KR20090098453A

KR20090098453A - 탁도센서와 이를 갖는 가전기기

Info

Publication number: KR20090098453A
Application number: KR1020080023856A
Authority: KR
Inventors: 한정수; 표상연; 최현영; 김성훈; 한성주; 조수호; 이상준; 유소정; 류오도
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-09-17
Also published as: US20090231581A1; CN101532946A

Abstract

본 발명은 탁도센서와 이를 갖는 가전기기에 관한 것으로, 탁도센서 표면에 물때 등의 이물질이 부착되더라도 물의 탁도를 정확히 측정하도록 하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명의 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부; 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부; 상기 발광부에서 발광되어 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부; 상기 제1 및 제2수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제1수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되는 방향에 설치되고, 상기 제2수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되지 않는 방향에 설치되어 오랜 사용으로 인해 탁도센서의 표면에 물때 등의 이물질이 발생하여도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있어 물때로 인한 센서 오동작을 방지할 수 있다.

Description

탁도센서와 이를 갖는 가전기기{TURBIDITY SENSOR AND HOME APPLIANCES HAVING THE SAME}

본 발명은 탁도센서와 이를 갖는 가전기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 물때 등의 이물질이 부착되더라도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있는 탁도센서와 이를 갖는 가전기기에 관한 것이다.

세탁기, 식기세척기 등과 같이 물을 이용하는 가전기기 중 일부 제품들은 물의 탁도(오염도)를 측정하기 위한 탁도센서를 설치하여 탁도에 따라 세탁 또는 세척 행정을 변경하고 있다. 이러한 가전기기들은 탁도센서에서 측정된 탁도에 따라 세탁 또는 세척횟수를 변경하여 물의 낭비를 줄이면서도 최적의 세탁 또는 세척 행정이 이루어지도록 하고 있다.

탁도센서(3)는 도 1A 및 도 1B에 도시한 바와 같이, 빛을 발광하는 발광부(3a)와, 발광부(3a)에서 발광된 빛을 수광하는 수광부(3b)를 각각 하나씩 구비하여 발광부(3a)에서 발광된 빛의 세기와 수광부(3b)에서 수광된 빛의 세기를 이용하여 물의 탁도를 측정한다.

즉, 발광부(3a)에서 일정량의 세기로 빛을 발광하면 물 속에 부유하는 입자 에 의하여 산란되는 빛을 제외한 나머지 빛을 수광부(3b)에서 수광하여 물의 탁도를 측정한다. 이때, 측정되는 탁도(f)는 아래의 [식 1]에 의한 함수값으로 구할 수 있다.

[식 1]

f (탁도) = α × (수광부에 수광된 빛의 양/발광부에서 발광된 빛의 양)

여기서, α는 비례상수이며, 물의 탁도가 높아질수록 발광부(3a)에서 발광된 빛의 양보다 수광부(3b)에 수광되는 빛의 양이 줄어 들어 [식 1]의 함수값은 작아진다.

도 1A와 같이 탁도가 높은 경우에는 발광부(3a)에서 발광한 빛 중 많은 양이 물 속의 입자에 의해 산란되어 일부의 빛만이 수광부(3b)에 수광되므로 [식 1]의 함수값이 작아지고, 도 1B와 같이 탁도가 낮은 경우에는 발광부(3a)에서 발광한 많은 양의 빛이 물을 투과하여 수광부(3b)에 수광되므로 [식 1]의 함수값은 커지게 된다. 이러한 탁도센서(3)의 센서 출력에 따른 탁도를 도 2에 나타내었다.

도 2에서 보듯이, 센서 출력이 작을수록(C) 탁도는 높고 반대로 센서 출력이 클수록(D) 탁도가 낮음을 알 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 탁도센서(3)는 물이 채워지는 용기(1) 안에서 오랫동안 사용하면 탁도센서(3) 표면에 물때 등의 오염물이 끼게 되고, 그 결과 물의 탁도에 상관없이 수광부(3b)에 수광되는 빛의 양이 달라져 물의 탁도를 잘못 측정하는 문제점이 있었다. 예를 들어, 탁도가 낮은 경우에도 수광부(3b) 표면에 낀 물때로 인해 수광부(3b)에 수광되는 빛의 양이 줄어 들어 탁도가 높다고 잘못 판단하는 센서 오동작이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오랜 사용으로 인해 표면에 물때 등의 이물질이 부착된 경우에도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있는 탁도센서와 이를 갖는 가전기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 물때 이외의 어떠한 환경 변화에도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있는 탁도센서와 이를 갖는 가전기기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부; 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부; 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하는 제어부를 포함한다.

상기 복수의 수광부는 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부와, 상기 발광부에서 발광되어 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부를 포함한다.

상기 제1수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되는 방향에 설치되고, 상기 제2수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되지 않는 방향에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2수광부는 상기 발광부와 상기 제1수광부를 연결하는 직선과 대략 직각인 방향으로 하부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 광량의 비는 상기 "제2수광부 광량/제1수광부 광량"의 비율인 것을 특징으로 한다.

상기 탁도센서는 탁도가 높아질수록 상기 광량의 비가 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2수광부는 복수 개 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 광량의 비는 상기 "복수의 제2수광부 중 어느 하나의 광량/제1수광부 광량" + 상기 "복수의 제2수광부 중 다른 하나의 광량/제1수광부 광량"의 평균 비율인 것을 특징으로 한다.

상기 광량의 비는 상기 "복수의 제2수광부 광량의 합/제1수광부 광량"의 비율인 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 발광부, 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부를 구비하는 기판을 포함하는 탁도센서에 있어서, 상기 발광부에서 발광된 빛 중 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부와, 상기 제1 및 제2수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하는 제어부를 상기 기판에 더 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2수광부는 상기 발광부와 상기 제1수광부가 분기되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 탁도센서는 상기 물과 직접 접촉하지 않도록 상기 발광부와 상기 제1 및 제2수광부를 커버하는 커버가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비한 가전기기에 사용되는 탁도센서에 있어서, 빛을 발광하는 발광부; 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부; 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하도록 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 출력값을 상기 가전기기에 전송하는 회로를 포함한다.

또한, 본 발명은 물이 채워지는 용기와, 상기 용기 내에 설치되는 탁도센서와, 상기 물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 가전기기에 있어서, 상기 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부와, 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 상기 물의 탁도를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 탁도센서의 제어부는 상기 물의 탁도 값을 상기 가전기기의 제어부에 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 물이 채워지는 용기와, 상기 용기 내에 설치되는 탁도센서와, 상기 물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 가전기기에 있어서, 상기 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부와, 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량을 상기 가전기기의 제어부에 전송하는 회로를 포함하며, 상기 제어부는 상기 탁도센서로부터 전송 된 상기 복수의 수광부에 수광된 광량의 비에 따라 상기 물의 탁도를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 가전기기는 세탁기, 식기세척기 또는 정수기를 포함한다.

이러한 본 발명에 의한 탁도센서와 이를 갖는 가전기기는 오랜 사용으로 인해 탁도센서의 표면에 물때 등의 이물질이 부착된 경우에도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있어 물때로 인한 센서 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 탁도센서와 이를 갖는 가전기기는 물때 이외의 어떠한 환경 변화 예를 들어, 발광부의 전원 변동, 발광다이오드의 노화 등에도 복수의 수광부에 각각 수광되는 광량은 동일한 비율로 감소하여 전체 광량의 비는 항상 일정하게 유지되므로 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 구조도이다.

도 3에서, 탁도센서(40)는 기판(44) 상에 설치되어 빛을 발광하는 하나의 발광부(41)와, 발광부(41)에서 발광된 빛을 각각 수광하는 제1 및 제2수광부(42, 43)를 포함한다. 발광부(41)는 발광다이오드와 같은 발광소자를 통상적으로 사용하고, 제1 및 제2수광부(42, 43)는 포토 트랜지스터, 포토 다이오드와 같은 수광소자를 통상적으로 사용한다.

발광부(41)는 빛이 좁은 범위에서 직진하도록 형성된 구조로 케이스(41a) 내 부에 배치되고, 제1수광부(42)는 발광부(41)에서 발광된 빛이 직진하는 범위 내에 위치하도록 발광부(41)와 대향되게 배치되며, 제2수광부(43)는 발광부(41)에서 발광된 빛이 직진하는 범위를 벗어나서 산란하는 빛을 수광할 수 있는 위치에 배치된다. 이때 제2수광부(43)는 발광부(41)에서 발광된 빛이 직진하는 범위를 벗어나서 산란하는 빛만을 수광할 수 있는 어떠한 위치에도 배치 가능하나 종래의 커버(46)를 그대로 사용하기 위해서 발광부(41)와 제1수광부(42)를 연결하는 직선과 대략 직각인 방향으로 하부의 기판(44) 상에 배치하는 것이 바람직하며 발광부(41)와 제1수광부(42)가 분기되는 지점에 설치된다.

또한, 탁도센서(40)는 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량을 입력받아 광량의 비를 구하고, 이 광량의 비를 이용하여 물의 탁도를 판단하는 센서 제어부(45)를 더 포함한다.

따라서, 발광부(41)에서 일정량의 세기로 빛을 발광하면 용기(30) 안의 물을 투과하면서 직진하는 빛이 제1수광부(42)에 수광되고, 용기(30) 안의 물에 섞여 있는 입자에 의해 산란되는 빛이 제2수광부(43)에 수광된다. 이에 따라 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량을 센서 제어부(45)에서 입력받아 광량의 비를 계산하여 물의 탁도를 측정한다. 이때, 측정되는 탁도(F)는 아래의 [식 2]에 의한 함수값으로 구할 수 있다.

[식 2]

F (탁도) =α×(제2수광부에 수광된 빛의 양/제1수광부에 수광된 빛의 양)

여기서, α는 비례상수이며, 물의 탁도가 높을수록 발광부(41)에서 제1수광 부(42)로 직진하는 빛의 양(광량)보다 물 속의 입자에 의해 산란되는 빛의 양(광량)이 크다. 따라서 제1수광부(42)에 수광되는 광량이 제2수광부(43)에 수광되는 광량보다 크지 않아 [식 2]의 함수값으로 구해지는 탁도센서(40)의 출력은 커진다.

또한, 탁도센서(40)는 발광부(41), 제1 및 제2수광부(42, 43)가 물과 직접 접촉하지 않도록 발광부(41), 제1 및 제2수광부(42, 43)를 커버하는 커버(46)를 더 포함한다.

도 4A는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 개념도로서 탁도가 높은 경우를 나타낸 도면이고, 도 4B는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 개념도로서 탁도가 낮은 경우를 나타낸 도면이다.

도 4A에서 보듯이, 용기(30) 내 물의 탁도가 높은 경우 발광부(41)에서 제1수광부(42)로 직진하는 빛의 양(광량)보다 물 속의 입자에 의해 산란되는 빛의 양(광량)이 크므로 제1수광부(42)에 수광되는 광량이 제2수광부(43)에 수광되는 빛의 양보다 크지 않다. 따라서 제1수광부(42)에 수광되는 광량을 4, 제2수광부(43)에 수광되는 광량을 6라고 가정했을 때 탁도를 계산해 보면 아래의 [식 3]과 같다.

[식 3]

F (탁도) = α×(6/4) = 1.5α

반면, 도 4B에서 보듯이, 용기(30) 내 물의 탁도가 낮은 경우 발광부(41)에서 제1수광부(42)로 직진하는 빛의 양(광량)이 물 속의 입자에 의해 산란되는 빛의 양(광량)보다 크므로 제1수광부(42)에 수광되는 빛의 양이 제2수광부(43)에 수광되는 빛의 양보다 크다. 따라서 제1수광부(42)에 수광되는 빛의 양을 8, 제2수광 부(43)에 수광되는 빛의 양을 2라고 가정했을 때 탁도를 계산해 보면 아래의 [식 4]과 같다.

[식 4]

F (탁도) = α×(2/8) = 0.25α

따라서, 도 4A와 같이 탁도가 높은 경우에는 발광부(41)에서 발광된 빛 중 많은 양이 물 속의 입자에 의해 산란되어 일부의 빛만이 제1수광부(42)에 수광되므로 [식 3]과 같이 함수값이 커지고, 도 4B와 같이 탁도가 낮은 경우에는 발광부(41)에서 발광된 많은 양의 빛이 물을 투과하여 제1수광부(42)에 수광되므로 [식 4]와 같이 함수값이 작아진다. 이러한 탁도센서(40)의 센서 출력에 따른 탁도를 도 5에 나타내었다.

도 5에서 보듯이, 본 발명의 탁도센서(40)는 제1 및 제 2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량의 비에 따라 변화하는 센서 출력이 작을수록(A) 탁도가 낮고 반대로 센서 출력이 클수록(B) 탁도가 높음을 알 수 있다.

이러한 탁도센서(40)를 물 속에서 오랜 시간 사용하게 되면 탁도센서(40)의 표면에 물때가 끼게 되는데 이를 도 6을 참조하여 설명한다. 이 경우 물의 탁도와는 상관없이 탁도센서(40) 표면에 낀 물때 등의 이물질로 인해 제1 및 제2수광부(44b, 44c)에 수광되는 빛의 양(광량)이 저하된다.

도 6은 도 4B의 탁도센서에 물때가 낀 경우를 나타낸 도면으로, 도 4B와 도 6은 동일한 탁도를 갖는 물이라고 가정한다. 즉, 도 4B는 탁도센서(40)에 물때가 끼기 전이고, 도 6은는 오랜 사용으로 인해 탁도센서(40)에 물때가 낀 경우를 나타 낸다.

도 4B와 도 6은 동일한 탁도를 갖는 물이므로 도 4B와 도 6의 발광부(41)에서 제1수광부(42)로 직진하는 빛의 양은 서로 같고, 물 속의 입자에 의해 산란되는 빛의 양도 도 4B와 도 6에서 서로 같다. 다만 도 6의 경우 탁도센서(40) 표면에 물때가 끼어 있어 제1 및 제2수광부(42, 43)에 수광되는 빛의 양(광량)이 감소되는 점이 다르다. 그러나, 통상 동일한 용기(30) 안에서 제1 및 제2수광부(42, 43) 표면에 끼는 물때의 정도가 일정하다는 점을 고려할 때 제1 및 제2수광부(42, 43)에서 수광되는 빛의 감소 비율은 서로 동일하게 감소되므로 도 6의 탁도를 계산해 보면 아래의 [식 5]과 같다.

[식 5]

F (탁도) = α×{(2-0.2)/(8-0.8)} = 0.25α

여기서, 제1수광부(42)와 제2수광부(43)에서 감소된 광량(0.2와 0.8)은 물때로 인해 제1 및 제2수광부(42, 43)의 광량이 저하된 정도를 나타낸 것으로, 물때에 의해 동일한 비율(약 10%)만큼 제1 및 제2수광부(42, 43)에 수광되는 광량이 감소한다.

즉, 오랜 시간 사용으로 인한 물때의 영향은 제1 및 제2수광부(42, 43)에 동일하게 나타나므로 본 발명의 탁도센서(40)는 물때가 끼기 전과 물때가 낀 경우의 탁도를 동일하게 측정하므로 물때에 의한 탁도센서(40)의 오동작을 방지할 수 있게 된다.

그 뿐 아니라, 본 발명의 탁도센서(40)는 물때 이외의 다른 환경변화에서도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있는데, 예를 들어 발광부(41)의 전원 변동, 발광부(41)의 구성요소인 발광다이오드의 노화 등에서도 물의 탁도를 정확히 측정할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 탁도센서의 개념도로서, 도 4B에 도시한 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일부호 및 동일명칭을 병기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 7의 탁도센서(40)는 도 4B의 탁도센서(40)에서 제3수광부(47)를 더 추가하여 세 개의 수광부(42, 43, 47)를 갖도록 구성한 것이다.

도 7에서, 제3수광부(47)는 발광부(41)에서 발광된 빛이 물 속의 입자에 의해 산란되는 빛을 수광하기 위해 제2수광부(43)와 대향하는 위치에 배치되나, 종래의 커버(46)를 그대로 사용하기 위해서 발광부(41)와 제1수광부(42) 하부의 기판(44) 상에 제2수광부(43)와 나란히 배치하는 것이 바람직하다.

따라서, 발광부(41)에서 일정량의 세기로 빛을 발광하면 용기(30) 안의 물을 투과하면서 직진하는 빛이 제1수광부(42)에 수광되고, 용기(30) 안의 물에 섞여 있는 입자에 의해 산란되는 빛이 제2 및 제3수광부(43, 47)에 각각 수광된다. 이에 따라 본 발명의 제2실시예에서는 제1 및 제2수광부(42, 43)에 수광되는 광량의 비와, 제1 및 제3수광부(42, 47)에 수광되는 광량의 비를 모두 이용하여 물의 탁도를 측정하는 것이다.

예를 들어, 제1 및 제2수광부(42, 43)와 제1 및 제3수광부(42, 47)에 수광되는 광량을 각각 별개로 계산한 후 평균값을 구하여 탁도를 측정할 수 있으며, 이 경우 제2 및 제3수광부(43, 47) 중 어느 하나가 고장나더라도 탁도 측정이 가능하게 된다.

이외에도, 제2수광부(43)의 광량과 제3수광부(47)의 광량을 더한 값을 제1수광부(42)로 나누어 탁도를 측정할 수 있으며, 이 경우 산란되는 광량의 변화를 보다 민감하고 정확하게 측정할 수 있으므로 물의 탁도를 보다 세밀하게 측정가능하고 탁도센서(40)의 민감도 및 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 탁도센서(40)를 물 속에서 오랜 시간 사용하게 되면 탁도센서(40)의 표면에 물때가 끼게 되는데, 이 경우 물의 탁도와는 상관없이 탁도센서(40) 표면에 낀 물때로 인해 제1, 제2 및 제3수광부(42, 43, 47)에 각각 수광되는 광량이 감소하므로 본 발명의 탁도센서(40)는 물때가 끼기 전과 물때가 낀 경우의 탁도를 동일하게 측정할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 세탁기에 설치한 예를 나타낸 개략적인 제1구성도이고, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 세탁기에 설치한 예를 나타낸 개략적인 제2구성도이다.

도 8 및 도 9에서, 세탁기(50)의 내부에는 세탁/헹굼을 위한 물을 수용하는 수조(52)가 설치되고, 수조(52)의 하측 내부에는 수조(52)에 수용된 물의 탁도를 측정하는 탁도센서(40)가 설치되며, 세탁기(50)의 내부 소정위치에는 탁도센서(40)에서 측정된 탁도를 전달받아 세탁기(50)의 세탁/헹굼 행정을 변경하는 가전 제어부(54)가 설치된다.

도 8의 탁도센서(40)는 자체에 센서 제어부(45)가 있어서 제1 및 제2수광 부(42, 43)에 수광된 광량의 비를 이용하여 탁도 값을 측정하고, 이 측정된 탁도 값을 가전 제어부(54)에 전달한다.

따라서, 도 8의 가전 제어부(54)는 탁도센서(40)의 센서 제어부(45)에서 측정된 탁도 값을 바로 입력받아 기준 탁도 이상이면 세탁/헹굼을 추가로 진행하고, 기준 탁도 미만이면 세탁/헹굼을 종료하도록 제어한다.

반면에, 도 9의 탁도센서(40)는 자체에 센서 제어부(45)가 없이 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광된 광량의 출력값을 가전 제어부(54)에 전달하는 회로를 포함한다.

따라서, 도 9의 가전 제어부(54)는 탁도센서(44)의 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량을 직접 입력받아 광량의 비를 계산한 후 물의 탁도를 판단하여 기준 탁도 이상이면 세탁/헹굼을 추가로 진행하고, 기준 탁도 미만이면 세탁/헹굼을 종료하도록 제어한다.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 식기세척기에 설치한 예를 나타낸 구성도로서, 식기세척기(60)의 전체 구조에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 특징인 탁도센서(40)가 설치되는 부분의 구조를 중심으로 설명하기로 한다.

도 10에서, 식기세척기(60)의 내부에는 세척/헹굼을 위한 세척조(62)가 마련되며, 세척조(62)의 하부에는 세척조(62) 내부로 공급되는 물을 집수하고 펌핑하는 섬프(64)가 마련되고, 이 섬프(64)의 내부에는 물의 탁도를 측정하는 탁도센서(40)가 설치된다.

도 11은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서가 설치된 식기세척기의 제어 블록도로서, 탁도센서(40), 가전 제어부(66) 및 구동부(68)를 포함하여 구성된다.

탁도센서(40)의 탁도 측정에 따른 가전 제어부(66)의 기본적인 동작은 도 8 및 도 9에 도시한 세탁기(50)의 가전 제어부(54)와 유사하며, 세탁기(50)의 가전 제어부(54)와 다른 점은 식기세척기의 행정에 맞게 알고리즘이 구현되어 있어 탁도가 기준 탁도 이상이면 세척/헹굼을 추가로 진행하고, 탁도가 기준 탁도 미만이면 세척/헹굼을 종료함으로서 물의 낭비를 없애면서도 최적의 세척/헹굼 행정이 이루어질 수 있도록 제어하는 것이다.

즉, 가전 제어부(66)는 탁도센서(40)의 센서 제어부(45)에서 측정된 탁도 값을 바로 입력받아 세탁/헹굼 행정만을 변경할 수 있으며, 탁도센서(40)의 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량을 직접 입력받아 광량의 비를 계산한 후 탁도를 판단하도록 구성할 수도 있다.

구동부(68)는 가전 제어부(66)의 구동제어신호에 따라 식기세척기(60)의 부하를 구동시킨다.

이하, 상기와 같이 구성된 탁도센서와 이를 갖는 가전기기의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서가 설치된 식기세척기에서 탁도 측정방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

세척하고자 하는 식기를 세척조(20) 내부에 수납한 상태에서 가전 제어부(66)는 세척/헹굼 행정인가를 판단하여(100), 세척/헹굼 행정인 경우 구동부(68)를 통해 세척/헹굼에 필요한 물이 세척조(20) 내부로 급수되도록 한다(102).

세척조(20) 내부로 공급되는 물은 세척조(20) 하부에 마련된 섬프(64) 내부로 유입된 후, 세척조(20)에 수납된 식기로 분사되어 세척/헹굼을 진행한다(104).

세척/헹굼이 진행되면, 물뿐만 아니라 식기에 묻은 오염물도 물에 의해 세척/헹굼 되어 섬프(64)로 유입되므로 섬프(64) 내부에 설치된 탁도센서(40)는 물의 탁도를 측정하기 위해 발광부(41)에서 일정량의 세기로 빛을 발광하면(106), 섬프(64) 안의 물을 투과하면서 직진하는 빛과 물 속에 섞여 있는 입자에 의해 산란되는 빛이 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광된다(108).

따라서, 센서 제어부(45)는 제1 및 제2수광부(42, 43)에 각각 수광되는 광량의 비를 계산하여(110) 물의 탁도(Tw)를 측정한 후 가전 제어부(66)에 전달한다(112).

이에 따라, 가전 제어부(66)는 탁도센서(40)의 센서 제어부(45)에서 측정된 물의 탁도(Tw)를 미리 정해진 기준 탁도(Ts)와 비교하여(114), 측정된 탁도(Tw)가 기준 탁도(Ts) 이상이면 배수 후(116) 세척/헹굼을 추가로 진행하기 위해(118) 단계 102로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.

단계, 114의 비교결과, 측정된 탁도(Tw)가 기준 탁도(Ts) 미만이면 세척/헹굼이 완료된 것으로 판단하여 배수 후(120) 다음 행정을 진행한다(122).

도 8 내지 도 10은 본 발명의 탁도센서(40)를 세탁기(50) 또는 식기세척기(60)에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 정수기 등과 같이 물을 이용하는 어떠한 가전기기에서도 적용 가능하다.

도 1A는 종래 탁도센서의 개념도로서 탁도가 높은 경우를 나타낸 도면이다.

도 1B는 종래 탁도센서의 개념도로서 탁도가 낮은 경우를 나타낸 도면이다.

도 2는 종래 탁도센서의 출력 파형이다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 구조도이다.

도 4A는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 개념도로서 탁도가 높은 경우를 나타낸 도면이다.

도 4B는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 개념도로서 탁도가 낮은 경우를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서의 출력 파형이다.

도 6은 도 4B의 탁도센서에 물때가 낀 경우를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 탁도센서의 개념도이다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 세탁기에 설치한 예를 나타낸 개략적인 제1구성도이다.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 세탁기에 설치한 예를 나타낸 개략적인 제2구성도이다.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서를 식기세척기에 설치한 예를 나타낸 구성도이다.

도 11은 본 발명의 제1실시예에 의한 탁도센서가 설치된 식기세척기의 제어 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

30 : 용기 40 : 탁도센서

41 : 발광부 42 : 제1수광부

43 : 제2수광부 44 : 기판

45 : 센서 제어부 46 : 커버

47 : 제3수광부 50 : 세탁기

60 : 식기세척기 54, 66 : 가전 제어부

Claims

빛을 발광하는 발광부;

상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부;

상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하는 제어부를 포함하는 탁도센서.
제1항에 있어서,

상기 복수의 수광부는 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부와, 상기 발광부에서 발광되어 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부를 포함하는 탁도센서.
제2항에 있어서,

상기 제1수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되는 방향에 설치되고, 상기 제2수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되지 않는 방향에 설치되는 탁도센서.
제3항에 있어서,

상기 제2수광부는 상기 발광부와 상기 제1수광부를 연결하는 직선과 대략 직각인 방향으로 하부에 설치되는 탁도센서.
제2항에 있어서,

상기 광량의 비는 상기 "제2수광부 광량/제1수광부 광량"의 비율인 탁도센서.
제5항에 있어서,

상기 탁도센서는 탁도가 높아질수록 상기 광량의 비가 증가하는 탁도센서.
제2항에 있어서,

상기 제2수광부는 복수 개 설치되는 탁도센서.
제7항에 있어서,

상기 광량의 비는 상기 "복수의 제2수광부 중 어느 하나의 광량/제1수광부 광량" + 상기 "복수의 제2수광부 중 다른 하나의 광량/제1수광부 광량"의 평균 비율인 탁도센서.
제7항에 있어서,

상기 광량의 비는 상기 "복수의 제2수광부 광량의 합/제1수광부 광량"의 비율인 탁도센서.
발광부, 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부를 구비하는 기판을 포함하는 탁도센서에 있어서,

상기 발광부에서 발광된 빛 중 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부와, 상기 제1 및 제2수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하는 제어부를 상기 기판에 더 설치하는 탁도센서.
제10항에 있어서,

상기 제2수광부는 상기 발광부와 상기 제1수광부가 분기되는 지점에 설치되는 탁도센서.
제10항에 있어서,

상기 탁도센서는 상기 물과 직접 접촉하지 않도록 상기 발광부와 상기 제1 및 제2수광부를 커버하는 커버가 마련된 탁도센서.
물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비한 가전기기에 사용되는 탁도센서에 있어서,

빛을 발광하는 발광부;

상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부;

상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 물의 탁도를 판단하도록 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 출력값을 상기 가전기기에 전송하는 회로를 포함하는 탁도센서.
제13항에 있어서,

상기 복수의 수광부는 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부와, 상기 발광부에서 발광되어 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부를 포함하는 탁도센서.
제14항에 있어서,

상기 제1수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되는 방향에 설치되고, 상기 제2수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되지 않는 방향에 설치되는 탁도센서.
제14항에 있어서,

상기 제2수광부는 복수 개 설치되는 탁도센서.
물이 채워지는 용기와, 상기 용기 내에 설치되는 탁도센서와, 상기 물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 가전기기에 있어서,

상기 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부와, 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량의 비에 따라 상기 물의 탁도를 판단하는 제어부를 포함하며,

상기 탁도센서의 제어부는 상기 물의 탁도 값을 상기 가전기기의 제어부에 전송하는 가전기기.
물이 채워지는 용기와, 상기 용기 내에 설치되는 탁도센서와, 상기 물의 탁도를 이용하여 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 가전기기에 있어서,

상기 탁도센서는 빛을 발광하는 발광부와, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 복수의 수광부와, 상기 복수의 수광부에 각각 수광된 광량을 상기 가전기기의 제어부에 전송하는 회로를 포함하며,

상기 제어부는 상기 탁도센서로부터 전송된 상기 복수의 수광부에 수광된 광량의 비에 따라 상기 물의 탁도를 판단하는 가전기기.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 복수의 수광부는 상기 발광부에서 발광되어 직진하는 빛을 수광하는 제1수광부와, 상기 발광부에서 발광되어 산란하는 빛을 수광하는 제2수광부를 포함하는 가전기기.
제19항에 있어서,

상기 제1수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되는 방향에 설치되고, 상기 제2수광부는 상기 발광부에서 발광된 빛이 직접 수광되지 않는 방향에 설치되는 가전기기.
제19항에 있어서,

상기 제2수광부는 복수 개 설치되는 가전기기.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 가전기기는 세탁기, 식기세척기 또는 정수기를 포함하는 가전기기.