KR200177523Y1 - 다이오드를 이용한 에어플로어 센서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다이오드를 이용한 에어 플로어 센서에 관한 것으로서, 종래의 백금을 이용한 에어 플로어 센서는 가격이 고가이며, 백금면의 온도가 접촉되는 공기외에도 다른 원인에 의해 변화될 수 있어 공기의 유량이 정확히 계산되지 못하는 문제점이 있었던 바, 본 고안은 예시된 도면과 같이 수개의 다이오드(30)를 직렬 연결하여 다이오드(30)에 접촉하는 공기로부터 다이오드(30)의 온도가 변화하면 다이오드(30)의 그 저항값이 변화되는 원리를 통해 그 전압이 측정될 수 있게 하되, 상기 다이오드(30)의 접지단의 신호인 부성 온도 계수에 대한 신호는 비교기(70)의 마이너스 단자에 입력되게 하고, 가변저항기(80)로부터 발생되는 임계온도에 대한 전류는 상기 비교기(70)의 플러스 단자에 입력되게 하여 비교기(70)가 연산 증폭기의 기능을 수행할 수 있게 하고, 각각의 다이오드(30) 및 비교기(70)로부터 신호를 입력하는 온도 측정 및 유량 계산회로(40)는 입력되는 전압을 통해 온도 및 흐르는 공기 유량을 계산하여 E.C.U.(50)에 그 신호를 출력하게 함으로써 상기 다이오드(30)가 소정의 에어 플로어 센서의 기능을 발휘할 수 있게 구성한 것이다.

Description

다이오드를 이용한 에어 플로어 센서

본 고안은 다이오드를 이용한 에어 플로어 센서에 관한 것으로서, 상세하게는 종래 백금을 이용한 에어 플로어 센서는 가격이 고가이며 공기 흐름 이외의 원인이 백면에 작용되어 온도측정이 정확하게 되지 못함에 따라 다이오드의 특성중 온도 변화에 따라 저항이 변화되는 성질을 이용하여 공기 흐름에 대한 온도 변화를 전압 변화량으로 바꾸어 공기 유량을 측정 할 수 있게 한 다이오드를 이용한 에어 플로어 센서에 관한 것이다.

일반적으로 다이오드는 2개의 단자를 갖는 전자 소자로, 전류가 한쪽 방향으로 흐르기 쉽게 되어 있으며, 구조는 실리콘의 PN접합이 일반적이며, 정류용, 검파용 외에 정전압 다이오드, 발광 다이오드(LED), 포토 다이오드, 에사키 다이오드, 가변 용량 다이오드등 다양한 형태로 이용됨으로써 그 활용범위는 실로 크다 할 수 있다.

특히, 다이오드는 만일 열이나 빛 혹은 복사와 같은 외부 에너지가 원자에 가해지면 전자는 에너지를 얻어서 더 높은 준위(반경이 더 큰 궤도)로 이동하는데 이를 여기 상태라 하고, 여기 상태는 가해지는 에너지가 지속되지 않는 한 떨어지게 되는데 이때 전자는 얻었던 에너지를 열, 빛, 기타 복사 형태로 방출하게 되는 특성을 이용한 것이다.

또한, 종래의 백금을 이용한 에어 플로어 센서는 백금면에 접촉되는 공기의 흐름으로부터 변화되는 온도를 측정하여 접촉되는 공기의 유량을 계산할 수 있게 된 에어 플로어 센서이다.

그러나, 종래의 백금을 이용한 에어 플로어 센서는 가격이 고가이며, 백금면에 접촉하여 백금면의 온도를 변화되게 하는 공기외에도 다른 원인에 의하여서도 온도를 변화할 수 있어 측정되는 온도로부터 공기의 유량을 정확하게 계산하지 못하는 단점이 있다.

즉, 종래의 백금을 이용한 에어 플로어 센서는 가격이 고가이며, 백금면의 온도가 접촉되는 공기 외에도 다른 원인에 의해 변화될 수 있어 공기의 유량을 정확하게 계산할 수 없게 하는 문제점이 있었다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 백금의 특성을 이용한 종래의 에어 플로어 센서 대신 다이오드의 특성을 통해 공기 흐름에 따른 온도 변화를 전압 변화량으로 바꾸어 공기 유량을 정확하게 계산할 수 있게 하는 에어 플로어 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 에어 플로어 센서인 백금 센서가 공기 흐름에 의한 온도 변화를 측정하여 유량을 계산하는 상태를 보인 상태도.

제2도는 본 고안이 적용된 에어 플로어 센서의 이용 상태도로서,

제2a도는 투시도, 제2b도는 정면도이다.

제3도는 본 고안에 의해 다이오드가 온도 변화 및 공기 유량으로부터 전류를 변하는 관계 및 이용되는 선형 구간을 보인 그래프로서,

제3a도는 전류와 온도의 관계도,

제3b도는 공기유량과 온도와의 관계도이다.

제4도는 본 고안에 따라 에어 플로어 센서가 이용되는 블록도 및 회로도로서,

제4a도는 블록도, 제4b도는 회로도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 공기의 통로관 20 : 백금 센서

30 : 다이오드 40 : 온도 측정 및 유량 계산회로

50 : E.C.U. 60 : 열

70 : 비교기 80 : 가변 저항기

따라서, 본 고안은 예시된 도면과 같이 수개의 다이오드(30)를 직렬 연결하여 다이오드(30)에 접촉하는 공기로부터 다이오드(30)의 온도가 변화됨으로써 저항값이 변화되어 다이오드(30)로부터 변화되는 전압이 측정될 수 있게 하되, 상기 다이오드(30)의 접지단의 신호인 부성 온도계수에 대한 신호는 비교기(70)의 마이너스 단자에 입력되게 하고, 가변저항기(80)로부터 발생되는 임계온도에 대한 전압은 상기 비교기(70)의 플러스 단자에 입력되게 하여 상기 비교기(70)가 연산 증폭기의 기능을 수행 할 수 있게 하되, 각각의 다이오드(30 및 비교기(70)로부터 전압은 입력하는 온도 측정 및 유량 계산회로(40)는 입력되는 전류를 통해 온도 및 흐르는 공기 유량을 계산하여 E.C.U.(50)에 신호를 출력하게 함으로써 상기 다이오드(30)가 소정의 에어 플로어 센서의 기능을 발휘할 수 있게 구성하는 것을 그 특징으로 한다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안의 구성에 대하여 예시한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

예시된 도 2는 본 고안이 적용된 에어 플로어 센서의 이용 상태도이며, 도 3은 본 고안에 의해 다이오드(30)가 온도 변화 및 공기 유량으로부터 전류를 변하게 되는 관계 상태를 보인 그래프이며, 이 전류는 비교기(70)에 전압 변화량으로 입력된다.

도 4는 본 고안에 따라 에어 플로어 센서가 이용되는 블록도및 간략한 회로도이다.

즉, 본 고안은 예시된 도면과 같이 수개의 다이오드(30)를 직렬 연결하여 공기의 유량을 측정하고자 하는 공기의 통로관(10)에 설치한다.

따라서, 상기 다이오드(30)에 접촉하는 공기를 통해 다이오드(30)의 온도가 변화 될 수 있게 하되, 상기 다이오드(30)의 접지단의 신호는 비교기(70)의 마이너스 단자에 입력되게 하고, 가변 저항으로부터 발생되는 전압을 상기 비교기(70)의 플러스 단자에 입력되게 하여 상기 비교기(70)가 연산 증폭기의 기능을 수행 할 수 있게 한다.

또한, 각각의 다이오드(30) 및 비교기(70)로부터 전압을 입력하는 온도 측정 및 유량 계산회로(40)를 설치하여 입력되는 전류를 통해 다이오드(30)의 온도 및 흐르는 공기 유량을 계산할 수 있게 하며, 계산된 공기 유량의 신호는 소정의 기능을 하기 위한 E.C.U.(50)에 입력하여 상기 다이오드(30)가 에어 플로어 센서의 기능을 정확하게 발휘 할 수 있게 구성한다.

상기한 본 고안의 구성에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의해 공기의 통로관(10)에 설치되는 다이오드(30)는 접촉되는 공기의 흐름으로부터 온도가 변화되어 인가되는 전압의 량을 변화되게 하는 작용을 하며, 변화되는 전압은 비교기(70)의 마이너스 단자에 입력되어 상기 비교기(70)가 플러스 단자로부터 입력하는 가변저항기(80)의 전압과 비교 증폭되는 작용을 함으로써 상기 비교기(70)가 연산 증폭기의 기능을 수행 할 수 있게 하는 작용을 한다.

즉, 다이오드(30)로부터 발생되는 전압의 변화는 온도가 증가함에 따라 저항이 감소되는 부성 온도 계수가 되어 온도 감지 기능을 하게 되며, 가변 저항에 의해 상온(임계온도)에서 포화 출력되는 전류 값으로 상기 비교기(70)의 플러스단에 입력되는 신호는 상기 비교기(70)의 플러스단에 입력되어 마이너스 단에 입력되는 상기 다이오드의 부성 온도 계수와 비교/연산 및 증폭되어 신호를 출력하는 작용을 한다.

또한, 각각의 다이오드(30) 및 비교기(70)로부터 출력되는 신호(전압)는 온도 측정 및 유량 계산회로(40)에 입력되어 설정된 로직에 의해 온도를 측정하게 되며, 계산되어진 온도 변화량을 통해 접촉되는 공기의 유량을 계산하게 되며, 계산되어진 신호는 소정의 기능을 발휘하기 위한 E.C.U.(50)에 입력되어 제어 신호를 출력할 수 있게 함으로써 상기 다이오드(30)가 에어 플로어 센서의 기능을 정확하게 발휘 할 수 있게 하는 작용을 한다.

이와 같이 본 고안은 다이오드의 특성을 이용하여 에어 플로어 센서의 기능을 발휘하게 함으로써, 종래 백금을 이용한 에어 플로어 센서에 비해 가격이 획기적으로 절감되며, 온도 및 공기의 유량을 보다 정확하게 검출하게 됨으로써 공기의 통로관에 유입하는 공기의 량을 정확하게 검출하여 여러 분야에 응용 될 수 있게 한다.

Claims (1)

1. 공기의 흐름을 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 감지된 신호를 입력받아 이를 비교하는 비교기와, 상기 비교기로부터 출력되는 신호를 입력받아 공기의 유량을 계산하는 유량 계산회로와, 상기 유량 계산회로로부터 입력되는 신호를 가지고 소정의 기능을 발휘하게 되는 ECU를 포함하는 에어 플로어 센서에 있어서, 상기 공기의 흐름을 감지하는 감지수단은 공기 흐름의 세기에 따라 변하는 온도차를 감지하는 방식의 다이오드로 되어있는 것을 특징으로 하는 다이오드를 이용한 에어 플로어 센서.