KR102558273B1 - 스마트 광전 센싱 장치 및 스마트 센싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하는 스마트 광전 센싱 장치는 적외선을 방출하도록 구성된 발광부; 입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하고, 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 입사된 적외선이 상기 발광부에서 방출된 것인지를 도출하고, 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 출력을 보정하기 위한 출력 보정 신호를 상기 발광부로 전송하도록 구성된 수광부를 포함한다.

Description

스마트 광전 센싱 장치 및 스마트 센싱 방법{SMART PHOTOELECTRIC SENSING APPARATUS AND SMART SENSING METHOD}
본 발명은 스마트 광전 센싱 장치 및 스마트 센싱 방법에 관한 것이다.
투과형 광전센서는 빛을 출력하는 투광부와 빛을 수신하는 수광부로 이뤄져 있어 센서 사이에 빛의 투과를 방해하는 물체가 있는 경우 이를 인식하는 센서이다.
투명한 물이나 수용액은 빛을 통과시키기 때문에 일반적인 광전센서로는 감지가 어려우며 이에 따라 물이나 수용액을 감지하기 위한 광전 센서가 요청되고 있다.
공개특허 10-2021-0061209 (공개일 : 2021년05월27일)
본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치 및 스마트 센싱 방법은 센서의 상태 및 센서의 보정을 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 적외선을 방출하도록 구성된 발광부; 입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하고, 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 입사된 적외선이 상기 발광부에서 방출된 것인지를 도출하고, 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 출력을 보정하기 위한 출력 보정 신호를 상기 발광부로 전송하도록 구성된 수광부를 포함하는 스마트 광전 센싱 장치가 제공된다.
상기 발광부는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제1 패턴의 적외선을 방출하고, 상기 수광부는 상기 입사된 적외선의 제2 패턴을 지닌 상기 전기적 신호를 생성하여 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출할 수 있다.
상기 수광부는 입사된 상기 제2 패턴의 적외선을 상기 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드, 상기 포토 다이오드와 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 전기적 신호를 상기 제1 패턴의 기준 신호와 비교하는 비교기 및 상기 비교기의 출력에 따라 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출하는 수광용 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 수광부는 센싱 대상물이 없는 상태에서 입사된 상기 제2 패턴의 적외선을 상기 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드, 상기 포토 다이오드와 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭된 전기적 신호를 정류하는 정류기, 상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 보정 기준 전압보다 낮을 경우, 상기 출력 보정 신호를 전송하는 수광용 프로세서를 포함하며, 상기 발광부는 상기 출력 보정 신호를 전송받아 출력 보정 명령을 전송하는 발광용 프로세서, 상기 출력 보정 명령을 전송받아 발광 전원을 증가시키는 발광 구동부, 상기 발광 전원에 따라 상기 적외선을 방출하는 적외선 방출부를 포함할 수 있다.
상기 출력 보정 신호에 따른 상기 발광부의 출력 보정이 이루어진 후, 상기 포토 다이오드는 센싱 대상물을 투과한 적외선을 전기적 신호로 변환하고, 상기 증폭기는 상기 전기적 신호를 증폭하며, 상기 정류기는 상기 증폭된 전기적 신호를 정류하고, 상기 수광용 프로세서는 상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 적외선이 상기 센싱 대상물의 물 또는 수용액을 투과하였다는 센싱 결과를 도출할 수 있다.
상기 수광용 프로세서는 상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 상기 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 상기 정류기의 출력의 전압 레벨에 따라 적외선이 상기 센싱 대상물의 용기 및 수용액 중 적어도 하나의 종류를 도출할 수 있다.
상기 수광부는 상기 수광용 프로세서가 상기 센싱 결과와 상기 센싱 결과를 도출한 시간을 서로 연관시켜 저장하는 메모리와, 외부의 요청에 따라 상기 메모리에 저장된 정보를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 스마트 광전 센싱 장치는 상기 발광부 및 수광부는 이송부에 의하여 이송되는 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 센싱을 수행할 경우, 상기 통신부로부터 상기 메모리에 저장된 정보를 전송받아 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 불량율 및 생산량을 도출하는 생산 관리 컴퓨터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 스마트 센싱 방법은 발광부가 적외선을 방출하는 단계; 수광부가 입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하는 단계; 상기 수광부가 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 입사된 적외선이 상기 발광부에서 방출된 것인지를 도출하는 단계; 및 상기 수광부가 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 발광부의 출력을 보정하기 위한 출력 보정 신호를 상기 발광부로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 발광부는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제1 패턴의 적외선을 방출하고, 상기 수광부는 상기 입사된 적외선의 제2 패턴을 지닌 상기 전기적 신호를 생성하여 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치 및 스마트 센싱 방법은 적외선의 패턴 비교 및 적외선의 세기 레벨을 통하여 센서의 상태 및 센서의 보정을 제공할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치를 나타낸다.
도 3은 수광부의 적외선 패턴 확인 과정을 설명하기 위한 것이다.
도 4는 센싱 대상물의 종류에 따른 전압 레벨을 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치는 발광부(100) 및 수광부(300)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 이송부(10)를 따라 이송되는 센싱 대상물(20)을 센싱할 수 있다. 본 발명에서 이송부(10)의 형태는 도 1에 표시된 것으로 한정되지 않는다. 또한 도 1에서는 본 발명이 연속적으로 이송되는 센싱 대상물(20)을 센싱하는 것으로 도시되어 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광부(100)는 적외선을 방출하도록 구성된다. 본 발명의 발광부(100)는 적외선을 방출하는 LED를 포함할 수 있다. 가시광선은 물이나 수용액을 투과하므로 센서가 물이나 수용액이 용기에 담겨 있는지를 센싱하기 어려울 수 있다.
이에 비하여 적외선은 물이나 수용액에 흡수되므로 본 발명은 물이나 수용액이 담긴 센싱 대상물(20)에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 물이나 수용액을 투명 용기에 담는 자동화된 공장에서 본 발명은 물이나 수용액이 용기에 제대로 담겼는지를 확인하는 용도로 사용될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 적용예는 일례일 뿐 본 발명이 이와 같은 적용예에 한정되는 것은 아니다.
적외선의 파장이 750nm 내지 10um 범위에서는 적외선의 파장에 비례해 적외선의 물흡수율이 증가하는데, 1000nm 이하의 파장은 센서를 제작하기에 물흡수율이 부족하여 1000nm 이상을 광원으로 사용하였다.
수광부(300)는, 1000nm 이상의 적외선에 반응하기 위한 수광체로서 InGaAs 포토다이오드를 포함할 수 있다. InGaAs 포토다이오드의 반응범위는 800nm 내지 1600nm 이므로 이 이상의 파장의 적외선은 사용하기 어려울 수 있다. 이에 따라 본 발명에서 적외선의 파장대역은 1000 nm 내지 1600nm일 수 있다.
수광부(300)는 입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호에 따라 수광부(300)로 입사된 적외선이 발광부(100)에서 방출된 것인지를 도출하고, 변환된 전기적 신호에 따라 발광부(100)의 출력을 보정하기 위한 출력 보정 신호를 발광부(100)로 전송하도록 구성된다.
이를 위하여 발광부(100)와 수광부(300)는 시리얼(serial) 통신을 수행할 수 있으나 이와 같은 통신 방법에 한정되는 것은 아니다. 발광부(100)와 수광부(300) 사이의 통신은 통상의 기술자에게 일반적인 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
수광부(300)가 변환된 전기적 신호에 따라 수광부(300)로 입사된 적외선이 발광부(100)에서 방출된 것인지를 도출하기 위하여 적외선의 패턴을 확인할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광부(100)는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제1 패턴의 적외선을 방출할 수 있다. 제1 패턴의 적외선은 이산적인 형태로서 하이 레벨은 로우 레벨에 비하여 적외선의 세기가 클 수 있다. 로우 레벨은 적외선의 세기가 0이거나 0보다 클 수 있다.
수광부(300)는 입사된 적외선의 제2 패턴을 지닌 전기적 신호를 생성하여 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출할 수 있다. 제2 패턴의 적외선이 수광부(300)에 입사할 경우, 수광부(300)는 적외선에 해당되는 제2 패턴의 전기적 신호를 생성할 수 있다. 수광부(300)는 제1 패턴과 제2 패턴을 비교하여 일치할 경우 수광부(300)로 입사된 적외선이 발광부(100)에서 방출된 것이라고 확인할 수 있다.
발광부(100)가 아닌 외부에서 수광부(300)로 외부 적외선이 들어올 수 있다. 이 경우 수광부(300)는 외부 적외선을 발광부(100)에서 방출한 적외선으로 오인할 수 있다. 수광부(300)는 제1 패턴과 제2 패턴을 비교함으로써 외부 적외선의 입사에 따른 오동작을 방지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 수광부(300)는 포토 다이오드(310), 증폭기(330), 비교기(350) 및 수광용 프로세서(370)를 포함할 수 있다.
포토 다이오드(310)는 입사된 제2 패턴의 적외선을 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환한다.
증폭기(330)는 포토 다이오드(310)와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 증폭한다. 포토 다이오드(310)에서 출력된 전기적 신호의 세기는 수광용 프로세서(370)가 처리하기에는 작기 때문에 증폭기(330)를 통하여 전기적 신호가 증폭될 수 있다. 전기적 신호가 증폭되기에 앞서 전기적 신호에 있는 노이즈 성분이 필터링될 수 있다.
비교기(350)는 전기적 신호를 제1 패턴의 기준 신호와 비교할 수 있다. 제1 패턴의 기준 신호는 수광용 프로세서(370)에서 출력될 수 있다. 기준 신호의 제1 패턴은 발광부(100)에서 출력된 적외선의 제1 패턴에 해당되는 것이다.
비교기(350)의 동작을 위하여 수광용 프로세서(370)가 제1 패턴의 기준 신호를 출력하여야 하므로 수광용 프로세서(370)는 발광용 프로세서(110)로부터 적외선의 출력 타이밍에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보에 따라 제1 패턴의 기준 신호를 출력할 수 있어야 한다. 이를 통하여 제2 패턴의 전기적 신호와 제1 패턴의 기준 신호의 비교를 위한 동기화가 이루어질 수 있다.
수광용 프로세서(370)는 비교기(350)의 출력에 따라 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출할 수 있다. 제1 패턴과 제2 패턴이 일치할 경우 수광용 프로세서(370)는 수광부(300)로 입사된 적외선이 발광부(100)가 출력한 적외선이라고 확인할 수 있다. 이와 반대로 제1 패턴과 제2 패턴이 일치하지 않을 경우 수광용 프로세서(370)는 수광부(300)로 입사된 적외선이 발광부(100)가 출력한 적외선이 아니라고 확인할 수 있다.
한편, 포토 다이오드(310)는 센싱 대상물(20)이 없는 상태에서 입사된 제2 패턴의 적외선을 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환할 수 있다. 증폭기(330)는 제2 패턴의 전기적 신호를 증폭할 수 있다. 수광부(300)의 정류기(390)는 증폭된 전기적 신호를 정류할 수 있다. 이에 따라 정류기(390)는 제2 패턴의 전기적 신호에 해당되는 DC 전압을 출력할 수 있다.
수광용 프로세서(370)는 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 보정 기준 전압보다 낮을 경우, 출력 보정 신호를 전송할 수 있다.
발광용 프로세서(110)는 출력 보정 신호를 전송받아 출력 보정 명령을 전송받을 수 있다. 수광용 프로세서(370)와 발광용 프로세서(110)는 시리얼 통신을 수행할 수 있다. 시리얼 통신을 위한 시리얼 포트(미도시)가 발광부(100) 및 수광부(300)에 구비될 수 있다.
발광부(100)의 발광 구동부(130)는 출력 보정 명령을 전송받아 발광 전원을 증가시킬 수 있다. 발광부(100)의 적외선 방출부(150)는 발광 전원에 따라 적외선을 방출할 수 있다.
LED와 같은 적외선 방출부(150)는 동작 시간이 경과함에 따라 열화되어 같은 구동 전압을 입력받더라도 적외선의 세기가 작아질 수 있다. 즉, LED는 사용 시 발생하는 열로 인해 수지, 형광체, 땜납, 전극 등 LED를 구성하는 요소에 화학적, 물리적 변화가 발생하여 성능이 저하될 수 있다.
적외선의 세기가 작아지면 센싱 대상물(20)을 센싱하는 과정에서 오류가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 적외선의 세기를 보정하기 위한 과정이 필요할 수 있다.
이와 같은 보정은 센싱 대상물(20)이 없는 상태에서 이루어질 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 적외선은 물이나 수용액에 흡수되므로 센싱 대상물(20)의 감지시에도 적외선의 세기가 작아질 수 있다.
수광용 프로세서(370)의 입장에서 적외선의 세기 감소가 LED 열화로 인한 것인지 센싱 대상물(20)의 감지로 인한 것이지 구별하기 어려울 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 보정은 센싱 대상물(20)이 없는 상태에서 발광부(100)가 적외선을 방출하고, 수광부(300)가 적외선을 입력받을 수 있다.
수광용 프로세서(370)는 정류기(390)로부터 출력된 DC 전압의 레벨이 보정 기준 전압보다 낮은 경우, 출력 보정 신호를 발광용 프로세서(110)로 전송할 수 있다.
발광용 프로세서(110)는 출력 보정 신호에 따라 출력 보정 명령을 발광 구동부(130)로 전송하고, 발광 구동부(130)는 적외선 방출부(150)로 인가되는 발광 전원을 증가시킬 수 있다.
이에 따라 적외선 방출부(150)는 LED 열화에 따른 적외선 세기의 감소를 보상할 수 있다.
한편, 출력 보정 신호에 따른 발광부(100)의 출력 보정이 이루어진 후, 포토 다이오드(310)는 센싱 대상물(20)을 투과한 적외선을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 증폭기(330)는 전기적 신호를 증폭하며, 정류기(390)는 증폭된 전기적 신호를 정류할 수 있다.
수광용 프로세서(370)는 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 적외선이 센싱 대상물(20)의 물 또는 수용액을 투과하였다는 센싱 결과를 도출할 수 있다.
이와 반대로 수광용 프로세서(370)가 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 적외선이 물 또는 수용액을 투과하지 않았다는 센싱 결과를 도출할 수 있다.
이와 같은 센싱 결과를 통하여 수광용 프로세서(370)는 센싱 대상물(20)의 정상품 및 불량품 여부를 도출할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 물이나 수용액이 용기에 제대로 담겼는지를 확인하는 용도로 사용될 수 있다.
용기에 물이나 수용액이 정상적으로 담겨있는 경우, 적외선이 물이나 수용액에 흡수되어 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮아지므로 수광용 프로세서(370)는 센싱 대상물(20)을 정상품으로 체크할 수 있다.
반대로 용기에 물이나 수용액이 담겨있지 않거나 부족하게 담겨있는 경우, 적외선이 물이나 수용액에 흡수되지 않으므로 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 크므로 수광용 프로세서(370)는 센싱 대상물(20)을 불량품으로 체크할 수 있다.
한편, 수광용 프로세서(370)는 정류기(390)의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 정류기(390)의 출력의 전압 레벨에 따라 적외선이 센싱 대상물(20)의 용기 및 수용액 중 적어도 하나의 종류를 도출할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 수용액의 성분, 컬러 또는 수투명도에 따라 적외선이 수용액에 흡수되는 정도가 달라질 수 있다. 또한 용기의 재질, 컬러 또는 투명도에 따라 적외선이 용기에 흡수되는 정도가 달라질 수 있다.
본 발명의 스마트 광전 센싱 장치는 미리 용기 및 수용액 중 적어오 하나의 종류별 전압 레벨을 사전 실험을 통하여 세팅하여 수광부(300)의 메모리(410)에 저장할 수 있다.
본 발명은 메모리(410)에 저장된 전압 레벨을 이용하여 센싱 대상물(20)의 용기 및 수용액 중 적어도 하나의 종류를 도출할 수 있다.
한편, 수광용 프로세서(370)는 센싱 결과와 센싱 결과를 도출한 시간을 서로 연관시켜 메모리(410)에 저장할 수 있다. 센싱 결과는 앞서 설명된 적외선이 상기 센싱 대상물(20)의 물 또는 수용액을 투과하였다는 것일 수 있다. 센싱 결과를 도출한 시간을 위하여 수광부(300)는 타이머(미도시)를 포함할 수 있다.
수광용 프로세서(370)는 메모리(410)에 앞서 설명된 센싱 대상물(20)의 용기 및 수용액 중 적어도 하나의 종류에 대한 정보와 상기 정보가 확인된 시간도 서로 연관시켜 저장할 수 있다.
또한 수광용 프로세서(370)는 메모리(410)에 앞서 설명된 출력 보정 명령에 따른 발광 전원의 증가정도를 저장할 수도 있다.
수광부(300)의 통신부(430)는 외부의 요청에 따라 메모리(410)에 저장된 정보를 외부로 전송할 수 있다. 통신부(430)는 블루투스나 NFC와 같은 단거리 통신 모듈을 포함할 수도 있고, 이동통신모듈이나 와이파이 같은 장거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(430)는 시리얼 통신이나 패러렐 통신, LAN과 같은 유선 통신 모듈을 포함할 수도 있다.
이와 같은 메모리(410)에 저장된 정보를 여러 가지 경우에 활용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 스마트 적외선 센싱 장치가 오작동으로 작동을 멈출 경우, 작동을 멈추기 직전까지 메모리(410)에 저장된 정보를 외부의 생산 관리 컴퓨터(500)로 전송하여 생산 관리에 반영될 수 있다.
또다른 예로서 스마트 적외선 센싱 장치의 오작동으로 동작을 멈춘 후 재시작할 경우, 메모리(410)에 저장된 출력 보정 명령에 따른 발광 전원의 증가 정도를 이용하여 LED의 열화에 따른 적외선의 세기 감소를 상쇄시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 광전 센싱 장치는 생산 관리 컴퓨터(500)를 더 포함할 수 있다. 발광부(100) 및 수광부(300)가 이송부(10)에 의하여 이송되는 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 센싱을 수행할 경우, 생산 관리 컴퓨터(500)는 통신부(430)로부터 메모리(410)에 저장된 정보를 전송받아 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 불량율 및 생산량을 도출할 수 있다.
앞서 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 메모리(410)에는 불량품과 정상품에 대한 정보가 저장되고, 메모리(410)에 저장된 정보는 통신부(430)를 통하여 생산 관리 컴퓨터(500)로 전송될 수 있다. 불량품과 정상품에 대한 정보는 불량품 및 정상품이 센싱된 시간을 포함할 수 있다.
생산 관리 컴퓨터(500)는 상기 정보를 통하여 센싱된 전체 제품의 개수, 전체 제품의 개수에 대한 불량품 개수의 비율인 불량율, 센싱된 정상품의 개수에 해당되는 생산량을 도출할 수 있다.
생산 관리 컴퓨터(500)와 통신부(430) 사이의 통신은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 생산 관리 컴퓨터(500)와 통신부(430) 사이에 게이트웨이(gateway)가 구비될 수도 있고, 생산 관리 컴퓨터(500)와 통신부(430)가 2G 내지 5G의 이동통신망을 통하여 통신할 수도 있다. 이외에 통상의 기술자에 일반적인 통신 방법으로 구현가능하다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 스마트 센싱 방법은 발광부(100)가 적외선을 방출하는 단계, 수광부(300)가 입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하는 단계, 수광부(300)가 변환된 전기적 신호에 따라 입사된 적외선이 발광부(100)에서 방출된 것인지를 도출하는 단계 및 수광부(300)가 변환된 전기적 신호에 따라 발광부(100)의 출력을 보정하기 위한 출력 보정 신호를 발광부(100)로 전송하는 단계를 포함한다.
발광부(100)는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제1 패턴의 적외선을 방출하고, 수광부(300)는 입사된 적외선의 제2 패턴을 지닌 전기적 신호를 생성하여 제1 패턴과 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
이송부(10)
센싱 대상물(20)
발광부(100)
발광용 프로세서(110)
발광 구동부(130)
적외선 방출부(150)
수광부(300)
포토 다이오드(310)
증폭기(330)
비교기(350)
수광용 프로세서(370)
정류기(390)
메모리(410)
통신부(430)
생산 관리 컴퓨터(500)

Claims (10)

  1. 적외선을 방출하도록 구성된 발광부;
    입사된 적외선을 전기적 신호로 변환하고, 상기 변환된 전기적 신호에 따라 상기 입사된 적외선이 상기 발광부에서 방출된 것인지를 도출하도록 구성된 수광부를 포함하고,
    상기 발광부는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제1 패턴의 적외선을 방출하고,
    상기 수광부는 하이 레벨(high level)과 로우 레벨(low level)로 이루어진 제2패턴을 지닌 상기 입사된 적외선에 해당되는 상기 전기적 신호를 생성하여 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출하며,
    상기 제1 패턴의 하이 레벨의 적외선의 세기는 상기 제1 패턴의 로우 레벨의 적외선의 세기에 비하여 크고,
    상기 제2 패턴의 하이 레벨의 적외선의 세기는 상기 제2 패턴의 로우 레벨의 적외선의 세기에 비하여 크며,
    상기 수광부는
    입사된 상기 제2 패턴의 적외선을 상기 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드,
    상기 포토 다이오드와 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호를 증폭하는 증폭기,
    상기 전기적 신호를 상기 제1 패턴의 기준 신호와 비교하는 비교기, 및
    상기 비교기의 출력에 따라 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴 사이의 일치 여부를 도출하는 수광용 프로세서를 포함하고,
    상기 수광용 프로세서는 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴이 일치할 경우, 상기 입사된 적외선이 상기 발광부에서 방출된 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수광부의 포토 다이오드는 센싱 대상물이 없는 상태에서 입사된 상기 제2 패턴의 적외선을 상기 제2 패턴을 지닌 전기적 신호로 변환하고,
    상기 수광부의 증폭기는 상기 포토 다이오드와 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호를 증폭하며,
    상기 수광부는 상기 증폭된 전기적 신호를 정류하는 정류기를 더 포함하고,
    상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 보정 기준 전압보다 낮을 경우, 상기 수광부의 수광용 프로세서는 출력 보정 신호를 전송하며,
    상기 발광부는
    상기 출력 보정 신호를 전송받아 출력 보정 명령을 전송하는 발광용 프로세서, 상기 출력 보정 명령을 전송받아 발광 전원을 증가시키는 발광 구동부, 상기 발광 전원에 따라 상기 적외선을 방출하는 적외선 방출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 보정 신호에 따른 상기 발광부의 출력 보정이 이루어진 후, 상기 포토 다이오드는 센싱 대상물을 투과한 적외선을 전기적 신호로 변환하고,
    상기 증폭기는 상기 전기적 신호를 증폭하며, 상기 정류기는 상기 증폭된 전기적 신호를 정류하고,
    상기 수광용 프로세서는 상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 적외선이 상기 센싱 대상물의 물 또는 수용액을 투과하였다는 센싱 결과를 도출하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수광용 프로세서는
    상기 정류기의 출력의 전압 레벨이 상기 센싱 기준 전압보다 낮을 경우, 상기 정류기의 출력의 전압 레벨에 따라 적외선이 상기 센싱 대상물의 용기 및 수용액 중 적어도 하나의 종류를 도출하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수광부는
    상기 수광용 프로세서가 상기 센싱 결과와 상기 센싱 결과를 도출한 시간을 서로 연관시켜 저장하는 메모리와,
    외부의 요청에 따라 상기 메모리에 저장된 정보를 외부로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광부 및 수광부는 이송부에 의하여 이송되는 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 센싱을 수행할 경우,
    상기 통신부로부터 상기 메모리에 저장된 정보를 전송받아 음료 제품 및 생수 제품 중 적어도 하나에 대한 불량율 및 생산량을 도출하는 생산 관리 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 광전 센싱 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950031885A (ko) * 1994-05-24 1995-12-20 엄효성 음료수 용기의 정량 과부족 감지 및 제거장치
KR20110098682A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 엔이씨 커뮤니케이션 시스템즈, 리미티드 발광 구동 조정 방법 및 시스템과 가시광 통신 장치
KR20200004888A (ko) * 2017-05-19 2020-01-14 산덴 리테일 시스템 가부시키가이샤 음료 공급 장치
KR102248090B1 (ko) * 2015-01-05 2021-05-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 구동 장치
KR20210061209A (ko) 2019-11-19 2021-05-27 한국재료연구원 전이금속 황화물 제조 방법, 적외선 광전소자 및 적외선 센서
JP2021145231A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 オムロン株式会社 光電センサ及びしきい値補正方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950031885A (ko) * 1994-05-24 1995-12-20 엄효성 음료수 용기의 정량 과부족 감지 및 제거장치
KR20110098682A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 엔이씨 커뮤니케이션 시스템즈, 리미티드 발광 구동 조정 방법 및 시스템과 가시광 통신 장치
KR102248090B1 (ko) * 2015-01-05 2021-05-04 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 구동 장치
KR20200004888A (ko) * 2017-05-19 2020-01-14 산덴 리테일 시스템 가부시키가이샤 음료 공급 장치
KR20210061209A (ko) 2019-11-19 2021-05-27 한국재료연구원 전이금속 황화물 제조 방법, 적외선 광전소자 및 적외선 센서
JP2021145231A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 オムロン株式会社 光電センサ及びしきい値補正方法

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