KR20130077512A - Capacitive type digital sensor for detecting liquid level - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정전용량형 수위 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소정의 액체가 저장되는 액체저장탱크와 연통되어 액체저장탱크와 동일 수위를 갖는 바이패스 파이프 외측면상에 탈착 가능하게 설치되어 기존의 정전용량형 센서의 단점을 개선할 수 있고 감지성능을 획기적으로 높인 정전용량형 디지털 수위 감지센서에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitive water level sensor, and more particularly, is in communication with a liquid storage tank in which a predetermined liquid is stored and is detachably installed on an outer surface of the bypass pipe having the same level as the liquid storage tank. The present invention relates to a capacitive digital water level sensor that can improve the disadvantages of the capacitive sensor and dramatically increase the detection performance.
반도체나 LCD, 솔라셀 생산 공정과 같은 분야에서는 물이나 여러 종류의 화학약품과 같은 액체를 보관하다가 사용처에 따라 정확한 양을 공급할 수 있는 저장탱크와 같은 장치를 필요로 한다. 외부로부터 화학약품을 저장탱크 안에 넣거나 생산 라인에서 해당 약품을 빼내갈 때 설정한 높이에 약품이 왔을 때 제어 시스템에 현재 액체면의 높이를 감지하여 알려 주는 센서를 필요로 한다. Applications such as semiconductors, LCDs, and cell production processes require devices such as storage tanks that can store liquids, such as water or other chemicals, and deliver the correct amount depending on the intended use. When chemicals are introduced into the storage tank or taken out of the production line from the outside, a sensor is needed to detect the current liquid level and inform the control system when the chemical is at the set height.
종래에는 저장탱크와 연통되어 저장탱크와 같은 수위를 갖는 바이패스 파이프에 정전용량형 수위 감지센서를 설치하여 액체면의 높이를 감지하였는데 도 5에 도시된 바와 같이, 산업계에서 일반적으로 사용하는 원통형 센서(30)로 바이패스 파이프(20)에 설치하기 위해서는 별도의 센서 고정용 홀더(10)를 설치해야 원하는 높이에 고정시킬 수 있었다.Conventionally, by installing a capacitive water level sensor in a bypass pipe communicating with a storage tank and having the same water level as the storage tank, the height of the liquid surface is detected. As shown in FIG. 5, a cylindrical sensor generally used in the industry In order to install to the
종래의 원통형 센서를 이용한 액체면의 감지에는 여러 가지 문제점들이 있다. 먼저, 센서의 모양이 원통형이며, 센서의 감지면이 원형이라서 여러 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있고, 센서를 고정시키는 홀더나 장치를 쉽게 가공할 수 있으나 파이패스 안쪽에 있는 액체를 감지할 때는 감지 물체와 센서의 감지면 사이의 원칙인 '동일 형태 유지'에 어긋나므로 오감지가 잦았다. 즉, 평판 원형 모양의 센서 감지면과 둥근 파이프 내부에 있는 원기둥 모양의 액체가 모양이 상이하여 감지 성능이 상당히 저하된다. There are various problems in the detection of the liquid surface using a conventional cylindrical sensor. First, the shape of the sensor is cylindrical, and the sensing surface of the sensor is circular, so that it can be applied to various industrial fields, and it is easy to process a holder or a device that fixes the sensor. False detection was frequent because it violated the principle of 'keeping the same shape' between the sensing object and the sensing surface of the sensor. In other words, the plate-shaped sensor sensing surface and the cylindrical liquid inside the round pipe are different in shape, and the sensing performance is considerably degraded.
반도체나 LCD 생산 공정에는 수십 가지의 화학 약품을 사용하고 있으며 각 화학 약품은 고유의 유전상수가 있어 정전용량형 센서로 액체를 감지할 때 감지하는 높이가 유전상수에 따라 일정하지 않다. 따라서 정전용량형 센서에는 감지면 앞에 형성되는 전기장의 세기를 조절하는 가변저항(potentiometer)이 있어 감지를 하려면 각 액체의 특성에 맞게 감도를 조절해 주어야 액체가 센서의 감지면 앞에 왔을 때 오감지를 하지 않는다. 몇 개의 센서라면 일일이 조절을 해도 큰 문제가 되지 않으나 수십 가지 종류의 화학약품을 사용하고 있고 센서 개수만 수 백 개에서 수 천 개가 넘는 현재 반도체 생산 공정에서는 센서의 조절에만 많은 인력이 투입되고 있으며 전문적인 능력을 가지지 않는 사람이 조절할 때는 오감지가 계속 발생하고 있다. Dozens of chemicals are used in the semiconductor and LCD production process, and each chemical has its own dielectric constant, so when detecting liquids with capacitive sensors, the height is not constant depending on the dielectric constant. Therefore, the capacitive sensor has a potentiometer that adjusts the strength of the electric field formed in front of the sensing surface. For sensing, sensitivity must be adjusted according to the characteristics of each liquid. Do not. It is not a big problem if several sensors are adjusted individually, but dozens of different chemicals are used and more than hundreds to thousands of sensors are used in the current semiconductor production process. The five senses continue to occur when a person does not have the ability to control.
도 6은 종래기술의 다른 예로서, 일본 특허(일본 공개특허공부 특개소 61-028824호)에서 표시한 정전용량형 수위 감지센서를 나타내고 있다. 이 형태의 센서는 전극판의 크기와 배열로 인해 감지하는 액체의 유전상수가 아주 낮을 때 감도를 높게 조절하면 전극판의 후방과 옆 방향으로 퍼지는 전기장 때문에 전극판의 전방에 위치한 바이패스 내부의 감지 대상 액체에 대한 감지 성능이 약화되는 문제점이 있다. 이와 함께 바이패스의 주위로 다른 물체가 오거나 사람의 손이 지나가는 경우에도 전극판의 후방과 옆 방향으로 퍼진 전기장에 의해 오감지 되는 사례가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
FIG. 6 shows a capacitive water level sensor as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-028824 as another example of the prior art. This type of sensor detects inside the bypass located in front of the electrode plate due to the electric field spreading laterally and laterally of the electrode plate when the sensitivity is adjusted high when the dielectric constant of the liquid to be detected is very low due to the size and arrangement of the electrode plate. There is a problem that the detection performance for the target liquid is weakened. In addition, there is a problem that frequently occurs when the wrong object is detected by the electric field spread in the rear and side directions of the electrode plate even when other objects come around or the human hand passes around the bypass.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 기존의 원통 모양의 정전용량형 수위 감지센서를 홀더나 기타 보조 장치를 이용하여 바이패스 파이프에 고정시키지 않고 센서를 직접 바이패스 파이프에 탈부착하는 용이함이 있고, 종래의 정전용량형 센서를 사용할 때 가변저항을 이용하여 상이한 화학약품에 따라 센서의 감도를 일일이 조절하는 번거로움을 해결하여 센서를 부착함과 동시에 별도의 감도조절을 하지 않도록 해야 한다. The present invention has been made to solve the above problems, the existing cylindrical capacitive water level sensor is not directly fixed to the bypass pipe by using a holder or other auxiliary device to the bypass pipe It is easy to attach and detach, and solves the trouble of adjusting the sensitivity of the sensor according to different chemicals by using a variable resistor when using a conventional capacitive sensor so that the sensor is not attached and the sensitivity is not adjusted at the same time. Should be.
또한, 종래의 원통형 정전용량형 수위 감지센서와 기존의 파이패스 부착형 센서가 가지는 감지 성능을 획기적으로 높여 화학약품에 따라 감지를 하지 못하는 오감지 현상이 생기는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
In addition, the conventional cylindrical capacitive water level sensor and the conventional pipe-pass type sensor has a purpose to significantly increase the detection performance to prevent the detection of the false detection phenomenon that can not be detected according to the chemical.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 액체를 저장하는 액체저장탱크와 연통되어 액체저장탱크와 동일 수위를 갖는 바이패스 파이프상에 장착되어 액체저장탱크 내의 액체 수위를 감지하는 정전용량형 수위 감지센서로서, 상기 바이패스 파이프의 외주면에 착탈 가능하게 부착되는 제1 차단판과; 상기 제1 차단판의 길이 방향을 따라 외측면에 부착되어 상기 바이패스 파이프에 유입된 액체와 맞닿는 면적의 변화에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 전극부와; 상기 제1 차단판 및 상기 전극부를 감싸며 밀착되는 제2 차단판과; 상기 제1 차단판, 상기 전극부 및 상기 제2 차단판을 감싸며 상기 바이패스 파이프에 착탈 가능하게 고정되는 고정홀더를 포함하여, 상기 바이패스 파이프로 유입된 액체의 수위에 따라 정전용량의 변화량을 감지하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the electrostatic capacity for sensing the liquid level in the liquid storage tank is mounted on the bypass pipe having a same level as the liquid storage tank in communication with the liquid storage tank for storing a predetermined liquid A water level sensor, comprising: a first blocking plate detachably attached to an outer circumferential surface of the bypass pipe; An electrode part attached to an outer surface along a length direction of the first blocking plate to detect a change in capacitance according to a change in an area of the first blocking plate in contact with the liquid introduced into the bypass pipe; A second blocking plate covering the first blocking plate and the electrode unit and being in close contact with each other; And a fixed holder which is detachably fixed to the bypass pipe and surrounds the first blocking plate, the electrode part, and the second blocking plate, and changes the amount of change in capacitance according to the level of the liquid flowing into the bypass pipe. It is characterized by detecting.
본 발명의 상기 전극부는, 상기 제1 차단판의 외측면에 부착되며, 양극을 형성하는 하나 이상의 제1 전극과; 상기 제1 전극의 외측면에 밀착되도록 마련되며, 음극을 형성하는 하나 이상의 제2 전극과; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 마련되어, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 상호 부착시키며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 절연하는 절연부재와; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 각각을 상기 신호처리부로 연결하는 복수의 전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.The electrode unit of the present invention, at least one first electrode attached to the outer surface of the first blocking plate, and forming an anode; At least one second electrode provided to be in close contact with an outer surface of the first electrode and forming a cathode; An insulating member provided between the first electrode and the second electrode to attach the first electrode and the second electrode to each other and to insulate the first electrode from the second electrode; And a plurality of wires connecting each of the first electrode and the second electrode to the signal processor.
또한, 본 발명의 상기 제2 전극은 상기 제1 전극보다 넓은 면적으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the second electrode of the present invention is preferably formed to have a larger area than the first electrode.
본 발명의 상기 제2 전극과 절연 부재로 분리가 되며 상기 제2전극 보다 전압이 더 낮은 음극을 형성하는 차폐 전극을 더 포함되도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a shielding electrode which is separated into the second electrode and the insulating member of the present invention and forms a cathode having a lower voltage than the second electrode.
그리고 상기 센서 회로부상에 정전용량형 수위 감지 센서의 신호 입출력 점검을 위해 일시적으로 회로를 차단시키는 회로 차단 장치가 구비되게 할 수 있다.In addition, a circuit breaker may be provided on the sensor circuit unit to temporarily block a circuit for checking the signal input / output of the capacitive water level sensor.
본 발명의 상기 고정 홀더의 외측면에 감지하려는 액체의 수위가 정전용량값에 따라 감지하는 수위를 표기하기 위한 눈금줄이나 수치 또는 해당 액체의 화학명 중 어느 하나가 명시되게 할 수도 있다.
The level of the liquid to be detected on the outer surface of the fixed holder of the present invention may be one of a grid line or a numerical value or a chemical name of the liquid to indicate the level to be detected according to the capacitance value.
본 발명의 정전용량형 디지털 수위 감지센서에 의하면, 정전용량형 수위 감지센서가 바이패스 파이프에서 탈부착 용이하게 설치됨으로써 종래의 원통형 센서의 설치에서 생기는 홀더와 같은 부가적인 장치들을 생략하여 설치 시 복잡한 조립 공정을 생략할 수 있으며, 감지부의 모양과 배치로 인하여 각각의 화학약품에 따른 개별적인 감지 정도를 세팅하는 과정을 생략할 수 있고, 설치가 끝난 직후 타 전자장비에 신호를 주는 입출력 확인(I/O check)시 생기는 복잡한 과정을 생략하여 간단한 조처만 해도 되도록 하였다. 또 감지 성능을 획기적으로 높여 기존의 원통형 센서에서 자주 발생하던 오감지 현상을 없앨 수 있다.According to the capacitive digital water level sensor of the present invention, the capacitive water level sensor is easily installed and detached from the bypass pipe, thereby eliminating additional devices such as a holder generated in the installation of a conventional cylindrical sensor. The process can be omitted, and the process of setting individual sensing level according to each chemical can be omitted due to the shape and arrangement of the sensing unit, and the input / output check that signals other electronic equipment immediately after installation (I / O Simple steps are omitted by eliminating the complicated process of checking. In addition, the detection performance can be dramatically increased to eliminate the erroneous detection phenomenon frequently occurred in the conventional cylindrical sensor.
(Di/D0)compare
(D i / D 0 )
(일본 61-028824호)
[도 7]과 같은 환경Existing Patent
(Japan 61-028824)
Environment as shown in FIG. 7
0.00728x10-10 D 0 =
0.00728x10 -10
[도 8]과 같이 할 때The difference between the detector electrodes
When shown in Figure 8
0.0448x10-10 D 1 =
0.0448 x 10 -10
(615% 증가)D 1 / D 0 = 6.15
(615% increase)
감지부 전극을
[도 9]와 같이 할 때In the present invention
Sensor electrode
When shown in Figure 9
0.0664x10-10 D 2 =
0.0664x10 -10
(912% 증가)D 2 / D 0 = 9.12
(912% increase)
상기 <표 1>에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 정전용량형 센서의 감지부를 배열했을 때 기존의 특허를 적용한 센서보다 거의 9배나 더 감지성능이 뛰어나다.
As can be seen in Table 1, when the sensing unit of the capacitive sensor according to the present invention is arranged, the sensing performance is almost 9 times higher than that of the conventional patented sensor.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지센서가 바이패스 파이프에 부착된 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 분해 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 조립 상태의 평단면도,
도 5는 바이패스 파이프에 장착된 종래의 원통형의 정전 용량형 센서를 도시한 도면,
도 6은 종래의 바이패스 부착형 센서 구조의 다른 예를 도시한 도면,
도 7은 종래 기술에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 감지 상태에 따른 전기장의 분포를 보여 주는 도면
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 감지 상태에 따른 전기장의 분포를 보여 주는 도면
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 감지 상태에 따른 전기장의 분포를 보여 주는 도면1 is a view showing a state in which the capacitive water level sensor according to the present invention is attached to the bypass pipe,
2 is an exploded perspective view showing the structure of a capacitive water level sensor according to the present invention;
3 is an exploded cross-sectional view showing a structure of a capacitive water level sensor according to the present invention;
Figure 4 is a plan sectional view of the assembled state showing the structure of the capacitive water level sensor according to the invention,
5 shows a conventional cylindrical capacitive sensor mounted on a bypass pipe, FIG.
6 is a view showing another example of a conventional bypass attached sensor structure;
7 is a view showing the distribution of the electric field according to the detection state of the capacitive water level sensor according to the prior art
8 is a view showing the distribution of the electric field according to the sensing state of the capacitive water level sensor according to the first embodiment of the present invention
9 is a view showing the distribution of the electric field according to the sensing state of the capacitive water level sensor according to the second embodiment of the present invention
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the Example of this invention is described in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지 센서를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a capacitive water level sensor according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지 센서는, 액체저장탱크와 동일 수위를 갖는 바이패스 파이프(120)와, 상기 바이패스 파이프(120)에 탈착 가능하게 고정되어 바이패스 파이프(120)로 유입된 액체의 수위에 따라 정전용량의 변화량을 감지하는 정전용량형 수위 감지센서의 감지부(150)와, 상기 정전용량 감지센서의 감지부(150)에서 감지된 정전용량의 변화량을 수위값으로 변환하도록 신호 처리하는 신호처리부(160)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the capacitive water level sensor according to the present invention is a
이하, 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지시스템에 설치되는 정전용량형 수위 감지센서를 제2 실시 예로 구성하여 설명한다.Hereinafter, the capacitive water level sensor installed in the capacitive water level detection system according to the present invention will be described by configuring the second embodiment.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 분해 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 구조를 보여주는 조립 단면도이다. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the capacitive water level sensor according to the second embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded cross-sectional view showing the structure of the capacitive water level sensor according to the second embodiment of the
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서는, 바이패스 파이프(120)의 외주면에 착탈 가능하게 밀착되는 제1 차단판(133)과, 상기 제1 차단판(133)의 길이 방향을 따라 외측면에 부착되어 바이패스 파이프(120)에 유입된 액체와 맞닿는 면적의 변화에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 양극(+) 역할을 하는 제1 전극부(145)와, 제1 전극부(145)를 감싸며 부착되는 절연 부재(144)과 절연 부재(144)을 덮는 음극(-) 역할을 하는 제2 전극부(143), 제2 전극부(143)을 감싸는 절연 부재(142), 절연 부재(142) 뒤로 전체를 덮는 차페 전극 역할을 하는 제3 전극판(141)과 상기 제1 차단판(133), 제1 전극부(145), 절연 부재(144), 제2 전극부(143), 절연 부재(142), 제3 전극판(141)을 감싸며 바이패스 파이프(120)에 착탈 가능하게 하는 고정 홀더(150)를 포함한다. 2 to 3, the capacitive water level sensor according to the second embodiment includes a
제1 차단판(133)은 두께가 얇은 경질의 고분자화합물(PVC 등) 등의 부도체로 이루어지며, 내화학성이 있어 바이패스 파이프(120)에서 스며 나오는 화학물질 등의 액체로부터 전극부(145, 143, 141)를 보호한다. 여기서, 제1 차단판(133)은 접착성분이 없어 바이패스 파이프(120)의 외주면에 밀착되지만 달라붙지 않아 탈부착이 용이하다.The
전극부(145,143,141)는 제1 차단판(133)의 외측면에 부착되어 바이패스 파이프(120)를 통하여 정전용량 변화를 감지하여 액체저장탱크 내부에 저장된 액체의 수위를 측정한다.The
이와 같은 전극부(145,143,141)는, 제1 차단판(133)의 외측면에 부착되며 양극을 형성하는 제1 전극(145)과, 상기 제1 전극(145)의 외측면에 밀착되도록 마련되며 음극을 형성하는 제2 전극(143)과, 상기 제1 전극(145)과 제2 전극(143)의 사이에 마련되어 제1 전극(145) 및 제2 전극(143)을 상호 부착시키며 제1 전극(145)과 제2 전극(143) 사이를 절연하는 절연 부재(144)와, 각각의 제1 전극(145), 제2 전극(143) 및 차페 전극(141)을 신호처리부(160)로 연결하는 복수의 전선을 포함한다.The
다시 말해서, 양극을 갖는 제1 전극(145)은 제1 차단판(133)의 길이방향을 따라 부착하고, 제1 전극(145)의 외주면에는 절연체로 이루어지는 절연부재(144)를 부착하며, 절연부재(144)의 외측면에는 제1 전극(145)보다 다소 넓은 폭으로 이루어져 음극을 갖는 제2 전극(143)을 부착시킨다. 이때, 제1 전극(145)과 제2 전극(143)은 절연부재(144)를 통해 절연된다.In other words, the
여기서, 차폐 전극(141)은 음극을 갖도록 하여 제2 전극(143)보다 더 낮은 전압을 유지시킴으로써 외부에서 예민한 감지 전극에 미치는 영향을 막아 주고, 제1 전극(143)과 제2 전극(143)에서 발생하는 전기장을 바이패스 파이프 쪽으로 집중 시켜 감지 성능을 향상시키는 역할을 한다. Here, the shielding
이렇게 양극 역할을 하는 제1 전극(145)보다 더 폭이 넓은 음극인 제2 전극(143)을 구성하고 여기에 차페 전극(141)을 제2 전극(143) 보다 더 폭이 넓게 하고 전압을 더 낮게 유지하여 종래의 기술을 적용했을 때보다 감지성능을 비약적으로 향상시킨다. The
전극부(145,143,141)의 길이는 반도체나 LCD, 솔라셀 제조공정에 사용하는 화학약품을 대부분 감지하는 위치를 포함하는 길이를 산정하여 바이패스(120)의 길이 방향으로 길게 배치한다.The lengths of the
제2 차단판(132)은 제1 차단판(133) 및 전극부(145, 143, 141)를 감싸며 제1 차단판(133)의 외측면에 밀착되어 전극부(145,143,141)를 보호하고, 제2 차단판(132)의 외주면에는 전극부(145, 143, 141)에 연결된 복수의 전선이 고정홀더(160)의 내측으로 인입되도록 관통되는 통과공(131)이 형성된다. 제2 차단판(132)도 제1 차단판(133)과 동일한 고분자화합물(PVC 등) 등의 부도체로 이루어지는 것이 바람직하다.The
고정홀더(150) 또한 내화학성이 있는 고분자화합물(PVC, PE, PTFE 등)로 형성되며, 제1 차단판(133), 전극부(145, 143, 141) 및 제2 차단판(132)을 내측에 수용하여 바이패스 파이프(120)에 착탈 가능하게 고정된다. 이러한 고정홀더(150)는, 바이패스 파이프(120)의 외주면을 부분적으로 감싸며 제1 차단판(133), 전극부(145, 143, 141) 및 제2 차단판(132)을 수용하는 수용부(152)가 형성된 홀더 몸체(153)와, 상기 홀더 몸체(153)의 양단부로부터 연장되며 바이패스 파이프(120)의 외주면에 면접촉하여 착탈 가능하게 끼움 결합되는 접촉부를 갖는 한 쌍의 스토퍼(154)를 포함하여 이루어진다.The fixing
상기 홀더 몸체(153)는 원형의 단면을 갖는 바이패스 파이프(120)의 반원주면을 감싸도록 형성되어 내측에 제1 차단판(133), 전극부(145, 143, 141) 및 제2 차단판(132)을 수용하는 수용부(152)를 형성한다. The
또한, 홀더 몸체(153)에는 내측면에 전극부(145, 143, 141)로부터 신호처리부(160)로 연결된 전선을 수용하는 전선 수용홈(152)이 마련된다. 즉, 전선 수용홈(152)은 홀더 몸체(153)의 길이방향을 따라 형성되며, 전극부(145, 143, 141)에 연결되어 제2 차단판(132)의 통과공(131)을 통과한 복수의 전선이 전선 수용홈(152)에 수용되어 전선이 외부로 노출되지 않도록 하여 액체로부터 보호한다.In addition, the
한 쌍의 스톱퍼(154)는 바이패스 파이프(120)의 반원주면을 감싸는 홀더 몸체(153)의 양단부에 연장 형성되며, 바이패스 파이프(120)의 외주면에 면접촉하여 착탈 가능하게 끼움 결합되는 접촉부(155)를 갖는다. 즉, 홀더 몸체(153)를 바이패스 파이프(120)의 외주면에 끼움 결합하면 홀더 몸체(153)의 양단부에 연장된 한 쌍의 스톱퍼(154)가 바이패스 파이프(120)의 반원주면 이상을 감싸게 되며, 한 쌍의 스톱퍼(154)의 각각의 접촉부(155)가 바이패스 파이프(120)의 외주면과 면접촉하여 탄력적으로 지지된다.The pair of
이러한 구성을 통해, 고정홀더(150)는 바이패스 파이프(120)에 부착된 제1 차단판(133), 전극부(145, 143, 141) 및 제2 차단판(132)을 보호하며, 바이패스 파이프(120)로부터 착탈 가능하게 고정됨으로써 수위 감지센서의 교체를 용이하게 한다.Through this configuration, the fixing
고정홀더(150)의 외부에는 화학약품의 유전상수에 따라 센서의 감지신호가 나오는 위치를 표기하는 눈금(157)을 넣어 화학약품의 수위에 따른 감지신호가 나오는 위치를 쉽게 알도록 증류수나 대표적인 화학약품의 이름을 명기한다. 일반적으로 현재 사용하고 있는 원통형의 정전용량형 센서는 각 화학약품의 유전상수에 따라 감지신호를 낼 수 있는 위치를 고정하는 대신 센서의 감도를 일일이 조절하였으나 본 발명에 따르는 센서는 감도를 조절할 필요가 없이 각 화학약품의 유전상수에 따라 바이패스(120)의 상이한 위치에서 감지신호가 나오는 것을 본 발명에 따르는 센서의 범위 내에서 가능함을 표기하기 위함이다. Outside the fixed
센서의 감지회로부(160)는 고정홀더(150)의 바깥 면 쪽에 편평하게 하여 고정시켜 감지부와 일체형으로 하며 PLC와 같은 외부 전자장비에 신호를 주거나 전원을 통하는 전선은 케이블 일체형(161)으로 하든지 아니면 금속 커넥터를 사용하여 쉽게 결합 분리가 되도록 한다.The
센서의 설치가 끝나고 외부 전자장비와 연결한 다음 센서에서 전기신호가 제대로 나오는가 알아보기 위해 입출입 점검(I/O check)을 하는데 종래에는 정전용량형 센서의 감지 조절부위(가변저항(potentiometer))를 최대로 하여 신호를 내고 외부 전자장비의 신호 수용 확인이 끝나면 다시 조절 부위를 적당하게 돌린다. 이렇게 할 경우 나중에 화학약품이 올라올 때 조절 부위로 감도를 적당히 조절하여 해당 화학약품에 맞추어야 한다. 설치된 센서의 수가 수백 개에서 수천 개가 될 때는 많은 인력을 투입하여 일일이 센서의 입출력점검을 하고 나중에 화학약품이 들어올 때 다시 정밀하게 가변저항으로 수위를 감지하는 감도를 조절해야 한다. After the installation of the sensor is completed, I / O check is performed to check whether the electric signal is properly received from the external electronic equipment. Conventionally, the detection control part (potentiometer) of the capacitive sensor is checked. After maximizing the signal and confirming the acceptance of the signal by the external electronic equipment, turn the adjustment part properly. In this case, when the chemical comes up later, the sensitivity should be appropriately adjusted to the control site to match the chemical. When hundreds or thousands of sensors are installed, a lot of manpower must be put in to check the sensor's input and output, and when the chemicals come in later, the sensitivity to detect the water level with a variable resistor is precisely adjusted.
그러나, 본 발명에서는 센서 회로부(160)상에 정전용량형 수위 감지 센서의 신호 입출력 점검을 위해 일시적으로 회로를 차단시키는 회로 차단 장치가 구비되도록 한다. However, in the present invention, a circuit breaker is provided on the
즉, 본 본 발명에서는 입출력점검용 확인부위를 회로에 삽입하여 센서의 입출력점검을 할 때는 압력용 버턴이나 레버 등의 회로 차단 장치를 이용하여 출력신호를 내어 외부 전자장비에 신호를 주고 입출력점검이 끝나면 원위치로 하여 화학약품에 들어올 때 어느 위치에 오든 지 센서는 정확하게 감지하여 신호를 낸다. That is, in the present invention, when the input and output check confirmation portion is inserted into the circuit to check the input and output of the sensor, the output signal is output by using a circuit breaker such as a pressure button or a lever to give an output signal to the external electronic equipment, and the input / output check is performed. When finished, the sensor will detect and signal exactly where it is when it enters the chemical.
한편, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 감지 상태에 따른 전기장의 분포를 보여 주는 도면이고,On the other hand, Figure 8 is a view showing the distribution of the electric field according to the sensing state of the capacitive water level sensor according to the first embodiment of the present invention,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서의 감지 상태에 따른 전기장의 분포를 보여 주는 도면이다.9 is a view showing the distribution of the electric field according to the sensing state of the capacitive water level sensor according to the second embodiment of the present invention.
상기 각 도면은 바이패스 파이프(120)를 위에서 절단한 평단면도의 상태에서, 바이패스 파이프(120)의 외측면에 장착된 본 발명의 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서(100 또는 100')에 의해 그 주변에 형성되는 전기장의 분포 상태를 도시한 도면이다.Each of the drawings shows a capacitive
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 경우를 도시한 도면으로, 본 발명의 정전용량형 수위 감지센서(100')에 차폐전극이 구비되지 않은 경우이며, 도 8의 (a)는 바이패스 파이프(120)의 내부에 물이 없을 때의 상태이고, 도 8의 (b)는 바이패스 파이프(120)의 내부로 물이 찰 때의 전기장의 분포 상태를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a case of the first embodiment of the present invention, in which the shielding electrode is not provided in the capacitive water level sensor 100 'of the present invention, and FIG. It is a state when there is no water inside the inside of 120, FIG. 8 (b) is a figure which shows the distribution state of the electric field when water fills in the
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서(100')의 경우, 바이패스 파이프(120)의 내부로 물이 찰 때 전기장이 정전용량형 수위 감지센서(100')의 전방 뿐만 아니라 측방과 후방으로도 분포가 되므로, 정전용량형 수위 감지센서(100')의 감지성능이 일부 떨어지게 된다.As shown, in the case of the capacitive water level sensor 100 'according to the first embodiment of the present invention, when the water fills the inside of the
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서(100)의 경우로서, 정전용량형 수위 감지센서(100)의 내부에 차폐전극이 구비되고, 자폐전극의 전방에 위치한 음(-) 전극의 면적을 보다 넓게 한 경우이며, 도 9의 (a)는 바이패스 파이프(120)의 내부에 물이 없을 때의 상태이고, 도 8의 (b)는 바이패스 파이프(120)의 내부로 물이 찰 때의 전기장의 분포 상태를 나타낸 도면이다.9 is a case of the capacitive
본 실시예의 경우에서는, 위 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 차폐전극의 설치로 인해 정전용량형 수위 감지센서(100)의 후방으로 형성되는 전기장이 거의 없게 되고, 센서의 전방으로 대부분의 전기장이 형성되므로 정전용량형 수위 감지센서(100)의 감지 성능이 좋아지게 되는 것이다.In the case of this embodiment, as can be seen in the above figure, due to the installation of the shielding electrode almost no electric field formed to the rear of the capacitive
참고로, 도 7은 종래의 실시예에 따른 정전용량형 수위 감지센서(30)의 경우로서, 7 9의 (a)는 바이패스 파이프(20)의 내부에 물이 없을 때의 상태이고, 도 7의 (b)는 바이패스 파이프(20)의 내부로 물이 찰 때의 전기장의 분포 상태를 나타낸 도면이다.For reference, FIG. 7 is a case of the capacitive
종래의 정전 용량형 센서(30)의 경우에는, 바이패스 파이프(20)의 내부로 물이 차기 전의 상태나 물이 찬 상태에서나 모두 정전 용량형 센서(30)의 후방으로 많은 전기장의 분포가 형성되므로 정전 용량형 센서(30)의 감지 성능이 본 발명의 경우에 비해 많이 떨어지게 되는 것이다.In the case of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전용량형 수위 감지센서는 정전용량형 수위 감지센서가 바이패스 파이프에서 탈부착 용이하게 설치됨으로써 감지센서가 손상되어 교체가 필요할 때 편리하게 교체 설치할 수 있고, 디지털 정전용량형 센서를 대체하여 구성할 수 있으며, 종래에 문제가 되었던 복잡한 전선을 내부로 수용하여 보호 케이스가 없어도 설치가 가능하여 제조비용을 절감할 수 있고, 아날로그 방식 및 디지털 방식을 조합하여 전극구성을 할 수 있어 종래에 복잡하게 센서를 구성했던 방식을 벗어나서 바이패스 파이프에 간단히 부착하여 신호처리부에 연결만 하면 원하는 신호를 얻을 수 있기 때문에 편리하게 이용할 수 있다.
As described above, the capacitive water level sensor according to the present invention can be easily installed and replaced when the capacitive water level sensor is easily installed and detached from the bypass pipe when the sensor is damaged and needs to be replaced. Capable of replacing the capacitive sensor, it can be installed without a protective case by accommodating the complex wires, which have been a problem in the past, can reduce the manufacturing cost, and electrode configuration by combining analog and digital methods It can be conveniently used because the desired signal can be obtained simply by attaching it to the bypass pipe by simply attaching it to the bypass pipe away from the conventionally configured sensor.
본 발명은, 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
As those skilled in the art to which the present invention pertains, the present invention may be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention. .
120: 바이패스 파이프 131: 전선통과공
132: 제2 차단판 133: 제1 차단판
141: 차폐전극 142: 절연부재
143: 제2 전극판 144: 절연부재
145: 제1 전극판 150: 고정홀더
152: 전선수용부 153: 고정홀더 본체
154: 홀더 스토퍼 157: 액체의 감지 높이 표시부
160: 정전용량형 센서 회로부 161: 전원 및 신호전달 전선
162: I/O 점검용 버턴 120: bypass pipe 131: wire passing through
132: second blocking plate 133: first blocking plate
141: shielding electrode 142: insulating member
143: second electrode plate 144: insulating member
145: first electrode plate 150: fixed holder
152: wire receiving portion 153: fixed holder body
154: holder stopper 157: detection height indicator of the liquid
160: capacitive sensor circuit unit 161: power and signal transmission wire
162: I / O check button
Claims (6)
상기 바이패스 파이프의 외주면에 착탈 가능하게 부착되는 제1 차단판과;
상기 제1 차단판의 길이 방향을 따라 외측면에 부착되어 상기 바이패스 파이프에 유입된 액체와 맞닿는 면적의 변화에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 전극부와;
상기 제1 차단판 및 상기 전극부를 감싸며 밀착되는 제2 차단판과;
상기 제1 차단판, 상기 전극부 및 상기 제2 차단판을 감싸며 상기 바이패스 파이프에 착탈 가능하게 고정되는 고정홀더를 포함하여,
상기 바이패스 파이프로 유입된 액체의 수위에 따라 정전용량의 변화량을 감지하는 정전용량형 디지털 수위 감지센서.A capacitive water level sensor which communicates with a liquid storage tank for storing a predetermined liquid and is mounted on a bypass pipe having the same level as the liquid storage tank to sense the liquid level in the liquid storage tank.
A first blocking plate detachably attached to an outer circumferential surface of the bypass pipe;
An electrode part attached to an outer surface along a length direction of the first blocking plate to detect a change in capacitance according to a change in an area of the first blocking plate in contact with the liquid introduced into the bypass pipe;
A second blocking plate covering the first blocking plate and the electrode unit and being in close contact with each other;
And a fixing holder surrounding the first blocking plate, the electrode unit, and the second blocking plate and detachably fixed to the bypass pipe.
Capacitance-type digital water level sensor for detecting the amount of change in capacitance in accordance with the level of the liquid flowing into the bypass pipe.
상기 전극부는,
상기 제1 차단판의 외측면에 부착되며, 양극을 형성하는 하나 이상의 제1 전극과;
상기 제1 전극의 외측면에 밀착되도록 마련되며, 음극을 형성하는 하나 이상의 제2 전극과;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 마련되어, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 상호 부착시키며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 절연하는 절연부재와;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 각각을 상기 신호처리부로 연결하는 복수의 전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 디지털 수위 감지 센서.The method according to claim 1,
The electrode unit includes:
At least one first electrode attached to an outer surface of the first blocking plate and forming an anode;
At least one second electrode provided to be in close contact with an outer surface of the first electrode and forming a cathode;
An insulating member provided between the first electrode and the second electrode to attach the first electrode and the second electrode to each other and to insulate the first electrode from the second electrode;
And a plurality of wires connecting each of the first electrode and the second electrode to the signal processor.
상기 제2 전극은 상기 제1 전극보다 넓은 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 수위 감지 센서. The method according to claim 2,
The second electrode is a capacitive water level sensor, characterized in that formed in a larger area than the first electrode.
상기 제2 전극과 절연 부재로 분리가 되며 상기 제2전극 보다 전압이 더 낮은 음극을 형성하는 차폐 전극을 더 포함하는 정전용량형 디지털 수위 감지 센서. The method according to claim 2,
And a shielding electrode which is separated into the second electrode and the insulating member and forms a cathode having a lower voltage than the second electrode.
상기 센서 회로부상에 정전용량형 수위 감지 센서의 신호 입출력 점검을 위해 일시적으로 회로를 차단시키는 회로 차단 장치가 구비된 것을 특징으로 하는 정전용량형 디지털 수위 감지 센서.The method according to claim 1,
And a circuit breaker configured to temporarily cut off a circuit for checking the signal input / output of the capacitive water level sensor.
상기 고정 홀더의 외측면에 감지하려는 액체의 수위가 정전용량값에 따라 감지하는 수위를 표기하기 위한 눈금줄이나 수치 또는 해당 액체의 화학명 중 어느 하나가 명시된 것을 특징으로 하는 정전용량형 디지털 수위 감지 센서. The method according to claim 1,
Capacitive digital water level sensor characterized in that the level of the liquid to be detected on the outer surface of the fixed holder to indicate the level detected by the capacitance value or any one of the chemical name of the liquid specified .
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KR1020110146253A KR20130077512A (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Capacitive type digital sensor for detecting liquid level |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105953866A (en) * | 2016-06-25 | 2016-09-21 | 苏州赛智达智能科技有限公司 | Support for horizontally installing liquid level meter |
KR20170008020A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-23 | 주식회사 케이씨텍 | Bracket for Liquid Level Sensor Equipped on Tank |
DE102019124205A1 (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-11 | Ifm Electronic Gmbh | Bracket for a capacitive level sensor |
KR102425294B1 (en) | 2021-12-08 | 2022-07-27 | 대한민국 | An electrical conductivity sensor for sensing the electrical conductivity of a nutrient solution and a nutrient solution supply module including the same |
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2011
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