KR101868841B1 - 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PCB(Printed Circuit Board)에 탑재되되, 상기 PCB 일측면의 높이 방향으로 기설정된 위치마다 구비되어, 액체의 수위를 측정하는 다수 개의 레벨 센서(level sensor)를 포함하는 레벨 센서부(1) 및 상기 레벨 센서부(1)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 정보 처리부(2)를 포함하여 구성되며, 상기 레벨 센서부(1)는 일정거리 이격된 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 하여, 기설정된 위치마다 한 쌍의 레벨 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 관한 것이다.

Description

정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치 {Fuel level detecting apparatus using electric capacity}
본 발명은 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 액체를 수용 가능한 탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되어, 액체의 접촉범위에 따라 정전용량값을 측정하여, 내부의 액체 레벨(높이)을 계산할 수 있는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 관한 것이다.
액체의 레벨을 측정하는 기술의 대표적인 예로 정전용량 방식을 들 수 있다.
정전용량 방식은 연료의 접촉에 의한 정전용량 변화를 감지하는 것으로, 정수기 내 수조의 수위나, 자동차의 엔진 오일, 연료량을 감지하는데 이러한 정전용량 방식의 레벨 센서가 유용하게 이용되고 있다.
그러나 이러한 정전용량 방식의 레벨 센서는 액체가 저장된 탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되기 때문에, 연료 탱크로 예를 들 경우, 차량의 오르막 길 또는 내리막 길을 주행하거나, 좌, 우 선회할 경우, 연료 탱크와 그 내부에 저장된 연료가 기울어져 실제 연료량보다 적거나, 많은 양을 감지하는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 이상적으로 정전용량 방식의 레벨 센서에 사용되는 기준 캐패시터는 그 정전용량이 일정한 값을 갖도록 설계되어 있지만, 레벨 센서가 설치되는 외부 환경(온도, 습도, 센서 몰드의 유전율 등)에 따라 기생 캐패시턴스가 발생할 수 있고 이러한 기생 캐패시턴스에 의해 기준 캐패시터의 정전용량이 변화하게 된다.
기준 캐패시터의 정전용량의 변화는 레벨 센서가 오동작하는 결과를 가져올 수 있어 정확한 내부 액체의 잔량을 확인할 수 없는 문제점이 있다.
국내공개특허 제10-1996-0037340호("연료탱크용 정전용량형 연료량 검출장치")에서는 연료탱크 내의 수분의 함유, 온도 변화 및 불순물의 유입과 경사로 인한 연료량 검출오차를 제거하여 보다 정확하게 연료탱크 내의 잔류연료의 양을 검출할 수 있는 정전용량형 연료량 검출장치를 개시하고 있다.
국내공개특허 제10-2000-0002314호("인덕턴스의 변화를 이용한 브러시리스 직류 모터의 초기위치 판별 및 초기 구동 알고리즘")에서는 BLDC 모터가 별도의 센서없이도 인덕턴스 변화로 구해지는 소정의 펄스열을 인가받아 정지상태에서 회전위치를 검출하고 원활하게 초기 구동을 수행할 수 있는 초기 구동 알고리즘을 개시하고 있다.
국내 공개 특허 제10-2000-0002314호 (공개일자 2000.05.06.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내부에 연료를 수용 가능한 연료탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되어, 연료의 접촉범위에 따라 정전용량값을 측정하여, 저장된 연료 레벨(높이)을 계산할 수 있는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는, PCB(Printed Circuit Board)에 탑재되되, 상기 PCB 일측면의 높이 방향으로 기설정된 위치마다 구비되어, 액체의 수위를 측정하는 다수 개의 레벨 센서(level sensor)를 포함하는 레벨 센서부(1) 및 상기 레벨 센서부(1)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 정보 처리부(2)를 포함하여 구성되며, 상기 레벨 센서부(1)는 일정거리 이격된 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 하여, 기설정된 위치마다 한 쌍의 레벨 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 정보 처리부(2)는 한 쌍의 레벨 센서를 이루는 복수 개의 레벨 센서로부터 액체의 수위 정보가 동시에 전달될 경우, 상기 한 쌍의 레벨 센서가 위치한 기설정된 높이를 기준으로 액체의 정전용량을 산출하고 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정보 처리부(2)는 다수 쌍의 레벨 센서로부터 액체의 수위 정보가 동시에 전달될 경우, 액체의 수위 정보가 전달된 다수 쌍의 레벨 센서 중 상기 PCB의 높이 방향으로 가장 최상단에 위치한 한 쌍의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 정보를 이용하여, 액체의 정전용량을 산출하고 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상기 레벨 센서부(1)의 하부에 구비되어, 액체의 온도를 측정하는 온도 센서(Thermistor)를 포함하는 온도 센서부(3)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정보 처리부(2)는 상기 레벨 센서부(1)의 다수 개의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 데이터를 디지털 데이터로 변환시키는 변환부(converter)(2a) 및 상기 변환부(2a)에서 변환시킨 디지털 데이터와 상기 온도 센서부(3)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 이용하여, 액체의 최종 레벨을 산출하는 제어부(MCU)(2b)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상기 PCB 타측면에 구비되어, 외부 자기장 간섭을 차폐시키는 차폐판을 포함하는 차폐부(shield)(50)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는, PCB(Printed Circuit Board)에 탑재되되, 상기 PCB 일측면의 하부에 구비되어, 액체의 유전율을 측정하는 기준 센서부(Reference Sensor)(10), 상기 기준 센서부(10)의 상부 측에 상기 PCB 일측면의 길이 방향으로 구비되어, 액체의 수위를 측정하는 다수 개의 레벨 센서(Level Sensor)를 포함하는 레벨 센서부(20) 및 상기 기준 센서부(10), 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 정보 처리부(30)를 포함하여 구성되며, 상기 정보 처리부(30)는 일정거리 이격된 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 하여, 다수 쌍의 레벨 센서로부터 각각 전달받은 액체의 수위 데이터의 평균값을 이용하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상기 기준 센서부(10)의 폭방향 옆에 구비되어, 액체의 온도를 측정하는 온도 센서부(Thermistor)(40)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 정보 처리부(30)는 상기 기준 센서부(10)로부터 전달받은 액체의 유전율 데이터와 상기 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 액체의 수위 데이터를 디지털 데이터로 변환시키는 변환부(converter)(31) 및 상기 변환부(31)에서 변환시킨 디지털 데이터와 상기 온도 센서부(40)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 이용하여, 액체의 최종 레벨을 산출하는 제어부(MCU)(32)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상기 PCB 타측면에 구비되어, 외부 자기장 간섭을 차폐시키는 차폐판을 포함하는 차폐부(shield)(50)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 레벨 센서는 적어도 8mm의 폭을 갖는 전극판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 내부에 연료를 수용 가능한 연료탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되어, 연료의 접촉범위에 따라 정전용량값을 측정하여, 정확한 액체 레벨(높이)을 계산하여 사용자에게 출력할 수 있다.
본 발명의 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 다수 개의 레벨 센서를 채용하여, 각각의 레벨 센서에 미리 설정된 액체의 수위를 이용하여, 용이하게 액체 레벨을 판단할 수 있다.
더불어, 액체 레벨 검출의 정밀도를 향상시키기 위하여, 한 쌍의 전극판으로 이루어지는 레벨 센서를 다수 쌍 채용함으로써, 기울기를 효과적으로 보정하고, 온도 센서를 추가 채용하여 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 보정하여 정확한 액체 레벨을 계산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기준 센서를 채용하여, 액체의 종류를 정확하게 파악하여, 기준 캐패시터의 정전용량를 정확하게 이용함으로써, 정확한 액체 레벨을 계산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCB에 탑재된 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 PCB에 탑재된 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
제 1 실시예
본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 다수 개의 레벨 센서를 포함하여 구성되며, 일정거리 이격된 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 이루어 미리 설정된 위치마다 구비함으로써, 액체가 감지될 때마다 잔류하는 액체량을 산출하기 위한 연산을 최소화하여 신속하게 측정할 수 있는 액체 레벨 검츨 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치가 PCB(Printed Circuit Board)에 탑재된 예시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치의 제어 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수 개의 레벨 센서(level sensor)를 포함하는 레벨 센서부(1) 및 정보 처리부(2)를 포함하여 구성될 수 있으며, 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상술한 바와 같이, 원활한 전원 공급을 위해 PCB에 탑재되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 잔류 액체량이 확인되어야 하는 내부에 액체 수용 가능한 탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 레벨 센서부(1)는 다수 개의 레벨 센서를 포함하여 구성되며, 상기 PCB 일측면의 높이 방향으로 미리 설정된 위치마다 구비되어, 액체의 수위를 측정할 수 있다. 상기 레벨 센서부(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 설정하고, 한 쌍의 레벨 센서는 상기 PCB의 일측면에 미리 설정된 위치마다 구비되어 액체가 접촉될 경우, 위치마다 미리 설정되어 있는 액체의 수위로 액체의 정보를 전달할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 8개의 레벨 센서를 4개 쌍(1a, 1b, 1c, 1d)으로 설정한 후, 미리 설정된 위치에 구비할 경우,
제일 하단에 위치하고 있는 한 쌍의 레벨 센서(1a)에 액체가 접촉될 경우, 액체의 수위 정보를 '비어있음'으로 전달하고,
제일 상단에 위치하고 있는 한 쌍의 레벨 센서(1d)에 액체가 접촉될 경우, 액체의 수위 정보를 '가득 차있음'으로 전달하고,
중간에 위치하고 있는 한 쌍의 레벨 센서(1b)에 액체가 접촉될 경우, 액체의 수위 정보를 '1/3있음', 또다른 한 쌍의 레벨 센서(1c)에 액체가 접촉될 경우, 액체의 수위 정보를 '1/2있음'으로 전달하여, 액체의 높이를 측정할 수 있다.
제 1 실시예에 따른 상기 레벨 센서부(1)의 경우, 레벨 센서부가 위치하고 있는 현 위치에 미리 설정되어 있는 수위 정보를 토대로, 최소한의 연산을 수행하여 액체의 수위 정보를 전달할 수 있어, 신속하게 액체 레벨을 검출할 수 있는 장점이 있다.
상기 정보 처리부(2)는 상기 레벨 센서부(1)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
상기 정보 처리부(2)는 한 쌍의 레벨 센서를 이루는 복수 개의 레벨 센서에 의해 액체의 정전용량값이 동일하게 산출될 경우, 다시 말하자면, 한 쌍을 이루고 있는 복수 개의 레벨 센서에서 동시에 액체가 접촉될 경우에만, 액체의 최종 레벨(높이)로 판단하여 산출할 수 있다.
또한, 상기 정보 처리부(2)는 다수 쌍의 레벨 센서로부터 액체의 수위 정보가 동시에 전달될 경우, 액체의 수위 정보가 전달된 다수 쌍의 레벨 센서 중 상기 PCB의 높이 방향으로 가장 최상단에 위치한 한 쌍의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하고 이에 따른 액체의 최종 레벨(높이)를 산출할 수 있다.
일 예를 들자면, 한 쌍의 레벨 센서(1c)에 액체가 접촉될 경우, 이와 동시에 또다른 한 쌍의 레벨 센서(1a) 및 또다른 한 쌍의 레벨 센서(1b)가 액체에 접촉되는 것은 당연하다. 이렇기 때문에, 상기 정보 처리부(2)는 다수 쌍의 레벨 센서로부터 액체의 수위 정보가 동시에 전달될 경우, 액체의 수위 정보가 전달된 다수 쌍의 레벨 센서 중 상기 PCB의 높이 방향으로 가장 최상단에 위치한, 즉, 한 쌍의 레벨 센서(1c)로부터 전달받은 액체의 수위 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하고 이에 따른 액체의 최종 레벨(높이)를 산출할 수 있다.
이 때, 본 발명의 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 액체의 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 계산하기 위하여, 온도 센서(Thermistor)를 포함하는 온도 센서부(3)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도 센서부(3)는 상기 레벨 센서부(1)의 하부에 구비되어, 액체의 온도를 측정하게 된다.
좀 더 상세하게는, 상기 정보 처리부(2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 변환부(converter)(2a) 및 제어부(MCU)(2b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 변환부(2a)는 상기 레벨 센서부(1)의 다수 개의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 데이터를 디지털 데이터로 변환시킬 수 있다.
상기 제어부(2b)는 상기 변환부(2a)에서 변환한 디지털 데이터들과 상기 온도 센서부(3)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 이용하여, 액체의 최종 레벨(높이)을 보정하여 산출할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(2b)는 상기 온도 센서부(3)에서 측정한 액체의 온도 데이터가, 액체가 어는 온도에 해당할 경우, 외부에 구비되어 있는 히터 등의 가열 수단을 제어하여 액체가 녹도록 제어할 수도 있다.
상세하게는, 요소수 등의 경우, 동절기에 얼 수 있기 때문에, 레벨 측정이 불명확하게 이루어질 수 있어, 상기 온도 센서부(3)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 통해 액체가 어는 온도일 경우, 외부에 구비되어 있는 히터 등의 가열 수단을 제어하여 액체를 녹인 후, 액체의 최종 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 PCB 타측면에 차폐부(50)를 더 구비할 수 있다. 상기 차폐부(50)는 차폐판(shield)로 이루어지며, PCB 타측면에 구비되어 외부 자기장으로부터 간섭을 차폐할 수 있다
제 2 실시예
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 액체의 성질을 판단하여 기준 정전용량을 설정하고, 복수 개의 전극판으로 이루어지는 레벨 센서를 복수 개 구비하여 액체의 수위 및 유전율을 정확도 높게 측정하여, 잔류하는 액체량을 정확하게 측정할 수 있는 액체 레벨 검출 장치에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치가 PCB(Printed Circuit Board)에 탑재된 예시도이며, 도 4는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치의 제어 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조로 하여 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 센서부(10), 복수 개의 레벨 센서를 포함하는 레벨 센서부(20) 및 정보 처리부(30)를 포함하여 구성될 수 있으며, 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상술한 바와 같이, 원활한 전원 공급을 위해 PCB에 탑재되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또다른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 잔류 액체량이 확인되어야 하는 내부에 액체 수용 가능한 탱크 또는 플랜지의 내부에 배치되는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 기준 센서부(Reference Sensor)(10)는 PCB 일측면의 하부에 구비되어, 내부에 수용된 액체의 유전율을 측정할 수 있다.
상기 기준 센서부(10)는 측정한 액체의 유전율을 이용하여, 액체의 종류를 파악할 수 있다. 여기서 액체의 종류란 가솔린, 디젤, 에탄올, 물 등을 탱크 또는 플랜지의 내부에 수용된 액체를 의미한다.
상기 기준 센서부(10)는 각 액체마다 고유의 정전용량값을 측정하여, 이를 통해 액체의 종류를 평가할 수 있다.
상기 복수 개의 레벨 센서(lever sensor)를 포함하는 레벨 센서부(20)는 상기 기준 센서부(10)의 상부 측에 상기 PCB 일측면의 길이 방향으로 구비되어, 액체의 수위를 측정할 수 있다. 상기 레벨 센서부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 레벨 센서부(20)가 복수 개의 전극판을 구성하고 있으며, 두 전극판 사이의 전기용량 차이를 이용하여 액체의 높이를 측정할 수 있다.
상세하게는, 각각의 전극판 사이에 걸리는 전압에 의해 충전된 전하량인 정전용량은 각각의 전극판 사이를 절연하고 있는 유전체에 의해 정해지기 때문에, 정전용량 계산이 가능하며, 정전용량은 접촉되는 전극판의 표면적이 변수가 될 수 있어 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 레벨 센서부(20)를 구성하는 하나의 전극판은 적어도 8mm의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
이 때, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치에서 복수 개의 전극판으로 이루어지는 레벨 센서를 복수 개 구비함으로써, 액체의 수위를 측정하는데 정밀도를 향상시킬 수 있다.
즉, 제 1 레벨 센서에서 측정한 액체 수위 데이터와 제 2 레벨 센서에서 측정한 액체 수위 데이터를 합친 후, 이를 나눈 평균값을 이용하여 액체의 정전용량값을 산출함으로써, 액체의 레벨(높이)을 산출할 수 있다
상기 정보 처리부(30)는 상기 기준 센서부(10)와 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
다시 말하자면, 상기 정보 처리부(30)는 상기 기준 센서부(10)에서 측정된 액체의 유전율을 전달받아, 이를 분석하여 액체의 종류를 파악할 수 있으며 이를 통해서 기준 정전용량값을 설정할 수 있다.
상기 레벨 센서부(20)에서 측정된 액체의 수위를 전달받으며, 이 때, 상술한 바와 같이, 상기 레벨 센서부(20)는 복수 개의 레벨 센서를 포함하기 때문에, 상기 정보 처리부(30)는 복수 개의 레벨 센서부(20)로부터 각각 전달받은 액체 수위 데이터를 평균하여 이용하게 된다,
상기 정보 처리부(30)는 상기 기준 센서부(10)에 의해 설정한 기준 정전용량값을 바탕으로, 상기 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 평균한 액체 수위 데이터를 적용하여 실제 정전용량을 산출하여 액체의 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
이 때, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 액체의 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 계산하기 위하여, 온도 센서부(Thermistor)(40)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도 센서부(40)는 상기 기준 센서부(10)의 폭방향 옆에 구비되어, 액체의 온도를 측정하게 된다.
좀 더 상세하게는, 상기 정보 처리부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 변환부(converter)(31) 및 제어부(MCU)(32)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 변환부(31)는 상기 기준 센서부(10)로부터 전달받은 액체의 유전율 데이터를 입력받아 디지털 데이터로 변환시킬 수 있으며,
상기 복수 개의 레벨 센서부(20)로부터 각각 전달받아 평균한 액체의 수위 데이터를 입력받아 디지털 데이터로 변환시킬 수 있다.
상기 제어부(32)는 상기 변환부(31)에서 변환한 디지털 데이터들과 상기 온도 센서부(40)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 이용하여, 액체의 최종 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
즉, 상기 기준 센서부(10)로부터 전달받은 액체의 유전율 데이터와, 상기 복수 개의 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 액체의 평균 수위 데이터는 액체의 온도에 따라 영향을 받으므로, 상기 제어부(32)에서 상기 온도 센서부(40)로부터 전달받은 액체의 온도 데이터를 이용하여 상기 기준 센서부(10)에 의해 설정한 기준 정전용량값을 바탕으로, 상기 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 평균한 액체 수위 데이터를 적용하여 실제 정전용량을 산출하고 이를 이용하여 산출한 액체의 레벨(높이)을 보정하여 최종 액체의 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 PCB 타측면에 차폐부(50)를 더 구비할 수 있다. 상기 차폐부(50)는 차폐판(shield)로 이루어지며, PCB 타측면에 구비되어 외부 자기장으로부터 간섭을 차폐할 수 있다
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는 상기 기준 센서부(10)에 의해 설정한 기준 정전용량값을 바탕으로, 상기 레벨 센서부(20)로부터 전달받은 평균한 액체 수위 데이터를 적용하여 초기 정전용량을 산출하고 상기 온도 센서부(40)로부터 전달받은 액체의 온도 데이터를 반영하여 초기 정전용량을 보정함으로써, 정확한 최종 액체의 레벨(높이)을 산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
제 1 실시예
1 : 레벨 센서부
2 : 정보 처리부
2a : 변환부 2b : 제어부
3 : 온도 센서부
50 : 차폐부
제 2 실시예
10 : 기준 센서부
20 : 레벨 센서부
30 : 정보 처리부
31 : 변환부 32 : 제어부
40 : 온도 센서부
50 : 차폐부

Claims (10)

  1. PCB(Printed Circuit Board)에 탑재되되,
    상기 PCB 일측면의 높이 방향으로 기설정된 위치마다 구비되어, 액체의 수위를 측정하는 다수 개의 레벨 센서(level sensor)를 포함하는 레벨 센서부(1);
    상기 레벨 센서부(1)로부터 전달받은 액체의 정보를 이용하여, 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 정보 처리부(2); 및
    상기 레벨 센서부(1)의 하부에 구비되어, 액체의 온도를 측정하는 온도 센서(Thermistor)를 포함하는 온도 센서부(3);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 레벨 센서부(1)는
    일정거리 이격된 복수 개의 레벨 센서를 한 쌍으로 하여, 기설정된 위치마다 한 쌍의 레벨 센서를 구비하며,
    상기 정보 처리부(2)는
    한 쌍의 레벨 센서를 이루는 복수 개의 레벨 센서가 동시에 액체에 접촉되어, 한 쌍의 레벨 센서를 이루는 모든 레벨 센서들로부터 동시에 액체의 수위 정보가 전달될 경우에만, 해당하는 한 쌍의 레벨 센서가 위치한 기설정된 높이를 기준으로 액체의 정전용량값을 산출하여 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하고,
    상기 온도 센서부(3)에서 측정한 온도 데이터가 기설정된 온도에 해당될 경우, 외부에 기구비된 가열수단의 동작 상태를 제어하여 액체로 상변화가 이루어지도록 한 후, 액체의 수위 정보의 측정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정보 처리부(2)는
    다수 쌍의 레벨 센서로부터 액체의 수위 정보가 동시에 전달될 경우,
    액체의 수위 정보가 전달된 다수 쌍의 레벨 센서 중 상기 PCB의 높이 방향으로 가장 최상단에 위치한 한 쌍의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 정보를 이용하여, 액체의 정전용량을 산출하고 이에 따른 액체의 최종 레벨을 산출하는 것을 특징으로 하는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 정보 처리부(2)는
    상기 레벨 센서부(1)의 다수 개의 레벨 센서로부터 전달받은 액체의 수위 데이터를 디지털 데이터로 변환시키는 변환부(converter)(2a); 및
    상기 변환부(2a)에서 변환시킨 디지털 데이터와 상기 온도 센서부(3)에서 측정한 액체의 온도 데이터를 이용하여, 액체의 최종 레벨을 산출하는 제어부(MCU)(2b);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치는
    상기 PCB 타측면에 구비되어, 외부 자기장 간섭을 차폐시키는 차폐판을 포함하는 차폐부(shield)(50);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치.
  10. 삭제
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