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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Sensoren zur Erkennung
von Eigenschaften eines in einem Arbeitsraum befindlichen Mediums. Speziell
betrifft sie optische Sensoren zur Erkennung der Art oder des Zustands
(z. B. schaumig oder nicht) eines in einem Waschraum einer häuslichen
Wasch- oder Geschirrspülmaschine
befindlichen Mediums.
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Die
im Rahmen der Erfindung betrachteten optischen Sensoren weisen ein
in einem Gehäuse angeordnetes
lichtabgebendes Element auf, dessen ausgesendetes Licht auf ein
an den Arbeitsraum angrenzendes Stück der Außenoberfläche des Sensorgehäuses trifft
und zumindest zum Teil je nach Art des außen an die Grenzfläche angrenzenden
Mediums entweder durch die Grenzfläche hindurchgeht und in den
Arbeitsraum eintritt oder an der Grenzfläche reflektiert und in Richtung
zum Gehäuseinnern zurückgeworfen
wird. Das besagte Oberflächenstück des Sensorgehäuses bildet
demnach eine optische Grenzfläche
am Übergang
zwischen zwei für
sich optisch durchlässigen
Stoffen, nämlich
einerseits dem Gehäusematerial
und andererseits dem Medium in dem Arbeitsraum. Das Medium kann
beispielsweise Luft sein, oder es kann im Waschbetrieb einer Waschmaschine
beispielsweise eine mehr oder weniger stark schäumende Waschflüssigkeit
sein. Das lichtabgebende Element kann ein lichterzeugendes Element
enthalten oder nur der Abgabe bzw. Aussendung an anderer Stelle
von einem anderen Element erzeugten Lichts dienen. In diesem Sinne
fallen sowohl eine Leuchtdiode und andere Lichtquellen wie auch
eine optische Faser, die an ihrem Faserende einen Lichtstrahl ausgibt,
unter den Begriff ”lichtabgebendes
Element”.
Nachfolgend wird der Einfachheit halber nur noch der Begriff ”Lichtsender” verwendet, der
mit ”lichtabgebendes
Element” gleichzusetzen ist.
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Ferner
weisen die hier betrachteten Sensoren einen Lichtempfänger auf.
Je nachdem, ob das von dem Lichtsender ausgesendete Licht an der Grenzfläche reflektiert
wird oder durch sie hindurch transmittiert, ist die Stärke des
Lichteinfalls auf den Lichtempfänger
und damit auch der Pegel des Ausgangssignals des Lichtempfängers unterschiedlich. Die
Stärke
des Ausgangssignals des Lichtempfängers kann demnach einen Hinweis
darauf liefern, welche Art von Medium sich in dem Arbeitsraum befindet.
Insbesondere erlaubt das Ausgangssignal auch eine Unterscheidung
zwischen einer weitestgehend blasen- bzw. schaumfreien Flüssigkeit
in dem Arbeitsraum (konkret in dem von dem Sensor abgedeckten Detektionsraum)
und einer blasenhaltigen Flüssigkeit
oder sogar reinem Schaum. Denn die Blasen oder Schaumkugeln bilden
ihrerseits optische Grenzflächen,
an denen in den Arbeitsraum transmittiertes Licht reflektiert oder/und
gestreut und so in den Sensor zurückgeworfen werden kann. Auch
der Begriff ”Lichtempfänger” steht
hier stellvertretend für ein
lichtaufnehmendes Element, sei es z. B. nur ein Detektor mit einer
Sensorfläche
oder sei es z. B. ein Element mit einer optischen Faser, in die
das zu detektierende Licht eingekoppelt wird und die es erst zum
eigentlichen Detektor weiterleitet.
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Aus
dem druckschriftlich belegten Stand der Technik sind verschiedene
Konfigurationen für
einen optischen Schaumsensor bekannt.
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So
zeigt
EP 0 430 111
A2 beispielsweise einen länglichen, unten spitz zulaufenden
Glaskörper, in
den über
die obere Stirnfläche
des Glaskörpers das
Licht eines Lichtsenders eingekoppelt wird. Taucht der Glaskörper mit
seinem unteren Ende in eine Flüssigkeit
ein, tritt das eingekoppelte Licht durch die die Spitze begrenzenden
Seitenflanken aus dem Glaskörper
aus und zerstreut sich in die Flüssigkeit.
Ist dagegen der Glaskörper
von Luft umgeben, erfolgt eine Reflexion des eingekoppelten Lichts
an den Seitenflanken. Das reflektierte Licht wird am oberen Stirnende
des Glaskörpers
ausgekoppelt und von einem Lichtempfänger detektiert.
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DE-OS 24 24 387 offenbart
eine Sensorkonfiguration, die sowohl im Luftfall als auch im Flüssigkeitsfall
ausschließlich
mit Brechung arbeitet, jedoch ohne Reflexion.
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EP 1 245 713 A1 offenbart
einen Schaumsensor mit einem Sensorgehäuse, in dessen Innenraum insgesamt
zwei als Lichtsender dienende Leuchtdioden sowie ein als Lichtempfänger dienender
Fototransistor untergebracht sind. Das Sensorgehäuse ist näherungsweise topfförmig mit
einer bzw. zwei fingerartigen Ausstülpungen ausgebildet, wobei
der für
die Schaummessung verwendete Lichtsender sowie der Lichtempfänger eng
nebeneinander an der zum Gehäuseinnenraum
weisenden Seite des Topfbodens angeordnet sind. Der Topfboden weist
dort eine als Linse dienende, nach außen abstehende Verdickung auf,
welche eine Grenzfläche zu
dem Raum bildet, in dem das Vorhandensein von Schaum detektiert
werden soll. Die konkrete Ausgestaltung der Linse ist in
DE 42 42 927 A1 gezeigt.
Im Luftfall wird ein Teil des von dem Lichtsender ausgesendeten
Messlichts innerhalb der Linse reflektiert und gelangt ohne Austritt
in den Außenraum
unmittelbar zum Detektor. Der andere Teil des Messlichts tritt dagegen
auch im Luftfall aus der Linse aus und gelangt in den Außenraum.
Falls die Linse von einer Flüssigkeit
bedeckt ist, tritt das gesamte Licht aus der Linse aus, wobei etwa
vorhandene Blasen oder Schaumkugeln in der Flüssigkeit einen Teil des austretenden
Lichts zurück
zur Linse werfen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen zuverlässig arbeitenden, kostengünstig und einfach
herstellbaren optischen Schaumsensor bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einer
Betrachtungsweise durch den im Patentanspruch 1 definierten optischen
Schaumsensor gelöst.
Dieser umfasst ein Sensorgehäuse
sowie einen Lichtsender und einen Lichtempfänger, die beide in einem Innenraum des
Sensorgehäuses
untergebracht sind. Zudem umfasst der optische Schaumsensor eine
an der Gehäusewand
des Sensorgehäuses
gebildete optische Grenzflächenanordnung.
Diese Grenzflächenanordnung
umfasst eine nach außen
weisende, plane erste Grenzfläche
und eine zum Gehäuseinnenraum
weisende konvexe zweite Grenzfläche.
Die erste Grenzfläche
ist derart relativ zum Lichtsender orientiert, dass im Fall eines Übergangs
der ersten Grenzfläche zu
Luft zumindest ein Teil des von dem Lichtsender auf die erste Grenzfläche treffenden
Lichts im wesentlichen vollständig
an dieser totalreflektiert wird. Dieses reflektierte Licht tritt
durch die zweite Grenzfläche
hindurch und gelangt zum Empfänger.
Im Fall eines Übergangs
der ersten Grenzfläche
zu einer Flüssigkeit
tritt der betreffende Teil des von dem Lichtsender auf die erste
Grenzfläche
treffenden Lichts jedoch durch diese hindurch.
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Bevorzugt
gelangt von dem Lichtsender ausgesendetes, an der ersten Grenzfläche reflektiertes Licht
ohne weitere Reflexion oder Brechung an einer weiteren Grenzfläche zu der
zweiten Grenzfläche.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die konvexe zweite Grenzfläche mindestens
zwei Bereiche unterschiedlichen Krümmungsradius auf. Hierdurch
kann eine optimierte Sammelwirkung der zweiten Grenzfläche erzielt
werden.
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Die
erste Grenzfläche
liegt bevorzugt unter einem Winkel zwischen 35° und 40° zur Bündelachse eines auf die erste
Grenzfläche
von dem Lichtsender treffenden Licht bündels. Insbesondere hat sich
ein Winkel zwischen 36° und
38° als
vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die erste Grenzfläche
in einem Übergangsbereich zwischen
zwei quer zueinander stehenden Wandstücken des Sensorgehäuses gebildet.
Diese zwei Wandstücke
können
insbesondere auch senkrecht zueinander stehen. Eine solche Lage
der ersten Grenzfläche
ist herstellungstechnisch günstig.
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Das
Sensorgehäuse
kann einen topfförmigen
Gehäuseteil
mit einem Boden, einem Topfmantel und einer Topfachse aufweisen.
Von dem Boden kann mindestens eine fingerförmige Ausstülpung im wesentlichen längs der
Topfachse wegstehen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Sensorgehäuse
zwei Ausstülpungen.
Es ist jedoch auch denkbar, dass das Sensorgehäuse nur eine Ausstülpung aufweist
oder auch mehr als zwei. In eine erste Ausstülpung kann der Lichtsender
dabei zumindest teilweise hineinragen. Der Lichtempfänger kann
unterhalb eines von dem Topfboden gebildeten Gehäusewandstücks liegen.
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Im
Hinblick auf eine möglichst
einfache und kostengünstige
Fertigung des Schaumsensors ist es vorteilhaft, die erste Grenzfläche im Bereich
des bodenseitigen Ansatzes der ersten Ausstülpung auszubilden. Wird das
Sensorgehäuse
im Spritzgussverfahren hergestellt, so erfordert diese Ausbildung
der ersten Grenzfläche
nur eine geringfügige
Anpassung der Gehäusespritzgussform.
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Die
zweite Grenzfläche
kann an der zum Innenraum weisenden Seite des Topfbodens gebildet sein.
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Des
Weiteren kann in der ersten Ausstülpung ein weiterer Lichtsender
untergebracht sein, dessen Licht zu Zwecken der Trübungsmessung dient.
In diesem Fall kann im Abstand von der ersten Ausstülpung eine
zweite Ausstülpung
gebildet sein. In dieser zweiten Ausstülpung kann ein das Licht des weiteren
Lichtsenders detektierender weiterer Lichtempfänger untergebracht sein.
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Gemäß einer
anderen Betrachtungsweise sieht die Erfindung ferner einen optischen
Schaumsensor nach Patentanspruch 12 vor. Dieser umfasst einen Lichtsender,
einen Lichtempfänger
und ein Sensorgehäuse,
in dem der Lichtsender und der Lichtempfänger angeordnet sind. Des Weiteren
umfasst der Schaumsensor eine nach außen weisende plane optische
Grenzfläche,
welche in einem Übergangsbereich
zwischen zwei quer, insbesondere senkrecht zueinander stehenden
Wandstücken
des Sensorgehäuses
gebildet ist. Diese Grenzfläche
ist derart relativ zum Lichtsender orientiert, dass im Fall eines Übergangs
der Grenzfläche
zu Luft zumindest ein Teil des von dem Lichtsender auf die Grenzfläche treffenden
Lichts an dieser totalreflektiert wird und zum Lichtempfänger gelangt.
Im Fall eines Übergangs
der Grenzfläche
zu einer Flüssigkeit
tritt der betreffende Teil des von dem Lichtsender auf die Grenzfläche treffenden
Lichts jedoch durch diese hindurch.
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Der
erfindungsgemäße Schaumsensor
erlaubt bei Einbau in eine Wasch- oder Spülmaschine eine Optimierung
des Wasch- oder Spülvorgangs
bezüglich
Waschzeit, benötigter
Wassermenge und Energie, weil basierend auf der Schaumerkennung
der Programmablauf effizient gesteuert werden kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
stellen dar:
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1 eine
Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Schaumsensors,
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2 im
Axiallängsschnitt
eine Ansicht des Schaumsensors der 1 und
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3a–3c schematisierte
Darstellungen der Funktionsweise des Schaumsensors für die Fälle Luft,
Flüssigkeit
und Schaum.
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Es
wird zunächst
auf die 1 und 2 Bezug
genommen. Der dort dargestellte Schaumsensor ist allgemein mit 10 bezeichnet.
Er dient im gezeigten Beispielfall zum Einbau in eine Waschmaschine
oder eine Geschirrspülmaschine,
eignet sich aber selbstverständlich
auch für
Schaummessungen in beliebigen anderen Arbeitsumgebungen. Er besitzt ein
hier insgesamt transparent ausgeführtes Sensorgehäuse 12 mit
einem angenähert
topfförmigen
Gehäusehauptteil 14 und
einer Mehrzahl (hier zwei) von einem Boden 16 des Topfteils 14 in
Richtung einer Topfachse 18 abstehenden länglichen
Ausstülpungen 20, 22,
die man auch als Gehäusefinger
bezeichnen kann. In der Einbausituation des Sensors 10 ragen
zumindest die Gehäusefinger 20, 22 in
den Arbeitsraum hinein, in dem das Vorhandensein von Schaum detektiert
werden soll. Insbesondere ragt auch zumindest ein bodennaher Abschnitt
des Topfteils 14 in den Arbeitsraum hinein. Das Gehäuse 12 ist
vorzugsweise aus einem Kunststoff einstückig hergestellt, etwa mittels
Spritzgießen.
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Der
Schaumsensor 10 ist mit insgesamt zwei Lichtsendern 24, 26 und
insgesamt zwei Lichtempfängern 28, 30 bestückt. Die
Lichtsender 24, 26 sowie die Lichtempfänger 28, 30 sind
gewünschtenfalls zusammen
mit weiteren elektrischen oder/und elektronischen Bauteilen auf
einer gemeinsamen Schaltungsplatine 32 angeordnet, welche
in das Sensorgehäuse 12 eingesteckt
ist und dort in einer zur Topfachse 18 parallelen Orientierung
ihrer Plattenebene gehalten ist.
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Ein
erstes Sender/Empfänger-Paar
dient für Trübungsmessungen,
das heißt
zur Messung der Trübung
des in dem Arbeitsraum befindlichen Fluids (Waschflüssigkeit
im Fall einer Waschmaschine oder eines Geschirrspülers). Das
andere Sender/Empfänger-Paar
dient für
die Schaummessung. Im vorliegenden Beispielfall bilden der Lichtsender 26 und
der Lichtempfänger 30 das
Sender/Empfänger-Paar
für Trübungsmessungen,
während
der Lichtsender 24 und der Lichtempfänger 28 für die Schaummessung dienen.
Der Lichtsender 26 und der Lichtempfänger 30 sind beide
in je einem der Gehäusefinger 20, 22 untergebracht
und sind einander zugewandt, nämlich in
dem Sinne, dass die Richtung des von dem Lichtsender 26 ausgesendeten
Lichts im Wesentlichen direkt zum Lichtempfänger 30 weist. Dieses
Licht durchläuft
somit eine zwischen den beiden Gehäusefingern 20, 22 verlaufende
Messstrecke (Trübungsmessstrecke)
und tritt demnach aus dem einen Gehäusefinger aus und anschließend in
den anderen Gehäusefinger
ein.
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Der
Lichtsender 24 ist in dem gleichen Gehäusefinger (hier dem Gehäusefinger 20)
angeordnet wie der Lichtsender 26, kann sich aber wenigstens
teilweise in den topfförmigen
Teil 14 des Gehäuses 12 hinein
erstrecken. Man kann sagen, der Lichtsender 24 ist im Bereich
des Übergangs
des Gehäusefingers 20 zum
topfförmigen
Gehäuseteil 14 angeordnet.
Die Richtung des von ihm ausgesendeten Lichts entspricht der des
Lichtsenders 26. Zur Veranschaulichung ist in 2 eine
Bündelachse 34 des von
dem Lichtsender 24 ausgesendeten Lichtbündels eingezeichnet. Diese
Bündelachse 34 verläuft im Wesentlichen
senkrecht zur Topfachse 18 des Gehäuses 12.
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Der
Lichtempfänger 28 ist
dagegen innerhalb des topfförmigen
Gehäuseteils 14 angeordnet, und
zwar konkret unterhalb eines zwischen den beiden Gehäusefingern 20, 22 liegenden
Wandstücks 36 des
Topfbodens 16.
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Die
beiden Lichtsender 24, 26 können beispielsweise in an sich
bekannter Weise von lichtemittierenden Dioden gebildet sein oder
von Lichtleitern (z. B. optischen Fasern), an denen das Messlicht austritt.
Die beiden Lichtempfänger 28, 30 können entsprechend
beispielsweise von Halbleiter-Photodetektoren gebildet sein oder
optische Lichtleiter in Faser- oder anderer Form aufweisen, in die
das zu detektierende Licht eintritt.
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Im
Bereich des Übergangs
zwischen dem Gehäusefinger 20 und
dem Bodenwandstück 36 bildet
die hier allgemein mit 38 bezeichnete Gehäusewand
des Sensorgehäuses 12 eine
nach außen
zum Arbeitsraum hinweisende erste optische Grenzfläche 40,
die hier als Planfläche
ohne wesentliche Krümmung
ausgeführt
ist. Auf diese Grenzfläche 40,
die einen optischen Übergang
von dem Material des Gehäuses 12 zu
dem in dem Arbeitsraum vorhandenen Medium darstellt, trifft das
von dem Lichtsender 24 ausgesendete Lichtbündel. Je
nachdem, ob das Medium in dem Arbeitsraum reine Luft ist oder eine
Flüssigkeit,
wird das auf die Grenzfläche 40 einfallende Lichtbündel entweder
reflektiert oder tritt unter Brechung durch die Grenzfläche 40 hindurch.
Konkret ist die Orientierung der Grenzfläche 40 relativ zu
dem Lichtsender 24 und dem von diesem ausgesendeten Lichtbündel derart,
dass im Luftfall (das heißt,
in dem Arbeitsraum im Bereich der Grenzfläche 40 befindet sich
Luft) eine Reflexion des Lichtbündels
an der Grenzfläche 40 stattfindet.
Im Flüssigkeitsfall
dagegen tritt wegen des anderen Brechungsindex des in dem Arbeitsraum
befindlichen Mediums keine Totalreflexion mehr an der Grenzfläche 40 auf;
stattdessen ist die Grenzfläche 40 in
diesem Fall für
das eintreffende Lichtbündel
durchlässig,
so dass dieses Lichtbündel
in den Arbeitsraum austritt. Im Luftfall dagegen bleibt das reflektierte
Lichtbündel
innerhalb des Sensorgehäuses 12 und
wird von dem Lichtempfänger 28 eingesammelt.
Je nach Art des in dem Arbeitsraum herrschenden Mediums ist die
Intensität des
beim Lichtempfänger 28 ankommenden
Lichts demnach unterschiedlich, was sich in einem unterschiedlich
starken Sensorsignal des Lichtempfängers 28 niederschlägt.
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Regelmäßig wird
das von dem Lichtsender 24 ausgesendete Licht die Form
eines divergenten Lichtbündels
haben. Um Lichtverluste bei der Detektion zu vermeiden, bildet das
Sensorgehäuse 12 deshalb
eine weitere optische Grenzfläche 42,
durch die das an der Grenzfläche 40 reflektierte
Licht hindurchtritt. Die zweite Grenzfläche 42 ist an der
Innenseite der Gehäusewand 38 und
konkret an der zum Gehäuseinnenraum
weisenden Seite des Bodenwandstücks 36 gebildet
und besitzt eine konvexe Form. Sie wirkt demnach als Sammellinse
und konvergiert das reflektierte Lichtbündel auf das Eintrittsfenster des
Lichtempfängers 28.
Auf diese Weise wird eine hohe Effizienz des Schaumsensors 10 gewährleistet.
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Im
einfachsten Fall ist es vorstellbar, die zweite Grenzfläche 42 in
allen ihren Flächenbereichen
mit gleichbleibendem Krümmungsradius
auszuführen.
Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, verschiedene
Teilbereiche der Grenzfläche 42 mit unterschiedlichem
Krümmungsradius
auszugestalten, so dass sich die Grenzfläche 42 insgesamt aus mehreren
(mindestens zwei) Facetten unterschiedlicher Krümmung zusammensetzt. Auf diese
Weise kann eine optimierte Bündelung
des an der Grenzfläche 40 reflektierten
Lichts und damit eine Optimierung der von dem Lichtempfänger 28 eingefangenen Lichtmenge
erreicht werden.
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Sowohl
die Grenzfläche 40 als
auch die Grenzfläche 42 können beim
Gießen
des Sensorgehäuses 12 im
selben Arbeitsschritt mitangeformt werden. Eine entsprechende Anpassung
der Gießform ist
mit geringem Aufwand möglich.
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Für eine noch
bessere Konzentrierung des im Reflexionsfall detektierten Lichts
kann der Lichtempfänger 28 mit
einer Eintrittslinse 44 ausgeführt sein, die das einfallende
Licht auf die Detektionsfläche
des Lichtsempfängers 28 fokussiert.
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Sowohl
für die
Lichtsender 24, 26 als auch für die Lichtempfänger 28, 30 können handelsüblich erhältliche
Bauelemente verwendet werden.
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Generell
wird angestrebt, dass kein Licht außerhalb der Grenzfläche 40 von
dem Lichtsender 24 her auf die Gehäuseaußenoberfläche trifft. Solches Licht könnte unerwünschte Störgeräusche in
dem Sensorsignal des Lichtempfängers 28` hervorrufen. Zur
besseren Bündelung
des von dem Lichtsender 24 ausgesendeten Lichts ist deshalb
dem Lichtsender 24 eine Blende 46 vorgeschaltet.
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Für die Orientierung
der Grenzfläche 40 relativ
zu der Bündelachse 34 hat
sich ein Winkel von etwa 37° als
günstig
herausgestellt. Es versteht sich jedoch, dass der Winkel jederzeit
größer oder
kleiner gewählt
werden kann, solange sichergestellt ist, dass im Luftfall die Bedingung
für Totalreflexion
erfüllt
ist. Geht man von einem Kunststoffgehäuse mit einem Brechungsindex
von ungefähr
n = 1,49 aus, so sollte deshalb der zwischen der Grenzfläche 40 und
der Bündelachse 34 eingeschlossene
Winkel sicher unter dem Grenzwinkel von etwa 42° liegen.
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Es
wird nun zusätzlich
auf die 3a–3c verwiesen.
Diese veranschaulichen die Funktionsweise des Sensors 10 für die drei
Fälle Luft,
Flüssigkeit
und Schaum. 3a betrifft den Luftfall, bei
dem in dem Arbeitsraum und konkret in dem zwischen den beiden Gehäusefingern 20, 22 begrenzten
Raum (hier bezeichnet mit 50) ausschließlich Luft vorhanden ist. An
der Grenzfläche 40 liegt demnach
ein Übergang
von Kunststoff zu Luft vor, weswegen die Bedingung für Totalreflexion
erfüllt
ist und das von dem Lichtsender 24 ausgesendete auf die
Grenzfläche 40 auftreffende
Licht vollständig
reflektiert wird und nach Durchtritt durch die zweite Grenzfläche 42 zu
dem Lichtempfänger 28 gelangt. Die
gestrichelt eingezeichneten fettgedruckten Pfeile verdeutlichen
den Gang des Lichts in diesem Fall.
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3b veranschaulicht
dagegen den Flüssigkeitsfall.
Hier ist der Raum 50 zwischen den beiden Gehäusefingern 20, 22 mit
einer Flüssigkeit
gefüllt,
wobei zunächst
davon ausgegangen wird, dass diese Flüssigkeit blasen- bzw. schaumfrei
ist. An der Grenzfläche 40 liegt
demnach ein Übergang
von Kunststoff zu der Flüssigkeit
vor, weswegen sämtliches
von dem Lichtsender 24 kommende und auf die Grenzfläche 40 auftreffende
Licht durch die Grenzfläche 40 hindurchtritt
und in den Raum 50 eintritt. Dieses Licht ist für die Detektion
durch den Lichtempfänger 28 verloren,
das heißt,
das von dem Lichtempfänger 28 ausgegebene
Sensorsignal ist entsprechend schwach. Der Durchtritt des Lichts
durch die Grenzfläche 40 ist
in 3b ebenfalls durch einen fettgedruckten gestrichelten
Pfeil dargestellt. Wenngleich die Geradlinigkeit dieses Pfeils nicht
darauf hinweist, so versteht es sich doch, dass eine brechungsbedingte
Ablenkung der in den Raum 50 eintretenden Lichtstrahlen
regelmäßig vorliegen
wird.
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3c zeigt
schließlich
den Schaumfall, das heißt,
in dem Raum 50 zwischen den beiden Gehäusefingern 20, 22 befindet
sich Schaum. Dieser Schaum bildet eine Viel zahl weiterer Grenzflächen für das in
den Raum 50 eintretende Licht, wobei mindestens ein Teil
dieser Grenzflächen
reflektierend für das
Licht wirkt und so wenigstens ein Teil des in den Raum 50 gelangenden
Lichts in Richtung zu der zweiten Grenzfläche 42 zurückgeworfen
wird. Dieses Licht, das auf die Grenzfläche 42 trifft, kann
von dem Lichtempfänger 28 detektiert
werden, weswegen die Signalstärke
des von ihm ausgegebenen Sensorsignals im Schaumfall zwischen den
Signalstärken
für den.
Luftfall und den reinen Flüssigkeitsfall
liegen wird.
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Es
versteht sich, dass im Schaumfall eine zumindest teilweise Benetzung
der Grenzfläche 40 mit einem
flüssigen
Medium vorliegen muss, da andernfalls kein Anteil des auf die Grenzfläche 40 von
dem Lichtsender 24 her auftreffenden Lichts durch die Grenzfläche 40 hindurchgehen
und in den Raum 50 eintreten würde.
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Auch
in 3c verdeutlichen mehrere fettgedruckte, hier jedoch
durchgezogene Pfeile den Gang des Lichts bei Reflexion oder/und
Streuung an den Schaumkugeln. Die Schaumkugeln sind dort mit 52 bezeichnet.