KR20230107946A - 무선 센서 장치 - Google Patents

Abstract

무선 센서 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 무선 센서 장치는 외부의 부재의 일 부분에 인접하게 배치되어, 상기 부재의 상태에 대한 정보를 감지하게 구성되는 센서 모듈; 상기 센서 모듈과 물리적으로 이격되도록 상기 외부의 부재의 다른 부분에 인접하게 배치되며, 상기 센서 모듈과 통전되어 상기 센서 모듈에 전력을 전달하게 구성되는 전원 모듈; 및 상기 센서 모듈 및 상기 전원 모듈과 각각 통전되어, 상기 전력을 전달하는 도선 부재를 포함할 수 있다.

Description

무선 센서 장치{Wireless sensor apparatus}

본 발명은 무선 센서 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전력을 공급하는 부재와 정보를 감지하는 부재가 서로 이격 배치되는 구조의 무선 센서 장치에 관한 것이다.

차단기는 외부의 전원 및 부하와 각각 통전 가능하게 연결되어, 상기 전원 및 상기 부하 간의 통전 상태를 허용하거나 차단할 수 있는 기기를 의미한다. 외부의 전원으로부터 과전류 등의 이상 전류가 차단기로 유입될 경우, 차단기는 차단 동작(트립 동작)을 수행하여 외부의 전원 및 부하 간의 통전 상태를 차단한다.

차단기는 다양한 구성 요소를 포함한다. 차단기가 작동됨에 따라, 상기 구성 요소가 작동되며 열이 발생된다. 또한, 외부의 전원으로부터 이상 전류가 인가되는 경우에도 차단기의 각 구성 요소에서 과다한 열이 발생될 수 있다.

발생된 열이 차단기에 기 설정된 시간 이상 체류될 경우, 차단기의 각 구성 요소가 손상될 우려가 있다. 따라서, 차단기에는 내부 또는 외부의 온도를 측정하기 위한 감지 장치가 구비되는 것이 일반적이다.

또한, 차단기의 정상적인 작동을 위해서는 온도뿐만 아니라, 습도, 진동 여부 및 세기 등 차단기 자체 및 주변 환경과 관련된 다양한 형태의 정보를 수집하는 것이 바람직하다. 수집된 다양한 정보는 관리자 단말에 전달되어, 관리자가 차단기의 작동 상태를 판단하기 위한 근거로 활용될 수 있다.

상기와 같은 다양한 정보를 수집하기 위한 수단으로 센서가 구비될 수 있다. 센서는 다양한 정보를 수집하기 위한 감지부와 감지된 정보를 상기 관리자 단말에 전달하기 위한 통신 수단을 포함한다. 더 나아가, 센서는 감지부와 통신 수단이 작동되기에 필요한 전력을 공급하는 전원을 더 포함하게 구성됨이 일반적이다.

상기 통신 수단의 경우, 센서와 관리자 단말을 유선의 형태로 연결하기 위해서는 별도의 도선 부재가 요구된다. 도선 부재에 의해 센서와 관리자 단말이 연결될 경우, 배선 구조와 관련된 이슈가 발생된다. 이에, 최근에는 무선의 방식으로 관리자 단말과 정보를 주고받을 수 있는 형태의 센서가 널리 사용되고 있다.

무선의 방식으로 작동되는 센서는 유선의 방식으로 작동되는 센서에 비해 설치 위치에 대한 제약이 상대적으로 감소된다. 구체적으로, 유선의 방식으로 작동되는 센서가 고전압이 인가되는 부재에 설치되는 경우, 상기 부재를 포함하는 전기 장치의 절연 성능이 저하될 우려가 있다. 이에, 상기와 같은 경우, 무선의 방식으로 작동되는 센서가 구비되는 것이 더 바람직하다.

그런데, 무선의 방식으로 구비되는 센서의 경우 작동에 필요한 전력을 외부로부터 전달받을 수 없으므로, 배터리 등 별도의 전원 수단을 포함하게 구성된다. 이에 따라, 배터리 자체의 무게 및 부피로 인해 센서 전체의 무게 및 부피가 과하게 증가되어, 설치 장소 및 방식에 제약이 발생될 수 있다.

더 나아가, 배터리는 온도 등 외부 환경에 따라 동작 효율이 변화될 수 있다. 특히, 고온의 열이 발생되는 차단기의 내부에 배터리가 위치될 경우 안전 사고의 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 무선의 방식으로 구비되는 센서는 온도 등의 정보의 측정이 요구되는 위치에 정확하게 구비되기 어렵다.

한국등록특허문헌 제10-1775611호는 무선온도센서모듈을 개시한다. 구체적으로, 보일러에 부착되어 보일러 튜브의 온도 및 열유속 모니터링이 가능하되, 열전소자를 이용한 자체 전원 공급 수단을 구비한 무선온도센서모듈을 개시한다.

그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 무선온도센서모듈은 상태를 감지하기 위한 센서부와 열전소자가 서로 결합되어 일체로 구비된다. 즉, 상기 선행문헌은, 상태 감지 및 전력 획득이 동일한 위치에서 진행되어야 하는 바, 상태 감지 대상 지점과 전력 획득 지점을 상이하게 구성하기 위한 방안을 제시하지 못한다.

한국등록특허문헌 제10-1979631호는 무선온도감지장치를 개시한다. 구체적으로, 자기에너지 하베스팅 코일을 전원으로 구동되어, 권취된 기둥 등의 온도를 감지하고 이를 수신모듈에 전달할 수 있는 무선온도감지장치를 개시한다.

그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 무선온도센서모듈은 열전소자와 온도센싱모듈이 일체로 형성된다. 즉, 상기 선행문헌이 개시하는 무선온도센서모듈은 전원을 공급하는 부재와 온도를 감지하는 부재가 같은 지점에 배치됨을 전제한다. 따라서, 상기 선행문헌은 모듈 자체의 크기를 감소시켜 설치 장소의 자유도를 향상시키기 위한 방안을 개시하지 못한다.

한국등록특허문헌 제10-1775611호 (2017.09.07.) 한국등록특허문헌 제10-1979631호 (2019.05.17.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 점유하는 공간의 부피를 감소시킬 수 있는 구조의 무선 센서 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정보 감지를 위한 구성 요소와 전력을 공급하는 구성 요소의 배치 자유도가 향상될 수 있는 구조의 무선 센서 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력을 공급하는 구성 요소의 손상이 방지될 수 있는 구조의 무선 센서 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 환경에 상응하게 다양한 방식으로 전력 공급이 가능한 구조의 무선 센서 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유지 보수가 용이한 구조의 무선 센서 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부의 부재의 일 부분에 인접하게 배치되어, 상기 부재의 상태에 대한 정보를 감지하게 구성되는 센서 모듈; 상기 센서 모듈과 물리적으로 이격되도록 상기 외부의 부재의 다른 부분에 인접하게 배치되며, 상기 센서 모듈과 통전되어 상기 센서 모듈에 전력을 전달하게 구성되는 전원 모듈; 및 상기 센서 모듈 및 상기 전원 모듈과 각각 통전되어, 상기 전력을 전달하는 도선 부재를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공된다.

이때, 상기 센서 모듈 및 상기 전원 모듈은 서로 탈거 가능하게 결합되는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 그 내부에 형성되는 자기장의 변화를 이용하여 전자계 에너지 하베스팅(magnetic field energy harvesting)의 방식으로 상기 전력을 생성하는 코일 부재를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 코일 부재의 내부에는, 강자성체(Ferromagnetic substance) 소재의 밴드(band)가 관통되는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 상기 코일 부재를 수용하는 공간이 내부에 형성된 전원 하우징; 상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 코일 부재와 통전되는 전원 PCB(Printed Circuit Board); 및 상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 전원 PCB과 통전되어 상기 코일 부재가 생성한 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 전원 모듈은, 외부의 전원에 의해 충전되어 상기 전력을 저장하고, 저장된 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 배터리팩(battery pack)을 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 상기 배터리팩을 수용하는 공간이 내부에 형성된 전원 하우징; 및 상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 배터리팩과 통전되어 상기 배터리팩에 저장된 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 배터리팩은, 상기 전원 하우징의 상기 공간에 인출 가능하게 수용되는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 외부의 부재의 상기 일 부분과 상기 외부의 부재가 위치되는 공간의 온도 차이를 이용하여 전력을 생성하는 열전소자(thermoelectric element)를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 상기 열전소자의 면 중 외부의 부재가 위치되는 상기 공간을 향하는 일 면에 결합되어, 상기 열전소자의 상기 일 면을 냉각하게 구성되는 방열 부재를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 방열 부재는, 상기 열전소자의 상기 일 면에 반대되는 방향으로 연장 형성되는 복수 개의 핀(fin) 및 복수 개의 상기 핀이 서로 이격되어 형성되는 복수 개의 공간을 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전원 모듈은, 상기 열전소자와 통전되어 상기 열전소자가 생성한 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 센서 모듈은, 외부의 부재의 상기 일 부분의 상태에 대한 정보를 감지하게 구성되는 센서 유닛; 상기 센서 유닛과 통전되어, 감지된 상기 정보를 외부의 단말에 전달하는 통신 유닛; 상기 도선 부재와 통전되어, 상기 전력을 전달받는 센서 커넥터; 및 상기 센서 유닛, 상기 통신 유닛 및 상기 센서 커넥터와 각각 통전되어, 상기 전력을 상기 센서 유닛 및 상기 통신 유닛에 전달하는 센서 PCB를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 도선 부재는, 상기 전원 모듈과 탈거 가능하게 결합, 통전되는 전원 연결부; 상기 센서 모듈과 탈거 가능하게 결합, 통전되는 센서 연결부; 및 상기 전원 연결부 및 상기 센서 연결부 사이에서 연장되며, 상기 전원 연결부 및 상기 센서 연결부와 각각 통전되는 연장부를 포함하는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 연장부는 플렉서블(flexible)한 소재로 형성되는, 무선 센서 장치가 제공될 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 장치는 점유하는 공간의 크기를 감소시킬 수 있다.

먼저, 무선 센서 장치는 전원 모듈 및 센서 모듈을 포함한다. 전원 모듈 및 센서 모듈은 서로 통전되되, 물리적으로 서로 이격되게 배치된다. 즉, 전원 모듈 및 센서 모듈은 별도로 구비된다.

따라서, 전원 모듈 및 센서 모듈이 단일의 부재로 구비되는 경우에 비해, 전원 모듈 및 센서 모듈 각각의 크기 및 부피가 감소될 수 있다. 이에 따라, 전원 모듈 및 센서 모듈이 구성하는 무선 센서 장치가 점유하는 공간의 크기 및 부피 또한 감소될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 장치는 정보 감지를 위한 구성 요소와 전력을 공급하는 구성 요소의 배치 자유도가 향상될 수 있다.

먼저, 무선 센서 장치는 전원 모듈 및 센서 모듈과 각각 결합되어, 전원 모듈 및 센서 모듈을 통전시키는 도선 부재를 포함한다. 도선 부재는 전원 모듈 및 센서 모듈 사이에서 연장되며, 플렉서블(flexible)한 소재로 형성된다. 즉, 도선 부재에 연결된 전원 모듈 및 센서 모듈이 다양한 위치에 배치되더라도, 도선 부재는 전원 모듈 및 센서 모듈과 결합된 상태로 유지될 수 있다.

센서 모듈은 정보의 측정이 요구되는 위치에 배치되고, 전원 모듈은 상기 위치와 다른 위치에 배치될 수 있다. 상기의 경우에도 도선 부재에 의해 센서 모듈은 전원 모듈로부터 전력을 전달받아 작동될 수 있다.

따라서, 전원 모듈 및 센서 모듈의 배치 자유도가 향상될 수 있다. 이에 따라, 무선 센서 장치의 배치 자유도 역시 향상될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 장치는 전력을 공급하는 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전원 모듈 및 센서 모듈은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 센서 모듈은 정보 감지의 목적물에 인접하게 배치되고, 전원 모듈은 외부의 환경에 의한 손상이 방지될 수 있는 위치에 배치될 수 있다.

일 예로, 센서 모듈은 고온의 부재에 인접하게 배치되어 상기 부재의 온도에 대한 정보를 감지하게 구성될 수 있다. 반면, 전원 모듈은 고온의 상기 부재에서 이격되어, 상대적으로 온도가 낮은 위치에 배치되어 센서 모듈에 전력을 공급하게 구성될 수 있다.

따라서, 전원 모듈은 외부의 환경에 의해 손상 가능성이 높은 위치에서 이격되어 배치되어 센서 모듈에 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 전원 모듈의 손상 가능성이 감소되어, 무선 센서 장치의 사용 연한이 증가되고 유지 보수에 요구되는 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 장치는 다양한 환경에 상응하게 다양한 방식으로 전력을 공급할 수 있다.

일 실시 예에서, 전원 모듈은 전자계 에너지 하베스팅(magnetic field energy harvesting)의 방식으로 전력을 생산하는 코일 부재를 포함하여 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 전원 모듈은 교류 전류가 통전되는 부재에 결합되어 전력을 생산하여 센서 모듈에 전달할 수 있다. 본 실시 예에 따른 전원 모듈은 정보 측정 대상인 부재에 교류 전류가 통전되는 경우 적용될 수 있다.

다른 실시 예에서, 전원 모듈은 외부의 전원에 의해 충전되어 전력을 저장하고, 저장된 전력을 센서 모듈에 전달하는 배터리팩을 포함하여 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 전원 모듈은 임의의 위치에 배치되어 센서 모듈에 전력을 전달할 수 있다. 본 실시 예에 따른 전원 모듈은 외부로부터 별도의 전원을 인가하기 어려운 환경에 적용될 수 있다.

또다른 실시 예에서, 전원 모듈은 온도의 차이를 이용하여 전력을 생산하는 열전소자를 포함하여 구비될 수 있다. 상기 실시 예에서, 전원 모듈은 고온의 부재에 결합되어 전력을 생산하여 센서 모듈에 전달할 수 있다. 본 실시 예에 따른 전원 모듈은 정보 측정 대상인 부재가 고온인 경우 적용될 수 있다.

따라서, 정보 측정 대상인 부재의 상태 또는 상기 부재가 위치된 환경에 따라 전원 모듈은 서로 다른 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라, 전원 모듈은 다양한 상태의 부재 및 환경에 능동적으로 대응하여 센서 모듈에 전력을 공급할 수 있다.

또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 센서 장치는 유지 보수가 용이해질 수 있다.

상술한 바와 같이, 무선 센서 장치를 구성하는 각 구성 요소, 즉 전원 모듈, 센서 모듈 및 도선 부재는 별도로 구비되어 서로 탈거 가능하게 결합, 통전된다.

따라서, 각 구성 요소 중 어느 하나의 유지 보수 또는 교체가 요구되는 경우, 해당 구성 요소만을 분리하여 수리 또는 교체하여 무선 센서 장치의 유지 보수가 수행될 수 있다. 이에 따라, 무선 센서 장치의 유지 보수에 요구되는 시간 및 비용이 감소될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선 센서 장치를 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 3은 도 1의 무선 센서 장치의 결합 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 무선 센서 장치의 구성 요소를 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 무선 센서 장치를 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 7은 도 5의 무선 센서 장치의 결합 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 5의 무선 센서 장치의 구성 요소를 도시하는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치를 도시하는 사시도이다.
도 10은 도 9의 무선 센서 장치를 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 11은 도 9의 무선 센서 장치의 결합 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 12는 도 9의 무선 센서 장치의 구성 요소를 도시하는 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 센서 장치를 도시하는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 센서 장치를 도시하는 정면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원 시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형 예가 있을 수 있다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

1. 용어의 정의

이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 전기적 신호 또는 전류를 전달 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 통전은 도선 부재 등에 의한 유선의 형태 또는 RFID, 블루투스, Wi-Fi 등에 의한 무선의 형태로 형성될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "연통"이라는 용어는 두 개 이상의 부재가 서로 유체 소통 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 연통은 상기 두 개 이상의 부재의 내부에 형성된 공간에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 연통은 파이프, 관로, 호스 등의 부재에 의해 형성될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "전방 측", "후방 측", "좌측" 및 "우측"이라는 용어는 첨부된 도면에 걸쳐 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 "측정 대상 부재"라는 용어는 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)들이 구비되어, 다양한 정보를 획득하기 위한 대상물을 의미한다. 일 실시 예에서, 측정 대상 부재는 고온 또는 고압 등 가혹한 환경(harsh condition) 상에 위치될 수 있다.

또한, 이하의 설명에서는 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)의 기술적 특징을 명확하게 하기 위해 센서 유닛(240)이 상측을 향하는 것으로 도시되었다. 이에, 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 상측 부분이 측정 대상 부재에 인접하게 위치되도록 배치될 수 있음이 이해될 것이다.

이하의 설명에서, 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 차단기에 구비됨을 전제하여 설명된다. 다만, 이하에서 설명될 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 온도, 압력, 진동 등 다양한 정보의 측정이 요구되는 임의의 장치에 구비되어 활용될 수 있음이 이해될 것이다.

2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)의 설명

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)가 도시된다.

본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 온도, 압력, 진동 등 다양한 정보를 측정하기 위한 구성 요소 및 감지된 정보를 외부의 단말기(미도시)에 전송하는 구성 요소는 서로 인접하게 배치된다. 또한, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 상기 구성 요소들에 전력을 공급하기 위한 구성 요소는 상기 구성 요소들과 이격되게 배치된다.

이에 따라, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 각 부분의 크기 및 무게가 감소될 수 있다.

또한, 정보를 감지하는 구성 요소와 전력을 공급하는 구성 요소가 서로 이격됨에 따라, 정보를 감지하는 구성 요소는 정보 감지 대상 위치에, 전력을 공급하는 구성 요소는 이와 이격되어 상대적으로 안전한 위치에 배치될 수 있다.

결과적으로, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 정보의 측정이 요구되는 임의의 위치에 배치되어, 안정적으로 정보를 감지하게 구성될 수 있다.

무선 센서 장치(10)는 일 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 후술될 바와 같이, 무선 센서 장치(10)의 상기 각 구성 요소는 도선 부재(300)에 의해 통전될 수 있다. 도선 부재(300)가 플렉서블(flexible)한 소재로 형성되는 실시 예에서, 무선 센서 장치(10)는 길게 연장되는 방향이 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

도시된 실시 예에서, 무선 센서 장치(10)는 전원 모듈(100), 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)를 포함한다.

전원 모듈(100)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급한다. 전원 모듈(100)은 센서 모듈(200)과 통전된다.

전원 모듈(100)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)에서, 전원 모듈(100)은 전자계 에너지 하베스팅(magnetic field energy harvesting)이 가능한 형태로 구비된다.

전원 모듈(100)은 센서 모듈(200)과 이격되게 배치된다. 일 실시 예에서, 전원 모듈(100)은 센서 모듈(200)과 별도로 구비되어 서로 이격되게 배치될 수 있다.

전원 모듈(100)은 도선 부재(300)와 탈거 가능하게 결합된다. 전원 모듈(100)은 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 통전될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(100)은 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 전원 모듈(100)의 형상은 센서 모듈(200)과 통전되어 전력을 공급할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(100)은 전원 하우징(110), 전원 PCB(120), 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)를 포함한다.

전원 하우징(110)은 전원 모듈(100)의 몸체를 형성한다. 전원 하우징(110)은 전원 모듈(100)이 외측으로 노출되는 부분이다. 전원 하우징(110)은 상술한 전원 모듈(100)에 상응되는 형상, 즉 도시된 실시 예에서 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다.

전원 하우징(110)은 센서 모듈(200)의 센서 하우징(210)과 이격되게 배치된다. 전원 하우징(110)은 센서 하우징(210)과 서로 독립적으로 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 하우징(110)은 전원 커버(111), 전원 공간(112), 밴드 결합부(113), 커넥터 결합부(114) 및 묶음 공간부(115)를 포함한다.

전원 커버(111)는 전원 하우징(110)의 일측 면을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 전원 커버(111)는 전원 하우징(110)의 상측 면을 형성한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 그 상측이 측정 대상 부재에 인접하도록 배치될 수 있다. 이에, 전원 커버(111)는 측정 대상 부재를 향하는 일 면으로 정의될 수 있다.

전원 커버(111)는 전원 하우징(110)의 다른 면과 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 전원 커버(111)는 전원 공간(112)을 일측, 도시된 실시 예에서 상측에서 덮으며 전원 하우징(110)의 다른 면과 결합될 수 있다.

전원 공간(112)은 전원 하우징(110)의 내부에 형성된 공간이다. 전원 공간(112)에는 전원 모듈(100)을 구성하는 다양한 구성 요소가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 공간(112)에는 전원 PCB(120), 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)가 수용된다.

전원 공간(112)은 전원 하우징(110)의 각 면에 둘러싸여 정의될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 공간(112)은 전원 하우징(110)의 전방 측, 후방 측, 좌측, 우측 및 하측 면에 둘러싸여 형성된다. 또한, 전원 공간(112)의 상측은 전원 커버(111)에 의해 덮일 수 있다.

전원 공간(112)은 외부와 통전된다. 전원 공간(112)에 수용된 전원 커넥터(140)는 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 통전될 수 있다.

전원 공간(112)은 외부와 연통된다. 코일 부재(130)에 관통되는 강자성체의 밴드 부재(미도시)는 전원 공간(112)에 관통될 수 있다.

밴드 결합부(113)는 밴드 부재(미도시)가 관통될 수 있는 통로를 형성한다. 상기 밴드 부재(미도시)는 밴드 결합부(113)에 관통되어 전원 공간(112)으로 연장된 후, 다시 외부로 연장될 수 있다. 밴드 결합부(113)는 전원 공간(112)과 외부를 연통한다.

밴드 결합부(113)는 전원 하우징(110)의 면 중 어느 하나 이상의 면에 관통 형성된다. 또한, 밴드 결합부(113)는 복수 개 형성되어, 어느 하나의 밴드 결합부(113)에 관통되어 전원 공간(112)으로 연장된 밴드 부재(미도시)는 다른 하나의 밴드 결합부(113)를 통해 전원 하우징(110)의 외부로 연장될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 밴드 결합부(113)는 전원 하우징(110)의 좌측 및 우측 면에 각각 형성된다. 달리 표현하면, 밴드 결합부(113)는 전원 공간(112)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되는 한 쌍으로 구비된다.

밴드 결합부(113)는 밴드 부재(미도시)가 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 밴드 결합부(113)는 전후 방향의 연장 길이가 상하 방향의 연장 길이보다 길고, 좌우 방향의 두께를 갖는 판형의 공간으로 형성된다.

커넥터 결합부(114)는 전원 커넥터(140)가 외부로 노출되는 부분이다. 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)는 커넥터 결합부(114)에 관통되어 전원 커넥터(140)와 결합, 통전될 수 있다. 커넥터 결합부(114)는 전원 공간(112)과 외부를 연통한다.

커넥터 결합부(114)는 전원 하우징(110)의 면 중 다른 하나의 면에 관통 형성된다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(114)는 전원 하우징(110)의 전방 측 면에 형성된다. 달리 표현하면, 커넥터 결합부(114)는 센서 모듈(200)을 향하는 전원 하우징(110)의 일 면에 관통 형성된다.

커넥터 결합부(114)는 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)가 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 즉, 커넥터 결합부(114)는 전원 연결부(310)의 형상에 상응하는 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(114)는 좌우 방향의 연장 길이가 상하 방향의 연장 길이보다 길고, 전후 방향의 두께를 갖는 판형의 공간으로 형성된다.

묶음 공간부(115)는 전원 하우징(110)을 측정 대상 부재에 결합시키기 위한 묶음 부재(미도시)가 수용되는 공간이다. 일 실시 예에서, 상기 묶음 부재(미도시)는 노끈, 고무 밴드 등 두 개 이상의 부재를 결합시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.

묶음 공간부(115)는 전원 하우징(110)의 또다른 일 면에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(115)는 전원 하우징(110)의 하측 면에 형성된다. 센서 유닛(240)이 상측에 치우쳐 배치되는 실시 예에서, 묶음 공간부(115)는 측정 대상 부재에 반대되게 위치된다.

따라서, 작업자는 묶음 공간부(115)를 용이하게 인식하고 상기 묶음 부재(미도시)를 이용하여 전원 모듈(100)을 측정 대상 부재에 결합시킬 수 있다.

묶음 공간부(115)는 상기 묶음 부재(미도시)가 부분적으로 수용될 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(115)는 전후 방향으로 소정의 폭을 갖고, 좌우 방향으로 관통 형성되되 전원 하우징(110)의 하면에 함몰 형성된 홈의 형상이다.

전원 PCB(120)는 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)를 전기적으로 연결시킨다. 코일 부재(130)에 의해 생성된 전력은 전원 커넥터(140)를 통해 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

전원 PCB(120)는 전원 공간(112)에 수용된다. 전원 커버(111)가 전원 공간(112)을 덮으며 전원 하우징(110)의 다른 면과 결합되면, 전원 PCB(120)은 외부에 임의 노출되지 않는다.

전원 PCB(120)는 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)와 통전된다. 전원 PCB(120)는 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)와 각각 결합된다. 전원 PCB(120)에 의해 코일 부재(130)와 전원 커넥터(140)가 통전되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전원 PCB(120)는 코일 부재(130) 및 전원 커넥터(140)를 통전시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 PCB(120)는 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고, 상하 방향의 두께를 갖는 사각판형으로 구비된다.

전원 PCB(120)에 인접하게, 도시된 실시 예에서 상측에 코일 부재(130)가 배치된다.

코일 부재(130)는 상술한 전자계 에너지 하베스팅의 방식으로 전력을 생산한다. 생산된 전력은 센서 모듈(200)에 전달되어, 센서 모듈(200)의 작동을 위해 활용될 수 있다.

코일 부재(130)는 전원 PCB(120)와 결합, 통전된다. 코일 부재(130)는 전원 PCB(120)에 의해 전원 커넥터(140)와 결합, 통전될 수 있다.

코일 부재(130)에는 상기 밴드 부재(미도시)가 관통된다. 상기 밴드 부재(미도시)에 의해 형성되는 자기장의 크기 및 방향이 변경됨에 따라, 코일 부재(130)는 전력을 생산할 수 있다.

코일 부재(130)는 상기 밴드 부재(미도시)가 관통되어 전력을 생산할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 코일 부재(130)는 좌우 방향의 연장 길이가 전후 방향의 연장 길이보다 길되, 상하 방향의 높이를 갖는 입체도형 형상이다.

코일 부재(130)의 내부에는 그 길이 방향, 즉 도시된 실시 예에서 좌우 방향으로 연장 형성된 중공(hollow)이 형성될 수 있다. 상기 중공에는 상기 밴드 부재(미도시)가 관통될 수 있다.

코일 부재(130)가 전자계 에너지 하베스팅의 방식으로 전력을 생산하는 과정은 잘 알려진 기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

코일 부재(130)에 인접하게 전원 커넥터(140)가 위치된다.

전원 커넥터(140)는 코일 부재(130)가 생산한 전력을 전달받고, 전달받은 전력을 센서 모듈(200)에 전달한다.

전원 커넥터(140)는 전원 PCB(120)와 결합, 통전된다. 전원 커넥터(140)는 전원 PCB(120)에 의해 코일 부재(130)와 결합, 통전될 수 있다.

전원 커넥터(140)는 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)와 탈거 가능하게 결합, 통전된다. 일 실시 예에서, 전원 커넥터(140)의 내부에는 공간이 형성되어, 전원 연결부(310)가 삽입되는 형태로 전원 커넥터(140)와 결합될 수 있다.

전원 커넥터(140)는 센서 모듈(200)과 결합, 통전된다. 전원 커넥터(140)는 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 결합, 통전될 수 있다.

전원 커넥터(140)는 도선 부재(300)와 결합, 통전될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(140)는 센서 모듈(200)을 향하는 전원 하우징(110)의 일면, 즉 전방 측면에 형성된 커넥터 결합부(114)에 인접하게 위치된다.

상기 실시 예에서, 전원 커넥터(140)는 커넥터 결합부(114)와 겹쳐지게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(140)는 전원 모듈(100)과 센서 모듈(200)이 이격되는 방향, 즉 전후 방향으로 커넥터 결합부(114)와 겹쳐지게 배치된다.

센서 모듈(200)은 측정 대상 부재에 인접하게 위치되어, 측정 대상 부재의 상태와 관련된 임의의 정보를 감지한다. 센서 모듈(200)이 감지한 정보는 외부의 단말(미도시)로 전달되어, 측정 대상 부재의 상태를 파악하기 위해 활용될 수 있다.

센서 모듈(200)은 별도의 전원을 구비하지 않는다. 즉, 센서 모듈(200)은 전원 모듈(100)과 통전되어, 작동에 필요한 전력은 전원 모듈(100)로부터 전달받을 수 있다. 센서 모듈(200)은 도선 부재(300)에 의해 전원 모듈(100)과 탈거 가능하게 결합, 통전된다.

센서 모듈(200)은 전원 모듈(100)과 이격되게 배치된다. 즉, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)가 설치되면, 센서 모듈(200)과 전원 모듈(100)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이때, 센서 모듈(200) 및 전원 모듈(100)은 후술될 도선 부재(300)에 의해 서로 결합, 통전되는 바, 필요시 센서 모듈(200) 및 전원 모듈(100)이 서로 인접하게 배치될 수도 있음이 이해될 것이다.

센서 모듈(200)은 외부의 단말(미도시)과 통전된다. 센서 모듈(200)이 감지한 정보는 외부의 단말(미도시)로 전달될 수 있다. 일 실시 예에서, 센서 모듈(200)은 무선의 형태로 외부의 단말(미도시)과 통전될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 센서 모듈(200)은 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 센서 모듈(200)의 형상은 전원 모듈(100)과 통전되어 전달된 전력에 의해 작동되어, 다양한 정보를 수집할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 센서 모듈(200)은 센서 하우징(210), 센서 PCB(220), 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)를 포함한다.

센서 하우징(210)은 센서 모듈(200)의 몸체를 형성한다. 센서 하우징(210)은 센서 모듈(200)이 외측으로 노출되는 부분이다. 센서 하우징(210)은 상술한 센서 모듈(200)에 상응되는 형상, 즉 도시된 실시 예에서 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다.

센서 하우징(210)은 전원 모듈(100)의 전원 하우징(110)과 이격되게 배치된다. 센서 하우징(210)은 전원 하우징(110)과 서로 독립적으로 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 센서 하우징(210)은 센서 커버(211), 센서 공간(212), 유닛 관통부(213), 커넥터 결합부(214) 및 묶음 공간부(215)를 포함한다.

센서 커버(211)는 센서 하우징(210)의 일측 면을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 센서 커버(211)는 센서 하우징(210)의 상측 면을 형성한다.

상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 그 상측이 측정 대상 부재에 인접하도록 배치될 수 있다. 이에, 센서 커버(211)는 측정 대상 부재를 향하는 일 면으로 정의될 수 있다.

센서 커버(211)는 센서 하우징(210)의 다른 면과 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 센서 커버(211)는 센서 공간(212)을 일측, 도시된 실시 예에서 상측에서 덮으며 센서 하우징(210)의 다른 면과 결합될 수 있다.

센서 공간(212)은 센서 하우징(210)의 내부에 형성된 공간이다. 센서 공간(212)에는 센서 모듈(200)을 구성하는 다양한 구성 요소가 수용될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 센서 공간(212)에는 센서 PCB(220), 통신 유닛(230), 센서 커넥터(250)가 수용된다. 또한, 센서 공간(212)에는 센서 유닛(240)의 일부가 수용된다.

센서 공간(212)은 센서 하우징(210)의 각 면에 둘러싸여 정의될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 센서 공간(212)은 센서 하우징(210)의 전방 측, 후방 측, 좌측, 우측 및 하측 면에 둘러싸여 형성된다. 또한, 센서 공간(212)의 상측은 센서 커버(211)에 의해 덮일 수 있다.

센서 공간(212)은 외부와 통전된다. 센서 공간(212)에 수용된 센서 커넥터(250)는 도선 부재(300)에 의해 전원 모듈(100)과 통전될 수 있다.

유닛 관통부(213)는 센서 유닛(240)이 외부로 노출되는 통로를 형성한다. 후술될 바와 같이, 센서 유닛(240)은 그 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 센서 공간(212)에 수용되고, 그 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 센서 하우징(210)의 외측에 노출된다.

유닛 관통부(213)는 센서 공간(212)을 덮는 센서 하우징(210)의 일 면, 도시된 실시 예에서 센서 커버(211)에 관통 형성되어, 센서 유닛(240)이 센서 하우징(210)의 내부 및 외부에서 연장되기 위한 통로로 기능된다.

유닛 관통부(213)는 센서 유닛(240)이 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유닛 관통부(213)는 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 두께를 갖는 원판 형상이다. 유닛 관통부(213)의 형상은 센서 유닛(240)의 형상에 따라 변경될 수 있다.

커넥터 결합부(214)는 센서 커넥터(250)가 외부로 노출되는 부분이다. 도선 부재(300)의 센서 연결부(320)는 커넥터 결합부(214)에 관통되어 센서 커넥터(250)와 결합, 통전될 수 있다. 커넥터 결합부(214)는 센서 공간(212)과 외부를 연통한다.

커넥터 결합부(214)는 센서 하우징(210)의 면 중 다른 하나의 면에 관통 형성된다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(214)는 센서 하우징(210)의 후방 측 면에 형성된다. 달리 표현하면, 커넥터 결합부(214)는 전원 모듈(100)을 향하는 센서 하우징(210)의 일 면에 관통 형성된다.

커넥터 결합부(214)는 도선 부재(300)의 센서 연결부(320)가 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 즉, 커넥터 결합부(214)는 센서 연결부(320)의 형상에 상응하는 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(214)는 좌우 방향의 연장 길이가 상하 방향의 연장 길이보다 길고, 전후 방향의 두께를 갖는 판형의 공간으로 형성된다.

묶음 공간부(215)는 센서 하우징(210)을 측정 대상 부재에 결합시키기 위한 묶음 부재(미도시)가 수용되는 공간이다. 일 실시 예에서, 상기 묶음 부재(미도시)는 노끈, 고무 밴드 등 두 개 이상의 부재를 결합시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있음은 상술한 바와 같다.

묶음 공간부(215)는 센서 하우징(210)의 또다른 일 면에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(215)는 센서 하우징(210)의 하측 면에 형성된다. 센서 유닛(240)이 상측에 치우쳐 배치되는 실시 예에서, 묶음 공간부(215)는 측정 대상 부재에 반대되게 위치된다.

따라서, 작업자는 묶음 공간부(215)를 용이하게 인식하고 상기 묶음 부재(미도시)를 이용하여 센서 모듈(200)을 측정 대상 부재에 결합시킬 수 있다.

묶음 공간부(215)는 상기 묶음 부재(미도시)가 부분적으로 수용될 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(215)는 전후 방향으로 소정의 폭을 갖고, 좌우 방향으로 관통 형성되되 센서 하우징(210)의 하면에 함몰 형성된 홈의 형상이다.

센서 PCB(220)는 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)를 전기적으로 연결시킨다. 센서 커넥터(250)를 통해 전달된 전력은 통신 유닛(230) 및 센서 유닛(240)에 전달될 수 있다. 또한, 센서 유닛(240)이 감지한 정보는 통신 유닛(230)에 전달되어 외부의 단말(미도시)로 전송될 수 있다.

센서 PCB(220)는 센서 공간(212)에 수용된다. 센서 커버(211)가 센서 공간(212)을 덮으며 센서 하우징(210)의 다른 면과 결합되면, 센서 PCB(220)은 외부에 임의 노출되지 않는다.

센서 PCB(220)는 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)와 각각 통전된다. 센서 PCB(220)는 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)와 각각 결합된다. 센서 PCB(220)에 의해 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)가 서로 통전되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

센서 PCB(220)는 통신 유닛(230), 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)를 서로 통전시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 센서 PCB(220)는 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고, 상하 방향의 두께를 갖는 사각판형으로 구비된다.

도면 부호가 부여되지는 않았으나, 센서 PCB(220)에는 센서 유닛(240)이 관통되기 위한 홀(hole)이 형성될 수 있다. 상기 홀은 센서 유닛(240)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향을 따라 유닛 관통부(213)와 겹쳐지게 배치될 수 있다.

센서 PCB(220)에 인접하게, 도시된 실시 예에서 하측에 통신 유닛(230)이 배치된다.

통신 유닛(230)은 센서 유닛(240)과 통전되어, 센서 유닛(240)이 감지한 정보를 전달받는다. 통신 유닛(230)은 전달받은 정보를 외부의 단말(미도시)에 전달할 수 있다.

통신 유닛(230)은 외부의 단말(미도시)과 유선 또는 무선의 형태로 통전될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 통신 유닛(230)은 무선의 형태로 외부의 단말(미도시)과 통신하게 구성된다. 상기 실시 예에서, 통신 유닛(230)과 외부의 단말(미도시) 간의 통전을 위한 유선 부재가 요구되지 않아, 설치 및 유지 보수가 간명해진다.

통신 유닛(230)은 외부의 단말(미도시)과 통전될 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 통신 유닛(230)은 Wi-Fi, 블루투스, RFID 등의 방식으로 외부의 단말(미도시)과 통전될 수 있다.

통신 유닛(230)은 센서 PCB(220)와 결합, 통전된다. 통신 유닛(230)은 센서 PCB(220)를 통해 센서 커넥터(250)에 전달된 전력을 전달받아 작동될 수 있다. 또한, 통신 유닛(230)은 센서 PCB(220)를 통해 센서 유닛(240)이 감지한 정보를 전달받을 수 있다.

달리 표현하면, 통신 유닛(230)은 센서 PCB(220)를 통해 센서 유닛(240) 및 센서 커넥터(250)와 각각 결합, 통전된다.

통신 유닛(230)에 인접하게 센서 유닛(240)이 배치된다. 통신 유닛(230)과 센서 유닛(240)은 직접 또는 센서 PCB(220)를 통해 통전될 수 있다.

센서 유닛(240)은 측정 대상 부재에 인접하게 위치되어, 측정 대상 부재의 상태와 관련된 임의의 정보를 감지한다. 센서 모듈(200)이 감지한 정보는 외부의 단말(미도시)로 전달되어, 측정 대상 부재의 상태를 파악하기 위해 활용될 수 있다.

센서 유닛(240)은 측정 대상 부재에 대한 임의의 정보를 감지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 센서 유닛(240)은 측정 대상 부재의 온도, 압력, 습도, 기체 조성, 진동 중 어느 하나 이상의 형태의 정보를 감지하게 구성될 수 있다.

상기 실시 예에서, 센서 유닛(240)은 하나 이상 구비되어, 하나 이상의 형태의 정보를 각각 감지하게 구성될 수 있다. 도시된 실시 예에서는 센서 유닛(240)이 단수 개 구비되어, 온도와 관련된 정보를 감지하게 구성된다.

센서 유닛(240)은 센서 PCB(220)와 결합, 통전된다. 센서 유닛(240)의 작동을 위해 필요한 전력은 센서 PCB(220)를 통해 센서 커넥터(250)에 전달될 수 있다. 또한, 센서 유닛(240)이 감지한 정보는 센서 PCB(220)를 통해 통신 유닛(230)에 전달될 수 있다.

달리 표현하면, 센서 유닛(240)은 센서 PCB(220)를 통해 통신 유닛(230) 및 센서 커넥터(250)와 각각 결합, 통전된다.

센서 PCB(220), 통신 유닛(230) 및 센서 유닛(240)에 각각 인접하게 센서 커넥터(250)가 위치된다.

센서 커넥터(250)는 전원 모듈(100)의 코일 부재(130)가 생산한 전력을 전달받고, 전달받은 전력을 센서 모듈(200)의 다른 구성 요소에 전달한다.

센서 커넥터(250)는 센서 PCB(220)와 결합, 통전된다. 센서 커넥터(250)가 전달받은 전력은 센서 PCB(220)를 통해 통신 유닛(230) 또는 센서 유닛(240)에 전달될 수 있다.

센서 커넥터(250)는 도선 부재(300)의 센서 연결부(320)와 탈거 가능하게 결합, 통전된다. 일 실시 예에서, 센서 커넥터(250)의 내부에는 공간이 형성되어, 센서 연결부(320)가 삽입되는 형태로 센서 커넥터(250)와 결합될 수 있다.

센서 커넥터(250)는 전원 모듈(100)과 결합, 통전된다. 센서 커넥터(250)는 도선 부재(300)에 의해 전원 모듈(100)과 결합, 통전될 수 있다.

센서 커넥터(250)는 도선 부재(300)와 결합, 통전될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 센서 커넥터(250)는 센서 모듈(200)을 향하는 전원 하우징(110)의 일면, 즉 후방 측면에 형성된 커넥터 결합부(214)에 인접하게 위치된다.

상기 실시 예에서, 센서 커넥터(250)는 커넥터 결합부(214)와 겹쳐지게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 센서 커넥터(250)는 전원 모듈(100)과 센서 모듈(200)이 이격되는 방향, 즉 전후 방향으로 커넥터 결합부(214)와 겹쳐지게 배치된다.

도선 부재(300)는 전원 모듈(100)과 센서 모듈(200)을 결합, 통전시킨다. 도선 부재(300)에 의해, 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)은 물리적으로 이격되게 배치된 상태에서 서로 통전될 수 있다.

도선 부재(300)는 전원 모듈(100)과 센서 모듈(200) 사이에서 연장된다. 도시된 실시 예에서, 도선 부재(300)는 후방 측에 위치되는 전원 모듈(100) 및 전방 측에 위치되는 센서 모듈(200) 사이에서 전후 방향으로 연장 형성된다.

도선 부재(300)는 전원 모듈(100)과 결합, 통전된다. 구체적으로, 도선 부재(300)는 그 연장 방향의 일 단부에 위치되는 전원 연결부(310)가 전원 커넥터(140)와 결합, 통전된다.

도선 부재(300)는 센서 모듈(200)과 결합, 통전된다. 구체적으로, 도선 부재(300)는 그 연장 방향의 타 단부에 위치되는 센서 연결부(320)가 센서 커넥터(250)와 결합, 통전된다.

도선 부재(300)는 서로 다른 두 개 이상의 부재와 각각 결합되어, 상기 두 개 이상의 부재를 통전시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 도선 부재(300)는 와이어(wire)의 형태로 구비될 수 있다.

도선 부재(300)는 교체 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 도선 부재(300)는 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)과 각각 탈거 가능하게 결합되어 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)을 통전시킨다.

전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)의 이격 거리가 감소되는 경우, 도선 부재(300)는 보다 짧은 길이로 형성된 다른 도선 부재(300)로 교체, 구비될 수 있다. 반대로, 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)의 이격 거리가 증가되는 경우, 도선 부재(300)는 보다 긴 길이로 형성된 다른 도선 부재(300)로 교체, 구비될 수 있다.

따라서, 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)의 배치 자유도가 향상될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 도선 부재(300)는 전원 연결부(310), 센서 연결부(320) 및 연장부(330)를 포함한다.

전원 연결부(310)는 도선 부재(300)의 연장 방향의 단부 중 전원 모듈(100)을 향하는 일 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부를 형성한다. 전원 연결부(310)는 연장부(330)와 결합되어, 센서 연결부(320)와 통전된다.

전원 연결부(310)는 전원 모듈(100)과 탈거 가능하게 결합, 통전된다. 구체적으로 전원 연결부(310)는 전원 커넥터(140)와 결합, 통전되어 코일 부재(130)가 생산한 전력을 전달받을 수 있다. 일 실시 예에서, 전원 연결부(310)는 전원 커넥터(140)에 삽입 결합되어 통전될 수 있음은 상술한 바와 같다.

센서 연결부(320)는 도선 부재(300)의 연장 방향의 단부 중 센서 모듈(200)을 향하는 타 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부를 형성한다. 센서 연결부(320) 역시 연장부(330)와 결합되어, 전원 연결부(310)와 통전된다.

센서 연결부(320)는 센서 모듈(200)과 탈거 가능하게 결합, 통전된다. 구체적으로 센서 연결부(320)는 센서 커넥터(250)와 결합, 통전되어 전원 모듈(100)에서 전달받은 전력을 센서 모듈(200)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, 센서 연결부(320)는 센서 커넥터(250)에 삽입 결합되어 통전될 수 있음은 상술한 바와 같다.

일 실시 예에서, 전원 연결부(310) 및 센서 연결부(320)는 스냅 결합(snap fit)의 형태로 전원 커넥터(140) 및 센서 커넥터(250)에 각각 결합될 수 있다. 상기 실시 예에서, 기 설정된 방향으로 소정의 크기 이상의 외력이 인가되지 않는 한, 전원 연결부(310) 및 센서 연결부(320)가 전원 커넥터(140) 및 센서 커넥터(250)와 임의 분리되지 않게 된다.

연장부(330)는 도선 부재(300)가 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200) 사이에서 연장되는 부분이다. 연장부(330)는 전원 연결부(310)에 전달된 전력을 센서 연결부(320)로 전달하는 역할을 실질적으로 수행한다.

연장부(330)는 전원 연결부(310)와 센서 연결부(320) 사이에서 연장된다. 상술한 바와 같이, 전원 연결부(310) 및 센서 연결부(320)는 각각 도선 부재(300)의 연장 방향의 각 단부로 정의되는 바, 상기 연결부들(310, 320)은 연장부(330)의 각 단부로 정의될 수도 있을 것이다.

연장부(330)는 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200) 사이에서 연장된다. 도시된 실시 예에서, 연장부(330)는 전후 방향으로 연장된다.

연장부(330)는 플렉서블(flexible)한 소재로 형성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)은 서로의 상대적인 위치에 의한 제한 없이, 배치 자유도가 향상될 수 있다.

이상 설명한 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)는 물리적으로 서로 이격되게 형성, 배치되는 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)을 포함한다. 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)은 도선 부재(300)에 의해 통전되어, 전원 모듈(100)에서 생산된 전력은 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

따라서, 단일의 부재에 전력 생산을 위한 구성 요소 및 감지를 위한 구성 요소가 모두 구비되는 경우에 비해, 각 모듈들(100, 200)의 크기 및 무게의 절감이 가능하다.

또한, 온도 등 외부 조건에 의해 쉽게 손상되는 전원 모듈(100)의 경우 안전한 환경에 위치시키고, 센서 모듈(200)만을 측정 대상 부재에 인접하게 위치시키는 등 다양한 배치 방식의 구현이 가능하다.

더 나아가, 전원 모듈(100) 및 센서 모듈(200)은 별도로 구비될 수 있어, 각 모듈들(100, 200) 중 어느 하나가 손상된 경우 해당 모듈만을 교체하여 무선 센서 장치(10)의 지속적인 사용이 가능하다.

결과적으로, 무선 센서 장치(10)의 내구성 및 사용 연한이 증가되고, 감지된 정보의 신뢰성이 향상될 수 있다. 더 나아가, 소형화 및 모듈화된 무선 센서 장치(10)의 배치 자유도가 향상되어, 외부 환경에 의한 손상 또한 방지될 수 있다.

3. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)의 설명

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)가 도시된다.

본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 온도, 압력, 진동 등 다양한 정보를 측정하기 위한 구성 요소 및 감지된 정보를 외부의 단말기(미도시)에 전송하는 구성 요소는 서로 인접하게 배치된다. 또한, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 상기 구성 요소들에 전력을 공급하기 위한 구성 요소는 상기 구성 요소들과 이격되게 배치된다.

이에 따라, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 각 부분의 크기 및 무게가 감소될 수 있다.

또한, 정보를 감지하는 구성 요소와 전력을 공급하는 구성 요소가 서로 이격됨에 따라, 정보를 감지하는 구성 요소는 정보 감지 대상 위치에, 전력을 공급하는 구성 요소는 이와 이격되어 상대적으로 안전한 위치에 배치될 수 있다.

결과적으로, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20) 역시 정보의 측정이 요구되는 임의의 위치에 배치되어, 안정적으로 정보를 감지하게 구성될 수 있다.

무선 센서 장치(20)는 일 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 후술될 바와 같이, 무선 센서 장치(20)의 상기 각 구성 요소는 도선 부재(300)에 의해 통전될 수 있다. 도선 부재(300)가 플렉서블(flexible)한 소재로 형성되는 실시 예에서, 무선 센서 장치(20)는 길게 연장되는 방향이 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

도시된 실시 예에서, 무선 센서 장치(20)는 센서 모듈(200), 도선 부재(300) 및 전원 모듈(400)을 포함한다.

본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)에 구비되는 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)는 상술한 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)에 구비되는 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)와 그 구조 및 기능이 동일하다. 이에, 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 대한 설명으로 갈음하기로 하고, 이하의 설명에서는 전원 모듈(400)을 중심으로 설명한다.

전원 모듈(400)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급한다. 전원 모듈(400)은 센서 모듈(200)과 통전된다.

전원 모듈(400)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)에서, 전원 모듈(400)은 배터리를 포함하여, 충전 가능한 형태로 구비된다.

전원 모듈(400)은 센서 모듈(200)과 이격되게 배치된다. 일 실시 예에서, 전원 모듈(400)은 센서 모듈(200)과 별도로 구비되어 서로 이격되게 배치될 수 있다.

전원 모듈(400)은 도선 부재(300)와 결합된다. 전원 모듈(400)은 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 통전될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(400)은 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 전원 모듈(400)의 형상은 센서 모듈(200)과 통전되어 전력을 공급할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(400)은 전원 하우징(410), 배터리팩(420) 및 전원 커넥터(430)를 포함한다.

전원 하우징(410)은 전원 모듈(400)의 몸체를 형성한다. 전원 하우징(410)은 전원 모듈(400)이 외측으로 노출되는 부분이다. 전원 하우징(410)은 상술한 전원 모듈(400)에 상응되는 형상, 즉 도시된 실시 예에서 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다.

전원 하우징(410)은 센서 모듈(200)의 센서 하우징(210)과 이격되게 배치된다. 전원 하우징(410)은 센서 하우징(210)과 서로 독립적으로 배치될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 하우징(410)은 전원 커버(411), 전원 공간(412), 커넥터 결합부(413) 및 묶음 공간부(414)를 포함한다.

전원 커버(411)는 전원 하우징(410)의 일측 면을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 전원 커버(411)는 전원 하우징(410)의 상측 면을 형성한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 그 상측이 측정 대상 부재에 인접하도록 배치될 수 있다. 이에, 전원 커버(411)는 측정 대상 부재를 향하는 일 면으로 정의될 수 있다.

전원 커버(411)는 전원 하우징(410)의 다른 면과 탈거 가능하게 결합될 수 있다. 전원 커버(411)는 전원 공간(412)을 일측, 도시된 실시 예에서 상측에서 덮으며 전원 하우징(410)의 다른 면과 결합될 수 있다.

전원 공간(412)은 전원 하우징(410)의 내부에 형성된 공간이다. 전원 공간(412)에는 전원 모듈(400)을 구성하는 다양한 구성 요소가 수용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 공간(412)에는 배터리팩(420) 및 전원 커넥터(430)가 수용된다.

전원 공간(412)은 전원 하우징(410)의 각 면에 둘러싸여 정의될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 공간(412)은 전원 하우징(410)의 전방 측, 후방 측, 좌측, 우측 및 하측 면에 둘러싸여 형성된다. 또한, 전원 공간(412)의 상측은 전원 커버(411)에 의해 덮일 수 있다.

전원 공간(412)은 외부와 통전된다. 전원 공간(412)에 수용된 전원 커넥터(430)는 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 통전될 수 있다.

커넥터 결합부(413)는 전원 커넥터(430)가 외부로 노출되는 부분이다. 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)는 커넥터 결합부(413)에 관통되어 전원 커넥터(430)와 결합, 통전될 수 있다. 커넥터 결합부(413)는 전원 공간(412)과 외부를 연통한다.

커넥터 결합부(413)는 전원 하우징(410)의 면 중 다른 하나의 면에 관통 형성된다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(413)는 전원 하우징(410)의 전방 측 면에 형성된다. 달리 표현하면, 커넥터 결합부(413)는 센서 모듈(200)을 향하는 전원 하우징(410)의 일 면에 관통 형성된다.

커넥터 결합부(413)는 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)가 관통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 즉, 커넥터 결합부(413)는 전원 연결부(310)의 형상에 상응하는 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 커넥터 결합부(413)는 좌우 방향의 연장 길이가 상하 방향의 연장 길이보다 길고, 전후 방향의 두께를 갖는 판형의 공간으로 형성된다.

묶음 공간부(414)는 전원 하우징(410)을 측정 대상 부재에 결합시키기 위한 묶음 부재(미도시)가 수용되는 공간이다. 일 실시 예에서, 상기 묶음 부재(미도시)는 노끈, 고무 밴드 등 두 개 이상의 부재를 결합시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있음은 상술한 바와 같다.

묶음 공간부(414)는 전원 하우징(410)의 또다른 일 면에 형성된다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(414)는 전원 하우징(410)의 하측 면에 형성된다. 센서 유닛(240)이 상측에 치우쳐 배치되는 실시 예에서, 묶음 공간부(414)는 측정 대상 부재에 반대되게 위치된다.

따라서, 작업자는 묶음 공간부(414)를 용이하게 인식하고 상기 묶음 부재(미도시)를 이용하여 전원 모듈(400)을 측정 대상 부재에 결합시킬 수 있다.

묶음 공간부(414)는 상기 묶음 부재(미도시)가 부분적으로 수용될 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 묶음 공간부(415)는 전후 방향으로 소정의 폭을 갖고, 좌우 방향으로 관통 형성되되 전원 하우징(410)의 하면에 함몰 형성된 홈의 형상이다.

배터리팩(420)은 외부의 전원(미도시)에 의해 충전되어 전력을 저장하고, 저장된 전력을 센서 모듈(200)에 전달한다. 배터리팩(420)은 센서 모듈(200)과 통전된다.

배터리팩(420)은 전원 하우징(410)의 전원 공간(412)에 수용된다. 수용된 배터리팩(420)은 전원 커넥터(430)에 인접하게 위치된다. 배터리팩(420)은 전원 커넥터(430)와 결합, 통전된다. 배터리팩(420)은 전원 커넥터(430)에 의해 도선 부재(300)와 통전될 수 있다.

배터리팩(420)은 외부의 전원(미도시)에 의해 충전되어 전력을 저장하고, 저장된 전력을 다른 부재에 전달할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 배터리팩(420)은 리튬 이온(Li-Ion) 배터리 또는 리튬 폴리머(Li-Po) 배터리 형태로 구비될 수 있다.

배터리팩(420)은 전원 하우징(410)과 일체로 구비되거나 탈거 가능하게 구비될 수 있다.

배터리팩(420)이 전원 하우징(410)과 일체로 구비되는 실시 예에서, 배터리팩(420)은 전원 커넥터(430)를 통해 외부의 전원(미도시)으로부터 전력을 전달받을 수 있다. 배터리팩(420)이 전원 하우징(410)과 별도로 구비되는 실시 예에서, 배터리팩(420)은 별도로 마련된 충전 장치(미도시)에 결합되어 전력을 전달받을 수 있다.

배터리팩(420)은 전원 커넥터(430)와 인접하게 위치되어, 전원 커넥터(430)와 결합, 통전된다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(430)는 배터리팩(420)의 하측에 위치된다.

전원 커넥터(430)는 배터리팩(420)에 저장된 전력을 전달받고, 전달받은 전력을 센서 모듈(200)에 전달한다.

전원 커넥터(430)는 배터리팩(420)과 결합, 통전된다. 또한, 전원 커넥터(430)는 도선 부재(300)의 전원 연결부(310)와 결합, 통전된다. 일 실시 예에서, 전원 커넥터(430)의 내부에는 공간이 형성되어, 전원 연결부(310)가 삽입되는 형태로 전원 커넥터(430)와 결합될 수 있다.

이에 따라, 배터리팩(420)에 저장된 전력은 전원 커넥터(430)를 거쳐 도선 부재(300)로 전달될 수 있다.

전원 커넥터(430)는 센서 모듈(200)과 탈거 가능하게 결합, 통전된다. 전원 커넥터(430)는 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 결합, 통전될 수 있다.

전원 커넥터(430)는 도선 부재(300)와 결합, 통전될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(430)는 센서 모듈(200)을 향하는 전원 하우징(410)의 일면, 즉 전방 측면에 형성된 커넥터 결합부(413)에 인접하게 위치된다.

상기 실시 예에서, 전원 커넥터(430)는 커넥터 결합부(413)와 겹쳐지게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(430)는 전원 모듈(400)과 센서 모듈(200)이 이격되는 방향, 즉 전후 방향으로 커넥터 결합부(413)와 겹쳐지게 배치된다.

이상 설명한 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20) 역시 물리적으로 서로 이격되게 형성, 배치되는 전원 모듈(400) 및 센서 모듈(200)을 포함한다. 전원 모듈(400) 및 센서 모듈(200)은 도선 부재(300)에 의해 통전되어, 전원 모듈(400)에서 생산된 전력은 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

따라서, 단일의 부재에 전력 생산을 위한 구성 요소 및 감지를 위한 구성 요소가 모두 구비되는 경우에 비해, 각 모듈들(200, 400)의 크기 및 무게의 절감이 가능하다.

또한, 온도 등 외부 조건에 의해 쉽게 손상되는 전원 모듈(400)의 경우 안전한 환경에 위치시키고, 센서 모듈(200)만을 측정 대상 부재에 인접하게 위치시키는 등 다양한 배치 방식의 구현이 가능하다.

더 나아가, 전원 모듈(400) 및 센서 모듈(200)은 별도로 구비될 수 있어, 각 모듈들(200, 400) 중 어느 하나가 손상된 경우 해당 모듈만을 교체하여 무선 센서 장치(20)의 지속적인 사용이 가능하다.

결과적으로, 무선 센서 장치(20)의 내구성 및 사용 연한이 증가되고, 감지된 정보의 신뢰성이 향상될 수 있다. 더 나아가, 소형화 및 모듈화된 무선 센서 장치(20)의 배치 자유도가 향상되어, 외부 환경에 의한 손상 또한 방지될 수 있다.

4. 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)의 설명

도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)가 도시된다.

본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30) 또한 온도, 압력, 진동 등 다양한 정보를 측정하기 위한 구성 요소 및 감지된 정보를 외부의 단말기(미도시)에 전송하는 구성 요소는 서로 인접하게 배치된다. 또한, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)는 상기 구성 요소들에 전력을 공급하기 위한 구성 요소는 상기 구성 요소들과 이격되게 배치된다.

이에 따라, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)는 각 부분의 크기 및 무게가 감소될 수 있다.

또한, 정보를 감지하는 구성 요소와 전력을 공급하는 구성 요소가 서로 이격됨에 따라, 정보를 감지하는 구성 요소는 정보 감지 대상 위치에, 전력을 공급하는 구성 요소는 이와 이격되어 상대적으로 안전한 위치에 배치될 수 있다.

결과적으로, 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30) 역시 정보의 측정이 요구되는 임의의 위치에 배치되어, 안정적으로 정보를 감지하게 구성될 수 있다.

무선 센서 장치(30)는 일 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다. 후술될 바와 같이, 무선 센서 장치(30)의 상기 각 구성 요소는 도선 부재(300)에 의해 통전될 수 있다. 도선 부재(300)가 플렉서블(flexible)한 소재로 형성되는 실시 예에서, 무선 센서 장치(30)는 길게 연장되는 방향이 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

도시된 실시 예에서, 무선 센서 장치(30)는 센서 모듈(200), 도선 부재(300) 및 전원 모듈(500)을 포함한다.

본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)에 구비되는 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)는 상술한 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20)에 구비되는 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)와 그 구조 및 기능이 동일하다. 이에, 센서 모듈(200) 및 도선 부재(300)에 대한 설명은 상술한 실시 예에 대한 설명으로 갈음하기로 하고, 이하의 설명에서는 전원 모듈(500)을 중심으로 설명한다.

전원 모듈(500)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급한다. 전원 모듈(500)은 센서 모듈(200)과 통전된다.

전원 모듈(500)은 센서 모듈(200)에 전력을 공급할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)에서, 전원 모듈(500)은 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 소자를 포함하여, 온도 차이를 이용하여 전력을 생성하게 구성된다.

전원 모듈(500)은 센서 모듈(200)과 이격되게 배치된다. 일 실시 예에서, 전원 모듈(500)은 센서 모듈(200)과 별도로 구비되어 서로 이격되게 배치될 수 있다.

전원 모듈(500)은 도선 부재(300)와 결합된다. 전원 모듈(500)은 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 통전될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(500)은 그 수평 방향으로 사각형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 사각기둥 형상이다. 전원 모듈(500)의 형상은 센서 모듈(200)과 통전되어 전력을 공급할 수 있는 임의의 형상일 수 있다.

도시된 실시 예에서, 전원 모듈(500)은 열전소자(510), 방열 부재(520) 및 전원 커넥터(530)를 포함한다.

열전소자(510)는 펠티에 효과를 통해, 일측과 타측의 온도 차이를 이용하여 전력을 생산하게 구성된다. 열전소자(510)는 전원 커넥터(530)를 통해 도선 부재(300)와 통전된다. 열전소자(510)가 생산한 전력은 도선 부재(300)를 통해 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

열전소자(510)는 측정 대상 부재에 결합되는 일 면 및 측정 대상 부재에 반대되는 타 면을 포함한다. 도 9에 도시된 실시 예에서, 측정 대상 부재에 결합되는 상기 일 면은 상측 면으로, 측정 대상 부재에 반대되는 타 면은 하측 면(즉, 방열 부재(520)와 결합되는 면)으로 정의될 수 있다.

열전소자(510)의 상기 일 면이 결합되는 측정 대상 부재의 온도는, 열전소자(510)의 상기 타 면이 위치되는 공간의 온도보다 높게 형성될 수 있다. 상기 온도 차이를 이용하여 열전소자(510)가 전력을 생산할 수 있다. 열전소자(510)가 생산한 전력은 전원 커넥터(530)를 통해 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

열전소자(510)의 상기 타 면의 온도를 더 낮게 유지하기 위해, 즉 상기 일 면과 상기 타 면 사이의 온도 차이를 증가시키기 위해, 방열 부재(520)가 구비된다.

방열 부재(520)는 열전소자(510)에 결합되어, 열전소자(510)의 특정 방향의 면을 냉각하게 구성된다. 이에 따라, 열전소자(510)의 면 중 상기 특정 방향의 면과 다른 면 사이의 온도 차이가 증가될 수 있다.

방열 부재(520)는 열전소자(510)의 면 중 측정 대상 부재에 결합된 상기 일 면에 대향(opposite)되는 상기 타 면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 방열 부재(520)는 상기 타 면을 냉각하여 상기 일 면과의 온도 차이를 증가시킬 수 있다.

도시된 실시 예에서, 방열 부재(520)는 열전소자(510)의 하측 면에 결합된다. 상기 실시 예에서, 열전소자(510)의 상측 면은 측정 대상 부재에 결합됨이 이해될 것이다.

방열 부재(520)는 접촉된 구성 요소의 열을 흡수, 방출하여 접촉된 구성 요소를 냉각할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 방열 부재(520)는 복수 개의 핀(fin) 및 복수 개의 핀 사이에 형성된 복수 개의 공간을 포함한다.

전원 커넥터(530)는 탈거 가능하게 센서 모듈(200)과 결합, 통전된다. 전원 커넥터(530)는 도선 부재(300)에 의해 센서 모듈(200)과 결합, 통전될 수 있다.

전원 커넥터(530)는 도선 부재(300)와 결합, 통전될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전원 커넥터(530)는 센서 모듈(200)을 향하는 열전소자(510)의 일면, 즉 전방 측면에 위치된다.

상기 실시 예에서, 전원 커넥터(530)는 열전소자(510)의 내부에 형성되는 단자(미도시)와 결합, 통전될 수 있다. 이에 따라, 열전소자(510)가 생산한 전력은 전원 커넥터(530)를 통해 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

이상 설명한 본 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30) 역시 물리적으로 서로 이격되게 형성, 배치되는 전원 모듈(500) 및 센서 모듈(200)을 포함한다. 전원 모듈(500) 및 센서 모듈(200)은 도선 부재(300)에 의해 통전되어, 전원 모듈(500)에서 생산된 전력은 센서 모듈(200)로 전달될 수 있다.

따라서, 단일의 부재에 전력 생산을 위한 구성 요소 및 감지를 위한 구성 요소가 모두 구비되는 경우에 비해, 각 모듈들(200, 500)의 크기 및 무게의 절감이 가능하다.

또한, 본 실시 예의 경우, 측정 대상 부재와 외부와의 온도 차이가 증가될수록 생산되는 전력이 증가될 수 있다. 따라서, 전원 모듈(500)은 가장 고온인 지점에 위치시키고, 센서 모듈(200)만을 측정 대상 부재에 인접하게 위치시키는 등 다양한 배치 방식의 구현이 가능하다.

더 나아가, 전원 모듈(500) 및 센서 모듈(200)은 별도로 구비될 수 있어, 각 모듈들(200, 500) 중 어느 하나가 손상된 경우 해당 모듈만을 교체하여 무선 센서 장치(30)의 지속적인 사용이 가능하다.

결과적으로, 무선 센서 장치(30)의 내구성 및 사용 연한이 증가되고, 감지된 정보의 신뢰성이 향상될 수 있다. 더 나아가, 소형화 및 모듈화된 무선 센서 장치(30)의 배치 자유도가 향상되어, 외부 환경에 의한 손상 또한 방지될 수 있다.

5. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)의 적용 예의 설명

도 13 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)가 도시된다.

상술한 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 전원 모듈들(100, 400, 500)과 센서 모듈(200)이 물리적으로 이격되되, 서로 통전되게 구성된다.

따라서, 전원 모듈들(100, 400, 500) 및 센서 모듈(200)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이에 따른 다양한 효과는 상술한 바와 같다.

한편, 상술한 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 서로 다른 형태로 전력을 생성하거나 제공받아 센서 모듈(200)에 전력을 공급하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 상술한 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 서로 다른 크기를 갖게 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 측정 대상 부재 및 그 주변 환경의 상태, 설치 공간의 광협 등을 고려하여 선정될 수 있다.

이하, 도 13 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)의 적용 예를 설명한다.

도시된 실시 예에서, 센서 모듈(200)의 크기는 동일함을 전제한다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 센서 모듈(200)의 좌우 방향의 길이는 센서 폭(w), 센서 모듈(200)의 상하 방향의 길이는 센서 높이(h)로 정의될 수 있다.

따라서, 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)의 크기는 각각에 구비되는 전원 모듈들(100, 400, 500)의 크기에 의한 영향이 상대적으로 큼이 이해될 것이다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10) 및 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 또다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)에 비해 상대적으로 소형화될 수 있다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 무선 센서 장치들(10, 20)의 좌우 방향의 최대 길이인 제1 폭(d1) 및 제2 폭(d2)은, 무선 센서 장치(30)의 같은 방향의 최대 길이인 제3 폭(d3)보다 짧게 형성된다.

마찬가지로, 무선 센서 장치들(10, 20)의 높이 방향의 최대 길이인 제1 길이(L1) 및 제2 길이(L2)는, 무선 센서 장치(30)의 같은 방향의 최대 길이인 제3 길이(L3)보다 짧게 형성된다.

따라서, 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10) 및 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 설치 지점이 상대적으로 협소한 경우, 또다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)에 비해 유리할 수 있다.

즉, 본 발명의 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 설치될 공간의 크기를 고려하여 선택될 수 있다.

물론, 상기의 경우에도, 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 감지를 위한 부재와 전력을 공급하기 위한 부재가 일체로 형성되는 경우에 비해 소형화될 수 있다. 따라서, 상기 경우와 같은 감지 장치가 구비되기 어려운 환경에도 구비될 수 있음이 이해될 것이다.

또한, 설치 환경을 고려하면, 상대적으로 고온의 환경에서는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)가 구비되는 것이 보다 유리할 수 있다. 이는 상기 실시 예에 따른 무선 센서 장치(30)에 구비되는 전원 모듈(500)이 온도 차이를 이용하여 전력을 생성하므로, 보다 고온인 환경에서 전력이 효과적으로 생성됨에 기인한다.

반면, 상대적으로 고온의 환경에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)는 구비되기 어렵다. 상기 실시 예에 따른 무선 센서 장치(20)에 구비되는 전원 모듈(400)은 충, 방전이 반복 가능한 배터리의 형태로 구비되므로, 폭발 또는 오작동의 위험이 있기 때문이다.

더 나아가, 측정 대상 부재의 특성을 고려하면, 교류 전류가 통전되는 부재의 경우 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)가 구비되는 것이 보다 유리할 수 있다. 이는 상기 실시 예에 따른 무선 센서 장치(10)에 구비되는 전원 모듈(100)이 자기장의 변화를 이용하여 전력을 생성하므로, 교류 전류에 의한 자기장의 변화가 효과적으로 이용될 수 있기 때문이다.

따라서, 이상 설명한 본 발명의 다양한 실시 예에 다른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)은 구비될 환경, 구비될 공간 또는 측정 대상 부재의 특성 등에 따라 다양하게 선택, 적용될 수 있다. 이에 따라, 원하는 부재의 원하는 정보를 정확하게 획득할 수 있음은 물론, 무선 센서 장치들(10, 20, 30)의 손상이 방지될 수 있다.

한편, 상술한 각 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)는 상술한 다양한 조건에 따라 선택될 수 있다.

즉, 각 실시 예에 따른 전원 모듈들(100, 400, 500)은 센서 모듈(200)과 분리 가능하게 구비된다. 따라서, 필요시 전원 모듈들(100, 400, 500)만을 교체하여 서로 다른 실시 예에 따른 무선 센서 장치들(10, 20, 30)이 구성될 수 있음이 이해될 것이다.

본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 무선 센서 장치 20: 무선 센서 장치
30: 무선 센서 장치 100: 전원 모듈
110: 전원 하우징 111: 전원 커버
112: 전원 공간 113: 밴드 결합부
114: 커넥터 결합부 115: 묶음 공간부
120: 전원 PCB 130: 코일 부재
140: 전원 커넥터 200: 센서 모듈
210: 센서 하우징 211: 센서 커버
212: 센서 공간 213: 측정 유닛 관통부
214: 커넥터 결합부 215: 묶음 공간부
220: 센서 PCB 230: 통신 유닛
240: 센서 유닛 250: 센서 커넥터
300: 도선 부재 310: 전원 연결부
320: 센서 연결부 330: 연장부
400: 전원 모듈 410: 전원 하우징
411: 전원 커버 412: 전원 공간
413: 커넥터 결합부 414: 묶음 공간부
420: 배터리팩 430: 전원 커넥터
500: 전원 모듈 510: 열전소자
520: 방열 부재 530: 전원 커넥터
w: 센서 폭 h: 센서 높이
d1: 제1 폭 d2: 제2 폭
d3: 제3 폭 L1: 제1 길이
L2: 제2 길이 L3: 제3 길이

Claims (15)

1. 외부의 부재의 일 부분에 인접하게 배치되어, 상기 부재의 상태에 대한 정보를 감지하게 구성되는 센서 모듈;
   상기 센서 모듈과 물리적으로 이격되도록 상기 외부의 부재의 다른 부분에 인접하게 배치되며, 상기 센서 모듈과 통전되어 상기 센서 모듈에 전력을 전달하게 구성되는 전원 모듈; 및
   상기 센서 모듈 및 상기 전원 모듈과 각각 통전되어, 상기 전력을 전달하는 도선 부재를 포함하는,
   무선 센서 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서 모듈 및 상기 전원 모듈은 서로 탈거 가능하게 결합되는,
   무선 센서 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전원 모듈은,
   그 내부에 형성되는 자기장의 변화를 이용하여 전자계 에너지 하베스팅(magnetic field energy harvesting)의 방식으로 상기 전력을 생성하는 코일 부재를 포함하는,
   무선 센서 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 코일 부재의 내부에는, 강자성체(Ferromagnetic substance) 소재의 밴드(band)가 관통되는,
   무선 센서 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 전원 모듈은,
   상기 코일 부재를 수용하는 공간이 내부에 형성된 전원 하우징;
   상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 코일 부재와 통전되는 전원 PCB(Printed Circuit Board); 및
   상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 전원 PCB과 통전되어 상기 코일 부재가 생성한 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는,
   무선 센서 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 전원 모듈은,
   외부의 전원에 의해 충전되어 상기 전력을 저장하고, 저장된 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 배터리팩(battery pack)을 포함하는,
   무선 센서 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전원 모듈은,
   상기 배터리팩을 수용하는 공간이 내부에 형성된 전원 하우징; 및
   상기 전원 하우징의 상기 공간에 수용되며, 상기 배터리팩과 통전되어 상기 배터리팩에 저장된 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는,
   무선 센서 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 배터리팩은,
   상기 전원 하우징의 상기 공간에 인출 가능하게 수용되는,
   무선 센서 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 전원 모듈은,
   외부의 부재의 상기 일 부분과 상기 외부의 부재가 위치되는 공간의 온도 차이를 이용하여 전력을 생성하는 열전소자(thermoelectric element)를 포함하는,
   무선 센서 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 전원 모듈은,
    상기 열전소자의 면 중 외부의 부재가 위치되는 상기 공간을 향하는 일 면에 결합되어, 상기 열전소자의 상기 일 면을 냉각하게 구성되는 방열 부재를 포함하는,
    무선 센서 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 방열 부재는,
    상기 열전소자의 상기 일 면에 반대되는 방향으로 연장 형성되는 복수 개의 핀(fin) 및 복수 개의 상기 핀이 서로 이격되어 형성되는 복수 개의 공간을 포함하는,
    무선 센서 장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 전원 모듈은,
    상기 열전소자와 통전되어 상기 열전소자가 생성한 상기 전력을 전달받고, 상기 도선 부재와 결합, 통전되어 전달받은 상기 전력을 상기 센서 모듈에 전달하는 전원 커넥터를 포함하는,
    무선 센서 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    외부의 부재의 상기 일 부분의 상태에 대한 정보를 감지하게 구성되는 센서 유닛;
    상기 센서 유닛과 통전되어, 감지된 상기 정보를 외부의 단말에 전달하는 통신 유닛;
    상기 도선 부재와 통전되어, 상기 전력을 전달받는 센서 커넥터; 및
    상기 센서 유닛, 상기 통신 유닛 및 상기 센서 커넥터와 각각 통전되어, 상기 전력을 상기 센서 유닛 및 상기 통신 유닛에 전달하는 센서 PCB를 포함하는,
    무선 센서 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 도선 부재는,
    상기 전원 모듈과 탈거 가능하게 결합, 통전되는 전원 연결부;
    상기 센서 모듈과 탈거 가능하게 결합, 통전되는 센서 연결부; 및
    상기 전원 연결부 및 상기 센서 연결부 사이에서 연장되며, 상기 전원 연결부 및 상기 센서 연결부와 각각 통전되는 연장부를 포함하는,
    무선 센서 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 연장부는 플렉서블(flexible)한 소재로 형성되는,
    무선 센서 장치.

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