KR940006250B1 - 복합 센서 방식 의류 건조기의 제어방법 및 그 회로 - Google Patents

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내용 없음.

Description

복합 센서 방식 의류 건조기의 제어방법 및 그 회로

제 1 도는 종래의 온도 센서 방식에 의한 의류 건조기의 구조도.

제 2 도는 온도 센서 방식에 의한 종래의 의류 건조기의 제어 회로도.

제 3 도는 습도 센서 방식에 의한 종래의 의류 건조기의 제어 회로도.

제 4 도는 본 발명 복합 센서 방식 의류 건조기의 제어 회로도.

제 5 도는 제 1 도에서의 시간에 따른 센서의 측정 온도 변화도.

제 6 도는 시간의 경과에 따른 제 1 도의 온도차 변화도.

제 7 도는 제 1 도의 온도 센서 방식에 의한 제어 흐름도.

제 8 도는 제 1도의 습도 센서 방식에 따른 습도 센서부위의 변화패턴도.

제 9 도는 습도 센서의 주위 온도변화에 따른 특성도.

제10도는 제 1 도의 습도 센서 방식에 의한 제어 흐름도.

제11도는 본 발명에서 포량이 적을 때의 온도와 습도 센서의 특성도.

제12도는 본 발명에서 포량 과다일 때 온도와 습도 센서의 변화도.

제13도는 제 1 도에서 동일 포량에서 주위 온도에 따른 온도와 습도 센서의 특성도.

제14도는 본 발명에 의한 제어 흐름도.

제15도는 본 발명에 따른 포량 계산의 흐름도.

제16도는 본 발명에서 포량의 소량 판단을 위한 제어 흐름도.

제17도는 본 발명에서 의류의 건조완료 판단을 위한 제어 흐름도.

제18도는 의류 건조기의 운전 시간에 따른 온도 센서와 습도 센서의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 모터 13 : 히터

9, 30 : 온도 센서 31 : 습도 센서

20 : 전원부 21 : A/D 변환부

22 : 마이콤 23 : 부하 제어부

본 발명은 의류 건조기의 제어 알고리즘에 관한 것으로, 특히 센서 방식에 문제가 되고 있는 감지불가나 미종료되는 경우를 복합 센서 방식의 알고리즘으로 구현하는데 적당하도록 한 복합 센서 방식의 의류 건조기의 제어방법 및 그 회로에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 의류 건조기 방식은 온도 센서에 의한 방식과 습도 센서에 의한 방식으로 크게 구분되는데, 먼저 온도 센서에 의한 방식은 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와 같이 마이콤 및 회로에 전원을 공급하기 위한 전원부(20)와, 드럼(2)과 열교환 팬(7)을 구동시키기 위한 모터(4)와, 상기 드럼 내부의 의류에 포함되어 있는 수분을 증발시키기 위한 반도체 히터(13)와, 드럼 내부의 온도를 검출하여 의류 표면의 온도를 체크하기 위한 온도 센서(9)와, 증발된 수증기가 팬(7)에서 열교환이 이루어지고 이에 의해 응축된 물을 제습하고 난 후에 온도를 검출하기 위한 온도 센서(12)와, 센서의 값을 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환하여 연산 및 판단과 부하를 제어하는 마이콤(22)으로 구성된다.

한편, 습도 센서 방식의 의류 건조기는 제 3 도에 도시한 바와 같이, 마이콤(22) 및 회로에 전원을 공급하기 위한 전원부(20)와, 드럼과 열교환 팬을 구동하기 위한 모터(4)와, 드럼 내부의 의류에 포함되어 있는 수분을 증발시키기 위한 반도체 히터(13)와, 드럼 내부의 의류의 수분 포함 정도를 체크하기 위한 습도 센서부(24)와, 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환된 센서의 측정값을 연산 및 판단하고 부하를 제어하는 마미콤(22)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 의류 건조기에 대하여 그 동작 및 문제점을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 온도 센서에 의한 방식을 설명하면, 의류를 넣어 건조기를 구동할 경우 모터(4)와 히터 부하(13)가 온이 되고 시간이 경과하면 의류에 포함된 물이 증발하여 수증기가 되고 증발량은 점점 증가하게 된다.

이때 S1, S2의 온도로 히터(13)의 발열에 의해 점점 상승하게 되는데, 제 5 도와 제 6 도의 일정 시간이 경과한 뒤에는 히터(13)의 발열량과 수증기의 증발량이 일정하여 온도 센서(S1, S2)의 온도가 일정하게 된다.

제 5 도는 대표적으로 포량이 소량일 때와 많을 때의 시간에 따른 센서의 온도 변화율을 보여주고 있다.

패턴 1은 포량이 적을 때로서, 히터(13)의 발열량에 비해 상대적으로 수증기의 증발량이 적어 온도 상승이 빠르게 되고, 히터(13)의 제어온도에 빨리 도달하게 된다.

물론 Tpeak까지 도달하는 시간은 포량에 따라 포량이 적을수록 빨리 도달하며 따라서 온도차가 포량이 많을 때보다 그 갭이 크게 된다. 패턴 2는 포량이 많을 때인데 초기에는 서서히 수증기가 증발하여 센서(S1, S2)의 온도가 상승하고 히터(13)의 발열량과 수증기의 증발량이 일정하게 비례하면 센서(S1, S2)의 온도는 일정해진다.

그러나 의류의 습기량이 갑자기 적어지기 시작하면 상대적으로 온도는 상승하게 되고 S2는 S1에 비해 상승률이 서서히 일어나 갭은 점점 커지게 된다.

온도 센서 방식에서는 S1, S2를 감지하여 △T=S1-S2를 계산하고 T1시간에 △T가 X보다 크거나 T1시간 이내에 S1온도가 Tpeak에 도달하면 이를 소량으로 판단하여 일정시간 타이머의 운전을 한후에 운전을 종료하고, 소량이 아닐 때에는 △T가 Y값(제 6 도의 △T1보다 크게 설정된 판단 기준 상수값)보다 크게 되었을 때(이 시점은 건조도가 97% 이상이 된다.)를 판단하여 건조 완료 지점을 체크하고 히터(13)를 오프시킨 후 일정시간 T3동안 모터(4)만을 회전시켜 의류의 열을 냉각시킨 후 종료를 한다.

한편, 습도 센서 방식을 제 8 도 및 제10도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

온도 습도 센서 방식과 마찬가지로 의류 건조기를 구동하였을 때 히터(13)를 온시키고 시간이 경과함에 따라 의류에 포함된 수증기의 발생량이 점점 증가하고 제 8 도의 Th1시간 후에는 포량에 따라 패턴 1, 2처럼 진행된다. 포량이 적을 때일수록 H1(습도치)이 작아지고 히터(13) 발열량과 수증기의 증발량이 일정하게 비례하면 Hb값을 유지하고(항률 구간) 수증기 증발량이 갑자기 감소하기 시작하면 급격히 H1도 감소하기 시작한다.

포량이 많을 때에는 패턴 1보다 의류의 량이 많고 수증기 발생 면적이 많아 습도의 값이 상대적으로 높게된다. 그리고 수증기 발생량이 감소시에는 포량이 많을 때가 적을 때보다 서서히 감소하여 운전시간이 상대적으로 길어진다.

따라서, 건조의 진행은 제10도에서 Th1시간에 H1시간 이후부터 습도치를 감지하기 시작하여 H1이 Hs(습도치 감지 한계선)까지 감지한 후 일정시간까지 운전을 연장하여 습도 센서(24)가 감지하지 못하는 부분의 습도가 0%가 되도록 한다.

그러나 상기와 같은 방식은 많은 문제점을 가지고 있는데 먼저, 온도 센서 방식의 경우는 제12도에서와 같이 포량이 과다일 때는 S1,S2의 온도차가 △T가 실제 건조가 다 되었음에도 불구하고 △T가 벌어지지 않기 때문에 △T의 차에 의한 건조 방식으로는 종료가 되지 않는다.

또한 포량이 많으면 많을수록 △T의 값이 더디게 증가함으로써 실제 건조보다도 과건조가 된다.

이것은 포가 많음으로 인해 히터(13)의 열이 포에 의해 차단되고 센서부근(S1)까지 잘 전달되지 못하기 때문이고 포량이 많을수록 이 정도가 심하게 된다. 실제 대형의 의류나 모포같은 경우에는 이런 현상이 두드러지게 나타난다.

한편, 습도 센서의 경우에는 제 9 도에서 처럼 상대 습도가 10%~90% 사이만 감지가 가능하고 이하에서는 부정확하거나 감지가 되지 않는다. 또한 센서(24) 주위의 온도가 낮을수록 감지가 어려우며(0℃ 이하에서는 거의 불가) 그 외에 가스의 발생이나 팬에 의한 풍량 및 진동에 영향을 받게 된다.

실제 의류 건조기에서 습도 센서는 특히 포량이 극소일 때에는 0~10% 이내의 상대 습도 영역에 속해 있어 소량을 판단하기 어렵고 빨리 Hs점에 도달하여 미건조상태가 발생한다. 또한 포량이 과다일 때에는 상대습도가 90% 이상을 넘는 경우가 발생하여 포량을 체크하기 어렵게 된다. (90% 이상시에는 습도값이 정확하게 된다)

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래 의류 건조기의 결함을 감안하여 드럼 내부의 온도와 습도의 상태를 체크하여 포량에 따라 건조 완료 포인트를 적합한 센서로 체크하여 어떤 범위의 포량도 체크가 가능하며 미건조의 상태가 발생되지 않도록 하기 위한 목적에서 창안된 것으로, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 4 도는 본 발명의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이 마이콤 및 회로에 전원을 공급하기 위한 전원부(20)와, 드럼(2) 및 열교환 팬(7)을 구동하기 위한 모터(4)와, 드럼 내부의 의류에 포함되어 있는 수분을 증발시키기 위한 가열 수단인 반도체 히터(13)와, 드럼 내부의 온도를 검출하여 실제 의류의 표면 온도를 체크하기 위한 온도 센서(30)와, 드럼 내부의 의류의 수분 포함 정도를 체크하기 위한 습도 센서(31)와, 센서(30,31)가 측정하여 A/D변환부(21)에서 디지탈 신호로 변환된 신호를 연산 및 판단과 부하를 제어하는 마이콤(22)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 회로에 대하여 그 동작 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건조기를 구동하여 부하를 온시킨 다음 시간이 경과하면 제18도에서와 같이 예열 구간에서는 의류에 포함된 수증기의 발생이 증가함에 따라 온도 센서(30)의 온도가 서서히 상승하게 되고 습도 센서(31)도 수증기 양의 발생정도에 따라 서서히 상승하게 된다.(온도 센서(30)는 상대 습도를 체크하는 것이므로 습도 센서(31)와 유사한 패턴으로 상승하게 된다)

항률 건조 구간에서는 히터(13) 발열량과 수증기 증발량과 비례하여 온도나 습도치가 거의 평형을 유지한다. 그러나 감률 구간에서는 드럼 내부의 수증기 발생량이 갑자기 감소하기 시작하면 습도는 감소하기 시작하고 상대적으로 온도는 상승하게 된다.

본 발명에서는 운전 시간후에 포량을 계산하는데, 기존의 방식으로는 제13도의 경우와 같이 동일 포량일 경우에도 주위 온도에 따라 S1-S2의 갭이 발생한다. 특히 주위 온도가 낮을수록 S1-S2는 커지게 됨으로써 S1-S2의 갭에 의해 포량을 체크하는 경우 포량 체크의 오차가 심하게 되고, 경우에 따라서는 주위 온도를 감지하기 위해서 주위 온도 감지 센서를 추가하여 오차만큼 보상하여 감지해야 하는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명의 경우에는 습도와 온도 센서(31,30)의 주위 온도에 대한 오차를 서로 보상할 수 있도록 하기 위하여 t_SH의 시간후에 S1의 단위 시간당 온도 변화율(△x)을 계산하고 습도치를 구하여 합산한 후에 평균치를 취하면 주위 온도에 따른 오차가 줄어들게 된다.

이 방식에 의해서는 따로 주위 온도를 감지하여 보상할 필요성이 없어지게 되며 소량 판단은 제11도에서와 같이 습도 센서(31) 감지 영역 이하의 포량을 집어 넣었을 경우 습도치는 감지가 잘 되지 않고 부정확하여 이용할 수 없으며, 단지 온도 센서(30)는 단위 시간당 온도 변화율이 상대적으로 커지기 때문에 S1온도가 t_P점에 도달하거나 △x가 소량 판단 기준치보다 클 때에는 소량으로 판정하여 모터(4)를 온/오프시키는 방법으로 t_S타이머를 구동하여 건조도가 97% 이상이 되도록 한다.

그러나, 만일 소량이 아닐 경우에는 제17도의 흐름도와 같이 포량이 과다일 경우를 판단하고, 포량 과다가 아닌 경우에는 다시 소량 판정을 하고, 소량이면 소량 전용 운전을 하고 그외의 경우에는 포량이 소량과 과다의 중간임으로 △x가 M(제18도의 s1의 단위 시간당 변화율이 감률 건조 구간의 상수값)보다 클 때를 감지하여 1차 건조 검지를 하고, 좀더 미세한 부분까지 건조가 가능하도록 습도치(h1)가 건조 판단 기준치보다 작을 때까지 운전을 시켜 의류가 덜 건조되는 것을 방지하도록 한다.

포량과다의 경우에는 제12도에서처럼 온도 센서의 시간에 따른 변화가 히터(13) 열량 차단 현상으로 발생하지 않으므로, 온도 센서(30)에 의해서는 건조 완료 검지가 사실상 불가능하게 된다. 하지만 습도 센서(31)의 경우에는 히터(13)의 열량이 습도 센서(31)에 전달되지 않더라도 히터(13)열에 의해 증발된 수증기가 습도 센서(31)의 부근으로 빠져나와 습도량의 체크가 가능하게 된다.

이 점을 이용하여 포량이 과다일 때에는 온도 센서(30)는 사용하지 않고 습도 센서(31)만을 사용하여 건조 완료 포인트 이하로 운전을 하고 좀더 건조도를 상승시키기 위하여 지연 타이머를 운전한 후 부하를 오프시키고 운전을 종료한다. 본 발명의 방식에 의해서 포량의 다소에 관계없이 건조 종료 포인트를 체크할 수 있다.

따라서 본 발명에 의해 포량의 다소에 관계없이 건조 완료 포인트의 체크가 가능하고 건조 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만이 아니라 주위 온도에 대한 보상용 센서가 따라 필요하지 않게 되며 소량과 포량 과다의 중간의 포량만 있어도, 각각의 센서 방식에서 발생할 수 있는 미건조를 1,2차 검지에 의해 보상함으로써 미건조의 상태를 막을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 드럼 내부의 온도와 습도 상태를 체크하여 포량에 따라 건조 완료 포인트를 적합한 센서로 체크하여 어떤 범위의 포량도 체크가 가능하도록 하여 미건조가 발생하지 않게 한다.

Claims (5)

1. 드럼(2)과 열교환 팬(7) 사이에 각기 온도 센서(30)와 습도 센서(31)를 장착시켜 항률 건조구간 이후에 상기 온도 센서(30)가 측정한 온도의 단위 시간당 온도 변화율과 그때 습도 센서(31)가 측정한 습도치를 구하여 합산한 후 이들의 평균치를 구하여 포량으로 계산하여 의류 건조를 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 센서의 의류 건조기 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 포량이 소량시에는 단위 시간당 온도 변화율을 감지하여 소량의 여부를 판단하고, 습도 센서(31)의 불감 영역 이하에서는 온도 센서(30)에 의해서만 의류의 건조 상태를 판단하여 제어하고, 포량 과다일 경우에는 습도 센서(31)에 의하여 습도를 체크함으로써 의류의 건조상태를 파악하며, 포량이 중간정도의 양일 경우에는 습도 센서(31)에 의해 측정된 습도와 온도 센서(30)에 의해 측정된 단위 시간당 온도 변화율을 감지하여 2중 건조 검지를 수행하는 것을 특징으로 하는 복합 의류 건조 제어 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 포량의 소량 판단은 온도 센서(30)가 측정한 온도의 단위 시간당 온도 변화율이 소량 판단 기준치보다 크거나, 일정 시간 이내에 온도 센서(30)의 감지온도가 일정치에 도달하는 것으로 부터 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 의류 건조 제어 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 포량의 과다 판단은 온도 센서(30)가 측정한 온도의 단위 시간당 온도 변화율과 그때 습도 센서가 측정한 습도치를 구하여 합산한 후 이들의 평균치로 부터 구한 포량이 일정치 이상일 경우로서 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 의류 건조 제어 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 포량이 적정량일 때의 제어는 단위 시간당 온도 센서(30)가 측정한 온도의 변화율이 감률건조구간의 단위 시간당 온도 변화율보다 클 때를 감지하여 1차 건조 감지를 하고 습도치가 건조판단 기준치보다 작을 때까지 건조기를 가동하여 의류를 건조하는 것을 특징으로 하는 복합 의류 건조 제어 방법.