CN109839353A - 水质传感器 - Google Patents

Abstract

本发明为有关一种水质传感器，该壳体的基座内设置有内壳体，且内壳体中收纳有可供侦测洗涤电器中的洗涤液水质的作动模块，当基座因加工制造不慎或因碰撞而产生裂痕时，即可利用基座内部的内壳体来保护作动模块，以使洗涤液不会直接流入至作动模块，进而避免作动模块中的电路基板发生短路的情况，如此提升水质传感器的防水性及使用寿命。

Description

水质传感器

技术领域

本发明涉及一种水质传感器，尤指利用壳体的基座内装设的内壳体来提升防水效能，以避免内壳体内收纳的作动模块轻易发生短路的情形。

背景技术

一般的家电产品中，部分需要连接水源进行作业，如：洗衣机、洗碗机等，利用水流配合清洁液、洗涤剂等进行清洗作业，即可不必动手而将衣物、碗盘餐具等予以清洗干净，但在清洗过程中，洗衣机内部的水流因衣物上的灰尘、细屑或清洁液、洗涤剂等影响，造成水质的浊度提高，或者洗衣机内部的水流因待洗衣物上沾附的脏污、细屑或尘土以及加入水流中的清洁液、洗涤剂也会自来水的硬度等，也会导致水质的浊度、颗粒浓度便会提高，而必须通过数次的清水进行洗清的作业，达到将衣物或碗盘餐具等清洗干净的目的，以供水质的离子浓度符合检测标准，则目前在洗衣机或洗碗机中，都会加装水质传感器，通过投射光源感测水质后反射接收，以感测水质颗粒浓度(水中颗粒浓度值，如：未溶解的清洁剂、杂质或灰尘或毛发或衣物毛屑、棉絮等)值，以供判断水质混浊度的情况，再设定洗衣机或洗碗机等家电产品的清洗作业模式(如：增加清洗次数或延长清洗时间等)。

然而，当水质传感器的外壳生产不良或运送时受到外力的碰撞时，会容易产生裂痕，而且若洗涤水有粒径较大的颗粒(如：铜板或小石块等)，在清洗的过程中也容易撞击到水质传感器的外壳，长期以来，其水质传感器的外壳也会受到撞击而产生裂痕，导致洗涤家电在运作时，其洗涤水会从裂痕中流入至水质传感器中，使水质传感器内部的电路板产生短路的情况，进而造成洗涤家电的损坏，如此使洗涤家电无法再供使用。

发明内容

因此，要如何设法解决上述现有的缺失与不便，即为从事此行业的相关业者所亟欲研究改善的方向所在。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水质传感器，其特征是包括壳体及作动模块，其中：

该壳体所具有的基座内部形成有凹陷状的容置空间，并在容置空间底部设有透明面板，且基座顶部表面设有扣合部，再在容置空间内收纳有内壳体，该内壳体内部设有收纳空间，并在收纳空间底部设有供光线通过的透光部，基座顶部设有盖体，该盖体周缘处设有与扣合部相互扣合的扣持部；

该作动模块具有定位于内壳体的收纳空间内且与收纳空间底面形成相互垂直状态的电路基板，并在电路基板一侧表面上电性连接有光感测部，且光感测部具有彼此相距一距离的光发射元件及光接收元件，再在光发射元件外部罩设有遮光元件所具有的遮光槽，且遮光槽一侧开设有透孔，而遮光元件在光发射元件与光接收元件之间设有阻隔层，电路基板一侧表面且位于光感测部一侧处电性连接有电连接器。

所述的水质传感器，其中：该基座的容置空间顶部设有扩大孔径且供内壳体定位的容置槽，而容置槽底面处形成有环状的抵持面。

所述的水质传感器，其中：该内壳体的收纳空间开口处朝外设有位于容置槽中的凸环，并在内壳体上套设有定位于凸环底面与容置槽底部间且由弹性材质制成的防水垫圈，而防水垫圈内部设有供内壳体穿过的穿孔。

所述的水质传感器，其中：该基座的扣合部在基座表面设有呈环状间隔排列的复数凸扣，而该盖体的扣持部在盖体周缘处穿设有供扣持于复数凸扣上的复数扣孔，再在盖体中央处穿设有供电连接器穿设定位的通孔。

所述的水质传感器，其中：该壳体的内壳体由透明材质制成。

所述的水质传感器，其中：该内壳体的透光部表面上设有使光线聚集并与光接收元件相距一距离的聚光部，且聚光部朝光接收元件方向设有呈锥状的聚光体。

所述的水质传感器，其中：该光感测部的光发射元件为红外线光发射体、紫外线光发射体或激光发射体，而该光接收元件为数字型式的环境光传感器或能够对应光发射元件波长的传感器，且该光发射元件及光接收元件利用表面粘着方式或双列直插封装方式电性连接于电路基板上。

所述的水质传感器，其中：该光感测部的光发射元件与光接收元件彼此间的中心距离介于3～10mm之间。

所述的水质传感器，其中：该作动模块的光感测部至基座的透明面板外表面的距离介于1.5～15mm之间。

所述的水质传感器，其中：该遮光元件位于光发射元件与光接收元件之间的阻隔层的厚度介于1～5mm之间。

所述的水质传感器，其中：该遮光元件的遮光槽平行于电路基板一侧壁面与光发射元件的距离介于1～5mm之间。

本发明的主要优点在于该壳体的基座内设置有可透光的内壳体，且内壳体的收纳空间中收纳有可供侦测洗涤电器中的洗涤液水质的作动模块，当基座因加工制造不慎或因碰撞而产生裂痕时，即可通过基座内部的内壳体来保护作动模块，以避免洗涤电器中的洗涤液直接流入至作动模块，进而防止作动模块的电路基板与洗涤液导通而发生短路的情况，如此达到提升水质传感器防水性及使用寿命的目的。

本发明的次要优点在于该内壳体装设于基座的容置空间内时，其防水垫圈即会受到内壳体的凸环底面与容置槽挤压，而产生压缩变形，以填补基座与内壳体之间的缝隙，而具有防水的效果，且防水垫圈会使基座与内壳体之间形成出一空隙，所以当水质传感器于运输的过程中，即可凭借防水垫圈的弹性预力来减少晃动，并配合基座与内壳体之间的空隙，来避免基座受到碰撞产生裂痕时，其内壳体连带产生裂痕的情形发生，如此达到提升防水效能的目的。

本发明的另一优点在于该光感测部的光发射元件为位于遮光元件的遮光槽中，且遮光元件位于光发射元件与光接收元件之间设有阻隔层，当光发射元件发射出光线时，即不会直接照射到一旁的光接收元件，以避免光线照射到洗涤电器中的洗涤液前，其光接收元件已产生饱和串扰的情形。

本发明的再一优点在于该光接收元件为可通过聚光部的锥状聚光体的聚光效果，来提升本身侦测的一致性与精确度，使清洗作业的判断可更准确，进而使洗涤电器达到更佳的水利用率的目的。

附图说明

图1是本发明的立体外观图。

图2是本发明的立体分解图。

图3是本发明另一视角的立体分解图。

图4是本发明的侧视剖面图。

图5是本发明的另一侧视剖面图。

图6是本发明的使用状态图。

图7是本发明另一实施例的立体外观图。

图8是本发明另一实施例的立体分解图。

图9是本发明另一实施例另一视角的立体分解图。

图10是本发明另一实施例的侧视剖面图。

附图标记说明：11-基座；110-容置空间；111-透明面板；112-容置槽；1121-抵持面；113-扣合部；1131-凸扣；12-内壳体；120-收纳空间；121-透光部；122-聚光部；1221-聚光体；123-凸环；124-防水垫圈；1240-穿孔；13-盖体；131-扣持部；1311-扣孔；132-通孔；2-作动模块；21-电路基板；22-光感测部；221-光发射元件；2211-第一插接脚；222-光接收元件；2221-第二插接脚；23-遮光元件；231-遮光槽；2311-透孔；232-阻隔层；24-电连接器；3-洗涤电器；31-洗涤液；311-颗粒。

具体实施方式

为达成上述目的与功效，本发明所采用的技术手段及其构造、实施的方法等，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

请参阅图1至图6，由图中可清楚看出，本发明的水质传感器包括壳体1及作动模块2，其中：

该壳体1为包括基座11、内壳体12及盖体13，其基座11内部形成有凹陷状的容置空间110，并在容置空间110底部设有透明面板111，且容置空间110顶部设有扩大孔径的容置槽112，而容置槽112底面处形成有环状的抵持面1121，再在基座11顶部表面设有扣合部113，且扣合部113位于基座11表面设有呈环状间隔排列的复数凸扣1131，而盖体13中央处穿设有通孔132，再在容置空间110内收纳有由透明材质制成的内壳体12，其内壳体12内部设有收纳空间120，并在收纳空间120底部设有透光部121，且透光部121表面上设有聚光部122，而聚光部122设有呈锥状的聚光体1221，再在收纳空间120开口处朝外设有位于容置槽112中的凸环123，又于内壳体12上套设有定位于凸环123底面与容置槽112底部间的防水垫圈124，而防水垫圈124内部设有供内壳体12穿过的穿孔1240，另于基座11顶部设有盖体13，其盖体13周缘处设有与扣合部113相互扣合的扣持部131，且扣持部131位于盖体13周缘处穿设有供扣持于复数凸扣1131上的复数扣孔1311。

该作动模块2为包括电路基板21、光感测部22、遮光元件23及电连接器24，其中该电路基板21为定位于内壳体12的收纳空间120内，并与收纳空间120底面形成相互垂直状态，且于电路基板21一侧表面上利用表面粘着的方式(SMD)电性连接有与内壳体12的透光部121相距一距离的光感测部22的光发射元件221及光接收元件222，而光发射元件221与光接收元件222之间为相距一距离，且光接收元件222为相距聚光部122的聚光体1221一距离处，再在光发射元件221外部罩设有遮光元件23所具有的遮光槽231，而遮光槽231一侧开设有透孔2311，又遮光元件23位于光发射元件221与光接收元件222之间设有阻隔层232，另该电路基板21一侧表面且位于光感测部22一侧处电性连接有供穿设定位于通孔132内的电连接器24。

上述壳体1的基座11内部形成有凹陷状的容置空间110，并在容置空间110底部设有透明面板111，但以上所述仅为基座11的较佳实施例而已，其壳体1的基座11也可为全透明的设计，以光线通过；另外，该内壳体12的防水垫圈124可由弹性材质的材料制成(如：硅胶或橡胶等)。

再者，上述作动模块2的光感测部22至基座11的透明面板111外表面的距离A介于1.5～15mm之间，又光感测部22的光发射元件221及光接收元件222为电性连接于电路基板21一侧面，且光发射元件221与光接收元件222彼此间的中心距离B介于3～10mm之间，且遮光元件23位于光发射元件221与光接收元件222之间的阻隔层232的厚度C介于1～5mm之间，另外，该遮光元件23的遮光槽231平行于电路基板21一侧壁面与光发射元件221的距离D介于1～5mm之间。

然而，上述光感测部22的光发射元件221可为红外线光发射体、紫外线光发射体或激光发射体等，而该光接收元件222则可为数字型式的环境光传感器或可对应光发射元件221波长的传感器。

另外，上述作动模块2的遮光元件23为位于光感测部22的光发射元件221外设有遮光槽231，且遮光槽231一侧开设有透孔2311，但遮光元件23于实际应用时，也可完全罩设于光感测部22，并具有分别罩覆于光发射元件221及光接收元件222外部的遮光槽231，且各遮光槽231一侧开设有透孔2311。

本发明于实际应用时，系组装于洗涤电器3(如洗衣机或洗碗机等)内，使得基座11的透明面板111朝向洗涤电器3的洗涤空间内部，并将外部电连接插头电性连接于作动模块2的电连接器24，以提供作动模块2所需的电能，而当洗涤电器3进行洗涤作业时，其作动模块2的电路基板21即会驱动光感测部22的光发射元件221朝遮光元件23遮光槽231一侧的透孔2311射出光线，以供光线依序穿过于内壳体12的透光部121及基座11的透明面板111至洗涤电器3内的洗涤液31中，然而，在正常状态下，光线于洗涤液31中的反射相当微弱，反之，若洗涤液31中存在颗粒311(如泥土、沙粒或洗衣粉等)时，则光线会碰到洗涤液31中的颗粒311并产生散射现象，此时，该洗涤液31中便会有部分的光线进入至内壳体12处，而内壳体12即可通过聚光部122的聚光体1221来将光线聚集，以供光感测部22的光接收元件222来进行侦测作业，用以得知洗涤液31中的数字感测数值(如浊度值或光度值等)，而该洗涤电器3便可根据数字感测数值来判断洗涤液31中是否有过多的颗粒311，进而再决定是否继续进行洗涤作业。

再者，本发明的作动模块2为收纳于内壳体12的收纳空间120中，而内壳体12外设有一基座11，若基座11因加工制造不慎或因碰撞而产生裂痕时，其因基座11内还有一层内壳体12来保护作动模块2，所以洗涤电器3中的洗涤液31便不会直接流入接触至作动模块2，以避免作动模块2的电路基板21发生短路的情况，进而达到提升水质传感器防水性及使用寿命的效用。

然而，本发明内壳体12上套设的防水垫圈124为由弹性材质制成，当内壳体12装设于基座11的容置空间110内时，其防水垫圈124即会受到凸环123底面与容置槽112的抵持面1121挤压，而产生些许压缩变形，以填补基座11与内壳体12之间的缝隙，而具有防水的效果，且因防水垫圈124为套设于内壳体12外壁面，所以基座11与内壳体12之间会形成出一空隙，当水质传感器于运输的过程中，即可凭借弹性材质的防水垫圈124的弹性预力，来减少晃动，并配合基座11与内壳体12之间的空隙，来避免基座11受到碰撞产生裂痕时，其内壳体12连带产生裂痕的情形发生，如此进一步达到提升防水效能。

另外，本发明光感测部22的光发射元件221为位于遮光元件23的遮光槽231中，且遮光元件23位于光发射元件221与光接收元件222之间设有阻隔层232，所以当光发射元件221发射出光线时，仅会朝内壳体12外部照射，而不会直接照射到一旁的光接收元件222，以避免光线照射到洗涤电器3中的洗涤液31前，其光接收元件222已产生饱和串扰(Crosstalk)的情形，而该光接收元件222为可通过聚光部122的锥状聚光体1221的聚光效果，来提升本身侦测的一致性与精确度，以使光接收元件222判断清洗作业可更准确，进而使洗涤电器3具有更佳的水利用率。

再请参阅图7至图10，由图中可清楚看出，本发明另一实施例作动模块2光感测部22的光发射元件221及光接收元件222一侧为进一步设有第一插接脚2211及第二插接脚2221，其第一插接脚2211及第二插接脚2221即可利用双列直插封装方式电性连接于作动模块2的电路基板21上，以具有方便维修、重工的效果。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种水质传感器，其特征是包括壳体及作动模块，其中：

该壳体所具有的基座内部形成有凹陷状的容置空间，并在容置空间底部设有透明面板，且基座顶部表面设有扣合部，再在容置空间内收纳有内壳体，该内壳体内部设有收纳空间，并在收纳空间底部设有供光线通过的透光部，基座顶部设有盖体，该盖体周缘处设有与扣合部相互扣合的扣持部；

该作动模块具有定位于内壳体的收纳空间内且与收纳空间底面形成相互垂直状态的电路基板，并在电路基板一侧表面上电性连接有光感测部，且光感测部具有彼此相距一距离的光发射元件及光接收元件，再在光发射元件外部罩设有遮光元件所具有的遮光槽，且遮光槽一侧开设有透孔，而遮光元件在光发射元件与光接收元件之间设有阻隔层，电路基板一侧表面且位于光感测部一侧处电性连接有电连接器。

2.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该基座的容置空间顶部设有扩大孔径且供内壳体定位的容置槽，而容置槽底面处形成有环状的抵持面。

3.根据权利要求2所述的水质传感器，其特征在于：该内壳体的收纳空间开口处朝外设有位于容置槽中的凸环，并在内壳体上套设有定位于凸环底面与容置槽底部间且由弹性材质制成的防水垫圈，而防水垫圈内部设有供内壳体穿过的穿孔。

4.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该基座的扣合部在基座表面设有呈环状间隔排列的复数凸扣，而该盖体的扣持部在盖体周缘处穿设有供扣持于复数凸扣上的复数扣孔，再在盖体中央处穿设有供电连接器穿设定位的通孔。

5.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该壳体的内壳体由透明材质制成。

6.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该内壳体的透光部表面上设有使光线聚集并与光接收元件相距一距离的聚光部，且聚光部朝光接收元件方向设有呈锥状的聚光体。

7.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该光感测部的光发射元件为红外线光发射体、紫外线光发射体或激光发射体，而该光接收元件为数字型式的环境光传感器或能够对应光发射元件波长的传感器，且该光发射元件及光接收元件利用表面粘着方式或双列直插封装方式电性连接于电路基板上。

8.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该光感测部的光发射元件与光接收元件彼此间的中心距离介于3～10mm之间。

9.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该作动模块的光感测部至基座的透明面板外表面的距离介于1.5～15mm之间。

10.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该遮光元件位于光发射元件与光接收元件之间的阻隔层的厚度介于1～5mm之间。

11.根据权利要求1所述的水质传感器，其特征在于：该遮光元件的遮光槽平行于电路基板一侧壁面与光发射元件的距离介于1～5mm之间。