DE102014008821A1

DE102014008821A1 - sensor

Info

Publication number: DE102014008821A1
Application number: DE102014008821.9A
Authority: DE
Inventors: Lukas Reidinger; Immanuel Aichele
Original assignee: Marquardt Mechatronik GmbH
Current assignee: Marquardt Mechatronik GmbH
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) zur Messung einer Messgröße eines Fluids, insbesondere einen Sensor für Haushaltsgeräte, wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen o. dgl., mit einem Gehäuse (2), und mit einer im Gehäuse (2) befindlichen Messkomponente zur Messung der Messgröße. Die Messvorrichtung 1 weist eine erste Messkomponente (6) zur Messung des Drucks des Fluids, eine zweite Messkomponente (7) zur Messung der Temperatur des Fluids und eine dritte Messkomponente (8) zur Messung der Trübung des Fluids auf. Die Messkomponenten (6, 7, 8) sind in dem Gehäuse (2) angeordnet.The invention relates to a measuring device (1) for measuring a measured variable of a fluid, in particular a sensor for household appliances such as washing machines, dishwashers or the like Measurand. The measuring device 1 has a first measuring component (6) for measuring the pressure of the fluid, a second measuring component (7) for measuring the temperature of the fluid and a third measuring component (8) for measuring the turbidity of the fluid. The measuring components (6, 7, 8) are arranged in the housing (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a measuring device according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Messvorrichtungen werden zur Messung von Messgrößen eines Fluids in der Hausgeräte- und Haustechnikindustrie verwendet. Insbesondere sind diese Messvorrichtungen für Haushaltsgeräte, wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen, Nass- und/oder Trockensaugern o. dgl. oder für sonstige wasserführende Teile von Hausgeräten, bestimmt.Such measuring devices are used for measuring measured variables of a fluid in the domestic appliance and building services industry. In particular, these measuring devices for household appliances, such as washing machines, dishwashers, wet and / or dry vacuum o. The like. Or for other water-bearing parts of household appliances determined.

Eine solche Messvorrichtung zur Messung einer Messgröße eines Fluids ist bekannt. Die Messvorrichtung besitzt ein Gehäuse. Im Gehäuse befindet sich eine Messkomponente zur Messung der Messgröße. Ist die Messung mehrerer Messgrößen erforderlich, so sind die entsprechenden Messvorrichtungen mit der jeweils zugehörigen Peripherie, wie Kabelanschluss, Schnittstellen, Stecker o. dgl., im Hausgerät vorzusehen. Neben dem erhöhten Bedarf an Bauraum im Hausgerät sind hierfür auch höhere Kosten die Folge, was dem Einsatz in preiskritischen Anwendungen im Hausgerätesektor entgegensteht.Such a measuring device for measuring a measured variable of a fluid is known. The measuring device has a housing. The housing contains a measuring component for measuring the measured variable. If the measurement of a plurality of measured variables is required, then the corresponding measuring devices with the respectively associated periphery, such as cable connection, interfaces, plug or the like, are to be provided in the domestic appliance. In addition to the increased demand for space in the domestic appliance, this also leads to higher costs, which precludes its use in price-critical applications in the household appliance sector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messvorrichtung im Hinblick auf deren Funktionalität zur Messung mehrerer Messgrößen weiterzuentwickeln.The invention has for its object to further develop the measuring device with regard to their functionality for measuring a plurality of measured variables.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Messvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic measuring device by the characterizing features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind eine erste Messkomponente zur Messung des Drucks des Fluids, eine zweite Messkomponente zur Messung der Temperatur des Fluids und eine dritte Messkomponente zur Messung der Trübung des Fluids in dem einen Gehäuse angeordnet, und zwar bevorzugterweise im Gehäuse integriert angeordnet. Insbesondere sind dabei mehrere Messgrößen des Fluids, bei denen es sich vorzugsweise um Reinigungsparameter für den Betrieb des Hausgerätes handeln kann, gleichzeitig messbar. Geschaffen ist somit ein Multisensor, bei dem ein Druck-, Trübungs- und Temperatursensor in einem Gehäuse, insbesondere zur Detektierung von Reinigungsparametern in einer Wasch- und/oder Spülmaschine, integriert ist. Vorteilhafterweise ist durch diese Integration einer Drucksensor-, einer Temperatursensor- und einer Trübungssensoreinheit in ein Gesamtgehäuse eine Reduzierung der Schnittstellen, insbesondere bei einer Wasch- und/oder Spülmaschine, erzielt. Dabei sind alle Anforderungen, die an die Werkstoffe, die Messsysteme, den Formfaktor, die Schutzklasse o. dgl. gestellt werden, erfüllt. Außerdem ist der erfindungsgemäße Sensor so gestaltet, dass eine Variantenbildung wie folgt realisierbar ist:

– Reiner Drucksensor,
– Drucksensor mit integriertem Temperaturfühler (mit einem NTC- oder einem PTC-Widerstand),
– Zusätzlich oder auch nur ein Trübungssensor.

In the measuring device according to the invention, a first measuring component for measuring the pressure of the fluid, a second measuring component for measuring the temperature of the fluid and a third measuring component for measuring the turbidity of the fluid are arranged in the one housing, preferably integrated in the housing. In particular, a plurality of measured variables of the fluid, which may preferably be cleaning parameters for the operation of the domestic appliance, can be measured simultaneously. Thus created is a multi-sensor, in which a pressure, turbidity and temperature sensor in a housing, in particular for the detection of cleaning parameters in a washing and / or dishwasher, is integrated. Advantageously, this integration of a pressure sensor, a temperature sensor and a turbidity sensor unit into an overall housing results in a reduction of the interfaces, in particular in a washing machine and / or dishwasher. All requirements placed on the materials, the measuring systems, the form factor, the protection class or the like are fulfilled. In addition, the sensor according to the invention is designed so that a variant formation can be realized as follows:

- pure pressure sensor,
- Pressure sensor with integrated temperature sensor (with an NTC or a PTC resistor),
- Additionally or just a turbidity sensor.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In zweckmäßiger Ausgestaltung kann das Gehäuse aus einem Gehäusekörper und einem Gehäusedeckel bestehen. Der Einfachheit halber können die Messkomponenten am und/oder im Gehäusekörper angeordnet sein. Zwecks einfacher Montage kann der Gehäusedeckel am Gehäusekörper verrastet befestigt sein.In an advantageous embodiment, the housing may consist of a housing body and a housing cover. For the sake of simplicity, the measuring components can be arranged on and / or in the housing body. For ease of installation, the housing cover may be secured locked to the housing body.

In weiterer Ausgestaltung kann die erste Messkomponente eine im und/oder am Gehäuse angeordnete Membran umfassen. Zur Steigerung der Funktionssicherheit kann ein elastisches Element zur Rückstellung der Membran vorgesehen sein. In kompakter Anordnung kann ein Signalgeber mit der Membran und/oder dem elastischen Element in Wirkverbindung stehen. In einfacher Ausgestaltung kann ein Signalaufnehmer mit dem Signalgeber, insbesondere magnetisch, zur Erzeugung der Messgröße zusammenwirken.In a further embodiment, the first measuring component may comprise a membrane arranged in and / or on the housing. To increase the reliability, an elastic element can be provided to return the membrane. In a compact arrangement, a signal generator can be in operative connection with the membrane and / or the elastic element. In a simple embodiment, a signal sensor can cooperate with the signal transmitter, in particular magnetically, to generate the measured variable.

Zwecks kompakter Ausführung kann das elastische Element in der Art einer scheibenförmigen Blattfeder ausgestaltet sein. Die Blattfeder kann eine kreisförmige Gestalt besitzen. Zwecks guter Funktionssicherheit kann die Blattfeder ein vom Zentrum zum Randbereich der Blattfeder spiralförmig verlaufendes Federelement aufweisen. Zur einfachen Montage kann der Signalgeber am elastischen Element in dessen Zentrum, insbesondere durch Verkleben, befestigt sein.For the purpose of compact design, the elastic element may be designed in the manner of a disk-shaped leaf spring. The leaf spring may have a circular shape. For the purpose of good functional reliability, the leaf spring may have a spring element running helically from the center to the edge region of the leaf spring. For ease of installation of the signal generator can be attached to the elastic element in the center, in particular by gluing.

In einfacher Art und Weise kann der Signalgeber aus einem Magnet, insbesondere aus einem Permanentmagnet, bestehen. Der Signalaufnehmer kann aus einem das vom Magneten erzeugte Magnetfeld detektierenden Positionssensor, insbesondere aus einem Hallsensor, bestehen. Vor äußeren Einflüssen geschützt können die Membran und das elastische Element sowie der Signalgeber und der Signalaufnehmer im Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Zweckmäßigerweise kann dann das Gehäuse, und zwar insbesondere der Gehäusedeckel, eine Öffnung zur Zuführung des Fluids zur Membran aufweisen.In a simple manner, the signal generator may consist of a magnet, in particular a permanent magnet. The signal sensor may consist of a position sensor detecting the magnetic field generated by the magnet, in particular of a Hall sensor. Protected against external influences, the membrane and the elastic element as well as the signal transmitter and the signal sensor can be arranged in the interior of the housing. Conveniently, then, the housing, in particular the housing cover, having an opening for supplying the fluid to the membrane.

In weiterer Ausgestaltung kann die zweite Messkomponente einen im und/oder am Gehäuse angeordneten Temperaturfühler umfassen. Der Einfachheit halber kann der Temperaturfühler im Gehäuse befestigt sein. In kompakter Ausführung kann der Temperaturfühler in einen Gehäuseansatz, insbesondere in der Art einer höckerförmigen Ausbauchung, am Gehäusedeckel hineinragen. In kostengünstiger Art und Weise kann als Temperaturfühler ein NTC-Widerstand, ein PTC-Widerstand o. dgl. vorgesehen sein.In a further embodiment, the second measuring component may comprise a temperature sensor arranged in and / or on the housing. For simplicity, the temperature sensor may be mounted in the housing. In a compact design can the temperature sensor protrude into a housing approach, in particular in the manner of a hump-shaped bulge, on the housing cover. In a cost effective manner may be provided as a temperature sensor, an NTC resistor, a PTC resistor o. The like.

Zwecks einfacher Montage kann der Signalaufnehmer der ersten Messkomponente auf einer Leiterplatte befestigt sein. Dabei kann es sich anbieten, dass die Leiterplatte im Gehäusekörper fixiert ist. In kompakter Anordnung kann der Temperaturfühler der zweiten Messkomponente mit der Leiterplatte in elektrischer Verbindung stehen.For ease of mounting, the signal receiver of the first measurement component may be mounted on a circuit board. It may be appropriate that the circuit board is fixed in the housing body. In a compact arrangement, the temperature sensor of the second measuring component can be in electrical connection with the printed circuit board.

In weiterer Ausgestaltung kann die dritte Messkomponente einen Sender sowie einen Empfänger für optische Strahlung, insbesondere für Infrarot-Strahlung, sowie eine zwischen dem Sender und dem Empfänger befindliche Messstrecke für das Fluid umfassen. In kompakter Anordnung kann der Sender und/oder der Empfänger in einem Ansatz am Gehäusedeckel, insbesondere in der Art einer höckerförmigen Ausbauchung, angeordnet sein. Zweckmäßigerweise kann der Ansatz wenigstens im Bereich des Senders und/oder des Empfängers für die optische Strahlung weitgehend transparent sein.In a further embodiment, the third measuring component may comprise a transmitter and a receiver for optical radiation, in particular for infrared radiation, and a measuring path for the fluid located between the transmitter and the receiver. In a compact arrangement, the transmitter and / or the receiver can be arranged in a projection on the housing cover, in particular in the manner of a bump-shaped bulge. Conveniently, the approach can be largely transparent at least in the region of the transmitter and / or the receiver for the optical radiation.

Zur einfachen Montage kann der Sender und/oder der Empfänger auf einem in den Ansatz hineinragenden Finger einer Leiterplatte befestigt sein. Dabei kann es sich anbieten, dass die Leiterplatte im Gehäusekörper fixiert ist. In einfacher Art und Weise kann als Sender eine Leuchtdiode vorgesehen sein. Desweiteren kann es sich anbieten, dass als Empfänger ein Fototransistor verwendet ist.For ease of mounting, the transmitter and / or receiver may be mounted on a finger of a circuit board projecting into the socket. It may be appropriate that the circuit board is fixed in the housing body. In a simple manner, a light-emitting diode can be provided as a transmitter. Furthermore, it may be that a phototransistor is used as the receiver.

Zwecks einfacher elektrischer Verbindung kann sich auf der Leiterplatte ein Anschlusskontakt für das von der jeweiligen Messkomponente erzeugte Signal befinden. In kompakter sowie betriebssicherer Art und Weise kann die Leiterplatte mittels eines den Anschlusskontakt umgebenden Führungsrahmens im Gehäusekörper fixierbar sein. Desweiteren kann zur einfachen Montage ein Stecker auf den Anschlusskontakt zur Signalweiterleitung, insbesondere am Führungsrahmen, aufsteckbar sein.For the purpose of simple electrical connection, a connection contact for the signal generated by the respective measuring component can be located on the printed circuit board. In a compact and reliable manner, the printed circuit board can be fixable in the housing body by means of a guide frame surrounding the connection contact. Furthermore, for easy installation, a plug can be plugged onto the connection contact for signal forwarding, in particular on the guide frame.

Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist nachfolgendes festzustellen.For a particularly preferred embodiment of the measuring device according to the invention is to be determined below.

Der gesamte Sensor ist so ausgelegt, dass jeweils die Schutzklasse II erfüllt wird. Dies bedeutet, dass beim Druck- und/oder Temperatursensor drei Isolationsschichten vorhanden sind, die die geforderten Normforderungen erfüllen. Gleichzeitig ist die Trübungssensorleiterplatte entweder so ausgelegt, dass bei eindringendem Wasser ein Kurzschluss unverzüglich ausgelöst wird und somit eine galvanische Trennung im Kundengerät ausgelöst wird. Die zweite Möglichkeit der Realisierung für die Schutzklasse II im Trübungssensorbereich wird durch eine weitere Vergussmasse realisiert, die zum einen optisch über die Lebensdauer transparent bleibt und so die Sensorkennlinie nicht beeinflusst und außerdem als 2 mm starke Basisisolierung dient. In den Bereichen, wo dies nicht möglich ist, kann auf die Leiterplatte ein Schutzlack aufgetragen werden, die dann als dritte Isolationsschicht zählt und somit erneut die Schutzklasse II erfüllt. Bereiche, die bei einer mechanischen Verletzung der Drucksensormembran Wasser aufnehmen können, werden durch bestimmte Geometrien am Gehäuse gezielt entwässert. Dies dient dazu, dass kein Wasser auf stromführende Leitungen treffen kann und in den Maschinenboden abläuft, und zwar ähnlich wie bei Kondenswasserschutzgeometrien.The entire sensor is designed so that the respective protection class II is met. This means that the pressure and / or temperature sensor has three insulation layers that meet the required standard requirements. At the same time, the turbidity sensor PCB is either designed so that when water penetrates a short circuit is triggered immediately and thus a galvanic separation in the customer device is triggered. The second possibility of realization for the protection class II in the turbidity sensor area is realized by a further potting compound, which remains optically transparent over the lifetime and thus does not affect the sensor characteristic and also serves as 2 mm strong base insulation. In areas where this is not possible, a protective varnish can be applied to the printed circuit board, which then counts as a third insulation layer and thus again complies with protection class II. Areas that can absorb water in the event of mechanical damage to the pressure sensor membrane are specifically dewatered by certain geometries on the housing. This ensures that no water can hit live lines and run into the bottom of the machine, similar to condensate protection geometries.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Reduzierung der Schnittstellen im Kundengerät erreicht ist. Weiter ist eine direkte Druckmessung am Spülwasser im Hausgerät ohne die Verwendung einer Luftfalle möglich. Desweiteren wird bei der Trübungsmessung kein galvanisch trennendes Netzteil mehr benötigt. Schließlich bietet die erfindungsgemäße Messvorrichtung eine erweiterte Funktionalität und ist sehr kompakt sowie kostengünstig.The advantages achieved by the invention are, in particular, that a reduction of the interfaces in the customer device is achieved. Furthermore, a direct pressure measurement of the rinse water in the domestic appliance without the use of an air trap is possible. Furthermore, the turbidity measurement no longer requires a galvanically isolating power supply. Finally, the measuring device according to the invention offers an extended functionality and is very compact and inexpensive.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention with various developments and refinements is shown in the drawings and will be described in more detail below. Show it

1 eine Messvorrichtung in perspektivischer Ansicht 1 a measuring device in perspective view

2 die Messvorrichtung aus 1 in Explosionsdarstellung, 2 the measuring device off 1 in exploded view,

3 die Ansicht der Messvorrichtung von der Unterseite gemäß Richtung III in 1, 3 the view of the measuring device from the bottom according to direction III in 1 .

4 die Ansicht der Messvorrichtung von der Oberseite gemäß Richtung IV in 1, 4 the view of the measuring device from the top according to the direction IV in 1 .

5 einen Schnitt entlang der Line 5-5 in 3, 5 a cut along the line 5-5 in 3 .

6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in 3, 6 a section along the line 6-6 in 3 .

7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 in 4, 7 a section along the line 7-7 in 4 .

8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in 4 und 8th a section along the line 8-8 in 4 and

9 ein Einzelteil der Messvorrichtung. 9 an item of the measuring device.

In 1 ist eine Messvorrichtung 1 zur Messung einer Messgröße eines Fluids zu sehen. Die Messvorrichtung 1 kann in Haushaltsgeräten, wie in Waschmaschinen, in Geschirrspülmaschinen o. dgl., zum Einsatz kommen, und zwar als Sensor zur Messung von Messgrößen des als Waschflüssigkeit verwendeten Fluids im Arbeitsraum des Haushaltsgeräts. So dient vorliegend der Sensor 1 zur Messung des Drucks und/oder der Trübung und/oder der Temperatur des als Waschflüssigkeit dienenden Wassers im Arbeitsraum. In 1 is a measuring device 1 to see the measurement of a measurand of a fluid. The measuring device 1 can be used in household appliances, such as in washing machines, in dishwashers o. The like., As a sensor for measuring measured variables of the fluid used as a washing liquid in the working space of the household appliance. Thus, the sensor is used in the present case 1 for measuring the pressure and / or the turbidity and / or the temperature of the water serving as washing liquid in the working space.

Der Sensor 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist mittels eines O-Rings 3 als Dichtung derart im Hausgerät angebracht, dass ein Teil des Gehäuses 2 in den Arbeitsraum hineinragt und dieser Teil der Oberfläche 37 des Gehäuses 2 dort dem Fluid ausgesetzt ist. Der andere Teil des Gehäuses 2 befindet sich außerhalb des Arbeitsraums und wird mit den elektrischen Zuleitungen für den Sensor 1 verbunden. Das Gehäuse 2 besteht gemäß 2 aus einem Gehäusekörper 4 sowie einem Gehäusedeckel 5. Der Gehäusedeckel 5 ist mittels Rasthaken 9 am Gehäusekörper 4 verrastet befestigt.The sensor 1 has a housing 2 on. The housing 2 is by means of an O-ring 3 as a seal so mounted in the household appliance that a part of the housing 2 protrudes into the working space and this part of the surface 37 of the housing 2 there is exposed to the fluid. The other part of the case 2 is located outside the workspace and is connected to the electrical leads for the sensor 1 connected. The housing 2 exists according to 2 from a housing body 4 and a housing cover 5 , The housing cover 5 is by means of locking hooks 9 on the housing body 4 locked in place.

Im Gehäuse 2 befindet sich die Messkomponente zur Messung der jeweiligen Messgröße. Wie der 2 entnommen werden kann, sind im Gehäuse 2 eine erste Messkomponente 6 zur Messung des Drucks des Fluids, eine zweite Messkomponente 7 zur Messung der Temperatur des Fluids sowie eine dritte Messkomponente 8 zur Messung der Trübung des Fluids integriert angeordnet. Somit sind mehrere Messgrößen des Fluids, wobei es sich vorzugsweise bei diesen Messgrößen um Reinigungsparameter für den Betrieb des Haushaltsgeräts handelt, gleichzeitig messbar. Die Messkomponenten 6, 7, 8 sind am und/oder im Gehäusekörper 4 angeordnet.In the case 2 is the measuring component for measuring the respective measurand. Again 2 can be removed, are in the housing 2 a first measuring component 6 for measuring the pressure of the fluid, a second measuring component 7 for measuring the temperature of the fluid and a third measuring component 8th arranged to measure the turbidity of the fluid integrated. Thus, a plurality of measured variables of the fluid, wherein these measured variables are preferably cleaning parameters for the operation of the household appliance, can be measured simultaneously. The measuring components 6 . 7 . 8th are on and / or in the housing body 4 arranged.

Die erste Messkomponente 6 zur Druckmessung umfasst eine im und/oder am Gehäuse 2 angeordnete Membran 10, wie man in 2 sieht. Es ist weiterhin ein elastisches Element 11 zur Rückstellung der Membran 10 vorgesehen. Ein Signalgeber 12 steht mit der Membran 10 und/oder mit dem elastischen Element 11 in Wirkverbindung. Schließlich wirkt ein Signalaufnehmer 13 mit dem Signalgeber 12 zur Erzeugung der Messgröße zusammen.The first measuring component 6 for pressure measurement includes one in and / or on the housing 2 arranged membrane 10 how to get in 2 sees. It is still an elastic element 11 to return the membrane 10 intended. A signaler 12 stands with the membrane 10 and / or with the elastic element 11 in active connection. Finally, a signal sensor acts 13 with the signal transmitter 12 to generate the measured variable together.

Das elastische Element 11 ist in der Art einer scheibenförmigen Blattfeder ausgestaltet, die als Einzelteil näher in 9 gezeigt ist. Die Blattfeder 11 besitzt eine kreisförmige Gestalt. Desweiteren weist die Blattfeder 11 ein vom Zentrum 36 zum Randbereich der Blattfeder 11 spiralförmig verlaufendes Federelement 35 auf. Der Signalgeber 12 ist gemäß 5 am elastischen Element 11 in dessen Zentrum 36 durch Verkleben befestigt.The elastic element 11 is designed in the manner of a disk-shaped leaf spring, which is closer in detail as an item 9 is shown. The leaf spring 11 has a circular shape. Furthermore, the leaf spring 11 one from the center 36 to the edge region of the leaf spring 11 spirally extending spring element 35 on. The signal generator 12 is according to 5 on the elastic element 11 in its center 36 attached by gluing.

Der Signalgeber 12 besteht aus einem Magnet, und zwar vorliegend aus einem Permanentmagnet. Der Signalaufnehmer 13 wirkt mit dem Signalgeber 12 magnetisch zusammen. Hierzu besteht der Signalaufnehmer 13 aus einem das vom Magneten 12 erzeugte Magnetfeld detektierenden Positionssensor, und zwar vorliegend aus einem Hallsensor. Die Membran 10 und das elastische Element 11 sowie der Signalgeber 12 und der Signalaufnehmer 13 sind im Inneren des Gehäuses 2 angeordnet, wie man anhand der 5 erkennt.The signal generator 12 consists of a magnet, in the present case of a permanent magnet. The signal receiver 13 acts with the signal generator 12 magnetically together. For this purpose, there is the signal sensor 13 from one of the magnets 12 generated magnetic field detecting position sensor, in the present case of a Hall sensor. The membrane 10 and the elastic element 11 as well as the signal generator 12 and the signal receiver 13 are inside the case 2 arranged how to use the 5 recognizes.

Zum Schutz der Membran 10 vor direktem, mechanischem Einwirken von Fremdkörpern ist ein die Membran 10 überdeckender Dom 27 am Gehäuse 2 angeordnet. Dadurch ist eine Kammer 28 im Gehäuse 2 gebildet, wie der 5 zu entnehmen ist. Damit das Fluid zur Membran 10 gelangt, weist das Gehäuse 2 bzw. der Gehäusedeckel 5 in 1 sichtbare Öffnungen 14 zur Zuführung des Fluids in die Kammer 28 auf. Genauer gesagt sind am Dom 27 gegenüberliegende, schmale Öffnungen 14 befindlich, derart dass das Fluid zur Membran 10 in der Kammer 28 gelangt. Weiterhin ist gemäß 1 oder 4 am Gehäuse 2 eine den Dom 27 umgebende Kontur 29 angeordnet, derart dass im Fluid befindliche, seitlich kommende Fremdkörper abgefangen und/oder über den innerhalb der Kontur 29 liegenden Dom 27 ablenkt werden. Die Öffnungen 14 können ebenfalls an der Kontur 29 und/oder in einer Vertiefung zwischen dem Dom 27 sowie der Kontur 29 angeordnet sein. Der Dom 27 sowie die Kontur 29 und die Vertiefung zwischen dem Dom 27 und der Kontur 29 sind am Gehäusedeckel 5 befindlich.To protect the membrane 10 from direct, mechanical action of foreign bodies is the membrane 10 covering dome 27 on the housing 2 arranged. This is a chamber 28 in the case 2 formed like that 5 can be seen. So that the fluid to the membrane 10 passes, the housing has 2 or the housing cover 5 in 1 visible openings 14 for supplying the fluid into the chamber 28 on. More precisely, at the cathedral 27 opposite, narrow openings 14 located so that the fluid to the membrane 10 in the chamber 28 arrives. Furthermore, according to 1 or 4 on the housing 2 one the dome 27 surrounding contour 29 arranged so that located in the fluid, laterally coming foreign body intercepted and / or on the inside of the contour 29 lying cathedral 27 be distracted. The openings 14 can also be at the contour 29 and / or in a depression between the dome 27 as well as the contour 29 be arranged. The cathedral 27 as well as the contour 29 and the depression between the cathedral 27 and the contour 29 are on the housing cover 5 located.

Wie man in 2 sieht, umfasst die zweite Messkomponente 7 einen im und/oder am Gehäuse 2 angeordneten Temperaturfühler 15. Der Temperaturfühler 15 ist im Gehäuse 2 befestigt. Der Temperaturfühler 15 ragt in einen Gehäuseansatz 16, der in der Art einer höckerförmigen Ausbauchung ausgestaltet ist, am Gehäusedeckel 5 hinein. Vorliegend ist als Temperaturfühler 15 ein NTC-Widerstand, ein PTC-Widerstand o. dgl. vorgesehen. Zur exakten Montage ist der Temperaturfühler 15 in eine separate Bauteilfixierung 30, die aus Kunststoff besteht, eingeklemmt, wie der 5 zu entnehmen ist. Die Bauteilfixierung 30 ist durch Verpressen im Gehäuse 2 befestigt. Und zwar ist die Bauteilfixierung 30 direkt im Gehäuseansatz 16 am Gehäusedeckel 5 verpresst, wie anhand der 8 zu sehen ist.How to get in 2 sees includes the second measurement component 7 one in and / or on the housing 2 arranged temperature sensor 15 , The temperature sensor 15 is in the case 2 attached. The temperature sensor 15 protrudes into a housing approach 16 , which is designed in the manner of a bump-shaped bulge, on the housing cover 5 into it. Present is as a temperature sensor 15 an NTC resistor, a PTC resistor o. The like. Provided. For precise installation is the temperature sensor 15 in a separate component fixation 30 that is made of plastic, sandwiched like the 5 can be seen. The component fixation 30 is by compression in the housing 2 attached. And that is the component fixation 30 directly in the housing attachment 16 on the housing cover 5 pressed, as based on the 8th you can see.

Der Signalaufnehmer 13 der ersten Messkomponente 6 ist auf einer abgewinkelt ausgestalteten Leiterplatte 17 befestigt. Die Leiterplatte 17 ist im Gehäusekörper 4 fixiert. Der Temperaturfühler 15 der zweiten Messkomponente 7 steht ebenfalls mit der Leiterplatte 17 in elektrischer Verbindung.The signal receiver 13 the first measuring component 6 is on an angled designed PCB 17 attached. The circuit board 17 is in the housing body 4 fixed. The temperature sensor 15 the second measuring component 7 also stands with the circuit board 17 in electrical connection.

Wie man ebenfalls in 2 sieht, umfasst die dritte Messkomponente 8 einen Sender 18 sowie einen Empfänger 19 für optische Strahlung, und zwar vorliegend für Infrarot-Strahlung, sowie eine zwischen dem Sender 18 und dem Empfänger 19 befindliche, in 6 sichtbare Messstrecke 20 für das Fluid. Der Sender 18 und/oder der Empfänger 19 sind in einem Ansatz 21, 22, der in der Art einer höckerförmigen Ausbauchung ausgestaltet ist, am Gehäusedeckel 5 angeordnet. Der Ansatz 21, 22 ist wenigstens im Bereich des Senders 18 und/oder des Empfängers 19 für die optische Strahlung weitgehend transparent. Der Sender 18 und/oder der Empfänger 19 sind auf einem in den Ansatz 21, 22 hineinragenden Finger 24 einer weiteren Leiterplatte 23 befestigt. Die Leiterplatte 23 ist im Gehäusekörper 4 fixiert. Als Sender 18 ist eine Leuchtdiode vorgesehen. Als Empfänger 19 ist ein Fototransistor verwendet. As you also in 2 sees, includes the third measurement component 8th a transmitter 18 as well as a receiver 19 for optical radiation, in this case for infrared radiation, and one between the transmitter 18 and the receiver 19 located in 6 visible measuring section 20 for the fluid. The transmitter 18 and / or the recipient 19 are in an approach 21 . 22 , which is designed in the manner of a bump-shaped bulge, on the housing cover 5 arranged. The approach 21 . 22 is at least in the area of the transmitter 18 and / or the recipient 19 largely transparent to the optical radiation. The transmitter 18 and / or the recipient 19 are on one in the approach 21 . 22 protruding fingers 24 another circuit board 23 attached. The circuit board 23 is in the housing body 4 fixed. As a transmitter 18 a light-emitting diode is provided. As receiver 19 is a phototransistor used.

Auf der Leiterplatte 17, 23 befindet sich ein Anschlusskontakt für das von der jeweiligen Messkomponente 6, 7, 8 erzeugte Signal. Die Leiterplatte 17 ist mittels eines den Anschlusskontakt umgebenden Führungsrahmens 25 und die Leiterplatte 23 ist mittels eines den Anschlusskontakt umgebenden Führungsrahmens 26 im Gehäusekörper 4 fixierbar. Wie man anhand der 3 erkennt kann dann ein Stecker auf den Anschlusskontakt zur Signalweiterleitung am Führungsrahmen 25, 26 aufgesteckt werden.On the circuit board 17 . 23 there is a connection contact for that of the respective measuring component 6 . 7 . 8th generated signal. The circuit board 17 is by means of a surrounding the connection contact guide frame 25 and the circuit board 23 is by means of a surrounding the connection contact guide frame 26 in the housing body 4 fixable. How to use the 3 can then recognize a plug on the connector for signal forwarding on the guide frame 25 . 26 be plugged.

Zwecks elektrischer Isolation der Messkomponenten 6, 7, 8 kann eine zusätzliche elektrische Isolationsschicht 32 zwischen der Gehäusewandung 31 (siehe 7) des Gehäuses 2 und der jeweiligen Messkomponente 6, 7, 8 befindlich sein. Als Isolationsschicht 32 kann ein Verguss zwischen der Messkomponente 6, 7, 8 und der Gehäusewandung 31 vorgesehen sein, wobei der Verguss 32 eine Stärke von mindestens 2 mm besitzt. Dabei bietet es sich an, dass der Verguss 32 und die Gehäusewandung 31 form- und/oder stoffschlüssig aneinander gefügt sind.For the purpose of electrical insulation of the measuring components 6 . 7 . 8th can be an additional electrical insulation layer 32 between the housing wall 31 (please refer 7 ) of the housing 2 and the respective measuring component 6 . 7 . 8th be located. As insulation layer 32 can a casting between the measuring component 6 . 7 . 8th and the housing wall 31 be provided, the potting 32 has a thickness of at least 2 mm. It makes sense that the casting 32 and the housing wall 31 are positively and / or cohesively joined together.

Es können auch drei elektrische Isolationsschichten zwischen der Messkomponente 6, 7, 8 und dem Fluid und/oder den weiteren elektrischen Bauteilen angeordnet sein, beispielsweise indem zusätzlich zur elektrisch isolierenden Gehäusewandung 31 zwei weitere Isolationsschichten die Messkomponente 6, 7, 8 form- und/oder stoffschlüssig aneinander gefügt umgeben. Dies ist anhand des Temperaturfühlers 15 in 7 näher zu sehen. Der Temperaturfühler 15 besitzt eine Ummantelung 33 als Isolationsschicht bzw. als elektrische Basisisolierung. Weiter weist der Temperaturfühler 15 eine elektrische Zusatzisolierung in der Art eines Vergusses 32 sowie die Gehäusewandung 31 als weitere elektrische Isolierung auf. Die Basisisolierung 33 und/oder die Zusatzisolierung 32 können aus Epoxidharz bestehen.There may also be three electrical insulation layers between the measurement component 6 . 7 . 8th and the fluid and / or the further electrical components may be arranged, for example, in addition to the electrically insulating housing 31 two further insulation layers the measuring component 6 . 7 . 8th surrounded positively and / or cohesively. This is based on the temperature sensor 15 in 7 to see closer. The temperature sensor 15 has a jacket 33 as insulation layer or as electrical base insulation. Further points the temperature sensor 15 an electrical additional insulation in the manner of a potting 32 as well as the housing wall 31 as further electrical insulation. The basic insulation 33 and / or the additional insulation 32 can be made of epoxy resin.

Bei der dritten Messkomponente 8 zur Messung der Trübung des Fluids ist ebenfalls ein Verguss 34 als Isolationsschicht vorgesehen, wie in 6 zu sehen ist. Hierzu ist das Innere des Gehäuses 2 im Bereich des Senders 18 und/oder des Empfängers 19, und zwar am Ansatz 21, 22, mit einem für optische Strahlung weitgehend transparenten Verguss 34 als elektrische Isolation versehen. Der Verguss 34 besteht aus Silikonharz. Es bietet sich dabei an, den Verguss 34 für die Messkomponente 6, 7, 8 bis zur Leiterplatte 17 als elektrische Isolation vorzusehen, wie man in 5 sieht.At the third measuring component 8th to measure the turbidity of the fluid is also a potting 34 provided as an insulating layer, as in 6 you can see. This is the inside of the case 2 in the area of the transmitter 18 and / or the recipient 19 , at the beginning 21 . 22 , with a largely transparent for optical radiation casting 34 provided as electrical insulation. The casting 34 consists of silicone resin. It lends itself to the casting 34 for the measuring component 6 . 7 . 8th to the circuit board 17 to provide as electrical insulation, as in 5 sees.

Ist der Sensor 1 im Hausgerät montiert, so ist ein Teil der in 1 bezeichneten Oberfläche 37 des Gehäuses 2 dem Fluid, das im Arbeitsraum des Hausgeräts befindlich ist, ausgesetzt.Is the sensor 1 mounted in the household appliance, so part of the in 1 designated surface 37 of the housing 2 exposed to the fluid that is located in the working space of the household appliance.

Zumindest dieser Teil der Oberfläche 37, der Einfachheit halber jedoch bevorzugt die gesamte Oberfläche 37 des Gehäuses 2, ist hydrophil ausgestaltet. Dadurch ist eine verbesserte Benetzung der Oberfläche 37 durch das Fluid gegeben, so dass die Ablagerung von Fremdkörpern auf der Oberfläche 37 des Gehäuses 2 verringert ist. Die Hydrophilierung der Oberfläche 37 des Gehäuses 2 kann durch eine Plasmaaktivierung der Oberfläche 37, und zwar insbesondere unter Sauerstoffatmosphäre und/oder unter Niederdruck, erfolgen. Zur Erzeugung der Hydrophilierung kann auch eine Fluorierung des Werkstoffes an der Oberfläche 37 des Gehäuses 2 vorgenommen werden.At least this part of the surface 37 but for the sake of simplicity prefers the entire surface 37 of the housing 2 , is hydrophilic. This results in improved wetting of the surface 37 given by the fluid, allowing the deposition of foreign bodies on the surface 37 of the housing 2 is reduced. Hydrophilization of the surface 37 of the housing 2 can by plasma activation of the surface 37 , in particular under oxygen atmosphere and / or under low pressure, take place. To produce the hydrophilization can also fluorination of the material on the surface 37 of the housing 2 be made.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein solcher Sensor 1, insbesondere in der Art eines Multisensors, nicht nur für Hausgeräte sondern auch in sonstigen Anwendungen, beispielsweise in der Heizungstechnik, in der Labortechnik und/oder in der chemischen Verfahrenstechnik eingesetzt werden.The invention is not limited to the described and illustrated embodiment. Rather, it also encompasses all expert developments within the scope of the invention defined by the claims. So can such a sensor 1 , in particular in the manner of a multi-sensor, not only for home appliances but also in other applications, for example in heating technology, in laboratory technology and / or in chemical engineering are used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Messvorrichtung/SensorMeasuring device / sensor
22: Gehäusecasing
33: O-RingO-ring
44: Gehäusekörper (von Gehäuse)Housing body (of housing)
55: Gehäusedeckel (von Gehäuse)Housing cover (from housing)
66: erste Messkomponente (zur Druckmessung)first measuring component (for pressure measurement)
77: zweite Messkomponente (zur Temperraturmessung)second measuring component (for temperature measurement)
88th: dritte Messkomponente (zur Trübungsmessung)third measuring component (for turbidity measurement)
99: Rasthaken (an Gehäusedeckel)Latching hook (on housing cover)
1010: Membranmembrane
1111: elastisches Element/Blattfederelastic element / leaf spring
1212: Signalgeber/MagnetAuto Switch / Magnetic
1313: Signalaufnehmersignal sensor
1414: Öffnungopening
1515: Temperaturfühlertemperature sensor
1616: Gehäuseansatz (am Gehäusedeckel)Housing attachment (on the housing cover)
1717: Leiterplatte (für erste und zweite Messkomponente)Printed circuit board (for first and second measuring components)
1818: Sender (für optische Strahlung)Transmitter (for optical radiation)
1919: Empfänger (für optische Strahlung)Receiver (for optical radiation)
2020: Messstreckemeasuring distance
21, 2221, 22: Ansatz (am Gehäusedeckel)Approach (on the housing cover)
2323: Leiterplatte (für dritte Messkomponente)Printed circuit board (for third measuring component)
2424: Finger (an Leiterplatte)Finger (on PCB)
25, 2625, 26: Führungsrahmenguide frame
2727: Dom (am Gehäuse)Dom (on the housing)
2828: Kammerchamber
2929: Kontur (am Dom)Contour (at the dome)
3030: Bauteilfixierung (für Temperaturfühler)Component fixing (for temperature sensors)
3131: Gehäusewandunghousing
3232: Isolationsschicht/Verguss/Zusatzisolierung (für Temperaturfühler)Insulation layer / encapsulation / additional insulation (for temperature sensors)
3333: Ummantelung/Isolationsschicht/Basisisolierung (von Temperaturfühler)Sheathing / insulation layer / basic insulation (of temperature sensor)
3434: Verguss (für die dritte Messkomponente)Potting (for the third measuring component)
3535: Federelement (von Blattfeder)Spring element (of leaf spring)
3636: Zentrum (der Blattfeder)Center (the leaf spring)
3737: Oberfläche (von Gehäuse)Surface (of housing)

Claims

Measuring device for measuring a measured variable of a fluid, in particular sensor for household appliances, such as washing machines, dishwashers o. The like., With a housing ( 2 ), and with one in the housing ( 2 ) measuring component for measuring the measured variable, characterized in that a first measuring component ( 6 ) for measuring the pressure of the fluid, that a second measuring component ( 7 ) for measuring the temperature of the fluid, and that a third measuring component ( 8th ) for measuring the turbidity of the fluid in the one housing ( 2 ), preferably integrated, are arranged, in particular such that a plurality of measured variables of the fluid, which are preferably cleaning parameters for the operation of the household appliance, can be measured simultaneously.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the housing ( 2 ) from a housing body ( 4 ) and a housing cover ( 5 ) that preferably the measuring components ( 6 . 7 . 8th ) on and / or in the housing body ( 4 ) are arranged, and that further preferably the housing cover ( 5 ) on the housing body ( 4 ) is locked in place.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the first measuring component ( 6 ) in and / or on the housing ( 2 ) arranged membrane ( 10 ) comprises that preferably an elastic element ( 11 ) for resetting the membrane ( 10 ) is provided that further preferably a signal transmitter ( 12 ) with the membrane ( 10 ) and / or the elastic element ( 11 ) is in operative connection, and that even more preferably a signal sensor ( 13 ) with the signal transmitter ( 12 ), in particular magnetically, cooperates to generate the measured variable.

Measuring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the elastic element ( 11 ) is designed in the manner of a disc-shaped leaf spring, that preferably the leaf spring ( 11 ) has a circular shape, that more preferably the leaf spring ( 11 ) one from the center ( 36 ) to the edge region of the leaf spring ( 11 ) Spirally extending spring element ( 35 ), and even more preferably the signal transmitter ( 12 ) on the elastic element ( 11 ) in its center ( 36 ), in particular by gluing, is attached.

Measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the signal transmitter ( 12 ) consists of a magnet, in particular a permanent magnet, is that preferably the signal sensor ( 13 ) from one of the magnets ( 12 ) magnetic field detecting position sensor, in particular from a Hall sensor, is that more preferably the membrane ( 10 ) and the elastic element ( 11 ) as well as the signal generator ( 12 ) and the signal receiver ( 13 ) inside the housing ( 2 ), and even more preferably that the housing ( 2 ), in particular the housing cover ( 5 ), an opening ( 14 ) for supplying the fluid to the membrane ( 10 ) having.

Measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second measuring component ( 7 ) in and / or on the housing ( 2 ) arranged temperature sensor ( 15 ) that preferably the temperature sensor ( 15 ) in the housing ( 2 ), that further preferably the temperature sensor ( 15 ) in a housing approach ( 16 ), in particular in the manner of a bump-shaped bulge, on the housing cover ( 5 protrudes, and that even more preferably as a temperature sensor ( 15 ) an NTC resistor, a PTC resistor o. The like. Is provided.

Measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the signal sensor ( 13 ) of the first measuring component ( 6 ) on a printed circuit board ( 17 ), that preferably the printed circuit board ( 17 ) in the housing body ( 4 ), and even more preferably the temperature sensor ( 15 ) of the second measuring component ( 6 ) with the printed circuit board ( 17 ) is in electrical connection.

Measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the third measuring component ( 8th ) a transmitter ( 18 ) as well as a receiver ( 19 ) for optical radiation, in particular for infrared radiation, as well as between the transmitter ( 18 ) and the recipient ( 19 ) measuring section ( 20 ) for the fluid, that preferably the transmitter ( 18 ) and / or the recipient ( 19 ) in one approach ( 21 . 22 ) on the housing cover ( 5 ), in particular in the form of a bump-shaped bulge, and that further preferably the approach ( 21 . 22 ) at least in the area of the transmitter ( 18 ) and / or the recipient ( 19 ) is substantially transparent to the optical radiation.

Measuring device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transmitter ( 18 ) and / or the recipient ( 19 ) on one in the approach ( 21 . 22 ) fingers ( 24 ) of a printed circuit board ( 23 ), that preferably the printed circuit board ( 23 ) in the housing body ( 4 ) is fixed, that further preferably as a transmitter ( 18 ) a light-emitting diode is provided, and that even more preferably as a receiver ( 19 ) a phototransistor is used.

Measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the circuit board ( 17 . 23 ) a connection contact for that of the respective measuring component ( 6 . 7 . 8th ) is generated, preferably that the printed circuit board ( 17 . 23 ) by means of a surrounding the terminal contact guide frame ( 25 . 26 ) in the housing body ( 4 ) is fixable, and that further preferably a plug on the terminal contact for signal transmission, in particular on the guide frame ( 25 . 26 ), is attachable.