KR20070044238A - 건조기의 건조 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습도센서를 이용하여 건조도를 판단하는데 있어 이상 데이터로 인한 미 건조 현상을 방지할 수 있는 건조기의 건조 제어방법에 관한 것으로, 건조 대상물의 습도량을 검출하는 비 접촉식 습도센서를 이용하여 자동건조를 수행하는 건조기에 있어서, 건조행정이 시작되면 습도량에 따라 출력되는 습도센서의 출력값(Vh)을 주기적으로 읽어들이는 단계; 습도센서의 현재 출력값(Vh) 및 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 갱신하는 단계; 그리고, 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이(ΔVh)가 기 설정된 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하면 건조 완료시점으로 판단하는 단계로 이루어진다.
따라서, 본 발명은 습도센서의 순간적인 결로로 인해 발생하는 센서 출력값의 오류를 보상함으로써 미 건조 상태에서의 건조 완료를 방지할 수 있다. 즉, 건조 불량을 개선하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
자동 건조, 습도센서, 건조도, 최소 출력값

Description

건조기의 건조 제어방법{Method for Controlling Course of The Clothes Dryer}
도 1a와 도 1b는 일반적인 자동 건조 장치의 습도센서 취부 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 건조기의 건조 제어방법을 나타낸 플로우 차트
도 3은 건조도 판단을 위한 전압 변화값(ΔVh)의 검출 특성 그래프
도 4는 도 3의 "A"부 확대도로서, 습도센서의 최소값이 국소적으로 이상 최소값에 빠지는 것과 이의 회복 후 최소값을 보여주는 참고 그래프
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
55: 히터 56: 습도센서
본 발명은 건조기의 건조 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 습도센서를 이용하여 건조도를 판단하는데 있어 이상 데이터로 인한 미 건조 현상을 방지할 수 있는 건조기의 건조 제어방법에 관한 것이다.
실생활의 다양한 분야에서 소정의 건조물을 건조시켜 원하는 건조도에 도달 하도록 하는 건조기들이 사용되고 있다.
건조물을 다량으로 제조하는 공장의 건조로를 비롯하여 일반 가정의 세탁물 건조기, 건조기 겸용 세탁기, 식기 건조기 등 많은 제품들이 열풍이나 마이크로웨이브 등을 이용하여 건조물의 습기를 제거하기 위한 용도로 사용되고 있다.
이러한 건조기들은 다양한 센서를 활용하여 건조 대상의 건조 정도를 직접/간접적으로 측정하여 원하는 건조 정도에 도달하도록 건조를 제어한다.
먼저, 전극센서를 이용하여 건조 정도의 차이를 감지하는 경우는 센서에 습기를 머금은 건조 대상물이 접촉할 경우 센서의 전극 양단에 발생되는 임피던스 차이를 이용하여 건조 대상의 건조 정도를 감지하고 이를 전압 신호로 출력하는 방법을 사용한다.
이러한 직접적인 접촉 방식을 이용하는 경우 건조도를 측정할 수 있는 건조 대상물이 상기 센서에 지속적으로 접촉해야하는 사용 상 제한이 있으며, 건조 대상물의 양, 수분의 양, 건조 대상물 자체의 종류별 임피던스 차이에 의해 측정되는 임피던스 값의 편차가 크기 때문에 정밀한 건조도 측정이 불가능하다.
또한, 습기가 많은 초기 건조시에는 변화되는 임피던스의 차이가 크기 때문에 건조도를 측정하기 쉽지만 건조가 진행됨에 따라 출력되는 전압의 차이가 극히 미비해지므로 대단히 정밀한 센서 및 검출 회로가 구비되어야 한다는 문제점을 가져오게 된다. 따라서, 건조물의 건조도가 심하게 변화하는 경우(예를 들어 세탁물, 음식물 등)에는 적용하기 어렵다.
상기 전극 센서를 이용한 직접적인 측정 방식 외에 한쌍 혹은 그 이상의 온 도 센서들을 이용하여 센서가 설치된 장소에 따른 센서들 간 온도 차이로 건조도를 판별하는 간접 측정 방식이 있다.
이 경우, 열풍이 인가되는 위치와 열풍이 배출되는 위치에 온도 센서들을 위치시키고, 건조물의 건조에 따라 소실되는 열풍의 온도를 열풍이 인가되는 위치에서의 온도와 비교하는 것으로 건조물을 건조 정도를 간접적으로 판단하게 된다.
즉, 온도의 차이가 많은 경우 건조물에 습기가 많이 기화하면서 열풍의 온도를 낮추는 것이므로 건조물의 습도가 높은 경우로 판단하고, 온도 차이가 없는 경우 건조물의 건조도가 높은 것으로 판단하도록 하는 것이다.
하지만, 이 경우 포량에 따른 건조도의 정확한 판별이 어려우며 판별을 위한 알고리즘이 복잡한 문제점을 가진다. 특히, 건조 단계의 세분화가 어렵기 때문에 사용자가 원하는 정도로 건조하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 습도 센서를 적용하여 건조기 내부의 습도량을 직접 검출하여 자동적으로 건조기 동작을 제어하는 자동 제어 방법이 활발히 개발되고 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 습도 센서를 이용한 자동 건조장치를 설명하면, 건조 대상물이 수용되는 드럼으로 연통되는 통기구(미도시) 바로 후면에서 공기를 가열하는 히팅 장치(51) 및, 상기 히팅 장치(51)로 공기를 송풍하는 원심형 송풍팬(52)이 설치된고, 상기 원심형 송풍팬(52)에 의해 송풍되는 공기를 히팅 장치(51) 쪽으로 안내하는 에어 가이드(53)가 설치된다.
이와 같은 히팅 장치(51), 원심형 송풍팬(52) 및 에어 가이드(53)는 건조 장 치의 내측을 보호 및 차폐하는 백 커버(50)의 외측에 구성된다.
그리고, 상기 원심형 송풍팬(52)과 히팅 장치(51) 및 에어 가이드(53)가 밀폐되도록 결합되는 덕트 커버(미도시)에 의해 공기가 유동하는 덕트가 형성되고, 원심형 송풍팬(52)과 히팅장치(51) 및 에어 가이드(53)는 덕트 내부에 위치하게 된다.
상기 히팅 장치(51)는 양측면이 개방되게 형성된 히터 하우징(54)과, 상기 히터 하우징(54) 내부에 설치되는 히터(55)로 이루어진다.
여기서, 에어 가이드(53)의 일단에 습도 센서(56)를 지지하기 위한 지지 플레이트(57)의 일측이 결합되고, 지지 플레이트(57)에 습도 센서(56)가 감지면이 노출되도록 장착된다.
즉, 상기 습도 센서(56)는 원심형 송풍팬(52)을 통과한 공기를 히팅 장치(51)쪽으로 안내하는 에어 가이드(53)로부터 건조 장치의 내측을 보호하는 백 커버(50)와 평행을 이루면서 덕트 내측으로 연장 형성된 지지 플레이트(57)에 구성된다.
상기 습도센서(56)의 감지면이 원심형 송풍팬(52)의 회전에 의해 유동되는 공기의 흐름에 직접 부딪히는 것이 아니고 공기 흐름에 나란한 방향을 갖도록 구성된다.
이러한 구성에 의하면, 건조 행정시 상기 원심형 송풍팬(52)과 히팅 장치(51) 사이의 (A) 부분에 위치한 습도센서(56)를 통하여 원심형 송풍팬(52)에 의해 송풍되는 공기의 습도를 측정한다.
즉, 상기 습도센서(56)에 흡수되는 습기의 정도에 따라 건조도를 판단하게 되는데, 습도센서(56)에서 감지된 전압 레벨이 최소값에서 일정 전압 이상 증가할 때 건조 완료로 판단하게 된다.
그러나, 건조가 시작된 직후 습도센서(56)의 감지면 즉, 습도 센싱이 이루어지는 감지홀에 결로가 발생하면, 순간적으로 센서의 최소 출력값에 오류가 발생하여 최소값이 급격하게 떨어지고 다시 원래 값으로 복귀하면서 건조 완료 조건을 만족하여 건조 완료상태로 잘못 판단하게 되는 경우가 발생하게 된다.
이러한 이상 데이터로 인해 미 건조 현상이 발생하는 등 건조성능이 떨어지고 제품의 신뢰성이 저하되는 요인을 초래하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 습도센서의 이상 데이터로 인한 미 건조 현상을 방지할 수 있는 건조기의 건조 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 습도 센서의 이상 데이터를 보상하여 보다 정확하게 건조 정도를 감지할 수 있는 건조기의 건조 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건조 대상물의 습도량을 검출하는 비 접촉식 습도센서를 이용하여 자동건조를 수행하는 건조기에 있어서, 건조행정이 시작되면 습도량에 따라 출력되는 습도센서의 출력값(Vh)을 주기적으로 읽어들이는 단계; 습도센서의 현재 출력값(Vh) 및 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값 (Vh.min(-1))에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 갱신하는 단계; 그리고, 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이(ΔVh)가 기 설정된 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하면 건조 완료시점으로 판단하는 단계로 이루어지는 건조기의 건조 제어방법을 제공한다.
이때, 습도센서의 현재 출력값(Vh) 및 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 갱신하는 단계는; 현재 출력값(Vh)이 제 1 설정크기 이하이면서 동시에 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이 값(Vh.min(-1)-Vh)이 제 2 설정크기 이상이면 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))을 최소 출력값(Vh.min)으로 갱신하는 단계와, 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이 값(Vh.min(-1)-Vh)이 제 2 설정크기 이하이면서 동시에 현재 출력값(Vh)이 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))보다 작으면 현재 출력값(Vh)을 최소 출력값(Vh.min)으로 갱신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 현재 출력값(Vh)이 소정 값보다 작으면서 동시에 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이값이 소정 크기 이상이면, 이상 출력으로 판단하여 최소 출력값(Vh.min)을 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))으로 유지함으로써 국부적으로 최소 출력값(local minimum)이 급격히 하강하는 것을 회피할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 건조 정도를 판단하기 위한 수단으로 비 접촉식 습도 센서를 이용하여 습도 센서의 출력 값에 따라 건조 완료시점을 판단하는 자동 건조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 건조 장치는 종래와 동일한 구성요소로 이루어지며, 설명의 편의상 건조기의 구성요소에 대해서는 동일 명칭과 동일 부호를 부여하고 그 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
즉, 본 발명은 종래에 기술한 습도센서 부착 구조를 가짐과 동시에 습도 센서의 이상 데이터를 방지하기 위한 알고리즘을 제공한다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 건조기의 건조 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 건조 행정은 습도센서(56)를 이용하여 건조 대상물의 건조 정도를 판단하여 자동으로 행정을 제어하게 된다.
먼저, 도 3은 건조 행정에 따른 습도센서의 출력값(Vh)과 변화량(ΔVh)을 나타내는 특성 그래프이고, 도 4는 습도센서의 출력값이 국소적으로 최소값(local minimum)으로 빠지는 것과 이를 보상한 회복 후 최소값을 나타내는 그래프이다.
이하에서, 습도센서(56)의 현재 출력값은 Vh로 표기하며, 건조완료 시점을 판단하기 위한 건조 기준값은 ΔVh.ref로 표기한다. 그리고, 습도센서(56)의 출력값 중 최소 값은 Vh.min으로 표기하며, 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이값은 ΔVh로 표기하고, 기 설정된 단위시간(예를 들어, 1분) 이전에 업데이트 된 최소 값은 Vh.min(-1)으로 표기한다.
통상, 상기 습도센서(56)는 건조 대상물이 포함하고 있는 습기가 많을수록 센서의 출력값(Vh)이 최소 값(예를 들어, 0V)에 가까워지고 건조가 진행되어 습기가 제거되면서 센서의 출력값(Vh)이 최고값(예를 들어, 5V)에 가까워진다.
상기 습도센서(56)에 의한 자동 건조시 정확한 습도 검출을 위하여 건조시작과 더불어 습도센서(56) 자체에 내장된 마이크로 히터(미도시)를 구동시켜 센서 내부에 잔류하는 수분을 제거하기 위한 히터 클리닝(heater cleaning)을 소정 시간(예를 들어, 10분) 수행한다.
이러한 히터 클리닝을 수행하는 동안 센서내 습기가 모두 제거되므로 도 3에 도시한 바와 같이 상기 습도센서(56)의 출력값(Vh)이 순간적으로 증가하여 최고값을 출력하게 된다.
그리고, 건조행정이 진행되면서 건조 대상물의 습기를 건조 드럼 내부로 유입된 공기가 흡수하여 건조 대상물의 습기는 줄어들고 순환되는 공기는 습기를 많이 함유하게 되는데, 순환되는 공기가 습기를 최고로 많이 포함하고 있는 시점에서 센서의 출력 값(Vh)이 최소 값이 된다.
이후, 상기 습도센서(56)의 출력값(Vh)이 건조 행정시 감지된 최소값(Vh.min)에서 건조 기준값(ΔVh.ref) 만큼의 증가량에 도달할 때 이 시점을 건조 완료시점으로 판단한다.
즉, 건조 행정을 진행하면서 상기 습도센서(56)의 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이 값(ΔVh)을 지속적으로 산출하여 그 차이 값(ΔVh)이 기준값(ΔVh.ref)에 도달하면 건조 완료를 판단한다. 이를 위하여, 현재 출력값(Vh)에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 주기적으로 갱신한다.
보다 상세하게, 상기 습도센서(56)의 히터 클리닝 과정을 수행한 이후 건조 행정을 진행하면서 습도센서(56)에서 출력되는 출력 값(Vh)을 주기적으로 읽어들이고(S10) 상기 읽어들인 출력값(Vh)에 따라 주기적으로 최소 출력값(Vh.min)을 업데이트 한다.
이때, 상기 습도센서(56)의 현재 출력값(Vh)이 기 설정된 제 1 크기(예를 들어, 10:decimal data 값)보다 작고(Vh<10?)(이하, 제 1 이상조건), 이와 동시에 단위시간(예를 들어, 1분) 이전의 최소 값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이가 기 설정된 제 2 크기(예를 들어, 5:decimal data 값) 이상인지((Vh.min(-1)-Vh)≥5?)(이하, 제 2 이상조건) 여부를 판단한다(S20).
상기 판단결과(S20), 상기 제 1 및 제 2 이상 조건을 만족하지 않으면 현재 출력값(Vh)이 기존의 최소값(Vh.min)보다 작은 경우에 한하여 현재 출력값(Vh)을 최소값(Vh.min)으로 업데이트 한다(S30).
한편, 상기 판단결과(S20) 제 1 및 제 2 이상조건을 만족하면 이상 출력(error)으로 판단하여 최소 출력값(Vh.min)을 현재 출력값(Vh)이 아닌 단위시간 이전(예를 들어, 1분)의 최소값(Vh.min(-1))으로 유지한다(S40).
이후, 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이값(ΔVh)이 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하는지 여부를 판단하여(S50), 상기 차이 값(ΔVh)이 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하면 건조 완료시점으로 판단하여 쿨링을 수행한 후 모든 행정을 종료한다(S60).
앞서 설명한 바와 같이, 건조 행정이 진행되는 동안 최소 출력값(Vh.min)을 계속 업데이트하게 되는데, 건조 시작 후 10분(히터 클리링 시간)이 경과한 시점에 현재 출력값(Vh)이 10보다 작고 이와 동시에 1분 전의 최소값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이 값(Vh.min(-1)-Vh)이 5 이상으로 감지되면, 최소 출력값(Vh.min)이 국소적으로 급격히 낮아지는 상태로 판단한다(도 4 참조).
이런 상황에서는 현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이값(ΔVh)이 순간적으로 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하게 되므로 미 건조된 상태에서 건조 완료시점으로 판단하게 되는 오류가 발생한다.
따라서, 본 발명은 현재 출력값(Vh)이 소정 값보다 작으면서 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이값이 소정 크기 이상이면, 이상 출력으로 판단하여 최소 출력값(Vh.min)을 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))으로 유지함으로써 국부적으로 최소 출력값(local minimum)이 급격히 하강하는 것을 회피할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 건조기의 건조 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 습도센서의 순간적인 결로에 따른 센서 출력값의 오류를 보상함으 로써 미 건조 상태에서의 건조 완료 판단을 방지할 수 있다. 따라서, 건조 불량을 개선하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 건조 대상물의 습도량을 검출하는 비 접촉식 습도센서를 이용하여 자동건조를 수행하는 건조기에 있어서,
    건조행정이 시작되면 습도량에 따라 출력되는 습도센서의 출력값(Vh)을 주기적으로 읽어들이는 단계;
    습도센서의 현재 출력값(Vh) 및 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 갱신하는 단계; 그리고,
    현재 출력값(Vh)과 최소 출력값(Vh.min)의 차이(ΔVh)가 기 설정된 건조 기준값(ΔVh.ref)에 도달하면 건조 완료시점으로 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조기의 건조 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    습도센서의 현재 출력값(Vh) 및 기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))에 따라 최소 출력값(Vh.min)을 갱신하는 단계는;
    현재 출력값(Vh)이 제 1 설정크기 이하이면서 동시에 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이 값(Vh.min(-1)-Vh)이 제 2 설정크기 이상이면 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))을 최소 출력값(Vh.min)으로 갱신하는 단계와,
    기 설정된 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))과 현재 출력값(Vh)의 차이 값(Vh.min(-1)-Vh)이 제 2 설정크기 이하이면서 동시에 현재 출력값(Vh)이 단위시간 이전의 최소 출력값(Vh.min(-1))보다 작으면 현재 출력값(Vh)을 최소 출력값(Vh.min)으로 갱신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조기의 건조 제어방법.
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