KR101948784B1 - 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치 - Google Patents

초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 종래의 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료 잔량 측정 장치에 비해 배선을 간략화 할 수 있고, 조립방식을 단순화할 수 있으며, 온도변화에 따라 탱크가 수축 또는 팽창하는 것에 대응할 수 있는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 관한 것으로, 내부공간으로 연료가 유입되도록 연료탱크 내부에 설치된 측정관, 연료탱크의 내부 상면에 설치되어 상기 측정관의 내부공간에 수용된 연료의 액면에 초음파를 발사하고, 초음파가 액면에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 측정센서, 연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되되, 상기 연료탱크의 하면에 대한 높이가 고정되는 고정반사판, 연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되어 상기 고정반사판으로 초음파를 발사하고, 상기 고정반사판에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 기준센서 및 상기 측정센서에서 측정된 시간, 상기 기준센서에서 측정된 시간, 상기 고정반사판의 높이 및 연료탱크 단면의 면적을 이용하여 연료탱크의 잔량을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치{Apparatus for measuring fuel amount of fuel tank using ultrasonic sensor}
본 발명은 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래의 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료 잔량 측정 장치에 비해 배선을 간략화 할 수 있고, 조립방식을 단순화할 수 있으며, 온도변화에 따라 탱크가 수축 또는 팽창하는 것에 대응할 수 있는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 관한 것이다.
차량에 포함되는 연료탱크에는 연료의 잔량을 측정하기 위한 장치가 설치되어, 연료의 잔량을 운전자에게 알려준다. 종래 연료탱크에 설치되어 연료의 잔량, 즉 연료탱크에 저장된 연료의 수위를 측정하기 위한 장치로는 본 출원인이 특허 출원하여 등록 받은 바 있다.(한국등록특허 제10-1709056호, "차량용 연료탱크의 액위 측정 시스템 및 그 측정 방법", 공고일 2017.03.08., 이하 선행기술 1)
도 1은 선행기술 1의 도면 중 하나를 도시한 것으로, 도 1을 참고하여 선행기술 1과 같은 종래에 연료탱크의 연료 잔량을 측정하는 방식을 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선행기술 1과 같은 종래에는 연료탱크 내부, 즉 연료에 잠기도록 초음파 센서(10)가 설치된다. 초음파 센서(10)는 연료탱크 내부에 설치된 벽면을 향해 초음파를 발사하고, 벽면에 반사되어 되돌아오는 초음파가 수신되는 시간을 측정하는 기준센서(11) 및 연료의 액면을 향해 초음파를 발산하고, 액면에서 반사되는 초음파 재입사되어 수신되는 시간을 측정하는 측정센서(12)를 포함한다. 기준센서(11)에서 벽면까지의 거리는 일정하므로, 기준센서(11)에서 초음파를 발산 후 입사되는 시간을 통해 현재 환경에서(매질 내 온도에 따라 초음파의 속도가 달라짐) 초음파의 속도를 계산할 수 있으며, 기준센서(11)를 통해 계산된 초음파의 속도와 통해 측정센서(12)에서 측정된 시간을 이용해 연료의 높이를 연산하고, 이를 이용해 연료의 잔량을 연산할 수 있다.
한편, 연료탱크에는 연료펌프가 설치된다. 연료펌프는 일반적으로 연료탱크의 상측에서 하측으로 설치되고, 연료탱크의 상부에는 연료펌프의 구동을 위한 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)을 포함하는 플랜지가 설치되고, 연료탱크의 연료잔량을 측정하기 위한 센서의 배선도 플랜지에서 함께 이루어지게 된다. 선행기술 1과 같은 방식은, 초음파 센서(10)의 배선이 상측에서 하측으로 이루어져야 하기 때문에 조립이 불편하고, 배선이 복잡해지는 문제점이 있었고, 일반적으로 합성수지 재질로 이루어지는 연료탱크가 팽창 또는 수축할 경우 측정되는 연료의 잔량이 정확하기 못한 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 개선하기 위해, 초음파 센서를 상측에 설치하는 형태의 한국등록특허 제10-1323399호("초음파 레벨 센서를 이용한 요소수 수위 측정 장치", 공고일 2013.10.29., 이하 선행기술 2)와 같은 기술도 소개되었지만, 선행기술 2와 같은 경우 온도에 따라 유체가 수용되는 탱크가 팽창 또는 수축하여, 센서의 측정값에 오차가 발생하는 것은 고려되지 않는 문제점이 있었다.
1. 한국등록특허 제10-1709056호, "차량용 연료탱크의 액위 측정 시스템 및 그 측정 방법", 공고일 2017.03.08. 2. 한국등록특허 제10-1323399호, "초음파 레벨 센서를 이용한 요소수 수위 측정 장치", 공고일 2013.10.29.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치의 목적은, 연료탱크 내부에 설치되는 연료잔량 측정 장치에 있어서, 배선을 간략화 할 수 있어 조립방식을 단순화할 수 있고, 환경의 변화(온도의 변화)에 따라, 연료탱크가 팽창 또는 수축하더라도 초음파센서에 의해 측정되는 연료의 잔량을 비교적 정확하게 측정할 수 있는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치는, 내부공간으로 연료가 유입되도록 연료탱크 내부에 설치된 측정관, 연료탱크의 내부 상면에 설치되어 상기 측정관의 내부공간에 수용된 연료의 액면에 초음파를 발사하고, 초음파가 액면에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 측정센서, 연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되되, 상기 연료탱크의 하면에 대한 높이가 고정되는 고정반사판, 연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되어 상기 고정반사판으로 초음파를 발사하고, 상기 고정반사판에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 기준센서 및 상기 측정센서에서 측정된 시간, 상기 기준센서에서 측정된 시간, 상기 고정반사판의 높이 및 연료탱크 단면의 면적을 이용하여 연료탱크의 잔량을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정반사판은 상기 연료탱크의 하면에서 상측으로 연장 형성된 부재에 결합되거나, 상기 측정관에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료탱크는 합성수지로 형성되고, 상기 부재 또는 상기 측정관은 상기 연료탱크를 형성하는 합성수지보다 열팽창계수가 작은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정반사판 및 상기 측정관은 연료탱크의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연산부는 상기 기준센서에서 측정된 시간을 통해 상기 기준센서와 고정반사판 사이의 간격을 연산하고, 연료탱크가 팽창 또는 수축하지 않았을 때 기준센서와 고정반사판 사이의 기준간격과 상기 간격을 비교하여 연료탱크의 팽창 또는 수축 정도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연산부는 연산된 연료탱크의 팽창 또는 수축 정도, 상기 기준센서에서 측정된 시간을 통해 연산된 초음파의 속도, 상기 측정센서에서 측정된 시간을 통해 연산된 액면의 높이 및 연료탱크의 단면의 면적을 이용해 연료탱크의 잔량을 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료탱크는 합성수지로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 다양한 실시예에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 의하면, 연료탱크에 수용된 연료의 수위를 측정하는 측정센서와 상기 측정센서의 기준이 되는 기준센서가 연료탱크의 상부에 위치하기 때문에, 연료탱크의 상부에서 배선이 이루어져 배선이 간략화 되고, 연료탱크의 조립방식이 단순화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 연산부에서 기준센서에서 측정되는 고정반사판의 높이를 통해 연료탱크가 팽창 또는 수축되었는지를 판단하고, 이를 연료탱크에 수용된 연료의 잔량 연산에 반영하기 때문에 보다 정확한 연료의 잔량을 연산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 초음파센서가 하부에 위치하는 연료탱크의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예가 설치된 연료탱크의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예가 설치된 연료탱크가 팽창했을 때의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예가 설치된 연료탱크가 수축했을 때의 단면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예가 설치된 연료탱크의 단면도.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 관하여 상세히 설명하며, 각각의 실시예에 포함되는 구성들을 간략히 설명한 후 본 발명의 실시예에 포함되는 구성들 간의 유기적인 동작에 관하여 상세히 설명한다.
[제1실시예]
도 2는 본 발명의 제1실시예가 설치된 연료탱크의 단면을 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예는 연료탱크(20)에 설치되는 측정관(100), 측정센서(200), 고정반사판(300), 기준센서(400) 및 연산부(미도시)를 포함할 수 있다.
연료탱크(20)에는 연료펌프가 설치되지만, 본 발명에서 연료탱크에 설치되는 연료펌프는 크게 중요하지 않기 때문에 도면에서는 생략하고 본 발명의 제1실시예에 관하여 설명한다.
도 2에 도시된 연료탱크(20)는 말 그대로 일종의 수용탱크로써, 연료를 수용한다. 연료탱크(20)는 다양한 운송수단의 연료탱크일 수 있지만, 이하 본 발명의 다양한 실시예에서 연료탱크(20)는 차량에 사용되는 예로써 설명한다.
연료탱크(20)는 제조의 용이성 및 제조단가를 고려하여 합성수지 재질로 형성되는 것이 일반적인데, 연료탱크(20)가 합성수지 재질로 형성될 경우 다양한 요인들에 의한 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축할 수 있다.
도 2에 도시된 측정관(100)은 내부공간을 가지는 일종의 관 또는 튜브로, 일반적으로 측정감도를 높이기 위해 사용되는 사운드 튜브일 수 있다. 상기 측정관(100)은 하부가 연료탱크(20)에 수용된 연료(21)에 잠기도록 연료탱크(20)의 내부에 설치될 수 있으며, 연료(21)에 잠긴 측정관(10)의 하단 또는 중단에는 적어도 하나 이상의 홀이 형성되어 연료(21)가 측정관(100) 내부로 유입되도록 한다.
상기 측정관(100)은 온도의 변화에 따라 열 변형이 적은, 즉 열팽창계수가 작은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 특히 연료탱크(20)를 형성하는 재질인 합성수지보다 열팽창계수가 작은 재질로 형성될 수 있다.
측정관(100)은 상측 및 하측이 개구된 관 또는 튜브 형상이므로, 측정관(100) 내부의 압력은 연료탱크(20)의 내부압력과 같고, 따라서 측정관(100) 내부로 유입된 연료의 높이는 연료탱크(20)의 내부에 수용된 연료(21)의 높이와 동일해진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 측정센서(200)는 측정관(100)과 대응되는 위치의 연료탱크(20)의 내부 상면에 설치되어, 상기 측정관(100)의 내부공간에 수용된 연료의 액면을 향해 초음파를 발사하고, 연료의 액면에서 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신하며, 초음파가 발사 후 수신되기까지의 시간을 측정한다. 거리는 속도에 시간을 곱함으로써 구할 수 있으므로, 연료탱크(20)의 환경에서 공기중 초음파의 전파속도를 구할 수 있으면, 시간을 통해 측정센서(200)에서 연료의 액면까지의 간격을 알 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고정반사판(300)은 연료탱크에 수용된 연료의 상부, 즉 연료탱크(20)의 공기 중에 설치되되, 상기 측정관(100)과 연결 및 고정됨으로써 연료탱크(20)의 내부 하면에 대한 높이가 고정된다. 상기 고정반사판(300)은 정상상태(팽창 또는 수축이 일어나지 않은 상태)에서 연료탱크(20)의 하면과 평행하게 설치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기준센서(400)는 상기 고정반사판(300)의 상부, 즉 연료탱크(20)의 내부 상면에 설치되어 상기 고정반사판(300)을 향해 초음파를 발사하고, 상기 고정반사판(300)에서 반사되어 상기 기준센서(400)로 되돌아오는 시간을 측정한다. 즉, 상기 측정센서(200)와 기준센서(400)는 기능적으로 동일하다.
상기 연산부는 상기 측정센서에서 측정된 시간, 상기 기준센서에서 측정된 시간, 상기 고정반사판의 높이 및 연료탱크 단면의 면적을 이용하여 연료탱크의 잔량을 연산한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1실시예를 이용하여 연료탱크의 잔량을 연산하는 과정을 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 연료탱크(20)는 열 변형, 즉 팽창 또는 수축이 일어나지 않은 상태이다. 도 2의 상태에서 기준센서(400)는 고정반사판(300)을 향해 초음파를 발사하고 반사되어 돌아오는 시간
Figure 112018000028519-pat00001
(단위시간은 초)를 측정한다. 공기 중에서 초음파의 진행속도는 상온(섭씨 20도)에서 초속 약 340m이므로, 아래 수학식을 통해 기준센서(400)와 고정반사판(300) 사이의 간격인
Figure 112018000028519-pat00002
을 연산한다.
[수학식 1]
Figure 112018000028519-pat00003
고정반사판(300)의 높이
Figure 112018000028519-pat00004
와 연료탱크(20)의 높이(보다 상세히는 연료탱크(20)의 하면에서 측정센서(200)까지의 높이)
Figure 112018000028519-pat00005
는 초기 설계 값으로, 사용자가 알고 있는 수치이므로, 아래 수학식을 통해 오차값
Figure 112018000028519-pat00006
을 계산한다.
[수학식 2]
Figure 112018000028519-pat00007
오차값
Figure 112018000028519-pat00008
는 초기 연료탱크(20)의 설계 값과 비교했을 때, 상하 방향으로 수축 또는 팽창했는지를 나타내는 값으로, 오차값
Figure 112018000028519-pat00009
이 0 또는 허용 오차범위 이내일 경우 연료탱크(20)가 팽창 또는 수축하지 않은 상태이고, 오차값
Figure 112018000028519-pat00010
이 음수이되 허용 오차범위를 벗어날 경우 팽창한 경우이며, 오차값
Figure 112018000028519-pat00011
이 양수이되 허용 오차범위를 벗어날 경우 수축한 것이다.
도 2와 같이 연료탱크(20)가 팽창하지 않은 경우 오차값
Figure 112018000028519-pat00012
은 0 또는 허용 오차범위 이내이다.
수학식 2를 통해 오차값
Figure 112018000028519-pat00013
을 연산한 후, 측정센서(200)는 측정관(100)의 내부에 수용된 연료의 액면을 향해 초음파를 발사하고, 발사된 초음파가 연료의 액면에서 반사되어 측정센서(200)로 입사되기까지의 시간
Figure 112018000028519-pat00014
을 측정하며, 수학식 1과 같은 방식으로 초음파의 속도에
Figure 112018000028519-pat00015
의 절반을 곱해 측정센서(200)와 연료의 액면 사이의 거리인
Figure 112018000028519-pat00016
을 연산한 후, 아래 수학식을 통해 액면의 높이
Figure 112018000028519-pat00017
을 연산한다.
[수학식 3]
Figure 112018000028519-pat00018
연산부는 액면의 높이
Figure 112018000028519-pat00019
에 연료탱크(20)의 수평방향 단면을 곱함으로써 연료탱크(20)에 수용된 연료의 잔량을 연산할 수 있다. 단, 액면의 높이
Figure 112018000028519-pat00020
에 연료탱크(20)의 수평 방향 단면을 곱하여 연료의 잔량을 연산하는 방식은 연료탱크(20)가 도 2에 도시된 바와 같이 팽창 또는 수축한 상태가 직육면체일 경우를 설명한 것으로, 연료탱크(20)가 팽창 또는 수축하여 직육면체에서 형상이 변화하거나, 애초에 제작된 연료탱크(20)의 형상이 직육면체가 아닐 경우 적분 또는 기타 다양한 방식으로 연료탱크에 수용된 연료의 잔량을 연산할 수 있다.
상기한 과정에서 공기 중 초음파의 진행속도는 온도에 따라 변화할 수 있으나, 상대적으로 고정반사판(300)과 기준센서(400) 사이의 거리는 1m이하로 짧으므로, 연산부에서 초음파의 진행속도는 초속 340m의 상수로 결정하고 상기한 과정을 연산해도 무방하다. 그러나 보다 정확한 연산을 위해 별도의 연료탱크 내부에 온도센서를 구비하고, 연산부는 온도센서에서 측정되는 온도에 따라 서로 다른 초음파의 진행속도를 사용하여 연료의 잔량을 연산할 수 있으며, 이와는 별개로 초음파 센서가 연료탱크의 상부에 설치되어 수평방향으로 초음파를 발사하고, 상기 초음파 센서에서 발사되는 초음파를 반사하는 반사판을 추가적으로 구비함으로써, 연료탱크 내부 공기 중에서 초음파의 진행속도를 실시간으로 연산하여, 보다 정확하게 액면의 높이를 연산할 수 있다.
이하 연료탱크(20)가 팽창 또는 수축했을 경우, 상기 수학식 1 내지 3을 통해 연료 액면의 높이를 측정하는 과정에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예가 설치된 연료탱크가 팽창했을 때의 개략적인 단면을 도시한 것이다. 일반적으로 연료탱크는 좌우방향의 폭이 높이보다 큰 형태로 제조되는데, 이러한 형상일 경우 열팽창에 의한 폭 방향의 변형보다 높이 방향의 변형이 크게 나타나게 된다. 따라서 본 발명에서는 높이 방향의 변형을 중점적으로 설명한다.
도 3에서 연료탱크(20)는 하면이 하측으로 팽창한 상태이다. 이는 연료탱크(20)의 상면에는 플랜지(22)를 비롯하여 PCB(23)와 같은 다른 장치들이 조립되는데 반해, 연료탱크(20)의 하면은 온전히 합성수지 재질이기 때문에, 상대적으로 연료탱크(20)의 상부보다 하면의 열 변형이 크게 나타나기 때문이다.
도 3의 상태에서 기준센서(400)는 고정반사판(300)을 향해 초음파를 발사하고 반사되어 돌아오는 시간
Figure 112018000028519-pat00021
을 측정하고, 수학식 1에
Figure 112018000028519-pat00022
대신
Figure 112018000028519-pat00023
을 적용하여 도 3에서 기준센서(400)와 고정반사판(300) 사이의 간격
Figure 112018000028519-pat00024
을 연산한다. 도 3에서 고정반사판(300)의 높이는 도 2에 비해 하측으로 이동했기 때문에,
Figure 112018000028519-pat00025
은
Figure 112018000028519-pat00026
보다 크게 되고, 따라서 오차값
Figure 112018000028519-pat00027
은 음수가 된다.
이후 측정센서(200)는 측정관(100)의 내부에 수용된 연료의 액면을 향해 초음파를 발사하고, 발사된 초음파가 연료의 액면에서 반사되어 측정센서(200)로 입사되기까지의 시간
Figure 112018000028519-pat00028
을 측정하며, 수학식 1과 같은 방식으로 초음파의 속도에 상기 측정센서(200)에서 발사된 초음파가 진행한 시간의 절반을 곱해, 측정센서(200)와 연료의 액면 사이의 거리인
Figure 112018000028519-pat00029
을 연산한 후, 수학식 3을 통해 연료 액면의 높이
Figure 112018000028519-pat00030
을 연산한다.
Figure 112018000028519-pat00031
는
Figure 112018000028519-pat00032
보다 크지만, 음수인 오차값
Figure 112018000028519-pat00033
이 이를 보상하므로, 연산부는 정확한 연료 액면의 높이
Figure 112018000028519-pat00034
을 연산한다.
상기한 과정은 도 4에 도시된 연료탱크(20)가 수축했을 때도 마찬가지로 적용될 수 있다.
[제2실시예]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제2실시예에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예와 제2실시예는 고정반사판(300)이 연결되어 고정되는 구성이 달라지는 것으로써, 이하 연결 및 고정되는 구성이 변경되는 고정반사판(300)에 대해서만 설명하며, 이하 설명하지 않는 제2실시예의 구성에 대해서는 제1실시예와 도번 또는 명칭이 동일하다면 서로 동일한 구성으로 간주한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고정반사판(300)은 별도의 지지부재(310)에 연결되어 지지된다. 지지부재(310)는 측정관(100)과 동일하게 연료탱크(20)의 하면에서 상측으로 연장 형성되는 부재로써, 다양한 재질로 형성될 수 있으나 열팽창이 덜 일어나는, 즉 열팽창계수가 작은 재질로 형성될 수 있고, 특히 합성수지보다 열팽창계수가 작은 재질로 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 지지부재(310)의 높이, 즉 연료탱크(20)의 하면에서 고정반사판(300)까지의 높이는 제1실시예의
Figure 112018000028519-pat00035
에 대응된다.
지지부재(310)가 설치되는 이유는 측정관(100) 자체가 초음파센서(본 발명의 측정센서(200))의 감도를 높이기 위해 튜브재질로 형성될 경우, 고정반사판(300)이 측정관(100)의 중단에 연결되면 고정반사판(300) 자체가 고정되기에 충분한 강도를 얻지 못할 수 있기 때문이다.
상기한 제1실시예에서 고정반사판(300)이 연결된 측정관(100) 및 제2실시예의 지지부재(310)는 연료탱크의 중앙에 위치할 수 있다. 이는 연료탱크(20)가 열 변형될 경우 연료탱크의 중앙 부분이 가장 크게 변형되고, 가장 크게 변형되는 부분의 오차를 연료의 잔량 측정에 반영할 필요가 있기 때문이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 초음파 센서
11, 400 : 기준센서
12, 200 : 측정센서
20 : 연료탱크
21 : 연료
22 : 플랜지
23 : PCB
100 : 측정관
300 : 고정반사판
310 : 지지부재

Claims (6)

  1. 내부공간으로 연료가 유입되도록 연료탱크 내부에 설치된 측정관;
    연료탱크의 내부 상면에 설치되어 상기 측정관의 내부공간에 수용된 연료의 액면에 초음파를 발사하고, 초음파가 액면에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 측정센서;
    연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되되, 상기 연료탱크의 하면에 대한 높이가 고정되는 고정반사판;
    연료탱크에 수용된 연료의 상부에 설치되어 상기 고정반사판으로 초음파를 발사하고, 상기 고정반사판에서 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 기준센서; 및
    상기 측정센서에서 측정된 시간, 상기 기준센서에서 측정된 시간, 상기 고정반사판의 높이 및 연료탱크 단면의 면적을 이용하여 연료탱크의 잔량을 연산하는 연산부;
    를 포함하되,
    상기 연산부는
    상기 기준센서에서 측정된 시간을 통해 상기 기준센서와 고정반사판 사이의 간격을 연산하고, 연료탱크가 팽창 또는 수축하지 않았을 때 기준센서와 고정반사판 사이의 기준간격과 상기 간격을 비교하여 연료탱크의 팽창 또는 수축 정도를 연산하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정반사판은
    상기 연료탱크의 하면에서 상측으로 연장 형성된 부재에 결합되거나, 상기 측정관에 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연료탱크는
    합성수지로 형성되고,
    상기 부재 또는 상기 측정관은 상기 연료탱크를 형성하는 합성수지보다 열팽창계수가 작은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정반사판 및 상기 측정관은
    연료탱크의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 연산부는
    연산된 연료탱크의 팽창 또는 수축 정도, 상기 기준센서에서 측정된 시간을 통해 연산된 초음파의 속도, 상기 측정센서에서 측정된 시간을 통해 연산된 액면의 높이 및 연료탱크의 단면의 면적을 이용해 연료탱크의 잔량을 연산하는 것을 특징으로 하는 초음파센서를 이용한 연료탱크의 연료잔량 측정 장치.
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