<특허정보> 수평기

[산업일보]
고안자: 구현우
등록번호: 20-0294662
등록일자: 2002년 10월 30일
출원번호: 20-2002-0014297
출원일자: 2002년 5월 10일


정밀측정, 휴대 가능

2002년 5월 특허출원한 구현우씨의 ‘수평기’는 액체높이에 따른 정전용량센서의 아날로그 출력변화를 이용하는 수평기로, 디지털화된 좌/우 액체수위를 보면서 빠르게 수평선을 설정할 수 있다.
대개 토목공사 및 건축공사 현장에서 수평기를 많이 사용한다. 기존 수평기는 소정길이를 갖는 막대의 중간에 기울임측정튜브를 고정해 제작한 것으로 측정튜브는 액체와 약간의 공기를 넣어 밀폐 제작한 것이다. 이 튜브 내부에 채워진 액체 속 공기가 관의 전체 길이 중 중간에 위치할 때 수평이 유지된다. 그러나 액체속 공기를 확인해 수평을 측정하는 방식이므로 정밀측정이 불가능했다.
여기서 소개하는 수평기는 사용이 간편하고 정밀측정을 할 수 있을 뿐 아니라, 액체의 좌/우 수위 변화에 따라 정전용량이 달라진다. 따라서 이에 상응하는 감지신호를 출력하는 센서를 채용하고 있으며 저가이자, 휴대하기도 쉽다.

수평기 구조



특허출원한 수평기는 상부 양측에는 레이저 수납홈부를, 전면판에는 패널 수납공 및 제 1, 2, 3 스위치 수납공을 구성해 놨다. 내부에는 수평기 본체와 액체가 소정의 높이까지 충만되는 직육면체형상의 액체 수용기 등이 있다. 또 액체 수위에 따라 정전용량이 변화돼 이에 상응하는 아날로그 감지신호를 출력하는 좌우 센서부와 레이저 빔을 본체 수평방향으로 조사하는 레이저 빔 조사부 등을 갖추고 있다.
아울러 본체패널 수납공을 통해 삽입돼 액체 수위를 디스플레이하는 LCD 패널, LCD 패널을 제어하고 레이저빔 인가하는 제어장치 등으로 구성돼 있다.
이 밖에도 LCD 패널을 조명하는 백라이트, 센서부, 제어장치, 전원공급부를 구비하고 있다.



작용 원리

도면 1은 일실시예에 따른 수준기의 사시도이고, 도면 2는 도면1의 A-A선에 따른 단면도, 3은 제어회로도이다.
수평기 본체(100)에는 상부 양측에 상기 레이저빔 조사부(120)가 설치되는 레이저 수납홈부(110)가 형성되며, 이 수납홈부에는 상기 레이저빔 조사부의 하부가 삽입되는 수직홈(113)이 자리잡고 있다. 또 본체의 전면판에는 패널 수납공(103) 및 제 1,2,3 스위치 수납공(104, 105, 106)이 형성된다.
액체수용기(150)는 수평기 본체 내부에 설치되며 에테르나 알코올 등의 액체가 좌우 센서부(170, 173)까지 충만되며, 직육면체 형상이다. 센서부는 액체 수용기의 좌우 측면에 각각 설치돼 액체수위를 감지하고 그에 따라 정전용량이 변화한다.
정전용량이 변하하면 아날로그 감지신호를 출력하는 데, 레이저빔 조사부(120)가 이를 담당한다. 이어 LCD패널(140)은 본체의 패널 수납공을 통해 설치돼 액체 수용기의 센서부로부터 감지되는 디지털 값으로 디스플레이하게 된다.
그 밖에도 백라이트는 LCD패널을 조명하며, 전원공급부(400)는 센서부, 제어장치, LCD패널 및 백라이트(160)에 구동전원을 공급하는 직류전원 공급장치로 배터리를 사용할 수도 있다.



사용법과 효과

전원스위치를 키면 좌우 센서부는 액체 수용기 내부의 좌우 액체 수위를 감지해 이에 상응하는 아날로그 감지신호를 출력한다. 아날로그 감지신호를 인가받아 이에 상응하는 제어신호를 출력, 디스플레이 구동부 동작을 제어하고 이에 따라 LCD패널은 좌우 액체수위를 디지털 값으로 표시하게 된다. 작업자는 좌우 액체수위가 같아지도록 간단하게 본체를 움직여 수평상태를 만들 수 있다.
디지털화된 좌우 액체수위를 보면서 수평선을 설정할 수 있으므로 사용이 편리하고 정밀측정이 가능하다. 또 앞서 언급했듯 정전용량변화에 따라 감지신호를 출력하는 센서를 이용하기 때문에 누구나 쉽게 작동할 수 있다.



도면 1,2,3 도면 1은 일실시예에 따른 수준기의 사시도이고, 도면 2는 도면1의 A-A선에 따른 단면도, 3은 제어회로도이다.


자료제공: 렉스 국제특허법률사무소 TEL : 553-4366~7
정리: 미디어다아라 이루리 기자/roori@daara.co.kr