KR20200104965A - 액체의 레벨을 감지하는 장치 - Google Patents

액체의 레벨을 감지하는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200104965A
KR20200104965A KR1020190023072A KR20190023072A KR20200104965A KR 20200104965 A KR20200104965 A KR 20200104965A KR 1020190023072 A KR1020190023072 A KR 1020190023072A KR 20190023072 A KR20190023072 A KR 20190023072A KR 20200104965 A KR20200104965 A KR 20200104965A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
level
flow rate
level sensor
sensor
Prior art date
Application number
KR1020190023072A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102171099B1 (ko
Inventor
이상철
양민성
임철
김종현
원창수
Original Assignee
에이디반도체(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이디반도체(주) filed Critical 에이디반도체(주)
Priority to KR1020190023072A priority Critical patent/KR102171099B1/ko
Publication of KR20200104965A publication Critical patent/KR20200104965A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102171099B1 publication Critical patent/KR102171099B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/28Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with stationary measuring chambers having constant volume during measurement
    • G01F11/284Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with stationary measuring chambers having constant volume during measurement combined with electric level detecting means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/061Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063Indicating or recording devices for remote indication using electrical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/0007Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm for discrete indicating and measuring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/265Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • G01F23/268Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 액체의 레벨을 감지하는 장치로서, 수조의 기 지정된 위치에 각기 부착되는 적어도 하나 이상의 레벨 센서; 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유속을 검출하는 유속 센서; 및 상기 레벨 센서 및 상기 유속 센서를 통해 검출된 정보에 기초하여 액체가 흔들리거나 회전할 경우에도 수조 내의 액체의 유량을 산출하는 제어부;를 포함한다.

Description

액체의 레벨을 감지하는 장치{APPARATUS FOR SENSING LEVEL OF LIQUID}
본 발명은 액체의 레벨을 감지하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수조 내에 있는 액체의 기울기와 유속을 검출하여 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유량이나 레벨을 보다 정확하게 감지할 수 있도록 하는, 액체의 레벨을 감지하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 레벨을 측정하는 장치는 산업 현장에서 각종 액체(예 : 물, 연료)의 수위를 측정하기 위하여 사용되고 있다.
예컨대 상기 레벨을 측정하는 장치는, 산업용 및 가정용 보일러, 상수도, 및 수조 등에 폭 넓게 응용되고 있으며, 세탁기, 식기세척기, 및 정수기 등 가전제품 등에도 널리 응용되고 있다.
이러한 액체의 레벨을 검출(또는 감지)하는 장치에서 이용하는 레벨 검출 방식으로는, 공기 및 액체의 유전율 차이를 이용하여 액체의 수위를 측정하는 정전용량 레벨 검출 방식, 초음파 발생기 및 센서를 이용한 초음파 레벨 검출 방식, 및 압력 센서를 이용한 수위 변화에 따른 압력 변화를 측정하는 레벨 검출 방식 등이 있으며, 대표적인 방식으로는 정전용량 방식을 들 수 있다.
그런데 이러한 정전용량 방식으로 액체의 레벨을 검출하는 장치는, 레벨 센서의 전극 표면에 액체가 묻거나, 온도, 습도, 및 압력 등 외부환경 조건이 변화됨에 따라 센서 감도에 영향을 미치기 때문에 정전용량이 변화되는 문제점이 있다. 따라서 기존에는 상기한 문제점을 개선하기 위한 다양한 액체 레벨 검출 방식이 제안되고 있다.
그러나 기존에 액체의 레벨을 검출하는 장치는, 액체가 들어 있는 수조가 특정 장소에 고정되어 일정한 자세(예 : 정자세, or 기울어진 자세)를 유지하고 있는 상태에서 액체의 레벨을 검출하는 방법이 주로 제안되고 있을 뿐이며, 이동 장치나 휴대 장치에 탑재된 수조가 이동하며 계속해서 흔들리거나 수조가 계속해서 회전(또는 수조 내에 있는 액체가 계속해서 회전)할 경우에 액체의 레벨(또는 유량)을 보다 정확하게 검출하는 방법에 대해서는 제안되고 있지 않다.
따라서 상기 수조가 이동 장치나 휴대 장치에 탑재될 경우에 상기 이동 장치나 휴대 장치의 흔들림에 따라 이에 동조하여 흔들리거나 회전하는 수조에 들어 있는 액체의 레벨(또는 유량)을 보다 정확하게 검출하는 기술이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1868841호(2018.06.12. 등록, 정전용량값을 이용한 액체 레벨 검출 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 수조 내에 있는 액체의 기울기와 유속을 검출하여 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유량이나 레벨을 보다 정확하게 감지할 수 있도록 하는, 액체의 레벨을 감지하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체의 레벨을 감지하는 장치는, 수조의 기 지정된 위치에 각기 부착되는 적어도 하나 이상의 레벨 센서; 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유속을 검출하는 유속 센서; 및 상기 레벨 센서 및 상기 유속 센서를 통해 검출된 정보에 기초하여 액체가 흔들리거나 회전할 경우에도 수조 내의 액체의 유량을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통해 검출된 정보를 바탕으로 수조 내의 액체의 유량을 산출할 수 있도록 하기 위하여, 상기 수조 내에서 액체가 흔들리는 상황, 액체가 회전하는 상황 및 수조가 기울어지는 상황 각각에서 액체의 유량을 산출하는 산술식을 저장하거나, 또는 상기 각 상황에서 미리 계산되거나 실험치로서 검출된 유량을 룩업 테이블 형태로 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 레벨 센서는, 수조의 크기와 형태 및 수조가 기울어지는 방향을 고려하여 미리 설정된 높이 및 방향에 각기 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 레벨 센서는, 수조 내에서 적어도 바닥으로부터 높이가 다른 두 곳, 및 적어도 방향이 다른 두 곳의 내측면이나 외측면에 부착되게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 레벨 센서는, 수조 내의 액체의 유량이 증감하지 않고 항상 일정한 상태에서 기울기만 변화되는 경우, 지정된 위치에 하나의 레벨 센서가 부착되며, 수조가 기울어지는 방향이 항상 동일한 경우에 지정된 복수의 방향으로서 서로 대향되는 방향에 각기 하나의 레벨 센서가 부착되게 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 레벨 센서는, 수조의 내측면이나 외측면에 밀착하여 부착이 가능한 기판형 레벨 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는, 기판; 상기 기판의 양 측면 중 감지 대상이 있는 방향으로 부착되는 센싱 전극; 및 상기 기판의 타 측면에 부착되는 실드 전극;을 포함하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은, 수조의 둘레에 밀착되어 구부러지는 재질로 형성되며, 연성 회로기판(FPCB)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는, 차폐 효과를 향상시키기 위하여, 상기 기판이나 센싱 전극의 외측 둘레에 지정된 두께의 보조 실드 전극;이 추가로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는, 길이와 폭의 조정을 통해 수조의 둘레를 따라 부착될 수 있는 링 형태;로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는, 정전용량 방식으로 구현되는 센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 레벨 센서는, 수조의 바닥면에 설치 가능한 봉형 레벨 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유속 센서는, 상기 레벨 센서에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통하여, 액체의 최고 레벨, 액체의 최저 레벨, 액체의 유속, 수조의 기울기, 기울기 방향, 및 액체의 유량을 검출하거나 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통하여, 검출되거나 산출된 적어도 하나 이상의 정보를 유선이나 무선통신으로 연결된 지정된 이동 장치나 휴대 장치에 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 수조 내에 있는 액체의 기울기와 유속을 검출하여 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유량이나 레벨을 보다 정확하게 감지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체의 레벨을 감지하는 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 수조 내의 액체가 회전하는 경우에 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 수조가 기울어지는 경우에 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판형 레벨 센서의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판형 레벨 센서의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 수조의 기울기와 수조 내의 액체의 회전 속도를 검출하여 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 수조의 기울기와 수조 내의 액체의 회전 속도를 검출하여 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 8은 상기 도 1에 있어서, 기판형 레벨 센서가 부착되는 개수와 방향을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 9는 상기 도 1에 있어서, 봉형 레벨 센서가 부착되는 개수와 방향을 설명하기 위하여 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액체의 레벨을 감지하는 장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체의 레벨을 감지하는 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액체의 레벨을 감지하는 장치는, 복수의 레벨 센서(100, 110), 유속 센서(200), 제어부(300), 및 저장부(400)를 포함한다.
상기 복수의 레벨 센서(100, 110)는 각기 수조(도 8의 10)의 기 지정된 위치(예 : 높이, 방향)에 부착(또는 설치)된다.
예컨대 상기 복수의 레벨 센서(100, 110)는 크기(즉, 액체의 레벨 검출이 가능한 범위로서, 폭(w)과 길이(h))에 따라 수조(도 8의 10) 내에 적어도 바닥으로부터 높이가 다른 두 곳, 및 적어도 방향이 다른 두 곳의 내측면이나 외측면에 부착(또는 설치)되게 형성된다(도 7, 도 8 참조).
다만 레벨 센서가 반드시 복수로 설치되어야 하는 것은 아니며, 수조(도 8의 10) 내의 액체의 유량이 증감하지 않고 항상 일정한 상태에서 기울기만 변화되는 경우, 지정된 위치(예 : 높이, 방향)에 하나의 레벨 센서만 부착(또는 설치)할 수도 있다(도 6 참조). 또한 수조(도 8의 10)가 기울어지는 방향이 항상 동일한 경우에는 지정된 복수의 방향(서로 대향되는 방향)에 각기 하나씩의 레벨 센서만 부착(또는 설치)할 수도 있다(도 8, 도 9 참조)
또한 수조(도 8의 10)가 기울어지는 방향과 기울기가 다양할 경우에 이를 보다 정확히 검출하기 위해서 수조(도 8의 10)의 중심부를 기준으로 360도 방향을 4방향 이상(예 : 4방향, 8방향) 동일한 각도로 분할된 위치에 각기 레벨 센서를 부착(또는 설치)할 수도 있다(도 8 참조).
이때 본 실시예에서 상기와 같이 수조(도 8의 10) 내에 있는 액체의 기울기와 유량을 검출하기 위하여, 수조 내에 부착(또는 설치)되는 레벨 센서는, 기판형 레벨 센서(도 4, 도 5 참조) 또는 봉형 레벨 센서(도 9 참조)를 포함한다. 다만 수조(도 8의 10)가 기울어지는 방향과 기울기가 다양할 경우 기판형 레벨 센서(도 4, 도 5 참조)를 부착(또는 설치)하는 것이 더욱 바람직하다.
왜냐하면 본 실시예에서 상기 기판형 레벨 센서(도 4, 도 5 참조)는 수조의 크기(즉, 깊이, 둘레)에 따라서 폭(w)과 길이(h)를 변형하여 부착(또는 설치)할 수 있기 때문이다.
한편 상기 유속 센서(200)는 수조(도 8의 10) 내에서 액체가 흔들리거나 회전할 경우에 액체의 유속(흔들리는 속도나 회전하는 속도)를 검출한다.
이때 상기 유속 센서(200)는 상기 기판형 레벨 센서에 일체로 형성될 수도 있고, 상기 기판형 레벨 센서와는 별도로 형성될 수도 있다. 이에 따라 상기 기판형 레벨 센서를 수조에 부착할 경우, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 유속 센서(200)는 상기 기판형 레벨 센서와 동일한 높이의 어느 일 측 위치에 부착되거나, 상기 기판형 레벨 센서와는 다른 별도의 위치에 부착(또는 설치)될 수 있다.
다만 수조 내의 액체의 유속(또는 흔들리거나 회전하는 속도)은 깊이에 따라 차이가 발생할 수 있으므로, 수조의 종류에 대응하여 동일한 위치에 부착(또는 설치)하는 것이 정확성과 신뢰성의 유지에 바람직하다.
상기 제어부(300)는 상기 복수의 레벨 센서(100, 110), 및 유속 센서(200)를 통해 검출(또는 산출)된 정보(예 : 최고 수위(레벨), 최저 수위(레벨), 유속(흔들리거나 회전하는 속도), 수조의 기울기, 기울기 방향(최고/최저 수위가 검출된 방향) 등)에 기초하여 수조 내의 액체의 유량을 산출한다.
상기 제어부(300)는 상기 검출(또는 산출)된 정보(예 : 최고 수위(레벨), 최저 수위(레벨), 유속(흔들리거나 회전하는 속도), 수조의 기울기, 기울기 방향(최고/최저 수위가 검출된 방향), 유량 등) 중 적어도 하나 이상을 유선이나 무선통신으로 연결된 지정된 이동 장치나 휴대 장치(예 : 스마트 폰)에 출력한다.
상기 저장부(400)는 상기 제어부(300)가 상기 복수의 레벨 센서(100, 110), 및 유속 센서(200)를 통해 검출(또는 산출)된 정보를 바탕으로 수조 내에서 흔들리거나(또는 기울어지거나) 회전하는 액체의 유량을 산출하는 산술식, 또는 미리 계산되거나 실험치로서 검출된 유량을 룩업 테이블 형태로 저장한다(도 2, 도 3 참조).
도 2는 상기 도 1에 있어서, 수조 내의 액체가 회전하는 경우에 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도이고, 도 3은 상기 도 1에 있어서, 수조가 기울어지는 경우에 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위한 룩업 테이블을 보인 예시도이다.
도 2를 참조하면, 수조 내의 액체가 회전할 경우 유속(흔들리거나 회전하는 속도)에 따른 원심력에 의해 액체의 중심부는 하방향으로 내려가고 액체의 외측부는 상방향으로 올라가는 경향이 있다.
이때 수조에 부착된 레벨 센서에 의해서는 액체 중심부의 레벨을 검출할 수 없으며 다만 액체 외측부의 레벨만 검출할 수 있다.
이에 따라 외측부의 액체의 최고레벨(즉, 최고수위)은 유속(흔들리거나 회전하는 속도)에 따라 달라지므로, 상기 제어부(300)는 유속(흔들리거나 회전하는 속도)과 최고레벨에 따른 액체의 유량(레벨)이 미리 저장된 룩업 테이블의 정보를 바탕으로 액체의 유량(레벨)을 산출할 수 있다.
이때 상기 룩업 테이블에서 수조가 정자세인 경우에는 기울기는 0이 되고, 만약 수조가 기울어지는 경우에는 특정 기울기 값을 갖게 되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 수조가 특정 기울기로 기울어지는 경우에는 최저레벨(즉, 최저수위)과 최고레벨(즉, 최고수위)에 따른 기울기와 액체의 유량(레벨)이 미리 저장된 룩업 테이블의 정보를 바탕으로 액체의 유량(레벨)을 산출할 수 있다.
한편 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 수조가 특정 기울기로 기울어진 상태에서 액체가 회전할 경우, 기울기, 유속(흔들리거나 회전하는 속도), 최저레벨, 최고레벨, 및 유량이 미리 저장된 룩업 테이블을 바탕으로 액체의 유량(레벨)을 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판형 레벨 센서의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판형 레벨 센서의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판형 레벨 센서(100)는, 기판(101)(예 : FPCB, PCB), 센싱 전극(103), 및 실드 전극(102)(또는 차폐 전극)을 포함한다.
상기 기판(101)은 FPCB와 같은 연성 재질에 구성된 형태로 수조의 감지 대상 방향(즉, 액체가 있는 방향)으로 구부러지게 설치되며, 센싱 전극(103)이 감지 대상이 있는 방향을 향하도록 부착된다. 이에 따라 감지 정확도를 높일 수 있고, 상기 센싱 전극(103)이 부착된 기판(101)의 일 측면에서 정전용량의 변화를 감지하고, 상기 기판(101)의 타 측면은 실드 전극(102)에 의해 차폐되므로 감지신호의 누설을 방지하고 노이즈의 개입을 차단할 수 있다.
한편 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 기판(101)에는 센싱 전극(103)과 실드 전극(102)의 연결 및 구동을 위한 회로가 패턴으로 형성된다.
여기서 상기 기판(101)은, 연성 회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)은 경성 회로기판(PCB) 대비 구부러지는 특성을 갖는다.
따라서 연성 회로기판의 일 측면 및 타 측면에 각각 센싱 전극(103)과 실드 전극(102)을 형성하면 곡면으로 이루어진 감지 대상 방향으로 레벨 센서(또는 센싱부)(100, 110)를 밀착하여 부착시킬 수 있는 장점이 있다.
한편 본 실시예에 따른 레벨 센서는 다른 형태로서, 도 5를 참조하면, 상기 레벨 센서는, 상기 기판(101) 또는 센싱 전극(103)의 외측 둘레에 보조 실드 전극(104)을 구비할 수 있다. 이에 따라 센싱 전극(103)의 둘레 면이 보조 실드 전극(104)에 의해 차폐 효과가 향상되는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 수조의 기울기와 수조 내의 액체의 회전 속도를 검출하여 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 수조의 기울기와 수조 내의 액체의 회전 속도를 검출하여 유량을 산출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 6은 참조하면, 유속 센서(200)가 일체로 형성된 하나의 기판형 레벨 센서(100)가 수조의 지정된 위치에 링 형태로 부착(또는 설치)됨으로써, 수조가 기울어지는 각도(즉, 기울기)를 검출할 수 있다.
이때 상기 수조 내의 액체는 유량의 변화가 거의 없이 기판형 레벨 센서(100)의 길이(h)(즉, 링의 폭 방향에 해당하는 길이) 내에서 유지되는 경우에 적용할 수 있다.
만약 수조 내의 액체의 유량의 변화가 큰 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 둘 이상의 기판형 레벨 센서(100)가 수조의 지정된 위치에 부착(또는 설치)됨으로써 수조가 기울어지는 각도(즉, 기울기)를 검출할 수 있다.
다만 상기 도 6 및 도 7에서는 상기 기판형 레벨 센서(100)가 수조의 둘레 방향으로 부착(설치)되는 경우에 대해서만 도시하고 있으나, 다른 실시예에서는 상기 기판형 레벨 센서(100)가 수조의 길이(즉, 깊이) 방향으로도 적어도 하나 이상 추가로 부착(설치)될 수도 있음에 유의한다.
도 8은 상기 도 1에 있어서, 기판형 레벨 센서가 부착되는 개수와 방향을 설명하기 위하여 보인 예시도이고, 도 9는 상기 도 1에 있어서, 봉형 레벨 센서가 부착되는 개수와 방향을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 또한 수조가 기울어지는 방향이 항상 동일한 경우에는 지정된 복수의 방향(서로 대향되는 방향)에 각기 하나씩의 레벨 센서(즉, 두 개의 레벨 센서)만 부착(또는 설치)함으로써 수조가 기울어지는 방향과 기울기를 검출할 수 있다. 그러나 수조가 기울어지는 방향과 기울기가 특정되지 않고 다양할 경우에는 수조의 중심부를 기준으로 360도 전 방향을 4방향 이상(예 : 4방향, 8방향)으로 동일한 각도로 분할하여 해당 위치(복수의 레벨 센서가 서로 대향되는 위치)에 각기 레벨 센서를 부착(또는 설치)함으로써 보다 정확하게 수조가 기울어지는 방향과 기울기를 검출할 수 있다.
상기와 같이 본 실시예는 수조 내에 있는 액체의 기울기와 유속을 검출하여 수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유량이나 레벨을 보다 정확하게 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
100, 110 : 레벨 센서 101 : 기판
102 : 실드 전극 103 : 센싱 전극
104 : 보조 실드 전극 200 : 유속 센서
300 : 제어부 400 : 저장부

Claims (15)

  1. 수조의 기 지정된 위치에 각기 부착되는 적어도 하나 이상의 레벨 센서;
    수조 내에서 흔들리거나 회전하는 액체의 유속을 검출하는 유속 센서; 및
    상기 레벨 센서 및 상기 유속 센서를 통해 검출된 정보에 기초하여 액체가 흔들리거나 회전할 경우에도 수조 내의 액체의 유량을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통해 검출된 정보를 바탕으로 수조 내의 액체의 유량을 산출할 수 있도록 하기 위하여,
    상기 수조 내에서 액체가 흔들리는 상황, 액체가 회전하는 상황 및 수조가 기울어지는 상황 각각에서 액체의 유량을 산출하는 산술식을 저장하거나, 또는 상기 각 상황에서 미리 계산되거나 실험치로서 검출된 유량을 룩업 테이블 형태로 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 레벨 센서는,
    수조의 크기와 형태 및 수조가 기울어지는 방향을 고려하여 미리 설정된 높이 및 방향에 각기 부착되는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 레벨 센서는,
    수조 내에서 적어도 바닥으로부터 높이가 다른 두 곳, 및
    적어도 방향이 다른 두 곳의 내측면이나 외측면에 부착되게 형성된 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 레벨 센서는,
    수조 내의 액체의 유량이 증감하지 않고 항상 일정한 상태에서 기울기만 변화되는 경우, 지정된 위치에 하나의 레벨 센서가 부착되며,
    수조가 기울어지는 방향이 항상 동일한 경우에 지정된 복수의 방향으로서 서로 대향되는 방향에 각기 하나의 레벨 센서가 부착되게 구현된 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 레벨 센서는,
    수조의 내측면이나 외측면에 밀착하여 부착이 가능한 기판형 레벨 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는,
    기판;
    상기 기판의 양 측면 중 감지 대상이 있는 방향으로 부착되는 센싱 전극; 및
    상기 기판의 타 측면에 부착되는 실드 전극;을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 기판은,
    수조의 둘레에 밀착되어 구부러지는 재질로 형성되며,
    연성 회로기판(FPCB)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는,
    차폐 효과를 향상시키기 위하여,
    상기 기판이나 센싱 전극의 외측 둘레에 지정된 두께의 보조 실드 전극;이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는,
    길이와 폭의 조정을 통해 수조의 둘레를 따라 부착될 수 있는 링 형태;로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 기판형 레벨 센서는,
    정전용량 방식으로 구현되는 센서인 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 레벨 센서는,
    수조의 바닥면에 설치 가능한 봉형 레벨 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 유속 센서는,
    상기 레벨 센서에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통하여,
    액체의 최고 레벨, 액체의 최저 레벨, 액체의 유속, 수조의 기울기, 기울기 방향, 및 액체의 유량을 검출하거나 산출하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 레벨 센서 및 유속 센서를 통하여, 검출되거나 산출된 적어도 하나 이상의 정보를 유선이나 무선통신으로 연결된 지정된 이동 장치나 휴대 장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 액체의 레벨을 감지하는 장치.
KR1020190023072A 2019-02-27 2019-02-27 액체의 레벨을 감지하는 장치 KR102171099B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190023072A KR102171099B1 (ko) 2019-02-27 2019-02-27 액체의 레벨을 감지하는 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190023072A KR102171099B1 (ko) 2019-02-27 2019-02-27 액체의 레벨을 감지하는 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200104965A true KR20200104965A (ko) 2020-09-07
KR102171099B1 KR102171099B1 (ko) 2020-10-29

Family

ID=72471887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190023072A KR102171099B1 (ko) 2019-02-27 2019-02-27 액체의 레벨을 감지하는 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102171099B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023068742A1 (en) * 2021-10-19 2023-04-27 Kt&G Corporation Aerosol generating device
WO2023215356A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Spraying Systems Co. Flowmeter and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172757A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Alps Electric Co Ltd 液面レベルセンサ
JP2014238312A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 矢崎総業株式会社 液面レベルセンサ
KR20180121160A (ko) * 2017-04-28 2018-11-07 주식회사 디앤샤인 기울기 정보를 이용한 유류탱크의 유량 측정 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172757A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Alps Electric Co Ltd 液面レベルセンサ
JP2014238312A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 矢崎総業株式会社 液面レベルセンサ
KR20180121160A (ko) * 2017-04-28 2018-11-07 주식회사 디앤샤인 기울기 정보를 이용한 유류탱크의 유량 측정 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023068742A1 (en) * 2021-10-19 2023-04-27 Kt&G Corporation Aerosol generating device
WO2023215356A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Spraying Systems Co. Flowmeter and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102171099B1 (ko) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102171099B1 (ko) 액체의 레벨을 감지하는 장치
US8922531B2 (en) Apparatus for screen location control of flexible display
KR102056898B1 (ko) 플렉서블 디스플레이 및 이의 각도 측정 방법
US5808602A (en) Rotary cursor positioning apparatus
US20170089735A1 (en) Crown with three-dimensional input
US20040052016A1 (en) Input device of rotational operation quantity and operating device using this
US20130222291A1 (en) Touchscreen and electronic device using same
CN107153480B (zh) 用于设定手掌忽视区的触控处理方法、装置与系统
KR20060004952A (ko) 높이 감지용 근접 센서
CN104280053B (zh) 电容式旋转位置编码器及电容式旋转位置检测方法
KR102223667B1 (ko) 플렉서블 디스플레이 및 이의 각도 측정 방법
JP6962690B2 (ja) 傾き導出装置及び傾き導出方法
KR101791496B1 (ko) 온도센서를 활용한 cvd 방식의 비접촉 정전용량 수위센서
TW201913308A (zh) 主動式觸控筆及其偵測方法
TWI603231B (zh) 游標控制裝置與方法
CN105573562B (zh) 光学触控模块及其触控侦测方法
CN108399023B (zh) 倾斜度导出装置和方法
KR101540453B1 (ko) 압력 기반의 입력 장치 및 입력 감지 방법
JP2000313240A (ja) 液体タンクの残量検出装置
TWI621061B (zh) 用於設定手掌忽視區的觸控處理方法、裝置與系統
KR101875383B1 (ko) 회전형 지문인식장치
JP6543204B2 (ja) 携帯端末
KR20090084789A (ko) 홀소자를 이용한 기울기 센서
KR20180130443A (ko) 기울기 도출 장치 및 기울기 도출 방법
KR20120107705A (ko) 유동하여 수평면을 유지하는 액체를 통하여 전류가 흐르는 감지전극들을 검출하여 경사도를 측정하는 디지털 각도 측정센서 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant