KR101437574B1 - 유량 수위 레벨 감지 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량 수위 레벨 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 연료 필터 또는 연료탱크 내의 경유 및 휘발유의 정전용량 값(유전율)에 의한 측정방식으로 360°방향에서 감지할 수 있도록 센서봉의 상부 둘레에는 길이 및 면적에 따라 다 단으로 형성된 센서홈에 링형상의 센서 부재가 각각 끼움 결합되고, 상기 센서 부재에는 일측이 연결된 리드선을 센서봉에 일직선상으로 형성된 인입공 및 인출공을 통해 인입 및 인출하여 본체 내에 설치된 피시비(PCB)와 타측을 접속한 다음, 감지된 신호를 보내어 수위 레벨 감지 및 유량 측정과 유사 경유 판단을 정확하게 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유량 수위 레벨 감지 센서{The flux water level perceiving sensor}

본 발명은 유량 수위 레벨 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 연료 필터 또는 연료 탱크 내의 경유 및 휘발유를 포함한 정전용량 값(유전율)에 의한 측정방식으로 360°방향에서 감지할 수 있도록 센서봉의 상부 둘레에는 길이 또는 면적에 따라 다 단으로 형성된 센서홈을 형성하고, 상기 센서홈에는 위치를 달리한 인입공과 하부 끝단에는 해당 인입공과 일직선상으로 인출공을 형성한 상태에서 센서홈으로 링 형상의 센서 부재를 끼움 결합한 다음 센서 부재에는 리드선의 일측을 연결하여 센서봉으로 인입 및 인출하여 본체 내에 설치된 피시비(PCB)에 타측을 연결하여 감지된 신호에 의해 수위 레벨 측정 및 유량 측정과 유사 경유 및 휘발유를 정확하게 판단하는 유량 수위 레벨 감지 센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 포함한 연료탱크의 유량을 확인하는 방법으로는 대부분 유량계를 사용하고 있으며, 상기 유량계는 기계식 또는 전자식으로 이루어져 있어 수위레벨을 측정할 수 있으나, 본원 발명의 정전용량 방식에 비하여 경유, 휘발유, 물 등을 유전율에 따라 구분할 수 없으며, 또한 유사 경유 및 유사 휘발유도 구분하기가 어려운 문제점이 있다.

한편, 도 8은 종래의 유량 감지 센서를 도시해 보인 사시 도면으로 연료 탱크 내의 유량을 감지하기 위해 유량 감지 센서(100)로 측정하는데, 상기 유량 감지 센서(100)는 피시비가 내장된 본체에서 상부방향으로 돌출된 원형 또는 사각형상 봉의 일측면에 길이 방향으로 센서 부재(200)를 부착하여 감지부를 형성한 다음 유량을 감지한다.

그러나 상기 유량 감지 센서(100)는 제조사에 상관없이 봉의 한쪽 방향(일측 단면)으로만 센서 부재(200)가 부착되어 감지부를 형성함으로 인해 감지부의 감지범위가 한정되는 문제점이 있다.

즉, 종래의 유량 감지 센서(100)는 봉에 센서 부재(200)가 한쪽 방향으로만 부착된 상태이므로 센서 부재(200)가 부착되는 면적이 협소하고, 부착되지않은 반대방향으로는 유량을 감지하지 못하여 측정범위의 한계가 있어 유량 측정값의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 유량 감지 센서(100)는 봉 내부에 피시비가 내설된 구조로 인해 경유 및 휘발유의 유전율에 따라 감지부를 확대해야하나 봉의 구조상 감지부를 확대할 수 있는 공간이 협소하여 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 차량의 연료 필터, 연료 탱크 내의 수위 및 유량 측정의 감지범위를 360°방향으로 확대하여 정확성을 높이는것은 물론 수위를 측정할 수 있는 모든 기계에 설치 가능한 것을 목적으로 한다.

더불어 본 발병은 경유, 휘발유, 물 등에 포함된 유전율에 따라 수위레벨을 정확히 측정할 수 있고, 유사 경유 또는 유사 휘발유를 판단할 수 있는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 본체 상부에 결합되는 센서봉의 외주면에 다 단으로 센서홈을 형성하고, 상기 센서홈에는 링 형상의 센서 부재를 끼움 결합한 다음 센서 부재에 리드선의 일측을 연결하여 인입공을 통해 센서봉 내부로 인입하여 일직선상으로 펼친 다음 하단에 형성된 인출공으로 인출하여 피시비에 접속한 다음 전자적으로 수위 및 유량을 측정하여 표시할 수 있는 유량 수위 레벨 감지 센서를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 유량 수위 레벨 감지 센서는 차량용 연료 필터 및 연료 탱크에 적용하여 경유 및 휘발유, 물 등을 포함하여 유량을 감지하는 센서 부재가 센서봉에 끼움 결합되어 360°범위에서 정전용량을 감지하여 측정값의 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명은 경유 및 휘발유에 물이 혼합되어 있을 때 중량 차이로 인하여 물이 아래로 누적되면서 수위가 상승할 때 수위 레벨을 측정할 수 있으며, 또한 경유 및 휘발유의 정전용량 값(유전율)을 측정하여 가짜 경유 및 휘발유를 판단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 차량용 연료필터 및 연료탱크뿐만 아니라 수위를 측정할 수 있는 모든 산업기계에 적용 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 정전용량 값에 따라 센서봉의 크기를 확대 및 축소하거나 또는 센서홈의 상·하 높이를 확대 및 축소할 수 있으며, 이와 비례하게 센서 부재의 높이도 확대 및 축소하여 조절 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명 센서봉을 도시해 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명 센서봉을 도시해 보인 결합 사시도.
도 3은 본 발명 센서봉을 도시해 보인 사시도,
도 4는 본 발명 센서봉에 센서가 끼움 결합된 것을 도시해 보인 사시도.
도 5는 본 발명 센서봉의 결합 상태를 도시해 보인 단면도.
도 6은 본 발명 센서봉에서 센서가 인입 및 인출된 것을 도시해 보인 평면도.
도 7a, b 본 발명 센서봉에서 가이드 공의 형상을 도시해 보인 사시도.
도 8은 종래의 유량 감지센서를 도시해 보인 사시도.

도 1은 본 발명 유량 수위 레벨 감지 센서를 도시해 보인 분리 사시도 이고, 도 2는 본 발명 유량 수위 레벨 감지 센서를 도시해 보인 결합 사시도 이며, 도 3은 본 발명 센서봉을 도시해 보인 사시도 이고, 도 4는 본 발명 센서봉에 센서 부재가 끼움 결합된 상태를 도시해 보인 사시도 이다.

본 발명은 유량 수위 레벨 감지 센서(17)는 차량용 연료 필터 또는 연료탱크에 적용하여 수위 레벨 및 경유 , 휘발유의 유량을 측정하고, 가짜 경유 및 휘발유를 판단할 수 있도록 본체(9) 상부에서 수직선상으로 결합되는 센서봉(1)과, 상기 센서봉(1)의 상부에는 다 단으로 센서 부재를 끼움 결합된 감지부(5)와, 상기 감지부(5)에서 감지된 신호를 전자적으로 처리하는 피시비(7)와 상기 센서봉(1)을 밀폐하는 커버(12)로 구성된다.

또한, 본체(9)는 상부로 센서봉(1)과 커버(12)가 결합되고, 저면에는 피시비(7)가 결합된다.

따라서 본체(9) 상면 중앙에는 센서봉(1) 및 커버(12)의 하단을 삽입할 수 있도록 삽입공(11)이 형성되고, 상기 삽입공(11)의 둘레에는 센서봉(1) 및 커버(12)를 끼움 결합하여 밀폐하도록 패킹(10)이 삽입된다.

또한, 본체(9)에 형성된 삽입공(11)의 저면에는 내측으로 센서봉(1)에 설치된 센서 부재(5')의 일측과 접속되어 감지된 신호를 검출하여 전기적으로 표시하는 피시비(7)가 밀착된 상태에서 나사(8)로 조임 체결한 다음 피시비(7)에 유체가 침투되는 것을 차단하기 위해 피시비(7)를 포함한 저면 전체를 몰딩한 몰딩부(6)가 형성된다.

또한, 본체(9) 상면에 형성된 가이드 공(14)에는 센서봉(2)의 하단이 삽입되어 피시비(7)에 밀착된다.

한편, 센서봉(1)은 상면이 밀폐되고, 내부로 가이드 공(14)이 형성된 봉 형상으로 상부 둘레에는 두 개 이상의 센서홈(2)이 다 단으로 형성되고, 상기 센서홈(2)에는 가이드 공(14)과 통공되며, 수직선상으로 위치를 달리하게 인입공(3)이 각각 배열되고, 상기 센서봉(1)의 하단에는 센서홈(2)에 형성된 인입공(3)과 수직선상으로 일치하도록 인출공(4)이 각각 배열된다.

또한, 센서봉(1)에 형성된 다수의 센서홈(2)에는 링형상으로 일부가 절단된 센서 부재(5')를 각각 끼움 결합한다.

상기 센서 부재(5')에는 일부를 통공한 체결공(16)을 형성하여 리드선(15)의 일측을 삽입한 후 땜에 의해 체결한다.

상기 체결공(16)으로 일측 체결된 리드선(15)을 인출공(4)으로 삽입하여 통공된 가이드 공(14)을 통해 일직선상으로 배열한 후 하단에 형성된 인출공(4)을 통해 끝단을 인출하여 이격된 상태로 피시비(7)와 접속하는 감지부(5)로 구성한다.

상기 감지부(5)는 센서홈(2)에 각각 끼움 결합되는 센서 부재(5')에서 리드선(15)이 서로 연접되지않도록 수직선상으로 이격된 상태를 유지하여 피시비(7)에 각각 접속되도록 유도함으로써 센서 부재(5')에 일측이 연결된 리드선(15)을 단정하게 정리하고, 센서 부재(5')의 리드선(15)이 서로 연접될 경우 발생하는 저항을 차단하여 수위 및 유량을 360°방향에서 정확하게 감지할 수 있도록 한다.

또한, 감지부(5)의 센서 부재(5')는 상부에서 하부 방향으로 위치하는 센서홈(2)에 순차적으로 가짜 경유 여부 판단 센서 부재, 기타 화합물 판단 센서 부재, 수위 감지 센서 부재를 각각 끼움 결합하여 사용한다.

센서 부재의 위치를 개략적으로 도시한 센서봉

한편, 경유를 감지하는 센서봉을 예를 들어 설명하면 물의 무게 차이에 의하여 물은 아래로 누적되면서 수위레벨이 상승할 때 표 1과 같이 1에서 5번까지 단계별로 물의 양을 감지할 수 있다.

이때 감지원리는 물과 경유의 정전용량 값(유전율) 차이를 이용하여 물의 유전율에 맞게 센서 부재의 측정값을 설정하여 놓는다.

따라서 물의 높이에 따라 수위 레벨을 단계적으로 읽는 것은 물론 단계를 여러 단계로 나눌 수 있다.

유전율의 차이에 맞게 정전용량 측정값을 설정하여 유량이 상승할 때마다 여러 단계로 유량수위를 나누어서 감지할 수 있다.

또한, 5번 센서 부재를 경유 감지 센서로 설정하고, 경유의 유전율에 맞게 센서 부재의 측정값을 설정하여 놓으면 5번 센서 부재는 경유일 때만 작동한다.

이때 가짜 경유를 포함한 기타 화합물이 유입되면 4번 센서 부재가 작동하도록 설정한다.

따라서 5번 센서 부재 즉, 경유의 유전율 기준에서 몇 퍼센트 이상의 변화된 유전율 값을 보이면 4번 센서 부재가 기타 화합물 또는 가짜경유를 인식할 수 있도록 설정하여 놓는 방법으로 유전율 변화 값이 몇 퍼센트 변화하였는지에 따라 3번, 2번 센서 부재도 다단으로 활용하게 된다.

한편, 센서봉(1)의 외주면에는 인입공(3)을 통해 물 또는 경유가 침투되는 것을 차단하기 위해 하부가 개방된 봉 형상의 커버(12)가 삽입된다.

상기 커버(12)는 센서봉(2)을 밀폐하여도 동일하게 수위레벨 등을 감지할 수 있다.

또한, 커버(12)의 외주면에는 나선부(13)가 형성되어 다른 부품 또는 장치와 연결을 용이하게 할 수 있다.

도 5는 본 발명 센서봉을 도시해 보인 단면도이고, 도 6은 본 발명 센서봉으로 센서 부재와 연결된 리드선이 인입 및 인출된 것을 도시해 보인 평면도이다.

본 발명 센서봉(1)은 다 단으로 형성된 센서홈(2)으로 링 형상의 센서 부재(5')가 끼움 결합된 상태에서 센서 부재(5')에 일측이 연결된 리드선(15)이 인입공(3)을 통해 센서봉(1) 내부에 형성된 가이드 공(14)으로 삽입되어 직각으로 절곡한 다음 하단에 일직선상으로 위치한 인출공(4)으로 삽입 인출하여 피시비(7)에 센서 부재(5')와 연결된 리드선(15)의 타측이 접속된다.

따라서 상기 센서 부재(5')는 서로 이격되게 배열된 상태에서 서로 간에 간섭되지않도록 단정하게 배열하여 저항이 발생하지않음으로 인해 수위 레벨 및 유량을 정확하게 측정할 수 있도록 한다.

도 3은 센서봉(1)에 형성된 센서홈(2)에 끼움 결합된 센서 부재(5')가 인입공(3)과 일직선상으로 위치한 인출공(4)을 통해 센서 부재(5')의 리드선(15)이 인입 및 인출되도록 이격되게 배열한다.

도 7a, b는 본 발명 센서봉에서 가이드 공의 형상을 도시해 보인 사시도로 센서봉(1)의 내부에 형성되어 인입공(3)과 인출공(4)을 연결하는 가이드 공(14)을 화살표 모양으로 배열하고, 상기 화살표의 선단은 삼각형 또는 원형으로 형성하여 센서 부재(5')와 연결된 리드선(15)이 외부로 노출되지않도록 밀폐하여 단정하게 정리한다.

또한, 본 발명은 정전용량 값에 따라 센서봉(1)의 크기를 확대 및 축소하거나 또는 센서홈(2)의 상·하 높이를 확대 및 축소할 수 있으며, 이와 비례하게 센서 부재(5')의 높이도 확대 및 축소하여 조절 가능하다.

1: 센서봉 2: 센서홈
3: 인입공 4: 인출공
5: 감지부 5': 센서 부재
6: 몰딩부 7: 피시비(PCB)
8: 나사 9: 본체
10: 패킹 11: 삽입공
12: 커버 13: 나선부
14: 가이드 공 15: 리드선
16: 체결공 17: 유량 수위 레벨 감지 센서

Claims (5)

1. 상면은 밀폐되고, 내부에는 가이드 공이 형성된 봉 형상으로 이루어져 상부 둘레에는 두 개 이상의 센서홈이 다 단으로 형성되고, 상기 센서홈에는 가이드 공과 통공되며 수직선상으로 위치를 달리하게 인입공이 각각 형성되고, 상기 봉의 하단에는 센서홈에 형성된 인입공과 수직선상으로 일치하도록 인출공이 각각 형성된 센서봉; 과
   상기 센서봉에 형성된 다수의 센서홈에는 일부가 절단된 링형상의 센서 부재를 각각 끼움 결합한 다음 센서 부재에는 리드선의 일측 단부가 연결되고, 타측단부는 인입공으로 삽입하여 가이드 공을 통해 일직선상으로 배열하여 하단에 형성된 인출공을 통해 인출하여 피시비와 연결하는 감지부로 구성된 것을 특징으로 하는 유량 수위 레벨 감지 센서.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감지부는 센서홈에 가짜 경유 여부 판단 센서 부재, 기타 화합물 판단 센서 부재, 수감 감지 센서 부재를 다 단으로 각각 끼움 결합한 것을 특징으로 하는 유량 수위 레벨 감지 센서.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 센서봉의 둘레에는 내측으로 인입공과 인출공을 일직선상으로 연결하는 가이드 공은 화살표 모양으로 배열되고, 화살표의 선단은 삼각형 또는 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 유량 수위 레벨 감지 센서.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 감지부는 수위 레벨 감지 및 유량 측정, 가짜 경유, 휘발유를 판단하는 것을 특징으로 하는 유량 수위 레벨 감지 센서.
   
5. 상면 중앙에는 센서봉 및 커버의 하단을 삽입할 수 있도록 형성된 삽입공과, 상기 삽입공에는 센서봉 및 커버가 끼움 결합되는 패킹과, 상기 삽입공의 저면 내측으로 센서봉에 설치된 링 형상의 센서 부재의 일측과 접속하여 감지된 신호를 검출하여 표시하는 피시비가 부착되고, 상기 피시비를 밀폐하도록 저면을 몰딩한 몰딩부로 이루어진 본체;와
   상면은 밀폐되고, 내부는 가이드 공이 형성된 봉 형상으로 상부 둘레에는 두 개 이상의 센서홈이 다 단으로 형성되고, 상기 센서홈에는 가이드 공과 통공되며 수직선상으로 위치를 달리하게 인입공이 각각 형성되며, 상기 봉의 하단에는 센서홈에 형성된 인입공과 수직선상으로 일치하도록 인출공이 각각 형성되어 본체의 삽입공으로 삽입되어 피시비에 밀착되는 센서봉; 과
   상기 센서봉(1)에 형성된 다수의 센서홈(2)에는 일부가 절단된 링형상의 센서 부재(5')를 각각 끼움 결합한 다음 일단을 인출공(4)으로 삽입하여 가이드 공(14)을 통해 일직선상으로 배열하여 하단에 형성된 인출공을 통해 인출하여 피시비와 접속한 감지부(5); 와
   커버의 개방된 하부로 센서봉을 삽입하여 밀폐하며 하부 외주면에는 나선부(13)가 형성된 상기 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 유량 수위 레벨 감지 센서.

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