CN1897863A - 具有一个液位识别系统的洗碗机 - Google Patents

Abstract

本发明的任务是提出一种具有一个液位识别系统的洗碗机，此系统在不使用可活动的部件的情况下就可靠地求出洗碗机里的液面，在按照本发明的洗碗机中按如下方法来解决此任务：设有至少一个电容式液面高度传感器(4)用于识别包含在洗碗机里的洗涤液体的液位(9)，传感器的电容根据液位的高度而变化。因此可以不需要运动部件，并且只是通过使用电子元器件就可靠地求出洗碗机中的液位。按照本发明的系统还可以实现无接触的液位识别，其中液面高度传感器和洗涤液体相互并不接触。

Description

具有一个液位识别系统的洗碗机

本发明的主题是一种洗碗机，它具有一个用于识别包含在洗碗机中洗涤液的液位的系统。

已知具有液位识别装置的洗碗机，在这些装置中对于液位的识别用机械的装置、例如通过浮标来实现。在这种型式的装置中浮标浮起在液体表面上，如果洗碗机里的液位超过了某一个水平的话。浮标通常与一个开关机械地连接，该开关根据浮标的浮起运动而改变其开关状态，并向洗碗机的程序控制装置继续传输一个相应的信号。

另一种用于检测在洗碗机里液位的系统采用一种置于通信管路系统中的压力传感器来工作，此压力传感器在液位升高时受到压缩。由压力传感器压缩的大小可以求出洗碗机中的液位。这些已知的识别液位系统的缺点在于：它们具有许多机械可活动的部件，这些部件容易发生磨损和污染，例如由于沉积的洗涤残留物的原因，这可能引起公差的问题，甚至使用来识别液位的装置完全失效。

本发明的任务是提出一种具有用于识别液位的系统的洗碗机，这种系统在不应用可活动部件的情况下就可靠地求出洗碗机中的液位。

此任务通过具有权利要求1特征的按照本发明的洗碗机来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求2至10中表明其特征。

按照本发明的洗碗机包括至少一个用于盛放所要清洗的洗涤物的洗涤容器和一个用于识别包含在洗碗机里的洗涤液体的液位的系统，其中设有至少一个电容式液面高度传感器，其电容根据液位的高度而发生变化。

按照本发明的洗碗机的优点在于：通过所述按照本发明用于识别液位的系统可以不必使用运动部件并且只通过应用电子元器件就求出洗碗机中的液位。因此按照本发明的用于识别液位的系统对于由于沉积的洗涤残留物引起的磨损和污染来说很大程度上是不容易发生的。因为不必再为机械装置考虑留有空间，所以用于识别液位的按照本发明的系统的另一个优点在于：它只需要很小的空间位置，并因此可以几乎任意地设置于洗碗机中甚至不易接近的位置处。这种按照本发明的系统还可以实现一种非接触的液位识别，其中洗涤液和液面高度传感器相互并不接触，这在以下的说明中还要详细叙述。

在洗碗机中所用的洗涤液相应于一种掺有清洗剂的溶液，它基本上由水组成。水的相对介电常数为ε_W＝81，它与空气的介电常数(ε_L＝1)明显地不同。在水的空气的介质常数之间的这种明显区别按照本发明就充分利用作为液位识别系统中的物理基础，以便求出洗碗机中的液位。为此液面高度传感器设计成一种电容器的型式，其电容根据液位高度而变化。电容式液面高度传感器的电容变化在此基于物理规律性：一个电容器的电容(除了电容器面积及其相互间距之外)取决于处于电磁场里的介质或者电介质的介电常数，该电磁场形成于电容器面之间。这种关系可以用此公式来表示：C＝εA/d其中C是电容器的电容，A是电容器面积，d是电容器面之间的距离，ε是电介质的介电常数。

若更换位于电容器面之间电磁场里的电介质或者介质的话，那么介电常数ε的系数也就变化。因为上面所述公式的其余系数保持不变，因此电容式液面高度传感器的电容就与电介质的介电常数的变化成正比。

这在具体应用情况下按照本发明意味着：电容式液面高度传感器的电容大致放大了81倍，如果液面高度传感器被水而不是空气所包围的话，也就是说电介质是水而不是空气。这种电容变化按照本发明的一种优选实施方式可以借助于一种连接于电容式液面高度传感器上的电子电路来分析处理。因为所述用水或空气作为电介质的电容式液面高度传感器的电容以前就已知了，因此可以通过电子电路肯定地确定出：液面高度传感器是由水还是由空气包围住。

电容式液面高度传感器更为适宜地如此布置在洗碗机里，以致于能够通过液面高度传感器确定洗碗机里洗涤液体的一个或多个确定的液位，或者确定了超过或低于该液位。也可以使液面高度传感器的电容改变的分级配合于洗碗机中洗涤液体的确定的液位，因此借助于按照本发明的具有电容式液面高度传感器的系统就可以不仅确定超过或低于某个液位，而且也可以确定在洗碗机的洗涤容器里的液位的精确高度。

上面所述的电容式液面高度传感器的电容变化的物理效应还可以通过如下来解释说明：只要外部条件不变的话，载流子在液面高度传感器上在一定的起振时间之后具有稳定的电荷分布。如果包围液面高度传感器的介质例如由于洗涤液体在洗碗机的洗涤容器里的升高而发生变化的话，那么载流子在液面高度传感器上的分布也发生变化，这由电子电路探测到。有利的是：液面高度传感器尤其对于水的相对介电常数有反应。电容式液面高度传感器对于水的介电常数的敏感性在这种应用场合中是有利的，这是因为在洗碗机中都使用含水溶液作为洗涤液，并因此可以特别精确地求出液位。

在本发明的另外一种优选的实施方式中，液面高度传感器具有至少一个、例如两个活性的传感器面，其中可以形成一个电磁场，它根据包围住传感器面的介质的介电常数而发生变化。活性的传感器面最好位于对置的位置上，因此在它们之间可以形成一个尽可能均匀的电磁场，其变化可以容易地检测到。至少需要有一个活性的传感器面，其中在洗涤容器中的其它部件也可以起到传感器面的作用。因此就可以有两个传感器面。

特别有利的是：液面高度传感器设于洗涤容器之外而且液面高度传感器或者其传感器面与洗涤液最好通过洗涤容器的壁隔绝开。按此方式，液面高度传感器可以有效地防止洗涤液和其中所含洗涤残留物或清洗剂的损伤作用。因此保证了按照本发明的用于液位识别的系统的可靠和持久的功能。

在本发明的前面所述的实施方式中，液面传感器布置在洗涤容器之外，因此洗涤容器壁就位于液面高度传感器和洗涤液体之间，以保护液面高度传感器防止受到洗涤液的有害影响。但为了在确定液位时使所述精度不受到容器壁的不利影响，在另一种实施方式中在洗涤容器之内设有至少一个由导电材料制成的传感器探头，这样在传感器探头和液面高度传感器之间就可以形成一个电磁场，其中电磁场根据液位的高度而变化，或者根据围住传感器探头的介质的介电常数而变化。由于一个传感器探头设置在所要探测的介质的那一侧、也就是在洗涤容器之内，因此在确定容器里的液位时就提高了液面高度传感器的灵敏度，因此也提高了精确度。液面高度传感器的活性的传感器面布置在洗涤容器壁上的外侧，而传感器探头则对置于液面高度传感器的活性传感器面地位于洗涤容器壁的内侧，因此就在容器里面。

传感器探头的导电物体因此在上面所述的实施方式中通过洗涤容器壁隔绝地设置于液面高度传感器的活性的传感器面的对面。这种布置的优点在于：液面高度传感器的活性的传感器表面和传感器探头构成了对向电极，在该电极之间可以形成一个电磁场，该电磁场根据围住传感器探头的介质而变化。通过洗涤容器壁产生隔绝，该容器壁位于液面高度传感器和传感器探头之间。若所要检测的液体碰到传感器探头，那么在传感器上的电荷分布就发生变化，电容式液面高度传感器对此就有反应。液面高度传感器的活性表面又处于装有洗涤液体的洗涤容器之外，并因而不直接与洗涤液体相接触。电容性液位测量的优点因而在于：水平面可以穿过不导电的容器壁来检测。

在本发明的另一种优选实施方式中，液面高度传感器的电容及其变化可以用电子装置优先地定性和定量地检测，这就是说不仅通过液面高度传感器和与之相连接的电路来检测某一个液位的到达、超过或不超过，而且优先地检测液位的精确高度。所以电子电路可以特别实用地以一个或多个集成的电路的形式来实现，这些电路的制造是有利的，所占位置也小。

在电子电路里更为适宜地为了避免不确定的识别状态，可以规定液面高度传感器的电容的某一个极限值，它用来区别：传感器是位于具有高的还是低的介电常数的一种介质的附近，或者说传感器是被一种含水的液体还是被空气所包围。

以下根据一个优选的实施例参见附图对本发明进行详细的说明。

图1表示了按照本发明的具有一个用于液位识别的系统的一种优选实施方式的洗碗机的泵箱的一个部分的横截面。因为泵箱是洗涤容器的下面部分，在其中聚集了包含于洗碗机中的洗涤液体，因此泵箱是洗碗机中特别适合于布置液位识别系统的位置。在图1中只表示了泵箱部分，它设计成一种向上突起1的形状。在图示情况下突起1在泵箱里被洗涤液围住，其中液位9位于洗碗机的泵箱的下面区域里。

在突起1的上面部位里设有一个顶罩11，其中泵箱、突起1和顶罩11的壁分别相互集成地连接起来，并因此是洗涤容器在其下面部位里的壁2。因此泵箱、突起1和顶罩11的内腔也相互连通并防止洗涤液进入，该洗涤液环绕冲洗顶罩11和突起1。在顶罩11的内腔里布置了一个液面高度传感器4。液面高度传感器4设计成一种直杆形状，在杆的对置两端各有一个活性的传感器面10。当液位识别系统工作时，在活性的传感器面10上产生了一定的载流子分布，这种分布根据洗碗机里的液位9而变化。这就是说，若围住活性的传感器10面的介质例如由于在洗碗机的洗涤容器里洗涤液的升高而发生变化，那么载流子在液面高度传感器4上的分布也发生变化。在液面高度传感器4上的这种载流子分布的无论是绝对变化还是相对变化都可以用作为直接的尺度来求出洗碗机里洗涤液的液位9的变化或者绝对高度。

液面高度传感器4的活性的传感器面10分别邻接于壁2的内侧面，因此传感器4的活性的传感器面10总是通过壁2与洗涤液分隔开。按此方式可以保护所述液面高度传感器4防止受到洗涤液的干扰作用和其中所含洗涤残留物或清洗剂的影响，这就保证了按照本发明的液位识别系统的可靠而持久的功能。

在壁2的对置于活性的传感器面10的那一侧各自设有一个传感器探头8。因此活性的传感器面10和液面高度传感器4布置在洗涤容器的壁2上的“干燥”侧，而传感器探头8直接在液面高度传感器4的活性的传感器面10的对面位于洗涤容器壁2的被洗涤液环绕冲洗的那一侧，并因此位于容器内部。由于传感器探头8设于洗涤容器内部，这样就提高了液面高度传感器4的灵敏度，并因此提高了在对洗涤容器中液位9确定时的精度。

传感器探头8由导电材料制成，因此在传感器探头8和液面高度传感器4之间可以形成一个电磁场。该电磁场根据围住传感器探头8的介质的介电常数发生变化，并因此根据洗碗机里洗涤液的液位9而发生变化。若洗碗机中洗涤液的液位9升高、或者说该液位碰到了传感器探头8，那么在液面高度传感器4上的电荷分布或者说其电容就发生变化。

液面高度传感器4通过一根导线5与电子电路6连接，该电子电路检测液面高度传感器4的电荷分布变化、或者说其电容的变化，并进行分析处理。该电子电路更适宜地包括有一个或多个集成电路7，它们按照对由液面高度传感器4所提供的信号的分析处理而专门进行编程。这种分析处理的结果继续传输至洗碗机的程序控制装置，后者在需要时采取措施来改变洗碗机里洗涤液的液位，例如打开输入清水的阀门、或者激活洗涤液泵，用于将洗涤液从洗碗机里排出。

顶罩11在其上侧设计成一种悬架式的顶盖3的形状，它用作为对传感器探头8的喷水防护。喷水防护3用于避免液位识别系统的错误测量，这些错误测量例如可能在洗涤作业时通过喷雾器将洗涤液喷到传感器探头8上时引起。按此方式确保了：洗碗机中洗涤液的实际液位9都由液位识别系统求得。

通过按照本发明的系统可以借助于电容式传感器高精度地检测某一个液位水平，其中活性的传感器面10和液面高度传感器4在电流上与所要探测的介质完全脱断开。因此得出一种指导，就是也将电容性传感器系统用于洗碗机中的水位识别。

                    附图标记列表

1    洗碗机泵箱里的突起

2    泵箱或者洗涤容器的壁

3    喷水防护

4    液面高度传感器

5    在液面高度传感器4和电子电路之间的电连接，

6    电子电路

7    集成电路

8    液面高度传感器4的传感器探头

9    洗碗机里洗涤液的液位

10   液面高度传感器4的活性的传感器面

11   突起1的顶罩

Claims (10)

1.洗碗机，它具有至少一个洗涤容器用于放置所要清洗的洗涤物，并具有用于识别洗碗机中所包含的洗涤液体的液位(9)的系统，其特征在于至少一个电容式液面高度传感器(4)，其电容根据液位(9)的高度而发生变化。

2.按权利要求1所述的洗碗机，其中液面高度传感器(4)是一种电容器的型式，其电容根据包围住液面高度传感器(4)的介质的介电常数而发生变化。

3.按权利要求1或2所述的洗碗机，其中液面高度传感器(4)尤其是对于水的相对介电常数有反应。

4.按上述权利要求之一所述的洗碗机，其中液面高度传感器(4)具有至少一个、例如两个相互对置的活性的传感器面(10)，其中可以形成一个电磁场，该电磁场根据围住传感器面(10)的介质的介电常数而发生变化。

5.按上述权利要求之一所述的洗碗机，其中液面高度传感器(4)布置在洗涤容器之外，而液面高度传感器(4)或者它的传感器面(10)最好通过洗涤容器的壁(2)与洗涤液隔绝开。

6.按照上述权利要求之一所述的洗碗机，其中在洗涤容器之内设有至少一个由导电材料制成的传感器探头(8)，并且可以在传感器探头(8)和液面高度传感器(4)之间形成一个电磁场，其中该电磁场根据液位(9)的高度而发生变化，或者根据围住传感器探头(8)的介质的介电常数而发生变化。

7.按权利要求6所述的洗碗机，其中所述至少一个传感器探头(8)布置在液面高度传感器(4)的一个活性的传感器面(10)对面，最好通过洗涤容器的壁(2)相互分开。

8.按上述权利要求之一所述的洗碗机，其中液面高度传感器(4)的电容及其变化用电子装置(5，6，7)优先地定性和定量地进行检测。

9.按上述权利要求之一所述的洗碗机，其中设有电子存储装置，其中可以至少存储一个参照值，该参照值相应于在一确定的液位(9)时液面高度传感器(4)的电容。

10.按上述权利要求之一所述的洗碗机，其中规定了液面高度传感器(4)电容的一个确定的极限值，它用于区分：液面高度传感器(4)是位于具有高的介电常数的介质附近，还是位于具有低的介电常数的介质附近，或者说液面高度传感器(4)是被一种含水的液体还是被空气包围住。