KR20050047235A - Multiple-stage liquid level sensor - Google Patents

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Abstract

수조 내의 수위에 따라 각각 다른 신호를 출력하는 다단 수위센서에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 장치는, 접지되는 제1 전극봉, 제1 전극봉보다 길이가 작은 제2 전극봉, 및 제2 전극봉보다 길이가 작은 제3 전극봉과; 전극봉들과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하는 비교기, 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우와 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 경우와 제3전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 않을 경우를 구분하여 각각 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호출력부를 포함하는 신호부와; 전극봉들이 자신의 하면에 설치되며, 신호부가 내삽되는 몸체가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 하나의 수위 센서로도 복수의 수위를 감지하게 되므로 비용이 절감되고 작업이 용이하며, 접지된 긴 전극봉, 하단이 뾰족한 전극봉, 전극봉의 소정영역을 감싸는 절연체 등을 사용함으로써 수위센서의 오작동이 방지된다.Disclosed is a multi-stage water level sensor which outputs different signals depending on the water level in the tank. An apparatus according to the present invention includes: a first electrode grounded, a second electrode smaller in length than the first electrode, and a third electrode smaller in length than the second electrode; A comparator that receives and compares the capacitances of the electrodes and the water in the tank, respectively, when the water in the tank does not contact the second electrode, and when the water in the tank contacts the second electrode, and in the tank on the third electrode. A signal unit including a signal output unit for outputting a signal to the water supply device, each of which distinguishes a case where water is not in contact; Electrodes are installed on their lower surface, characterized in that the body is provided with a signal portion interpolated. According to the present invention, a single water level sensor detects a plurality of water levels, thereby reducing costs and making it easy to operate, and using a grounded long electrode, a sharp electrode at the bottom, and an insulator surrounding a predetermined area of the electrode. Malfunctions are prevented.

Description

다단 수위센서{Multiple-stage liquid level sensor} Multi-stage liquid level sensor

본 발명은 다단 수위센서에 관한 것으로, 특히 수조 내의 수위에 따라 각각 다른 신호를 출력하는 다단 수위센서에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage water level sensor, and more particularly, to a multi-stage water level sensor that outputs different signals according to the water level in the tank.

일반적으로 수조 내의 수위를 감지하기 위하여 전극봉을 이용한 수위센서가 사용되고 있다. In general, a water level sensor using an electrode is used to detect the water level in the tank.

그런데, 수조 내의 물은 충전전하를 띠고 있으므로 그 충전전하가 외부에서 인가되는 VDD 전압과 상이(相異)하면, 감지된 수위에 대한 신호를 출력하는 반도체 회로가 오작동하는 문제점이 있었다.However, since water in the tank has charge charges, if the charge charges are different from the VDD voltage applied from the outside, there is a problem that the semiconductor circuit which outputs a signal for the detected water level malfunctions.

그리고, 하나의 수위센서는 일정한 하나의 수위만을 감지하게 되므로, 감지를 희망하는 수위가 복수인 경우에는 복수 개의 수위센서를 각각 설치하고 있다. 따라서, 수위센서를 마련하는 비용과 그 수위센서들을 설치하는 비용 등 다방면으로 비용이 증가하는 문제점이 있었다.In addition, since one level sensor detects only one level, a plurality of level sensors are installed, respectively, when there are a plurality of levels. Therefore, there is a problem in that the cost increases in various ways, such as the cost of preparing the water level sensor and the cost of installing the water level sensors.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오작동을 방지하고 비용을 절감할 수 있는 다단 수위센서를 제공하는 데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a multi-level water level sensor that can prevent malfunction and reduce the cost.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 수조내의 수위를 감지하여 신호를 물공급장치로 출력하는 다단 수위센서는: 접지되는 제1 전극봉, 상기 제1 전극봉보다 길이가 작은 제2 전극봉, 및 상기 제2 전극봉보다 길이가 작은 제3 전극봉과; 제1, 제2, 및 제3 전극봉과 상기 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하는 비교기, 상기 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우와 상기 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 경우와 상기 제3전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 않을 경우를 구분하여 각각 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호출력부를 포함하는 신호부와; 상기 전극봉들이 자신의 하면에 설치되며, 상기 신호부가 내삽되는 몸체가 구비되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-stage water level sensor for sensing a water level in a water tank and outputting a signal to a water supply device. The first electrode is grounded, a second electrode is shorter than the first electrode, and the A third electrode having a smaller length than the second electrode; A comparator that receives and compares the first, second, and third electrode rods with the capacitance values of water in the water tank, when the water in the water tank is not in contact with the second electrode, and the water in the water tank in the second electrode. A signal unit including a signal output unit for outputting a signal to the water supply device, each of which is in contact with the third electrode and when the water in the tank is not in contact with the third electrode; The electrodes are installed on their lower surface, characterized in that the body is provided with the signal portion interpolated.

이 때, 상기 전극봉들의 소정영역을 각각 감싸도록, 상기 몸체의 하면에는 상기 전극봉들보다 직경이 큰 절연체들이 각각 설치되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that insulators having a diameter larger than those of the electrodes are respectively installed on the bottom surface of the body so as to surround predetermined areas of the electrodes.

나아가, 상기 전극봉들 각각은 하단이 뾰족한 형상인 것이 바람직하다.Furthermore, each of the electrodes is preferably a pointed shape of the lower end.

더 나아가, 상기 제1 전극봉보다 길이가 작으며, 상기 제2 전극봉 및 제3 전극봉과 다른 길이를 가지는 적어도 하나의 전극봉이 상기 몸체의 하면에 더 설치되며 상기 신호부에 연결되는 것을 특징으로 하여도 좋다.Furthermore, at least one electrode having a length smaller than that of the first electrode and having a length different from that of the second electrode and the third electrode may be further installed on a lower surface of the body and connected to the signal unit. good.

이하에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명에 따른 수위센서의 용도를 물이 담기는 수조를 예로 들어 설명하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 수위센서는 모든 액체와 그 액체가 담겨지는 용기에 적용된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the present embodiment, a water tank containing water is described as an example of the use of the water level sensor according to the present invention, but is not necessarily limited thereto. That is, the water level sensor according to the present invention is applied to all the liquid and the container in which the liquid is contained.

도 1은 본 발명에 따른 다단 수위센서를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1에 따른 다단 수위센서의 신호부를 설명하기 위한 회로도이다.1 is a schematic diagram for explaining a multi-stage water level sensor according to the present invention, Figure 2 is a circuit diagram for explaining the signal portion of the multi-stage water level sensor according to FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 수위센서는 몸체(100)와, 길이가 서로 다른 세 개의 전극봉들(210, 220, 230)과, 신호부(300)와, 몸체(100)와 연결되며 본 발명의 실시예에 따른 수위센서를 수조에 설치하기 위한 체결 수단이 삽입되는 구멍 등이 형성된 고정부(500)와, 고정부(500)와 몸체(100)의 사이의 틈을 통하여 물이 수조밖으로 유출되는 것을 방지하는 O-Ring(600)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 몸체(100)와 고정부(500)는 일체형이 되도록 사출하여 사용하여도 좋다. 몸체(100)에는 신호부(300)가 내삽되고, 신호부(300) 상측에는 방습용 도로가 도포되며, 몸체(100)의 하면에는 전극봉들(210, 220, 230)이 설치된다. 각각의 전극봉들(210, 220, 230)과 수조 내의 물이 접촉되면 정전용량이 발생하여 신호부(300)로 입력되고, 신호부(300)에서는 입력된 정전용량에 따라 물공급장치로 각각 신호를 발생시킨다.1 and 2, the multi-level water level sensor according to the embodiment of the present invention includes a body 100, three electrode rods 210, 220, and 230 having different lengths, a signal unit 300, A fixing part 500 connected to the body 100 and having a hole into which a fastening means for installing the water level sensor according to the embodiment of the present invention is inserted into the tank, and between the fixing part 500 and the body 100. It includes an O-ring (600) to prevent water from flowing out of the tank through the gap of the. Here, the body 100 and the fixing part 500 may be used by injection molding to be integral. The signal unit 300 is interpolated to the body 100, a moisture proof road is applied to the signal unit 300, and electrode rods 210, 220, and 230 are installed on the lower surface of the body 100. When the electrodes 210, 220, 230 and the water in the tank contact each other, capacitance is generated and input to the signal unit 300. In the signal unit 300, signals are supplied to the water supply device according to the input capacitance. Generates.

전극봉들 중에서 제1 전극봉(210)은 접지되고, 제2 전극봉(220)은 제1 전극봉(210)보다 길이가 작으며, 제3 전극봉(230)은 제2 전극봉(220)보다 길이가 작다. 따라서, 제2 전극봉(220)의 하단은 제1 전극봉(210)의 하단보다 높게 위치되며 제3 전극봉(230)의 하단은 제2 전극봉(220)의 하단보다 높게 위치되어, 제2 전극봉(220)은 저수위(低水位)를 감지하고 제3 전극봉(230)은 고수위(高水位)를 감지한다. Among the electrodes, the first electrode 210 is grounded, the second electrode 220 is smaller in length than the first electrode 210, and the third electrode 230 is smaller in length than the second electrode 220. Therefore, the lower end of the second electrode 220 is positioned higher than the lower end of the first electrode 210, and the lower end of the third electrode 230 is positioned higher than the lower end of the second electrode 220. ) Detects a low water level and the third electrode 230 detects a high water level.

제1 전극봉(210)을 제2 및 제3 전극봉(220, 230) 보다 길게 하고 접지되도록 본 발명의 실시예에 따른 다단 수위센서를 수조 내에 설치하면, 제2 및 제3 전극봉(220, 230)이 수조 내의 물에 닿기 전에 제1 전극봉(210)이 먼저 물에 닿게 되어 물의 충전전하가 접지를 통해 방출되므로 센서의 오작동이 방지된다. 그리고, 외부로부터 인가되는 강한 정전기 역시 제1 전극봉(210)을 통하여 방출되게 되므로, 센서의 안정된 작동이 보장된다. When the multi-level water level sensor according to the embodiment of the present invention is installed in the water tank so that the first electrode 210 is longer than the second and third electrode rods 220 and 230, the second and third electrode rods 220 and 230 are grounded. The first electrode 210 is first contacted with water before it touches the water in the tank, so that charge charge of the water is released through the ground, thereby preventing malfunction of the sensor. In addition, since strong static electricity applied from the outside is also discharged through the first electrode 210, the stable operation of the sensor is guaranteed.

각각의 전극봉들(210, 220, 230)의 하단을 뾰족하게 함으로써, 물이 전극봉에 닿았다 떨어질 때의 표면장력을 최소화시켜 물이 전극봉에 묻어 있음으로써 발생될 수 있는 오작동이 사전에 방지된다.By sharpening the lower ends of the electrodes 210, 220, and 230, the surface tension when the water touches and drops the electrode is minimized to prevent malfunctions that may be caused by the water being buried in the electrode.

한편, 수위센서는 다습한 환경에서 사용되므로, 몸체(100)의 하면에는 물방울들이 맺히게 되고, 그 물방울들로 인하여 각각의 전극봉들(210, 220, 230)이 전기적으로 연결되어 누전이 발생될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 전극봉들(210, 220, 230)의 소정영역, 즉 전극봉들의 상단을 포함한 소정영역을 각각 감싸도록, 몸체(100)의 하면에 전극봉들(210, 220, 230)보다 직경이 큰 절연체(400)들을 각각 설치하였다. 따라서, 몸체(100)의 하면에 맺힌 물방울들은 절연체(400)들의 외면을 타고서 흘러내려 수조 내로 떨어지게 되어 몸체에 맺힌 물방울에 의한 누전이 방지되므로, 결과적으로 센서의 오작동이 방지된다.On the other hand, since the water level sensor is used in a humid environment, water droplets are formed on the lower surface of the body 100, and the electrode electrodes 210, 220, and 230 are electrically connected to each other by the water droplets, thereby causing a short circuit. have. In the embodiment of the present invention, the diameters of the electrodes 210, 220, and 230 are lower than those of the electrodes 100, so as to surround predetermined regions of the electrodes 210, 220, and 230, that is, predetermined regions including the upper ends of the electrodes. Each of these large insulators 400 was installed. Accordingly, the water droplets formed on the bottom surface of the body 100 flow down the outer surfaces of the insulators 400 and fall into the water tank, thereby preventing a short circuit caused by the water droplets formed on the body, thereby preventing malfunction of the sensor.

도 2를 참조하면, 신호부(300)는 비교기(310)와 신호출력부(320)를 포함하여 이루어진다. 비교기(310)는, 제1, 제2, 및 제3 전극봉(210, 220, 230)과 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 가감한다. 비교기(310)에서 가감된 정전용량값은 다음 세 가지 경우로 나타나게 된다. 첫째, 제2 전극봉(220)에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우, 즉 제1 전극봉(210)만이 수조 내의 물에 접촉된 경우이다. 둘째, 제2 전극봉(220)에 수조 내의 물이 접촉된 경우, 즉 제1 전극봉(210)과 제2 전극봉(220)만이 수조 내의 물에 접촉된 경우이다. 셋째, 제3 전극봉(230)에 수조 내의 물이 접촉된 경우, 즉 제1, 제2 및 제3 전극봉(210, 220, 230) 모두에 수조 내의 물이 접촉된 경우이다. 신호출력부(320)는 비교기(310)에서 비교된 정전용량값에 따라 각각 다른 신호를, 예컨대 상기 첫째의 경우에는 5V의 신호를, 상기 둘째의 경우에는 2.5V의 신호를, 상기 셋째의 경우에는 0V의 신호를 물공급장치로 각각 출력한다. 따라서, 물공급장치에서는 입력된 신호에 따라 수조 내의 수위를 확인할 수 있고, 그에 따라서 물의 공급여부를 판단하여 물을 공급하거나 물의 공급을 중단시키게 된다.Referring to FIG. 2, the signal unit 300 includes a comparator 310 and a signal output unit 320. The comparator 310 receives the capacitance values of the first, second, and third electrode rods 210, 220, 230 and the water in the water tank, respectively, and decrements them. The capacitance value added or subtracted by the comparator 310 is represented by the following three cases. First, when the water in the tank is not in contact with the second electrode 220, that is, only the first electrode 210 is in contact with the water in the tank. Second, when the water in the tank is in contact with the second electrode 220, that is, only the first electrode 210 and the second electrode 220 is in contact with the water in the tank. Third, water in the tank is in contact with the third electrode rod 230, that is, water in the tank is in contact with all of the first, second and third electrode rods 210, 220, and 230. The signal output unit 320 outputs a different signal according to the capacitance value compared by the comparator 310, for example, a 5V signal in the first case, a 2.5V signal in the second case, and a third signal in the third case. Each output has a 0V signal to the water supply. Therefore, the water supply device can check the water level in the tank according to the input signal, and accordingly determine whether to supply the water to supply water or to stop the supply of water.

한편, 감지하고자 하는 수위가 셋 이상인 경우에는 제1 전극봉(210)보다 길이가 작으며, 제2 전극봉(220) 및 제3 전극봉(230)과 다른 길이를 가지는 전극봉들을 몸체(100)의 하면에 더 설치하고 신호부(300)에 연결하여 사용한다.On the other hand, when the water level to be detected is three or more, the length is smaller than the first electrode 210, the electrode having a different length than the second electrode 220 and the third electrode 230 on the lower surface of the body 100 Further install and use to connect to the signal unit 300.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다단 수위센서에 의하면, 하나의 수위 센서로도 복수의 수위를 감지하게 되므로 비용이 절감되고 작업이 용이하다.       As described above, according to the multi-stage water level sensor according to the present invention, since a plurality of water levels are sensed by one water level sensor, cost is reduced and work is easy.

나아가, 접지된 긴 전극봉, 하단이 뾰족한 전극봉, 전극봉의 소정영역을 감싸는 절연체 등을 사용함으로써 수위센서의 오작동이 방지된다.Furthermore, malfunction of the water level sensor is prevented by using a grounded long electrode, a sharp electrode at the bottom, an insulator surrounding a predetermined area of the electrode, and the like.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 다단 수위센서를 설명하기 위한 개략도;1 is a schematic diagram for explaining a multi-stage water level sensor according to the present invention;

도 2는 도 1에 따른 다단 수위센서의 신호부를 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a signal unit of the multi-level water level sensor according to FIG. 1.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>

100 : 몸체 210 : 제1 전극봉100 body 210 first electrode

220 : 제2 전극봉 230 : 제3 전극봉220: second electrode rod 230: third electrode rod

300 : 신호부 310 : 비교기300: signal unit 310: comparator

320 : 신호출력부 400 : 절연체320: signal output unit 400: insulator

500 : 고정부 600 : O-Ring500: fixed part 600: O-ring

Claims (4)

수조내의 수위를 감지하여 신호를 물공급장치로 출력하는 수위센서에 있어서,In the water level sensor that detects the water level in the tank and outputs a signal to the water supply device, 접지되는 제1 전극봉, 상기 제1 전극봉보다 길이가 작은 제2 전극봉, 및 상기 제2 전극봉보다 길이가 작은 제3 전극봉과;A first electrode to be grounded, a second electrode smaller in length than the first electrode, and a third electrode smaller in length than the second electrode; 제1, 제2, 및 제3 전극봉과 상기 수조 내의 물에 의한 정전용량값을 각각 입력받아 비교하는 비교기, 상기 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되지 않을 경우와 상기 제2 전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 경우와 상기 제3전극봉에 수조 내의 물이 접촉되었을 않을 경우를 구분하여 각각 신호를 상기 물공급장치로 출력하는 신호출력부를 포함하는 신호부와;A comparator that receives and compares the first, second, and third electrode rods with the capacitance values of water in the water tank, when the water in the water tank is not in contact with the second electrode, and the water in the water tank in the second electrode. A signal unit including a signal output unit for outputting a signal to the water supply device, each of which is in contact with the third electrode and when the water in the tank is not in contact with the third electrode; 상기 전극봉들이 자신의 하면에 설치되며, 상기 신호부가 내삽되는 몸체가 구비되는 다단 수위센서.The electrode is installed on its lower surface, the multi-stage water level sensor having a body in which the signal portion is interpolated. 제 1항에 있어서, 상기 전극봉들의 소정영역을 각각 감싸도록, 상기 몸체의 하면에는 상기 전극봉들보다 직경이 큰 절연체들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다단 수위센서.      The multi-level water level sensor according to claim 1, wherein insulators each having a larger diameter than the electrodes are installed on the bottom surface of the body so as to surround predetermined regions of the electrodes. 제 1항에 있어서, 상기 전극봉들 각각은 하단이 뾰족한 형상인 것을 특징으로 하는 다단 수위센서.      The multi-level water level sensor according to claim 1, wherein each of the electrode rods has a pointed shape at a lower end thereof. 제 1항에 있어서, 상기 제1 전극봉보다 길이가 작으며, 상기 제2 전극봉 및 제3 전극봉과 다른 길이를 가지는 적어도 하나의 전극봉이 상기 몸체의 하면에 더 설치되며 상기 신호부에 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 수위센서.      The method of claim 1, wherein at least one electrode having a length smaller than that of the first electrode and having a length different from that of the second electrode and the third electrode is further installed on a lower surface of the body and connected to the signal unit. Multi-level water level sensor.
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