KR20220169047A - 누액 감지 센서를 위한 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

누액 감지 센서를 위한 제어 장치 및 제어 방법이 제공된다. 제어 장치는 신호 발생부, 수신부 및 제어부를 포함하며, 신호 발생부는 크기가 가변되는 주기 신호를 생성하여 누액 감지 센서로 제공한다. 수신부는 주기 신호에 따라 누액 감지 센서가 감지하여 출력하는 센서 신호를 수신하며, 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키고 증폭시켜 출력한다. 센서 신호는 누액 감지 센서가 감지하는 용액의 누출 상태에 따라 변화되는 센서 임피던스에 대응하며, 수신부에서 센서 신호는 필터 임피던스와 센서 임피던스의 비로 증폭된다. 제어부는 수신부로부터 출력되는 신호의 크기와 필터 임피던스를 기반으로 센서 임피던스를 산출한다.

Description

누액 감지 센서를 위한 제어 장치 및 제어 방법{Apparatus and method for controlling leak detection sensor}

본 발명은 누액 감지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 누액 감지 센서를 위한 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 물, 화학 용액, 유기용제 및 오일의 누출 용액을 감지하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있으며, 크게 전도도를 이용한 방식과 정전용량을 이용한 방식이 있다. 이러한 방식을 이용하여 누출 용액을 감지하는 누액 감지 센서를 물리적인 구조로 분류하면, 케이블형 감지 센서, 밴드형 감지 센서, 모듈형 감지 센서, 필름형 감지 센서 등이 있으며, 최근에는 필름형 감지 센서가 많이 개발되고 상용화되고 있다. 필름형 감지 센서로는 대표적으로 누수 감지 센서, 화학물질 누액 감지 센서, 유기용제 및 오일감지 센서들이 있다.

누액 감지 센서의 기본적인 원리는 전기적 특성 변화를 이용하는 것이며, 여기서 특성 변화는 임피던스의 변화로 국한된다. 이러한 누액 감지 센서를 제어하는 제어기는 센서의 주요 변화 성분을 감지하며, 센서의 특정 임피던스 변화만을 감지하여 전도성 측정이나, 용량성을 측정하는 제어기가 개발되는 추세이다. 감지하는 용액과 센서에 따라 변화하는 임피던스의 크기와 주요 성분이 다르기 때문에, 센서에 맞게 제어기를 만들어서 사용해야 하며, 센서와 제어기가 하나의 합(세트)을 이루고 있는 실정이다. 즉, 여러 유형의 누액을 감지하기 위해서는 전기전도도 측정 방식, 정전용량 측정 방식 및 도선저항 측정 방식 등을 사용함으로써, 측정 방식에 적합한 센서와 제어기를 개발해야 한다. 결과적으로는, 센서와 제어기 종류가 많아지고, 재연성 및 신뢰성이 저하되는 문제점들이 발생하게 된다.

또한, 누액 감지 센서 개발마다 인증 및 기구 설계 등의 비용 및 시간적 문제점이 발생되며, 각각의 개발된 누액 감지 센서의 제어기의 신뢰성을 새롭게 확보해야 하는 문제점도 발생된다.

한편, 임피던스를 측정하는 기기로는 멀티 미터(multi-meter)를 비롯한 다양한 기기가 있으나, 이러한 기기는 고가의 장비이거나, 측정을 위해 사용자 조작(영점 조정 등)을 반드시 필요로 하며, 또는 산업 현장에서 쉽게 발생할 수 있는 외부 충격 그리고 센서의 단락(Short), 개방(Open) 등에 취약하다는 단점이 있다.

[1] 한국등록특허 제10-1460020 (2014. 11. 04, 등록) [2] 한국특허등록 제10-2135683 (2020. 07. 14, 등록)

[1] Lay-Ekuakille, A & Vergallo, Patrizia & Trotta, Amerigo, "Impedance Method for Leak Detection in Zigzag Pipelines" Measurement Science Review - MEAS SCI REV. vol 10. No. 6, 2010, 10.2478/v10048-010-0036-0.　

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 여러 유형의 누액을 다양한 측정 방식으로 감지하는 누액 감지 센서들을 제어하면서, 각 누액 감지 센서의 임피던스를 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 측정 방식의 누액 감지 센서로부터 출력되는 신호의 크기를 기반으로 임피던스를 산출하여 누액 감지 센서를 제어하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 누액 감지 센서를 위한 제어 장치가 제공된다. 상기 제어 장치는, 크기가 가변되는 주기 신호를 생성하고, 상기 주기 신호를 상기 누액 감지 센서로 제공하는 신호 발생부; 상기 주기 신호에 따라 상기 누액 감지 센서가 감지하여 출력하는 센서 신호를 수신하고, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키고 증폭시켜 출력하는 수신부 - 상기 센서 신호는 상기 누액 감지 센서가 감지하는 용액의 누출 상태에 따라 변화되는 센서 임피던스에 대응하며, 상기 센서 신호는 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭됨 -; 및 상기 신호 발생부를 제어하여 상기 주기 신호의 크기를 조절하며, 상기 수신부로부터 출력되는 신호의 크기와 상기 필터 임피던스를 기반으로 상기 센서 임피던스를 산출하도록 구성된 제어부를 포함한다.

일 구현 예에서, 상기 수신부는, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키고 증폭시켜서 출력하는 증폭 필터링부; 및 상기 증폭 필터링부에서 출력되는 신호를 직류 신호의 신호로 처리하여 상기 제어부로 출력하는 신호 검파기를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 증폭 필터링부는, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키는 적어도 하나의 필터; 및 상기 센서 신호를 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시키는 신호 증폭기를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 필터는 적어도 2개 이상의 복수이며, 각각의 필터는 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있다. 여기서, 상기 수신부는, 복수의 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 증폭기로 출력하거나, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 스위치부를 더 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 스위치부는, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및 상기 복수의 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 증폭기로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 증폭 필터링부는, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키면서 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시켜서 출력하는 능동 필터일 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 능동 필터는 적어도 2개 이상인 복수이고, 각각의 능동 필터는 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있다. 여기서, 상기 수신부는, 복수의 능동 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 검파기로 출력하거나, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 능동 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 스위치부를 더 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 스위치부는, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 능동 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및 상기 복수의 능동 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 검파기로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 제어부는 상기 수신부로부터 출력되는 신호의 크기를 기반으로 서로 다른 필터 임피던스 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 필터 임티던스에 대응하는 필터 또는 능동 필터를 선택하도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 신호 발생부는, 주기 신호를 생성하는 신호 발생기; 및 상기 주기 신호를 증폭시키거나 감쇄시켜 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 주기 신호를 증폭시켜 상기 누액 감지 센서로 출력하는 신호 증폭기와 상기 주기 신호를 감쇄시켜 상기 누액 감지 센서로 출력하는 신호 감쇄기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 신호 증폭기가 적어도 2개 이상의 복수이거나 상기 신호 감쇄기가 적어도 2개 이상의 복수인 경우, 상기 신호 발생부는, 상기 신호 발생기로부터의 주기 신호를 복수의 신호 증폭기 또는 복수의 신호 감쇄기 중 하나로 입력시키거나, 상기 복수의 신호 증폭기 또는 상기 복수의 신호 감쇄기 중 하나의 출력을 선택하여 상기 누액 감지 센서로 출력하도록 구성되는 스위치부를 더 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 스위치부는, 상기 신호 발생기로부터의 주기 신호를 복수의 신호 증폭기 또는 복수의 신호 감쇄기 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및 상기 복수의 신호 증폭기 또는 상기 복수의 신호 감쇄기 중 하나의 출력을 선택하여 상기 누액 감지 센서로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 스위치부는, 멀티플렉서, 디코더 및 스위치 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 제어부는 상기 산출된 센서 임피던스의 값과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 상기 산출된 센서 임피던스의 값과 미리 설정된 기준값을 만족하지 않으면 알람 신호 출력 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제어 장치는, 상기 제어부의 제어에 따라 알람 신호를 출력하도록 구성된 표시부; 및 상기 기준값을 입력하도록 구성된 조작부를 더 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 측정하고자 하는 센서 임피던스는 개방 상태에 대응하는 값에서부터 단락에 대응하는 값까지 일 수 있으며, 상기 제어 장치는 상기 센서 임피던스의 실수부가 무한대이고 허수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우와 상기 센서 임피던스의 허수부가 무한대이고 실수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우 모두를 포함하여, 상기 센서 임피던스를 측정할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 누액 감지 센서를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 제어 방법은, 제어 장치가, 주기 신호를 생성하고, 상기 주기 신호를 상기 누액 감지 센서로 제공하는 단계; 상기 제어 장치가, 상기 주기 신호에 따라 상기 누액 감지 센서가 감지하여 출력하는 센서 신호를 수신하는 단계 - 상기 센서 신호는 상기 누액 감지 센서가 감지하는 용액의 누출 상태에 따라 변화되는 센서 임피던스에 대응함 -; 상기 제어 장치가, 상기 센서 신호를 미리 설정된 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시키고, 증폭되는 신호의 크기를 측정하는 단계; 및 상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기와 상기 필터 임피던스를 기반으로 상기 센서 임피던스를 산출하는 단계를 포함한다.

일 구현 예에서, 상기 제어 방법은, 상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기에 따라 생성되는 주기 신호의 크기를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 신호의 크기를 조절하는 단계는, 상기 측정된 신호의 크기가 제1 설정 크기를 초과하면 상기 주기 신호의 크기가 작아지도록 상기 주기 신호의 크기를 조절하는 단계; 및 상기 측정된 신호의 크기가 제2 설정 크기 미만이면 상기 주기 신호의 크기가 커지도록 상기 주기 신호의 크기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

일 구현 예에서, 상기 제어 장치가 복수의 필터 임피던스에 따라 필터링 및 증폭을 수행하도록 구성되는 증폭 필터링부를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 방법은, 상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기에 따라 상기 복수의 필터 임피던스 중 하나의 필터 임피던스를 선택하고, 상기 증폭 필터링부가 상기 선택된 필터 임피던스에 따라 동작하도록 제어하여, 수신되는 센서 신호가 증폭되는 비가 달라지도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예들에 따르면, 제어 장치는 누액 감지 센서의 동작을 위한 신호를 생성하여 누액 감지 센서로 제공하고, 이에 따라 누액 감지 센서로부터 출력되는 신호의 크기를 기반으로 누액 센서 감지 센서에서 감지된 임피던스 변화를 측정 및 산출할 수 있다. 따라서, 다양한 측정 방식 즉, 전기전도도 측정 방식, 정전용량 측정 방식 및 도선저항 측정 방식 등으로 동작하는 누액 감지 센서들을 제어하면서, 각 누액 감지 센서의 임피던스 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 다양한 측정 방식의 누액 감지 센서에 대한 제어 장치의 신뢰성을 확보할 수 있고, 기존 누액 감지 센서들과의 호환성도 획득할 수 있다.

또한, 다양한 형태의 필름형 누액 감지 센서뿐만 아니라 임피던스 측정 방식의 다양한 센서와 연결할 수 있는 하나의 제어 장치가 제공됨에 따라, 전도성, 용량성, 유도성 센서 결과를 동시에 측정할 수 있다. 따라서, 새로운 누액 감지 센서를 개발할 때마다 새로운 제어 장치를 개발해야 하는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 기존 누액 감지 센서 제어기들과 비교할 때, 다양한 종류의 누액 감지 센서를 하나의 제어 장치로 제어함으로써, 가격 경쟁력이 높고 설치 및 유지보수가 용이하다.

또한, 극한의 환경에 의해 센서와 연결되는 두 단자 간 단락 또는 개방을 검출할 수 있으므로, 제어 장치의 손망실을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예의 제1 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예의 제2 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.
도 4은 본 발명의 실시 예의 제3 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예의 제4 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예의 제5 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예의 제6 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예의 제7 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예의 제8 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예의 제9 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예의 제10 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예의 제11 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 필터의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 방법의 흐름도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 장치에 의해 측정된 임피던스 변화를 예시한 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 나타낸다.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수다.

다음에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서를 위한 제어 장치 및 제어 방법에 대하여 설명한다.

임피던스의 변화를 이용하여 누출 용액을 감지하는 누액 감지 센서는 일반적으로 임피던스의 허수부 또는 실수부 하나에 국한되어 측정을 수행하며, 주요 임피던스 항목은 저항 성분(resistance, Ω), 전도 성분(conductance, S), 정전 용량 성분(capacitance, F), 유도 성분(inductance, H)이 있다. 누액 감지 센서의 측정 방식 중 예를 들어, 전기 전도도 측정 방식의 경우, 직류 전압의 전압 분배 법칙을 이용한 저항비가 직류 전압비로 나타나는 현상을 이용한다. 정전 용량 측정 방식의 경우, 주로 저항 커패시터 회로(R-C 회로)에서 커패시터에 충전된 전압이 떨어지는 시간을 측정하여 계산하는 방식을 사용한다.

이러한 기존의 방식과는 달리, 본 발명의 실시 예에서는 누액 감지 센서에서 감지되는 임피던스 변화를 왜곡되는 신호의 크기 변화로 측정하여 센서의 임피던스를 산출한다. 즉, 누액 감지 센서에 신호를 송신하면서 송신되는 신호의 크기를 조절하고, 누액 감지 센서로부터 수신되는 신호를 필터 임피던스와 센서 임피던스의 비로 증폭시켜서 넓은 범위의 임피던스를 측정한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 장치의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 장치(1)는 첨부한 도 1에서와 같이, 신호 발생부(10), 수신부(20), 제어부(30)를 포함하며, 조작부(40), 표시부(50) 및 통신부(60)를 더 포함한다. 신호 발생부(10)는 연결부(70)를 통해 누액 감지 센서(2)로 주기 신호를 송신하도록 구성되며, 수신부(20)는 연결부(70)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터의 센서 신호를 수신하도록 구성된다. 신호 발생부(10)는 제1 연결 포트(C1)를 통해 누액 감지 센서(2)에 연결되며, 수신부(20)는 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)에 연결된다. 신호 발생부(10)와 수신부(20)가 연결부(70)에 각각 전기적으로 연결되어 있고, 신호 발생부(10)와 수신부(20)는 센서 연결이 없는 경우 전기적으로 개방 상태 또는 독립인 상태이다. 따라서 연결부(70)를 통해 연결된 누액 감지 센서(2)를 통해 전기적 폐회로를 형성한다.

주기 신호는 신호 발생부(10)에서 생성되는 신호를 나타내며, 진폭(크기)과 주기가 가변되는 신호이다. 여기서는 누액 감지 센서(2)로 전달된 주기 신호가 누액 감지 센서(2)를 통해 전력 소모, 왜곡 등을 거쳐서 다시 수신부(20)로 수신된다. 신호 발생부(10)에서 생성된 주기 신호와, 이러한 주기 신호가 누액 감지 센서(2)를 거쳐서 수신부(20)로 수신되는 신호와의 구별을 위해, 설명의 편의상, 누액 감지 센서(2)를 거쳐서 수신부(20)에 의해 수신되는 신호를 “센서 신호”라고 명명한다. 이러한 센서 신호는 누액 감지 센서(2)가 측정하는 누출 용액에 따른 임피던스(센서 임피던스라고도 명명함)에 대응하는 신호이다.

신호 발생부(10)는 주기 신호를 생성하도록 구성되며, 특히, 제어부(30)의 제어에 따라 소정 크기를 가지는 주기 신호를 생성하여 출력하며, 주기 신호는 연결부(70)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다. 신호 발생부(10)의 구체적인 구조에 대해서는 추후에 설명하기로 한다.

수신부(20)는 누액 감지 센서(2)로부터 센서 신호를 수신하여 제어부(30)로 제공하도록 구성된다. 누액 감지 센서(2)는 신호를 증폭시키는 기능이 없는 전기적으로 수동 소자이다. 신호 발생부(10)에서 송신된 주기 신호는 누액 감지 센서(2)에서 반드시 전력 소모가 발생하기 때문에, 본 발명의 실시 예에 따른 수신부(20)는 신호를 증폭하는 기능을 가지며, 설계된 필터 임피던스에 따라 신호를 필터링하는 기능을 가진다. 따라서 수신부(20)에서 수신된 센서 신호는 필터 임피던스와 센서 임피던스의 비로 증폭된다. 수신부(20)의 구체적인 구조에 대해서는 추후에 설명하기로 한다.

제어부(30)는 신호 발생부(10)를 제어하여 주기 신호를 생성하도록 하며, 수신부(20)를 통해 수신된 센서 신호를 기반으로 누액 감지 센서(2)에서 감지된 임피던스 변화를 측정하도록 구성된다. 구체적으로, 제어부(30)는 수신부(20)를 통해 수신된 센서 신호의 크기와 필터 임피던스를 기반으로 센서 임피던스를 산출 즉, 역산한다. 센서 신호의 크기는 누액 감지 센서(2)의 센서 임피던스의 값(복소수 값)과 수신부(20)의 필터 임피던스의 값(복소수 값)의 비를 기반으로 결정되므로, 제어부(30)는 수신부(20)에 의해 수신된 센서 신호의 크기와 설계된 필터 임피던스의 값을 기반으로 누액 감지 센서(2)의 센서 임피던스의 값을 역산한다. 예를 들어,

의 관계를 기반으로, 미리 설정된 필터 임피던스를 알고 있으므로, 센서 신호의 크기(출력 전압)와 필터 임피던스를 기반으로 입력 임피던스인 센서 임피던스의 획득할 수 있다.

또한, 제어부(30)는 역산에 의해 획득된 누액 감지 센서(2)의 센서 임피던스의 값을 기반으로 용액의 누출 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 설정되는 임피던스 기준값과 측정된 센서 임피던스의 값(필터의 임피던스 복소수 값과 수신된 센서 신호의 크기를 기반으로 역산된 누액 감지 센서(2)의 임피던스 복소수 값)을 비교하여, 센서 임피던스의 값이 기준값을 만족하지 못하면(예를 들어, 제1 기준값을 초과하거나 제2 기준값 이하인 경우), 용액이 누출된 것으로 판단할 수 있다. 용액이 누출된 것으로 판단되면 제어부(30)는 표시부(50)를 통해 알람 신호를 시각적 또는 청각적 형태의 신호로 출력하여, 사용자에게 용액 누출 여부를 알려 줄 수 있다. 또한, 센서 임피던스의 값을 기반으로 누출되는 용액의 구별이 가능하다. 예를 들어, 임피던스의 값을 낮은 레벨(pF or Ohm)부터 높은 레벨(uF or MOhm)까지 측정할 수 있고, 물의 전도도는 수 MOhm이고, 산 염기 용액은 수 kOhm이므로, 측정되는 센서 임피던스의 값을 기반으로 누출된 용액을 구별할 수 있다. 또한, 비접촉 정전용량의 경우, 물에 의해 변화하는 정전용량의 값이 수 pF이고, 전해질 용액에 의해 변환하는 정전용량의 값이 수 nF이므로, 측정되는 센서 임피던스의 값을 기반으로 누출된 용액을 구별할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 수신되는 신호의 크기를 기반으로 임피던스를 측정하므로, 신호를 과도하게 증폭시키면 임피던스 비를 얻을 수 없다. 따라서, 신호 발생부(10)에서 생성되는 주기 신호의 크기를 조절하거나, 수신부(20)에서 적절한 필터 임피던스를 가지는 필터를 선택하여 수신되는 신호가 증폭되는 비를 조절한다.

이를 위해, 제어부(30)는 주기 신호의 크기를 조절한다. 이를 위해, 제어부(30)는 수신부(20)에 의해 수신된 센서 신호의 크기를 기반으로 신호 발생부(10)에서 생성되는 주기 신호의 크기를 조절할 수 있다. 일 예로, 제어부(30)는 누액 감지 센서(2)로부터 수신부(20)를 통해 수신된 센서 신호를 측정한 크기가 제1 설정 크기를 초과하면, 주기 신호의 크기를 기존보다 작게 조절하고, 측정한 신호의 크기가 제2 설정 크기 이하이면 주기 신호의 크기를 기존보다 크게 조절하기 위한 제어 신호를 신호 발생부(10)로 출력한다. 여기서 크기는 전압값일 수 있다. 예를 들어, 제1 설정 크기는 측정 가능한 최대 전압의 설정 퍼센트(예를 들어, 90%)에 대응하는 전압값이며, 제2 설정 크기는 측정 가능한 최대 전압의 설정 퍼센트(예를 들어, 15%)에 대응하는 전압값일 수 있다.

이와 같이, 수신부(20)에서 수신된 센서 신호의 크기가 너무 커서 측정 수용 범위(예: 전원 전압의 90% 이하 15% 이상)을 초과하면 송신되는 주기 신호의 크기를 조절하여 다시 센서 신호를 측정한다. 이에 따라, 잡음 신호를 수신되는 신호로 오인하여 신호 크기를 변경하는 오류를 방지할 수 있다.

또한, 제어부(30)는 수신부(20)를 통해 수신된 센서 신호의 크기를 기반으로, 수신부(20)에 대해 적절한 임피던스 값을 가지는 필터를 선택하도록, 수신부(20)를 제어할 수 있다. 일 예로, 후술되는 수신부(20)의 구조에서 서로 다른 필터 임피던스를 가지는 복수의 필터(능동 필터)가 사용될 수 있으며, 이러한 복수의 필터 중 적절한 필터 임피던스를 가지는 필터를 선택하도록 스위칭 제어 신호를 생성하여 수신부(20)로 제공할 수 있다.

다른 예로, 생성되는 주기 신호의 크기를 제1 크기, 제2 크기 및 제3 크기로 나눈 다음에, 주기 신호의 크기를 점진적으로 변화시키면서 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 정전용량의 측정에 대해 측정하고자 하는 정전용량 값을 10³ 단위(pF, nF, uF 단위)로 나누었을 때, 제어부(30)는 pF 단위 기준으로 주기 신호의 크기를 설정하며, 점진적으로 nF, uF 단위로 주기 신호의 크기를 변화시키면서 측정을 수행한다. 이 경우, pF 기준으로 작은 크기의 주기 신호를 송신하였을 때 센서 신호가 작게 들어온다면 센서 정전용량이 pF 단위가 연결된 것이고, 신호가 크게 들어온다면, 정전용량이 nF 단위 이상이 연결된 것으로 판별할 수 있다.

한편, 제어 장치(1)에서 조작부(40)는 입력 인터페이스로서 기능하도록 구성된다. 예를 들어, 조작부(40)는 알람 신호 생성을 위한 임피던스 기준값을 사용자 입력으로 받아서 제어부(30)로 제공할 수 있다.

표시부(50)는 제어 장치(1)에 관련된 정보를 출력하도록 구성되며, 예를 들어, 디스플레이 장치나 사운드 출력 장치 등을 기반으로 제어 장치(1)에 의해 처리되는 동작에 관련된 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 누액 감지 센서(2)로부터의 센서 신호를 기반으로 판단된 용액 누출 상태에 관련된 정보를 시각적 또는 청각적 정보의 형태로서 출력할 수 있다. 예를 들어, 알람 신호, 또는 알람 신호 레벨이나 제어부(30)에 의해 측정되는 센서 임피던스의 값을 시각적 또는 청각적 형태의 신호로 출력하여, 사용자에게 알려줄 수 있다.

통신부(60)는 외부의 다른 장치와 통신하도록 구성된다. 통신부(60)는 예를 들어, 누액 감지 센서(2)로부터의 센서 신호를 기반으로 판단된 용액 누출 상태에 관련된 정보(측정된 센서 임피던스 값, 용액 누출 여부 등)를 다른 장치로 전송할 수 있다.

다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 장치에서 신호 발생부와 수신부의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

이하에 기술되는 본 발명의 실시 예의 각 예에서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하며, 동일한 기능에 대해서는 반복 설명을 생략한다.

본 발명의 실시 예에서, 신호 발생부(10)는 신호의 크기를 조절(증가시키거나 낮추는)하는 구성 요소를 포함하며, 또한 신호의 크기를 증가시키는 구성 요소와 신호의 크기를 낮추는 구성 요소의 조합을 포함할 수 있으며, 또는 신호의 크기를 증가시키는 하나의 구성 요소 또는 신호의 크기를 낮추는 하나의 구성 요소만을 포함하는 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예의 제1 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제1 예에서, 제어 장치(1)의 신호 발생부(10)는 도 2에서와 같이, 신호 발생기(11) 및 신호 증폭기(12)를 포함한다. 여기서, 출력은 신호 발생부(10)에서 생성되어 누액 감지 센서(2)로 출력되는 주기 신호를 나타내며, 출력은 도 1에서와 같이, 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

신호 발생기(11)는 설정 크기와 설정 주파수를 가지는 주기 신호를 생성한다.

신호 증폭기(12)는 생성된 주기 신호를 증폭시켜 출력하며, 출력된 주기 신호는 제1 연결 포트(C1)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

제어부(30)로부터 인가되는 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 신호 발생기(11) 및/또는 신호 증폭기(12) 중 적어도 하나가 출력되는 신호의 크기를 조절한다.

도 3은 본 발명의 실시 예의 제2 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제2 예에서, 제어 장치(1)의 신호 발생부(10)는 도 3에서와 같이, 신호 발생기(11) 및 신호 감쇄기(13)를 포함한다.

신호 발생기(11)는 설정 크기와 설정 주파수를 가지는 주기 신호를 생성한다.

신호 감쇄기(13)는 생성된 주기 신호를 감쇄시켜 출력하며, 출력된 주기 신호는 도 1에서와 같이 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

제어부(30)로부터 인가되는 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 신호 발생기(11) 및/또는 신호 감쇄기(13) 중 적어도 하나가 출력되는 신호의 크기를 조절한다.

이러한 제2 예에서는 제1 예와는 달리, 주기 신호를 증폭하여 출력하는 대신에 주기 신호를 감쇄시켜 출력함으로써, 제1 예에서 신호 발생기(11)에 의해 생성되는 초기의 주기 신호의 크기보다 제2 예에서 신호 발생기(11)에 의해 생성되는 초기의 주기 신호의 크기가 클 수 있다.

도 4은 본 발명의 실시 예의 제3 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제3 예에서, 제어 장치(1)의 신호 발생부(10)는 도 4에서와 같이, 신호 발생기(11), 스위치부(14), 및 신호 처리부(15)를 포함한다.

제3 예에서는 위의 제1 예에 따른 신호 증폭기와 제2 예에 따른 신호 감쇄기를 적어도 하나 사용하고, 스위치부(14)를 통해 선택적으로 주기 신호의 증폭 또는 감쇄가 이루어지도록 할 수 있다.

이를 위해, 신호 처리부(15)가, 도 4에서와 같이, 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154)를 포함한다. 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 각각의 출력은 도 1에서와 같이, 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

스위치부(14)는 신호 발생기(11)의 출력을 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나로 연결시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 스위치부(14)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 신호 증폭기(151)와 신호 증폭기(153)는 서로 다른 증폭률을 가질 수 있고, 신호 감쇄기(152)와 신호 감쇄기(154)는 서로 다른 감쇄율을 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 서로 다른 증폭률 또는 서로 다른 감쇄율에 따라 증폭 또는 감쇄가 이루어질 수 있다.

이러한 구조에서, 신호 발생기(11)에서 생성된 주기 신호는 스위치부(14)를 통해 신호 처리부(15)의 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나로 입력된다. 이후에 주기 신호는 증폭/감쇄 처리된 다음에 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

여기서는 신호 처리부(15)가 2개의 신호 증폭기와 2개의 신호 감쇄기를 포함하는 것으로 구현되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 수의 증폭기와 감쇄기를 포함하도록 구현될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예의 제4 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제4 예에서, 제어 장치(1)의 신호 발생부(10)는 도 5에서와 같이, 신호 발생기(11), 제1 스위치부(14), 신호 처리부(15) 및 제2 신호 처리부(16)를 포함한다. 신호 처리부(15)는 제3 예와 동일하게, 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154)를 포함하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제4 예에서는 위의 제3 예에 따른 신호 처리부를 기반으로 구성되면서, 2개의 스위치부를 사용한다. 구체적으로, 제1 스위치부(14)는 위의 제3예에서와 같이, 신호 발생기(11)의 출력을 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나로 연결시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 제2 스위치부(16)는 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나의 출력을 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)에 연결시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다.

이러한 제1 스위치부(14) 및 제2 스위치부(16)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 신호 증폭기(151)와 신호 증폭기(153)는 서로 다른 증폭률을 가질 수 있고, 신호 감쇄기(152)와 신호 감쇄기(154)는 서로 다른 감쇄율을 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 서로 다른 증폭률 또는 서로 다른 감쇄율에 따라 증폭 또는 감쇄가 이루어질 수 있다.

이러한 구조에서, 신호 발생기(11)에서 생성된 주기 신호는 제1 스위치부(14)를 통해 신호 처리부(15)의 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나로 입력된다. 이후에 주기 신호는 증폭/감쇄 처리된 다음에 도 1에서와 같이, 제2 스위치부(16)를 통해 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)를 거쳐서 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

도 6은 본 발명의 실시 예의 제5 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 신호 발생부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제5 예에서, 제어 장치(1)의 신호 발생부(10)는 도 6에서와 같이, 신호 발생기(11), 신호 처리부(15) 및 스위치부(16)를 포함한다. 신호 처리부(15)는 제3 예와 동일하게, 도 6에 도시된 바와 같이, 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154)를 포함하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제5 예에서는 위의 제3 예에 따른 신호 처리부를 기반으로 구성되면서, 신호 처리부 중 하나의 출력을 선택하는 스위치부를 사용한다. 구체적으로, 스위치부(16)는 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 중 하나의 출력을 연결부(70)의 제1 연결 포트(C1)에 연결시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 스위치부(16)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 신호 증폭기(151)와 신호 증폭기(153)는 서로 다른 증폭률을 가질 수 있고, 신호 감쇄기(152)와 신호 감쇄기(154)는 서로 다른 감쇄율을 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 서로 다른 증폭률 또는 서로 다른 감쇄율에 따라 증폭 또는 감쇄가 이루어질 수 있다.

이러한 구조에서, 신호 발생기(11)에서 생성된 주기 신호는 신호 처리부(15)로 입력되며, 이에 따라 주기 신호는 신호 증폭기(151), 신호 감쇄기(152), 신호 증폭기(153), 및 신호 감쇄기(154) 각각에 의해 처리(증폭/감쇄)된다. 이후에 증폭/감쇄 처리된 주기 신호들 중 하나의 주기 신호가 스위치부(16)를 통해 누액 감지 센서(2)로 제공된다.

여기서는 신호 처리부(15)가 2개의 신호 증폭기와 2개의 신호 감쇄기를 포함하는 것으로 구현되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 수의 증폭기와 감쇄기를 포함하도록 구현될 수 있다.

위에 기술된 바와 같은 제1 예 내지 제5 예서와 같이, 신호 발생부의 신호 조절은 다수의 증폭기와 감쇄기의 조합으로 구현될 수 있고, 단일 증폭기 또는 단일 감쇄기로 구현될 수 있으며, 또는 증폭기로만 구현될 수도 있으며, 또는 감쇄기로만 구현될 수 있다.

한편, 수신부(20)는 적절한 임피던스 값을 가지는 필터를 사용하여, 수신된 센서 신호에 포함되어 있는 일부 잡음을 제거하고, 센서 신호를 필터 임피던스와 센서 임피던스의 복소수 비에 따라 증폭시킨다. 수신부(20)의 필터 임피던스와 센서 임피던스의 비가 설정값(예를 들어, 10배) 이상인 경우 신호 구별이 어려울 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명의 실시 예에서는 수신부(20)의 필터를 여러 단으로 사용하거나, 광대역 필터를 사용할 수 있다.

위에 기술된 바를 기반으로 본 발명의 실시 예에 따른 수신부(20)는 다음과 같은 구조로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예의 제6 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제6 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 도 7에서와 같이, 필터(21), 신호 증폭기(22) 및 검파기(23)를 포함한다. 여기서, 입력은 누액 감지 센서(2)로부터 입력되는 신호인 센서 신호를 나타내며, 입력은 도 1에서와 같이, 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)에 연결된다. 여기서, 필터(21)와 신호 증폭기(22)를 포괄하여, “증폭 필터링부”라고 명명할 수 있다.

필터(21)는 입력되는 신호 즉, 센서 신호를 필터링하도록 구성된다. 필터(21)는 적절한 임피던스 값을 가지면서 수신되는 센서 신호를 필터링한다.

신호 증폭기(22)는 필터(21)를 통해 필터링된 센서 신호를 증폭하도록 구성된다. 특히, 센서 신호를 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭시켜 출력한다.

검파기(23)는 신호 증폭기(22)로부터 증폭되어 출력되는 신호를 검파하도록 구성된다. 검파기(23)는 커패시터의 충전 효과를 통해 교류 신호의 크기와 동일한 직류 신호를 출력하도록 구성된다. 이에 따라 신호 증폭기(22)로부터 증폭되어 출력되는 신호와 동일한 직류 신호가 출력되어 제어부(30)로 입력된다. 따라서, 수신된 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭된 신호의 크기가 검출된다. 제어부(30)는 검출된 신호의 크기를 기반으로 센서 임피던스를 역산하고, 또한 신호 발생부(10)에서 생성되는 주기 신호의 크기를 조절하거나, 이하에 기술되는 복수의 필터 중 하나의 필터를 선택할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예의 제7 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제7 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 필터링과 증폭 기능을 가지는 능동 필터부를 포함한다.

도 8에서와 같이, 수신부(20)는 능동 필터부(24) 및 검파기(23)를 포함한다.

능동 필터부(24)는 필터(241)와 연산 증폭기(242)를 포함한다. 구체적으로, 연산 증폭기(242)의 제1 입력 단자(예: -)가 입력에 연결되며, 제2 입력 단자(예: +)는 접지되며, 출력 단자가 검파기(23)에 연결된다. 여기서, 필터(241)가 연산 증폭기(242)의 제1 입력 단자와 연산 증폭기(242)의 출력 단자 사이에 연결된다. 이러한 능동 필터부(24)는 간단하게 능동 필터라고도 명명될 수 있다.

이러한 구조에서, 도 1에 도시된 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터 수신되는 센서 신호가 연산 증폭기(242)의 제1 입력 단자(-)로 입력되어 증폭되어 출력되면서, 또한 필터(241)에 의해 필터링되어 출력되어, 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭되어 출력된다.

이후, 검파기(23)가 능동 필터부(24)에 의해 출력되는 신호를 검파하여 대응하는 크기의 신호를 출력한다. 이후, 검파되는 신호의 크기를 기반으로 위에 기술된 바와 같이 임피던스 역산 및 주기 신호의 크기 조절이 수행될 수 있다.

이러한 제7 예에서, 능동 필터부(24)는 위의 제6 예에서의 필터(21)와 신호 증폭기(22)를 포괄하는 증폭 필터링부에 대응하는 것으로 볼 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예의 제8 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제8 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 복수의 필터와 이러한 복수의 필터 중 하나를 선택하기 위한 1개의 스위치부를 포함한다.

구체적으로, 도 9에서와 같이, 수신부(20)는 복수의 필터(211~214), 스위치부(25), 신호 증폭기(22) 및 검파기(23)를 포함한다.

위의 제6 예와는 달리, 입력에 연결되는 필터가 하나가 아니라 복수의 필터(211~214)가 사용되며, 이러한 복수의 필터(211~214)에 스위치부(25)가 연결된다.

스위치부(25)는 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나의 출력을 신호 증폭기(22)로 입력하는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 스위치부(25)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 필터(211~214)들은 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 선택되는 필터 임피던스에 대응하는 필터의 출력이 신호 증폭기(22)로 입력된다.

이러한 구조에서, 도 1에 도시된 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터 수신되는 센서 신호가 복수의 필터(211~214)로 각각 입력되어 필터링되며, 스위치부(25)에 의해 어느 하나의 필터(211~214 중 하나)에 의해 필터링된 센서 신호가 신호 증폭기(22)로 입력된다.

신호 증폭기(22)는 스위치부(25)에 의해 연결되는 필터(211~214 중 하나)에 의해 필터링되어 출력되는 신호를 증폭하여 출력하며, 이에 따라 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭되어 출력된다.

이후, 검파기(23)가 신호 증폭기(22)에 의해 출력되는 신호를 검파하여 대응하는 크기의 신호를 출력한다. 이후, 검파되는 신호의 크기를 기반으로 위에 기술된 바와 같이 임피던스 역산 및 주기 신호의 크기 조절이 수행될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예의 제9 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제9 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 복수의 필터를 포함하며, 이러한 복수의 필터 중 하나를 선택하기 위한 2개의 스위치부를 포함한다.

구체적으로, 도 10에서와 같이, 수신부(20)는 제1 스위치부(26), 복수의 필터(211~214), 제2 스위치부(25), 신호 증폭기(22) 및 검파기(23)를 포함한다.

위의 제8 예와는 달리, 제1 스위치부(26)와 제2 스위치부(25)를 포함하며, 복수의 필터(211~214)가 제1 스위치부(26)와 제2 스위치부(25) 사이에 위치된다.

제1 스위치부(26)는 입력되는 센서 신호를 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나로 입력시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성되며, 제2 스위치부(25)는 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나의 출력을 신호 증폭기(22)로 입력시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 제1 및 제2 스위치부(26, 25)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 필터(211~214)들은 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 선택되는 필터 임피던스에 대응하는 필터로 신호가 입력되고, 이후에 해당 필터의 출력이 신호 증폭기(22)로 입력된다.

이러한 구조에서, 도 1에 도시된 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터 수신되는 센서 신호가 제1 스위치부(26)에 의해 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나로 입력되어 필터링되며, 제2 스위치부(25)에 의해 필터(211~214 중 하나)에 의해 필터링된 센서 신호가 신호 증폭기(22)로 입력된다.

신호 증폭기(22)는 제2 스위치부(25)에 의해 연결되는 필터(211~214 중 하나)에 의해 필터링되어 출력되는 신호를 증폭하여 출력하며, 이에 따라 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭되어 출력된다.

이후, 검파기(23)가 신호 증폭기(22)에 의해 출력되는 신호를 검파하여 대응하는 크기의 신호를 출력한다. 이후, 검파되는 신호의 크기를 기반으로 위에 기술된 바와 같이 임피던스 역산 및 주기 신호의 크기 조절이 수행될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예의 제10 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제10 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 복수의 필터를 포함하며, 이러한 복수의 필터 중 하나를 선택하기 위한 1개의 스위치부를 포함하며, 제8 예와는 달리, 스위치부가 복수의 필터의 입력단에 위치된다.

구체적으로, 도 11에서와 같이, 수신부(20)는 스위치부(26), 복수의 필터(211~214), 신호 증폭기(22) 및 검파기(23)를 포함한다.

스위치부(26)는 입력되는 센서 신호를 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나로 입력시키는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 스위치부(26)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 필터(211~214)들은 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있으며, 입력되는 센서 신호가 스위칭 제어 신호에 따라 선택되는 필터 임피던스에 대응하는 필터로 입력된다.

이러한 구조에서, 도 1에 도시된 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터 수신되는 센서 신호가 스위치부(26)에 의해 복수의 필터(211~214) 중 어느 하나로 입력되어 필터링되며, 해당 필터에 의해 필터링된 센서 신호가 신호 증폭기(22)로 입력된다.

신호 증폭기(22)는 제2 스위치부(25)에 의해 연결되는 필터(211~214 중 하나)에 의해 필터링되어 출력되는 신호를 증폭하여 출력하며, 이에 따라 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭되어 출력된다.

이후, 검파기(23)가 신호 증폭기(22)에 의해 출력되는 신호를 검파하여 대응하는 크기의 신호를 출력한다. 이후, 검파되는 신호의 크기를 기반으로 위에 기술된 바와 같이 임피던스 역산 및 주기 신호의 크기 조절이 수행될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예의 제11 예에 따른, 누액 감지 센서의 제어 장치에서의 수신부의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예의 제11 예에서, 제어 장치(1)의 수신부(20)는 복수의 능동 필터부와 이러한 복수의 능동 필터부 중 하나를 선택하기 위한 1개의 스위치부를 포함한다.

구체적으로, 도 12에서와 같이, 수신부(20)는 복수의 능동 필터부(24a~24c), 스위치부(25), 및 검파기(23)를 포함한다.

위의 제7 예와는 달리, 입력에 연결되는 능동 필터부가 하나가 아니라 복수의 능동 필터부(24a~24c)가 사용되며, 이러한 복수의 능동 필터부(24a~24c)에 스위치부(25)가 연결된다. 여기서는 능동 필터부가 3개인 것을 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

스위치부(25)는 복수의 능동 필터부(24a~24c) 중 어느 하나의 출력을 검파기(23)로 입력하는 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다. 이러한 스위치부(25)는 제어부(30)로부터의 스위칭 제어 신호(도시되지 않음)에 따라 동작되어, 위와 같은 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 능동 필터부(24a~24c)의 각 필터는 서로 다른 필터 임피던스를 가질 수 있으며, 스위칭 제어 신호에 따라 선택되는 필터 임피던스에 대응하는 능동 필터부의 출력이 검파기(23)로 입력된다.

각각의 능동 필터부(24a~24c)는 제7 예에서 같이, 필터와 연산 증폭기를 포함하며, 구체적인 구조는 제7 예의 설명을 참조한다.

이러한 구조에서, 도 1에 도시된 연결부(70)의 제2 연결 포트(C2)를 통해 누액 감지 센서(2)로부터 수신되는 센서 신호가 각각의 능동 필터부(24a~24c)로 입력되며, 각 능동 필터부(24a~24c)로 입력되는 센서 신호는 연산 증폭기를 통해 증폭되어 출력되면서, 또한 필터에 의해 필터링되어, 센서 신호가 센서 임피던스와 필터 임피던스의 비(복소수 비)로 증폭되어 출력된다. 이후, 스위치부(25)에 의해 어느 하나의 능동 필터부(24a~24c 중 하나)에 의해 증폭 및 필터링된 센서 신호만이 검파기(23)로 입력된다.

이후, 검파기(23)가 능동 필터부(24a~24c 중 하나)에 의해 출력되는 신호를 검파하여 대응하는 크기의 신호를 출력한다. 이후, 검파되는 신호의 크기를 기반으로 위에 기술된 바와 같이 임피던스 역산 및 주기 신호의 크기 조절이 수행될 수 있다.

한편, 위의 제11 예를 기반으로, 제9 및 제10 예를 참조하여, 능동 필터부(24a~24c)의 입력단에 스위치부를 포함하는 형태 또는 능동 필터부(24a~24c)는 입력단과 출력단에 각각 스위치부를 포함하는 형태를 구현할 수 있으며, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

위에 기술된 제6 예 내지 제11 예에서와 같이, 수신부(20)는 필터링과 증폭 기능을 수행하도록 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 필터(능동 필터부 포함)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 또한 수신부(20)는 필터로 인해 잡음이 제거되어, 장거리 센서 길이에서 발생하는 외부 전자파 입력(잡음)을 필터링하여, 오동작을 방지할 수 있다.

수신부(20)의 구조는 주기 신호와 센서 임피던스 범위에 따라 변경될 수 있다. 본 발명이 실시 예에서 측정하고자 하는 센서 임피던스는 개방(open)에서부터 단락(Short)까지 일 수 있으며, 실수부가 무한대이고 허수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우와, 허수부는 무한대이나 실수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우도 측정 가능하다.

또한, 위에 기술된 제3 예, 제4 예, 제5 예, 제8 예, 제9 예, 제10 예 및 제11 예에서, 스위치부는 멀티플렉서(1 대 N을 선택하는 방식), 디코더(N번째를 선택하는 방식), 스위치 등 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 토대로 구현될 수 있다.

한편, 위에 기술된 수신부(20)에 사용되는 필터(제6 예 내지 제11 예에서의 필터)는 도 13 및 도 14와 같은 구조로 이루어질 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 필터의 구조를 나타낸 예시도이다.

수신부(20)의 필터(21 또는 241)는 도 13에서와 같이, 입력 전압(Vin)과 출력 전압(Vout) 사이에 병렬 연결된 커패시터(C), 코일(L), 그리고 저항(R)을 포함한다.

또는, 수신부(20)의 필터(21 또는 241)는 도 14에서와 같이, 입력 전압(Vin)과 출력 전압(Vout) 사이에 직렬로 연결된 커패시터(C), 코일(L), 그리고 저항(R)을 포함한다.

이와 같이, 필터는 도 13에서와 같이, RLC(Resistor Inductor Capacitor 저항 인덕터 커패시터) 병렬 회로로 구성하거나, 도 14에서와 같이, RLC 직렬 회로로 구성할 수 있다. 또는 필터는 RLC 병렬 회로에서 L을 뺀 RC 병렬 회로 등으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 필터의 구조는 위에 기술된 것에 한정되지 않으며, 다양한 조합이 가능하다.

이러한 구조로 이루어지는 제어 장치(1)를 기반으로 주기 신호를 생성하여 누액 감지 센서(2)로 출력하면서 누액 감지 센서(2)로부터의 센서 신호를 기반으로, 센서의 임피던스 변화를 측정한다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 방법의 흐름도이다.

첨부한 도 15에서와 같이, 제어 장치(1)는 주기 신호를 생성하여 누액 감지 센서(2)로 출력한다(S100). 주기 신호는 누액 감지 센서(2)로 입력되며, 주기 신호는 누액 감지 센서(2)를 통해 센서 임피던스 변화에 의해 왜곡 등을 거치게 된다. 이러한 주기 신호가 누액 감지 센서(2)를 거쳐서 제어 장치(1)의 수신부(20)에 의해 센서 신호로서 수신된다.

제어 장치(1)는 누액 감지 센서로부터 센서 신호를 수신하며(S110), 수신된 센서 신호는 필터링되며 또한 필터 임피던스와 센서 임피던스의 비로 증폭된다(S120). 이후, 증폭된 센서 신호에 대응하는 직류 신호가 출력되어 센서 신호의 크기가 검출된다(S130).

다음에, 제어 장치(1)는 검출된 센서 신호의 크기와 필터 임피던스를 기반으로, 센서 임피던스를 산출한다(S140). 이와 같이 누액 감지 센서(2)에서 감지되는 임피던스 변화를 왜곡되는 신호의 크기 변화로 측정하여 센서 임피던스를 획득한다.

제어 장치(1)는 획득된 센서 임피던스와 미리 설정된 기준값 비교를 수행하여(S150), 센서 임피던스가 기준값을 만족하지 않으면 알람 신호를 출력한다(S160, S170). 예를 들어, 센서 임피던스의 값이 제1 기준값을 초과하거나 제2 기준값 이하인 경우, 용액이 누출된 것으로 판단하여 표시부(50)를 통해 알람 신호를 출력한다.

센서 임피던스가 기준값을 만족하면, 제어 장치(1)는 검출된 센서 신호의 크기에 따라 주기 신호의 크기를 조절한다(S180). 위에 기술된 바와 같이, 센서 신호의 크기를 설정 크기와 비교하여 측정 수용 범위를 초과하면 주기 신호의 크기를 조절하며, 신호 발생부(10)를 제어하여 생성되는 주기 신호의 크기를 조절하거나, 및/또는 수신부(20)에서 적절한 필터 임피던스를 선택하여 수신되는 센서 신호의 증폭되는 비를 조절할 수 있다.

만약, 센서 임피던스가 무한대에 가까운 개방(open) 상태인 경우, 송신되는 주기 신호의 크기를 최대로 조절할 수 있다. 이 경우, 수신부(20)를 통해 어떤 필터 임피던스를 선택해도 신호가 나타나지 않는다. 반대로, 센서 임피던스가 0에 가까운 단락(Short) 상태인 경우, 송신되는 주기 신호의 크기를 최대로 하며, 이 경우 어떤 필터 임피던스를 선택해도 신호는 항상 포화에 가깝게 나타난다.

위에 기술된 단계(S100~S180)는 반복적으로 수행될 수 있으며, 각 단계(S100~S180)가 수행되는 순서는 위에 기술된 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 단계(S130) 이후에 단계(S180)가 수행될 수 있다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 누액 감지 센서의 제어 장치에 의해 측정된 임피던스 변화를 예시한 그래프이다.

구체적으로, 도 16은 도선저항 측정 방식의 누액 감지 센서의 경우, 저항으로 임피던스의 실수부를 변화시켜 측정한, 센서 임피던스(실제 전도성)와 제어 장치에서 측정된 신호의 크기에 기반한 임피던스(측정한 전도성) 사이의 관계를 나타낸다. 도 17은 정전용량 측정 방식의 누액 감지 센서의 경우, 정전용량으로 임피던스의 허수부를 변화시켜 측정한, 센서 임피던스(실제 용량성)와 제어 장치에서 측정된 신호의 크기에 기반한 임피던스(측정한 용량성) 사이의 관계를 나타낸다. 이와 같이, 전기전도도 측정 방식, 정전용량 측정 방식 및 도선저항 측정 방식 등의 다양한 측정 방식으로 동작하는 누액 감지 센서로부터 수신되는 신호의 크기를 기반으로 누액 감지 센서의 임피던스 변화를 신뢰성 있게 측정할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 장치(1)에서, 제어부(30)는 프로세서(예: CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic　Processing　Unit) 등)에 의해, 메모리에 저장된 명령을 로드하고 실행하여, 위에 기술된 바와 같은 제어 방법을 구현하는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 누액 감지 센서를 위한 제어 방법 중 적어도 일부는 컴퓨팅 장치에서 실행되는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있고, 프로그램 또는 소프트웨어는 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장될 수 있으며, 또는 컴퓨팅 장치와 전기적으로 접속될 수 있는 하드웨어로 구현될 수도 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

1. 누액 감지 센서를 위한 제어 장치로서
   크기가 가변되는 주기 신호를 생성하고, 상기 주기 신호를 상기 누액 감지 센서로 제공하는 신호 발생부;
   상기 주기 신호에 따라 상기 누액 감지 센서가 감지하여 출력하는 센서 신호를 수신하고, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키고 증폭시켜 출력하는 수신부 - 상기 센서 신호는 상기 누액 감지 센서가 감지하는 용액의 누출 상태에 따라 변화되는 센서 임피던스에 대응하며, 상기 센서 신호는 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭됨 -; 및
   상기 신호 발생부를 제어하여 상기 주기 신호의 크기를 조절하며, 상기 수신부로부터 출력되는 신호의 크기와 상기 필터 임피던스를 기반으로 상기 센서 임피던스를 산출하도록 구성된 제어부
   를 포함하는 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수신부는
   상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키고 증폭시켜서 출력하는 증폭 필터링부; 및
   상기 증폭 필터링부에서 출력되는 신호를 직류 신호의 신호로 처리하여 상기 제어부로 출력하는 신호 검파기
   를 포함하는, 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 증폭 필터링부는,
   상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키는 적어도 하나의 필터; 및
   상기 센서 신호를 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시키는 신호 증폭기
   를 포함하는, 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 필터는 적어도 2개 이상의 복수이며, 각각의 필터는 서로 다른 필터 임피던스를 가지며,
   상기 수신부는
   복수의 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 증폭기로 출력하거나, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 스위치부
   를 더 포함하는, 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 스위치부는
   상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및
   상기 복수의 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 증폭기로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부
   를 포함하는, 제어 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 증폭 필터링부는, 상기 센서 신호를 설정된 필터 임피던스를 기반으로 필터링시키면서 상기 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시켜서 출력하는 능동 필터인, 제어 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 능동 필터는 적어도 2개 이상인 복수이고, 각각의 능동 필터는 서로 다른 필터 임피던스를 가지며,
   상기 수신부는
   복수의 능동 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 검파기로 출력하거나, 상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 능동 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 스위치부
   를 더 포함하는, 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 스위치부는
   상기 누액 감지 센서로부터의 센서 신호를 상기 복수의 능동 필터 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및
   상기 복수의 능동 필터 중 하나의 출력을 선택하여 상기 신호 검파기로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부
   를 포함하는, 제어 장치.
9. 제4항 또는 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 수신부로부터 출력되는 신호의 크기를 기반으로 서로 다른 필터 임피던스 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 필터 임티던스에 대응하는 필터 또는 능동 필터를 선택하도록 상기 스위치부를 제어하는, 제어 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부는
    주기 신호를 생성하는 신호 발생기; 및
    상기 주기 신호를 증폭시키거나 감쇄시켜 출력하는 신호 처리부
    를 포함하는, 제어 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 주기 신호를 증폭시켜 상기 누액 감지 센서로 출력하는 신호 증폭기와 상기 주기 신호를 감쇄시켜 상기 누액 감지 센서로 출력하는 신호 감쇄기 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 신호 증폭기가 적어도 2개 이상의 복수이거나 상기 신호 감쇄기가 적어도 2개 이상의 복수인 경우, 상기 신호 발생부는,
    상기 신호 발생기로부터의 주기 신호를 복수의 신호 증폭기 또는 복수의 신호 감쇄기 중 하나로 입력시키거나, 상기 복수의 신호 증폭기 또는 상기 복수의 신호 감쇄기 중 하나의 출력을 선택하여 상기 누액 감지 센서로 출력하도록 구성되는 스위치부
    를 더 포함하는, 제어 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 스위치부는
    상기 신호 발생기로부터의 주기 신호를 복수의 신호 증폭기 또는 복수의 신호 감쇄기 중 하나로 입력시키도록 구성되는 제1 스위치부; 및
    상기 복수의 신호 증폭기 또는 상기 복수의 신호 감쇄기 중 하나의 출력을 선택하여 상기 누액 감지 센서로 출력하도록 구성되는 제2 스위치부
    를 포함하는, 제어 장치.
13. 제4항, 제7항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 스위치부는, 멀티플렉서, 디코더 및 스위치 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는, 제어 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출된 센서 임피던스의 값과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 상기 산출된 센서 임피던스의 값과 미리 설정된 기준값을 만족하지 않으면 알람 신호 출력 동작을 수행하도록 구성되며,
    상기 제어 장치는
    상기 제어부의 제어에 따라 알람 신호를 출력하도록 구성된 표시부; 및
    상기 기준값을 입력하도록 구성된 조작부
    를 더 포함하는 제어 장치.
15. 제1항에 있어서,
    측정하고자 하는 센서 임피던스는 개방 상태에 대응하는 값에서부터 단락에 대응하는 값까지이며, 상기 제어 장치는 상기 센서 임피던스의 실수부가 무한대이고 허수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우와 상기 센서 임피던스의 허수부가 무한대이고 실수부에 의해 임피던스가 결정되는 경우 모두를 포함하여, 상기 센서 임피던스를 측정하는, 제어 장치.
16. 누액 감지 센서를 제어하는 방법으로서,
    제어 장치가, 주기 신호를 생성하고, 상기 주기 신호를 상기 누액 감지 센서로 제공하는 단계;
    상기 제어 장치가, 상기 주기 신호에 따라 상기 누액 감지 센서가 감지하여 출력하는 센서 신호를 수신하는 단계 - 상기 센서 신호는 상기 누액 감지 센서가 감지하는 용액의 누출 상태에 따라 변화되는 센서 임피던스에 대응함 -;
    상기 제어 장치가, 상기 센서 신호를 미리 설정된 필터 임피던스와 상기 센서 임피던스의 비로 증폭시키고, 증폭되는 신호의 크기를 측정하는 단계; 및
    상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기와 상기 필터 임피던스를 기반으로 상기 센서 임피던스를 산출하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기에 따라 생성되는 주기 신호의 크기를 조절하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 신호의 크기를 조절하는 단계는,
    상기 측정된 신호의 크기가 제1 설정 크기를 초과하면 상기 주기 신호의 크기가 작아지도록 상기 주기 신호의 크기를 조절하는 단계; 및
    상기 측정된 신호의 크기가 제2 설정 크기 미만이면 상기 주기 신호의 크기가 커지도록 상기 주기 신호의 크기를 조절하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
18. 제16항에 있어서,
    상기 제어 장치가 복수의 필터 임피던스에 따라 필터링 및 증폭을 수행하도록 구성되는 증폭 필터링부를 포함하며,
    상기 제어 방법은,
    상기 제어 장치가, 상기 측정된 신호의 크기에 따라 상기 복수의 필터 임피던스 중 하나의 필터 임피던스를 선택하고, 상기 증폭 필터링부가 상기 선택된 필터 임피던스에 따라 동작하도록 제어하여, 수신되는 센서 신호가 증폭되는 비가 달라지도록 하는 단계
    를 더 포함하는 제어 방법.
    
    
    
    
    
    

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