물 감지 센서

물 감지 센서란?

물 감지 센서는 물 분자에 흡수되는 긴 파장의 빛을 이용하여 물을 감지하는 센서를 말합니다.

일반적인 광전 센서는 액체를 감지하고 검출할 수 있지만, 투명한 물에서는 빛이 투과되는 동시에 빛의 감쇠량이 매우 작아 검출이 어렵습니다. 또한, 색이 있는 물이나 색 농도가 다른 물 등에서는 감쇠량이 달라지기 때문에 감지가 더욱 어렵습니다.

반면 이 물 감지 센서는 물 분자에 흡수되는 긴 파장의 빛을 사용하여 투명한 물, 색이 있는 물, 색 농도가 다른 물도 감지할 수 있습니다.

물 감지 센서의 사용 용도

물 감지 센서는 물 분자에 흡수되는 긴 파장의 빛을 이용한 센서이기 때문에 물의 존재 자체를 감지할 때 사용됩니다. 예를 들어, 물을 사용하는 생산 현장의 물 모니터링, 저수 탱크의 수위 감지, 수위 레벨 감지, 페트병이나 유리 투명 용기에 액체가 채워져 있는지 감지할 때 등 다양한 용도로 사용됩니다.

또한, 안개 상태의 물도 안정적으로 감지할 수 있어 물을 사용하는 사업장에서 스프레이를 이용한 물 세척 모니터링 등에도 활용되고 있습니다.

물 감지 센서의 원리

물 감지 센서는 광전 센서와 마찬가지로 투광 장치로 빛을 조사하고 센서로 수광하여 물의 유무를 감지하는데, 1.45um(1450nm)의 긴 파장의 빛을 사용하여 물 분자의 흡수를 촉진하는 것이 특징입니다.

물 감지 센서에서는 물 분자에 흡수되는 장파장 빛을 사용함으로써 투명한 물, 색이 있는 물, 색 농도가 다른 물에서도 물 분자에 빛이 흡수되어 차광되기 때문에 안정적으로 물을 감지할 수 있습니다. 광전센서에서 오작동하기 쉬운 물방울이나 기포, 작은 기포가 축적된 거품 등의 액체-성분에 물이 사용되어 있는 경우에도 물 분자에 빛이 흡수되어 차광되기 때문에 감지할 수 있습니다.

물 감지 센서의 기타 정보

1. 광굴절식 및 정전 용량 검출 방식의 물 감지 센서

물 감지 센서는 그 원리상 투광부와 수광부로 나뉘어 동작하기 때문에 기본적으로 감지하고자 하는 곳의 양쪽에 각각의 기기를 설치해야 합니다. 설치 장소가 확보 가능한 환경에서는 문제가 없지만, 좁은 공간의 파이프나 배관 내의 물을 감지하고자 하는 경우에는 적합하지 않습니다.

이러한 경우에는 콤팩트하게 설치할 수 있는 광굴절식 물 감지 센서나 정전 용량 감지 방식의 물 감지 센서가 적합합니다. 광굴절식은 물의 유무에 따라 LED 빛이 파이프 내부를 통과하는 것과 반사되는 것의 차이로 물을 감지하는 방식입니다. 반면 정전 용량 검출은 액체의 유무에 따른 유전율의 변화를 읽어내어 감지하는 방식입니다.

모두 하나의 기기만으로 파이프나 배관 한쪽에 콤팩트하게 설치할 수 있는 특징을 가지고 있으며, 장파장 광 타입으로 설치가 어려운 환경에서 사용할 수 있는 모델이라고 할 수 있습니다.

2. 물 감지 센서와 습도 센서의 차이점

물 감지 센서는 장파장의 빛을 활용하여 물의 위치를 파악하여 감지하는 센서이지만, 습도 센서는 감습막을 이용하여 빗살형 전극 사이의 물방울에 의한 저항 변화나 정전 용량 변화를 전기적으로 감지하여 습도로 보정하는 방식입니다.

물 감지 센서는 물의 유무가 주된 감지 목적이지만, 습도 센서는 그 구성상 미세한 물방울을 원리적으로 감지할 수 있기 때문에 대기 중 물방울의 비율을 계산하여 습도로 환산할 수 있다는 점이 큰 차이점입니다.

3. 스마트폰의 물 감지 센서

요즘 스마트폰에서 USB 전원코드에 물방울이 부착되면 충전 중 물방울로 인한 전극의 부식이나 열화가 우려되어 경고로 알려주는 기종들이 있습니다. 이 원리도 전극 사이의 저항 또는 용량 변화를 전기적 전압 변화로 변환하여 감지하는 원리입니다.

다만, 이렇게 실제로 수분을 감지하는 센서 자체를 가진 기종은 아직 많지 않습니다. 일반 스마트폰에서 흔히 볼 수 있는 온도나 습도 표시는 GPS 기능을 통해 현재 위치를 파악한 후 그 위치의 온습도 정보를 얻어 표시하는 것이 대부분입니다.