WO2023210864A1 - 건조기용 습도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

건조기용 습도 측정 장치 및 방법 Download PDF

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WO2023210864A1
WO2023210864A1 PCT/KR2022/008322 KR2022008322W WO2023210864A1 WO 2023210864 A1 WO2023210864 A1 WO 2023210864A1 KR 2022008322 W KR2022008322 W KR 2022008322W WO 2023210864 A1 WO2023210864 A1 WO 2023210864A1
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shield
capacitance measurement
dryer
humidity
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PCT/KR2022/008322
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강병근
김만근
박현진
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엘지전자 주식회사
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    • D06F2105/12—Humidity or dryness of laundry

Definitions

  • the present disclosure relates to a humidity measuring device and method for a dryer that measures the humidity of an object to be dried in a dryer.
  • the present disclosure aims to solve the above-described problems and other problems.
  • the present disclosure provides a humidity measurement device and method for a dryer that can accurately and precisely measure the humidity of an object to be dried by removing noise from the measurement signal and maximizing the signal-to-noise ratio using a capacitance measurement sensor and an active shield. For the purpose.
  • the present disclosure provides a humidity measuring device and method for a dryer that can accurately and precisely measure the humidity of an object to be dried located in a specific area by adjusting the humidity detection range to an optimal area using an active shield. The purpose.
  • the humidity measuring device for a dryer includes a capacitance measurement sensor that measures the amount of capacitance change due to the humidity of the drying object introduced into the dryer, a shield that shields noise generated in the dryer, and a capacitance measurement sensor. It includes a processor electrically connected to the shield, wherein the processor applies a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor and the shield, and obtains the amount of capacitance change based on the first signal output from the capacitance measurement sensor. Thus, the amount of change in humidity of the dried object can be measured.
  • a humidity measuring method of a humidity measuring device for a dryer is a method of measuring the humidity of a humidity measuring device for a dryer including a capacitance measuring sensor and a processor electrically connected to a shield, using the same waveform and the same voltage. Applying a second signal having a capacitance measurement sensor and a shield, obtaining a change in capacitance based on the first signal output from the capacitance measurement sensor, and measuring the amount of change in humidity of the dry object based on the obtained change in capacitance. May include steps.
  • the humidity measurement device for a dryer accurately and precisely measures the humidity of the drying object by removing noise from the measurement signal using a capacitance measurement sensor and an active shield and maximizing the signal-to-noise ratio. can do.
  • a humidity measuring device for a dryer can accurately and precisely measure the humidity of a drying object located in a specific area by adjusting the humidity detection range to an optimal area using an active shield. You can.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views showing a dryer and its humidity sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a side view of a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a block diagram for explaining the configuration of a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 is a block diagram for explaining a humidity measuring device for a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining the shield size of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining a shield groove of a humidity measuring device for a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating insulation between a shield and a capacitor measurement sensor of a humidity measurement device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 10 is a diagram for explaining the shield groove depth of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 11 and 12 are diagrams for explaining the electrical connection of the processor of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 13 to 15 are diagrams for explaining the sensing range of a humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating whether the humidity measuring device is shielded and the sensing range corresponding to the shield shape according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 17 is a flowchart for explaining a method of measuring humidity by a humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18(a)(b) is a diagram for explaining the sensing range adjustment of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 19 is a graph for explaining the effect of interference on the side of the sensor depending on the presence or absence of a side shield of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views showing a dryer and its humidity sensor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a side view of a dryer according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is an example of a dryer according to an embodiment of the present disclosure. This is a block diagram to explain the configuration of a dryer according to an embodiment.
  • the dryer 1 is described as an example of a laundry processing device, but embodiments of the present invention are not only applied to the dryer 1, but can also be applied to various laundry processing devices such as a washing machine with a drying function.
  • the embodiment of the present invention is not limited to a circulation type dryer in which the air inside the dryer circulates, and can also be applied to an exhaust type dryer.
  • the dryer 10 includes a drying drum 11 into which an object to be dried is placed, a humidity sensor 50 mounted on the inner peripheral surface of the drying drum 11, and a drying drum 11. ), a front cabinet 12 supporting the front part of the drying drum 11, a blocking member 14 mounted on the bottom of the front cabinet 12, and a rear cabinet 13 supporting the rear part of the drying drum 11. , and a lint filter cleaning device 30 provided below the drying drum 11.
  • the humidity sensor 50 is disposed inside the drying drum 11 and can detect the humidity inside the drying drum 11.
  • the humidity sensor 50 may be disposed at a position in contact with laundry among the blocking members 14 mounted on the bottom inside the drying drum 11 to detect humidity.
  • the dryer 10 includes a suction duct 21 for sucking air to be supplied to the drying drum 11, and a rear duct connecting the suction duct 21 and an air inlet hole formed on the back of the drying drum 11. (19), a guide duct (15) connected to the bottom of the front cabinet (12) to guide the air discharged from the drying drum (11), and a blower (16) connected to the outlet end of the guide duct (15). , and may further include an exhaust duct 20 connected to the outlet end of the blower 16.
  • the lint filter cleaning device 30 is mounted at a certain point of the exhaust duct 20 so that lint contained in the air flowing along the exhaust duct 20 passes through the lint filter assembly provided in the lint filter cleaning device 30. Let it filter out.
  • a middle cabinet (not shown) is provided between the front cabinet 12 and the rear cabinet 13 to cover and protect the drying drum 11 and various components disposed below the drying drum 11.
  • the middle cabinet may define both sides and the top of the dryer 10.
  • a base plate 101 is provided that defines the bottom of the dryer 10, and components can be mounted on the base plate 101.
  • control panel may be mounted on the front upper side of the front cabinet 12.
  • the control panel may include an input unit 122 for selecting an operation mode (eg, drying mode) of the dryer 10 and a display unit 123 on which various information including the operating status is displayed.
  • a temperature sensor 60 may be mounted on the outlet side of the drying drum 11.
  • the temperature sensor 60 is mounted on the outlet side of the drying drum 11 and detects the outlet temperature value of the drying drum 11 (hereinafter referred to as “drum outlet temperature value”).
  • the temperature sensor 60 may be mounted on the inner peripheral surface of the front end side of the drying drum 12, and may be mounted on one side of the inner peripheral surface of the guide duct 15 connected to the outlet side of the drying drum 11.
  • the blocking member 14 is provided to prevent foreign substances contained in the object to be dried, such as coins, ballpoint pens, etc., from being sucked into the guide duct 15 during the drying process. Even if foreign substances such as lint enter the guide duct 15, they are filtered out by the lint filter assembly mounted on the lint filter cleaning device 30, and other foreign substances, that is, bulky hard foreign substances, are blocked by the blocking member 14. and remains in the drying drum (11). If substances other than lint are sucked into the guide duct 15, the blower 16 may be damaged or a rattling sound may be generated inside the exhaust duct 20, so the blocking member 14 It is necessary to prevent foreign substances from leaving the drying drum 11. Additionally, the blocking member 14 may be detachably coupled to the front cabinet 12.
  • a washing water supply pipe 17 and a washing water drain pipe 18 are connected to the lint filter cleaning device 30.
  • the inlet end of the washing water supply pipe 17 may be connected to the water pipe 2 mounted on the rear cabinet 13 and connected from the external water supply source 1.
  • the outlet end of the washing water supply pipe 17 is connected to the inlet port of the control valve 35 of the lint filter cleaning device 30.
  • the inlet end of the wash water drain pipe 18 is connected to the drain pump assembly (not shown) of the lint filter cleaning device 30.
  • the blower 16 includes a drive motor 161 that rotates the drying drum 11, and a drying fan 162 connected to the rotation shaft of the drive motor 161.
  • the drying fan 162 is disposed at the outlet end of the guide duct 15 and guides air that passes through the drying drum 11 and is guided to the guide duct 15 to the exhaust duct 20. And, the drying drum 11 is rotated by a pulley (not shown) connected to the rotation shaft of the drive motor 161, and a belt wound around the pulley and the outer peripheral surface of the drying drum 11. That is, when the drive motor 161 rotates, the pulley rotates, and when the pulley rotates, the belt rotates the drying drum 11. Due to this structure, when the drive motor 161 operates, the drying drum 11 and the drying fan 162 rotate in the same direction.
  • an electric heater is installed inside the rear duct 19 of the dryer 10.
  • the electric heater generates hot air by heating the air flowing into the suction duct 21 to a high temperature before it flows into the drying drum 11.
  • the drying object is input into the drying drum 11 through the input hole 121 provided in the front cabinet 12. Then, when a drying start command is input through the input unit 122, the blower 16 is operated, and the drying drum 11 and the drying fan 162 are rotated in one direction. Then, the air flowing into the intake duct 21 is heated to a high temperature by the electric heater while flowing along the rear duct 19. Then, the air heated to a high temperature flows into the drying drum 11 through the rear of the drying drum 11 along the rear duct 19. At this time, the high-temperature dry air flowing into the drying drum 11 changes to a high-temperature and humid state while drying the object to be dried.
  • the high-temperature and humid air guided to the guide duct 15 is guided to the exhaust duct 20 by the blower 16.
  • the high-temperature and humid air guided to the exhaust duct 20 passes through the lint filter cleaning device 30, and lint is filtered out by the lint filter assembly.
  • the lint filter cleaning device 30 operates so that the lint attached to the lint filter assembly falls off and is discharged to the outside by the drain pump assembly together with the washing water.
  • the processor 180 can control the overall operation of the dryer.
  • Figure 4 is a block diagram for explaining a humidity measuring device for a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • the dryer 300 may include a humidity measurement device 310 for a dryer capable of removing noise from a humidity measurement signal for the object to be dried 400 inside the dryer 300. there is.
  • the humidity measuring device 310 for a dryer is a capacitance measurement sensor 311 that measures the amount of capacitance change ( ⁇ C 1 ) that changes due to the humidity of the drying object 400 introduced into the dryer 300, within the dryer 300. It may include a shield 312 that shields generated noise, and a processor 313 electrically connected to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312.
  • the processor 313 applies a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312, based on the first signal output from the capacitance measurement sensor 311. By measuring capacitance according to changes in humidity, noise can be removed.
  • the processor 313 applies a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312, and calculates the capacitance based on the first signal output from the capacitance measurement sensor 311. By obtaining the change amount, the change amount in humidity of the dried object can be measured.
  • noise generated within the dryer 300 may include parasitic capacitance generated by changes in temperature inside the dryer 300, movement, electromagnetic waves, static electricity, etc., and such noise reduces the accuracy of humidity measurement. It is becoming a cause.
  • the capacitance measurement sensor 311 can measure the amount of change in capacitance by setting the dry object 400 as a virtual ground and setting the capacitance measurement sensor 311 as a predetermined electrode.
  • the capacitance measurement sensor 311 may be disposed inside the dryer 300, and the sensing area may be open in the direction in which the drying object 400 is located.
  • the capacitance measurement sensor 311 may be arranged so that the remaining areas other than the sensing area face the shield 312.
  • the capacitance measurement sensor 311 may include an output pin that outputs a first signal corresponding to the measured change in capacitance to the processor 313.
  • the output pin of the capacitance measurement sensor 311 may be disposed to face the shield 312 and be electrically connected to the input pin of the processor 313 through a connection line.
  • connection line can be inserted into a through hole penetrating the shield 312 to electrically connect the output pin of the capacitance measurement sensor 311 and the input pin of the processor 313.
  • the output pin of the capacitance measurement sensor 311 may be arranged in the opposite direction to where the shield 312 is located, and may be electrically connected to the input pin of the processor 313 through a connection line.
  • connection line is disposed to be exposed on the outer surface of the shield 312 to electrically connect the output pin of the capacitance measurement sensor 311 and the input pin of the processor 313.
  • the capacitance measurement sensor 311 may be placed on the shield 312 and insulated from the shield 312.
  • an insulator or an insulating substrate may be disposed between the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312, but this is only an example and is not limited thereto.
  • the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312 may be spaced apart from each other at a certain distance using a spacer.
  • the spacer may be an insulator or an insulating substrate, but this is only an example and is not limited thereto.
  • the shield 312 is disposed between the input pin of the processor 313 and the capacitance measurement sensor 311, and the input pin of the processor 313 receives the first signal output from the capacitance measurement sensor 311. It can be.
  • the shield 312 is formed with at least one through hole through which at least one connection line passes, and the connection line can electrically connect the input pin of the processor 313 and the output pin of the capacitance measurement sensor 311. there is.
  • the shield 312 is disposed between the output pin of the processor 313 and the capacitance measurement sensor 311, and the output pin of the processor 313 transmits a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor. It can be output through the input pins of (311) and shield (312).
  • the input pin of the processor 313 is electrically connected to the capacitance measurement sensor 311 through a connection line and can receive the first signal from the capacitance measurement sensor 311.
  • the processor 313 may be electrically connected to the capacitance measurement sensor 311 through one connection line or a plurality of connection lines.
  • the processor 313 may receive a first signal from the capacitance measurement sensor 311 through one connection line, and may output a second signal to the capacitance measurement sensor 311.
  • the processor 313 may receive a first signal from the capacitance measurement sensor 311 through a first dedicated connection line, and output a second signal to the capacitance measurement sensor 311 through a second dedicated connection line. You may.
  • the input pin of the shield 312 can be electrically connected to the output pin of the processor 313 through a connection line.
  • the input pin of the shield 312 may be disposed to be exposed to the outside of the shield 312 and protrude in the direction of the output pin of the processor 313.
  • the capacitance measurement sensor 311 may include a front surface including a sensing area facing the dry object 400 and a rear surface opposite to the front, and the shield 312 has an upper surface containing a capacitance measurement sensor ( 311) can be arranged to face the rear.
  • the first area corresponding to the upper surface of the shield 312 may be equal to the second area corresponding to the rear surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the first area corresponding to the upper surface of the shield 312 may be larger than the second area corresponding to the rear surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the area of the shield 312 is too large, it may be difficult to install the humidity measuring device 310, and if it is too small, it may have a negative effect on noise removal, so it is desirable to determine it by considering design conditions.
  • a groove of a predetermined depth may be formed in the central area of the upper surface of the shield 312, and the capacitance measurement sensor 311 may be seated in the groove.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 is set to a specific area so that the humidity of the dry object located in the specific area can be measured. Because it can be adjusted.
  • the area of the shield 312 corresponding to the bottom of the groove may be the same as the area corresponding to the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the bottom surface of the groove of the shield 312 may be insulated from the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the inner surface of the groove of the shield 312 may be insulated from the side of the capacitance measurement sensor 311.
  • the area of the shield 312 corresponding to the bottom of the groove may be larger than the area corresponding to the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may be arranged so that the inner surface of the groove is spaced apart from the side of the capacitance measurement sensor 311 by a predetermined distance.
  • an insulator may be disposed in the space between the inner surface of the groove of the shield 312 and the side surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may be disposed at a predetermined distance from the rear of the capacitance measurement sensor 311 with the bottom surface of the groove.
  • an insulating substrate may be disposed in the space between the bottom surface of the groove of the shield 312 and the rear surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may have a groove depth value greater than the height value of the capacitance measurement sensor 311 so that the front surface of the capacitance measurement sensor 311 is not exposed to the outside of the groove.
  • the depth value of the groove of the shield 312 may be less than or equal to the height value of the capacitance measurement sensor 311 so that the front surface of the capacitance measurement sensor 311 is exposed to the outside of the groove.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 narrows, and as the groove depth value of the shield 312 decreases, the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 widens. You can lose.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 can be adjusted by adjusting the groove depth of the shield 312, enabling accurate and precise humidity measurement.
  • the shield 312 may be formed so that the inner surface of the groove is inclined at a predetermined angle with respect to the bottom surface of the groove.
  • the shield 312 may determine the sensing range of the capacitance measurement sensor 311 in accordance with the angle between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove.
  • the shield 312 increases the sensing range of the capacitance measurement sensor 311 by increasing the angle between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove, and increases the angle between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove. By reducing it, the sensing range of the capacitance measurement sensor can be reduced.
  • the shield 312 may have an inner surface of the groove perpendicular to the bottom surface of the groove.
  • the shield 312 may be arranged so that the inner surface of the groove surrounds the side surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may be disposed so that the inner surface of the groove surrounds the side of the capacitance measurement sensor 311 and the side of the insulating substrate.
  • the processor 313 may obtain the amount of capacitance change ( ⁇ C 1 ) in the direction of the dry object 400 measured by the capacitance measurement sensor 311 .
  • the processor 313 may measure the amount of change in humidity of the drying object 400 based on the measured change in capacitance.
  • the processor 313 applies a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312, based on the first signal output from the capacitance measurement sensor 311. By measuring capacitance according to changes in humidity, noise can be removed.
  • the processor 313 outputs a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312, and outputs a first signal corresponding to the second signal from the capacitance measurement sensor 311. Signals can be input.
  • the first signal is a signal with a waveform and voltage corresponding to the voltage applied to the capacitance measurement sensor 311, and can measure the amount of capacitance change during discharge.
  • the processor 313 outputs a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312 to remove parasitic capacitance between the drying object 400 and the capacitance measurement sensor 311. You can.
  • the processor 313 may simultaneously output a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312.
  • the processor 313 may output a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312 at the same time as the first signal is input from the capacitance measurement sensor 311. there is.
  • the processor 313 may output a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance measurement sensor 311 and the shield 312 at the same time as the first signal is output from the capacitance measurement sensor 311. You can.
  • the processor 313 may receive the first signal through a connection line through which the second signal is output to the capacitance measurement sensor 311.
  • the first signal may be input through a separate connection line.
  • the processor 313 sends a second signal for noise removal to the capacitance measurement sensor 311 and the shield ( 312).
  • the processor 313 may input the change in capacitance into a pre-trained neural network model to predict and output a waveform and voltage signal for noise removal.
  • the neural network model may be pre-trained using the amount of change in capacitance inside the dryer 300 as an input value.
  • the dryer 300 of the present disclosure includes the configuration of an artificial intelligence device and may perform the function of an artificial intelligence device.
  • dryer may be used interchangeably with the term artificial intelligence dryer.
  • the processor 313 may collect history information including the operation content of the artificial intelligence device or the user's feedback on the operation, and store it in memory or a learning processor, or transmit it to an external device such as an artificial intelligence server.
  • the collected history information can be used to update the learning model.
  • the processor 313 may control at least some of the components of the artificial intelligence device to run an application program stored in the memory. Furthermore, the processor 313 may operate two or more of the components included in the artificial intelligence device in combination with each other to run the application program.
  • neural network network function, and neural network may be used interchangeably.
  • the neural network model described above may be an artificial neural network (ANN) trained to output reconstructed data that is similar to the input data.
  • Artificial Neural Network is a model used in machine learning and can refer to an overall model with problem-solving capabilities that is composed of artificial neurons (nodes) that form a network through the combination of synapses.
  • the neural network model may be an autoencoder-based artificial neural network model.
  • the autoencoder-based neural network model reconstructs the data by reducing the dimension of the data by making the number of neurons in the hidden layer smaller than the number of neurons in the input layer, and then enlarging the dimension of the data from the hidden layer again, and reducing the number of neurons in the input layer. It may include a decoder part having an output layer with the same number of neurons as, but is not limited to this.
  • the neural network model may be an artificial neural network model based on a generative adversarial network (GAN).
  • GAN generative adversarial network
  • a generative adversarial network may be, but is not limited to, an artificial neural network in which a generator and a discriminator are learned adversarially.
  • the neural network model may be a deep neural network.
  • a deep neural network may refer to a neural network that includes a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer.
  • Deep neural networks allow you to identify latent structures in data. In other words, it is possible to identify the potential structure of a photo, text, video, voice, or music (e.g., what object is in the photo, what the content and emotion of the text are, what the content and emotion of the voice are, etc.) .
  • Deep neural networks include convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted Boltzmann machine (RBM), and deep belief network (DBN). ), Q network, U network, Siamese network, etc.
  • the humidity measuring device for a dryer of the present disclosure uses a capacitance measurement sensor and an active shield to remove noise from the measurement signal and maximize the signal-to-noise ratio, thereby accurately and precisely measuring the humidity of the drying object.
  • the humidity measuring device for a dryer of the present disclosure can accurately and precisely measure the humidity of an object to be dried located in a specific area by adjusting the humidity detection range to an optimal area using an active shield.
  • 5 and 6 are diagrams for explaining the shield size of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the capacitance measurement sensor 311 may include a front surface including a sensing area facing the dry object, and a rear surface opposite to the front, where the shield 312 has an upper The surface may be arranged to face the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the first area corresponding to the top surface of the shield 312 may be equal to the second area corresponding to the rear surface of the capacitance measurement sensor 311 .
  • the first area corresponding to the top surface of the shield 312 may be larger than the second area corresponding to the rear surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the area of the shield 312 is too large, it may be difficult to install the humidity measuring device 310, and if it is too small, it may have a negative effect on noise removal, so it is desirable to determine it by considering design conditions.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining a shield groove of a humidity measuring device for a dryer according to an embodiment of the present disclosure.
  • a groove of a predetermined depth is formed in the central area of the upper surface of the shield 312, and the capacitance measurement sensor 311 can be seated in the groove.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 is set to a specific area so that the humidity of the dry object located in the specific area can be measured. Because it can be adjusted.
  • the area of the shield 312 corresponding to the bottom of the groove may be the same as the area corresponding to the rear of the capacitance measurement sensor 311 .
  • the bottom surface of the shield 312 may be insulated from the rear of the capacitance measurement sensor 311, and the inner surface of the groove may be insulated from the side of the capacitance measurement sensor 311.
  • the area of the shield 312 corresponding to the bottom of the groove may be larger than the area corresponding to the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may be arranged so that the inner surface of the groove is spaced apart from the side of the capacitance measurement sensor 311 by a predetermined distance.
  • the shield 312 may have a structure in which a groove is formed in a monolithic shape, and the capacitance measurement sensor 311 is seated in the groove.
  • the sensing distance can be increased by increasing the signal to noise ratio for the noise signal input in the horizontal direction according to the change in the area and depth of the groove of the shield 312 and the gap between the groove and the sensor electrode. there is.
  • the shield 312 of the present disclosure includes a flat first shield mounted on the lower surface of the capacitance measurement sensor 311, and a ring-shaped second shield surrounding the side of the capacitance measurement sensor 311. It may be composed of a stacked structure.
  • the sensing distance can be increased by increasing the signal-to-noise ratio according to changes in the width of the ring-shaped second shield among the shields 312 and the gap between the second shield and the sensor electrode.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating insulation between a shield and a capacitor measurement sensor of a humidity measurement device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the shield 312 has a groove of a predetermined depth formed in the central area of the upper surface, and the capacitance measurement sensor 311 can be seated in the groove.
  • an insulator 316 may be disposed in the space between the inner surface of the groove of the shield 312 and the side surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • the shield 312 may be disposed at a predetermined distance from the rear of the capacitance measurement sensor 311 with the bottom surface of the groove.
  • an insulating substrate 317 may be disposed in the space between the bottom surface of the groove of the shield 312 and the rear surface of the capacitance measurement sensor 311.
  • Figure 10 is a diagram for explaining the shield groove depth of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the depth value d of the shield 312 may be greater than the height value h of the capacitance measurement sensor 311 so that the front surface of the capacitance measurement sensor 311 is not exposed to the outside of the groove. .
  • the shield 312 may have a groove depth value d equal to or less than the height value h of the capacitance measurement sensor 311 so that the front surface of the capacitance measurement sensor 311 is exposed to the outside of the groove.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 narrows, and as the groove depth value d of the shield 312 decreases, the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 decreases. can become wider.
  • the humidity detection range of the capacitance measurement sensor 311 can be adjusted by adjusting the groove depth value d of the shield 312, enabling accurate and precise humidity measurement.
  • 11 and 12 are diagrams for explaining the electrical connection of the processor of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the capacitance measurement sensor 311 may include an output pin 311a that outputs a first signal corresponding to the measured change in capacitance to the processor 313.
  • the output pin 311a of the capacitance measurement sensor 311 is arranged to face the shield 312, and is electrically connected to the input pin 313a of the processor 313 by the connection line 319. It can be connected to .
  • connection line 319 is inserted into the through hole 318 penetrating the shield 312 to electrically connect the output pin 311a of the capacitance measurement sensor 311 and the input pin 313a of the processor 313. You can.
  • the output pin 311a of the capacitance measurement sensor 311 is arranged in the opposite direction to where the shield 312 is located, and is connected to the input pin (311a) of the processor 313 by the connection line 319. It may be electrically connected to 313a).
  • connection line 319 is disposed to be exposed on the outer surface of the shield 312 and can electrically connect the output pin 311a of the capacitance measurement sensor 311 and the input pin 313a of the processor 313.
  • 13 to 15 are diagrams for explaining the sensing range of a humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a groove of a predetermined depth is formed in the central area of the upper surface of the shield 312, and the capacitance measurement sensor 311 may be seated in the groove.
  • the shield 312 may be formed so that the inner surface of the groove is inclined at a predetermined slope with respect to the bottom surface of the groove, and the shield 312 may be formed with the inner surface of the groove perpendicular to the bottom surface of the groove. there is.
  • the shield 312 can determine the sensing range of the capacitance measurement sensor 311 in accordance with the angle ⁇ between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove.
  • the capacitance measurement sensor 311 may have a first sensing range.
  • the capacitance measurement sensor 311 may have a second sensing range that is wider than the first sensing range.
  • the capacitance measurement sensor 311 may have a third sensing range that is wider than the second sensing range.
  • the shield 312 increases the sensing range of the capacitance measurement sensor 311 by increasing the angle ⁇ between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove, and the angle ⁇ between the inner surface of the groove and the bottom surface of the groove. By reducing , the sensing range of the capacitance measurement sensor can be reduced.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating whether the humidity measuring device is shielded and the sensing range corresponding to the shield shape according to an embodiment of the present disclosure.
  • sensor only is the sensing range of the humidity measurement device when there are only measurement and sensing electrodes
  • Passive is the sensing range of the humidity measurement device when the area of the shield is the same as that of the capacitance measurement sensor
  • Active is the sensing range of the humidity measurement device when there is only a measurement sensing electrode.
  • This is the sensing range of a humidity measurement device in which the area of the shield and the area of the capacitance measurement sensor are the same, and the same voltage is applied to the sensing electrode and shield.
  • the sensing range of the humidity measurement device in which the capacitance measurement sensor is mounted in the groove of the shield is reduced in signal size, but the reduction in noise is greater, and the sensing sensitivity is improved based on the signal-to-noise ratio (SNR). Accurate and precise humidity measurement is possible.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the sensing range of the humidity measurement device in which the capacitance measurement sensor is seated in the groove of the shield and the same voltage is applied to the shield and sensing electrode, reduces noise while maintaining the size of the signal by removing parasitic capacitance between the sensor and shield and focusing the electric field.
  • sensing sensitivity is further improved based on signal-to-noise ratio (SNR), enabling accurate and precise humidity measurement.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the sensing range of a humidity measuring device without a shield the sensing sensitivity for a specific area is reduced and noise is generated, which may result in inaccurate humidity measurement.
  • the present disclosure improves the signal-to-noise ratio corresponding to the sensing distance, enabling precise and accurate humidity detection.
  • the humidity measuring device for a dryer of the present disclosure uses a capacitance measurement sensor and an active shield to remove noise from the measurement signal and maximize the signal-to-noise ratio to increase the humidity sensing distance within the dryer, thereby increasing the humidity of the drying object. It can be measured accurately and precisely.
  • Figure 17 is a flowchart for explaining a method of measuring humidity by a humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor of the humidity measuring device may apply a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance sensor and the shield (S10).
  • the processor may remove noise by applying a second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance sensor and the shield.
  • the first signal may be a signal having a waveform and voltage corresponding to the amount of capacitance change measured by the capacitance measurement sensor.
  • the processor can remove parasitic capacitance between the dry object and the capacitance measurement sensor by outputting the second signal having the same waveform and the same voltage to the capacitance sensor and the shield.
  • the processor may obtain the capacitance change measured by the capacitance measurement sensor (S20).
  • the capacitance measurement sensor can measure the amount of change in capacitance by setting the drying object as a virtual ground and setting the capacitance measurement sensor as a predetermined electrode.
  • the processor may obtain the amount of capacitance change from which noise, including parasitic capacitance, has been removed.
  • the processor may measure the amount of change in humidity of the dry object based on the obtained change in capacitance (S30).
  • the processor may measure the amount of change in humidity of the object to be dried based on the amount of change in capacitance from which noise has been removed, and may control the drying operation of the dryer based on the measured amount of change in humidity of the object to be dried.
  • Figure 18(a)(b) is a diagram for explaining the sensing range adjustment of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a shield 312 may be disposed on the rear of the capacitance measurement sensor 311.
  • the rear of the capacitance measurement sensor 311 faces the wall of the dryer, and the shield 312 may be disposed between the wall of the dryer and the capacitance specific sensor 311.
  • the front of the capacitance measurement sensor 311 is a sensing surface facing the drying object, and can sense the humidity of the drying object at a first sensing angle.
  • a shield 312 may be disposed on the rear and side surfaces of the capacitance measurement sensor 311.
  • the capacitance measurement sensor 311 may be mounted in the groove of the shield 312, so that the rear and side surfaces of the capacitance measurement sensor 311 are covered by the shield 312.
  • the sensing angle of the capacitance measurement sensor 311 may be adjusted due to changes in vertical and horizontal electric fields generated from the sensor electrode.
  • the capacitance measurement sensor 311 mounted on the shield 312 of the structure (b) has a second sensing range narrower than the first sensing range mounted on the shield 312 of the structure (a), thereby enabling sensing.
  • the signal to noise ratio of the area can be improved.
  • the sensing range can be adjusted according to changes in the distance and width of the sensor electrode and the side shield 312.
  • the sensing angle can be adjusted by adjusting the electric field in the vertical and horizontal directions, and the width and width of the shield surrounding the side of the capacitance measurement sensor 311 can be adjusted.
  • the signal-to-noise ratio can be increased by changing the interval.
  • Figure 19 is a graph for explaining the effect of interference on the side of the sensor depending on the presence or absence of the side shield 312 of the humidity measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the humidity measuring device b with the side shield 312 is less affected by sensor side interference compared to the humidity measuring device a without the side shield.
  • the electric fields in the vertical and horizontal directions generated from the sensor electrode are focused so that the sensing angle is smaller than that of the humidity measuring device a without the side shield 312, so that in the side direction
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the humidity measuring device for a dryer of the present disclosure uses a capacitance measurement sensor and an active shield to remove noise from the measurement signal and maximize the signal-to-noise ratio, thereby accurately and precisely measuring the humidity of the drying object.
  • the humidity measuring device for a dryer of the present disclosure can accurately and precisely measure the humidity of an object to be dried located in a specific area by adjusting the humidity detection range to an optimal area using an active shield.
  • the humidity measuring device for a dryer According to the humidity measuring device for a dryer according to the present disclosure, the humidity of the drying object can be accurately and precisely measured by removing noise from the measurement signal using a capacitance measurement sensor and an active shield and maximizing the signal-to-noise ratio. Therefore, industrial applicability is remarkable.

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Abstract

본 개시는, 건조기 내의 건조 대상물에 대한 습도를 측정하는 건조기용 습도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 건조기 내에 투입된 건조 대상물의 습도로 인하여 변화되는 커패시턴스 변화량을 측정하는 커패시턴스 측정 센서, 건조기 내에서 발생하는 노이즈를 차폐하는 쉴드, 그리고 커패시턴스 측정 센서와 쉴드에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 상기 커패시턴스 측정 센서와 상기 쉴드로 인가하고, 상기 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 상기 커패시턴스 변화량을 획득하여 상기 건조 대상물의 습도 변화량을 측정할 수 있다.

Description

건조기용 습도 측정 장치 및 방법
본 개시는, 건조기 내의 건조 대상물에 대한 습도를 측정하는 건조기용 습도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 건조기가 옷감의 미세먼지를 제거한다는 소비자 인식의 변화로 인하여, 건조기의 판매량이 증가함에 따라 건조기의 사용량도 증가하고 있다.
이처럼, 건조기의 사용이 빈번해짐에 따라, 옷감 건조 시에, 옷감이 덜마르는 문제 및 옷감이 과건조되는 문제에 대한 소비자 불만사항이 접수되고 있다.
그 이유는, 옷감과의 접촉을 통해 건조상태를 파악하는 접촉식 전극 센서의 기술적 한계로 인한 것이며, 소비자가 느끼는 옷감이 마른상태까지의 센싱이 불가능하기 때문이다.
따라서, 이러한 사유로 정확한 건조완료 시점을 알기 위해서는, 건조기 내 세탁물의 습도 측정에 대한 정확도 및 정밀도를 높일 수 있는 건조기용 비접촉 습도 센서의 개발이 요구되고 있다.
본 개시는, 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화함으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 건조기용 습도 측정 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, 능동형 쉴드를 이용하여 습도 감지 범위를 최적의 영역으로 조정함으로써, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 건조기용 습도 측정 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 실시예에 따른 건조기용 습도 측정 장치는, 건조기 내에 투입된 건조 대상물의 습도로 인하여 변화되는 커패시턴스 변화량을 측정하는 커패시턴스 측정 센서, 건조기 내에서 발생하는 노이즈를 차폐하는 쉴드, 그리고 커패시턴스 측정 센서와 쉴드에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서와 쉴드로 인가하고, 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 커패시턴스 변화량을 획득하여 건조 대상물의 습도 변화량을 측정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 건조기용 습도 측정 장치의 습도 측정 방법은, 커패시턴스 측정 센서와 쉴드에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하는 건조기용 습도 측정 장치의 습도 측정 방법으로서, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서 및 쉴드로 인가하는 단계, 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 커패시턴스 변화량을 획득하는 단계, 및 획득한 커패시턴스 변화량을 기반으로 건조 대상물의 습도 변화량을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 건조기용 습도 측정 장치는, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화함으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 건조기용 습도 측정 장치는, 능동형 쉴드를 이용하여 습도 감지 범위를 최적의 영역으로 조정함으로써, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기 및 그의 습도센서를 보여주는 사시도이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기의 측면도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기용 습도 측정 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 5 및 도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기용 습도 측정 장치의 쉴드 홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드와 커패시터 측정 센서의 절연을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 홈 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 프로세서의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 센싱 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 여부 및 쉴드 형상에 상응하는 센싱 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 습도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18(a)(b)는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 센싱 범위 조정을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 측면 쉴드 유무에 따른 센서 측면 간섭 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기 및 그의 습도센서를 보여주는 사시도이고, 도 2는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기의 측면도이며, 도 3은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
이하 도면들에서는 세탁물 처리기기의 일례로서 건조기(1)를 설명하나, 본 발명의 실시 예들이 건조기(1)에만 적용되는 것은 아니고, 건조 기능을 갖는 세탁기 등의 다양한 세탁물 처리기기에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 건조기 내부의 공기가 순환하는 순환식 건조기에 제한되지 않으며, 배기식 건조기에도 적용 가능함을 밝혀둔다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 건조기(10)는, 내부에 건조 대상물이 투입되는 건조 드럼(11)과, 건조 드럼(11)의 내주면에 장착되는 습도 센서(50)와, 건조 드럼(11)의 전면부를 지지하는 프런트 캐비닛(12)과, 프런트 캐비닛(12)의 바닥부에 장착되는 차단 부재(blocking member)(14)와, 건조 드럼(11)의 후면부를 지지하는 리어 캐비닛(13), 및 건조 드럼(11)의 하측에 제공되는 린트 필터 세척 장치(30)를 포함할 수 있다.
상세히, 습도 센서(50)는, 건조 드럼(11) 내부에 배치되어, 건조 드럼(11) 내부의 습도를 감지할 수 있다.
일 실시예로, 습도 센서(50)는, 건조 드럼(11) 내부의 바닥부에 장착되는 차단 부재(14) 중 세탁물과 접촉되는 위치에 배치되어 습도를 감지할 수 있다.
또한, 건조기(10)는, 건조 드럼(11)으로 공급될 공기를 흡입하는 흡입 덕트(21)와, 흡입 덕트(21)와 건조 드럼(11)의 배면에 형성된 공기 유입홀을 연결하는 리어 덕트(19)와, 프런트 캐비닛(12)의 저면에 연결되어 건조 드럼(11)으로부터 배출되는 공기를 안내하는 가이드 덕트(15)와, 가이드 덕트(15)의 출구단에 연결되는 송풍 장치(16), 및 송풍 장치(16)의 출구단에 연결되는 배기 덕트(20)를 더 포함할 수 있다. 린트 필터 세척 장치(30)는, 배기 덕트(20)의 어느 지점에 장착되어 배기 덕트(20)를 따라 흐르는 공기 중에 포함된 보푸라기가 린트 필터 세척 장치(30)에 구비된 린트 필터 어셈블리를 통과하면서 걸러지도록 한다.
한편, 프런트 캐비닛(12)과 리어 캐비닛(13) 사이에는, 미들 캐비닛(미도시)이 제공되어 건조 드럼(11) 및 건조 드럼(11)의 하측에 배치되는 각종 부품을 덮어서 보호한다. 미들 캐비닛은, 건조기(10)의 양 측면과 상면을 정의할 수 있다. 미들 캐비닛의 저면에는, 건조기(10)의 바닥부를 정의하는 베이스 플레이트(101)가 제공되고 베이스 플레이트(101) 상에 부품들이 장착될 수 있다.
또한, 프런트 캐비닛(12)의 전면 상측에는, 컨트롤 패널(미도시)이 장착될 수 있다. 컨트롤 패널은, 건조기(10)의 동작 모드(예: 건조 모드)를 선택하기 위한 입력부(122)와, 운전 상태를 포함하는 각종 정보가 디스플레이되는 표시부(123)를 포함할 수 있다.
또한, 건조 드럼(11)의 출구측에는, 온도 센서(60)가 장착될 수 있다. 온도 센서(60)는, 건조 드럼(11)의 출구측에 장착되어 건조 드럼(11)의 출구측 온도 값(이하에서, "드럼 출구 온도 값"이라고 칭함)을 감지한다.
일례로, 온도 센서(60)는, 건조 드림(12)의 전단측 내주면에 장착될 수 있고, 건조 드럼(11)의 출구측에 연결되는 가이드 덕트(15)의 내주면 일측에 장착될 수 있다.
또한, 차단 부재(14)는, 건조 과정에서 건조 대상물에 들어 있던 이물질, 예를 들어 동전, 볼펜 등과 같이 부피가 크고 딱딱한 형태의 이물질이 가이드 덕트(15)로 빨려들어가는 것을 방지하기 위하여 제공된다. 보푸라기와 같은 이물질은, 가이드 덕트(15)로 유입되더라도 린트 필터 세척 장치(30)에 장착된 린트 필터 어셈블리에서 걸러지고, 그 외의 이물질, 즉 부피가 있는 경질의 이물질은 차단 부재(14)에서 차단되어 건조 드럼(11)에 남게 된다. 만일, 보푸라기 이외의 물질이 가이드 덕트(15)로 빨려들어갈 경우, 송풍 장치(16)가 파손되거나, 배기 덕트(20) 내부에서 달그락거리는 소리를 발생시킬 수 있기 때문에, 차단 부재(14)에 의하여 이물질이 상기 건조 드럼(11)을 벗어나지 못하도록 할 필요가 있다. 그리고, 차단 부재(14)는, 프런트 캐비닛(12)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 린트 필터 세척 장치(30)에는, 세척수 공급관(17)과 세척수 배수관(18)이 연결된다. 세척수 공급관(17)의 입구단은, 리어 캐비닛(13)에 장착되어 외부 급수원(1)으로부터 연결되는 물관(2)에 연결될 수 있다. 그리고, 세척수 공급관(17)의 출구단은, 린트 필터 세척 장치(30)의 제어 밸브(35)의 유입 포트에 연결된다. 그리고, 세척수 배수관(18)의 입구단은, 린트 필터 세척 장치(30)의 배수 펌프 어셈블리(미도시)에 연결된다.
또한, 송풍 장치(16)는, 건조 드럼(11)을 회전시키는 구동 모터(161)와, 구동 모터(161)의 회전축에 연결되는 건조팬(162)을 포함한다.
건조팬(162)은, 가이드 덕트(15)의 출구단측에 배치되어 건조 드럼(11)을 통과하여 가이드 덕트(15)로 안내되는 공기를 배기 덕트(20)로 안내한다. 그리고, 건조 드럼(11)은, 구동 모터(161)의 회전축에 연결된 풀리(미도시)와, 풀리 및 건조 드럼(11)의 외주면에 감기는 벨트에 의하여 회전한다. 즉, 구동 모터(161)가 회전하면 풀리가 회전하고, 풀리가 회전하면 벨트가 건조 드럼(11)을 회전시킨다. 이러한 구조에 의하여, 구동 모터(161)가 동작하면 건조 드럼(11)과 건조팬(162)이 같은 방향으로 회전하게 된다.
또한, 건조기(10)의 리어 덕트(19) 내부에는 전기 히터가 장착된다. 전기 히터는, 흡입 덕트(21)로 유입되는 공기가 건조 드럼(11) 내부로 유입되기 전에 고온으로 가열하여 열풍을 생성한다.
상기와 같은 구성을 이루는 건조기(10)의 건조 과정에 대해서 간략히 설명하면, 먼저, 프런트 캐비닛(12)에 구비된 투입홀(121)을 통하여 건조 드럼(11) 내부로 건조 대상물이 투입된다. 그리고, 입력부(122)를 통해 건조 시작 명령이 입력되면 송풍 장치(16)가 작동되고, 건조 드럼(11) 및 건조팬(162)이 일 방향으로 회전된다. 그러면, 흡입 덕트(21)로 유입되는 공기가, 리어 덕트(19)를 따라 흐르면서 전기 히터에 의하여 고온으로 가열된다. 그리고, 고온으로 가열된 공기는, 리어 덕트(19)를 따라 건조 드럼(11)의 후면을 통하여 건조 드럼(11) 내부로 유입된다. 이때, 건조 드럼(11) 내부로 유입되는 고온 건조한 공기는, 건조 대상물을 건조시키면서 고온 다습한 상태로 변한다.
그리고, 고온 다습한 공기는, 건조 대상물에서 발생하는 보푸라기를 함유한 상태로 차단 부재(14)를 통과하여 가이드 덕트(15)로 안내된다. 가이드 덕트(15)로 안내되는 고온 다습한 공기는, 송풍 장치(16)에 의하여 배기 덕트(20)로 안내된다. 이때, 배기 덕트(20)로 안내되는 고온 다습한 공기는, 린트 필터 세척 장치(30)를 통과하면서 린트 필터 어셈블리에 의하여 보푸라기가 걸러진다. 그리고, 린트 필터 세척 장치(30)가 작동하여 린트 필터 어셈블리에 부착된 보푸라기가 떨어져서 세척수와 함께 배수 펌프 어셈블리에 의하여 외부로 배출된다.
또한, 프로세서(180)는, 건조기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 4는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기용 습도 측정 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 건조기(300)는, 건조기(300) 내부의 건조 대상물(400)에 대한 습도 측정 신호에 대한 노이즈를 제거할 수 있는 건조기용 습도 측정 장치(310)를 포함할 수 있다.
건조기용 습도 측정 장치(310)는, 건조기(300) 내에 투입된 건조 대상물(400)의 습도로 인하여 변화되는 커패시턴스 변화량(△C1)을 측정하는 커패시턴스 측정 센서(311), 건조기(300) 내에서 발생하는 노이즈를 차폐하는 쉴드(312), 그리고 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)에 전기적으로 연결되는 프로세서(313)를 포함할 수 있다.
여기서, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)에 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 인가하여 커페시턴스 측정 센서(311)로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 습도 변화에 따른 커패시턴스를 측정함으로써, 노이즈를 제거할 수 있다.
즉, 프로세서(313)는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)로 인가하고, 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 커패시턴스 변화량을 획득하여 건조 대상물의 습도 변화량을 측정할 수 있다.
일 예로, 건조기(300) 내에서 발생하는 노이즈는, 건조기(300) 내부 온도 변화, 움직임, 전자파, 정전기 등에 의해 생성되는 기생 커패시턴스 등을 포함할 수 있으며, 이러한 노이즈는, 습도 측정의 정확성을 저하시키는 원인이 되고 있다.
그리고, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 건조 대상물(400)을 가상그라운드로 설정하고, 커패시턴스 측정 센서(311)를 소정의 전극으로 설정하여 커패시턴스 변화량을 측정할 수 있다.
또한, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 건조기(300)의 내부에 배치되고, 건조 대상물(400)이 위치하는 방향으로 센싱 영역이 개방될 수 있다.
여기서, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 센싱 영역 이외의 나머지 영역들이 쉴드(312)를 마주하도록 배치될 수 있다.
또한, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 측정한 커패시턴스 변화량에 상응하는 제1 신호를 프로세서(313)로 출력하는 출력핀을 포함할 수 있다.
일 예로, 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀은, 쉴드(312)를 마주하도록 배치되고, 연결선에 의해 프로세서(313)의 입력핀과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 연결선은, 쉴드(312)를 관통하는 관통홀에 삽입되어 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀과 프로세서(313)의 입력핀을 전기적으로 연결할 수 있다.
다른 일 예로, 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀은, 쉴드(312)가 위치하는 반대 방향으로 배치되고, 연결선에 의해 프로세서(313)의 입력핀과 전기적으로 연결될 수도 있다.
여기서, 연결선은, 쉴드(312)의 외면에 노출되도록 배치되어 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀과 프로세서(313)의 입력핀을 전기적으로 연결할 수 있다.
다음, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 쉴드(312) 위에 배치되고, 쉴드(312)에 절연될 수 있다.
여기서, 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312) 사이에는, 절연체 또는 절연 기판이 배치될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
경우에 따라, 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312) 사이에는, 스페이서에 의해 일정 간격을 갖도록 이격되어 배치될 수도 있다.
여기서, 스페이서는, 절연체 또는 절연 기판이 배치될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 쉴드(312)는, 프로세서(313)의 입력핀과 커패시턴스 측정 센서(311) 사이에 배치되고, 프로세서(313)의 입력핀은, 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 출력되는 제1 신호가 입력될 수 있다.
일 예로, 쉴드(312)는, 적어도 하나의 연결선이 관통하는 적어도 하나의 관통홀이 형성되고, 연결선은, 프로세서(313)의 입력핀과 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 쉴드(312)는, 프로세서(313)의 출력핀과 커패시턴스 측정 센서(311) 사이에 배치되고, 프로세서(313)의 출력핀은, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)의 입력핀으로 출력할 수 있다.
여기서, 프로세서(313)의 입력핀은, 연결선에 의해 커패시턴스 측정 센서(311)에 전기적으로 연결되어 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 제1 신호를 입력받을 수 있다.
또한, 프로세서(313)는, 하나의 연결선 또는 복수의 연결선에 의해 커패시턴스 측정 센서(311)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 프로세서(313)는, 하나의 연결선을 통해 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 제1 신호를 입력받을 수도 있고, 커패시턴스 측정 센서(311)에 제2 신호를 출력할 수도 있다.
다른 일 예로, 프로세서(313)는, 제1 전용 연결선을 통해 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 제1 신호를 입력받을 수도 있고, 제2 전용 연결선을 통해 커패시턴스 측정 센서(311)에 제2 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 쉴드(312)의 입력핀은, 연결선에 의해 프로세서(313)의 출력핀과 전기적으로 연결할 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)의 입력핀은, 쉴드(312)의 외부에 노출되어 프로세서(313)의 출력핀 방향으로 돌출되도록 배치될 수도 있다.
또한, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 건조 대상물(400)을 마주하는 센싱 영역을 포함하는 전면과, 전면에 반대되는 후면을 포함할 수 있는데, 쉴드(312)는, 상부면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면을 마주하도록 배치될 수 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 상부면에 상응하는 제1 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 제2 면적과 동일할 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 상부면에 상응하는 제1 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 제2 면적보다 더 클 수도 있다.
쉴드(312)의 면적은, 너무 크면 습도 측정 장치(310)의 설치가 어려울 수 있고, 너무 작으면 노이즈 제거에 악영향을 미칠 수 있으므로, 설계 조건을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 상부면의 중앙 영역에 소정 깊이의 홈이 형성되고, 홈 내에 커패시턴스 측정 센서(311)가 안착될 수도 있다.
그 이유는, 커패시턴스 측정 센서(311)가 쉴드(312)의 홈 내에 안착될 경우, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 측정할 수 있도록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위를 특정 영역으로 조정할 수 있기 때문이다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면에 상응하는 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 면적과 동일할 수 있다.
이때, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 절연될 수 있다.
또한, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면에 절연될 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면에 상응하는 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 면적보다 더 클 수도 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면으로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
이때, 쉴드(312)의 홈의 내측면과 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면 사이의 공간에는, 절연체가 배치될 수 있다.
또한, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면으로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수도 있다.
이때, 쉴드(312)의 홈의 바닥면과 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면 사이의 공간에는, 절연 기판이 배치될 수 있다.
그리고, 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 전면이 홈의 외부로 미노출되도록 홈의 깊이값이 커패시턴스 측정 센서(311)의 높이값보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 전면이 홈의 외부로 노출되도록 홈의 깊이값이 커패시턴스 측정 센서(311)의 높이값 이하일 수도 있다.
여기서, 쉴드(312)의 홈 깊이값이 증가할수록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위가 좁아지고, 쉴드(312)의 홈 깊이값이 감소할수록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위가 넓어질 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 쉴드(312)의 홈 깊이를 조정하여 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위를 조정할 수 있어 정확하고 정밀한 습도 측정이 가능하다.
또한, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 홈의 바닥면에 대해 소정 기울기로 경사지게 형성될 수 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도에 상응하여 커패시턴스 측정 센서(311)의 센싱 범위를 결정할 수 있다.
일 예로, 쉴드(312)는, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도를 증가시켜 커패시턴스 측정 센서(311)의 센싱 범위를 증가시키고, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도를 감소시켜 커패시턴스 측정 센서의 센싱 범위를 감소시킬 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 홈의 바닥면에 대해 수직할 수 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
일 예로, 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 하부에 절연 기판이 배치되면 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면 및 절연 기판의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
다음, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 측정된 건조 대상물(400) 방향의 커패시턴스 변화량(△C1)을 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(313)는, 측정된 커패시턴스 변화량을 기초로 건조 대상물(400)의 습도 변화량을 측정할 수 있다.
이어, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)에 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 인가하여 커페시턴스 측정 센서(311)로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 습도 변화에 따른 커패시턴스를 측정함으로써, 노이즈를 제거할 수 있다.
일 예로, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)에 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 출력하고, 커패시턴스 측정 센서(311)로부터 제2 신호에 상응하는 제1 신호를 입력받을 수 있다.
여기서, 제1 신호는, 커패시턴스 측정 센서(311)에 인가된 전압에 상응하는 파형 및 전압을 갖는 신호로서, 방전 시에 커패시턴스 변화량을 측정할 수 있다.
프로세서(313)는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)로 출력하여 건조 대상물(400)과 커패시턴스 측정 센서(311) 사이의 기생 커패시턴스를 제거할 수 있다.
일 예로, 프로세서(313)는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311) 및 쉴드(312)로 동시에 출력할 수 있다.
다른 일 예로, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)에서 제1 신호가 입력됨과 동시에 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)로 출력할 수 있다.
또 다른 일 예로, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)에서 제1 신호가 출력됨과 동시에 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)로 출력할 수 있다.
또 다른 일 예로, 프로세서(313)는, 커패시턴스 측정 센서(311)에서 제1 신호가 출력될 때, 커패시턴스 측정 센서(311)로 제2 신호가 출력되는 연결선을 통해 제1 신호를 입력받을 수도 있고, 별도의 다른 연결선을 통해 제1 신호를 입력받을 수도 있다.
여기서, 프로세서(313)는, 미리 설정된 파형 및 전압을 갖는 제2 신호 및 사전 학습된 파형 및 전압을 갖는 제2 신호를 기반으로 노이즈 제거를 위한 제2 신호를 커패시턴스 측정 센서(311)와 쉴드(312)로 출력할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(313)는, 커패시턴스 변화량을 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 노이즈 제거를 위한 파형 및 전압을 신호를 예측하여 출력할 수 있다.
이때, 뉴럴 네트워크 모델은, 건조기(300) 내부의 커패시턴스 변화량을 입력값으로 사전 학습될 수 있다.
또한, 본 개시의 건조기(300)는, 인공 지능 장치의 구성을 포함하고, 인공 지능 장치의 기능을 수행할 수 있다.
또한 용어 건조기는 용어 인공지능 건조기와 혼용되어 사용될 수 있다.
그리고, 프로세서(313)는, 인공 지능 장치의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리 또는 러닝 프로세서에 저장하거나, 인공 지능 서버 등의 외부 장치에 전송할 수 있다.
여기서, 수집된 이력 정보는, 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
프로세서(313)는, 메모리에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 인공 지능 장치의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(313)는, 응용 프로그램의 구동을 위하여, 인공 지능 장치에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
본 명세서에 걸쳐, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는, 동일한 의미로 사용될 수 있다.
전술한 뉴럴 네트워크 모델은, 입력 데이터에 대하여 입력 데이터와 근사한 재구성된 데이터를 출력하도록 훈련된 인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)일 수 있다. 인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은, 머신 러닝에서 사용되는 모델로서, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다.
예를 들어, 뉴럴 네트워크 모델은, 오토 인코더(Autoencoder) 기반의 인공 신경망 모델일 수 있다. 오토 인코더 기반의 뉴럴 네트워크 모델은, 은닉 레이어의 뉴런 수를 입력 레이어의 뉴런 수보다 작게 하여 데이터를 차원 축소하는 인코더 부분과 다시 은닉 레이어로부터 데이터를 차원 확대하여 데이터를 재구성하고, 입력 레이어의 뉴런 수와 동일한 뉴런 수를 갖는 출력 레이어를 갖는 디코더 부분을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 뉴럴 네트워크 모델은, 생성적 적대 네트워크(GAN, Generative Adversarial Network) 기반의 인공 신경망 모델일 수 있다. 생성적 적대 네트워크(GAN)는, 생성자(generator)와 판별자(discriminator)가 적대적으로 학습된 인공 신경망일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 뉴럴 네트워크 모델은, 딥 뉴럴 네트워크일 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는, 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는, 컨벌루셔널 뉴럴 네트워크 (CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 건조기용 습도 측정 장치는, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화함으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 본 개시의 건조기용 습도 측정 장치는, 능동형 쉴드를 이용하여 습도 감지 범위를 최적의 영역으로 조정함으로써, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
도 5 및 도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 건조 대상물을 마주하는 센싱 영역을 포함하는 전면과, 전면에 반대되는 후면을 포함할 수 있는데, 쉴드(312)는, 상부면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면을 마주하도록 배치될 수 있다.
도 5와 같이, 쉴드(312)는, 상부면에 상응하는 제1 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 제2 면적과 동일할 수 있다.
경우에 따라, 도 6과 같이, 쉴드(312)는, 상부면에 상응하는 제1 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 제2 면적보다 더 클 수도 있다.
쉴드(312)의 면적은, 너무 크면 습도 측정 장치(310)의 설치가 어려울 수 있고, 너무 작으면 노이즈 제거에 악영향을 미칠 수 있으므로, 설계 조건을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 8은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 건조기용 습도 측정 장치의 쉴드 홈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 쉴드(312)는, 상부면의 중앙 영역에 소정 깊이의 홈이 형성되고, 홈 내에 커패시턴스 측정 센서(311)가 안착될 수 있다.
그 이유는, 커패시턴스 측정 센서(311)가 쉴드(312)의 홈 내에 안착될 경우, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 측정할 수 있도록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위를 특정 영역으로 조정할 수 있기 때문이다.
도 7과 같이, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면에 상응하는 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 면적과 동일할 수 있다.
이때, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 절연될 수 있고, 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면에 절연될 수 있다.
경우에 따라, 도 8과 같이, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면에 상응하는 면적이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 상응하는 면적보다 더 클 수도 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면으로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 도 7 및 도 8과 같이, 쉴드(312)가 단일체 형상에 홈이 형성되고, 홈 내에 커패시턴스 측정 센서(311)가 안착되는 구조를 가질 수 있다.
여기서, 쉴드(312)의 홈의 면적과 깊이 및 홈과 센서 전극 사이의 간격 변화에 따라, 수평 방향에서의 노이즈 신호 입력에 대한 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 증가시켜 센싱 거리를 증가시킬 수 있다.
다른 경우로서, 본 개시의 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 하부면에 장착되는 플랫 형상의 제1 쉴드와, 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면을 둘러싸는 링 형상의 제2 쉴드가 적층되는 구조로 이루어질 수도 있다.
여기서, 쉴드(312) 중 링 형상의 제2 쉴드의 폭 및 제2 쉴드와 센서 전극 사이의 간격 변화에 따라, 신호대 잡음비를 증가시켜 센싱 거리를 증가시킬 수 있다.
도 9는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드와 커패시터 측정 센서의 절연을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 쉴드(312)는, 상부면의 중앙 영역에 소정 깊이의 홈이 형성되고, 홈 내에 커패시턴스 측정 센서(311)가 안착될 수 있다.
여기서, 쉴드(312)의 홈의 내측면과 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면 사이의 공간에는, 절연체(316)가 배치될 수 있다.
또한, 쉴드(312)는, 홈의 바닥면이 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면으로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수도 있다.
여기서, 쉴드(312)의 홈의 바닥면과 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면 사이의 공간에는, 절연 기판(317)이 배치될 수 있다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 홈 깊이를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 전면이 홈의 외부로 미노출되도록 홈의 깊이값 d이 커패시턴스 측정 센서(311)의 높이값 h보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 쉴드(312)는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 전면이 홈의 외부로 노출되도록 홈의 깊이값 d이 커패시턴스 측정 센서(311)의 높이값 h 이하일 수도 있다.
여기서, 쉴드(312)의 홈 깊이값 d가 증가할수록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위가 좁아지고, 쉴드(312)의 홈 깊이값 d가 감소할수록 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위가 넓어질 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 쉴드(312)의 홈 깊이값 d를 조정하여 커패시턴스 측정 센서(311)의 습도 감지 범위를 조정할 수 있어 정확하고 정밀한 습도 측정이 가능하다.
도 11 및 도 12는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 프로세서의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 측정한 커패시턴스 변화량에 상응하는 제1 신호를 프로세서(313)로 출력하는 출력핀(311a)을 포함할 수 있다.
일 예로, 도 11과 같이, 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀(311a)은, 쉴드(312)를 마주하도록 배치되고, 연결선(319)에 의해 프로세서(313)의 입력핀(313a)과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 연결선(319)은, 쉴드(312)를 관통하는 관통홀(318)에 삽입되어 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀(311a)과 프로세서(313)의 입력핀(313a)을 전기적으로 연결할 수 있다.
다른 일 예로, 도 12와 같이, 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀(311a)은, 쉴드(312)가 위치하는 반대 방향으로 배치되고, 연결선(319)에 의해 프로세서(313)의 입력핀(313a)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
여기서, 연결선(319)은, 쉴드(312)의 외면에 노출되도록 배치되어 커패시턴스 측정 센서(311)의 출력핀(311a)과 프로세서(313)의 입력핀(313a)을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 13 내지 도 15는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 센싱 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는, 쉴드(312)는, 상부면의 중앙 영역에 소정 깊이의 홈이 형성되고, 홈 내에 커패시턴스 측정 센서(311)가 안착될 수 있다.
여기서, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 홈의 바닥면에 대해 소정 기울기로 경사지게 형성될 수도 있고, 쉴드(312)는, 홈의 내측면이 홈의 바닥면에 대해 수직하게 형성될 수도 있다.
이처럼, 쉴드(312)는, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도 θ에 상응하여 커패시턴스 측정 센서(311)의 센싱 범위를 결정할 수 있다.
도 13과 같이, 쉴드(312)의 홈 내측면과 홈 바닥면 사이의 각도 θ가 예각이면 커패시턴스 측정 센서(311)는, 제1 센싱 범위를 가질 수 있다.
그리고, 도 14와 같이, 쉴드(312)의 홈 내측면과 홈 바닥면 사이의 각도 θ가 직각이면 커패시턴스 측정 센서(311)는, 제1 센싱 범위보다 더 넓은 제2 센싱 범위를 가질 수 있다.
그리고, 도 15와 같이, 쉴드(312)의 홈 내측면과 홈 바닥면 사이의 각도 θ가 둔각이면 커패시턴스 측정 센서(311)는, 제2 센싱 범위보다 더 넓은 제3 센싱 범위를 가질 수 있다.
이처럼, 쉴드(312)는, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도 θ를 증가시켜 커패시턴스 측정 센서(311)의 센싱 범위를 증가시키고, 홈의 내측면과 홈의 바닥면 사이의 각도 θ를 감소시켜 커패시턴스 측정 센서의 센싱 범위를 감소시킬 수 있다.
도 16은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 쉴드 여부 및 쉴드 형상에 상응하는 센싱 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 16의 그래프에서, 센서 only는, 측정 센싱 전극만 있는 경우의 습도 측정 장치의 센싱 범위이고, Passive는, 쉴드의 면적이 커패시턴스 측정 센서와 동일한 상태에서의 습도 측정 장치의 센싱 범위이며, Active는, 쉴드의 면적과 커패시턴스 측정 센서의 면적이 동일하고 센싱전극과 쉴드에 같은 전압이 인가된 습도 측정 장치의 센싱 범위이다
도 16에 도시된 바와 같이, 쉴드의 홈 내에 커패시턴스 측정 센서가 안착된 습도 측정 장치의 센싱 범위는, 신호의 크기가 감소하나 노이즈의 감소가 더 커서 신호대 잡음비(SNR) 기준으로 센싱 감도가 향상되어 정확하고 정밀한 습도 측정이 가능하다.
또한, 쉴드의 홈 내에 커패시턴스 측정 센서가 안착되고 쉴드와 센싱전극에 같은 전압을 인가한 습도 측정 장치의 센싱 범위는, 센서와 쉴드사이의 기생 커패시턴스 제거 및 전기장을 포커싱하여 신호의 크기를 유지하면서 노이즈를 제거하여 신호대 잡음비(SNR) 기준으로 센싱 감도가 더 향상되어 정확하고 정밀한 습도 측정이 가능하다.
이에 반해, 쉴드가 없는 습도 측정 장치의 센싱 범위는, 특정 영역에 대한 센싱 감도가 저하되고 노이즈가 발생하여 습도 측정이 부정확할 수 있다.
이처럼, 본 개시는, 센싱 거리에 상응하여 신호대 잡음비가 향상되므로, 정밀하고 정확한 습도 감지가 가능하다.
이와 같이, 본 개시의 건조기용 습도 측정 장치는, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화하여 건조기 내 습도 센싱 거리를 증가시킴으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
도 17은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 습도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 습도 측정 장치의 프로세서는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 센서와 쉴드로 인가할 수 있다(S10).
여기서, 프로세서는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 센서와 쉴드로 인가하여 노이즈를 제거할 수 있다.
여기서, 제1 신호는, 커패시턴스 측정 센서에서 측정한 커패시턴스 변화량에 상응하는 파형 및 전압을 갖는 신호일 수 있다.
이처럼, 프로세서는, 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 커패시턴스 센서와 쉴드로 출력하여 건조 대상물과 커패시턴스 측정 센서 사이의 기생 커패시턴스를 제거할 수 있다.
이어, 프로세서는, 커패시턴스 측정 센서에서 측정한 커패시턴스 변화량을 획득할 수 있다(S20).
여기서, 커패시턴스 측정 센서는, 건조 대상물을 가상그라운드로 설정하고, 커패시턴스 측정 센서를 소정의 전극으로 설정하여 커패시턴스 변화량을 측정할 수 있다.
프로세서는, 기생 커패시턴스를 포함한 노이즈가 제거된 커패시턴스 변화량을 획득할 수 있다.
다음, 프로세서는, 획득한 커패시턴스 변화량을 기반으로 건조 대상물의 습도 변화량을 측정할 수 있다(S30).
여기서, 프로세서는, 노이즈가 제거된 커패시턴스 변화량을 기반으로 건조 대상물의 습도 변화량을 측정하고, 측정한 건조 대상물의 습도 변화량을 기반으로 건조기의 건조 동작을 제어할 수도 있다.
도 18(a)(b)는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 센싱 범위 조정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18(a)에 도시된 바와 같이, 본 개시의 습도 측정 장치는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면에 쉴드(312)가 배치할 수 있다.
여기서, 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면은, 건조기의 벽면을 마주하는 면으로서, 쉴드(312)는, 건조기의 벽면과 커패시턴스 특정 센서(311) 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 커패시턴스 측정 센서(311)의 전면은, 건조 대상물을 마주하는 센싱면으로서, 제1 센싱 각도를 가지고 건조 대상물의 습도를 센싱할 수 있다.
이어, 도 18(b)에 도시된 바와 같이, 본 개시의 습도 측정 장치는, 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면과 측면에 쉴드(312)가 배치할 수 있다.
여기서, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 쉴드(312)의 홈 내에 장착됨으로써, 커패시턴스 측정 센서(311)의 후면과 측면이 쉴드(312)에 의해 커버되는 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 커패시턴스 측정 센서(311)는, 센서 전극으로부터 생성되는 수직 및 수평 방향의 전기장(electric field) 변화로 인하여 센싱 각도가 조정될 수 있다.
즉, (b) 구조의 쉴드(312)에 장착된 커패시턴스 측정 센서(311)는, (a) 구조의 쉴드(312)에 장착된 제1 센싱 범위보다 더 좁은 제2 센싱 범위를 가짐으로써, 센싱 영역의 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시는, 센서 전극과 측면 쉴드(312)의 거리 및 폭 변화에 따라 센싱 범위 조절이 가능하다.
이처럼, 본 개시는, 쉴드(312)의 구조를 다양한 형상으로 변형함으로써, 수직 및 수평 방향의 전기장을 조정하여 센싱 각도를 조절할 수 있고, 커패시턴스 측정 센서(311)의 측면을 둘러싸는 쉴드의 폭과 간격 변화로 신호대 잡음비를 증가시킬 수 있다.
도 19는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 습도 측정 장치의 측면 쉴드(312) 유무에 따른 센서 측면 간섭 영향을 설명하기 위한 그래프이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 측면 쉴드(312)를 갖는 습도 측정 장치 b는, 측면 쉴드가 없는 습도 측정 장치 a에 비해 센서 측면 간섭 영향을 덜 받는다.
측면 쉴드(312)를 갖는 습도 측정 장치 b는, 센서 전극으로부터 생성되는 수직 및 수평 방향의 전기장이 포커싱되어 센싱 각도가 측면 쉴드(312)가 없는 습도 측정 장치 a에 비해 더 작아짐으로써, 측면 방향에서 발생하는 노이즈를 줄여줘서 수직 방향의 신호대잡음비(SNR)를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 건조기용 습도 측정 장치는, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화함으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 본 개시의 건조기용 습도 측정 장치는, 능동형 쉴드를 이용하여 습도 감지 범위를 최적의 영역으로 조정함으로써, 특정 영역에 위치하는 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다.
한편, 본 개시에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 개시에 따른 건조기용 습도 측정 장치에 의하면, 캐패시턴스 측정 센서 및 능동형 쉴드를 이용하여 측정 신호에 대한 노이즈를 제거하고, 신호대 잡음비를 극대화함으로써, 건조 대상물의 습도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있다는 효과가 있으므로, 산업상 이용가능성이 현저하다.

Claims (15)

  1. 건조기 내에 투입된 건조 대상물의 습도로 인하여 변화되는 커패시턴스 변화량을 측정하는 커패시턴스 측정 센서;
    상기 건조기 내에서 발생하는 노이즈를 차폐하는 쉴드; 그리고,
    상기 커패시턴스 측정 센서와 쉴드에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 상기 커패시턴스 측정 센서와 상기 쉴드로 인가하고, 상기 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 상기 커패시턴스 변화량을 획득하여 상기 건조 대상물의 습도 변화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 측정 센서는,
    상기 건조 대상물을 가상그라운드로 설정하고 상기 커패시턴스 측정 센서를 소정의 전극으로 설정하여 상기 커패시턴스 변화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 측정 센서는,
    상기 건조기의 내부에 배치되고,
    상기 건조 대상물이 위치하는 방향으로 센싱 영역이 개방되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 측정 센서는,
    상기 센싱 영역 이외의 나머지 영역들이 상기 쉴드를 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 측정 센서는,
    상기 쉴드 위에 배치되고, 상기 쉴드에 절연되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 쉴드는,
    상기 프로세서의 입력핀과 상기 커패시턴스 측정 센서 사이에 배치되고,
    상기 프로세서의 입력핀은,
    상기 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 상기 제1 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시턴스 측정 센서는,
    상기 건조 대상물을 마주하는 센싱 영역을 포함하는 전면과, 상기 전면에 반대되는 후면을 포함하고,
    상기 쉴드는,
    상부면이 상기 커패시턴스 측정 센서의 후면을 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 쉴드는,
    상기 상부면에 상응하는 제1 면적이 상기 커패시턴스 측정 센서의 후면에 상응하는 제2 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 쉴드는,
    상기 상부면에 상응하는 제1 면적이 상기 커패시턴스 측정 센서의 후면에 상응하는 제2 면적보다 더 큰 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 쉴드는,
    상기 상부면의 중앙 영역에 소정 깊이의 홈이 형성되고,
    상기 홈 내에 상기 커패시턴스 측정 센서가 안착되는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 쉴드는,
    상기 커패시턴스 측정 센서의 하부면에 장착되는 플랫 형상의 제1 쉴드와, 상기 커패시턴스 측정 센서의 측면을 둘러싸는 링 형상의 제2 쉴드가 적층되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 커패시턴스 측정 센서로부터 측정된 건조 대상물 방향의 커패시턴스 변화량을 획득하고, 상기 커패시턴스 변화량을 기초로 상기 건조 대상물의 습도 변화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 상기 커패시턴스 측정 센서 및 상기 쉴드로 동시에 출력하는 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 신호는,
    상기 커패시턴스 측정 센서에서 측정한 커패시턴스 변화량에 상응하는 파형 및 전압을 갖는 신호인 것을 특징으로 하는 건조기용 습도 측정 장치.
  15. 커패시턴스 측정 센서와 쉴드에 전기적으로 연결되는 프로세서를 포함하는 건조기용 습도 측정 장치의 습도 측정 방법에 있어서,
    동일한 파형 및 동일한 전압을 갖는 제2 신호를 상기 커패시턴스 측정 센서 및 상기 쉴드로 인가하는 단계;
    상기 커패시턴스 측정 센서로부터 출력되는 제1 신호를 기초로 커패시턴스 변화량을 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 커패시턴스 변화량을 기반으로 상기 건조 대상물의 습도 변화량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습도 측정 방법.
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