CN204831553U - 冰箱及其红外传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冰箱及其红外传感装置。该红外传感装置包括：红外传感器，配置成接收红外线，且将接收到的红外线的辐射能转换为红外测温信号，红外传感器设置有允许第一预定波长范围的红外线透射至其内部的红外滤光片；和视野限定装置，设置在红外滤光片处，视野限定装置由红外阻隔材料制成且具有用以限定红外滤光片的红外透射区域的开口。本实用新型的红外传感装置，通过在红外传感器的红外滤光片处设置视野限定装置，缩小了红外传感器的测温区域，从而提高了测温精度。

Description

冰箱及其红外传感装置

技术领域

本实用新型涉及制冷设备，特别是涉及一种冰箱及其红外传感装置。

背景技术

红外传感器是利用红外线为介质的测量系统，其能够检测物体发射的红外线并将其转换成电信号输出。通常，红外传感器包括形成有开口的壳体、设置在开口处的红外滤光片、以及设置于壳体中的红外传感元件和信号处理电路等。其中红外传感元件用于将穿过红外滤光片的红外线的辐射能转换为电信号，信号处理电路用于将电信号进行处理以输出红外测温信号。

在冰箱的箱体内部通常布置有红外传感器，用于对箱体内部各个位置的温度进行感测以形成测温信号，以此作为冰箱自动控制的重要输入参数。红外传感器吸收箱体内部的物品发出的红外线并形成测温信号。但由于放置于箱体的物品尺寸较小，而红外滤光片的透射区域较大，可接收较大空间范围内的红外线，导致现有传感器应用在冰箱中时会存在测温不够准确的缺陷。此外，由于箱体内部温度较低，空气中的水蒸气易在红外传感器的红外滤光片上形成凝露，将对红外线的正常透射造成阻碍，从而对测量造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要针对现有技术中存在的上述缺陷之一，提供一种用于冰箱的红外传感装置，其具有较高的测温精度。

本实用新型另一个目的是要提供一种包括该红外传感装置的冰箱。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于冰箱的红外传感装置，包括：

红外传感器，配置成接收红外线，且将接收到的红外线的辐射能转换为红外测温信号，所述红外传感器设置有允许第一预定波长范围的红外线透射至其内部的红外滤光片；和

视野限定装置，设置在所述红外滤光片处，所述视野限定装置由红外阻隔材料制成且具有用以限定所述红外滤光片的红外透射区域的开口。

可选地，所述视野限定装置为镀制在所述红外滤光片外侧表面的铜膜。

可选地，所述开口为矩形开口。

可选地，所述红外传感器具有壳体，所述壳体包括一圆形底面和自所述圆形底面的周缘垂直所述圆形底面延伸的周面，所述周面的末端边缘形成一圆形开口，所述红外滤光片设置在所述圆形开口处。

可选地，所述红外传感装置还包括：

外壳，其内限定有容纳空间且形成有红外透射窗口；

罩板，由导热率低于预定导热阈值的红外透射材料制成，其设置在所述红外透射窗口处，以允许第二预定波长范围的红外线透射至所述容纳空间中；

所述红外传感器和所述视野限定装置设置在所述容纳空间中，其中所述视野限定装置的开口朝向所述罩板设置，以允许从所述罩板透射进入所述容纳空间的红外线经由所述视野限定装置的开口入射至所述红外滤光片。

可选地，所述红外透射材料为HDPE或硅胶。

可选地，所述罩板的厚度为0.2mm～0.4mm。

可选地，所述红外传感装置还包括：

电热元件，配置成可控地对所述外壳进行加热，以使所述罩板上的凝露吸热蒸发。

可选地，所述电热元件为电加热丝，贴附于所述外壳的内壁设置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种冰箱，包括箱体和设置于所述箱体内的搁物装置，还包括：

如前任一所述的红外传感装置，设置于所述箱体的内壁上，且使所述红外传感装置的视野限定装置的开口朝向所述搁物装置设置，以使所述红外传感器接收放置于所述搁物装置上的物品释放的红外线从而确定所述物品的表面温度。

本实用新型的红外传感装置，通过在红外传感器的红外滤光片处设置视野限定装置，缩小了红外传感器的测温区域，从而提高了测温精度。并且，由于设置视野限定装置后，红外传感器的红外滤光片的接收角度相比之前变小，所以很容易探测是否产生了热源以及确定热源的精确位置。

进一步地，本实用新型的红外传感装置将红外传感器设置在具有红外透射窗口的外壳中，且在红外透射窗口处设置由低导热率的红外透射材料制成的罩板，可避免红外传感器在冰箱中工作时，水蒸气在红外滤光片表面产生凝露，对测量造成不利影响。

进一步地，本实用新型的红外传感装置，通过在外壳上设置电热元件，可在红外传感器不工作时对外壳进行加热，从而使罩板上产生的凝露吸热蒸发。

进一步地，本实用新型的冰箱，由于红外传感装置检测的温度更加准确，从而使冰箱根据红外传感装置检测的温度进行的自动控制更加准确。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的红外传感装置的示意性俯视图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外传感器在与其相距特定距离的测温平面处能够感测到温度的区域；

图3示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外传感器设置视野限定装置后在与其相距特定距离的测温平面处能够感测到温度的区域；

图4是根据本实用新型一个实施例的用于冰箱的红外传感装置的示意性分解图；

图5是图4所示红外传感装置中的盖体的示意性俯视图；

图6是图4所示红外传感装置在组合状态时的示意性剖视图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的红外传感装置100的示意性俯视图。如图1所示，红外传感装置100可包括红外传感器40，配置成接收红外线，且将接收到的红外线的辐射能转换为红外测温信号。红外传感器40设置有允许第一预定波长范围的红外线透射至其内部的红外滤光片44。红外传感器40可与现有技术中的红外传感器一样，包括具有开口的壳体42、设置在开口处的红外滤光片44、以及设置于壳体42中的红外传感元件(图中未示出)和信号处理电路(图中未示出)等。其中红外传感元件用于将穿过红外滤光片44的红外线的辐射能转换为电信号，信号处理电路用于将电信号进行处理以输出红外测温信号。

在本实用新型的一些实施例中，参见图1，壳体42包括一圆形底面和自圆形底面的周缘垂直圆形底面延伸的周面，周面的末端边缘形成一圆形开口，红外滤光片44为圆形，其设置在该圆形开口处。

特别地，本实用新型实施例的红外传感装置100还可包括视野限定装置80，设置在红外滤光片44处，视野限定装置80由红外阻隔材料制成且具有用以限定红外滤光片44的红外透射区域的开口81。或者说视野限定装置80的开口81限定了红外滤光片44的有效接收面积。视野限定装置80允许红外线经过开口81辐射到红外滤光片44，并阻挡开口81之外的红外线辐射到红外滤光片44。本实用新型通过设置视野限定装置80，可限制红外传感器40的红外线接收范围，缩小了其测温区域，从而提高了测温精度。

在优选的实施例中，视野限定装置80为镀制在红外滤光片44外侧表面的铜膜。在一些实施例中，视野限定装置80的开口81可贯穿红外滤光片44的径向两侧。在替代性实施例中，视野限定装置80也可为设置有开口81的铜片，其贴覆在红外滤光片44外侧表面。在一些实施例中，开口81为矩形开口。

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外传感器40在与其相距特定距离的测温平面处能够感测到温度的区域；图3示意性地示出了根据本实用新型实施例的红外传感器40设置视野限定装置80后在与其相距特定距离的测温平面处能够感测到温度的区域。如图2所示，图中e表示红外传感器40的红外滤光片44与测温平面的距离，f表示测温区域的一条边长，g表示测温区域的另一条边长。红外传感器40能够感测的面积为f*g，这意味着在对应面积为f*g的区域内的所有物品发出的红外线都将被红外传感器40感测到。而利用视野限定装置80限定红外滤光片44的红外透射区域后，参见图3，图中e表示红外传感器40的红外滤光片44与测温区域的距离，f表示测温区域的一条边长，g1表示测温区域的另一条边长，图3中的红外传感装置100能够感测的面积通常为f*g1。在一些实施例中，视野限定装置80的开口81将红外滤光片44的有效接收区域的一条边长缩短至原边长的1/5～1/2，由此，设置视野限定装置80后的红外传感装置100能够感测的面积f*g1即为原先红外传感器40能够感测的面积1/5～1/2。由于设置视野限定装置80后的能够感测的面积相比设置视野限定装置80前大为减少，因此其受到周围物品发出的红外线的干扰较少，从而可较为准确地到感测物品的温度。本实用新型实施例通过在红外传感器40的红外滤光片44外侧表面镀制视野限定装置80，可极为方便地对现有红外传感器进行改装，以灵活地调整其红外滤光片44的红外透射区域。

当红外传感装置100在温度较低或相对湿度较高的环境下使用时(例如冰箱的冷藏室)，空气中的水蒸气易在红外传感器40的红外滤光片44的表面形成凝露。由此，在本实用新型进一步的实施例中，红外传感装置100还可包括将红外传感器40和视野限定装置80容纳于其中的外壳。

图4是根据本实用新型一个实施例的用于冰箱的红外传感装置100的示意性分解图。如图4所示，外壳内限定有容纳空间且形成有红外透射窗口24。在红外透射窗口24处可设置罩板22，其由导热率低于预定导热阈值的红外透射材料制成，用于封闭红外透射窗口24，并允许第二预定波长范围的红外线透射至容纳空间中。该第二预定波长范围可与前述的第一预定波长范围相同，或者至少两者有部分范围重叠。

红外传感器40和视野限定装置80设置在外壳限定的容纳空间中，视野限定装置80的开口81朝向罩板22设置，以允许从罩板22透射进入容纳空间的红外线经由视野限定装置80的开口81入射至红外滤光片44。红外传感器40可通过安装板45安装在外壳内。

本申请的发明人创造性地发现，使用低导热率的红外透射材料制作的罩板22，可防止水蒸气在红外传感器40的红外滤光片44上形成阻碍红外线透射的凝露。在一些实施例中，前述的预定导热阈值可设置为0.3W/(m·K)。在优选的实施例中，采用HDPE或硅胶制作罩板22。红外传感器40的红外滤光片44可与罩板22相隔预定距离，例如相隔1mm、2mm、3mm等，或者使视野限定装置80贴附于罩板22。特别地，本申请的发明人进一步发现，当罩板22的厚度设置在0.2mm～0.4mm之间，特别是0.3mm时，可避免罩板22影响红外传感器40的感测精度。换句话说，当罩板22的厚度设置在0.2mm～0.4mm范围之外时，罩板22会影响红外传感器40的感测精度。

参见图6，在进一步的实施例中，红外传感装置100还可包括电热元件70，配置成可控地对外壳进行加热，以使罩板22上的凝露吸热蒸发。可以理解的是，电热元件70无需一直处于加热状态，可在红外传感器40停止工作时启动加热即可。电热元件70优选为电加热丝，电加热丝贴附在外壳的内壁设置，在加热时热量将由外壳传导至罩板22。

图5是图4所示红外传感装置100中的盖体20的示意性俯视图；图6是图4所示红外传感装置100在组合状态时的示意性剖视图。为了更加清楚地描述红外传感装置100的结构，在图4～图6中示出了三维坐标系。其中，x轴表示外壳或盖体20或筒体10的轴向方向，y轴的箭头方向表示凹槽26的延伸方向，z轴表示凹槽26的宽度方向或者横向方向。

继续参见图4，在具体的实施例中，外壳可包括具有一个轴向(参见图4中x轴方向)开口的筒体10和用于封闭轴向开口的盖体20，红外透射窗口24形成在盖体20上。电热元件70也可设置在盖体20内侧表面上，在加热时热量将由盖体20传导至罩板22。

具体地，盖体20具有沿轴向向外(即沿盖体20的轴线方向向外，或者说朝盖体20的外侧，参照图中x轴的箭头方向)凸出的弧形表面21，其上形成有凹槽26。凹槽26从距盖体20的边缘部20a第一设定距离(对应图6中的a1)处的弧形表面21上朝接近其径向对侧边缘20b的方向(参照图中y轴的箭头方向)延伸，且终止于距径向对侧边缘20b第二设定距离(对应图6中的a2)处的弧形表面21上，红外透射窗口24形成在凹槽26的邻近径向对侧边缘20b的槽壁(即下文提到的端部槽壁268)上。在一些实施例中，第一设定距离a1可为0.5～1cm，第二设定距离a2可根据红外传感器40的大小进行设定，通常应使得红外透射窗口24与径向对侧边缘20b之间具有足够的空间安装红外传感器40。

如图5所示，凹槽26包括底部槽壁262、端部槽壁268、横向槽壁264以及横向槽壁266。其中，底部槽壁262自距盖体20的边缘部20a第一设定距离处的弧形表面21朝接近径向对侧边缘20b的方向沿轴向向内(即向盖体20内部)倾斜延伸。底部槽壁262的横向宽度(即垂直于底部槽壁262的方向，参照图中z轴的方向)沿底部槽壁262的延伸方向(参照图中y轴的箭头方向)渐缩，即底部槽壁262的邻近边缘部20a的横向宽度较大，远离边缘部20a的横向宽度逐渐缩小。端部槽壁268自底部槽壁262的末端朝接近径向对侧边缘20b的方向沿轴向向外(即向盖体20的外部)倾斜延伸，且终止于距径向对侧边缘20b第二设定距离处的弧形表面21。红外透射窗口24形成在端部槽壁268上。

另外，端部槽壁268与底部槽壁262之间形成的夹角优选为钝角(参见图6)，以防止底部槽壁262遮挡住红外透射窗口24的部分进光通路。两个横向槽壁(包括横向槽壁264和横向槽壁266)分别自底部槽壁262的横向一侧边缘沿轴向向外(即朝向盖体20外部)的方向相互远离地倾斜延伸。两个横向槽壁与端部槽壁268的连接部分可采用弧面过渡。端部槽壁268、横向槽壁264、横向槽壁266的远离底部槽壁262的端面(即端部槽壁268、横向槽壁264、横向槽壁266与弧形表面21的交线或者说端部槽壁268、横向槽壁264、横向槽壁266的末端)与底部槽壁262的邻近边缘部20a的边缘(即底部槽壁262与弧形表面21的交线或者说底部槽壁262的起始端)共同形成凹槽26的开口，进入外壳的容纳空间的红外线经由前述开口射入罩板22中。如图5所示，凹槽26的开口面积大于底部槽壁262面积，凹槽26自其底部槽壁262向上渐扩。

凹槽26在垂直于筒体10的轴线(即x轴)的平面上(即平行于yz平面)的投影轮廓(即底部槽壁262、端部槽壁268、横向槽壁264、横向槽壁266与弧形表面21的交线在yz平面内的投影轮廓或者说凹槽26的开口在yz平面内的投影轮廓)包括：邻近且凸向边缘部20a的第一弧线段26a、邻近且凸向径向对侧边缘20b的第二弧线段26b，以及分别连接第一弧线段26a和第二弧线段26b的同侧端部的两个直线段(直线段26c和直线段26d)。第一弧线段26a横向两端的距离略小于第二弧线段26b横向两端的距离。

在一些实施例中，外壳还可包括安装板50，其设置在筒体10与盖体20的连接处，以便于将红外传感装置100安装于冰箱箱体的内壁(图中未示出)。当红外传感装置100安装在冰箱箱体的内壁上时，安装板50所在的平面(相当于yz平面)将与箱体的内壁平行，红外透射窗口24将朝向箱体内的预定区域。通过合理设定端部槽壁268与yz平面的夹角(直接关联红外透射窗口24与箱体内壁的夹角)，可进一步对红外传感器40的感光范围的进行限制。同时，两个横向槽壁可阻挡来自z轴方向的红外光线进入红外传感器40，以进一步缩小红外传感器40的感光范围，从而进一步增强红外传感器40的感应精度。

本实用新型还提供了一种冰箱(图中未示出)，其包括箱体(图中未示出)和设置于箱体内的搁物装置(如搁物架)(图中未示出)，冰箱还包括上述任一实施例的红外传感装置100。红外传感装置100设置在箱体的内壁上，且使红外传感装置100的视野限定装置80的开口81朝向搁物装置设置(对于图4～图6所示的红外传感装置100，可使红外透射窗口24朝向搁物装置的预定位置设置)，以使红外传感器40接收放置于搁物装置上的物品发出的红外线从而确定物品的表面温度。通常可在箱体内布置多个红外传感装置100，以使其感测范围覆盖搁物装置的不同位置，从而使其检测的温度信息更加准确。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于冰箱的红外传感装置，其特征在于，包括：

红外传感器，配置成接收红外线，且将接收到的红外线的辐射能转换为红外测温信号，所述红外传感器设置有允许第一预定波长范围的红外线透射至其内部的红外滤光片；和

视野限定装置，设置在所述红外滤光片处，所述视野限定装置由红外阻隔材料制成且具有用以限定所述红外滤光片的红外透射区域的开口。

2.根据权利要求1所述的红外传感装置，其特征在于，

所述视野限定装置为镀制在所述红外滤光片外侧表面的铜膜。

3.根据权利要求1所述的红外传感装置，其特征在于，

所述开口为矩形开口。

4.根据权利要求1所述的红外传感装置，其特征在于，

所述红外传感器具有壳体，所述壳体包括一圆形底面和自所述圆形底面的周缘垂直所述圆形底面延伸的周面，所述周面的末端边缘形成一圆形开口，所述红外滤光片设置在所述圆形开口处。

5.根据权利要求1所述的红外传感装置，其特征在于，还包括：

外壳，其内限定有容纳空间且形成有红外透射窗口；

罩板，由导热率低于预定导热阈值的红外透射材料制成，其设置在所述红外透射窗口处，以允许第二预定波长范围的红外线透射至所述容纳空间中；

所述红外传感器和所述视野限定装置设置在所述容纳空间中，其中所述视野限定装置的开口朝向所述罩板设置，以允许从所述罩板透射进入所述容纳空间的红外线经由所述视野限定装置的开口入射至所述红外滤光片。

6.根据权利要求5所述的红外传感装置，其特征在于，

所述红外透射材料为HDPE或硅胶。

7.根据权利要求5所述的红外传感装置，其特征在于，

所述罩板的厚度为0.2mm～0.4mm。

8.根据权利要求5所述的红外传感装置，其特征在于，还包括：

电热元件，配置成可控地对所述外壳进行加热，以使所述罩板上的凝露吸热蒸发。

9.根据权利要求8所述的红外传感装置，其特征在于，

所述电热元件为电加热丝，贴附于所述外壳的内壁设置。

10.一种冰箱，包括箱体和设置于箱体内的搁物装置，其特征在于，还包括：

如权利要求1～9中任一项所述的红外传感装置，设置于所述箱体的内壁上，且使所述红外传感装置的视野限定装置的开口朝向所述搁物装置设置，以使所述红外传感器接收放置于所述搁物装置上的物品释放的红外线从而确定所述物品的表面温度。