KR101885435B1 - Piezoelectric transducer for multiple vibration modes and level switch sensor comprising the same - Google Patents

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Abstract

복합 진동 모드를 가진시키는 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서가 개시된다. 개시된 레벨스위치 센서는 M(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할된 상면 전극 및 N(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할된 하면 전극을 포함하는 압전 트랜스듀서; 및 상기 압전 트랜스듀서의 하면 전극과 길이 방향으로 연결되는 웨이브가이드;를 포함하되, 상기 M개의 구획 중 적어도 일부의 구획 각각에 대한 상면 전극의 극성은 반대면 위치에 있는 상기 N개의 구획의 하면 전극의 극성과 서로 반대의 극성을 가지고, 상기 웨이브가이드는 상기 상면 전극 및 상기 하면 전극의 극성에 의해 진동한다. A piezoelectric transducer and a level switch sensor including the same are disclosed. The disclosed level switch sensor includes: a piezoelectric transducer including a top electrode divided into M (two or more integer) divisions and a bottom electrode divided into N (integer of 2 or more) divisions; And a waveguide longitudinally connected to the bottom electrode of the piezoelectric transducer, wherein the polarity of the top electrode for each of at least some of the M compartments is the same as the polarity of the bottom electrode of the N compartments And the waveguide is vibrated by the polarities of the upper surface electrode and the lower surface electrode.

Description

복합 진동 모드를 가진시키는 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서{Piezoelectric transducer　for multiple vibration modes and level　switch sensor　comprising the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a piezoelectric transducer having a composite vibration mode and a level switch sensor including the piezoelectric transducer,

본 발명의 실시예들은 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상면 전극 및 하면 전극의 분할을 통해 다양한 진동 모드로 웨이브가이드를 가진시키는 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a piezoelectric transducer and a level switch sensor including the piezoelectric transducer, and more particularly, to a piezoelectric transducer for exciting a waveguide in various vibration modes through division of a top electrode and a bottom electrode, To a switch sensor.

트랜스듀서(transducer)는 하나의 형태의 에너지를 다른 하나의 형태의 에너지로 변환하여 신호 처리를 용이하게 하는 장치를 의미하는 것으로서, 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)는 전기 에너지를 역학적 입력 에너지로 바꾸거나 역학적 입력 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 장치를 의미한다. A transducer is a device that converts one type of energy into another type of energy to facilitate signal processing. A piezoelectric transducer converts electrical energy into mechanical input energy Means a device that converts mechanical input energy into electrical energy.

압전 트랜스듀서는 산업체의 자동화된 공정라인에 물체가 이송되는지의 유무를 확인하기 위하여 또는 자동차 후미의 사람 혹은 위험물을 측정하여 사고를 사전에 방지하기 위하여, 또는 수위 및 산업용 탱크 속의 액체 레벨을 측정하기 위한 레벨스위치에 사용되고 있다. Piezoelectric transducers are used to determine whether an object is being transported to an automated process line of an industry or to prevent accidents by measuring people or dangerous goods at the rear end of the car or to measure liquid levels in water level and industrial tanks Are used for level switches.

이와 관련한 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1040474호가 있다. 상기 특허는 특정 진동 모드인 "비틀림　진동 모드"를 가진하기 위해 전극을 바람개비 모양으로 배치하였고, 전극 대칭　설계를 통해 대전력 출력을 가능하게 하였고, 생산성 향상 및 분극에 이방성에 기인한 피로파괴 현상을 최소화하는 것이 목적이었다. As a conventional technique related to this, there is Korean Patent No. 10-1040474. The patent has arranged the electrode in the form of a vane shape to have a specific vibration mode "torsional vibration mode", enabling the large power output through the electrode symmetrical design, fatigue failure phenomenon due to anisotropy in productivity improvement and polarization The goal was to minimize.

그러나, 비틀림 진동 모드 외에 축 진동 모드, 반경 진동 모드, 굽 힘 진동 모드 등 다양한 진동 모드가 존재할 수 있으며, 상기한 종래 기술을 통해서는 상기 다양한 진동 모드를 모두 구현할 수 없는 단점이 있다. However, in addition to the torsional vibration mode, various vibration modes such as an axial vibration mode, a radial vibration mode, and a bending vibration mode may exist, and the above-described conventional techniques can not realize all of the various vibration modes.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 상면 전극 및 하면 전극의 분할을 통해 다양한 진동 모드로 웨이브가이드를 가진시키는 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a piezoelectric transducer for exciting a waveguide in various vibration modes through division of a top electrode and a bottom electrode, and a level switch sensor including the piezoelectric transducer.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 레벨스위치 센서에 있어서, M(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할된 상면 전극 및 N(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할된 하면 전극을 포함하는 압전 트랜스듀서; 및 상기 압전 트랜스듀서의 하면 전극과 길이 방향으로 연결되는 웨이브가이드;를 포함하되, 상기 M개의 구획 중 적어도 일부의 구획 각각에 대한 상면 전극의 극성은 반대면 위치에 있는 상기 N개의 구획의 하면 전극의 극성과 서로 반대의 극성을 가지고, 상기 웨이브가이드는 상기 상면 전극 및 상기 하면 전극의 극성에 의해 진동할 수 있는 레벨스위치 센서가 제공된다. In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a level switch sensor comprising: a top electrode divided into M (two or more integer) divisions and a bottom electrode divided into N A piezoelectric transducer; And a waveguide longitudinally connected to the bottom electrode of the piezoelectric transducer, wherein the polarity of the top electrode for each of at least some of the M compartments is the same as the polarity of the bottom electrode of the N compartments And the waveguide is capable of vibrating by the polarity of the upper surface electrode and the lower surface electrode.

상기 상면 전극은 4개의 구획으로 분할되고, 상기 하면 전극은 4개의 구획으로 분할될 수 있다. The top electrode may be divided into four sections, and the bottom electrode may be divided into four sections.

상기 하면 전극의 4개의 구획 각각은 (-) 극성이고, 상기 상면 전극의 4개의 구획 각각은 (+) 극성일 수 있다. 이 경우, 웨이브가이드는 축 모드 또는 반경 모드로 진동할 수 있다. Each of the four sections of the lower surface electrode is (-) polarity, and each of the four sections of the upper surface electrode may be (+) polarity. In this case, the waveguide can vibrate in an axial mode or a radial mode.

상기 상면 전극 및 상기 하면 전극 각각은 원형 형상을 가지고, 상기 하면 전극은 원형 형상의 중심을 지나는 2개의 구획선을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획으로 분할되고, 상기 상면 전극은 원형 형상의 중심을 지나는 서로 다른 2개의 구획선을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획으로 분할될 수 있다. Wherein each of the upper surface electrode and the lower surface electrode has a circular shape and the lower surface electrode is divided into four fan-shaped sections through two partition lines passing through the center of the circular shape, And can be divided into four fan-shaped sections through the other two partition lines.

상기 하면 전극의 4개의 구획 중 구획 B1은 (-) 극성이고, 상기 상면 전극의 4개의 구획 중 구획 T1은 (+) 극성이되, 상기 구획 T1은 상기 구획 B1과 반대면에 있는 상기 상면 전극의 부분에서 면적의 전부가 포함되는 구획이고, 상기 하면 전극의 4개의 구획 중 구획 B2은 (+) 극성이고, 상기 상면 전극의 4개의 구획 중 구획 T2은 (-) 극성이되, 상기 구획 T2은 상기 구획 B2과 반대면에 있는 상기 상면 전극의 부분에서 면적의 전부가 포함되는 구획일 수 있다. 이 경우, 상기 웨이브가이드는 굽힘 모드로 진동할 수 있다. Among the four sections of the lower surface electrode, the section B1 has a (-) polarity, the section T1 of the upper section electrode has a (+) polarity, the section T1 has the upper surface electrode (-) polarity of the four sections of the upper surface electrode, and the sub-section T2 of the sub-section T2 May be a section including the entire area of the portion of the upper surface electrode on the opposite side of the section B2. In this case, the waveguide can vibrate in a bending mode.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레벨스위치 센서에 포함되는 압전 트랜스듀서에 있어서, 압전 원판; 상기 압전 원판의 상면에 위치하며, M(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할되는 상면 전극; 및 상기 압전 원판의 하면에 위치하며, N(2 이상의 정수)개의 구획으로 분할되는 하면 전극;을 포함하되, 상기 M개의 구획 중 적어도 일부의 구획 각각에 대한 상면 전극의 극성은 반대면 위치에 있는 상기 N개의 구획의 하면 전극의 극성과 서로 반대의 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 압전 트랜스듀서가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a piezoelectric transducer included in a level switch sensor, comprising: a piezoelectric plate; A top electrode positioned on the top surface of the piezoelectric plate and divided into M (two or more integer) divisions; And a lower surface electrode disposed on the lower surface of the piezoelectric plate and divided into N (integer equal to or greater than 2) divisions, wherein the polarity of the upper surface electrode for each of at least some of the M sections is opposite And a polarity opposite to a polarity of a lower surface electrode of the N number of compartments.

본 발명에 따른 압전 트랜스듀서 및 이를 포함하는 레벨스위치 센서에 따르면, 다양한 진동 모드로 웨이브가이드를 가진시키는 장점이 있다. According to the piezoelectric transducer and the level switch sensor including the piezoelectric transducer according to the present invention, it is advantageous that the waveguide is provided in various vibration modes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨스위치 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상면 전극 및 하면 전극의 개략적인 구성을 도시한 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상면 전극 및 하면 전극의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상면 전극 및 하면 전극의 구조를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a level switch sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic configuration of a top electrode and a bottom electrode according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a structure of a top electrode and a bottom electrode according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a structure of a top electrode and a bottom electrode according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨스위치 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a level switch sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨스위치 센서(100)는 압전 트랜스듀서(110) 및 웨이브가이드(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a level switch sensor 100 according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric transducer 110 and a wave guide 120.

압전 트랜스듀서(110)는 원판 또는 환판 형상을 가질 수 있으며, 전기 에너지를 역학적 입력 에너지로 바꾸어주는 역할을 수행한다. 웨이브가이드(120)는 원형 봉 형상을 가질 수 있으며, 압전 트랜스듀서(110)의 하면과 길이 방향으로 연결되고, 액체의 레벨을 측정하기 위해 사용된다. 이 때, 웨이브가이드(120)는 금속 재질일 수 있으며, 하기에서 설명하는 바와 같이 압전 트랜스듀서(110)에 의해 진동할 수 있다. The piezoelectric transducer 110 may have a disk or a ring shape, and may convert electric energy into mechanical input energy. The waveguide 120 may have a circular bar shape and is connected longitudinally to the lower surface of the piezoelectric transducer 110 and is used to measure the level of the liquid. At this time, the waveguide 120 may be made of a metal material and can be vibrated by the piezoelectric transducer 110 as described below.

이 때, 압전 트랜스듀서(110)는 압전 원판(111), 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)을 포함한다. At this time, the piezoelectric transducer 110 includes the piezoelectric plate 111, the upper surface electrode 112, and the lower surface electrode 113.

압전 원판(111)는 전기 에너지를 역학적 입력 에너지로 바꾸어주는 중추적 역할을 수행하며, 압전 원판(111)의 위쪽에는 상면 전극(112)이 위치하고, 압전 원판(111)의 아래쪽에는 하면 전극(113)이 위치한다. The upper electrode 112 is positioned above the piezoelectric plate 111 and the lower electrode 113 is disposed under the piezoelectric plate 111. The lower electrode 113 is connected to the piezoelectric plate 111, .

도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)의 개략적인 구성을 도시하고 있다. 2 illustrates a schematic configuration of a top surface electrode 112 and a bottom surface electrode 113 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)은 원형 형상을 가진다. 그리고, 상면 전극(112)은 M(2 이상의 정수)개의 구획, 일례로 4개의 구획(T1, T2, T3, T4)으로 분할될 수 있고, 하면 전극(113)은 N(2 이상의 정수)개의 구획, 일례로 4개의 구획(B1, B2, B3, B4)으로 분할될 수 있다. Referring to FIG. 2, the upper surface electrode 112 and the lower surface electrode 113 have a circular shape. The upper surface electrode 112 may be divided into four sections T1, T2, T3 and T4, and the lower surface electrode 113 may be divided into N (an integer of 2 or more) For example, four sections B1, B2, B3, and B4.

보다 상세하게, 상면 전극(112)은 원형 형상의 중심을 지나는 서로 다른 2개의 구획선(112A, 112B)을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획(T1, T2, T3, T4)으로 분할될 수 있다. 따라서, 구획 T1 및 구획 T2는 동일한 형상을 가지며, 구획 T3 및 구획 T4는 동일한 형상을 가진다. 그리고, 하면 전극(113)은 원형 형상의 중심을 지나는 서로 다른 2개의 구획선(113A, 113B)을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획(B1, B2, B3, B4)으로 분할된다. 따라서, 구획 B1 및 구획 B2는 동일한 형상을 가지며, 구획 B3 및 구획 B4는 동일한 형상을 가진다.More specifically, the top surface electrode 112 can be divided into four fan-shaped sections T1, T2, T3, T4 through two different partition lines 112A, 112B passing through the center of the circular shape. Thus, the sections T1 and T2 have the same shape, and the sections T3 and T4 have the same shape. The lower electrode 113 is divided into four fan-shaped sections B1, B2, B3, and B4 through two different partition lines 113A and 113B passing through the center of the circular shape. Therefore, the section B1 and the section B2 have the same shape, and the section B3 and the section B4 have the same shape.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상면 전극(112) 상의 구획은 반대면 상의 동일한 위치에 배치되는 하면 전극(113) 상의 구획과 서로 대응될 수 있다. 즉, 상면 전극(112) 상의 구획 T1은 반대면 상의 동일한 위치에 배치되는 하면 전극(113) 상의 구획 B1과 서로 대응될 수 있고, 상면 전극(112) 상의 구획 T2은 반대면 상의 동일한 위치에 배치되는 하면 전극(113) 상의 구획 B2과 서로 대응될 수 있고, 상면 전극(112) 상의 구획 T3은 반대면 상의 동일한 위치에 배치되는 하면 전극(113) 상의 구획 B3과 서로 대응될 수 있고, 상면 전극(112) 상의 구획 T4은 반대면 상의 동일한 위치에 배치되는 하면 전극(113) 상의 구획 B4과 서로 대응될 수 있다. At this time, according to an embodiment of the present invention, the section on the upper surface electrode 112 may correspond to the section on the lower surface electrode 113 disposed at the same position on the opposite surface. That is, the section T1 on the top surface electrode 112 may correspond to the section B1 on the bottom surface electrode 113 disposed at the same position on the opposite surface, and the section T2 on the top surface electrode 112 may be placed at the same position on the opposite surface And the division T3 on the upper surface electrode 112 can correspond to the division B3 on the lower surface electrode 113 arranged at the same position on the opposite surface, The segment T4 on the lower surface 112 may correspond to the segment B4 on the lower surface electrode 113 disposed at the same position on the opposite surface.

그리고, 상면 전극(112) 상의 구획 T1, 구획 T2, 구획 T3, 구획 T4 및 하면 전극(113) 상의 구획 B1, 구획 B2, 구획 B3 및 구획 B4에는 전원이 인가되어 어느 하나의 극성을 가진다. 이 때, 본 발명에 따르면, 상면 전극(112) 내의 구획 중 적어도 일부의 구획 각각에 대한 전극의 극성은, 반대면 위치에 있는 하면 전극(113) 내의 구획의 전극의 극성과 서로 반대의 극성을 가진다. Power is applied to the segments T1, T2, T3, T4, and B1, B2, B3, and B4 on the bottom electrode 113 to have any one of the polarities. At this time, according to the present invention, the polarity of the electrode with respect to each of the compartments in at least some of the compartments in the upper surface electrode 112 is set to be opposite to the polarity of the electrode in the compartment in the lower surface electrode 113 at the opposite surface position I have.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)의 구조에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
3 and 4, the structure of the upper surface electrode 112 and the lower surface electrode 113 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)의 구조를 도시한 도면이다. 3 is a view showing the structure of the upper surface electrode 112 and the lower surface electrode 113 according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상면 전극(112)의 구획 T1 및 구획 T2는 전원과 연결되어 극성을 가진다. 이 때, 구획 T1 및 구획 T2는 가진을 위한 구획으로서, 구획 T1는 (+) 극성이 인가되고, 구획 T2는 (-) 극성이 인가된다. 또한, 구획 T3 및 구획 T4은 신호 감지부로 사용되는 구획이다. 그리고, 구획을 나누기 위한 2개의 구획선(112A, 112B)는 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 극성을 띄지 않는다.Referring to FIG. 3, the sections T1 and T2 of the top surface electrode 112 are connected to a power source and have a polarity. At this time, the section T1 and the section T2 are sections for excitation, the section T1 is applied with (+) polarity, and the section T2 is applied with (-) polarity. Further, the segments T3 and T4 are the segments used as the signal sensing portion. The two partition lines 112A and 112B for dividing the compartments may be made of an insulating material and are not polarized.

또한, 하면 전극(113)의 구획 B1 및 구획 B2는 전원과 연결되어 극성을 가진다. 이 때, 구획 B1 및 구획 B2는 가진을 위한 구획으로서, 구획 B1은 (-) 극성이 인가되고, 구획 B2에는 (+) 극성이 인가된다. 또한, 구획 B3 및 구획 B4는 신호 감지부로 사용된다. 그리고, 구획을 나누기 위한 2개의 구획선(113A, 113B)는 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 극성을 띄지 않는다.Further, the section B1 and the section B2 of the lower electrode 113 are connected to a power source and have a polarity. At this time, the section B1 and the section B2 are sections for excitation, the section B1 is applied with (-) polarity, and the section B2 is applied with (+) polarity. Further, the section B3 and the section B4 are used as a signal sensing section. The two partition lines 113A and 113B for dividing the compartments may be made of an insulating material and are not polarized.

여기서, 하면 전극(113)의 구획 B1의 반대면 위치에 배치되는 상면 전극(112)의 구획은 구획 T1일 수 있다. 즉, 구획 T1은 구획 B1과 반대면에 있는 상면 전극(112)의 부분(즉, 구획 B1의 부채꼴 형상과 동일한 형상 및 위치를 가지는 상면 전극(112)의 부분)에서 면적의 전부가 포함되는 구획으로서, 구획 T1과 구획 B1는 대응되는 구획이되, 구획 T1은 (+) 극성을 가지고 구획 B1은 (-) 극성을 가진다. Here, the section of the upper surface electrode 112 disposed at the position opposite to the section B1 of the lower surface electrode 113 may be the section T1. That is, the section T1 is divided into a section including the entire area of the portion of the top surface electrode 112 opposite to the section B1 (that is, the portion of the top surface electrode 112 having the same shape and position as the sectional shape of the section B1) , The compartments T1 and B1 are corresponding compartments, the compartment T1 has a (+) polarity, and the compartment B1 has a (-) polarity.

또한, 하면 전극(113)의 구획 B2의 반대면 위치에 배치되는 상면 전극(112)의 구획은 구획 T2일 수 있다. 즉, 구획 T2은 구획 B2과 반대면에 있는 상면 전극(112)의 부분(즉, 구획 B2의 부채꼴 형상과 동일한 형상 및 위치를 가지는 상면 전극(112)의 부분)에서 면적의 전부가 포함되는 구획으로서, 구획 T2과 구획 B2는 대응되는 구획이되, 구획 T2은 (-) 극성을 가지고 구획 B2은 (+) 극성을 가진다. The section of the upper surface electrode 112 disposed at the position opposite to the section B2 of the lower surface electrode 113 may be the section T2. That is, the section T2 is divided into a section including the entire area of the portion of the top surface electrode 112 opposite to the section B2 (that is, the portion of the top surface electrode 112 having the same shape and position as the sectional shape of the section B2) , The segment T2 and the segment B2 are the corresponding segments, the segment T2 has the (-) polarity, and the segment B2 has the (+) polarity.

상면 전극(112) 및 하면 전극(113)이 상기와 같은 극성을 띄는 경우, 웨이브가이드(120)는 굽힘 모드로 진동할 수 있으며, 이에 기초하여 레벨을 감지한다. 이 때, 굽힘 모드는 압전 트랜스듀서(110)의 하면 전극(113)과 연결되지 않는 웨이브가이드(120)의 일단이 굽어지는 진동 모드를 의미한다. When the upper surface electrode 112 and the lower surface electrode 113 have the polarities as described above, the waveguide 120 can vibrate in the bending mode and sense the level based thereon. Here, the bending mode means a vibration mode in which one end of the waveguide 120 is bent, which is not connected to the lower electrode 113 of the piezoelectric transducer 110.

요컨대, 구획 T1 및 이와 대응되는 구획 B1은 서로 반대의 극성을 가지고, 구획 T2 및 이와 대응되는 구획 B2 역시 서로 반대의 극성을 가지는데, 한 부분이 반경 방향에서 수축할 때 다른 한 부분은 반경 방향에서 팽창하므로, 압전 트랜스듀서(110)는 웨이브가이드(120)를 굽힘 모드로 가진시킨다. In other words, the section T1 and the corresponding section B1 have opposite polarities, and the section T2 and the corresponding section B2 have opposite polarities. When one section contracts in the radial direction, the other section rotates in the radial direction So that the piezoelectric transducer 110 excites the waveguide 120 into the bending mode.

한편, 구획 T1 및 구획 T2과 대응되는 부채꼴 형상의 중심각(θ), 절연물질의 너비(c), 트랜스듀서의 지름(a)은 사용자의 필요에 따라 설정할 수 있다.
On the other hand, the central angle (?) Of the sector shape corresponding to the sections T1 and T2, the width (c) of the insulating material and the diameter (a) of the transducer can be set according to the user's need.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상면 전극(112) 및 하면 전극(113)의 구조를 도시한 도면이다. 4 is a view showing a structure of a top surface electrode 112 and a bottom surface electrode 113 according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상면 전극(112)의 구획 T1, 구획 T2, 구획 T3 및 구획 T4 모두는 전원과 연결되어 극성, 일례로, (+) 극성이 인가될 수 있다. 그리고, 구획을 나누기 위한 2개의 구획선(112A, 112B)는 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 극성을 띄지 않는다.Referring to FIG. 4, all of the sections T1, T2, T3, and T4 of the top surface electrode 112 may be connected to a power source and applied with a positive polarity, for example, a positive polarity. The two partition lines 112A and 112B for dividing the compartments may be made of an insulating material and are not polarized.

또한, 하면 전극(113)의 구획 B1, 구획 B2, 구획 B3 및 구획 B4는 전원과 연결되어 극성, 일례로 (-) 극성이 인가될 수 있다. 그리고, 구획을 나누기 위한 2개의 구획선(113A, 113B)는 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 극성을 띄지 않는다.In addition, the lower electrodes 113, the lower electrodes B1, B2, B3, and B4 may be connected to the power source and may have a polarity, for example, (-) polarity. The two partition lines 113A and 113B for dividing the compartments may be made of an insulating material and are not polarized.

이 경우, 웨이브가이드(120)는 축 모드 또는 반경 모드로 진동할 수 있으며, 이에 기초하여 레벨을 감지한다. 이 때, 축 모드는 웨이브가이드(120)가 수직 방향으로 움직이는 진동 모드를 의미하고, 반경 모드는 웨이브가이드(120)가 수평 방향으로 움직이는 진동 모드를 의미한다. In this case, the waveguide 120 can vibrate in an axial mode or a radial mode and sense the level based thereon. In this case, the axial mode means a vibration mode in which the waveguide 120 moves in a vertical direction, and the radial mode means a vibration mode in which the waveguide 120 moves in a horizontal direction.

요컨대, 상면 전극(112)은 (+) 극성을 가지고, 하면 전극(113)은 (-) 극성을 가지는 경우, 압전 트랜스듀서(110)는 면내 진동 혹은 면외 진동을 수행하며, 웨이브가이드(120)를 반경 모드 혹은 축 모드로 가진시킬 수 있다.In other words, when the top electrode 112 has a positive polarity and the bottom electrode 113 has a negative polarity, the piezoelectric transducer 110 performs in-plane vibration or out-of-plane vibration, In the radial mode or the axial mode.

한편, 구획 T1 및 구획 T2과 대응되는 부채꼴 형상의 중심각(θ), 절연물질의 너비(c), 트랜스듀서의 지름(a)은 사용자의 필요에 따라 설정할 수 있다.
On the other hand, the central angle (?) Of the sector shape corresponding to the sections T1 and T2, the width (c) of the insulating material and the diameter (a) of the transducer can be set according to the user's need.

정리하면, 본 발명은 상면 전극(112) 및 하면 전극(113) 각각을 복수개의 구획으로 분할시키고, 구획 각각에 대해 기 설정된 극성을 인가함으로써, 하나의 압전 트랜스듀서(110)를 통해 다양한 진동 모드, 즉 복합 진동 모드(굽힘 모드, 축 모드, 반경 모드)를 구현할 수 있는 장점이 있다. In summary, the present invention is characterized in that each of the top electrode 112 and the bottom electrode 113 is divided into a plurality of sections and a predetermined polarity is applied to each of the sections, That is, a composite vibration mode (bending mode, axial mode, and radial mode).

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (8)

원형 형상의 상면 전극 및 하면 전극을 포함하는 압전 트랜스듀서; 및
상기 하면 전극과 길이 방향으로 연결되며, 상기 상면 전극 및 상기 하면 전극의 극성에 의해 진동하는 웨이브가이드;를 포함하되,
상기 하면 전극은 상기 원형 형상의 중심을 지나는 2개의 구획선을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획인 구획 B1, 구획 B2, 구획 B3 및 구획 B4로 분할되고, 상기 상면 전극은 상기 원형 형상의 중심을 지나는 2개의 구획선을 통해 4개의 부채꼴 형상의 구획인 구획 T1, 구획 T2, 구획 T3 및 구획 T4로 분할되되,
상기 구획 T1, 상기 구획 T2, 상기 구획 B1 및 상기 구획 B2는 동일한 형상을 가지고, 상기 구획 T3, 상기 구획 T4, 상기 구획 B3 및 상기 구획 B4는 동일한 형상을 가지며, 상기 구획 T1의 반대편에 상기 구획 B1이 위치하고, 상기 구획 T2의 반대편에 상기 구획 B2가 위치하고, 상기 구획 T3의 반대편에 상기 구획 B3가 위치하고, 상기 구획 T4의 반대편에 상기 구획 B4가 위치하며,
상기 구획 B1은 (-) 극성이고, 상기 구획 B2는 (+) 극성이고, 상기 구획 T1은 (+) 극성이고, 상기 구획 T2는 (-) 극성이고, 상기 구획 B3, 상기 구획 B4, 상기 구획 T3 및 상기 구획 T4가 신호 감지부로서 사용되는 경우, 상기 웨이브가이드는 굽힘 모드로 진동하되, 상기 굽힘 모드는 상기 하면 전극과 연결되지 않는 상기 웨이브가이드의 일단이 굽어지는 진동 모드인 것을 특징으로 하는 레벨스위치 센서. A piezoelectric transducer including a top surface electrode and a bottom surface electrode in a circular shape; And
And a wave guide connected in the longitudinal direction to the lower surface electrode and vibrated by the polarities of the upper surface electrode and the lower surface electrode,
The bottom electrode is divided into four fan-shaped compartments B1, B2, B3 and B4 through two partition lines passing through the center of the circular shape, and the top electrode is divided into two Divided into four fan-shaped compartments T1, T2, T3 and T4,
The compartment T1, the compartment T2, the compartment B1 and the compartment B2 have the same shape, and the compartment T3, the compartment T4, the compartment B3 and the compartment B4 have the same shape. On the opposite side of the compartment T1, B1 is located on the opposite side of the division T2, the division B2 is located on the opposite side of the division T2, the division B3 is located on the opposite side of the division T3, the division B4 is located on the opposite side of the division T4,
(+) Polarity, the segment T2 is (-) polarity, and the segment B3, the segment B4, the segment B2, the segment B2, T3 and the segment T4 are used as a signal sensing unit, the waveguide oscillates in a bending mode, and the bending mode is a vibration mode in which one end of the waveguide is not connected to the bottom electrode, Level switch sensor. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 하면 전극의 4개의 구획 각각은 (-) 극성이고, 상기 상면 전극의 4개의 구획 각각은 (+) 극성인 것을 특징으로 하는 레벨스위치 센서. The method according to claim 1,
Wherein each of the four sections of the lower surface electrode is (-) polarity, and each of the four sections of the upper surface electrode is (+) polarity. 제3항에 있어서,
상기 웨이브가이드는 축 모드 또는 반경 모드로 진동하는 것을 특징으로 하는 레벨스위치 센서. The method of claim 3,
Wherein the waveguide vibrates in an axial mode or a radial mode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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