KR20120083247A - 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 관한 것으로, 특히 보안시스템의 도어 등에 설치되는 리드스위치를 자가 진단을 통하여 고장 여부를 진단할 수 있는 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 관한 것이다.
상기의 발명은 자석; 상기 자석에 대응하여 개폐되는 리드스위치; 상기 리드스위치를 개폐시켜 주는 자석의 자기장의 힘을 상쇄시켜 주는 전자석; 상기 전자석의 자기장 힘을 조절하여 주는 자력 조절부; 및 상기 전자석을 통해 상기 자석의 자력을 상쇄시켜 상기 리드스위치의 개폐 여부를 감지하여 정상 여부를 확인하는 진단부; 상기 리드스위치의 개폐를 표시하는 표시부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템{Sensor fault diagnosis system}

본 발명은 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 관한 것으로, 특히 보안시스템의 도어 등에 설치되는 리드스위치를 자가 진단을 통하여 고장 여부를 진단할 수 있는 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 보안의 위해서 많은 곳에서 보안시스템을 사용하고 있다.

이러한 보안시스템에서도 도어의 개폐를 감지할 수 있도록 도어 개폐 감지센서를 많이 사용하고 있다.

상기와 같은 종래의 도어개폐 감지 센서의 전형적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 부재번호 1은 영구자석, 2는 리드스위치를 각각 가리킨다.

이에 도시된 바와 같이 도어개폐 감지 센서는 문짝과 문특에 각각 설치되는 자기장을 발생하는 영구자석(1)과, 상기 영구자석(1)의 자기장에 의하여 온/오프되는 리드스위치(2)로 구성되어 있다.

상기와 같은 도어개폐 감지센서의 리드스위치는 밀봉된 유리관 속에 2개의 자성 리드조각이 탄성에 의해 열린 상태로 되어 있다가 자석을 접근시키면 2개의 리드조각이 자기회로가 되어 2개의 리드조각이 끌어 당겨져 접점을 닫아 전원이 온 상태가 되며 자석을 멀리하면 리드조각의 탄성으로 다시 열린 상태로 돌아가 전원이 오프상태로 돌아간다.

이러한 유리관 속에는 불활성 가스가 밀봉되어 안정된 동작을 시키도록 형성되어 있다.

그러나 리드스위치를 오랜 시간 사용하면 상기 리드조각의 탄성이 변하여 정상적으로 작동하고 있지 않거나 문과 문틀의 변형으로 도어개폐를 감지할 수 없는 경우에는 사용자들이 위험에 처할 수 있다.

또한, 설치된 도어개폐 감지용 센서가 정상적으로 동작하고 있는지 확인하기 위해서는 사람이 직접 출동하여 정기적이고 수동적으로 확인해야 하므로 시간과 비용 등 여러가지 측면에서 비효율적인 문제점이 있었다.

또한, 보안시스템을 설치하는 문의 종류나 구조에 따라 그 특성이 상이하여 작업자의 설치 및 시공의 어려움이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 및 기술 개발의 필요성을 해결하기 위해 안출한 것으로, 보안시스템에 사용되어 도어어 등에 설치되는 도어 개폐 감지센서의 리드스위치의 고장여부를 자가 진단을 통하여 용이하게 판단할 수 있는 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또 다른 목적으로는 문의 종류나 구조에 따라 변화는 자기장에 따라 전자석의 자기장의 힘을 조절하거나 극성을 변환시켜 작업자의 설치 및 시공을 용이하게 할 수 있는 도어 개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자석; 상기 자석에 대응하여 개폐되는 리드스위치; 상기 리드스위치를 개폐시켜 주는 자석의 자기장의 힘을 상쇄시켜 주는 전자석; 상기 전자석의 자기장 힘을 조절하여 주는 자력 조절부; 및 상기 전자석을 통해 상기 자석의 자력을 상쇄시켜 상기 리드스위치의 개폐 여부를 감지하여 정상 여부를 확인하는 진단부; 상기 리드스위치의 개폐를 표시하는 표시부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

상기 리드스위치는 1개 또는 2개로 구성되는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

상기 자력조절부는 상기 리드스위치에 작용하는 상기 자석의 자기장의 힘에 대응하여 상기 리드스위치를 개방시켜 주도록 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

상기 자력조절부는 상기 전자석의 극성을 변환시키기 위해 상기 자력조절부의 출력을 전환시켜 주는 극 전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

상기 자력조절부는 저항 및 캐패시터로 이루어진 타이머, 2개의 저항으로 이루어져 증폭율을 조정하는 증폭 조절부, 상기 타이머에 의해 개시된 시점에서 상기 증폭 조절부에 의해 증폭하도록 OP앰프로 이루어진 증폭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 보안스시템이 설치된 현장에 사람이 직접적으로 출동하여 센서 상태를 정기적으로 체크하고 센서의 동작상태를 직접 확인하는 수동적인 업무를 대폭 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 보안시스템에 장착되어 있는 수 많은 센서들을 보다 짧은 주기적으로 원격에서 진단하여 정기적으로 센서의 동작상태를 확인 가능하고, 불량센서의 위치를 파악하여 고침으로써 보안시스템의 효율성을 극대화할 수 있다.

한편, 센세의 설치시 발생할 수 있는 자석의 간격과 극성의 위치에 따라 전자석의 자력과 극성을 쉽게 변화시킬 수 있어 센서의 설치가 용이하여 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 나타낸 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 리드스위치가 두개 설치된 상태의 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템에 극전환부가 설치된 상태의 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템의 자력조절부의 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템의 전자석에 인가되는 전압그래프도이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 나타낸 설명도이다.

이에 도시된 바와 같은 본 발명의 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템은

자석(10), 리드스위치(20), 전자석(30), 자력조절부(40), 진단부(50), 표시부(60)를 포함한다.

상기 리드스위치(20)는 영구자석인 자석(10)의 자력에 따라 스위치가 온/ 오프된다.

즉, 리드스위치(20)는 자석(10)의 자력을 감지하여 자기장이 있으면 스위치가 온 상태가되며 도어는 닫힘(close) 상태가 되고, 자기장이 없으면 스위치가 오프 상태가 되고 도어는 열림(open) 상태가 된다.

상기 전자석(30)은 전류가 자기화되고, 전류를 끊으면 자기화되지 않은 원래의 상태로 되돌아가는 자석을 의미하며 자기화가 되면 상기 리드스위치(20)를 개폐시켜 주는 자석(10)의 자기장의 힘을 상쇄시켜 준다.

이러한 전자석(30)의 자기장 힘을 조절하여 주는 자력 조절부(40)는 전자석(30)에 인가하는 전압을 조절하는 부분이다.

즉, 전자석(30)에 높은 전압을 인가하면 자력이 강하고 전자석(30)에 낮은 전압을 인가하면 자력이 약하게 되므로, 자력조절부(40)를 이용하여 전자석(30)의자력을 조절할 수 있다.

또한, 진단부(50)는 상기 전자석(30)을 통해 상기 자석(10)의 자력을 상쇄시켜 상기 리드스위치(20)의 개폐 여부를 감지하여 정상 여부를 확인하는 것으로 도어개폐 감지 센서를 이용한 보안시스템의 도어 개폐여부를 자가 진단할 수 있는 부분으로 리드스취이(20)의 상태를 신호를 통해 확인하고 제어하며, 자력조절부(40)의 전원을 조절할 수 있다.

이러한 진단부(50)는 외부통제부와 연결되어 통제부에서 자가 진단을 실행하는 신호에 따라 전자석(30)에 전원을 인가하고 리드스위치(20)의 상태를 확인하여 통제부로 송신하게 된다.

또한, 상기 리드스위치(20)의 개폐를 표시하는 표시부(60)는 리드스위치(20)의 스위치 온 또는 스위치 오프 상태를 표시하는 부분이다.

예를 들어 표시부(60)로 LED(Light Emitting Diod)인 경우 LED는 리드스위치(20)와 연결되어 리드스위치(20)가 스위치 온 상태이면 LED켜지고 리드스위치(20)가 스위치 오프 상태이면 LED가 꺼져서, 리드스위치(20)의 상태를 확인할 수 있다.

다른 예로 표시부(60)는 소리를 내는 장치를 사용할 수도 있는 등 다향한 형태가 가능하다.

상기 리드스위치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 1개 또는 2개로 구성될 수 있으며 리드스위치(20)가 2개로 구성될 경우에는 직열 또는 병열로 연결될 수 있다.

상기 자력조절부(40)는 상기 리드스위치(20)에 작용하는 상기 자석(10)의 자기장의 힘에 대응하여 상기 리드스위치(20)를 개방시켜 주도록 상기 전자석(30)에 공급되는 전류를 제어하며 상기 자력조절부(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전자석(30)의 극성을 변환시키기 위해 상기 자력조절부(40)의 출력을 전환시켜 주는 극 전환부(70)를 더 포함한다.

또한, 상기 자력 조절부(40)는 내/외부로 부터 전원을 공급 받을 수 있는데 상기 예로는 진단부(50)로 부터 전원을 공급받는다.

이때 진단부(50)로 부터 공급받는 전원은 DC일 수 있으며 자력조절부(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 저항(R1) 및 캐패시터(C1)로 이루어진 타이머, 2개의 저항(R2,R3)으로 이루어져 증폭율을 조정하는 증폭 조절부, 상기 타이머에 의해 개시된 시점에서 상기 전압을 증폭 조절부에 의해 증폭하도록 OP앰프로 이루어진 증폭부로 구성된다.

이러한 자력조절부(40)는 자석(10)의 자력이 리드스위치(20)에 영향을 주어 리드스위치(20)의 스위치가 온상태가 되는 경우, 자력조절부(40)의 전압을 조절하여 리드스위치(20)의 상태를 스위치 오프로 할 수 있다.

이는 자석(10)이 리드스위치(20) 가까이에 설치된 경우에는 리드스위치(20)의 스위치 온 상태를 스위치 오프 상태로 하기 위해서 전자석(30)의 자력을 조절하기 위하여 자력조절부(40)로 높은 전압 인가가 필요한 것이고, 자석(10)이 리드스위치(20) 멀리 설치된 경우에는 리드스위치(21)의 스위치 온 상태를 스위치 오프상태로 하기 위해서는 자력조절부(40)로 낮은 전압 인가가 필요할 것이다.

이와 같이 리드스위치(20)와 자석(10)을 세팅하면 이후 진단부(50)에서 리드스위치(20)의 고장여부를 자가 진단할 수 있다.

이러한 자력조절부(40)에 공급되는 전압의 높낮이는 도 5의 그래프에서와 같이 타이머에 의해 시간(t)이 지날수록 전압(V)은 점점 높아지게 되어 자석(10)이 리드스위치(20)에서 멀리 설치되었을 경우에는 빠른 시간에 진단이 되며 리드스위치(20)에서 가까이 설치되었을 경우에는 어느 정도의 시간이 지난후에 고장여부를 자가진단 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템을 설치하는 과정에 대해 예를 들어 상세히 설명한다.

문이 문고정부(문고정부는 문틀 등의 포함하는 문을 고정하는 부분을 의미하며 그 용어에 한정되지 않는다.)에 설치되고, 보안시스템에 필요한 장비들을 설치할 때, 문고정부에는 자석(10)을 설치하고 문에는 리드스위치(20)를 설치하거나, 이와 반대로 문고정부에 리드스위치(20)를 설치하고 문에 자석(10)을 설치할 수 있다.

이와 같이 설치하면, 리드 스위치부(20)는 스위치 온 상태가 된다.

표시부(60)가 LED이면 LED에 불이 들어와서 스위치 온 상태를 알려준다.

보안 시스템 설치자가 자력 조절부(40)로 전자석(30)에 전원을 인가하면, 전자석(30)은 전자력을 발생하고, 특정 세기 이상의 전자력이 발생하면 리드 스위치(20)는 스위치 오프 상태가 되고, 표시부(60)인 LED에 불이 꺼져서 스위치 오프 상태를 알려준다.

이후, 자력 조절부(40)로 전자석(30)에 전원을 차단하면, 다시 리드 스위치(20)는 스위치 온 상태가 되고, 표시부(60)인 LED에 불이 켜진다.

이렇게 최초에 센서를 설치하면서 최적의 전압을 세팅하지 않아도 도 5의 그래프와 같이 전압값이 시간에 따라 변하므로 자석(10)과 리드스위치(20)가 가까이 설치되었을 때는 높은 레벨의 전압상태에서 자가진단이 이며 자석(10)과 리드스위치(20)가 멀리 설치되었을 경우에는 낮은 레벨의 전압상태에서 자가진단이 이루어져 이후에 리드스위치(20)가 정상적으로 동작하는지, 고장으로 수리가 필요한지를 원격으로 테스트하여 확인할 수 있다.

상기 자력조절부(40)는 캐패시터(C1)의 콘덴서에서 시정수에 의하여 충전되는 시간을 설정할 수 있으며 OP앰프(OPAMP)의 입력으로 사용된다.

OP앰프는 2개의 저항(R2,R3)비에 따라 증폭도를 조절할 수 있으며 출력 전압값은 입력전압(콘덴서에 충전되는 전압)에 따라 서서히 증하하게 되므로 전압조절이 된다.

상기 도 2 에서는 리드 스위치(20)는 두 개의 리드 스위치로 이루어진다.

이는 리드 스위치(20)를 두 개 사용함으로써 하나의 리드 스위치가 N극의 자력에 의해서 감지되고, 다른 하나의 리드 스위치가 S극의 자력에 의해서 감지되어, 하나의 리드 스위치를 사용하였을 때보다 좌우 방향에 대해서 더 많은 동작범위를 확보할 수 있는 장점이 있다.

상기 도 3에서는 극전환부(70)를 더 포함한다.

극전환부(70)는 전자석의 극성을 변환하는 부분이다. 예를 들어, 자석(10)의 극성이 좌N, 우S인 경우에서 좌S, 우N인 경우로 극성이 바뀌었을 때, 간단하게 전자석(30)의 극성을 변환할 수 있다. 이는 기 설치된 자석(10)의 극성을 변경하기 위해 자석(10)의 극성을 변경하지 않고 간단하게 전자석(30)의 극성을 변경하여 리드스위치(20)를 사용할 수 있는 이점이 있다.

10 : 자석 20 : 리드스위치
30 : 전자석 40 : 자력조절부
50 : 진단부 60 : 표시부

Claims (5)

1. 자석;
   상기 자석에 대응하여 개폐되는 리드스위치;
   상기 리드스위치를 개폐시켜 주는 자석의 자기장의 힘을 상쇄시켜 주는 전자석;
   상기 전자석의 자기장 힘을 조절하여 주는 자력 조절부; 및
   상기 전자석을 통해 상기 자석의 자력을 상쇄시켜 상기 리드스위치의 개폐 여부를 감지하여 정상 여부를 확인하는 진단부;
   상기 리드스위치의 개폐를 표시하는 표시부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템.
2. 상기 리드스위치는 1개 또는 2개로 구성되는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템.
3. 상기 자력 조절부는 상기 리드스위치에 작용하는 상기 자석의 자기장의 힘에 대응하여 상기 리드스위치를 개방시켜 주도록 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 자력 조절부는 상기 전자석의 극성을 변환시키기 위해 상기 자력 조절부의 출력을 전환시켜 주는 극 전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템.
5. 상기 자력 조절부는 저항 및 캐패시터로 이루어진 타이머, 2개의 저항으로 이루어져 증폭율을 조정하는 증폭 조절부, 상기 타이머에 의해 개시된 시점에서 상기 증폭 조절부에 의해 증폭하도록 OP앰프로 이루어진 증폭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 도어개폐 감지 센서용 고장진단 시스템.
   
   
   

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