KR20100048189A

KR20100048189A - 이중구조와 이중심선으로 형성되는 압전케이블

Info

Publication number: KR20100048189A
Application number: KR1020080107226A
Authority: KR
Inventors: 김동국
Original assignee: (주)피에조랩; 김동국
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-11

Abstract

본 발명은 이중구조로 형성되는 압전케이블에 관한 것으로 상세하게는 압전케이블 내부의 전극과 압전체가 이중으로 형성되어 각 압전체에서 발생되어지는 전기가 각 전극으로 전송되어질때 각기 다른 크기로 전송되어 외부 압력으로 인해 전기가이 발생되어진 위치를 전송되어진 전기의 전압차를 계산하여 검출해 낼 수 있는 이중구조로 형성되는 압전케이블에 관한 것이다.

위치감지, 이중심선, 압전케이블, 압력, 압전

Description

이중구조와 이중심선으로 형성되는 압전케이블{Piezo cable consist of duplication line with formation and duplication construction}

일반적으로 압전케이블 센서는 중심에 전극이 위치하고, 상기 전극의 외주를 압전체가 감싸며, 상기 압전체의 외주를 접지전극이 감싸며, 상기 접지전극의 외주 전체를 절연체가 감싸는 구조로 형성되어진다.

이때, 압전케이블이란 것은 외부에서 압력이 가해지면 압전체에서 전기를 발생시켜 전극을 통해 전기를 전송시키는 것으로서 압전소자와, 피에조케이블과 유사한 구조이며, 동일한 의미로 사용되어지기도 한다.

종래의 압전케이블은 외압이 가해져 전기신호가 발생되어지면 신호가 발생한 외압발생 위치를 알수 없으므로 문제의 발생 위치를 찾기 어려운 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 전극이 이중으로 형성되어져 전압체에서 발생되어지는 전기가 각각의 전극으로 전도되어질때 각각의 전극이 가지는 저항 및 감쇄특성의 차이로 인해 측정장치에서 측정되어지는 전압이 차이가 나게 되므로 이를 통해 압전케이블에 외압이 가해진 위치를 검출해는 이중구조로 형성되는 압전케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이중구조와 이중심선으로 형성되는 압전케이블에 관한것으로서 금속재질로 이루어져 전기가 흐르는 내부전극과, 상기 내부전극을 감싸며 외부의 압력으로 전압을 발생시키는 내부압전체와, 상기 내부압전체를 감싸며 형성되어 전기가 흐르는 외부전극과, 상기 외부전극을 감싸며 형성되어 외부의 압력으로 전기를 발생시키는 외부압전체와, 상기 외부압전체의 외부를 감싸며 형성되어 상기 내,외부압전체에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극과, 상기 접지전극을 감싸며 케이블을 절연시키는 절연피복을 포함하여 이중구조의 압전케이블로 구성되어지며, 서로 다른 직경을 가지고 일정간격 격되어 지는 제1,2전극과, 상기 제1,2전극을 감싸며 외부압력으로 전기를 발생시키는 압전체와, 상기 압전체를 감싸며 상기 압전체에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극과, 상기 접지전극을 감싸며 케이블을 절연시키는 절연피복을 포함하여 이중심선 압전케이블로 구성되어진다.

본 발명은 전극이 이중으로 형성되어져 압전체에서 발생되어지는 전기가 각각의 전극으로 전도되어질때 각각의 전극이 가지는 저항 및 감쇄특성의 차이로 인해 측정장치에서 측정되어지는 전압이 차이가 나게 되므로 이를 통해 압전케이블에 외압이 가해진 위치를 검출해낼 수 있는 효과가 있다.

도1을 참조하여 본 발명을 설명하면, 외부압력을 받으면 전압이 발생되어지는 압전케이블에 있어서, 금속재질로 이루어져 전기가 흐르는 내부전극(10)과; 상기 내부전극(10)을 감싸며 형성되며, 외부의 압력으로 전압을 발생시키는 내부압전체(60)와; 상기 내부압전체(60)를 감싸며 형성되어지고, 전기가 흐르는 외부전극(20)과; 상기 외부전극(20)을 감싸며 형성되어 외부의 압력으로 전기를 발생시키는 외부압전체(50)와; 상기 외부압전체(50)의 외부를 감싸며 형성되어 상기 내,외부압전체(50,60)에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극(30)과; 상기 접지전극(30)을 감싸며 케이블을 절연시키는 절연피복(40);을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 내부전극(10)은 상기 내부압전체(60)가 압력을 받으면 발생되어지는 전기를 전도 시키고, 상기 외부전극(20)은 상기 외부압전체(50)가 압력을 받으면 발생되어지는 전기를 전도시킨다.

그리고, 상기 내부전극(10)과 상기 외부전극(20)이 갖는 저항의 차이로 인해 상기 내,외부압전체(50,60)에서 발생한 전기가 외압의 위치에 따라 다른 전압의 크 기로 전도되어 검출되어진다.

또한, 상기 외부압전체(50)는 절연재질로 이루어지는 절연체가 사용되어진다.

도 2를 참조하여 본 발명의 다른구조를 설명하면 외부압력을 받으면 전압이 발생되어지는 압전케이블에 있어서, 금속재질이며 전기가 전도되어지는 제1전극(110)과; 상기 제1전극(110)의 일측에 상기 제1전극(110)과 평행 하도록 배치되는 제2전극(120)과; 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)을 감싸며, 외부의 압력으로 전기를 발생시키는 압전체(150)와; 상기 압전체(150)의 외측을 감싸며, 압전체(150)에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극(140)과; 상기 접지전극(140)의 외측을 감싸며 상기 접지전극(140)과 외부 간을 절연시키는 절연피복(130)을 포함하여 구성되어진다.

이때, 상기 제2전극(120)은 상기 제1전극(110)보다 작은 직경으로 형성되어진다.

그리고, 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)의 저항차이로 인해 상기 압전체(150)에서 발생한 전기가 다른 크기로 전도되어진다.

즉, 본 발명을 일 실시 예를 들어 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하여 설명하면, 금속재질로 형성되어 전기가 전도되어지는 내부전극(10)의 외측에 외부의 압력으로 전기가 발생되는 내부압전체(60)가 감싸며, 상기 내부압전체(60)의 외측을 금속재질로 이루어져 전기를 전도시키는 외부전극(20)이 감싸며 이루어지고, 상기 외부전극(20)의 외측에 외부의 압력으로 전기를 발생 시키는 외부압전체(50)가 상기 외부전극을 감싸며 형성되어지고, 상기 외부압전체(50)의 외측에 접지전극(30)이 감싸며 형성되어 외부로 전기가 흐르지 않도록 접지시키며, 상기 접지전극(30)의 외측에 외부에서 발생하는 전기 또는 정전기등의 외부요인에게서 케이블을 보호하며, 내부에서 발생하는 전기등에서 사용자 또는 연결기기등을 보호하는 절연피복(40)이 형성되어진다.

이때 상기 내부전극(10)의 단면적보다 상기 외부전극(20)의 단면적이 크고, 상기 외부전극(20)이 가지는 저항값이 작아 상기 내부전극과 상기 외부전극(20)의 위치에 따라 측정되는 전압에 차이가 나게 되므로 외부의 압력이 가해지는 부분에서 발생되어진 전기가 상기 내,외부전극(20)을 통해 전도되어지는데 상기 내부전극(10)과 외부전극(20)의 저항값으로 인해 전압의 차이가 거리가 멀어질수록 커지므로 상기 내부전극(10)과 외부전극(20)의 전압차 또는 전압비율을 계산해 외부 압력이 가해진 위치를 찾아낼 수 있다.

그리고, 상기 외부압전체(50)는 절연재질의 절연체가 사용되어질 수 있다.

이러한, 결과는 도 4와 도5에 나타나 있다.

그리고 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 구조를 설명하면 금속재질로 이루어져 전기가 전도되어지는 제1전극(110)이 배치되어지고, 상기 제1전극(110)의 일측에 금속재질로 이루어져 전기가 전도되어지며, 상기 제1전극(110)보다 직경이 작은 제2전극(120)이 평행하도록 배치되며, 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)을 압전체(150)가 감싸며 형성되어 외부 압력으로 전기를 발생시켜 제1전극(110)과, 제2전극(120)에 전기를 전도시키며, 상기 압전체(150)의 외부를 감싸며 상기 압전 체(150)에서 발생한 전기가 외부로 전도되어지지 않도록 하는 접지전극(140)이 형성되며, 상기 접지전극(140)의 외측에 절연피복(130)이 형성되어 외부 또는 내부의 전기등의 외부요인에서 케이블 및 사용자를 보호하게된다.

그리고, 상기 제1전극(110)이 상기 제2전극(120)보다 큰 직경을 가지므로 상기 제2전극(120)보다 작은 저항값을 가지게 되어 상기 제2전극(120)보다 높은 전압이 측정된다.

이로인해 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 간에 전압의 크기 차이가 발생하여 외부의 압력이 가해진 위치에서 전기를 측정하는 측정장치까지 전기가 도달하는 거리에 따른 전압차또는 전압비율의 차를 계산하여 외압으로 인해 전기가 발생한 위치를 측정할 수 있다.

이러한, 결과는 도 4와 도5에 나타나 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이중구조로 형성되는 압전케이블의 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 이중심선 구조의 압전케이블의 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 이중심선 구조의 압전케이블이 타원형으로 형성된 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 이중구조 압전케이블의 근거리 출력신호를 나타낸 그래프,

도 5는 본 발명에 따른 이중구조 압전케이블의 원거리 출력신호를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 내부전극 20 : 외부전극

30 : 접지전극 40 : 절연피복

50 : 외부압전체 60 : 내부압전체

110 : 제1전극 120 : 제2전극

130 : 절연피복 140 : 접지전극

150 : 압전체

Claims

외부압력을 받으면 전압이 발생되어지는 압전케이블에 있어서,

금속재질로 이루어져 전기가 흐르는 내부전극(10)과;

상기 내부전극(10)을 감싸며 형성되며, 외부의 압력으로 전압을 발생시키는 내부압전체(60)와;

상기 내부압전체(60)를 감싸며 형성되어지고, 전기가 흐르는 외부전극(20)과;

상기 외부전극(20)을 감싸며 형성되어 외부의 압력으로 전기를 발생시키는 외부압전체(50)와;

상기 외부압전체(50)의 외부를 감싸며 형성되어 상기 내,외부압전체(50,60)에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극(30)과;

상기 접지전극(30)을 감싸며 케이블을 절연시키는 절연피복(40);을 포함하여 구성되어지는 것을 특징으로 하는 이중구조로 형성되는 압전케이블.
제 1항에 있어서,

상기 내부전극(10)은 상기 내부압전체(60)가 압력을 받으면 발생되어지는 전기를 전도 시키고, 상기 외부전극(20)은 상기 외부압전체(50)가 압력을 받으면 발생되어지는 전기를 전도시키는 것을 특징으로 하는 이중구조로 형성되는 압전케이블.
제 1항에 있어서,

상기 내부전극(10)과 상기 외부전극(20)이 갖는 저항의 차이로 인해 상기 내,외부압전체(50,60)에서 발생한 전기가 외압의 위치에 따라 다른 전압의 크기로 전도되어 검출되어지는 것을 특징으로 하는 이중구조로 형성되는 압전케이블.
제 1항에 있어서,

상기 외부압전체(50)는 절연재질로 이루어지는 절연체가 사용되어지는 것을 특징으로 하는 이중구조로 형성되는 압전케이블.
외부압력을 받으면 전압이 발생되어지는 압전케이블에 있어서,

금속재질이며 전기가 전도되어지는 제1전극(110)과;

상기 제1전극(110)의 일측에 상기 제1전극(110)과 평행 하도록 배치되는 제2전극(120)과;

상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)을 감싸며, 외부의 압력으로 전기를 발생시키는 압전체(150)와;

상기 압전체(150)의 외측을 감싸며, 압전체(150)에서 발생되는 전기가 외부로 누설되어지지 않도록 접지시키는 접지전극(140)과;

상기 접지전극(140)의 외측을 감싸며 상기 접지전극(140)과 외부 간을 절연시키는 절연피복(130)을 포함하여 구성되어지는 것을 특징으로 하는 이중심선 구조 의 압전케이블.
제 5항에 있어서,

상기 제2전극(120)은 상기 제1전극(110)보다 작은 직경으로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 이중심선 구조의 압전케이블.
제 5항에 있어서,

상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)의 저항차이로 인해 상기 압전체(150)에서 발생한 전기가 다른 크기로 전도되어지는 것을 특징으로 하는 이중심선 구조의 압전케이블.