KR860001318B1 - 전압유기형 검지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전압유기형 검지기

제1도는 본 발명의 전압유기형 검지기의 실시예도.

제2도는 본 발명을 상세히 알기위한 금속, 비금속과의 주파수 관계도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 블럭계통도.

제4도는 제3도의 실시예에 따른 구체회로도.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 동작상태를 알기 위한 반응 및 각부 파형도.

제6도는 본 발명을 구체적인 장치에 개별 적용하려는 일예를 보기위한 참고 사시도.

본 발명은 기존의 금속성 물질의 검지장치보다 검지의 신뢰도를 고도로 높일 수 있고 아울러 비금속 물질이 섞인 합금물까지 검지할 수 있으며, 특히 이러한 장치에서 구조 또는 구성이 대폭 간단화되어진 전압 유기형 검지기에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기, 계측기, 자동제어분야 등에서 이용되는 금속성 물질의 검지수단은 하나같이 피검지물체에 물리, 전기, 화학적으로 영향을 미치도록 하는 기술이기 때문에 검지 행위로서의 완전한 신뢰성을 보장하지 못하고 있다.

일예로, 종래의 검지 방식 중에서 마이크로 스위치에 액추에이터(actuator)를 겸한 방식은 피검지물체가 마이크로 스위치에 닿아 눌러야 되므로 물리적인 힘이 필요하므로 경량물체에 대해서는 검지 수단으로서는 불가능한 상태이고, 접점을 사용하므로 접점 불량이라든가 접점 수명을 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 액츄에이터의 위치(즉, 스위치단에 피검지물체가 닿은 후 얼마만큼 눌러졌을 때 상기 스위치가 동작되는가를 판정하여 설치된 위치가 변동되어 설치되거나 순간, 연속적으로 들어오는 피검지물체의 검지 등은 액츄에이터가 복기되기 이전에 피검지 물체가 닿아 계수의 목적으로 적합치 않다.

한편, 포토(photo) 검지 방식은 외부 광으로 인한 오차발생시 이에 대한 대책이 없고, 발. 수광소자 및 이 소자렌즈외면에 먼지, 이물 등이 난립하여 부착되어 있을 때는 광량이 떨어지므로 확실한 검지를 실행할수 없다.

본 발명은 피검지물체를 검지할시에 대두되는 모든 문제점을 완전히 해소시켜 검지의 신뢰도를 고도로 높이면서 그 제작방법이 극히 간단하여 이러한 검지기를 필요로 하는 모든 분야 즉, 제6(a)도와 같이 정지되지 말아야할 회전물의 감시기능, 제6(b)도와 같이 자동판매기 등에 동전이 투입되었을 때 이것이 동전인가 아닌가의 판단기능, 제6(c)도와 같이 모우터의 회전축에 검지구를 결합시키고, 이 검지구의 회전속도가 얼마나 되는가 계수하여 모우터의 속도를 측정하는 장치 등)에 용이하게 적용할 수 있도록 한 전압유기형검지기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도에 도시되어 있는 바와같이 본 발명에 의한 전압유기형 검지기는 발진부(A), 검지기 헤드부(1), 파형정형부(B), 신호 출력부(C)및 전압온도 보상부(D)로 구성되어 있으며, 검지기헤드부(1)는 제1도에 도시된 바와 같이 일차코일(L₁)과 이차코일(L₂)및 이들 사이에 피검지물체(2)가 자유로이 출입할 수 있도록 형성된 공간부로 구성되어 있다. 또한 제4도에 도시되어 있는 바와같이, 상기 발진부(A)는 트랜스지터(T₁)와, 저항(R₁, R₂, R₃)및 콘덴서(C₁, C₂, C₃, C₄)로 구성된 통상적인 발진회로이며, 이의 출력 단자는 상기의 검지기헤드부(1)의 일차코일(L₁)에 접속되어 있으며, 파형 정형부(B)는 저항(R₄, R₅, R₆)과 트랜지스터(T₂)로 구성하되 상기 검지기 헤드부(1)의 이차코일(L₂)이 저항(R₆)을 통하여 트랜지스터(T₂)의 베이베이스에 접속되어 있다.

또한 신호 출력부(C)는 트랜지스터(T₃)및 저항(R₁₀) 및 콘덴서(C₅)로 구성하되, 상기 파형정형부(B)의 출력단자(Q₁)는 트랜지스터(T₃)의 베이스에 접속되어 있고, 전압온도 보상부(D)는 트랜지스터(T₄)및 저항(R₇, R₈, R₉)으로 구성하되트, 랜지스터(T₄)의 에미터는 상기 파형정형부(B)의 트랜지스터(T₂)의 에미터와 접속되어서 저항(R₉)을 통하여 접지되어 있으며, 검지된 출력(a)이 검지 대상물의 상태에 따라서 자동제어동작하는 메카니즘(편의상 도시 생략한 것임)에 소정의 출력신호를 주도록 연결되어 있다.

이러한 구성의 실시예를 가진 본 발명의 원리를 동전검지 수단에 적용한 일예로 상세히 살펴보면, 1차 및 2차 코일(L₁, L₂)로 구성된 검지기의 공간부에 피검지물체(이하 동전이라 한다(2)가 없는 경우나 이 동전(2)이 순수 비금속으로 된 것일 경우에는, 발진부(A)에서 출력된 일정 주파수가 fp라 할때, 이 fp가 1차측 코일(L₁)에 인가되면 2차측 코일(L₂)에 그 반응도가 전달된다.

이때 fp가 1KHz일때 2차측 코일(L₂)에 전달되는 이득(gain)은 10dB라 하면, fp가 100KHz일때는 약80dB정도가 된다.

그러나, 상기 검지기(1)의 공간부에 피검지물체인 금속으로 된 동전(2)이 있는 경우 fp가 1KHz시 그 이득은 10dB보다 잦게 되고, 이 fp가 100KHz일때는 그 이득은 10dB보다 약간 높게 된다.

그러나, 이러한 예는 1차 및 2차측 코일(L₁, L₂)의 권선수나 양권간의 이격거리 등 복합적인 함수로 적용된다.

한편, 상기 동전(2)이 금속과 비금속으로 구성된 합금이라 가정할때는 그 주파수 응답특성도 달라지고, 이는 금속+비금속은 주파수의 특성비율로 나타나게 되므로, 금속합금율을 A, 비금속합금율을 B라 할때 1차 코일(L₁)에 인가하기 위한 파형인 fp는 A/B로 결정되며, 상기 동전의 합금율에 따라 측정된 주파수 응답도 개략적인 실시 관계도로 제2도와 같이 표현하였다.

즉, 동전(2)이 순수 금속으로 나타날 경우는 특정 공급주파수인 fr(여기서 fr은 금속+비금속 합금율에 대한 임의의 측정 주파수이다)가 검지기의 1차측 코일(L₁)에 인가될 때 2차 코일(L₂)에 발생되는 응답도인 fr'은 일정하나, 상기 동전(2)이 금속+비금속이 일정비율로 섞인 것이라면 그 응답도가 선형적으로 감소하게 된다.

여기서, 이러한 응답도의 개별적 특성은 피검지 물체의 부피 또는 1, 2차 코일(L₁, L₂)의 권선수, 양 코일(L₁, L₂)간의 이격 거리 등에 관계되므로, 금속+비금속의 합금상태에 따른 주파수 응답도를 확장할 수 있다.

즉, 비금속이 대략 및 %섞인 동전일 경우도 그 응답도가 순수 금속만으로된 동전과 마찬가지로 반응하도록 상기 상관관계에 따라서 임의로 조절할 수 있는 것이다.

그러므로, 비금속이 약 20%정도 섞인 동전일때, 그 반응상태가 순수 금속만으로 된 동전과 마찬가지로 설계되어 있는 경우, 상기 비금속이 20% 이상인 동전에 대해서는 응답도(fr')가 거의 수직 상태로 떨어지도록 하므로써 그 출력이 나타나지 않게 된다.

이러한 배경에서 설정된 내용에 따라서 상기 검지기 헤드부(1)공간부에 피검지물체인 동전(2)을 집어 넣었을 경우 그 동전(2)이 일차 코일(L₁)에 입력되는 주파수 fp에 대하여 만족된 상태의 합금물이라면 제5b도에 도시된 바와 같이 일차 코일(L₁)의 주파수 fp의 신호는 차단되어 이차코일(L₂)에 도달하지 못하므로, 제4도에 도시된 파형 정형부(B)의 스위칭 트랜지스터(T₂)는 오프(off)되어 저항(R₄)은 전류가 흐르지 않는다. 따라서 스위칭 트랜지스터(T₂)의 출력 단자(Q₁)의 전위는 제5(c)도에 도시된 바와같이 고레벨의 상태가 되어 트랜지스터(T₃)의 베이스와 에미터는 동일전위에 있게 되므로 트랜지스터(T₃)는 오프되어 출력(a)은 제5(d)도에 도시된 바와같이 0레벨의 상태로 된다. 반면에 상기 주파수 fp에 대하여 만족하는 상태의 합금물이 아닐 때는 피검지 물체인 동전(2)을 집어 넣으면 제5(b)도에 도시된 바와같이 일차코일(L₁)의 주파수 fp의 신호는 거의 차단되지 않고 이차코일(L₂)에 전달되어서 파형정형부(B)의 트랜지스터(T₂)가 온되므로 저항(R₄)에 소정의 전류가 흐르게 되어 이 저항(R₄)에 의한 전압 강하로 트랜지스터(T₂)의 출력단자(Q₁)의 전위는 제5(c)도에 도시된 바와 같이 저 레벨로 떨어지게 되고 신호 출력부(C)의 트랜지스터(T₃)는 온상태가 되어 평상시의 출력을 그대로 유지하게 된다. (제5(d)도). 이와같이 입력되는 주파수 fp에 대하여 만족된 상태의 합금으로 된 피검지물체인 동전을 검지기 헤드부의 공간에 집어 넣을 때는 출력(a)가 0레벨 상태가 되나 상기 주파수 fp에 대하여 만족되지 않은 상태의 합금으로 된 동전을 집어넣거나 또는 어떠한 동전도 집어 넣지 않을 때는 출력(a)이 고 레벨상태를 그대로 유지하게 되므로 이 출력신호에 의하여 전기적인 신호로 동작하는 메카니즘을 제어하게 된다.

여기서, 전압 온도보상부(D)는 저항R₇), (R₈)치를 적절히 설정하여 온도와 전원 전압 변화에 대한 민감한 트랜지스터(T₄)의 출력을 파형 정형부(B)의 트랜지스터(T₂)의 에미터단자에 부가하게 되어 전원 전압의 변동된 주위 온도의 변화에 따라 상기 트랜지스터(T₂)의 에미터 전위가 증감하게 되어 온도 및 전원 전압의 변동이 있더라도 출력(a)은 거의 영향을 받지 않게 되므로 동작에 대한 신뢰성을 부여하게 된다.

즉, 전원전압이 증가되는 경우에는 저항(R₈)에 흐르는 전류가 증가하게 되어 트랜지스터(T₄)의 베이스 전위가 상승하게 되고, 이것에 의하여 트랜지스터(T₄)의 에미터에 흐르는 전류가 커지게되므로 저항(R₉)에 의하여 트랜지스터(T₂)의 에미터 전위가 상승하게 된다.

한편, 전원 전압의 증가에 의하여 발진부(A)의 출력도 증가하게 되어 랜지스터(T₂)의 베이스에 인가되는 전압도 커지게 된다. 따라서 상기 전압온도 보상부(D)에 의한 트랜지스터(T₂)의 에미터 전위의 상승과 전원 전압의 증가에 의한 트랜지스터(T₂)의 베이스 전위의 상승은 전압, 온도 보상부(D)의 저항(R₇), (R₈)을 적절히 설정하여 거의 같도록 할 수 있어 전원 전압이 증가하더라도 트랜지스터(T₂)의 베이스와 에미터 사이의 전압은 거의 변동이 없기 때문에 입력된 주파수 fp에 대하여 만족되도록 설된 상태의 합금물의 동전에 대하여 정확히 응답하기 때문에 출력(a)은 거의 전압 증가에 대하여 영향은 받지 않는다.

또한 전원 전압이 감소되는 경우에는 전압증가 때와는 반대로 파형정형부(B)의 트랜지스터(T₂)의 에미터및 베이스 전위는 동시에 감소하게 되고 이 때도 에미터 전위의 감소와 베이스 전위의 감소가 같게 되기 때문에 심질적으로 트랜지스터(T₂)의 에미터와 베이스 사이의 전압은 변동이 없게 된다.

주위 온도의 증감에 따라 트랜지스터의 전류 증폭율이 증감되기 때문에 전압온도 보상부가 없다면 이 때도 트랜지스터(T₂)의 에미터와 베이스 사이의 전위 차가 변동되어 동작이 정확히 되지 않는다. 따라서 전원전압의 변동에서와 같이 주위온도가 변동될때 보상부(D)의 트랜지스터(T₄)의 증폭율의 변동에 의하여 트랜지스터(T₂)의 에미터 전위도 증감되며, 한편 발진 회로부의 트랜지스터(T₁)의 증폭율의 변동에 의하여 발진 출력의 크기가 변동되므로 트랜지스터(T₂)의 베이스에 인가되는 전압도 변동된다. 이때도 전압 온도 보상부(D)의 저항(R₇), (R₈)치를 전원 전압의 변동의 경우에 대하여서도 고려하여 적절히 설정하여, 온도 변동에 따른 파형 정형부(B)의 트랜지스터(T₂)의 베이스와 에미터 사이의 전압변동을 극소화 시키게 되어 동작에 대한 신뢰성을 부가하게 된다.

한편, 상기와 같은 심시예에 대한 내용은 동전 검지 뿐만 아니라 제6(a)도와 같이 동작물 감지기로서, 제6(c)도와 같이 회전수 측정 감지기로서 그 용도를 활용할 수 있다.

일예로 상기 동작물 감지기에 적용할 경우는 그 동작물의 비금속+금속 합금율에 따른 입력주파수 fp를 결정한 후 그 동작물이 검지기(1)의 공간부 사이에서 운동하도록 설계하므로서 그 동작물의 정지나 동작상태를 판별할 수 있는 것이고, 한편, 회전수 측정 감지기로서 사용할 때는 이 회전물의 부분을 천공하여 검지기의 공간부 사이로 회전하도록 하면 그 천공부의 부분에 이르러서 순간적인 차단 펄스가 발생하고 이에 카운터를 연결하므로써 회전수를 계수하게 된다.

이러한 본 발명은 단순하고 간단한 구성의 검지기로서, 전자기기, 계측기, 자동제어 분야 등 금속성 물질의 검지 수단 뿐만 아니라 금속 및 비금속이 섞인 합금물까지 검지할 수 있고 이러한 검지 수단에 있어서 그 신뢰성 및 응용도가 크게 향상된 유익한 특징이 있다.

Claims (1)

1. 트랜스지터(T₁)와 저항(R₁, R₂, R₃) 및 콘덴서(C₁, C₂, C₃, C₄)로 구성되어 소정의 주파수 신호를 발생시키는 통상적인 발진부(A)와, 일차코일(L₁)과 이차코일(L₂) 및 이들 사이에 피검지물체(2)가 자유로이 출입할 수 있도록 형성된 공간부가 구성되어 피검지물체의 금속 및 비금속 합금상태에 따라 결정된 주파수 신호의 반응상태를 감지케하는 검지기 헤드부(1)와, 트랜지스터(T₂)와 저항(R₄, R₅, R₆)으로 구성되어 상기 헤드부(1)의 감지 신호의 파형을 정형하는 파형 정형부(B)와, 트랜지스터(T₃)와 저항(R₁₀) 및 콘덴서(C₅)로 구성되어 상기 파형정형부(B)의 출력신호를 증폭하여 출력시키는 신호 출력부(C)와, 트랜지스터(T₄) 및 저항(R₇,₈R , R₉)으로 구성되어 전원전압 및 온도의 변동에 따라 상기 파형 정형부(B)의 기준전압을 증감시켜 전압 및 온도를 보상하는 전압. 온도 보상부(D)가 구비됨을 특징으로하는 전압 유기형 검지기.

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