CN100389318C - 供家用电器用的带温度检测的混浊度传感器 - Google Patents

Abstract

一种供家用电器，特别是洗衣机和洗碗机用的传感器，包括：壳体2，其包括从基部延伸出的第一和第二壳体指8、10；第一光学元件12，其布置在第一壳体指8内；第二光学元件14，其布置在第二壳体指10内，其中，由光学元件12、14发送和接收的测量束在壳体2外的壳体指8、10之间传播，用于对至少部分地围绕壳体2的清洗介质的混浊度进行测量；以及温度传感器18，布置在第二壳体指10内，用于对清洗介质的温度进行测量，与第二光学元件14相比，温度传感器18距基部4更远。

Description

供家用电器用的带温度检测的混浊度传感器

技术领域

本发明一般涉及供使用清洗介质的家用电器用的传感器，具体涉及用于对，例如，在洗衣机和洗碗机中使用的清洗介质的混浊度和温度进行检测的传感器。

发明背景

洗衣机或洗碗机的一个关键的效率特征是能量和水的低消耗，这主要取决于要清洗的物品的肮脏度。由于要清洗的物品的肮脏度很难直接确定，或者根本就无法直接确定，因而公知的是采用所谓的混浊度传感器，通过清洗介质的混浊度或肮脏度间接地确定要清洗的物品的肮脏度。

混浊度传感器一般利用在清洗介质中传播的检测束，通过混浊度传感器分别确定清洗介质，例如清洗用的水的混浊度和肮脏度。根据所确定的清洗介质的混浊度或肮脏度，可确定要清洗的物品的当前肮脏程度，并相应地控制洗衣机或洗碗机的操作，以实现有效的清洗，并使能量和水的消耗最低。

并且，使用洗衣机或洗碗机进行清洗的效率取决于清洗介质的温度，这是因为清洗介质的温度，特别是，与给定温度对应的温度或者与给定温度过程(temperature course)对应的温度过程决定着从要清洗的物品上除去污物颗粒。

为此目的，采用了温度传感器，这些温度传感器布置在各个机器的清洗或清洁区域内，对清洗介质的温度进行检测。并且，温度传感器应确保清洗介质的温度不超过为要清洗的物品指定的值，以便，例如，在清洗过程中不会因为温度太高而损伤衣物。

通常，洗衣机或洗碗机装有作为单独部件的混浊度传感器和温度传感器，这些混浊度传感器和温度传感器可在家用电器的不同部位实现对清洗介质的各自测量。这会导致操作无效，特别是在把由混浊度传感器确定的混浊度值和由温度传感器确定的温度进行组合以优化机器操作的场合。

此外，用于确定洗衣机或洗碗机的清洗介质混浊度和温度的公知传感器具有较大的尺寸，在机器内各自占据一些空间。并且，在机器中这些传感器所在的区域处，由于这些传感器的尺寸使得清洗介质的静态和动态状况与实际进行清洗的区域不同，从而这些大尺寸的传感器使测量结果失真。

这种组合传感器的另一问题是，用于温度检测的部件经常由于传感器自身产生的温度而发生失真和/或由于传感器自身的结构而使清洗介质的温度变化确定得太慢。

发明内容

本发明的目的是克服上述的现有解决方案的缺点。特别是，本发明应提供一种供诸如洗衣机或洗碗机那样的家用电器用的传感器，该传感器可快速可靠地确定清洗介质的混浊度和温度，具有较小尺寸，并可简单地安装在家用电器内。

本发明的目的由一种传感器而得以实现，该传感器包括壳体，其包括从基部延伸出的第一和第二壳体指；第一光学元件，其布置在第一壳体指内；第二光学元件，其布置在第二壳体指内，其中，由光学元件发送和接收的测量束在壳体外的壳体指之间传播，用于对至少部分地围绕壳体的清洗介质的混浊度进行测量；以及温度传感器，其布置在第二壳体指内，用于对清洗介质的温度进行测量，与第二光学元件相比其距基部更远。

为了测量清洗介质的混浊度或肮脏度，采用检测束，该检测束在光学元件之间通过清洗介质从一个壳体指传播到另一壳体指。通过检测束在其通过清洗介质的传播路径上的交互作用来推导出清洗介质的混浊度或肮脏度。

在第二壳体指中，把用于对清洗介质的温度进行检测的温度传感器配置成使温度传感器和基部之间的距离比第二光学元件和基部之间的距离大。这样，可以实现的是，与第二壳体指中包含第二光学元件的部分相比，第二壳体指中配置了温度传感器的部分进一步延伸到清洗介质中。这可更快和更可靠地检测清洗介质的温度，这是因为，例如，可在很大程度上避免由传感器的发热部分加热围绕温度传感器的部分或者温度传感器自身。

壳体指可设计成使其纵向轴线具有一个角度，其中，壳体指的自由端之间的距离可大于或小于与基部连接的壳体指部分之间的距离。在此情况下，壳体指采用V形状从基部延伸，即使对于相对布置的第一和第二光学元件，也可获得较大的测量路径，这种相对布置可更准确地测量清洗介质的混浊度或肮脏度。

为了获得更大的测量路径，还可以考虑使第一和第二光学元件相对于壳体指的纵向轴箱错开，从而光学元件之间的测量路径在壳体指之间对角延伸。测量路径的这种延伸特别适合于第一和第二壳体指从基部基本上平行地延伸的情况，这使得，例如，与V形布置的两个壳体指相对比，壳体指之间的距离基本上恒定。

并且，可以考虑把第一和第二光学元件布置在一个与检测束的直线传播路径重合的轴线上。或者，可使第一和第二光学元件相对于该轴线错开，以便对检测束在通过清洗介质的传播路径上的特殊交互作用(例如散射效应)进行检测。

为了实现传感器的更紧凑设计，可以考虑使第一和第二壳体指具有不同的长度，其中，包含温度传感器的第二壳体指比另一个第一壳体指长。

在第一光学元件布置在第一壳体指的端部，即第一壳体指中距基部最远的部位的情况下，可以实现简化的设计。

优选的是，当使用长度不同的壳体指时，温度传感器配置成尽可能远离基部，即：布置在第二壳体指的端部，其中，第二光学元件设置在温度传感器和基部之间。

壳体指的不同长度有助于在清洗过程中使位于壳体指之间的清洗介质平衡，从而使光学元件确定的清洗介质混浊度或肮脏度表示实际的混浊度或肮脏度。这可分别由基部的设计和传感器在家用电器中的适当安装位置来支持。

长度不同的壳体指的另一优点是，温度传感器可进一步进入到清洗介质中，而基本上不会增大传感器的尺寸。

优选的是，温度传感器由导热膏或导热胶围绕，该导热膏或导热胶可填充第二壳体指中包含温度传感器的端部。导热膏可使从壳体外部的清洗介质通过壳体，更准确地说是第二壳体指的材料到温度传感器的热传递得到改善。并且，这样温度传感器不是刚性/牢固地铸在壳体内，从而可避免由于壳体和围绕温度传感器的材料的不同温度系数引起的问题。并且，围绕温度传感器的材料不是脆性材料，并且与刚性铸造物质相比，可实现与壳体的更好粘结。

利用导热膏来改善至温度传感器的温度传递可实现传感器的更简单发计，因为只需把导热膏注入或填入第二壳体指的端部。这可在安装温度传感器之前或之后进行。

并且，可采用分隔装置来把第二壳体指的端部与壳体封闭的传感器其余部分分隔开。优选的是，分隔装置可实现第二壳体指端部的密封，至少是针对导热膏的密封。

根据传感器的应用，例如根据传感器在洗衣机或洗碗机内的朝向，分隔装置可设计成防止导热膏从第二壳体指流出。另外，分隔装置也可使第二壳体指包含温度传感器的部分与包含第二光学元件的部分实现绝热或隔热。

为了把光学元件和温度传感器布置在壳体内，可以考虑采用与这些部件连接的支撑件，为了组装传感器，例如通过夹具、揿钮和/或粘性连接，把该支撑件导入壳体内并安装在其内。而且，该支撑件可分别实现光学元件和/或温度传感器在壳体内的定位和定向。

有利的是，分隔装置由支撑件来提供，例如，通过支撑件上的平面结构，该平面结构相当于一个盖，封闭了较长的第二壳体指的端部。

并且，可以考虑把光学元件和温度传感器与电路板连接，从而采用预制方式把根据本发明的传感器的电气部件布置在其内。

用于光学元件和温度传感器的支撑件可与电路板连接，也可作为一个整体。并且，可由电路板自身提供支撑件的功能。后者也适用于分隔装置，例如，该分隔装置可通过基本上垂直于实际电路板延伸的表面来提供。

优选的是，电路板包括从壳体延伸出来的插头连接器，以便简单地使传感器与洗衣机或洗碗机连接。

可以通过盖使壳体围住的空间密封，以便，例如，防止不期望的物质(即：漂流的清洗介质和污物)渗进。并且，盖可形成为使电路板的插头连接器通过该盖延伸到外部。

并且，盖的形状可以包围插头连接器延伸到外部的部分，相当于插头外壳。这样，盖可用于实现与洗衣机或洗碗机的形状配合连接，其中，盖的各部分的结构可以提供用于使传感器与洗衣机或洗碗机连接的配合结构，和/或提供揿钮或插锁连接。

附图说明

以下参照附图，对优选实施例进行详细说明。在附图中：

图1和图2是根据本发明的传感器的示意剖面图。

具体实施方式

图1和图2示出了供家用电器，特别是洗衣机和洗碗机用的传感器的示意剖面图，该传感器用于对例如水、清洗流体、蒸气等及其组合的清洗介质的混浊度和温度进行检测。

该传感器总体用1来表示，它包括壳体2，壳体2具有由基部6围绕的开口4。并且，壳体2包括两个端部8和10，其从基部延伸出去，相当于指。从图2可以看出，壳体2的这两端8和10(以下简称为指)长度不同，以便改善温度检测，以下对此进行说明。

为了检测混浊度，光学元件12和14布置在壳体2内，各位于指8和10中，并且相互对置。利用在光学元件12和14之间传播的检测束与指8和10之间(即壳体2的外部)的清洗介质的交互作用，来确定清洗介质的混浊度或肮脏度。根据要检测的表示清洗介质的混浊度、肮脏度等的清洗介质的参数，例如污物颗粒、悬浮物、织物残留物等，检测束16可以是光学和/或声学检测束。例如，为了一方面按照污物颗粒，另一方面通过泡沫形成来分别测量清洗介质的混浊度/肮脏度，在施加光学检测束时可以改变其频率，优选地是交替地改变，从而生成与导致不同混浊度/肮脏度的效果相对应的参数。

为了生成检测束16，光学元件12和14可分别包括发射器和接收器。并且，可以使光学元件12和14中的一个包括集成的发射器和接收器，而另一光学元件包括用于使发射的光束返回到另一光学元件的装置。为了简化起见，以下假定光学元件12用作发射器，而光学元件14用作接收器。

在传感器1布置在洗衣机或洗碗机内时，在更远地延伸到清洗介质中的长指10中配置温度传感器18。特别是，温度传感器18布置在指10的外部，即与基部6相对的一端。由于指10更远地延伸到清洗介质中，因而温度传感器18对清洗介质温度变化的响应时间得到改善。并且，由于温度传感器18设置成远离传感器1的其余部件，因而可进行更精确的温度测量，传感器1内的热发生和/或变化对温度测量没有影响或者影响很小。

并且，内部设有温度传感器18的指10的端部至少部分地填充有导热膏或导热胶20，从而使温度传感器，更具体地是其温度敏感部件由导热膏20围绕。导热膏20可改善温度传感器18与围绕温度传感器18的指10的部分的热接触，从而也可改善温度传感器10与清洗介质的热接触。另外，温度传感器18也可在指10内配置成使温度传感器18及其温度敏感部件分别与指10直接接触。

为了进行控制、操作和供电，光学元件12和14及温度传感器18通过电线(未示出)与电路板22连接。电路板22在其与指8和10相对的一端具有插头连接器24，该插头连接器24通过开口4延伸出去。

为了支撑光学元件12和14及温度传感器18，提供了安装到电路板22上的支撑件28，该支撑件28也可用于把电路板22以及光学元件12和14及温度传感器18分别布置在壳体2内。特别是，支撑件26包括表面28，该表面28基本上垂直于电路板22延伸，密封了温度传感器18所在的指10的端部，相当于一个盖。指10的端部的这种配置可使温度传感器18与传感器1的其余部分，特别是一般与电路板22连接的发热部件实现热隔离。并且，表面28(以下也称为盖)可避免导热膏20(在使用时)从指10的端部流出。

根据电路板22的设计，如果支撑件26的功能由电路板22来提供，则可省去支撑件26。特别是，在此情况下，电路板22应包括一种结构或表面，该结构或表面相当于盖28，(在传热方面采用有利的方式)使指10的端部与由壳体2围住的传感器1的其余部分分隔开，并且在需要时，采用密封方式使该端部封闭。并且，盖28可通过电路板22上的具有各自形状的电气或电子部件来提供。

壳体2的开口端4基本上采用壳体盖30来密封。壳体盖30可通过卡扣和/或揿钮连接与壳体2连接，以实现传感器1的简单组装。为了避免清洗介质渗透到传感器1的内部，即：壳体盖30与壳体2接触的部分，可采用密封元件(未示出)，特别是在壳体盖30和壳体2自身的连接不能确保传感器1的正确密封的场合。

壳体盖30包括开口(未标示)，电路板22的插头连接器24通过该开口延伸出去，其中，也可进行密封。并且，壳体盖30包括壁32，该壁32至少部分地围绕插头连接器24，用作导向装置以及实现与诸如洗衣机或洗碗机那样的家用电器的对应结构和/或部件的连接。壁32，例如，可使传感器1***家用电器内部的对应形状的孔或凹部内，以使插头连接器24与对应电子部件连接。

根据所采用的光学元件12和14，特别是根据所采用的检测束16，可以考虑，壳体2至少在配置有光学元件12和14的部分对于检测束16是半透明的。这样，例如，如图2所示，在检测束16是光学检测束的场合，壳体2可包括半透明的部分或窗孔34和36。如果壳体2整体采用对于测量束16是半透明的材料制成，例如采用有机玻璃制成，则可获得简化。

并且，可以考虑，壳体2至少在配置有该温度传感器18的指10的接收端包括一种材料，该材料的热特性使得可通过设置在内部的温度传感器18，对壳体2外部的清洗介质的温度进行快速而正确的检测。有利的是，壳体2采用一种对于检测束16是半透明，并能优化至温度传感器18的热传导的材料制成。

Claims (34)

1.一种供家用电器用的传感器，该传感器包括：

壳体，其包括从基部延伸出的第一和第二壳体指；

第一光学元件，其布置在第一壳体指内；

第二光学元件，其布置在第二壳体指内，其中，由光学元件发送和接收的测量束在壳体外的壳体指之间传播，用于对至少部分地围绕壳体的清洗介质的混浊度进行测量；以及

温度传感器，其布置在第二壳体指内，用于对清洗介质的温度进行测量，与第二光学元件相比其距基部更远。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，

第一和第二壳体指基本上相互平行地延伸。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中，

第一壳体指比第二壳体指短。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中，

第一光学元件布置在第一壳体指的端部。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中，

第二光学元件布置在第二壳体指中温度传感器和基部之间的部位，与第一光学元件相对。

6.根据权利要求1所述的传感器，其中，

温度传感器(18)由导热膏(20)或导热胶(20)围绕，该导热膏(20)或导热胶(20)基本上完全填满了第二壳体指(10)中包含温度传感器(18)的部分。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中，

第二壳体指(10)中包含温度传感器(18)的部分通过分隔装置(28)与由壳体(2)围住的其余部分分隔开。

8.根据权利要求7所述的传感器，其中，

分隔装置(28)采用密封方式封闭了第二壳体指(10)中包含温度传感器(18)的部分。

9.根据权利要求7所述的传感器，其中，

光学元件(12，14)和温度传感器(18)通过支撑件(26)布置在壳体(2)内。

10.根据权利要求9所述的传感器，其中，

分隔装置(28)是支撑件(26)的一个基本上平面的结构。

11.根据权利要求9所述的传感器，其中，

光学元件(12，14)和温度传感器(18)电连接至壳体(2)内的电路板(22)。

12.根据权利要求11所述的传感器，其中，

分隔装置(28)是一个大致垂直于电路板(22)延伸的平面结构。

13.根据权利要求11所述的传感器，其中，

分隔装置(28)是由电路板(22)或其上的部件提供的。

14.根据权利要求11所述的传感器，其中，

支撑件(26)与电路板(22)连接。

15.根据权利要求11至14中任何一项所述的传感器，其中，

电路板(22)包括从壳体(2)延伸出的插头连接器(24)，用于与家用电器电连接。

16.根据权利要求15所述的传感器，其中，

壳体(2)包括与壳体指(8，10)相对的壳体盖(30)，其中，壳体(2)和壳体盖(30)限定了传感器内部。

17.根据权利要求16所述的传感器，其中，

电路板(22)的插头连接器(24)通过壳体盖(30)从传感器内部延伸出去。

18.根据权利要求1所述的传感器，其中所述家用电器是洗衣机或洗碗机。

19.一种供家用电器用的传感器的壳体，该壳体包括：

基部(6)；

第一壳体指(8)，其从基部(6)延伸，用于容纳第一光学元件(12)；以及

第二壳体指(10)，其从基部(6)延伸，用于容纳第二光学元件(14)，其中，第一和第二光学元件(12，14)用于通过在第一和第二光学元件(12，14)之间传播的测量束(16)，对至少部分地围绕壳体的清洗介质的混浊度进行测量，并且用于容纳温度传感器(18)，以对清洗介质的温度进行测量，其中，与第二壳体指(8)中用于容纳第二光学元件(14)的部分相比，第二壳体指(8)中用于容纳温度传感器(18)的部分位于距基部(6)更大距离的位置处。

20.根据权利要求19所述的壳体，其中，

第一和第二壳体指(8，10)基本上相互平行地延伸。

21.根据权利要求19所述的壳体，其中，

第一壳体指(8)比第二壳体指(10)短。

22.根据权利要求19所述的壳体，其中，

用于放置第一光学元件(12)的部分位于第一壳体指(8)的端部。

23.根据权利要求19所述的壳体，其中，

第二壳体指(10)中用于放置第二光学元件(14)的部分位于第二壳体指(10)中用于放置温度传感器(18)的部分和基部(6)之间的一个部位，与第一壳体指(8)中放置第一光学元件(12)的部分相对。

24.根据权利要求19所述的壳体，其中，

提供了分隔装置(28)，以将第二壳体指(10)中放置温度传感器(18)的部分与由壳体围住的其余部分分隔开。

25.根据权利要求24所述的壳体，其中，

提供了要布置在壳体(2)内的支撑件(26)，以放置光学元件(12，14)和/或温度传感器(18)。

26.根据权利要求25所述的壳体，其中，

分隔装置(28)是支撑件(26)的一个基本上平面的结构。

27.根据权利要求25所述的壳体，其中，

提供了要布置在壳体内的电路板(22)，用于电连接光学元件(12，14)和/或温度传感器(18)。

28.根据权利要求27所述的壳体，其中，

分隔装置(28)是一个基本上垂直于电路板(22)延伸的平面结构。

29.根据权利要求27所述的壳体，其中，

分隔装置(28)是由电路板(22)或其上配置的部件提供的。

30.根据权利要求27所述的壳体，其中，

支撑件(26)与电路板(22)连接。

31.根据权利要求27至30中任何一项所述的壳体，其中，

电路板(22)包括从壳体延伸出的插头连接器(24)，用于与家用电器电连接。

32.根据权利要求31所述的壳体，包括：

壳体盖(30)，配置成与壳体指(8，10)相对，其中，壳体和壳体盖(30)限定了传感器内部。

33.根据权利要求32所述的壳体，其中，

电路板(22)的插头连接器(24)通过壳体盖(30)从传感器内部延伸出去。

34.根据权利要求19所述的壳体，其中所述家用电器是洗衣机或洗碗机。

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