KR20050111663A - Vibration sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동을 감지할 수 있는 진동감지장치를 개시한 것이다. 개시한 진동감지장치는 진동이 발생하는 기기에 장착되며 내부에 압력공간이 형성된 케이스와, 케이스 내부의 압력변화를 감지하는 압력센서와, 진동이 생길 때 케이스 내부의 압력변화 유발을 위해 케이스 내에 진퇴 가능하게 설치되는 진동부재를 포함한다.The present invention discloses a vibration sensing device capable of sensing vibration. The disclosed vibration sensing device is mounted on a device in which vibration is generated and a case in which a pressure space is formed therein, a pressure sensor that detects a pressure change inside the case, and moves back and forth in the case to cause a pressure change inside the case when vibration occurs. It includes a vibrating member that is possibly installed.
Description
본 발명은 기기의 진동을 감지할 수 있는 진동감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration sensing device capable of sensing the vibration of the device.
일반적으로 세탁기와 같은 기계장치는 기기의 동작이 이루어질 때 진동이 발생하기 때문에 진동 감지를 통해 기기의 동작을 제어하기 위한 진동감지장치를 구비한다. 이러한 진동감지장치에 관한 종래 예는 대한민국 등록특허공보 10-338262호(2002년 5월 27일 공고)에 개시된 수위 및 진동감지시스템이 있다. Generally, a mechanical device such as a washing machine includes a vibration sensing device for controlling the operation of the device through vibration detection because vibration occurs when the device is operated. A conventional example of such a vibration sensing device is a water level and vibration sensing system disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-338262 (announced May 27, 2002).
상기 공보에 개시된 수위 및 진동감지시스템에서 진동감지를 위한 구성은 진동발생부에 설치되는 코일의 일측 내부에 소정의 공간을 형성하도록 마련되며 경사면을 구비한 진동감지부와, 진동감지부의 내에 유동 가능하게 설치되는 구름부재를 포함한다. 이는 기기의 진동 발생 시 진동감지부 내의 구름부재가 경사면을 따라 움직이면서 코일의 인덕턴스 변화를 유발하여 진동을 감지할 수 있게 한 것이다. In the water level and vibration sensing system disclosed in the above publication, the configuration for vibration sensing is provided to form a predetermined space inside one side of the coil installed in the vibration generating unit, and includes a vibration sensing unit having an inclined surface and a vibration sensing unit. It includes a cloud member to be installed. This causes the rolling member in the vibration sensing unit to move along the inclined surface when the vibration of the device occurs, causing the coil to change inductance to detect the vibration.
그러나 이러한 진동감지장치는 진동이 생길 때 구름부재의 운동에 의하여 진동을 감지하는 원리이기 때문에 미세한 진동의 발생유무 및 크기를 감지하기 어려운 결점이 있었다.However, since the vibration sensing device detects vibration by the movement of the rolling member when the vibration occurs, it is difficult to detect the presence and magnitude of the minute vibration.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 진동의 유무 및 크기를 정확히 감지할 수 있는 진동감지장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve such a problem, it is an object of the present invention to provide a vibration sensing device that can accurately detect the presence and magnitude of the vibration.
본 발명의 다른 목적은 구조가 단순하여 제작이 용이하고 제조비용이 저렴한 진동감지장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vibration sensing device having a simple structure and easy manufacturing and low manufacturing cost.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진동 감지장치는 진동이 발생하는 기기에 장착되며 내부에 압력공간이 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부의 압력변화를 감지하는 압력센서와, 진동이 생길 때 상기 케이스 내부의 압력변화 유발을 위해 상기 케이스 내에 진퇴 가능하게 설치되는 진동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Vibration sensing device according to the present invention for achieving this object is mounted to the device in which vibration is generated, the pressure space therein, the pressure sensor for detecting a pressure change in the case, and the case when the vibration occurs It characterized in that it comprises a vibrating member that is installed to be retractable in the case for causing a pressure change therein.
또한 상기 케이스의 일측에는 내부와 외부가 연통하는 공기유입구가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, one side of the case is characterized in that the air inlet is formed in communication with the outside.
또한 본 발명은 상기 압력센서가 상기 케이스의 상기 공기유입구 반대편에 설치되는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the pressure sensor is installed on the opposite side of the air inlet of the case.
또한 본 발명은 상기 진동부재가 상기 케이스의 공기유입구와 상기 압력센서 사이의 상기 케이스 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the vibration member is installed in the case between the air inlet of the case and the pressure sensor.
또한 상기 진동부재는 외주부와 상기 케이스의 내면 사이를 기밀유지 가능하게 연결하며 상기 진동부재의 진퇴를 허용하는 신축성 연결부재 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vibrating member is characterized in that it further comprises an elastic connecting member for allowing the airtightness between the outer peripheral portion and the inner surface of the case and permits the retraction of the vibrating member.
또한 상기 압력센서는 압전소자인 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure sensor is characterized in that the piezoelectric element.
또한 본 발명은 상기 압력센서로부터 출력되는 전기신호를 증폭시키는 증폭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises an amplifier circuit for amplifying the electrical signal output from the pressure sensor.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 진동감지장치는 진동이 발생하고 진동의 측정이 요구되는 각종 기계장치, 운송수단, 실험장치 등에 적용된다. 이러한 진동감지장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 진동이 발생하는 기기(1)의 외면에 설치되는 것으로 내부에 압력공간(12)을 구비하고 일측에 공기의 유통을 위한 공기유입구(13)가 형성된 케이스(11)와, 케이스(11)의 압력공간(12) 내부의 압력변화를 감지할 수 있도록 케이스(11)의 공기유입구(13) 반대편에 설치되는 압력센서(14)와, 기기(1)로부터 케이스(11)로 전달되는 진동을 감지할 수 있도록 공기유입구(13)와 압력센서(14) 사이의 케이스(11) 내부에 진퇴 가능하게 설치되어 압력변화를 유발하는 진동부재(15)를 포함한다. 또한 진동감지장치는 압력센서(14)로부터 출력되는 전기신호를 증폭시킴으로써 증폭된 전기신호가 전달되도록 하는 증폭회로(20)를 포함한다.Vibration sensing device according to the present invention is applied to a variety of mechanical devices, vehicles, experimental devices, etc. in which vibration occurs and measurement of vibration is required. 1, the vibration sensing device is installed on the outer surface of the device 1 in which the vibration is generated, and includes a pressure space 12 therein and an air inlet 13 for circulating air on one side thereof. The case 11 and the pressure sensor 14 installed on the opposite side of the air inlet 13 of the case 11 so as to detect a pressure change in the pressure space 12 of the case 11 and the device 1 In order to detect the vibration transmitted from the case 11 to the case 11 is installed in the case 11 between the air inlet 13 and the pressure sensor 14 to the retractable vibration member 15 to cause a pressure change Include. In addition, the vibration sensing device includes an amplifying circuit 20 to amplify the electric signal output from the pressure sensor 14 to transmit the amplified electric signal.
압력센서(14)는 압력 변화를 전기신호로 변환함으로써 이 전기신호를 통해 압력을 인식할 수 있도록 하는 통상의 압전소자로 이루어진다. 진동부재(15)는 소정의 무게를 구비하고 케이스(11)의 내경보다 작은 외경을 구비하는 원판형상으로 이루어진다. 또 진동부재(15)는 그 외주부와 케이스(11)의 내면 사이를 기밀유지 가능하게 연결하며 진동부재(15)의 진퇴를 허용할 수 있도록 신축 변형되는 연결부재(16)를 통하여 케이스(11)의 내부에 지지된다. 이러한 진동부재(15)는 소정의 두께를 가진 고무나 수지재로 이루어짐이 좋고, 신축성 연결부재(16)는 신축성이 좋은 박막형태의 고무로 이루어짐이 좋다.The pressure sensor 14 is made of a conventional piezoelectric element that converts a pressure change into an electrical signal so that the pressure can be recognized through the electrical signal. The vibrating member 15 has a disc shape having a predetermined weight and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the case 11. In addition, the vibration member 15 is connected between the outer circumferential portion and the inner surface of the case 11 in a hermetic manner, and the case 11 through a connecting member 16 that is elastically deformed to allow the vibration member 15 to advance and retreat. Is supported on the inside. The vibrating member 15 may be made of rubber or resin material having a predetermined thickness, and the flexible connecting member 16 may be made of a thin film rubber having good elasticity.
이러한 진동감지장치의 진동감지원리는 다음과 같다.The vibration sensing support of such a vibration sensing device is as follows.
기기(1)에 진동이 발생하여 진동감지장치의 케이스(11) 쪽으로 진동이 전달되면, 케이스(11) 내부의 진동부재(15)가 진퇴하면서 케이스(11) 내부 압력공간(12)의 압력변화를 유발한다. 따라서 압력센서(14)는 이러한 압력변화를 감지하여 기기(1)의 진동을 감지할 수 있게 된다. 즉 진동부재(15)의 진폭과 진동주기는 기기(1)의 진동에 비례하고, 케이스(11) 내부의 압력변화는 진동부재(15)의 진폭과 진동주기에 비례하므로 진동에 따른 케이스(11) 내부의 압력변화를 압력센서(14)가 감지하여 진동을 감지할 수 있게 된다. When vibration occurs in the device 1 and vibration is transmitted toward the case 11 of the vibration sensing device, the vibration member 15 inside the case 11 moves forward and backward, and the pressure change in the pressure space 12 inside the case 11 is changed. Cause. Therefore, the pressure sensor 14 may detect the vibration of the device 1 by detecting such a pressure change. That is, the amplitude and vibration period of the vibration member 15 are proportional to the vibration of the device 1, and the pressure change inside the case 11 is proportional to the amplitude and vibration period of the vibration member 15, so that the case 11 according to vibration The pressure sensor 14 detects a change in the internal pressure to detect vibration.
이처럼 진동이 발생할 때 케이스(11) 내부의 압력변화는 도 2에 도시한 바와 같은 특성을 가진다. 즉 진동이 발생할 때는 진동부재(15)의 진퇴에 따른 케이스(11) 내부의 압력변화가 심해지므로 압력센서(14)로부터 출력되는 전기신호도 심하게 변화한다. 따라서 본 발명은 진동의 유무 및 세기 뿐 아니라 미세한 진동도 비교적 정확히 감지할 수 있게 된다. 또한 압력센서(14)로부터 출력되는 전기신호는 증폭회로(20)를 통해 증폭되므로 진동을 더욱 정확히 감지할 수 있게 된다.As such, when the vibration occurs, the pressure change inside the case 11 has a characteristic as shown in FIG. 2. That is, when the vibration occurs, the pressure change inside the case 11 becomes severe as the vibration member 15 advances and decreases, and the electric signal output from the pressure sensor 14 also changes severely. Therefore, the present invention can detect the minute vibration as well as the presence and intensity of the vibration relatively accurately. In addition, since the electrical signal output from the pressure sensor 14 is amplified by the amplification circuit 20, it is possible to more accurately detect the vibration.
또 이러한 진동감지가 이루어질 때 케이스(11)의 공기유통공(13)을 통해 케이스(11) 내부로 공기의 유통이 이루어지기 때문에 진동부재(15)의 진퇴운동이 원활히 이루어져 진동감지를 더욱 정확히 할 수 있게 된다.In addition, when the vibration is made, the air flows into the case 11 through the air distribution hole 13 of the case 11, so that the vibration movement of the vibration member 15 is made smoothly and thus the vibration detection is more accurately performed. It becomes possible.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진동감지장치는 진동부재의 진동에 의해 생기는 케이스 내부의 미세한 압력변화를 압력센서가 감지하여 진동을 감지하기 때문에 미세한 진동의 유무 및 크기를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the vibration sensing device according to the present invention can accurately detect the presence and size of the minute vibration because the pressure sensor detects the vibration by detecting the minute pressure change inside the case caused by the vibration of the vibration member. It has an effect.
또한 본 발명은 진동부재의 진퇴에 의한 케이스 내부의 압력변화를 통해 압력센서가 진동을 감지하는 구조이기 때문에 구조가 단순하여 저렴한 비용으로 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that can be easily manufactured at a low cost because the structure is simple because the pressure sensor detects the vibration through the change in the pressure inside the case due to the vibration of the vibration member.
도 1은 본 발명에 따른 진동감지장치의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a vibration sensing device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 진동감지장치의 진동 감지동작 시 케이스 내부의 압력변화를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the pressure change inside the case during the vibration detection operation of the vibration sensing device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11: 케이스, 12: 압력공간,11: case, 12: pressure space,
13: 공기유입구, 14: 압력센서,13: air inlet, 14: pressure sensor,
15: 진동부재, 16: 신축성 연결부재,15: vibrating member, 16: flexible connecting member,
20: 증폭회로. 20: amplification circuit.
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