으로 광원(640)에서 나온 광이 집광되는 수광부(650);
    및 기울어짐 정도를 판단하는 것으로 상기 수광부(650)의 광을 수신하여 전체 광량을 산정하는 광량 산정부(669)와, 상기 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 수평 기울기를 판단하는 기울기 산정부(663)와, 상기 기울기 산정부(663)에서 산정된 기울기를 기울기 각도 또는 그림으로 표시하는 표시부(667) 및 상기 수광부(650)의 광을 수신받아 광량 산정부(669)로 하여금 광량을 계산하도록 하고, 광량 산정부(669)에서 계산된 광량을 기초로 하여 기울기 산정부(663)에서 제품 디지털 수평계의 기울기를 산정하도록 하며 기울기 산정부(663)에서 산정된 수평계의 기울기를 값 또는 그림으로 표출하도록 제어하는 제어부(665)로 이루어진 콘트롤러(660)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 수평계.



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