KR20170031257A - 컨테이너에서 액체, 젤 또는 분말의 레벨을 검출하기 위한 장치 - Google Patents

컨테이너에서 액체, 젤 또는 분말의 레벨을 검출하기 위한 장치 Download PDF

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KR20170031257A
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Abstract

센서 장치(100)는 리셉터클(28)에 포함된 액체, 젤 또는 분말 물질의 레벨을 검출하기 위한 것이고, 방사선(L)을 방출할 수 있는 에미터(104); 상기 에미터(104)에 의해 방출된 방사선(L1)을 수신하여 전기 신호로 변환할 수 있고 상기 방사선의 강도가 상기 리셉터클(28) 내에 존재하는 물질의 수량 또는 레벨에 따라 가변되는 수신기(106)를 포함한다. 상기 에미터(104)가 가시 방사선(L)을 방출하도록 설계되고, 그리고, 상기 장치(100)가 가시 광학 지시기(114); 및 상기 리셉터클(28)에서의 물질의 수량 또는 레벨이 미리 결정된 임계치보다 낮을 때, 상기 에미터(104)에 의해 발생된 방사선(L)의 일부분(L2)이 상기 광학 지시기(114)를 조명(light up)할 수 있도록 상기 광학 지시기(114)에 상기 에미터(104)를 광학적으로 연결할 수 있는 광학 엘리먼트(108)를 포함한다.

Description

컨테이너에서 액체, 젤 또는 분말의 레벨을 검출하기 위한 장치{APPARATUS FOR DETECTING THE LEVEL OF A LIQUID, A GEL OR A POWDER IN A CONTAINER}
본 발명은 리셉터클에 포함된 액체, 젤 또는 분말 물질의 레벨을 검출하기 위한 센서 장치에 관한 것이다.
더 구체적으로 본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 센서 장치에 관한 것이다.
특히 가전 기기 분야와 같은 분야에서 리셉터클에 존재하는 물질의 레벨을 검출하기 위한 장치는 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려져 있다. 예를 들어, 이러한 장치들은 분배 디바이스 또는 물때-제거 디바이스와 관련된 리셉터클 내부에 존재하는 린스제, 또는 소금의 레벨을 검출하기 위한 식기세척기에서 널리 사용된다.
위에서 특정된 타입의 장치는 액체, 젤 또는 분말 물질을 포함하는 리셉터클과 관련된 에미터(emitter) 또는 수신기의 결합된 작동을 이용한다. 에미터는 방사선을 방출하도록 설계된다. 수신기, 일반적으로 광다이오드 또는 광트랜지스터가 에미터에 의해 방출된 방사선을 수신하여 전기 신호로 변환할 수 있고 상기 방사선의 강도는 상기 리셉터클에 존재하는 물질의 수량 또는 레벨에 따라 가변된다.
보통 이들 장치들은 수신된 방사선의 강도에 따라 액체의 보유 레벨을 지시하는 기능을 가진다. 리셉터클에 존재하여 광학 소자와 대면하는 수단의 굴절률에 따라 방사선을 반사하고 및/또는 굴절시키기 위한 광학 소자는 전형적으로 에미터와 수신기 사이에 배열된다. 액체 수단이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우에서, 상기 액체 수단의 레벨이 광학 소자와 대면하여 위치되고 상기 방사선은 액체 수단을 통해 굴절되어서 대부분 분산된다. 반대 경우에서, 그 레벨이 광학 엘리먼트 아래에 있어서 광 방사선은 수신기 쪽으로 대부분 반사되고, 상기 수신기는 보유 레벨이 달성되었음을 제어 유닛에 지시할 수 있다.
이러한 타입의 장치는 기계에 시그널링을 수행하기 위한 전기 시스템을 착상하게(envisage) 할지라도, 이것은 리셉터클에 존재하는 물질의 레벨에 관한 시각적인 표시를 동시에 제공하지 않는다.
본 발명의 하나의 목적은 사용자가 직접 볼 수 있는 방식으로 리셉터클에 존재하는 물질의 레벨의 시각적 표시를 또한 제공할 수 있고 기능적으로 안정하고 간단하고 저비용 방식으로 제조될 수 있는 전술된 타입의 센서 장치를 제공하는 것이다.
다른 것들과 마찬가지로 이러한 목적은 첨부된 청구항 1항에 포함된 기술적 특징에 의해 정의된 센서 장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
이러한 기술적 특징들의 결과로서 센서 장치는 사용자가 볼 수 있는 광 신호 및 전기 신호 모두에 대해 에미터에 의해 방출된 동일한 가시 방사선을 전체적으로 활용할 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 특징 및 장점은 후속하는 도면을 참조하여 제한없는 예시에 의해 순수하게 제공되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다 :
도 1은 식기 세척기의 사시도이고, 그 문은 본 발명에 따라 센서 장치의 제 1 예시적 실시예를 포함하는 리셉터클에 제공된 린스제 분배 디바이스를 포함하고;
도 2는 문이 개방된 조건에 상응하는 구성에서 분배 디바이스의 도 1의 II-II선을 따라 확대된 부분 단면도이고;
도 2a는 도 2의 IIa-IIa선을 따라 센서 장치의 개략적인 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 것과 유사한 도면이나, 제 2의 채워진 조건(filling condition)에서 분배 디바이스를 도시한다.
도 3은 도 3의 IIIa-IIIa선을 따라 센서 장치의 개략적인 부분 단면도이고;
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 센서의 실시예의 2 개의 상이한 변형예들을 도시한 부분 단면도이고;
도 6은 본 발명에 따른 센서 장치의 제 2 예시적 실시예가 제공되고 제 1 충진 조건에서 보여진 리셉터클을 가진 물때-제거 디바이스의 개략적인 단면도이고; 및
도 7은 도 6의 것과 유사한 도면이나, 제 2 충진 조건에서의 리셉터클을 도시한다.
도 1에서, 10은 본래 알려진 전체적인 식기 세척기를 나타낸다.
기계(10)는 실질적으로 평행6면체 형상을 가지고 하우징(12)의 폐쇄되는 문(18)과 관련된 하우징(12)의 개방 전방 측면(16)을 통해 접근 가능할 수 있는 세척 챔버(14)를 내부적으로 형성하는 하우징(12)을 일반적으로 포함한다. 문(18)은 그 하단 수평 면 부근에서 수평 축선 X-X를 따라 기계(10)의 구조체 상에서 힌지된다.
따라서 문(18)은 세척 챔버(14)를 고립 폐쇄하는 수직 위치(미도시) 및 20에 의해 전체적으로 도시된 세척제들을 분배하기 위한 장치에 용이한 접근을 허용하는, 도 1에 도시된 내려진 위치를 가정할 수 있다.
본래 알려진 방식으로 분배 디바이스(20)가 기계(10)의 문(18)의 내부면 상에 장착된다. 이러한 예시적 실시예에서, 상기 분배 디바이스(20)는 소위 통합된 형태이고, 즉, 이는 액체 또는 고체 또는 분말 세척제를 분배하기 위한 장치 및 린스제 또는 증백제를 분배하기 위한 장치(26) 양쪽을 포함하는 단일 지지 구조체 또는 본체(22)를 포함한다.
그러나 본 발명은 린스제를 분배하기 위한 인접 장치와 통합된 세척제 분배용 장치에서의 구현에 국한되지 않는 것으로 간주될 것이다. 사실, 하기에 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명은 액체, 젤 또는 분말 물질을 포함하기 위한 임의의 리셉터클에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하여, 이는 린스제에 대한 분배 디바이스(26)의 부분 단면을 도시한다.
분배 디바이스(26)의 내부 벽들은 보유 임계 레벨 보다 위에 있는 - 도 2에 도시된 바와 같이 - 린스제의 수량을 포함한 내부 챔버를 형성하는 리셉터클(28)을 형성한다. 또한, 리셉터클(28)은 본 발명에 따른 센서 장치(100)를 포함한다.
센서 장치(100)는 리셉터클(28)의 벽에 배열되고 에미터(104) 및 수신기(106)를 지지하는 지지 플레이트(102)를 포함한다.
도 2a에서 더 분명하게 볼 수 있듯이, 센서 장치(100)는 또한 광학 엘리먼트, 예를 들어 바람직하게 직각 삼각형의 형태로 삼각 프리즘(108)을 포함한다. 유리하게, 에미터(104)(예 LED) 및 수신기(106)가 상기 삼각 프리즘(108)의 빗변 면 또는 빗변 측면(108a)과 대면하게 배열된다. 수직선(cathetus) 대신 이러한 삼각 프리즘(108)의 면들 또는 측면들은 리셉터클(28)의 내부 챔버(30) 쪽으로 지향되는 제 1 반사면(108b) 및 제 2 반사면(108c)을 각각 형성한다.
센서 장치는 또한 광 도파관, 예를 들어 반투명 로드(110)를 포함하고, 이는 리셉터클(28)의 일부에 고정된다. 반투명 로드(110)는 삼각 프리즘(108)과 적어도 부분적으로 대면하는 위치에서 챔버(30) 내부로 나온다. 반투명 로드(110)는 바람직하게 종방향 축선에 대해 예를 들어 약 45°경사지고 삼각 프리즘(28)을 대면하는 반사면(112)을 가진다. 이러한 반투명 로드(110)는 그 시그널링 단부(114)가 외측으로 지향되는 리드 상의 상단에서 종료된다.
바람직하게 삼각 프리즘(108)의 사각형 모서리(즉, 두 개의 반사면들(108b 및 108c)이 서로 교차하는 모서리)는 로드(110)의 종방향 축에 평행하다.
삼각 프리즘(108)은 이후 설명되는 방식으로 볼 수 있는 광학 지시기(optical indicator)로서 작용하는 시그널링 단부(114) 및 에미터(104)에 광학적으로 연결될 수 있다.
도 2 및 도 2a에 도시된 조건에서, 리셉터클(28)은 내부적으로 장치(100)의 시그널링 임계치를 넘는 린스제의 레벨을 가진다. 에미터(104)는 이탈되는(deviated) 가시 방사선(L)을 방출하여서 제 1 반사 일부분(L1) 및 제 2 반사 일부분(L2)으로 각각 삼각 프리즘(108)의 제 1 반사면(108b)에 의해 반사되고 굴절된다. 이 경우에, 린스제의 레벨은 삼각 프리즘(108)의 표면보다 위에 있다. 따라서, 챔버(30) 내부에 존재하여 린스제의 존재에 의해 영향을 받는 굴절율은 제 2 반사면(108c)에 의해 반사되어 이후 이탈되는 일부분(L1)이 수신기(106)(바람직하게 광다이오드 또는 광트랜지스터)를 활성화시키는데 충분한 강도를 가지는 정도이다. 또한 굴절된 일부분(L2)은 상당한 방사 강도를 가지지만, 그러나 액체 형태인 린스제를 관통하는 것은 시그널링 단부(114)에 시각적 표시를 제공하기 위해 반사면(112)을 인터셉팅하기에 충분한 강도에 의해 반투명 로드(110)에 도달하는 것없이 챔버(30) 내부에 분산된다.
(다시 문(18)의 수평 위치에 관련된) 도 3 및 도 3a를 참조하면, 리셉터클(28)은 내부적으로 장치(100)의 시그널링 임계치 아래의 린스제의 레벨을 가진다. 이 경우에서, 린스제의 레벨은 삼각 프리즘(108)의 표면 아래에 있다. 따라서 프리즘(108)의 굴절률은 이전 굴절률과 다르고, 이는 삼각 프리즘(108)의 표면에 도달하는 액체 수단이 더 이상 없기 때문이다. 따라서 삼각 프리즘(108)은 - 이러한 조건에서 - 제 1 반사 일부분(L1)이 리셉터클(28) 내부의 보유 레벨이 도달되었음을 표시하는 신호를 제어 회로(미도시)에 보내는 수신기(106)를 활성화시킬 만큼 충분한 강도를 가지도록 형성된다. 동시에, 굴절 일부분(L2)은 낮은 강도를 가진다고 할지라도, 그러나 반투명 로드(110)의 반사면(112)에 도달할 수 있고, 상기 반사면은 시그널링 단부(114)에 도달할 때까지 굴절 일부분(L2)을 이탈시킨다. 따라서 문(18)의 수평(또는 개방) 위치에서 리셉터클(28)을 바라보는 사용자가 볼 수 있는 시각적인 신호가 방출된다.
바람직하게, 제 1 반사면(108b) 및 제 2 반사면(108c)은 서로 직각인 평면들을 형성한다.
도 4를 참조하면, 이것은 본 발명에 따른 센서 장치의 제 1 변형 실시예를 도시한다. 이전 실시예의 것과 유사한 부분들은 동일한 도면 번호들 및/또는 문자들로 표시된다.
위의 실시예와는 달리, 삼각 프리즘(108)의 직각 모서리는 광 도파관(110)(문(18)의 낮아진 위치)의 종방향 축에 수직인 직선과 평행하다. 또한 에미터(104) 및 수신기(106)는 바람직하게 삼각 프리즘(108)의 빗면의 면(108a)에 고정된다.
도 5를 참조하면, 이것은 본 발명에 따른 센서 장치의 제 2 변형 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 이전 실시예의 것과 유사한 부분들은 동일한 도면 번호들 및/또는 문자들로 표시된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 대조적으로, 광학 엘리먼트는 이등변 사다리꼴의 형태인 단면을 가진 프리즘(108)이다. 에미터(104) 및 수신기(106)는 바람직하게 프리즘(108)의 긴-기저면(108a)에 고정된다. 바람직하게 프리즘(108)의 더 긴-기저 측면은 광 도파관(110)의 종축에 평행하다. 제 1 반사면(108b) 및 제 2 반사면(108c)은 프리즘(108)의 경사면들에 의해 형성된다.
바람직하게, 도 4 및 도 5에 도시된 제 1 및 제 2 변형 실시예에서, 오직 제 1 반사면(108b)이 컨테이너(28) 내부 쪽으로 지향된다.
또한, 제 2 반사면(108c)은 바람직하게 수신기(106) 쪽으로 반사를 최적화하여 전술한 제 2 반사면과 충돌하는 방사선의 굴절을 최소화하기 적절한 코팅(120)을 가진다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 이러한 것들은 전체적으로 200으로 표시된 본 발명에 따른 센서 장치의 제 2 실시예를 도시한다.
이러한 실시예에서 센서 장치(100)는 식기 세척기(세부사항 미도시)를 위한 물때-제거 디바이스의 리셉터클(300)에 적용된다. 센서 장치(200)는 리셉터클(300)의 벽 상으로 고정되고 에미터(204)를 갖는 제 1 지지 플레이트(202) 및 리셉터클(300)의 바닥에 고정되고 에미터(204) 쪽으로 지향된 수신기(206)를 가지는 제 2 지지 플레이트(203)를 포함한다.
또한, 상기 장치는 광 도파관, 바람직하게는 복수의 방사형 스포크들(304)에 의해 컨테이너(300)의 네크(302)의 지역에 고정된 반-투명 로드(208)를 가진다. 반투명 로드(208)는 바닥 반사면(212), 및 리셉터클(300)의 투명 리드(306) 쪽으로 지향된 시그널링 단부(214)를 포함한다. 반투명 로드(208)는 에미터(204)와 수신기(206) 사이에 배열되어서 에미터(204)에 의해 방출된 방사선(L')이 바닥 반사면(212) 쪽으로 지향된다.
도 6을 참조하여, 리셉터클(300) 내에 존재하는 분말 물질의 레벨이 장치(200)의 시그널링 임계치를 초과하여 반투명 로드(208)를 커버하여서 방사선(L')을 차단하고 상기 방사선은 바닥 반사면(212)에 도달할 수 없다. 이러한 방법으로 어떠한 방사선도 반투명 로드(208)의 시그널링 단부(214) 및 수신 디바이스(206)에 도달하지 않는다.
도 7을 참조하면, 리셉터클(300) 내에 존재하는 분말 물질의 레벨은 장치(200)의 시그널링 임계치를 초과한다. 이 조건에서, 분말 물질의 레벨은 바닥 반사면(212) 아래에 있다. 따라서, 가시 스펙트럼 내에 있는 방사선(L')은 반사면(212)에 의해 제 1 일부분(L1')으로 보내지고, 이는 수신기(206) 쪽의 경로를 계속하며, 제 2 일부분(L2')으로 보내진다. 반사된 일부분(L2')은 반투명 로드(208)의 길이를 따라 통과하여 시그널링 단부(214)를 조명한(light up)다. 반사된 일부분(L2')은 수신기(206) 쪽으로 지향하고 이를 활성화할 것 같은 강도를 가져서 제어 회로(미도시)에 분말 물질의 보유 레벨을 신호한다. 이러한 방법으로 반투명 로드(208)는 시그널링 단부(214)에 대해 광 도파관으로서 작용할 뿐 아니라, 에미터(204)에 이러한 시그널링 단부(214)를 선택적으로 연결하기 위한 광학 엘리먼트로서 작용한다.
명백하게, 발명의 원리에 영향을 주지 않고, 실시예들 및 구조상 세부사항들이 후속하는 청구범위에서 정의된 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 무-제한 예시에 의해 순수하게 설명되고 도시된 것에 대해 크게 수정될 수 있다.

Claims (10)

  1. 리셉터클(28, 300)에 포함된 액체, 젤 또는 분말 물질의 레벨을 검출하기 위한 센서 장치(100, 200)로서,
    방사선(L, L')을 방출할 수 있는 조사기(104; 204);
    상기 조사기(104; 204)에 의해 방출된 방사선(L1;L1')을 수신하여 전기 신호로 변환하고 상기 방사선의 강도가 상기 리셉터클(28; 300) 내에 존재하는 물질의 양 또는 레벨에 따라 가변되는 수신기(106; 206);를 포함하고,
    상기 조사기(104; 204)가 가시 방사선(L, L')을 방출하도록 설계되고, 그리고, 상기 장치(100; 200)가 가시 광학 지시기(114; 214); 및 상기 리셉터클(28; 300)에서의 물질의 양 또는 레벨이 미리 결정된 임계치보다 낮을 때, 상기 조사기(104; 204)에 의해 발생된 방사선(L; L')의 일부분(L2; L2')이 상기 광학 지시기(114; 214)를 조명(light up)할 수 있는 방식으로, 상기 광학 지시기(114; 214)에 상기 조사기(104; 204)를 광학적으로 연결할 수 있는 광학 엘리먼트(108; 208)를 더 포함하는
    센서 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 엘리먼트(108; 208)가 조사기(104; 204)에 의해 방출된 가시 방사선(L; L')을 상기 수신기(106; 206) 쪽으로 지향된 제 1 일부분(L1; L1')으로 그리고 상기 광학 지시기(114; 214) 쪽으로 지향된 제 2 일부분(L2; L2')으로 선택적으로 이탈시키도록 설계된
    센서 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 엘리먼트(208) 쪽으로 지향된 방사선(L')의 경로는 상기 물질이 상기 임계치 레벨보다 위에 있을 경우 차단되는
    센서 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 엘리먼트(108; 208)에 광학적으로 연결되어 상기 조사기(104; 204)에 의해 방출된 방사선(L, L')의 일부분(L2;L2')을 안내하고, 상기 광학 지시기(114; 214) 쪽으로 상기 일부분을 지향시키기 위한 광 도파관(110; 208)을 더 포함하는
    센서 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 도파관이 반투명 물질로 만들어진 로드(110; 208)인
    센서 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로드(110; 208)가 상기 조사기(104; 204)에 의해 방출된 방사선(L; L')을 인터셉팅하고 상기 로드를 통해 상기 광학 지시기(114; 214) 쪽으로 상기 방사선을 반사하기 위한 반사면(112; 212)을 가지는
    센서 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광학 지시기가 상기 로드(110; 208)의 단부(114; 214)를 포함하는
    센서 장치.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 도파관이 상기 광학 엘리먼트(208)를 포함하는
    센서 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 엘리먼트(108)가 제 1 반사면(108b) 및 제 2 반사면(108c)을 구비하고; 상기 제 1 반사면(108b)이 상기 조사기에 의해 방출된 방사선(L;L')을 수신하여서 상기 제 2 반사면(108c) 쪽으로 상기 방사선을 부분적으로 이탈시키고 계속해서 상기 제 2 반사면(108c)이 상기 수신기(106) 쪽으로 방사선을 지향시킬 수 있는
    센서 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 센서 장치(100; 200)를 포함하는
    리셉터클(28; 300).
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