KR101806116B1 - 공진유도형 원거리 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기 유도 현상을 이용하여 거리를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 특히 코일에서 발생되는 전력 값을 이용하여 거리를 산출하는 기술에 관한 것이다. 급전 코일과 집전 코일 사이의 거리를 산출하는 공진유도형 원거리 측정 장치에 있어서, 급전 코일에 전력을 공급하고, 급전 코일에서 1차측 전력 신호가 발생되게 하는 급전부; 및 급전 코일로부터 집전 코일에 유도되는 2차측 전력 신호를 감지하고, 2차측 전력 신호를 급전부로 송신하는 집전부를 포함하고, 급전부는 1차측 전력 신호, 2차측 전력 신호 및 상호 인덕턴스를 이용하여 거리를 산출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기상변화 및 외부 환경의 변화에 영향 없이 정확한 거리를 측정할 수 있고, 공진 유도형 전력 전송을 이용하기 때문에 수십 cm 이상의 원거리에도 신호 전달이 잘 이루어지는 이점이 있다.

Description

공진유도형 원거리 측정 장치{RESONANT INDUCTIVE DISTANCE MEASURING EQUIPMENT}
본 발명은 전자기 유도 현상을 이용하여 거리를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 특히 코일에서 발생되는 전력 값을 이용하여 거리를 산출하는 기술에 관한 것이다.
산업 현장, 건축 현장, 실내 인테리어와 같은 산업 전반 또는 일상 생활에서 거리를 측정하는 기술은 많이 요구된다. 단순히 도구를 이용하여 측정하는 것보다 기기를 활용하는 경우가 많은데, 그 필요성은 점점 높아지고 있는 상황이다. 특히 철도 산업 현장에 있어서 거리를 정밀하게 측정하는 기술은 더욱 필요하다.철도 레일과 열차 사이의 거리나 펜타그래프와 전차선의 편위, 전동차와 승강장 사이의 거리 등 거리 측정이 곧 전력 효율이나 안전과 직결되는 경우가 많다.
이와 관련 종래 특허 문헌으로, 등록특허공보 제10-0697986호(레이저와 초음파를 이용한 전자 거리 측정장치)는 빔을 이용하는 레이저와 초음파 센서 등을 통한 거리를 측정하는 기술에 대해 개시하고 있다. 피 측정체에 고압ㅇ 고전류가 흐르는 경우 직접 선을 연결하여 측정하는 장비는 사용할 수 없기 때문에 레이저나 초음파를 사용할 수 있다.
다만, 레이저나 초음파 등은 기상 변화 및 외부 물체에 의한 간섭 등에 민감하기 때문에 옥외 설치가 적합하지 않고, 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0697986호
본 발명은 기상 변화와 외부 물체에 의한 간섭에 영향이 없는 거리 측정 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 피 측정체에 고압 전기가 인가되는 경우에도 영향이 없는 거리 측정 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 급전 코일과 집전 코일 사이의 거리를 산출하는 공진유도형 원거리 측정 장치에 있어서, 급전 코일에 전력을 공급하고, 급전 코일에서 1차측 전력 신호가 발생되게 하는 급전부; 및 급전 코일로부터 집전 코일에 유도되는 2차측 전력 신호를 감지하고, 2차측 전력 신호를 급전부로 송신하는 집전부를 포함하고, 급전부는 1차측 전력 신호, 2차측 전력 신호 및 상호 인덕턴스를 이용하여 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치를 제공한다.
바람직하게 급전부는, 급전 코일에 교류 전력을 공급하는 인버터; 인버터의 교류 전력 공급으로 인해 급전 코일에서 발생하는 1차측 전력 신호를 측정하는 급전 센서; 및 2차측 전력 신호와 1차측 전력 신호를 이용하여 거리를 계산하는 신호처리기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 신호처리기는, 급전 코일과 집전 코일의 상호 인덕턴스를 결정하고, 미리 설정된 결합계수 테이블과의 비교를 통해 거리를 산출할 수 있다.
바람직하게 집전부가 고정 부하로 구성되는 경우, 급전 센서는 집전부의 송신이 없이도 2차측 전력 신호를 직접 측정하고, 신호처리기는 급전 센서의 신호를 이용하여 거리를 산출할 수 있다.
바람직하게 집전부는, 집전 코일의 2차측 전력 신호를 측정하는 집전 센서; 및 집전 센서의 신호를 급전부로 송신하는 무선 송신기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 집전 센서는, 집전 코일이 개방되어 동작하는 경우에도 2차측 전력 신호를 측정할 수 있다.
바람직하게 집전 센서와 무선 송신기는, 2차측 전력 신호를 이용하여 동작할 수 있다.
바람직하게 급전 코일과 집전 코일은, 급전부와 집전부가 공진 회로로 동작하기 위해, 직렬 혹은 병렬의 공진 커패시터에 연결될 수 있다.
바람직하게 급전 코일 또는 집전 코일은, 자기장으로 전력을 전달할 수 있는 자기 코일(excitation coil)에 인접하여 구성될 수 있다.
바람직하게 급전 코일은, 집전부의 부하에 따른 임피던스 매칭을 위해 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 어느 하나를 직렬 혹은 병렬로 구성하여 연결될 수 있다.
바람직하게 급전부와 집전부는, 전송되는 시간 영역을 구분하는 시분할 기법으로 운용될 수 있으며, 시분할 기법으로 시간 대역을 달리하여 급전부는 집전부로 전력을 전송을 하고, 집전부는 급전부로 2차측 전력 신호를 전송할 수 있다.
바람직하게 급전부와 집전부는, 적어도 둘 이상의 멀티 공진 주파수로 운용될 수 있으며, 멀티 공진 주파수 중 서로 다른 공진 주파수를 이용하여 전력과 2차측 전력 신호를 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기상변화 및 외부 환경의 변화에 영향 없이 정확한 거리를 측정하는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 공진 유도형 전력 전송을 이용하기 때문에 수십 cm 이상의 원거리에도 신호 전달이 잘 이루어지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공진유도형 원거리 측정 장치 모습이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합계수와 코일간 거리를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급전 코일에 공진 커패시터가 직렬 혹은 병렬로 연결된 모습과 급전부 부하가 삽입된 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집전 코일에 공진 커패시터가 직렬 혹은 병렬로 연결된 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 집전 코일에 고정 부하가 연결된 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 집전 코일이 개방된 경우, 집전부에서 2차측 전력 신호를 측정하는 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기 코일을 포함한 급전부의 구성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기 코일을 포함한 집전부의 구성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 안테나가 제거되어 시분할 기법으로 운용되는 급전부와 집전부 및 시간 영역별 송신 대상을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 멀티 공진 주파수로 운영되는 공진유도형 원거리 측정 장치를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공진유도형 원거리 측정 장치(1) 모습이다. 도 1을 참조하면 공진유도형 원거리 측정 장치(1)는 크게 급전부(10)와 집전부(70)로 구성될 수 있다. 급전부(10)는 전원(109)을 통해 급전 코일(30)에 전력을 공급하고, 급전 코일(30)에서 1차측 전력 신호가 발생되게 할 수 있다. 집전부(70)는 급전 코일(30)로부터 집전 코일(50)에 유도되는 2차측 전력 신호를 감지하고, 2차측 전력 신호를 급전부(10)로 송신할 수 있다. 공진유도형 원거리 측정 장치(1)의 급전부(10)는 1차측 전력 신호, 2차측 전력 신호 및 상호 인덕턴스를 이용하여 거리를 산출할 수 있다.
급전부(10)는 인버터(105), 급전센서 및 신호처리기(103)로 구성될 수 있다. 인버터(105)는 급전 코일(30)에 교류 전력을 공급할 수 있다. 인버터(105)는 직류를 교류로 바꾸기 위한 전기적 장치로서 본 발명에서는 급전 코일(30)에 교류 전력을 공급하는 역할을 할 수 있다. 인버터(105)는 급전 코일(30)에 교류전력을 공급함으로서 자기장을 형성시켜 집전 코일(50)에 2차측 전력 신호를 생성할 수 있다. 직류로부터 원하는 크기의 전압 및 주파수를 갖는 교류를 얻을 수 있도록 유도전동기의 속도제어는 물론이고 효율 제어, 역률 제어 등이 가능하다.
급전 센서(107)는 인버터(105)의 교류 전력 공급으로 인해 급전 코일(30)에서 발생하는 1차측 전력 신호를 측정할 수 있다. 급전 코일(30)은 인버터(105)에서 공급되는 수 MHz의 주파수를 이용하여 공진할 수 있다. 이 때 급전 센서(107)는 급전 코일(30)에서 발생하는 전력을 측정할 수 있다. 급전 센서(107)는 측정된 1차측 전력 신호로부터 급전부(10)에서 발생하는 전압과 전류를 알 수 있다.
신호처리기(103)는 2차측 전력 신호와 1차측 전력 신호를 이용하여 거리를 계산할 수 있다. 1차측 전력 신호는 급전 센서(107)로부터 측정이 가능하고, 2차측 전력 신호는 집전 센서(705)로부터 측정이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합계수와 코일간 거리를 나타낸다. 도 2를 참조하면 신호처리기(103)는, 급전 코일(30)과 집전 코일(50)의 상호 인덕턴스를 결정하고, 미리 설정된 결합계수 테이블과의 비교를 통해 거리를 산출할 수 있다. 신호처리기(103)는 1차측 전력 신호, 2차측 전력 신호 및 상호 인덕턴스를 통해 거리를 산출할 수 있다. 무선 전력 전송에 사용되는 두 개의 공진 코일, 즉 급전 코일(30)과 집전 코일(50)에서 발생되는 전류-전압 식은 하기 [수학식1]과 같다.
[수학식1]
Figure 112015068130198-pat00001
(여기서
Figure 112015068130198-pat00002
,
Figure 112015068130198-pat00003
: 1차측 및 2차측 전압,
Figure 112015068130198-pat00004
,
Figure 112015068130198-pat00005
: 1차측 및 2차측 전류,
Figure 112015068130198-pat00006
: 각운전주파수,
Figure 112015068130198-pat00007
,
Figure 112015068130198-pat00008
,
Figure 112015068130198-pat00009
,
Figure 112015068130198-pat00010
: 1차측 및 2차측 인덕턴스와 저항,
Figure 112015068130198-pat00011
:상호 인덕턴스,
Figure 112015068130198-pat00012
: 결합계수,
Figure 112015068130198-pat00013
=
Figure 112015068130198-pat00014
)
위 [수학식1]에서 인덕턴스, 저항 값 및 각운전주파수 들은 미리 측정 또는 추정하여 알고 있는 값이며, 전압과 전류를 알 수 있다면 상호 인덕턴스를 구할 수 있다. 상호 인덕턴스로 결합계수
Figure 112015068130198-pat00015
값을 알 수 있게 된다. 따라서 결합계수를 알 수 있다면 도 2의 look-up table과 비교하여 두 코일간의 거리를 산출할 수 있다. 즉 look-up table을 살펴보면 세로축은
Figure 112015068130198-pat00016
값을 나타내고, 가로축은
Figure 112015068130198-pat00017
이 될 수 있다. 코일의 직경과 코일간 거리의 비율에 따라
Figure 112015068130198-pat00018
값이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 코일의 직경은 알 수 있고,
Figure 112015068130198-pat00019
값을 도출한다면 결과적으로 거리를 산출할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급전 코일(30)에 공진 커패시터(80)가 직렬 혹은 병렬로 연결된 모습과 급전부 부하(102)가 삽입된 모습을 나타낸다. 도 3의 (a), (b)를 참조하면 급전 코일(30)에 공진 커패시터(80)가 연결될 수 있다. 공진 커패시터(80)가 직렬 혹은 병렬로 연결되는 경우 주파수의 공진이 일어날 수 있는데, 일반적인 공진회로와 동일하게 직렬 회로는 단락상태, 병렬회로는 개방상태로 동작하며 2차측에 최대 전력 전달 효율을 갖게 된다. 따라서 이 경우 집전 센서(705)에서 2차측 전력 신호를 전달받게 되고, 무선 송신기(703)는 이 신호를 급전부(10)의 신호 처리기로 송신할 수 있다. 도 3의 (c), (d)를 참조하면 급전 코일(30)은 집전부(70)의 부하에 따른 임피던스 매칭을 위해 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 어느 하나를 직렬 혹은 병렬로 구성하여 연결될 수 있다. 급전부(10)는 집전부(70) 측 부하 크기 및 설계에 따라 임피던스 매칭을 위해 급전부 부하(102)를 추가할 수 있는데, 일반적인 임피던스 매칭과 마찬가지로 LC 직렬, 병렬 회로를 이용할 수 있고, 변압기를 이용할 수도 있다.
집전부(70)는 집전 코일(50)에 연결된 집전 센서(705)와 무선 송신기(703)로 구성될 수 있다. 집전 센서(705)는 집전 코일(50)의 2차측 전력 신호를 측정할 수 있다. 급전 센서(107)와 동작원리는 유사하고, 집전 센서(705)는 집전 코일(50)에 유도되는 2차측 전력 신호를 센싱한다. 집전 센서(705)는 측정된 2차측 전력 신호로부터 집전부(70)에서 발생하는 전압과 전류를 알 수 있다. 무선 송신기(703)는 집전 센서(705)의 신호를 급전부(10)로 송신할 수 있다. 무선 송신기(703)는 급전 센서(107)에서 측정된 전압과 전류, 즉 2차측 전력 신호를 집전부 안테나(701)를 통해 급전부(10)로 송신한다. 급전부(10)에서는 집전부 안테나(701)를 통해 송신된 신호를 급전부 안테나(101)를 통해 수신할 수 있다. 공진유도형 원거리 측정 장치(1)의 급전부 안테나(101)와 집전부 안테나(701)는 bluetooth, wifi, zigbee 등의 다양한 무선 통신 protocol을 이용할 수 있는 특징이 있다. 신호처리기(103)에서는 2차측 전력 신호를 감지하여 거리를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 집전 코일(50)에 공진 커패시터(80)가 직렬 혹은 병렬로 연결된 모습을 나타낸다. 도 4를 참조하면 집전 코일(50)은 급전부(10)와 집전부(70)가 공진 회로로 동작하기 위해 직렬 혹은 병렬의 공진 커패시터(80)에 연결될 수 있는데, 이는 급전 코일(30)이 공진 커패시터(80)와 연결되는 방식과 동일하다.
집전부(70)는 공진 커패시터(80)가 직렬 혹은 병렬로 연결되며, 여기에는 다이오드(704)도 연결될 수 있다. 다이오드(704)는 한쪽 방향으로 전류를 흐르게 하여 집전 코일(50)에서 발생되는 교류 전류를 직류로 변환하는 정류기 역할을 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 집전 코일(50)에 고정 부하(702)가 연결된 모습을 나타낸다. 도 5를 참조하면 고정 부하(702)는 전력을 소모하는 장비가 될 수 있다. 집전부(70)가 고정 부하(702)로 구성되는 경우, 급전 센서(107)는 집전부(70)의 송신이 없이도 2차측 전력 신호를 직접 측정하고, 신호처리기(103)는 급전 센서(107)의 신호를 이용하여 거리를 산출할 수 있다. 이 경우 2차측 전력 신호를 급전 센서(107)에서 측정하여 신호처리기(103)로 정보를 전송하여 거리를 산출할 수 있다.
급전 센서(107)는, 급전 코일(30)에 집전 코일(50)이 어느 정도 근접했는지에 대한 정보를 감지하여 감지정보를 발생한다. 예를 들어, 급전 센서(107)는 급전 코일(30)에서 발생한 자속의 세기를 측정하기 위한 자속감지 센서를 사용할 수 있다. 자속감지 센서를 사용할 경우 급전 센서(107)가 감지할 수 있는 정보는 자계의 세기일 수 있다. 급전 센서(107)에서 측정된 자계의 세기를 통해 2차측 전력 신호를 직접 측정할 수 있고, 2차측 전력 신호를 통해 거리를 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 집전 코일(50)이 개방된 경우, 집전부(70)에서 2차측 전력 신호를 측정하는 모습을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 집전 센서(705)는 집전 코일(50)이 개방되어 동작하는 경우에도 2차측 전력 신호를 측정할 수 있다. 집전부(70)가 집전 코일(50)에 직접 연결되지 않아도, 급전 센서(107)에서 집전부(70)의 전력을 측정하는 원리로 측정할 수 있다. 급전 센서(107)와 마찬가지로 집전 센서(705)도 자속감지 센서를 사용하여 집전 코일(50)의 자계의 세기를 측정할 수 있다.
집전 센서(705)와 무선 송신기(703)는, 2차측 전력 신호를 이용하여 동작할 수 있다. 집전 센서(705)도 자속감지 센서를 사용할 수 있고, 자속감지 센서에서 측정된 자계의 세기로 인해 유도기전력이 발생하고, 발생된 유도기전력은 집전 센서(705) 내부에 충전회로를 거칠 수 있다. 충전회로에서는 배터리와 같은 에너지 저장 장치에 충전하거나 집전부(70)에 사용할 수 있어, 집전부(70)의 전력원으로 변환될 수 있다. 이러한 2차측 전력 신호를 이용하여 집전부(70) 내부 장치들의 동작을 가능하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자기 코일(90)을 포함한 급전부(10)의 구성을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 급전 코일(30)은 자기장으로 전력을 전달할 수 있는 자기 코일(90)(excitation coil)에 인접하여 구성될 수 있다. 급전부(10)는 급전 코일(30)에 직접적인 전압이나 전류를 인가하지 않고, 자기 코일(90)(추가 코일)을 급전 코일(30)에 인접하게 설치할 수 있다. 인접하게 설치된 자기 코일(90)을 설치하여 자기장을 형성시키고, 형성된 자기장은 급전 코일(30)에 전력을 전달할 수 있다. 자기 코일(90)을 사용하는 경우, 직접 접촉하지 않아도 전력 전달이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자기 코일(90)을 포함한 집전부(70)의 구성을 나타낸다. 집전 코일(50)은 자기장으로 전력을 전달할 수 있는 자기 코일(excitation coil)(90)에 인접하여 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 안테나가 제거되어, 시분할 기법으로 운용되는 급전부(10)와 집전부(70) 및 시간 영역별 송신 대상을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 시분할 기법은 시간 영역을 구분하여 전력과 2차측 전력 신호를 구분하여 전송할 수 있다. 급전부(10)와 집전부(70)는 전송되는 시간 영역을 구분하는 시분할 기법으로 운용될 수 있으며, 시분할 기법으로 시간 대역을 달리하여 급전부(10)는 집전부(70)로 전력을 전송을 하고, 집전부(70)는 급전부(10)로 2차측 전력 신호를 전송할 수 있다. t1~t2, t3~t4 시간 영역에서는 급전부(10)에서 집전부(70)로 전력을 송신하고, t2~t3 시간 영역에서는 집전부(70)에서 급전부(10)로 2차측 전력 신호를 송신할 수 있다. 상기 전력 신호 송신을 위한 전력을 확보하기 위해, 상기 집전부(70)는 배터리나 대용량 커패시터 등 전력 저장 장치를 구비할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 멀티 공진 주파수로 운영되는 공진유도형 원거리 측정 장치(1)를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 급전부(10)와 집전부(70)는 적어도 둘 이상의 멀티 공진 주파수로 운용될 수 있다. 공진유도형 원거리 측정 장치(1)는 멀티 공진 주파수 중 서로 다른 공진 주파수를 이용하여 전력과 2차측 전력 신호를 전송할 수 있다. 급전 코일(30)과 집전 코일(50)에는 L, C가 직렬 또는 병렬로 이루어진 L, C series parallel의 다양한 조합의 공진 회로가 삽입될 수 있다. 도면에서는 별도의 코일 없이 급전 코일(30)과 집전 코일(50)이 L 역할을 하고 있지만, 다른 구현에서는 LC 공진 회로 구성을 위한 별도의 코일을 구비할 수 있다.
멀티 공진 주파수를 2개 혹은 그 이상 만들어서 하나의 공진 주파수에서는 전력을 전송하고, 다른 공진 주파수는 2차측 전력 신호를 전송할 수 있다. 급전부(10)에서는 2차측 전력 신호를 급전 센서(103)에서 수신하고, 이를 신호처리기(103)에서 계산하여 거리를 산출할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1 : 공진유도형 원거리 측정 장치
10 : 급전부 30 : 급전 코일
50 : 집전 코일 70 : 집전부
80 : 공진 커패시터 90 : 자기 코일
101 : 급전부 안테나 102 : 급전부 부하
103 : 신호처리기 105 : 인버터
107 : 급전 센서 109 : 전원
701 : 집전부 안테나 702 : 고정 부하
703 : 무선 송신기 704 : 다이오드
705 : 집전 센서

Claims (12)

  1. 급전 코일과 집전 코일 사이의 거리를 산출하는 공진유도형 원거리 측정 장치에 있어서,
    상기 급전 코일에 전력을 공급하고, 상기 급전 코일에서 1차측 전력 신호가 발생되게 하는 급전부; 및
    상기 급전 코일로부터 상기 집전 코일에 유도되는 2차측 전력 신호를 감지하고, 상기 2차측 전력 신호를 상기 급전부로 송신하는 집전부를 포함하고,
    상기 급전부는 상기 1차측 전력 신호, 상기 2차측 전력 신호 및 상호 인덕턴스를 이용하여 상기 거리를 산출하며,
    상기 급전부와 상기 집전부는 전송되는 시간 영역을 구분하는 시분할 기법으로 운용될 수 있으며,
    상기 시분할 기법으로 시간 대역을 달리하여 상기 급전부는 상기 집전부로 상기 1차측 전력신호를 전송하고, 상기 집전부는 상기 급전부로 상기 2차측 전력 신호를 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전부는,
    상기 급전 코일에 교류 전력을 공급하는 인버터;
    상기 인버터의 교류 전력 공급으로 인해 상기 급전 코일에서 발생하는 1차측 전력 신호를 측정하는 급전 센서; 및
    상기 2차측 전력 신호와 상기 1차측 전력 신호를 이용하여 상기 거리를 계산하는 신호처리기를 더 포함하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호처리기는,
    상기 급전 코일과 상기 집전 코일의 상호 인덕턴스를 결정하고, 미리 설정된 결합계수 테이블과의 비교를 통해 상기 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 집전부가 고정 부하로 구성되는 경우,
    상기 급전 센서는 상기 집전부의 송신이 없이도 2차측 전력 신호를 직접 측정하고, 상기 신호처리기는 상기 급전 센서의 신호를 이용하여 상기 거리를 산출할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 집전부는,
    상기 집전 코일의 2차측 전력 신호를 측정하는 집전 센서; 및
    상기 집전 센서의 신호를 상기 급전부로 송신하는 무선 송신기를 더 포함하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 집전 센서는,
    상기 집전 코일이 개방되어 동작하는 경우에도 상기 2차측 전력 신호를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 집전 센서와 상기 무선 송신기는,
    상기 2차측 전력 신호를 이용하여 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코일과 상기 집전 코일은,
    상기 급전부와 상기 집전부가 공진 회로로 동작하기 위해, 직렬 혹은 병렬의 공진 커패시터에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코일 또는 상기 집전 코일은,
    자기장으로 전력을 전달할 수 있는 자기 코일(excitation coil)에 인접하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전 코일은,
    상기 집전부의 부하에 따른 임피던스 매칭을 위해 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 어느 하나를 직렬 혹은 병렬로 구성하여 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.


  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전부와 상기 집전부는,
    적어도 둘 이상의 멀티 공진 주파수로 운용될 수 있으며,
    상기 멀티 공진 주파수 중 서로 다른 공진 주파수를 이용하여 상기 1차측 전력 신호와 상기 2차측 전력 신호를 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진유도형 원거리 측정 장치.
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