CN101453935B - 用于测量传导能力的传感器装置和用于运行该传感器装置的方法 - Google Patents

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Abstract

用于装在洗涤机的导水槽(30)中的传感器装置(11)在传感器支座(12)上具有两个作为传感器的电极(14)。这些电极(14)穿过空隙(28)与水直接接触。所述电极(14)直接地并且在没有其它的元件或者耦合线路的情况下与所述传感器支座(12)上的变压器(17)相连接。所述变压器(17)的另一侧与触发机构和分析机构尤其与同一个支座(12)上的微处理器(20)相连接。

Description

用于测量传导能力的传感器装置和用于运行该传感器装置的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于测量传导能力的传感器装置和一种用于运行这样的传感器装置的方法。
背景技术
比如从DE 102005007935 A1中已知，在用于洗涤机或者冲洗机的加热装置上设置用于测量传导能力的传感器装置。在此，两个传感的区域伸入水中用于测量传导能力。在此这两个传感的区域非常简单地通过电接头向外接触。
从DE 198 08 839 A1中已知，在洗涤物干燥机中设置了所述的传感器装置。两个电极设置在用于测量传导能力的传感器模块上，该传感器模块具有用于触发的传导值电子装置以及用于传输分析用信号的光电耦合器。所述传导值电子装置通过变压器与电源电压相连接。因此，所述传感器模块可以通过变压器及光电耦合器与其余的设备进行电分离。
发明内容
本发明的任务是，提供一种开头所述的传感器装置以及一种用于运行这样的传感器装置的方法，利用所述传感器装置和方法可以避免现有技术的问题并且尤其可以在功能可靠的情况下实现传感器装置的简单而实用的结构。
该任务通过一种具有权利要求1所述特征的传感器装置以及一种具有权利要求15所述特征的方法得到解决。本发明的有利的和优选的设计方案包含在其它权利要求中并且接下来进行详细解释。本发明的某些特征在下面仅解释一次。但是它们应该不依赖于此适用于本发明的不同的实施方式。权利要求的原文通过明确的引用成为本说明书的内容。
在此规定，导水的或者说用被污染的水工作的、比如可以是象洗涤机或者冲洗机一样的家用电器的电器设有传感器装置。在所述传感器装置的传感器支座上设置了两个作为传感器的电极，利用所述电极进行传导能力测量。然后，比如可以从这种传导能力测量中确定水的污染程度。按本发明，所述两个电极或者说传感器直接地并且在没有其它元件、耦合线路等的情况下与变换器或者说变压器相连接。这一点尤其可以如此安排，使得所述变换器的其中一个接头与其中一个电极相连接并且所述变换器的在这一侧上的另一个接头与另一个电极相连接。由此使最后必然与水接触的电极与其它的电器尤其触发和分析装置实现电分离。因此，以微小的结构开销实现电分离，因为首先仅仅必须在电方面分开所述传感器装置或者说电器的务必需要导电的部件。通过紧邻或者说非常靠近所述电极地进行电分离降低了要传输的能量。因此可以对所述变换器降低在结构大小方面的要求并且由此降低所述传感器装置的总结构大小，而且也降低了成本。
有利的是，所述变换器紧邻所述电极的附近布置。这比如是在所述两个电极彼此间的间距的数量级上的间距。尤其这个间距是几厘米比如1到5厘米或者甚至直至10厘米。通过这个微小间距，不仅可以降低所述传感器装置的总结构大小，而且可以减少因不必要长的传输行程等引起的可能的干扰影响。
所述电极和所述变换器在本发明的一种有利的设计方案中构成共同的结构单元或者说是这样的结构单元的组成部分。在此，它们可以布置在共同的支座上，所述支座尤其可以是印刷电路板或类似器件。它们之间的尤其在所述变换器和所述电极之间的电连接有利地作为印制导线构造在所述支座上。所述支座要么可以由塑料制成要么可以由陶瓷材料制成。可以通过粘接或者作为替代方案通过焊牢来将所述部件固定在所述支座上。这样的结构单元可以容易地装入传感器外壳中。该传感器外壳可以构造为长形的或者说通道状的或者管状的，用于安置所述传感器装置的前面提到的结构单元或者说部件。在这种情况下，在装配好的或者说准备运行的状态中，所述电极必须至少部分露在外面或者说能够够到。为此可以规定，至少所述变换器布置在所述传感器外壳的内部。所述电极也有利地布置在所述传感器外壳的内部，比如布置在传感器外壳中的空隙的后面。这些空隙有利地通过所述电极来封闭或者说密封，必要时借助于专门的密封件来密封。同样可以将所述电极在外面安置在所述传感器外壳上。但是这样的话与所述变换器之间的电连接较难实现。
如果所述电极及所述变换器布置在所述传感器外壳中，那就有利地设置电的连接件，该连接件在自由端部或者说后面的端部从所述传感器外壳中伸出。该连接件比如可以是插接接头或者露在外面的用于焊接的触排。
在本发明的有利的设计方案中，尤其可以在集成的开关电路中设置总线线路。尤其有利的是，所述总线线路是所述传感器装置的一部分或者说布置在所述传感器外壳的内部，比如布置在所述变换器和前面提到的连接件之间。在这种情况下，这个连接件用作用于触发和/分析传感器的接口。通过总线线路，可以容易地进行通讯，也就是进行所述电极的触发和分析。此外，如下面还要详细解释的，由此也可以连接其它的传感器。所述总线线路应该与前面提到的电的连接件一样布置在所述电器的导水的区域的外部。
此外，所述传感器装置尤其可以在所述传感器外壳中或者说在前面提到的共同的支座上具有分析机构尤其是微处理器。这个微处理器必要时还可以具有一些布线部件。所述微处理器与前面提到的总线线路一样布置在所述变换器的与电极不同的一侧上。可以这样说，它代表了所述传感器装置的所安装的智能部分。由此可以对所述电极的测量数据进行处理并且已经可以进行预分析，用于获取能够抽象地使用的信息。然后该信息最终可以通过所述总线线路在外面截取，比如用于在电器的控制机构中进行利用。在所述电极附近或者说在所述传感器装置中进行信息处理的优点在于，可以为进一步的可能暴露在干扰影响下的传输行程产生能够容易识别的明确的信号。因而所述分析比如可以包含具体的传导值说明或者电阻说明，同样可以包括超过或者低于确定的极限值。
也可以将前面提到的由电极和变换器构成的、尤其也具有其它的装置如前面提到的微处理器和/或总线线路的结构单元进行电绝缘，而后仅仅所述电极以及必要时电连接件裸露在外。这样的电绝缘比如可以是具有绝缘层比如绝缘漆或蜡的被覆层。同样，在将所述部件或者说结构单元装入所述传感器外壳中之后，可以给其浇注前面提到的绝缘材料中的任一种。
如此前提到的，可以在所述传感器装置上或者说在所述传感器外壳上设置其它的传感器。这些传感器也可以露在外面或者说能够从外面够到。这比如可以是温度传感器，利用其来检测水的温度。也可以如下面所说明的一样设置其它的传感器。
在一种设计方案中可以规定，如此构造传感器或者另外的传感器，使得其在频率高时是高欧姆性的，因此在某种程度上可以说是不存在的。在频率低时则相反，尤其在连接到所述变换器上时它引起能够分析的衰减。尤其如果另外的传感器或者说所述两个用于测量传导能力的电极在频率低时是高欧姆性的并且在频率高时在所述变换器上引起能够分析的衰减，那么这些多个不同类型的传感器可以设置在所述传感器装置上并且同时通过所述变换器或其两个设在一侧的接头来连接。因此按频率范围来激活或者说分析一个传感器或者说一种传感器。当然，这在前面提到的两个具有频率依赖性的电极方面也可以正好相反。
在另一种设计方案中，一个或多个传感器可以相应地具有显著的谐振频率，在该谐振频率上所述传感器比在其余的频率范围内是明显低欧姆性的。因此可以通过同一个变换器对几乎任意多的具有分别不同的谐振频率的传感器进行分析，也就是通过用所述传感器的谐振频率进行触发来进行分析。
在本发明的另外的设计方案中，所述传感器中的至少一个传感器可以不依赖于频率。这里可以这样安排，也就是可以在频率不同时进行的测量之后紧接着测量所述不依赖于频率的传感器的影响，在此该传感器的性能是已知的。因此可以消除该传感器的影响，由此又可以分析依赖于频率的传感器的性能。
因此，利用前面提到的方法可以相应地以不同的方式方法来运行按本发明的传感器装置，尤其如果所述传感器装置除了前面提到的两个电极之外还具有其它的传感器时更是如此，其中这些传感器可以按照前面提到的例子来构成。
这些特征以及其它特征除了从权利要求中获得之外也从说明书和附图中获得，其中各个特征可以分别单独地或者以多个组合的形式在本发明的实施方式中以及在其它领域内得到实现并且可以代表有利的以及可以保护的实施方式，对这些实施方式这里要求进行保护。将本申请分为单个的部分及中间标题没有限制在这些部分和中间标题下面所作陈述的通用性。
附图说明
本发明的实施例在附图中示意示出，并且在下面进行详细解释。其中：
图1是彼此拉开的传感器装置，该传感器装置具有用于部件的支座和为此设置的传感器外壳，
图2是图1的两个插入彼此当中的部件的示意图，并且
图3是按图2的具有另外的温度传感器的传感器装置的俯视图，该传感器装置安装在电器的导水槽的壁体中。
具体实施方式
图1示出了传感器装置11或者说其两个部件。比如由塑料或陶瓷制成的长形的支座12在其右边的区域中具有电极14a和14b。如从前面提到的DE 102005007935 A1中公开的，这两个电极具有几厘米的间距并且构造为有传导能力的表面。通过所述支座12上的印制导线15a和15b，所述电极与变换器17电连接。所述变换器17与所述电极14一样固定在所述支座12上。如尤其来自信号技术领域的技术人员所熟悉的，该变换器17构造为小型的变压器。
所述变换器17借助于另外的印制导线18与同样固定在所述支座12上的微处理器20相连接。所述微处理器20又通过印制导线18与左边的支座端部13上的触排21相连接或者说能够通过这些触排21来接触。在此，当然也可以按结构设置比所示出的三个触排21或者说印制导线18多的触排或印制导线。在所述支座12的结构更加麻烦时，也可以在所述支座的下侧面上设置另外的触排。所述触排21尤其以处于其之间的缝隙22构造用于直接插上作为接头的插塞连接器。
按应用尤其按所述支座12的材料或者说制造，所述部件以及印制导线在所述支座12上的布置可能不同。本领域的技术人员在此可以选择相应尽可能有利的结构。
在图1中的右边示出了传感器外壳24。它是长形的且为管状的，其中左端部以开口25敞开，用于插入所述支座12。右端部则封闭。在所述传感器外壳24的右边的扁平部分26中构造了两个空隙28a和28b。对于该传感器外壳24的构造，同样参照前面提到的DE 102005007935A1。
图2示出了如何将所述支座12插入所述传感器外壳24中。在此所述电极14a和14b如通过阴影线示出的一样处于所述空隙28a和28b的下面。尤其要么所述电极14从里面对所述空隙28进行密封，要么使用密封件如有弹性的密封材料、密封圈或者有传导能力的密封胶或类似材料。所述传感器外壳24或者说传感器装置11的右边区域尤其整个扁平的部分26应该伸入导水槽中。
这一点可从图3中看出。在那里所述传感器装置11的最大的区域穿过导水槽的壁体30或者说伸入导水槽中的水中。可以用不同的方式方法比如通过旋紧、夹紧配合或焊接来进行固定。也可以首先将所述传感器外壳24固定在壁体30上并且而后装入所述支座12。
在图3中可以看出，所述传感器外壳24的具有开口25的左端部以及具有触排21的左边的支座端部13如何在所述导水槽30的另一侧上伸出来。由此可容易地进行接触，其中同时保证没有湿气会从所述导水槽到达这些区域。
此外，作为改动方案在图3中以虚线示出了布置在所述传感器装置11的扁平部分26中的温度传感器23。该温度传感器23可以是基于电阻的普通的温度传感器或者对于频率依赖性来说是依赖于温度的电容。它如所述电极14一样固定在所述支座12上，并且可以如所述电极14一样通过印制导线15a和15b与所述变换器17的一侧的两个接头相连接。它可以具有前面提到的依赖于频率的电阻性能，所述电阻性能如通过所述电极14进行传导能力测量一样能够通过同一个变换器17进行分开分析。所述温度传感器23要么可以与所述传感器外壳24处于尽可能良好的导热接触之中。作为替代方案，该温度传感器23可以如所述电极14一样布置在空隙处并且可以直接与水接触。但是有利的是，该温度传感器23布置在所述传感器外壳24的内部并且由此封装地进行布置。
如前面所说明的一样，不仅对所述用于测量传导能力的电极14而且对用于测量温度的温度传感器23进行触发和分析。因此勿需对此再作探讨。
所述温度传感器也可以直接与所述微处理器20相连接。但是那样就没有进行电分离，并且只有在所述温度传感器23布置在所述传感器外壳24的内部时才应该这么做。

Claims (25)

1.用于测量传导能力的传感器装置(11)，该传感器装置(11)用于具有导水槽(30)的导水的和/或用被污染的水工作的电器，其中在传感器支座(12)上设置了两个作为传感器的用于测量传导能力的电极(14a、14b)，其特征在于，所述两个电极(14a、14b)直接地在没有其它的元件或者耦合线路的情况下与变换器(17)或者说变压器相连接，该传感器装置具有传感器外壳(24)，该传感器外壳(24)构造为长形的或者通道状的，其中，在准备运行的状态中所述电极(14a、14b)至少部分地露在外面或者说能够够到，所述电极(14a、14b)和所述变换器(17)布置在所述传感器外壳(24)的内部，其中将用于电连接的电连接件布置在用于所述电极(14a、14b)和所述变换器(17)的共同的支座(12)的在后面从所述传感器外壳(24)中伸出的端部(13)上。
2.按权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述电器是家用电器。
3.按权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述家用电器是洗涤机或者冲洗机。
4.按权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述变换器(17)紧邻所述电极(14a、14b)的附近布置。
5.按权利要求4所述的传感器装置，其特征在于，所述变换器(17)以在所述两个电极(14a、14b)彼此间的间距的数量级上的间距紧邻所述电极(14a、14b)的附近布置。
6.按权利要求5所述的传感器装置，其特征在于，所述变换器(17)以几厘米的间距紧邻所述电极(14a、14b)的附近布置。
7.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述电极(14a、14b)和所述变换器(17)构成共同的结构单元。
8.按权利要求7所述的传感器装置，其特征在于，所述电极(14a、14b)和所述变换器(17)布置在共同的支座(12)上。
9.按权利要求8所述的传感器装置，其特征在于，所述共同的支座(12)是印刷电路板。
10.按权利要求9所述的传感器装置，其特征在于，作为所述支座上的印制导线构造它们之间的电连接(15a、15b)。
11.按权利要求1至6任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述电连接件是触排(21)。
12.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述传感器外壳(24)构造为长形的或者说管状的，该传感器外壳具有展平的区域(26)和在该区域中的空隙(28a、28b)，在所述空隙(28a、28b)处布置了所述电极(14a、14b)。
13.按权利要求12所述的传感器装置，其特征在于，所述电极将所述空隙封闭或者说密封。
14.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于在所述变换器(17)和所述电连接件(21)之间的、作为用于触发和/或分析所述传感器(14a、14b)的接口的总线线路(20)。
15.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，电连接件处于所述电器的导水的区域(30)的外部。
16.按权利要求15所述的传感器装置，其特征在于，电连接件是总线线路(20)。
17.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于，在所述电极(14a、14b)和变换器(17)的共同的支座(12)上或者说在传感器外壳(24)中布置了微处理器(20)，其中其电连接件(21)处于所述传感器外壳(24)的外部或者说处于所述传感器装置(11)的导水的区域(30)的外部。
18.按权利要求17所述的传感器装置，其特征在于，在所述电极(14a、14b)和变换器(17)的共同的支座(12)上或者说在传感器外壳(24)中布置了微处理器(20)并且布置了该微处理器(20)的布线。
19.按权利要求1至6中任一项所述的传感器装置，其特征在于设置在所述传感器外壳(24)上面或里面的另外的传感器(23)。
20.按权利要求19所述的传感器装置，其特征在于，其中另外的传感器露在外面或者说能够从外面够到。
21.按权利要求19所述的传感器装置，其特征在于，另外的传感器(23)在触发机构的频率高时是高欧姆性的并且在频率低时是低欧姆性的或者说在所述触发机构或者说变换器(17)上引起能够分析的衰减。
22.按权利要求19所述的传感器装置，其特征在于，另外的传感器(23)在触发机构的频率低时是高欧姆性的并且在频率高时是低欧姆性的或者说在所述触发机构或者说变换器(17)上引起能够分析的衰减。
23.按权利要求19所述的传感器装置，其特征在于，另外的传感器(23)中的至少一个传感器具有触发机构频率依赖性并且另外的传感器(23)中的其它传感器不依赖于频率，用于在分析在所述其它传感器上的测量时单独测量其影响。
24.按权利要求19所述的传感器装置，其特征在于，另外的传感器(23)中的至少一个传感器具有显著的谐振频率，在该谐振频率上所述至少一个传感器比在其余的频率范围内是明显低欧姆性的，用于在频率已知时在这个谐振频率上对所述至少一个传感器进行分析。
25.按权利要求24所述的传感器装置，其特征在于，多个传感器具有显著的谐振频率。
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