專利名稱：光學(xué)傳感器、特別是安裝在家用洗衣機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)傳感器，具體地，涉及一種安裝在家用洗衣機(jī)或者洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器。所述光學(xué)傳感器包括具有殼體內(nèi)部的殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)部中的測量模塊，所述測量模塊具有發(fā)光元件和光接收元件，所述測量模塊限定測量光路，所述測量光路從發(fā)光元件延伸至光接收元件，并且在其路徑長度的一部分在殼體的外部經(jīng)過。
背景技術(shù)：
例如，在WO 2006/050767A2中公開具有這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)傳感器，具體地在圖1至
4中示出。此類型的光學(xué)傳感器可以具體地用作濁度傳感器，該濁度傳感器可以確定洗衣機(jī)或洗碗機(jī)中的洗滌水的混濁度?？梢愿鶕?jù)混濁度得出關(guān)于要被清潔的衣物或要被清潔的廚房用具的污穢程度的結(jié)論。為了能測量所述洗滌水的混濁度，位于殼體外部的測量光路的路徑部分延伸通過相關(guān)機(jī)器的洗滌室，該洗滌室被洗滌水沖洗。例如，為此，傳感器以下述方式被安裝在限定所述洗滌室的機(jī)器的壁的裝配開口中傳感器部分突出到洗滌室中，光沿著測量光路移動(dòng)，所述測量光路在所述洗滌室內(nèi)部的第一點(diǎn)從所述殼體射出并在第二點(diǎn)重新進(jìn)入所述殼體，并且光根據(jù)位于所述兩個(gè)殼體點(diǎn)之間的測量光路的路徑部分上的洗滌水的混濁度進(jìn)行衰減。這里使用的術(shù)語洗滌水一般是用于清潔衣物或廚房用具的任意洗滌液。除了水之外，洗滌液大致還包括各種添加劑，具體地，清潔物質(zhì)，還有調(diào)節(jié)劑或其它輔助物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是這里考慮類型的光學(xué)傳感器能夠確?？煽康胤乐瓜礈焖M(jìn)入到容納傳感器的電氣/電子部件的那些傳感器區(qū)域中，傳感器的電氣/電子部件包括發(fā)光元件和光接收元件。為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提出所述發(fā)光元件和所述光接收元件被一起設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的第一子空間中，并且測量光路在其路徑長度的一部分通過所述殼體內(nèi)部的至少一個(gè)第二子空間延伸，所述至少一個(gè)第二子空間相對(duì)所述第一子空間被密封。優(yōu)選地，測量模塊的所有電氣/電子部件被安裝在第一子空間中，例如，賦值電子設(shè)備與發(fā)光元件和光接收元件一起設(shè)置在共用的印刷電路板上。通過相對(duì)于至少一個(gè)第二子空間密封第一子空間所實(shí)現(xiàn)的效果是任何到第二子空間中的洗滌水的進(jìn)入都不會(huì)導(dǎo)致干擾傳感器的電功能或甚至使傳感器的電功能失效。此外，例如，當(dāng)傳感器以主電壓運(yùn)行時(shí)(這可能在水進(jìn)入第一子空間的情況下導(dǎo)致危險(xiǎn)的短路)可以在本質(zhì)上改善機(jī)器的電保護(hù)。所述至少一個(gè)第二子空間被方便地形成在殼體區(qū)域中，所述殼體區(qū)域要被浸入用液體沖洗的空間中。為了安裝在第一子空間中的測量模塊的部件的最優(yōu)保護(hù)，當(dāng)想要安裝光學(xué)傳感器時(shí)，第一子空間優(yōu)選地僅由沒有液體環(huán)境的殼體的這種壁部分限定邊界。這能夠防止殼體外部的洗滌水經(jīng)由第一和第二子空間之間的密封點(diǎn)進(jìn)入第一子空間，洗滌水的該進(jìn)入是例如由于在裝配期間或使用中無意造成殼體穿孔而造成。在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，測量模塊包括由透明材料制成的至少一個(gè)導(dǎo)光體，該至少一個(gè)導(dǎo)光體沿著測量光路的一部分引導(dǎo)所述光。所述導(dǎo)光體包括進(jìn)入點(diǎn)和/或引出點(diǎn)，該進(jìn)入點(diǎn)開口到第一子空間中，用于來自發(fā)光元件的光束，所述引出點(diǎn)開口到第一子空間中，用于將光束引導(dǎo)到所述光接收元件。此外，所述導(dǎo)光體突出到至少一個(gè)第二子空間中。所述至少一個(gè)導(dǎo)光體優(yōu)選地具有兩個(gè)反射表面，所述兩個(gè)反射表面用于沿所述測量光路引導(dǎo)的光的全反射。在這種情況下，從發(fā)光元件引導(dǎo)到所述至少一個(gè)導(dǎo)光體的進(jìn)入點(diǎn)上的光束在所述至少一個(gè)導(dǎo)光體內(nèi)部移動(dòng)至所述兩個(gè)反射表面中的第一反射表面，其中光束沿第二反射表面的方向全反射，位于所述殼體外部的測量光路的路徑部分處于兩個(gè)反射表面之間。所述光束在第二反射表面處被再次全反射，然后在所述至少一個(gè)導(dǎo)光體的內(nèi)部將所述光束引導(dǎo)至引出點(diǎn)，該光束從所述弓I出點(diǎn)移動(dòng)至所述光接收元件。為了相對(duì)所述至少一個(gè)第二子空間密封第一子空間，所述導(dǎo)光體可以相對(duì)于所述殼體被密封。為了相對(duì)于所述殼體密封所述導(dǎo)光體，例如，可以設(shè)置單獨(dú)的密封件，該密封件被安裝在導(dǎo)光體和殼體之間?？梢岳斫猓鎲为?dú)的密封件，可以設(shè)置例如與所述導(dǎo)光體一體制造的密封件。傳統(tǒng)的兩部件注塑技術(shù)能夠容易地制造具有密封件的導(dǎo)光體，該密封件在所述導(dǎo)光體上一體形成，并可以任選的由比導(dǎo)光體更軟的材料構(gòu)成。此外，還能夠通過將所述導(dǎo)光體膠結(jié)到所述殼體中實(shí)現(xiàn)所述導(dǎo)光體和所述殼體之間的密封，其中膠結(jié)位置確保要求的密封性。另外，還能夠通過由焊接連接獲得所需的密封性或者通過將所述導(dǎo)光體壓配合在所述殼體中獲得所需的密封性。根據(jù)改進(jìn)方案，所述殼體包括具有杯狀主殼體，該杯狀主殼體包括杯殼和形成有多個(gè)延伸部的杯底，所述導(dǎo)光體具有基部和一體地連接到所述基部的兩個(gè)突起部，所述兩個(gè)突起部中的每一個(gè)突出到一個(gè)所述延伸部中。為了相對(duì)于所述至少一個(gè)第二子空間密封第一子空間，所述導(dǎo)光體的基部可以相對(duì)于所述主殼體的杯殼被密封。為此，可取的是導(dǎo)光體的基部基本上完全填充所述杯殼的內(nèi)橫截面。例如，所述導(dǎo)光體的基部可以具有圓形輪廓并位于所述杯殼的相對(duì)應(yīng)的圓柱形區(qū)域中。作為安裝所述至少一個(gè)導(dǎo)光體使得其相對(duì)于所述殼體被密封的可選方式，能夠提供與所述導(dǎo)光體分離的分隔膜，所述分隔膜是透明的，以使所述測量光橫向延伸通過所述殼體內(nèi)部并以密封的方式使第一子空間與所述至少一個(gè)第二子空間分開。


以下將參照附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中圖1顯示根據(jù)示例性實(shí)施例的光學(xué)傳感器的軸向縱截面；和圖2顯示沿圖1的A-A線截取的傳感器的截面圖。
具體實(shí)施例方式在兩個(gè)附圖中總體由10表示的光學(xué)傳感器被用作家用洗衣機(jī)或洗碗機(jī)中的濁度傳感器。圖1顯示傳感器10的安裝位置，其中傳感器10被安裝到壁12的裝配開口(沒有詳細(xì)地指出)中，壁12限定洗滌室14，用洗滌水沖洗洗滌室14以清潔衣物或廚房用具。傳感器10沿由虛線16表示的測量光路發(fā)光，測量光路的分段18通過洗滌室14延伸到傳感器外部。沿著該分段18，光根據(jù)洗滌水的污穢度(混濁度)進(jìn)行衰減，從而可根據(jù)衰減度推斷要被清潔的物品(衣物，廚房用具)的污穢水平。傳感器10具有殼體20，殼體20具有近似杯狀的主殼體22和安裝在杯口上的蓋部分M。主殼體22具有杯殼沈和杯底28。由30表示的杯狀主殼體22的杯軸線形成殼體 20的軸線。杯底觀具有多個(gè)(這里是兩個(gè))軸向突出延伸部32、34，當(dāng)安裝傳感器10時(shí)軸向突出延伸部32、34延伸到洗滌室14中。延伸部32、34可以構(gòu)造成相同或不同。在顯示的示例性情況中，延伸部34比延伸部32具有更長的軸向長度，這是因?yàn)橛糜谟涗浵礈焓?14中的洗滌水的溫度的溫度傳感器36安裝在延伸部34中。傳感器10的殼體20容納總體由38表示的測量模塊，測量模塊38包括用作發(fā)光元件的發(fā)光二極管40和用作光接收元件的光電二極管42?？梢岳斫猓梢允褂闷渌愋偷陌l(fā)光元件和光接收元件來代替發(fā)光二極管40和光電二極管42。發(fā)光二極管40和光電二極管42都布置在印刷電路板44上，在印刷電路板44上還可以安裝其它電氣/電子部件。印刷電路板44攜帶有電插頭連接裝置46，傳感器10通過電插頭連接裝置46可以被電連接至洗衣機(jī)或洗碗機(jī)的控制單元。測量模塊38還包括導(dǎo)光體48，導(dǎo)光體48在此一體形成并由例如聚碳酸酯的高度透明材料制成。導(dǎo)光體48具有基部50和從基部50軸向突出的兩個(gè)導(dǎo)光指狀部52、54。導(dǎo)光指狀部52中的每一個(gè)突出到延伸部32、34中的一個(gè)中，同時(shí)至少在該延伸部的外表面的主要部分上由空氣包圍，即，不與殼體20的壁接觸。導(dǎo)光指狀部5254在其突出到延伸部中的自由端上分別具有被構(gòu)造成平坦表面的反射表面56和58，該反射表面形成從導(dǎo)光體 48的材料至空氣的光學(xué)界面，并造成沿測量光路16移動(dòng)的光的全反射。發(fā)光二極管40和光電二極管42近似相對(duì)地一體形成在導(dǎo)光體48的基部50上， 具有兩個(gè)會(huì)聚透鏡60、62，會(huì)聚透鏡60、62分別形成用于來自發(fā)光二極管40的光束的輸入點(diǎn)(進(jìn)入點(diǎn))和用于來自導(dǎo)光體48的光束的輸出點(diǎn)(引出點(diǎn))。會(huì)聚透鏡60具有下述特征所述會(huì)聚透鏡大致校準(zhǔn)來自發(fā)光二極管40的發(fā)散光束，從而使具有與導(dǎo)光指狀部52的橫截面尺寸大致對(duì)應(yīng)的橫截面尺寸的平行光束移動(dòng)通過導(dǎo)光體48的導(dǎo)光指狀部52。相對(duì)應(yīng)地，設(shè)置在導(dǎo)光指狀部52的自由端上的所有反射表面56基本上被光照射。引入的平行光束通過反射表面56被全反射并通過延伸部32的殼體壁進(jìn)入到洗滌室14中。在沿路徑部分18移動(dòng)之后，該平行光束通過延伸部34的殼體壁并進(jìn)入導(dǎo)光指狀部54。在該處，該平行光束在反射表面58上被全反射并沿導(dǎo)光指狀部M在會(huì)聚透鏡62的方向上被引導(dǎo)。會(huì)聚透鏡62將平行光束轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光電二極管42上的會(huì)聚光束。主殼體22的杯殼沈在其靠近底部的軸向區(qū)域中具有徑向向內(nèi)成臺(tái)階的環(huán)狀圓周軸向肩部64，該肩部用作用于相對(duì)于裝配壁12密封傳感器殼體20的外密封件66的基座。 例如，外密封件66可以是單獨(dú)的密封件，或者可以例如通過兩部件注塑法一體地形成連接到主殼體22。外密封件66可防止洗滌水從洗滌室14通過殼體壁20和裝配壁10之間進(jìn)入到裝配壁12的另一側(cè)的(干燥)空間中。在傳感器內(nèi)部，導(dǎo)光體48的基部50基本上完全填充主殼體22的內(nèi)橫截面，同時(shí)通過環(huán)狀圓周內(nèi)密封件68相對(duì)于主殼體22密封。內(nèi)密封件68可以與導(dǎo)光體48和主殼體 22分開制造并被安裝在這兩個(gè)部件之間。作為可選方式，能夠制造一體連接到導(dǎo)光體48的內(nèi)密封件68。導(dǎo)光體48的基部50從子空間72、74分隔傳感器10的殼體20內(nèi)部的第一子空間70，第一子空間70容納發(fā)光二極管40、光電二極管42和測量模塊38的其它任何電氣 /電子部件，子空間72、74被至少形成在延伸部32、34中，子空間72、74中的每一個(gè)容納導(dǎo)光指狀部52、54中的一個(gè)。第一子空間70通過內(nèi)密封件68相對(duì)于這些另外的子空間72、 74中的每一個(gè)被密封。如果有任何的洗滌水進(jìn)入子空間72、74中的一個(gè)，內(nèi)密封件68由此能防止進(jìn)入的洗滌水流入到第一子空間70中。在可選的結(jié)構(gòu)中，在導(dǎo)光指狀部52、54中的每一個(gè)都通過各自的內(nèi)密封件相對(duì)于延伸部32、34中的一個(gè)的壁被密封的情況下，導(dǎo)光指狀部52、54能夠不被一體形成連接在共用的導(dǎo)光體上，而是被單獨(dú)制造的部件?？梢栽趫D1中看出，內(nèi)密封件68遠(yuǎn)離洗滌室14相對(duì)于外密封件66稍微軸向偏移。 該效果是內(nèi)密封件68始終防止水從洗滌室14通過子空間72、74中的一個(gè)進(jìn)入到第一子空間70中，并且洗滌水不可能從洗滌室14直接進(jìn)入到第一子空間70中。換句話說，內(nèi)密封件68相對(duì)于外密封件66的該相對(duì)軸向定位的效果是第一子空間70僅由殼體20的這種壁部分劃定界限，在根據(jù)圖1的安裝位置處沒有接觸洗滌室14中的洗滌水，即，沒有液體環(huán)境。所述子空間72、74分別形成本發(fā)明意義上的第二子空間。將被理解盡管主殼體22的材料很可能有一定混濁度，但是主殼體22至少在光沿測量光路16移動(dòng)通過主殼體的壁的區(qū)域中被制造成充分透明。此外，將被理解的是導(dǎo)光體48的基部50和主殼體22之間的密封連接還可以通過壓制、焊接、或粘合劑膠結(jié)來實(shí)現(xiàn)。例如為內(nèi)密封件68形式的另外的密封主體在這種情況下可以被除去。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)傳感器，具體地，用于安裝在家用洗衣機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，包括-殼體(20)，所述殼體具有殼體內(nèi)部；和-測量模塊(38)，所述測量模塊設(shè)置在所述殼體內(nèi)部中，所述測量模塊具有發(fā)光元件 (40)和光接收元件(42)，所述測量模塊限定測量光路(16)，所述測量光路(16)從所述發(fā)光元件延伸到所述光接收元件并在其路徑長度的一部分(18)在所述殼體的外部經(jīng)過，其特征在于，所述發(fā)光元件和所述光接收元件被一起設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的第一子空間(70)中，所述測量光路(16)在其路徑長度的一部分通過相對(duì)于所述第一子空間被密封的所述殼體內(nèi)部的第二子空間(72，74)中的至少一個(gè)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述至少一個(gè)第二子空間(72，74) 形成在殼體區(qū)域中，所述殼體區(qū)域要被浸入用液體進(jìn)行沖洗的空間(14)中，并且所述第一子空間(70)僅由所述殼體00)的這種壁部分限定邊界，當(dāng)要安裝所述光學(xué)傳感器時(shí)，所述殼體的這種壁部分不會(huì)存在液體環(huán)境。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述測量模塊(38)包括由透明材料制成的至少一個(gè)導(dǎo)光體(48)，所述至少一個(gè)導(dǎo)光體沿所述測量光路(16)的一部分引導(dǎo)所述光，所述至少一個(gè)導(dǎo)光體包括開口到所述第一子空間(70)的進(jìn)入點(diǎn)(60)和/或開口到所述第一子空間(70)的引出點(diǎn)(62)，所述進(jìn)入點(diǎn)用于來自所述發(fā)光元件00)的光束，所述引出點(diǎn)用于將光束導(dǎo)向所述光接收元件G2)，并且所述至少一個(gè)導(dǎo)光體突出到所述至少一個(gè)第二子空間(72，74)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，為了相對(duì)于所述至少一個(gè)第二子空間(72，74)密封所述第一子空間(70)，所述導(dǎo)光體08)相對(duì)于所述殼體00)被密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，為了相對(duì)于所述殼體00)密封所述導(dǎo)光體(48)，設(shè)置單獨(dú)的密封件(68)，所述單獨(dú)的密封件安裝在所述導(dǎo)光體和所述殼體之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述殼體00)具有杯狀主殼體(20)，所述杯狀主殼體具有杯殼06)和杯底( )，所述杯底形成有多個(gè)延伸部(32，34)；所述導(dǎo)光體G8)具有基部(50)和一體地連接到所述基部的兩個(gè)突起部(52，M)，每個(gè)所述突起部突出到所述延伸部中的一個(gè)中；以及所述導(dǎo)光體的所述基部相對(duì)于所述主殼體的所述杯殼被密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)傳感器，其特征在于所述導(dǎo)光體08)的所述基部(50) 基本上完全填充所述杯殼06)的內(nèi)橫截面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)傳感器，光學(xué)傳感器可以例如用作濁度傳感器，用于測量家用洗衣機(jī)或洗碗機(jī)中的洗滌水的混濁度，光學(xué)傳感器包括具有殼體內(nèi)部的殼體(20)和設(shè)置在殼體內(nèi)部的測量模塊(38)，測量模塊具有發(fā)光元件(40)和光接收元件(42)，測量模塊限定測量光路(16)，該測量光路從發(fā)光元件延伸至光接收元件并在其路徑長度的一部分(18)在殼體的外部經(jīng)過。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)光元件和光接收元件被一起設(shè)置在殼體內(nèi)部的第一子空間(70)中，測量光路(16)在其路徑長度的一部分通過相對(duì)于第一子空間被密封的殼體內(nèi)部的至少一個(gè)第二子空間(72、74)延伸。方便地，測量模塊(38)的所有電氣/電子部件被安裝在第一子空間(17)中，使得任何洗滌水到第二子空間中的進(jìn)入都不會(huì)損害傳感器的電功能。
文檔編號(hào)G01N21/82GK102313737SQ20111018654
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者托馬斯·漢拿, 約翰·信克爾, 馬丁·伯拉比奇 申請(qǐng)人:emz-漢拿兩合有限公司