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KR101301808B1 - 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법 - Google Patents

자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법 Download PDF

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KR101301808B1
KR101301808B1 KR1020070018716A KR20070018716A KR101301808B1 KR 101301808 B1 KR101301808 B1 KR 101301808B1 KR 1020070018716 A KR1020070018716 A KR 1020070018716A KR 20070018716 A KR20070018716 A KR 20070018716A KR 101301808 B1 KR101301808 B1 KR 101301808B1
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South Korea
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container
liquid
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level
ultrasonic transducer
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김종환
윤주환
이영현
유동주
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법에 관한 것으로서, 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부와; 상기 용기 높이 측정부에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와; 상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부와; 용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부와; 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와; 상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명은 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 효과가 있다.
액체분배기, 수위, 용기, 높이, 초음파, 근접, 측정

Description

자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법{ Automatic liquid dispenser and driving method thereof }
도 1은 종래 기술에 따른 액체 분배기가 냉장고에 설치된 상태를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기의 개략적인 구성 블럭도
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 개념도
도 4는 본 발명에 따라 액체 디스펜서부와 초음파 트랜스듀서들이 설치된 상태를 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따라 용기 내의 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따라 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 도면
도 7a와 7b는 본 발명에 따라 버튼식 용기 접촉부가 설치된 자동 액체 분배기에서 용기 높이가 측정되는 개념을 설명하기 위한 개념도
도 8은 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 다른 방법을 도시 한 플로우챠트
도 9a와 9b는 본 발명에 따른 용기 투입을 감지하기 위한 방법을 도시한 플로우챠트
도 10은 본 발명에 따라 초음파 트랜스듀서들로 용기 높이를 측정하는 개념을 설명하기 위한 특성 그래프
<도면의 주요부분에 대한 설명>
200 : 용기 높이 측정부 210 : 용기 높이 결정부
220,400 : 액체 디스펜서부 230 : 저장부
240 : 수위 검출부 250 : 비교부
260 : 제어부 310,311,312 : 용기
410,410b : 발신 초음파 트랜스듀서
421,421a,421b,422,422a,422b,423,423a,423b,424,424b,425b,426b
: 수신 초음파 트랜스듀서
본 발명은 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액체 분배기는 냉장고, 정수기 등에 설치되어 사용자가 쉽게 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.
특히, 냉장고에 설치된 액체 분배기는 냉장고의 도어를 열지않고도 냉장고 외부에 설치된 액체 분배기를 통하여, 냉장고 내부의 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액체 분배기가 냉장고에 설치된 상태를 도시한 사시도로서, 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에는 액체 분배기(120)가 설치되어 있다.
이 액체 분배기(120)는 용기 안착부(130)가 구비되어 있고, 액체를 투출시키는 액체 투출키(미도시)가 액체 분배기(120) 내부에 구비되어 있다.
그러므로, 사용자는 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에 설치된 액체 분배기(120)의 용기 안착부(130)에 용기(140)를 삽입하고, 액체 투출키를 눌러서 액체 투출키가 눌린 시간 동안만 액체를 용기(140)에 투출시킬 수 있는 것이다.
이런, 액체 분배기가 냉장고에 설치된 경우 도어를 열 필요가 없으므로, 냉장실 내부의 냉기가 외부로 유출되지 않아, 냉장고의 전력소모를 줄일 수 있으며, 냉장고에 보관중인 식품들의 신선도를 더 길게 유지할 수 있게 된다.
최근에, 자동으로 구현되는 액체 분배기의 개발이 시도되고 있으며, 자동 액체 분배기는 사용자의 편리성에 중점을 두고 개발이 진행되고 있다.
본 발명은 용기 상부면에서 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 자동 액체 분배기 및 그의 구동 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는,
용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부와;
상기 용기 높이 측정부에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와;
상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부와;
용기 높이에 대하여 사용자에 의해 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부와;
상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와;
상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하여 구성된 자동 액체 분배기가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는,
용기 높이를 측정하는 단계와;
상기 용기내의 액체 수위를 측정하는 단계와;
상기 용기내의 액체 수위가 소정 높이에 이르면 액체의 투출을 중지시키는 단계로 이루어지는 자동 액체 분배기의 구동 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기의 개략적인 구성 블럭도로서, 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부(200)와; 상기 용기 높이 측정부(200)에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부(210)와; 상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부(220)와; 용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부(230)와; 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부(240)와; 상기 용기 높이 결정부(210)에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부(230)에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부(250)로 구성된다.
여기서, 상기 용기 높이 측정부(200), 용기 높이 결정부(210), 액체 디스펜서부(220), 저장부(230), 수위 검출부(240)와 비교부(250)는 제어부(260)의 제어를 받는다.
그리고, 상기 용기 높이 측정부(200)는, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들을 구비하고, 상기 발신 초음파 트랜스듀서에서 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수위 검출부(240)는 상기 용기 높이 측정부(200)의 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 액체 디스펜서부(220) 및 발신 초음파 트랜스듀서와 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서인 것이 바람직하다.
또한, 상기 수위 검출부(240)가 상기 액체 디스펜서부(220) 및 발신 초음파 트랜스듀서와 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서인 경우, 상기 수신 초음파 트랜스듀서는 용기내의 액체 수위를 복수번 측정한다.
그리고, 본 발명에 따른 자동 액체 분배기는, 상기 수신 초음파 트랜스듀서에서 복수번 측정된 액체 수위의 평균치를 계산하여 액체 수위를 결정하는 수위 결정부(미도시)가 더 구비된 것이 바람직하다.
이때, 상기 비교부(250)는 상기 수위 결정부에서 결정된 액체 수위를 입력받는다.
이렇게 구성된 본 발명에 따른 자동 액체 분배기는 사용자가 용기를 투입하면, 상기 제어부(260)는 용기 상부면으로 초음파를 발신하라는 제어신호를 상기 용기 높이 측정부(200)로 출력한다.
그러므로, 상기 용기 높이 측정부(200)의 발신 초음파 트랜스듀서에서 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들에서 수신한다.
이때, 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 복수번 측정한다.
여기서, 복수번 측정이란, 용기내로 액체가 투출되기 시작부터 실시간으로 액체 투출이 완료될 때까지 계속 수행하는 것이다.
그 후, 상기 용기 높이 측정부(200)에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 상기 용기 높이 결정부(210)에서 계산하여 용기 높이를 결정한다.
상기 용기 높이 결정부(210)에서 용기 높이가 결정되면, 상기 제어부(260)는 상기 액체 디스펜서부(220)로 제어신호를 인가하고, 상기 액체 디스펜서부(220)는 용기 내로 액체 투출을 시작한다.
연이어, 상기 액체 디스펜서부(220)가 용기 내로 액체 투출을 시작하면, 수위 검출부(240)는 상기 용기내에서 액체의 수위를 검출한다.
한편, 상기 저장부(230)에는 용기 높이에 대하여 사용자가 원하는 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있다.
예를 들어, 상기 용기 높이의 80%를 액체 수위로 설정하고, 이 설정된 데이 터를 저장부에 저장하는 것이다.
따라서, 상기 비교부(250)는 상기 용기 높이 결정부(210)에서 결정된 용기 높이와 수위를 입력받아, 상기 저장부(230)에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하고, 상기 용기 내의 수위가 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위와 일치하거나 그 이상이면, 상기 제어부(260)는 상기 액체 디스펜서부(220)로 제어신호를 인가하여 액체 투출을 종료시킨다.
따라서, 본 발명은 용기 상부면에 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 개념도로서, 먼저, 용기(310) 높이(h)에 대하여, 상기 용기(310) 내로 투출될 액체 수위(h1)을 설정한다.(도 3a)
이 설정된 액체 수위(h1)는 용기(310)의 크기에 비례하게 된다.(예로, 용기의 70%)
그리고, 이 수위 설정은 사용자가 조작키를 눌러서 설정할 수 있다.
즉, 도 7a와 7b에 도시된 바와 같이, 폭과 높이가 다른 제 1과 2 용 기(311,312)라 할지라도, 제 1과 2 용기(311,312) 각각의 높이(Ha,Hb)의 일정 분율(예로, 용기 높이 대비 70%)을, 투출될 액체의 수위로 설정하면 된다.
예컨대, 용기 높이의 80%까지 액체를 채운다고 하면, 용기 높이의 80%가 투출될 액체의 설정 수위가 된다.
여기서, 제 1 용기(311)의 폭은 'W'이고, 높이가 'Ha'이며, 제 2 용기(312)의 폭은 'W1'이고, 높이가 'Hb'로, 제 1과 2 용기(311,312)는 폭과 높이가 다르다.
그 후, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들이 주위에 배치되어 있는 액체 디스펜서부(400) 하부에 상기 용기(310)가 위치되면, 상기 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 상기 용기(310) 상부면으로 초음파를 발신한다.(도 3b)
그 다음, 상기 용기(310) 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423) 중, 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서(421)로 용기 높이를 복수번 측정하고, 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정한다.(도 3c)
여기서, 상기 용기(310)가 놓여지는 위치 및, 상기 용기(310)의 폭과 높이에 따라, 상기 용기(310)의 상부면에서 반사된 초음파를 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서는 달라진다.
마지막으로, 상기 용기(310)의 높이가 결정된 후, 상기 액체 디스펜서부(400)에서 액체를 상기 용기(310)로 상기 설정 수위까지 투출한다.(도 3d)
이때, 상기 액체 디스펜서부(400)로부터 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트 랜스듀서로 액체 수위를 측정하여 상기 설정 수위에 도달되면, 상기 액체 디스펜서부(400)는 액체의 투출을 종료한다.
그리고, 상기 용기(310) 내부로 투출된 액체의 용기 내부에서의 수위를 수위 검출부로 실시간 검출하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 액체 디스펜서부와 초음파 트랜스듀서들이 설치된 상태를 도시한 도면으로서, 액체 디스펜서부(400)의 주위에 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)이 설치된다.
이 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)은 자유롭게 배치하여 설치하는 것으로, 도 4의 설치도에 국한되는 것은 아니다.
이때, 상기 액체 디스펜서부(400) 하부에 폭이 다른 용기들(321,322)이 놓여지는 경우, 먼저, 폭이 작은 용기 '321'의 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 발신된 초음파가 수신 초음파 트랜스듀서 '423'에 먼저 도달된다면, 수신 초음파 트랜스듀서 '423'으로만 용기 높이를 측정한다.
그리고, 폭이 큰 용기 '322'의 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410)에서 발신된 초음파가 수신 초음파 트랜스듀서 '422'에 가장 먼저 도달되면, 수신 초음파 트랜스듀서 '422'으로만 용기 높이를 측정하는 것이다.
여기서, 상기 발신 초음파 트랜스듀서(410)의 빔각도는 30 ~ 150°가 바람직하다.
이때, 150 °이상의 빔각도에서는 수신 초음파 트랜스듀서들(421,422,423,424)로 발신초음파가 직접 넘어가는 간섭이 발생한다.
그리고, 본 발명은 발신 및 수신 초음파 트랜스듀서들의 외벽에 흡음제를 부착하는 것이 바람직하다.
즉, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들을 사용함으로써, 수신 초음파 트랜스듀서들 각각에서 수신된 초음파가 간섭이 발생되어 용기의 높이 또는 액체 수위를 정확하게 분석하기 어렵기 때문에, 발신 및 수신 초음파 트랜스듀서들의 외벽 전체 또는 일부를 흡음제가 감싸고 있음으로써, 초음파의 간섭을 최소화시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 수신 초음파 트랜스듀서들의 측정 대역은 2㎝ ~ 1m인 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따라 용기 내의 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 본 발명에서는 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 액체 디스펜서부(400)에 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서에서 용기 내의 액체 수위를 측정한다.
즉, 도 5를 참조하면, 액체 디스펜서부(400)의 주위에 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421a,422a,423a)이 설치되어 있는 경우, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'가 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 액체 디스펜서부(400)로부터 가장 근접되어 있으므로, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'로 액 체 수위를 측정한다.
발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'까지의 거리가, 발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 나머지 수신 초음파 트랜스듀서 '423a' 및 '421a'의 거리보다 짧기 때문에, 수신 초음파 트랜스듀서 '422a'가 발신 초음파 트랜스듀서(410)로부터 가장 근접되어 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따라 액체 수위를 측정하는 수신 초음파 트랜스듀서를 설명하기 위한 도면으로서, 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들은 자유롭게 설계하여 배치할 수 있는 것이다.
발신 초음파 트랜스듀서(410b)와 6개의 수신 초음파 트랜스듀서들(421b,422b,423b,424b,425b,426b)이 배치되어 있는 경우, 발신 초음파 트랜스듀서(410b)로부터 수신 초음파 트랜스듀서들(421b,422b,423b,424b,425b,426b )까지의 거리는, D11이 D12 내지 D16보다 짧으므로, '421b' 수신 초음파 트랜스듀서로 액체 수위를 측정하는 것이다.
여기서, 수위 측정 수신 초음파 트랜스듀서는 액체 디스펜서부에서도 가장 가까워야 한다.
도 8은 본 발명에 따른 자동 액체 분배기를 구동하기 위한 다른 방법을 도시한 플로우챠트로서, 먼저, 용기 내로 투출될 액체의 수위를 설정한다.(S10단계)
여기서, 용기 내 액체의 수위는 자동 액체 분배기에 삽입된 용기의 높이 대 비 용기 내로 투출되는 액체의 포화 높이(%)이다.
예를 들어, a 높이를 갖는 용기에 액체를 투출할 경우, 용기 높이 'a'가 100%일 때 용기 내로 투출되는 액체의 수위는 30 ~ 80%로 설정한다.
그 후, 액체 디스펜서부 하부에 용기를 투입한다.(S20단계)
그 다음, 발진 초음파 트랜스듀서에서 초음파를 발진한다.(S30단계)
이어서, 상기 발진 초음파 트랜스듀서에서 발진된 초음파가 상기 용기의 상부면에서 반사되고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서에서 수신하여, 가장 먼저 초음파가 도달하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 검출한다.(S40단계)
계속하여, 상기 액체 디스펜서부에서 상기 용기로 액체를 투출한다.(S50단계)
연이어, 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 하나로 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출한다.(S60단계)
여기서, 상기 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출하는 것은 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 발신 초음파 트랜스듀서와 액체 디스펜서부로부터 가장 근접한 수신 초음파 트랜스듀서에서 액체 수위를 검출하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출하는 것은 상기 액체 디스펜서에서 액체가 투출되기 시작할 때부터 액체 투출을 종료할 때까지 실시간으로 계속적으로 수행한다.
그 후, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위보다 높은가를 체크한다.(S70단계)
이때, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위를 체크하여, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체 수위가 되면, 상기 액체 디스펜서부에서 액체 투출을 종료한다.
도 9a와 9b는 본 발명에 따른 용기 투입을 감지하기 위한 방법을 도시한 플로우챠트로서, 도 8의 자동 액체 분배기의 구동 방법에서 용기가 자동 액체 분배기에 투입된 후(後)(S20단계 후)와 상기 용기 높이를 검출하기 전(前)(S30단계를 수행하기 전)에 도 9a 또는 9b와 같은 흐름을 수행한다.
즉, 먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 자동 액체 분배기에 용기가 투입(S20단계)된 후, 구동 스위치가 작동되었는지 여부를 판단한다.(S21단계)
여기서, 상기 구동 스위치는 자동 액체 분배기에 장착되어 있다.
즉, 사용자가 용기를 투입한 후, 구동 스위치를 누르면 자동 액체 분배기는 용기를 감지하여, 후속 공정을 수행하는 것이다.
그 후, 상기 구동 스위치가 작동되었으며, 상기 용기 높이를 검출하는 S30단계를 수행한다.
다른 방법으로, 도 9b와 같은 흐름은, 자동 액체 분배기에 용기가 투입(S20단계)된 후, 자동 액체 분배기는 용기가 감지되었는지 여부를 판단한다.(S22단계)
여기서, 상기 용기의 감지는 감지센서를 이용하여 감지하는 것이 바람직하 다.
그 후, 상기 용기가 감지되었으면, 상기 용기 높이를 검출하는 S30단계를 수행한다.
도 10은 본 발명에 따라 초음파 트랜스듀서들로 용기 높이를 측정하는 개념을 설명하기 위한 특성 그래프로서, 먼저, 발신 초음파 트랜스듀서가 주기적인 초음파 신호(501,502,503)을 발신하면, 용기의 상부면에서 반사되어 제 1 수신 트랜스듀서에서도 주기적인 신호(511,512,513)가 수신되고, 제 2 수신 트랜스듀서에서도 주기적인 신호(521,522,523)가 수신된다.
본 발명은 먼저 초음파 신호가 수신된 수신 트랜스듀서로 용기 높이를 측정하는 것이므로, 도 10에서는 제 1 수신 트랜스듀서에서 수신된 신호(511,512,513)로 용기 높이를 측정한다.
이때, 거리는 초음파 속도 x 시간/2이고, 거리는 시간과 비례함으로, 제 1 수신 트랜스듀서의 특성 그래프에서 용기 높이는 D1,D2,D3가 된다.
그러므로, D1,D2,D3의 평균치를 계산하여 용기의 높이로 결정하는 것이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 용기 상부면에서 초음파를 발신하고, 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 검출할 수 있으므로, 용기의 모양, 재질, 표면상태에 관계없이 용기 높이를 자유롭게 검출 수 있으며, 용기가 놓여진 위치와도 무관하게 용기 높이를 검출할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 초음파를 이용함으로써, 광을 이용하는 방식보다 저렴한 제조 비용으로 자동 액체 분배기를 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (14)

  1. 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를 수신하여 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부와;
    상기 용기 높이 측정부에서 복수번 측정된 용기 높이의 평균치를 계산하여 용기 높이를 결정하는 용기 높이 결정부와;
    상기 용기에 액체를 투출하는 액체 디스펜서(Dispenser)부와;
    용기 높이에 대하여 액체 수위가 미리 설정된 데이터가 저장되어 있는 저장부와;
    상기 용기내에서 액체의 수위를 검출하는 수위 검출부와;
    상기 용기 높이 결정부에서 결정된 용기 높이와 상기 수위 검출부에서 검출된 수위를 입력받아, 상기 저장부에 저장되어 있는 미리 설정된 용기 높이에 대한 액체 수위를 비교하는 비교부를 포함하여 구성되며, 상기 용기 높이 측정부는 상기 액체 디스펜서부의 주위에 설치된 발신 초음파 트랜스듀서와 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들인 자동 액체 분배기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기 높이 측정부는,
    상기 발신 초음파 트랜스듀서에서 용기 상부면으로 초음파를 발신하고, 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 가장 먼저 수신하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 복수번 측정하는 용기 높이 측정부인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수위 검출부는,
    상기 용기 높이 측정부의 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 발신 초음파 트랜스듀서와 액체 디스펜서부에 가장 근접되어 있는 수신 초음파 트랜스듀서인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신 초음파 트랜스듀서는,
    용기내의 액체 수위를 복수번 측정하는 것이고,
    상기 수신 초음파 트랜스듀서에서 복수번 측정된 액체 수위의 평균치를 계산하여 액체 수위를 결정하는 수위 결정부가 더 구비되어 있고,
    상기 비교부는 상기 수위 결정부에서 결정된 액체 수위를 입력받는 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 발신 및 수신 초음파 트랜스듀서들의 외벽 전체 또는 일부를 흡음제가 감싸고 있으며,
    상기 발신 초음파 트랜스듀서의 빔각도는 30 ~ 150°인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신 초음파 트랜스듀서들의 측정 대역은 2㎝ ~ 1m인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기.
  7. 용기 높이를 측정하는 단계와;
    상기 용기내의 액체 수위를 측정하는 단계와;
    상기 용기내의 액체 수위가 소정 높이에 이르면 액체의 투출을 중지시키는 단계로 이루어지며, 상기 용기 높이를 측정하는 단계는, 발신 초음파 트랜스듀서에서 초음파를 발진하여 상기 용기 상부면에서 반사된 초음파를, 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서에서 수신하여 가장 먼저 초음파가 도달하는 수신 초음파 트랜스듀서로 용기 높이를 검출하는 단계이고, 상기 액체의 투출은 액체 디스펜서부에서 수행하고, 상기 액체 디스펜서부의 주위에 상기 발신 초음파 트랜스듀서와 상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들이 설치되어 있는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 용기 높이를 측정하는 단계 전(前)에,
    용기 내로 투출될 액체의 수위를 설정하는 단계와;
    상기 액체 디스펜서 하부에 용기를 투입하는 단계가 더 구비되고,
    상기 용기내의 액체 수위가 소정 높이에 이르면 액체의 투출을 중지시키는 단계는,
    상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위보다 높은가를 체크하여, 상기 검출된 액체의 수위가 상기 설정된 액체의 수위보다 높으면 상기 액체 디스펜서에서 액체 투출을 종료하는 단계인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 발신 초음파 트랜스듀서의 빔각도는 30 ~ 150°인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 용기내의 액체 수위를 측정하는 단계는,
    상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중 하나로, 상기 액체 디스펜서에서 상기 용기 내로 투출된 액체 수위를 검출하는 단계인 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 설정된 수위는,
    용기의 크기에 비례하는 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 용기 내에 투출된 액체의 수위를 검출하는 것은,
    상기 복수개의 수신 초음파 트랜스듀서들 중, 상기 발신 초음파 트랜스듀서와 상기 액체 디스펜서부로부터 가장 근접한 수신 초음파 트랜스듀서에서 액체 수위를 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 액체 디스펜서 하부에 용기를 투입하는 단계와 상기 용기 높이를 검출하는 단계 사이에,
    구동 스위치가 작동되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 구비하고,
    상기 구동 스위치가 작동되었으며, 상기 용기 높이를 검출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 액체 디스펜서 하부에 용기를 투입하는 단계와 상기 용기 높이를 검출하는 단계 사이에,
    용기가 감지되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 구비하고,
    상기 용기가 감지되었으면, 상기 용기 높이를 검출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 액체 분배기의 구동 방법.
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