KR20160060318A - Resonator for sonic sensor - Google Patents

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KR20160060318A KR1020140162410A KR20140162410A KR20160060318A KR 20160060318 A KR20160060318 A KR 20160060318A KR 1020140162410 A KR1020140162410 A KR 1020140162410A KR 20140162410 A KR20140162410 A KR 20140162410A KR 20160060318 A KR20160060318 A KR 20160060318A
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박성현
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Abstract

The present invention provides an ultrasonic resonator which makes ultrasonic waves of an ultrasonic sensor resonate and has a structure which is manufactured relatively easily. Accordingly, the present invention includes: a resonating member which has, along the vertical central axis, a cylindrical resonating unit which has a sealed resonating space inside in the lower part, a diameter which gradually decreases so that a tapered inclined surface is formed in the middle part and an ultrasonic wave delivering rod which has a diameter less than that of the resonating unit and is vertically extended in the upper part; a tubular intermediate connecting member which is bound to the tapered inclined surface at the lower end, has a resonating member installation guide which is ring-shaped on and protrudes toward the central axis on the internal circumferential surface and accepts the ultrasonic wave delivering rod so that the ultrasonic wave delivering rod is inserted into and passes through the inside of the intermediate connecting member, and is exposed out of the top part of the intermediate connecting member; and a cylindrical sensor cover member which is bound to the upper end of the intermediate connecting member and protects the ultrasonic sensor installed at the upper end of the ultrasonic wave delivering rod from the outside.

Description

초음파 공진기{Resonator for sonic sensor} [0001] Resonator for sonic sensor [0002]

본 발명은 초음파 공진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 각종 탱크, 액체를 저장하는 액체저장탱크 등에서 설정된 수위에 도달했는지 여부를 감지하는 수위 감지센서와 관련하여, 반사되는 초음파를 증폭시켜 반사파의 감지가 보다 정확히 이루어질 수 있도록 초음파센서와 결합되는 구조의 초음파센서용 공진기와, 그것이 포함된 수위 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic wave resonator, and more particularly, to an ultrasonic wave resonator, which is related to a water level sensor for detecting whether a water level has reached a predetermined level in various tanks of a ship, a liquid storage tank for storing liquid, The present invention relates to a resonator for an ultrasonic sensor having a structure that is coupled to an ultrasonic sensor so that detection can be performed more accurately, and a water level sensing device including the resonator.

선박의 밸러스트탱크, 대용량의 액체저장탱크 등에는 설정된 수위도달여부를 경보함으로써 적정 수위를 유지하기 위해 수위경보용 초음파센서가 설치된다.A ballast tank of a ship, a liquid storage tank of a large capacity, and the like are provided with an ultrasonic sensor for water level alarm in order to maintain a proper water level by alerting the water level reached or not.

도 1은 그와 같이 수위를 감지하기 위한 초음파센서가 선박의 밸러스트 탱크에 설치된 구조를 도시하고 있다.FIG. 1 shows a structure in which an ultrasonic sensor for detecting a water level is installed in a ballast tank of a ship.

도 1을 참고하면, 밸러스트 탱크(1)의 상단 천정부에 초음파센서(2)가 설치되어 밸러스트 탱크(1)의 수면이 상승하여 초음파센서(2)와 접촉하면, 그 접촉상태를 감지하여 수면의 상승상태를 경보하게 된다.1, an ultrasonic sensor 2 is installed at an upper ceiling portion of a ballast tank 1 to detect the contact state of the ballast tank 1 when the water level of the ballast tank 1 is raised and the ultrasonic sensor 2 is in contact with the surface of the water. Thereby alarming the rising state.

그러한 초음파센서(2)의 구조에 대하여 도 2에서도 도시하고 있다.The structure of such an ultrasonic sensor 2 is also shown in Fig.

도 2는 한국등록특허공보 제10-1324889호에 기재된 것으로서, 초음파를 발생시키는 압전소자(3)와, 상기 압전소자(3)의 하면에 접합되는 세라믹연결판(4)과, 상기 세라믹연결판(4)의 하면에 접합되어 압전소자(3)에서 발생한 초음파를 내부에서 진행시키기 위한 봉형상의 금속제 기판(5)을 포함한다. Fig. 2 is a view showing a piezoelectric element 3 for generating ultrasonic waves, a ceramic connecting plate 4 connected to the lower surface of the piezoelectric element 3, And a bar-shaped metal substrate 5 bonded to the lower surface of the piezoelectric element 4 for advancing the ultrasonic waves generated in the piezoelectric element 3 therein.

또한, 그 금속제 기판(5)의 하단에는 금속공진체(6)를 부착하여 사용하되, 상기 금속공진체(6)는 상단에 기판(5)의 하단과 접합될 수 있도록 접합돌기체(7)가 돌출되도록 형성되어 있고, 접합돌기체(7)에 의해 기판(5)의 하단과 접합됨으로써 압전소자(3)에서 발진한 초음파는 기판(5)을 거쳐 금속공진체(6)로 전달될 수 있다.The metal resonator 6 is attached to the lower end of the metal substrate 5 so that the metal resonator 6 can be joined to the lower end of the substrate 5 at the upper end thereof. And ultrasonic waves oscillated in the piezoelectric element 3 are bonded to the lower end of the substrate 5 by the jointed pawl body 7 to be transmitted to the metal resonator 6 via the substrate 5 have.

이에 따라, 금속공진체(6)로 전달된 초음파는 금속공진체(6)의 하단에서 반사되어 반사파가 압전소자(3)를 향하여 다시 전달된다. 이 때, 금속공진체(6)의 하단이 수면에 접하지 않은 경우에 비하여 금속공진체(6)의 하단이 수면과 접합 경우에 반사파의 진폭이 현저히 감소하게 된다.Thus, the ultrasonic wave transmitted to the metal resonator 6 is reflected at the lower end of the metal resonator 6, and the reflected wave is transmitted toward the piezoelectric element 3 again. At this time, when the lower end of the metal resonator 6 is joined to the water surface, the amplitude of the reflected wave is remarkably reduced compared with the case where the lower end of the metal resonator 6 is not in contact with the water surface.

그 감소된 진폭의 반사파는 압전소자(3)에 전달되어 압전소자(3)가 전기신호를 생성하고, 압전소자(3)에서 생성된 전기신호가 판별회로부로 전달됨으로써 진폭의 감소정도를 판별한다. 물과 접촉한 상태에서는 접촉하지 않은 상태의 전류값과 차이가 발생하므로 판별회로부는 경보수위에 도달했음을 판별할 수 있다.The reflected wave of the reduced amplitude is transmitted to the piezoelectric element 3 so that the piezoelectric element 3 generates an electric signal and the electric signal generated in the piezoelectric element 3 is transmitted to the discrimination circuit section to determine the degree of decrease in amplitude . In the state of being in contact with water, a difference is generated between the current value in the non-contact state, so that the determination circuit section can determine that the alarm level has been reached.

그러나, 그와 같은 종래 금속공진체의 경우, 초음파 또는 초음파를 초음파센서(2)의 기판(5)으로부터 전달받기 위해 접합돌기체(7)가 상단에 노출되도록 설치되어 있으나, 그 접합돌기체(7)는 금속공진체(6)의 몸체(9) 내에 매설된 상태로 형성됨으로써 접합돌기체(7)를 통해 전달되는 초음파가 감쇄되는 바, 공명부까지 전달되는 초음파 신호가 현저히 약화되어 반사되는 반사파도 그 세기가 현저히 저하되는 문제점이 있다. However, in the case of such a conventional metal resonator, the bonded pillar body 7 is provided so as to be exposed at the upper end to receive ultrasonic waves or ultrasonic waves from the substrate 5 of the ultrasonic sensor 2, 7 are buried in the body 9 of the metal resonator 6 so that the ultrasonic waves transmitted through the joint pillar body 7 are attenuated and the ultrasonic signals transmitted to the resonance part are remarkably weakened and reflected There is a problem that the intensity of the reflected wave is considerably lowered.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초음파센서에서 발진하여 전달 및 반사되는 초음파의 감쇄가 과도하지 않고, 제작이 비교적 간단한 구조의 초음파 공진기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic resonator having a structure that is relatively simple to manufacture, without unduly attenuating the ultrasonic waves oscillated, transmitted and reflected by the ultrasonic sensor.

이에 따라 본 발명은, 수직의 중심선을 따라, 하부에는 밀폐된 공진공간이 내부에 설치된 원형기둥의 형상이고, 중간부에는 테이퍼(taper)경사면이 형성되도록 그 직경이 점점 작아지며, 상부는 상기 공진부보다 작은 직경의 초음파전달로드가 수직으로 연장되어 있는 공진부재; 하단이 상기 공진부재의 외면에 접합되고, 내주면에 상기 중심선을 중심으로 상기 중심선을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드가 형성되며, 상기 초음파전달로드가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지는 튜브(tube)형상을 가진 중간연결부재; 및, 상기 중간연결부재의 상단에 접합되어 상기 초음파전달로드의 상단에 설치된 초음파센서를 외부에서 보호하기 위한 원통형상의 센서커버부재를 포함하는 초음파 공진기를 제공한다.Accordingly, in the present invention, along the vertical center line, the lower part has a shape of a circular column provided with a closed resonance space therein, a diameter of which is gradually reduced so that a tapered inclined surface is formed in the middle part, A resonance member having an ultrasonic transmission rod having a diameter smaller than that of the ultrasonic wave transmission rod; A lower end of the resonator member is joined to an outer surface of the resonance member and a resonance member mounting guide protruding annularly toward the center line around the center line is formed on the inner surface of the resonator member, An intermediate connecting member having a tube shape; And a cylindrical sensor cover member joined to the upper end of the intermediate connecting member for protecting the ultrasonic sensor provided at the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod from the outside.

다른 관점에서 본 발명은, 수직의 중심선을 따라, 하부에는 밀폐된 공진공간이 내부에 설치된 원형기둥의 형상이고, 중간부에는 테이퍼(taper)경사면이 형성되도록 그 직경이 점점 작아지며, 상부는 상기 공진부보다 작은 직경의 초음파전달로드가 수직으로 연장되어 있는 공진부재; 하단이 상기 공진부재의 외면에 접합되고, 내주면에 상기 중심선을 중심으로 상기 중심선을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드가 형성되며, 상기 초음파전달로드가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지는 튜브(tube)형상을 가진 중간연결부재; 상기 초음파전달로드의 상단에 접합된 초음파센서; 및, 상기 중간연결부재의 상단에 접합되어 상기 초음파센서를 외부에서 보호하기 위한 원통형상의 센서커버부재를 포함하되 상기 초음파센서는, 상단에 설치되어초음파를 발생시키는 압전소자와, 상기 압전소자의 하면에 접합되는 세라믹연결판과, 상기 세라믹연결판의 하면에 접합되어 압전소자에서 발생한 초음파를 내부에서 진행시키기 위한 봉형상의 금속제 기판과, 상기 압전소자가 초음파를 발진하도록 전기신호를 전달하고 상기 압전소자가 수신한 초음파에 의해 생성된 전기신호를 전달받아 그 전기신호의 변화정도를 기준치와 비교하는 판별회로부를 포함하는 수위 감지장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the diameter of the circular column is set so that a tapered inclined surface is formed in the intermediate portion along a vertical center line, a closed resonance space is formed in the lower portion along the vertical center line, A resonance member in which an ultrasonic transmission rod having a diameter smaller than that of the resonance portion is extended vertically; A lower end of the resonator member is joined to an outer surface of the resonance member and a resonance member mounting guide protruding annularly toward the center line around the center line is formed on the inner surface of the resonator member, An intermediate connecting member having a tube shape; An ultrasonic sensor bonded to an upper end of the ultrasonic wave transmission rod; And a cylindrical sensor cover member joined to an upper end of the intermediate connecting member to protect the ultrasonic sensor from the outside, wherein the ultrasonic sensor comprises: a piezoelectric element provided at an upper end to generate an ultrasonic wave; And a piezoelectric element connected to the lower surface of the ceramic connection plate to transmit ultrasonic waves generated from the piezoelectric element to the inside of the piezoelectric element, And a discrimination circuit for receiving an electric signal generated by the ultrasonic waves received by the ultrasonic sensor and comparing the degree of change of the electric signal with a reference value.

또한, 상기 발명들에 있어서, 상기 중간연결부재는 그 하단이 테이퍼경사면에 접합되고 상기 테이퍼경사면에 접합되는 하단부가, 상기 공진부재에 전달된 진동의 감쇄를 줄이기 위해 그 상측보다 얇은 두께로 형성된 것을 다른 특징으로 한다.The intermediate connecting member may have a lower end joined to the tapered inclined surface and having a lower end joined to the tapered inclined surface to have a thickness smaller than that of the upper end to reduce the vibration transmitted to the resonant member Other features.

또한, 상기 발명들에 있어서, 상기 공진부재에서 상기 공진공간의 바닥부분이 그것의 측벽보다 얇은 두께로 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, according to the above-described aspects of the present invention, the bottom of the resonance space in the resonance member is formed to be thinner than the side wall thereof.

본 발명에 따른 초음파센서용 공진기는, 공진부재의 초음파전달로드가 타 부재의 간섭을 받지 않고 초음파센서와 결합되도록 구성되어 있는 바, 공진부로 전달되고 반사되는 초음파의 감쇄가 최소화될 수 있다. 이에 따라, 초음파센서에 의해 반사되는 초음파의 감지가 외란에 의해 크게 영향받지 않고 정확하게 이루어질 수 있다.In the resonator for an ultrasonic sensor according to the present invention, the ultrasonic transmission rod of the resonance member is configured to be coupled to the ultrasonic sensor without being interfered with other members, so that the attenuation of ultrasonic waves transmitted to and reflected from the resonator can be minimized. Accordingly, the detection of the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic sensor can be accurately performed without being greatly affected by the disturbance.

또한, 본 발명은 중간연결부재의 내주면에 중심선을 중심으로 그 중심선을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드가 형성되어 있다. 이에 따라, 공진부재설치가이드에 초음파전달로드의 접촉여부를 육안으로 관찰할 수 있으므로 서로 접근하여 결합되는 공진부재와 중간연결부재가 정확한 조립상태를 가지는지 여부와, 초음파전달로드가 직선로드의 형상을 가지는지 여부에 대하여 조립과정에서 쉽게 판단하고 대응할 수 있다.Further, in the present invention, a resonator-member installation guide is formed on the inner circumferential surface of the intermediate connecting member so as to be annularly protruded toward the center line around the center line. As a result, it is possible to visually observe whether the ultrasonic wave transmission rod is in contact with the resonance member installation guide, so whether or not the resonance member and the intermediate connection member, which are closer to each other, It is possible to easily judge and respond to whether or not the robot has the robot in the assembling process.

또한, 본 발명에서 중간연결부재는 공진부재의 테이퍼경사면에 접합되는 하단의 두께가 그 상측보다 얇은 두께로 형성되어 공진부재의 테이퍼경사면에 용접된다. 이에 따라, 공진부재에 부착되어 공진부재를 파지하고 있는 중간연결부재의 하단이 전달되고 있는 초음파를 감쇄시키는 작용이 최소화될 수 있다.Further, in the present invention, the intermediate connecting member is formed so that the thickness of the lower end joined to the tapered inclined surface of the resonator member is thinner than the upper end thereof, and is welded to the tapered inclined surface of the resonator member. Accordingly, the action of attenuating the ultrasonic wave transmitted through the lower end of the intermediate connecting member attached to the resonance member and holding the resonance member can be minimized.

도 1은 종래 수위를 감지하기 위한 초음파센서가 선박의 밸러스트 탱크에 설치된 설명도
도 2는 종래 선박의 밸러스트 탱크에 설치되는 수위 감지센서의 일예를 도시하는 설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지장치의 분해사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지장치의 단면구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지장치에서 공진부재설치가이드의 작용에 대한 설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지장치의 조립과정에 대한 설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지장치가 물을 저장하는 탱크의 내부에 설치되어 수위를 감지하는 작용에 대한 설명도1 is an explanatory view in which an ultrasonic sensor for sensing a water level is installed in a ballast tank of a ship
2 is an explanatory view showing an example of a water level sensor installed in a ballast tank of a conventional ship;
3 is an exploded perspective view of the water level sensing apparatus according to the embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional structural view of a water level sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an action of the resonator installation guide in the level sensing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an assembling process of the water level sensing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an operation of the water level sensing apparatus according to the embodiment of the present invention installed inside a tank for storing water,

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 수위 감지장치는 공진기(40)와, 그 내부에 설치된 초음파센서(50)를 포함한다.3 and 4, the water level sensing apparatus of the present invention includes a resonator 40 and an ultrasonic sensor 50 installed therein.

상기 공진기(40)는, 수직의 중심선(45)을 따라, 하부에는 밀폐된 공진공간(11a)이 내부에 설치된 원기둥 형상의 공진부(11)가 설치되고, 중간부에는 테이퍼(taper)경사면(12)이 형성되도록 그 직경이 점점 작아지며, 상부는 상기 공진부(11)보다 작은 직경의 초음파전달로드(13)가 수직으로 연장되어 있는 공진부재(10); 하단(21)이 공진부재(10)의 외면에 접합되고, 내주면에 중심선(45)을 중심으로 그 중심선(45)을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드(23)가 형성되며, 상기 초음파전달로드(13)가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지는 튜브(tube)형상을 가진 중간연결부재(20); 및, 상기 중간연결부재(20)의 상단(22)에 접합되어 초음파전달로드(13)의 상단에 설치된 초음파센서(50)를 외부에서 보호하기 위한 원통형상의 센서커버부재(30)를 포함한다.The resonator 40 is provided with a cylindrical resonance portion 11 having a resonance space 11a sealed therein at its lower portion along a vertical center line 45 and a tapered inclined surface (12) having a smaller diameter than that of the resonator part (11), and the upper part of the resonator part (11) has a diameter smaller than that of the resonator part (11); The lower end 21 is bonded to the outer surface of the resonance member 10 and the resonance member installation guide 23 protruding annularly toward the center line 45 with the center line 45 as the center is formed on the inner peripheral surface, An intermediate connecting member 20 having a tube shape fitted to the upper side so that the transfer rod 13 passes through the inside thereof; And a cylindrical sensor cover member 30 which is joined to the upper end 22 of the intermediate connecting member 20 and protects the ultrasonic sensor 50 mounted on the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod 13 from the outside.

상기 공진부재(10)는, 하부에 물이 유입되지 않도록 밀폐되어 공진공간(11a)이 형성되고 전달되는 초음파의 공진이 발생하는 공진부(11)가 설치된다. 또한, 중간부에 설치된 테이퍼(taper)경사면(12)은 그 직경이 점점 작아져 상부의 초음파전달로드(13)와 연결되며, 중간연결부재(20)의 하단(21)이 공진부재(10)의 외면 중 테이퍼경사면(12)에 착지한 상태로 용가제에 의한 용접이 이루어진다.The resonance member 10 is provided with a resonance part 11 in which resonance of the ultrasonic wave generated by the resonance space 11a is closed and closed so that water does not flow into the lower part. The lower end 21 of the intermediate connecting member 20 is connected to the upper ultrasonic transmission rod 13 and the lower end 21 of the intermediate connecting member 20 is connected to the upper end of the resonator member 10, The tapered inclined surface 12 is welded to the tapered inclined surface 12 in the state of being landed.

상기 공진공간(11a)은 그 바닥부분이 그것의 측벽보다 얇은 두께로 형성되도록 한다. 이는 공진부(11)가 물과 접촉한 상태인 경우, 바닥부분에 전달된 진동을 감쇄시키는 물의 영향을 확실히 받을 수 있도록 한 것이다. 즉, 두꺼운 두께보다 얇은 두께에서 접촉되는 물에 의해 진동감쇄특성이 뚜렷이 나타나므로 물의 접촉여부의 판별이 용이하다.The resonance space 11a is formed such that its bottom portion is thinner than its side wall. This ensures that the resonance part 11 can be surely influenced by the water attenuating vibration transmitted to the bottom part when the resonance part 11 is in contact with water. That is, since vibration damping characteristics are clearly shown by the water contacted at a thickness smaller than the thick thickness, it is easy to discriminate whether or not the water is in contact.

또한, 상기 공진공간(11a)의 직경은 후술하는 압전소자(55)와 같은 직경으로 형성된다. 이는 진동을 발생시키는 압전소자(55)와 공진을 일으키는 공진공간(11a)의 크기를 일치시켜 공진이 보다 원활이 발생하도록 한다. The diameter of the resonance space 11a is the same as the diameter of the piezoelectric element 55 described later. This allows the resonance to occur more smoothly by matching the size of the resonance space 11a causing resonance with the piezoelectric element 55 generating the vibration.

공진공간(11a)의 상부는 종(鐘)형상의 공간을 가지는 것이 바람직하다.The upper portion of the resonance space 11a preferably has a bell-shaped space.

초음파전달로드(13)은 원기둥형상인 공진부(11)보다 작은 직경으로 수직으로 세워진 형상이고, 튜브형상인 중간연결부재(20)를 관통하여 중간연결부재(20)의 상측에서 노출되도록 설치된다.The ultrasonic wave transmitting rod 13 is formed to be vertically erected with a diameter smaller than the cylindrical resonance part 11 and is installed so as to be exposed from the upper side of the intermediate connecting member 20 through the tubular intermediate connecting member 20.

공진부(11), 테이퍼경사면(12) 및 초음파전달로드(13)은 모두 상기 중심선(45)을 중심으로 형성된다.The resonator portion 11, the tapered inclined surface 12, and the ultrasonic wave transmission rod 13 are both formed around the center line 45. [

한편, 상기 중간연결부재(20)는 튜브(tube)형상이고, 공진부재(10)의 초음파전달로드(13)가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지며, 하단이 테이퍼경사면(12)에 접합됨으로써 공진부재(10)와 결합된다.The intermediate connecting member 20 is in the form of a tube and is inserted so that the ultrasonic wave transmitting rod 13 of the resonator member 10 passes through the inside thereof and is exposed on the upper side. And is coupled with the resonance member 10.

상기 중간연결부재(20)에는 내주면에 중심선(45)을 중심으로 그 중심선(45)을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드(23)가 형성된다. 공진부재설치가이드(23)는 중간연결부재(20)와 공진부재(10)가 정확한 위치에서 결합되고, 초음파전달로드(13)가 상기 중심선(45)를 따라 수직으로 연장됨으로써 공진기(40)의 중심선을 따라 정확히 설치되었는지 여부를 그 제작과정에서 육안으로 가늠할 수 있게 한다.The intermediate connecting member 20 is provided with a resonator mounting guide 23 which is annularly protruded from the inner circumferential surface of the intermediate connecting member 20 toward the center line 45 about the center line 45. The resonance member installation guide 23 is formed by connecting the intermediate connecting member 20 and the resonant member 10 at the correct positions and by extending the ultrasonic wave transmission rod 13 perpendicularly along the center line 45, It is possible to visually check whether or not it is correctly installed along the center line during the production process.

즉, 양측의 지그(미도시)에 각각 설치된 공진부재(10)와 중간연결부재(20)가 초음파전달로드(13)가 중간연결부재(20)에 끼워지도록 서로 접근하여, 중간연결부재(20)의 하단(21)이 테이퍼경사면(12)에 착지할 때, 서로 간의 정확한 접촉상태 및 초음파전달로드(13)의 형상에 대한 판단이 육안으로 가능하다.That is, the resonance member 10 and the intermediate connecting member 20 provided on both jigs (not shown) approach each other so that the ultrasonic wave transmitting rod 13 is fitted to the intermediate connecting member 20, When the lower end 21 of the ultrasonic transducer 13 is landed on the tapered inclined surface 12, it is possible to visually judge the exact contact state and the shape of the ultrasonic wave transmission rod 13 with each other.

도 5의 (a)와 같이 공진부재(10)와 중간연결부재(20) 서로간의 접촉이 정확하고, 초음파전달로드(13)가 직선로드의 형상인 경우에는 초음파전달로드(13)의 길이방향으로 관찰하면, 공진부재설치가이드(23)의 중심공(23a)이 환형으로 나타나나, 도 5의 (b)와 같이 공진부재(10)와 중간연결부재(20) 서로간의 접촉이 정확하지 않거나, 초음파전달로드(13)가 휘어져 있는 경우에는 육안관찰시 초음파전달로드(13)가 공진부재설치가이드(23)에 접촉하고 공진부재설치가이드(23)의 휘어진 상태도 관찰될 수 있다.When the contact between the resonator 10 and the intermediate connecting member 20 is correct and the shape of the ultrasonic wave transmitting rod 13 is a straight rod as shown in Fig. The center hole 23a of the resonance element mounting guide 23 appears annular, but the contact between the resonance element 10 and the intermediate connecting member 20 is not correct as shown in Fig. 5 (b) When the ultrasonic wave transmission rod 13 is bent, the ultrasonic wave transmission rod 13 contacts the resonance member installation guide 23 and the bending state of the resonance member installation guide 23 can be observed during visual observation.

공진부재(10)와 중간연결부재(20) 서로간의 접촉이 정확하지 않거나, 초음파전달로드(13)가 휘어져 있는 경우에는 그 상측에 설치되는 초음파센서(50)와 초음파전달로드(13) 상단의 용접이 정확히 이루어질 수 없고, 초음파센서(50)의 설치위치도 정확할 수 없다. 초음파센서(50)과 초음파전달로드(13)의 접합방향이 어긋나거나, 초음파전달로드(13)가 휘어져 있는 경우에는 전파되는 초음파의 왜곡이 발생하게 된다.When the contact between the resonant member 10 and the intermediate connecting member 20 is not correct or the ultrasonic wave transmitting rod 13 is bent, the ultrasonic wave sensor 50 mounted on the upper side and the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod 13 The welding can not be accurately performed and the installation position of the ultrasonic sensor 50 can not be precise. When the direction of bonding between the ultrasonic sensor 50 and the ultrasonic transmission rod 13 is shifted or the ultrasonic wave transmission rod 13 is bent, distortion of the ultrasonic waves propagated occurs.

한편, 상기 중간연결부재(20)는 상기 테이퍼경사면(12)에 접합되는 하단부(24)의 두께가 그 상측보다 얇은 두께로 형성되어 공진부재(10)의 테이퍼경사면(12)에 용접된다.The intermediate connecting member 20 has a thickness of a lower end portion 24 joined to the tapered inclined surface 12 to be thinner than the upper end thereof and is welded to the tapered inclined surface 12 of the resonant member 10.

이는 초음파가 전달되는 공진부재(10)에 부착되어 지지하는 중간연결부재(20)의 하단부(24)는 그 두께가 두꺼워 공진부재(10)을 너무 견고히 파지하는 경우, 전달되고 있는 초음파를 감쇄시킬 수 있는 바, 함께 떨림이 발생하여 전달되는 진동의 감쇄가 최소화될 수 있도록 그 상측부분보다 얇은 두께로 형성한다.This is because when the lower end portion 24 of the intermediate connecting member 20 attached to the resonance member 10 to which the ultrasonic waves are transmitted is thick and the resonance member 10 is gripped too firmly, And is formed to have a thickness thinner than the upper portion thereof so that the attenuation of the transmitted vibration due to the vibration is minimized.

한편, 상기 센서커버부재(30)는 원통형상으로 이루어지고 하단(32)이 중간연결부재(20)의 상단에 접합되어 초음파전달로드(13)의 상단에 설치된 초음파센서(50)를 외부에서 커버하여 보호하고 있다. 센서커버부재(30)와 중간연결부재(20)의 상단 직경은 동일하다.The sensor cover member 30 has a cylindrical shape and the lower end 32 is joined to the upper end of the intermediate connecting member 20 so that the ultrasonic sensor 50 mounted on the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod 13 . The sensor cover member 30 and the intermediate connecting member 20 have the same upper end diameter.

한편, 상기 초음파센서(50)는 공진기(40)의 내부에 설치되는 것으로서, 상기 초음파전달로드(13)의 상단에 접합된다.The ultrasonic sensor 50 is installed inside the resonator 40 and is connected to the upper end of the ultrasonic wave transmission rod 13.

상기 초음파센서(50)는, 상단에 설치되어 초음파를 발생시키는 압전소자(55)와, 상기 압전소자(55)의 하면에 접합되는 세라믹연결판(53)과, 상기 세라믹연결판(53)의 하면에 접합되어 압전소자(55)에서 발생한 초음파를 내부에서 진행시키기 위한 봉형상의 금속제 기판(51)과, 상기 압전소자(55)가 초음파를 발진하도록 전기신호를 전달하고 압전소자(55)가 수신한 초음파에 의해 생성된 전기신호를 전달받아 그 전기신호의 변화정도를 기준치와 비교하는 판별회로부(80)를 포함한다.The ultrasonic sensor 50 includes a piezoelectric element 55 provided at an upper end of the piezoelectric element 55 to generate ultrasonic waves, a ceramic connecting plate 53 connected to the lower surface of the piezoelectric element 55, Shaped metal substrate 51 for allowing ultrasonic waves generated in the piezoelectric element 55 to pass therethrough and an electric signal to be transmitted to the piezoelectric element 55 to oscillate the ultrasonic wave, And a discrimination circuit unit 80 for receiving an electric signal generated by an ultrasonic wave and comparing the degree of change of the electric signal with a reference value.

상기 압전소자(55)는 양측에 접압을 인가하여 발진하는 통상의 PZT압전소자(55)가 사용되며, 직경이 약 8mm, 두께가 약 2.0~2.5mm 정도인 디스크형상으로 성형된다. 디스크형상의 상면 및 하면에 각각 전극단자(56a,56b)가 연결되어 전압이 인가되고, 상기 양측의 전극단자(56a,56b)는 판별회로부(80)에 연결되어 있다. A conventional PZT piezoelectric element 55 which oscillates by applying a contact pressure to both sides of the piezoelectric element 55 is used and formed into a disk shape having a diameter of about 8 mm and a thickness of about 2.0 to 2.5 mm. Electrode terminals 56a and 56b are connected to the upper and lower surfaces of the disk shape to apply a voltage and the electrode terminals 56a and 56b are connected to the discrimination circuit unit 80. [

판별회로부(80)는 압전소자(55)가 발진하여 초음파를 발생시킬 수 있도록 상기 양측의 전극단자(56a,56b)에 전기신호를 인가한다. 또한, 압전소자(55)가 반사음을 수신한 경우에 진동하면서 발생시키는 전기신호를 수신한 후, 수신된 전류값의 크기를 이용해 기준치와 비교한 후, 수면 또는 액체면과의 접촉여부를 판별한다. 기준치는 사전에 설정된 값일 수 있고, 수면과 접촉하지 않은 상태에서의 전류값을 저장하여 기준치로 사용될 수 있다.The determination circuit unit 80 applies an electric signal to the electrode terminals 56a and 56b on both sides so that the piezoelectric element 55 oscillates and generates ultrasonic waves. After the piezoelectric element 55 receives an electric signal generated while vibrating in the case of receiving a reflected sound, it compares the received electric signal with a reference value using the magnitude of the received current value, and then determines whether or not it is in contact with the water surface or the liquid surface . The reference value may be a preset value and may be used as a reference value by storing the current value in a state in which it is not in contact with the water surface.

상기 세라믹연결판(53)은 압전소자(55)와 기판(51)의 전기적 접촉을 차단하고, 압전소자(55)에서 발진한 초음파를 기판(51)으로 전달하고 있다. 또한, 세라믹 연결판(30)은 금속제의 기판(51)과 압전소자(55)의 접합을 위한 매개부재의 역할을 한다. The ceramic connecting plate 53 interrupts the electrical contact between the piezoelectric element 55 and the substrate 51 and transmits ultrasonic waves generated from the piezoelectric element 55 to the substrate 51. Further, the ceramic connecting plate 30 serves as a mediating member for bonding the substrate 51 made of metal and the piezoelectric element 55.

세라믹연결판(53)은 디스크형상으로 제작되어 상면이 압전소자(55)의 하면과 저융점 접합제에 의해 접합되고, 하면은 기판(51)의 상단면과 고융점 접합제에 의해 접합된다. The ceramic connecting plate 53 is formed in a disk shape and the upper surface is bonded to the lower surface of the piezoelectric element 55 by the low melting point bonding agent and the lower surface is bonded to the upper surface of the substrate 51 by the high melting point bonding agent.

상기 압전소자(55) 및 상기 세라믹연결판(53)은 서로 동일한 직경의 디스크형상으로 이루어지고, 기판(51)의 상단면도 상기 직경과 동일한 원판면이 형성되어, 그 원판면에 세라믹연결판(53)과 압전소자(55)가 중심이 서로 일치하도록 적층된 구조를 이룬다.The piezoelectric element 55 and the ceramic connecting plate 53 are formed in the shape of a disk having the same diameter and the upper surface of the substrate 51 is also formed with a disk surface having the same diameter as the ceramic connecting plate 53, 53 and the piezoelectric element 55 are laminated so that their centers are mutually coincident.

상기 기판(51)은 상단부에 형성되고 직경이 일정한 상측연결부(51b)와, 하단부에 형성되고 상측연결부(51)보다 작은 직경으로 직경이 일정한 하단접합부(51c)와, 상기 상측연결부(51b)와 상기 하단접합부(51c) 사이에서 하측으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼(taper)형상부(51a)를 포함한다.The substrate 51 includes an upper connecting portion 51b formed at an upper end portion thereof having a constant diameter, a lower end connecting portion 51c formed at a lower end portion and having a diameter smaller than that of the upper connecting portion 51, And a tapered portion 51a whose diameter gradually decreases from the lower end joining portions 51c toward the lower side.

상기 상측연결부(51b)는 세라믹연결판(53)을 매개로 압전소자(55)와 접합되어 연결되는 부분이고, 상기 하단접합부(51c)는 후술하는 공진기(40)와 접합되어 연결되는 부분이다.The upper connection part 51b is connected to the piezoelectric element 55 via the ceramic connection plate 53 and the lower connection part 51c is connected to the resonator 40 to be described later.

상기 테이퍼형상부(51a)는 직경이 하측으로 가면서 점차 감소하는 형상으로서, 압전소자(55)에서 발생된 진동이 내부에서 전달되면서 집속된다.The tapered portion 51a has a shape in which the diameter gradually decreases downward, and the vibration generated in the piezoelectric element 55 is converged while being transferred from the inside.

다음은 본 발명의 실시예에 따라 공진기(40)와 초음파센서(50)이 조립되는 순서를 설명한다.Hereinafter, a procedure of assembling the resonator 40 and the ultrasonic sensor 50 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 6을 참조하면, 양측의 지그(미도시)에 각각 설치된 공진부재(10)와 중간연결부재(20)는 초음파전달로드(13)가 중간연결부재(20)에 끼워지도록 서로 접근하여, 중간연결부재(20)의 하단(21)이 테이퍼경사면(12)에 착지한 상태로 접촉시킨다.6, the resonance member 10 and the intermediate connecting member 20 provided on both sides of the jig (not shown) approach each other such that the ultrasonic wave transmitting rod 13 is inserted into the intermediate connecting member 20, The lower end 21 of the connecting member 20 comes into contact with the tapered inclined surface 12 in a state of being landed.

이후, 도 5의 (a)와 같은 정상적인 접촉상태 및 초음파전달로드(13)의 직선도를 육안으로 관찰하고, 중간연결부재(20)의 하단(21)과 공진부재(10)의 테이퍼경사면(12)을 용접하여 용접부(21a)를 형성한다.5 (a) and the linearity of the ultrasonic wave transmission rod 13 are observed with naked eyes and the lower end 21 of the intermediate connecting member 20 and the tapered inclined surface of the resonator member 10 12 are welded to form a welded portion 21a.

그 육안관찰시 도 5의 (b)와 같이 초음파전달로드(13)가 공진부재설치가이드(23)에 접촉하는 상태가 관찰되면 공진부재(10)를 교체하고, 공진부재(10)의 교체 후에도 초음파전달로드(13)가 공진부재설치가이드(23)에 접촉하는 경우에는 공진부재(10)와 중간연결부재(20)를 각각 고정하고 있는 지그의 설치상태를 교정한다.5 (b), when the state in which the ultrasonic wave transmission rod 13 is in contact with the resonator mounting guide 23 is observed, the resonator member 10 is replaced, and after the resonator member 10 is replaced When the ultrasonic wave transmitting rod 13 is in contact with the resonator mounting guide 23, the installation state of the jig fixing the resonator member 10 and the intermediate connecting member 20 is corrected.

공진부재(10)와 중간연결부재(20)의 용접결합 후, 초음파전달로드(13)의 상단이 중간연결부재(20)의 상측에 노출되어 있으므로, 도 6과 같이, 초음파센서(50)의 하단접합부(51c)와 초음파전달로드(13)의 상단에 대한 용접이 이루어진다. 그 과정에서도 지그에 의해 양 부재가 고정된 상태에서 접촉시켜 용접된다.Since the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod 13 is exposed on the upper side of the intermediate connecting member 20 after the welding of the resonance member 10 and the intermediate connecting member 20, Welding is performed to the bottom joint portion 51c and the top end of the ultrasonic wave transmission rod 13. [ In this process, both members are welded in contact with each other while being fixed by a jig.

이후, 초음파센서(50)를 둘러싸도록 센서커버부재(30)가 중간연결부재(20)에 접촉하여 용접이 이루어진다.Thereafter, the sensor cover member 30 is brought into contact with the intermediate connecting member 20 so as to surround the ultrasonic sensor 50, and welding is performed.

이어서 압전소자(55)의 전극단자(56a,56b)를 판별회로부(80)에 연결하여 수위 감지장치의 조립이 완료된다.Subsequently, the electrode terminals 56a and 56b of the piezoelectric element 55 are connected to the determination circuit unit 80, and the assembling of the water level sensing apparatus is completed.

도 7은 전술한 과정에서 의해 구성된 수위 감지장치가 물을 저장하는 탱크의 내부에 설치되어 수위를 감지하는 작용을 도시하고 있다.FIG. 7 illustrates the operation of the water level sensing apparatus constructed in the above-described process, which is installed inside a tank for storing water to sense the water level.

도 7의 (a)와 같이, 초음파센서(50)에서 발진한 초음파는 초음파전달로드(13)를 통해 공진공간(11a)에 전달되어 공진하고, 다시 반사되어 초음파전달로드(13)를 통해 초음파센서(50)로 전달된다.7 (a), the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor 50 are transmitted to the resonance space 11a through the ultrasonic wave transmission rod 13, resonated, reflected again, and transmitted through the ultrasonic wave transmission rod 13, And transmitted to the sensor 50.

도 7의 (b)와 같이, 탱크 내에 물이 채워져 공진부(11)의 하단(11b)에 물이 접촉하는 경우, 압전소자(55)에서 발생된 초음파가 반사되어 되돌아 올 때, 그 진폭이 현저히 감소된다.7 (b), when water is filled in the tank and water comes into contact with the lower end 11b of the resonance portion 11, when the ultrasonic waves generated in the piezoelectric element 55 are reflected and returned, Lt; / RTI >

즉, 공진부(11)의 하단에 접촉한 물은 진동을 감쇄시키므로 공진부(11)에서 공진한 후 반사되어 압전소자(55)로 전달되는 반사파는 그 진폭이 그 시점이전보다 감소된 상태로 전달된다.That is, since the water in contact with the lower end of the resonator unit 11 attenuates the vibration, the reflected wave that is reflected by the resonator unit 11 and then reflected by the piezoelectric element 55 is reduced in amplitude .

이에 따라, 감지된 진동으로 압전소자(55)에서 발생된 전기신호는 전류값으로 판별회로부(80)로 전달되고, 공진부(11)의 하단이 물과 접촉하지 않은 상태의 전류값과 차이가 발생하므로 판별회로부(80)는 경보수위에 도달했음을 판별하게 된다. 판별사항은 별도의 표시 또는 경보장치에 전달하여 관리자에게 통지할 수 있다.Accordingly, the electric signal generated by the piezoelectric element 55 due to the sensed vibration is transmitted as the current value to the determination circuit unit 80, and the difference from the current value in the state where the lower end of the resonance unit 11 is not in contact with water The determination circuit unit 80 determines that the alarm level has been reached. The distinction can be communicated to a separate display or alarm to inform the administrator.

전술한 본 발명에 따른 초음파센서용 공진기 및 그것이 포함된 수위 감지장치는, 공진부재의 초음파전달로드(13)가 타 부재의 간섭을 받지 않고 초음파센서(50)와 결합되도록 구성되어 있는 바, 공진부(11)로 전달되고 반사되는 초음파의 감쇄가 최소화될 수 있다. 이에 따라, 초음파센서에 의해 반사되는 초음파의 감지가 외란에 의해 크게 영향받지 않고 정확하게 이루어질 수 있다.The resonator for an ultrasonic sensor according to the present invention and the water level sensing device including the same are configured such that the ultrasonic wave transmission rod 13 of the resonant member is coupled to the ultrasonic sensor 50 without being interfered with other members, The attenuation of the ultrasonic waves transmitted to and reflected by the portion 11 can be minimized. Accordingly, the detection of the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic sensor can be accurately performed without being greatly affected by the disturbance.

또한, 중간연결부재(20)의 내주면에 중심선을 중심으로 그 중심선을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드(23)가 형성되어 있음에 따라, 공진부재설치가이드(23)에 초음파전달로드(13)의 접촉여부를 육안으로 관찰할 수 있으므로 서로 접근하여 결합되는 공진부재(10)와 중간연결부재(20)가 정확한 조립상태를 가지는지 여부와, 초음파전달로드(13)가 직선로드의 형상을 가지는지 여부에 대하여 조립과정에서 쉽게 판단하고 대응할 수 있다.The resonance member installation guide 23 is formed on the inner circumferential surface of the intermediate connecting member 20 so as to protrude annularly toward the center line of the center line. 13 can be visually observed, so whether or not the resonance member 10 and the intermediate connecting member 20, which are closer to each other, are assembled correctly, and whether or not the ultrasonic transmission rod 13 is in the shape of a straight rod It is possible to easily judge and respond to whether or not the robot has the robot in the assembling process.

또한, 중간연결부재(20)는 공진부재(10)의 테이퍼경사면(12)에 접합되는 하단부(24)의 두께가 그 상측보다 얇은 두께로 형성되어 공진부재(10)의 테이퍼경사면(12)에 용접된다. 이에 따라, 공진부재(10)에 부착되어 공진부재(10)를 파지하고 있는 중간연결부재(20)의 하단이 진행하고 있는 초음파를 감쇄시키는 작용을 최소화할 수 있다.The intermediate connecting member 20 is formed so that the thickness of the lower end portion 24 joined to the tapered inclined surface 12 of the resonator member 10 is thinner than the upper surface thereof to be formed on the tapered inclined surface 12 of the resonator member 10 Welded. This can minimize the effect of attenuating the ultrasonic wave which is attached to the resonance member 10 and the lower end of the intermediate connecting member 20 holding the resonance member 10.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the particular embodiments set forth herein. It goes without saying that other modified embodiments are possible.

1 : 밸러스트 탱크 2 : 초음파센서
3 : 압전소자 4 : 세라믹 연결판
5 : 기판 6 : 금속공진체
7 : 접합돌기체 9 : 몸체
10 : 공진부재 11 : 공진부
11a : 공진공간 12 : 테이퍼 경사면
13 : 초음파전달로드 20 : 중간연결부재
21 : 하단 21a : 용접부
23 : 공진부재설치가이드 23a : 중심공
30 : 센서커버부재 40 : 공진기
45 : 중심선 50 : 초음파센서
51 : 기판 51a : 테이퍼형상부
51b : 상측연결부 51c : 하단접합부
53 : 세라믹 연결판 55 : 압전소자
56a : 전극단자 56b : 전극단자
80 : 판별회로부1: Ballast tank 2: Ultrasonic sensor
3: piezoelectric element 4: ceramic connecting plate
5: substrate 6: metal resonator
7: joint stone body 9: body
10: Resonator member 11: Resonator unit
11a: resonance space 12: tapered inclined surface
13: ultrasonic transmission rod 20: intermediate connecting member
21: lower end 21a: welded portion
23: Resonator member installation guide 23a: Center hole
30: sensor cover member 40: resonator
45: Center line 50: Ultrasonic sensor
51: substrate 51a: tapered portion
51b: upper connection part 51c:
53: ceramic connecting plate 55: piezoelectric element
56a: electrode terminal 56b: electrode terminal
80:

Claims (6)

수직의 중심선(45)을 따라, 하부에는 밀폐된 공진공간(11a)이 내부에 설치된 원기둥 형상의 공진부(11)가 설치되고, 중간부에는 테이퍼(taper)경사면이 형성되도록 그 직경이 점점 작아지며, 상부는 상기 공진부보다 작은 직경의 초음파전달로드(13)가 수직으로 연장되어 있는 공진부재(10);
하단이 상기 공진부재(10)의 외면에 접합되고,
내주면에 상기 중심선(45)을 중심으로 상기 중심선(45)을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드(23)가 형성되며,
상기 초음파전달로드(13)가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지는 튜브(tube)형상을 가진 중간연결부재(20); 및,
상기 중간연결부재(20)의 상단에 접합되어, 상기 초음파전달로드(13)의 상단에 설치된 초음파센서(50)를 외부에서 보호하기 위한 원통형상의 센서커버부재(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 공진기A cylindrical resonance portion 11 having a closed resonance space 11a is provided along the vertical center line 45 and a diameter of the resonance portion 11 is gradually reduced to form a tapered inclined surface at the intermediate portion (10) having an ultrasonic transmission rod (13) having a smaller diameter than that of the resonance part (11) vertically extended;
A lower end is joined to the outer surface of the resonance member 10,
A resonance member installation guide 23 protruding annularly toward the center line 45 with the center line 45 as a center is formed on the inner peripheral surface,
An intermediate connecting member 20 having a tube shape fitted into the ultrasonic wave transmitting rod 13 such that the ultrasonic wave transmitting rod 13 passes through the interior of the ultrasonic wave transmitting rod 13 and is exposed upward; And
And a cylindrical sensor cover member 30 joined to the upper end of the intermediate connecting member 20 for protecting the ultrasonic sensor 50 provided at the upper end of the ultrasonic wave transmitting rod 13 from the outside. Ultrasonic resonator 제1항에 있어서,
상기 중간연결부재(20)는
그 하단이 상기 테이퍼경사면(12)에 접합되고,
상기 테이퍼경사면(12)에 접합되는 하단부(24)가,
상기 공진부재(10)에 전달된 진동의 감쇄를 줄이기 위해 그 상측보다 얇은 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 공진기The method according to claim 1,
The intermediate connecting member (20)
The lower end thereof is joined to the tapered inclined surface 12,
A lower end portion (24) joined to the tapered beveled surface (12)
(10) is formed to have a thickness thinner than the upper side thereof in order to reduce the attenuation of the vibration transmitted to the resonance member (10) 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공진부재(10)에서
상기 공진공간(11a)의 바닥부분은 그것의 측벽보다 얇은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 공진기3. The method according to claim 1 or 2,
In the resonance member 10
Wherein a bottom portion of the resonance space (11a) is formed to be thinner than a side wall of the resonance space (11a) 수직의 중심선(45)을 따라, 하부에는 밀폐된 공진공간(11a)이 내부에 설치된 원기둥 형상의 공진부(11)가 설치되고, 중간부에는 테이퍼(taper)경사면이 형성되도록 그 직경이 점점 작아지며, 상부는 상기 공진부보다 작은 직경의 초음파전달로드(13)가 수직으로 연장되어 있는 공진부재(10);
하단이 상기 공진부재(10)의 외면에 접합되고,
내주면에 상기 중심선(45)을 중심으로 상기 중심선(45)을 향해 환형으로 돌출되어 있는 공진부재설치가이드(23)가 형성되며,
상기 초음파전달로드(13)가 내부를 통과하여 상측에 노출되도록 끼워지는 튜브(tube)형상을 가진 중간연결부재(20);
상기 초음파전달로드(13)의 상단에 접합된 초음파센서(50); 및,
상기 중간연결부재(20)의 상단에 접합되어 상기 초음파센서(50)를 외부에서 보호하기 위한 원통형상의 센서커버부재(30)를 포함하되
상기 초음파센서(50)는,
상단에 설치되어 초음파를 발생시키는 압전소자(55)와,
상기 압전소자(55)의 하면에 접합되는 세라믹연결판(53)과,
상기 세라믹연결판(53)의 하면에 접합되어 압전소자(55)에서 발생한 초음파를 내부에서 진행시키기 위한 봉형상의 금속제 기판(51)과,
상기 압전소자(55)가 초음파를 발진하도록 전기신호를 전달하고 상기 압전소자(55)가 수신한 초음파에 의해 생성된 전기신호를 전달받아 그 전기신호의 변화정도를 기준치와 비교하는 판별회로부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 감지장치A cylindrical resonance portion 11 having a closed resonance space 11a is provided along the vertical center line 45 and a diameter of the resonance portion 11 is gradually decreased to form a tapered inclined surface at the intermediate portion (10) having an ultrasonic transmission rod (13) having a smaller diameter than that of the resonance part (11) vertically extended;
A lower end is joined to the outer surface of the resonance member 10,
A resonance member installation guide 23 protruding annularly toward the center line 45 with the center line 45 as a center is formed on the inner peripheral surface,
An intermediate connecting member 20 having a tube shape fitted into the ultrasonic wave transmitting rod 13 such that the ultrasonic wave transmitting rod 13 passes through the interior of the ultrasonic wave transmitting rod 13 and is exposed upward;
An ultrasonic sensor 50 connected to the upper end of the ultrasonic wave transmission rod 13; And
And a cylindrical sensor cover member (30) bonded to the upper end of the intermediate connecting member (20) to protect the ultrasonic sensor (50) from the outside
The ultrasonic sensor (50)
A piezoelectric element 55 provided at the upper end to generate ultrasonic waves,
A ceramic connecting plate 53 bonded to the lower surface of the piezoelectric element 55,
A rod-like metal substrate 51 bonded to the lower surface of the ceramic connecting plate 53 for advancing ultrasonic waves generated in the piezoelectric element 55 therein,
A discrimination circuit unit 80 for transmitting an electric signal to the piezoelectric element 55 to oscillate the ultrasonic wave and receiving an electric signal generated by the ultrasonic wave received by the piezoelectric element 55 and comparing the degree of change of the electric signal with a reference value, The water level sensing device according to claim 1, 제4항에 있어서,
상기 중간연결부재(20)는
그 하단이 상기 테이퍼경사면(12)에 접합되고,
상기 테이퍼경사면(12)에 접합되는 하단부(24)가,
상기 공진부재(10)에 전달된 진동의 감쇄를 줄이기 위해 그 상측보다 얇은 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 수위 감지장치5. The method of claim 4,
The intermediate connecting member (20)
The lower end thereof is joined to the tapered inclined surface 12,
A lower end portion (24) joined to the tapered beveled surface (12)
Is formed to be thinner than the upper surface thereof in order to reduce attenuation of vibration transmitted to the resonance member (10) 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 공진부재(10)에서
상기 공진공간(11a)의 바닥부분은 그것의 측벽보다 얇은 두께로 형성되고, 상기 공진공간(11a)은 상기 압전소자(55)와 같은 직경인 것을 특징으로 하는 수위 감지장치The method according to claim 4 or 5,
In the resonance member 10
Characterized in that the bottom portion of the resonance space (11a) is formed thinner than the side wall thereof and the resonance space (11a) is the same diameter as the piezoelectric element (55)
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