KR20170091416A - 수위 감지 장치 및 이를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법 - Google Patents

수위 감지 장치 및 이를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

물을 수용하는 터브, 터브 내부에 회전 가능하게 구비되며 의류를 수용하는 드럼, 터브에 연통하며 터브의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 챔버, 챔버 내부에 구비되며 챔버의 압력 변화에 따라 탄성 변형하는 탄성부, 탄성부의 일면에 구비되는 복수개의 게이지 저항들을 포함하며 탄성부의 변형 량에 대응하는 전기신호를 생성하는 출력부, 및 전기신호를 수신하여 터브의 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 전기신호와 비교함으로써 터브에 수용된 물의 수위를 감지하는 제어부를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법은, 터브의 물을 배출한다. 출력부의 전기신호를 검출한다. 검출된 전기신호를 기준 전기신호와 비교한다. 그리고 기준 전기신호와 검출된 전기신호 간의 차이가 기 설정된 제1 설정 범위 이상인 경우 기준 전기신호를 보정한다.

Description

수위 감지 장치 및 이를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법{WATER LEVEL SENSING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR LAUNDRY TREATMENT DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 수위 감지 장치 및 이를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 제로(zero) 수위를 판단하는 기준 값을 자동으로 보정할 수 있는 수위 감지 장치 및 이를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법에 관한 것이다.
물을 수용할 수 있는 저장부를 구비하는 장치, 예를 들어, 세탁장치는 행정 단계에 따라 물의 수위를 조절하여야 한다. 따라서, 상기 저장부 내의 물의 수위를 정확하게 파악할 필요가 있고, 이를 위해 수위 감지센서 등이 사용된다.
한편, 수위 감지센서는 외부적인 요인이나 사용 연한 증가에 따라서 그 측정값에 오프셋(Offset)이 발생할 수 있다. 그러나, 상기 오프셋을 제거하기 위해서는 수위 감지센서를 교체하는 것 이외에 별다른 방법이 없다. 또한, 수위 감지센서를 교체하더라도 오프셋을 지속적으로 보정할 수 있는 방법이 없어 수위 측정의 정확성을 담보할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는, 정확한 수위를 검출할 수 있는 수위 감지 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는, 제로(zero) 수위를 판단하는 기준 값을 자동으로 보정할 수 있는 수위 감지 장치를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 수위 감지 장치는, 물을 수용하는 저장부에 연통하며 상기 저장부의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 연통관, 상기 연통관의 자유단을 밀폐하는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되며 압력 변화에 따라 탄성 변형하는 탄성부, 및 상기 탄성부의 일면에 구비되는 복수개의 게이지 저항들을 포함하며 상기 탄성부의 변형 량에 대응하는 전기신호를 생성하는 출력부를 포함한다. 상기 챔버는 상기 연통관에 연결되어 상기 연통관에 형성된 압력과 동일한 압력이 형성되는 제1 압력실, 및 상기 탄성부에 의해 상기 제1 압력실과 구획되며 대기와 연통되어 대기압이 형성되는 제2 압력실을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연통관은 상기 저장부에 수용되는 물의 최고 수위보다 높은 위치까지 수직 상방으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연통관의 상부에는 공기가 수용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 탄성부는 상기 제1 압력실과 상기 제2 압력실 간의 압력 차에 의해 변형될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 탄성부는 실리콘을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 게이지 저항들은 브리지 회로(Bridge circuit)를 구성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전기신호는 전압일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수위 감지 장치는, 상기 출력부로부터 상기 전기신호를 수신하여 상기 저장부의 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 값과 비교함으로써 상기 저장부에 수용된 물의 수위를 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 물을 수용하는 터브, 상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되며 의류를 수용하는 드럼, 상기 터브에 연통하며 상기 터브의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되며 상기 챔버의 압력 변화에 따라 탄성 변형하는 탄성부, 상기 탄성부의 일면에 구비되는 복수개의 게이지 저항들을 포함하며 상기 탄성부의 변형 량에 대응하는 전기신호를 생성하는 출력부, 및 상기 전기신호를 수신하여 상기 터브의 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 전기신호와 비교함으로써 상기 터브에 수용된 물의 수위를 감지하는 제어부를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법은, 상기 터브의 물을 배출한다. 상기 출력부의 전기신호를 검출한다. 상기 검출된 전기신호를 상기 기준 전기신호와 비교한다. 그리고 상기 기준 전기신호와 상기 검출된 전기신호 간의 차이가 기 설정된 제1 설정 범위 이상인 경우, 상기 기준 전기신호를 보정한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 챔버는, 상기 터브에 연통하여 상기 터브의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 제1 압력실, 및 상기 탄성부에 의해 상기 제1 압력실과 구획되며 대기와 연통되어 대기압이 형성되는 제2 압력실을 포함할 수 있다. 상기 탄성부는 상기 제1 압력실과 상기 제2 압력실 간의 압력 차에 의해 변형될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 터브의 물을 배출하는 단계는 상기 제1 압력실에 대기압을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 터브의 물을 배출하는 단계는 배수펌프를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 출력부의 전기신호를 검출하는 단계는, 기 설정된 시간 동안 상기 출력부로부터 전기신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 전기신호의 평균값을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 평균값을 상기 출력부의 전기신호로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 출력부의 전기신호를 검출하는 단계는 이동 평균법(moving average method)을 사용하여 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는 상기 기준 전기신호를 상기 검출된 전기신호로 대체할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는 상기 기준 전기신호를 기 설정된 크기만큼 보정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는, 상기 기준 전기신호와 상기 검출된 전기신호 간의 차이가 상기 제1 설정 범위보다 큰 제2 설정 범위 이상인 경우 경고 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 탄성부는 실리콘을 포함하고, 상기 게이지 저항들은 브리지 회로(Bridge circuit)를 구성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전기신호는 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치는 외부의 환경적 요인이나 에이징(aging)에 관계없이 항상 정확한 수위를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 의류처리장치의 제어 방법은 제로(zero) 수위를 판단하는 기준 값을 자동으로 보정할 수 있다. 이를 통하여, 수위 측정의 정확성을 담보할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 세탁장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지센서를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지센서를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 게이지 저항들을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 게이지 저항들에 의해 구성된 브리지 회로를 도시한 도면이다.
도 6은 수위 감지센서를 포함하는 세탁장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 수위 감지센서를 이용하여 세탁장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 수위 감지센서의 기준 전기신호를 재설정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 8의 수위 감지센서의 전기신호 검출 단계를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 한편, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것일 뿐 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 세탁장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지센서를 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지센서를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3의 게이지 저항들을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 4의 게이지 저항들에 의해 구성된 브리지 회로를 도시한 도면이다. 도 6은 수위 감지센서를 포함하는 세탁장치를 나타내는 블록도이다. 도 7은 수위 감지센서를 이용하여 세탁장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1에는 의류처리장치, 특히, 세탁장치가 도시되어 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 물을 사용하는 다양한 종류의 장치들에 모두 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 세탁 장치 이외의 의류처리장치 및 냉장고 등에 적용될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 세탁장치에 대해서만 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 세탁장치(100)는 캐비닛(1), 캐비닛(1) 내부에 구비되어 세탁수를 저장하는 터브(3), 터브(3)를 지지하는 지지부(4), 터브(3) 내부로 세탁수를 공급하기 위한 급수부(7), 터브(3)의 세탁수를 배출하기 위한 배수부(8), 터브(3) 내에서 의류를 수용하는 드럼(5), 드럼(5)을 회전시키는 구동부(6), 터브(3) 내의 세탁수 수위를 측정하기 위한 수위 감지부(9), 및 세탁장치(100)를 제어하기 위한 제어부(2)를 포함한다.
캐비닛(1)은 세탁장치(100)의 외관을 형성하며, 의류가 출입 가능한 투입구(11) 및 투입구(11)를 개폐하는 도어(13)를 포함할 수 있다. 도어(13)는 캐비닛(1)에 회전 가능하게 결합되며, 도어(13)의 회전에 따라 투입구(11)가 개폐될 수 있다.
한편, 도 1에서는 투입구(11) 및 도어(13)가 캐비닛(1)의 상부에 형성되고 구동부(6)는 터브(3) 하부에 형성된 세탁장치(100)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 투입구(11) 및 도어(13)가 캐비닛(1)의 전면부에 형성될 수도 있고, 구동부(6)가 터브(3)의 후방에 형성될 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 투입구(11) 및 도어(13)가 캐비닛(1)의 상부에 형성되고, 구동부(6)는 터브(3) 하부에 형성된 경우에 대해서만 설명하기로 한다.
터브(3)는 캐비닛(1) 내부에 구비되며, 세탁수를 저장할 수 있다. 터브(3)는 세탁수를 저장하는 터브 바디(31), 및 터브 바디(31)의 상면에 구비되어 투입구(11)에 연통하는 터브 투입구(33)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 터브 바디(31)는 원통 형상을 가질 수 있다.
터브(3)는 급수부(7)를 통해 외부로부터 물을 공급받을 수 있고, 배수부(7)를 통해 외부로 물을 배출할 수 있다.
급수부(7)는 외부 급수원에 연결된 급수관(71), 및 제어부(2)의 제어에 의해 급수관(71)을 개폐하는 급수밸브(73)를 포함할 수 있다.
배수부(8)는 터브 바디(31) 외부에 구비되는 배수펌프(83), 터브 바디(31)의 바닥면에 연통하여 배수펌프(83)와 연결되는 제1 배수관(81), 및 배수펌프(83)에서 배출되는 세탁수를 캐비닛(1) 외부로 안내하는 제2 배수관(85)을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 배수펌프(83)는 제어부(2)의 제어에 의해 작동될 수 있다.
지지부(4)는 터브 바디(31)를 캐비닛(1) 내벽에 고정하며, 진동을 저감시켜 터브 바디(31)의 흔들림을 방지할 수 있다. 예를 들면, 상기 지지부는 탄성부재를 포함할 수 있다.
드럼(5)은 터브 바디(31) 내부에 회전 가능하게 구비되는 드럼 바디(51), 및 의류의 인출입이 가능한 드럼 투입구(53)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 드럼 바디(51)는 원통 형상을 가질 수 있다. 드럼 투입구(53)는 투입구(11) 및 터브 투입구(33)에 연통할 수 있다. 따라서, 의류는 투입구(11), 터브 투입구(33) 및 드럼 투입구(53)를 순차적으로 거쳐 드럼 바디(51) 내부로 인입될 수 있다.
드럼 바디(51)의 내주면에는 터브 바디(31)에 연통하는 복수 개의 관통홀들(55)이 형성될 수 있다. 터브 바디(31)에 수용된 세탁수는 관통홀들(55)을 통해 드럼 바디(51) 내부로 공급될 수 있고, 드럼 바디(51) 내부의 세탁수는 관통홀들(55)을 통해 터브 바디(31)로 배출될 수 있다.
구동부(6)는 터브(3) 하부에 구비되며, 터브 바디(31)의 바닥면을 관통하여 드럼(5)에 연결될 수 있다. 구동부(6)는 제어부(2)의 제어에 따라 드럼(5)을 회전시킬 수 있다.
구동부(6)는 전류를 공급받아 자계(magnetic field)를 생성하는 스테이터(61), 상기 자계에 의해 회전하는 로터(63), 및 로터(63)와 드럼 바디(51)를 연결하는 회전축(65)을 포함할 수 있다.
스테이터(61)는 터브 바디(31) 외부에서 터브 바디(31)에 고정되고, 회전축(65)은 터브 바디(31)의 바닥면을 관통하여 드럼 바디(51)와 로터(63)를 연결할 수 있다. 이 경우에 있어서, 터브 바디(31)의 바닥면에는 회전축(65)을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 더 구비될 수 있다.
제어부(2)는 캐비닛(1) 상단 전면에 설치될 수 있다. 제어부(2)는 후술하는 수위 감지부(9)로부터 터브(3)에 수용된 세탁수의 수위 정보를 획득하며, 드럼(5), 구동부(6), 급수부(7) 및 배수부(8)를 제어하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다. 제어부(2)에는 각종 정보를 출력하기 위한 디스플레이부 및 사용자로부터 조작정보를 입력받기 위한 입력부가 더 구비될 수 있다.
수위 감지부(9)는 제1 배수관(81)에 연통하며 일단부가 수직 상방으로 연장하는 연통관(91), 및 상기 연통관의 자유단을 밀폐하는 수위 감지센서(92, 200)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 자유단은 상기 연통관의 수직 방향으로 연장하는 일단부를 의미한다.
연통관(91)의 일단부는 수직 상방으로 연장하며, 타단부는 제1 배수관(81)에 연통할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 연통관(91)의 일단부는 터브(3)에 형성되는 최고 수위보다 높은 위치까지 연장할 수 있다. 한편, 연통관(91) 내부의 수위는 터브 바디(31) 내부의 세탁수 수위에 연동되므로, 연통관(91)의 상부에는 항상 공기가 잔류할 수 있다. 상기 연통관(91) 상부에 저장된 공기의 압력은 터브(3) 내부의 세탁수 수위에 따라 가변될 수 있다. 즉, 터브 바디(31) 내부의 세탁수 수위가 상승하면 연통관(91)의 수위도 상승하고, 연통관(91) 내부의 공기는 압축될 수 있다. 이와 반대로, 터브 바디(31) 내부의 세탁수 수위가 하강하면 연통관(91)의 수위도 하강하고, 연통관(91) 내부의 공기는 상대적으로 작게 압축될 수 있다. 따라서, 터브 바디(31) 내부의 세탁수 수위 변화에 따라 연통관(91) 내부 공기가 형성하는 압력이 변화될 수 있다.
수위 감지센서(92, 200)는 연통관(91) 내부에 저장된 공기의 압력변화를 감지하여, 그에 대응하는 전기신호를 출력할 수 있다. 제어부(2)는 상기 수위 감지센서(92, 200)로부터 출력된 전기신호를 수신하고, 이를 바탕으로 터브(3)에 수용된 세탁수의 수위를 파악할 수 있다.
도 2를 참조하면, 수위 감지센서(200)는 몸체를 이루는 하우징(210), 하우징(210) 하부에 형성되어 연통관(91)의 자유단에 연결되는 공기 유입구(215), 하우징(210) 내부에 구비되며 공기 유입구(215)를 통해 전달되는 공기압에 의해 탄성 변형하는 다이어프램(diaphragm, 220), 다이어프램(220) 상부에 접촉하는 코어홀더(230), 코어홀더(230)를 감싸도록 하우징(210) 내벽에 원통 형상으로 설치되는 코일(240), 코어홀더(230)에 수용되며 다이어프램(220)의 변형에 따라 코일(240) 내부 공간을 수직 방향으로 슬라이딩 운동하는 코어(250), 코일(240)의 상단부를 지지하는 지지부재(270), 지지부재(270)의 상단 개구부를 폐쇄하는 캡(260), 코어(250)를 수직 하방으로 이동시키기 위한 힘을 제공하는 탄성부재(280), 및 코일(240)의 자속 밀도 변화에 따라 전기신호를 생성하는 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 탄성부재는 스프링일 수 있고, 상기 전기신호는 전압일 수 있다.
상기 수위 감지센서(200)의 동작을 살펴보면, 코어(250)가 코일(240) 내부로 진입하지 않은 상태는 터브(3) 내부의 세탁수가 모두 배출된 상태로 설정될 수 있다. 이후 터브(3)의 세탁수 수위가 증가하면 코어(250)는 코일(240) 내부에서 수직 상방으로 슬라이딩 이동하고, 코어(250)의 이동량을 이용하여 세탁수의 수위를 파악할 수 있다.
구체적으로, 터브(3)에 세탁수가 유입되면 세탁수 수위에 따른 압력이 연통관(91) 및 공기 유입구(215)에 형성되고, 상기 압력이 다이어프램(220)을 변형시킨다. 이에 따라, 코어홀더(230) 및 코어(250)는 수직 방향으로 상승하게 되고, 코일(240)의 인덕턴스 값이 변화될 수 있다. 이때, 코일(240)의 인덕턴스 값 증가 량은 코어(250)의 수직 상승 량에 비례할 수 있다. 상기 출력부는 코일(240)의 인덕턴스 값에 대응하는 전기신호를 생성할 수 있다. 제어부(2)는 상기 전기신호를 수신하고, 기 저장된 기준 값과 비교하여 터브(3)의 세탁수 수위를 파악할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 수위 감지센서(200)는, 자계의 세기에 따른 자속 밀도의 변화를 이용하기 때문에 히스테리시스(hysteresis) 현상이 발생될 수 있다. 즉, 직선성이 나빠 정확한 수위를 측정하지 못할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지센서(92)를 설명하기로 한다. 상기 수위 감지센서(92)는 자속 밀도의 변화 대신 압력 변화를 감지하고, 이에 따른 전기신호를 생성할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 수위 감지센서(92)는, 외형을 이루며 연통관(91)의 상기 자유단을 밀폐하는 챔버(93), 챔버(93) 내부에 구비되어 압력 변화를 감지하는 탄성부(96), 및 전기신호를 생성하는 출력부를 포함할 수 있다.
챔버(93)는 연통관(91)에 연결된 제1 압력실(95B) 및 탄성부(96)에 의해 제1 압력실(95B)과 구획되는 제2 압력실(95A)을 포함할 수 있다.
제1 압력실(95B)은 연통관(91)에 연결되므로, 제1 압력실(95B) 내부에는 연통관(91)의 내부 공기가 형성하는 압력과 동일한 압력이 형성될 수 있다. 한편, 연통관(91) 내부 공기가 형성하는 압력은 터브(3)에 수용된 세탁수의 수위에 따라 가변되므로, 제1 압력실(95B) 내부의 압력도 터브(3)의 세탁수 수위에 따라 가변될 수 있다. 제2 압력실(95A)은 개구(94)를 통해 대기와 연통될 수 있다. 이에 따라, 제2 압력실(95A) 내부에는 대기압이 형성될 수 있다.
탄성부(96)는 제2 압력실(95A)과 제1 압력실(95B) 사이에 구비되며, 제1 압력실(95B) 및 제2 압력실(95A) 간의 압력차에 의해 탄성 변형될 수 있다. 이때, 제2 압력실(95A) 내부의 압력은 대기압으로 일정하므로, 탄성부(96)는 제1 압력실(95B)의 압력 변화에 따라 탄성 변형될 수 있다. 예를 들면, 상기 탄성부는 단결정 실리콘을 화학적으로 에칭(etching)하여 형성될 수 있다.
상기 출력부는 탄성부(96)의 일면에 구비되는 복수 개의 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)이 탄성부(96)의 바닥면에 설치된 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 게이지 저항들은 탄성부(96)의 상면, 즉 제2 압력실(95A) 방향에 설치될 수도 있다.
게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)의 저항은 제2 압력실(95A)과 제1 압력실(95B) 간의 압력 차에 따라 가변될 수 있다. 이때, 제2 압력실(95A)의 압력은 대기압으로 일정하므로 제1 압력실(95B)의 압력이 변화하면 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)의 저항이 변화될 수 있다. 구체적으로, 터브(3)의 수위 변화에 따라 연통관(91) 및 제1 압력실(95B)의 압력이 변화하면, 압전 효과(Piezoresistive effect)에 의하여 탄성부(96)에 응력이 형성되고 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)의 저항이 변화될 수 있다. 상기 출력부는 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)의 저항 값에 대응하는 전기신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 전기신호는 전압일 수 있다. 제어부(2)는 상기 전기신호를 수신하고, 기 저장된 기준 값과 비교하여 터브(3)의 세탁수 수위를 파악할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)은 브리지 회로, 예를 들면, 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성할 수 있다. 따라서, 입력단(20A, 20B)의 입력 전압이 일정한 경우에도, 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)의 저항 변화에 따라 출력단(22A, 22B)의 출력 전압이 달라질 수 있다. 제어부(2)는 상기 출력 전압을 수신하여 터브(3)에 수용된 세탁수의 수위를 파악할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 수위 감지센서(92, 200)는 연통관(91)을 통해 터브(3)에 수용된 세탁수가 형성하는 압력을 전달받을 수 있다. 수위 감지센서(92, 200)는 상기 압력에 대응하는 전기신호(Xi)를 생성하여 제어부(2)로 출력할 수 있다. 제어부(2)는 상기 전기신호(Xi)를 수신하여(S100) 기 저장된 기준 전기신호(Xo)와 상기 수신된 전기신호(Xi)의 크기를 비교함으로써 세탁수의 수위를 산출할 수 있다(S110).
이 경우에 있어서, 상기 전기신호(Xi)는 수위 감지센서(92, 200)로부터 검출된 현재의 전기신호 값을 의미하고, 상기 기준 전기신호(Xo)는 제어부(2)에 저장된 값으로서 터브(3)의 세탁수 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 값일 수 있다. 예를 들면, 상기 전기신호는 전압일 수 있다. 제어부는 상기 산출된 세탁수 수위를 근거로 구동부(6), 급수부(7) 및 배수부(8)를 제어하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다(S120).
또한, 제어부(2)는 세탁수가 모두 배출된 상태에서 수위 감지센서(92, 200)로부터 검출된 전기신호(Xi)를 상기 기준 전기신호(Xo)와 비교함으로써, 상기 기준 전기신호(Xo)의 유효성을 판단할 수 있다. 즉, 상기 수신된 전기신호(Xi)에 오프셋(Offset)이 발생한 경우에는 상기 기준 전기신호(Xo)가 더 이상 유효하지 않은 것으로 판단하고, 상기 기준 전기신호(Xo)를 재설정함으로써 수위 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 8은 수위 감지센서의 기준 전기신호를 재설정하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 9는 도 8의 수위 감지센서의 전기신호 검출 단계를 나타내는 순서도이다. 이때, 설명의 편의를 위하여 도 3에 도시된 수위 감지센서(92)를 이용하여 기준 전기신호를 재설정하는 방법에 대해서만 설명하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 드럼 바디(51) 내부에 의류를 투입하고 세탁 행정(S200), 헹굼 행정(S220), 탈수 행정(S240)을 순차적으로 수행한다. 이때, 상기 세탁 행정 및 상기 헹굼 행정의 종료 후에는 배수 행정(S210, S230)이 각각 추가될 수 있으며, 상기 탈수 행정은 배수 행정과 동시에 수행될 수도 있다.
이후, 터브 바디(31)에 수용된 세탁수가 모두 배출되었는지 여부를 확인한다(S250).
예를 들면, 상기 배수펌프(83)에 전류가 공급되지 않는 상태이면 상기 탈수 및 배수 행정(S240)이 모두 완료되어 터브 바디(31) 내부의 세탁수가 모두 배출된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 배수펌프(83)를 한 번 더 구동시킴으로써 세탁수 배출 완료를 담보할 수도 있다.
터브 바디(31)에 수용된 세탁수가 제1 및 제2 배수관(81, 85)을 통해 모두 외부로 배출되면, 연통관(91) 내부의 세탁수도 모두 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 연통관(91) 및 수위 감지센서(92)의 제1 압력실(95B)에는 대기압이 형성될 수 있다.
세탁수 배출이 완료되면, 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)를 검출한다(S260).
수위 감지센서(92)는 압전효과에 의해 특정한 전기신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 전기신호는 전압일 수 있다. 구체적으로, 수위 감지센서(92)의 탄성부(96)는 제2 압력실(95A) 및 제1 압력실(95B) 간의 압력차에 의해 탄성 변형할 수 있다. 이에 따라, 탄성부(96)에는 응력이 형성되고, 탄성부(96)의 일면에 형성된 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)은 상기 응력에 의해 저항 값이 달라질 수 있다. 상기 게이지 저항들(97A, 97B, 97C, 97D)은 브리지 회로를 구성하므로, 저항 값의 변화에 따라 출력단(22A, 22B)에는 특정한 전압이 형성될 수 있다. 제어부(2)는 수위 감지센서(92)로부터 상기 전압신호를 수신하고, 상기 수신된 전압신호를 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)로 설정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(2)는 기설정된 시간 동안 수위 감지센서(92)로부터 전압신호를 수신하고, 상기 수신된 전압신호의 평균값을 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)로 설정할 수도 있다. 수위 감지센서(92)에서 생성되는 상기 전압신호는 세탁수 수위 이외의 외부적인 요인에 의해서도 달라질 수 있다. 제어부(2)는 수신된 전압신호의 평균값을 전기신호(Xi)로 설정함으로써 외부적인 요인을 제거할 수 있고, 신뢰성 높은 전기신호(Xi) 값을 획득할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)를 검출하는 단계는 이동 평균법(method of moving average)을 사용하여 수행될 수 있다. 상기 이동 평균은 앞 구간의 평균을 다음 구간으로 옮겨가면서 셈하는 방법으로, 추세의 변동을 알 수 있도록 구간을 옮겨가면서 구하는 평균을 의미한다.
예를 들어, 제어부(2)는 상기 전기신호 수신 단계 및 상기 평균값 산출 단계를 복수 회 수행하고, 상기 산출된 평균 전기신호 값들의 평균값을 상기 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)로 설정할 수 있다.
구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(2)는 기 설정된 시간 동안 수위 감지센서(92)로부터 출력된 전기신호의 제1 평균값(X1, avg)을 검출한다(S261, S262, S263). 이후, 상기와 같은 과정을 4번 더 반복하여 제2 내지 제5 평균값들(X2, avg, X3, avg, X4, avg, X5, avg) 을 각각 검출한다(S265). 제어부(2)는 상기 검출된 제1 내지 제5 평균값들(X1, avg, X2, avg, X3, avg, X4, avg, X5, avg)의 평균값을 상기 수위 감지센서(92)의 전기신호(Xi)로 설정할 수 있다(S266).
이어서, 제어부(2)에 저장된 기준 전기신호(Xo)의 유효성을 판단한다(S270). 이 경우에 있어서, 상기 기준 전기신호(Xo)는 제어부(2)에 저장된 값으로서, 터브(3)의 세탁수 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 값일 수 있다.
제어부(2)는 수위 감지센서(92)로부터 검출된 전기신호(Xi)와 기준 전기신호(Xo)를 비교한다. 터브(3) 내부의 세탁수가 모두 배출된 상태이므로, 상기 검출된 전기신호(Xi)가 상기 기준 전기신호(Xo)와 상이한 경우에는 상기 기준 전기신호(Xo)가 더 이상 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 즉, 상기 기준 전기신호(Xo)에 대한 오프셋(Offset)이 발생한 경우에는, 상기 기준 전기신호(Xo)가 더 이상 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
상기 검출된 전기신호(Xi)와 상기 기준 전기신호(Xo)간의 차이가 기 설정된 제1 설정 범위 이상인 경우, 제어부(2)는 상기 기준 전기신호(Xo) 값을 재설정한다(S280).
예를 들면, 기준 전기신호(Xo) 값을 상기 검출된 전기신호(Xi) 값으로 대체할 수 있다. 이에 따라, 수위 측정의 정확성을 담보할 수 있게 된다.
이와 다르게, 상기 기준 전기신호(Xo)를 기 설정된 크기만큼만 보정할 수도 있다. 예를 들어, 상기 기준 전기신호(Xo)와 상기 검출된 전기신호(Xi) 간의 차이가 상기 기준 전기신호(Xo) 값의 50%에 달하는 경우라도, 상기 기준 전기신호(Xo) 값을 10%만 보정하고, 이를 5번 반복함으로써 상기 기준 전기신호(Xo) 값을 상기 검출된 전기신호(Xi) 값에 수렴시킬 수 있다. 이는 기준 값의 급격한 변화를 완충하기 위함이다.
한편, 상기 검출된 전기신호(Xi)와 상기 기준 전기신호(Xo) 간의 차이가 기 설정된 제2 설정 범위 이상인 경우에는, 수위 감지센서(92)에 이상이 있는 것으로 판단하여 경고 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 캐비닛(1) 외부에 구비된 디스플레이부(도시되지 않음)를 통해 시각적인 경고 신호를 출력하거나, 또는 알람 등을 이용하여 사용자에게 경고할 수 있다. 이 경우, 사용자는 수위 감지센서(92)를 교체함으로써 수위 측정의 정확성을 회복할 수 있다.
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 수위 감지 장치의 제어 방법은 수위 판단의 기준이 되는 기준 값을 재설정할 수 있다. 이를 통하여, 에이징(aging)에 따른 수위 감지센서의 오프셋을 제거할 수 있고, 수위 측정의 정확성을 담보할 수 있다.
1: 캐비닛 2: 제어부
3: 터브 4: 지지부
5: 드럼 6: 구동부
7: 급수부 8: 배수부
9: 수위 감지부 11: 투입구
13: 도어 20A, 20B: 입력 단자
20A, 20B: 출력 단자 31: 터브 바디
33: 터브 투입구 51: 드럼 바디
53: 드럼 투입구 55: 관통홀
61: 스테이터 63: 로터
65: 회전축 71: 급수관
73: 급수밸브 81: 제1 배수관
83: 배수펌프 85: 제2 배수관
91: 연통관 92, 200: 수위 감지센서
93: 챔버 94: 개구
95A: 제2 압력실 95B: 제1 압력실
96: 탄성부 97A, 97B, 97C, 97D: 게이지 저항
100: 세탁장치 210: 하우징
215: 공기 유입구 220: 다이어프램
230: 코어 홀더 240: 코일
250: 코어 260: 캠
270: 지지부재 280: 탄성부재

Claims (19)

  1. 물을 수용하는 저장부에 연통하며, 상기 저장부의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 연통관;
    상기 연통관의 자유단을 밀폐하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 구비되며, 압력 변화에 따라 탄성 변형하는 탄성부; 및
    상기 탄성부의 일면에 구비되는 복수개의 게이지 저항들을 포함하며, 상기 탄성부의 변형 량에 대응하는 전기신호를 생성하는 출력부를 포함하고,
    상기 챔버는,
    상기 연통관에 연결되어 상기 연통관에 형성된 압력과 동일한 압력이 형성되는 제1 압력실; 및
    상기 탄성부에 의해 상기 제1 압력실과 구획되며, 대기와 연통되어 대기압이 형성되는 제2 압력실을 포함하는 수위 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연통관은 상기 저장부에 수용되는 물의 최고 수위보다 높은 위치까지 수직 상방으로 연장하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연통관의 상부에는 공기가 수용되는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 제1 압력실과 상기 제2 압력실 간의 압력 차에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 게이지 저항들은 브리지 회로(Bridge circuit)를 구성하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전기신호는 전압인 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 출력부로부터 상기 전기신호를 수신하여 상기 저장부의 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 값과 비교함으로써 상기 저장부에 수용된 물의 수위를 산출하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 감지 장치.
  9. 물을 수용하는 터브;
    상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되며, 의류를 수용하는 드럼;
    상기 터브에 연통하며, 상기 터브의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 챔버;
    상기 챔버 내부에 구비되며, 상기 챔버의 압력 변화에 따라 탄성 변형하는 탄성부;
    상기 탄성부의 일면에 구비되는 복수개의 게이지 저항들을 포함하며, 상기 탄성부의 변형 량에 대응하는 전기신호를 생성하는 출력부; 및
    상기 전기신호를 수신하여 상기 터브의 수위가 제로(zero)인 상태를 나타내는 기준 전기신호와 비교함으로써 상기 터브에 수용된 물의 수위를 감지하는 제어부;를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 터브의 물을 배출하는 단계;
    상기 출력부의 전기신호를 검출하는 단계;
    상기 검출된 전기신호를 상기 기준 전기신호와 비교하는 단계; 및
    상기 기준 전기신호와 상기 검출된 전기신호 간의 차이가 기 설정된 제1 설정 범위 이상인 경우, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계;를 포함하는 의류처리장치의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 터브에 연통하여 상기 터브의 수위에 대응하는 압력이 형성되는 제1 압력실; 및
    상기 탄성부에 의해 상기 제1 압력실과 구획되며, 대기와 연통되어 대기압이 형성되는 제2 압력실;을 포함하고,
    상기 탄성부는 상기 제1 압력실과 상기 제2 압력실 간의 압력 차에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 터브의 물을 배출하는 단계는 상기 제1 압력실에 대기압을 형성하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 터브의 물을 배출하는 단계는 배수펌프를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 출력부의 전기신호를 검출하는 단계는,
    기 설정된 시간 동안 상기 출력부로부터 전기신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 전기신호의 평균값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 평균값을 상기 출력부의 전기신호로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 출력부의 전기신호를 검출하는 단계는 이동 평균법(moving average method)을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는 상기 기준 전기신호를 상기 검출된 전기신호로 대체하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는 상기 기준 전기신호를 기 설정된 크기만큼 보정하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 기준 전기신호를 보정하는 단계는, 상기 기준 전기신호와 상기 검출된 전기신호 간의 차이가 상기 제1 설정 범위보다 큰 제2 설정 범위 이상인 경우 경고 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성부는 실리콘을 포함하고,
    상기 게이지 저항들은 브리지 회로(Bridge circuit)를 구성하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
  19. 제 9 항에 있어서, 상기 전기신호는 전압인 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어 방법.
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