KR102530407B1 - 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법 - Google Patents

가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 점화 플러그를 동작시키는 변압기의 전압신호를 기반으로 플러그 동작 시 스파크 발생 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 플러그의 스파크 발생이 감지되면 연료가 공급되도록 함으로써, 점화 플러그의 발생 여부를 쉽게 감지하고, 불필요한 연료 공급을 방지하고 연료 배출의 번거로움을 해소하며, 화재 등의 사고 발생을 예방하고 연료 점화의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SPARK DETECTION OF IGNITOR FOR GAS AND FUEL}
본 발명은 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점화 플러그 동작 시 스파크가 발생하는지 여부를 감지하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가스 등의 연료를 사용하는 장치는, 점화 플러그를 동작시켜 발생하는 스파크를 이용하여 주입되는 연료를 점화하여 동작한다. 스파크에 의해 연료가 점화되면, 메인 연료를 공급하도록 구성된다.
그러나 날씨에 따라 습도가 높거나 저온인 경우, 결로의 발생으로 인하여 점화 플러그가 오동작하는 문제가 있다.
일반적인 연료 장치는 점화 플러그가 동작하는 동시에 점화용 연료가 공급되는데, 점화 플러그의 오동작으로 인해 스파크가 발생하지 않는 경우, 점화를 위해 공급된 연료가 장치 내부에 남아 있게 되어, 잔류 연료를 반드시 배출할 필요가 있다.
연료가 배출되지 않고 남아 있는 경우, 다음 점화 플러그 동작 시 화재가 발생하거나, 연료가 폭발하는 등의 사고 발생의 위험이 있다.
그에 따라 안전하게 점화하기 위해 연료를 공급하기 전에 점화 플러그에서 스파크가 발생하는지 여부를 사전에 감지하여 연료 장치를 안정적으로 사용할 수 있는 방안이 필요하다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2020-0098082호 "점화 장치의 휴대용 검사 장치" 가 있다.
선행기술은 점화 장치의 성능을 확인하기 위한 검사 장치가 구비되기는 하나, 전압 또는 전류의 크기, 저항의 변화만으로는 스파크 발생 여부를 확인하는데 정확도가 낮은 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0098082호
본 발명은 스위치가 동작하더라도 연료를 공급하지 않고 점화 플러그 동작 시 스파크가 발생하는지 감지하고 점화 플러그에 상태에 따라 연료를 공급하여 점화시키는, 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치는, 점화 플러그로 고전압 신호를 인가하는 변압기로부터 전압신호를 검출하는 신호검출부; 상기 전압신호를 증폭하는 증폭기; 증폭된 상기 전압신호를 필터링하는 필터; 필터링된 상기 전압신호로부터 노이즈를 검출하는 노이즈검출부; 및 상기 전압신호의 검출 및 노이즈 검출을 설정 횟수 반복하도록 제어하고, 노이즈 검출 결과를 바탕으로 일정 시간 동안의 노이즈 검출 횟수에 따라 상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 프로세서; 를 포함한다.
상기 신호검출부는 전자기 유도 방식에 따라 상기 변압기로부터 상기 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 필터는 상기 전압신호로부터 일정 크기 이상의 신호를 필터링하는 것을 특징으로 한다.
상기 노이즈검출부는 상기 전압신호를 주파수 변환 또는 좌표 변환하여 상기 전압신호에 포함된 일정 크기 이상의 노이즈를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 노이즈검출부의 노이즈 검출 결과를 기반으로, 상기 일정 시간 동안, 소정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 설정 횟수에 도달하기 전, 상기 노이즈검출부에 의해 노이즈가 지정 횟수 연속으로 검출되면, 상기 전압신호의 검출 및 노이즈 검출을 중지하고, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단되면 상기 점화 플러그의 정상 동작에 대한 감지신호를 생성하고, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생하지 않은 것으로 판단되면 에러신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 점화 플러그 및 상기 변압기를 포함하는 점화 시스템의 제어기로 상기 감지신호 및 상기 에러신호 중 어느 하나를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 점화시스템은, 스파크를 발생하여 연료를 점화하는 점화 플러그; 상기 점화 플러그로 고전압신호를 인가하여 상기 점화 플러그를 동작시키는 변압기; 상기 점화 플러그의 동작상태를 감지하는 스파크 감지장치; 점화 연료의 공급을 조절하는 점화 연료 밸브; 및 스위치가 온(ON)되면, 상기 변압기 및 상기 스파크 감지장치를 제어하는 제어기; 를 포함하고, 상기 제어기는 상기 스파크 감지장치의 감지 결과에 대응하여, 상기 점화 플러그가 정상인 경우 상기 점화 연료 밸브를 제어하여 점화 연료가 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는 상기 스위치가 온(ON)되면, 상기 변압기 및 상기 스파크 감지장치로 동작신호를 인가하고, 상기 점화 연료의 공급을 지연시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법은, 점화 플러그로 고전압신호를 인가하는 변압기로부터 전압신호를 검출하는 단계; 상기 전압신호를 증폭 및 필터링하는 단계; 상기 전압신호로부터 노이즈를 검출하는 단계; 상기 전압신호를 검출하는 단계 내지 상기 노이즈를 검출하는 단계를 설정 횟수 반복하여 노이즈 검출 결과를 저장하는 단계; 및 상기 노이즈 검출 결과를 기반으로, 일정 시간 동안의 노이즈 검출 횟수에 따라 상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계; 를 포함한다.
상기 전압신호를 검출하는 단계는 전자기 유도 방식에 따라 상기 변압기로부터 상기 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 전압신호를 증폭 및 필터링하는 단계는, 설정된 증폭비에 따라 증폭기가 상기 전압신호를 증폭하는 단계; 및 일정 크기 이상의 신호로 필터링 하는 단계; 를 포함한다.
상기 노이즈 검출 결과를 저장하는 단계는, 상기 설정 횟수에 도달하기 전, 노이즈가 지정 횟수 연속으로 검출되면, 상기 전압신호의 검출 및 상기 노이즈의 검출을 중지하는 단계; 및 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 단계; 를 포함한다.
상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계는, 상기 노이즈 검출 결과를 기반으로, 일정 시간 동안, 소정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계 후, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단되면 상기 점화 플러그의 정상 동작에 대한 감지신호를 생성하는 단계; 및 상기 점화 플러그에 스파크가 발생하지 않은 것으로 판단되면 에러신호를 생성하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계 후, 상기 점화 플러그 및 상기 변압기를 포함하는 점화 시스템의 제어기로 상기 감지신호 및 상기 에러신호 중 어느 하나를 전송하는 단계; 를 더 포함한다.
일 측면에 따르면, 본 발명의 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법은, 점화 플러그를 동작시키는 변압기의 전압신호를 기반으로 점화 플러그 동작 시 스파크를 감지하여, 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 쉽게 감지할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 불필요한 연료 공급을 방지하고 연료 배출의 번거로움을 해소하며, 화재 등의 사고 발생을 예방하고 연료 점화의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치를 포함하는 점화 시스템이 간략하게 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치의 구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치의 전압신호가 도시된 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법이 도시된 순서도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지를 이용한 점화방법이 도시된 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치를 포함하는 점화 시스템이 간략하게 도시된 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 스파크 감지장치(200)는 점화 시스템(100)에 포함되어, 점화 플러그(130)의 동작상태를 감지한다.
점화 시스템(100)은 변압기(120), 점화 플러그(130), 스위치(140), 스파크 감지장치(200) 및 제어기(110)를 포함한다.
또한, 점화 시스템(100)은 연료의 공급을 조절하는 점화 연료 밸브(미도시), 메인 연료 밸브(미도시), 영상처리부(미도시), 카메라(미도시) 및 센서(미도시)를 더 포함하나 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
스위치(140)는 조작 시 동작신호를 제어기로 입력한다. 예를 들어 스위치(140)는 로터리 스위치, 토글 스위치, 로커 스위치, 리드 스위치, 슬라이드 스위치, 딥 스위치, 택트 스위치, 및 푸쉬 스위치 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 동작 신호 입력이 가능한 스위치라면 어느 것이나 적용 가능하다.
점화 시스템(100)은 스위치(140)가 조작되어 제어기(110)로 동작신호가 입력되면, 제어기(110)는 공급되는 전원을 변압기(120)로 인가하여 점화 플러그(130)를 동작시킨다.
변압기(120)는 전압을 입력받아 고전압으로 변환하여 점화 플러그(130)로 출력한다. 예를 들어 변압기(120)는 220V의 전압을 1만 내지 1만5천V로 승압하여 점화 플러그(130)로 인가한다.
점화 플러그(130)는 변압기(120)로부터 고전압이 인가됨에 따라 전기 방전의 의해 스파크를 발생한다. 점화 플러그(130)는 변압기(120)에서 출력되는 고전압 신호를 입력받아 전극 사이에 전기장은 인가하여 두 전극 사이에서 방전을 통해 스파크를 발생시킨다.
제어기(110)는 스위치(140)의 동작신호가 입력되면 점화 연료를 공급하지 않고 대기한 후, 점화 플러그(130)를 우선 동작시켜 스파크 감지장치(200)를 통해 점화 플러그의 스파크 감지 여부를 판단한다.
스파크 감지장치(200)는 변압기(120)에 의해 점화 플러그(130)에 고전압이 인가되면, 변압기(120)의 전압신호를 추출하고, 추출된 전압신호에 포함되는 노이즈를 검출하여 점화 플러그(130)의 스파크 발생 여부를 감지한다.
스파크 감지장치(200)는 점화 플러그(130)에서 스파크가 발생한 경우, 감기신호를 제어기(110)로 인가한다. 또한, 스파크 감지장치(200)는 점화 플러그(130)에서 스파크가 발생하지 않은 경우, 에러신호를 제어기(110)로 인가할 수 있다.
스파크 감지장치(200)는 점화 플러그(130)의 동작 시점을 기준으로 변압기(120)의 전압신호를 추출하고, 전압신호로부터 노이즈를 검출하여 스파크 발생에 대한 감지 동작을 설정 횟수동안 반복한다.
스위치(140) 동작 시, 일정 시간 동안 변압기(120)의 고전압 신호에 따라 점화 플러그가 제 1 시간 동안 동작하므로, 스파크 감지장치(200)는 제 1 시간 동안 복수의 전압신호를 추출하여 스파크 발생 여부를 판단한다.
스파크 감지장치(200)는 복수의 반복하여 스파크를 감지 한 후, 그에 대응하는 감지신호를 생성하여 제어기(110)로 인가한다.
제어기(110)는 스파크 감지장치(200)로부터 스파크 발생에 대한 감지신호가 입력되면, 점화 연료가 공급되도록 점화 연료 밸브를 제어한다.
제어기(110)는 점화 연료가 공급되면 점화 플러그의 스파크에 의해 연료가 점화되고, 연료 점화를 영상 감지 또는 센서를 통해 감지 한 후, 메인 연료가 공급되도록 한다.
이러한 스파크 감지장치(200) 및 점화 시스템(100)은, 가스 레인지, 휴대용 가스 버터, 보일러, 가스 터빈, 페인트 도장 장치 등 가스 등의 연료를 기반으로 연료를 점화하여 동작하는 장치라면 어느 것에나 사용될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치의 구성이 도시된 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스파크 감지장치(200)는 신호검출부(240), 증폭기(250), 필터(260), 메모리(220), 노이즈검출부(230) 및 프로세서(210)를 포함한다.
신호검출부(240)는 변압기(120)로부터 전압신호를 검출한다.
신호검출부(240)는 변압기(120) 동작 시 변압기(120)의 입출력 단자 중 저압측 단자에 인가되는 전압에 대응하여 전압신호를 검출한다. 신호검출부(240)는, 변압기(120)로부터 전자기 유도 방식을 이용하여, 전압신호를 검출한다.
신호검출부(240)는 프로세서(210)의 제어명령에 대응하여 전압 신호를 검출하거나 검출을 중지할 수 있다.
증폭기(250)는 신호검출부(240)의 전압신호를 설정된 증폭비에 따라 증폭한다.
필터(260)는 증폭된 전압 신호에 대하여, 일정 크기 이상의 신호로 필터링한다. 필터(260)는 밴드 패스 필터(BAND PASS FILTER) 또는 하이 패스 필터(HIGH PASS FILTER)가 사용될 수 있다.
필터(260)는 변조된 전압 신호를 크기에 따라 필터링 할 수 있다.
노이즈검출부(230)는 증폭되어 필터링된 전압신호로부터 노이즈를 검출한다.
노이즈검출부(230)는 스파크가 발생하지 않는 경우의 참조신호와 비교하여 노이즈를 검출할 수 있다. 또한, 노이즈검출부(230)는 전압신호를 주파수 변환 또는 좌표 변환하여 노이즈를 검출할 수 있다.
노이즈검출부(230)는 노이즈 검출 여부에 따라 노이즈 검출신호를 프로세서(210)로 인가한다.
메모리(220)는 검출되는 노이즈에 대한 데이터, 노이즈 검출 횟수, 증폭기 설정데이터 및 필터 설정데이터를 저장한다. 또한, 메모리(220)는 스파크 발생 여부에 따른 전압신호에 대한 데이터를 저장한다.
메모리(220)는 램(RAM, Random Access Memory), 롬(ROM), EEPROM(Electrically Erased Programmable Rom) 등의 비휘발성 메모리, 플래시 메모리 등의 저장수단을 포함한다.
프로세서(210)는 제어기(110)의 제어신호에 대응하여, 신호검출부(240)로 제어명령을 인가하여 그 동작을 제어하고, 노이즈검출부(230)로부터 노이즈 검출신호를 수신하여 점화 플러그(130)의 동작 상태를 판단한다.
또한, 프로세서(210)는 증폭기(250)의 증폭비를 설정하고, 필터(260)의 필터링 값을 설정할 수 있다.
프로세서(210)는 노이즈 검출신호가 입력되면 점화 플러그(130)가 정상 동작하여 스파크가 발생한 것으로 판단한다.
프로세서(210)는 제어신호 입력 후, 동작하는 변압기(120)의 동작에 대응하여, 신호 검출 및 노이즈 검출을 반복하여 설정 횟수 동안 수행한다.
프로세서(210)는 감지결과의 정확도를 위해, 일정 시간 동안의 노이즈 검출 결과를 기반으로, 점화 플러그(130)의 동작 상태를 최종 판단한다.
예를 들어 프로세서(210)는 일정 시간 동안, 일정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면 점화 플러그에서 스파크가 발생한 것으로 판단하여 감지신호를 생성한다.
한편, 프로세서(210)는 일정 시간 동안 스파크 발생 횟수가 일정 횟수 미만이면, 에러신호를 생성한다.
프로세서(210)는 감지신호 또는 에러신호를 제어기(110)로 인가한다.
스파크 감지장치(200)는 동작상태 및 스파크 감지 또는 에러발생에 대한 감지 결과를 디스플레이(미도시), LED램프, 및 스피커 중 적어도 하나를 통해 출력할 수 있다.
한편, 제어기(110)는 점화 연료를 공급하지 않고 대기하도록 제어한 후, 스파크 감지장치(200)로부터 감지신호가 입력되면 점화 연료가 공급되도록 점화 연료 밸브를 제어한다.
제어기(110)는 스파크 감지장치(200)로부터 에러신호가 입력되면, 동작을 정지하고 에러를 출력한다. 또한, 제어기(110)는 소정 시간 대기후 재 동작하도록 한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치의 전압신호가 도시된 예시도이다.
변압기(120)는 고전압 신호를 점화 플러그(130)로 인가하여 점화 플러그(130)를 동작시킨다. 이때, 점화 플러그(130)에서 스파크가 발생하지 않는 경우 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 신호검출부(240)는 변압기(120)로부터 정현파 형태의 제 1 전압신호(S11)를 검출한다.
한편, 점화 플러그(130)에서 스파크가 발생하는 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 신호검출부(240)는 노이즈가 포함된 제 2 전압신호(S12)를 검출한다.
노이즈검출부(230)는 제 2 전압신호(S12)에 포함된 제 1 노이즈(91)와 제 2 노이즈(92)를 검출한다.
또한, 제 2 전압신호(S12)에는 제 3 노이즈(93)가 포함되나, 그 크기가 작아 필터(260)에 의해 필터링되어 제외될 수 있다.
스파크 감지장치(200)는 제 1 전압신호(S11) 제 2 전압신호(S12)중 어느 하나의 전압신호를 검출하여, 노이즈 검출 여부를 판단함으로써 점화 플러그(130)로부터 스파크가 발생하였는지 감지한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법이 도시된 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스파크 감지장치(200)는 점화 시스템(100)의 스위치(140)가 온(on)되면, 제어기(110)로부터 동작신호를 수신한다(S310).
프로세서(210)는 동작신호에 대응하여 점화 플러그(130)가 동작하면(S320), 스파크가 발생하는지 여부를 감지한다.
프로세서(210)는 변압기(120)가 동작하는 동안 신호검출부(240)를 제어하여, 변압기(120)의 전압신호를 검출한다. 신호검출부(240)는 전자기 유도 방식을 이용하여, 전압신호를 검출한다.
증폭기(250)는 신호검출부(240)의 전압신호를 수신하여 설정된 증폭비에 따라 증폭하고, 필터(260)는 증폭된 전압신호를 필터링한다(S340). 필터(260)는 증폭된 전압신호로부터 일정 크기 이상의 신호를 추출한다.
노이즈검출부(230)는 필터링된 전압신호로부터 노이즈를 검출한다(S360). 노이즈검출부(230)는 노이즈 검출 여부에 대한 노이즈 검출신호를 프로세서(210)로 인가한다. 프로세서(210)는 입력되는 노이즈 검출신호를 메모리(220)에 저장한다.
프로세서(210)는 전압신호의 검출 내지 노이즈의 검출을 설정 횟수(n) 반복한다(S360).
경우에 따라 프로세서(210)는 노이즈가 지정 횟수 동안 연속하여 검출되면 설정 횟수에 도달하지 않아도 점화 플러그(130)에 스파크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(210)는 저장된 데이터를 바탕으로 일정 시간 동안 일정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수(m) 검출되는지 판단하고, 노이즈가 일정 횟수 검출되면 점화 플러그(130)에서 스파크가 발생한 것으로 판단한다(S370).
프로세서(210)는 스파크 발생 시 감지신호를 생성하여 제어기(110)로 인가한다(S380). 한편 프로세서(210)는 노이즈 검출 횟수가 일정 횟수(m) 미만이면 에러신호를 생성하여 제어기(110)로 인가한다(S390).
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지를 이용한 점화방법이 도시된 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 점화 시스템(100)은, 스위치(140)가 온(ON) 되면(S410), 동작을 시작한다.
제어기(110)는 변압기(120) 및 스파크 감지장치(200)로 동작신호를 인가한다.
제어기(110)는 변압기(120)를 통해 점화 플러그(130)를 제어하되, 점화 연료가 공급되지 않도록 제어한다.
변압기(120)는 전압을 승압하여 변환하고, 고전압 신호를 점화 플러그(130)로 인가한다. 점화 플러그(130)는 고전압 신호에 의해 스파크를 발생한다.
이때, 스파크 감지장치(200)는 변압기(120)의 전압신호를 기반으로 점화 플러그(130)의 상태를 감지한다(S430).
스파크 감지장치(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 전압신호로부터 노이즈를 검출하고, 노이즈 검출 여부에 따라 점화 플러그(130)의 스파크 발생 여부를 판단한다. 스파크 감지장치(200)는 스파크 발생 시, 감지신호를 생성하여 제어기(110)로 인가한다.
제어기(110)는 스파크 감지장치(200)로부터 감지신호가 입력되면, 점화 플러그(130)로부터 스파크가 발생하여, 정상 동작하는 것으로 판단한다(S440).
제어기(110)는 점화 플러그(130)가 정상 동작하면, 점화 연료(가스)가 공급되도록 밸브를 제어한다.
점화 연료가 공급된 상태에서 점화 플러그(130)로부터 스파크가 발생하면, 공급된 연료가 점화된다.
점화 시스템(100)은 카메라를 통해 촬영되는 영상을 인식하여 연료 점화가 성공하였는지 판단한다(S460). 또한, 점화 시스템(100)은 포토센서를 이용하여 밝기를 검출하거나 또는 온도변화를 감지하여 점화 성공 여부를 감지할 수 있다.
점화에 성공하면, 제어기(110)는 메인 연료가 공급되도록 밸브를 제어한다(S470).
한편, 스파크 감지장치(200)로부터 에러신호가 수신되면, 제어기(110)는 점화 플러그 이상으로 판단하여 점화 실패에 대한 에러를 출력한다(S480).
또한, 제어기(110)는 점화 연료 공급 후, 연료 점화에 실패하면 동작을 중지하고 에러를 출력한다(S480).
따라서 본 발명에 따른 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치 및 그 방법은, 연료를 공급하기 전 점화 플러그의 동작상태를 감지하여, 스파크 발생 시 연료가 공급되도록 함으로써, 점화 플러그 이상 시 불필요한 연료 공급을 방지하여 연료 배출에 따른 번거로움을 예방하며, 점화의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
100: 점화 시스템 110: 제어기
120: 변압기 130: 점화 플러그
140: 스위치
200: 스파크 감지장치 210: 프로세서
220: 메모리 230: 노이즈검출부
240: 신호검출부 250: 증폭기
260: 필터

Claims (17)

  1. 점화 플러그로 고전압 신호를 인가하는 변압기로부터 전압신호를 검출하는 신호검출부;
    상기 전압신호를 증폭하는 증폭기;
    증폭된 상기 전압신호를 필터링하는 필터;
    필터링된 상기 전압신호로부터 노이즈를 검출하는 노이즈검출부; 및
    상기 전압신호의 검출 및 노이즈 검출을 설정 횟수 반복하도록 제어하고, 노이즈 검출 결과를 바탕으로 일정 시간 동안의 노이즈 검출 횟수에 따라 상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 프로세서; 를 포함하고,
    상기 노이즈검출부는 상기 전압신호를 주파수 변환 또는 좌표 변환하여 상기 전압신호에 포함된 일정 크기 이상의 노이즈를 검출하고, 상기 프로세서는 상기 노이즈검출부의 노이즈 검출 결과를 기반으로, 상기 일정 시간 동안, 일정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 신호검출부는 전자기 유도 방식에 따라 상기 변압기로부터 상기 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 전압신호로부터 일정 크기 이상의 신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 설정 횟수에 도달하기 전, 상기 노이즈검출부에 의해 노이즈가 지정 횟수 연속으로 검출되면, 상기 전압신호의 검출 및 노이즈 검출을 중지하고, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단되면 상기 점화 플러그의 정상 동작에 대한 감지신호를 생성하고,
    상기 점화 플러그에 스파크가 발생하지 않은 것으로 판단되면 에러신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 점화 플러그 및 상기 변압기를 포함하는 점화 시스템의 제어기로 상기 감지신호 및 상기 에러신호 중 어느 하나를 전송하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지장치.
  9. 스파크를 발생하여 연료를 점화하는 점화 플러그;
    상기 점화 플러그로 고전압신호를 인가하여 상기 점화 플러그를 동작시키는 변압기;
    상기 점화 플러그의 동작상태를 감지하는 스파크 감지장치;
    점화 연료의 공급을 조절하는 점화 연료 밸브; 및
    스위치가 온(ON)되면, 상기 변압기 및 상기 스파크 감지장치를 제어하는 제어기; 를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 스파크 감지장치의 감지 결과에 대응하여, 상기 점화 플러그가 정상인 경우 상기 점화 연료 밸브를 제어하여 점화 연료가 공급되도록 하고,
    상기 스파크 감지장치는,
    점화 플러그로 고전압 신호를 인가하는 변압기로부터 전압신호를 검출하는 신호검출부;
    상기 전압신호를 주파수 변환 또는 좌표 변환하여 상기 전압신호에 포함된 일정 크기 이상의 노이즈를 검출하는 노이즈검출부; 및
    상기 노이즈검출부의 노이즈 검출 결과를 기반으로, 일정 시간 동안, 일정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 프로세서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 점화 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 스위치가 온(ON)되면, 상기 변압기 및 상기 스파크 감지장치로 동작신호를 인가하고, 상기 점화 연료의 공급을 대기 시키는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 점화 시스템.
  11. 점화 플러그로 고전압신호를 인가하는 변압기로부터 전압신호를 검출하는 단계;
    상기 전압신호를 증폭 및 필터링하는 단계;
    상기 전압신호로부터 노이즈를 검출하는 단계;
    상기 전압신호를 검출하는 단계 내지 상기 노이즈를 검출하는 단계를 설정 횟수 반복하여 노이즈 검출 결과를 저장하는 단계; 및
    상기 노이즈 검출 결과를 기반으로, 일정 시간 동안의 노이즈 검출 횟수에 따라 상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계; 를 포함하고,
    상기 노이즈를 검출하는 단계는,
    노이즈검출부가 상기 전압신호를 주파수 변환 또는 좌표 변환하여 상기 전압신호에 포함된 일정 크기 이상의 노이즈를 검출하고,
    상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계는,
    프로세서가, 상기 노이즈 검출 결과를 기반으로, 일정 시간 동안, 일정 크기 이상의 노이즈가 일정 횟수 이상 검출되면, 상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압신호를 검출하는 단계는 전자기 유도 방식에 따라 상기 변압기로부터 상기 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압신호를 증폭 및 필터링하는 단계는,
    설정된 증폭비에 따라 증폭기가 상기 전압신호를 증폭하는 단계; 및
    일정 크기 이상의 신호로 필터링 하는 단계; 를 포함하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 결과를 저장하는 단계는,
    상기 설정 횟수에 도달하기 전, 노이즈가 지정 횟수 연속으로 검출되면, 상기 전압신호의 검출 및 상기 노이즈의 검출을 중지하는 단계; 및
    상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단하는 단계; 를 포함하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
  15. 삭제
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계 후,
    상기 점화 플러그에 스파크가 발생한 것으로 판단되면 상기 점화 플러그의 정상 동작에 대한 감지신호를 생성하는 단계; 및
    상기 점화 플러그에 스파크가 발생하지 않은 것으로 판단되면 에러신호를 생성하는 단계; 를 더 포함하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 점화 플러그의 스파크 발생 여부를 판단하는 단계 후,
    상기 점화 플러그 및 상기 변압기를 포함하는 점화 시스템의 제어기로 상기 감지신호 및 상기 에러신호 중 어느 하나를 전송하는 단계; 를 더 포함하는 가스 및 연료 점화용 이그니터의 스파크 감지방법.
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