KR101734192B1

KR101734192B1 - 수위감지장치

Info

Publication number: KR101734192B1
Application number: KR1020100083660A
Authority: KR
Inventors: 이인탁
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2017-05-12
Also published as: KR20120019985A

Abstract

불량 발생률을 감소시킬 수 있는 수위감지장치가 개시된다.
상기한 수위감지장치는 유전율의 차이를 통해 수위를 감지하는 감지부를 구비하는 회로기판; 및 상기 회로기판이 삽입 설치되는 설치홈이 구비되되, 사출성형에 의해 제조될 수 있도록 합성수지 재질로 이루어지며, 사출성형시 발생되는 수축에 의한 휨을 방지하는 휨방지부가 형성되는 하우징; 을 포함하며, 상기 하우징은 걸림턱이 형성된 장착 브라켓과, 상기 회로기판이 삽입 설치되는 상기 설치홈이 상기 장착 브라켓으로부터 연장 형성되며, 상기 설치홈의 적어도 일측에 배치되는 상기 휨방지부가 구비되는 바디를 구비하고, 상기 바디는 상기 회로기판의 일면에 구비되는 감지부에 대향 배치되는 제1 측벽과, 상기 제1 측벽보다 두꺼운 두께를 가지며 상기 제1 측벽과 대향 배치되는 제2 측벽을 더 구비하며, 상기 휨방지부는 상기 회로기판을 기준으로 상기 제1 측벽측으로 돌출 형성될 수 있다.
이러한 수위감지장치에 의하면, 휨방지부를 통해 사출성형시 발생되는 수축에 의한 하우징의 휨을 감소시킬 수 있다.

Description

수위감지장치{WATER LEVEL SENSING APPARATUS}

본 발명은 수위감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량의 변화를 이용해 수위를 감지하는 수위감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기, 비데, 가습장치, 제빙장치 등 물이나 유체를 사용하는 기기에는 유체를 저장하는 탱크가 구비된다. 이러한 탱크에는 내부에 채워지는 물과 같은 유체의 수위를 일정하게 유지하기 위해 수위감지장치가 설치된다.

한편, 탱크 내부의 수위를 감지하는 수위감지장치는 다양한 종류가 알려져 있다.

그리고, 상기한 다양한 종류의 수위감지장치 중 유체의 부력에 의해 플로트가 승강함에 따라 자기력의 변화를 감지하여 유체의 수위를 감지하는 수위감지장치가 있다. 이러한 타입의 수위감지장치에는 리드 스위치(reed switch), 홀센서(hall sensor), 및 MR 스위치(magneto-resistance sensor) 등이 있다.

또한, 수위감지장치 중에는 정전용량의 변화를 감지하여 유체의 수위를 감지하는 정전용량 센서를 구비하는 수위감지장치가 있다.

그리고, 정전용량 센서를 구비하는 수위감지장치는 일반적으로 사출성형에 의해 제조되는 하우징의 양측벽의 두께차로부터 기인하는 정전용량의 차이를 감지하여 수위를 측정한다.

그런데, 이러한 수위감지장치를 탱크의 저면에 세워서 설치하여 수위를 감지하고자 하우징의 길이를 증가시키는 경우, 사출성형에 의해 제조되는 하우징의 양측벽의 두께차로 인하여 하우징이 휘어지는 문제가 있다.

즉, 사출성형에 의해 제조되는 경우, 하우징은 사출 후 수축되는데, 두께 차이로 인하여 하우징의 양측벽의 수축 정도가 다르게 되며, 결국 하우징이 휘어지게 된다.

이에 따라, 하우징 내부에 회로기판을 실장할 수 없는 문제가 있으며, 수위감지장치의 제조시 불량 발생률이 증가되는 문제가 있다.

본 발명은 불량 발생률을 감소시킬 수 있는 수위감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 사출성형으로 성형되는 하우징의 휨 발생을 감소시킬 수 있는 수위감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수위감지장치는 유전율의 차이를 통해 수위를 감지하는 감지부를 구비하는 회로기판, 및 상기 회로기판이 삽입 설치되는 설치홈이 구비되되, 사출성형에 의해 제조될 수 있도록 합성수지 재질로 이루어지며, 사출성형시 발생되는 수축에 의한 휨을 방지하는 휨방지부가 형성되는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 걸림턱이 형성된 장착 브라켓과, 상기 회로기판이 삽입 설치되는 상기 설치홈이 상기 장착 브라켓으로부터 연장 형성되며, 상기 설치홈의 적어도 일측에 배치되는 상기 휨방지부가 구비되는 바디를 구비하고, 상기 바디는 상기 회로기판의 일면에 구비되는 감지부에 대향 배치되는 제1 측벽과, 상기 제1 측벽보다 두꺼운 두께를 가지며 상기 제1 측벽과 대향 배치되는 제2 측벽을 더 구비하며, 상기 휨방지부는 상기 회로기판을 기준으로 상기 제1 측벽측으로 돌출 형성될 수 있다.

삭제

상기 제1,2 측벽과 상기 휨방지부는 소정 곡률을 가지도록 만곡진 형상을 가질 수 있다.

상기 바디는 종단면이 하트 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 휨방지부는 상기 제1 측벽과 제2 측벽을 연결하는 제3,4 측벽으로부터 돌출되도록 연장 형성될 수 있다.

상기 회로기판은 상기 하우징의 길이방향을 따라 적어도 두개 이상의 감지부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 휨방지부를 통해 사출성형시 발생되는 수축에 의한 하우징의 휨을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 C-C'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 종단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 C-C'선에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수위감지장치(100)는 회로기판(120), 하우징(140)을 포함한다.

회로기판(120)은 유전율의 차이를 통해 수위를 감지하는 감지부(122)를 구비한다. 한편, 회로기판(120)은 판형태의 PBA(Printed Board Assembly)일 수 있으며, 여기서 PBA는 완전히 가공 처리된 인쇄회로(Printed Circuit) 또는 인쇄배선(Printed Wiring)을 통칭하는 의미이다.

또한, 감지부(122)는 회로기판(120)의 양측면에 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라 회로기판(120)의 양측면에 배치되는 감지부(122)가 유전율의 차이를 통해 수위를 감지할 수 있다.

한편, 수위감지장치(100)가 유체를 저장하는 탱크(미도시)의 바닥면에 수직하게 배치되도록 설치되는 경우에도 탱크(미도시)의 전체에 저장되는 유체의 수위를 감지할 수 있도록 감지부(122)가 회로기판(120)에 구비될 수 있다.

즉, 감지부(122)는 회로기판(120)의 길이방향(도 1에서 상하방향)으로 적어도 2개 이상의 위치에 배치되도록 회로기판(120)에 구비될 수 있다.

하우징(140)에는 회로기판(120)이 삽입 설치되는 설치홈(145)이 구비되되, 사출성형에 의해 제조될 수 있도록 합성수지 재질로 이루어지며, 사출성형시 발생되는 수축에 의한 휨을 방지하는 휨방지부(146)가 형성된다.

한편, 하우징(140)은 장착 브라켓(142)과 바디(144)로 구성된다.

장착 브라켓(142)에는 끝단부에 걸림턱(142a)이 구비되며, 걸림턱(142a)에 의해 수위감지장치(100)가 탱크(미도시)에 장착되는 경우 수위감지장치(100)가 탱크를 관통하여 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 장착 브라켓(142)은 원통 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 장착 브라켓(142)에는 회로기판(120)이 하우징(140)에 삽입 장착된 후 밀폐 및 씰링하기 위한 합성수지가 충진되는 실링홈(142b)이 구비될 수 있다.

그리고, 실링홈(142b)에 충진되는 합성수지는 에폭시(epoxy) 수지일 수 있다. 물론, 실링홈(142b)에 충진되는 합성수지는 다양한 종류의 합성수지가 적용될 수 있을 것이다.

바디(144)는 회로기판(120)이 삽입 설치되는 설치홈(145)이 장착 브라켓(142)으로부터 연장 형성되며, 설치홈(145)의 적어도 일측에 배치되는 휨방지부(146)를 구비할 수 있다.

즉, 바디(144)는 장착 브라켓(142)의 걸림턱(142a)의 상면으로부터 연장 형성되며, 내부에 장착 브라켓(142)의 실링홈(142b)으로부터 연장 형성되는 설치홈(145)이 구비될 수 있다.

한편, 바디(144)는 회로기판(140)의 일측에 구비되는 감지부(122)에 대향 배치되는 제1 측벽(144a)과, 제1 측벽(144a)보다 두꺼운 두께를 가지며 제1 측벽(144a)과 대향 배치되는 제2 측벽(144b)을 구비할 수 있다.

이와 같이, 제2 측벽(144b)의 두께가 제1 측벽(144a)보다 두께가 두껍게 형성되므로, 제1 측벽(144a) 측에 인접하게 배치되는 감지부(122)의 정전용량 값이 제2 측벽(144b) 측에 인접하게 배치되는 감지부(122)의 정전용량 값과 차이가 발생된다.

그리고,물 내부에 배치되는 감지부(122)로부터 감지된 정전용량 값과 물 밖에 배치되는 감지부(122)로부터 감지된 정전용량 값이 차이가 나게 된다. 이에 따라, 감지부(122)가 수위에 대한 정보를 제어부(미도시)에 송신할 수 있다.

이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 정전용량(Capacitance)는 C = ε(K*(A/d)) 이다. 여기서, C는 정전용량[pF], ε는 자유공간에서의 절대유전상수[pF/mm], K는 절연체의 유전상수, A는 도체 사이의 유효 대향 단면적, d는 도체 사이의 거리이다.

즉, 정전용량은 전위가 다른 2개의 도체 사이에 유전체(절연체)가 위치될 때에 형성된다. 정전용량의 크기는 도체간의 거리(d), 도체간의 대향 단면적(A), 및유전체의 유전율(K)에 의해 결정된다.

따라서, 도체간의 거리(d), 본 발명에서는 제1,2 측벽(144a,144b)의 두께 차이로 인하여 정전용량의 크기가 차이가 나고, 더하여 물과 공기의 유전율의 차이에 의해 감지부(122)에서 감지된 정전용량이 차이가 나므로, 수위를 감지할 수 있는 것이다.

그리고, 휨방지부(146)는 제2 측벽(144b)보다 제1 측벽(144a)에 인접하게 배치되도록 구비될 수 있다. 또한, 휨방지부(146)는 제1 측벽(144a)과 제2 측벽(144b)을 연결하는 역할을 수행한다.

한편, 바디(144)에 구비되는 제1,2 측벽(144a,144b)은 소정 곡률을 가지도록 만곡진 형상을 가지며, 제1 측벽(144a)이 제2 측벽(144b)보다 작은 곡률을 가지도록 형성된다. 그리고, 휨방지부(146)도 소정 곡률을 가지도록 만곡진 형상을 가진다.

더하여, 휨방지부(146)는 바디(144)의 내부에 삽입 설치되는 회로기판(120)의 외측에 배치되도록 형성되는데, 보다 구체적으로는 회로기판(120)의 감지부(122)에 간섭되지 않도록 제1,2 측벽(144a,144b)의 끝단부측으로부터 연장 형성된다.

결국, 바디(144)의 종단면은 찌그러진 하트 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 휨방지부(146)가 사출성형시 제1,2 측벽(144a,144b)의 두께 차이로 인하여 발생되는 휨현상을 감소시킬 수 있는 것이다.

다시 말해, 휨방지부(146)가 구비되지 않는 경우 제1 측벽(144a)이 제2 측벽(144b)보다 두께가 얇게 형성되므로, 수축시 하우징(140)은 제2 측벽(144b) 측으로 휘어지려고 한다.

하지만, 휨방지부(146)가 제1,2 측벽(144a,144b)의 두께 차이를 보상하기 위해 제1 측벽(144a)측으로 돌출되도록 형성되어 있으므로 수축시 하우징(140)이 휘어지는 것을 보상할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 휨방지부(146)를 통해 사출성형시 발생되는 수축에 의한 하우징(140)의 휘어짐을 감소시킬 수 있다. 즉, 하나의 수위감지장치(100)가 탱크(미도시)의 저면에 설치되어 탱크에 저장되는 유체의 수위를 감지할 수 있도록 길이가 길어지는 경우에도 바디(142)가 휨방지부(146)를 구비하고 있으므로, 하우징(140)의 사출성형시 발생되는 수축에 의한 바디(142)의 휘어짐을 감소시킬 수 있다.

결국, 휨방지부(146)를 통해 불량 발생률을 감소시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치에 대하여 설명하기로 한다.

다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치를 나타내는 종단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수위감지장치(200)는 회로기판(220), 및 하우징(240)을 포함한다.

한편, 회로기판(220)은 상기한 실시예에서 설명한 회로기판(120)과 동일한 구성요소에 해당하므로, 상기한 설명에 갈음하고 자세한 설명은 생략하기로 한다.

하우징(240)에는 회로기판(220)이 삽입 설치되는 설치홈(145, 도 3 참조)이 구비되되, 사출성형에 의해 제조될 수 있도록 합성수지 재질로 이루어지며, 사출성형시 발생되는 수축에 의한 휨을 방지하는 휨방지부(246)가 형성된다.

한편, 하우징(240)은 장착 브라켓(242)과 바디(244)로 구성된다.

장착 브라켓(242)에는 끝단부에 걸림턱(242a)이 구비되며, 수위감지장치(200)가 탱크(미도시)에 장착되는 경우 걸림턱(242a)에 의해 수위감지장치(200)가 탱크로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 장착 브라켓(242)은 원통 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 장착 브라켓(242)에는 회로기판(220)이 하우징(240)에 삽입 장착된 후 밀폐 및 씰링하기 위한 합성수지가 충진되는 실링홈(142b, 도 3 참조)이 구비될 수 있다.

바디(244)는 장착 브라켓(242)으로부터 연장 형성되며 회로기판(220)이 삽입 설치되는 설치홈(145, 도 3 참조)을 구비할 수 있다. 그리고, 바디(244)는 설치홈(145)의 적어도 일측에 배치되는 휨방지부(246)를 구비할 수 있다.

즉, 바디(244)는 장착 브라켓(242)의 걸림턱(242a)의 상면으로부터 연장 형성되며, 내부에 장착 브라켓(242)의 실링홈(142b)으로부터 연장 형성되는 설치홈(145)이 구비될 수 있다.

한편, 바디(244)는 회로기판(240)에 구비되는 감지부(222)에 대향 배치되는 제1 측벽(244a)과, 제1 측벽(244a)보다 두꺼운 두께를 가지며 제1 측벽(244a)과 대향 배치되는 제2 측벽(244b)을 구비할 수 있다. 또한, 바디(244)는 제1,2 측벽(244a,244b)을 연결하는 제3,4 측벽(244c,244d)를 구비할 수 있다.

그리고, 휨방지부(146)는 제2 측벽(244b)보다 제1 측벽(244a)에 인접하게 배치되도록 구비되며, 제3,4 측벽(244c,244d)으로부터 돌출되도록 제3,4 측벽(244c,244d)으로부터 연장 형성된다.

그리고, 휨방지부(246)는 바디(244)의 내부에 삽입되는 회로기판(220)의 외측에 배치되도록 형성되는데, 보다 구체적으로는 회로기판(220)의 감지부(222)에 간섭되지 않도록 제3,4 측벽(244c,244d)로부터 연장 형성된다.

이에 따라, 휨방지부(246)가 사출성형시 두께 차이로 인하여 발생되는 하우징(240)의 휨현상을 감소시킬 수 있는 것이다.

다시 말해, 휨방지부(246)가 구비되지 않는 경우 제1 측벽(244a)이 제2 측벽(244b)보다 두께가 얇게 형성되므로, 수축시 하우징(240)은 제2 측벽(244b) 측으로 휘어지게 되는데, 휨방지부(246)가 제1 측벽(244a)측으로 형성되어 있으므로 수축시 하우징(240)이 휘어지는 것을 보상할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 상기한 바와 같이, 휨방지부(246)를 통해 사출성형시 발생되는 수축에 의한 하우징(240)의 휘어짐을 감소시킬 수 있다. 즉, 하나의 수위감지장치(200)가 탱크(미도시)의 저면에 설치되어 탱크에 저장되는 유체의 수위를 감지할 수 있도록 길이가 길어지는 경우에도 바디(242)가 휨방지부(246)를 구비하고 있으므로, 하우징(240)의 사출성형시 발생되는 수축에 의한 바디(242)의 휘어짐을 감소시킬 수 있다.

결국, 휨방지부(246)를 통해 불량 발생률을 감소시킬 수 있다.

100, 200 : 수위감지장치
120, 220 : 회로기판
140, 240 : 하우징
146, 246 : 휨방지부

Claims

유전율의 차이를 통해 수위를 감지하는 감지부를 구비하는 회로기판; 및
상기 회로기판이 삽입 설치되는 설치홈이 구비되되, 사출성형에 의해 제조될 수 있도록 합성수지 재질로 이루어지며, 사출성형시 발생되는 수축에 의한 휨을 방지하는 휨방지부가 형성되는 하우징; 을 포함하며,
상기 하우징은 걸림턱이 형성된 장착 브라켓과, 상기 회로기판이 삽입 설치되는 상기 설치홈이 상기 장착 브라켓으로부터 연장 형성되며, 상기 설치홈의 적어도 일측에 배치되는 상기 휨방지부가 구비되는 바디를 구비하고,
상기 바디는 상기 회로기판의 일면에 구비되는 감지부에 대향 배치되는 제1 측벽과, 상기 제1 측벽보다 두꺼운 두께를 가지며 상기 제1 측벽과 대향 배치되는 제2 측벽을 더 구비하며,
상기 휨방지부는 상기 제1,2측벽의 끝단부측으로부터 연장되어 상기 회로기판을 기준으로 상기 제1 측벽측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 수위감지장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1,2 측벽과 상기 휨방지부는 소정 곡률을 가지도록 만곡진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 수위감지장치.
제1항에 있어서,
상기 바디는 종단면이 하트 형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수위감지장치.
제1항에 있어서, 상기 휨방지부는
상기 제1 측벽과 제2 측벽을 연결하는 제3,4 측벽으로부터 돌출되도록 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 수위감지장치.
제1항에 있어서, 상기 회로기판은
상기 하우징의 길이방향을 따라 적어도 두개 이상의 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수위감지장치.