KR102046479B1 - 용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치는, 기 설정된 입사각으로 측정신호를 발신하고 상기 측정신호가 용기의 표면에서 반사된 반사신호를 수신하는 신호감지부; 및 상기 신호감지부가 수신한 측정신호를 이용하여, 상기 용기가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 판별하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치 {Apparatus for detecting container and water treatment apparatus having the same}
본 발명은 용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치에 관한 것으로서, 특히 제공되는 용기를 감지할 수 있는 용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치에 관한 것이다.
최근 정화된 음용수를 효과적으로 얻기 위해, 가정을 비롯한 다양한 공간에서 정수기의 사용이 급격히 확산되고 있다. 정수기는 수돗물이나 지하수 등의 자연수(이하, 정수되기 전 상태의 물을 '원수'라 함)를 여과하기 위한 장치로서, 여러 개의 필터를 통해 원수를 여과하여 원수에 포함된 이물질이나 유해물질을 제거함으로써 음용수를 제공한다.
일반적인 정수기의 경우, 물을 추출하기 위하여 사용자가 기계적으로 스위치를 누르거나 전자식 스위치를 터치할 필요가 있다. 이 경우 물이 튀는 등의 현상이 발생할 수 있으며, 원하는 양의 물을 제공받을 때까지 스위치를 누르고 있어야 하는 불편함이 있다. 이에 최근에는 사용자의 편의를 위하여, 추출버튼만 누르면 자동으로 정량의 물을 출수하는 자동추출기능을 가진 정수기도 널리 사용되고 있으나, 이 경우에도 결국은 사용자가 추출버튼을 누르는 등의 동작을 추가적으로 수행할 필요가 있다. 즉, 사용자의 동작을 최소화하면서 사용자가 원하는 출수동작을 수행할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 제공되는 용기를 감지할 수 있는 용기감지장치 및 이를 포함하는 수처리장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치는, 기 설정된 입사각으로 측정신호를 발신하고 상기 측정신호가 용기의 표면에서 반사된 반사신호를 수신하는 신호감지부; 및 상기 반사신호를 이용하여, 상기 용기가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 판별하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 신호감지부는, 상기 입사각으로 상기 측정신호를 발신하는 복수개의 발신기; 상기 입사각에 대응하는 반사각을 유지하며, 상기 반사신호를 수신하는 적어도 어느 하나의 수신기; 및 기 설정된 동작모드에 따라, 상기 발신기 및 수신기의 동작시간을 조절하는 동작제어기를 포함할 수 있다.
여기서 상기 신호감지부는, 상기 발신기 및 수신기를 상기 용기의 높이방향으로 구비하며, 상기 복수개의 발신기 및 수신기는 상기 측정신호 및 반사신호의 경로에 따라 쌍을 이룰 수 있다.
여기서 상기 동작제어기는, 상기 동작모드가 대기모드이면 대기주기마다 상기 발신기 및 수신기를 대기동작시간동안 동작하고, 상기 동작모드가 감지모드이면 감지주기마다 상기 발신기 및 수신기를 감지동작시간동안 동작할 수 있다.
여기서, 상기 대기주기의 길이는 상기 감지주기 이상이고 상기 대기동작시간의 길이는 상기 감지동작시간 이하일 수 있다.
여기서 상기 동작제어기는, 상기 대기모드로 동작하는 중에 상기 수신기가 상기 반사신호를 수신하면 상기 감지모드로 전환하고, 상기 감지모드로 동작하는 중에 기 설정된 전환시간 동안 상기 반사신호가 상기 수신기에서 수신되지 않으면 상기 대기모드로 전환할 수 있다.
여기서 상기 동작제어기는, 상기 대기모드로 동작하는 중에 상기 수신기가 상기 반사신호를 수신하면 상기 감지모드로 전환하여 상기 발신기 및 수신기를 연속으로 동작시키고, 상기 수신기에 대한 반사신호의 입력이 중단되면 상기 대기모드로 전환할 수 있다.
여기서 상기 동작제어기는, 쌍을 이루는 제1 발신기 및 제1 수신기를 제1 동작시간 동안 동작하고, 쌍을 이루는 제2 발신기 및 제2 수신기를 제2 동작시간 동안 동작하여, 상기 쌍을 이루는 발신기 및 수신기를 번갈아 동작할 수 있다.
여기서 상기 신호감지부는, 상기 용기의 높이방향에 대한 수직방향으로 기 설정된 길이 이상 안쪽으로 오목하게 들어간 감지영역에, 상기 복수개의 발신기 및 수신기를 구비할 수 있다.
여기서 상기 용기감지장치는, 상기 취수위치의 하단부에, 상기 용기와의 접촉을 감지하는 감지센서를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 용기감지장치는, 상기 감지센서 주위에 형성되어, 상기 감지센서 상부에 위치하는 유체를 그릴부로 흘려보내는 트랜치부를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 제어부는, 상기 반사신호의 크기가 기 설정된 기준값 이상이면, 용기감지신호를 출력할 수 있다.
여기서 상기 제어부는, 상기 반사신호의 크기가 상기 기준값 이상으로 유지되는 시간이 기 설정된 센싱시간 미만이거나, 상기 반사신호의 크기가 상기 기준값 미만으로 유지되는 시간이 상기 센싱시간 미만이면, 고장신호를 출력할 수 있다.
여기서 상기 동작제어기는, 상기 동작모드가 고장감지모드이면, 상기 복수개의 발신기가 순차적으로 측정신호를 발신하도록 제어하고, 상기 수신기를 동작하여 상기 복수개의 발신기가 출력한 각각의 측정신호에 대응하는 반사신호를 입력받을 수 있다.
여기서 상기 제어부는, 상기 고장감지모드에서, 상기 입력된 반사신호의 크기가 기 설정된 기준값 이상에서 상기 기준값 미만으로 변경되거나, 상기 입력된 반사신호가 상기 기준값 미만에서 상기 기준값 이상으로 변경되면, 상기 신호감지부에 대한 고장신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 용기감지장치를 포함하는 수처리장치가 있을 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치 및 수처리장치에 의하면, 제공되는 용기의 존재를 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치 및 수처리장치에 의하면, 대기모드와 감지모드로 구별하여 동작할 수 있으므로, 용기감지를 위하여 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치 및 수처리장치에 의하면, 용기를 감지하는데 사용하는 발신기 및 수신기의 쌍을 번갈아 가면서 동작하므로, 상기 발신기 및 수신기의 사용수명을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치 및 수처리장치에 의하면, 오목한 형태의 감지영역에 발신기 및 수신기를 구비하므로, 용기가 상기 발신기 및 수신기에 지나치게 근접하는 것을 방지할 수 있으며, 보다 정확한 용기감지가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치 및 수처리장치에 의하면, 발신기 및 수신기 이외에 감지센서를 더 포함하므로, 상기 용기감지를 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치의 대기모드에서의 동작을 나타내는 그래프이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치의 감지모드에서의 동작을 나타내는 그래프이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 용기감지장치의 개략도이다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 용기감지장치 중에서 감지센서 및 트랜치부를 나타내는 개략도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 개략도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치의 용기감지를 나타내는 그래프이다.
도9 및 도10은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치의 고장감지를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치는 신호감지부(10) 및 제어부(20)를 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치를 설명한다.
신호감지부(10)는, 기 설정된 입사각으로 측정신호(sig_det)를 발신할 수 있으며, 상기 측정신호(sig_det)가 용기(c)의 표면에서 반사된 반사신호(sig_ref)를 수신할 수 있다. 상기 용기(c)가 존재하는 경우에는 상기 측정신호(sig_det)에 대응하는 반사신호(sig_ref)가 생성될 수 있으나, 상기 용기(c)가 존재하지 않는 경우에는 상기 반사신호(sig_det)가 발생하지 않을 수 있다. 즉, 상기 용기(c)가 존재하지 않는 경우에는 상기 신호감지부(10)에서 상기 반사신호(sig_det)를 수신하지 못하게 된다. 또한, 상기 용기(c)가 기 설정된 취수위치에 정확하게 위치하지 않는 경우에는, 상기 측정신호(sig_det)가 상기 용기(c)의 표면에서 반사되더라도 상기 반사신호(sig_ref)가 상기 신호감지부(10)에서 수신되지 않는 경우가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(20)는 상기 신호감지부(10)의 상기 반사신호(sig_ref) 수신여부를 이용하여 상기 용기(c)가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 판별할 수 있다.
여기서, 상기 신호감지부(10)는 상기 반사신호(sig_ref)의 수신여부를 입력되는 반사신호(sig_ref)의 크기를 기준으로 판별하는 것도 가능하다. 일반적으로 신호의 송수신시 외부환경 등에 의한 노이즈(noise)가 포함될 수 있으며, 특히 상기 측정신호(sig_det)로 적외선 신호 등을 활용하는 경우 등에는 실내등이나 태양광 등에 의하여 상기 반사신호(sig_ref)가 교란될 수도 있다. 따라서, 상기 신호감지부(10)에 입력되는 반사신호(sig_ref)가 기 설정된 기준값 이상인 경우에는 상기 반사신호(sig_ref)가 입력된 것으로 보고, 상기 기준값 미만인 경우에는 상기 반사신호(sig_ref)가 입력되지 않은 것으로 볼 수 있다.
신호감지부(10)는, 도1에 도시된 바와 같이, 발신기(t), 수신기(r) 및 동작제어기(11)를 포함할 수 있다.
발신기(t)는 기 설정된 입사각으로 측정신호(sig_det)를 출력할 수 있으며, 수신기(r)는 상기 측정신호(sig_det)가 용기(c)의 표면에서 반사된 반사신호(sig_ref)를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 발신기(t)는 기 설정된 입사각의 각도로 기울어진 상태로 구비되어, 상기 측정신호(sig_det)를 상기 입사각으로 출력할 수 있다. 또한, 상기 수신기(r)는, 상기 입사각에 대응하는 반사각으로 기울어진 상태로 구비되어 상기 반사신호(sig_ref)를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 입사각 및 반사각은 상기 용기(c)와 발신기(t) 사이의 거리 및 상기 발신기(t)와 수신기(r) 사이의 거리에 의하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 측정신호(sig_det) 및 반사신호(sig_ref)는 적외선 신호일 수 있으며, 상기 적외선 신호는 파동(wave)에 해당한다. 즉, 스넬의 법칙(snell? law)이 적용되므로, 상기 측정신호(sig_det)가 상기 용기(c)에 입사되는 입사각과 상기 용기(c)의 표면에서 반사된 반사신호(sig_ref)의 반사각은 동일하게 된다. 따라서, 상기 용기(c)와 발신기(t) 사이의 거리 및 상기 발신기(t)와 수신기(r) 사이의 거리가 설정되면 이에 대응하는 입사각 및 반사각이 결정될 수 있다.
또한, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 용기(c)의 높이방향으로 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)가 복수개 구비될 수 있다. 일반적으로 적외선 신호를 발신하는 발신기와 상기 적외선 신호를 수신하는 수신기의 사용수명은 짧다. 따라서, 도2와 같이 복수개의 발신기 및 수신기를 구비한 후, 각각을 번갈아 이용하여, 상기 신호감지부(10)의 사용수명을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 서로 쌍을 이루는 발신기와 수신기를 여러 쌍 구비한 후, 각각의 쌍을 번갈아 동작하는 방식으로, 상기 신호감지부(10)의 사용수명을 증대시키는 것이 가능하다.
여기서, 상기 측정신호(sig_det)와 반사신호(sig_ref)의 경로에 따라 상기 발신기와 수신기가 쌍을 이룰 수 있다. 예를들어, 제1 발신기(t1)의 측정신호는 용기(c)에서 반사된 후 제1 수신기(r1)로 수신되므로, 상기 제1 발신기(t1)와 제1 수신기(r1)를 하나의 쌍으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 제2 발신기(t2)의 측정신호는 용기(c)에서 반사된 후 제2 수신기(r2)로 수신되므로, 상기 제2 발신기(t2)와 제2 수신기(r2)를 하나의 쌍으로 볼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발신기(t1)와 제1 수신기(r1)로 구성되는 하나의 쌍을 동작하여 상기 측정신호 출력 및 반사신호 수신을 수행한 후, 상기 제2 발신기(t2)와 제2 수신기(r2)로 구성되는 하나의 쌍을 동작하여 상기 측정신호 출력 및 반사신호 수신을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 발신기(t) 및 수신기(r)의 구체적인 동작시간에 대한 제어는 상기 동작제어기(11)에서 수행할 수 있다.
동작제어기(11)는, 기 설정된 동작모드에 따라 상기 발신기(t) 및 수신기(r)의 동작시간을 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 동작모드에는 대기모드 및 감지모드가 있을 수 있다. 상기 대기모드는 상기 용기(c)가 감지되지 않는 경우의 동작모드로서, 상기 발신기(t) 및 수신기(r)의 동작시간을 최소화하여 상기 대기모드에서 소모되는 전력을 절약할 수 있다. 반면에, 상기 감지모드는 상기 용기(c)가 감지되는 경우의 동작모드로서, 상기 감지모드를 통하여 상기 용기(c)가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 정확하게 확인할 수 있다.
먼저, 도3은 대기모드에서의 상기 발신기(t) 및 수신기(r)의 동작을 나타내는 그래프이다. 도3을 참조하면, 제1 발신기(t1)는 기 설정된 대기주기(2.0s)마다 동작할 수 있으며, 상기 제1 발신기(t1)는 0.6s의 대기동작시간 동안 동작할 수 있다. 즉, 상기 동작제어기(11)는 상기 제1 발신기(t1)에 인가하는 전력을 제어하여, 상기 제1 발신기(t1)를 2.0s마다 동작할 수 있으며, 상기 제1 발신기(t1)가 측정신호(sig_det)를 0.6s동안 출력하도록 할 수 있다. 상기 제1 발신기(t1)와 쌍을 이루는 제1 수신기(r1)는, 상기 제1 발신기(t1)와 동일한 대기주기(2.0s)마다 동작하지만, 상기 제1 발신기(t1)보다 0.1s 늦게 동작을 시작할 수 있다. 즉, 상기 제1 발신기(t1)에서 출력한 측정신호(sig_det)가 용기(c)에서 반사되어 상기 제1 수신기(r1)에 입력될 때까지는 소요되는 시간을 고려하여, 상기 제1 수신기(r1)가 늦게 동작을 시작하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 수신기(r1)는 상기 제1 발신기(t1)보다 0.1s 늦게 동작을 시작할 수 있으며, 0.5s의 대기동작시간동안 반사신호(sig_ref)의 입력을 대기할 수 있다.
여기서, 상기 제1 발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)의 대기동작시간이 지난 후에는, 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(r2)의 쌍이 대기동작을 수행할 수 있다. 도3을 도시된 바와 같이, 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(r2)는 상기 제1발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)와 동일한 방식으로 동작할 수 있다. 즉, 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(r2)는 2.0s의 대기주기를 가질 수 있으며, 제2 발신기(t2)는 0.6s의 대기동작시간 동안 동작할 수 있다. 또한, 상기 제2 수신기(r2)도 상기 제2 발신기(t2)보다 0.1s 늦게 동작을 시작한 후, 0.5s의 대기동작시간동안 동작할 수 있다. 이때, 도3에 의하면, 상기 제1 발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)가 동작한 이후에 상기 제2 발신기(t1) 및 제2 수신기(r2)가 번갈아 동작하도록 하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도3에 의하면, 상기 제1 발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)의 동작과 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(t2)의 동작 사이에 0.4s의 시간간격을 포함할 수 있다. 이는 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)의 동작을 중단하는 구간으로서, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)의 동작을 최소화하여, 상기 대기모드에서 소모되는 전력낭비를 줄이기 위함이다. 나아가, 이 경우 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)의 사용 수명 증대가 가능하다.
도4는 감지모드에서의 상기 발신기(t) 및 수신기(r)의 동작을 나타내는 그래프이다. 도4를 참조하면, 제1 발신기(t1)는 기 설정된 감지주기(1.6s)마다 동작할 수 있으며, 상기 제1 발신기(t1)는 1.0s의 감지동작시간동안 측정신호(sig_det)를 출력할 수 있다. 상기 제1 발신기(t1)와 쌍을 이루는 제1 수신기(r1)는, 상기 제1 발신기(t1)와 동일한 대기주기(1.6s)마다 동작하지만, 상기 제1 발신기(t1)보다 0.1s 늦게 동작을 시작할 수 있다. 즉, 상기 측정신호(sig_det)가 반사되어 돌아오는 시간을 고려하여 늦게 동작을 시작할 수 있으며, 0.9s의 감지동작시간동안 상기 반사신호(sig_ref)의 입력을 대기할 수 있다.
상기 제1 발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)의 감지동작시간이 지난 후에는, 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(r2)의 쌍이 감지동작을 수행할 수 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 발신기(t2) 및 제2 수신기(r2)는 2.0s의 감지주기를 가질 수 있으며, 제2 발신기(t2)는 1.0s의 감지동작시간 동안 측정신호(sig_det)를 출력할 수 있다. 상기 제2 수신기(r2)는 상기 제2 발신기(t2)보다 0.1s 늦게 동작을 시작한 후, 0.9s의 감지동작시간동안 상기 반사신호(sig_def)의 입력을 대기할 수 있다. 마찬가지로, 도4에 의하면, 상기 제1 발신기(t1) 및 제1 수신기(r1)가 동작한 이후에 상기 제2 발신기(r1) 및 제2 수신기(r2)가 번갈아 동작하도록 하는 것을 확인할 수 있다.
다만, 도4를 참조하면, 상기 감지모드에서는 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)의 동작시간이 길어진 것을 확인할 수 있으며, 상기 측정신호(sig_det)는 제1 발신기(t1) 또는 제2 발신기(t2)에 의하여 연속적으로 출력되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 감지모드에서는 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)의 동작시간을 길게 유지하여, 상기 용기(c)가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 예를들어, 최초에 사용자가 용기(c)를 놓을 때에는, 상기 용기(c)의 위치가 확정되지 않아 상기 반사신호(sig_ref)가 여러 방향으로 반사될 수 있다. 따라서, 일시적으로 반사신호(sig_ref)가 입력된다고 하여도, 상기 용기(c)가 정확하게 상기 취수위치에 존재하는 것으로 볼 수 없다. 이후, 상기 용기(c)가 안정적으로 상기 취수위치에 놓이게 되어 상기 반사신호(sig_ref)가 연속적으로 입력되는 경우에는 상기 용기(c)가 상기 취수위치에 존재하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 감지모드에서 상기 측정신호(sig_det)의 출력 및 반사신호(sig_ref)의 입력대기를 연속적으로 수행하도록 하여, 상기 용기(c)가 정확한 취수위치에 안정적으로 구비되었는지 여부를 확인할 수 있다.
여기서, 상기 동작제어부(11)는, 상기 대기모드로 동작하는 도중에 상기 수신기(r)가 상기 반사신호(sig_ref)를 수신하면 상기 감지모드로 전환할 수 있다. 즉, 상기 반사신호(sig_ref)가 입력된다는 것은, 상기 용기(c)가 상기 취수위치에 제공되는 것으로 볼 수 있으므로, 상기 감지모드로 전환하여 상기 용기(c)가 상기 취수위치에 구비되는지 정확하게 확인할 수 있다. 다만, 상기 감지모드로 전환한 이후에, 상기 반사신호(sig_ref)가 기 설정된 전환시간 동안 수신되지 않으면, 다시 상기 대기모드로 전환할 수 있다.
제어부(20)는, 상기 신호감지부(10)가 수신한 반사신호(sig_ref)를 이용하여 상기 용기(c)가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 판별할 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 상기 용기(c)가 존재하는 경우에는 상기 측정신호(sig_det)가 상기 용기(c)의 표면에서 반사하여 상기 반사신호(sig_ref)를 수신할 수 있다. 반면에, 상기 용기(c)가 존재하지 않거나 상기 용기(c)의 위치가 정확한 위치에 존재하지 않는다면, 상기 신호감지부(10)는 상기 반사신호(sig_ref)를 수신하지 못하게 된다. 따라서, 상기 제어부(20)는, 상기 신호감지부(10)에서 반사신호(sig_ref)가 감지되는지 여부를 근거로 하여 상기 용기의 존재여부를 판별할 수 있다.
나아가, 상기 제어부(20)는, 상기 반사신호(sig_ref)가 수신되더라도, 기 설정된 신호레벨 이상의 반사신호(sig_ref)가 기 설정된 시간 이상 연속적으로 수신되는 경우에 한하여, 상기 용기(c)가 상기 취수위치에 존재하는 것으로 판별할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(20)는 용기감지신호(out_sens)를 출력할 수 있으며, 상기 용기감지신호(out_sens)에 따라, 출수코크(f)는 유체를 토출하여 상기 용기(c)에 공급하기 시작할 수 있다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 개략도이다. 도5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 용기감지장치는, 내부로 오목하게 들어간 감지영역에, 복수개의 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 감지영역은 상기 용기(c)의 높이방향에 대한 수직방향으로 기 설정된 길이(d) 이상 안쪽으로 오목하게 구비될 수 있다. 상기 측정신호(sig_det)가 적외선 신호이고, 검은색의 용기(c)가 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)에 지나치게 근접하는 경우에는, 상기 반사신호(sig_ref)의 수신이 잘 이루어지지 않을 수 있다. 즉, 상기 용기(c)에 대한 감지가 정확하게 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 경우를 미연에 방지하기 위하여, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)를 상기 감지영역에 구비할 수 있다. 여기서, 상기 기 설정된 길이(d)는 10mm 이상일 수 있다.
나아가, 도5를 참조하면, 상기 용기감지장치는 상기 취수위치의 하단부에 감지센서(s)를 더 포함할 수 있다. 상기 감지센서(s)는 상기 용기(c)와의 접촉을 감지하는 것으로서, 거리센서로 구비될 수 있다. 즉, 상기 용기(c)가 존재하는 경우에 상기 거리센서가 측정한 값과, 상기 용기(c)가 존재하지 않는 경우에 상기 거리센서가 측정한 값의 차이를 이용하여, 상기 용기(c)의 접촉 여부를 감지할 수 있다. 여기서, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2) 이외에, 상기 감지센서(s)를 이용하면, 상기 용기(c)가 취수위치에 존재하는지 여부에 대하여 보다 정확하고 빠르게 감지하는 것이 가능하다. 특히, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r1, r2)만 존재하는 경우에는 상기 출수코크(f)가 상기 용기(c)에 유체를 제공하는 타이밍을 맞추기 어려울 수 있으므로, 상기 감지센서(s)를 이용하여 이를 보완할 수 있다.
다만, 상기 감지센서(s)는 상기 취수위치의 하단부에 위치하므로, 상기 출수코크(f)에서 토출되는 유체에 의하여 영향을 받을 수 있다. 예를들어, 상기 출수코크(f)에서 토출된 유체가 상기 취수위치에 떨어지는 경우, 상기 유체에 의하여 상기 감지센서(s)가 측정하는 측정값이 달라질 수 있으며, 상기 유체에 포함된 습기 등에 의하여 상기 감지센서(s)에 고장이 발생할 수도 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 도6에 도시된 바와 같이, 상기 감지센서(s)의 주위에는 트랜치부(A, trench)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 감지센서(s)의 상부로 떨어진 유체는, 상기 트랜치부(A)를 따라 양 옆의 그릴부(g)로 공급되어 상기 그릴부(g) 내부에 고이도록 할 수 있다. 그러므로, 상기 감지센서(s)의 상부로 공급된 유체가 상기 감지센서(s)에 주는 영향을 최소화할 수 있다.
도7은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 용기감지장치를 나타내는 개략도이다. 도7을 참조하면, 상기 용기감지장치는 복수개의 발신기(t1, t2)와 하나의 수신기(r)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도7(b)에 도시된 바와 같이, 상기 발신기(t1, t2)는 나란히 구비될 수 있으며, 상기 발신기(t1, t2)에서 전송하는 측정신호(sig_det)는 각각 컵(c)에서 반사되어 수신기(r)에 입력되도록 입사각이 설정될 수 있다. 상기 용기감지장치의 발신기(t1, t2) 및 수신기(r)는, 도3 및 도4에 도시된 대기모드와 감지모드에 따라 동작하는 것이 가능하며, 이때 각각의 발신기(t1, t2)가 발신하는 측정신호(sig_det)에 대응하는 반사신호(sig_ref)는 하나의 수신기(r)에서 모두 수신할 수 있다.
추가적으로, 상기 용기감지장치는, 도10에 도시된 바와 같은 방식으로 용기를 감지하는 것도 가능하다. 구체적으로, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r)가 대기모드로 동작하는 중에 상기 수신기(r)가 반사신호(sig_ref)를 수신할 수 있다. 이때, 상기 대기모드에서 감지모드로 바로 전환하지 않고, 기 설정된 용기인식시간(Pc) 동안 지속적으로 상기 반사신호(sig_ref)가 입력되는지 여부를 확인한 후, 상기 감지모드로 전환할 수 있다. 이 경우, 반사신호(sig_ref)의 입력오류 등에 의한 상기 용기감지장치의 오동작을 방지할 수 있으므로, 용기감지에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 상기 용기인식시간(Pc)은 약 1.5초 정도로 설정할 수 있다.
상기 용기인식시간(Pc)동안 지속적으로 반사신호(sig_ref)가 입력되면 상기 용기가 존재하는 것으로 볼 수 있으므로, 상기 제어부(20)는 용기감지신호(out_sens)를 출력하고, 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(r)를 감지모드로 전환할 수 있다. 이때 상기 감지모드에서는 상기 발신기(t1, t2) 및 수신기(t)를 연속으로 동작하여, 상기 용기(c)의 존재여부를 지속적으로 확인할 수 있다. 구체적으로, P1 시점에서 측정신호(sig_det)를 출력하는 발신기(t1)는, 상기 수신기(r)에 상기 반사신호(sig_ref)의 입력이 중단될 때까지 연속으로 측정신호(sig_det)를 출력할 수 있으며, 상기 수신기(r)도 상기 반사신호(sig_ref)의 입력이 중단될 때까지 연속으로 상기 반사신호(sig_ref)를 입력받을 수 있다. 여기서, 상기 P1시점부터 출수코크(f)에서 유체를 토출하여 용기(c)에 공급할 수 있으며, 이후 상기 수신기(r)에 대한 반사신호(sig_ref)의 입력이 중단되면 상기 용기(c)가 이탈한 상태에 해당하므로, 상기 유체의 토출을 즉시 중단하도록 할 수 있다. 따라서, 유체의 토출 중에 용기(c)가 이탈되더라도 상기 유체가 용기(c) 외부로 떨어지는 양을 최소화할 수 있다. 상술한 용기감지방법은 도2에 도시된 용기감지장치의 실시예에도 적용할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 용기감지장치는 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 고장여부를 감지하는 것도 가능하다. 이하, 도8 및 도9를 참조하여, 상기 용기감지장치의 고장감지에 대하여 설명한다.
상기 용기감지장치는 도1에 도시된 바와 같이, 신호감지부(10) 및 제어부(20)를 포함할 수 있으며, 상기 제어부(20)는 상기 신호감지부(10)의 고장발생이 감지되면, 고장감지신호(out_mal)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어부(20)는, 상기 반사신호(sig_ref)의 크기가 기준값 이상으로 유지되는 시간이 기 설정된 센싱시간 미만이거나, 상기 반사신호의 크기가 상기 기준값 미만으로 유지되는 시간이 상기 센싱시간 미만이면, 고장신호를 출력할 수 있다.
즉, 상기 도8에 도시된 바와 같이, 발신기 t1 및 발신기 t2는 250ms간격으로 측정신호(sig_det)를 번갈아 출력할 수 있으며, 상기 측정신호(sig_det)에 대응하는 반사신호(sig_ref)는 수신기 r에 입력될 수 있다. 다만, 상기 수신기 r에 대하여, 발신기 t1의 측정신호(sig_det)는 기준값 이상의 반사신호(sig_ref)로 입력되지만, 발신기 t2의 측정신호(sig_det)는 기준값 미만의 반사신호(sig_ref)로 입력되는 경우가 있을 수 있다. 여기서, 상기 발신기 t1 및 t2의 측정신호(sig_det) 출력간격은 750ms 정도에 지나지 않으므로, 상기 용기(c)가 취수위치에 위치하였다가 750ms 내에 상기 취수위치를 벗어나고, 이후 다시 750ms 이내에 상기 용기(c)를 상기 취수위치에 위치하는 것은 사실상 불가능하다. 따라서, 이와 같이 상기 반사신호(sig_ref)의 크기가 기준값 이상으로 유지되는 시간이 750ms 미만으로 지나치게 짧은 경우에는, 상기 신호감지부(10)에 이상이 있는 것으로 판별할 수 있으며, 상기 제어부(20)는 상기 고장감지신호(out_mal)을 출력할 수 있다. 여기서, 상기 750ms가 상기 센싱시간이 될 수 있다.
또한, 상기 용기감지장치의 고장여부를 감지하기 위하여, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 발신기(t1, t2, t3) 및 수신기(r)를 고장감지모드로 동작하도록 할 수 있다. 즉, 상기 고장감지모드에 해당하면, 상기 동작제어기(11)는 상기 복수개의 발신기(t1, t2)가 순차적으로 측정신호를 발신하도록 할 수 있으며, 상기 수신기(r1)을 동작하여 상기 복수개의 발신기(t1, t2)가 출력한 각각의 측정신호(sig_det)에 대응하는 반사신호(sig_ref)를 입력받을 수 있다. 이때, 상기 입력된 반사신호(sig_ref)가 상기 기준값 이상에서 상기 기준값 미만으로 변경되거나, 상기 입력된 반사신호(sig_ref)가 상기 기준값 미만에서 상기 기준값 이상으로 변경되면, 상기 신호감지부(10)에 대한 고장신호(out_mal)를 출력할 수 있다. 예를들어, 상기 취수위치에 용기(c)를 구비한 상태에서 상기 고장감지모드로 진입한 경우에는, 각각의 발신기(t1, t2, t3)에 대응하는 반사신호(sig_ref)는 기준값 이상으로 측정되어야 한다. 다만, 이 중 발신기 t2가 고장난 경우에는, 발신기 t1에 의한 반사신호(sig_ref)는 기준값 이상이지만, 발신기 t2에 의한 반사신호(sig_ref)는 기준값 미만을 가질 수 있다. 따라서, 이를 이용하여 상기 발신기(t1, t2, t3) 중에서 고장난 발신기의 구성을 판별하는 것이 가능하다. 상기 취수위치에 용기(c)를 위치하지 않은 상태에서 상기 고장감지모드로 동작하는 경우에는, 기준값 이상의 반사신호(sig_ref)가 입력되는 경우에 상기 발신기에 고장이 발생한 것으로 볼 수도 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 용기감지장치를 포함하는 다양한 종류의 수처리장치가 있을 수 있다. 여기서 상기 수처리장치는, 정수기, 기능수기, 온수기, 냉수기, 제빙기 등과 이들 기능의 적어도 일부를 복합적으로 지닌 장치를 총칭할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
10: 신호감지부 11: 동작제어기
20: 제어부
t: 발신기 r: 수신기
s: 감지센서 g: 그릴부

Claims (16)

  1. 기 설정된 입사각으로 측정신호를 발신하고 상기 측정신호가 용기의 표면에서 반사된 반사신호를 수신하는 신호감지부; 및
    상기 반사신호를 이용하여, 상기 용기가 기 설정된 취수위치에 존재하는지 여부를 판별하는 제어부를 포함하고,
    상기 신호감지부는
    상기 입사각으로 상기 측정신호를 발신하는 복수개의 발신기;
    상기 입사각에 대응하는 반사각을 유지하며, 상기 반사신호를 수신하는 적어도 어느 하나의 수신기; 및
    기 설정된 동작모드에 따라, 상기 발신기 및 수신기의 동작시간을 조절하는 동작제어기를 포함하며,
    상기 동작제어기는 상기 동작모드가 대기모드이면 대기주기마다 상기 발신기 및 수신기를 대기동작시간동안 동작하고, 상기 동작모드가 감지모드이면 감지주기마다 상기 발신기 및 수신기를 감지동작시간동안 동작하는 용기감지장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호감지부는
    상기 발신기 및 수신기를 상기 용기의 높이방향으로 구비하며, 상기 복수개의 발신기 및 수신기는 상기 측정신호 및 반사신호의 경로에 따라 쌍을 이루는 용기감지장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대기주기의 길이는 상기 감지주기 이상이고 상기 대기동작시간의 길이는 상기 감지동작시간 이하인 용기감지장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 동작제어기는
    상기 대기모드로 동작하는 중에 상기 수신기가 상기 반사신호를 수신하면 상기 감지모드로 전환하고, 상기 감지모드로 동작하는 중에 기 설정된 전환시간 동안 상기 반사신호가 상기 수신기에서 수신되지 않으면 상기 대기모드로 전환하는 용기감지장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 동작제어기는
    상기 대기모드로 동작하는 중에 상기 수신기가 상기 반사신호를 수신하면 상기 감지모드로 전환하여 상기 발신기 및 수신기를 연속으로 동작시키고, 상기 수신기에 대한 반사신호의 입력이 중단되면 상기 대기모드로 전환하는 용기감지장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 동작제어기는
    쌍을 이루는 제1 발신기 및 제1 수신기를 제1 동작시간 동안 동작하고, 쌍을 이루는 제2 발신기 및 제2 수신기를 제2 동작시간 동안 동작하여, 상기 쌍을 이루는 발신기 및 수신기를 번갈아 동작하는 용기감지장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 신호감지부는
    상기 용기의 높이방향에 대한 수직방향으로 기 설정된 길이 이상 안쪽으로 오목하게 들어간 감지영역에, 상기 복수개의 발신기 및 수신기를 구비하는 용기감지장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 취수위치의 하단부에, 상기 용기와의 접촉을 감지하는 감지센서를 더 포함하는 용기감지장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감지센서 주위에 형성되어, 상기 감지센서 상부에 위치하는 유체를 그릴부로 흘려보내는 트랜치부를 더 포함하는 용기감지장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반사신호의 크기가 기 설정된 기준값 이상이면, 용기감지신호를 출력하는 용기감지장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반사신호의 크기가 상기 기준값 이상으로 유지되는 시간이 기 설정된 센싱시간 미만이거나, 상기 반사신호의 크기가 상기 기준값 미만으로 유지되는 시간이 상기 센싱시간 미만이면, 고장신호를 출력하는 용기감지장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 동작제어기는
    상기 동작모드가 고장감지모드이면, 상기 복수개의 발신기가 순차적으로 측정신호를 발신하도록 제어하고, 상기 수신기를 동작하여 상기 복수개의 발신기가 출력한 각각의 측정신호에 대응하는 반사신호를 입력받는 용기감지장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 고장감지모드에서, 상기 입력된 반사신호의 크기가 기 설정된 기준값 이상에서 상기 기준값 미만으로 변경되거나, 상기 입력된 반사신호가 상기 기준값 미만에서 상기 기준값 이상으로 변경되면, 상기 신호감지부에 대한 고장신호를 출력하는 용기감지장치.
  16. 제1항, 제3항, 제5항 내지 제15항 중 어느 하나에 해당하는 용기감지장치를 포함하는 수처리장치.
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