KR102174103B1 - Valve integrated with water detect sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 워터감지센서가 일체화된 밸브에 대한 것으로서, 특히 워터감지센서가 일체화되어 수소 차량의 워터 트랩에서 방출되는 물의 흐름을 감지하는 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 밸브에 워터감지센서를 일체화하여 워터 트랩에서 물이 배출되는 것을 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 본 발명은 공극이 형성된 도전체를 센서로 이용하여 사출성형 시 공극으로 사출물이 채워지도록 함으로써 사출물의 강도를 증가시킬 수 있다. 본 발명은 밸브 오프 시 정전용량 초기값을 현재 측정된 정전용량값으로 업데이트함으로써 온도 센서 없이 주위 온도가 변화하더라도 측정되는 정전용량값으로 유체의 흐름을 정확하게 감지할 수 있다.The present invention relates to a valve in which a water detection sensor is integrated, and in particular, to a valve in which a water detection sensor is integrated to detect the flow of water discharged from a water trap of a hydrogen vehicle. The present invention can accurately detect that water is discharged from a water trap by integrating a water detection sensor in the valve. In addition, according to the present invention, the strength of the molded product can be increased by using a conductor having a void as a sensor to fill the molded product with the void during injection molding. In the present invention, by updating the initial capacitance value to the currently measured capacitance value when the valve is turned off, even if the ambient temperature changes without a temperature sensor, the flow of the fluid can be accurately detected with the measured capacitance value.
Description
본 발명은 워터감지센서가 일체화된 밸브에 대한 것으로서, 특히 워터감지센서가 일체화되어 수소 차량의 워터 트랩에서 방출되는 물의 흐름을 감지하는 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a valve in which a water detection sensor is integrated, and in particular, to a valve in which a water detection sensor is integrated to detect the flow of water discharged from a water trap of a hydrogen vehicle.
워터 트랩이 설치되어 생성되는 물을 저장하며, 일정량 이상의 물이 저장되면 이를 워터 트랩에서 배출시킨다. 기존에는 워터 트랩에 워터감지센서를 설치함으로써 워터 트랩에 물이 있는지를 측정하였다. 하지만, 이 경우, 워터 트랩에 물이 있는지는 감지할 수 있으나 워터 트랩의 토출구에서 물이 배출되는지 여부는 알 수 없는 문제가 있다.A water trap is installed to store generated water, and when more than a certain amount of water is stored, it is discharged from the water trap. In the past, water detection sensors were installed in the water trap to measure the presence of water in the water trap. However, in this case, it is possible to detect whether there is water in the water trap, but there is a problem that it is not known whether water is discharged from the discharge port of the water trap.
본 발명의 목적은 수소 차량의 워터 트랩에서 방출되는 물의 흐름을 효과적으로 감지할 수 있는 워터감지센서가 일체화된 밸브를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a valve incorporating a water detection sensor capable of effectively detecting the flow of water discharged from a water trap of a hydrogen vehicle.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. In addition, it will be easily understood that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means shown in the claims and combinations thereof.
본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브는, 밸브 제어부와, 유체가 유입되어 배출되는 유체 이동로가 내부에 형성되되, 밸브 제어부의 제어에 따라 유체 이동로가 개폐되는 밸브, 및 유체 이동로를 둘러싸도록 구비되어 정전용량의 변화에 따라 유체 이동로를 이동하는 유체의 흐름을 감지하는 센서부를 포함한다.The valve in which the water detection sensor according to the present invention is integrated includes a valve control unit, a fluid flow path through which fluid is introduced and discharged, a valve in which the fluid movement path is opened and closed according to the control of the valve control unit, and a fluid movement path. It is provided to surround the sensor unit for sensing a flow of the fluid moving in the fluid passage according to the change in capacitance.
센서부는, 유체 이동로를 둘러싸며, 상부와 하부가 개방된 중공의 기둥 형상인 메쉬형 도전체와, 메쉬형 도전체의 둘레를 지지하는 지지체를 포함할 수 있다. 이 경우, 지지체는, 메쉬형 도전체의 상부 가장자리를 지지하는 상부 지지체와, 메쉬형 도전체의 하부 가장자리를 지지하는 하부 지지체, 및 상부 지지체와 하부 지지체를 연결하는 적어도 하나 이상의 연결 지지체를 포함한다.The sensor unit may include a mesh-type conductor surrounding the fluid passage and having a hollow column shape with open upper and lower portions, and a support body supporting the circumference of the mesh-type conductor. In this case, the support includes an upper support supporting an upper edge of the mesh-type conductor, a lower support supporting a lower edge of the mesh-type conductor, and at least one connecting support connecting the upper support and the lower support. .
메쉬형 도전체는 실 형태의 도전체가 직조된 형태일 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 메쉬형 도전체는 면 형태의 도전체에 다수개의 홀이 형성된 형태일 수도 있다. 더욱이, 센서부는, 유체 이동로를 둘러싸며, 상부와 하부가 개방된 중공의 기둥 형상인 평판 도전체를 포함할 수도 있다.The mesh-type conductor may have a woven thread-shaped conductor. However, the present invention is not limited thereto, and the mesh-type conductor may have a shape in which a plurality of holes are formed in the surface-shaped conductor. In addition, the sensor unit may include a flat plate conductor having a hollow column shape with open upper and lower portions surrounding the fluid passage.
센서부를 제어하는 센서 제어 모듈을 포함하고, 센서 제어 모듈은, 밸브 제어부로 부터 밸브 온 상태와 밸브 오프 상태를 포함하는 밸브 작동 상태를 판단하는 밸브 상태 판단 모듈과, 밸브 상태 판단 모듈에서 판단된 밸브 작동 상태가 밸브 오프 상태일 경우, 도전체에서 현재 측정된 정전용량값을 정전용량 초기값으로 저장하는 정전용량값 초기화 모듈, 및 도전체에서 측정된 정전용량값을, 미리 저장된 정전용량 초기값 및 미리 저장된 유체 이동로에 유체가 흐를 때 도전체의 정전용량값인 유체 탐지 정전용량값과 비교하여 유체 이동로에 유체가 흐르지 않는 상태를 의미하는 기체 신호와, 유체 이동로에 유체가 흐르고 있는 상태를 의미하는 유체 신호를 생성하여 출력하는 측정값 출력 모듈을 포함한다.A sensor control module for controlling a sensor unit, wherein the sensor control module includes a valve state determination module that determines a valve operation state including a valve on state and a valve off state from the valve controller, and a valve determined by the valve state determination module. When the operating state is the valve off state, a capacitance value initialization module that stores the capacitance value currently measured in the conductor as an initial capacitance value, and the capacitance value measured in the conductor, the previously stored capacitance initial value and A gas signal indicating a state in which fluid does not flow in the fluid path compared to the fluid detection capacitance value, which is the capacitance value of a conductor when the fluid flows through a previously stored fluid path, and a state in which fluid is flowing in the fluid path It includes a measurement value output module for generating and outputting a fluid signal meaning.
본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브는 밸브에 워터감지센서를 일체화하여 워터 트랩에서 물이 배출되는 것을 정확하게 감지할 수 있다.The valve in which the water detection sensor is integrated according to the present invention can accurately detect that water is discharged from the water trap by integrating the water detection sensor into the valve.
또한, 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브는 공극이 형성된 도전체를 센서로 이용하여 사출성형 시 공극으로 사출물이 채워지도록 함으로써 사출물의 강도를 증가시킬 수 있다.In addition, the valve in which the water detection sensor according to the present invention is integrated may increase the strength of the injection product by using a conductor with a gap formed as a sensor to fill the injection product with the gap during injection molding.
또한, 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브는 밸브 오프 시 정전용량 초기값을 현재 측정된 정전용량값으로 업데이트함으로써 온도 센서 없이 주위 온도가 변화하더라도 측정되는 정전용량값으로 유체의 흐름을 정확하게 감지할 수 있다.In addition, the valve in which the water sensor according to the present invention is integrated updates the initial capacitance value to the currently measured capacitance value when the valve is turned off, so that the flow of fluid is accurately measured even if the ambient temperature changes without a temperature sensor. Can be detected.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부를 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브의 센서부에서 측정된 물이 흐를 때와 흐르지 않을 때의 측정값 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a valve in which a water sensor according to the present invention is integrated.
2 is an enlarged cross-sectional view of a sensor unit in a valve in which a water detection sensor is integrated according to the present invention.
3 is a perspective view of a sensor unit in a valve in which a water sensor according to the present invention is integrated.
4 is a side view of a sensor unit in a valve in which a water sensor according to the present invention is integrated.
5 is a graph of measured values when water flows and when water does not flow, measured by a sensor unit of a valve in which a water detection sensor according to the present invention is integrated.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar elements.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브를 설명하도록 한다.Hereinafter, a valve in which a water detection sensor is integrated according to some embodiments of the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a valve in which a water sensor according to the present invention is integrated.
본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 인가 시 회전력을 발생시키는 액추에이터(100)와, 액추에이터(100)에서 발생한 회전력을 외부로 출력하는 샤프트(150), 샤프트(150)에 의해 작동하며 유체의 배출을 단속하는 밸브(200), 및 밸브(200)에 구비된 센서부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the valve in which the water sensor according to the present invention is integrated includes an
액추에이터(100)는 중공의 케이스(110)와 케이스(110)의 내부에 설치된 스테이터(120) 및 로터(130)를 포함한다. 케이스(110)는 상하로 연장된 파이프 형상이며, 그 내부에는 스테이터(120) 및 로터(130)를 설치하기 위한 공간이 형성된다.The
스테이터(120)는 전원 인가 시 회전자계를 발생시키는 고정자이다. 이러한 스테이터(120)는 케이스(110)의 내벽에 고정설치될 수 있도록 그리고 그 내부에 로터(130)가 설치될 수 있도록 환형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 스테이터(120)는 얇은 철판을 성층한 철심인 스테이터 코어(121)와, 스테이터 코어(121)에 권취된 스테이터 코일(122)을 포함한다.The
로터(130)는 전원 인가 시 스테이터(120)에서 발생한 회전자계에 의해 회전하는 회전자이다. 로터(130)는 스테이터(120)의 중심에 위치되고 회전 가능하게 설치된다. 또한, 로터(130)는 샤프트(150)의 중단에 결합된 파이프 형상의 로터 코어(131)와, 로터 코어(131)의 둘레에 설치된 파이프 형상의 마그넷(132)을 포함한다.The
샤프트(150)는 스테이터(120)와 로터(130)에 의해 발생한 회전력을 출력하기 위한 것으로서, 로터 코어(131)를 관통하도록 결합되는 봉의 형태이다. 이러한 샤프트(150)는 상단과 하단이 중단보다 지름이 작고, 상단과 하단에는 샤프트(150)를 회전 가능하도록 지지하는 베어링(미도시)이 구비된다. 또한, 샤프트(150)의 하단 외주면에는 스크루 너트(220)와의 결합을 위한 나사산이 형성된다. 한편, 전원 인가 시 회전한 샤프트(150)는 스프링(140)에 의해 최초의 위치로 복귀된다.The
밸브(200)는 유체를 이송하는 유체 이동로(211)가 내부에 형성된 하우징(210)과, 하우징(210)의 내부에 설치되어 이동로를 개폐하는 스크루 너트(220), 및 스크루 너트(220)의 하단에 결합되는 다이어프램(230)을 포함한다. 여기서, 유체 이동로(211)는 워터 트랩으로부터 유체가 유입되는 유체 유입로와, 유체 유입로로 유입된 유체가 배출되는 유체 배출로를 포함한다.The
스크루 너트(220)는 샤프트(150)의 하단에 나사 결합되어 샤프트(150)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다. 스크루 너트(220)는 상단이 개방되고 하단이 밀폐된 중공의 기둥형상이다. 이러한 스크루 너트(220)는 내주면에 샤프트(150)의 나사산과 대응되는 나사산이 형성된 측벽(221)과, 측벽(221)의 하단을 폐쇄하도록 형성되어 다이어프램(230)과 결합되는 결합돌기(222)를 포함한다.The
다이어프램(230)은 작동공간의 내벽에 고정되는 고정부(231)와, 스크루 너트(220)의 결합돌기(222)에 결합되는 밀봉부(232)를 포함하는 원판 형상이다. 이러한 다이어프램(230)은 소정의 탄성을 가진 탄성부재로서, 전술된 스크루 너트(220)의 하단에 형성된 결합돌기(222)와 결합된다. 이러한 구조에 의해서, 스크루 너트(220)가 하방으로 하강되면 다이어프램(230)이 유체 이동로(211)를 폐쇄하고, 스크루 너트(220)가 상방으로 상승하면 다이어프램(230)이 유체 이동로(211)를 개방한다.The diaphragm 230 has a disk shape including a fixing portion 231 fixed to the inner wall of the operating space and a sealing
한편, 본 실시예는 밸브(200)를 제어하는 구성으로 액추에이터(100)를 예시하였다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 밸브(200)를 제어하는 구성으로 코어와 코일 어셈블리, 및 플런저 등을 포함하는 솔레노이드를 이용할 수도 있다. 즉, 본 발명에서 밸브(200)를 제어하는 밸브 제어부로 어떠한 구성이 되어도 제한되지 않는다.On the other hand, this embodiment illustrated the
도 2는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부를 확대한 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브에서 센서부의 측면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a sensor unit in a valve in which a water detection sensor is integrated according to the present invention. 3 is a perspective view of a sensor unit in a valve in which a water detection sensor according to the present invention is integrated, and Fig. 4 is a side view of a sensor unit in a valve in which a water detection sensor according to the present invention is integrated.
센서부(300)는 유체 이동로(211)를 둘러싸도록 구비되어 유체 이동로(211)를 통해 이동하는 유체를 정전용량값의 변화로 탐지한다. 이러한 센서부(300)는 유체 이동로(211)의 가장자리를 둘러싸는 도전체(310)와, 도전체(310)에서 탐지된 유체 탐지값을 출력하는 리드(320)를 포함한다. 본 실시예는 센서부(300)의 도전체(310)가 메쉬형 도전체(310)인 것을 예시하며, 이 경우, 센서부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 메쉬형 도전체(310)와, 메쉬형 도전체(310)를 지지하는 지지체(312), 및 메쉬형 도전체(310)와 전기적으로 접속된 리드(320)를 포함한다. 또한, 센서부(300)는 리드(320)를 통해 측정값을 전달받아 외부로 출력하는 기판 형태인 센서 제어 모듈(330)을 포함할 수 있다.The sensor unit 300 is provided to surround the
메쉬형 도전체(310)는 실 형태의 도전체가 직조된 형태로서, 상부와 하부가 개방된 중공의 원기둥 형태를 예시한다. 또한, 실 형태의 도전체가 직조됨에 따라, 메쉬형 도전체(310)에는 공극이 형성되며, 사출성형 시 메쉬형 도전체(310)에 형성된 공극을 통과함으로써 메쉬형 도전체(310)가 하우징(210)에 견고하게 고정된다. 상기에서는 메쉬형 도전체(310)가 원기둥 형태인 것을 예시하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 메쉬형 도전체(310)는 상부와 하부가 개방된 중공의 삼각기둥, 사각기둥을 포함하는 다각기둥 형태와, 타원기둥 형태 등을 포함할 수 있다. 이는 유로의 형상과 대응되도록 형성되는 것으로서, 본 발명의 메쉬형 도전체(310) 형상은 유체 이동로(211)의 형상에 따라 달라질 수 있다.The mesh-
한편, 전술된 실시예에서는 메쉬형 도전체(310)로 실 형태의 도전체가 직조된 것을 예시하였다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 면 형태의 도전체에 다수개의 홀이 형성된 메쉬형 도전체(310)를 이용할 수도 있다. 이 경우, 실 형태의 도전체가 직조된 메쉬형 도전체(310)보다 도전체의 면적이 넓어지므로 유체 측정을 보다 확실하게 수행할 수 있다.On the other hand, in the above-described embodiment, the mesh-
지지체(312)는 메쉬형 도전체(310)를 지지하여 형태를 유지할 수 있도록 한다. 이를 위해서, 지지체(312)는 메쉬형 도전체(310)의 상부 가장자리를 감싸는 상부 지지체(312a)와, 메쉬형 도전체(310)의 하부 가장자리를 감싸는 하부 지지체(312b), 상부 지지체(312a)와 하부 지지체(312b)를 연결하는 연결 지지체(312c, 312d)를 포함한다.The
상부 지지체(312a)는 메쉬형 도전체(310)의 상부 가장자리를 지지한다. 여기서, 본 실시예는 상부 지지체(312a)로 링 형태의 상부 지지체(312a)를 예시한다. 물론, 전술된 바와 같이, 메쉬형 도전체(310)가 다각형일 경우 상부 지지체(312a) 역시 메쉬형 도전체(310)의 형상에 대응되도록 다각형 링 형태일 수 있으며, 메쉬형 도전체(310)가 타원형일 경우 상부 지지체(312a) 역시 타원 링 형태일 수 있다. 이러한 상부 지지체(312a)는 메쉬형 도전체(310)와 리드(320)를 전기적으로 접속시키기 위해서 도전체(310)인 것이 바람직하다.The
하부 지지체(312b)는 메쉬형 도전체(310)의 하부 가장자리를 지지한다. 이러한 하부 지지체(312b)는 전술된 상부 지지체(312a)와 동일한 형상인 것이 바람직하다.The
연결 지지체(312c, 312d)는 상부 지지체(312a)와 하부 지지체(312b)를 연결한다. 본 실시예는 연결 지지체(312c, 312d)가 바 형태인 것을 예시하며, 제1 연결 지지체(312c)와, 제1 연결 지지체(312c)와 이격된 제2 연결 지지체(312d)를 포함하는 것을 예시한다. 제1 연결 지지체(312c)와 제2 연결 지지체(312d)는 이격되어 형성되며, 상부 지지체(312a)의 평면도를 기준으로 제1 연결 지지체(312c)와 제2 연결 지지체(312d)는 상부 지지체(312a)의 둘레를 등분하도록 위치되는 것이 바람직하다.The connection supports 312c and 312d connect the
리드(320)는 메쉬형 도전체(310)와 센서 제어 모듈(330)을 전기적으로 접속시킨다. 이러한 리드(320)는 상부 지지체(312a)와 메쉬형 도전체(310) 사이에 접속되며, 'ㄱ'형태인 것을 예시한다.The
한편, 본 발명의 센서부(300)에서 도전체(310)는 전술된 메쉬형 도전체(310)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 도전체(310)는 평판 도전체(310)를 포함할 수도 있다. 이 경우, 전술된 지지체(312)는 생략되며, 리드(320)는 평판 도전체(310)와 전기적으로 접속된다.Meanwhile, the
센서 제어 모듈(330)은 도전체(310)에서 측정된 측정값으로 유체의 흐름을 판단한다. 또한, 센서 제어 모듈(330)은 밸브(200) 상태를 판단하여 유체의 흐름을 판단하는 기준인 정전용량 초기값을 초기화한다. 이를 위해서, 센서 제어 모듈(330)은 밸브 작동 상태를 판단하는 밸브 상태 판단 모듈과, 밸브 작동 상태에 따라 정전용량 초기값을 초기화하는 정전용량값 초기화 모듈, 및 도전체(310)에서 측정된 측정값과 정전용량 초기값 및 유체 탐지 정전용량값을 비교하여 출력하는 측정값 출력 모듈을 포함한다.The
밸브 상태 판단 모듈은 액추에어터로부터 밸브의 온/오프 상태를 판단한다. 이는 액추에이터(100)가 차량의 제어기를 통해 샤프트(150)를 제어할 때 생성되는 신호를 수신하여 판단할 수 있다. 한편, 본 발명은 샤프트(150)의 상부에 자성체를 장착하고, 그 상부에 홀 센서가 구비된 기판을 설치함으로써 샤프트(150)의 위치를 감지할 수도 있다. 이 경우, 홀 센서에서 감지된 샤프트(150)의 위치에 따른 밸브 온/오프 상태도 함께 이용할 수도 있다.The valve state determination module determines the ON/OFF state of the valve from the actuator. This can be determined by receiving a signal generated when the
정전용량값 초기화 모듈은 밸브 상태 판단 모듈에서 밸브가 오프 상태인 것으로 판단하면, 센서부(300)에서 현재 측정되고 있는 측정값을 정전용량 초기값으로 초기화한다. 여기서, 정전용량 초기값은 영점값을 의미하는 것으로서, 유체가 흐르지 않는 상태에서 도전체(310)를 통해 측정되는 측정값, 즉, 정전용량값을 의미한다. 정전용량 초기값은 주위 온도에 따라 변화하며, 정전용량값 초기화 모듈은 밸브 오프 상태를 인식하여 정전용량 초기값을 현지 측정되는 정전용량값으로 업데이트한다. 이에 따라, 도전체(310)에서 측정되는 측정값은 정전용량 초기값을 기준으로 판단한다. 여기서, 정전용량 초기값의 변화량에 따라 유체 탐지 정전용량값 역시 변화된다. 유체 탐지 정전용량값은 유체가 흐를 때 도전체(310)에서 감지되는 정전용량값을 의미하며, 본 발명은 밸브에 오프 상태일 경우 정전용량 초기값, 밸브가 온 상태일 경우 유체 탐지 정전용량값이 도전체(310)로부터 감지되어야 한다.When the valve state determination module determines that the valve is in the off state, the capacitance value initialization module initializes the measured value currently being measured by the sensor unit 300 as an initial capacitance value. Here, the initial capacitance value means a zero point value, and means a measurement value measured through the
도 5는 본 발명에 따른 워터감지센서가 일체화된 밸브의 센서부에서 측정된 물이 흐를 때와 흐르지 않을 때의 측정값 그래프이다.5 is a graph of measured values when water flows and does not flow, measured by a sensor unit of a valve in which a water detection sensor according to the present invention is integrated.
측정값 출력 모듈은 도전체(310)로부터 탐지된 측정값을 정전용량 초기값 및 유체 탐지 정전용량값을 비교하여, 유체 이동로(211)로 유체가 흐르지 않는 상태를 의미하는 기체 신호와, 유체 이동로(211)로 유체가 흐르고 있는 상태를 의미하는 유체 신호를 생성하여 출력한다. 여기서, 기체 신호와 유체 신호는 터미널(240)을 통해 출력된다. 도 5를 참조하면, 유체 이동로(211)로 유체가 흐르고 있을 경우 정전용량값이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있으며, 유체 이동로(211)로 유체가 흐르지 않을 경우 정전용량값이 초기값으로 복귀하는 것을 볼 수 있다. 또한, 도 5는 정전용량 초기값이 온도에 따라 업데이트된 상태로서, 밸브 오프 시 정전용량값이 약 31250인 것을 알 수 있다. 이에 따라, 출력된 기체 신호 및 유체 신호에 따라 도시되지 않은 차량 제어기가 워터 트랩에 물이 있는지를 정확하게 판단하여 밸브의 작동을 제어할 수 있다.The measured value output module compares the measured value detected from the
한편, 본 발명은 센서부(300)에서 측정된 측정값과 밸브 작동 상태를 비교하여 밸브 고장 상태를 인지할 수도 있다. 예를 들어, 밸브 작동 상태는 밸브 온 상태이나 센서부(300)에서 유체의 흐름을 감지하지 못할 경우 고장으로 판단할 수 있다. 또한, 밸브 작동 상태는 밸브 오프 상태이나 센서부(300)에서 유체의 흐름을 감지할 경우 고장으로 판단할 수 있다. 이는 차량 시동 시 워터 트랩에는 일정 시간 마다 일정량의 물이 채워지게 되므로, 특정 시간, 즉, 워트 트랩에 물이 채워져 있는 상태일 때 밸브 작동 시 유체 흐름을 감지하지 못하면 고장으로 판단할 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, a valve failure state may be recognized by comparing a measured value measured by the sensor unit 300 with a valve operation state. For example, the valve operation state may be determined as a failure when the valve is turned on or the sensor unit 300 does not detect the flow of fluid. In addition, the valve operation state may be determined as a failure when the valve is in an off state or when the sensor unit 300 detects the flow of fluid. This is because the water trap is filled with a certain amount of water every certain time when the vehicle is started. Therefore, if a fluid flow is not detected during operation of the valve when the water trap is filled with water at a certain time, it may be determined as a failure.
상술한 바와 같이, 본 발명은 밸브에 워터감지센서를 일체화하여 워터 트랩에서 물이 배출되는 것을 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 본 발명은 공극이 형성된 도전체를 센서로 이용하여 사출성형 시 공극으로 사출물(하우징)이 채워지도록 함으로써 사출물의 강도를 증가시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the water detection sensor is integrated with the valve to accurately detect that water is discharged from the water trap. In addition, according to the present invention, the strength of the molded product may be increased by using a conductor having a void as a sensor to fill the molded product (housing) with the void during injection molding.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above with reference to the drawings illustrated for the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification, and various by a person skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can be made. In addition, even if not explicitly described and described the effects of the configuration of the present invention while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the predictable effects of the configuration should also be recognized.
100: 액추에이터 110: 케이스
120: 스테이터 121: 스테이터 코어
122: 스테이터 코일 130: 로터
131: 로터 코어 132: 마그넷
140: 스프링 150: 샤프트
160: 홀더 200: 밸브
210: 하우징 211: 유체 이동로
220: 스크루 너트 221: 측벽
222: 결합돌기 230: 다이터프램
231: 결합부 232: 밀봉부
240: 터미널 300: 센서부
310: 도전체 311: 메쉬형 도전체
312: 지지체 312a: 상부 지지체
312b: 하부 지지체 312c: 제1 연결 지지체
312d: 제2 연결 지지체 320: 리드
321: 제1 리드 322: 제2 리드
330: 센서 제어 모듈 100: actuator 110: case
120: stator 121: stator core
122: stator coil 130: rotor
131: rotor core 132: magnet
140: spring 150: shaft
160: holder 200: valve
210: housing 211: fluid passage
220: screw nut 221: side wall
222: coupling protrusion 230: diaphragm
231: coupling portion 232: sealing portion
240: terminal 300: sensor unit
310: conductor 311: mesh type conductor
312:
312b:
312d: second connection support 320: lead
321: first lead 322: second lead
330: sensor control module
Claims (7)
유체가 유입되어 배출되는 유체 이동로가 내부에 형성되되, 상기 밸브 제어부의 제어에 따라 상기 유체 이동로가 개폐되는 밸브, 및
상기 유체 이동로를 둘러싸도록 구비되어 정전용량의 변화에 따라 유체 이동로를 이동하는 유체의 흐름을 감지하는 센서부를 포함하는 워터감지센서가 일체화되며,
상기 센서부는, 상기 유체 이동로를 둘러싸며, 상부와 하부가 개방된 중공의 기둥 형상인 메쉬형 도전체와, 상기 메쉬형 도전체의 둘레를 지지하는 지지체를 포함하는 워터감지센서가 일체화되고,
상기 지지체는, 상기 메쉬형 도전체의 상부 가장자리를 지지하는 상부 지지체와, 상기 메쉬형 도전체의 하부 가장자리를 지지하는 하부 지지체, 및 상기 상부 지지체와 상기 하부 지지체를 연결하는 적어도 하나 이상의 연결 지지체를 포함하는 워터감지센서가 일체화된 밸브.
A valve control unit,
A valve in which a fluid passage through which fluid is introduced and discharged is formed, and the fluid passage is opened and closed under control of the valve controller, and
A water detection sensor including a sensor unit that is provided to surround the fluid passage and senses a flow of a fluid moving in the fluid passage according to a change in capacitance is integrated,
The sensor unit is integrated with a water detection sensor including a mesh-type conductor having a hollow column shape with open upper and lower portions and a support for supporting the circumference of the mesh-type conductor, surrounding the fluid passage,
The support includes an upper support for supporting an upper edge of the mesh-type conductor, a lower support for supporting a lower edge of the mesh-type conductor, and at least one connecting support connecting the upper support and the lower support. A valve with integrated water detection sensor.
유체가 유입되어 배출되는 유체 이동로가 내부에 형성되되, 상기 밸브 제어부의 제어에 따라 상기 유체 이동로가 개폐되는 밸브, 및
상기 유체 이동로를 둘러싸도록 구비되어 정전용량의 변화에 따라 유체 이동로를 이동하는 유체의 흐름을 감지하는 센서부를 포함하는 워터감지센서가 일체화되며,
상기 센서부는, 상기 유체 이동로를 둘러싸며, 상부와 하부가 개방된 중공의 기둥 형상인 메쉬형 도전체와, 상기 메쉬형 도전체의 둘레를 지지하는 지지체를 포함하는 워터감지센서가 일체화되고,
상기 센서부를 제어하는 센서 제어 모듈을 포함하고,
상기 센서 제어 모듈은,
상기 밸브 제어부로 부터 밸브 온 상태와 밸브 오프 상태를 포함하는 밸브 작동 상태를 판단하는 밸브 상태 판단 모듈과,
상기 밸브 상태 판단 모듈에서 판단된 밸브 작동 상태가 밸브 오프 상태일 경우, 상기 도전체에서 현재 측정된 정전용량값을 정전용량 초기값으로 저장하는 정전용량값 초기화 모듈, 및
상기 도전체에서 측정된 정전용량값을, 미리 저장된 상기 정전용량 초기값 및 미리 저장된 상기 유체 이동로에 유체가 흐를 때 상기 도전체의 정전용량값인 유체 탐지 정전용량값과 비교하여 상기 유체 이동로에 유체가 흐르지 않는 상태를 의미하는 기체 신호와, 유체 이동로에 유체가 흐르고 있는 상태를 의미하는 유체 신호를 생성하여 출력하는 측정값 출력 모듈을 포함하는 워터감지센서가 일체화된 밸브.
A valve control unit,
A valve in which a fluid passage through which fluid is introduced and discharged is formed, and the fluid passage is opened and closed under control of the valve controller, and
A water detection sensor including a sensor unit that is provided to surround the fluid passage and senses a flow of a fluid moving in the fluid passage according to a change in capacitance is integrated,
The sensor unit is integrated with a water detection sensor including a mesh-type conductor having a hollow column shape with open upper and lower portions and a support for supporting the circumference of the mesh-type conductor, surrounding the fluid passage,
Comprising a sensor control module for controlling the sensor unit,
The sensor control module,
A valve state determination module for determining a valve operating state including a valve on state and a valve off state from the valve control unit,
When the valve operation state determined by the valve state determination module is a valve off state, a capacitance value initialization module that stores a capacitance value currently measured in the conductor as an initial capacitance value, and
The capacitance value measured by the conductor is compared with an initial capacitance value stored in advance and a fluid detection capacitance value that is a capacitance value of the conductor when fluid flows through the fluid flow path stored in advance. A valve in which a water detection sensor including a measurement value output module that generates and outputs a gas signal indicating a state in which a fluid does not flow in and a fluid signal indicating a state in which a fluid is flowing in the fluid passage is integrated.
상기 메쉬형 도전체는 실 형태의 도전체가 직조된 워터감지센서가 일체화된 밸브.
The method according to claim 1 or 2,
The mesh-type conductor is a valve in which a water detection sensor in which a thread-shaped conductor is woven is integrated.
상기 메쉬형 도전체는 면 형태의 도전체에 다수개의 홀이 형성된 워터감지센서가 일체화된 밸브.
The method according to claim 1 or 2,
The mesh-type conductor is a valve in which a water detection sensor having a plurality of holes formed in a surface-shaped conductor is integrated.
상기 센서부는,
상기 유체 이동로를 둘러싸며, 상부와 하부가 개방된 중공의 기둥 형상인 평판 도전체를 포함하는 워터감지센서가 일체화된 밸브.The method according to claim 1 or 2,
The sensor unit,
A valve in which a water detection sensor is integrated, which surrounds the fluid passage and includes a flat plate conductor having a hollow column shape with open upper and lower portions.
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