KR20140091387A - 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전용량이 상이한 복수개의 커패시터를 구비하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터를 변경하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에 관한 것으로써, 기준이 되는 커패시터를 선택하기 위한 기준 커패시터 선택부; 수조 내에 담수된 물을 통해 정전용량을 센싱하는 센싱부; 및 상기 기준 커패시터 선택부를 통해 선택된 커패시터의 정전용량과 상기 센싱부를 통해 센싱된 정전용량을 비교하여 상기 수조 내의 수위를 판단하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 관계없이 정확하게 수위를 감지할 수 있어 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

정전용량방식을 이용한 수위감지 장치{APPARATUS FOR SENSING WATER LEVEL USING CAPACITANCE TYPE}

본 발명은 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전용량이 상이한 복수개의 커패시터를 구비하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터를 변경함으로써 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 관계없이 정확하게 수위를 감지할 수 있는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가습기는 실내의 습도를 조절하는 기구로써 실내의 공기를 적당한 습도(40 ~ 60%)로 조절하여 호흡기 장애 및 질병을 예방하고 쾌적한 실내분위기를 유지할 수 있도록 하는 장치이다.

또한, 공기청정기는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 기구로써 오염된 공기를 흡입팬으로 흡입하고 필터에 의해 미세한 먼지나 세균류를 집진하여 제거하는 장치이다.

최근에는 건강에 대한 관심이 높아지면서 가습기와 공기청정기의 기능을 동시에 수행하는 가습공기청정기(air washer)가 개발되고 있다.

이러한 가습공기청정기는 건조하고 오염된 실내공기를 흡입하여 물로 씻어내고 촉촉한 물기를 함유한 깨끗한 공기만을 다시 실내로 공급한다.

또한 가습공기청정기는 플라즈마 이온을 발생시켜 공기 중에 떠다니는 각종 세균과 먼지 및 인플루엔자 바이러스를 제거한다.

사용자가 가습공기청정기에 구비된 수조에 물을 공급함으로써 가습공기청정기가 상기의 공기청정기능 및 가습기능을 수행하기 때문에 수조 내의 수위를 감지할 필요가 있다.

이와 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허 10-1998-0003260호 "가습기의 수위감지장치"(1998.03.30)이 있다.

일반적으로 수조 내의 수위를 감지하기 위하여 정전용량성 센서를 사용하는데 종래에는 1개 또는 2개 이상의 수위감지봉을 사용하여 센싱하였다.

그러나, 2개 이상의 수위감지봉을 사용할 때는 수위감지봉의 미세전류로 인해 수위감지봉이 부식되는 현상이 있어, 이를 해결하기 위해 정기적으로 수위감지봉을 교환하는 방법이 일부 적용되고 있으나 번거로운 문제점이 있었다.

또한, 1개의 수위감지봉을 사용할 때는 센싱회로의 기준 그라운드가 회로 밖에 위치하기 때문에 센싱값이 회로상의 기준 커패시터와 비교되어 상대적으로 작아지므로, 감지되는 수위는 정확도에서 차이가 나게 된다.

즉, 가습공기청정기를 철골 구조물 등 전기 전도체로 이루어진 사무실, 집 등의 바닥에 놓고 사용할 때는 센싱의 정확도가 어느 정도 유지되나, 높은 목재의 탁자 위와 같은 전기 전도체가 아닌 곳에 놓고 사용할 때는 기준 그라운드와 멀어지게 되어 센싱되는 정전용량 값의 오차가 발생함에 따라 수위의 정확도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.

다시말해, 수조 내의 수위가 동일하더라도 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 수위가 다르게 센싱되어 수위 감지시 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 하나의 수위감지봉을 사용하되 정전용량이 상이한 커패시터를 복수개 구비하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터를 선택할 수 있도록 함으로써 수위감지봉에 의해 센싱되는 수위의 정확도를 향상시킬 수 있는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치는, 기준이 되는 커패시터를 선택하기 위한 기준 커패시터 선택부; 수조 내에 담수된 물을 통해 정전용량을 센싱하는 센싱부; 및 상기 기준 커패시터 선택부를 통해 선택된 커패시터의 정전용량과 상기 센싱부를 통해 센싱된 정전용량을 비교하여 상기 수조 내의 수위를 판단하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 기준 커패시터 선택부는 정전용량이 각각 상이한 복수개의 커패시터와, 상기 복수개의 커패시터를 선택하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 스위치는 딥(DIP)스위치인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 센싱부는 상기 수조 내에 설치되어 상기 수조 내의 수위에 따른 정전용량을 센싱하는 수위감지봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 제어부로부터 판단된 수위에 따라 상기 수조 내의 수위를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 하나의 수위감지봉을 사용하되 정전용량이 상이한 커패시터를 복수개 구비하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터를 선택할 수 있도록 함으로써 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 관계없이 정확하게 수위를 감지할 수 있어 제품 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치를 나타낸 회로구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에서 수위가 수위감지봉보다 높은 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에서 수위가 수위감지봉보다 낮은 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치를 나타낸 회로구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에서 수위가 수위감지봉보다 높은 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에서 수위가 수위감지봉보다 낮은 상태를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은, 기준 커패시터 선택부(10), 센싱부(20), 제어부(50) 및 표시부(70)를 포함한다.

기준 커패시터 선택부(10)는 정전용량이 각각 상이한 복수개의 커패시터(11)와, 복수개의 커패시터(11)를 선택하는 스위치(13)를 포함한다.

이때, 커패시터(11)는 설계자의 의도나 사용 용도에 따라 정전용량이 상이하게 구비되며 그 개수가 가감되어 구비될 수 있다.

또한, 스위치(13)는 사용자에 의해 각각의 스위치(13)에 연결된 커패시터(11)의 선택이 용이하도록 딥(DIP)스위치를 적용하였으나, 이외에도 로터리스위치, 버튼스위치 등 설계자의 의도에 따라 다양한 스위치를 적용할 수 있다.

센싱부(20)는 수조(80) 내에 담수된 물을 통해 정전용량을 센싱한다.

이때, 센싱부(20)는 저항부(30)를 매개로 제어부(50)와 연결되는 커넥터(21)와, 커넥터(21)에 연결되어 수조(80) 내의 수위에 따른 정전용량을 센싱하는 수위감지봉(23)을 포함한다.

본 발명에서의 수위감지봉(23)은 수조(80) 내의 한계최저수위 높이에 설치되며, 한계최저수위는 수조(80) 내의 물 없음을 감지하는 수위로 설계자의 의도나 사용 용도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 수위감지봉(23)은 수조(80) 하단 부분에 바닥면과 평행하게 설치될 수도 있으나 이 또한 설계자의 의도나 사용 용도에 따라 다양한 위치에 다양한 모습으로 설치될 수 있다.

다이오드(40)는 전원단과 센싱부(20) 사이에 연결되어 제어부(50)의 입력단을 보호한다. 이 때 다이오드(40)의 애노드가 센싱부(20)에, 캐소드가 전원단에 연결된다.

제어부(50)는 기준 커패시터 선택부(10)를 통해 선택된 커패시터(11)의 정전용량과 센싱부(20)를 통해 센싱된 정전용량을 비교하여 수조(80) 내의 수위를 판단한다.

즉, 기준 커패시터 선택부(10)를 통해 선택된 커패시터(11)의 정전용량이 기준 정전용량으로 설정된다.

일반적으로 높은 목재의 탁자 위와 같은 전기 전도체가 아닌 곳에 가습공기청정기를 올려 놓고 사용할때는 기준 그라운드와 멀어지게 되어 센싱되는 정전용량 값이 작아지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여 수위감지봉(23)을 통한 정전용량 값 센싱시 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터(11)의 정전용량을 스위치(13) 조작을 통해 선택할 수 있도록 하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 관계없이 수위가 정확하게 감지되도록 한다.

이때, 스위치(13)는 가습공기청정기의 키 입력부(미도시)에 위치하여 사용자에 의해 조작이 용이하도록 할 수도 있다.

자세히는, 도 1에 도시된 커패시터(11)들은 CC12 < CC14 < CC16 < CC18 순으로 정전용량이 상이하게 구비되며, 각각 스위치(13)에 연결된다.

이때, 정전용량이 가장 작은(도 1에서 CC12) 커패시터(11)에 연결된 스위치(13)를 기준 그라운드와 멀어지는 위치(예를들면, 높은 목재의 탁자 위)로 설정하고, 정전용량이 가장 큰(도 1에서 CC18) 커패시터(11)에 연결된 스위치(13)를 기준 그라운드와 가까운 위치(예를들면, 철골 구조물 등으로 이루어진 사무실, 집 등의 바닥)로 설정한다.

따라서, 제어부(50)는 가습공기청정기가 놓여진 위치에 대응되는 커패시터(11)가 기준 커패시터 선택부(10)를 통해 선택되면, 선택된 커패시터(11)의 정전용량과 센싱부(20)를 통해 센싱된 정전용량을 비교하여 수조(80) 내의 수위를 판단한다.

자세히는, 제어부(50)는 선택된 커패시터(11)의 정전용량과 수위감지봉(23)에 의해 센싱된 정전용량 값을 비교하여 큰 값을 표시부(70)로 출력한다.

만약, 도 2에서와 같이, 수위감지봉(23)이 물에 잠겨져 통전되면 정전용량 값을 센싱하고, 센싱된 정전용량 값이 기준 커패시터 선택부(10)를 통해 선택된 정전용량보다 크면 수위감지봉(23)에 의해 센싱된 정전용량 값을 출력하여 센싱된 정전용량에 따라 수조(80)내의 수위를 표시부(70)로 표시되도록 한다.

또한, 도 3에서와 같이, 물의 양이 수위감지봉(23)에 걸리거나, 수위감지봉(23)에 잠기지 않으면 오픈되어 정전용량 값이 센싱되지 않아 수위감지봉(23)에 의해 센싱된 정전용량 값이 기준 커패시터 선택부(10)를 통해 선택된 정전용량보다 작게 되므로 선택된 커패시터(11)의 정전용량을 출력하여 표시부(70)에 물없음이 표시되도록 한다.

필터부(60)는 제어부(50)로부터 판단된 신호의 노이즈를 제거한다.

표시부(70)는 필터부(60)에 의해 노이즈가 제거된 신호에 따라 수조(80) 내의 수위를 표시한다.

따라서, 본 발명에 의한 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치에 따르면 하나의 수위감지봉(23)을 사용하되 정전용량이 상이한 커패시터(11)를 복수개 구비하여 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 따라 기준이 되는 커패시터(11)를 선택할 수 있도록 함으로써 가습공기청정기가 놓여지는 위치에 관계없이 정확하게 수위를 감지할 수 있어 제품 신뢰도가 더욱 향상되도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 기준 커패시터 선택부 11 : 커패시터
13 : 스위치 20 : 센싱부
21 : 커넥터 23 : 수위감지봉
30 : 저항부 40 : 다이오드
50 : 제어부 60 : 필터부
70 : 출력부 80 : 수조

Claims (5)

1. 기준이 되는 커패시터를 선택하기 위한 기준 커패시터 선택부;
   수조 내에 담수된 물을 통해 정전용량을 센싱하는 센싱부; 및
   상기 기준 커패시터 선택부를 통해 선택된 커패시터의 정전용량과 상기 센싱부를 통해 센싱된 정전용량을 비교하여 상기 수조 내의 수위를 판단하는 제어부; 를 포함하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 기준 커패시터 선택부는
   정전용량이 각각 상이한 복수개의 커패시터와, 상기 복수개의 커패시터를 선택하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스위치는 딥(DIP)스위치인 것을 특징으로 하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 센싱부는
   상기 수조 내에 설치되어 상기 수조 내의 수위에 따른 정전용량을 센싱하는 수위감지봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부로부터 판단된 수위에 따라 상기 수조 내의 수위를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량방식을 이용한 수위감지 장치.

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