KR950002162Y1 - Pollution detection sensor using optical fiber - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 래의 각종 오염 검출 수단의 원리를 설명하기 위한 도.1 is a diagram for explaining the principle of various contamination detection means in the drawings.
제2도는 종래의 광전식 반사형 연기 센서의 기술구성도.2 is a technical configuration diagram of a conventional photoelectric reflective smoke sensor.
제3도는 본 고안에 따른 오염 감지센서를 보인도.3 is a view showing a pollution sensor according to the present invention.
제4도는 수, 발광용 광섬유 다발의 단면도.4 is a cross-sectional view of a number, light-emitting optical fiber bundle.
제5도는 오염 검지통의 반사경 부착상태를 보인 도.5 is a view showing a reflector attached state of the contamination detector.
제6도는 본 고안의 오염 감지센서의 일적용례를 보인 도.6 is a view showing an example of the application of the pollution detection sensor of the present invention.
제7도는 제6도에 도시한 장치의 구체회로도.7 is a concrete circuit diagram of the apparatus shown in FIG.
제8도는 본고안 센서의 또 다른 적용예를 보인 도이다.8 shows another application example of the present safety sensor.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,10,20 : 발광부 2,11,21 : 수광부1,10,20: light emitting part 2,11,21: light receiving part
22 : 발광용 광섬유 23 : 수광용 광섬유22: light emitting optical fiber 23: light receiving optical fiber
24 : 보호피막 25 : 밀폐막24: protective film 25: sealing film
26 : 오염 검지통 27 : 통공26: pollution detection box 27: through hole
28 : 반사경 30 : 마이컴28: reflector 30: microcomputer
31 : 광발생부 32 : 신호처리부31: light generator 32: signal processor
33 : 모터제어부 34 : 세제량 제어부33: motor control unit 34: detergent amount control unit
35 : 세탁시간 결정부35: washing time determining unit
본고안은 오염 감지센서에 관한 것으로, 특히 빛의 전달 특성이 탁월한 광섬유를 사용한 오염 감지센서에 관한 것이다.This article relates to a pollution sensor, and more particularly, to a pollution sensor using an optical fiber having excellent light transmission characteristics.
일반적으로 먼지나 또는 물속의 오염 입자를 검출하기 위한 종래의 오염 검출 수단은 크게 광전식과 반도체식으로 구분되며, 광전식은 다시 투과형과 반사형으로 구분되는데, 제1도는 이와같은 종래의 오염 검출수단의 원리를 설명하기 위한 도이다.In general, conventional pollution detection means for detecting contaminants in dust or water are largely divided into photoelectric and semiconductor types, and photoelectric is again classified into transmission and reflection types. It is a figure for demonstrating a principle.
제1도(a)는 투과형의 오염 검출 수단을 보인 것으로, 발광부(1)과 수광부(2)를 정대향이 되도록 설치하고 그 사이로 오염된 공기를 통과시켜 발광부(1)로 부터 발광되는 빛이 감소되는 양을 수광부(2)가 검출하는 수단인데, 안개, 눈, 매연등의 고농도 입자 검출에 적합하다.FIG. 1 (a) shows a transmission-type contamination detection means. The light emitting unit 1 and the light receiving unit 2 are installed so as to face each other and light is emitted from the light emitting unit 1 by passing contaminated air therebetween. It is a means for the light receiving part 2 to detect this reduced amount, and is suitable for detecting high-concentration particles such as fog, snow, and soot.
제1도(b)는 반사형의 오염 검출 수단을 보인 것으로, 발광부(1)와 수광부(2)를 일정 각도로 경사지게 설치하여 발광부(1)로 부터의 빛이 먼지 등에 부딪혀 반사되는 양을 수광부(2)가 검출되는 수단인데, 저농도의 입자 검출에 적합하며 소형화 시킬 수 있는 잇점이 있다.FIG. 1 (b) shows reflective pollution detection means. The light emitting part 1 and the light receiving part 2 are inclined at a predetermined angle so that the light from the light emitting part 1 is reflected by being hit by dust or the like. This means that the light-receiving unit (2) is detected, there is an advantage that can be miniaturized and suitable for low concentration particle detection.
제1도(c)는 반도체형의 오염 검출 수단을 보인 것으로, 가스 검출에 주로 사용되며 단점으로는 반도체 센서(3)에 부착되는 오염물질을 자주 제거해 주어야 한다는 문제가 있다.FIG. 1 (c) shows a semiconductor-type contamination detection means, which is mainly used for gas detection, and has a disadvantage in that the pollutants attached to the semiconductor sensor 3 need to be frequently removed.
제2도는 종래의 가전 기기등에 주로 사용되는 광전식 반사형 연기 센서의 기술 구성도를 보인 것으로, 발광부(1)와, 발광부(1)를 구동시키는 발광 구동부(12)와, 발광부(1)로 부터 발광되는 빛이 먼지와 충돌하여 반사 또는 산란되는 빛을 수광하는 수광부(2), 수광부(2)로 부터 수광된 신호를 증폭하는 AC증폭기 및 차동 증폭기로 이루어진 증폭부(13), 비교기등으로 이루어져 오염정도를 판정하는 판정회로부(14)및 적분 회로부(15) 등으로 구성되어 적분 회로부(15)의 출력값에 따라 이에 필요한 동작을 하도록 되어있다.2 shows a technical configuration diagram of a photoelectric reflective smoke sensor mainly used in conventional home appliances, such as a light emitting unit 1, a light emitting driver 12 for driving the light emitting unit 1, and a light emitting unit ( 1) a light receiving unit (2) for receiving light reflected or scattered by the light emitted from 1), an amplifier (13) consisting of an AC amplifier and a differential amplifier for amplifying a signal received from the light receiving unit (2), It is composed of a comparator circuit 14, an integral circuit unit 15, and the like, which are used to determine the degree of contamination, and perform necessary operations according to the output value of the integral circuit unit 15.
그러나, 전술한 종래의 오염 검출 수단에서는 발광부(10) 및 수광부(11)가 모두 전기로 구동되기 때문에 이를 기기와 분리하여 설치할 때 이렇게 설치된 발광부(10)와 수광부(11)를 기기의 주된 회로부분에 연결시키기 위한 긴 전선이 필요하게 된다.However, since the light emitting unit 10 and the light receiving unit 11 are all driven by electricity in the above-described conventional pollution detection means, the light emitting unit 10 and the light receiving unit 11 installed in this way when installed separately from the device are the A long wire is needed to connect the circuit part.
그러나 이러한 긴 전선은 각종 노이즈에 약하고 또한 전선을 통한 전압 강하가 일어나게 되어 센싱 오차가 발생되는 문제점이 있었다.However, these long wires are weak to various noises, and a voltage drop through the wires causes a problem of sensing errors.
이러한 문제점 때문에 보통은 오염 감지센서를 기기상에 장착되게 되는데, 이 경우에 실제로 오염이 심한 곳과 심하지 않은 곳에 따라 많은 센싱 오차가 발생되며 또한 센싱 감도가 현저하게 저하되는 문제점이 발생하게 된다.Due to this problem, the contamination sensor is usually mounted on the device. In this case, many sensing errors are generated depending on where the pollution is severe and not so severe, and also a problem that the sensing sensitivity is significantly reduced.
더우기 종래의 기술은 공기 정화기나 냉/난방기의 공기 오염 센서, 세탁기의 수질 감지센서, 청소기의 먼지 센서등 각종 가전제품에 응용할 때, 각기 제품의 특성에 따라서 오염 감지 시스템의 구성을 변형시켜야 되기 때문에 오염 감지 장치의 제조단가가 증가되는 문제점이 있었다.Furthermore, when the conventional technology is applied to various home appliances such as air purifier or air / heater air pollution sensor, washing machine water quality sensor and vacuum cleaner dust sensor, the configuration of pollution detection system must be modified according to the characteristics of each product. There was a problem that the manufacturing cost of the pollution detection device is increased.
그러나, 전술한 모든 문제점은 빛의 전달 특성이 양호한 광섬유를 사용하게 되면 쉽게 해결할 수 있다.However, all the above problems can be easily solved by using an optical fiber having good light transmission characteristics.
즉, 발광부와 수광부는 기기상에 설치하여 두고 발광부 및 수광부에 광섬유를 연결하여 실제의 오염 측정지점까지 광섬유를 연장시켜 오염을 측정하게 되면 전선을 사용함으로 인한 노이즈 문제, 센싱 오차 및 센싱 감도상의 문제, 각 제품 특성에 따라 오염 감지 장치의 구성을 다르게 해야하는 문제등을 동시에 해결할 수가 있다.That is, when the light emitting part and the light receiving part are installed on the device and the optical fiber is connected to the light emitting part and the light receiving part to extend the optical fiber to the actual pollution measuring point and measure the pollution, noise problem, sensing error and sensing sensitivity due to the use of wires are measured. It is possible to solve the problem of the problem, the problem of having to configure the pollution detection device differently according to the characteristics of each product.
본고안의 목적은 전술한 제반 문제점을 감안하여 빛의 전달 특성이 탁월한 광섬유를 사용한 오염감지센서를 제공하는데 있다.The purpose of this paper is to provide a contamination detection sensor using an optical fiber having excellent light transmission characteristics in view of the above-mentioned problems.
전술한 목적은 전술한 제반 문제점을 감안하여 빛의 전달 특성이 탁월한 광섬유를 사용한 오염감지센서를 제공하는데 있다.The above object is to provide a pollution detection sensor using an optical fiber having excellent light transmission characteristics in view of the above-mentioned problems.
전술한 목적을 갖는 본 고안의 장치는 크게 발광부(20)와 수광부(21)를 구비한 오염감지센서에 있어서, 상기 발광부(20)와 연결되어 상기 발광부(20)로 부터 발광된 빛의 전달 통로가 되는 발광용 광섬유(22), 상기 수광부(21)와 연결되어 수광되는 빛의 전달 통로가 되는 수광용 광섬유(23), 상기 수. 발광용 광섬유(22 및 23)의 단부가 함께 오염 검지부(A)를 이루며, 상기 수. 발광용 광섬유(22 및 23)의 단부와 대향설치되어 상기 발광부(20)로 부터 발광된 빛이 상기 수광부(21)에서 검출될 수 있도록 상기 발광부(20)로 부터 발광된 빛을 반사시키는 반사경(28)을 구비한 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention having the above-mentioned object is largely in the pollution detection sensor having a light emitting unit 20 and a light receiving unit 21, the light emitted from the light emitting unit 20 is connected to the light emitting unit 20 The light emitting optical fiber 22, which is a transmission path of the light receiving part, and the light receiving optical fiber 23, which is connected to the light receiving part 21 and is a transmission path of light received. The ends of the light emitting optical fibers 22 and 23 together form a contamination detection unit A, wherein It is installed opposite the ends of the light emitting optical fibers 22 and 23 to reflect the light emitted from the light emitting portion 20 so that the light emitted from the light emitting portion 20 can be detected by the light receiving portion 21. It is characterized by having a reflector 28.
제3도는 전술한 오염 감지센서를 보인 도로서, 발광용 광섬유(22)를 수광용 광섬유(23)가 둘러쌓고 있으며, 수. 발광용 광섬유(22 및 23)의 일측 단부는 유리, 플라스틱, 랜즈등으로 된 투명 밀폐막(25)으로 밀폐시켜 광섬유의 관이 먼지나 습기에 의하여 막히지 않도록 하였다.3 is a view illustrating the above-described pollution detection sensor, in which the light-emitting optical fiber 22 is surrounded by the light-receiving optical fiber 23. One end of the light emitting optical fibers 22 and 23 was sealed with a transparent sealing film 25 made of glass, plastic, or lens to prevent the tubes of the optical fiber from being clogged by dust or moisture.
한편, 수. 발광용 광섬유(22 및 23)의 타측 단부는 분기되어 발광부(20) 및 수광부(21)에 각기 연결된다.Meanwhile, you can. The other ends of the light emitting optical fibers 22 and 23 are branched and connected to the light emitting unit 20 and the light receiving unit 21, respectively.
한편, 투명 밀폐막(25)이 외측으로는 오염 검지통(26)이 부착되는데, 오염 검지통(26)의 외주연 전역에는 먼지나 오염 입자가 출입되는 다수의 통공(27)이 형성되어 있으며, 오염 검지통(26)의 상기 투명밀폐막(25)과 대향하는 벽의 중앙에는 반사경(28)이 부착되어 있다. 여기에서, 수. 발광용 광섬유(22 및 23)의 단부, 투명 밀폐막(25), 오염 검지통(26) 및 반사경(28)이 오염 검지부(A)를 구성하여 오염을 측정하고자 하는 위치에 설치되게 된다.On the other hand, the transparent sealing film 25 is attached to the outside of the contamination detection container 26, a plurality of through-holes 27 through which dust or contaminant particles are introduced and formed around the outer periphery of the pollution detection container 26. The reflector 28 is attached to the center of the wall facing the transparent airtight film 25 of the contamination detector 26. Here, the number. The ends of the light emitting optical fibers 22 and 23, the transparent sealing film 25, the contamination detector 26 and the reflector 28 constitute the contamination detector A so as to be installed at the position where contamination is to be measured.
미설명부호 24는 광섬유(23)를 감싸는 보호용 피막이다.Reference numeral 24 is a protective film surrounding the optical fiber 23.
제4도는 수. 발광용 광섬유 다발의 단면이고, 제5도는 오염 검지통 내의 반사경의 부착상태를 보인 도이다.4 is number. Fig. 5 is a cross-sectional view of the optical fiber bundle for luminescence, and Fig. 5 shows the attachment state of the reflector in the contamination detector.
이렇게 구성된 본 고안의 오염 감지센서에서 발광부(20)로 부터의 빛이 발광용 광섬유(22)를 통하여 전송되면 반사경(28)에 의하여 반사되게 되고 이어서 발광용 광섬유(22) 외측에 있는 수광용 광섬유(23)를 통하여 수광부(21)에 도달되게 된다.When the light from the light emitting unit 20 is transmitted through the light emitting optical fiber 22 in the pollution detection sensor of the present invention configured as described above, the light is reflected by the reflector 28, and then the light receiving unit is located outside the light emitting optical fiber 22. The light receiving portion 21 is reached through the optical fiber 23.
그런데 이상태에서 통공(27)을 통하여 먼지 또는 오염입자가 오염 검지통(26)내부로 들어오게 되면 이러한 먼지나 오염 입자들에 의해서 반사광의 일부가 손실되고 나머지의 광만이 수광부(21)에 도달되게 된다.However, when dust or contaminated particles enter the contamination detector 26 through the through hole 27 in this state, some of the reflected light is lost by the dust or contaminated particles and only the remaining light reaches the light receiving unit 21. do.
수광부(21)에 도달한 빛은 수광부(21)에서 전기신호로 광전 변환되어 기기의 동작 상태를 제어하는 데이타로 사용되게 된다.The light reaching the light receiver 21 is photoelectrically converted into an electric signal by the light receiver 21 to be used as data for controlling the operation state of the device.
이하에는 본 고안의 오염 감지센서의 실제 제품에서의 적용례에 대하여 설명한다.Hereinafter will be described an application example of the contamination sensor of the present invention in the actual product.
제6도는 본 고안의 오염 감지센서를 세탁기에 적용시킨 기술구성도이다.6 is a technical configuration of applying the pollution sensor of the present invention to a washing machine.
본기술 구성도에서 오염 검지부(A)는 세탁기의 세탁조에 부착되며, 발광부(20) 및 수광부(21)는 수, 발광용 광섬유(22 및 23)에 연결되어 세탁기의 주회로부에 설치되게 된다.In the configuration of the present technology, the contamination detection unit A is attached to the washing tank of the washing machine, and the light emitting unit 20 and the light receiving unit 21 are connected to the water and light emitting optical fibers 22 and 23 to be installed in the main circuit unit of the washing machine. .
발광부(20)에는 마이컴(30)에 의해 제어되는 발광부(20)를 구동시키는 광발생부(31)가 연결되며, 수광부(21)에는 역시 마이컴(30)에 의해 제어되는 수광부(21)로 부터 출력된 전기신호를 처리하는 신호 처리부(32)가 연결된다.The light emitting unit 20 is connected to a light generating unit 31 for driving the light emitting unit 20 controlled by the microcomputer 30, and the light receiving unit 21 also receives the light receiving unit 21 controlled by the microcomputer 30. Signal processor 32 for processing the electrical signal output from the is connected.
한편, 마이컴(30)에는 모터의 출력을 제어하는 모터 제어부(33), 투입할 세제량을 제어하는 세제량 제어부(34) 및 세탁시간 결정부(35)가 접속되어 마이컴(30)에 의하여 판단된 오염도에 따라 자동세탁이 이루어지게 된다.On the other hand, the microcomputer 30 is connected to the motor control unit 33 for controlling the output of the motor, the detergent amount control unit 34 for controlling the amount of detergent to be injected and the washing time determining unit 35 is connected to the degree of contamination determined by the microcomputer 30 According to the automatic laundry will be made.
제7도는 제6도에 도시한 기술구성을 구체화시킨 회로도로서, 마이컴(40)의 단자(P1)에서 "하이"신호가 출력되면 발광부를 구성하는 발광다이오드(D1) 및 트랜지스터(Q1)가 순차적으로 온되게 되고, 이 발광다이오드(D1)로 부터 나오는 광이 발광용 광섬유→반사경→수광용 광섬유의 경로를 거쳐서 수광부를 구성하는 포토다이오드(D2)에 이르게 된다.FIG. 7 is a circuit diagram embodying the technical configuration shown in FIG. 6, and when the "high" signal is output from the terminal P 1 of the microcomputer 40, the light emitting diode D 1 and the transistor Q 1 constituting the light emitting unit. ) Is sequentially turned on, and the light emitted from the light emitting diode D 1 reaches the photodiode D 2 constituting the light receiving portion through the path of the light emitting optical fiber, the reflecting mirror, and the light receiving optical fiber.
포토다이오드(D2)에서는 수광되는 빛이 광전변환되어 전기신호로 된 다음 증폭기(41)에서 증폭되어 마이컴(40)의 단자(A/D)에 입력되게 된다.In the photodiode D 2 , the received light is photoelectrically converted into an electrical signal and then amplified by the amplifier 41 and input to the terminal A / D of the microcomputer 40.
마이컴(40)에서는 단자(A/D)를 통하여 입력된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시켜서 수광에 도달한 빛의 양을 측정하게 되고, 이렇게 측정된 데이타에 의거하여 물의 탁도를 판단 후, 단자(P2내지 P6)를 통하여 각 모터(M1및 M2)를 제어하게 된다.The microcomputer 40 converts the analog signal input through the terminal A / D into a digital signal to measure the amount of light reaching the light reception. After determining the turbidity of water based on the measured data, the terminal ( Each of the motors M 1 and M 2 is controlled through P 2 to P 6 .
제8도는 본 고안의 오염 감지센서의 또다른 적용례를 보인 도로서, 유류탱크에 부착되어 유량을 측정하는데 본고안의 오염 감지 센서가 사용된다.8 is a view showing another application of the pollution detection sensor of the present invention, the contamination detection sensor of the present invention is used to measure the flow rate attached to the oil tank.
제8도의 에에서는 본고안의 오염 감지센서의 오염 검지부가 분리된 구성을 하고 있는데, 즉, 유류탱크(50)의 상부 일측에 수. 발광용 광섬유(22 및 23)를 설치하고, 반사경(28)은 수, 발광용 광섬유(22 및 23)와 정대향이 되는 유류 탱크(50)의 바닥 일측에 부착시킨 구성을 하고 있으며, 발광부, 수광부등은 생략하여 도시하고 있다.In FIG. 8, the contamination detection unit of the pollution detection sensor of the present invention has a separate configuration, that is, water on the upper side of the oil tank 50. The light emitting optical fibers 22 and 23 are provided, and the reflecting mirror 28 is attached to one side of the bottom of the oil tank 50 facing the water and the light emitting optical fibers 22 and 23. The light receiving part and the like are omitted.
이렇게 본고안의 오염 감지센서가 설치된 유류 탱크에 기름이 저장되게 되면 그 저장되는 양에 따라 기름에 포함된 오염 입자의 수가 비례하게 되고 발광부→발광용광섬유→수광용광섬유→수광부의 경로를 통하여 수광되는 빛의 양도 이에 비례하게 되므로, 이렇게 수광되는 빛의 양에 의거하여 비교적 정확하게 유량을 측정할 수가 있다.When oil is stored in the oil tank in which the pollution sensor in this paper is installed, the number of polluted particles contained in the oil is proportional to the amount stored, and the light is received through the path of light emitting part → light emitting fiber → light receiving fiber → light receiving part. Since the amount of light is also proportional to this, the flow rate can be measured relatively accurately based on the amount of light received.
한편, 비록 실시에로서 도시하지는 않았지만 본고안의 오염 감지센서는 진공청소기의 먼지 감지센서로도 사용될 수 있고, 공기 정화기나 냉/난방기에 오염 감지센서로도 사용될 수 있는 등 여러기기에 사용될 수 있다.On the other hand, although not shown as an embodiment, the pollution sensor of the present disclosure can be used as a dust sensor of a vacuum cleaner, and can also be used in various devices such as air pollution or a sensor for contamination detection in air conditioning and heating.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 오염 감지센서에 따르면 광섬유를 사용하여 수.발과부등의 광소자와 오염 검지부를 분리하여 설치하는 것이 가능하기 때문에 종래의 오염 감지 시스템에 있어서, 광소자 자체가 오염 검지부가 되어 발생되는 긴 전선의 사용으로 인한 노이즈 문제가 해결되게 되어 오염도 및 탁도의 감지에 있어서 신뢰성을 제고시킬 수 있으며, 또한 광섬유 소자는 필요에 따라서 그 부피를 작게 제작할 수 있으므로 해서 다른 센서와 함께 복합센서를 구성하는 것이 용이해지는 효과가 있다.As described above, according to the pollution detection sensor of the present invention, it is possible to install and separate an optical device such as a water and an overheating part and a pollution detection part using an optical fiber, so that in the conventional pollution detection system, the optical device itself is contaminated. The noise problem caused by the use of the long wire generated by the detection unit is solved, which improves the reliability in detecting contamination and turbidity, and the optical fiber device can be made smaller in volume as needed, so that it can be combined with other sensors. There is an effect that it becomes easy to configure the complex sensor.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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| KR2019910020208U KR950002162Y1 (en) | 1991-11-23 | 1991-11-23 | Pollution detection sensor using optical fiber |
Publications (2)
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| KR930011611U KR930011611U (en) | 1993-06-25 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20041223 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |