KR20110052885A - Sensor for flooding sensing using piezoelectric-element and method for flooding sensing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압전소자를 이용한 침수감지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전소자에 가해지는 압력을 감지하여 압전소자에서 발생하는 전압신호에 따라 침수여부를 실시간으로 감지하기 위한 압입에 따른 반응신호에 관한 압전소자를 이용한 침수감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to an immersion detection sensor using a piezoelectric element, and more particularly, to sensing a pressure applied to a piezoelectric element and to a response signal according to the indentation for real time immersion according to a voltage signal generated from the piezoelectric element. It relates to a submersion sensor using a piezoelectric element.
일반적으로 압전소자는 "피에조전기소자"라 하며, 수정, 로셀염, 티탄산바륨등의 결정에 변형을 가하면 그 힘에 비례하는 전하가 생기고 또 전기장 속에 두면 기계적 현상을 발생시키는 것으로서, 기계적 에너지를 전기적 에너지로, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 에너지 변환이 가능하며, 가정용 전자제품의 스피커, 카메라, 프린터기 등, 산업용 기구의 로드셀, 압력측정기 등에 광범위하게 사용되고 있다.In general, piezoelectric elements are referred to as piezoelectric elements, and modifications to crystals such as crystals, roselle salts, and barium titanate generate charges proportional to their forces, and when placed in an electric field, they produce mechanical phenomena. Energy can be converted into electrical energy into mechanical energy, and is widely used in load cells and pressure gauges of industrial appliances such as speakers, cameras, and printers for household appliances.
종래의 감지센서를 살펴보면, 선등록특허 제0298183호는 광케이블을 이용한 침수감지센서이다, 즉, 광케이블 내에 광섬유를 삽입하여 물의 침투시 수평방향으로 광섬유가 팽창된다. 이에 의해 광섬유 격자가 스트레인 효과를 발휘하여 발생하 는 출력파장에 의해 침수를 감지하는 센서이다. 이러한, 광섬유 격자의 스트레인 효과는 감지도에 있어 상당한 효과가 있는 발명이나, 침수구역 탐지의 정확성 및 상기 침수감지센서가 지하매립형인 경우 교체시 절선등의 유지 및 보수가 어려움은 문제점이 있었다.Looking at the conventional sensor, the registered patent No. 0298183 is a submersion detection sensor using an optical cable, that is, the optical fiber is expanded in the horizontal direction when the water penetrates by inserting the optical fiber in the optical cable. As a result, the optical fiber grating exhibits a strain effect and detects the inundation due to the output wavelength generated. Such a strain effect of the optical fiber grating has a significant effect on the sensitivity, but there is a problem in that the accuracy of the detection of the flooded area and the difficulty of maintaining and repairing the cutting line when replacing the submerged sensor are underground.
이와 함께, 선등록실용신안 제394969호에서 침수가 우려되는 장소의 바닥 하부에 설치되어 감지봉에 의해 침수여부를 감지하는 침수감지센서이다. 침수발생시 마이콤을 이용한 원거리에서도 침수를 감지하는 효과는 있으나, 상기 발명의 침수감지센서의 케이스가 차지하는 부피가 크며, 상기 침수감지센서의 상하위치 변경이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 침수지역의 유속이 빠를 경우 침수감지센서의 위치가 변경되거나 침수여부를 정확히 감지하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the pre-existing utility model No. 394969 is a submersion sensor installed in the bottom of the place where the inundation is concerned to detect the inundation by the detection rod. When immersion occurs, there is an effect of detecting the immersion even at a long distance using a microcomputer, the volume of the case of the immersion sensor of the present invention occupies a large volume, there was a problem that it is difficult to change the vertical position of the immersion sensor. In addition, when the flow rate of the flooded area is fast, there was a problem that the position of the flooding sensor is changed or not accurately detected.
따라서, 본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, the object of the present invention is as follows.
첫째, 본 발명은 크기가 소형이면서도 구성이 단순하여 제작이 용이한 압전소자를 이용한 침수감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.First, an object of the present invention is to provide a submersion sensor using a piezoelectric element that is easy to manufacture due to its small size and simple configuration.
둘째, 본 발명은 침수여부를 정확히 감지하는 압전소자를 이용한 침수감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.Second, an object of the present invention is to provide an immersion detection sensor using a piezoelectric element that accurately detects immersion.
셋째, 본 발명은 설치 및 교체가 용이한 압전소자를 이용한 침수감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.Third, an object of the present invention is to provide an immersion detection sensor using a piezoelectric element that is easy to install and replace.
이와 같은, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술수단은 다음과 같다.As described above, technical means for achieving the object of the present invention is as follows.
상부면 및 상단부 외주면에 복수의 침투공이 형성된 육면체형태의 케이스; 케이스 바닥면 상부에 형성되어 침수여부를 감지하는 압전소자; 케이스 내부에 구비되고 수분을 흡수하여 팽창가능한 팽창부재; 팽창부재 하부를 지지하면서 압전소자에 하중을 전달하는 하중작용받침대; 및 압전소자에 연결되어 압전소자가 감지한 침수여부 신호를 송신하는 출력신호케이블;로 구성되는 것을 특징으로 한다.A case of a hexahedron shape having a plurality of penetration holes formed on an upper surface and an outer circumferential surface of the upper portion; A piezoelectric element formed on an upper surface of the case to sense whether the water is submerged; An expansion member provided inside the case and expandable by absorbing moisture; A load action support for transferring a load to the piezoelectric element while supporting the expansion member; And an output signal cable connected to the piezoelectric element and transmitting an immersion signal detected by the piezoelectric element.
케이스는 팽창부재의 교체를 위해 케이스 하부면이 개폐가능하도록 바닥판이 형성되고, 바닥판은 케이스 하부 내면에 삽입되어 밀착되도록 돌출된 밀폐부가 형성되며, 바닥판 중앙부에 형성되어 압전소자를 고정하는 복수의 고정돌기가 형성되 며, 그리고 케이스의 하부 내면과 밀폐부의 사이가 밀폐되도록 밀폐링이 더 구비된 것을 특징으로 한다.The case is formed with a bottom plate to open and close the bottom of the case for replacement of the expansion member, the bottom plate is formed into a sealing portion protruding to be inserted in close contact with the inner bottom of the case, formed in the center of the bottom plate to fix the piezoelectric element The fixing projection is formed, and characterized in that the sealing ring is further provided to seal between the lower inner surface of the case and the sealing portion.
압전소자와 하중작용받침대 사이에 탄성스프링이 더 구비된 것을 특징으로 한다.An elastic spring is further provided between the piezoelectric element and the load bearing support.
압전소자와 하중작용받침대 사이에 하중작용받침대에서 전달된 하중을 압전소자에 전달하는 원통형태의 하중작용기둥이 더 구비된 것을 특징으로 한다.Between the piezoelectric element and the load acting support is characterized in that it is further provided with a cylindrical load action column for transmitting the load transmitted from the load acting support to the piezoelectric element.
하중작용기둥은 원뿔기둥형상인 것을 특징으로 한다.The load action column is characterized by a cone column shape.
하중작용받침대는 하부에 돌출되어 내부에 탄성스프링을 고정하는 링형태의 고정편이 더 구비되고, 그리고 하중작용기둥 상부에 돌출되어 외주면에 탄성스프링을 고정하는 원기둥형태의 고정구가 더 구비된 것을 특징으로 한다.The load acting support is further provided with a ring-shaped fixing piece which protrudes at the bottom to fix the elastic spring therein, and is further provided with a cylindrical fixture which protrudes above the load acting column to fix the elastic spring on the outer circumferential surface thereof. do.
팽창부재는 팽윤성 섬유인 것을 특징으로 한다.The expansion member is characterized in that the swellable fibers.
하중작용받침대는 외주면을 따라 소정높이 만큼 절곡되어 돌출된 가이드면이 더 구비되고, 그리고 가이드면이 케이스의 내면과 만나는 일면에 도포된 윤활유층이 더 구비된 것을 특징으로 한다.The load acting support is further provided with a guide surface which is bent by a predetermined height along the outer circumferential surface, and is further provided with a lubricant layer coated on one surface where the guide surface meets the inner surface of the case.
케이스 양측 내면의 높이 방향으로 2개이상의 가이드레일이 더 구비되고, 그리고 가이드레일에 대응되는 위치의 하중작용받침대 외주면에 이송홈이 더 구비된 것을 특징으로 한다.Two or more guide rails are further provided in the height direction of both inner surfaces of the case, and a transfer groove is further provided on an outer circumferential surface of the load acting support at a position corresponding to the guide rail.
케이스의 바닥판과 하중작용받침대 사이에 하중작용받침대의 높이를 조절하는 적어도 하나의 압전 리니어 모터를 더 구비한 것을 특징으로 한다.And at least one piezoelectric linear motor for adjusting the height of the load bearing support between the bottom plate of the case and the load bearing.
케이스에는 압전소자, 탄성스프링 및 하중작용기둥이 2개 이상 구비된 것을 특징으로 한다.The case is characterized in that the piezoelectric element, the elastic spring and the load action column is provided with two or more.
한편, 압전소자를 이용한 침수감지센서를 이용한 침수감지방법으로써, 침수감지센서를 침수가능지역에 설치하는 단계; 설치된 지역이 침수되면 케이스의 침투공으로 수분이 공급되어 팽창부재가 팽창하는 단계; 팽창된 팽창부재에 의해 하중작용받침대가 케이스를 일측으로 이동시켜 탄성스프링이 수축되는 단계; 탄성스프링의 수축이 완료되면 하중작용받침대의 하중이 하중작용기둥으로 전가되어 하중작용기둥이 일측으로 이동되면서 압전소자를 압입하는 단계; 압전소자가 작용되는 압력정도를 감지하여 침수지역의 침수여부신호를 출력신호케이블을 통해 외부로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as a submersion detection method using a submersion detection sensor using a piezoelectric element, installing the submersion detection sensor in the submerged area; When the installed area is flooded, water is supplied to the penetration hole of the case to expand the expansion member; A step in which the load acting support moves the case to one side by the expanded expansion member to contract the elastic spring; When the contraction of the elastic spring is completed, the load of the load acting support is transferred to the load acting column to move the load acting column to one side and press-fit the piezoelectric element; Detecting the degree of pressure applied by the piezoelectric element is characterized in that it comprises the step of outputting the submerged or not signal in the flooded area through the output signal cable.
설치단계는 침수감지센서가 설치되는 침수지역에 따라 케이스의 침투공이 하부에 위치하도록 설치하거나 또는 케이스의 침투공이 상부에 위치하도록 설치하는 것을 특징으로 한다.The installation step may be installed so that the penetration hole of the case is located in the lower part or the penetration hole of the case is located in the upper part according to the inundation area where the immersion detection sensor is installed.
설치단계에서 케이스의 침투공이 상부에 위치하도록 설치할 경우 케이스의 침투공을 포함한 상부가 지면에 돌출되도록 케이스의 하부를 소정깊이로 지반에 매립하거나 또는 케이스는 지반에 상부면을 제외한 전부가 매립되게 설치하는 것을 특징으로 한다.When installing so that the penetration hole of the case is located at the upper part in the installation step, the lower part of the case is buried in the ground to a predetermined depth so that the upper part including the penetration hole of the case protrudes into the ground, or the case is installed so that all of the case is buried except the upper surface in the ground. Characterized in that.
이상과 같이 본 발명의 효과는 다음과 같다.As mentioned above, the effect of this invention is as follows.
첫째, 본 발명은 압전소자를 이용하여 침수감지센서를 제작함으로써, 침수감 지센서의 크기가 소형이고, 침수감지센서의 구성이 단순하여 제작이 용이하며, 그리고 침수감지센서의 제작비용이 저렴한 효과가 있다.First, the present invention by manufacturing the immersion sensor using a piezoelectric element, the size of the immersion sensor is small, the configuration of the immersion sensor is simple and easy to manufacture, and the low cost of manufacturing the immersion sensor There is.
둘째, 본 발명은 압전소자를 이용하여 침수감지센서를 제작함으로써, 설치위치의 침수여부를 정확히 감지하는 효과가 있다.Secondly, the present invention has an effect of accurately detecting the immersion of the installation position by manufacturing the immersion sensor using a piezoelectric element.
셋째, 본 발명은 압전소자를 이용하여 침수감지센서를 제작하여 크가가 소형임으로, 침수감지센서의 설치가 용이하고, 침수감지센서의 교체가 용이하며, 그리고 침수감지센서의 설치공간에 구애받지 않고 상하위치에 상관없이 설치가 가능하여 설치의 자율성이 높은 효과가 있다.Third, the present invention is manufactured by using a piezoelectric element so that the size is small, easy to install the immersion sensor, easy to replace the immersion sensor, and is not limited to the installation space of the immersion sensor It can be installed regardless of up and down position, and it has the effect of high autonomy of installation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
<< 제1실시예에In the first embodiment 따른 구성> Configuration according to
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도이다. 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명은 침수지역에 설치되어 침수여부를 감지하는 것이다. 이를 위해, 케이스(1)는 육면체형태로 형성되어 상부면 및 상단부 외주면에 복수의 침투공(11)이 형성된다. 이때, 케이스(1)의 침투공(11)은 물이 침투하는 것으로 상부면 및 상단부 외주면 종·횡으로 열을 마춰서 형성되거나 또는 임의의 위치에 불규칙적으로 형성이 가능하다.1 is a perspective view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the
압전소자(2)는 케이스(11) 바닥면 상부에 형성된다. 이때, 압전소자(2)는 침수여부를 감지하는 것이다. 이와 같은 압전소자(2)는 후술할 팽창부재(3)가 수분에 접하면 부피가 커지는 원리를 이용하여 압전소자(2)를 압입함으로써 침수여부를 감지하는 것이다.The
팽창부재(3)는 복수의 침투공(11)이 형성된 케이스(1) 내부로 형성된다. 팽창부재(3)는 설치의 용이성을 위해 육면체블록형태로 형성함이 바람직하다. 또한, 팽창부재(3)를 케이스(1)의 침투공(11)이 형성된 부위에 점하도록 넓게 형성한 것은 넓은 범위에서 침수여부를 감지하기 위함이다. 그리고, 팽창부재(3)는 수분을 흡수면 팽창하는 팽창성이 우수한 팽윤성 섬유를 이용하는 것이 바람직하다.The
하중작용받침대(4)는 팽창부재(3) 하부를 지지한다. 이때, 하중작용받침대(4)는 케이스(1)의 바닥에 형성된 압전소자(2)에 하중을 전달하는 역할을 한다.The
출력신호케이블(5)는 압전소자(2)에 연결되어 압전소자(2)가 감지한 침수여부신호를 송신한다.The
탄성스프링(6)은 압전소자(2)와 하중작용받침대(4) 사이에 설치된다. 이때, 탄성스프링(6)은 팽창부재(3)이 습기에 의해 소폭팽창하여 압전소자(2)를 작동시켜 침수여부의 오류가 발생하는 것을 방지하는 것이다. 즉, 탄성스프링(6)가 소정범위까지는 탄성스프링이 압축되어 팽창부재(3)의 팽창에 의한 압력이 압전소자(2)에 전달되는 것을 방지하는 것이다.An
하중작용기둥(7)은 원통형태로 형성되어 압전소자(2)와 하중작용받침대(4) 사이에 설치된다. 이때, 하중작용기둥(7)은 하중작용받침대(4)에서 전달된 하중을 집중하여 압전소자(2)에 전달함으로써, 압전소자(2)는 하중의 정도를 정확하게 감지할 수 있다. 원통형태의 하중작용기둥(7)이 더 구비된다. 이러한, 하중작용기둥(7)과 함께 탄성스프링(6)이 설치될 경우 탄성스프링(6)은 하중작용받침대(4)의 하면과 하중작용기둥(7)의 상면 사이에 형성되는 것이 바람직하다. The
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 작동상태도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 케이스(1)의 침투공(11)으로 물이 침투하게 되면 팽창부재(3)가 팽창하여 하중작용받침대(4)를 일측으로 이동시킨다. 이렇게 이동되는 하중작용받침대(4)에 의해 탄성스프링(6)이 수축하면 하중작용기둥(7)에 의해 압전소자(2)가 압입됨을 알 수 있다.4 is an operating state diagram illustrating an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, when water penetrates into the
<< 제2실시예에In the second embodiment 따른 구성> Configuration according to
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도이다. 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 제2실시예는 제 1실시예의 구성을 포함하는 것으로, 제2실시예는 케이스(1) 내부에 설치된 팽창부재(3)의 교체를 위해, 케이스(1)는 팽창부재(3)의 교체를 위해 케이스(1) 하부를 개폐가능하도록 바닥판(12)을 형성하고, 바닥판(12)는 케이스(1) 하부 내면에 삽입되어 밀착되도록 돌출된 밀폐부(121)를 형성한다. 또한, 바닥판(12) 중앙부에 형성되어 압전소자(2)를 고정하는 복수의 고정돌기(122)가 형성되어 압전소자(2)가 바 닥면에서 흔들리지 않고 고정되도록 한다. 그리고 개구된 케이스(1)의 하부 내면과 밀폐부(121)의 사이가 밀폐되도록 탄성력이 있는 밀폐링(123)을 형성하여 습기 또는 수분이 압전소자(2)가 설치된 케이스(1)하부공간에 침투되지 않도록 한다. 이는, 습기에 의함 부식등으로 오작동하는 것을 방지하기 위함이다.5 is an exploded perspective view showing an immersion sensor using a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention, Figure 6 is a front sectional view showing a immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention. to be. 5 and 6, the second embodiment includes the configuration of the first embodiment, the second embodiment, for replacing the
이와 함께, 탄성스프링(6)이 설치 후 흔들림이나 제작시 설치가 용이하도록 하중작용받침대(4)는 하부에 돌출되어 내부에 탄성스프링(6)을 고정하는 링형태의 고정편(41)을 형성한다. 그리고 하중작용기둥(7)은 상부에 돌출되어 외주면에 탄성스프링(6)을 고정하는 원기둥형태의 고정구(71)가 형성한다. 이에 따라, 탄성스프링(6)은 고정편(41)과 고정구(71)에 끼움설치되어 고정된에 따라 전술한 흔들림이나 설치의 용이함을 달성할 수 있다.Along with this, the
이상의 구성과 함께, 팽창부재(3)가 전체가 일정한 부피로 팽창하지 않을 경우 하중작용받침대(4)가 케이스(1) 내면에서 이동하지 않아 압전소자(2)를 압입하지 못할 수 있다. 또한, 침투공(11)을 통해 유입된 수분이 압전소자(2)가 설치된 공간에 침투되어 압전소자(2)가 오동작하는 것을 방지하기 위해 케이스(1) 내면과 하중작용받침대(4)의 외주면이 밀폐됨이 바람직하다. 이를 위해 본 발명은 하중작용받침대(4)가 케이스(1) 내면에서 수직으로 이동하도록 하중작용받침대(4)는 외주면을 따라 소정높이 직각으로 돌출된 가이드면(42)를 형성하고, 가이드면(42)이 케이스의 내면과 만나는 일면에 도포된 윤활유층(44)을 형성하여 가이드면을 따라 하중작용받침대(4)가 이동하도록 한다. 이러한, 윤활유층(44)은 유활성 및 밀폐성이 우수한 그리스가 바람직하다.With the above configuration, when the
전술한 바와 같이, 팽창부재(3)가 전체가 일정하게 점진적으로 부피가 팽창하지 않아 하중작용받침대(4)가 케이스(1) 내면에 원활한 이동이 어려워지는 것을 방지하기 위해, 본 발명은 케이스(1) 양측 내면의 높이 방향으로 2개이상의 가이드레일(13)을 형성하고, 가이드레일(13)에 대응되는 위치의 하중작용받침대(4) 외주면에 이송홈(43)을 형성한다. 즉 하중작용받침대(4)의 이송홈(43)이 가이드레일(13)에 끼움설치되어 지지되면서 이송하기 때문에 팽창부재(3)가 불균형하게 팽창하더라도 하중작용받침대(4)가 케이스(1) 내면에 원활히 이동이 가능할 것이다.As described above, in order to prevent the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 하중작용기둥 도시한 다른 실시예이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 하중작용기둥(7)은 원뿔기둥형태로 형성할 수 있다. 이는 압전소자(2)의 감지면적에 동일하게 하중작용기둥(7)의 하부를 넓게 형성하여 설치의 용이성 및 하중이 압전소자(2)에 정확히 전달되게 하기 위함이다.Figure 7 is another embodiment showing a load action column according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the
<< 제3실시예에In the third embodiment 따른 구성> Configuration according to
도 8는 본 발명의 제3실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 제3실시예는 제1실시예 및 제2실시예를 포함하는 구성으로, 제3실시예는 케이스(1)의 바닥판(12)과 하중작용받침대(4) 사이에 하중작용받침대(4)의 높이를 조절하는 적어도 하나의 압전 리니어 모터(8)를 형성한다. 이는 외부에서 한번 침수된 지역의 팽창부재(3)을 교체하지 않고 원격으로 압전 리니어 모터(8)를 작동하여 침수감지센서를 제작동하기 위함이다. 즉, 압전 리니어 모터(8)를 외부에서 작동하면 하중작용받침대(4)를 상승하되어 팽창되 어 있던 팽창부재(3)의 압입하여 팽창부재(3)가 흡수했던 수분을 침투공(11)을 통해 역으로 배출함으로써, 팽창부재(3)를 교체하지 않고 원격지에서 침수감지센서를 재사용 가능할 것이다. 여기서, 케이스(1)의 바닥판(12)에 압전 리니어 모터(8)를 고정하기 위해 고정돌기(122)가 형성됨이 바람직하다.8 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the third embodiment includes a first embodiment and a second embodiment, and the third embodiment includes a
<< 제4실시예에In the fourth embodiment 따른 구성> Configuration according to
도 9은 본 발명의 제4실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도이다. 도 9에 도시한 도시한 바와 같이, 제4실시예는 제1실시예 및 제2실시예를 포함하는 구성으로, 제4실시예는 케이스는 내부에 형성된 하중작용받침대(4)의 하단에 형성되어 침수여부를 감지하는 압전소자(2), 침수여부의 정확히 감지하도록 형성된 탄성스프링(6)과 하중작용기둥(7)이 2개 이상 구비한다. 이는, 침수감지센서가 더욱 정확한 침수여부를 감지하도록 하기 위함이다.9 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the fourth embodiment is configured to include the first and second embodiments, and the fourth embodiment is formed at the lower end of the
<< 실시예에Example 따른 방법> Method followed>
도 10은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 침수감지방법을 도시한 순서도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 이용한 침수감지방법은, 침수감지센서를 침수가능지역에 설치하는 단계(S100), 설치된 지역이 침수되면 케이스(1)의 침투공(11)으로 수분이 공급되어 팽창부재(3)가 팽창하는 단계(S200), 팽창하는 팽창부재(3)에 의해 하중작용받침대(4)가 케이스(1)를 일측으로 이동시켜 탄성스프링(6)을 수축하는 단계(S300), 탄 성스프링(6)의 수축이 완료되면 하중작용받침대(4)의 하중이 하중작용기둥(7)을 전가되어 하중작용기둥(7)이 일측으로 이동되어 압전소자(2)에 압입하는 단계(S400) 및 제공된 압력의 강약 정도를 압전소자(2)가 감지하여 침수지역의 침수여부를 출력신호케이블(5)을 통해 외부에 출력하는 단계(S500)로 이루어진다.10 is a flow chart illustrating a immersion detection method of the immersion detection sensor using a piezoelectric element according to the present invention. As shown in Figure 10, the immersion detection method using the immersion detection sensor using a piezoelectric element according to the present invention, the step (S100) to install the immersion detection sensor in the submersible area, if the installed area is flooded case (1) Moisture is supplied to the
전술한 바와 같이, 압전소자(2)에 압입단계(S400)는 하중작용기둥(7)의 기계적에너지가 압전소자(2)에 작용하면 압전소자(2)는 전기적에너지를 생성한다. 이와 같이 생성된 전기적에너지 즉, 침수여부신호는 출력단계(S500)에서 출력신호케이블(5)을 통해 외부에 출력하는 것이다.As described above, when the mechanical energy of the
도 11은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제1사용상태도이고, 도 12은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제2사용상태도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 이와 함께, 설치단계(S100)에서는 침수감지센서가 설치되는 침수지역에 따라 케이스(1)의 침투공(11)이 상부에 위치하도록 설치하거나 또는 도 12에 도시한 바와 같이, 케이스(1)의 침투공(11)이 하부에 위치하도록 설치할 수 있다. 11 is a first use state diagram showing the installation method of the immersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention, Figure 12 is a second use state diagram showing the installation method of the immersion detection sensor using a piezoelectric element according to the present invention. As shown in FIG. 11, at the same time, in the installation step S100, the
도 13은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제3사용상태도이고, 도 14은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제4사용상태도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 설치단계(S100)에서 케이스(1)의 침투공(1)이 상부에 위치하도록 설치할 경우 케이스(1)의 침투공(11)을 포함한 상부가 지면에 돌출되도록 케이스(1)의 하부를 소정깊이로 지반에 매립하거나 또는 도 14에 도시한 바와 같이, 케이스(1)는 지반에 상부면을 제외한 전부가 매립되게 설치할 수 있다. 이는, 침수지역의 환경에 따라 침수감지센서의 설치위치 및 설치방법을 달리하기 위함이다.13 is a third use state diagram showing the installation method of the immersion sensor using the piezoelectric element according to the present invention, Figure 14 is a fourth use state diagram showing the installation method of the immersion detection sensor using the piezoelectric element according to the present invention. As shown in FIG. 13, in the installation step S100, when the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention, and therefore, the present invention is limited only to the matters described in the drawings. It should not be interpreted.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a submersion sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing a submerged sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도.Figure 3 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 작동상태도.Figure 4 is an operating state diagram showing the immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 분해사시도.5 is an exploded perspective view showing a submersion sensor using a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도.Figure 6 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 하중작용기둥 도시한 다른 실시예.Figure 7 is another embodiment showing a load action column according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도.8 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서를 도시한 정단면도.9 is a front sectional view showing an immersion detection sensor using a piezoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 침수감지방법을 도시한 순서도.10 is a flow chart illustrating a submersion detection method of the submersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제1사용상태도.11 is a first state diagram showing the installation method of the submersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제2사용상태도.12 is a second use state diagram showing a method of installing a submersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제3사용상태도.Figure 13 is a third use state showing the installation method of the submersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 침수감지센서의 설치방법를 도시한 제4사용상태도.14 is a fourth state diagram showing the installation method of the submersion sensor using a piezoelectric element according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 케이스 11: 침투공 12: 받침대 121: 밀폐부1: case 11: penetration 12: base 121: sealing
122: 고정돌기 123: 밀폐링 13: 가이드레일 2: 압전소자122: fixing protrusion 123: sealing ring 13: guide rail 2: piezoelectric element
3: 팽창부재 4: 하중작용받침대 41: 고정편 42: 가이드면3: Expansion member 4: Load acting support 41: Fixed piece 42: Guide surface
43: 이송홈 44: 윤활유층 5: 출력신호케이블 6: 탄성스프링43: transfer groove 44: lubricant layer 5: output signal cable 6: elastic spring
7: 하중작용기둥 71: 고정구 8: 압전 리니어 모터7: load column 71: fixture 8: piezoelectric linear motor
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