KR101092082B1 - Electrostatic capacitance type sensor for detecting liquid level - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 정전용량형 액체수위센서는, 액체를 저장하는 저장용기의 외벽에 부착되는 하우징, 상기 하우징의 내부 중앙에 형성된 돌기에 관통되는 회로기판, 상기 돌기에 외삽되는 스프링, 상기 하우징의 상부를 덮는 커버 및 상기 커버의 하면에 부착되어 상기 스프링에 의해 지지되고, 상기 저장용기 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지하는 전극부를 포함한다. The capacitive liquid level sensor according to the present invention includes a housing attached to an outer wall of a storage container for storing liquid, a circuit board penetrating a protrusion formed at an inner center of the housing, a spring extrapolated to the protrusion, and an upper portion of the housing. And an electrode part attached to a lower surface of the cover and supported by the spring, and configured to sense capacitance varying with a change in the level of the liquid in the storage container.

이에 따르면, 본 발명의 정전용량형 액체수위센서는 저장용기 외벽에 위치하고 있어 저장용기 내의 액체와 접촉하지 않아 액체의 결로에 따른 센서의 오동작이 방지되는 이점이 있다. 또한, 액체수위센서의 내부설계를 최적화함으로써 하우징 내부의 전극부과 회로기판이 안정적으로 장착되고, 내부 부품을 소형화할 수 있는 이점이 있다. According to this, the capacitive liquid level sensor of the present invention is located on the outer wall of the storage container, and thus does not come into contact with the liquid in the storage container, thereby preventing malfunction of the sensor due to condensation of the liquid. In addition, by optimizing the internal design of the liquid level sensor, the electrode part and the circuit board inside the housing are stably mounted, and there is an advantage that the internal parts can be miniaturized.

정전용량 Capacitance

Description

정전용량형 액체수위센서{Electrostatic capacitance type sensor for detecting liquid level} Electrostatic capacitance type sensor for detecting liquid level

본 발명은 정전용량형 액체수위센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저장용기 내의 액체와 직접 접촉하지 않도록 저장용기의 외측에 구비되고, 액체의 수위에 따라 가변되는 정전용량을 이용하여 저장용기 내의 액체수위를 정확하게 감지할 수 있는 정전용량형 액체수위센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitive liquid level sensor, and more particularly, to a liquid in a storage container using an electrostatic capacitance that is provided outside the storage container so as not to be in direct contact with the liquid in the storage container and varies according to the liquid level. The present invention relates to a capacitive liquid level sensor that can accurately detect the water level.

일반적으로, 물이나 화학약품과 같은 액체를 보관하다가 사용처에 따라 정확한 양을 공급할 수 있는 저장탱크와 같은 장치의 유량을 측정하기 위하여, 다양한 종류의 유량계를 이용하여 그 공급량을 측정함으로써 액체를 저장탱크로부터 반응이 일어나는 곳으로부터 공급받거나 공급한다. In general, in order to measure the flow rate of a device such as a storage tank that can store a liquid such as water or chemicals and supply the correct amount depending on the intended use, the liquid is stored in the storage tank by measuring the supply amount using various types of flow meters. From or from where the reaction takes place.

특히, 연료전지 자동차(FCEV : Fuel Cell Electronic Vehicle)는 수소를 연료전지스택으로 보내고 공기중의 산소와 화학반응시켜 발전해서 동력원으로 하는 것으로, 그 구조는 백금촉매를 도포한 고분자 전해질을 끼워서 (+)극으로 산소를, (-)극으로 수소를 공급하고, 촉매작용에 의해 수소를 이온화한다. In particular, fuel cell electronic vehicles (FCEVs) generate hydrogen by sending hydrogen to a fuel cell stack and chemically reacting with oxygen in the air to generate power. The structure is made by inserting a polymer electrolyte coated with platinum catalyst (+ Oxygen is supplied to the negative electrode and hydrogen is supplied to the negative electrode, and then hydrogenated is ionized by catalysis.

이 때, 수소에서 분리된 전자가 배선을 통해 산소쪽으로 흘러감으로써 전기 를 발생시키고, 그러한 전기화학반응을 통한 발전 과정에서 물이 발생하게 된다. 이러한 물은 소정의 저장용기에 저장되는데, 상기 저장용기에 저장된 물의 수위를 검출하기가 용이하지 않는 문제가 있고, 저장용기 내 액체의 수위를 감지하기 위해서 여러 센서를 이용할 수 있으나, 사용 환경에 따른 온도 변화 및 습도변화에 의하여 저장용기에서 결로(結露)가 발생할 경우 센서가 오동작하게 되는 문제점이 있다. At this time, electrons separated from hydrogen flow to the oxygen through the wiring to generate electricity, and water is generated in the power generation process through such an electrochemical reaction. Such water is stored in a predetermined storage container, and there is a problem in that it is not easy to detect the water level of the water stored in the storage container, and various sensors may be used to detect the level of the liquid in the storage container. If condensation occurs in the storage container due to temperature and humidity changes, the sensor may malfunction.

따라서, 저장용기 내의 액체수위를 정확하게 감지하고, 결로 발생시 센서의 오동작을 방지할 수 있는 액체수위센서에 대한 개발이 요구되고 있다.Therefore, the development of a liquid level sensor that can accurately detect the liquid level in the storage container, and can prevent the malfunction of the sensor when condensation occurs.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저장용기 내의 액체와 직접 접촉하지 않도록 저장용기의 외측에 구비되고, 액체의 수위에 따라 가변되는 정전용량을 이용하여 저장용기 내의 액체수위를 정확하게 감지할 수 있는 정전용량형 액체수위센서를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, the liquid level in the storage container is provided on the outside of the storage container so as not to be in direct contact with the liquid in the storage container, by using a capacitance variable according to the liquid level. It is an object of the present invention to provide a capacitive liquid level sensor capable of accurately detecting a temperature.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정전용량형 액체수위센서는, 액체를 저장하는 저장용기의 외벽에 부착되는 하우징, 상기 하우징의 내부 중앙에 형성된 돌기에 관통되는 회로기판, 상기 돌기에 외삽되는 스프링, 상기 하우징의 상부를 덮는 커버 및 상기 커버의 하면에 부착되어 상기 스프링에 의해 지지되고, 상기 저장용기 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지하는 전극부를 포함한다. Capacitive liquid level sensor according to the present invention for achieving the above object, the housing is attached to the outer wall of the storage container for storing the liquid, a circuit board penetrating the projection formed in the inner center of the housing, extrapolated to the projection It includes a spring, a cover for covering the upper portion of the housing and an electrode portion which is attached to the lower surface of the cover and supported by the spring, and that changes the capacitance according to the change of the liquid level in the storage container.

또한, 상기 전극부에 대향하는 액체의 대향면적이 변화함에 따라 상기 정전용량이 가변될 수 있다. In addition, the capacitance may vary as the opposing area of the liquid opposing the electrode portion changes.

또한, 상기 스프링을 통해 상기 전극부에서 감지되는 정전용량 감지신호가 상기 회로기판으로 전달될 수 있다. In addition, the capacitance sensing signal detected by the electrode unit through the spring may be transmitted to the circuit board.

또한, 상기 회로기판에 연결되어 상기 전극부로부터의 정전용량 감지신호를 외부로 출력하는 신호 터미널을 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a signal terminal connected to the circuit board to output the capacitance sensing signal from the electrode unit to the outside.

또한, 상기 회로기판에 연결되어 상기 회로기판 및 상기 전극부로 전원을 공 급하는 전원 터미널 및 접지 터미널을 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a power terminal and a ground terminal connected to the circuit board to supply power to the circuit board and the electrode unit.

또한, 상기 정전용량형 액체수위센서는 상기 저장용기 내의 액체의 수위에 대한 상한값과 하한값을 각각 감지하도록 상기 저장용기의 외벽 상하에 별도로 구비될 수 있다. In addition, the capacitive liquid level sensor may be separately provided above and below the outer wall of the storage container so as to detect an upper limit value and a lower limit value for the liquid level in the storage container, respectively.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 정전용량형 액체수위센서는 액체를 저장하는 저장용기 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지하는 전극부를 포함하고, 상기 전극부는 상기 액체의 수위의 변화에 따라 상기 전극부에 대향하는 액체의 대향면적이 변화할 때 상기 대향면적의 변화에 근거하여 상기 정전용량을 감지한다. According to another aspect of the present invention, the capacitive liquid level sensor of the present invention includes an electrode portion for sensing the capacitance variable according to the change of the level of the liquid in the storage container for storing the liquid, the electrode portion of the liquid The capacitance is sensed based on the change of the opposing area when the opposing area of the liquid opposing the electrode part changes with the change of the water level.

본 발명에 의한 정전용량형 액체수위센서는 저장용기 외벽에 위치하고 있어, 액체수위센서가 저장용기 내의 액체와 접촉하지 않아 액체의 결로에 따른 센서의 오동작이 방지되는 이점이 있다. Since the capacitive liquid level sensor according to the present invention is located on the outer wall of the storage container, the liquid level sensor does not come into contact with the liquid in the storage container, thereby preventing malfunction of the sensor due to condensation of the liquid.

또한, 액체수위센서의 내부설계를 최적화함으로써 하우징 내부의 전극부과 회로기판이 안정적으로 장착되고, 내부 부품을 소형화할 수 있는 이점이 있다. In addition, by optimizing the internal design of the liquid level sensor, the electrode part and the circuit board inside the housing are stably mounted, and there is an advantage that the internal parts can be miniaturized.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량형 액체수위센서를 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 내부를 나타내는 평단면도이다. 1 is a schematic perspective view showing a capacitive liquid level sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan sectional view showing the inside of FIG.

도시한 바와 같이 본 발명의 정전용량형 액체수위센서(100)는, 하우징(50), 회로기판(40), 스프링(30), 커버(10) 및 전극부(20)를 포함한다. As shown, the capacitive liquid level sensor 100 of the present invention includes a housing 50, a circuit board 40, a spring 30, a cover 10, and an electrode part 20.

하우징(50)은 소정의 액체가 저장되는 저장용기(후술할 도 3의 도면번호 60)의 외벽(61)에 부착된다. The housing 50 is attached to the outer wall 61 of the storage container (reference numeral 60 in FIG. 3 to be described later) in which a predetermined liquid is stored.

하우징(50)이 저장용기(60)의 외벽(61)에 부착되도록 하우징(50)의 양측에는 볼트 등으로 나사 결합되도록 나사공이 형성된 부시(54)가 형성된다. Bushes 54 having threaded holes are formed on both sides of the housing 50 so that the housing 50 is attached to the outer wall 61 of the storage container 60.

하우징(50)에는 회로기판(40), 스프링(30), 전극부(20)가 수용될 수 있는 소정의 수용공간이 형성되어 있다. The housing 50 is provided with a predetermined accommodation space in which the circuit board 40, the spring 30, and the electrode part 20 can be accommodated.

회로기판(40), 스프링(30), 전극부(20)의 결합관계를 구체적으로 설명하면, 회로기판(40)은 하우징(50)의 내부 중앙에 형성된 돌기(55)에 관통되어 결합된다. Specifically describing the coupling relationship between the circuit board 40, the spring 30, and the electrode unit 20, the circuit board 40 penetrates and is coupled to the protrusion 55 formed in the inner center of the housing 50.

회로기판(40)을 관통한 돌기(55)의 외주면에는 스프링(30)이 외삽되고, 스프링(30)의 상단에 전극부(20)가 배치되어 스프링(30)에 의해 지지된다. The spring 30 is extrapolated to the outer circumferential surface of the protrusion 55 penetrating the circuit board 40, the electrode portion 20 is disposed on the upper end of the spring 30 is supported by the spring (30).

상기와 같은 하우징(50) 내부의 돌기(55)와 스프링(30)을 이용한 결합구조로 인해, 회로기판(40)과 전극부(20)는 안정적으로 장착될 수 있고, 부품 상호간 긴밀하게 결합됨으로 인해 부품의 소형화가 가능해지는 이점이 있다. Due to the coupling structure using the protrusion 55 and the spring 30 inside the housing 50 as described above, the circuit board 40 and the electrode unit 20 can be stably mounted, and the components are tightly coupled to each other. This has the advantage of miniaturization of the parts.

커버(10)는 합성 수지 재질과 같은 절연재로써 사출 방식에 의해 대량 제조할 수 있는 제품이 바람직하나 이에 한정되지 않으며 하부면이 개방된 중공 구조의 몸체를 갖는다. The cover 10 is preferably a product that can be mass-produced by an injection method as an insulating material such as a synthetic resin material, but is not limited thereto, and has a hollow structure body having an open lower surface.

커버(10)는 하우징(50)의 상부를 덮으며 전극부(20)에 밀착되어 하우징(50)에 결합되고, 커버(10)와 전극부(20)와의 상호 결합이 용이하도록 커버(10) 중앙에 형성된 결합돌기(11)가 전극부(20) 중앙에 형성된 결합공(21)에 끼움결합될 수 있 다. The cover 10 covers the upper portion of the housing 50 and is in close contact with the electrode 20 so as to be coupled to the housing 50. The cover 10 may be easily coupled to the cover 10 and the electrode 20. The coupling protrusion 11 formed at the center may be fitted to the coupling hole 21 formed at the center of the electrode unit 20.

추후 하우징(50)이 저장용기(60)의 외벽에 부착될 때 커버(10)의 외측면은 상기 저장용기(60)의 외벽(61)에 밀착된다. When the housing 50 is attached to the outer wall of the storage container 60, the outer surface of the cover 10 is in close contact with the outer wall 61 of the storage container 60.

한편, 전극부(20)는 커버(10)의 하면에 부착되어 스프링(30)에 의해 지지되고, 저장용기(60) 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지한다. On the other hand, the electrode unit 20 is attached to the lower surface of the cover 10 is supported by the spring 30, and detects the capacitance that changes according to the change in the level of the liquid in the storage container (60).

도 3은 도 1에 도시된 정전용량형 액체수위센서가 저장용기 외벽에 부착되어 액체의 수위를 감지하는 과정을 도시한 도, 도 4는 본 발명의 비교예에 따른 액체수위센서가 저장용기 내벽에 부착되어 액체의 수위를 감지하는 과정을 도시한 도이다. 3 is a view illustrating a process of detecting the liquid level by attaching the capacitive liquid level sensor shown in FIG. 1 to an outer wall of the storage container, and FIG. 4 is an inner wall of the storage container according to a comparative example of the present invention. Figure 2 shows the process of detecting the liquid level attached to the.

도 3에 도시된 바와 같이, 정전용량형 액체수위센서(100)는 저장용기(60)의 외벽(61)에 부착되고, 저장용기(60) 내의 액체의 수위가 서서히 상승함에 따라 전극부(20)에서 감지하는 정전용량이 가변된다.As shown in FIG. 3, the capacitive liquid level sensor 100 is attached to the outer wall 61 of the storage container 60, and the electrode portion 20 as the liquid level in the storage container 60 rises gradually. The capacitance sensed by) is variable.

즉, 액체 수위의 변화에 따라 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적이 변화하고, 액체의 대향면적이 변화함에 따라 정전용량이 가변되는 원리를 이용하여, 전극부(20)는 저장용기(60) 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지한다. That is, by using the principle that the area of the liquid facing the electrode 20 changes with the change of the liquid level, and the capacitance changes as the area of the liquid changes, the electrode 20 is a storage container. It detects a capacitance that varies according to a change in the level of the liquid in 60.

구체적으로, 하기 수학식 1은 전극부(20)와 저장용기(60) 내 액체 사이의 전체 정전용량을 구하는 식이고, 이하에서 액체는 물로 가정한다. Specifically, Equation 1 below is to calculate the total capacitance between the electrode unit 20 and the liquid in the storage container 60, the following assumes that the liquid is water.

C = (A × εo × εs) / d C = (A × ε o × ε s ) / d

여기서, C는 전극부와 저장용기 내 액체 사이의 전체 정전 용량, A는 전극부(20)와 대향하는 저장용기 내 액체의 대향면적, d는 저장용기의 두께, εo는 진공의 유전율, εs는 물의 비유전율이다. Where C is the total capacitance between the electrode portion and the liquid in the reservoir, A is the opposing area of the liquid in the reservoir facing the electrode portion 20, d is the thickness of the reservoir, ε o is the dielectric constant of the vacuum, ε s is the relative dielectric constant of water.

물과 같은 극성분자는 분자 구조상 극성을 가질 수 밖에 없고, 산소가 음극(-)성, 수소가 양극성(+)을 갖기 때문에 분자 자체가 극성을 가지고 있다. Polar molecules such as water are inevitably polar in their molecular structure, and the molecules themselves have polarity because oxygen has a negative polarity and hydrogen has a positive polarity.

이 경우, 전극부(20)에 전원이 공급되어 전기장이 가해지면 물 분자 자체가 분극되어 전극부(20)에 대향하는 소정의 전극 역할을 하게 되고, 그로 인해 전극부(20)와 액체(물 )사이에 정전 용량이 계산되어 질 수 있다. In this case, when power is supplied to the electrode unit 20 and an electric field is applied, the water molecules themselves are polarized to serve as a predetermined electrode facing the electrode unit 20, and thus the electrode unit 20 and the liquid (water The capacitance can be calculated between

설명의 편의를 위하여 도 3 (a), (b), (c)에서의 정전 용량을 각각 C1, C2, C3이라 하고 이하에서 정전용량의 계산과정을 설명한다. For convenience of explanation, the capacitances in FIGS. 3A, 3B, and 3C will be referred to as C 1 , C 2, and C 3 , respectively.

도 3 (a)를 참조하면, 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적은 0 이다. 따라서, 상기 수학식 1에 의하면 A=0 이 되고, 그로 인해 C1은 0 이 된다. Referring to FIG. 3A, the opposing area of the liquid opposing the electrode portion 20 is zero. Therefore, according to the equation (1) it becomes A = 0, whereby C 1 is zero.

도 3 (b)를 참조하면, 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적은 A1 이다. 따라서, 상기 수학식 1에 의하면 A=A1 이 되고, 그로 인해 C2는 소정의 값을 갖게 된다. Referring to FIG. 3B, the opposing area of the liquid facing the electrode portion 20 is A 1 . Therefore, according to Equation 1, A = A 1 , and thus C 2 has a predetermined value.

도 3 (c)를 참조하면, 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적은 A2 이다. 따라서, 상기 수학식 1에 의하면 A=A2 이 되고, 그로 인해 C3는 소정의 값을 갖게 된다. Referring to FIG. 3 (c), the opposing area of the liquid opposing the electrode portion 20 is A 2 . Therefore, according to Equation 1 above, A = A 2 , whereby C 3 has a predetermined value.

액체의 수위가 상승함에 따라 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적도 커지게 되므로, 상기 수학식 1에 의할 때 C1, C2, C3 사이의 대소관계는 C1 < C2 < C3 이 된다. As the level of the liquid rises, the opposing area of the liquid facing the electrode portion 20 also increases, and according to Equation 1, the magnitude relationship between C 1 , C 2, and C 3 is C 1 <C 2. < C 3 .

이와 같이, 저장용기(60) 내 물의 수위가 상승함에 따라 전극부(20)에 대향하는 물의 대향면적은 커지게 되고, 그에 따라 정전 용량도 커지게 된다. 반대로, 저장용기(60) 내 물이 서서히 줄어들어 물의 수위가 낮아지면, 물의 비유전율이 공기보다 크기 때문에 정전 용량도 감소하게 된다. As such, as the level of water in the storage container 60 rises, the opposing area of the water facing the electrode unit 20 becomes large, thereby increasing the capacitance. On the contrary, when the water level in the storage container 60 decreases gradually to lower the water level, the capacitance of the water is larger than that of the air, thereby reducing the capacitance.

따라서, 전극부(20)는 이와 같이 물의 수위가 상승할수록 정전용량이 커지므로, 정전용량이 증가하면 물의 수위가 상승함을 감지할 수 있고, 정전용량이 감소하면 물의 수위가 하강함을 감지할 수 있으므로, 전극부(20)에서 저장용기(60) 내 정전용량 변화를 감지함으로써 물의 수위를 알 수 있다. Accordingly, the electrode unit 20 may increase the capacitance as the water level rises as described above. Therefore, when the capacitance increases, the electrode level 20 may detect that the water level rises, and when the capacitance decreases, the water level decreases. Since the electrode unit 20 detects the capacitance change in the storage container 60, the water level may be known.

전극부(20)는 이와 같이 전극부(20)에 대향하는 액체의 대향면적이 변화함에 따라 가변되는 정전용량을 감지하고, 감지된 정전용량 감지신호를 회로기판(40)으로 전달한다. In this way, the electrode unit 20 senses a capacitance changed as the area of the liquid facing the electrode unit 20 changes, and transmits the sensed capacitance detection signal to the circuit board 40.

여기서, 스프링(30)은 전극부(20)를 지지함과 동시에, 전극부(20)에서 감지되는 정전용량 감지신호를 회로기판(40)으로 전달한다. Here, the spring 30 supports the electrode unit 20 and transmits a capacitance sensing signal detected by the electrode unit 20 to the circuit board 40.

따라서, 스프링(30)이 전극부(20)를 탄성적으로 지지함으로써 전극부(20)가 안정감있게 하우징 내에 장착될 수 있어 정전용량형 액체수위센서(100)의 내부구조가 더욱 긴밀해질 수 있을 뿐만 아니라 전극부(20)로부터의 정전용량 감지신호를 용이하게 회로기판(40)으로 전달할 수 있는 이점이 있다. Therefore, the spring 30 is elastically supporting the electrode 20, the electrode 20 can be mounted in the housing in a stable sense, the internal structure of the capacitive liquid level sensor 100 can be more closely In addition, there is an advantage in that the capacitance detection signal from the electrode unit 20 can be easily transferred to the circuit board 40.

회로기판(40)에는 전극부(20)에서 감지된 정전용량 감지신호를 소정의 데이터로 변환하도록 검파회로, 증폭회로 및 출력회로를 경유하여 신호처리한다. 즉, 전극부(20)에서 감지된 정전용량의 변화량을 외부에서 인식할 수 있는 데이터로 변환시킨다. 상기 검파회로, 증폭회로 및 출력회로는 이미 공지되거나 종래기술을 통해 널리 사용되고 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The circuit board 40 performs signal processing via a detection circuit, an amplifier circuit, and an output circuit to convert the capacitance sensing signal detected by the electrode unit 20 into predetermined data. That is, the amount of change in capacitance sensed by the electrode unit 20 is converted into data that can be recognized externally. The detection circuit, the amplifier circuit and the output circuit is already known or widely used through the prior art, so a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 정전용량형 액체수위센서(100)는 회로기판(40)에 연결되어 전극부(20)로부터의 정전용량 감지신호를 외부로 출력하는 신호 터미널(53)과, 회로기판(40) 및 전극부(20)에 전원을 공급하도록 회로기판(40)에 연결되는 전원 터미널(51)과, 기준 전위를 제공하는 접지 터미널(52)을 더 포함한다. Capacitive liquid level sensor 100 of the present invention is connected to the circuit board 40, the signal terminal 53 for outputting the capacitance detection signal from the electrode unit 20, the circuit board 40 and It further includes a power supply terminal 51 connected to the circuit board 40 to supply power to the electrode unit 20, and a ground terminal 52 providing a reference potential.

상기 신호 터미널(53), 전원 터미널(51), 접지 터미널(52)은 각각 회로기판(40) 상에 형성된 터미널 홀(41, 42, 43)에 연결된다. The signal terminal 53, the power terminal 51, and the ground terminal 52 are connected to terminal holes 41, 42, and 43 formed on the circuit board 40, respectively.

신호 터미널(53)의 일단은 회로기판(40) 상의 터미널 홀(41)에 연결되어 하우징(50) 외부로 노출되고, 타단은 전극부(20)로부터 회로기판(40)으로 전달되어 처리된 정전용량 감지신호를 외부로 출력하고, 외부로 출력된 신호는 소정의 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다. One end of the signal terminal 53 is connected to the terminal hole 41 on the circuit board 40 to be exposed to the outside of the housing 50, and the other end is transferred from the electrode part 20 to the circuit board 40 to be processed. The capacitive sensing signal may be output to the outside, and the signal output to the outside may be displayed through a predetermined display unit.

외부에 구비된 전원(미도시)은 전원케이블 또는 회로기판용 커넥터를 통해 전원 터미널(51)에 연결되어 회로기판(40) 및 전극부(20)에 전원을 공급할 수 있 다. A power source (not shown) provided outside may be connected to the power terminal 51 through a power cable or a connector for a circuit board to supply power to the circuit board 40 and the electrode unit 20.

도 4에 도시된 비교예를 통해 본 발명과 비교하면, 비교예에서는 LED 조명의 전반사를 이용하여 수신부에 수신되는 광을 집광하여 액체의 수위를 검출하는 광방식 센서를 도시하고 있다. Compared with the present invention through the comparative example shown in Figure 4, the comparative example shows a light-type sensor for detecting the liquid level by condensing the light received by the receiver using the total reflection of the LED light.

이러한 비교예의 경우, 액체수위센서(200)가 저장용기(60) 내벽에 위치하고 있어, 저장용기(60) 내의 액체(62)와 접촉하는 프리즘(230)에 결로(結露)가 발생할 경우 센서가 오동작할 수 있고, 그로 인해 LED 발광부(210)로부터 조사된 광이 전반사되여 수신부(220)에 수신될 때 수신부(220)에서 감지하는 광량이 부정확해지는 단점이 있다. In this comparative example, the liquid level sensor 200 is located on the inner wall of the storage container 60, and the sensor malfunctions when condensation occurs in the prism 230 in contact with the liquid 62 in the storage container 60. In this case, when the light emitted from the LED light emitting unit 210 is totally reflected and received by the receiving unit 220, the amount of light detected by the receiving unit 220 may be inaccurate.

이에 비해 본 발명의 실시예에서는 액체수위센서(100)가 저장용기(60) 외벽에 위치하고 있어, 센서가 저장용기(60) 내의 액체와 접촉하지 않아 액체의 결로에 따른 센서의 오동작이 방지되는 이점이 있다. In contrast, in the embodiment of the present invention, since the liquid level sensor 100 is located on the outer wall of the storage container 60, the sensor does not come into contact with the liquid in the storage container 60, thereby preventing malfunction of the sensor due to condensation of the liquid. There is this.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 액체수위센서를 나타내는 개략 사시도이다. On the other hand, Figure 5 is a schematic perspective view showing a capacitive liquid level sensor according to another embodiment of the present invention.

도 3에는 정전용량형 액체수위센서(100)가 하나만 도시되었지만, 도 5에 도시된 바와 같이 정전용량형 액체수위센서(110, 120)를 저장용기(60)의 외벽 상하에 별도로 복수 개 구비할 수 있다. Although only one capacitive liquid level sensor 100 is shown in FIG. 3, a plurality of capacitive liquid level sensors 110 and 120 may be provided separately above and below the outer wall of the storage container 60 as illustrated in FIG. 5. Can be.

이와 같이 정전용량형 액체수위센서(110, 120)를 복수 개 구비하게 되면, 저장용기(60) 내의 액체의 수위에 대한 상한값과 하한값을 각각 감지할 수 있다. As such, when the capacitive liquid level sensors 110 and 120 are provided in plural, the upper limit value and the lower limit value of the liquid level in the storage container 60 may be sensed, respectively.

즉, 저장용기(60)의 상측에 배치된 정전용량형 액체수위센서(110)에 의해 액체 수위의 상한을 감지하고, 저장용기(60)의 하측에 배치된 정전용량형 액체수위센서(120)에 의해 액체 수위의 하한을 감지함으로써, 저장용기(60) 내의 액체의 수위를 소정의 상한값과 하한값 사이에서 조절할 수 있다. That is, the capacitive liquid level sensor 110 disposed above the storage container 60 senses an upper limit of the liquid level, and the capacitive liquid level sensor 120 disposed below the storage container 60. By detecting the lower limit of the liquid level, the level of the liquid in the storage container 60 can be adjusted between a predetermined upper limit value and a lower limit value.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 액체수위센서(100)는 저장용기(60) 외벽에 위치하고 있어, 센서가 저장용기(60) 내의 액체와 접촉하지 않아 액체의 결로에 따른 센서의 오동작이 방지되는 이점이 있을 뿐만 아니라, 하우징(50) 내부설계를 최적화함으로써 전극부(20)가 안정감있게 하우징 내에 장착될 수 있고 액체수위센서(100)의 크기를 소형화할 수 있으며, 전극부(20)로부터의 정전용량 감지신호를 용이하게 회로기판(40)으로 전달할 수 있는 이점이 있다. As described above, the liquid level sensor 100 of the present invention is located on the outer wall of the storage container 60, so that the sensor does not come into contact with the liquid in the storage container 60, thereby preventing malfunction of the sensor due to condensation of the liquid. In addition to the advantages, by optimizing the internal design of the housing 50, the electrode portion 20 can be mounted in the housing with stability, and the size of the liquid level sensor 100 can be miniaturized. The capacitive sensing signal can be easily transferred to the circuit board 40.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량형 액체수위센서를 나타내는 개략 사시도, 1 is a schematic perspective view showing a capacitive liquid level sensor according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 내부를 나타내는 평단면도,FIG. 2 is a plan sectional view showing the inside of FIG. 1;

도 3은 도 1에 도시된 정전용량형 액체수위센서가 저장용기 외벽에 부착되어 액체의 수위를 감지하는 과정을 도시한 도, 3 is a view illustrating a process of sensing the liquid level by attaching the capacitive liquid level sensor shown in FIG. 1 to the outer wall of the storage container;

도 4는 본 발명의 비교예에 따른 액체수위센서가 저장용기 내벽에 부착되어 액체의 수위를 감지하는 과정을 도시한 도, 4 is a view illustrating a process of detecting a liquid level by attaching a liquid level sensor to an inner wall of a storage container according to a comparative example of the present invention;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 액체수위센서를 나타내는 개략 사시도이다. 5 is a schematic perspective view showing a capacitive liquid level sensor according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 커버 20: 전극부10: cover 20: electrode part

30: 스프링 40: 회로기판30: spring 40: circuit board

50: 하우징 60: 저장용기50: housing 60: storage container

100, 110, 120: 정전용량형 액체수위센서 100, 110, 120: Capacitive liquid level sensor

Claims (7)

액체를 저장하는 저장용기의 외벽에 부착되는 하우징;A housing attached to an outer wall of the storage container for storing the liquid; 상기 하우징의 내부 중앙에 형성된 돌기에 관통되는 회로기판; A circuit board penetrating the protrusion formed in the inner center of the housing; 상기 돌기에 외삽되는 스프링;A spring extrapolated to the protrusion; 상기 하우징의 상부를 덮는 커버; 및A cover covering an upper portion of the housing; And 상기 커버의 하면에 부착되어 상기 스프링에 의해 지지되고, 상기 저장용기 내의 액체의 수위의 변화에 따라 가변되는 정전용량을 감지하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서.And an electrode unit attached to a lower surface of the cover and supported by the spring, the electrode unit sensing a capacitance varying with a change in the level of the liquid in the storage container. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전극부에 대향하는 액체의 대향면적이 변화함에 따라 상기 정전용량이 가변되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서.The capacitance of the liquid level sensor, characterized in that the capacitance is changed as the opposing area of the liquid facing the electrode portion changes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스프링을 통해 상기 전극부에서 감지되는 정전용량 감지신호가 상기 회로기판으로 전달되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서.Capacitive liquid level sensor, characterized in that the capacitance detection signal detected by the electrode portion through the spring is transmitted to the circuit board. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회로기판에 연결되어 상기 전극부로부터의 정전용량 감지신호를 외부로 출력하는 신호 터미널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서.Capacitive liquid level sensor further comprises a signal terminal connected to the circuit board for outputting the capacitance detection signal from the electrode portion to the outside. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회로기판에 연결되어 상기 회로기판 및 상기 전극부로 전원을 공급하는 전원 터미널 및 접지 터미널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서.And a power terminal and a ground terminal connected to the circuit board and supplying power to the circuit board and the electrode unit. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 정전용량형 액체수위센서는 상기 저장용기 내의 액체의 수위에 대한 상한값과 하한값을 각각 감지하도록 상기 저장용기의 외벽 상하에 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 액체수위센서. The capacitive liquid level sensor is a capacitive liquid level sensor, characterized in that provided separately above and below the outer wall of the storage container to detect the upper limit and the lower limit for the level of the liquid in the storage container, respectively. 삭제delete
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