CN1742131A - 带传感器装置的洗衣机 - Google Patents

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Abstract

一种洗衣机，包括装洗涤液和待洗物的容器(10)，用来执行预定洗涤程序的控制装置(22)。洗衣机包括与洗涤液电绝缘的第一电极(4，5，6)，和连接至所述第一电极(4，5，6)的传感器装置(2)，其用来测量由所述第一电极和作为第二电极的洗涤液形成的传感器的值，所述值输入到控制装置，以便控制和/或调节洗涤程序。

Description

带传感器装置的洗衣机
本发明涉及一种洗涤设备，该洗涤设备包括用来装载洗涤液和待洗物的容器，和用来执行预定洗涤程序的控制装置。
洗涤设备如洗衣机或洗碗机，执行由使用者根据待洗物的数量和污脏程度而选择的程序。因此，术语“洗涤程序”是指设备或其一部分执行的整个程序。通常在洗衣店的洗衣机中，洗涤程序还包括漂清和旋拧步骤。一些洗涤设备具有用来自动检测装载和其它参数的传感器，以便自动调节洗涤程序。
本发明的目的是提供一种具有检测系统的洗涤设备，其能够以可靠和经济的方式评估洗涤设备的工作条件，并能确保洗涤过程的自动调节。
根据本发明，该设备包括至少一与洗涤液和传感器装置电绝缘的电极，以及连接至控制装置和第一电极的传感器装置，用来检测由所述第一电极和充作第二电极的洗涤液所形成的传感器数值，所述数值输送给控制装置来控制和/或调节洗涤程序。传感器装置和控制装置可以是单个电控单元的一部分。传感器检测到的数值表示两个电极的电容和/或复数阻抗。
在本发明的优选实施方案中，传感器实际上构成了电容器。第一电极优选是通过绝缘体与洗涤液隔离的金属板，所述绝缘体例如是由聚合材料制成的容器的绝缘壁。电容器的第二电极由洗涤液(在容器或接收器中的洗涤液)制成。检测装置和洗涤液之间的电连结通过例如加热元件体的金属体实现。第一电极呈立体的布置，以便可以用洗涤液来润湿各个绝缘体。优选地，第一电极要高于洗涤液的液面，因为临时施加的液膜可以从那里流掉。
在塑料桶的情况下，桶本身就是绝缘体绝缘体，第一电极表面可设置在桶的外部不同位置，或者插入到桶壁的不同位置。第一电极与桶壁一体(例如通过在塑料桶注模时的共注工艺)的实施方案也提供了若干功能性优点：电极的同时连接防止了电极与桶的外部上潜在杂质(累积在桶外部的污垢，凝结桶外部的水，这就减少金属或永久电极板和由液体膜形成的电极片之间的距离，从而增加了电极系统的敏感度)的导电连接。
绝缘体和第一(永久)电极不但可以设置在桶内，而且可以设置在排水管或在用特定可控泵弄湿的外部腔室中。在塑料桶的情况中，第一电极可由几个几何设置的不同的电极组成，它们电隔离并用作绝缘体，或在塑料管中(洗涤液在其中流动)设置在其外部和/或在管或桶内绝缘。在导电容器的情况中，例如不锈钢容器，可以完全在容器内或完全在容器外实现电容传感器。
因此总是这样选择空间设置，以便通过控制由液体对绝缘体的湿润(例如通过滚筒运动，或通过特殊的泵)，结果是具有变化表面的接地电极。控制湿润产生的膜(在永久电极的面积内可变平板电容)在控制湿润之后由于空间设置重力场内流动。另外，可以有意的打断湿润，例如，通过泵或滚筒运动，以便记录流量与时间关系。来自电容传感器的信号变化，给出了去污剂浓度、漂清程度和其它重要的参数信息，这些参数可用来控制洗涤程序。而且，通过滚筒湿润的方法也可以连续使用，例如通过以特定旋转速度旋转的滚筒和在容器壁上洗涤液的流动来输送的洗涤液，因此就可以达到平衡，也可以获得不变的洗涤液水位。这一水位的高度取决于洗涤液的属性。例如当洗涤和漂清衣物时，基于传感器表面和/或像纤维表面的任意表面上的流动过程，产生的信号(电容)指示传感器表面上洗涤液的边界层的机械属性，。已知边界层的机械属性影响纤维和/或任意表面的洗涤过程以及纤维和/或任意表面的漂清过程。因此，可以用来部分地监控洗涤和漂清过程，并通过调节工艺有效地控制。通过一在使用者区域的显示屏，可以看到该工艺的过程。
信号的敏感度通过传感器尺寸和/或它的布局调整。在洗涤过程中对于信号第一传感器优选垂直设置。在漂清时扁平设置比较好，因为随着漂清动作的增加，液体和/或膜更容易地流走。为了在设备的运转周期内的不同阶段总是有最好的设置，因而可以将不同的永久电极表面集合在一个多功能传感器中。根据该实施方案，第一电极可以分为已知的几何设置的单独的片段。因此通过单独电容器组件的目标设置，可以描绘出随机特性曲线图。
如果单独的电机片段从底部至顶部湿润，其可能在水平轴线洗衣机的桶内发生，例如通过滚筒运动，然后获得一预备阶段信号，其特性可以清楚的归为“水位”和/或湿润的传感器表面，表面和/或单个组件的传感器数据是已知的。这样使得用软件自动校验成为可能，当获得特征信号时其可以随意地重复这一过程。电极分布成片段也允许电极片段安装到其它位置，例如记录从排水泵向上的液体柱，以便可以控制打开和关闭泵，以便例如防止泵中的空气响声。
应当如下设置第一电极表面以致在其绝缘体上流动的膜受干扰的影响最小。干扰可以是从上面流下的膜。在桶的内表面上使用一成形的导流器，可以避免这种不想要的流动，因为导流器引导来自上面的液体和/或液体膜穿过相关传感器表面。
干扰得发生也可以是因为来自软化剂或其它添加剂的膜。出于防止其发生的目的，传感器表面优选用清水漂清。这个特定的漂清可以整合进入程序序列，这样在软化循环之后和/或引入任何添加剂之后，传感器的相关表面可以在充满清水的特定腔室的辅助下漂清，随后净化了由软化剂或其它添加剂产生的膜。为控制测量可以重复整个传感器漂清过程。
上述设备用来辨别泡沫，该泡沫来自清洗过程中出现的膜。漂清之后泡沫继续保持独立地流动，因此通常产生上述信号。在漂清阶段由洗涤液产生的清洗膜被除去和/或减弱。仅仅在主动湿润之后才返回信号，即如上面示例所描述的，通过容器的旋转。程序控制能评价这一信息，并且如果需要已经在洗涤过程中用特定的泡沫例程优化所述程序。
优选地在传感器中集成一参考的电容，其能大大的消除通过改变物质造成的温度效应(不同物质的温度系数)、使用寿命偏差以及不同去污剂、灰尘和水的影响。
根据本发明在洗衣机中使用的传感器简单且耐用(带集成电极的无移动部分、导电和隔离表面)，并且其在洗涤阶段就已产生一信号，该信号与对洗涤和/或漂清和旋拧循环非常重要的许多参数相关：
·低于和/或高于洗涤物质的比例
·液体洗涤活动改变(消耗)
·漂清时的浓度平衡
·漂清效果，漂清结果
·洗涤和漂清过程中泡沫/肥皂水的产生
·漂清结束
·当水流入时参考水面
·旋拧时喷水
在操作其间已经有了这些参数，就有可能用已知的参数优化洗涤程序，具体是：
·去污剂的自动配比和/或再配比
·对于特别脏情况洗涤时间的辅助自动洗涤时间调节
·部分调节和/或自动漂清过程(时间，水量，程度，机械系统)
·洗涤、漂清和旋拧程序的改进的在线显示
·主动程序变化的泡沫监控
·指示：配比低/高，泡沫
·受控的离心旋转圈数
·泵用电动机控制
参考附图，下面通过实施例描述本发明，其中：
图1是根据本发明的洗衣机的部分截面透视图，其中示出了桶的外部；
图2是沿图1的II-II线为横截面的透视图，其中示出了桶的内部；
图3是图1和图2的洗衣机的示意性的电路图。
参考附图，洗衣机包括具有外部圆柱形表面10a的塑料桶10。再塑料桶10中设置有一由电动机11驱动的旋转滚筒(图2中仅仅示出其背部部分20)。桶10通过阀8和去污剂盒9装载清水。在桶10的外部表面10a，设有三个测量电极4-6和一参考电极7。这些电极连接到一电单元2，该单元连接至洗衣机的控制处理单元22(图3)。电单元还连接至一放置在桶中的加热元件12，其也用作洗涤液中导电元件。
在桶的内表面，设置用标记10b表示的导流器3，其用作液体膜分割设备。导流器3具有相对于桶的轴线相倾斜的轴，导流器3的功能是将从桶的上部分表面流下的液体引导远离设置电极4、5和6的区域，以避免已经提及的干扰问题。
为了避免由于使用软化剂或添加剂而产生的其它干扰问题，桶10有一由外部腔室注入的清水注入喷嘴8a(图2)。喷嘴8a面向传感器表面并连续地注入定量的水。漂清传感器时，最关键的是对整个表面漂清。可以这样实现：流入腔室1的清水比通过喷嘴8a流走的清水要多。这样腔室1中充满了清水。然后，静压增加，水流走，这样就成功的达到整个传感器表面。当腔室中充满时，关掉清水。水再次流走具有逐渐减小的压力，水流逐渐减少。这样设计腔室1的容积以使其在多数情况下能清洗传感器。
即使上面描述的是对电容的测量，然而电容传感器的更多评定包括提供测量其复数阻抗，其允许测量信号的进一步判断。这允许增强的信号评估，包括面向频率的对整个系统阻抗的矢量评估。期望薄层、膜、液体介质、粉末和泡沫都可以用其辨识。
根据上述特征，根据本发明的洗涤设备可以获取洗涤程序中的很多参数，如洗涤和/或漂清水中去污剂的总量、洗涤水中污物量、洗涤水的洗涤活动、漂清效率、肥皂水和泡沫的产生、以及洗涤水的水位，这些参数用来控制和优化洗涤程序。而且，来自传感器的信号也可用来监视排放泵。

Claims (13)

1.洗涤设备，包括装洗涤液和待洗物的容器(10)和用来执行预定洗涤程序的控制装置(22)，其特征在于包括至少一个与洗涤液电绝缘的第一电极(4，5，6)、和连接至控制装置(22)并连接至所述第一电极(4，5，6)的传感器装置(2)，所述传感器装置(2)用来测量由所述第一电极和作为第二电极的洗涤液形成的传感器的值，所述值输入到控制装置，以便控制和/或调节洗涤程序。
2.根据权利要求1所述的洗涤设备，其特征在于传感器检测的值指示所述电极的电容和/或复数阻抗。
3.根据权利要求1所述的洗涤设备，具体是洗衣机，其特征在于第一电极(4，5，6)设置在容器(10a，10)的外部表面上。
4.根据权利要求2所述的洗涤设备，其中容器(10)为具有基本水平轴线的圆柱体，其特征在于第一电极(4，5，6)设置在容器(10)的圆柱表面(10a)上，在容器(10)底部和顶部之间的中间位置。
5.根据权利要求3所述的洗涤设备，其特征在于第一电极包括多个设置在容器(10a，10)的不同位置上的电极(4，5，6)。
6.根据前述任一权利要求所述的洗涤设备，其特征在于传感器装置(2)和洗涤液之间的电连接通过加热元件(12)或通过设置在容器(10)中的附加电极实现。
7.根据权利要求3所述的洗涤设备，其特征在于在容器(10)的内部圆柱表面(10b)上设置有一导流器(3)，用来保护相应于第一电极(4，5，6)的区域不接触从容器(10)上部流下的洗涤液体。
8.根据前述任一权利要求所述的洗涤设备，其特征在于其包括一个参考电极(7)，其连接至传感器装置(2)并用来校正指示外部因素的电容和/或复数阻抗的值。
9.根据前述任一权利要求所述的洗涤设备，其特征在于其包括清洁装置，用来清洁容器(10)相应于第一电极(4，5，6)的内部区域。
10.根据权利要求8所述的洗涤设备，其特征在于所述清洁装置包括一个由设置在容器(10)外部的腔室(1)喂给的注水喷嘴(8a)。
11.根据前述任一权利要求所述的洗涤设备，其中容器(10)由塑料材料制成，其特征在于第一电极(4，5，6)与容器(10)的壁采用一体喷模制造。
12.根据前述任一权利要求所述的洗涤设备中洗涤衣物的工艺，其特征在于由传感器提供的信号用来获得一个或多个参数，这些参数包括在由如下数据组成的组中：洗涤和/或漂清水中去污剂的总量、洗涤水中污物量、洗涤水的洗涤活动、漂清效率、肥皂水和泡沫的产生、以及洗涤水的水位，这些参数用来控制和优化洗涤程序。
13.根据权利要求12所述的工艺，其特征在于由传感器提供的信息用来控制排放泵的马达。
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