KR200421962Y1 - Ultrasonic water level sensor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 각종 저장 공간 내의 액체 수위를 감지하는 초음파식 수위 센서에 관한 것으로서,The present invention relates to an ultrasonic water level sensor for detecting the liquid level in various storage spaces,
주요 구성으로는 송신부(2)에서 액체 수위를 감지하기 위하여 강력한 음파를 송신하면, 이 음파가 액체 수면에 반사되어 돌아오게 되고 수신부(3)를 통해 반사되어온 거리를 감지하게 된다. 수신부(3)를 통해 수신된 미약한 신호를 제1증폭부(4)를 통해 1차 증폭을 하고, 제2증폭부(5)를 통해 한번 더 증폭한 다음 비교부(6)를 통해 기준 신호와 비교한 후 안정된 신호를 마이컴콘트롤부(8)로 보내게 되며, 온도보상부(7)에서는 센서 주변 온도의 변화를 마이컴컨트롤부(8)에 입력하므로 온도 변화에 따른 거리편차를 줄여 주어 더욱더 정확한 거리를 측정할 수가 있다. 전원부(1)에서는 마이컴콘트롤부(8)에서 필요로 하는 전원을 안정되게 공급하며 또한 마이컴콘트롤부(8)에서 보낸 출력신호를 전류부(9)를 통해 전류신호로 변환한 다음 전원부(1)로 보내면 전원부(1)에서는 콘트롤유니트에 DC 4 ∼ 20mA의 전류신호를 2선 방식으로 송신하며, 이 신호를 수신한 수위조절콘트롤러가 펌프제어, 고·저수위 경보, 현재값 표시등의 각종 제어 기능이 가능하도록 수위를 감지한다.In the main configuration, when the transmitting unit 2 transmits a powerful sound wave to detect the liquid level, the sound wave is reflected back to the liquid surface and senses the distance reflected by the receiving unit 3. The weak signal received through the receiver 3 is first amplified through the first amplifier 4, amplified once more through the second amplifier 5, and then the reference signal through the comparator 6. After comparing with, the stable signal is sent to the microcomputer control unit 8, and the temperature compensator 7 inputs the change in the sensor ambient temperature to the microcomputer control unit 8, thereby reducing the distance deviation caused by the temperature change. Accurate distance can be measured. The power supply unit 1 stably supplies the power required by the microcomputer control unit 8, and converts the output signal sent from the microcomputer control unit 8 into a current signal through the current unit 9 and then the power supply unit 1. The power supply unit 1 transmits a DC 4-20mA current signal to the control unit in a two-wire system, and the water level controller that receives this signal provides various control functions for pump control, high and low water level alarms, and present value indicators. Detect the water level if possible.
표시부(11)에서는 현재 수위를 표시하도록 하여 저장탱크가 설치되어 있는 현장에서도 쉽게 알 수 있도록 하여 주며, 선택스위치부(12)에서는 저장 공간의 크기에 따라 높이설정과 불감지대를 사용자 임의로 설정이 가능하도록 해준다. 또한, 통신부(10)를 통하여 원거리의 중앙감시실 컴퓨터에서도 현재 수위를 알 수 있도록 하여 주고, 선택스위치부(12)에서 설정할 수 있는 각종 설정값도 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The display unit 11 displays the current water level so that it can be easily seen even at the site where the storage tank is installed, and in the selection switch unit 12, the height setting and the dead zone can be set arbitrarily according to the size of the storage space. Let's do it. In addition, it is possible to know the current level in the remote central monitoring room computer through the communication unit 10, it is characterized in that it is also possible to set various setting values that can be set by the selection switch unit 12.
액체 저장탱크와 저장실 내부의 천고가 낮을 경우, 본 고안의 센서가 소형, 경량이므로 설치가 용이하며, 센서에 현재 수위를 알 수 있는 표시기가 설치되어 있어 중앙제어실이 아닌 액체 저장 탱크가 설치되어 있는 곳에서도 현재 수위를 쉽게 알 수가 있으며, 또한 제어하고자 하는 물질과 센서가 서로 접촉이 되지 않는 비접촉 방식이어서 각종 화학약품, 점도가 높은 물질, 분체 등의 물질에도 사용할 수 있어 기존의 접촉식 센서의 단점을 보완한 센서로서 유용한 고안이라 할 수 있다.When the height of the liquid storage tank and the inside of the storage room is low, the sensor of the present invention is small and light, so it is easy to install, and the indicator of the current level is installed on the sensor, so the liquid storage tank is installed instead of the central control room. It is easy to know the current water level at any place, and it is also a non-contact method in which the material to be controlled and the sensor are not in contact with each other, so it can be used for various chemicals, materials with high viscosity, powder, etc. It is a useful design as a complementary sensor.
송신부, 수신부, 제1증폭부, 제2증폭부, 비교부, 마이컴컨트롤부, 전류부, 표시부, 통신부, 선택스위치부, 온도보상부 Transmitter, Receiver, First Amplifier, Second Amplifier, Comparator, Microcontroller, Current, Display, Communication, Selection Switch, Temperature Compensation
Description
도 1은 본 고안에 의한 회로의 작용을 나타낸 블록도1 is a block diagram showing the operation of the circuit according to the present invention
도 2는 본 고안에 의한 회로의 구성 예시도2 is an exemplary configuration diagram of a circuit according to the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1 : 전원부1: power supply
2 : 송신부2: transmitter
3 : 수신부3: receiver
4 : 제1증폭부4: first amplifier
5 : 제2증폭부5: second amplifier
6 : 비교부6: comparator
7 : 온도보상부7: temperature compensation unit
8 : 마이컴콘트롤부8: microcomputer control unit
9 : 전류부9: current part
10 : 통신부10: communication unit
11 : 표시부11: display unit
12 : 선택스위치부12: selector switch
본 고안은 저장 탱크 내의 액체 수위를 감지하는 초음파식 수위 감지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수위조절 센서에서 감지된 신호값을 실시간으로 수위조절콘트롤러로 전송하면 이 신호를 수위조절콘트롤러가 수신하여 각종 제어기기의 고·저수위 경보, 운전, 정지, 현재 수위 표시등 각종 기기들을 동작시키게 된다.The present invention relates to an ultrasonic water level sensor for detecting the liquid level in the storage tank, and more particularly, when the signal value detected by the level control sensor is transmitted to the level controller in real time, the level controller receives and receives various signals. High and low level alarm, run, stop, current level indicator of controller will operate various devices.
이러한 수위감지 센서를 사용함에 있어 기존의 플롯트식 센서의 경우, 액체 저장 탱크와 저장실 내의 천장의 천고가 낮은 경우, 센서의 설치가 어렵고, 또한 센서 감지 소자가 리드 스위치 방식이어서 충격에 약하므로, 이로 인해 약간의 충격에도 센서가 파손되어 센서로서의 감지 기능을 제대로 수행하기가 어려웠다.In the case of using the water level sensor, the conventional float type sensor is difficult to install the sensor when the ceiling of the liquid storage tank and the ceiling in the storage room is low, and the sensor sensing element is a weak switch because it is a reed switch type. This caused the sensor to break even with a slight impact, making it difficult to properly detect as a sensor.
이러한 경우, 센서의 잘못된 감지 신호가 수위조절콘트롤러에 입력되게 되어 이로 인한 저장 탱크 내의 액체가 넘쳐 큰 사고로 이어질 수 있으며.In this case, a false detection signal from the sensor is input to the level control controller, which can result in overflow of liquid in the storage tank, which can lead to a big accident.
또한, 리드스위치 간의 간격 때문에 센서의 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage that the accuracy of the sensor is lowered because of the gap between the reed switch.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 현재 많이 사용 중인 기어식 수위 감지 센서의 경우, 저장 탱크에 액체를 보충할 때 액체가 다소 출렁임으로 인해 감지 센서의 와이어가 저장 탱크 내의 각종 지지대 등에 걸려 동작이 제대로 되지 않는 경우가 발생하며, 저장 탱크 내의 물질이 액체인 경우 습기가 발생하여 기어식 센서 내의 와이어를 감아주는 스프링의 빠른 노후, 파손 등으로 센서가 제대로 감지를 하지 못하여 오동작하는 경우가 많이 발생하였다.In order to compensate for the above problems, the gear type water level sensor which is currently used a lot, the liquid is slightly swelled when replenishing the liquid in the storage tank, so that the wire of the sensor is caught in various supports in the storage tank and is not working properly. When the material in the storage tank is liquid, moisture is generated and the sensor does not detect properly due to the rapid aging and breakage of the spring which winds up the wire in the gear sensor.
또한, 플롯트식 센서, 기어식 센서 모두 제어하고자 하는 물질과 센서가 직접 접촉하여 액체를 감지하는 방식이어서 화공 약품, 점도가 높은 물질, 분체 등에는 사용할 수 없는 사용상 제한된 경우가 많았다.In addition, since both the float sensor and the gear type sensor detect the liquid by directly contacting the substance to be controlled with the sensor, in many cases, the chemicals, the high viscosity substance, and the powder cannot be used.
상기와 같이 기존의 수위 감지 센서의 문제점인 설치의 어려움, 내충격성, 환경 영향, 다양한 물질의 제어 등의 문제점을 해결한 고정밀도, 고성능, 고신뢰성을 갖는 초음파식 수위 감지 센서를 제안 하고자 한다.As described above, an ultrasonic water level sensor having high precision, high performance, and high reliability, which solves problems such as difficulty of installation, impact resistance, environmental impact, and control of various materials, which are problems of the existing water level sensor, are proposed.
본 고안을 구현하기 위한 바람직한 구성 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Preferred configuration examples for implementing the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 고안에 의한 회로의 작용상태를 도시한 것이고, 도 2는 본 고안에 의한 회로의 구체적인 구성 예를 도시한 것이다.1 illustrates an operation state of a circuit according to the present invention, and FIG. 2 illustrates a specific configuration example of a circuit according to the present invention.
이를 자세히 살펴보면, 먼저 송신부(2)를 통하여 20MHz 이상의 높은 주파수의 음파를 내보내면, 수면에 음파가 반사되어 수신부(3)를 통해 현재의 센서와 수면의 거리가 측정된다. 수신부(3)에서 수신된 아주 미약한 음파를 제1증폭부(4)를 통해 신호를 증폭하고, 1차 증폭된 신호를 제2증폭부(5)에서 한번 더 증폭한 다음 비교부(6)를 통해 노이즈를 제거하고 기준 신호와 비교하여 안정된 신호를 만든 다음 마이컴콘트롤부(8)에 입력한다. 전원부(1)에서는 마이컴콘트롤부(8)에서 필요로 하는 DC24V 전원을 공급하고, 또한 마이컴론트롤부(8)에서의 출력신호를 전류부(9)를 통해 DC 4 ∼ 20mA의 전류신호로 변환한 다음 전원부(1)의 J2 단자를 통해 수위 조절콘트롤러로 보내게 되며, 수위조절 콘트롤러에서는 이 신호를 수신하여 펌프제어, 고·저수위 경보, 현재값 표시등의 각종 제어 기능이 가능하도록 수위를 감지하게 된다.In detail, first, when the sound wave of the high frequency of 20MHz or more is sent out through the
온도보상부(7)에서는 기온 차이에 따른 센서 감지시 거리 편차가 발생하지 않도록 하기 위하여 써미스터를 통해 초음파 센서 주변의 현재 온도를 감지하여 마이컴콘트롤부(8)에 저항신호를 입력하게 된다.The
설정부(12)에서는 액체 저장 탱크마다 높이가 각각 다르므로 수위를 제어하고자 하는 높이를 설정부(6)를 통해 설정한 다음 마이컴콘트롤부(5)에 입력하게 된다.Since the
마이컴콘트롤부(5)에 입력된 각종 감지신호는 마이컴의 프로그램에 의해 처리되어 액체 저장 탱크가 설치되어 있는 현장에서도 현재의 수위가 얼마인지를 쉽게 육안으로 볼 수 있도록 표시부(11)에 디지털로 액체의 높이를 수치로 나타내 주게 된다.Various detection signals input to the
PC통신부(10)의 송·수신기와 통신용 컨버터를 통해 중앙감시실에서도 저장 탱크의 높이 설정과 펌프제어, 고·저수위 경보, 현재값 표시등의 각종 제어 기기의 원격제어가 가능하도록 하여 액체 저장 탱크가 설치되어 있는 현장까지 가지 않아도 되는 관리상의 편리함이 있다.Through the
본 고안에서 제안한 초음파식 수위 감지 센서는 소형, 경량으로 천고가 낮거나, 작업 공간이 좁은 지역에서도 설치가 가능하며, 정도가 우수하여 정밀성을 요 구하는 수위제어 현장에 사용이 가능하고, 제어하고자 하는 물질과 센서가 직접 접촉하지 않는 비접촉식 감지 방식이여서 일반적인 액체는 물론, 화공 약품, 점도가 높은 물질, 분체등 악조건의 환경에서도 사용할 수 있는 신뢰성이 높은 매우 유용한 고안이라 할 수 있다.The ultrasonic water level sensor proposed in the present invention is small and light, so it can be installed in a low ceiling or in a narrow working space, and can be used in a water level control site requiring precision due to its high accuracy. Because it is a non-contact sensing method in which the sensor does not directly contact the sensor, it is a very useful design with high reliability that can be used in adverse conditions such as general liquids, chemicals, highly viscous materials, and powders.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR2020060012315U KR200421962Y1 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Ultrasonic water level sensor |
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KR2020060012315U KR200421962Y1 (en) | 2006-05-02 | 2006-05-02 | Ultrasonic water level sensor |
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Cited By (1)
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CN109540261A (en) * | 2018-09-26 | 2019-03-29 | 徐金波 | Radiator high-frequency isolation measurement method digital water level meter |
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2006
- 2006-05-02 KR KR2020060012315U patent/KR200421962Y1/en not_active IP Right Cessation
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