KR20030091880A - Water Level Sensor Device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An anti-electrolytic corrosion circuit is provided to prevent water from being electrolyzed by converting electric power transmitted into a barrier from DC electric power to AC electric power. CONSTITUTION: A water level detecting sensor device includes a water level detecting sensor(10), an explosion proof barrier(32), a noncontact photo relay(20) and a pulse explosion proof barrier(31). The water level detecting sensors(10) are installed in a water reservoir at a different position from each other and generates level signals different from each other. The water level detecting sensor(10) detects a variation of resistance when the water level detecting sensor(10) makes contact with water. The explosion proof barrier(32) transmits negative and positive current sensing control signals and receives level signals from the water level detecting sensor(10) so as to transmit the level signals to an external circuit section.

Description

수위 감지용 센싱 장치{Water Level Sensor Device}Water Level Sensor Device {Water Level Sensor Device}

본 발명은 수위 감지 센싱 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 수위변동을 감지하는 전기식 수위감지센서가 수조의 내부에 높이에 따라 설치된 수위 감지 센싱 장치 있어서, 수조내에 서로 다른 높이별로 설치되며, 수면 접촉 여부에 따라 서로 다른 레벨신호를 발생시키는 수위감지센서와, 상기 각 수위감지센서의 채널별로 대칭되는 양, 음의 직류센싱 제어신호를 발생시키고, 상기 수위감지센서로부터의 레벨신호을 분석하여 출력시키는 방폭 배리어와, 상기 방폭 배리어에서 발생된 플러스와 마이너스의 직류센싱 제어신호를 인가받아 교류로 변환시켜 상기 수위감지센서로 인가시키는 무접점 포토릴레이와, 상기 무접점 포토릴레이의 구동펄스를 인가시키는 펄스방폭 배리어로, 구성되어 상기 수위감지센서에 교류를 인가시킴으로써 물의 전기분해에 의한 센서의 손상을 방지시키는 것을 특징으로 하는 수위 감지 센싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water level sensing sensing device, and more particularly, an electric water level sensing sensor sensing water level fluctuations installed in a water tank according to a height, and installed at different heights in a water tank, and whether water is in contact with the water. An explosion-proof barrier for generating a level sensor and generating a different level signal according to the channel; and generating a positive and negative DC sensing control signal that is symmetrical for each channel of the level sensor, and analyzing and outputting the level signal from the level sensor. And a contactless photo relay which receives positive and negative DC sensing control signals generated by the explosion-proof barrier, converts them into alternating current, and applies them to the level sensor, and a pulse explosion-proof barrier that applies a driving pulse of the contactless photo relay. Is configured to transfer water to the water level sensor by It relates to a water level sensing device for sensing, characterized in that for preventing damage to the sensor due to the decomposition.

일반적으로 방폭용 기자재는 인화성 물질이 있는 지역에 설치되어 있는 전기 기기로서 전기적 스파크로 인한 폭발을 방지하기 위한 장비이다.In general, explosion-proof equipment is an electrical device installed in an area where flammable materials are present, and is an equipment for preventing explosion due to electrical sparks.

상기 방폭용 기자재 장비들은 국제 설계 기준에 따라 각각의 독립적인 구성으로 되어 있으므로, 부품 및 배선의 설계에 있어서 많은 제약을 받고 있다.Since the explosion-proof equipment is of an independent configuration in accordance with international design standards, there are many restrictions in the design of components and wiring.

한편 수위 감지 센싱장치에 있어서, 전기식 수위감지센서를 사용하는 경우에는 센서의 감지 민감도가 센싱 성능을 좌우하게 된다.Meanwhile, in the water level sensing sensing device, when an electric water level sensor is used, the sensing sensitivity of the sensor determines the sensing performance.

그런데 방폭지역, 예를들어 선박 내부와 같은 지역에서의 수위 감지 센싱장치에는 상기와 같은 방폭용 기자재인 배리어를 통하여 수조내부로 인입되어야 하는데, 상기 배리어는 앞서 언급한 바와 같이 엄격한 국제 규정에 의하여 정형화된 제품만 출시되는 문제점이 있다.However, the water level sensing device in the explosion-proof area, for example, the inside of the ship, should be introduced into the tank through the barrier, which is the explosion-proof equipment, and the barrier is formalized by strict international regulations as mentioned above. There is a problem that only released products are released.

특히 상기 배리어는 국제 규정 요건을 만족시키기 위하여 수조내로 직류만을 전송시키는데, 수조내에 직류가 인가되면 전기분해가 발생되어 센서를 둔감하게 만드는 문제점이 있다.In particular, the barrier transmits only direct current into the tank in order to satisfy international regulatory requirements. When direct current is applied to the tank, electrolysis occurs, thereby making the sensor insensitive.

자세하게는 도체를 센서의 전극으로서 이온전도체에 속하는 물속에 넣고 직류 전류를 접속하면, 양이온은 음극으로 음이온은 양극으로 이동하여 전극 표면에서 화학변화를 일으킴에 따라 각 전극에서 산소와 수소가 발생된다.Specifically, when a conductor is placed in water belonging to an ion conductor as an electrode of a sensor, and a direct current is connected, oxygen and hydrogen are generated at each electrode as the cation moves to the cathode and the anion moves to the anode, causing chemical changes on the electrode surface.

상기 전기분해는 전극을 산화시킬 뿐만 아니라, 전극에 기포가 흡착되어 센싱 민감도를 현저히 떨어뜨리게 되어 수위 감지 센서로서의 제기능을 상실하게 하고, 센서의 수명을 저하시키며, 센서 표면을 오염시키는 문제점이 있다.The electrolysis not only oxidizes the electrode, but also bubbles are adsorbed on the electrode, which significantly reduces the sensitivity of the sensing, thereby losing its function as a water level sensor, reducing the life of the sensor, and contaminating the surface of the sensor. .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방폭용 기자재인 배리어로 전송되는 전원을 직류에서 교류로 변환시켜 물의 전기분해를 방지시키는 수위 감지용 센싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a water level sensing sensing device for preventing the electrolysis of water by converting the power transmitted to the barrier, explosion-proof equipment from direct current to alternating current.

자세하게는 물의 전기분해를 방지하여 전극의 부식을 방지하고, 오염을 차단하여 센서의 민감도를 개선시키는 수위 감지용 센싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In detail, an object of the present invention is to provide a water level sensing sensing device which prevents electrolysis of water to prevent corrosion of electrodes and improves sensitivity of the sensor by blocking contamination.

도 1은 본 발명에 따른 수위 감지 센싱 장치의 블럭도1 is a block diagram of a water level sensing sensing device according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 수위 감지 센싱 장치의 실시 예시도2 is an exemplary view illustrating a water level sensing sensing device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 사용되는 수위 감지 센싱 장치중 수위감지센서의 일 실시예Figure 3 is an embodiment of the water level sensor of the water level sensing sensing device used in the present invention

*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명** Explanation of symbols on main parts of drawings *

10 : 수위감지센서 20 : 무접점 포토릴레이10: water level sensor 20: solid state photo relay

30 : 방폭 배리어 31 : 펄스방폭 배리어30 explosion-proof barrier 31 pulse explosion-proof barrier

32 : 방폭 배리어32: explosion proof barrier

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 자세하게는 수위변동을 감지하는 전기식 수위감지센서가 수조의 내부에 높이에 따라 설치된 수위 감지 센싱 장치이 있어서, 수조내에 서로 다른 높이별로 설치되며, 수면 접촉 여부에 따라 서로 다른 레벨신호를 발생시키는 수위감지센서와; 상기 각 수위감지센서의 채널별로 대칭되는 양, 음의 직류센싱 제어신호를 발생시키고, 상기 수위감지센서로부터의 레벨신호을 분석하여 출력시키는 방폭 배리어와; 상기 방폭 배리어에서발생된 플러스와 마이너스의 직류센싱 제어신호를 인가받아 교류로 변환시켜 상기 수위감지센서로 인가시키는 무접점 포토릴레이와; 상기 무접점 포토릴레이의 구동펄스를 인가시키는 펄스방폭 배리어로; 구성되어 상기 수위감지센서에 교류를 인가시킴으로써 물의 전기분해에 의한 센서의 손상을 방시시키는 것을 특징으로 하는 수위 감지 센싱 장치을 기술적 요지로 한다.The present invention has been made in order to achieve the above object, in detail, the electric water level sensor for detecting the water level change is installed in the tank according to the height level sensing sensing device, installed in the tank by different heights, water surface A level sensor for generating different level signals depending on whether there is a contact; An explosion-proof barrier for generating a positive and negative DC sensing control signal symmetrical for each channel of the level sensor, and analyzing and outputting a level signal from the level sensor; A contactless photo relay configured to receive the positive and negative DC sensing control signals generated by the explosion-proof barrier and convert them into alternating current to be applied to the level sensor; A pulse explosion-proof barrier for applying a driving pulse of the contactless photo relay; The technical level of the water level sensing sensing device is configured to prevent damage to the sensor by electrolysis of water by applying an alternating current to the water level sensing sensor.

여기서 상기 수위 감지 센싱 장치에는, 상기 펄스방폭 배리어에 의하여 구동되어 상기 수위감지센서를 접지시키는 무접점 접지 포토릴레이를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수위 감지 센싱 장치로 되는 것이 바람직하다.The water level sensing sensing device is preferably a water level sensing sensing device, characterized in that it further comprises a contactless ground photo relay which is driven by the pulse explosion-proof barrier to ground the level sensor.

이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 수위 감지 센싱 장치의 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수위 감지 센싱 장치의 실시 예시도이며, 도 3은 본 발명에 사용되는 수위 감지 센싱 장치중 수위감지센서의 일 실시예이다.1 is a block diagram of a water level sensing sensing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an exemplary view of a water level sensing sensing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a view of a water level sensing sensor of the water level sensing sensing apparatus used in the present invention. One embodiment.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 수위감지센서(10)와 방폭 배리어(32)와 무접점 포토릴레이(20)와 펄스방폭 배리어(31)로 구성된다.As shown in the figure, the present invention is largely composed of a water level sensor 10, an explosion-proof barrier 32, a contactless photo relay 20 and a pulse explosion-proof barrier (31).

본 발명은 수위감지센서(10)가 수조의 내부에 높이에 따라 설치된 수위 감지 센싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water level sensing sensing device is installed in accordance with the height of the water level sensor 10 in the tank.

본 발명의 상기 수위감지센서(10)는 수조내에 서로 다른 높이별로 설치되며, 수면 접촉 여부에 따라 서로 다른 레벨신호를 발생시킨다.The water level sensor 10 of the present invention is installed at different heights in the tank, and generates different level signals depending on whether the water contact.

본 발명에 있어서는 수면과의 접촉에 따른 저항변화를 수면 감지 시그널로이용하는 전자식 수위감지센서(10)를 이용하는 방폭 배리어 회로에 관한 것으로서, 도 3은 본 발명을 구성하는 상기 전자식 수위감지센서(10)의 실시예시도이다.In the present invention relates to an explosion-proof barrier circuit using the electronic water level sensor 10 using the resistance change in contact with the water surface as a sleep detection signal, Figure 3 is an electronic water level sensor 10 constituting the present invention An illustration of an example.

도면에 도시된 바와 같이 상기 전자식 수위감지센서(10)는 수면과의 접촉시 발생되는 저항변화를 감지하는 것으로서, 수면에 비접촉시에는 저항 R 값을 가지다가, 수면과의 접촉시에는( Rw: 물의 저항, Rt: 전체저항)으로 변화될 것이다.As shown in the figure, the electronic water level sensor 10 detects a change in resistance generated during contact with the water surface, and has a resistance R value when the water surface is not in contact with the water surface. (R w : water resistance, R t : total resistance).

그런데 상기 전자식 수위감지센서(10)는 상기한 저항변화를 민감하게 감지하기 위해서 물과의 접촉성이 뛰어나야 하는데, 상기 전자식 수위감지센서(10)에 인가되는 전압은 직류로서, 물에 직류가 인가되면, 물의 전기분해에 의해서 전극 양단에 기포가 형성되어 저항변화에 둔감해져 버린다.However, the electronic water level sensor 10 should have excellent contact with water in order to sensitively sense the resistance change. The voltage applied to the electronic water level sensor 10 is a direct current, and a direct current is applied to the water. As a result, bubbles are formed at both ends of the electrode due to the electrolysis of water, resulting in insensitivity to resistance change.

한편, 본 발명의 상기 방폭 배리어는 상기 각 수위감지센서(10)의 채널별로 대칭되는 양, 음의 직류센싱 제어신호를 전송시키고, 상기 수위감지센서(10)로부터의 레벨신호을 입력받아 외부회로부로 전송시키는 회로장치이다.On the other hand, the explosion-proof barrier of the present invention transmits a positive and negative DC sensing control signal symmetrical for each channel of the water level sensor 10, receives the level signal from the water level sensor 10 to the external circuit unit It is a circuit device to transmit.

상기 방폭 배리어(30)는 방폭지역에서 사용되는 것으로서, 입력부에서 입력되는 전원을 필터링하여 출력시키는 필터 회로부이다.The explosion-proof barrier 30 is used in an explosion-proof area and is a filter circuit unit for filtering and outputting power input from an input unit.

그런데, 상기 방폭 배리어(30)는 국제 규약에 따라 설계된 것이어서, 그 스펙을 변동하기 힘든데, 상기 국제 규약에 의하면 상기 방폭 배리어(30)는 직류 입력에 대한 직류출력만이 설계기준으로 반영되고 있다.However, since the explosion-proof barrier 30 is designed according to the international convention, its specification is difficult to change. According to the international convention, only the DC output with respect to the direct-current input is reflected in the design criteria.

따라서, 국제규약에 따라 설계된 방폭 배리어(30)를 전기식수위감지센서(10)에 사용할 경우에는 직류전원에 의한 물의 전기분해로 수위감지능력이 둔감해지는 문제점이 있었다.Therefore, when the explosion-proof barrier 30 designed according to the international convention is used for the electric water level sensor 10, there is a problem that the water level sensing ability is insensitive due to the electrolysis of water by DC power.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 방폭 배리어(30)의 출력을 교류로 변환시키되 무접점 스위칭을 이용하여 국제규정에 적합하도록 구성시키는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to convert the output of the explosion-proof barrier 30 into alternating current, but to configure it to meet international regulations by using solid state switching.

본 발명의 상기 무접접 포토릴레이(20)는 상기 방폭 배리어(30)에서 발생된 플러스와 마이너스의 직류센싱 제어신호를 인가받아 교류로 변환시켜 상기 수위감지센서(10)로 인가시키는 스위칭부이다.The contactless photo relay 20 of the present invention is a switching unit that receives the positive and negative DC sensing control signals generated by the explosion-proof barrier 30 and converts them into alternating current to be applied to the water level sensor 10.

상기 무접점 포토릴레이(20)에는 본 발명의 상기 펄스 배리어(32)로부터 스위칭 펄스가 인가된다.Switching pulses are applied to the contactless photo relay 20 from the pulse barrier 32 of the present invention.

상기 무접점 포토릴레이(20)는 상기 스위칭 펄스에 따라 구동되어 양단에 연결된 양극과 음극을 교대로 전자식 수위감지센서(10)로 인가시킴으로써, 상기 전자식 수위감지센서(10)에 결과적으로 교류를 인가시키게 되는데, 상기 포토릴레이(20)는 소비전력이 미약하여 발열이 거의 없으며 절연효과도 뛰어나므로 방폭지역에 사용되는 국제규약에도 적합하다.The contactless photo relay 20 is driven according to the switching pulse to alternately apply an anode and a cathode connected to both ends to the electronic water level sensor 10, thereby applying alternating current to the electronic water level sensor 10 as a result. Since the photo relay 20 consumes little power and generates little heat, and excellent insulation effect, the photo relay 20 is also suitable for international regulations used in explosion-proof areas.

상기 무접접 포토릴레이(20)는 내부회로를 가지는 집적회로형 부품으로서 공지의 부품이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.The contactless photo relay 20 is an integrated circuit-type component having an internal circuit, and thus a detailed description thereof will be omitted.

상기 무접접 포토릴레이(20)에 의하여 방폭 배리어(30)에서 방폭지역으로 인입된 직류는 교류로 변환되며, 수위감지센서(10)에 상기 교류가 인가됨으로써 물의 전기분해에 의한 센서의 손상이 방지된다.The direct current drawn into the explosion-proof area from the explosion-proof barrier 30 by the contactless photo relay 20 is converted into an alternating current, and the alternating current is applied to the water level sensor 10 to prevent damage to the sensor due to electrolysis of water. do.

본 발명의 상기 수위 감지 센싱 장치에는 상기 펄스방폭 배리어에 의하여 구동되어 상기 수위감지센서를 접지시키는 방폭단의 무접점 접지 포토릴레이(21)를 더 포함하여 구성되어 방폭지역내에서의 기생전류나 잔류전류를 제거시킴으로서 방폭단의 안전을 확보하는 특징이 있다.The water level sensing sensing device of the present invention further comprises a non-contact ground photo relay 21 of an explosion-proof stage driven by the pulse explosion-proof barrier to ground the water level sensing sensor, so that parasitic current or residual current in the explosion-proof area is prevented. It is characterized by ensuring the safety of the explosion-proof by removing the current.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 방폭용 기자재인 배리어로 전송되는 전원을 직류에서 교류로 변환시켜 물의 전기분해를 방지시키는 수위 감지용 센싱 장치가 제공되는 이점이 있다.According to the present invention described above, there is an advantage that the water level sensing device for preventing the electrolysis of water by converting the power transmitted to the barrier that is explosion-proof equipment from direct current to alternating current.

이에 의해, 물의 전기분해를 방지하여 전극의 부식을 방지하고, 오염을 차단하여 센서의 민감도를 개선시키는 수위 감지용 센싱 장치가 제공되는 이점이 있다.Thereby, there is an advantage that the water level sensing sensing device for preventing the electrolysis of water to prevent corrosion of the electrode, blocking the contamination to improve the sensitivity of the sensor.

Claims (2)

수위변동을 감지하는 전기식 수위감지센서가 수조의 내부에 높이에 따라 설치된 수위 감지 센싱 장치이 있어서,There is a water level sensing device installed in the tank according to the height of the electric water level sensor for detecting the water level change, 수조내에 서로 다른 높이별로 설치되며, 수면 접촉 여부에 따라 서로 다른 레벨신호를 발생시키는 수위감지센서와;A water level sensor installed at different heights in the tank and generating different level signals depending on whether the water contacts the water; 상기 각 수위감지센서의 채널별로 대칭되는 양, 음의 직류센싱 제어신호를 발생시키고, 상기 수위감지센서로부터의 레벨신호을 분석하여 출력시키는 방폭 배리어와;An explosion-proof barrier for generating a positive and negative DC sensing control signal symmetrical for each channel of the level sensor, and analyzing and outputting a level signal from the level sensor; 상기 방폭 배리어에서 발생된 플러스와 마이너스의 직류센싱 제어신호를 인가받아 교류로 변환시켜 상기 수위감지센서로 인가시키는 무접점 포토릴레이와;A contactless photo relay configured to receive the positive and negative DC sensing control signals generated by the explosion-proof barrier and convert them into alternating current to be applied to the level sensor; 상기 무접점 포토릴레이의 구동펄스를 인가시키는 펄스방폭 배리어로;A pulse explosion-proof barrier for applying a driving pulse of the contactless photo relay; 구성되어Composed 상기 수위감지센서에 교류를 인가시킴으로써 물의 전기분해에 의한 센서의 손상을 방시시키는 것을 특징으로 하는 수위 감지 센싱 장치.Level sensing sensor characterized in that to damage the sensor by the electrolysis of water by applying an alternating current to the level sensor. 제1항에 있어서 상기 수위 감지 센싱 장치에는,The water level sensing device of claim 1, 상기 펄스방폭 배리어에 의하여 구동되어 상기 수위감지센서를 접지시키는 무접점 접지 포토릴레이를A contactless ground photo relay driven by the pulse explosion barrier to ground the water level sensor; 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수위 감지 센싱 장치.Water level sensing sensing device further comprises.
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