KR101877889B1 - 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위계 내부의 부력을 갖는 플롯에 전반사 프리즘을 마련하고, 플롯 상부에서 레이저를 발사하여 전반사 프리즘을 통해 산란된 레이저를 통해 가독성을 높일 수 있는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것으로, 유체가 채워지며, 유체에 의해 발생하는 수위를 측정할 수 있는 가독부가 마련되어 있는 챔버; 상기 챔버 내부에 마련되며, 유체에 뜰 수 있도록 부력이 형성되는 재질로 이루어져, 유체를 따라 상기 챔버 내부를 수직 이동할 수 있는 플롯; 상기 플롯에 마련되며, 빛을 산란시킬 수 있는 전반사 프리즘; 및 상기 전반사 프리즘에 레이저를 발사할 수 있는 레이저 모듈;을 포함하며, 상기 레이저 모듈을 통해 발사된 상기 레이저는 상기 전반사 프리즘을 통해 상기 가독부로 산란되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계 {Indication type level indicator using total reflection prism}

본 발명은 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수위계 내부의 부력을 갖는 플롯에 전반사 프리즘을 마련하고, 플롯 상부에서 레이저를 발사하여 전반사 프리즘을 통해 산란된 레이저를 통해 가독성을 높일 수 있는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것이다.

발전소 또는 플랜트에서 사용되는 각종 탱크 및 히터에는 수면 측정을 위한 수위계가 적용되며, 현장에 설치되는 수위계는 평형 반사식, 평형 유리식 등이 사용된다. 도 1a 및 도 1b는 종래의 수위계를 나타내는 것으로, 종래의 수위계는 챔버(10), 앞 커버(21), 뒷 커버(22), 유리부(30), 볼트(40)로 이루어진다. 챔버(10)는 유체가 채워지는 곳으로, 챔버(10)에 채워진 유체는 유리부(30)를 통해 수위를 확인할 수 있게 된다. 유리부(30)는 챔버(10) 주변에서, 앞 커버(21) 및 뒷 커버(22)와 볼트(40)에 의해 고정된다. 그러나 이러한 종래의 수위계는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 수위계는 수면확인을 위한 유리부(30)의 오염 또는 증기가 발생할 수 있는 증기부와의 간섭으로 인하여 수위 확인이 어려운 경우가 많다. 또한, 플랜트에 설치되어 있는 탱크, 히터가 위치한 지역은 수위계를 위한 별도의 조명을 설치해 놓지 않기 때문에 랜턴 등을 사용하지 않는 경우 수위계의 가독성이 매우 낮은 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위해 마그네틱 타입의 수위계가 사용되고 있다. 등록특허 제10-0788140호에 나와 있는 마그네틱 타입의 수위계는 자석식 지시계를 통해서 수위를 표시하는 것으로, 자석식 지시계 내부를 승강하는 자석에 의해 순차적으로 뒤집히는 다수개의 플랩이 종방향으로 배치되고, 플랩의 전면과 이면을 서로 다른 색으로 구별하여 뒤집히는 다수개의 플랩을 통해 수위를 표시하는 것이다. (등록특허 제10-0788140호의 도 1, 도 2, 도 3 참고)

그러나 다수개의 플랩 전후면 구별을 통해 수위를 측정하는 마그네틱 타입의 수위계는 아날로그적으로 변하는 수위 측정에 어려움이 있으며, 또한 잦은 플랩의 고장으로 인한 오인식 발생률이 매우 높은 문제점이 있다. 또한, 마그네틱 타입의 수위계는 유리식에 비해 단가가 매우 높아 발전소 또는 플랜트에서 사용되는 모든 탱크 및 히터에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0788140호 (공고일자 2007.12.21)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 수위계 내부의 부력을 갖는 플롯에 전반사 프리즘을 마련하고, 플롯 상부에서 레이저를 발사하여 전반사 프리즘을 통해 산란된 레이저를 통해서 가독성을 높일 수 있는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것이다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계는, 유체가 채워지며, 유체에 의해 발생하는 수위를 측정할 수 있는 가독부가 마련되어 있는 챔버; 상기 챔버 내부에 마련되며, 유체에 뜰 수 있도록 부력이 형성되는 재질로 이루어져, 유체를 따라 상기 챔버 내부를 수직 이동할 수 있는 플롯; 상기 플롯에 마련되며, 빛을 산란시킬 수 있는 전반사 프리즘; 및 상기 전반사 프리즘에 레이저를 발사할 수 있는 레이저 모듈;을 포함하며, 상기 레이저 모듈을 통해 발사된 상기 레이저는 상기 전반사 프리즘을 통해 상기 가독부로 산란되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계는 상기 챔버에 연결되며, 유체를 저장할 수 있는 탱크;를 더 포함하며, 상기 탱크 내부의 수위는 상기 챔버의 수위와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 상기 가독부는 상기 챔버의 전면에 설치되며, 반투명 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 플롯에는 상기 플롯을 관통하는 가이드 홀이 마련되어 있고, 상기 챔버 내부에는 상기 챔버의 수직 길이방향으로 연장되어 있는 레일이 마련되어, 상기 플롯은 상기 가이드 홀을 통해 상기 레일에 끼워져, 상기 레일을 따라 상기 챔버 내부를 수직 이동할 수 있는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 상기 플롯 내부에는, 부력이 형성될 수 있는 재질로 이루어진 부력형성블록과, 부력을 조절할 수 있는 무게추가 마련되어 있는 것이 바람직하며, 상기 플롯 윗면에는 두 개의 브라켓이 마련되며, 두 개의 상기 브라켓 사이에 상기 전반사 프리즘이 회전 가능하게 끼워지는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 상기 레이저 모듈에는, 상기 레이저 모듈에 전원을 공급할 수 있는 배터리가 마련되며, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 연결부가 마련되어 있는 전원 공급부;와 주변 조건에 따라 상기 레이저 모듈의 레이저 출력을 조절할 수 있는 가변 저항기가 마련되어 있는 것이 바람직하며, 상기 레이저 모듈에는, 정해진 반경 내에 움직이는 물체가 접근할 경우에만 전원이 공급될 수 있도록 하는 모션센서가 마련되는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 상기 레이저 모듈은 상기 챔버 상부에 위치하여, 상기 챔버의 수직 길이방향과 나란한 방향으로 상기 챔버 내부에 위치한 상기 플롯을 향해 상기 레이저를 발사하며, 상기 레이저는 상기 플롯에 마련되어 있는 상기 전반사 프리즘을 통해 상기 챔버의 수직 길이방향과 직교하는 방향에 마련되어 있는 상기 가독부에 산란되는 것이 바람직하다.

본 발명은 수위계 내부의 부력을 갖는 플롯에 전반사 프리즘을 마련하고, 플롯 상부에서 레이저를 발사하여 전반사 프리즘을 통해 산란된 레이저를 통해서 가독성을 높일 수 있는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것으로, 챔버 내 수면의 위치를 물리적인 수면 위치로 판독하는 종래의 방법과 달리 산란된 레이저를 통해 수면위치를 파악함으로써 가독성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 조명이 없는 곳에서도 사용이 가능하며, 강력한 모듈의 레이저를 사용하는 경우 증기부에 의한 수면 오인식을 줄일 수 장점이 있다. 이와 함께 본 발명은 종래의 마그네틱 타입의 수위계에 비해 제작 부품이 간단하며, 낮은 비용으로 제작이 가능한 장점이 있다.

도 1a는 종래의 수위계를 측면에서 바라본 것을 나타내는 도면이다.
도 1b는 종래의 수위계를 위에서 바라본 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 측면에서 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계를 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 가독부에서 챔버 내부를 바라볼 때의 플롯을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 플롯을 위에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 모듈을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 모듈의 내부 회로를 나타내는 도면이다.

본 발명은 내부의 부력을 갖는 플롯에 전반사 프리즘을 마련하고, 플롯 상부에서 레이저를 발사하여 전반사 프리즘을 통해 산란된 레이저를 통해 가독성을 높일 수 있는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계에 관한 것이다. 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 지시형 수위계는 챔버(110), 플롯(120), 전반사 프리즘(130), 레이저 모듈(140)을 포함하여 구성된다.

상기 챔버(110)는 유체가 채워지며, 유체에 의해 발생하는 수위를 측정할 수 있는 가독부(111)가 마련되어 있는 것이다. 상기 챔버(110)는 통형상으로 이루어질 수 있으며, 내부에 유체가 채워진다. 상기 챔버(110)는 독립적으로 사용될 수 있으며, 상기 챔버(110)는 유체를 저장할 수 있는 탱크(160)와 연결되어 사용될 수 있다. 상기 챔버(110)는 상기 탱크(160)와 플랜지(161) 등을 통해 연결될 수 있으며, 상기 플랜지(161)는 공지된 기술인 바 상세한 설명은 생략한다.

즉, 상기 챔버(110)는 상기 탱크(160)의 수위를 측정하기 위해 마련되어 있는 것이다. 이를 위해서 상기 탱크(160) 내부의 수위는 상기 챔버(110)의 수위와 동일하게 형성되며, 상기 챔버(110)의 수위 확인을 통해 상기 탱크(160)의 수위를 확인할 수 있다.

상기 챔버(110)에 마련되어 있는 상기 가독부(111)는 상기 챔버(110) 전면에 마련되어 있는 것으로, 사람이 육안으로 관찰할 수 있는 부분이다. 상기 가독부(111)는 반투명 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 가독부(111)는 후술할 상기 전반사 프리즘(130)을 통해 산란된 레이저(141)를 이용하는 것으로, 산란된 상기 레이저(141)가 상기 가독부(111)를 통과하면서 수위 위치를 상기 가독부(111)에 가시 가능한 상태로 흩뿌리도록 하는 것이다.

이와 같이 산란된 상기 레이저(141)를 통해 상기 가독부(111)를 가시 가능한 상태로 만들기 위해서는 상기 가독부(111)는 반투명 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 상기 가독부(111)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 산란된 상기 레이저(141)를 이용하여 상기 가독부(111)를 가시 가능한 상태로 만들 수 있다면 다양한 재료가 사용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 가독부(111)에는 수위를 알 수 있게 해주는 숫자 및 지표 등이 마련될 수 있으며, 이를 통해 사용자가 상기 챔버(110) 또는 상기 탱크(160)의 수위를 인식할 수 있게 된다.

상기 플롯(120)은 상기 챔버(110) 내부에 마련되며, 유체에 뜰 수 있도록 부력이 형성되는 재질로 이루어진 것이다. 상기 플롯(120)은 상기 챔버(110)에 채워져 있는 유체에 떠있는 것으로, 유체를 따라 상기 챔버(110) 내부를 수직 이동할 수 있는 것이다. (여기서 수직 방향은 도 2를 참조하면, 상기 챔버(110)가 길이방향으로 연장되어 있는 방향이다.)

도 3을 참조하면, 상기 플롯(120)은 부력이 형성될 수 있는 재질로 이루어진 부력형성블록(122)과 부력을 조절할 수 있는 무게추(123)가 마련된다. 상기 플롯(120)은 케이스 형태로 구성되는 것으로, 케이스 내부에 부력을 발생시킬 수 있는 상기 부력형성블록(122)이 배치되며, 이와 함께 케이스 내부에 상기 부력형성블록(122)을 통해 형성된 부력을 일정 범위 내로 조절할 수 있는 상기 무게추(123)가 배치되는 것이다.

상기 부력형성블록(122)과 상기 무게추(123)는 다양한 방법으로 상기 플롯(120) 내부에 부착될 수 있다. 가령, 케이스 형태로 이루어진 상기 플롯(120)의 하단을 돌려 열 수 있는 뚜껑 형태로 구성하여, 상기 부력형성블록(122)과 상기 무게추(123)를 배치할 수 있으며, 접착제 등을 사용할 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 방법으로 상기 부력형성블록(122)과 상기 무게추(123)가 상기 플롯(120)에 마련될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 플롯(120)에는 상기 플롯(120)을 관통하는 가이드 홀(121)이 마련되어 있고, 상기 챔버(110) 내부에는 상기 챔버(110)의 수직 길이 방향으로 연장되어 있는 레일(112)이 마련될 수 있다. 도 5는 상기 플롯(120)을 위에서 바라본 도면으로, 상기 가이드 홀(121)은 상기 플롯(120)의 윗면에서 밑면을 관통하는 중공형태의 홀로 이루어진 것이다. 상기 가이드 홀(121)을 통해 상기 플롯(120)은 상기 레일(112)에 끼워지게 되고, 상기 플롯(120)은 상기 레일(112)을 따라 상기 챔버(110) 내부를 수직 이동할 수 있게 된다.

후술할 상기 전반산 프리즘(130)은 상기 플롯(120)에 마련되는 것으로, 상기 레이저(141)의 경로를 바꾸면서 산란시키는 것이다. 상기 전반사 프리즘(130)을 통해 상기 레이저(141)의 경로를 바꾸면서 목적하는 지점에 상기 레이저(141)를 산란시키기 위해서는, 상기 전반사 프리즘(130)의 움직임이 고정되어 있어야 한다. 그러나 상기 플롯(120)은 유체에 떠 있는 물체로, 별도의 고정장치가 마련되어 있지 않으면, 유체의 흐름에 의해 흔들리게 된다.

상기 플롯(120)에 상기 가이드 홀(121)을 마련하고, 상기 가이드 홀(121)을 통해 상기 플롯(120)을 상기 레일(112)에 끼워 사용하면, 상기 플롯(120)은 상기 레일(112)을 따라서만 움직이게 되고, 이를 통해 상기 플롯(120)을 상기 챔버(110)의 수직 길이 방향으로만 이동할 수 있도록 위치범위를 제한할 수 있게 된다. 상기 레일(112)은 적용 유체에 따라 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 부식 저항이 강한 플라스틱 또는 스테인리스 재질이 사용될 수 있다.

상기 전반사 프리즘(130)은 상기 플롯(120)에 마련되는 것으로 빛을 산란시킬 수 있는 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 전반사 프리즘(130)은 상기 플롯(120)의 윗면에 마련되는 것으로, 상기 전반사 프리즘(130)은 상기 레이저(141)의 경로를 상기 챔버(110)의 수직 길이방향과 직교하는 방향으로 전환하여, 상기 가독부(111)로 상기 레이저(141)를 산란시키는 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 전반사 프리즘(130)은 상기 플롯(120)의 윗면에 마련되어 있는 두 개의 브라켓(131) 사이에 끼워져 상기 플롯(120)에 설치될 수 있다. 두 개의 상기 브라켓(131)은 고정나사(132)를 통해 상기 플롯(120)의 윗면에 고정 설치되고, 상기 전반사 프리즘(130)은 두 개의 상기 브라켓(131) 사이에 끼워진다. 상기 전반사 프리즘(130)은 두 개의 상기 브라켓(131) 사이에 회전 가능하게 끼워지며, 이를 통해 상기 전반사 프리즘(130)은 상기 레이저(141)의 방향을 조절할 수 있게 된다. 즉, 상기 전반사 프리즘(130)의 회전은 조정(Calibration)이 가능하며, 상기 전반사 프리즘(130)의 회전을 통해 상기 레이저(141)가 상기 가독부(111)의 정확한 위치에 산란될 수 있도록 상기 레이저(141)의 산란 방향을 조절할 수 있다.

상기 전반사 프리즘(130)은 상기 브라켓(131)에 회전 가능하게 결합될 수 있다면 다양한 방법으로 결합 될 수 있다. 가령, 상기 브라켓(131) 상단 중앙에 뚫린 구멍을 통해 헤드가 없는 고정볼트(133)를 삽입하고, 상기 전반사 프리즘(130)의 회전을 조정한 후, 중앙에 암나사 산을 갖는 구멍이 뚫린 형태의 고정너트(134)를 잠금으로써 상기 전반사 프리즘(130)을 고정할 수 있다. 다만, 상기 전반사 프리즘(130)을 상기 브라켓(131) 결합하는 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 전반사 프리즘(130)을 회전 가능하게 결합한 후 고정할 수 있다면 다양한 방법으로 결합될 수 있음은 물론이다.

상기 레이저 모듈(140)은 상기 전반사 프리즘(130)에 상기 레이저(141)를 발사할 수 있는 것이다. 도 6을 참조하면, 상기 레이저 모듈(140)은 전원 공급부(150)와 가변저항기(142), 모션센서(143), 스위치(144), 레이저 발사부(145) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 전원 공급부(150)는 상기 레이저 모듈(140)에 전원을 공급할 수 있는 배터리(151)가 마련되어 있는 것으로, 상기 레이저(141)를 발사하기 위한 전원을 공급한다. 상기 전원 공급부(150)는 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 연결부(152)가 마련되어, 필요시 외부전원(220VAC 또는 24VDC)을 입력받을 수도 있다. 상기 전원 공급부(150)는 상기 레이저 모듈(140)에서 요구하는 전원으로 변환될 수 있도록 해당 사양에 맞는 전압 조정기가 적용될 수도 있다.

상기 배터리(151)는 교환 및 충전이 가능하도록 착탈식으로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 배터리(151)는 1년 이상 운전시에도 별도로 충전할 필요가 없도록 10,000mAh 이상의 대용량 배터리를 사용하는 것이 좋다. 상기 배터리(151)는 배터리잔여표시기를 통해 상기 배터리(151)의 잔량을 사용자에게 표시할 수 있고, 이를 통해 상기 배터리(151)의 교체 또는 충전 시기를 확인할 수 있다.

상기 레이저 모듈(140)에 마련되는 상기 가변저항기(142)는 주변 조명 조건에 따라 상기 레이저 모듈(140)의 상기 레이저(141)의 출력을 조절하는 것으로, 저항을 변화시켜 상기 레이저 모듈(140)의 광원출력을 조절할 수 있다.

상기 모션센서(143)는 정해진 반경 내에 움직이는 물체가 접근할 경우에만 전원이 공급될 수 있도록 하는 것이다. 상기 모션센서(143)는 정해진 반경 내에서 움직이는 물체를 감지할 수 있는 센서와 상기 센서를 통해 반응하는 릴레이 회로로 이루어질 수 있다. 상기 센서를 통해 정해진 반경 내에서 움직이는 물체를 감지하면 릴레이 회로가 작동하게 되고, 이를 통해 선택적으로 상기 레이저 모듈(140)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 모션센서(143)는 감도 조절이 가능한 타입으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 불필요한 움직임에 따른 전력소모를 방지할 수 있다. 또한, 상기 모션센서(143)의 상기 릴레이는 일정 시간 내에 움직임이 감지되지 않을 경우 전원을 차단하여 배터리를 절약할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 스위치(144)는 전원 공급 및 상기 모션센서(143) 동작을 선택할 수 있는 스위치로 3극 이상을 가진 스위치로 이루어진다. 구체적으로 도 7을 참고하여, 상기 스위치(144)의 작동 및 상기 레이저 모듈(140)의 전체적인 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 전원 공급부(150)를 통해 전원이 공급되고, 주변 조명 조건에 따라 상기 가변저항기(142)의 저항이 선택된다. 상기 스위치(144)는 3극 이상으로 이루어진 것으로, 오프(Off), 온(On), 센서 온(Sensor On)으로 이루어질 수 있다. 상기 스위치(144)를 오프(Off)에 위치시키면, 상기 레이저 모듈(140)은 작동하지 않으면서 상기 배터리(151) 등을 절약할 수 있다. 상기 스위치(144)를 온(On)에 위치시키면 상기 레이저 모듈(140)이 항상 작동하게 되고, 상기 레이저 발사부(145)를 통해 상기 전반사 프리즘(130)으로 상기 레이저(141)가 발사된다. (여기서 상기 레이저 발사부(145)는 상기 레이저(141)가 발사되는 장치로, 상기 레이저(141)를 발사시킬 수 있다면 다양한 장치가 사용될 수 있다.)

상기 스위치(144)를 센서 온(Sensor On)에 위치시키면, 상기 모션센서(143)가 작동하게 되어, 정해진 반경 내에 움직이는 물체가 접근할 경우에만 전원이 공급된다. 구체적으로 상기 센서를 통해 정해진 반경 내에서 움직임이 감지되면, 상기 릴레이 회로가 연결되고, 상기 레이저 발사부(145)를 통해 상기 레이저(141)가 상기 전반사 프리즘(130)으로 발사된다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 작동방법을 살펴보면 다음과 같다. 상기 레이저 모듈(140)은 상기 챔버(110)의 상부에 위치해 있으며, 상기 챔버(110) 내부에 위치한 상기 플롯(120)을 향해 상기 레이저(141)를 발사시킨다. 이때, 상기 레이저(141)는 상기 플롯(120)에 마련되어 있는 상기 전반사 프리즘(130)을 향하여 발사되도록 한다.

발사된 상기 레이저(141)는 상기 플롯(120)에 마련되어 있는 상기 전반사 프리즘(130)에 도달하게 되고, 상기 전반사 프리즘(130)을 통해 방향이 전환된다. 상기 가독부(111)는 상기 챔버(110)의 전면에 마련되어 있는 것으로, 상기 챔버(110)의 수직 길이방향과 직교하는 방향에 위치하여 있다. 상기 전반사 프리즘(130)에 도달한 상기 레이저(141)는 상기 챔버(110)의 수직 길이방향과 직교하는 방향으로 전환되고, 이를 통해 상기 레이저(141)는 상기 가독부(111)에 도달하게 된다. 이때, 상기 전반사 프리즘(130)은 빛을 산란시킬 수 있는 것이기에, 상기 레이저(141)는 산란되면서 상기 가독부(111)에 도달하게 된다.

상기 가독부(111)에 도달한 산란된 상기 레이저(141)를 통해 상기 가독부(111)는 가시 가능한 상태로 수위를 표시하게 되고, 이를 통해 사용자는 상기 챔버(110)의 수위 또는 상기 탱크(160)의 수위를 알 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계의 효과를 살펴보면 다음과 같다.

종래의 수위계는 평형 반사식, 평형 유리식 등이 수위계로, 유리부(30)의 오염 또는 증기가 발생할 수 있는 증기부와의 간섭으로 인하여 수위 확인이 어려운 경우가 많았다. 그러나 본 발명은 반투명 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진 가독부(111)에 전반사 프리즘(130)을 이용하여 레이저(141)를 산란시킴으로써 종래의 수위계 보다 가독성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 종래의 물리적인 수면위치의 판독이 아닌 산란된 레이저를 통해 인식하는 방법으로 이루어지기 때문에 종래의 반사식 수위계보다 가독성이 뛰어난 장점이 있다.

또한, 본 발명은 레이저 모듈(140)을 통해 강력한 레이저(141)를 사용할 수 있으며, 강력한 레이저(141)의 파장 투과 특성과 레이저(141)의 증기부 통과 거리를 고려하면, 증기부와의 간섭없이 수위계를 동작시킬 수 있게 된다. 이를 통해 증기부를 수면으로 인식하는 오인식을 방지할 수 있으며, 유리부(30)의 오염이 발생하더라도 강력한 레이저(141)의 특성을 통해 가독성을 높일 수 있는 장점이 있다.

종래에는 평형 반사식, 평형 유리식 등이 수위계의 단점을 보완하기 위해 마그네틱 타입의 수위계를 사용하였으나, 제작 비용이 높으며 잦은 플랩의 고장으로 인한 오인식 발생률이 높은 문제점이 있었다. 그러나 본 발명은 마그네틱 타입의 수위계에 비해 제작 부품이 적어 제작 비용을 줄일 수 있으며, 플랩을 사용하지 않기 때문에 잦은 플랩 고장으로 인한 오인식을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 종래의 마그네틱 타입의 수위계는 플랩의 전면과 이면을 서로 다른 색으로 구별하여 다수개의 플랩을 뒤집어 수위를 표시하기 때문에, 제한된 플랩의 수량에 의해 수위를 선형적(Linear)으로 측정할 수 없었다. 따라서 종래의 마그네틱 타입의 수위계로는 아날로그적으로 변화하는 수위를 측정하는데 어려움이 있었으며, 세부적인 수위를 측정할 수 없는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명은 전반사 프리즘(130) 및 산란된 레이저(141)를 이용하기 때문에 선형적(Linear)으로 수위 측정이 가능하다. 따라서 본 발명은 아날로그적으로 변하는 수위를 측정하는 것이 용이하며, 세부적인 수위 측정이 가능한 장점이 있다.

이와 함께 본 발명은 전반사 프리즘(130) 및 산란된 레이저(141)를 통해 수위 측정을 하기 때문에 조명이 없는 곳에서도 오인식의 우려 없이 가독성을 향상시키며 수위 측정이 가능한 장점이 있다.

이상에서 다양한 실시 예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.

110...챔버 111...가독부
112...레일 120...플롯
121...가이드 홀 122...부력형성블록
123...무게추 130...전반사 프리즘
131...브라켓 132...고정나사
133...고정볼트 134...고정너트
140...레이저 모듈 141...레이저
142...가변저항기 143...모션센서
144...스위치 145...레이저 발사부
150...전원 공급부 151...배터리
152...연결부 160...탱크
161...플랜지

Claims (9)

1. 수위를 측정할 수 있는 지시형 수위계에 있어서,
   유체가 채워지며, 유체에 의해 발생하는 수위를 측정할 수 있는 가독부가 마련되어 있는 챔버;
   상기 챔버 내부에 마련되며, 유체에 뜰 수 있도록 부력이 형성되는 재질로 이루어져, 유체를 따라 상기 챔버 내부를 수직 이동할 수 있는 플롯;
   상기 플롯에 마련되며, 빛을 산란시킬 수 있는 전반사 프리즘; 및
   상기 전반사 프리즘에 레이저를 발사할 수 있는 레이저 모듈;을 포함하며,
   상기 레이저 모듈을 통해 발사된 상기 레이저는 상기 전반사 프리즘을 통해 상기 가독부로 산란되며,
   상기 가독부는 상기 챔버의 전면에 설치되며, 반투명 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어지고,
   산란된 상기 레이저는 상기 가독부를 통과하면서 흩뿌려지는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버에 연결되며, 유체를 저장할 수 있는 탱크;를 더 포함하며,
   상기 탱크 내부의 수위는 상기 챔버의 수위와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 플롯에는 상기 플롯을 관통하는 가이드 홀이 마련되어 있고,
   상기 챔버 내부에는 상기 챔버의 수직 길이방향으로 연장되어 있는 레일이 마련되어,
   상기 플롯은 상기 가이드 홀을 통해 상기 레일에 끼워져, 상기 레일을 따라 상기 챔버 내부를 수직 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
5. 제1항에 있어서,
   상기 플롯 내부에는, 부력이 형성될 수 있는 재질로 이루어진 부력형성블록과, 부력을 조절할 수 있는 무게추가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
6. 제1항에 있어서,
   상기 플롯 윗면에는 두 개의 브라켓이 마련되며, 두 개의 상기 브라켓 사이에 상기 전반사 프리즘이 회전 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
7. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 모듈에는,
   상기 레이저 모듈에 전원을 공급할 수 있는 배터리가 마련되며, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 연결부가 마련되어 있는 전원 공급부;와
   주변 조건에 따라 상기 레이저 모듈의 레이저 출력을 조절할 수 있는 가변 저항기가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
8. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 모듈에는,
   정해진 반경 내에 움직이는 물체가 접근할 경우에만 전원이 공급될 수 있도록 하는 모션센서가 마련되는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.
9. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 모듈은 상기 챔버 상부에 위치하여, 상기 챔버의 수직 길이방향과 나란한 방향으로 상기 챔버 내부에 위치한 상기 플롯을 향해 상기 레이저를 발사하며,
   상기 레이저는 상기 플롯에 마련되어 있는 상기 전반사 프리즘을 통해 상기 챔버의 수직 길이방향과 직교하는 방향에 마련되어 있는 상기 가독부에 산란되는 것을 특징으로 하는 전반사 프리즘을 이용한 지시형 수위계.

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