CN101762568B - 一种洗衣机用浑浊度检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洗衣机用浑浊度检测方法及装置，采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值用来表示浑浊度。本发明还公开了一种洗衣机用浑浊度检测装置，包括圆环体，圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管。本发明采用散射光与透射光的比值来表示液体浑浊度，能够准确、可靠地反映出液体的浑浊度状况，实现洗涤程度的及时调整，不但提高了洗涤物的洗涤效果，而且避免了水电资源的浪费。

Description

一种洗衣机用浑浊度检测方法及装置
【技术领域】
本发明涉及洗衣机，尤其涉及洗衣机用浑浊度检测方法及装置的改进。
【技术背景】
目前，国内外许多生产厂家都采用浑浊度传感器来实现对全自动洗衣机洗净状态的检测，从而来调整洗衣机的最佳洗涤状态。而现有的洗衣机浑浊度传感器都是由一个光束发送器和一个光束接收器组成的。光束发送器发出测量光束，经过待测量的液体，被光束接收器接收。通过比较测量光束与接收到的光束来检测待测液体的浑浊度。随着洗衣机的长年使用，污染物不断地在传感器的检测窗口堆积。测量光束经过待测液体后还要受到检测窗口污染物的削弱，因此光束接收器接收到的光强减弱了，使得这种浑浊度传感器的检测不准确。最终导致洗衣机过度洗涤，磨损洗涤物，浪费时间和资源或者洗净度降低。
现代社会是一个节约型的社会，对洗涤物的洗净状态进行准确实时的检测能有效的减少水电资源的浪费。为了繁荣市场，节约资源，亟待一种安全可靠、准确高效的检测浑浊度装置的出现。
【发明内容】
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的问题，提出一种更准确、更可靠的洗衣机用浑浊度检测方法及装置。
为实现上述目的，本发明专利提出了一种洗衣机用浑浊度检测方法，依次包括以下步骤：
a)采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；
b)通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；
c)计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值，所述比值用来表示浑浊度。
作为优选，所述步骤c)中采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度。因第一电压与第二电压的比值较大，误差较易控制，因此，优选采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度，这样检测结果更准确。
作为优选，所述步骤a)中散射光光敏接收管、透射光光敏接收管、红外线发光二极管三者安装在同一圆周平面上，保证光线接收效果。
作为优选，所述步骤a)中散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90°角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上。这种排布方式能最大限度地接收到散射光和透射光。
为实现上述目的，本发明专利还提出了一种洗衣机用浑浊度检测装置，包括圆环体，所述圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，所述圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管。
作为优选，所述散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90°角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上。这种排布方式能最大限度地接收到散射光和透射光。
本发明专利的有益效果：本发明采用散射光与透射光的比值来表示液体浑浊度，即使洗衣机经过长年使用，污染物均匀的沉积在排水阀的管壁上，由于污染物对散射光和透射光的削减程度是相同的，所以两电压值的比值不会改变，能够准确、可靠地反映出液体的浑浊度状况，实现洗涤程度的及时调整，不但提高了洗涤物的洗涤效果，而且避免了水电资源的浪费，从技术上提升了整个洗衣机产品的品质。
【附图说明】
图1为本发明洗衣机用浑浊度检测装置的结构示意图；
图2为本发明洗衣机用浑浊度检测装置中光电转换原理图；
图3为本发明干净管壁和污垢管壁实验数据曲线图；
图4为本发明洗衣机用浑浊度检测装置的安装结构示意图。
【具体实施方式】
洗衣机用浑浊度检测方法，依次包括以下步骤：
a)采用散射光光敏接收管2-3和透射光光敏接收管2-2分别接收红外线发光二极管2-1发出的散射光和透射光；散射光光敏接收管2-3、透射光光敏接收管2-2、红外线发光二极管2-1三者安装在同一圆周平面上，保证光线接收效果。散射光光敏接收管2-3与圆心的连线与红外线发光二极管2-1与圆心的连线成90°角；透射光光敏接收管2-2、圆心、红外线发光二极管2-1在同一直线上，这种排布方式能最大限度地接收到散射光和透射光。
b)通过第一电阻R1将散射光转换成第一电压Vout1，通过第二电阻R2将透射光转换成第二电压Vout2；
c)计算出第一电压Vout1与第二电压Vout2的比值或者第二电压Vout2与第一电压Vout1的比值，所述比值用来表示浑浊度。因第一电压Vout1与第二电压Vout2的比值较大，误差较易控制，因此，优选采用第一电压Vout1与第二电压Vout2的比值来表示浑浊度，这样检测结果更准确。
如图1所示，洗衣机用浑浊度检测装置包括圆环体2，所述圆环体2的圆周平面上安装有红外线发光二极管2-1、透射光光敏接收管2-2、散射光光敏接收管2-3。所述散射光光敏接收管2-3与圆心的连线与红外线发光二极管2-1与圆心的连线成90°角；透射光光敏接收管2-2、圆心、红外线发光二极管2-1在同一直线上。红外线发光二极管2-1、散射光光敏接收管2-3和透射光光敏接收管2-2安装在同一圆环的同一水平面上。红外线发光二极管2-1发出红外线光束，光束在水中遇到悬浮颗粒发生散射，散射强度与水的浑浊度成比例；在与光束成90°的地方，放置散射光光敏接收管2-3，在与光束同一直线上的地方，放置透射光光敏接收管2-2。红外线发光二极管2-1、散射光光敏接收管2-3和透射光光敏接收管2-2的这种位置排布方式能最大限度的接受到散射光和透射光，能更准确真实的反映出液体的浑浊度状况。
如图2所示，光能转换成电压值是通过电阻表现出来的。散射光光敏接收管2-3接收到的散射光通过第一电阻R1转换成第一电压Vout1，透射光光敏接收管2-2接收到的透射光通过第二电阻R2转换成第二电压Vout2，红外线发光二极管2-1上串有发射端电阻R0。具体的电压数值能更直观的反映出液体的浑浊度状况。即便洗衣机经过长年使用，污染物均匀的沉积在排水阀的管壁上，由于污染物对散射光和透射光的削减程度是相同的，所以散射光通过光电转换而成的第一电压Vout1与透射光经过光电转换回路的第二电压Vout2的比值不会改变。因此该装置仍能准确的检测出液体的浑浊度并反馈到芯片，通过程序控制系统调整洗涤时序，真正做到节能环保、“洗净即止”。通过用散射光与透射光的比值来表示液体浑浊度的检测方法，实时可靠地检测出液体的浑浊度，从而实现洗涤程序的及时调整，有效减少水电资源的浪费和提高洗涤物的洗净效果。
选一组电阻值搭建模型装置，对多种不同浑浊度的液体进行检测，试验结果如表一所示。
表一：
Figure G2010100398148D00051
其中，VOUT1是散射光对应的电压值，VOUT2是透射光对应的电压值。
混杂液1：0.05ml黑墨水+400ml清水；
混杂液2：0.05ml黑墨水+300ml清水；
混杂液3：0.05ml黑墨水+200ml清水；
混杂液4：0.05ml黑墨水+150ml清水；
混杂液5：0.05ml黑墨水+100ml清水。
假如定义混杂液1的浑浊度为3，则相应的混杂液2的浑浊度为4，混杂液3的浑浊度为6，混杂液4的浑浊度为8，混杂液5的浑浊度为12.清水及空载情况下浑浊度无法计算。
上述实验数据绘出的曲线图如图3所示，可以看出测量不同浑浊度的液体，单一的采用散射光或者透射光来检测浑浊度值，电压值变化不明显，很难准确的判断出浑浊度值，很容易引起芯片的误判断。而采用散射光与透射光的比值来表示浑浊度的方法测得的浑浊度值就比较准确了，变化明显。在管壁堆积污染物这种情况下，这种浑浊度检测装置检测出来液体的浑浊度值与管壁干净的情况下测得的浑浊度值几乎相同。这也就证明了这种浑浊度装置能很好的解决污染物堆积在检测窗口对浑浊度检测有影响的问题。
如图4所示，浑浊度检测装置安装在排水阀组件1的进水管接口部1-1处，并固定在固定支座1-2上。由于浑浊度检测装置安装于洗衣机排水阀进水管外面，没有与水直接接触，所以能很好的解决漏水的问题。
当洗衣机运行洗涤程序N分钟时，电脑板主芯片输出信号，让浑浊度检测装置开始工作。红外线发光二极管2-1发出红外线光束，一部分红外线光束在水中遇到固体悬浮颗粒，发生散射，散射光被散射光光敏接收管2-3接收到，然后通过第一电阻R1转换成电压信号第一电压Vout1反馈给芯片；还有一部分红外线光束在水中透射，透射光被透射光光敏接收管2-2接收到，并通过第二电阻R2转换成电压信号第二电压Vout2反馈给芯片。然后芯片将反馈回来的散射光电压信号和透射光电压信号进行浑浊度算法的处理。浑浊度检测装置每次工作都连续进行N次检测，芯片获取浑浊度的平均值后适当地调整洗涤时间。以此来确保浑浊度检测的准确性。第一次漂洗结束时，浑浊度检测装置再次工作，芯片根据浑浊的的平均值来决定漂洗的次数，从而在保证水电资源不浪费的前提下达到最佳洗涤效果的目的。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种洗衣机用浑浊度检测装置，其特征在于：该检测装置安装在排水阀组件的进水管接口部处，并固定在固定支座上，该检测装置还包括圆环体，所述圆环体的圆周平面上安装有红外线发光二极管、透射光光敏接收管，所述圆环体的圆周平面上还安装有散射光光敏接收管；所述散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90°角；透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上。
2.一种用于如权利要求1所述洗衣机用浑浊度检测装置的洗衣机用浑浊度检测方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
a)采用散射光光敏接收管和透射光光敏接收管分别接收红外线发光二极管发出的散射光和透射光；并且散射光光敏接收管、透射光光敏接收管、红外线发光二极管三者安装在同一圆周平面上，散射光光敏接收管与圆心的连线与红外线发光二极管与圆心的连线成90°角，透射光光敏接收管、圆心、红外线发光二极管在同一直线上；
b)通过第一电阻将散射光转换成第一电压，通过第二电阻将透射光转换成第二电压；
c)计算出第一电压与第二电压的比值或者第二电压与第一电压的比值，所述比值用来表示浑浊度。
3.如权利要求2所述的一种洗衣机用浑浊度检测方法，其特征在于：所述步骤c)中采用第一电压与第二电压的比值来表示浑浊度。
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