KR970011115B1 - 물체 통과 감지장치 및 그 감지방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

물체 통과 감지장치 및 그 감지방법

제1도는 종래의 기술에 의한 감지장치의 개략적 블럭 다이어그램을 보이는 도면.

제2(a)도 및 제2(b)도는 각각 정상시 그리고 물체의 압력 검출시 매트 센서부의 단면도를 보이며, 제2(c)도는 고정 압력이 존재하는 경우와 물체가 이동하는 경우에 있어서의 매트 센서부의 단면을 보이며 제2(d)도는 곡선 영역에 매트 센서부를 설치하는 경우의 단면도를 보이는 도면.

제3도는 본 발명에 따른 가지장치의 개략적 블럭 다이어그램을 보이는 도면.

제4(a)도 및 제4(b)도는 각각 정상시 그리고 물체의 압력 검출시 압전 필름 센서부의 단면도를 보이는 도면.

제5(a)도는 압전 필름 센서 등가회로도이며, 제5(b)도는 제5(a)도에 따른 타이밍도를 보이는 도면.

본 발명은 감지장치에 관한 것으로, 특히, 물체의 통과를 감지하는 물체 통과 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로, 대상물의 특성에 따른 여러가지 감지장치가 개발되어 왔다. 예를들어, 인체로부터 발생되는 적외선 에너지를 감지하는 열선 센서 또는 물체의 통과시 물체의 압력을 감지하는 매트 센서(Mat Sensor)등이 대표적이다. 특히, 매트센서의 경우, 물체가 누르는 힘을 기계적인 금속 접점을 이용하여 물체의 통과유무를 판별할 수 있다.

제1도는 종래의 기술에 의한 감지장치의 개략적 블럭 다이어그램을 보이는 도면이다. 이러한 감지장치는 침입자의 예상 침입 장소 및 중요 물건 주변에 설치한다. 종래의 기술에 의한 감지장치는 유연성이 있는 플라스틱 구조물 내에 금속 접점을 설치하여 물체의 압력을 감지하는 매트 센서부 5와, 매트 센서에 접속하여 외부의 압력 유무를 스위치의 온오프 기능으로 출력하는 스위치 접점 검출 검출회로부 10와, 스위치 접점 검출회로부 10에 접속하여 압력 유무에 따라 경보를 발하는 경보 발생부 15를 더 구비하고 있다.

제2(a)도는 정상시 매트 센서부의 단면도를 보이는 도면이다. 제2(a)도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 매트 센서부는 금속 접점이 오프(off)되어 있다.

제2(b)도는 물체 검출시 매트 센서부 5의 단면도를 보이는 도면이다. 제2(b)도에 도시된 바와 같이, 매트 센서부 5는 압력을 가하게 되면 금속 접점이 온(on)되어 스위치 접점 검출회로부 10을 구동시켜 침입자가 침입하였음을 감지하여 경보발생부 10을 통하여 경보를 발하게 된다.

제2(c)도는 고정 압력이 존재하는 경우와 물체가 이동하는 경우에 있어서의 매트 센서부의 단면을 보이는 도면이다. 제2(c)도에 도시된 바와 같이, 고정 압력이 계속하여 존재하게 되면 매트 센서부 5의 금속 접점은 계속하여 온 상태를 유지하여 물체가 이동하는 경우에도 그 압력의 유무를 판별해 내지 못하는 문제점이 있다. 기계적인 접점을 통한 압력 여부를 판별하는 경우, 사용 기간이 길면 길수록 접점의 기능이 저하되며, 매트 센서부 5의 어느 일부분이 계속하여 압력을 받게 되면 매트 센서부가 제대로 동작하지 않는다.

제2(d)도는 곡선 영역에 매트 센서부 5를 설치하는 경우의 단면도를 보이는 도면이다. 제2(d)도에 도시된 바와 같이, 곡선 영역에 매트 센서부 5를 설치하게 되면 공간확보가 용이하지 못한 관계로 금속 접점이 온 상태에 놓이게 되어 침입 여부를 판별해 내지 못하는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 경비를 하고자 하는 주요 물건에 감시장치를 설치하는 경우, 외부의 환경적 영향 즉 낙뢰나 기온 등에 따라 매트 센서부의 기능 저하를 불러일으킬 수 있다. 또한 쥐나 고양이와 같이 소동물이 통과하게 되는 경우에도 경보가 발생하여 정확한 감지가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 고정 압력이 계속하여 존재하게 되더라도 이에 무관하게 통과 물체를 감지할 수 있는 감지장치 및 그 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 공간 적응력이 뛰어난 감지장치 및 그 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 감지하고자는 물건에 적응적으로 동작하여 소동물에 의한 경보 발생을 방지할 수 있는 감지장치 및 그 감지방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 물체 통과 감지장치에 있어서, 외보로부터 인가되는 압력을 전기적 신호로 변환하는 압전 필름 센서부와, 상기 전기적인 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭부와, 상기 증폭 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하는 아날로그-디지탈 변환 및 비교부와, 상기 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 감지 대상의 최소 무게 이상인 경우 출력을 하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부로부터 출력되는 신호에 대응하여 경보를 발하는 경보 발생부를 구비함을 특징으로 하는 장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 또다른 목적은 물체 통과 감지방법에 있어서, 외부로부터 인가되는 압력을 전기적 신호로 변환하는 과정과, 상기 전기적인 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 과정과, 상기 증폭 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하는 아날로그-디지탈변환 및 비교과정과, 상기 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 감지 대상의 최소 무게 이상인 경우 출력을 하는 신호 처리 과정과, 상기 신호 처리 과정으로부터 출력되는 신호에 대응하여 경보를 발하는 경보 발생 과정을 구비함을 특징으로 하는 방법을 제공함으로써 달성된다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명에 의한 감지장치의 개략적 블럭 다이어그램을 보이는 도면이다. 제3도의 감지장치는 외부로부터 인가되는 압력을 전기적 신호로 변환하는 압전 필름 센서부 20와, 압전 필름 센서부 20에 접속하여 압전 필름 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 증폭하는 증폭부 25와, 증폭부 25에 접속하여 증폭된 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈(analog-digital, A/D) 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하는 아날로그-디지탈 변환 및 비교부 30과, 아날로그-디지탈 변환 및 비교부 30에 접속하여 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 인체의 최소 무게 이상인 경우 출력을 하는 신호처리부 35와, 신호 처리부 35에 접속하여 신호 처리부로부터 출력되는 신호에 따라 경보를 발하는 경보 발생부 40을 구비하고 있다.

제4(a)도 및 제4(b)도는 각각 정상시 그리고 물체 검출시 압전 필름 센서부 20의 단면도를 보이는 도면이다. 압전 필름 센서는 유연성이 있는 고무판이나 몰드 등에 설치된다. 압력이 인가되지 않는 경우 제4(a)도와 같으며, 압력이 인가되는 경우에는 제4(b)도와 같이 된다.

제5(a)도는 압전 필름 센서부 20의 등가회로도이며, 제5(b)도는 제5(a)도에 따른 타이밍도를 보이는 도면이다. 제5(a)도는 압전 필름 센서부 20의 등가회로로서 시정수 τ=RC로 표현될 수 있으며 주파수 f=1/2πRC로 표현될 수 있다. 압전 필름 센서부 20는 지속적인 압력이 인가되는 경우, 예를 들어 압전 필름 센서부 20 위에 고정적으로 물건이 올려져 있는 경우에는 압전 소자 자체의 신호 평형성을 유지하고 있다. 따라서, 물체가 압력을 가하는 순간에만 신호를 발생하여 연속적인 압력 유무를 판별해 낼 수 있는 장점이 있다. 도시된 바와 같이, 외부의 압력에 따라 압전 필름 소자는 AC전압을 발생하여 캐패시터와 저항에 의한 시정수 τ동안 전압을 출력하고 그 이후에는 안정화된다.

제3도 내지 제5도를 참조하여 본 발명에 따른 감지장치를 더욱 상세하게 설명한다. 유연성이 있는 고무판이나 몰드 등에 압전 필름 소자를 설치하여 압전 필름 센서부 20을 구성하여, 압전 필름 센서부 20에 침입자의 손이나 발 또는 그 밖의 물건 등에 의하여 충격이나 압력이 가해지면 전기적인 AC신호가 발생하게 된다. 만일, 이러한 압력이 고정적인 것이라면 압전 필름 센서는 출력을 하지 않는다. 이러한 압전 필름 센서는 유연성이 뛰어나 설치가 용이하여 공간 적응력이 뛰어난 장점이 있다.

증폭부 25는 압전 필름 센서부 20으로부터 출력된 AC신호가 물체의 크기 및 압력에 비례하는 수백 mV의 주파수 성분이므로 원하는 정보를 얻기 위하여 이를 증폭한다. 아날로그-디지탈 변환 및 비교부 30은 증폭부 25에서 증폭된 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈(analog-digital, A/D) 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하게 된다. 신호 처리부 35에서는 아날로그-디지탈 변환 및 비교부 30에 접속하여 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 인체의 최소 무게 이상인 경우 출력을 한다. 이러한 경우 쥐나 고양이와 같이 소동물이 통과하게 되면 출력이 발생하지 않는다. 경보 발생부 40은 신호 처리부 35로부터 출력되는 신호에 따라 경보를 발하게 된다.

본 발명에 의하여 고정 압력이 계속하여 존재하게 되더라도 이에 무관하게 통과 물체를 감지할 수 있으며, 공간 적응력이 뛰어날 뿐만 아니라 감시하고자는 물건에 적응적으로 동작하여 소동물에 의한 경보 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 물체 통과 감지장치에 있어서, 외부로부터 인가되는 압력을 전기적 신호로 변환하는 압전 필름 센서부와 상기 전기적인 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭부와, 상기 증폭 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하는 아날로그-디지탈 변환 및 비교부와, 상기 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 감지 대상의 최소 무게 이상인 경우 출력을 하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부로부터 출력되는 신호에 대응하여 경보를 발하는 경보 발생부를 구비함을 특징으로 하는 장치.
2. 물체 통과 감지방법에 있어서, 외부로부터 인가되는 압력을 전기적 신호로 변환하는 과정과, 상기 전기적인 신호를 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 과정과, 상기 증폭 신호의 크기 및 폭을 아날로그-디지탈 변환하고 비교하여 신호의 크기 및 폭에 따라 신호를 분류하는 아날로그-디지탈 변환 및 비교 과정과, 상기 분류된 신호에 따라 물체의 중량이 크고 작음을 판단하여 감지 대상의 최소 무게 이상인 경우 출력을 하는 신호 처리 과정과, 상기 신호 처리 과정으로부터 출력되는 신호에 대응하여 경보를 발하는 경보 발생 과정을 구비함을 특징으로 하는 방법.