Enhancement in the Performance of Capacitive Sensor for Oily Water Separator

유수분리기용 정전용량형 센서의 성능향상에 관한 연구

  • 제우성 (동명대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 김경우 (동명대학교 메카트로닉스공학과) ;
  • 권휴상 (한국표준과학연구원 기반표준부)
  • Published : 2006.10.31

Abstract

Demand of enhanced bilge separation sensor system has been recently increased due to the severe regulation reinforcement of MEPC(Marine Environment Production Committee). Up to date bilge separation sensor has to be extremely accurate and highly reliable. To design and build such a bilge separator. a precise oily water separation level sensor that distinguishes oil from water is critical. Three dimensional simulations have been carried out to figure out the characteristics of capacitive level sensors, which grounds the finding of the parameters required to design the sensors. The parasitic capacitance problem which is inherent to capacitive level sensors has been taken care of. This paper concludes with the future research direction that can be pursued with the newly defined parameters of the capacitive level sensors.

해양환경 규제 MEPC의 규제 강화로 인하여 더욱 정밀하고, 신뢰성을 확보한 빌지분리 센서 시스템이 필요하다. 빌지 분류기를 설계 제작하기 위해서는 기름과 물을 구별하는 정밀한 유수분리 레벨센서가 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 정전용량형 레벨센서의 특성 파악을 위해 3차원 시뮬레이션을 수행하여 특성을 파악하였으며, 이를 토대로 레벨센서의 설계시 주요한 설계인자를 추출하였다. 동작회로를 Digital 회로로 구성함으로써, 정전용량형 센서의 원천적인 기생커패시턴스 문제를 해결하였으며, 실험장치를 구성한 후 실험을 수행하였다. 실험 결과를 보면 노이즈에는 강인해졌음을 알 수 있었다. 그리고 추출한 정전용량형 레벨센서의 설계인자를 이용하여 정밀도를 향상시키기 위한 연구가 향후에 진행 될 필요성이 있다.

Keywords

References

  1. IMO, 'Report of The Marine Environment Protection Committee on Its forty-ninth session', PP. 6-8, 2003
  2. IMO, 'Report of The Marine Environment Protection Committee on Its forty-ninth session', PP. 12, 2003
  3. A J jaworski, T Dyakowski, G A Davies, 'A capacitance probe for interface detection in oil and gas extraction plant', Meas. Sci. Technol. 10, pp. L15-L20, 1999 https://doi.org/10.1088/0957-0233/10/1/015
  4. Martin A. Plones, 'Applied Electromagnetics', McGraw­Hill. 6th, pp. 165-167, 1988
  5. H.J.Kim, R.D.Lee, J.H.Kang, Yu.P.Semenov, S.O.Han, 'Study on Inclination Sensor by Capacitance Measurements', 한국전기전자재료학회, 하계학술대회 논문집, pp. 807-810, 2003
  6. Craig S. Sander, 'A Monolihic Capacitive Pressure Sensor with Pulse-Period Output', IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-27, May 1980
  7. T. Kudoh, S. Shoji and M. Esashi, 'An Integrated Miniature Capacitive Pressure Sensor', Sensor and Actuator, A29, pp. 185-193, 1991
  8. H. D. Seo, G. B. Lim and M. Esashi, 'Hybrid-Type Capacitive Pressure Sensor', Sensors and Materials, 4, 5, pp.277-289, 1993
  9. 이윤희, 사와다 쿠지, 서희돈, 최세곤, '용량형 압력센서용 디지털 보상 인터페이스 회로설계', 센서학회지, 제5권, 제5호, pp.63-68, 1996
  10. Thomas Mohr, Uwe Ehrenbefrg and Hermann Uhlmann, 'A new method for a self-calibrating capacitive sensor', IEEE Instrum. Meas. Technology Conference, pp. 454-459, 2001
  11. Paul Horowitz, Winfield Hill, 'The Art of Electronics', KALA, 2nd ed., pp. 286-288, 1989