KR102361714B1 - 정전용량식 레벨 센싱 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전용량값을 이용하여 액체나 분체 등의 레벨을 감지하는 레벨 센싱 장치에 관한 것으로, 액체의 출렁임 및 분체의 날림에 따른 채터링 현상을 방지할 수 있는 정전용량식 레벨 센싱 장치에 관한 것이다.
본 발명의 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)는 외벽이 외부전극을 이루는 용기(T)에 결합되는 헤드부(110)와, 상기 헤드부에 수직으로 설치되어 정전용량의 변화량을 감지하는 프로브(120)와, 상기 헤드부의 내측에 설치되어 상기 프로브로부터 실시간으로 입력되는 정전용량값과 미리 설정된 임의의 제로레벨과 스팬레벨 사이의 정전용량값으로 정의되는 홀딩구간값을 비교하며 실시간으로 입력되는 정전용량값이 홀딩구간값을 벗어난 경우에 한하여 레벨 센싱 신호를 출력하고 홀딩구간값에서는 현재의 신호상태를 유지하는 컨트롤러(130)를 포함한다.

Description

정전용량식 레벨 센싱 장치{Capacitive level sensing apparatus and method}

본 발명은 정전용량값을 이용하여 액체나 분체 등의 레벨을 감지하는 레벨 센싱 장치에 관한 것으로, 액체의 출렁임 또는 분체의 날림현상에 따른 채터링 현상을 방지할 수 있는 정전용량식 레벨 센싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체의 레벨을 감지하는 기술은 플로트(float) 방식, 자석식 방식으로부터 전자식 방식, 초음파식, 레이다식 등으로 발전해 왔다.

이중 전자식 레벨 감지 방식은 플로트 방식이나 자석식 방식의 에러율과 불량률을 동시에 해결할 수 있는 최적의 방식으로서, 대표적인 예로 정전용량 방식이 알려져 있다.

정전용량(電氣容量, capacitance )이란 전하를 저장할 수 있는 능력을 나타내는 물리량으로서, 정전용량식 레벨 센싱 장치는 용기 내에 삽입된 2개의 전극 간의 정전용량이 용기 내의 액체 또는 분체의 레벨에 따라 변화하는 특성을 이용한다.

통상, 정전용량식 레벨 센싱 장치의 전극은 비 피복 전극을 사용하는 방식과 절연물로 피복된 피복 전극을 사용하는 방식이 있다.

전자는 절연성의 액체나 분체에 사용되고, 액체나 분체 자체의 유전율을 이용한다. 그리고, 후자는 도전성의 액체나 분체에 사용되며 2개의 전극 중 한쪽을 용기의 벽을 이용할 수도 있다.

이때, 액체나 분체의 레벨에 따라 변화하는 정전용량값은 보통 LC 공진회로유닛의 공진주파수 변화로써 감지되기 때문에 다양한 액체나 분체(이하, 액체로 총칭)에 적용될 수 있고 정밀도가 높아 최근 널리 이용되고 있다.

상기한 정전용량식 레벨 센싱 장치는 외벽이 외부전극을 이루는 용기와, 상기 용기의 상부커버에 결합되어 하방으로 연장되는 것으로 내부전극을 형성하는 프로브와, 상기 외부전극과 내부전극을 통해 감지된 정전용량의 변화에 따라 레벨을 감지하는 컨트롤러로 구성된다.

이와 같은 정전용량식 레벨 센싱 장치는 내부 전극 및 외부 전극 사이의 액체 높이에 따라 전극 사이의 정전용량 변화를 측정함으로써 레벨을 감지한다.

즉, 프로브에 액체가 접촉하게 되면 정전용량값이 증가하게 되며, 이 정전용량값의 변화를 전기적 신호로 변환하고 출력 릴레이(Relay)를 동작시켜 감지물의 레벨을 감지하는 것이다.

이와 같이 구성된 종래의 정전용량식 레벨 센싱 장치는 액체가 프로브에 접촉하지 않은 상태에서 감지된 정전용량값을 제로레벨(zero level)로 설정하고, 감지하고자 하는 높이에서 액체와 프로브가 접촉했을 때 감지된 정전용량값을 스팬레벨(span level)로 설정하는 과정을 거친 뒤 레벨 감지를 개시한다.

그리고, 스팬레벨 이하의 정전용량값이 감지되는 경우에는 오프신호를 출력하고 스팬레벨 이상의 정전용량값이 감지되는 경우에는 레벨 센싱 신호를 출력하게 된다.

그러나, 용기 내에 보관되는 액체는 외부의 작은 흔들림 등에 의해서도 쉽게 출렁거리게 되는 바, 아주 짧은 시간 동안에 스팬 레벨을 반복적으로 센싱하게 되고 이 과정에서 접점이 단시간 내에 붙었다 떨어지는 반복하는 채터링(chattering) 현상이 필연적으로 발생하게 된다.

이러한 채터링 현상은 컨트롤러를 오작동시키는 주요 원인이 되고 접점 소자의 수명을 단축시켜 신뢰성 및 내구성을 저하시킬 뿐만 아니라, 작업자로 하여금 정확한 레벨 상태를 파악하지 못하게 방해하므로 그 개선이 시급하다.

이러한 이유로 종래의 정전용량식 레벨 센싱 장치는 스팬 레벨값을 설정할 때, 작업자가 용기 내의 수위를 여러 차례 달리해 가면서 최적의 정전용량값을 찾아내야 하므로 설치하기가 까다롭고 불편한 문제가 있었다.

특히, 상기와 같은 과정을 거쳐 어렵게 최적의 정전용량값을 찾아내었다 하더라도, 실제 정전용량값은 감지 당시의 온도, 압력, 각종 노이즈 등 용기의 환경 변화에 따라 수시로 변동되기 때문에 정확한 레벨을 감지해 내기가 매우 어려웠다.

국내등록특허공보 제10-0859568호

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 레벨 감지시 발생되는 채터링 현상을 방지할 수 있고 스팬 레벨의 설정이 용이하게 이루어지고 정확한 레벨을 감지해 낼 수 있는 정전용량식 레벨 센싱 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 정전용량식 레벨 센싱 장치는 외벽이 외부전극을 이루는 용기에 결합되는 헤드부와, 상기 헤드부에 수직으로 설치되어 정전용량의 변화량을 감지하는 프로브와, 상기 헤드부의 내측에 설치되어 상기 프로브로부터 실시간으로 입력되는 정전용량값과 미리 설정된 임의의 제로레벨과 스팬레벨 사이의 정전용량값으로 정의되는 홀딩(Holding) 구간값을 비교하며 실시간으로 입력되는 정전용량값이 홀딩구간값을 벗어난 경우에 한하여 레벨 센싱 신호를 출력하고 홀딩구간값에서는 현재의 신호상태를 유지하는 컨트롤러를 포함하며; 상기 프로브는 컨트롤러와 접속된 상태로 상기 헤드부의 하부에 수직으로 설치된 전극봉과, 상기 전극봉의 하단에 결합되어 정전용량의 변화량을 감지하는 센서봉과, 상기 전극봉의 외측을 감싸며 상기 헤드의 하부에 결합된 절연봉을 구비하고;
상기 컨트롤러에는 플러그가 하방으로 돌출되게 설치되고, 상기 전극봉의 상단에는 상기 플러그가 끼워지도록 잭이 형성되어, 상기 헤드부와 프로브가 플러그와 잭을 통해 끼움방식으로 착탈 및 회전가능하게 결합되며; 상기 플러그의 외주면을 따라 일정간격으로 외측으로 볼록하게 탄성 접속편이 복수로 형성되어 상기 헤드부가 회전할 때 플러그와 잭과의 접속이 안정적으로 유지되도록 하고; 상기 헤드부의 하부에는 스냅링이 설치된 끼움부가 형성되며; 상기 절연봉의 외주면에는 상기 절연봉이 끼움부에 삽입되는 과정에서 상기 스냅링이 끼워져 결합되는 스냅링 고정홈이 형성된다.

아울러, 상기 헤드부에는 프로브를 통해 센싱되는 정전용량값을 실시간으로 출력하는 디스플레이창과, 홀딩구간값을 설정할 수 있는 조작패널이 구비될 수 있다.

또한, 상기 프로브는 컨트롤러와 접속된 상태로 상기 헤드부의 하부에 수직으로 설치된 전극봉과, 상기 전극봉의 하단에 결합되어 정전용량의 변화량을 감지하는 센서봉과, 상기 전극봉의 외측을 감싸며 상기 헤드의 하부에 결합된 절연봉을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 절연봉의 상단에는 수직나사홈이 형성되고, 상기 수직나사홈의 내측에는 전극봉의 외측에 끼워지는 탄성부재가 수용되며, 상기 전극봉의 상단에는 상기 탄성부재를 가압하면서 절연봉의 수직나사홈에 체결되는 볼트부재가 체결될 수 있다.

삭제

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또한, 상기 컨트롤러는 상기 조작패널을 통해 설정된 홀딩구간값이 입력 및 저장되는 입력회로부와, 상기 센서봉을 통해 감지된 정전용량값과 상기 입력회로부에 저장된 홀딩구간값과 비교하여 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 출력하는 출력회로부와, 상기 입력회로부와 출력회로부의 구동을 위한 직류전압을 외부로부터 공급받는 구동회로부를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 출력회로부는 상기 센서봉을 통해 감지된 정전용량값 및 설정된 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 상기 디스플레이창을 통해 실시간으로 출력할 수 있다.

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상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 프로브로부터 실시간으로 입력되는 정전용량값과 미리 설정된 홀딩구간값을 비교하여, 실시간으로 입력되는 정전용량값이 홀딩구간값을 벗어난 경우에 한하여 레벨 센싱 신호를 출력하고 홀딩구간값에서는 현재의 신호상태를 유지하도록 구성되므로, 채터링 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 용기 내 환경 변화에 따라 정전용량값이 수시로 변동되더라도 홀딩구간값을 통해 필터링이 이루어지기 때문에 용기 내의 수위를 여러 차례 달리해 가면서 최적의 정전용량값을 찾아야 하는 종래와는 달리 설치가 쉽고 간편하게 이루어지며 정확한 레벨 상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 감지된 정전용량값이 디스플레이창을 통해 실시간으로 출력되도록 구성되는 경우에 작업자가 육안으로 현재의 수위상태를 확인할 수 있어 관리적인 측면에서 매우 효율적인 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 헤드부와 프로브가 착탈 및 회전 가능하게 구성되는 경우에 헤드부의 조립 및 정비가 용이해지는 것은 물론, 상기 컨트롤러와 전극봉이 전선을 통해 접속되지 않게 되므로 상기 전선에 의하여 발생되는 조립시 간섭 문제와 전극봉으로부터 입력되는 감지 신호에 노이즈가 발생되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 사용상태도.
도 2는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 헤드부와 프로브의 결합부 확대단면도.
도 6은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 방법을 나타내는 순서도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

아울러, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 사용상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 장치의 헤드부와 프로브의 결합부 확대단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)는 헤드부(110)와 프로브(120)와 컨트롤러(130)를 포함한다.

상기 헤드부(110)는 감지하고자 하는 액체를 수용하는 용기(T)의 외측에 고정되며, 내부에는 상기 컨트롤러(130)가 설치된다.

한편, 상기 헤드부(110)에는 정전용량값이 실시간으로 출력되는 디스플레이창(111)과, 홀딩구간값을 설정할 수 있는 스위치나 버튼 또는 노브 등이 구비된 조작패널(112)이 구비될 수 있다. 상기 디스플레이창(111)과 조작패널(112)은 상기 컨트롤러(130)와 전기적으로 접속되어 상기 컨트롤러(130)에 의하여 출력 및 입력 제어가 이루어진다.

상기 홀딩구간값은 임의의 제로레벨과 임의의 스팬레벨 사이의 정전용량값들을 의미한다.

상기 프로브(120)는 헤드부(110)에 수직으로 설치되어 용기(T)의 내부로 삽입되며, 용기(T) 내 정전용량값을 감지하여 용기(T) 내 수위 변화에 따른 정전용량의 변화를 감지한다.

상기 프로브(120)는 컨트롤러(130)와 접속된 상태로 상기 헤드부(110)의 하부에 수직으로 설치된 전극봉(121)과, 상기 전극봉(121)의 하단에 결합되어 정전용량의 변화량을 감지하는 센서봉(122)과, 상기 전극봉(121)의 외측을 감싸며 상기 헤드부(110)의 하부에 결합된 절연봉(123)으로 구성될 수 있다.

한편, 용기(T) 내 액체의 출렁임에 의하여 상기 전극봉(121)이 절연봉(123) 내부에서 유동하게 되면 감지 신호에 노이즈가 발생되면서 정확한 레벨감지가 어려워지게 된다.

따라서, 이러한 노이즈 현상 발생되지 않도록 상기 절연봉(123)의 상단에는 암나사부(123b)가 형성되고, 상기 암나사부(123b)의 내측에는 전극봉(121)의 외측에 끼워지는 탄성부재(124)가 수용되며, 상기 전극봉(121)의 상단에는 상기 탄성부재(124)를 가압하면서 절연봉(123)의 암나사부(123b)에 체결되는 볼트부재(125)가 결합되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 전극봉(121)이 볼트부재(125)를 통해 절연봉(123)의 내측에 견고하게 고정될 뿐만 아니라, 탄성부재(124)를 통해 절연봉(123) 내측에서 하방으로 일정한 텐션을 부여받게 되므로 용기(T) 내 액체의 유동에 따른 외력에 유동되지 않고 안정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 헤드부(110)와 프로브(120)는 플러그(Plug;140)와 잭(Jack;150)을 통해 착탈 및 회전 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 컨트롤러(130)에는 플러그(140)가 하방으로 돌출되게 설치되고, 상기 전극봉(121)의 상단에는 상기 플러그(140)가 끼워지도록 잭(150)이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 헤드부(110)의 하부에는 절연봉(123)이 내측으로 끼워지는 끼움부(115)가 돌출 형성되고, 상기 끼움부(115)의 내주면을 따라 스냅링(160)이 설치된다. 그리고, 상기 절연봉(123)의 외주면에는 스냅링 고정홈(123c)이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 절연봉(123)의 상단을 끼움부(115)에 삽입하면, 상기 절연봉(123)이 스냅링(160)을 확장시키면서 끼움부(115)로 진입하게 되고, 확장된 스냅링(160)이 스냅링 고정홈(123c)에 끼워지면서 헤드부(110)가 프로브(120)에 착탈 가능하게 결합된다. 이와 동시에. 상기 플러그(140)가 잭(150)에 끼워지면서 상기 컨트롤러(130)와 전극봉(121)이 회전가능하게 접속된다.

한편, 상기 플러그(140)의 외주면을 따라 일정간격으로 외측으로 볼록하게 형성된 복수의 탄성 접속편(141)이 형성되면, 헤드부(110)가 회전할 때 플러그(140)와 잭(150)과의 접속이 안정적으로 유지될 수 있다.

이와 같이, 상기 헤드부(110)와 프로브(120)가 플러그(140)와 잭(150)을 통해 착탈 및 회전가능하게 구성되면, 헤드부(110)의 조립 및 정비가 용이해지는 것은 물론, 상기 컨트롤러(130)와 전극봉(121)이 전선을 통해 접속되지 않게 되므로 상기 전선에 의하여 발생되는 조립시 간섭 문제와 전극봉(121)으로부터 입력되는 감지 신호에 노이즈가 발생되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 컨트롤러(130)는 헤드부(110)의 내측에 설치되어 프로브(120)로부터 입력되는 정전용량값과 홀딩구간값을 비교한다.

이 경우, 상기 컨트롤러(130)는 상기 조작패널(112)을 통해 설정된 홀딩구간값이 입력 및 저장되는 입력회로부와, 상기 센서봉(122)을 통해 감지된 정전용량값과 상기 입력회로부에 저장된 홀딩구간값과 비교하여 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 출력하는 출력회로부와, 상기 입력회로부와 출력회로부의 구동을 위한 직류전압을 외부로부터 공급받는 구동회로부로 구성될 수 있다.

상기 출력회로부는 센서봉(122)을 통해 감지된 정전용량값 및 설정된 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 상기 디스플레이창(111) 또는 별도로 연결된 외부의 출력장비(경광등, 스피커, 작업자의 PC, 휴대폰 등)을 통해 실시간으로 출력한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)를 이용하면 다음과 같은 방법을 통해 용기(T) 내 액체의 레벨을 쉽고 정확하게 감지할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 정전용량식 레벨 센싱 방법을 나타내는 순서도로서, 도시된 바와 같이, 작업자는 정전용량값을 감지하기 이전에 홀딩구간값을 설정한다.(S1)

상기 홀딩구간값의 설정은 작업자가 헤드부(110)에 구비된 디스플레이창(111)과 조작패널(112)을 통해 제로레벨의 정전용량값과 스팬레벨의 정전용량값을 직접 입력하는 방식으로 이루어진다.

상기 제로레벨은 현재상태의 정전용량값일 수도 있고 감지하고자 하는 목표 높이에서의 정전용량값일 수도 있다.

아울러, 스팬레벨은 제로레벨이 현재 상태의 정전용량값인 경우에는 감지하고자 하는 목표높이에서의 정전용량값이 되며, 제로레벨이 감지하고자 하는 목표 높이의 정전용량값인 경우에는 목표 높이의 정전용량값 보다 큰 임의의 정전용량값이 된다.

작업자가 설정한 홀딩구간값은 상기 컨트롤러(130)의 입력회로부를 통해 입력 및 저장된다.

이와 같이 홀딩구간값의 설정이 완료되면, 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)를 감지하고자 하는 용기(T)에 설치하고 용기(T) 내 액체의 수위변화에 따른 정전용량값의 변화를 감지한다.(S2)

상기 정전용량값은 프로브(120)의 센서봉(122)을 통해 감지가 이루어지게 되며, 상기 컨트롤러(130)의 출력회로부가 실시간으로 감지되는 정전용량값을 미리 설정된 홀딩구간값을 비교한다.

그리고, 상기 출력회로부는 감지한 정전용량값이 홀딩구간값 보다 작을 경우에는 제로레벨 신호를 출력하고, 감지한 정전용량값이 홀딩구간값의 범위 내에 있는 경우 현재 신호상태를 유지하며, 감지한 정전용량값이 홀딩구간값 보다 큰 경우에는 스팬레벨 신호를 출력한다.(S3)

즉, 감지 초기에는 용기(T) 내 액체의 수위가 제로레벨에 도달하기 전이므로 상기 출력회로부는 제로레벨 신호(또는 오프 신호)를 출력한다.

이후, 액체의 수위가 상승하여 용기(T) 내 정전용량값이 제로레벨에 도달하면, 출력회로부는 현재의 정전용량값과 홀딩구간값을 비교하여 홀딩구간값 이내인 경우에는 제로레벨 신호를 유지한다.

그리고, 액체의 수위가 상승하여 용기(T) 내 정전용량값이 스팬레벨에 도달하면, 출력회로부는 현재의 정전용량값과 홀딩구간값을 비교하여 홀딩구간값을 벗어난 경우에는 스팬신호를 출력하고 홀딩구간값 이내인 경우에는 제로레벨 신호를 유지하는 것이다.

따라서, 용기(T) 내에 보관되는 액체의 수위가 미세하게 변화하더라도 홀딩구간값을 벗어나지 않는 한 새로운 제로레벨 신호 또는 스팬 레벨 신호는 출력되지 않게 되므로 채터링(chattering) 현상을 막을 수 있게 된다.

아울러, 채터링 현상이 발생되지 않게 됨으로써 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)의 오작동 및 손상을 방지할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 온도, 압력, 각종 노이즈 등 용기(T)의 환경 변화에 따라 정전용량값이 수시로 변동되더라도 홀딩구간값을 통해 필터링이 이루어지므로 작업자는 정확한 레벨 상태를 파악할 수 있게 된다.

특히, 작업자가 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)를 용기(T)에 설치할 때 종래와 같이 용기(T) 내의 수위를 여러 차례 달리해 가면서 최적의 정전용량값을 찾아내야 하지 않아도 되므로 정전용량식 레벨 센싱 장치(100)의 설치가 매우 쉽고 간편하게 이루어지게 되며, 실시간으로 감지된 정전용량값이 디스플레이창(111)을 통해 출력되므로 작업자가 육안으로 현재의 수위상태를 확인할 수 있어 관리적인 측면에서 매우 효율적이다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...정전용량식 레벨 센싱 장치
110...헤드부 111...디스플레이창
112...조작패널 115...끼움부
120...프로브 121...전극봉
122...센서봉 123...절연봉
123b...암나사부 123c...스냅링 고정홈
124...탄성부재 125...볼트부재
130...컨트롤러 140...플러그
150...잭 T...용기

Claims (9)

1. 외벽이 외부전극을 이루는 용기에 결합되는 헤드부;
   상기 헤드부에 수직으로 설치되어 정전용량의 변화량을 감지하는 프로브; 및
   상기 헤드부의 내측에 설치되어, 상기 프로브로부터 실시간으로 입력되는 정전용량값과 미리 설정된 임의의 제로레벨과 스팬레벨 사이의 정전용량값으로 정의되는 홀딩구간값을 비교하여, 실시간으로 입력되는 정전용량값이 홀딩구간값을 벗어난 경우에 한하여 레벨 센싱 신호를 출력하고 홀딩구간값에서는 현재의 신호상태를 유지하는 컨트롤러를 포함하며;
   상기 프로브는 컨트롤러와 접속된 상태로 상기 헤드부의 하부에 수직으로 설치된 전극봉과, 상기 전극봉의 하단에 결합되어 정전용량의 변화량을 감지하는 센서봉과, 상기 전극봉의 외측을 감싸며 상기 헤드의 하부에 결합된 절연봉을 구비하고;
   상기 컨트롤러에는 플러그가 하방으로 돌출되게 설치되고, 상기 전극봉의 상단에는 상기 플러그가 끼워지도록 잭이 형성되어, 상기 헤드부와 프로브가 플러그와 잭을 통해 끼움방식으로 착탈 및 회전가능하게 결합되며;
   상기 플러그의 외주면을 따라 일정간격으로 외측으로 볼록하게 탄성 접속편이 복수로 형성되어 상기 헤드부가 회전할 때 플러그와 잭과의 접속이 안정적으로 유지되도록 하고;
   상기 헤드부의 하부에는 스냅링이 설치된 끼움부가 형성되며;
   상기 절연봉의 외주면에는 상기 절연봉이 끼움부에 삽입되는 과정에서 상기 스냅링이 끼워져 결합되는 스냅링 고정홈이 형성된 정전용량식 레벨 센싱 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 헤드부에는 프로브를 통해 센싱되는 정전용량값을 실시간으로 출력하는 디스플레이창과, 홀딩구간값을 설정할 수 있는 조작패널이 구비된 정전용량식 레벨 센싱 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 절연봉의 상단에는 암나사부가 형성되고;
   상기 암나사부의 내측에는 전극봉의 외측에 끼워지는 탄성부재가 수용되며;
   상기 전극봉의 상단에는 상기 탄성부재를 가압하면서 절연봉의 암나사부에 체결되는 볼트부재가 결합된 정전용량식 레벨 센싱 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 조작패널을 통해 설정된 홀딩구간값이 입력 및 저장되는 입력회로부와, 상기 센서봉을 통해 감지된 정전용량값과 상기 입력회로부에 저장된 홀딩구간값과 비교하여 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 출력하는 출력회로부와, 상기 입력회로부와 출력회로부의 구동을 위한 직류전압을 외부로부터 공급받는 구동회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 레벨 센싱 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 출력회로부는 상기 센서봉을 통해 감지된 정전용량값 및 설정된 제로레벨 신호 또는 스팬레벨 신호를 상기 디스플레이창을 통해 실시간으로 출력하는 정전용량식 레벨 센싱 장치.
9. 삭제

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