KR20220149329A - A temperature estimating apparatus and method using at least one surface acoustic wave sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적어도 하나의 SAW 센서를 이용한 온도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature measuring apparatus and method using at least one SAW sensor.
일반적으로 탄성체 표면을 통해 전파되는 음향파를 체적 탄성파(bulk acoustic wave, BAW), 탄성체 표면을 따라 전파되는 탄성파를 표면 탄성파(surface acoustic wave, SAW)가 있다.In general, an acoustic wave propagating through the surface of an elastic body includes a bulk acoustic wave (BAW), and an acoustic wave propagating along the surface of an elastic body includes a surface acoustic wave (SAW).
표면 탄성파(SAW)는 외부 힘에 의해 고체 표면에서의 입자의 진동이 발생하여 진행되는 탄성파이며, 온도를 측정하는데 사용되며, 이러한 온도 센서를 SAW 센서라 한다.A surface acoustic wave (SAW) is an acoustic wave that proceeds by generating vibration of particles on a solid surface by an external force, and is used to measure a temperature. Such a temperature sensor is called a SAW sensor.
SAW 센서는 별도의 전원을 필요로 하지 않고 무선으로 온도를 측정할 수 있어서 소형화를 위한 전자 소자에 사용되고 있다.SAW sensors are used in electronic devices for miniaturization because they can measure temperature wirelessly without requiring a separate power source.
도 1은 종래 온도 측정 시스템을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a conventional temperature measuring system.
도 1을 참조하면, 온도 측정 시스템(100)는 센서부(120)와 리더부(110)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1 , the
상기 센서부(120)는 압전기판(121), 트랜스듀서(122), 반사판(125) 및 안테나(123)를 포함한다. 압전기판(121)은 주위의 온도에 따라 지연선(delay line, 124)이 팽창하거나 수축할 뿐만 아니라 압전기판의 물성에도 영향을 주어 표면 탄성파의 전파시간이 변하거나 공진 주파수가 변하게 되는데 이러한 특성들의 변화를 검출함으로써 온도를 측정할 수 있게 된다. The
트랜스듀서(122)는 빗살전극으로 형성될 수 있고, 안테나(111)에서 수신된 신호에 의해 표면탄성파를 발생하게 한다. 반사판(125)은 트랜스듀서(122)에서 생성된 표면탄성파가 지연선(124)을 통과하여 지연선의 끝 부분에서 표면탄성파를 반사시켜 트랜스듀서(122)로 다시 전파시키는 역할을 한다. The
리더부(110)에서 센서 구동신호가 안테나를 통하여 송신되면, 센서 구동신호가 센서부(120)의 트랜스듀서(122)에 입력된다. 트랜스듀서(122)에 입력된 고주파 신호에 의해 압전기판(121)이 진동하게 되고 이에 따라 압전기판(121)의 표면을 따라 전파하는 표면탄성파가 발생되어 지연선(124)을 전파하여 반사판(125)으로 전파된다. When the sensor driving signal is transmitted from the
이렇게 전파된 표면탄성파는 반사판(125)에서 반사되어 지연선(124)과 트랜스듀서(122)를 거쳐 센서부(120)의 안테나에 의해 다시 송신되며, 이 신호를 리더기(110)에서 수신한다. 리더기(110)를 통하여 수신된 신호는 주파수의 진폭이나 진동수와 같은 주파수 특성을 분석함으로써 피측정 설비의 온도를 계산할 수 있다.The surface acoustic wave propagated in this way is reflected by the
이러한 종래 온도 측정 시스템에 관한 선행 기술은 특허문헌 1(한국등록특허공보 제10-964871)에 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1은 반사파제거에 대한 내용을 개시하고 있지 않다.The prior art related to such a conventional temperature measurement system is disclosed in Patent Document 1 (Korean Patent Publication No. 10-964871). However,
또한, 종래에는 SAW 센서를 사용하는 위치가 LCD 고온 공정용 밀폐 챔버 내부에서 사용되기 때문에, 챔버의 크기에 따른 고유공진 주파수 모드 도는 반사파가 발생되어 특정한 주파수에서 공진된 무선 주파수 전력의 내부 맴돌이 현상이 심할 경우, 수 십 nS 동안 잔여전력 현상이 발생된다. 그리고, 잔여전력이 발생된 상태에서 SAW 센서에 의한 반사 전력 대부분은 시간적으로 잔여전력에 묻혀서 구분할 수 없게 되기 때문에, 공진 주파수를 정확히 획득할 수 없다.In addition, conventionally, since the position where the SAW sensor is used is used inside the sealed chamber for the LCD high-temperature process, a natural resonant frequency mode or reflected wave is generated depending on the size of the chamber, so that the internal eddy phenomenon of radio frequency power resonant at a specific frequency is prevented. In severe cases, a residual power phenomenon occurs for several tens of nS. In addition, since most of the reflected power by the SAW sensor is temporally buried in the residual power in a state in which the residual power is generated and cannot be distinguished, the resonant frequency cannot be accurately obtained.
따라서, SAW 센서에 대한 정확한 공진 주파수를 획득하여 온도를 측정할 필요성이 제기된다.Accordingly, there is a need to obtain an accurate resonant frequency for the SAW sensor to measure the temperature.
종래에는 잔여전력이 발생된 상태에서 SAW 센서에 의한 반사 전력 대부분은 시간적으로 잔여전력에 묻혀서 구분할 수 없게 되기 때문에, 공진 주파수를 정확히 획득하지 못함에 따라 온도를 정확히 측정할 수 없었다.Conventionally, most of the reflected power by the SAW sensor in a state in which residual power is generated is buried in the residual power over time and cannot be distinguished, and thus the temperature cannot be accurately measured because the resonant frequency cannot be accurately obtained.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 SAW 센서를 이용한 온도 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides an apparatus and method for measuring a temperature using at least one SAW sensor.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적어도 하나의 SAW(surface acoustic wave) 센서를 이용한 온도 측정 장치에 있어서, 설정된 주파수에 기반하여 신호를 생성하는 신호 발생부; 상기 생성된 신호의 송신 이후, 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 스위치; 상기 스위치가 상기 수신 모드로 전환된 이후, 상기 SAW 센서로 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출하는 신호 검출부; 상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득하고, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도를 측정하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다.In order to achieve this object, the present invention provides a temperature measuring apparatus using at least one surface acoustic wave (SAW) sensor, comprising: a signal generator generating a signal based on a set frequency; a switch for switching from a transmission mode to a reception mode after transmission of the generated signal; a signal detection unit configured to detect at least a portion of a reflected signal from the SAW sensor based on a signal transmitted to the SAW sensor after the switch is switched to the reception mode; and a processor configured to obtain a resonant frequency by analyzing power of at least a portion of the detected reflected signal, and measure a temperature based on the obtained resonant frequency.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 SAW 센서를 이용한 온도 측정 장치의 방법에 있어서, 설정된 주파수에 기반하여 신호를 생성하는 과정과, 상기 생성된 신호의 송신 이후, 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 과정과, 상기 스위치가 상기 수신 모드로 전환된 이후, 상기 SAW 센서로 전송된 상기 신호에 기반하여 상기 SAW 센서로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출하는 과정과, 상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득하는 과정과, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도를 측정하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a method of a temperature measuring apparatus using at least one SAW sensor, comprising: generating a signal based on a set frequency; and after transmitting the generated signal, switching a switch from a transmission mode to a reception mode process, and after the switch is switched to the reception mode, the process of detecting at least a part of the reflected signal from the SAW sensor based on the signal transmitted to the SAW sensor; It may include a process of obtaining a resonant frequency by analyzing the electric power, and a process of measuring a temperature based on the obtained resonant frequency.
또한 본 발명은 적어도 하나의 SAW 센서를 이용한 온도 측정 시스템에 있어서, 적어도 하나의 SAW 센서; 및 설정된 주파수에 기반하여 신호를 생성하고, 상기 생성된 신호의 송신 이후, 상기 SAW 센서로 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출하고, 상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득하고, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도를 측정하도록 설정된 온도 측정 장치를 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a temperature measurement system using at least one SAW sensor, comprising: at least one SAW sensor; and generating a signal based on a set frequency, and after transmitting the generated signal, detecting at least a portion of the reflected signal from the SAW sensor based on the signal transmitted to the SAW sensor, It may include a temperature measuring device configured to obtain a resonant frequency by analyzing power to a portion, and measure a temperature based on the obtained resonant frequency.
본 발명은 신호의 송신 이후, 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환한 이후, SAW 센서로 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출하고, 상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득함으로써, 보다 정확한 온도를 측정할 수 있다.The present invention detects at least a part of a reflected signal from the SAW sensor based on a signal transmitted to the SAW sensor after transmitting a signal, after switching a switch from a transmitting mode to a receiving mode, and at least one of the detected reflected signals By analyzing the power of a part to obtain a resonant frequency, it is possible to measure the temperature more accurately.
또한, 본 발명은 온도를 측정한 이후, 신호가 송신되는 주파수가 상기 SAW 센서의 주파수 대역 이내인 경우, 스위치를 수신 모드에서 송신 모드로 전환함으로써, 초당 수백회의 신호를 전송할 수 있다.In addition, the present invention can transmit a signal hundreds of times per second by switching the switch from the reception mode to the transmission mode when the frequency at which the signal is transmitted is within the frequency band of the SAW sensor after measuring the temperature.
또한, 본 발명은 스위치가 수신 모드에서 송신 모드로 전환되면, 설정된 주파수를 일정 주파수 단위로 쉬프팅하여 주파수를 재설정함으로써, 서로 다른 주파수에 대한 신호를 송신할 수 있고, 보다 정확한 공진 주파수를 획득할 수 있다.In addition, in the present invention, when the switch is switched from the receiving mode to the transmitting mode, by shifting the set frequency by a certain frequency unit and resetting the frequency, signals for different frequencies can be transmitted, and a more accurate resonance frequency can be obtained. have.
또한, 본 발명은 일정 주파수 단위로 시프트하여 설정된 주파수를 통해 상기 신호를 후속하는 후속 신호를 상기 SAW 센서로 전송함으로써, 초당 수백회 이상의 온도를 측정할 수 있다.In addition, according to the present invention, the temperature can be measured hundreds of times per second or more by transmitting a subsequent signal following the signal to the SAW sensor through a frequency set by shifting by a predetermined frequency unit.
또한, 본 발명은 설정된 주파수를 일정 주파수 단위로 지속적으로 쉬프팅하면서 신호의 전송 및 상기 신호에 기반한 반사 신호의 수신을 지속적으로 수행함으로써, 초당 수백회 이상의 온도를 측정할 수 있다.In addition, the present invention can measure the temperature hundreds of times or more per second by continuously shifting the set frequency in units of a predetermined frequency while continuously performing transmission of a signal and reception of a reflected signal based on the signal.
또한, 본 발명은 반사 신호가 검출되기 시작하는 시점에 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환함으로써, 적응적으로 신호를 순차적으로 전송할 수 있다.In addition, the present invention can adaptively transmit signals sequentially by switching the switch from the transmit mode to the receive mode at the point in time when the reflected signal starts to be detected.
또한, 본 발명은 스위치가 송신 모드에서 수신 모드로의 전환이 완료되는 시점부터 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 반사 신호의 적어도 일부를 검출함으로써, 잔여 전력이 소멸된 상태에서 반사 신호의 일부에 의한 정확한 온도를 측정할 수 있다.In addition, in the present invention, the switch detects at least a portion of the reflected signal corresponding to the point at which the detection of the reflected signal is completed from the time when the switch from the transmission mode to the reception mode is completed, so that the remaining power is lost. You can measure the exact temperature by some.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.
도 1은 종래 온도 측정 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 타임 시퀀스를 나타낸 예시도이다.
도 5a는 종래 온도 측정 장치의 동작 시간을 나타낸 타임도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 동작 시간을 나타낸 타임도이다.
도 6a은 종래 신호의 전송에 기반하여 수신되는 반사 신호의 전력을 나타낸 결과이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호의 전송에 기반하여 수신되는 반사 신호의 전력을 나타낸 결과이다. 1 is an exemplary view showing a conventional temperature measuring system.
2 is an exemplary view showing a temperature measuring system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a time sequence of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5A is a time diagram illustrating an operation time of a conventional temperature measuring device.
5B is a time diagram illustrating an operating time of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A is a result showing the power of a received reflected signal based on a conventional signal transmission.
6B is a result showing the power of a reflected signal received based on signal transmission according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, the first component may be the second component, of course.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. In the following, that an arbitrary component is disposed on the "upper (or lower)" of a component or "top (or below)" of a component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. Also, when it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through another component.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다Throughout the specification, when “A and/or B” is used, it means A, B or A and B, unless specifically stated to the contrary, and when “C to D” is used, it means that there is no specific contrary description. Unless otherwise specified, it means that it is greater than or equal to C and less than or equal to D.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 적어도 하나의 SAW(surface acoustic wave) 센서를 이용한 온도 측정 장치 및 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus and method for measuring a temperature using at least one surface acoustic wave (SAW) sensor according to some embodiments of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 시스템을 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary view showing a temperature measuring system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 시스템(200)은 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213), 및 상기 적어도 하나의 SAW 센서(210)를 이용하여 온도를 측정하는 온도 측정 장치(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(220)는 안테나(226), 스위치(225), 신호 발생부(223), 신호 검출부(224), 및 프로세서(222)를 포함할 수 있다. 그리고, 온도 측정 장치(220)는 표시 제어 장치(221)를 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 표시 제어 장치(221)는 상기 온도 측정 장치(220)와 별개의 장치이며, 상기 온도 측정 장치(220)로부터 수신된 정보를 표시할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 SAW 센서(211, 213)는 밀폐된 공간(예: 챔버)에 부착되어 내부 온도를 감지할 수 있다.According to an embodiment, the
도 2에 도시된 온도 측정 시스템(200)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 온도 측정 시스템(200)의 구성 요소들이 도 2에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.The configuration of the
또한, 도 2에 도시된 온도 측정 장치(220)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 온도 측정 장치(220)의 구성 요소들이 도 2에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.In addition, the configuration of the
또한, 본 발명에 따른 온도 측정 장치(220)는 무선 주파수 펄스 신호를 1초당 수백회 이상 송수신할 수 있는 인터로게이터(interrogator) 하드웨어(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, the
일 실시 예에 따르면, 상기 표시 제어 장치(221)는 온도 센서(예: SAW 센서(211, 213))의 동작에 대한 다양한 데이터를 표시하거나, 온도 센서(예: SAW 센서(211, 213))의 동작을 제어하는 입력을 수신할 수 있다. 상기 표시 제어 장치(221)는 상기 프로세서(222)와 유선 또는 무선을 통해 데이터, 또는 신호를 송수신할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 신호 발생부(223)는 프로세서(222)에서 제어 신호를 수신하여 주파수를 발생 및 SAW 센서(211, 213)의 주파수 대역을 스캔할 수 있다. 상기 신호 발생부(223)는 프로세서(222)의 제어 하에, 설정된 주파수에 기반하여 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, SAW 센서(211, 213)의 주파수 대역이 419.3MHz-422.3MHz이고, 스텝이 4kHz인 경우, 상기 신호 발생부(223)는 419.3MHz에서 신호를 전송한 후, 4kHz 단위로 주파수(예: 419.3MHz)를 쉬프팅(419.7MHz)하여 신호를 다시 전송한다. According to an embodiment, the
이와 같이, 상기 신호 발생부(223)는 422.3MHz가 될 때까지, 4kHz 단위로 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 신호를 생성할 수 있다. 상기 신호는 SAW 센서(211, 213)가 온도를 센싱하도록 제어하는 구동 신호일 수 있다.In this way, the
일 실시 예에 따르면, 상기 신호 검출부(224)는 상기 SAW 센서(211, 213)에서 반사된 신호의 세기(예; 신호의 전력)를 검출하여 공진 주파수를 획득할 수 있다. 상기 신호 검출부(224)는 스위치(225)가 수신 모드로 전환된 이후, 상기 SAW 센서(211, 213)로 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서(211, 213)로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 신호 검출부(224)는 상기 스위치가 송신 모드에서 수신 모드로 스위칭이 완료되는 시점에서의 반사 신호의 일부를 검출할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 스위치(225)는 안테나(226)가 신호 송신부(223) 또는 신호 검출부(224)에 연결되도록 스위칭할 수 있다. 예를 들면, 상기 스위치(225)는 송신 모드로 동작되는 경우, 상기 안테나(226)와 상기 신호 송신부(223)를 연결시키고, 수신 모드로 동작되는 경우, 상기 안테나(226)와 상기 신호 검출부(224)를 연결시킬 수 있다. 상기 스위치(225)는 신호를 전송하고자 하는 경우, 프로세서(222)의 제어 하에 송신 모드로 전환되고, 상기 신호가 전송된 이후 일정 시간(예: 0.5μS~2μS)이 지나면, 상기 송신 모드에서 수신 모드로 전환될 수 있다. 상기 스위치(225)는 신호의 전송에 기반하여, 상기 프로세서(222)가 반사 신호의 일부를 통해 온도가 측정되면, 프로세서(222)의 제어 하에 다시 상기 수신 모드에서 상기 송신 모드로 전환될 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 안테나(226)는 신호를 무선으로 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나(226)는 TDD(Time Division Duplexing) 방식을 통해 적어도 하나의 신호를 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 수 있다. 상기 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)는 1개에서 복수 개(예: 20개)의 SAW 센서를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 소프트웨어를 구동하여 상기 프로세서(222)에 연결된 적어도 하나의 구성요소(예: 안테나(226), 스위치(225), 신호 발생부(223), 및 신호 검출부(224))를 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 제어할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서(222)는 상기 유선 통신 또는 상기 무선 통신에 기반하여 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 안테나(226), 스위치(225), 신호 발생부(223), 및 신호 검출부(224)등으로부터 수신된 명령 또는 데이터를 처리하고, 처리된 데이터를 표시 제어 장치(221)로 전송할 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 SAW 센서(211, 213)의 공진 주파수를 획득 및 온도 변환을 위한 소프트웨어, 고온 챔버 내부의 고유 공진(eigenmode frequency) 또는 반사파 잔여 전력을 제거하는 알고리즘, 및 표시 제어 장치(221)의 GUI(graphic user interface) 등의 운영 소프트웨어가 기록될 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 미리 결정된 주파수 단위(예: 4kHz) 단위로 신호 발생부(223)를 통해 신호를 생성하고, 생성된 신호를 안테나(226)를 통해 밀폐된 공간(예: 챔버)에 위치한 상기 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 수 있다. 상기 챔버는 LCD를 제조하는 과정에서 고온처리 공정을 담당하는 공간이다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 신호가 송신된 후 일정 시간이 지나면, 상기 스위치(225)를 송신 모드에서 수신 모드로 전환시킬 수 있다. 상기 프로세서(222)는 상기 신호의 송신에 기반하여 SAW 센서(211, 213)으로부터 반사되는 반사 신호가 검출되기 시작하는 시점에 상기 스위치(225)를 송신 모드에서 수신 모드로 전환시킬 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 스위치(225)가 송신 모드에서 수신 모드로의 전환이 완료되는 시점부터 상기 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 반사 신호의 적어도 일부를 상기 신호 검출부(224)를 통해 검출할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 신호의 전송에 기반하여 발생되는 잔여 전력이 소멸되는 시점부터 상기 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 상기 반사 신호의 적어도 일부를 상기 신호 검출부(224)를 통해 검출할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 SAW 센서(211, 213)에 대한 공진 주파수를 획득하고, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도(예: 챔버의 내부 온도)를 측정할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 RF 인터로게이터(미도시)에서 SAW 센서(211, 213)의 대역(예: 430/940/2400MHz)의 주파수를 100Hz~1000Hz의 속도로 SAW 센서의 채널 당 1000 내지 4000회 주파수를 변경해가며 신호의 송수신을 교번할 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 매 송수신마다 측정된 반사 신호의 수신 전력을 분석하여 최대 공진 주파수를 획득하고, 아래 [수학식 1]을 통해 이에 해당되는 온도로 변환할 수 있다.According to an embodiment, the
상기 [수학식 1]에서 resonance frequency는 공진 주파수이고, reference frequency는 기준 주파수이고, temp coefficient는 SAW 센서의 온도 변화량이고, offset temp는 보정 계수이다.In [Equation 1], the resonance frequency is the resonance frequency, the reference frequency is the reference frequency, the temp coefficient is the temperature change amount of the SAW sensor, and the offset temp is the correction coefficient.
일반적으로 SAW 센서는 온도에 선형적인 변화로 알려져 있으나, 제조공정 상에 발생되는 도금 및 불순물 유입등에 의해 구간 별 비선형 변화가 발생될 수 있다. 따라서, 상기 프로세서(222)는 이러한 보정을 위해 구간보간방식을 사용하여 온도를 보정할 수 있다.In general, the SAW sensor is known as a linear change in temperature, but non-linear changes may occur in each section due to plating and impurities introduced during the manufacturing process. Accordingly, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 적어도 하나의 신호의 송신에 기반하여 수신되는 적어도 하나의 반사 신호의 주파수에서 가장 큰 주파수를 상기 공진 주파수로 식별할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 SAW 센서(211, 213)의 주파수 대역(예: 419.3MHz-422.3MHz) 이내에서, 상기 신호 발생부(223), 상기 스위치(225), 및 상기 신호 검출부(224)를 제어하여, 기 설정된 주파수(예: 419.3MHz )를 상기 일정 주파수(예: 4kHz) 단위로 지속적으로 쉬프팅하면서 신호의 전송 및 상기 신호에 기반한 반사 신호의 수신을 지속적으로 수행할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 스위치(225)가 수신 모드에서 송신 모드로 전환되면, 상기 설정된 주파수를 일정 주파수 단위로 쉬프팅하여 주파수를 설정할 수 있다.According to an embodiment, when the
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(222)는 상기 일정 주파수 단위로 시프트하여 설정된 주파수를 통해 상기 신호(예: 제1 신호)를 후속하는 후속 신호(예: 제2 신호)를 상기 SAW 센서(211, 213)로 전송할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 온도 측정 장치(220)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서(222)는 적어도 하나의 반사 신호의 일부에 기반하여 측정된 온도를 상기 통신부(미도시)를 통해 표시 제어 장치(221)로 실시간으로 전송할 수 있다.According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)와 상기 온도 측정 장치(220)는 TDD(Time Division Duplexing)에 기반하여 무선 통신을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the at least one
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 동작을 나타낸 순서도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 타임 시퀀스를 나타낸 예시도이다. 3 is a flowchart illustrating an operation of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is an exemplary diagram illustrating a time sequence of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation of the temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 .
일 실시 예에 따르면, 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 설정된 주파수에 기반하여 신호를 스위치를 통해 SAW 센서로 전송할 수 있다(S310). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 신호 발생부(223)를 통해 설정된 주파수(예: 419.3MHz)에서 신호를 적어도 하나의 SAW 센서로 전송할 수 있다. 그리고, 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 설정된 주파수(예: 419.3MHz)부터 주파수 대역(예: 422.3MHz)이 될 때까지, 4kHz 단위로 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 신호를 생성하고, 상기 생성된 신호를 스위치(225)를 통해 챔버 내의 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may transmit a signal to the SAW sensor through a switch based on a set frequency ( S310 ). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may transmit a signal to the at least one SAW sensor at a frequency (eg, 419.3 MHz) set through the
도 4는 SAW 센서의 채널 대역을 스캔하면서, SAW 센서에서 공진된 반사 전력을 측정하여 최대 공진주파수를 획득하고, 이에 대응되는 온도로 변환시켜주는 과정을 나타낸다. 4 illustrates a process of obtaining the maximum resonant frequency by measuring the reflected power resonant from the SAW sensor while scanning the channel band of the SAW sensor, and converting it into a corresponding temperature.
도 4를 참조하면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 제1 블록(411)에서 Tx PLL(Transmission Phase Locked Loop) 주파수 설정을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 제2 블록(412)에서 Tx PLL LD(Locked Detector)를 확인한 후, 설정된 주파수가 확인되면, 제3 블록(413)에서 Tx PLL 출력을 인에이블(enable)할 수 있다. 상기 제3 블록(413) 동안에 신호는 전송될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the temperature measuring apparatus 200 (eg, the processor 222 ) may set a Tx Transmission Phase Locked Loop (PLL) frequency in a
그리고, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 제4 블록(414)에서 Tx PLL 출력을 디스에이블(disable)할 수 있다. 상기 제4 블록(414)에서는 신호의 전송이 일시적으로 중단될 수 있다.In addition, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may disable the Tx PLL output in the
도 3을 참조하면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 일정 시간이 지난 후, 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환할 수 있다(S312). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 신호 발생부(223)를 통해 419.3MHz에서 422.3MHz가 될 때까지, 4kHz 단위로 생성되는 신호가 스위치(225)를 통해 챔버 내의 적어도 하나의 SAW 센서(211, 213)로 전송된 이후, 일정 시간이 지나면, 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may switch the switch from the transmit mode to the receive mode after a predetermined time has elapsed ( S312 ). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) transmits a signal generated in units of 4 kHz from 419.3 MHz to 422.3 MHz through the
도 4를 참조하면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 제5 블록(415)에서 스위치를 송신 모드(예: Tx 모드)에서 수신 모드(예: Rx 모드)로 스위칭시킬 수 있다.Referring to FIG. 4 , the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) switches the switch from the transmission mode (eg, Tx mode) to the reception mode (eg, Rx mode) in the
도 3을 참조하면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 스위치가 수신 모드로 전환된 이후, 상기 SAW 센서로부터 전송된 신호의 적어도 일부에 기반하여 상기 SAW 센서로부터 반사 신호를 검출할 수 있다(S314). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222)) 상기 검출된 반사 신호의 전력 세기의 레벨을 식별할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) reflects from the SAW sensor based on at least a part of the signal transmitted from the SAW sensor after the switch is switched to the reception mode. A signal can be detected (S314). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222) may identify the level of the power intensity of the detected reflected signal.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 신호 검출부(224)를 통해 상기 SAW 센서(211, 213)에서 반사된 신호의 세기(예; 신호의 전력)를 검출할 수 있다. 스위치(225)가 수신 모드로 전환된 이후, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 SAW 센서(211, 213)로부터 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서(211, 213)로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 상기 신호 검출부(224)를 통해 검출할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) is configured to have the strength (eg, the power of the signal) reflected from the
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 적어도 하나의 신호의 전송에 기반하여 발생되는 각 신호에 대한 잔여 전력이 소멸되는 시점부터 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 상기 반사 신호의 적어도 일부를 신호 검출부(224)를 통해 검출할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) completes the detection of the reflected signal from a point in time when the residual power for each signal generated based on the transmission of at least one signal is extinguished. At least a portion of the reflected signal corresponding to the time point may be detected through the
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 반사 신호의 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득할 수 있다(S316). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 각각의 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 측정하여 해당 SAW 센서(211, 213)의 공진 주파수를 식별할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may obtain a resonance frequency by analyzing the power of the reflected signal ( S316 ). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may measure the power of at least a portion of each reflected signal to identify the resonant frequencies of the
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도를 측정할 수 있다(S318). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 각 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 각 SAW 센서(211, 213)에 대한 공진 주파수를 각각 획득하고, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도(예: 챔버의 내부 온도)를 측정할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) may measure the temperature based on the acquired resonant frequency ( S318 ). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222) analyzes the power of at least a portion of each reflected signal to obtain a resonant frequency for each
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 신호를 송신한 주파수가 상기 SAW 센서의 채널 대역 이내인지를 식별할 수 있다(S320). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 SAW 센서(211, 213)의 주파수 대역(예: 419.3MHz-422.3MHz) 이내에서, 일정 주파수(예: 4kHz) 단위로 지속적으로 쉬프팅하면서 신호를 전송한다. 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 이러한 주파수 쉬프팅으로 인해, 신호를 전송하는 신호의 주파수가 상기 주파수 대역의 이내인지 또는 이내이지 않는지를 식별할 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring apparatus 200 (eg, the processor 222 ) may identify whether the frequency at which the signal is transmitted is within the channel band of the SAW sensor ( S320 ). The temperature measuring device 200 (eg, the processor 222) continuously shifts in a unit of a predetermined frequency (eg, 4 kHz) within the frequency band (eg, 419.3 MHz-422.3 MHz) of the
상기 과정들(S314, S316, S318, S320)은 도 4의 제6 블록(416)에서 수행된다.The above processes ( S314 , S316 , S318 , and S320 ) are performed in the
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 스위치를 수신 모드에서 송신 모드로 전환할 수 있다(S322). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 프로세서(222)에 의해 온도가 측정되면, 다음 신호가 송신될 수 있도록 스위치를 수신 모드에서 송신 모드로 전환시킬 수 있다.According to an embodiment, the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222) may switch the switch from the reception mode to the transmission mode (S322). When the temperature is measured by the
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 설정된 주파수를 일정 주파수만큼 쉬프팅하여 설정할 수 있다(S324). 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 상기 스위치(225)가 송신 모드로 전환되면, 상기 과정(S310)에서 설정된 주파수(예: 419.3MHz)를 일정 주파수(예: 4kHz) 만큼 쉬프팅(예: 419.7MHz)시킨다.According to an embodiment, the temperature measuring apparatus 200 (eg, the processor 222) may set the set frequency by shifting it by a predetermined frequency (S324). When the
도 4를 참조하면, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 제7 블록(417)에서 스위치를 수신 모드(예: Rx 모드)에서 송신 모드(예: Tx 모드)로 스위칭시킬 수 있다. 그리고, 상기 온도 측정 장치(200)(예: 프로세서(222))는 다시 제1 블록(411)로 회귀하여 송신 주파수를 설정할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the temperature measuring device 200 (eg, the processor 222 ) switches the switch from the receiving mode (eg, Rx mode) to the transmission mode (eg, Tx mode) in the
도 5a는 종래 온도 측정 장치의 동작 시간을 나타낸 타임도이다. 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 동작 시간을 나타낸 타임도이다. 5A is a time diagram illustrating an operation time of a conventional temperature measuring device. 5B is a time diagram illustrating an operating time of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 종래에는 신호를 전송하는 시점(T1)에서 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 전환한다. 이러한 스위치가 전환되는 시간(T1에서 T2)(511)은 일정 시간(약: 0.1μS) 소요된다. 그리고, 스위치가 송신 모드에서 수신 모드로 전환된 이후(T2), 일정 시간(512)(예: 0.4μS) 이후의 시점(T4)부터 신호의 전송에 따른 반사 신호가 검출되기 시작한다. 상기 반사 신호는 T4에서 T5 시간 동안(515) 검출된다.Referring to FIG. 5A , in the related art, the switch is switched from the transmit mode to the receive mode at a time point T1 at which a signal is transmitted. The time (T1 to T2) 511 for which these switches are switched takes a certain time (about: 0.1 μS). In addition, after the switch is switched from the transmit mode to the receive mode (T2), a reflected signal according to signal transmission starts to be detected from a time point T4 after a predetermined time 512 (eg, 0.4 μS). The reflected signal is detected from time T4 to time T5 ( 515 ).
그리고, 상기 스위치가 송신 모드에서 수신 모드로 스위칭된 후(T2)부터 일정 시간(516)이 지난 후, 상기 스위치는 수신 모드에서 다시 송신 모드로 전환된다.Then, after a predetermined time (516) has elapsed from when the switch is switched from the transmission mode to the reception mode (T2), the switch is switched from the reception mode to the transmission mode again.
그런데, 종래에는 신호의 전송에 따른 잔여 전력은 신호가 전송된 이후, 일정 기간(T1에서 T3)(514) 동안 발생된다. 이러한 잔여 전력이 소멸되기 전에 일정 지점(예: T4)부터 일정 시점(T5)까지의 일정 시간 동안(515) 반사 신호에 대한 전력을 측정하기 때문에, 잔여 전력이 발생된 상태에서의 SAW 센서의 반사 전력 대부분은 시간적으로 잔여 전력에 묻혀서 구분할 수 없다. 따라서, 신호의 전력에 따른 정확한 공진 주파수를 획득하기 어려웠다. However, in the related art, residual power according to signal transmission is generated for a predetermined period (T1 to T3) 514 after the signal is transmitted. Since the power to the reflected signal is measured for a certain time (515) from a certain point (eg, T4) to a certain time (T5) before the residual power is dissipated, the reflection of the SAW sensor in the state in which the residual power is generated Most of the power is temporally buried in the residual power and cannot be distinguished. Therefore, it was difficult to obtain an accurate resonant frequency according to the power of the signal.
이와 같이, 종래에는 신호를 전송한 이후, 신호 검출부에서 신호를 검출하는 기간에 반사파 여기전력과 SAW 반사 전력이 동시에 존재하기 때문에, 여기전력을 제거하지 않으면, SAW 반사 전력의 유무를 확인할 수 없게 된다.As described above, in the related art, since the reflected wave excitation power and the SAW reflected power exist at the same time during the signal detection period by the signal detection unit after the signal is transmitted, unless the excitation power is removed, the presence or absence of the SAW reflected power cannot be checked. .
이러한 종래 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시 예는 Tx PLL 출력 디스에이블(414) 시점(T1)을 앞으로 밀어서 반사파 여기전력 잔여기간(T3)가 송수신 스위치 전환(T2) 부근으로 이동시키는 경우, SAW 반사전력 역시 동일한 시간만큼 앞으로 당겨지게 됨으로써, SAW 반사전력 일부가 수신 검출 레벨 확인 구간에 남게되어 SAW 공진 주파수를 획득할 수 있다.In order to solve this conventional problem, an embodiment of the present invention pushes the Tx PLL output disable 414 time point T1 forward so that the reflected wave excitation power remaining period T3 moves to the vicinity of the transmit/receive switch switch T2. , the SAW reflected power is also pulled forward by the same amount of time, so that a part of the SAW reflected power remains in the reception detection level check section to obtain the SAW resonant frequency.
도 5b를 참조하면, 본 발명에서는 신호를 송신한 이후, 일정 시간(521)이 지난 후, 일정 구간(522)에서 스위치를 송신 모드에서 수신 모드로 스위칭하고, 스위칭 전환이 완료되는 시점(T2)에서 반사 신호의 일부에 대한 시간(T5) 동안에(525), 상기 반사 신호의 전력을 분석한다. 신호의 전송에 따른 잔여 전력은 신호가 전송된 이후, 일정 기간(T1에서 T2)(513) 동안 발생되기 때문에, 상기 잔여 전력이 소멸되는 시점(T2)에서 상기 반사 신호의 전력을 분석한다. 그리고, 스위치는 일정 시간 동안(514)에 송신 모드에서 수신 모드로 동작한다. 그리고, 스위칭의 완료 이후, 일정 시간(516)이 지난 후, 다시 스위치는 수신 모드에서 송신 모드로 스위칭한다.Referring to FIG. 5B , in the present invention, after a
도 6a은 종래 신호의 전송에 기반하여 수신되는 반사 신호의 전력을 나타낸 결과이다. 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호의 전송에 기반하여 수신되는 반사 신호의 전력을 나타낸 결과이다. 6A is a result showing the power of a received reflected signal based on a conventional signal transmission. 6B is a result showing the power of a reflected signal received based on signal transmission according to an embodiment of the present invention.
도 6a를 참조하면, 종래에는 잔여 전력이 소멸되기 전에 반사 신호에 대한 전력을 측정하기 때문에, SAW 센서의 반사 전력 대부분은 시간적으로 잔여 전력에 묻히게 된다. 그리고, 반사 신호의 전력을 포함하는 잔여 전력은 일정 시간 동안(610) 유지되기 때문에 공진 주파수를 식별하기 어려운 문제점이 있었다.Referring to FIG. 6A , in the related art, since power for a reflected signal is measured before the residual power is lost, most of the reflected power of the SAW sensor is temporally buried in the residual power. In addition, since the residual power including the power of the reflected signal is maintained for a
그리고, 종래에는 SAW 센서를사용하는 위치가 LCD 고온공정용 밀폐 챔버 내부이기 때문에, 이러한 챔버의 크기에 따른 고유공진 주파수 모드 또는 반사파가 발생되어 특정한 주파수에서 공진된 무선 주파수 전력의 내부 맴돌이 현상이 심할 경우, 수 십 μS동안에 잔여전력 현상이 발생된다.In addition, since the location where the conventional SAW sensor is used is inside a closed chamber for high-temperature LCD processing, a natural resonant frequency mode or reflected wave is generated according to the size of such a chamber, so that the internal eddy phenomenon of radio frequency power resonant at a specific frequency may be severe. In this case, a residual power phenomenon occurs for several tens of μS.
이와 같이, 잔여전력이 발생된 상태에서의 SAW 센서의 반사 전력 대부분은 시간적으로 잔여 전력에 묻혀서 구분할 수 없게 된다.In this way, most of the reflected power of the SAW sensor in a state in which the residual power is generated is temporally buried in the residual power and thus cannot be distinguished.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 잔여 전력 제거를 위해 고속 DSP(digital signal processor) 기반의 송수신 스위칭하는 스위치와 송수신 스위칭 타이밍에 nS 단위로 스텝 가변 조정 및 SAW 센서의 전파 지연 분석 등을 조합하여 잔여전력을 제거하여 아래 도 6b와 같은 실험 결과를 얻었다.In order to solve this problem, the present invention combines a high-speed digital signal processor (DSP)-based transmit/receive switching switch, step variable adjustment in nS units at the transmit/receive switching timing, and propagation delay analysis of the SAW sensor to remove residual power. Residual power was removed to obtain experimental results as shown in FIG. 6b below.
도 6b를 참조하면, 본 발명은 잔여 전력이 소멸된 이후에 반사 신호의 일부의 전력을 이용하여 공진 주파수를 획득하기 때문에, 보다 정확한 공진 주파수(620)을 획득할 수 있다.Referring to FIG. 6B , in the present invention, since the resonant frequency is obtained by using the power of a portion of the reflected signal after the residual power is dissipated, a more accurate
이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다. Each step in each of the above-described flowcharts may be operated regardless of the illustrated order, or may be performed simultaneously. In addition, at least one component of the present invention and at least one operation performed by the at least one component may be implemented in hardware and/or software.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.
210: 적어도 하나의 SAW 센서
220: 온도 측정 장치
221: 표시 제어 장치
222: 프로세서
223: 신호 발생부
224: 신호 검출부
225: 스위치
226: 안테나210: at least one SAW sensor
220: temperature measuring device
221: display control device
222: processor
223: signal generator
224: signal detection unit
225: switch
226: antenna
Claims (10)
설정된 주파수에 기반하여 신호를 생성하는 신호 발생부;
상기 생성된 신호의 송신 이후, 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 스위치;
상기 스위치가 상기 수신 모드로 전환된 이후, 상기 SAW 센서로 전송된 신호에 기반하여 상기 SAW 센서로부터의 반사 신호의 적어도 일부를 검출하는 신호 검출부;
상기 검출된 반사 신호의 적어도 일부에 대한 전력을 분석하여 공진 주파수를 획득하고, 상기 획득된 공진 주파수에 기반하여 온도를 측정하도록 설정된 프로세서를 포함하는 온도 측정 장치.
In the temperature measuring device using at least one SAW (surface acoustic wave) sensor,
a signal generator for generating a signal based on a set frequency;
a switch for switching from a transmission mode to a reception mode after transmission of the generated signal;
a signal detection unit configured to detect at least a portion of a reflected signal from the SAW sensor based on a signal transmitted to the SAW sensor after the switch is switched to the reception mode;
and a processor configured to analyze power for at least a portion of the detected reflected signal to obtain a resonant frequency, and to measure a temperature based on the obtained resonant frequency.
상기 프로세서는,
상기 온도를 측정한 이후, 상기 신호가 송신되는 주파수가 상기 SAW 센서의 주파수 대역 이내인 경우, 상기 스위치를 상기 수신 모드에서 상기 송신 모드로 전환하도록 설정된 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
After measuring the temperature, when the frequency at which the signal is transmitted is within the frequency band of the SAW sensor, the temperature measuring device is set to switch the switch from the reception mode to the transmission mode.
상기 프로세서는,
상기 스위치가 상기 수신 모드에서 상기 송신 모드로 전환되면, 상기 설정된 주파수를 일정 주파수 단위로 쉬프팅하여 주파수를 설정하는 온도 측정 장치.
3. The method of claim 2,
The processor is
When the switch is switched from the reception mode to the transmission mode, the temperature measuring apparatus sets the frequency by shifting the set frequency by a predetermined frequency unit.
상기 프로세서는,
상기 일정 주파수 단위로 시프트하여 설정된 주파수를 통해 상기 신호를 후속하는 후속 신호를 상기 SAW 센서로 전송하도록 설정된 온도 측정 장치.
4. The method of claim 3,
The processor is
A temperature measuring device configured to transmit a subsequent signal following the signal to the SAW sensor through a frequency set by shifting the predetermined frequency unit.
상기 프로세서는,
상기 SAW 센서의 주파수 대역 이내에서, 상기 신호 발생부, 상기 스위치, 및 상기 신호 검출부를 제어하여, 상기 설정된 주파수를 상기 일정 주파수 단위로 지속적으로 쉬프팅하면서 신호의 전송 및 상기 신호에 기반한 반사 신호의 수신을 지속적으로 수행하도록 설정된 온도 측정 장치.
5. The method of claim 4,
The processor is
Within the frequency band of the SAW sensor, the signal generator, the switch, and the signal detector are controlled to continuously shift the set frequency in units of the predetermined frequency while transmitting a signal and receiving a reflected signal based on the signal A temperature measuring device set up to continuously perform
상기 프로세서는,
상기 생성된 신호가 송신되면, 일정 시간이 지난 후 상기 스위치를 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환하도록 설정된 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
When the generated signal is transmitted, the temperature measuring device is set to switch the switch from the transmission mode to the reception mode after a predetermined time has elapsed.
상기 프로세서는,
상기 반사 신호가 검출되기 시작하는 시점에 상기 스위치를 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로 전환하도록 설정된 온도 측정 장치.
7. The method of claim 6,
The processor is
a temperature measuring device configured to switch the switch from the transmitting mode to the receiving mode at a time point when the reflected signal starts to be detected.
상기 프로세서는,
상기 스위치가 상기 송신 모드에서 상기 수신 모드로의 전환이 완료되는 시점부터 상기 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 상기 반사 신호의 적어도 일부를 상기 신호 검출부를 통해 검출하도록 설정된 온도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
The processor is
A temperature measuring device configured to detect, through the signal detector, at least a portion of the reflected signal corresponding to the time when the switch from the transmission mode to the reception mode is completed to the point when the detection of the reflected signal is completed.
상기 프로세서는,
상기 신호의 전송에 기반하여 발생되는 잔여 전력이 소멸되는 시점부터 상기 반사 신호의 검출이 완료되는 시점에 해당되는 상기 반사 신호의 적어도 일부를 상기 신호 검출부를 통해 검출하도록 설정된 온도 측정 장치.
9. The method of claim 8,
The processor is
A temperature measuring apparatus configured to detect, through the signal detector, at least a portion of the reflected signal corresponding to a point in time when the detection of the reflected signal is completed from a point in time when the residual power generated based on the signal transmission is extinguished.
상기 프로세서는,
적어도 하나의 신호의 송신에 기반하여 수신되는 적어도 하나의 반사 신호의 주파수에서 가장 큰 주파수를 상기 공진 주파수로 식별하도록 설정된 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The processor is
A temperature measuring device configured to identify, as the resonant frequency, a largest frequency in a frequency of the received at least one reflected signal based on the transmission of the at least one signal.
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KR101844806B1 (en) * | 2016-05-17 | 2018-04-03 | 한빛이디에스(주) | wireless temperature measurement device using surface acoustic wave device |
KR101904254B1 (en) * | 2016-05-26 | 2018-10-05 | 한국표준과학연구원 | Wireless temperature measument system |
KR101964871B1 (en) | 2017-04-28 | 2019-04-05 | (주)에이엠티솔루션 | Real time Passive temperature method using surface acoustic wave temperature sensor |
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2021
- 2021-04-30 KR KR1020210056819A patent/KR102633080B1/en active IP Right Grant
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