专利名称：光学传感器、特别是安装在家用洗衣机或洗碗机中的光学传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学传感器，具体地，涉及一种安装在家用洗衣机或者洗碗机中的光学传感器。所述光学传感器包括具有壳体内部的壳体、设置在所述壳体内部中的测量�？椋霾饬磕？榫哂蟹⒐庠凸饨邮赵霾饬磕？橄薅ú饬抗饴罚霾饬抗饴反臃⒐庠由熘凉饨邮赵⑶以谄渎肪冻ざ鹊囊徊糠衷诳翘宓耐獠烤�。
背景技术：
例如，在WO 2006/050767A2中公开具有这种结构的光学传感器，具体地在图1至
4中示出。此类型的光学传感器可以具体地用作浊度传感器，该浊度传感器可以确定洗衣机或洗碗机中的洗涤水的混浊度。可以根据混浊度得出关于要被清洁的衣物或要被清洁的厨房用具的污秽程度的结论。为了能测量所述洗涤水的混浊度，位于壳体外部的测量光路的路径部分延伸通过相关机器的洗涤室，该洗涤室被洗涤水冲洗。例如，为此，传感器以下述方式被安装在限定所述洗涤室的机器的壁的装配开口中传感器部分突出到洗涤室中，光沿着测量光路移动，所述测量光路在所述洗涤室内部的第一点从所述壳体射出并在第二点重新进入所述壳体，并且光根据位于所述两个壳体点之间的测量光路的路径部分上的洗涤水的混浊度进行衰减。这里使用的术语洗涤水一般是用于清洁衣物或厨房用具的任意洗涤液。除了水之外，洗涤液大致还包括各种添加剂，具体地，清洁物质，还有调节剂或其它辅助物质。
发明内容
本发明的一个目的是这里考虑类型的光学传感器能够确�？煽康胤乐瓜吹铀氲饺菽纱衅鞯牡缙�/电子部件的那些传感器区域中，传感器的电气/电子部件包括发光元件和光接收元件。为了实现此目的，本发明提出所述发光元件和所述光接收元件被一起设置在所述壳体内部的第一子空间中，并且测量光路在其路径长度的一部分通过所述壳体内部的至少一个第二子空间延伸，所述至少一个第二子空间相对所述第一子空间被密封。优选地，测量�？榈乃械缙�/电子部件被安装在第一子空间中，例如，赋值电子设备与发光元件和光接收元件一起设置在共用的印刷电路板上。通过相对于至少一个第二子空间密封第一子空间所实现的效果是任何到第二子空间中的洗涤水的进入都不会导致干扰传感器的电功能或甚至使传感器的电功能失效。此外，例如，当传感器以主电压运行时(这可能在水进入第一子空间的情况下导致危险的短路)可以在本质上改善机器的电保护。所述至少一个第二子空间被方便地形成在壳体区域中，所述壳体区域要被浸入用液体冲洗的空间中。为了安装在第一子空间中的测量模块的部件的最优保护，当想要安装光学传感器时，第一子空间优选地仅由没有液体环境的壳体的这种壁部分限定边界。这能够防止壳体外部的洗涤水经由第一和第二子空间之间的密封点进入第一子空间，洗涤水的该进入是例如由于在装配期间或使用中无意造成壳体穿孔而造成。在优选结构中，测量�？榘ㄓ赏该鞑牧现瞥傻闹辽僖桓龅脊馓澹弥辽僖桓龅脊馓逖刈挪饬抗饴返囊徊糠忠妓龉狻Ｋ龅脊馓灏ń氲愫�/或引出点，该进入点开口到第一子空间中，用于来自发光元件的光束，所述引出点开口到第一子空间中，用于将光束引导到所述光接收元件。此外，所述导光体突出到至少一个第二子空间中。所述至少一个导光体优选地具有两个反射表面，所述两个反射表面用于沿所述测量光路引导的光的全反射。在这种情况下，从发光元件引导到所述至少一个导光体的进入点上的光束在所述至少一个导光体内部移动至所述两个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，位于所述壳体外部的测量光路的路径部分处于两个反射表面之间。所述光束在第二反射表面处被再次全反射，然后在所述至少一个导光体的内部将所述光束引导至引出点，该光束从所述弓I出点移动至所述光接收元件。为了相对所述至少一个第二子空间密封第一子空间，所述导光体可以相对于所述壳体被密封。为了相对于所述壳体密封所述导光体，例如，可以设置单独的密封件，该密封件被安装在导光体和壳体之间。可以理解，代替单独的密封件，可以设置例如与所述导光体一体制造的密封件。传统的两部件注塑技术能够容易地制造具有密封件的导光体，该密封件在所述导光体上一体形成，并可以任选的由比导光体更软的材料构成。此外，还能够通过将所述导光体胶结到所述壳体中实现所述导光体和所述壳体之间的密封，其中胶结位置确保要求的密封性。另外，还能够通过由焊接连接获得所需的密封性或者通过将所述导光体压配合在所述壳体中获得所需的密封性。根据改进方案，所述壳体包括具有杯状主壳体，该杯状主壳体包括杯壳和形成有多个延伸部的杯底，所述导光体具有基部和一体地连接到所述基部的两个突起部，所述两个突起部中的每一个突出到一个所述延伸部中。为了相对于所述至少一个第二子空间密封第一子空间，所述导光体的基部可以相对于所述主壳体的杯壳被密封。为此，可取的是导光体的基部基本上完全填充所述杯壳的内横截面。例如，所述导光体的基部可以具有圆形轮廓并位于所述杯壳的相对应的圆柱形区域中。作为安装所述至少一个导光体使得其相对于所述壳体被密封的可选方式，能够提供与所述导光体分离的分隔膜，所述分隔膜是透明的，以使所述测量光横向延伸通过所述壳体内部并以密封的方式使第一子空间与所述至少一个第二子空间分开。
以下将参照附图进一步说明本发明，其中图1显示根据示例性实施例的光学传感器的轴向纵截面；和图2显示沿图1的A-A线截取的传感器的截面图。
具体实施例方式在两个附图中总体由10表示的光学传感器被用作家用洗衣机或洗碗机中的浊度传感器。图1显示传感器10的安装位置，其中传感器10被安装到壁12的装配开口(没有详细地指出)中，壁12限定洗涤室14，用洗涤水冲洗洗涤室14以清洁衣物或厨房用具。传感器10沿由虚线16表示的测量光路发光，测量光路的分段18通过洗涤室14延伸到传感器外部。沿着该分段18，光根据洗涤水的污秽度(混浊度)进行衰减，从而可根据衰减度推断要被清洁的物品(衣物，厨房用具)的污秽水平。传感器10具有壳体20，壳体20具有近似杯状的主壳体22和安装在杯口上的盖部分M。主壳体22具有杯壳沈和杯底28。由30表示的杯状主壳体22的杯轴线形成壳体 20的轴线。杯底观具有多个(这里是两个)轴向突出延伸部32、34，当安装传感器10时轴向突出延伸部32、34延伸到洗涤室14中。延伸部32、34可以构造成相同或不同。在显示的示例性情况中，延伸部34比延伸部32具有更长的轴向长度，这是因为用于记录洗涤室 14中的洗涤水的温度的温度传感器36安装在延伸部34中。传感器10的壳体20容纳总体由38表示的测量�？椋饬磕？�38包括用作发光元件的发光二极管40和用作光接收元件的光电二极管42。可以理解，可以使用其它类型的发光元件和光接收元件来代替发光二极管40和光电二极管42。发光二极管40和光电二极管42都布置在印刷电路板44上，在印刷电路板44上还可以安装其它电气/电子部件。印刷电路板44携带有电插头连接装置46，传感器10通过电插头连接装置46可以被电连接至洗衣机或洗碗机的控制单元。测量模块38还包括导光体48，导光体48在此一体形成并由例如聚碳酸酯的高度透明材料制成。导光体48具有基部50和从基部50轴向突出的两个导光指状部52、54。导光指状部52中的每一个突出到延伸部32、34中的一个中，同时至少在该延伸部的外表面的主要部分上由空气包围，即，不与壳体20的壁接触。导光指状部5254在其突出到延伸部中的自由端上分别具有被构造成平坦表面的反射表面56和58，该反射表面形成从导光体 48的材料至空气的光学界面，并造成沿测量光路16移动的光的全反射。发光二极管40和光电二极管42近似相对地一体形成在导光体48的基部50上， 具有两个会聚透镜60、62，会聚透镜60、62分别形成用于来自发光二极管40的光束的输入点(进入点)和用于来自导光体48的光束的输出点(引出点)。会聚透镜60具有下述特征所述会聚透镜大致校准来自发光二极管40的发散光束，从而使具有与导光指状部52的横截面尺寸大致对应的横截面尺寸的平行光束移动通过导光体48的导光指状部52。相对应地，设置在导光指状部52的自由端上的所有反射表面56基本上被光照射。引入的平行光束通过反射表面56被全反射并通过延伸部32的壳体壁进入到洗涤室14中。在沿路径部分18移动之后，该平行光束通过延伸部34的壳体壁并进入导光指状部54。在该处，该平行光束在反射表面58上被全反射并沿导光指状部M在会聚透镜62的方向上被引导。会聚透镜62将平行光束转换成被引导到光电二极管42上的会聚光束。主壳体22的杯壳沈在其靠近底部的轴向区域中具有径向向内成台阶的环状圆周轴向肩部64，该肩部用作用于相对于装配壁12密封传感器壳体20的外密封件66的基座。 例如，外密封件66可以是单独的密封件，或者可以例如通过两部件注塑法一体地形成连接到主壳体22。外密封件66可防止洗涤水从洗涤室14通过壳体壁20和装配壁10之间进入到装配壁12的另一侧的(干燥)空间中。在传感器内部，导光体48的基部50基本上完全填充主壳体22的内横截面，同时通过环状圆周内密封件68相对于主壳体22密封。内密封件68可以与导光体48和主壳体 22分开制造并被安装在这两个部件之间。作为可选方式，能够制造一体连接到导光体48的内密封件68。导光体48的基部50从子空间72、74分隔传感器10的壳体20内部的第一子空间70，第一子空间70容纳发光二极管40、光电二极管42和测量�？�38的其它任何电气 /电子部件，子空间72、74被至少形成在延伸部32、34中，子空间72、74中的每一个容纳导光指状部52、54中的一个。第一子空间70通过内密封件68相对于这些另外的子空间72、 74中的每一个被密封。如果有任何的洗涤水进入子空间72、74中的一个，内密封件68由此能防止进入的洗涤水流入到第一子空间70中。在可选的结构中，在导光指状部52、54中的每一个都通过各自的内密封件相对于延伸部32、34中的一个的壁被密封的情况下，导光指状部52、54能够不被一体形成连接在共用的导光体上，而是被单独制造的部件。可以在图1中看出，内密封件68远离洗涤室14相对于外密封件66稍微轴向偏移。 该效果是内密封件68始终防止水从洗涤室14通过子空间72、74中的一个进入到第一子空间70中，并且洗涤水不可能从洗涤室14直接进入到第一子空间70中。换句话说，内密封件68相对于外密封件66的该相对轴向定位的效果是第一子空间70仅由壳体20的这种壁部分划定界限，在根据图1的安装位置处没有接触洗涤室14中的洗涤水，即，没有液体环境。所述子空间72、74分别形成本发明意义上的第二子空间。将被理解尽管主壳体22的材料很可能有一定混浊度，但是主壳体22至少在光沿测量光路16移动通过主壳体的壁的区域中被制造成充分透明。此外，将被理解的是导光体48的基部50和主壳体22之间的密封连接还可以通过压制、焊接、或粘合剂胶结来实现。例如为内密封件68形式的另外的密封主体在这种情况下可以被除去。
权利要求
1.一种光学传感器，具体地，用于安装在家用洗衣机或洗碗机中的光学传感器，包括-壳体(20)，所述壳体具有壳体内部；和-测量模块(38)，所述测量�？樯柚迷谒隹翘迥诓恐校霾饬磕？榫哂蟹⒐庠� (40)和光接收元件(42)，所述测量�？橄薅ú饬抗饴�(16)，所述测量光路(16)从所述发光元件延伸到所述光接收元件并在其路径长度的一部分(18)在所述壳体的外部经过，其特征在于，所述发光元件和所述光接收元件被一起设置在所述壳体内部的第一子空间(70)中，所述测量光路(16)在其路径长度的一部分通过相对于所述第一子空间被密封的所述壳体内部的第二子空间(72，74)中的至少一个延伸。
2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述至少一个第二子空间(72，74) 形成在壳体区域中，所述壳体区域要被浸入用液体进行冲洗的空间(14)中，并且所述第一子空间(70)仅由所述壳体00)的这种壁部分限定边界，当要安装所述光学传感器时，所述壳体的这种壁部分不会存在液体环境。
3.根据权利要求1或2的光学传感器，其特征在于，所述测量�？�(38)包括由透明材料制成的至少一个导光体(48)，所述至少一个导光体沿所述测量光路(16)的一部分引导所述光，所述至少一个导光体包括开口到所述第一子空间(70)的进入点(60)和/或开口到所述第一子空间(70)的引出点(62)，所述进入点用于来自所述发光元件00)的光束，所述引出点用于将光束导向所述光接收元件G2)，并且所述至少一个导光体突出到所述至少一个第二子空间(72，74)中。
4.根据权利要求3所述的光学传感器，其特征在于，为了相对于所述至少一个第二子空间(72，74)密封所述第一子空间(70)，所述导光体08)相对于所述壳体00)被密封。
5.根据权利要求4所述的光学传感器，其特征在于，为了相对于所述壳体00)密封所述导光体(48)，设置单独的密封件(68)，所述单独的密封件安装在所述导光体和所述壳体之间。
6.根据权利要求4或5所述的光学传感器，其特征在于所述壳体00)具有杯状主壳体(20)，所述杯状主壳体具有杯壳06)和杯底( )，所述杯底形成有多个延伸部(32，34)；所述导光体G8)具有基部(50)和一体地连接到所述基部的两个突起部(52，M)，每个所述突起部突出到所述延伸部中的一个中；以及所述导光体的所述基部相对于所述主壳体的所述杯壳被密封。
7.根据权利要求6所述的光学传感器，其特征在于所述导光体08)的所述基部(50) 基本上完全填充所述杯壳06)的内横截面。
全文摘要
本发明公开了一种光学传感器，光学传感器可以例如用作浊度传感器，用于测量家用洗衣机或洗碗机中的洗涤水的混浊度，光学传感器包括具有壳体内部的壳体(20)和设置在壳体内部的测量�？�(38)，测量模块具有发光元件(40)和光接收元件(42)，测量�？橄薅ú饬抗饴�(16)，该测量光路从发光元件延伸至光接收元件并在其路径长度的一部分(18)在壳体的外部经过。根据本发明，发光元件和光接收元件被一起设置在壳体内部的第一子空间(70)中，测量光路(16)在其路径长度的一部分通过相对于第一子空间被密封的壳体内部的至少一个第二子空间(72、74)延伸。方便地，测量�？�(38)的所有电气/电子部件被安装在第一子空间(17)中，使得任何洗涤水到第二子空间中的进入都不会损害传感器的电功能。
文档编号G01N21/82GK102313737SQ20111018654
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者托马斯·汉拿, 约翰·信克尔, 马丁·伯拉比奇 申请人:emz-汉拿两合有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
