KR101510267B1 - 냉각용 쿨러 제어 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각용 쿨러 제어 장치 및 냉각 제어 방법으로서, 적외선 검출기와 같은 냉각 대상체의 냉각을 수행하는 냉각용 쿨러의 제어 장치 및 냉각 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 냉각 대상체의 냉각을 수행하는 냉각용 쿨러; 상기 냉각 대상체의 온도를 측정하여 측정 온도로서 생성하는 온도 검출 센서; 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 저장한 구간별 제어 신호 메모리; 상기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하여, 상기 구간별 제어 신호 메모리에서 상기 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호 정보를 추출하여, 상기 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 냉각용 쿨러에 제공하는 제어부;를 포함한다.

Description

냉각용 쿨러 제어 장치 및 그 동작 방법{Apparatus for controlling cooler and method for operating the same}
본 발명은 냉각용 쿨러 제어 장치 및 냉각 제어 방법으로서, 적외선 검출기와 같은 냉각 대상체의 냉각을 수행하는 냉각용 쿨러의 제어 장치 및 냉각 제어 방법에 관한 것이다.
빛이 없는 야간에서 표적과 배경이 방출하는 고유한 복사 에너지의 차이를 감지하는 열상 장비의 핵심 부품은 적외선 검출기이다. 적외선 검출기의 작동 원리는, 물체에서 발산하는 적외선 영역의 파장대(장파 영역은 8~12㎛, 중파 영역은 3~5㎛의 파장을 갖는다)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로 바꾸어준다. 상기와 같이 적외선 검출기를 통해 변환된 전기적 신호는 모니터로 디스플레이되어, 물체의 온도 분포에 따라 일정한 영상으로서 나타나게 된다. 적외선 검출기는 파장대역 및 냉각 방식에 따라 다양하게 구별된다. 검출기는 상온에서 냉각없이 사용하는 비냉각 열상 장비와 극저온으로 냉각하는 냉각 열상 장비로 구별할 수 있다.
냉각 열상 장비를 운용할 때 검출기 최고의 성능을 내기 위해서는 검출기 냉각 및 냉각 온도 유지가 필수적이다. 따라서 모든 냉각 열상 장비는 검출기가 요구하는 온도로의 냉각이 끝난 후 운용하게 된다. 냉각 온도는 검출기마다 다르며 이것을 위해서 냉각용 쿨러(cooler)라는 냉각 장치가 필요하다. 이러한 냉각용 쿨러를 운용하기 위해 냉각용 쿨러에 입력되는 제어 입력 신호는 다음과 같은 전기적인 사양이 요구되어 진다.
하나는 싸인 파형(sine wave)의 일정한 헤르츠(Hz)를 가지는 교류 형태 파형이다. 다른 하나는 적외선 검출기의 온도에 따라 달라지는 싸인 파형의 크기(absolute magnitude)이다. 위의 두 가지 조건에 따라 냉각용 쿨러는 적절한 제어가 요구되어 지며, 보통 마이크로 프로세서를 통해 이러한 제어가 이루어진다.
냉각 열상 장비 운용 중에 냉각용 쿨러는 계속적으로 작동하며, 마이크로 프로세서는 냉각용 쿨러의 제어를 위하여 검출기 온도 정보를 피드백(feedback) 신호로 받게 된다. 이러한 피드백 신호를 이용해 제어량이 산출되고 계산된 제어량은 헤르츠(Hz)의 사인 파형과 함께 쿨러 제어에 사용된다.
냉각용 쿨러의 제어량 계산을 위해 PID 제어(Proportional Integral and Derivative Control)등 다양한 방법이 사용되는데 이러한 제어 방법은 마이크로 프로세서 등의 코어(core)에게 어느 정도 연산 시간을 필요로 하게 된다. 보통 소수(floating) 연산을 많이 사용하게 되는데 이것은 정수(integer) 연산보다 많은 연산 시간이 필요하며 이에 따라 마이크로 프로세서의 효율이 낮아져 결국 시스템 성능을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
결국 냉각 장비 운용 중에 항상 제어가 되어야 하는 냉각용 쿨러는 마이크로 프로세서에게 많은 연산량이 요구되고 그에 따라 마이크로 프로세서는 냉각용 쿨러의 제어 외에 다른 일을 처리하기에 많은 부하가 요구된다. 이는 곧 시스템 성능 개선에 많은 문제점을 일으킬 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 멀티 프로세서를 사용하거나 고사양의 마이크로 프로세서를 사용할 수 수 있지만 이는 장비 크기뿐만 아니라 양산 단가를 높게 하는 단점이 있다.
한국등록번호 10-1022529
본 발명의 기술적 과제는 냉각 제어를 위한 연산량을 최소로 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 냉각 제어의 시스템 성능을 향상시키는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 냉각 대상체의 냉각을 수행하는 냉각용 쿨러; 상기 냉각 대상체의 온도를 측정하여 측정 온도로서 생성하는 온도 검출 센서; 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 저장한 구간별 제어 신호 메모리; 상기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하여, 상기 구간별 제어 신호 메모리에서 상기 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호 정보를 추출하여, 상기 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 냉각용 쿨러에 제공하는 제어부;를 포함한다.
상기 구간별 제어 신호 메모리는, 동일한 형태의 파형으로서 각 온도 구간별로 제어 신호의 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 한다.
상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은, 온도가 높은 구간일수록 제어 신호를 크게 하는 제어 신호 정보가 할당됨을 특징으로 한다.
상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은, 가장 큰 값을 가지는 온도 구간에서는 상기 냉각용 쿨러의 냉각 능력을 최대로 할 수 있는 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 한다.
상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은, 0℃ 이하의 온도 구간에서는 상기 냉각 대상체가 미리 설정된 기준 온도로 일정하게 유지되도록 하는 상기 냉각용 쿨러의 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 한다.
냉각용 쿨러의 냉각 도달 시간을 고려하여 구간별 제어 신호 메모리 내의 온도 구간의 개수가 결정된다.
상기 냉각 대상체를 미리 설정한 변환 단위 온도만큼 냉각시키는데 소요되는 시간인 냉각 도달 시간이 미리 설정한 기준 시간보다 작은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 1개의 온도 구간으로 설정되며, 상기 냉각 도달 시간이 상기 기준 시간을 초과하거나 같은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 2개 이상의 복수개의 온도 구간으로 설정됨을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 형태는, 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 메모리에 저장하는 과정; 냉각용 쿨러에 의해 냉각이 이루어지는 냉각용 장치의 온도를 측정하여 측정 온도로서 생성하는 과정; 상기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하는 과정; 상기 메모리에서 상기 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호정보를 추출하여, 상기 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 냉각용 쿨러에 제공하는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 냉각 제어 신호를 생성하기 위한 연산을 대신하여 메모리에 할당된 냉각 제어 신호를 활용함으로써, 연산 부하를 줄일 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 연산 부하의 감소로 인하여, 냉각 제어를 위한 고사양의 프로세서를 저사양의 프로세서로 교체하거나, 멀티 프로세서를 단일 프로세서로 교체함으로써, 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각용 쿨러 제어 장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 구간별 제어 신호 정보의 할당 예시를 도시한 테이블이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각용 쿨러 제어 과정을 도시한 플로차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각용 쿨러 제어 장치의 구성 블록도이다.
이하, 설명에서는 냉각이 이루어지는 냉각 대상체로서 열영상을 출력하는 적외선 검출기를 예로 들어 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 실시예는 냉각 대상체로서 적외선 검출기에 한정되는 것이 아니라 기능 동작을 위하여 냉각을 필요로 하는 모든 냉각 대상체에 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
적외선 검출기는 물체(피사체)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로 바꾸어 주는데, 그 작동 원리는, 물체에서 발산하는 적외선 영역의 파장대(장파 영역은 8~12㎛, 중파 영역은 3~5㎛의 파장을 갖는다)의 적외선을 검출하여 이를 전기적인 신호로서 변환한 데이터(이하, '열영상 로우 데이터'라 함)를 프레임 단위로 획득한다. 상기와 같이 적외선 검출기는 피사체의 적외선을 검출하여 전기적 신호 형태의 열영상 로우 데이터(thermal image raw data)를 획득하는데, 획득되는 열영상 로우 데이터는 소정의 비트량으로 디지털화되어 나타난다. 이때, 동일 타겟(target)의 피사체로부터 획득되는 열영상 로우 데이터는 일정한 값이 아니라 적외선 검출기의 온도에 따라 일정치 않은 값을 가지게 된다.
따라서 적외선 검출기의 온도를 일정하게 유지하여야, 정확한 열영상 로우 데이터를 획득할 수 있다. 이와 같이 적외선 검출기를 일정한 온도(항온)로 유지하기 위하여 쿨러가 사용된다.
냉각용 쿨러(140)(cooler)는 적외선 검출기의 냉각을 수행하는데, 냉매, 송풍팬 등의 다양한 냉각 수단을 이용하여 적외선 검출기를 냉각시킨다. 냉각용 쿨러(140)는 제어부(120)로부터 입력되는 제어 신호에 따라서 냉각 세기를 달리하는데, 예컨대, 제1제어 신호가 입력될 시에는 제1냉각 세기로서 적외선 검출기를 냉각시키며, 제2제어 신호가 입력될 시에는 제1냉각 세기보다 더 큰 제2냉각 세기로서 적외선 검출기를 냉각시킨다. 따라서 제1제어 신호가 입력될 때보다 제2제어 신호가 입력될 때, 냉각 세기가 더욱 커져 냉각을 좀 더 빠르게 수행할 수 있다.
온도 검출 센서(110)는, 적외선 검출기의 온도를 주기적으로 측정한다. 주기적으로 측정된 적외선 검출기의 온도는 검출기 측정 온도로서 제어부(120)에 피드백(feedback)된다. 적외선 검출기의 표면 온도를 측정하여 검출기 측정 온도로서 파악할 수 있으며, 또는 적외선 검출기 내부의 검출 센서의 온도를 측정하여 검출기 측정 온도로서 파악할 수 있다.
구간별 제어 신호 메모리(130)는, 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 테이블 형태로 저장된 메모리이다. 여기서 메모리는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.
또한 제어 신호는 다양한 신호 파형 형태를 가질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는, 제어 신호가 싸인 파형(sine wave) 주파수(Hz)의 교류 신호의 형태를 가지고 있음을 예로 들어 설명한다.
온도별 제어 신호 메모리는, 동일한 형태의 파형으로서 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호를 나타내는 제어 신호 정보로서 할당하여 저장된다. 특히, 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호를 제어 신호 정보로서 할당하는 것은, 온도가 높은 구간일수록 제어 신호를 크게 하는 제어 신호 정보를 할당하여 저장된다.
예를 들어, 온도 구간을 6개 구간으로 분류하여, 온도 구간별 할당된 제어 신호 정보가 구간별 제어 신호 메모리(130)에 저장된 예를 도시한 도 2를 참조하면, 0℃ 이하의 제6구간에서는 1.8V 크기의 60Hz 싸인 파형(sine waver)의 제어 신호 정보가 할당되며, 0℃ ~ 0.5℃ 사이의 제5구간에서는 1.9V 크기의 60Hz 싸인 파형의 제어 신호 정보가 할당되며, 0.5℃ ~ 1℃ 사이의 제4구간에서는 2.2V 크기의 60Hz 싸인 파형의 제어 신호 정보가 할당되며, 1℃ ~ 5℃ 사이의 제3구간에서는 2.5V 크기의 60Hz 싸인 파형의 제어 신호 정보가 할당되며, 5℃ ~ 10℃ 사이의 제2구간에서는 2.7V 크기의 60Hz 싸인 파형의 제어 신호 정보가 할당되며, 10℃ 이상의 제1구간에서는 3V 크기의 60Hz 싸인 파형의 제어 신호 정보가 할당됨을 알 수 있다. 따라서 10℃ 이상의 구간에서 가장 큰 제어 신호를 가지는 제어 신호 정보가 할당되며, 낮은 온도 구간으로 갈수록 제어 신호의 크기 역시 작아지는 값을 가지는 제어 신호 정보가 할당된다.
또한, 가장 큰 값을 가지는 온도 구간(즉, 10℃ 이상의 구간)에서는 냉각용 쿨러(140)의 냉각 능력을 최대로 할 수 있는 제어 신호가 할당되어 저장된다. 냉각용 쿨러(140)에 가장 큰 제어 신호가 입력되도록 함으로써, 냉각용 쿨러(140)의 냉각 능력을 최대로 하기 위함이다. 예를 들어, 냉각용 쿨러(140)의 제조 스펙에 따르면 냉각용 쿨러(140)의 냉각 능력을 최대로 발휘할 수 있는 제어 신호가 3V 크기의 60Hz 싸인 파형인 경우, 도 2의 테이블에 도시한 바와 같이, 가장 큰 값을 가지는 온도 구간인 10℃ 이상의 구간에서는, 3V 크기의 60Hz 싸인 파형을 발생하도록 하는 제어 신호 정보가 저장된다.
반대로, 0℃ 이하의 온도 구간에서는 냉각용 쿨러(140)의 구동을 정지시키는 제어 신호가 할당되어 저장됨을 특징으로 한다.
0℃ 이하의 온도 구간에서는 냉각 대상체가 미리 설정된 기준 온도로 일정하게 유지되도록 하는 냉각용 쿨러(140)의 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 한다. 예를 들어, 냉각용 쿨러(140)의 제조 스펙에 따르면 1.8V 크기의 60Hz 싸인 파형을 제어 신호로 입력받을 때 냉각용 쿨러(140)가 80[kelvin;절대온도단위]의 일정한 기준 온도(항온 온도)로 유지되도록 하는 구동을 하도록 설계된 경우, 0℃ 이하의 온도 구간에서는 1.8V 크기의 60Hz 싸인 파형을 발생하도록 하는 제어 신호 정보가 저장된다.
참고로, 온도별 제어 신호 메모리에 저장되는 테이블 값들은 냉각용 쿨러(140) 및 적외선 검출기의 사양에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 따라서 다수의 실험(trial and error)을 통하여 각각의 시스템에 맞는 테이블을 구성해야 한다.
제어부(120)는, 검출기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하여, 구간별 제어 신호 메모리(130)에서 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호 정보를 추출하여, 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 냉각용 쿨러(140)에 제공한다. 온도 검출 센서(110)에서 측정한 검출기 측정 온도가 미리 설정된 냉각 목표 온도에 도달하도록 지속적으로 제어 신호를 생성하여 냉각용 쿨러(140)에 제공하는 것이다. 예를 들어, 냉각 목표 온도가 18℃이고 측정된 검출기 측정 온도가 24℃인 경우, 24℃(검출기 측정 온도) - 18℃(냉각 목표 온도) = 6℃(온도 차이값)이 산출된다. 구간별 제어 신호 메모리(130)에 저장된 도 2의 테이블에서 온도 차이값 6℃는 제2구간에 속하게 되어, 제어부(120)는, 제2구간에 할당된 2.7V 크기의 60Hz 싸인 파형 정보를 추출하게 되고, 이에 따라 2.7V 크기의 60Hz 싸인 파형을 생성하여 제어 신호로서 냉각용 쿨러(140)에 제공하게 된다.
마찬가지로, 냉각 목표 온도가 18℃이고 측정된 검출기 측정 온도가 19℃인 경우, 19℃(검출기 측정 온도) - 18℃(냉각 목표 온도) = ℃(온도 차이값)이 산출된다. 구간별 제어 신호 메모리(130)에 저장된 도 2의 테이블에서 온도 차이값 1℃는 제4구간에 속하게 되어, 제어부(120)는, 제4구간에 할당된 2.2V 크기의 60Hz 싸인 파형 정보를 추출하게 되고, 이에 따라 2.2V 크기의 60Hz 싸인 파형을 생성하여 제어 신호로서 냉각용 쿨러(140)에 제공하게 된다.
한편, 상기의 냉각 목표 온도 및 검출기 측정 온도의 실시 예의 설명에서는, 설명의 편의를 위하여 냉각 열상 장비인 검출기의 냉각 온도를 상온으로 설명하였는데, 실제로는 냉각형 검출기의 보통 항온 유지 온도는 80 Kelvin 내외로 매우 낮은 온도에서 유지됨을 유의하여야 할 것이다.
한편, 제어부(120)는 검출기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하여, 산출한 온도 차이값이 도 2의 테이블의 온도 구간에 할당된 제어 신호 정보를 추출한다. 따라서 온도 구간의 개수에 따라서 제어 신호 정보가 다양하게 존재할 수 있다. 온도 구간의 개수가 많을수록 각각 할당되는 제어 신호 정보가 많게 되며, 온도 구간의 개수가 적을수록 제어 신호 정보가 적어지게 된다. 그런데, 주기적으로 피드백되는 검출기 측정 온도가 지속적으로 바뀔 경우, 온도 구간의 개수가 많게 되면 그에 할당된 제어 신호 정보에 따라서 각각 다르게 제어 신호를 생성하여 제공하여야 한다.
따라서 냉각용 쿨러(140)의 냉각 도달 시간을 고려하여 구간별 제어 신호 메모리(130) 내의 온도 구간의 개수가 결정되도록 한다. 여기서 냉각 도달 시간이라 함은, 적외선 검출기를 미리 설정한 변환 단위 온도만큼 냉각시키는데 소요되는 시간을 말한다. 변환 단위 온도는, 냉각으로 인해 변환되는 온도로서 미리 설전된 값이다. 예컨대, 1℃, 0.5℃ 등이 해당될 수 있다. 만약, 변환 단위 온도가 1℃로 설정된 경우에는, 냉각 도달 시간은 1℃ 떨어뜨리는데 소요되는 시간 시간을 말한다. 이하 설명에서는 변환 단위 온도가 1℃인 경우를 예로 설명할 것이나, 0.5℃ 등과 같이 다양한 값이 변환 단위 온도로 활용될 수 있다.
변환 단위 온도가 1℃인 경우, 냉각 도달 시간은, 냉각용 쿨러(140)의 냉각 효율에 따라서 적외선 검출기를 1℃ 떨어뜨리는데, 1초가 소요되기도 하며, 또는 5초가 소요되기도 한다. 이는 냉각용 쿨러(140)의 성능에 따라 결정되며, 제조 스펙에 명시될 수 있다. 또는 적외선 검출기의 설치 필드에 따라서 냉각 도달 시간이 변경될 수 있는데, 이러한 냉각용 도달 시간은 필드에서의 다수의 실험(trial and error)을 통하여 평균적인 냉각 도달 시간을 산출할 수 있다.
냉각 도달 시간이 미리 설정된 기준 시간보다 적은 경우, 냉각 효율이 좋음을 의미하기 때문에, 도 2의 테이블의 온도 구간을 많이 설정할 필요가 없다. 하나의 온도 제어 신호로서 냉각 효율을 크게 할 수 있기 때문이다.
특히, 냉각 효율이 좋아서 냉각 도달 시간이 미리 설정된 기준 시간보다 적은 경우에, 검출기 측정 온도가 냉각 목표 온도의 근방에 도달하여 온도 차이값이 0℃와 1℃(변환 단위 온도) 사이에서 냉각용 쿨러(140)의 제어 신호를 변화시켜 제어할 경우 오히려 냉각 목표 온도에 도달하기 어려울 수 있다. 0℃와 1℃(변환 단위 온도) 사이에서 냉각용 쿨러(140)의 제어 신호를 변화시킬 경우, 너무 냉각되어 검출기 측정 온도가 냉각 목표 온도보다 더 낮게 되어 온도 차이값이 마이너스(-) 온도를 가질 수 있기 때문이다.
따라서, 검출기를 1℃(변환 단위 온도) 냉각시키는데 소요되는 시간인 냉각 도달 시간이 미리 설정한 기준 시간보다 작은 냉각용 쿨러(140)인 경우, 구간별 제어 신호 메모리(130)는 0℃와 1℃ 사이에서 1개의 온도 구간으로 설정되도록 한다. 빠른 냉각 효율을 가지는 냉각용 쿨러(140)이기 때문에, 냉각 목표 온도에 도달한 0℃와 1℃ 사이에서 온도 구간을 한개로만 설정하여, 0℃와 1℃ 사이에서 온도가 변화하더라도 하나의 값으로 된 제어 신호가 발생되도록 하기 위함이다.
반면에, 냉각 도달 시간이 기준 시간을 초과하거나 같은 냉각용 쿨러(140)인 경우, 구간별 제어 신호 메모리(130)는 0℃와 1℃ 사이에서 2개 이상의 복수개의 온도 구간으로 설정되도록 한다. 냉각 효율이 좋지 않기 때문에, 냉각 목표 온도에 도달한 0℃와 1℃ 사이에서 온도 구간이라 하더라도 빠른 냉각을 위하여 복수개의 온도 구간으로 구분하여, 0℃와 1℃ 사이에서 온도 변화에 따라서 복수개의 제어 신호가 발생되도록 하여 냉각 목표 온도에 빠르게 도달하도록 하기 위함이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각용 쿨러(140) 제어 과정을 도시한 플로차트이다.
우선, 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 메모리에 저장하는 과정을 가진다(S310). 온도 구간을 6개 구간으로 분류하여, 온도 구간별 할당된 제어 신호 정보가 메모리에 저장된 예시를 도 2에 도시하였다.
검출기를 1℃(변환 단위 온도) 냉각시키는데 소요되는 시간인 냉각 도달 시간이 미리 설정한 기준 시간보다 작은 냉각용 쿨러(140)인 경우, 구간별 제어 신호 메모리(130)는 0℃와 1℃ 사이에서 1개의 온도 구간으로 설정되도록 한다. 빠른 냉각 효율을 가지는 냉각용 쿨러(140)이기 때문에, 냉각 목표 온도에 도달한 0℃와 1℃ 사이에서 온도 구간을 한개로만 설정하여, 0℃와 1℃ 사이에서 온도가 변화하더라도 하나의 값으로 된 제어 신호가 발생되도록 하기 위함이다.
반면에, 냉각 도달 시간이 기준 시간을 초과하거나 같은 냉각용 쿨러(140)인 경우, 구간별 제어 신호 메모리(130)는 0℃와 변환 단위 온도인 1℃ 사이에서 2개 이상의 복수개의 온도 구간으로 설정되도록 한다. 냉각 효율이 좋지 않기 때문에, 냉각 목표 온도에 도달한 0℃와 변환 단위 온도인 1℃ 사이에서 온도 구간이라 하더라도 빠른 냉각을 위하여 복수개의 온도 구간으로 구분하여, 0℃와 변환 단위 온도인 1℃ 사이에서 온도 변화에 따라서 복수개의 제어 신호가 발생되도록 하여 냉각 목표 온도에 빠르게 도달하도록 하기 위함이다.
그 후, 주기적으로 냉각용 쿨러(140)에 의해 냉각이 이루어지는 검출기의 온도를 측정하여 검출기 냉각 온도로서 생성하여(S320) 제어부(120)에 피드백하는 과정을 가진다.
제어부(120)는, 검출기 냉각 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출한다(S330). 예를 들어, 냉각 목표 온도가 18℃이고 측정된 검출기 측정 온도가 24℃인 경우, 24℃(검출기 측정 온도) - 18℃(냉각 목표 온도) = 6℃(온도 차이값)이 산출된다.
제어부(120)는, 메모리에서 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호정보를 추출하여, 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 냉각용 쿨러(140)에 제공한다(S340). 온도 차이값이 6℃인 경우, 구간별 제어 신호 메모리(130)에 저장된 도 2의 테이블에서 온도 차이값 6℃는 제2구간에 속하게 된다. 따라서 제어부(120)는, 제2구간에 할당된 2.7V 크기의 60Hz 싸인 파형 정보를 추출하게 되고, 이러한 정보를 참조하여 2.7V 크기의 60Hz 싸인 파형을 생성하여 제어 신호로서 냉각용 쿨러(140)에 제공하게 된다.
본 발명과 같이 메모리에 저장된 제어 신호 정보를 활용하지 않는 종래의 방식에서는 제어 신호 정보 계산을 위하여 PID 등 다양한 연산을 필요로 하게 되어 많은 연산 부하가 걸리게 된다. 따라서 다른 작업에도 영향을 미쳐, 결국 시스템 성능에 나쁜 영향을 미치게 된다. 그러나 본 발명과 같이 도 2의 메모리에 저장된 테이블을 활용함으로써, 제어부(120)의 연산 부하를 최소로 함으로써 시스템의 전체적인 성능 개선을 가져올 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
110:온도 검출 센서 120:제어부
130:냉각용 쿨러 140:구간별 제어 신호 메모리

Claims (9)

  1. 냉각 대상체의 냉각을 수행하는 냉각용 쿨러;
    상기 냉각 대상체의 온도를 측정하여, 측정 온도로서 생성하는 온도 검출 센서;
    각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 저장한 구간별 제어 신호 메모리;
    상기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하여, 상기 구간별 제어 신호 메모리에서 상기 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호 정보를 추출하여, 상기 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 냉각용 쿨러에 제공하는 제어부;
    를 포함하는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구간별 제어 신호 메모리는,
    동일한 형태의 파형으로서 각 온도 구간별로 제어 신호의 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은,
    온도 구간을 복수개로 분류하여, 각 온도 구간에 할당된 온도가 높을수록 제어 신호를 크게 하는 제어 신호 정보가 할당됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은,
    온도 구간을 복수개로 분류하여, 온도가 가장 높은 온도 구간에서는 상기 냉각용 쿨러의 냉각 능력을 최대로 할 수 있는 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 각 온도 구간별로 크기가 다른 제어 신호 정보가 할당되는 것은,
    0℃ 이하의 온도 구간에서는 상기 냉각 대상체가 미리 설정된 기준 온도로 일정하게 유지되도록 하는 상기 냉각용 쿨러의 제어 신호 정보가 할당되어 저장됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    냉각용 쿨러의 냉각 도달 시간을 고려하여 구간별 제어 신호 메모리 내의 온도 구간의 개수가 결정되는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각 대상체를 미리 설정한 변환 단위 온도만큼 냉각시키는데 소요되는 시간인 냉각 도달 시간이 미리 설정한 기준 시간보다 작은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 1개의 온도 구간으로 설정되며,
    상기 냉각 도달 시간이 상기 기준 시간을 초과하거나 같은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 2개 이상의 복수개의 온도 구간으로 설정됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 제어 장치.
  8. 각 온도 구간별로 제어 신호 정보를 다르게 할당하여 메모리에 저장하는 과정;
    냉각용 쿨러에 의해 냉각이 이루어지는 냉각용 장치의 온도를 측정하여 측정 온도로서 생성하는 과정;
    상기 측정 온도에서 미리 설정한 냉각 목표 온도를 차감한 온도 차이값을 산출하는 과정;
    상기 메모리에서 상기 온도 차이값이 속하는 온도 구간에 할당된 제어 신호정보를 추출하여, 상기 제어 신호 정보에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 냉각용 쿨러에 제공하는 과정;
    을 포함하는 냉각용 쿨러 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 메모리에 저장하는 과정
    상기 냉각 대상체를 미리 설정한 변환 단위 온도만큼 냉각시키는데 소요되는 시간인 냉각 도달 시간이 미리 설정한 기준 시간보다 작은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 1개의 온도 구간으로 설정되며,
    상기 냉각 도달 시간이 상기 기준 시간을 초과하거나 같은 냉각용 쿨러인 경우, 상기 구간별 제어 신호 메모리는 0℃와 상기 변환 단위 온도 사이에서 2개 이상의 복수개의 온도 구간으로 설정됨을 특징으로 하는 냉각용 쿨러 제어 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08285716A (ja) * 1995-04-11 1996-11-01 Nikon Corp 赤外線検知器用真空容器の真空度測定装置及び測定方法
KR20040015582A (ko) * 2002-08-13 2004-02-19 현대자동차주식회사 차량용 이지알 쿨러의 온도 조절 장치 및 제어 방법

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