KR102227441B1

KR102227441B1 - 가스감지장치의 하우징

Info

Publication number: KR102227441B1
Application number: KR1020190046876A
Authority: KR
Inventors: 정윤형
Original assignee: 정윤형
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2021-03-11
Also published as: KR20200123671A

Abstract

본 발명은 가스감지장치에 관한 것으로서, 상세하게는 가스센서가 장착된 인쇄회로기판, 배터리, 각종 통신모듈 등을 내장하며 가스센서의 교체를 편리하게 할 수 있는 가스감지장치의 하우징에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 가스감지장치의 하우징은 전면 커버와 후면 커버로 구성된 하우징으로서, 상기 전면 커버의 내측 하단 공간에 가스센서, 마이크로프로세서 및 근거리 통신모듈이 장착된 인쇄회로기판이 내장되고, 상기 전면 커버의 내측 상단 공간에 주기적으로 비컨신호를 생성하여 송출하는 액세스포인트 모듈 및 이동통신망과 접속한 휴대단말과 통신하는 이동통신 모듈이 내장되고, 상기 전면 커버의 전면 하단에는 가스센서가 삽입되는 구멍이 형성되며, 상기 전면 커버의 구멍에 삽입된 가스센서를 수용하면서 상기 전면 커버에 착탈 가능하게 센서 캡이 설치되며, 상기 후면 커버의 외측 공간에 배터리가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

가스감지장치의 하우징{Housing of gas detector}

본 발명은 가스감지장치에 관한 것으로서, 상세하게는 가스센서가 장착된 인쇄회로기판, 배터리, 각종 통신모듈 등을 내장하며 가스센서의 교체를 편리하게 할 수 있는 가스감지장치의 하우징에 관한 것이다.

가스센서는 가스를 검출하는 센서를 말한다. 가스센서는 기체 중에 함유된 특정 화학물질을 검지하여 그 농도를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 가스의 종류에 따라 다양한 가스센서가 존재한다.

가스센서의 검출 방식으로는 크게 가스의 흡착이나 반응에 의한 고체 물성의 변화를 이용하는 방식(반도체 센서, 세라믹 센서, 압전체 센서), 연소열을 이용하는 방식(접촉 연소식 센서), 전기화학 반응을 이용하는 방식(고체 전해질 센서, 전기화학 센서), 물리적 특성값을 이용하는 방식(적외선 흡수) 등이 있다.

가스감지장치는 다양한 종류의 가스센서를 이용해 특정 가스의 농도를 검출하고 특정 가스의 농도가 일정 값 이상이면 가스 누설 경고를 출력한다.

가스감지장치의 가스센서는 영구적으로 사용할 수 있는 것이 아니라 일정 시간이 지나면 센서 성능이 떨어지기 때문에 교체를 해야 한다.

종래 가스감지장치에서 관리자가 가스센서를 교체하기 위해서 가스감지장치의 하우징을 분리한 후 하우징 내부에 있는 인쇄회로기판에 장착된 센서를 빼고 새로운 센서를 장착하는 방식으로 가스센서를 교체하였다.

그러나 종래 가스센서 교체 방식은 관리자가 하우징의 후면 커버로부터 전면 커버를 분리하여 센서를 교체하고 다시 후면 커버에 전면 커버를 부착해야 하는 번거로움과 불편함이 있었다.

또한, 가스감지장치에 통신 기능을 추가하기 위해 인쇄회로기판과 별도로 존재하는 다양한 종류의 통신모듈을 하우징에 내장할 수 있다. 그런데 여러 개의 통신 모듈을 하우징에 내장하기 위해서는 하우징 내부에 통신모듈을 고정하기 위한 별도의 지지대가 있어야 한다.

한국등록특허 제1960522호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스감지장치의 사용자나 관리자가 간단하고 편리하게 가스센서를 교체할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가스감지장치의 하우징에 여러 종류의 통신 모듈을 내장할 때 하우징 내에 별도의 지지대가 없어도 통신 모듈을 고정할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 가스감지장치의 하우징은 전면 커버와 후면 커버로 구성된 하우징으로서,

상기 전면 커버의 내측 하단 공간에 가스센서, 마이크로프로세서 및 근거리 통신모듈이 장착된 인쇄회로기판이 내장되고,

상기 전면 커버의 내측 상단 공간에 주기적으로 비컨신호를 생성하여 송출하는 액세스포인트 모듈 및 이동통신망과 접속한 휴대단말과 통신하는 이동통신 모듈이 내장되고,

상기 전면 커버의 전면 하단에는 가스센서가 삽입되는 구멍이 형성되며, 상기 전면 커버의 구멍에 삽입된 가스센서를 수용하면서 상기 전면 커버에 착탈 가능하게 센서 캡이 설치되며,

상기 후면 커버의 외측 공간에 배터리가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 센서 캡을 상기 전면 커버에서 분리하면 상기 전면 커버의 구멍에 삽입된 가스센서의 본체가 노출되어 사용자가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 가스센서를 분리할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전면 커버의 밑면에는 상기 액세스포인트 모듈 및 이동통신 모듈의 안테나에 연결되는 SMA 커넥터와, 교류를 직류로 변환하는 어댑터가 연결되는 DC 잭과, 상기 배터리의 전력과 상기 DC 잭을 통해 공급되는 전력 중의 하나를 선택하는 파워 스위치가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 가스감지장치의 사용자나 관리자가 하우징의 전면 커버에 부착된 센서 캡을 분리하면 가스센서가 바로 노출되어 간단하고 편리하게 가스센서를 교체할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가스감지장치가 가스를 검출했을 때 가스 누설의 비상 상황을 여러 주체에 긴급 통지하고 주변 상황(사람 존재 여부)을 인지하기 위해서는 다양한 통신 기능이 요구되며 이러한 통신 기능을 수행하려면 가스감지장치의 하우징 내에 다양한 통신모듈의 설치가 필요하다. 본 발명은 하우징의 후면 커버 구조를 통해 하우징 내에 별도의 지지대 없이 다양한 종류의 통신 모듈을 고정 설치할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스감지장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 가스감지장치의 하우징 후면 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 가스감지장치의 하우징의 내부 및 측면 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 가스감지장치의 분리 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 가스감지장치의 구성을 나타낸 블록도.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 가스감지장치의 구조에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스감지장치를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 가스감지장치는 전면 커버(30)와 후면 커버(60)로 이루어진 하우징(케이스)(100)으로 구성되며, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 하우징 내부에 인쇄회로기판, 가스센서, 배터리, 통신모듈 등이 구비되어 있다. 하우징 내부에 들어 있는 각종 부품은 후술하기로 한다.

하우징의 전면에는 센서 캡(10)이 설치되어 있다. 센서 캡(10)은 하우징(100)의 전면에 착탈 가능한 구조로 되어 있다. 센서 캡(10)에는 복수의 구멍이 형성되어 있으며, 복수의 구멍에는 가스센서(20)의 상면이 노출되어 있다.

일반적으로 가스센서는 한 종류의 가스만을 검출하므로 가스감지장치가 다양한 종류의 가스를 검출하기 위해서 복수의 가스센서를 사용하게 된다.

도 1에서는 벽면이나 천장에 설치되는 부착형 가스감지장치를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 휴대하거나 거치할 수 있는 형태의 가스감지장치도 될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 가스감지장치의 하우징 후면 구조를 나타내고, 도 3은 하우징의 내부 및 측면 구조를 나타낸 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 후면 커버(60)의 안쪽에는 배터리(74)가 내장되어 있고, 후면 커버(60)에 배터리 커버(61)가 결합된다. 배터리 커버(61)에는 브라켓(62)이 부착되며, 브라켓(62)에는 설치대(63)가 결합될 수 있다.

전면 커버(30)의 내부에는 인쇄회로기판(50), 액세스포인트 모듈(70), 이동통신 모듈(72)이 내장된다.

인쇄회로기판(50)은 전면 커버(30)의 하단에 위치하고, 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)은 전면 커버의 상단에 위치한다.

전면 커버(30)의 밑면에는 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)의 안테나에 연결되는 SMA 커넥터(80), 교류를 직류로 변환하는 어댑터가 연결되는 DC 잭(81)과, 배터리(74)의 전력과 DC 잭(81)을 통해 공급되는 전력 중의 하나를 선택하는 파워 스위치(82)가 설치되어 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스감지장치의 분리 사시도를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 전면 커버(30)의 하단에는 가스센서(20)가 삽입되는 구멍(40)이 형성되어 있다. 전면 커버(30)의 삽입 구멍(40)은 가스센서(20)의 모양과 배치 형태에 대응하여 형성되어 있다.

가스센서(20)는 인쇄회로기판(PCB)에 탈착 가능하게 장착된다. 본 발명의 실시예에서는 5개의 센서가 장착되어 있다. 5개의 센서는 전기화학식 3종(산소, 일산화탄소, 황화수소)과 적외선 흡수식 2종(메탄, 이산화탄소)이다.

인쇄회로기판(50)이 전면 커버(30)의 안쪽 하단에 설치되면서 인쇄회로기판(50)에 장착된 가스센서(20)는 전면 커버(30)의 구멍(40)에 삽입된다.

도 4에서 인쇄회로기판(50)에 가스센서(20)만이 장착되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 인쇄회로기판(50)에는 가스센서(20) 외에 마이크로프로세서, LED, 통신칩(블루투스칩), 통신 및 전원 케이블, 각종 부품들이 장착되어 있다.

센서 캡(10)은 전면 커버(30)의 삽입 구멍(40)에 착탈 가능하게 설치된다.

센서 캡(10)에는 가스센서(20)를 수용하는 노출 구멍(12)이 형성되어 있으며, 센서 캡(10)이 삽입 구멍(40) 위에 부착되면 5개의 가스센서(20)가 센서 캡(10)의 구멍(12)을 통해 가스센서(20)의 상면이 노출된다.

센서 캡(10)의 각 구멍(40)에 가스센서(20)의 상면이 노출됨에 따라 물이나 습기가 가스센서(20)에 침투할 수 있기 때문에 센서 캡(10)의 각 구멍(40)에는 방수 필터(11)가 설치될 수 있다.

센서 캡(10)의 두께는 가스센서(20)의 본체가 센서 캡(10)의 구멍(12)을 넘어 노출되지 않으면서 전면 커버(30)로부터 돌출감이 크지 않도록 해야 한다. 따라서, 센서 캡(10)의 두께는 가스센서(20)의 상면이 노출 구멍(12)의 상면과 같거나 약간 아래에 위치하도록 하는 두께를 가지는 것이 바람직하다.

센서 캡(10)에는 체결 공(14)이 형성되어 있고, 삽입 구멍(40)의 주변에는 체결 구(42)가 설치되어 있다. 센서 캡(10)을 삽입 구멍(40)에 부착하기 위해, 체결 공(14)에 체결 구(42)를 삽입한 후, 체결 공(14)과 체결 구(42)를 볼트 결합으로 고정시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 가스감지장치가 건물 안에 설치되고 일정 시간이 지난 후 가스센서를 교체하고자 할 때, 관리자는 센서 캡(10)을 전면 커버(30)로부터 분리한다. 센서 캡(10)을 전면 커버(30)로부터 분리하면 전면 커버(30)의 구멍(40)에 삽입된 가스센서(20)의 본체가 노출된다. 가스센서(20)의 본체가 노출되기 때문에 관리자는 교체하려는 가스센서를 인쇄회로기판으로부터 쉽게 분리하고 새로운 가스센서를 장착할 수 있다.

인쇄회로기판(50)이 전면 커버(30)의 안쪽 하단에 설치되는 한편, 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)은 전면 커버(30)의 안쪽 상단에 설치된다.

인쇄회로기판(50)은 전면 커버(30)의 안쪽 하단에 설치되면서 후면 커버(60)의 리세스 부분에 삽입되며, 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)은 전면 커버(30)의 안쪽 상단에 설치되면서 후면 커버(60)의 돌출 부분에 의해 압착 지지된다.

즉, 전면 커버(30) 안쪽 하단에 인쇄회로기판(50)을 설치하고 상단에는 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)을 설치한 후, 후면 커버(60)로 닫게 되면 인쇄회로기판(50)은 후면 커버(60)의 리세스 부분으로 들어가고 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)은 후면 커버(60)의 돌출 부분에 의해 고정된다.

만약, 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)의 두께가 후면 커버(60)의 돌출 부분에 의해 압착 고정될 정도의 두께가 아니면, 이동통신 모듈(72)의 상면에 일정한 두께를 가진 탄성체(고무나 쿠션재질)를 올려놓아 후면 커버(60)의 돌출 부분이 탄성체를 압착 고정할 수 있도록 한다.

도 4에는 도시되어 있지 않으나, 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)은 인쇄회로기판(50)과 케이블을 통해 연결되며, SMA 커텍터(80)의 케이블이 액세스포인트 모듈(70) 및 이동통신 모듈(72)의 안테나 단자에 연결된다.

도 5는 본 발명에 따른 가스감지장치의 내부 구성을 블럭도로 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(50) 상에는 가스센서(20), 블루투스(BT) 통신칩(21), 마이크로프로세서(22) 등이 장착되어 있으며, 인쇄회로기판(50)은 케이블을 통해 액세스포인트(AP) 모듈(70)과 이동통신 모뎀(72)과 연결되어 있다.

인쇄회로기판(50)은 파워 스위치(82)를 통해 배터리(74) 전원 또는 DC 잭(81)의 전원을 공급받는다.

액세스포인트(AP) 모듈(70)과 이동통신 모뎀(72)의 안테나 성능이 저하되면 SMA 커넥터(80)를 통해 외장 안테나를 연결할 수 있다.

블루투스 통신 칩(21)은 가스 누설의 비상 상황을 근거리에 있는 관리자의 단말로 통지하기 위한 통신 모듈이다.

액세스포인트(AP) 모듈(70)은 일정 시간마다 주기적으로 비컨신호를 송출하여 주변 단말로부터 응답신호를 수신함으로써 주변에 사람이 존재하는지를 확인한다.

이동통신 모뎀(72)은 W-CDMA, LTE, 5G 등의 무선통신 모듈로 구성될 수 있다. 가스 누설의 비상 사태가 발생하면 가스감지장치는 이동통신 모뎀(72)을 통해 이동통신망에 접속된 관리자의 휴대단말이나 119 센터에 긴급 상황을 통지할 수 있다.

마이크로프로세서(22)는 본 발명에 따른 가스감지장치의 동작을 전체적으로 제어하는 부분이다. 마이크로포로세서(22)는 메모리(미도시)에 저장된 소프트웨어를 실행하여 가스센서(20)로부터 센서 값(ADC 값)이 입력되면 특정 가스의 농도를 측정하고, 특정 가스의 농도가 일정 값 이상이면 경고부(미도시)를 통해 경고음을 출력하고, BT 통신을 통해 근거리에 있는 관리자 단말, 모뎀 통신을 통해 원거리에 있는 관리자 단말 및 119 센터에 가스 누설의 긴급 상황을 통지한다.

이때, 마이크로프로세서(22)는 AP(70)을 통해 주변에 사람이 있는지를 확인할 수 있으며. 긴급 상황 통지 시 이러한 사실을 관리자 및 119 센터에 알려줄 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

10: 센서 캡 20: 가스센서
12: 노출 구멍 14: 체결공
30: 전면 커버 40: 삽입 구멍
42: 체결구 50: 인쇄회로기판(PCB)
60: 후면 커버 61: 배터리 커버
62: 브라켓 63: 설치대
70: 액세스포인트 모듈 72: 이동통신 모듈
74; 배터리 80: SMA 커넥터
81: DC 잽 82: 파워 스위치

Claims

전면 커버와 후면 커버로 구성된 가스감지장치의 하우징에 있어서,
상기 전면 커버의 내측 하단 공간에 가스센서, 마이크로프로세서 및 근거리 통신모듈이 장착된 인쇄회로기판이 내장되고,
상기 전면 커버의 내측 상단 공간에 주기적으로 비컨신호를 생성하여 송출하는 액세스포인트 모듈 및 이동통신망과 접속한 휴대단말과 통신하는 이동통신 모듈이 적층되어 내장되고,
상기 전면 커버의 전면 하단에는 가스센서가 삽입되는 구멍이 형성되며, 상기 전면 커버의 구멍에 삽입된 가스센서를 수용하면서 상기 전면 커버에 착탈 가능하게 센서 캡이 설치되고,
상기 후면 커버의 외측 공간에 배터리가 설치되며,
상기 후면 커버의 내측에는 상기 전면 커버에 끼워지는 돌출부가 형성되어 상기 적층되어 있는 액세스포인트 모듈 및 이동통신 모듈이 상기 돌출부에 의해 가압 지지되어 상기 하우징 내부에 고정 설치되고, 상기 돌출부에는 리세스가 형성되어 상기 리세스에 상기 인쇄회로기판이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 가스감지장치의 하우징.
제1항에 있어서,
상기 센서 캡을 상기 전면 커버에서 분리하면 상기 전면 커버의 구멍에 삽입된 가스센서의 본체가 노출되어 사용자가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 가스센서를 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스감지장치의 하우징.
제1항에 있어서,
상기 전면 커버의 밑면에는 상기 액세스포인트 모듈 및 이동통신 모듈의 안테나에 연결되는 SMA 커넥터와, 교류를 직류로 변환하는 어댑터가 연결되는 DC 잭과, 상기 배터리의 전력과 상기 DC 잭을 통해 공급되는 전력 중의 하나를 선택하는 파워 스위치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가스감지장치의 하우징.