KR101965864B1

KR101965864B1 - 액체 누설감지 장치

Info

Publication number: KR101965864B1
Application number: KR1020170155787A
Authority: KR
Inventors: 허지현; 최상현
Original assignee: 오토센서코리아(주); 허지현; 최상현
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-04-05

Abstract

본 발명은 액체 누설감지 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 액체와 접촉하는 접촉식센싱부와 발광부에 의해 방출된 광량이 리크액에 의해 수광되는 광량이 변화되는 것을 디텍션(Detection) 할 수 있어 리크(Leak) 유무를 간단하고 간편하게 측정할 수 있는 편리성이 있는 비접촉식센싱부의 검출신호 등을 검출하고 검출된 신호를 비교하여 모든 액체 또는 특정한 액체만 누수 및 누설을 검출할 수 있도록 한 액체 누설감지 장치에 관한 것인바, 본 발명은 액체 누설감지 장치에 있어서, 회로기판과; 상기 기판이 내설되는 공간과 고정하는 브라켓을 갖는 하우징과; 상기 하우징에 결합되며 일면에 액체의 이동이 빨라지도록 유도하는 액체유도홈 및 유입홈과 연결되어 접촉식센서설치홈이 형성된 캡과; 상기 회로기판에 설치되어 광원을 발광하는 LED 및 발산된 빛을 검출하는 수광부로 이루어진 비접촉식센서부재와; 상기 캡에 설치되는 접촉식센서부재를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

액체 누설감지 장치{Apparatus for detecting leakage of oil base liquid}

본 발명은 액체 누설감지 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 액체와 접촉하는 접촉식센싱부와 발광부에 의해 방출된 광량이 리크액에 의해 수광되는 광량이 변화되는 것을 디텍션(Detection) 할 수 있어 리크(Leak) 유무를 간단하고 간편하게 측정할 수 있는 편리성이 있는 비접촉식센싱부의 검출신호 등을 검출하고 검출된 신호를 비교하여 모든 액체 또는 특정한 액체만 누수 및 누설을 검출할 수 있도록 한 액체 누설감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 누수 및 누유시에 누수와 누유를 감지하기 위한 다양한 방식의 리크센서가 사용되고 있는데, 대표적으로, 케이블형 리크센서, 밴드타입 리크센서, 그리고 모듈형 리크센서를 들 수 있다.

상기 케이블형 리크센서는 각종 액체(물, 오일 등)의 노출을 감지하여 액체가 누출되는 지점까지 정확하고 신속하게 알려주는 리크감지센서이다. 누수 및 누유의 감지는 도선을 따라 흐르는 전류가 누출된 물 또는 오일의 저항에 의하여 전위차가 발생되는 것을 감지선으로 감지하여 누수 및 누유의 확인이 가능하다.

그러나 이와 같은 케이블형 리크센서는 설치비용이 고가이고, 센서 케이블 길이가 정해져 있어 고객의 선택 폭이 적다. 또한, 센서 설치 시 별도 브라켓을 사용해야 하므로 설치가 어렵고, 추가비용이 드는 문제점이 있으며, 물성 감지 후 물성을 제거하는데 시간이 많이 소요됨과 아울러 외부기기와 연결이 어려운 문제점이 있다.

한편 밴드타입(BEND TYPE) 리크감지센서(LEAK DETECTION SENSOR)는 전선을 통해 전류가 흐르는 동안 물이 전선에 닿게 되면 저항값이 변하게 되어 그 저항값의 변화에 따라 누수 여부를 감지할 수 있다.

이와 같은 밴드타입 리크감지센서는 저가의 비용으로 넓은 면적의 누수를 감지할 수 있고, 설치가 간편하기는 하지만 높은 습도 또는 외부의 충격에 의해 에러(ERROR) 발생률이 높고, 정확한 누수위치를 손쉽게 확인할 수 없는 문제점이 있으며, 설치의 연계성이 없어 제품설치의 조잡성이 있다.

또한, 성능에 비해 가격이 고가인 문제점이 있고, 설치시 바닥에 고정할 브라켓을 따로 설치해야 하므로 설치가 어려우며, 외부기기 연결시 단순한 릴레이 접점방식 이외의 연결 디바이스가 없는 문제점이 있다.

모듈형 리크센서는 플라스틱 케이스 내부에 포토 센서(수광부, 발광부)를 위치시켜, 액체를 감지하지 않은 상태에서는 발광부의 빔(BEAM)을 수광부에서 받아들이지만, 발광부 빔(BEAM)이 액체를 감지하게 되면 굴절률의 변화로 빔(BEAM)이 수광부로 가지 못하게 되므로 빛의 수광된 상태로서 누수를 감지하게 된다.

이러한 모듈형 리크센서는 저가의 비용으로 누수위험 부분을 감지할 수 있고, 설치가 간편하며, 주변장치와 상관없이 자체적 경보가 가능함과 아울러 습도에 따른 에러(ERROR)가 없으나, 케이블 타입(CABLE TYPE)과는 달리 특정위치의 누수 여부만 확인 가능한 문제점이 있고, 주변장치와 연결하기가 어려운 문제점이 있다.

또한 모듈형 리크센서는 첨부도면 도 1a는 일반적인 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 사시도이고 도 1b는 도 1a의 작동을 보여주는 단면도로서 이에 도시된 바와 같이 고정부재(200)에 의해 모듈형 리크센서(100)가 고정설치됨과 동시에 상기 고정부재(200)의 지면과의 사이에 유체가 흐를 수 있는 간극이 형성되도록 하우징(300)이 고정부재(200)의 높이보다 낮게 구비되어 상기 고정부재(200)와 하우징(300)의 hv 차이에 의해 하우징(300)과 지면과의 사이에 틈새가 만들어지고 리크가 발생되면 상기 틈새로 리크된 액체가 들어가야 하는데 점도가 높은 액체의 경우 표면장력에 의해 센서 하단으로 이동이 안 되고 센서 둘레에 적체되어 뭉치게 되는 문제로 누설에 대한 신호 검출이 지연되거나 누설이 발생했는데도 불구하고 신호 검출을 하지 못하는 문제점이 있었다.

더불어 종래 모듈형 리크센서는 액체를 선별하여 검출할 수 없는 단점 예컨대 수분은 누수가 발생하더라도 검출신호를 전달하지 않고 산성 및 알카리 액체만 누설을 검출할 수 있다던지 선별적 액체를 선정하여 누수 및 누설을 검출할 수 없었고, 또한 센싱 방법에 있어서 접촉식과 비접촉식 모두를 구비하지 못하고 하나의 센싱방법만으로 이루어져 오류 측정이 빈도 수가 높은 단점이 있다.

상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 액체 누설감지 장치는 액체와 접촉하는 접촉식센싱부와 발광부에 의해 방출된 광량이 리크액에 의해 수광되는 광량이 변화되는 것을 디텍션(Detection) 할 수 있어 리크(Leak) 유무를 간단하고 간편하게 측정할 수 있는 편리성이 있는 비접촉식센싱부의 검출신호 등을 검출하고 검출된 신호를 비교하여 모든 액체 또는 특정한 액체만 누수 및 누설을 검출할 수 있도록 한 편리성과 간편한 이점 등이 있다.

상기한 본 발명의 액체 누설감지 장치의 목적은 액체 누설감지 장치에 있어서, 회로기판과; 상기 기판이 내설되는 공간과 고정하는 브라켓을 갖는 하우징과; 상기 하우징에 결합되며 일면에 액체의 이동이 빨라지도록 유도하는 액체유도홈 및 유입홈과 연결되어 접촉식센서설치홈이 형성된 캡과; 상기 회로기판에 설치되어 광원을 발광하는 LED 및 발산된 빛을 검출하는 수광부로 이루어진 비접촉식센서부재와; 상기 캡에 설치되는 접촉식센서부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치에 의하여 달성된다.

상기 하우징은 고정공이 형성된 브라켓과 일체로 홀더부로 이루어진 고정연결구와 상기 홀더부에 끼워지는 연결삽입부를 일체로 형성하며 기판이 설치되는 공간이 내측에 구비되고 상기 공간으로 전원을 공급하는 전선이 관통하는 통공을 형성하고 개구부 쭉 끝단부에는 일정한 간격으로 간격유지돌기가 더 구비된 몸체로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치에 의하여 달성된다.

상기 캡은 액체를 중앙부로 모여지게 유도하는 액체유도홈과 연결되어 액체를 수용하는 개구부 중앙에는 LED에서 발광된 광원을 일정한 범위 안으로 굴절시키면서 반사된 빛을 수광부로 전달하는 렌즈가 위치하는 유입홈이 구비되며, 상기 유입홈과 동심원 상에 액체유도홈에 의해 연결되는 접촉식센서설치홈이 형성되고 상기 접촉식센서설치홈의 저면에는 리드선연결통공가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치에 의하여 달성된다.

상기 접촉식센서부재는 금속재로 캡의 리드선연결통공을 관통하여 기판에 연결되는 리드선과 접촉식센서설치홈에 삽입되며 액체와 접촉하는 접촉부가 일체로 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치에 의하여 살성된다.

상기 접촉식센서부재의 접촉부는 "C" 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치에 의하여 달성된다.

한편 상기한 본 발명인 액체 누설감지 장치의 구현은 액체 누설감지 장치의 센싱방법에 있어서, 리크액과 직접 접촉하는 접촉식센서부재에 의해 액체의 특성을 검출한 후 접촉식센서부재를 통과한 액체의 특성을 다시 비접촉식센서부재에서 검출하여 상기 접촉식센서부재와 비접촉식센서부재의 두 검출신호를 비교하여 액체의 리크를 감지하도록 한 액체 누설감지 장치의 센싱방법에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명의 액체 누설감지 장치는 유체와 직접 접촉하는 신호를 검출하는 접촉식센서와 발광부에 의해 방출된 광량이 리크액에 의해 분산되어 수광되는 광량이 변화되는 것을 디텍션(Detection) 할 수 있어 리크(Leak) 유무를 간단하고 간편하게 측정할 수 있는 비접촉식센서에서 검출된 두 신호를 비교하여 측정대상의 유체 즉, 물, 산성, 알카리성 등의 성질을 갖는 액체를 선별적으로 검출할 수 있는 편리성과 일정한 깊이를 갖는 홈부와 같이 센서를 설치하기 어려운 곳에도 쉽게 센서의 설치가 용이한 이점 등이 있는 유용한 발명이다.

도 1a는 일반적인 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 사시도.
도 1b는 도 1a의 작동을 보여주는 단면도.
도 2a는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 사시도.
도 2b는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 배면도.
도 3a는 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 정단면도.
도 3b는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 측단면도.
도 4a는 본 발명의 요부인 캡수단의 구조를 보여주는 사시도
도 4b는 본 발명의 요부인 캡수단의 구조를 보여주는 저면도
도 5는 본 발명의 요부인 접촉센서의 구조를 보여주는 사시도
도 6은 본 발명의 요부인 접촉센서의 작동을 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 요부인 비접촉센서의 작동을 보여주는 단면도.
도 8a는 본 발명의 요부인 접촉센서의 다른 구조를 보여주는 저면도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3a는 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 정단면도이며, 도 3b는 본 발명의 기술이 적용된 액체 누설감지 장치의 구조를 보여주는 측단면도로서 이에 따른 본 발명의 액체 누설감지 장치(1)는 전원이 연결되어 작동되는 회로기판(10)과 상기 회로기판(10)이 내설되는 공간(21)이 구비된 몸체(20b)와 일체로 연결삽입부(26)를 갖는 하우징(20)과 상기 하우징(20)에 결합되며 일면에 액체의 이동이 빨라지도록 유도하는 액체유도홈(31) 및 유입홈(32)과 연결된 접촉식센서설치홈(33)이 형성된 캡(30)과 상기 회로기판(10)에 설치되어 광원을 발광하는 LED 및 발산된 빛을 검출하는 수광부로 이루어진 비접촉식센서부재(40)와 상기 캡(30)에 설치되는 접촉식센서부재(50)를 포함하여 이루어진 구조이다.

이때 첨부도면 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 하우징(20)은 고정공(29)이 형성된 브라켓(28)과 일체로 단면 형상이 "C" 형상을 갖는 홀더부(27)로 이루어진 고정연결구(20a)와 상기 홀더부(27)에 끼워지는 연결삽입부(26)를 일체로 형성하며 회로기판(10)이 설치되는 공간(21)이 내측에 구비되고 상기 공간(21)으로 전원을 공급하는 전선이 관통하는 통공(22)을 형성하고 개구부 쭉 끝단부에는 일정한 간격으로 간격유지돌기(23)가 더 구비된 몸체(20b)로 이루어진 구조이다.

첨부도면 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 캡(30)은 액체를 중앙부로 모여지게 유도하는 액체유도홈(31)과 연결되어 액체를 수용하는 개구부 중앙에는 회로기판(10)에 설치된 LED에서 발광된 광원을 일정한 범위 안으로 굴절시키면서 반사된 빛을 수광부로 전달하는 렌즈(35)가 구비되며, 상기 액체유도홈(31)과 동심원 상에 액체유도홈(31) 및 유입홈(32)과 연결되는 접촉식센서설치홈(33)이 형성되고 상기 접촉식센서설치홈(33)이 형성되는 저면에는 리드선연결통공(36)이 형성되어 이루어진 구조이다.

한편 상기 캡(30)의 바닥면에는 돌출된 돌기(37)가 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 돌기(37)는 캡(30)의 처짐을 방지하면서 캡(30)의 바닥면과 지면과의 거리를 유지하도록 한다.

상기 접촉식센서부재(50)는 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 금속재로 캡(30)의 리드선연결통공(36)을 관통하여 회로기판(10)에 연결되는 리드선(51)과 접촉식센서설치홈(33)에 삽입되며 액체와 접촉하는 접촉부(52)가 일체로 구비되어 이루어진 구조이다.

보다 상세하게는 상기 접촉부(52)는 반원형인 "

" 형상으로 이루어지며 반대쪽으로는 접촉부(52)가 대칭형태로 이루어진 "

" 형상으로 "

" 형상과 "

" 형상의 접촉부(52)가 서로 끼워 맞추어지는 형태로 "

" 형상으로 설치된다.

본 발명에서는 전압드롭 방식을 채택하여 상기 접촉부가 "

" 형상으로 설치되기 때문에 접촉부(52)의 끝단부가 인접되게 설치됨으로써 센싱할 수 있는 구조이다.

한편 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 접촉식센서부재(50)를 변경하여 사용할 수 있다. 첨부도면 도 8은 동심원 상에 2개의 원형 형상의 접촉부(52)를 형성시켜 보다 넓은 센싱 면적을 구비하도록 함으로서 빠른 반응속도를 나타내게 된다.

한편 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 접촉식센서부재(50)는 원형인 "

" 형상으로 이루어지되 일부분이 절결된 구조이고 동심원 상의 바깥쪽으로는 접촉부(52)가 "

" 형상으로 "

" 형상과 "

" 형상의 접촉부(52)가 서로 끼워 맞추어지는 형태로 "

" 형상으로 설치된다.

따라서 동심원을 사용하면 본 발명에서는 전압드롭 방식을 채택하여 상기 접촉부 할 수 있는 면적이 넓어져 리크 확인이 용이하게 되기 때문에 빠른 반응속도를 나타내게 된다.

상기와 같은 본 발명의 사용 및 작동은 고정연결구(20a)의 고정공(29)에 못 또는 나사 등을 이용하여 상기 고정연결구(20a)를 고정설치한 후 홀더부(27)에 연결삽입부(26)를 끼워 결합하여 몸체도 고정 설치한다.

상기에서와 같이 고정 설치하고 나서 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 하우징(20) 내측에 설치되어 있는 회로기판(10)에 전원을 공급하는 전선이 관통하는 통공(22)을 통해 회로기판(10)과 연결된 전선을 이용하여 전원을 공급하여 본 발명의 액체 누설감지 장치(1)를 작동시킨다.

만약 리크가 발생되면 노면 또는 지면을 타고 리크된 액체(물, 산성 액체, 알카리성 액체)가 이동하다가 액체 누설감지 장치(1)를 만나게 되면 지면과 액체 누설감지 장치(1) 사이의 간격이 상기 하우징(20)의 간격유지돌기(23)와 캡(30)에 구비된 돌기(37)에 의해 형성되어 있는 틈새가 미세하기 때문에 액체의 점성과 표면장력에 의해 틈새 사이로 들어가지 못하고 정체되게 된다.

상기 리크된 액체는 틈새 사이로 들어가지 못하고 정체되어 있다가 액체의 점도에 따라 다른 현상이 나타나지만 예컨대 점도가 낮으면 하우징(20)의 외주면을 따라 퍼지게 되면서 하우징을 에둘러 쌓게 되지만 점도가 높은 액체는 압력에 의해 리크된 액체가 잠시 정체되다가 하우징을 따라 서서히 이동됨과 동시에 액체유도홈(31) 안으로 들어가게 된다.

상기 액체유도홈(31) 안으로 들어온 리크된 액체는 표면장력에 의해 캡(30)의 중앙 쪽으로 빠르게 이동되고, 이때 캡(30) 저면의 중간선상의 접촉식센서설치홈(33)에 설치된 접촉식센서부재(50)와 접촉하게 된다.

상기 접촉식센서부재(50)는 리드선연결통공(36)을 관통한 리드선(51)이 회로기판(10)에 연결되어 일측은 -, 또 다른 일측은 + 전원을 형성하게 되며 상기 접촉부(52)가 "

" 또는 "

" 형상으로 설치되기 때문에 접촉부(52에서 서로 겹쳐지는 부분을 형성하기 때문에 전압드롭이 발생되게 되어 리크가 발생을 빠르게 검출할 수 있는 것이다.

상기 접촉식센서부재(50)와 접촉된 리크 액체는 계속하여 액체유도홈(51)을 타고 캡(30)의 중앙 방향의 유입홈(32) 안으로 이동되게 된다. 상기 유입홈(32)으로 유입된 리크 액체는 일정량이 유입홈(32)에 모여지게 되고 상기 회로기판(10)에 설치된 발광부에서 빛이 발광되어 렌즈(35)를 통해 외부로 노출되게 된다.

비접촉식센서부재(40)를 형성하는 렌즈(35)에 의해 굴절된 빛은 리크 액체에서 굴절되어 다시 렌즈(35)를 통해 수광부로 전달되어 액체의 리크를 확인하게 된다. 따라서 본 발명의 센서는 접촉식센서부재(50)와 비접촉식센서부재(40)가 함께 센싱되어야만 된다.

한편 리크 액체의 특성 즉, 중성인 물, 산성, 알카리성에 대하여 특정한 상태의 액체만을 검출하도록 할 수도 있으며, 예컨대 중성인 물에 대한 리크를 측정할 때 접촉식센서부재(50)에서 전압드롭 방식을 통한 1차 리크 발생을 센싱하고 2차로 비접촉식센서부재(40)에서 리크 발생을 센싱하여 1차 센싱과 2차 센싱이 회로기판(10)에서 비교하여 설정된 값과 일치하면 중성인 물에 대한 리크로 판단하게 된다.

산성 및 알카리성에 대한 리크를 측정할 때는 화학약품에 대한 리크 측정이기 때문에 전도성이 없는 액체가 있어 리크된 액체가 접촉식센서부재(50)에서 검출되지 않고 비접촉식센서부재(40)에서만 검출되도록 하여 1차 센싱은 전압드롭이 발생하지 않게 되고 2차 센싱은 비접촉식센서부재(40)에서 신호를 검출하게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 액체 누설감지 장치의 센싱방법은 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 도전성의 성질과 중성의 특성을 갖는 액체는 접촉식센서부재(50)와 비접촉식센서부재(40)에서 모두 신호가 감지되어야 하고, 산성 및 알카리성의 특성을 갖는 액체는 접촉식센서부재(50)는 비검출되고 비접촉식센서부재(40)에서만 신호가 감지되어야 리크 검출이 되는 것이다.

1 : 액체 누설감지 장치
10 : 회로기판 20 : 하우징
20a : 고정연결구 20b : 몸체
21 : 공간 22 : 통공
23 : 간격유지돌기 26 : 연결삽입부
27 : 홀더부 28 : 브라켓
29 : 고정공 30 : 캡
31 : 액체유도홈 32 : 유입홈
33 : 접촉식센서설치홈 35 : 렌즈
36 : 리드선연결통공 37 : 가돌출된 돌기
40 : 비접촉식센서부재 50 : 접촉식센서부재
51 : 리드선 52 : 접촉부

Claims

액체 누설감지 장치에 있어서,
회로기판과;
상기 회로기판이 내설되는 공간과 고정하는 브라켓을 갖는 하우징과;
상기 하우징에 결합되며 일면에 액체의 이동이 빨라지도록 유도하는 액체유도홈 및 유입홈과 연결되어 접촉식센서설치홈이 형성된 캡과;
상기 회로기판에 설치되어 광원을 발광하는 LED 및 발산된 빛을 검출하는 수광부로 이루어진 비접촉식센서부재와;
상기 캡에 설치되는 접촉식센서부재를 포함하며,
상기 하우징은 고정공이 형성된 브라켓과 일체로 홀더부로 이루어진 고정연결구와 상기 홀더부에 끼워지는 연결삽입부를 일체로 형성하며 회로기판이 설치되는 공간이 내측에 구비되고 상기 공간으로 전원을 공급하는 전선이 관통하는 통공을 형성하고 개구부 쪽 끝단부에는 일정한 간격으로 간격유지돌기가 더 구비된 몸체로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 캡은 액체를 중앙부로 모여지게 유도하는 액체유도홈과 연결되어 액체를 수용하는 개구부 중앙에는 LED에서 발광된 광원을 일정한 범위 안으로 굴절시키면서 반사된 빛을 수광부로 전달하는 렌즈가 위치하는 유입홈이 구비되며, 상기 유입홈과 동심원 상에 액체유도홈에 의해 연결되는 접촉식센서설치홈이 형성되고 상기 접촉식센서설치홈의 저면에는 리드선연결통공가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉식센서부재는 금속재로 캡의 리드선연결통공을 관통하여 회로기판에 연결되는 리드선과 접촉식센서설치홈에 삽입되며 액체와 접촉하는 접촉부가 일체로 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉식센서부재는 "
" 형상 및 "
" 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액체 누설감지 장치.
삭제