KR20180109259A - Water supply device for automatically maintaining water level and water purifier having the same - Google Patents

Water supply device for automatically maintaining water level and water purifier having the same Download PDF

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KR20180109259A
KR20180109259A KR1020170038582A KR20170038582A KR20180109259A KR 20180109259 A KR20180109259 A KR 20180109259A KR 1020170038582 A KR1020170038582 A KR 1020170038582A KR 20170038582 A KR20170038582 A KR 20170038582A KR 20180109259 A KR20180109259 A KR 20180109259A
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김남훈
최병석
김희선
신성구
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엘지전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a dual ultrasonic sensor, which comprises: a dispenser having a spout to enable purified water to flow into a container disposed in the lower portion of the spout; and a sensor unit measuring a height and a water level of the container by using a dual ultrasonic sensor having transmitting angles, different from each other. Moreover, the dual ultrasonic sensor comprises: a wide-angle ultrasonic sensor transmitting ultrasonic waves of a first transmitting angle to the container and measuring the height of the container; and a narrow angle ultrasonic sensor transmitting ultrasonic waves of a second transmitting angle, narrower than the first transmitting angle, and measuring the water level of the container to enable the ultrasonic waves to reach a water surface by passing through an entrance hole of the container.

Description

자동 정수위 급수 장치 및 이를 구비한 정수기{WATER SUPPLY DEVICE FOR AUTOMATICALLY MAINTAINING WATER LEVEL AND WATER PURIFIER HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic water purifier,

본 발명은 특정 수위까지 자동으로 물을 급수할 수 있는 자동 정수위 급수 장치 및 이를 구비한 정수기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an automatic water level watering device capable of automatically supplying water to a certain water level and a water purifier having the same.

일반적으로 정수기는 사용자가 마실 수 있도록 정수된 물을 사용자에게 제공하기 위한 디스펜서를 구비한다.Generally, the water purifier has a dispenser for providing purified water to the user so that the user can drink it.

다양한 기능을 가진 냉장고에 대한 수요가 증가함에 따라 냉장고의 도어에 디스펜서를 설치하여 도어를 열지 않고도 디스펜서를 이용하여 사용자가 물을 마실 수 있다. As the demand for refrigerators with various functions increases, a dispenser can be installed on the door of the refrigerator so that the user can drink water using the dispenser without opening the door.

디스펜서는 정수기 또는 냉장고 도어의 전면에서 내측으로 오목하게 형성되는 디스펜서하우징, 디스펜서하우징의 상부에 설치되는 출수구 및 사용자의 터치에 의해 조작되는 조작부 등을 포함할 수 있다.The dispenser may include a dispenser housing recessed inwardly from a front surface of a water purifier or a refrigerator door, an outlet provided on an upper portion of the dispenser housing, and an operation unit operated by a user's touch.

사용자는 출수구의 하부에 컵 등의 용기를 안착시킨 후 조작부를 조작하여 물을 추출할 수 있다.The user can place the container such as the cup on the lower part of the outflow port and then operate the operation part to extract the water.

최근에는 한 번 터치하기만 하면 용기 내부로 출수되는 물의 수위를 조절하여 정해진 수위까지 자동으로 급수가 가능한 디스펜서의 개발에 대한 관심이 집중되고 있다.In recent years, attention has been focused on the development of a dispenser capable of automatically supplying water to a predetermined level by controlling the water level of the water exiting the container by touching once.

그래서, 종래에는 초음파 센서를 이용하여 용기 높이 및 용기 내의 수위를 검출하는 디스펜서를 개발하려는 시도가 있었다.Hitherto, there has been an attempt to develop a dispenser for detecting the container height and the water level in the container by using an ultrasonic sensor.

도 1은 종래의 초음파 센서를 이용하여 다양한 형태의 용기와 물의 높이를 측정한 결과를 보여주는 초음파 신호의 개념도이고, 도 2는 종래의 초음파 센서를 이용하여 용기 내의 수위를 측정하는 방법을 나타내기 위한 것으로서, 도 2a는 입구가 좁은 용기의 수위 측정 시 문제점을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2b는 높이가 낮은 용기의 수위 측정 시 문제점을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of an ultrasonic signal showing the results of measuring the height of various types of containers and water using a conventional ultrasonic sensor. FIG. 2 is a view showing a method of measuring a water level in a container using a conventional ultrasonic sensor. 2A is a conceptual view for explaining a problem in measuring a level of a container having a narrow inlet, and FIG. 2B is a conceptual diagram for explaining a problem in measuring a level of the container having a low height.

초음파 센서는 TOF(Time of Flight) 기반으로 초음파를 송신하고 용기(100) 내부의 수면에서 반사되어 나오는 반사파를 수신하여, 그 시간 차이와 속도를 이용하여 초음파의 발신각도 내에 존재하는 수면까지의 거리 값을 측정할 수 있다. 측정된 용기(100) 내 수면까지의 거리값을 이용하여 용기(100) 내의 수위를 감지할 수 있다.The ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave based on TOF (Time of Flight), receives a reflected wave reflected from the water surface inside the vessel 100, and measures the distance to the water surface existing within the angle of emission of the ultrasonic wave The value can be measured. The water level in the container 100 can be sensed using the distance value to the water surface in the container 100 measured.

한편, 종래의 등록특허 10-0832237에 의하면, 초음파 센서는 출수구로부터 일렬로 배열되고, 복수의 초음파 센서 중 출수구로부터 먼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이를 측정하고, 출수구로부터 가까운 초음파 센서를 이용하여 용기의 수위를 측정하되, 각 초음파 센서는 동일한 발신각도(예, 60~150도)의 초음파를 발신하여 특정 수위까지 용기 내부로 급수 시 용기와 물 높이를 동시에 측정하였다.On the other hand, according to the conventional patent document 10-0832237, the ultrasonic sensors are arranged in a line from the outflow port, and the height of the container is measured using an ultrasonic sensor remote from the outflow port of the plurality of ultrasonic sensors, Each ultrasonic sensor emits ultrasound at the same angle of emission (eg, 60 to 150 degrees) to measure the height of the container and the water at the same time.

그러나, 종래의 초음파 센서는 용기의 높이 및 수위를 측정하기 위해 초음파 센서에서 용기(100) 입구 사이의 측정된 거리값과 초음파 센서에서 수면 사이의 측정된 거리값을 각각 구분하기가 어렵고, 용기(100)의 높이와 수위의 측정값이 부정확한 문제점이 종종 발생하였다.However, in the conventional ultrasonic sensor, it is difficult to distinguish the measured distance value between the inlet of the container 100 and the ultrasonic sensor from the ultrasonic sensor to measure the height and the water level of the container, 100) were often inaccurate.

예를 들어, 도 1에서 발신각도가 60도~150도인 복수의 초음파 센서를 이용하여 다양한 형태의 용기의 높이와 수위를 측정한 결과를 살펴보면 다음과 같다.For example, in FIG. 1, the height and the water level of various types of containers are measured using a plurality of ultrasonic sensors having a dialing angle of 60 to 150 degrees. The results are as follows.

도 1의 위에서부터 첫번째 용기인 입구가 좁은 물병(101)의 경우에 물 높이 신호의 세기가 낮아서 물 높이의 신호를 구분하기가 어려운 문제가 있다.1, there is a problem that it is difficult to distinguish the signal of the water height because the intensity of the water height signal is low in the case of the water bottle 101 having the narrow opening at the first container.

두번째 용기인 손잡이가 높은 냄비(102)의 경우에 손잡이가 용기의 높이로 잘못 인식될 수 있다.The handle may be erroneously recognized as the height of the container in the case of the pot 102 having a high handle, which is the second container.

세번째 용기인 역 삼각형 형태의 소주잔(103)의 경우에 수면 위쪽의 경사면으로부터 반사신호가 수신되어 상기 경사면이 물 높이로 잘못 인식될 수 있다.In the case of the soju beaker 103 having the inverted triangle shape as the third container, a reflection signal is received from the slope surface above the water surface, and the slope surface may be erroneously recognized as the water height.

네번째 용기인 숟가락의 일부가 상부로 노출된 머그컵(104)의 경우에 숟가락의 높이가 용기의 높이로 잘못 인식될 수 있다.The height of the spoon may be erroneously recognized as the height of the container in the case of the mug 104 in which a part of the spoon as the fourth container is exposed upward.

특히, 도 2a의 왼쪽에 도시된 바와 같이 입구가 넓은 용기(100)의 수위는 측정이 가능하지만, 도 2a의 오른쪽에 도시된 바와 같이 입구가 좁은 용기(110)의 수위는 측정이 불가능한 문제점이 있다.In particular, although it is possible to measure the water level of the container 100 having a wide inlet as shown in the left side of FIG. 2A, there is a problem that the water level of the container 110 having a narrow inlet as shown on the right side of FIG. have.

왜냐하면, 입구가 좁은 용기(110)의 경우에 초음파의 대부분이 용기의 입구에서 반사되어 용기(110) 내부의 수면까지 도달하지 못하기 때문이다.This is because most of the ultrasonic waves are reflected at the inlet of the container and do not reach the surface of the interior of the container 110 in the case of the container 110 having a narrow inlet.

또한, 도 2b의 왼쪽에 도시된 바와 같이 높이가 일정 높이 이상 높은 용기(120)의 수위는 측정이 가능하지만, 도 2b의 오른쪽에 도시된 바와 같이 높이가 낮은 용기(130)의 수위는 측정이 불가능한 문제점이 있다.As shown in the left side of FIG. 2B, the water level of the container 120 having a height higher than the predetermined height can be measured, but the water level of the container 130 having a low height as shown on the right side of FIG. There is an impossible problem.

왜냐하면, 초음파 센서는 발신각도 내에 존재하는 장애물까지의 모든 거리 값을 측정하는데, 센서에서 가장 가까운 용기(130)의 입구가 먼저 측정되어 우선하기 때문이다.Because the ultrasonic sensor measures all distance values to the obstacles present within the angle of departure, the entrance of the vessel 130 closest to the sensor is first measured and prioritized.

따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 용기, 특히 입구가 좁거나 높이가 낮은 용기 등에 대하여 수위를 정확히 측정 가능하여 특정 수위까지 자동으로 급수할 수 있는 자동 정수위 급수 장치 및 이를 구비한 정수기를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an automatic water level watering device capable of accurately measuring the water level in various containers, particularly containers with narrow openings or low height, and automatically supplying water to a specified water level, and a water purifier will be.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 장치는, 출수구를 구비하여 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 정수를 출수하는 디스펜서; 및 발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 듀얼 초음파 센서는, 상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및 초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서를 포함한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided an automatic water level dispenser comprising: a dispenser provided with a water outlet for dispensing purified water into a container disposed below the water outlet; And a sensor unit for measuring a height and a level of the container by using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure, wherein the dual ultrasonic sensor transmits ultrasonic waves at a first angle of departure to the container to measure the height of the container Wide Angle Ultrasonic Sensor; And a narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting an ultrasonic wave having a second angle of departure, which is narrower than the first angle of departure, so that ultrasonic waves pass through the inlet of the container and reach the surface of the water.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1발신각도는 60~150도 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first angle of emission may be 60 to 150 degrees.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2발신각도는 0~10도 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second dialing angle may be 0 to 10 degrees.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 용기의 상단에 형성되는 입구는 용기본체보다 면적이 좁을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the inlet formed at the upper end of the container may be smaller in area than the container body.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 광각 및 협각 초음파 센서는 상기 출수구와 근접하게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wide angle and narrow angle ultrasonic sensors may be arranged close to the outlet.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브; 및 상기 급수밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water; And a controller for controlling the water supply valve.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부; 상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a target level input unit for inputting a target level of the container by a user; And a display for indicating the level of the container.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 광각 초음파 센서로부터 감지신호를 입력받고, 상기 용기로부터 반사되어 수신되는 초음파의 입력값 중 급수 시 상기 용기의 높이 변화가 발생하는 값을 제거할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit receives a sensing signal from the wide angle ultrasonic sensor, and removes a value of a height variation of the container when water is supplied among input values of ultrasonic waves received from the container. have.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 광각 초음파 센서와 상기 용기의 입구 사이의 측정된 거리값들 중 최소값을 추출하여 상기 용기의 높이를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controller may determine a height of the container by extracting a minimum value among measured distance values between the wide angle ultrasonic sensor and the inlet of the container.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 협각 초음파 센서로부터 감시신호를 입력받고, 상기 수면으로부터 반사되어 수신되는 초음파의 입력값 중 급수시 상기 수위의 변화가 일정한 값을 수위로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit receives a monitoring signal from the narrow-angle ultrasonic sensor and determines a constant value of a change in the water level at a water level among input values of ultrasonic waves reflected and received from the water surface have.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 협각 초음파 센서와 상기 수면 사이의 측정된 거리값들 중 최대값을 추출하여 상기 용기의 수위를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controller may determine a water level of the container by extracting a maximum value among measured distance values between the narrow-angle ultrasonic sensor and the water surface.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 광각 초음파 센서는, 초음파를 발신하는 발신부; 상기 용기에서 반사되는 초음파를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wide angle ultrasonic sensor includes: a transmitter that emits an ultrasonic wave; And a receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the container.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 협각 초음파 센서는 초음파를 발신하고 상기 용기에서 반사되는 초음파를 수신하는 발신 및 수신부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the narrow-angle ultrasonic sensor may include a transmitter and receiver for transmitting ultrasonic waves and receiving ultrasonic waves reflected from the container.

본 발명에 따른 정수기는, 정수기본체; 상기 정수기본체의 내부에 설치되는 필터부; 출수구를 구비하고, 상기 필터부로부터 공급된 정수를 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 출수하는 디스펜서; 상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브; 사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부; 상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이; 발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 감지신호를 입력받아 상기 급수밸브를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 듀얼 초음파 센서는, 상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및 초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서를 포함할 수 있다.The water purifier according to the present invention comprises: a water purifier main body; A filter unit installed inside the purifier body; A dispenser provided with a water outlet and allowing the purified water supplied from the filter portion to flow out into a container disposed below the water outlet; A water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water; A target water level input unit through which a user inputs a target water level of the container; A display for indicating a level of the container; A sensor unit for measuring a height and a level of the container using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure; And a control unit receiving the sensing signal from the sensor unit and controlling the water supply valve, wherein the dual ultrasonic sensor includes: a wide angle ultrasonic sensor for measuring a height of the container by transmitting ultrasound waves at a first angle of emission to the container; And a narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting ultrasound at a second angle of departure, which is narrower than the first angle of departure, so that ultrasonic waves pass through the inlet of the container and reach the surface of the water.

본 발명에 따른 냉장고는, 내부에 저장실을 구비하는 냉장고 본체; 상기 냉장고 본체의 전면을 개폐하는 도어; 상기 도어의 전면에 설치되고, 출수구를 구비하고, 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 정수를 출수하는 디스펜서; 상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브; 사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부; 상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이; 발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 감지신호를 입력받아 상기 급수밸브를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 듀얼 초음파 센서는, 상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및 초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서를 포함할 수 있다.A refrigerator according to the present invention includes: a refrigerator body having a storage room therein; A door for opening / closing a front surface of the refrigerator main body; A dispenser provided on a front surface of the door, having a water outlet, and dispensing purified water into a container disposed at a lower portion of the water outlet; A water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water; A target water level input unit through which a user inputs a target water level of the container; A display for indicating a level of the container; A sensor unit for measuring a height and a level of the container using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure; And a control unit receiving the sensing signal from the sensor unit and controlling the water supply valve, wherein the dual ultrasonic sensor includes: a wide angle ultrasonic sensor for measuring a height of the container by transmitting ultrasound waves at a first angle of emission to the container; And a narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting ultrasound at a second angle of departure, which is narrower than the first angle of departure, so that ultrasonic waves pass through the inlet of the container and reach the surface of the water.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, the following effects can be obtained.

첫째, 급수 시 용기의 높이는 발신각도(감지각도)가 넓은 광각 초음파 센서(60도 이상)로 측정하고, 용기 내의 수위는 발신각도가 좁은 협각 초음파 센서(10도 이하)로 측정함으로써, 감지각도가 서로 다른 초음파 센서를 이용하여 용기 높이와 수위 상호 간의 간섭 없이 측정 가능하여, 입구가 좁거나 높이가 낮은 용기 등 다양한 형태의 용기에서 정수위 급수가 구현 가능하다.First, the height of the container at the time of water supply is measured by a wide angle ultrasonic sensor (60 degrees or more) having a wide angle of departure (sensing angle), and the water level in the container is measured with a narrow angle ultrasonic sensor (10 degrees or less) Using different ultrasonic sensors, it is possible to measure without interfering with vessel height and water level, and it is possible to implement a water purifier in various types of vessels such as narrow or low-height vessels.

둘째, 초음파의 발신각도가 10도 이하인 협각 초음파 센서는 용기의 입구를 통해 초음파를 통과시켜 수면에 도달하게 함으로써, 수면으로부터 반사되는 반사파를 수신할 수 있다.Second, a narrow-angle ultrasonic sensor having an ultrasonic wave emitting angle of 10 degrees or less can receive reflected waves reflected from the water surface by passing ultrasonic waves through the inlet of the container to reach the water surface.

셋째, 초음파 발신각도가 60도 이상인 광각 초음파 센서는 용기의 크기와 형태가 다양한 용기의 입구를 모두 감지할 수 있다.Third, a wide angle ultrasonic sensor having an ultrasonic emission angle of 60 degrees or more can detect the entrance of containers having various sizes and shapes of containers.

넷째, 용기 입구와 수면의 감지 특성이 상반되는 점을 고려하여 용기 입구 및 수면에 대하여 독립적인 감지 알고리즘을 적용하는 것이 효과적이다. 즉, 용기 높이를 측정할 경우에 급수 시 용기의 높이 변화가 없으므로 변화가 발생하는 측정값을 제거하고, 용기 입구가 센서와 가장 가까움에 따라 측정된 거리값들 중 최소값을 추출하여 용기 입구의 높이를 보다 정확히 측정할 수 있다. 또한, 용기의 수위를 측정할 경우에 급수 시 높이의 변화가 있으므로 일정하게 변화하는 값을 추출하고, 센서에서 수면까지의 거리가 가장 먼 거리값을 가지므로 측정된 거리값들 중 최대값을 추출하여 용기의 수위를 보다 정확하게 측정할 수 있다.Fourth, it is effective to apply an independent detection algorithm to the container inlet and the surface of the water, considering that the sensing characteristics of the container inlet and the water surface are opposite. That is, when the container height is measured, since the container height does not change during the water supply, the measurement value at which the change occurs is removed, and the minimum value among the distance values measured as the container inlet is closest to the sensor is extracted, Can be measured more accurately. In addition, when measuring the level of the container, since the height at the time of water supply is changed, a constant value is extracted, and since the distance from the sensor to the water surface has the longest distance value, So that the level of the container can be measured more accurately.

도 1은 종래의 초음파 센서를 이용하여 다양한 형태의 용기와 물의 높이를 측정한 결과를 보여주는 초음파 신호의 개념도이다.
도 2는 종래의 초음파 센서를 이용하여 용기 내의 수위를 측정하는 방법을 나타내는 것으로서, 도 2a는 입구가 좁은 용기의 수위 측정 시 문제점을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2b는 높이가 낮은 용기의 수위 측정 시 문제점을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 듀얼 초음파 센서가 디스펜서의 상부에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 4에서 듀얼 초음파 센서의 구성을 보다 상세히 보여주는 개념도이다.
도 6a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 용기의 높이에 대한 광각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 용기의 수위에 대한 협각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 입구가 좁은 용기에 대한 광각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 입구가 좁은 용기에 대한 협각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 높이가 낮은 용기에 대한 광각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 높이가 낮은 용기에 대한 협각 초음파 센서의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a는 급수 시 용기 높이에 대하여 종래 대비 본 발명에 따른 초음파 신호의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 9b는 급수 시 용기의 수위에 대하여 종래 대비 본 발명에 따른 초음파 신호의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a conceptual diagram of an ultrasound signal showing the results of measuring the height of various types of containers and water using a conventional ultrasonic sensor.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a problem in measuring the level of a container having a narrow inlet, FIG. 2 (b) Fig. 2 is a conceptual diagram for explaining the problem of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of an automatic water level dispenser according to the present invention.
FIG. 4 is a conceptual view showing a dual ultrasonic sensor according to the present invention installed on an upper part of a dispenser.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the configuration of the dual ultrasonic sensor in more detail in FIG.
6A is a conceptual diagram for explaining the measurement principle of the wide angle ultrasonic sensor with respect to the height of the container among the dual ultrasonic sensors of FIG.
FIG. 6B is a conceptual diagram illustrating the principle of measurement of the narrow-angle ultrasonic sensor with respect to the level of the container among the dual ultrasonic sensors of FIG.
FIG. 7A is a conceptual diagram for explaining the principle of measurement of a wide-angle ultrasonic sensor for a container having a narrow inlet among the dual ultrasonic sensors of FIG.
FIG. 7B is a conceptual diagram for explaining the measurement principle of the narrow-angle ultrasonic sensor for a container having a narrow inlet among the dual ultrasonic sensors of FIG.
FIG. 8A is a conceptual view for explaining the principle of measurement of a wide-angle ultrasonic sensor for a container of a low height among the dual ultrasonic sensors of FIG.
FIG. 8B is a conceptual diagram for explaining the principle of measurement of the narrow-angle ultrasonic sensor for the low-height container among the dual ultrasonic sensors of FIG.
9A is a graph showing waveforms of ultrasonic signals according to the present invention with respect to the container height at the time of water supply.
FIG. 9B is a graph showing the waveform of the ultrasonic signal according to the present invention with respect to the water level of the container at the time of water supply.
10 is a flowchart for explaining an automatic water leveling method according to the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 자동 정수위 급수 장치 및 이를 구비한 정수기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an automatic water level dispenser and a water purifier having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

도 3은 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 듀얼 초음파 센서가 디스펜서(12)의 상부에 설치된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 5는 도 4에서 듀얼 초음파 센서의 구성을 보다 상세히 보여주는 개념도이다.FIG. 3 is a block diagram showing the construction of an automatic water supply system according to the present invention, FIG. 4 is a conceptual view showing a dual ultrasonic sensor according to the present invention installed on an upper part of a dispenser 12, Fig. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the dual ultrasonic sensor in more detail.

정수기는 정수기 본체(10), 필터부(11) 및 자동 정수위 급수 장치를 포함할 수 있다.The water purifier may include a purifier body 10, a filter unit 11, and an automatic water purifier.

정수기 본체(10)는 정수기의 외관을 형성한다. 필터부(11)는 직렬로 연결되는 복수의 필터를 구비하고, 수돗물을 복수의 필터로 순서대로 통과시킴으로 인체에 해로운 물질을 여과시켜 정수를 생성한다.The purifier body 10 forms the appearance of the purifier. The filter unit 11 includes a plurality of filters connected in series, and the tap water is sequentially passed through the plurality of filters to filter substances harmful to the human body to generate purified water.

정수기는 정수를 냉각하여 냉수를 생성하기 위한 냉각장치 및 정수를 가열하여 온수를 생성하기 위한 가열장치를 포함할 수 있다.The water purifier may include a cooling device for cooling the purified water to generate cold water and a heating device for heating the purified water to generate hot water.

자동 정수위 급수 장치는 사용자가 정수기의 앞에서 서서 정수기를 바라보는 방향으로 정수기 본체(10)의 전면에 설치될 수 있다.The automatic water level feeder may be installed in front of the water purifier main body 10 in a direction in which the user stands in front of the water purifier and looks at the water purifier.

자동 정수위 급수 장치는 디스펜서(12), 급수밸브(13), 입력부, 디스플레이(16), 센서부(20) 및 제어부(19)를 포함할 수 있다.The automatic water level feeder may include a dispenser 12, a water supply valve 13, an input unit, a display 16, a sensor unit 20, and a control unit 19.

디스펜서(12)는 적어도 하나 이상의 출수구(121)를 구비한다. 출수구(121)가 한 개일 경우 정수, 냉수 및 온수가 한 개의 출수구(121)를 통해 선택적으로 출수될 수 있다. 출수구(121)가 두 개일 경우 이중 하나는 정수 및 냉수를 선택적으로 출수하고, 다른 하나는 온수를 출수할 수 있다. 디스펜서(12)는 정수기 본체(10)의 전면에 후방으로 함몰된 형태일 수 있다. 디스펜서(12) 내부에 용기(1)를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되고, 출수구(121)는 디스펜서(12)의 내측 상단에 설치될 수 있다. 냉장고의 도어 전면에 디스펜서(12)가 적용될 경우, 디스펜서(12)는 얼음 토출구를 더 구비할 수 있다. 얼음 토출구는 출수구(121)로부터 디스펜서(12) 안쪽으로 이격 배치될 수 있다.The dispenser (12) has at least one outlet (121). When the outlet 121 is one, the purified water, the cold water, and the hot water can be selectively discharged through the single outlet 121. When two outlets 121 are provided, one of the outlets 121 and 122 can selectively receive the purified water and the cold water, and the other can receive the hot water. The dispenser 12 may be recessed rearward on the front surface of the purifier body 10. A receiving space for receiving the container 1 is formed in the dispenser 12 and the outlet 121 may be installed at an inner upper end of the dispenser 12. When the dispenser 12 is applied to the front of the door of the refrigerator, the dispenser 12 may further include an ice discharge port. The ice discharge port may be disposed inside the dispenser 12 from the outlet 121.

급수밸브(13)는 필터부(11)와 연결되는 급수관에 설치되어, 정수의 출수량을 조절할 수 있다. 급수관은 냉수배관 및 온수배관과 연통되게 연결될 수 있다. 이 경우 급수밸브(13)는 정수, 냉수 및 온수를 각각 독립적으로 조절하도록 복수개로 설치될 수 있다.The water supply valve (13) is installed in a water supply pipe connected to the filter unit (11), so that the amount of purified water can be adjusted. The water supply pipe can be connected to the cold water pipe and the hot water pipe. In this case, the water supply valve 13 may be provided in plurality so as to independently adjust the purified water, the cold water, and the hot water.

입력부는 사용자가 정수위 시작을 입력하기 위한 정수위 급수 시작 입력부(14), 사용자가 목표 수위를 입력하기 위한 목표 수위 입력부(15)를 포함할 수 있다. 정수위 급수 시작 입력부(14) 및 목표 수위 입력부(15)는 서로 별개로 동작 가능하게 이격 배치될 수 있다. 입력부는 사용자에 의해 조작 가능한 버튼식 또는 터치식으로 작동될 수 있다.The input unit may include a water level start input unit 14 for the user to input the start of the water level, and a target water level input unit 15 for the user to input the target water level. The water level start input section 14 and the target level input section 15 may be spaced apart from each other so as to be operable separately from each other. The input unit can be operated in a button-type or touch-type that can be operated by a user.

디스플레이(16)는 사용자가 육안을 통해 식별 가능하도록 목표 수위, 용기(1) 내의 급수 중 수위를 실시간으로 표시할 수 있다.The display 16 can display the target water level, the water level in the water in the vessel 1 in real time so that the user can visually recognize it.

입력부 및 디스플레이(16)에 각각 표시되는 목표 수위 및 측정된 수위는 50%, 70% 및 80% 등과 같이 디지털 형태 또는 막대 그래프 형태로 표시될 수 있다. 입력부 및 디스플레이(16)는 출수구(121)의 상부에 배치될 수 있다.The target water level and the measured water level respectively displayed on the input unit and the display 16 may be displayed in digital form or bar graph form such as 50%, 70% and 80%. The input unit and the display 16 may be disposed on the upper portion of the outlet 121.

센서부(20)는 듀얼 초음파 센서를 사용하여 용기(1)의 높이 및 수위를 측정할 수 있다. 듀얼 초음파 센서는 출수구(121)와 근접하게 디스펜서(12)의 상부에 설치될 수 있다.The sensor unit 20 can measure the height and the water level of the container 1 using a dual ultrasonic sensor. The dual ultrasonic sensor may be installed at an upper portion of the dispenser 12 close to the outlet 121.

제어부(19)는 정수위 급수 시작 입력부(14), 목표 수위 입력부(15), 광각 초음파 센서(17) 및 협각 초음파 센서(18)로부터 측정된 값을 입력받아 급수밸브(13)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(19)는 목표 수위 입력부(15) 및 협각 초음파 센서(18)로부터 신호를 입력받아 디스플레이(16)를 통해 용기(1) 내부로 급수될 목표 수위 및 측정된 용기(1) 내부의 수위 등을 실시간으로 표시할 수 있다.The control unit 19 can receive the measured values from the water level start input unit 14, the target level input unit 15, the wide angle ultrasonic sensor 17 and the narrow angle ultrasonic sensor 18 to control the water supply valve 13 . The control unit 19 receives a signal from the target level input unit 15 and the narrowed-angle ultrasonic sensor 18 and displays a target level to be fed into the container 1 through the display 16 and a target level And water level can be displayed in real time.

듀얼 초음파 센서는 광각 초음파 센서(17)와 협각 초음파 센서(18)를 포함할 수 있다.The dual ultrasonic sensor may include a wide angle ultrasonic sensor 17 and a narrow angle ultrasonic sensor 18.

본 명세서에서 광각 초음파 센서(17)라 함은 발신각도(감지각도)가 60도~150도로 초음파를 발신하는 초음파 센서라고 정의하고, 협각 초음파 센서(18)라 함은 발신각도가 10도로 초음파를 발신하는 초음파 센서라고 정의할 수 있다. 다만, 광각 초음파 센서(17) 및 협각 초음파 센서(18)의 발신각도는 설계목적에 따라 달라질 수 있다.In the present specification, the wide angle ultrasonic sensor 17 is defined as an ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic wave at a transmission angle (sensing angle) of 60 to 150 degrees, and the narrow angle ultrasonic sensor 18 is defined as an ultrasonic sensor for transmitting ultrasonic waves at a transmission angle of 10 degrees It can be defined as an ultrasonic sensor that transmits ultrasonic waves. However, the angle of emission of the wide angle ultrasonic sensor 17 and the narrow angle ultrasonic sensor 18 may vary depending on the design purpose.

초음파 센서의 발신각도는 초음파가 발신되는 초음파 출구의 구조에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 초음파 출구에 초음파의 범위를 한정하는 두 안내면이 있고, 안내면 사이로 초음파가 방출될 때 두 안내면 사이각에 의해 초음파의 발신각도가 결정될 수 있다.The originating angle of the ultrasonic sensor can be determined according to the structure of the ultrasonic wave outlet from which the ultrasonic wave is transmitted. For example, there are two guide surfaces that define the range of the ultrasonic waves at the exit of the ultrasonic wave, and when the ultrasonic waves are emitted between the guide surfaces, the angle of emission of the ultrasonic waves can be determined by the angle between the two guide surfaces.

광각 초음파 센서(17)는 용기(1)의 높이를 측정하도록 구성된다. 용기(1)는 입구가 좁거나 높이가 낮은 용기(1) 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 초음파 센서는 발신각도 내에 존재하는 장애물까지의 모든 거리값을 측정하므로, 넓은 범위의 각도로 초음파를 발신하는 광각 초음파 센서(17)가 다양한 형태의 용기(1) 높이를 측정하는데 유리하다.The wide angle ultrasonic sensor 17 is configured to measure the height of the container 1. The container 1 may have various forms such as a container 1 having a narrow inlet or a small height. Since the ultrasonic sensor measures all the distances to the obstacles present within the angle of departure, the wide angle ultrasonic sensor 17, which transmits the ultrasonic waves in a wide range of angles, is advantageous for measuring the height of various types of containers.

광각 초음파 센서(17)는 인쇄회로기판(173)의 일측에 장착되는 발신부(171)와 인쇄회로기판(173)의 타측에 장착되는 수신부(172)를 포함할 수 있다. 발신부(171)는 초음파를 발신하고, 수신부(172)는 용기(1) 등에서 반사된 초음파를 수신한다. 광각 초음파 센서(17)는 초음파가 발신되어 용기(1)로부터 반사되는 초음파를 수신할 수 있다. 제어부(19)는 광각 초음파 센서(17)와 전기적으로 연결되고, 발신과 수신의 시간 차이를 근거로 초음파 센서와 용기(1)(장애물) 간의 거리값을 측정할 수 있다.The wide angle ultrasonic sensor 17 may include a transmitter 171 mounted on one side of the printed circuit board 173 and a receiver 172 mounted on the other side of the printed circuit board 173. The transmitting portion 171 transmits ultrasonic waves, and the receiving portion 172 receives ultrasonic waves reflected from the container 1 or the like. The wide angle ultrasonic sensor 17 can receive ultrasonic waves reflected from the container 1 by the transmission of ultrasonic waves. The control unit 19 is electrically connected to the wide angle ultrasonic sensor 17 and can measure the distance value between the ultrasonic sensor and the container 1 (obstacle) based on the time difference between the transmission and reception.

협각 초음파 센서(18)는 용기(1) 내의 수위를 측정하도록 구성된다. 용기(1)의 입구가 좁을 경우에 수위를 측정하기 위해서는 초음파가 용기(1)의 입구를 관통해야 하므로, 발신각도가 좁은 협각 초음파 센서(18)가 효과적이다. 협각 초음파 센서(18)는 발신되는 초음파와 반사되어 수신되는 초음파 사이각이 광각 초음파에 비해 좁으므로, 발신부(171)와 수신부(172)가 하나의 모듈로 구성됨이 바람직하다. 따라서, 협각 초음파 센서(18)는 초음파를 발신하고 반사된 초음파를 수신하는 발신 및 수신부(172)가 하나의 구성요소로 이루어질 수 있다. 제어부(19)는 협각 초음파 센서(18)와 전기적으로 연결되어, 초음파의 발신과 수신의 시간 차이를 근거로 센서와 수위 사이의 거리값을 측정할 수 있다.The narrow-angle ultrasonic sensor 18 is configured to measure the water level in the vessel 1. In order to measure the water level when the inlet of the container 1 is narrow, the ultrasonic wave must pass through the inlet of the container 1, so that the narrow-angle ultrasonic sensor 18 having a narrow angle of departure is effective. Since the angle between the transmitted ultrasound wave and the reflected ultrasound wave is narrower than that of the wide angle ultrasonic wave, the transmitting unit 171 and the receiving unit 172 are preferably configured as one module. Accordingly, the narrow-angle ultrasonic sensor 18 may include a transmitting and receiving unit 172 that transmits ultrasonic waves and receives reflected ultrasonic waves. The control unit 19 is electrically connected to the narrow-angle ultrasonic sensor 18, and can measure the distance between the sensor and the water level based on the time difference between the transmission and reception of the ultrasonic waves.

도 6a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 용기(1)의 높이에 대한 광각 초음파 센서(17)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 6b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 용기(1)의 수위에 대한 협각 초음파 센서(18)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다.6A is a conceptual view for explaining the measurement principle of the wide angle ultrasonic sensor 17 with respect to the height of the container 1 of the dual ultrasonic sensors of FIG. Fig. 5 is a conceptual diagram for explaining the principle of measurement of the narrow-angle ultrasonic sensor 18 for the ultrasonic sensor.

용기(1)의 높이 및 수위를 측정함에 있어서, 발신각도가 서로 다른 광각 초음파 센서(17)와 협각 초음파 센서(18)를 사용하는 이유는 용기(1)의 높이와 수위는 감지특성이 서로 상반되므로, 용기(1)의 높이와 수위가 서로 간섭 없이 측정되도록 하기 위함이다.The reason why the wide angle ultrasonic sensor 17 and the narrow angle ultrasonic sensor 18 having different angles of departure are used in measuring the height and the water level of the container 1 is that the height and the water level of the container 1 are different from each other, So that the height and the water level of the container 1 can be measured without interfering with each other.

용기(1)의 높이와 수위의 감지특성 및 측정원리를 살펴보면 다음과 같다.The sensing characteristics and measurement principle of the height and the level of the container (1) are as follows.

도 6a를 참고하면, 용기(1)는 디스펜서(12)의 수납공간 내에 수용되며 출수구(121)의 하부에 배치되고 디스펜서(12)의 하부에 안착되어, 용기(1)의 높이는 급수 시 높이 변화가 없다. 이러한 감지특성에 따라 측정원리 1은 용기(1)의 높이 변화가 발생하는 값을 제거한다. 측정원리 2는 용기(1)의 입구가 센서와 가장 가까우므로 측정된 거리값들 중 최소값을 추출한다.6A, the container 1 is accommodated in the storage space of the dispenser 12 and is disposed at the lower portion of the outlet 121 and is seated in the lower portion of the dispenser 12 so that the height of the container 1 is changed There is no. According to this sensing characteristic, the measurement principle 1 eliminates the value at which the height change of the container 1 occurs. Measurement Principle 2 extracts the minimum of the measured distance values since the inlet of the vessel (1) is closest to the sensor.

반면에, 수위는 급수 시 높이 변화가 있다. 이러한 감지특성에 따라 측정원리 1은 일정하게 변화하는 값을 확인한다. 측정원리 2는 센서에서 수면까지가 가장 먼 거리값을 가지므로, 측정된 거리값들 중 최대값을 추출한다(도 6b 참고). 이때, 용기(1) 내부에 물이 채워지지 않을 경우 센서로부터 용기(1)의 바닥 사이의 거리값은 제외한다.On the other hand, the water level has a change in height during watering. According to this sensing characteristic, the measurement principle 1 confirms a constantly varying value. Measurement Principle 2 extracts the maximum of the measured distance values since the distance from the sensor to the water surface is the longest distance (see FIG. 6B). At this time, if the inside of the container 1 is not filled with water, the distance value between the sensor and the bottom of the container 1 is excluded.

도 7a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 입구가 좁은 용기(1)에 대한 광각 초음파 센서(17)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 7b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 입구가 좁은 용기(1)에 대한 협각 초음파 센서(18)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 7A is a conceptual view for explaining the principle of measurement of the wide-angle ultrasonic sensor 17 with respect to the container 1 having a narrow inlet among the dual ultrasonic sensors of FIG. 5, FIG. 7B is a conceptual view of the dual ultrasonic sensor of FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the principle of measurement of the narrow-angle ultrasonic sensor 18 with respect to the narrow-

도 7a를 참고하면, 광각 초음파 센서(17)는 발신 각도(예,60도)가 넓은 초음파를 입구가 좁은 용기(1)로 발신하고 센서로부터 가장 가까운 거리에 있는 용기(1) 상단의 입구를 우선적으로 감지할 수 있다. 전술한 측정원리에 따라 급수 시 변화하지 않는 측정된 거리값들 중 최소값을 추출하여 용기(1)의 높이를 측정할 수 있다.7A, the wide angle ultrasonic sensor 17 transmits an ultrasonic wave having a wide angle of departure (for example, 60 degrees) to the container 1 having a narrow entrance, and the entrance of the upper end of the container 1 closest to the sensor You can detect it first. The height of the container 1 can be measured by extracting the minimum value among the measured distance values that do not change during water supply in accordance with the above-described measurement principle.

도 7b를 참고하면, 협각 초음파 센서(18)는 발신 각도(예, 10도)가 좁은 초음파를 입구가 좁은 용기(1)의 입구를 통과시켜 수면까지 도달되도록 하여 수위를 감지할 수 있다. 전술한 측정원리에 따라 급수 시 일정하게 변화하는 측정된 거리값들 중 최대값을 추출하여 용기(1)의 수위를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 7B, the narrow-angle ultrasonic sensor 18 can detect the water level by allowing ultrasonic waves having a narrow angle of departure (e.g., 10 degrees) to pass through the entrance of the narrow-mouth container 1 to reach the water surface. It is possible to measure the water level of the container 1 by extracting the maximum value among the measured distance values constantly changing at the time of water supply according to the measurement principle described above.

도 8a는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 높이가 낮은 용기(1)에 대한 광각 초음파 센서(17)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 8b는 도 5의 듀얼 초음파 센서 중 높이가 낮은 용기(1)에 대한 협각 초음파 센서(18)의 측정원리를 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 8A is a conceptual view for explaining the principle of measurement of the wide-angle ultrasonic sensor 17 for the low-height container 1 of the dual ultrasonic sensors of FIG. 5, FIG. 8B is a conceptual view for explaining the principle of measurement of the low- 1 is a conceptual diagram for explaining the principle of measurement of the narrow-angle ultrasonic sensor 18 with respect to the narrow-

도 8a를 참고하면, 광각 초음파 센서(17)는 발신 각도가 넓은 초음파를 높이가 낮은 용기(1)로 발신하고 센서로부터 가장 가까운 거리에 있는 용기(1) 상단의 입구를 우선적으로 감지할 수 있다. 이 경우에도 급수 시 변화하지 않는 측정된 거리값들 중 최소값을 추출하여 용기(1)의 높이를 측정할 수 있다.8A, the wide-angle ultrasonic sensor 17 can transmit an ultrasonic wave having a wide angle of emission to the container 1 having a low height and preferentially detect the entrance at the upper end of the container 1 at a distance closest to the sensor . Even in this case, the height of the container 1 can be measured by extracting the minimum value among the measured distance values which do not change during water supply.

도 8b를 참고하면, 협각 초음파 센서(18)는 발신 각도가 좁은 초음파를 높이가 낮은 용기(1)(높이가 5㎝ 이하인 종이컵)의 입구를 통과시켜 수면까지 도달되도록 하여 수위를 감지할 수 있다. 이 경우에도 급수 시 일정하게 변화하는 측정된 거리값들 중 최대값을 추출하여 용기(1)의 수위를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the narrow-angle ultrasonic sensor 18 can detect the water level by allowing the ultrasonic wave having a narrow angle of emission to pass through the entrance of the low-height container 1 (paper cup having a height of 5 cm or less) . Even in this case, the maximum value among the measured distance values constantly changing at the time of water supply can be extracted and the water level of the container 1 can be measured.

도 9a는 급수 시 용기(1) 높이에 대하여 종래 대비 본 발명에 따른 초음파 신호의 파형을 보여주는 그래프이고, 도 9b는 급수 시 용기(1)의 수위에 대하여 종래 대비 본 발명에 따른 초음파 신호의 파형을 보여주는 그래프이다.FIG. 9A is a graph showing the waveform of the ultrasonic signal according to the present invention with respect to the height of the container 1 at the time of water supply, FIG. 9B is a graph showing the waveform of the ultrasonic signal according to the present invention, FIG.

도 9a를 참고하면, 종래의 동일 특성을 갖는 초음파 센서에 의해 용기(1) 높이를측정한 그래프 결과(왼쪽 그래프)를 살펴보면 시간이 경과함에 따라 측정된 용기(1) 높이 5.2㎝를 기준으로 하방향으로 돌출되는 파형들이 많으므로, 용기(1) 높이에 대한 측정값을 확정하기가 어려웠다.Referring to FIG. 9A, a graph (left graph) obtained by measuring the height of the container 1 by a conventional ultrasonic sensor having the same characteristics shows that the height of the container 1 measured with the passage of time is 5.2 cm It is difficult to determine the measured value with respect to the height of the container 1. In addition,

반면에 본 발명의 발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서에 의해 용기(1) 높이를 측정한 그래프 결과(오른쪽 그래프)를 살펴보면 시간이 경과함에 따라 측정된 용기(1) 높이 5.2㎝를 기준으로 하방향으로 거의 돌출됨이 없이 상기 용기(1)의 높이로 일직선을 유지함으로 용기(1)의 높이를 확정하는 것이 가능하였다.On the other hand, according to the graph (right graph) obtained by measuring the height of the container 1 by the dual ultrasonic sensor having different origination angles of the present invention, the height of the container 1 measured with the passage of time It is possible to determine the height of the container 1 by keeping the straight line at the height of the container 1 without almost protruding.

도 9b를 참고하면, 종래의 동일 특성을 갖는 초음파 센서에 의해 용기(1)의 수위를 측정한 그래프 결과(왼쪽 그래프)를 살펴보면 시간이 경과함에 따라 측정된 수위 1.8㎝를 기준으로 상하방향으로 돌출되는 파형들이 많으므로, 수위에 대한 측정값을 확정하기가 어려웠다.Referring to FIG. 9B, a graph (left graph) obtained by measuring the water level of the container 1 by the ultrasonic sensor having the same characteristics as the conventional one shows that the water level of 1.8 cm protruded upward and downward with time It is difficult to determine the measured value for the water level.

반면에 본 발명의 발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서에 의해 수위를 측정한 그래프 결과(오른쪽 그래프)를 살펴보면 시간이 경과함에 따라 측정된 수위 1.8㎝를 기준으로 상하방향으로 거의 돌출됨이 없이 상기 수위로 일직선을 유지함으로 수위를 확정하는 것이 가능하였다.On the other hand, according to the graphical result (right graph) obtained by measuring the water level by the dual ultrasonic sensor having different origination angles according to the present invention, the water level does not protrude almost in the vertical direction on the basis of the measured water level of 1.8 cm as time elapses It was possible to confirm the water level by maintaining a straight line.

이하, 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an automatic water leveling method according to the present invention will be described.

도 10은 본 발명에 따른 자동 정수위 급수 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart for explaining an automatic water leveling method according to the present invention.

사용자는 용기(1) 내부로 정수를 출수하기 위해 디스펜서(12)의 출수구(121) 하부에 안착시킨 후, 목표 수위 입력부(15)를 통해 출수하고자 하는 목표 수위를 입력한다.The user places the water level below the water outlet 121 of the dispenser 12 for entering the purified water into the container 1 and then inputs the target water level to go out through the target water level input unit 15. [

사용자는 입력된 목표 수위가 맞으면 정수위 급수 시작 입력부(14)를 통해 정수위 급수를 시작한다.When the input target water level is correct, the user starts the water level water supply through the water level water supply start input unit 14.

제어부(19)는 정수위 급수 시작 입력부(14)의 입력 여부를 판단한다.The control unit 19 determines whether or not the water supply start input unit 14 is input.

정수위 급수 시작 입력부(14)가 입력되면 광각 초음파 센서(17)는 디스펜서(12)에 안착된 용기(1)의 높이를 측정한다. 제어부(19)는 광각 초음파 센서(17)로부터 신호를 입력받아 용기(1) 높이에 대한 감지 성공 여부를 판단한다.When the water level supply start input unit 14 is inputted, the wide angle ultrasonic sensor 17 measures the height of the container 1 seated on the dispenser 12. The control unit 19 receives a signal from the wide angle ultrasonic sensor 17 and determines whether the height of the container 1 is successfully detected.

용기(1) 높이가 감지되면 협각 초음파 센서(18)는 용기(1)의 초기 수위를 감지한다. 용기(1) 높이가 감지되지 않으면 정수기 본체(10)에 설치되는 스피커 및 디스플레이(16)를 통해 사용자에게 용기(1) 높이 감지 오류 신호를 발생시킨다.When the height of the container 1 is sensed, the narrow-angle ultrasonic sensor 18 senses the initial water level of the container 1. If the height of the container 1 is not detected, a warning signal for detecting the height of the container 1 is generated to the user through the speaker and the display 16 installed in the purifier body 10. [

감지된 초기 수위와 기입력된 목표수위를 비교한다. 제어부(19)는 초기 수위가 목표 수위보다 낮으면 급수밸브(13)를 개방하여 출수구(121)를 통해 용기(1) 내부로 정수(냉수 또는 온수가 선택된 경우에도 마찬가지임)를 출수한다. 만약 초기 수위가 목표 수위와 같거나 목표 수위보다 높으면 급수밸브(13)를 닫히게 하여 자동 정수위 급수를 종료한다.The detected initial water level is compared with the previously inputted target water level. If the initial water level is lower than the target water level, the control unit 19 opens the water supply valve 13 so that the water is purified into the interior of the container 1 through the water outlet 121 (even if cold water or hot water is selected). If the initial water level is equal to or higher than the target water level, the water supply valve 13 is closed to terminate the automatic water level feeding.

제어부(19)는 협각 초음파 센서(18)를 통해 실시간으로 용기(1) 내의 수위를 감지한다.The control unit 19 senses the level in the container 1 in real time via the narrow-angle ultrasonic sensor 18. [

제어부(19)는 감지된 수위가 목표수위와 같은 지 여부를 판단한다. 측정된 수위와 목표 수위가 같으면 급수밸브(13)를 닫히게 하고 자동 정수위 급수를 종료한다. 측정된 수위가 목표 수위보다 낮으면 급수밸브(13)의 개방 상태를 유지한다.The control unit 19 determines whether the sensed water level is equal to the target water level. If the measured water level is equal to the target water level, the water valve (13) is closed and the automatic water level feed is terminated. If the measured water level is lower than the target water level, the water valve 13 is kept open.

상기 자동 정수위 급수 장치는 정수기에 적용되는 경우에 대하여 설명하였지만, 냉장고에도 적용될 수 있다.Although the automatic water level dispenser is applied to a water purifier, it can also be applied to a refrigerator.

냉장고는 냉장고 본체, 도어 디스펜서(12), 급수밸브(13), 정수위 급수 시작 입력부(14), 목표 수위 입력부(15), 광각 초음파 센서(17), 협각 초음파 센서(18) 및 디스플레이(16) 등을 포함할 수 있다.The refrigerator includes a refrigerator body, a door dispenser 12, a water supply valve 13, a water supply start point input section 14, a target water level input section 15, a wide angle ultrasonic sensor 17, a narrow angle ultrasonic sensor 18, And the like.

냉장고 본체는 냉장고의 외관을 형성하고, 식품을 보관하기 위해 내부에 저장실을 구비할 수 있다.The main body of the refrigerator may have a storage room inside to form an appearance of the refrigerator and store the food.

도어는 냉장고 본체의 전면에 힌지 결합되어 상기 냉장고 본체의 전면을 개폐할 수 있다.The door may be hinged to the front surface of the refrigerator body to open / close the front surface of the refrigerator body.

디스펜서(12)는 도어의 전면에 오목하게 설치되고, 디스펜서(12)의 상부에 출수구(121)를 구비하여 상기 출수구(121)의 하부에 배치된 용기(1)의 내부로 정수를 출수할 수 있다.The dispenser 12 is recessed on the front surface of the door and has a water outlet 121 at an upper portion of the dispenser 12 so that water can be discharged to the inside of the container 1 disposed below the water outlet 121 have.

급수밸브(13)는 급수관에 설치되어 출수구(121)를 통해 출수되는 정수의 유량을 제어할 수 있다.The water supply valve (13) is provided in the water supply pipe and can control the flow rate of purified water flowing out through the water outlet (121).

정수위 급수 시작 입력부(14)는 디스펜서(12)의 상부에 설치되어, 사용자가 용기(1) 내로 정수위 급수를 시작할 때 정수위 급수 시작 입력부(14)를 통해 입력할 수 있다.The water supply start input unit 14 may be installed on the upper part of the dispenser 12 and may be inputted through the water supply start input unit 14 when the user starts water supply into the vessel 1.

목표 수위 입력부(15)는 디스펜서(12)의 상부에 설치되어, 사용자가 목표 수위 입력부(15)에 용기(1)의 목표 수위를 입력할 수 있다.The target level input section 15 is provided on the upper part of the dispenser 12 so that the user can input the target level of the container 1 to the target level input section 15.

광각 초음파 센서(17)는 용기(1)의 높이를 측정할 수 있다. The wide angle ultrasonic sensor 17 is capable of measuring the height of the container 1.

협각 초음파 센서(18)는 용기(1) 내부의 수위를 측정할 수 있다. 광각 및 협각 초음파 센서(18)는 출수구(121)를 사이에 두고 좌우 또는 전후 양측에 각각 근접하게 설치될 수 있다.The narrow-angle ultrasonic sensor 18 can measure the water level inside the container 1. [ The wide angle and narrow angle ultrasonic sensor 18 may be installed on both sides of the left and right or both front and rear sides with the outlet 121 interposed therebetween.

제어부(19)는 냉장고 전반의 작동을 제어하되, 특히 급수밸브(13)를 제어하는 정수 등의 출수량을 조절할 수 있다.The control unit 19 controls the operation of the entire refrigerator, and in particular, it can control the amount of water to be controlled such as the purified water for controlling the water supply valve 13.

디스플레이(16)는 용기(1) 높이, 용기(1) 내의 수위(%) 등 정수위 급수 장치의 현 상태를 실시간으로 표시할 수 있다. 기타 구성요소는 자동 정수위 급수 장치가 적용된 정수기와 동일 내지 유사하므로, 상세한 설명을 생략하기로 한다.The display 16 can display the current state of the water purifier such as the height of the container 1 and the water level (%) in the container 1 in real time. Other components are the same as or similar to those of the water purifier to which the automatic water purifier is applied, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be obscured.

이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and alterations can be made hereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. will be.

1 : 용기 10 : 정수기 본체
11 : 필터부 12 : 디스펜서
121 : 출수구 13 : 급수밸브
14 : 정수위 급수 시작 입력부
15 : 목표 수위 입력부 16 : 디스플레이
17 : 광각 초음파 센서 171 : 발신부
172 : 수신부 173 : 인쇄회로기판
18 : 협각 초음파 센서 19 : 제어부
20 : 센서부
1: container 10: purifier body
11: Filter part 12: Dispenser
121: Outlet 13: Water valve
14: Water supply start input part
15: target level input section 16: display
17: Wide angle ultrasonic sensor 171:
172: receiving section 173: printed circuit board
18: narrow-angle ultrasonic sensor 19:
20:

Claims (15)

출수구를 구비하여 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 정수를 출수하는 디스펜서; 및
발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부;
를 포함하고,
상기 듀얼 초음파 센서는,
상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및
초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서;
를 포함하는 자동 정수위 급수 장치.
A dispenser provided with a water outlet for taking out the purified water to the inside of the container disposed below the water outlet; And
A sensor unit for measuring a height and a level of the container using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure;
Lt; / RTI >
The dual ultrasonic sensor includes:
A wide angle ultrasonic sensor for measuring the height of the container by transmitting ultrasonic waves at a first angle of emission to the container; And
A narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting an ultrasonic wave having a second dialing angle which is narrower than the first dialing angle so that ultrasonic waves pass through an inlet of the container and reach the water surface;
And an automatic water level feeder.
제1항에 있어서,
상기 제1발신각도는 60~150도 인 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first dialing angle is 60 to 150 degrees.
제1항에 있어서,
상기 제2발신각도는 0~10도 인 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
And the second dialing angle is 0 to 10 degrees.
제1항에 있어서,
상기 용기의 상단에 형성되는 입구는 용기본체보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the inlet formed at the upper end of the container is smaller in area than the container main body.
제1항에 있어서,
상기 광각 및 협각 초음파 센서는 상기 출수구와 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the wide angle and narrow angle ultrasonic sensors are disposed close to the outlet.
제1항에 있어서,
상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브; 및
상기 급수밸브를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
A water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water; And
A controller for controlling the water supply valve;
And an automatic water level controller for controlling the automatic water level controller.
제6항에 있어서,
사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부;
상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 6,
A target water level input unit through which a user inputs a target water level of the container;
And a display for indicating a level of the container.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 광각 초음파 센서로부터 감지신호를 입력받고, 상기 용기로부터 반사되어 수신되는 초음파의 입력값 중 급수 시 상기 용기의 높이 변화가 발생하는 값을 제거하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control unit receives a sensing signal from the wide angle ultrasonic sensor and removes a value of a height change of the container when water is supplied to the input values of the ultrasonic waves reflected from the container.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 광각 초음파 센서와 상기 용기의 입구 사이의 측정된 거리값들 중 최소값을 추출하여 상기 용기의 높이를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the controller extracts a minimum value of measured distance values between the wide angle ultrasonic sensor and the inlet of the container to determine the height of the container.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 협각 초음파 센서로부터 감시신호를 입력받고, 상기 수면으로부터 반사되어 수신되는 초음파의 입력값 중 급수시 상기 수위의 변화가 일정한 값을 수위로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control unit receives a monitoring signal from the narrow-angle ultrasonic sensor, and determines that the input value of the ultrasonic wave reflected from the water surface is a constant value of a change in the water level at the time of water supply.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 협각 초음파 센서와 상기 수면 사이의 측정된 거리값들 중 최대값을 추출하여 상기 용기의 수위를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control unit determines a water level of the container by extracting a maximum value of measured distance values between the narrow-angle ultrasonic sensor and the water surface.
제1항에 있어서,
상기 광각 초음파 센서는,
초음파를 발신하는 발신부;
상기 용기에서 반사되는 초음파를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
The wide angle ultrasonic sensor includes:
A transmitting part for transmitting ultrasonic waves;
And a receiver for receiving ultrasonic waves reflected from the container.
제1항에 있어서,
상기 협각 초음파 센서는 초음파를 발신하고 상기 용기에서 반사되는 초음파를 수신하는 발신 및 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 정수위 급수 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the narrow-angle ultrasonic sensor includes a transmitter and receiver for transmitting ultrasonic waves and receiving ultrasonic waves reflected from the container.
정수기본체;
상기 정수기본체의 내부에 설치되는 필터부;
출수구를 구비하고, 상기 필터부로부터 공급된 정수를 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 출수하는 디스펜서;
상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브;
사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부;
상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이;
발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 감지신호를 입력받아 상기 급수밸브를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 듀얼 초음파 센서는,
상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및
초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서;
를 포함하는 정수기.
Purifier body;
A filter unit installed inside the purifier body;
A dispenser provided with a water outlet and allowing the purified water supplied from the filter portion to flow out into a container disposed below the water outlet;
A water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water;
A target water level input unit through which a user inputs a target water level of the container;
A display for indicating a level of the container;
A sensor unit for measuring a height and a level of the container using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure; And
A control unit for receiving the sensing signal from the sensor unit and controlling the water supply valve;
Lt; / RTI >
The dual ultrasonic sensor includes:
A wide angle ultrasonic sensor for measuring the height of the container by transmitting ultrasonic waves at a first angle of emission to the container; And
A narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting an ultrasonic wave having a second dialing angle which is narrower than the first dialing angle so that ultrasonic waves pass through an inlet of the container and reach the water surface;
.
내부에 저장실을 구비하는 냉장고 본체;
상기 냉장고 본체의 전면을 개폐하는 도어;
상기 도어의 전면에 설치되고, 출수구를 구비하고, 상기 출수구의 하부에 배치된 용기의 내부로 정수를 출수하는 디스펜서;
상기 정수의 출수량을 제어하는 급수밸브;
사용자가 상기 용기의 목표 수위를 입력하는 목표 수위 입력부;
상기 용기의 수위를 표시하는 디스플레이;
발신각도가 서로 다른 듀얼 초음파 센서를 이용하여 용기의 높이 및 수위를 측정하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 감지신호를 입력받아 상기 급수밸브를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 듀얼 초음파 센서는,
상기 용기로 제1발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 높이를 측정하는 광각 초음파 센서; 및
초음파가 상기 용기의 입구를 통과하여 수면에 도달하도록, 상기 제1발신각도보다 좁은 제2발신각도의 초음파를 발신하여 상기 용기의 수위를 측정하는 협각 초음파 센서;
를 포함하는 냉장고.
1. A refrigerator comprising: a refrigerator body having a storage room therein;
A door for opening / closing a front surface of the refrigerator main body;
A dispenser provided on a front surface of the door, having a water outlet, and dispensing purified water into a container disposed at a lower portion of the water outlet;
A water supply valve for controlling the water flow rate of the purified water;
A target water level input unit through which a user inputs a target water level of the container;
A display for indicating a level of the container;
A sensor unit for measuring a height and a level of the container using a dual ultrasonic sensor having different angles of departure; And
A control unit for receiving the sensing signal from the sensor unit and controlling the water supply valve;
Lt; / RTI >
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A narrow-angle ultrasonic sensor for measuring the level of the container by transmitting an ultrasonic wave having a second dialing angle which is narrower than the first dialing angle so that ultrasonic waves pass through an inlet of the container and reach the water surface;
.
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