KR20170104749A - 복수 개의 pcb 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법 - Google Patents

복수 개의 pcb 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 유체의 투입에 따른 PCB 패드의 온도변화를 신속하게 반영할 수 있다. 즉, 유체의 수위가 도달하지 못하는 PCB 패드의 온도는 변화하지 않고, 종래에 비해 각각의 PCB 패드의 면적이 작아지므로 유체의 수위가 도달한 PCB 패드의 온도는 신속하게 변화하고, 이에 따라 본 발명에 따른 수위감지장치의 응답속도가 신속해지는 것이다. 또한, 여러 개의 PCB 패드를 사용하고, 유체의 수위가 도달하지 못하는 PCB 패드와 그렇지 않은 PCB 패드의 정전용량의 차이를 비교할 수 있으므로, 유체 수위의 측정오차를 감소시킬 수 있다. 또한, 탱크 내부의 가습상태 또는 물방울에 의한 노이즈를 제거하여, 본 발명에 따른 수위감지장치에서의 유체수위측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법{A METHOD FOR DETECTING LEVEL OF THE FLUID IN THE TANK USING A PLURALITY OF PCB PAD}
본 발명은 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선형출력을 가지는 정전용량형 수위감지장치에서 온도의 변화, 가습상태 등에 따른 노이즈에 의해 발생하는 오동작을 방지하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법에 관한 것이다.
산업용 자동화 기기 또는 개인용 기기에 액체, 액상 입자 또는 분상 입자 등의 레벨을 측정해야 하는 경우 사용되는 것이 레벨 감지 장치이다. 레벨 감지 장치에서 측정하는 레벨(Level, 즉 수위)은 측정물의 충전면의 위치 또는 높이를 의미하는 것으로 탱크에 충전되어 있는 측정물의 높이 등을 감지하는데 사용된다. 즉, 자동차의 오일 탱크 등에 적용되어 오일의 충전량을 측정하는데 사용되기도 하며 자동화 공장에서 충전탱크에 충전되어 제품에 주입되는 주입물의 양을 측정하는 경우에도 사용된다.
이러한 레벨 감지 장치는 구동 방식에 따라 플로트 레벨 감지 장치, 전자식 레벨 감지 장치, 전파 레벨 감지 장치 또는 정전용량 레벨 감지 장치 등으로 구분된다.
이 중 정전용량 레벨 감지 장치는 공기보다 큰 유전율을 가진 액체, 분상 입자 등이 상승하면서 레벨 감지 장치에 포함되는 전극으로 가까워짐에 따라 상승하는 정전용량을 이용하여 측정물(즉, 탱크 내부에 저장된 충전물)의 레벨(즉 수위)을 감지하는 방식이다.
이 중 정전용량 레벨 감지 장치는 상술한 플로트 레벨 감지 장치, 전자식 레벨 감지 장치, 전파 레벨 감지 장치 등과는 달리 유체의 유전율을 이용하여 측정하는 방식이므로 유체의 유전율이 감지의 중요한 요인이 된다.
보다 상세히 설명하면, 정전용량 레벨 감지 장치의 원리는 도 1에 도시되어 있다. 또한, 하기의 수학식 1과 같이 도출될 수 있다. 즉, 정전용량 값은 유체가 저장된 탱크의 두께에 반비례하고, 레벨센서에 연결된 전극(즉 PCB 패드)의 면적 및 유전율에 비례하는 것을 알 수 있다.
Figure pat00001
(여기서,
Figure pat00002
은 각각의 PCB 패드에서 측정된 정전용량이고,
Figure pat00003
는 유체의 수위에 대응되는 PCB 패드의 면적이며,
Figure pat00004
는 유체가 저장된 탱크의 두께이고,
Figure pat00005
는 탱크의 유전율로서 공기의 유전율과 유사한 값임,
Figure pat00006
는 전극의 유전율임)
즉, 정전용량 레벨 감지 장치는 레벨센서에 연결된 전극과 탱크 사이의 임피던스변화를 측정하여 탱크 내의 유체의 수위를 감지하는 것이다. 다시 말하면, 유체의 수위가 상승하면 정전용량의 값도 상승하며, 정전용량의 값이 기설정된 값에 이르게 되면 수위감지신호를 출력함으로써, 탱크 내에 저장된 유체의 수위를 감지하는 것이다.
정전용량은 전극(즉 PCB 패드)의 온도에 따라 변화하므로, PCB 패드와 온도가 상이한 유체를 투입한 경우에는 상기 PCB 패드의 온도에 따른 유전율을 보정하여야만 유체의 수위를 정확하게 측정할 수 있다. 그러나 상기와 같은 종래의 정전용량 레벨 감지 장치는 1개의 레벨센서만을 구비하였다. 이에 따라, PCB 패드와 온도가 상이한 유체를 투입한 경우에는 PCB 패드의 온도변화 속도가 매우 느리게 되므로, 정확한 유체의 수위를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
(예를 들어, PCB 패드가 섭씨 100도인 상태에서, 섭씨 10도인 물을 투입할 경우에는, PCB 패드의 온도가 섭씨 100도에서 서서히 하강한다. 따라서, 상기와 같은 PCB 패드의 온도변화의 완료 전까지는, PCB 패드에서 측정되는 정전용량의 변화가 물의 투입에 의한 것인지, 그렇지 않으면 PCB 패드의 온도변화에 의한 것인지 구별하기 어려운 문제점이 발생하는 것이다.)
또한, 가습상태 또는 물방울에 의한 노이즈를 구분하기 곤란한 문제점이 있다. 즉, 1개의 레벨센서만을 구비한 종래의 정전용량 레벨 감지 장치는 유체의 수위가 낮은 경우와, PCB 패드 전체가 물방울 또는 가습상태에 노출된 경우의 정전용량이 유사하게 측정된다. 따라서, 유체의 수위를 측정시 오작동 가능성이 높은 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 제2007-298362호 (2007.11.15)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수 개의 PCB 패드를 탱크(T)의 높이방향을 따라 서로 이격되지 않도록 배치하여, 유체의 투입에 따른 PCB 패드의 온도변화를 신속하게 반영하고, 가습상태 또는 물방울에 의한 노이즈를 제거하는 것이다.
본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치는 유체가 저장되는 탱크(T)의 높이 방향으로 수직하게 배치되는 PCB 기판(100); 상기 PCB 기판(100)과 상기 탱크(T) 사이에 배치되어 상기 PCB 기판(100)에 장착되고, 상기 탱크(T)의 높이방향을 따라 서로 이격되지 않는 상태로 배치되며, 정전용량(
Figure pat00007
)을 측정하는 복수 개(m개)의 PCB 패드(200); 및 온도에 따른 상기 PCB 패드(200)의 유전율의 테이블(Table)이 저장되고, 상기 정전용량(
Figure pat00008
) 및 상기 PCB 패드(200)의 온도에 따른 유전율로부터, 상기 탱크(T)의 내부에 저장된 상기 유체의 수위를 도출하는 수위도출부(300);를 포함한다.
상기 수위도출부(300)는 상기 PCB 기판(100)을 매개로, 상기 복수 개의 PCB 패드(200)와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최하단에 배치된 PCB 패드의 하면은 상기 탱크(T) 내부의 상기 유체의 수위의 최하단과 동일한 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최상단에 배치된 PCB 패드의 상면은 상기 탱크(T) 내부의 상기 유체의 수위의 최상단과 동일한 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개(m개)의 PCB 패드(200)는 10의 배수 개인 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최하단에 배치된 PCB 패드는 1번 PCB 패드(210)이고, 최상단에 배치된 PCB 패드는 m번 PCB 패드(2m0)인 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 PCB 패드(200)의 높이는 모두 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법은 탱크(T)의 내부에 유체를 투입하는 단계(S100); 복수 개의 PCB 패드(200) 각각의 정전용량(
Figure pat00009
)을 측정하는 단계(S200); 기저장된 온도-PCB 패드의 유전율 테이블로부터, 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출하는 단계(S300); 상기 정전용량(
Figure pat00010
) 및 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율로부터, 상기 PCB 패드(200) 각각에서 측정된 상기 유체의 수위를, 상기 PCB 패드(200)의 높이에 대비하여 퍼센트(%)로 도출하는 단계(S400); 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인지 판단하는 단계(S500); 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%) 중 어느 하나라도 상기 기설정된 기준 퍼센트(%)를 초과하는 경우에는, 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하는지 판단하는 단계(S600); 및 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%) 중 어느 하나라도 100%에 도달하지 않는 경우에는, 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위를 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 단계(S700);를 포함한다.
상기 수위감지방법은 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하는 제 1 오작동 판단단계(S800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수위감지방법은 상기 제 1 오작동 판단단계(S900) 후, 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 수위감지방법은 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하는 경우에는, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하는 제 2 오작동 판단단계(S900);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수위감지방법은 상기 제 2 오작동 판단단계(S900) 후, 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 도출하는 단계(S700)는 상기 PCB 패드(200) 중 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달한 마지막 PCB 패드(n번 PCB 패드)와 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하지 않은 최초의 PCB 패드(n+1번 PCB 패드)에서 도출된 유체의 수위(x%)를 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 것을 특징으로 한다.
상기 도출하는 단계(S700)는 하기의 수학식을 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00011
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 유체의 투입에 따른 PCB 패드의 온도변화를 신속하게 반영할 수 있다. 즉, 유체의 수위가 도달하지 못하는 PCB 패드의 온도는 변화하지 않고, 종래에 비해 각각의 PCB 패드의 면적이 작아지므로 유체의 수위가 도달한 PCB 패드의 온도는 신속하게 변화하고, 이에 따라 본 발명에 따른 수위감지장치의 응답속도가 신속해지는 것이다.
또한, 여러 개의 PCB 패드를 사용하고, 유체의 수위가 도달하지 못하는 PCB 패드와 그렇지 않은 PCB 패드의 정전용량의 차이를 비교할 수 있으므로, 유체 수위의 측정오차를 감소시킬 수 있다.
또한, 탱크 내부의 가습상태 또는 물방울에 의한 노이즈를 제거하여, 본 발명에 따른 수위감지장치에서의 유체수위측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 정전용량 레벨 감지 장치의 원리를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법의 순서도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 개략도이다. 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치는 PCB 기판(100), 복수 개(m개)의 PCB 패드(200), 수위도출부(300)를 포함한다.
PCB 기판(100)은 유체가 저장되는 탱크(T)의 높이 방향으로 수직하게 배치된다. PCB 패드(200)는 상기 PCB 기판(100)과 상기 탱크(T) 사이에 배치되어 상기 PCB 기판(100)에 장착된다. 이때, PCB 패드(200)는 상기 탱크(T)의 높이방향을 따라 서로 이격되지 않는 상태로 배치된다. 이때, PCB 패드(200)는 정전용량(
Figure pat00012
)을 측정하는 역할을 하며, 복수 개(m개)일 수 있다.
즉, 상기 PCB 기판(Printed Circuit Board, 100)가 유체가 저장되는 탱크(T)의 높이 방향으로 수직하게 배치되고, PCB 패드(200)가 상기와 같이 촘촘하게 배치됨으로써, 탱크(T)에 저장되는 유체의 높이를 보다 정밀하게 측정할 수 있는 것이다.
이때, 상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최하단에 배치된 PCB 패드의 하면은 상기 탱크(T) 내부의 상기 유체의 수위의 최하단과 동일한 높이에 배치되고, 상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최상단에 배치된 PCB 패드의 상면은 상기 탱크(T) 내부의 상기 유체의 수위의 최상단과 동일한 높이에 배치된다. 따라서, 상기 탱크(T)가 비어있을 경우부터, 상기 탱크(T)가 유체로 가득 찬 경우까지, 유체의 수위를 정밀하게 측정 및 도출할 수 있는 것이다.
상기 복수 개(m개)의 PCB 패드(200)는 10의 배수 개일 수 있으며, 상기 복수 개의 PCB 패드(200) 중 최하단에 배치된 PCB 패드는 1번 PCB 패드(210)이고, 최상단에 배치된 PCB 패드는 m번 PCB 패드(2m0)일 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 PCB 패드(200)의 높이는 모두 동일하게 설정될 수 있다. 이는 후술할 탱크(T)의 내부에 저장된 유체의 수위를 도출하는 구체적인 방법에서, 상기 탱크(T)의 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 용이하게 퍼센트(%)로 나타내기 위함이다.
또한, 후술할 PCB 패드(200)의 온도-PCB 패드(200)의 유전율 테이블(Table)로부터 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출하기 위해, PCB 패드(200) 각각의 온도를 감지하는 별도의 장비(온도센서 등)이 장착될 수도 있다.
수위도출부(300)에는 온도에 따른 상기 PCB 패드(200)의 유전율의 테이블(Table)이 저장된다. 또한, 수위도출부(300)는 상기 정전용량(
Figure pat00013
) 및 상기 PCB 패드(200)의 온도에 따른 유전율로부터, 상기 탱크(T)의 내부에 저장된 상기 유체의 수위를 도출하는 역할을 한다. 또한, 상기 수위도출부(300)는 상기 PCB 기판(100)을 매개로, 상기 복수 개의 PCB 패드(200)와 연결되어, 상기 PCB 패드(200)로부터 상기 정전용량(
Figure pat00014
) 값을 수신한다.
즉, PCB 패드(200)의 온도에 따라, PCB 패드(200)의 유전율이 달라지며, 이에 따라 PCB 패드(200)에서 측정되는 정전용량(
Figure pat00015
) 역시 달라진다. 따라서, 상기 수위도출부(300)는 측정된 정전용량(
Figure pat00016
)으로부터, PCB 패드(200)의 온도에 따른 PCB 패드(200)의 유전율을 이용하여, 상기 수학식 1에서의
Figure pat00017
(유체의 수위에 대응되는 PCB 패드의 면적)를 도출하는 것이다. 또한, 상기
Figure pat00018
로부터 유체의 수위 또한 도출하는 것이다(PCB 패드의 폭은 기설정된 값으로서, 용이하게 확인할 수 있음).
이때, PCB 패드(200)의 온도-PCB 패드(200)의 유전율 테이블(Table)은 상기 수위도출부(300)에 기저장되며, 상기 PCB 패드(200)의 온도-PCB 패드(200)의 유전율 테이블(Table)은 실험에 의해 도출된 값일 수 있다.
상기 수위도출부(300)에서 상기 탱크(T)의 내부에 저장된 상기 유체의 수위를 도출하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법의 순서도이다. 도 3을 참조할 때, 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법은 탱크(T)의 내부에 유체를 투입하는 단계(S100), 복수 개의 PCB 패드(200) 각각의 정전용량(
Figure pat00019
)을 측정하는 단계(S200), 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출하는 단계(S300), 상기 유체의 수위를 상기 PCB 패드(200)의 높이에 대비하여 퍼센트(%)로 도출하는 단계(S400), 상기 유체의 수위가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인지 판단하는 단계(S500), 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위가 100%에 도달하는지 판단하는 단계(S600), 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 단계(S700), 제 1 오작동 판단단계(S800), 제 2 오작동 판단단계(S900)를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법에 대해 상세히 설명한다. 우선 탱크(T)의 내부에 유체를 투입하고(S100), 상기 유체의 투입에 따른 복수 개의 PCB 패드(200) 각각의 정전용량(
Figure pat00020
)을 측정한다(S200). 예를 들어, 상기 PCB 패드(200)의 갯수(m)는 10개일 수 있다.
이후, 기저장된 PCB 패드의 온도-PCB 패드의 유전율 테이블로부터, 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출한다(S300). 상기 PCB 패드의 온도-PCB 패드의 유전율 테이블은 상기 수위도출부(300)에 기저장되며, 상기 PCB 패드(200)의 온도-PCB 패드(200)의 유전율 테이블(Table)은 실험에 의해 도출된 값일 수 있다.
또한, 상기 PCB 패드(200)의 온도-PCB 패드(200)의 유전율 테이블(Table)로부터 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출하기 위해, PCB 패드(200) 각각의 온도를 감지하는 별도의 장비(온도센서 등)가 장착될 수 있으며, 상기 별도의 장비로부터 PCB 패드(200) 각각의 온도를 감지하여, 이에 대응하는 PCB 패드(200)의 유전율을 각각 도출하는 것이다.
이후, 상기 정전용량(
Figure pat00021
) 및 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율로부터 상기 PCB 패드(200) 각각에서 측정된 상기 유체의 수위를 도출한다(S400). 보다 상세히 설명하면, 상기의 수학식 1을 참조할 때, 상기 정전용량(
Figure pat00022
) 및 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율(
Figure pat00023
)을 도출하였으며, 유체가 저장된 탱크의 두께(
Figure pat00024
) 및 탱크의 유전율(
Figure pat00025
) 역시 확인 가능한 상수 값이므로, 유체의 수위에 대응되는 PCB 패드의 면적(
Figure pat00026
)을 용이하게 도출할 수 있다. 또한, PCB 패드의 폭은 기설정된 값으로서, 용이하게 확인할 수 있으므로, 상기
Figure pat00027
로부터 유체의 수위 또한 도출할 수 있는 것이다.
이후, 상기 유체의 수위를 상기 PCB 패드(200)의 높이에 대비하여 퍼센트(%)로 도출한다(S400). 즉, 상기 유체의 수위를 PCB 패드(200) 각각의 높이로 나눈 후, 100을 곱하여 상기 유체의 수위를 퍼센트(%)로 나타내는 것이다. 이는, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 단계(S700)에서의 유체의 수위를 용이하게 도출하기 위함이다.
이후, 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인지 판단한다(S500). 상기 기설정된 기준 퍼센트(%)는 30%일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 설계자의 의도 등에 따라 달리 설정될 수도 있다.
이는 모든 PCB 패드(200)에서 측정된 정전용량 값(및 이로부터 도출된 상기 유체의 수위(%))이 변화하지만, 기설정된 기준 퍼센트(%)를 초과하지 않는 경우에는 물방울 또는 가습상태에 의한 노이즈일 가능성이 높기 때문이다.
즉, 물방울 또는 가습상태에 의한 노이즈가 발생한 경우에는 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 유체의 수위(%)가 서로 비슷한 값을 가지며, 100%에 도달하지 못하게 되는 것이다.
따라서, 판단결과 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인 경우에는, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하고(S800), 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행한다.
또한, 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위 중 어느 하나라도 상기 기설정된 기준 퍼센트(%)를 초과하는 경우에는, 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위가 100%에 도달하는지 판단한다(S600).
이는, 상기 PCB 패드(200)가 EMC(Electro-Magnetic Compatibility)에 노출되어 발생하는 노이즈를 배제하기 위함이다. 즉, 유체가 투입될 경우에는 상기 PCB 패드(200) 중 최하단에 배치된 1번 PCB 패드(210)부터 순차적으로 유체의 수위가 100%로 도출되어야 한다. 그러나 EMC(Electro-Magnetic Compatibility)에 노출된 경우에는 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 측정된 정전용량이 동시에 빠르게 변화하며, 이에 따라 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 유체의 수위가 100%가 된다. 따라서, 이러한 노이즈를 배제하기 위해, 상기 S600 단계를 수행하는 것이다.
따라서, 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위가 100%에 도달하는 경우에는, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하고(S900), 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것이다.
또한, 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위 중 어느 하나라도 100%에 도달하지 않는 경우에는, 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위를 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출한다(S700).
보다 상세히 설명하면, 상기 도출하는 단계(S700)는 상기 PCB 패드(200) 중 상기 유체의 수위가 100%에 도달한 마지막 PCB 패드(n번 PCB 패드)와 상기 유체의 수위가 100%에 도달하지 않은 최초의 PCB 패드(n+1번 PCB 패드)에서 도출된 유체의 수위(x%)를 하기의 수학식 2에 대입하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 것이다.
Figure pat00028
예를 들어, PCB 패드(200)의 갯수(m)가 10개이고, 3번 PCB 패드까지 유체의 수위가 100%로 도출되었으며(n=3), 4번째 PCB 패드에서의 유체의 수위는 50%인 경우에는(x=50), 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 유체의 수위는 35%로 도출되는 것이다.
즉, 본 발명에서는 상기 PCB 기판(Printed Circuit Board, 100)가 유체가 저장되는 탱크(T)의 높이 방향으로 수직하게 배치되고, PCB 패드(200)가 상기와 같이 촘촘하게 배치됨으로써, 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 유체의 수위를 용이하게 도출할 수 있는 것이다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 PCB 기판
200 PCB 패드
210 1번 PCB 패드
...
2m0 m번 PCB 패드
300 수위도출부
T 탱크

Claims (7)

  1. 탱크(T)의 내부에 유체를 투입하는 단계(S100);
    복수 개의 PCB 패드(200) 각각의 정전용량(
    Figure pat00029
    )을 측정하는 단계(S200);
    기저장된 온도-PCB 패드의 유전율 테이블로부터, 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율을 도출하는 단계(S300);
    상기 정전용량(
    Figure pat00030
    ) 및 상기 PCB 패드(200) 각각의 유전율로부터, 상기 PCB 패드(200) 각각에서 측정된 상기 유체의 수위를, 상기 PCB 패드(200)의 높이에 대비하여 퍼센트(%)로 도출하는 단계(S400);
    상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인지 판단하는 단계(S500);
    상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%) 중 어느 하나라도 상기 기설정된 기준 퍼센트(%)를 초과하는 경우에는, 기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하는지 판단하는 단계(S600); 및
    기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%) 중 어느 하나라도 100%에 도달하지 않는 경우에는, 상기 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위를 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 단계(S700);
    를 포함하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 기설정된 기준 퍼센트(%) 이하인, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하는 제 1 오작동 판단단계(S800);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 오작동 판단단계(S900) 후, 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    기설정된 시간 이내에 상기 PCB 패드(200) 중 모든 PCB 패드(200)에서 도출된 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하는 경우에는, 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지장치의 오작동으로 판단하는 제 2 오작동 판단단계(S900);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 오작동 판단단계(S900) 후, 상기 측정하는 단계(S200)를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도출하는 단계(S700)는 상기 PCB 패드(200) 중 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달한 마지막 PCB 패드(n번 PCB 패드)와 상기 유체의 수위(%)가 100%에 도달하지 않은 최초의 PCB 패드(n+1번 PCB 패드)에서 도출된 유체의 수위(x%)를 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 도출하는 단계(S700)는 하기의 수학식을 이용하여, 상기 탱크(T)의 전체 높이에 대비한 상기 유체의 수위를 도출하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 PCB 패드를 이용한 탱크 내부 유체의 수위감지방법.
    Figure pat00031
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