KR102060437B1 - Rfid 태그를 이용한 누액 감지 센서 - Google Patents

Rfid 태그를 이용한 누액 감지 센서 Download PDF

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KR102060437B1 KR1020180053932A KR20180053932A KR102060437B1 KR 102060437 B1 KR102060437 B1 KR 102060437B1 KR 1020180053932 A KR1020180053932 A KR 1020180053932A KR 20180053932 A KR20180053932 A KR 20180053932A KR 102060437 B1 KR102060437 B1 KR 102060437B1
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Abstract

본 발명은 상기 기판 상에 상호 이격되도록 배치된 제1 안테나부 및 제2 안테나부와, 상기 기판 상에 배치되어 상기 제1 안테나부에 연결된 집적회로 칩과, 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부 사이에 개재되도록 상기 기판 상에 배치되며, 알칼리성 금속 염화물을 포함하는 적어도 하나의 흡습부를 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서를 제공한다.

Description

RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서{Leak detection sensor using RFID tag}
본 발명의 실시예들은 RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서에 관한 것으로, 더 상세하게는 저가의 소모성 태그를 이용하여 누액 여부를 용이하게 감지할 수 있는 RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서에 관한 것이다.
액체의 누출을 감지하기 위해 다양한 형태의 누액 센서들이 이용되고 있다.
최근에는 유아용 또는 중증환자용 기저귀, 기타 의복에도 누액 센서들을 설치하는 경우가 늘어나고 있다. 이러한 경우 종래의 누액 감지용 전기 센서들은 다수의 전자부품들로 구성된 모듈을 구비하므로 일정 부피 이상의 설치 공간을 필요로 하고, 신호처리를 위해 PCB 보드에 프로세서와 같은 능동(active) 소자와, 콘덴서, MLCC 등의 수동(passive) 소자를 실장해야 하므로 소모성 제품으로 사용하기에는 고가라는 문제가 있었다. 또한, 사용자가 기저귀, 의복 등을 착용할 시 센서의 두께 등으로 인해 이물감을 느끼게 되는 불편이 있었다.
한편, 산업에서 사용되는 액체들이나 인체로부터 배출되는 분비물은 독성이 강하거나 지저분하여, 일회의 누액 감지 시에도 센서 물질을 오염시키기 쉽다. 따라서, 저렴하면서도 한 번 사용 후 쉽게 제거할 수 있는 누액 센서에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 저가의 소모성 태그를 이용하여 누액 여부를 용이하게 감지할 수 있는 RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판과, 상기 기판 상에 상호 이격되도록 배치된 제1 안테나부 및 제2 안테나부와, 상기 기판 상에 배치되어 상기 제1 안테나부에 연결된 집적회로 칩과, 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부 사이에 개재되도록 상기 기판 상에 배치되며, 알칼리성 금속 염화물을 포함하는 적어도 하나의 흡습부를 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서가 제공된다.
상기 적어도 하나의 흡습부를 덮도록 상기 기판 상에 배치되는 커버층을 더 구비할 수 있다.
상기 커버층은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 흡습부는, 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부를 연결하는 브릿지와, 상기 브릿지의 양단에 배치되는 한쌍의 금속패턴들을 구비할 수 있다.
상기 한쌍의 금속패턴들은 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부와 동일 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부 각각의 폭은 상기 한쌍의 금속패턴들 사이의 간격보다 좁을 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡습부는 복수의 흡습 패턴들을 구비할 수 있다.
상기 복수의 흡습 패턴들 사이에 간극이 형성되도록, 상기 복수의 흡습 패턴들은 상호 이격될 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡습부를 덮도록 상기 기판 상에 배치되는 커버층을 더 구비하고, 상기 커버층은 상기 흡습부의 적어도 일부에 중첩되는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 외측에 위치하는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제1 부분은 상기 제2 부분과 상이한 물질을 포함하고, 상기 제1 부분은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 부분은 상기 흡습부의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 구비할 수 있다.
상기 알칼리성 금속 염화물은 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡습부는 알칼리성 금속 염화물의 파우더를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡습부는 제1 흡습부 및 제2 흡습부를 포함하고, 상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 상기 집적회로 칩을 중심으로 서로 반대쪽에 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 흡습부는 제1 흡습부 및 제2 흡습부를 포함하고, 상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 상기 집적회로 칩의 일측에 병렬적으로 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 육안 등을 이용하여 사용자가 직접 확인하지 않더라도, 누액 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 저렴한 비용으로 누액 여부를 감지할 수 있다.
또한, 비교적 얇은 두께로 센서를 형성할 수 있어 기저귀, 의복 등에 설치 시에도 사용자가 느끼는 이물감을 최소화할 수 있다.
또한, 별도의 전원을 필요로 하지 않고 무선이므로, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 부분 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 A 부분이 액체에 접촉한 모습을 확대하여 도시한 부분 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ ' 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분"위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 부분 평면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ’ 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 누액 감지 센서(10)는 RFID 태그의 구성요소인 기판(100), 안테나층(110) 및 집적회로 칩(C)을 구비하고, 안테나층(110)의 일부를 변형하여 형성된 흡습부(A 부분)를 구비한다.
기판(100)은 RFID 태그의 구성요소를 지지하는 베이스 부재로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimide, PI) 등과 같은 폴리머 또는 종이로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 안테나층(110)이 배치된다. 안테나층(110)은 리더기(미도시)로부터 수신된 전파를 집적회로 칩(C)에 전달하고, 집적회로 칩(C)으로부터 받은 정보 신호를 상기 리더기로 발신하는 역할을 하며, 이러한 안테나층(110)의 특성에 따라 상기 리더기와 태그 간의 통신 성능이 달라지게 된다.
구체적으로, RFID 태그의 안테나는 전자공학적으로 R(저항, resistance), L(인덕턴스, Inductance), C(캐퍼시터, capacitor)로 구성되며, 안테나의 디자인과 배선물질에 따라 리더기와의 통신거리 등이 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우, 안테나의 구조에 따라 통신거리가 달라지는 특성을 이용하여 액체의 누출 여부를 확인하게 된다.
안테나층(110)은 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)를 포함한다. 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)는 상호 이격되되 이웃하는 두 개의 부분으로, 이때 제1 안테나부(111)는 집적회로 칩(C)에 연결된 부분을 의미한다.
제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112) 사이에는 흡습부가 개재된다. 상기 흡습부는 물과 반응하여 누액 여부를 센싱하는 부분으로, 구체적으로 브릿지(120) 및 한쌍의 금속패턴들(131, 132)을 구비한다.
브릿지(120)는 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112) 사이의 공간을 채우는 부분으로, 알칼리성 금속 염화물을 포함한다. 일 실시예로, 브릿지(120)는 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
브릿지(120)의 양단에는 한쌍의 금속패턴들(131, 132)이 형성될 수 있다. 즉, 브릿지(120)의 일단에 제1 금속패턴(131)이 형성되고, 제1 금속패턴(131)과 대향하도록 브릿지(120)의 타단에 제2 금속패턴(132)이 형성될 수 있다. 이러한 금속패턴들(131, 132)은 안테나층(110)과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 기판(100) 상에 안테나층(110)과 금속패턴들(131, 132)을 함께 패터닝할 수 있다. 예컨대, 안테나층(110)과 금속패턴들(131, 132)은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 전기전도도가 높은 물질로 형성될 수 있다.
제1 금속패턴(131) 및 제2 금속패턴(132) 각각은 안테나층(110)의 길이방향 가장자리로부터 이격되도록 형성되며, 이로써 제1 금속패턴(131) 및 제2 금속패턴(132) 사이의 간격은 안테나층(110)의 폭보다 넓게 된다.
브릿지(120) 및 한쌍의 금속패턴들(131, 132) 상에는 커버층(140)이 배치될 수 있다. 이때 커버층(140)은 적어도 브릿지(120)의 전면(全面)을 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 커버층(140)은 기판(100)의 전면(全面)을 덮도록 배치될 수도 있고, 기판(100)의 일부분을 덮도록 배치될 수도 있으나, 적어도 브릿지(120)의 전면(全面)은 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.
커버층(140)은 액체가 누출된 경우 상기 액체를 흡수하여 브릿지(120)에 접촉시키는 역할을 하며, 이를 위해 커버층(140)은 물을 흡수하거나 통과시키기 쉬운 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 커버층(140)은 누액 감지 센서(10)가 설치되는 피부착면에 접촉하는 층일 수 있으며, 일 실시예로, 커버층(140)은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하 도 4 및 도 5를 참조하여, 브릿지(120) 및 한쌍의 금속패턴들(131, 132)로 구성되는 흡습부가 누액 여부를 감지하는 원리에 대해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 도 1의 A 부분이 액체에 접촉한 모습을 확대하여 도시한 부분 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 브릿지(도 2의 120)가 누출된 액체에 접촉하는 경우, 웨트 브릿지(120w)로 변하게 된다. 이때 누출된 액체는 커버층(도 2의 140)부터 접촉하게 되므로, 커버층(도 2의 140) 또한 웨트 커버층(140w)으로 변하게 된다.
전술한 바와 같이 브릿지(도 2의 120)는 알칼리성 금속 염화물을 포함하는데, 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 등과 같은 알칼리성 금속의 염화물은 이온화 경향이 높아 물에 녹을 경우 전기전도도가 높아지게 된다. 반면에, 물과 반응하지 않는 고체 상태에서는 부도체의 특성을 갖는다.
따라서, 누출된 액체가 브릿지(도 2의 120)에 접촉하게 되면, 상기 액체에 포함된 수분이 브릿지(도 2의 120)에 포함된 알칼리성 금속 염화물을 용해시켜 웨트 브릿지(120w)는 도전성을 갖게 된다. 이때 브릿지(도 2의 120)의 재료로 파우더형 알칼리성 금속 염화물을 사용하여 흡습 속도 및 용해 속도를 높이고, 가공성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 웨트 브릿지(120w)가 용해된 알칼리성 금속 염화물을 포함하는 경우, 이러한 웨트 브릿지(120w)는 염다리와 같은 역할을 하게 되고, 따라서, 웨트 브릿지(120w)의 양단에 배치된 한쌍의 금속패턴들(131, 132)은 전극으로 기능하여 서로 전자를 주고받게 된다.
이로써 웨트 브릿지(120w) 내에 전자의 흐름이 발생하게 되어 제1 안테나부(111)-웨트 브릿지(120w)-제2 안테나부(112)를 연결하는 경로에 전류(i)가 흐르게 된다. 즉, 집적회로 칩(C)과 안테나층(110)이 서로 전기적으로 연결되어 RFID 태그는 리더기와 통신할 수 있다.
이때 통신 주파수는 일반적인 RF 통신의 주파수 범위 내에서 설정 가능하며, 예컨대 800MHz의 통신 주파수를 이용할 수 있다.
한편, 염다리로 기능하는 브릿지(도 2의 120)의 제1 길이(안테나층의 폭방향에 대응하는 길이)는 길면 길수록 저항이 늘어나게 되므로, 적절한 길이로 설계될 필요가 있다. 여기서의 제1 길이는 제1 금속패턴(131)과 제2 금속패턴(132) 사이의 간격을 의미하며, 제1 길이는 예컨대 0.1mm 내지 10mm일 수 있다. 또한, 브릿지(도 2의 120)의 제2 길이(안테나층의 길이방향에 대응하는 길이)는 5㎛ 이상일 수 있으며, 두께는 8㎛ 이상일 수 있다.
이에 반하여, 브릿지(도 2의 120)에 액체의 접촉이 없는 경우, 브릿지(도 2의 120)에 포함된 알칼리성 금속 염화물은 부도체의 특성을 유지하므로, 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)는 통전되지 않는다. 즉, 집적회로 칩(C)과 안테나층(110)이 서로 전기적으로 연결되지 않아 RFID 태그는 리더기와 통신하지 못한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 누액 감지 센서(10w)를 구성하는 RFID 태그가 리더기와 통신하는 경우, 액체 누출이 발생하였음을 감지할 수 있는 것이다.
이하 도 6 내지 도 9를 참조하여, 흡습부의 다양한 실시예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 부분 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ' 선을 따라 절취한 단면도이다. 또한, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 부분 평면도이고, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ’선을 따라 절취한 단면도이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 도 2 등을 참조하여 전술한 것과 중복된 내용은 축약 또는 생략하기로 한다.
먼저 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서(20)는 RFID 태그의 구성요소인 기판(100), 안테나층(110) 및 집적회로 칩(C)을 구비하고, 안테나층(110)의 일부를 변형하여 형성된 흡습부(도 1의 A 부분)를 구비한다.
상기 흡습부는, 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)의 사이에 개재된 복수의 흡습 패턴(120p)들을 구비한다. 이때 제1 안테나부(111)는 집적회로 칩(C)에 연결된 부분임은 전술한 바와 같다.
복수의 흡습 패턴(120p)들 중 외곽에 위치하는 흡습 패턴(120p)들 각각에는 한쌍의 금속패턴들(131, 132)이 연결된다. 이로써 도 2에 도시된 브릿지(120)와 마찬가지로, 제1 금속패턴(131) 및 제2 금속패턴(132) 사이에 복수의 흡습 패턴(120p)들이 개재된다. 이때 금속패턴들(131, 132)은 안테나층(110)과 동일한 물질을 포함할 수 있음은 전술한 바와 같다.
일 실시예로, 복수의 흡습 패턴(120p)들은 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 안테나층(110) 및 금속패턴들(131, 132)은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 전기전도도가 높은 물질로 형성될 수 있다.
한편, 복수의 흡습 패턴(120p)들은 상호 이격되도록, 각 패턴(120p) 사이에 간극(G)이 형성될 수 있다. 이러한 복수의 흡습 패턴(120p)들은 복수회에 걸쳐 기판(100) 상에 패턴을 형성한 것일 수도 있고, 또는 전술한 일체형의 브릿지(도 2의 120)에 관통구를 패터닝하여 복수의 패턴으로 변형한 것일 수 있다. 이와 같이 복수의 흡습 패턴(120p)들에 간극(G)을 형성함으로써, 흡습 패턴(120p)들의 흡습 속도를 높여 알칼리성 금속 염화물을 신속히 용해시킬 수 있다.
상기 흡습부 상에는 커버층(140)이 배치될 수 있는데, 커버층(140)은 적어도 복수의 흡습 패턴(120p)들의 전면(全面)을 덮도록 배치될 수 있다. 이때 커버층(140)은 물을 흡수하거나 통과시키기 쉬운 물질인 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라 본 실시예의 흡습부는 복수의 흡습 패턴(120p)들을 염다리로 하고, 한쌍의 금속패턴들(131, 132)을 전극으로 하여, 복수의 흡습 패턴(120p)들에 액체가 접촉하는 경우 선택적으로 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)의 통전이 이루어지도록 할 수 있다. 이 과정에서 복수의 흡습 패턴(120p)들이 신속히 용해되어 누액 감지 센서(20)의 센싱 속도를 향상시킬 수 있다.
다음으로 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서(30)는 RFID 태그의 구성요소인 기판(100), 안테나층(110) 및 집적회로 칩(C)을 구비하고, 안테나층(110)의 일부를 변형하여 형성된 흡습부(도 1의 A 부분)를 구비한다.
상기 흡습부는, 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)의 사이에 개재된 브릿지(120)와, 브릿지(120)의 양단에 형성된 한쌍의 금속패턴들(131, 132)을 구비한다. 즉, 본 실시예의 흡습부는 도 2 등을 참조하여 전술한 실시예의 흡습부와 동일 또는 유사하다.
다만, 본 실시예의 흡습부에 구비된 브릿지(120)가, 도 2 등에 도시된 실시예와 같이 일체형 패턴으로 제한되는 것은 아니며, 도 6 등에 도시된 실시예와 같이 복수의 패턴들을 구비하는 것일 수도 있다.
상기 흡습부 상에는 커버층(140op)이 배치될 수 있다.
본 실시예의 경우, 커버층(140op)은 두 부분으로 나뉠 수 있는데, 제1 부분(150)은 흡습부를 구성하는 브릿지(120) 및 한쌍의 금속패턴들(131, 132)의 적어도 일부에 중첩되는 부분이며, 제2 부분은 제1 부분(150)의 외측에 위치하는 부분이다. 구체적으로, 제1 부분(150)은 도 8 등에 해칭된 부분에 해당하고, 상기 제2 부분은 커버층(140op)에서 제1 부분(150)을 제외한 부분에 해당할 수 있다.
일 실시예로, 커버층(140op)은 제1 부분(150)과 상기 제2 부분이 상이한 물질로 형성될 수 있는데, 이 경우 누액 감지를 위해 액체와의 접촉을 용하는 제1 부분(150)의 경우 물을 흡수하거나 통과시키기 쉬운 물질로 형성되고, 상기 제2 부분의 경우 물이 침투하기 어려운 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 제1 부분(150)은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 제2 부분은 우레탄, 실리콘 등의 방수 물질 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 커버층(140op)의 제1 부분(150)은 개구부일 수도 있다. 이로써 커버층(140op)의 상기 제2 부분은 이에 중첩되는 하부층을 덮는 데 반하여, 커버층(140op)의 제1 부분(150)은 이에 중첩되는 하부층인 흡습부의 적어도 일부를 노출시키게 된다. 이때 상기 제2 부분은 물이 침투하기 어려운 물질로 형성될 수 있음은 물론이다.
따라서, 누액의 발생 시 액체는 커버층(140op)의 제1 부분(150)은 그대로 통과하여 브릿지(120) 중 적어도 일부에 접촉하게 된다.
상술한 바와 같이 본 실시예의 누액 감지 센서(30)는 커버층(140op)의 제1 부분에서만 액체가 흡수 또는 통과되고, 그 외 나머지 부분인 제2 부분에서는 액체가 침투하지 못하게 할 수 있다. 이로써 액체와 접촉할 필요가 없는 부분에는 액체가 침투하지 못하도록 하여, 기타 부품이 오작동되거나 부식되는 등의 문제를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 전술한 실시예들을 변형하여 복수의 흡습부들을 배치한 예들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 누액 감지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
먼저 도 10에는, 도 1 내지 도 9를 참조하여 전술한 흡습부(도 1의 A 부분)를 복수개 배치한 누액 감지 센서(11)가 도시되어 있다.
구체적으로, 상기 흡습부는 제1 흡습부(A 부분) 및 제2 흡습부(B 부분)를 포함할 수 있으며, 누액 감지 센서(11)의 감도를 높일 수 있도록 상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 기판(100) 상에 상호 분리되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 전술한 실시예들 중 어느 하나이거나, 이들 중 몇 가지를 조합한 것으로, 상기 흡습부들은 안테나층(110)의 일부분인 제1 안테나부(111) 및 제2 안테나부(112)의 사이에 개재되고, 알칼리성 금속 염화물을 포함하며, 그 상부에 커버층(140)이 배치된 구조를 갖는다.
한편, 본 실시예의 누액 감지 센서(11)는 태그와 리더 간 에너지 결합방식이 전자기파(electromagnetic wave) 방식인 RFID 태그를 이용한 것으로, 일 실시예로 복수의 흡습부들은 집적회로 칩(C)을 중심으로 서로 반대쪽에 배치될 수 있다. 이로써 집적회로 칩(C)을 중심으로 상대적으로 넓은 범위의 센싱 영역을 확보할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우, 기판(100)을 집적회로 칩(C)을 중심으로 그 길이방향을 따라 두 개의 영역으로 나누는 경우, 제1 흡습부(A 부분) 및 제2 흡습부(B 부분)는 각각 상이한 영역에 위치하게 된다.
다음으로 도 11에도, 복수개의 흡습부를 배치한 누액 감지 센서(11')가 도시되어 있다.
구체적으로, 상기 흡습부는 제1 흡습부(A' 부분) 및 제2 흡습부(B' 부분)를 포함할 수 있으며, 누액 감지 센서(11')의 감도를 높일 수 있도록 상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 기판(100) 상에 상호 분리되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이때 상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부 또한 전술한 실시예들 중 어느 하나이거나 이들 중 몇 가지를 조합한 것으로, 상기 흡습부들은 안테나층(110')의 일부분인 제1 안테나부(111') 및 제2 안테나부(112')의 사이에 개재되고, 알칼리성 금속 염화물을 포함하며, 그 상부에 커버층(140')이 배치된 구조를 갖는다.
한편, 본 실시예의 누액 감지 센서(11')는 도 10에 도시된 누액 감지 센서(11)와 달리, 태그와 리더 간 에너지 결합방식이 상호 유도결합(inductively coupled) 방식인 RFID 태그를 이용한 것으로, 일 실시예로 복수의 흡습부들은 집적회로 칩(C)의 일측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 흡습부들은 안테나층(110')의 집적회로 칩(C)에 인접한 부분에 위치하게 되어, 안테나층(110')과 집적회로 칩(C') 간의 전기적 연결이 신속히 이루어질 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우, 제1 흡습부(A 부분) 및 제2 흡습부(B 부분) 모두 집적회로 칩(C)의 일측에 병렬적으로 위치하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 육안 등을 이용하여 사용자가 직접 확인하지 않더라도, 누액 여부를 실시간으로 확인할 수 있다. 또한, 저가의 소모성 태그를 이용하여 저렴한 비용으로 누액 여부를 감지할 수 있고, 비교적 얇은 두께로 센서를 형성할 수 있어 기저귀, 의복 등에 설치 시에도 사용자가 느끼는 이물감을 최소화할 수 있다. 또한, 별도의 전원을 필요로 하지 않고 무선이므로, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 10w, 11, 11', 20, 30: 누액 감지 센서
100: 기판
110, 110': 안테나층
111, 111': 제1 안테나부
112, 112': 제2 안테나부
120: 브릿지
120p: 흡습 패턴
120w: 웨트 브릿지
131: 제1 금속패턴
132: 제2 금속패턴
140: 커버층
140w: 웨트 커버층
C: 집적회로 칩

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 상호 이격되도록 배치된 제1 안테나부 및 제2 안테나부;
    상기 기판 상에 배치되어 상기 제1 안테나부에 연결된 집적회로 칩; 및
    상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부 사이에 개재되도록 상기 기판 상에 배치되며, 알칼리성 금속 염화물을 포함하는 적어도 하나의 흡습부;를 구비하고,
    상기 흡습부는 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부를 연결하며 상기 알칼리성 금속 염화물을 포함하는 브릿지와, 상기 브릿지의 양단에 배치되는 한쌍의 금속패턴들을 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부를 덮도록 상기 기판 상에 배치되는 커버층을 더 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버층은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쌍의 금속패턴들은 상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부와 동일 물질을 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나부 및 상기 제2 안테나부 각각의 폭은 상기 한쌍의 금속패턴들 사이의 간격보다 좁은, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부는 복수의 흡습 패턴들을 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 흡습 패턴들 사이에 간극이 형성되도록, 상기 복수의 흡습 패턴들은 상호 이격된, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부를 덮도록 상기 기판 상에 배치되는 커버층을 더 구비하고,
    상기 커버층은 상기 흡습부의 적어도 일부에 중첩되는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 외측에 위치하는 제2 부분을 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제2 부분과 상이한 물질을 포함하고,
    상기 제1 부분은 종이, 멤브레인(membrane), 천 및 부직포 중 적어도 하나를 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 흡습부의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 구비하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리성 금속 염화물은 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘(CaCl2) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나를 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부는 알칼리성 금속 염화물의 파우더를 포함하는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부는 제1 흡습부 및 제2 흡습부를 포함하고,
    상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 상기 집적회로 칩을 중심으로 서로 반대쪽에 배치되는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡습부는 제1 흡습부 및 제2 흡습부를 포함하고,
    상기 제1 흡습부 및 상기 제2 흡습부는 상기 집적회로 칩의 일측에 병렬적으로 배치되는, RFID 태그를 이용한 누액 감지 센서.
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