CN102141514A - 家电设备用水电导和水浊度传感器 - Google Patents

Abstract

功能多并能防止洗涤水泄漏的一种家电设备用水电导和水浊度传感器，圆筒型结构的壳体壳体前端部设置有可通水的凹槽(102)，凹槽底部两侧设有贯穿壳体的电极端子孔(103)，壳体于电极端子孔对应的部位设有电极定位槽(104)，设有由电极板(4)和电极端子(2)连接构成的电极，其中的电极端子插装于所述电极端子孔，电极板插装于所述电极定位槽，电极端子和壳体之间设置有密封圈(6)，在凹槽(102)两侧壳体内部分别设有发光二极管(7)及感光三极管(8)，壳体内部设有印刷电路板(5)，发光二极管、感光三极管和电极端子连接于印刷电路板(5)。本发明适配于洗衣机、洗碗机等家电设备。

Description

家电设备用水电导和水浊度传感器

技术领域

本发明涉及一种安装在洗衣机、洗碗机等家电设备上的水浊度和水电导率检测传感器。

背景技术

水导电性能通常取决于水中含有的离子浓度，自然水中离子浓度通常和水中的金属离子(如钠、钙、镁等离子)浓度大致成比例关系，而金属离子浓度(特别是钙、镁离子)对洗衣机、洗碗机等设备中洗涤剂作用发挥有较大的影响，钙、镁离子盐类总量越高，其沉淀洗涤剂的效应越强，因此会降低洗涤剂的洗涤功能。测量水的导电性能，由此大致推算水的硬度(钙、镁离子含量)，就可以根据硬度调节洗涤条件，如增减洗涤液的投放量等。水浊度为一种表示水浑浊度的指标通常由水中的污染物颗粒总量来决定。水浊度越高表明水中污染物颗粒越多，也就表明被洗涤物中所含的污染颗粒越多，待洗物越脏。因此，对于洗衣机和洗碗机等设备，检测洗涤所需的水硬度和水浊度是有必要并具有意义的，这样可以根据水硬度和水浊度来决定最佳的洗涤剂投放数量、洗涤时间、漂洗次数，达到节能、节水目的。

图1为已有技术(公开号：CN 1601263A)的水硬度传感器的剖视图。这种水硬度传感器具有空气盒a，圆筒型结构的传感器外壳b嵌置于空气盒a下端开口部，可防止洗涤水泄漏，传感器外壳b的孔e(孔h和孔i)中插设有电极d(电极f和电极g)，外壳b内填充有环氧树脂c，防止洗涤水通过孔e部位外壳与电极d之间的缝隙向外流泄漏，电极一端位于空气盒a的内部，可检测洗涤水的硬度。这种已有技术的洗衣机水硬度检测传感器存在以下三个缺点：

1)在热胀冷缩的过程中，由于各部件胀缩系数不同，长时间后容易在结合处产生缝隙，使洗涤水泄露。再就是，在洗衣机、洗碗机高温洗涤过程中，环氧树脂容易软化，电极受到振动、拉拔而使胶体脱落，从而导致泄漏等问题。

2)不能检测水中的杂质颗粒含量，致使不能检测水的污浊程度。

3)在同等离子浓度下，电导率会随温度的变化而变化，而已有这种传感器不能对所测电导率作温度修正。

发明内容

本发明要解决已有技术中家电设备用水硬度检测传感器洗涤水容易泄漏、不能检测水浊度以及不能对硬度检测作温度修正等问题，为此提供本发明的家电设备用水电导和水浊度测定传感器，该传感器能检测洗涤水的硬度，还能检测洗涤水的浊度，并可防止洗涤水向外泄漏。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案其特殊之处在于设有具有圆筒型结构的壳体，所述壳体前端部设置有可通水的凹槽，凹槽底部两侧设有贯穿壳体的电极端子孔，壳体于电极端子孔对应的部位设有电极定位槽，设有由电极板和电极端子连接构成的电极，该电极的电极端子插装于所述电极端子孔，该电极的电极板插装于所述电极定位槽，电极端子和壳体之间设置有密封圈，在凹槽两侧壳体内部分别设有发光二极管及感光三极管，壳体内部设有印刷电路板，所述发光二极管、感光三极管和电极端子连接于所述印刷电路板，壳体上设有后盖，该后盖通过壳体上的卡扣与壳体连接。

本发明可以在所述电极端子头部设置有螺纹结构，印刷电路板上开设有孔，所述电极端子穿经印刷电路板上的所述孔，印刷电路板在孔周围的焊接面上预镀有环形焊锡层，所述电极端子连接于印刷电路板是指螺母旋配于电极端子头部的螺纹结构并且该螺母压合于印刷电路板上的所述环形焊锡层使电极端子连接于印刷电路板。

本发明宜在所述壳体的凹槽底部设有中空圆柱型结构，中空圆柱型结构内部设置有温度传感器，该温度传感器与所述印刷电路B板连接。

通过本发明所提供的家电设备用水电导和水浊度传感器可以带来如下效果：

首先，由于在壳体电极端子孔部位电极端子和壳体之间设有密封圈，基于密封圈的密封特性，在热胀冷缩及高温、振动、拉拔环境下，可防止洗涤水在电极端子孔部位通过电极端子和壳体之间的缝隙向外泄漏。

第二，由于壳体上设有电极定位槽，电极板插装于该定位槽，使电极板固定而不会转动，使阳极电极板和阴极电极板始终保持一固定间距，壳体凹槽内两电极板之间存在洗涤水，通过两电极检测到的洗涤水的导电率误差小，所述印刷电路再将此导电率信号输出到控制器上，对洗涤程序实现相应控制。本发明两电极间输出电压与洗涤水电导率变化曲线见图9。

第三，由于在所述凹槽两侧的壳体内部分别设有发光二极管及感光三极管，凹槽内具有洗涤水，发光二极管发出的光经过洗涤水的散射，到达感光三极管受光面的光通量随洗涤水的浊度而变化，印刷电路再将此变化信号输出到控制器上，对洗涤程序实现相应控制。本发明由所述光通量转化得到的电压与洗涤水浊度变化曲线见图10。

第四，设置有温度传感器的本发明具备温度测量功能，在检测洗涤水电导率时，可根据洗涤水温度的变化进行电导温度修正。

附图说明

图1为已有技术的水硬度传感器检测装置剖视图；

图2为本发明家电设备用水电导和水浊度传感器的壳体结构示意图；

图3为本发明中的电极端子与电极板连接示意图；

图4为本发明中的印刷电路板结构示意图；

图5为本发明的局部组装示意图；

图6为本发明的水硬度检测部位的结构示意图；

图7为本发明的水浊度检测部位的结构示意图；

图8为本发明的电气示意图；

图9为本发明的电极间输出电压与洗涤水电导率变化特性图；

图10为本发明的由发光极管光通量转化的输出电压与洗涤水浊度变化特性图。

图中标记：a空气盒，b传感器外壳，c环氧树脂，d电极，e传感器孔，f第一电极，g第二电极，h第一孔，i第二孔，1壳体，101圆筒型结构，102凹槽，103电极端子孔，104电极定位槽，105卡扣，106中空圆柱型结构，2电极端子，201螺纹结构，3螺母，4电极板，5印刷电路板，501环形焊锡层，502孔，6密封圈，7发光二极管，8感光三极管，9后盖，10温度传感器，11接插件。

具体实施方式

本发明的家电设备用水电导和水浊度传感器，见图2、图3、图4、图5、图6、图7，具有壳体1，所述壳体1具有圆筒型结构101，壳体前端部设置有可通水的的凹槽102，凹槽102底部的两侧设有贯穿壳体而形成的电极端子孔103，宽度大于电极端子孔103直径的电极板4和电极端子2铆接构成电极，该电极的电极端子向下插装于电极端子孔103，电极端子上套有密封圈6，电极的电极板插装于电极定位槽104，电极定位槽可使电极板固定而不会转动，并使阳极电极板和阴极电极板保持一固定间距。洗涤水通过凹槽102，洗涤水的导电率由两电极板之间输出电压变化而换算得到。阳极电极板材料可采用不锈钢材料，也可采用贵金属涂层保护，阴极电极板可采用不锈钢材料。套于电极端子的密封圈6使电极端子与壳体间保持良好密封，基于密封圈的良好密封特性，在热胀冷缩及高温、振动、拉拔环境下，可防止洗涤水在电极端子孔103部位通过电极端子与壳体之间的缝隙向外泄漏(密封消除了这种泄漏缝隙)。在凹槽102两侧壳体1内部分别设有发光二极管7及感光三极管8，根据凹槽内的洗涤水的污浊程度，从发光二极管发出的光线经过凹槽(透明槽壁)内洗涤水的散射，到达感光三极管8受光面上的光线的光通量随洗涤水浊度而变化(浊度升高，散射增强、透射减弱，反之散射减弱、透射增强)，这种散射、透射光通量转化为电压变化，由此测定洗涤水的浊度，浊度＝(V0-V1)/K。式中：

V0-清水时的输出电压

V1-浑浊水时的输出电压

K-比例常数

壳体内部设印刷电路板5，所述发光二极管和感光三极管连接到印刷电路板5上，印刷电路板5上具有孔502，孔502周围印刷电路板5的焊接面上具有预镀焊锡的环形焊锡层501，电极端子2贯穿印刷电路板的孔502，电极端子2头部设置有螺纹结构201，螺母3旋配于该螺纹结构并压合于所述印刷电路板的环形焊锡层501使电极端子2和印刷电路板电连接。凹槽102底部设置中空圆柱型结构106，该中圆柱型结构内部设置有温度传感器10，温度传感器连接到印刷电路板5上。图8所示的电路图，发光二极管7正极、感光三极管8集电极、电极板4的阳极板、温度传感器的正极通过印刷电路板5布线连接到控制器的正电源上，发光二极管7负极通过限流电阻R1连接于控制器的负电源，感光三极管8发射极通过采样电阻R2接至控制器负电源，电极板4的阴极板通过采样电阻R3连接至控制器负电源，温度传感器的负极通过采样电阻R4连接至控制器负电源，浊度NTU检测的输出信号从感光三极管8与采样电阻R2的连接点引出，电导率G检测的输出信号从电极板4的负极板与采样电阻R3的连接点引出，温度T测量的输出信号从温度传感器的负极与采样电阻R4的连接点引出。在印刷电路板5上可安装有接插件11，也可直接焊接导线，通过接插件11或导线及印刷电路板的布线可将洗涤水浊度信号、温度信号及电导率信号传送给图中未表示出的洗衣机、洗碗机的控制器，控制器再根据洗涤水的浊度信号值、温度值和电导率信号值计算出最佳的洗涤方式。后盖9通过卡扣105与壳体1连接。

Claims (3)

1.家电设备用水电导和水浊度传感器，其特征是具有壳体(1)，该壳体具有圆筒型结构(101)，所述壳体前端部设置有可通水的凹槽(102)，凹槽(102)底部两侧设有贯穿壳体的电极端子孔(103)，壳体于电极端子孔对应的部位设有电极定位槽(104)，设有由电极板(4)和电极端子(2)连接构成的电极，该电极的电极端子插装于所述电极端子孔，该电极的电极板插装于所述电极定位槽，电极端子(2)和壳体(1)之间设置有密封圈(6)，在凹槽(102)两侧壳体(1)内部分别设有发光二极管(7)及感光三极管(8)，壳体内部设有印刷电路板(5)，所述发光二极管、感光三极管和电极端子连接于所述印刷电路板(5)，壳体上设有后盖(9)，该后盖通过壳体上的卡扣(105)与壳体(1)连接。

2.如权利要求1所述的家电设备用水电导和水浊度传感器，其特征是所述电极端子头部设置有螺纹结构(201)，印刷电路板(5)上开设有孔(502)，所述电极端子穿经印刷电路板上的所述孔(502)，印刷电路板(5)在孔(502)周围的焊接面上预镀有环形焊锡层(501)，所述电极端子连接于印刷电路板是指螺母(3)旋配于电极端子头部的螺纹结构并且该螺母压合于印刷电路板上的所述环形焊锡层使电极端子连接于印刷电路板。

3.如权利要求1或2所述的家电设备用水电导和水浊度传感器，其特征是所述壳体(1)的凹槽底部设有中空圆柱型结构(106)，中空圆柱型结构内部设置有温度传感器(10)，该温度传感器与所述印刷电路B板(5)连接。

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