KR20170141211A - 액체의 전기 전도도, 특히 세탁기 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치 - Google Patents

액체의 전기 전도도, 특히 세탁기 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치 Download PDF

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Abstract

전기 전도도 감지 장치(1)는, 전기 절연 지지 케이싱(2)으로서, 전기 절연 지지 케이싱(2)을 통해 세탁조와 접촉하도록 된 제1 및 제2 전극들(A, B)이 외부로 연장되어 있는, 전기 절연 지지 케이싱(2); 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)로서, 상기 전기 절연 지지 케이싱(2)에 적어도 부분적으로 하우징되고 상기 전극들(A, B)에 연결되어 있는, 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4); 및 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단으로서, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4) 및 상기 전극들(A, B) 사이에 개재(介在)되어 있으며, 또한 상기 전기 절연 지지 케이싱(2)에 하우징되어 있는, 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단;을 포함하며, 상기 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단은 적어도 제1 및 제2 커패시터(C)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 커패시터(C) 각각이 상기 전극들(A, B) 중 하나 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)의 상응하는 단자(9, 10) 사이에 직렬로 상호연결되어 있다.

Description

액체의 전기 전도도, 특히 세탁기 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치
본원 명세서는 액체의 전기 전도도, 특히 식기 세척기 또는 의류 세탁기와 같은 세탁기에 내재하는 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치에 관한 것이다.
더 구체적으로 기술하면, 본 발명은,
전기 절연 지지 케이싱으로서, 전기 절연 지지 케이싱을 통해 액체와 접촉하도록 된 제1 및 제2 전극들이 외부로 연장되어 있는, 전기 절연 지지 케이싱;
전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단으로서, 상기 전기 절연 지지 케이싱에 적어도 부분적으로 하우징되고 상기 전극들에 연결되어 있는, 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단; 및
신호 결합 및 갈바닉 절연 수단으로서, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단 및 상기 전극들 사이에 개재(介在)되어 있으며, 마찬가지로 상기 전기 절연 지지 케이싱에 하우징되어 있는, 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단;
을 포함하는 타입의 감지 장치에 관한 것이다.
이러한 타입의 감지 장치는 선행 특허 US 5 315 847A에 공지된 것이다.
선행 기술에 따른 이러한 전기 전도도 감지 장치에서, 상기 신호 결합 및 갈바니 절연 수단은 상기 전극들 사이에 연결되어 있는 1차 권선, 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단에 연결되어 있는 2차 권선을 지니는 변압기를 포함한다.
이러한 해결수법은 복잡하고 비용이 많이 든다.
그러므로 본 발명의 한 목적은 위에서 언급한 선행기술의 장치들의 문제점들이 극복될 수 있게 하는, 액체의 전기 전도도, 특히 세탁기에 내재하는 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적들은 본 발명에 의하면 위의 기술분야에서 정의된 타입의 감지 장치로서 상기 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단이 적어도 제1 및 제2 커패시터를 포함하며 상기 제1 및 제2 커패시터 각각이 상기 전극들 중 하나 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단의 상응하는 단자 사이에 직렬로 상호연결되는 것을 특징으로 하는, 감지 장치를 가지고 달성된다.
편리하게는, 하나 이상의 커패시터들, 다시 말하면 (각각의 전극에 대해) 0.5 내지 2.5 ㎋ 범위의 전체 커패시턴스를 갖는 하나 이상의 커패시터가 상기 전극들 각각 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단의 상응하는 단자 사이에 개재(介在)되어 있다.
상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단은, 사전에 결정된 주파수의 펄스들, 특히 구형파 펄스들을 생성하는 수단으로서, 상기 전극들 중 하나에 연결되어 있는, 펄스 생성 수단; 및 나머지 또는 제2 전극에 연결되어 있는 포락선 검파기 수단;을 포함할 수 있다.
한 실시 예에서, 상기 펄스 생성 수단은 마이크로프로세서를 사용하여 제공되고, 상기 포락선 검파기 수단의 출력은 이러한 마이크로프로세서의 입력에 연결된다.
본 발명에 따른 전기 전도도 감지 장치는 단일 지지 케이싱 내에 세탁기 세탁조의 혼탁도를 검출하는 장치로서, 서로 마주보고 있는 광 방출기 및 광 검출기를 포함하는, 혼탁도 검출 장치와 일체화된 형태로 이루어질 수 있다.
이 경우에, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단은, 사전에 결정된 특성을 따르는 방식으로 상기 혼탁도 검출 장치의 동작 특성 또는 응답을 변경하도록 또 설계된 마이크로프로세서를 포함하는 것이 편리할 수 있다.
본 발명에 따른 전기 전도도 감지 장치는 또한 적어도 하나의 추가 전극을 가지고 제조될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 추가 전극은 상기 적어도 하나의 추가 전극을 수용하는 용기 또는 베셀 내 액체의 높이 또는 레벨을 나타내는 신호들을 추가로 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 부가적인 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 단지 비-제한적인 예로서 제공되는 이하의 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 전도도 감지 장치의 회로도이다.
도 2는 도 1에 따른 전기 전도도 감지 장치에서 생성된 2개의 신호의 변화를 나타내는 2개의 타이밍 차트를 한 세트로 보여주는 도면이다.
도 3은 세탁기 세탁조의 혼탁도를 검출하는 장치와 일체화된 전기 전도도 감지 장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 전기 전도도 감지 장치로서, 전기 전도도 감지 장치를 수용하는 용기 또는 베셀 내 액체의 높이 또는 레벨을 나타내는 신호들을 추가로 제공하도록 구성된, 전기 전도도 감지 장치를 보여주는 도면이다.
도 1에서, 번호 1은 세탁기(도시되지 않음)에 내재하는 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치 전체를 나타낸 것이다.
이러한 감지 장치(1)는 전기 절연 재료로 이루어진 지지 케이싱(2)을 포함하며, 상기 지지 케이싱(2)을 통해 상기 세탁조와 접촉하도록 된 제1 및 제2 전극(A, B)이 외부로 연장되어 있다.
상기 전극들(A, B)은 예를 들면 스테인리스 강으로 이루어진다.
상기 지지 케이싱(2)에는 도 1에서 전체가 번호 4로 표시된 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들이 하우징되어 있다.
도시된 실시 예에서, 이러한 회로 장치들(4)은 외부로부터 접근 가능한 4개의 단자(5, 6, 7, 8)를 구비하고 있다.
상기 단자들(5, 6)은 연속 전압 공급원의 단자들에 연결되도록 되어있다.
특히, 상기 케이싱(2)의 단자(5)는 도시되지 않은 방식으로 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)에 포함되는 여러 장치의 전력 공급 단자들에 연결되어 있으며, 상기 케이싱(2)의 단자(6)는 동작시 기준 전위에 있는 도체(R)에 연결되어 있다.
상기 단자들(7, 8)은 각각 입/출력 단자 및 출력 단자이다.
상기 전기 절연 지지 케이싱(2) 내에서, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)은 이하에서 더 완전하게 설명되는 방식으로 전극들(A, B)에 각각 연결되는 번호 9 및 10으로 표시된 2개의 단자를 구비하고 있다.
도시된 실시 예에서, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)은 상기 단자들(7, 8, 9)에 연결된 공지된 타입의 마이크로프로세서(11)를 포함한다.
동작시, 상기 마이크로프로세서(11)는 사전에 결정된 주파수(이러한 주파수는 한정적이지 않음)의 펄스들, 특히 구형파 펄스들의 트레인을 상기 단자(9)를 통해 상기 전극(A)에 보낸다.
상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)은 전체가 번호 12로 표시된 피크 또는 포락선 검파기를 더 포함한다. 이러한 검파기는 특히 상기 단자(10)와 상기 도체(R) 사이에 연결된 저항기(13), 상기 단자(10)에 연결된 애노드 및 증폭기(15)의 입력에 연결된 캐소드를 지니는 다이오드(14), 및 상기 도체(R) 및 상기 다이오드(14)의 캐소드 사이에 연결된 커패시터(16)를 포함한다.
상기 증폭기(15)의 출력은 상기 마이크로프로세서(11)의 입력에 연결되어 있으며, 상기 마이크로프로세서(11)의 입력은 내부 아날로그/디지털 변환기로 이어져 있다.
신호 결합 및 갈바닉 절연 장치들로서, 도시된 실시 예에서 서로 직렬 연결된 2개의 커패시터(C)로 이루어진, 신호 결합 및 갈바닉 절연 장치들은 상기 단자들(9, 10) 각각 및 이에 연관된 전극(A, B) 사이에 개재(介在)되어 있다.
각각의 전극에 직렬 연결된 2개의 커패시터(C)는 양자 모두 바람직하게는 1 내지 5 ㎋ 범위의 동일한 커패시턴스를 지니고, 그럼으로써 0.5 내지 2.5 ㎋ 범위의 전극당 전체 커패시턴스를 제공한다.
이러한 전체 커패시턴스는 위에서 밝힌 이유로 최적의 것이다.
동작시, 마이크로프로세서(11)에 의해 상기 단자(9), 결과적으로는 상기 전극(A)에 펄스들의 트레인을 인가한 결과로서, 상기 전극들(A, B) 간의 동작시 세탁용 물의 전기 전도도의 결과로서 상기 단자(10)에는 펄스 전압(V10)이 나타나고, 이러한 전압이 수평축 상에 나타낸 시간 t의 함수로서 변화되는 것은 도 2의 상부 그래프에 정성(定性)적으로 도시되어 있다.
상응하는 방식으로, 전압(V16)은 상기 다이오드(14)의 캐소드와 상기 도체(R) 사이에, 다시 말하면 상기 커패시터(16)의 단자들에 걸리게 되며, 이러한 전압이 시간 t의 함수로서 변화되는 것은 도 2의 하부 도면에 정성적으로 도시되어 있는데, 상기 전극들(A, B) 사이에서 상기 세탁조의 전기 전도도가 증가하게 되면, 전압(V16)의 평균값 또한 증가하게 된다.
상기 증폭기(15)에 의해 증폭된 후, 상기 전압(V16)은 상기 마이크로프로세서(11)에 도달하게 되고, 상기 마이크로프로세서(11)는 그 후에 상기 단자(8)에서 그에 상응하는 출력 데이터를 제공하게 된다.
전술한 바와 같이, 1 내지 5 ㎋ 범위인 것이 바람직한 전체 신호 결합 및 갈바니 절연 커패시턴스는 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)의 단자들(9, 10) 각각 및 그에 연관된 전극(A, B) 사이에 개재되어 있다. 이러한 최적의 범위에서 선택된 커패시턴스는 임의의 펄스 간섭과 상기 전압(V10)의 펄스와의 구별을 용이하게 하는 한편, 상기 세탁조 내에 주입되는 전류의 세기가 적당한 레벨들로 유지될 수 있게 한다. 그러므로 이러한 커패시턴스를 제공하는 데 사용되는 커패시터들은 크기가 소형화될 수 있고 비용이 저렴해질 수 있다.
도 3은 상기 전기 전도도 감지 장치(1)가 동일한 지지 케이싱(2) 내에서 상기 세탁조의 혼탁도를 검출하는 장치(20)와 일체화되도록 이루어지는 변형 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 3에서, 앞서 설명한 부품들 및 요소들에는 이전에 사용한 것들과 동일한 알파벳 및 번호 참조들이 다시 제공되어 있다. 도시의 단순화를 위해, 상기 포락선 검파기(12)에 관련된 부분이 도 3의 도면에서는 생략되어 있다.
도 3에 따른 변형 예에서, 조합된 전기 전도도 및 세탁조 혼탁도 감지 장치는 케이싱의 대응하게 이루어진 적어도 부분적으로 투명한 부분들에서 서로 마주보도록 배치된 광 방출기(17) 및 광 검출기(18)를 더 포함하며, 그럼으로써 상기 세탁조의 일부가 동작시 상기 광 방출기 및 상기 광 검출기 간의 방사선 경로 상에 제공되도록 이루어지게 한다.
공지된 방법으로, 상기 혼탁도 검출기 장치(20)는 상기 세탁조의 온도를 검출하는 온도 센서(19)와 관련이 있을 수 있다.
도시된 실시 예에서, 상기 광 방출기(17), 상기 광 검출기(18) 및 상기 온도 센서(19)는 모두 상기 마이크로프로세서(11)에 연결되어 있다. 상기 마이크로프로세서는 특히 사전에 결정된 공칭 특성에 상응하는 방식으로 상기 혼탁도 검출 장치(20)의 동작 특성 또는 응답을 변경하도록 설계되는 것이 편리하다.
이러한 목적으로, 상기 마이크로프로세서(11)는, 동작시 상기 광 검출기(18)로부터 출력된 신호의 유효 순시값(effective instantaneous value)들에 적용될 때, 상기 광 검출기(18)로부터 출력된 신호의 정확한 값들을 발견하는데 사용될 수 있는 보정값들로서, 원하는 공칭 변환 특성에 상응하는, 보정값들을 나타내는 데이터를 저장하도록 구성된 내부 또는 외부 메모리 수단을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 전도도 감지 장치의 다른 한 변형 실시 예를 보여주는 도면이다. 이러한 도면에서도, 앞서 설명한 부품들 및 요소들에 이전에 사용된 알파벳 및 번호 참조들이 다시 제공되어 있다.
도 4에 따른 변형 예에서, 적어도 하나의 추가 전극(D)은, 사용시 상기 제2 전극(B)의 레벨과는 다른 레벨, 예를 들면 상기 제2 전극(B)보다 높은 레벨에서 세탁 챔버에 내재하는 조(槽)와 접촉하도록 하는 위치에 상기 지지 케이싱(2)을 통해 연장되어 있다.
상기 전극(D)은 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)의 추가 단자(20)에 연결되어 있으며, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 장치들(4)의 추가 단자(20)는 위에서 설명한 피크 검파기(12)와 유사한 추가 피크 또는 포락선 검파기(22)에 연결되어 있고, 상기 추가 피크 또는 포락선 검파기(22)는 저항기(23), 다이오드(24), 커패시터(26) 및 증폭기(25)를 포함한다.
상기 검파기(22)의 출력은 상기 마이크로프로세서(11)의 추가 입력 A/D에 연결된다. 상기 마이크로프로세서(11)는 동작시 상기 전극(D) 상에서(또는 상기 저항기(23) 상에서) 그리고 상기 전극(B) 상에서(또는 상기 저항기(13) 상에서) 이용 가능한 신호들에 기초하여 상기 세탁조의 레벨을 나타내는 신호들 또는 데이터를 공급하도록 설계되어 있다.
다양한 레벨에 배치된 임의의 필요한 추가 전극들, 및 이들에 연관된 검출기 회로들을 추가함으로써, 세탁조 레벨 측정의 분해능이 개선될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 전기 전도도 감지 장치는 세탁기의 세탁 챔버 아래에 배치된, 트레이(tray) 등등과 같은 수집 베셀(collecting vessel)에서 세탁조 액체의 존재를 검출하여 누출 또는 범람 상태를 시그널링하는데 사용될 수 있다.
물론, 동일하게 유지되는 본 발명의 원리, 실시 예의 형태들 및 구성의 세부사항은, 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 단지 비-제한적인 예로서 제시된, 위에서 설명되고 도시된 것들에 대한 광범위한 변화가 이루어진 것들을 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 액체의 전기 전도도, 특히 세탁기에 내재하는 세탁조의 전기 전도도를 감지하는 장치로서,
    상기 전기 전도도 감지 장치가,
    전기 절연 지지 케이싱(2)으로서, 전기 절연 지지 케이싱(2)을 통해 액체와 접촉하도록 된 제1 및 제2 전극들(A, B)이 외부로 연장되어 있는, 전기 절연 지지 케이싱(2);
    전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)으로서, 상기 전기 절연 지지 케이싱(2)에 적어도 부분적으로 하우징되고 상기 전극들(A, B)에 연결되어 있는, 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4); 및
    신호 결합 및 갈바닉 절연 수단으로서, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4) 및 상기 전극들(A, B) 사이에 개재(介在)되어 있으며, 마찬가지로 상기 전기 절연 지지 케이싱(2)에 하우징되어 있는, 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단;
    을 포함하는, 전기 전도도 감지 장치에 있어서,
    상기 전기 전도도 감지 장치(1)는, 상기 신호 결합 및 갈바닉 절연 수단이 적어도 제1 및 제2 커패시터(C)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 커패시터(C) 각각이 상기 전극들(A, B) 중 하나 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)의 상응하는 단자(9, 10) 사이에 직렬로 상호연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 전도도 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극들(A, B) 각각 및 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)의 상응하는 단자(9, 10) 사이에는, 0.5 내지 2.5 ㎋ 범위의 전체 커패시턴스를 지니는 하나 이상의 캐패시터들(C)이 개재(介在)되어 있는, 전기 전도도 감지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)은, 펄스 생성 수단(11)으로서, 특히 상기 제1 전극(A)에 연결되어 있으며 사전에 결정된 주파수를 지니는 구형파 펼스들을 생성하는, 펄스 생성 수단(11)을 포함하는, 전기 전도도 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)은 상기 제2 전극(B)에 연결된 포락선 검파기 수단(12)을 포함하는, 전기 전도도 감지 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 펄스 생성 수단은 마이크로프로세서(11)에 의해 형성되고, 포락선 검파기 수단(12)의 출력은 상기 마이크로프로세서(11)의 입력에 연결되는, 전기 전도도 감지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전기 전도도 감지 장치는 서로 광 결합되는 광 방출기(17) 및 광 검출기(18)를 포함하는 타입의 세탁조의 혼탁도를 검출하는 장치(20)와 일체화되는, 전기 전도도 감지 장치.
  7. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극(B)과는 다른 레벨에서 상기 세탁조와 접촉하도록 적어도 하나의 추가 전극(D)이 상기 전기 절연 지지 케이싱(2)을 통해 연장되어 있고,
    상기 적어도 하나의 추가 전극(D)은 직렬로 상호연결된 제1 및 제2 추가 커패시터(C')를 통해 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)에 연결되어 있으며, 상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)은 동작시 상기 제2 전극 상에서 그리고 상기 적어도 하나의 추가 전극 상에서 이용 가능한 신호들에 기초하여 상기 세탁조의 레벨을 나타내는 신호들 또는 데이터를 공급하도록 설계되어 있는, 전기 전도도 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 공급 및 신호 포착 및 처리 회로 수단(4)은 상기 적어도 하나의 추가 전극(D)에 연결된 적어도 하나의 추가 포락선 검파기 수단(112)을 포함하는, 전기 전도도 감지 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 항에 따른 전기 전도도 감지 장치를 포함하는 세탁기.
  10. 세탁기의 세탁 챔버 아래에 배치된, 트레이(tray)와 같은 수집 베셀(collecting vessel)에서 물의 존재를 검출하여 누출 또는 범람 상태를 시그널링하기 위해 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 항에 따른 장치를 사용하는 방법.
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