DE102014008823A1

DE102014008823A1 - sensor

Info

Publication number: DE102014008823A1
Application number: DE102014008823.5A
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 zur Messung einer Messgröße eines Fluids, insbesondere einen Sensor für Haushaltsgeräte, wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen o. dgl., mit einem eine Gehäusewandung (31) aufweisenden Gehäuse (2), und mit einer im Gehäuse (2) befindlichen Messkomponente zur Messung der Messgröße. Zwischen der Messkomponente und dem Fluid und/oder den weiteren elektrischen Bauteilen sind drei elektrische Isolationsschichten (31, 32, 33) angeordnet. Insbesondere umgeben zusätzlich zur elektrisch isolierenden Gehäusewandung (31) zwei weitere Isolationsschichten (32, 33) die Messkomponente. Es kann auch ein Verguss (32) zwischen der Messkomponente und der Gehäusewandung (31) vorgesehen sein, wobei der Verguss (32) eine Stärke von mindestens 2 mm besitzt.The invention relates to a measuring device for measuring a measured variable of a fluid, in particular a sensor for household appliances such as washing machines, dishwashers or the like, with a housing (2) having a housing wall (31), and with a measuring component located in the housing (2) for measuring the measurand. Three electrical insulation layers (31, 32, 33) are arranged between the measuring component and the fluid and / or the further electrical components. In particular, in addition to the electrically insulating housing wall (31), two further insulation layers (32, 33) surround the measuring component. A potting (32) can also be provided between the measuring component and the housing wall (31), the potting (32) having a thickness of at least 2 mm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2.The invention relates to a measuring device according to the preamble of patent claim 1 or 2.

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, das eine Gehäusewandung aufweist. Im Gehäuse befindet sich eine Messkomponente zur Messung der Messgröße. Bei der bekannten Messvorrichtung sind aufwendige Maßnahmen zur Abdichtung am Gehäuse vorgesehen, um die Messkomponente vor Beeinträchtigungen zu schützen.Such a measuring device for measuring a measured variable of a fluid is known. The measuring device has a housing which has a housing wall. The housing contains a measuring component for measuring the measured variable. In the known measuring device elaborate measures for sealing the housing are provided to protect the measuring component from adverse effects.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messvorrichtung im Hinblick auf deren Abdichtung weiterzuentwickeln.The invention has for its object to further develop the measuring device with respect to the seal.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Messvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.This object is achieved in a generic measuring device by the characterizing features of claim 1 or 2.

Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausbildung sind drei elektrische Isolationsschichten zwischen der Messkomponente und dem Fluid und/oder den weiteren elektrischen Bauteilen angeordnet. Insbesondere umgeben zusätzlich zur elektrisch isolierenden Gehäusewandung zwei weitere elektrische Isolationsschichten die Messkomponente, wobei in bevorzugter Weise die Isolationsschichten form- und/oder stoffschlüssig aneinander gefügt sein können. Damit ist vorteilhafterweise die elektrische Schutzklasse II für die Messvorrichtung realisiert.In the measuring device according to the invention according to a first embodiment, three electrical insulation layers between the measuring component and the fluid and / or the other electrical components are arranged. In particular, in addition to the electrically insulating housing wall, two further electrical insulation layers surround the measurement component, with the insulation layers preferably being able to be positively and / or cohesively joined to one another. Thus, the electrical protection class II is advantageously realized for the measuring device.

Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausbildung ist ein elektrisch isolierender Verguss zwischen der Messkomponente und der Gehäusewandung vorgesehen, wobei der Verguss eine Stärke von mindestens 2 mm besitzt. In bevorzugter Weise können der Verguss und die Gehäusewandung form- und/oder stoffschlüssig aneinander gefügt sein. Geschaffen ist damit vorteilhafterweise ein Verguss für die Messvorrichtung zur Realisierung der elektrischen Schutzklasse II, insbesondere der Verguss von optischen Bauteilen eines Trübungssensors. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.In the measuring device according to the invention according to a second embodiment, an electrically insulating encapsulation between the measuring component and the housing wall is provided, wherein the encapsulation has a thickness of at least 2 mm. In a preferred manner, the potting and the housing wall can be positively and / or cohesively joined together. Created is thus advantageously a potting for the measuring device for the realization of the electrical protection class II, in particular the potting of optical components of a turbidity sensor. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

In einer bevorzugten Ausgestaltung mit erweiterter Funktionalität kann eine erste Messkomponente zur Messung des Drucks des Fluids im Gehäuse angeordnet sein. Weiter kann auch eine zweite Messkomponente zur Messung der Temperatur des Fluids im Gehäuse angeordnet sein. Schließlich kann eine dritte Messkomponente zur Messung der Trübung des Fluids in dem Gehäuse angeordnet sein.In a preferred embodiment with extended functionality, a first measurement component for measuring the pressure of the fluid can be arranged in the housing. Furthermore, a second measuring component for measuring the temperature of the fluid in the housing can also be arranged. Finally, a third measuring component for measuring the turbidity of the fluid can be arranged in the housing.

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 zweite Messkomponente einen im und/oder am Gehäuse angeordneten Temperaturfühler umfassen. 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 einfacher Art und Weise kann der Temperaturfühler eine Ummantelung als elektrische Basisisolierung, eine elektrische Zusatzisolierung in der Art eines Vergusses sowie die Gehäusewandung als weitere elektrische Isolierung aufweisen. Zwecks guter Isoliereigenschaft können die Basisisolierung und/oder die Zusatzisolierung aus Epoxidharz bestehen.In a further embodiment, the second measuring component may comprise a temperature sensor arranged in and / or on the housing. In a compact design, the temperature sensor can protrude into a housing approach, in particular in the manner of a bump-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. In a simple manner, the temperature sensor may have a sheath as electrical base insulation, an additional electrical insulation in the manner of a potting and the housing as further electrical insulation. For a good insulating property, the base insulation and / or the auxiliary insulation may be made of epoxy resin.

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. Der Einfachheit halber kann das Innere des Gehäuses im Bereich des Senders und/oder des Empfängers, und zwar insbesondere der Ansatz, mit einem für optische Strahlung weitgehend transparenten Verguss als elektrische Isolation versehen sein. Zwecks guter Isoliereigenschaft kann der Verguss aus Silikonharz bestehen.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. For simplicity, the interior of the housing in the region of the transmitter and / or the receiver, in particular the approach, be provided with a substantially transparent to optical radiation casting as electrical insulation. For the good Isolation property, the potting made of silicone resin.

Zwecks einfacher Montage kann die Messkomponente mit einer Leiterplatte in elektrischer Verbindung stehen. 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. Der Einfachheit halber kann es sich anbieten, dass die Messkomponente bis zur Leiterplatte mit einem Verguss als elektrische Isolation versehen ist.For ease of assembly, the sensing component may be in electrical communication with a printed circuit board. 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. For the sake of simplicity, it may be appropriate that the measuring component is provided to the circuit board with a potting as electrical insulation.

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.

Derzeit werden in Wasch- und/oder Spülmaschinen Trübungssensoren mit Funktionserdung verwendet. Dies bedeutet einen höheren Aufwand bei dem Kabelbaum und dem Netzteil. Da außer dem Gehäuse bei solch einem Sensor keinerlei Schutz zwischen den elektronischen Bauteilen und dem zu messenden Medium besteht, ist dies für den Personenschutz notwendig.At present, turbidity sensors with functional grounding are used in washing machines and / or dishwashers. This means a higher effort in the wiring harness and the power supply. Since there is no protection between the electronic components and the medium to be measured in addition to the housing with such a sensor, this is necessary for personal protection.

Die Schutzklasse II wird aber auch dann erreicht, wenn mindestens eine Wandungsstärke von 2 mm und eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit gegeben ist und/oder drei Isolationsschichten mit geringer Wandstärke und ausreichender Durchschlagsfestigkeit zwischen dem Medium und den elektrischen Bauteilen vorhanden sind. Solche Schichten müssen sich aber auch in der optischen Messstrecke des Sensors befinden und haben deshalb weitere Anforderungen, die ebenfalls erfüllt werden müssen.The protection class II is also achieved if at least a wall thickness of 2 mm and a sufficient dielectric strength is given and / or three insulating layers with low wall thickness and sufficient dielectric strength between the medium and the electrical components are present. However, such layers must also be located in the optical measuring path of the sensor and therefore have further requirements that also have to be met.

Die chemische Industrie bietet immer bessere Varianten von Vergussmassen, die speziell für den Einsatz bei optischen Bauteilen ausgelegt sind. Dabei sind die Wärmeleitfähigkeit, die Vergussqualität, die Transparenz, die Verarbeitbarkeit, die elektrischen Anforderungen und die thermische Anforderungen entscheidend. Durch die Auswahl von mehreren Silikonvergusssystemen kann dies ohne große Änderungen in der Sensorkennlinie und dem Sensoraufbau realisiert werden. Der Verguss besitzt im verbauten Zustand eine Stärke von 2 mm, was zur Erfüllung der Schutzklasse II ausreichend ist. Bei Trübungssensorvarianten, bei denen sich der Bauraum eingeschränkter darstellt, muss auf eine Mehrlayerlösung zurückgegriffen werden. Dabei müssen alle leitenden Bauteile des Sensors von mindestens drei Schichten umschlossen sein, nämlich von einer Basisisolierung und zwei Schutzisolierungen. Hierbei muss keine Schicht eine Mindeststärke besitzen, sondern jede lediglich die benötigte Durchschlagsfestigkeit aufweisen.The chemical industry offers ever better variants of potting compounds, which are specially designed for use with optical components. The thermal conductivity, the casting quality, the transparency, the processability, the electrical requirements and the thermal requirements are decisive. By choosing several silicone potting systems, this can be achieved without major changes in the sensor characteristic and the sensor structure. The encapsulation has a thickness of 2 mm when installed, which is sufficient to fulfill protection class II. For turbidity sensor variants in which the installation space is more limited, a multi-layer solution must be used. In this case, all the conductive components of the sensor must be enclosed by at least three layers, namely a base insulation and two protective insulation. Here, no layer must have a minimum thickness, but each have only the required dielectric strength.

Je nach Kombination zwischen Gehäusematerial und Vergussmasse ist ein stoffschlüssiger und/oder formschlüssiger Phasenübergang vorhanden, der nach Auflösung und Sender/Empfänger-Kombination eine große Rolle spielen kann. Falls eine formschlüssige Verbindung nicht den Anforderungen entspricht, kann durch eine bessere Abstimmung der Materialien oder durch eine zusätzliche Erhöhung der Oberflächenenergie bzw. -polarität eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden. Diese Maßnahmen würden auch eine Phasenübergangsänderung durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten verringern, wobei in solch einem Fall durch die gezielte Verwendung von elastischen Silikonverguss deutlich bessere Ergebnisse erzielt werden können.Depending on the combination of housing material and potting compound a cohesive and / or positive phase transition is present, which can play a major role after resolution and transmitter / receiver combination. If a form-fitting connection does not meet the requirements, a cohesive connection can be established by better matching of the materials or by an additional increase in the surface energy or polarity. These measures would also reduce a phase transition change due to different coefficients of expansion, in which case significantly better results can be achieved by the targeted use of elastic silicone encapsulation.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Reduzierung des Kabelbaums in der Applikation, in der die Messvorrichtung eingesetzt wird, erfolgt. Desweiteren ist auch eine Reduzierung der Netzteilkosten gegeben. Weiterhin ist Sicherheit vor einer Verfälschung der Trübungsmessung gegeben. Schließlich wird auch noch eine Verbesserung der Resistenz gegen Schock und Vibration für die Messvorrichtung erzielt. Insgesamt ist somit eine Erhöhung der Sicherheit für den Benutzer der Messvorrichtung sowie eine Verringerung der Kosten als auch eine Steigerung der Lebensdauer und/oder der Funktionssicherheit für die Messvorrichtung gegeben.The advantages achieved by the invention are in particular that a reduction of the wiring harness in the application in which the measuring device is used, takes place. Furthermore, there is also a reduction of the power supply costs. Furthermore, security against falsification of the turbidity measurement is given. Finally, an improvement in the resistance to shock and vibration is achieved for the measuring device. Overall, an increase in safety for the user of the measuring device as well as a reduction in costs and an increase in the service life and / or the reliability of the measuring device is thus given.

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.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.

Der Dom 27 sowie die Kontur 29 und die Vertiefung zwischen dem Dom 27 und der Kontur 29 sind am Gehäusedeckel 5 befindlich.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. 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.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. 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 one housing ( 31 ) housing ( 2 ), and with one in the housing ( 2 ) measuring component ( 6 . 7 . 8th ) for measuring the measured variable, characterized in that three electrical insulation layers between the measuring component ( 6 . 7 . 8th ) and the fluid and / or the further electrical components are arranged, in particular that in addition to the electrically insulating housing wall ( 31 ) two further electrical insulation layers ( 32 . 33 ) the measuring component ( 7 ), and that preferably the insulating layers are positively and / or cohesively joined together.

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 one housing ( 31 ) housing ( 2 ), and with one in the housing ( 2 ) measuring component ( 6 . 7 . 8th ) for measuring the measured variable, characterized in that an electrically insulating casting ( 32 ) between the measuring component ( 7 ) and the housing wall ( 31 ), and that the potting ( 32 ) has a thickness of at least 2 mm, preferably the casting ( 32 ) and the housing wall ( 31 ) are positively and / or cohesively joined together.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that a first measuring component ( 6 ) for measuring the pressure of the fluid, preferably a second measuring component ( 7 ) for measuring the temperature of the fluid, and more preferably a third measuring component ( 8th ) for measuring the turbidity of the fluid in the housing ( 2 ) are arranged.

Measuring device according to claim 1, 2 or 3, 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 one of claims 1 to 4, characterized in that the second measuring component ( 7 ) a temperature sensor ( 15 ) that 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 further preferably as a temperature sensor ( 15 ) an NTC resistor, a PTC resistor o. The like. Is provided, and that more preferably the temperature sensor ( 15 ) a sheath ( 33 ) as electrical base insulation, an additional electrical insulation ( 32 ) in the manner of a potting and the housing wall ( 31 ) as further electrical insulation, wherein in particular the basic insulation ( 33 ) and / or the additional insulation ( 32 ) consist of epoxy resin.

Measuring device according to one of claims 1 to 5, 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 6, 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 that even more preferably as a receiver ( 19 ) a phototransistor is used, and that, more preferably, the interior of the housing ( 2 ) in the area of the transmitter ( 18 ) and / or the recipient ( 19 ), in particular the approach ( 21 . 22 ), with a largely transparent for optical radiation casting ( 34 ), in particular consisting of silicone resin, is provided as electrical insulation.

Measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the measuring component ( 6 . 7 . 8th ) with a printed circuit board ( 17 . 23 ) is in electrical connection that preferably on the circuit board ( 17 . 23 ) a connection contact for that of the respective measuring component ( 6 . 7 . 8th ), that further preferably the circuit board ( 17 . 23 ) by means of a surrounding the terminal contact guide frame ( 25 . 26 ) in the housing body ( 4 ) is fixable, that still further preferably a plug on the terminal contact for signal transmission, in particular on the guide frame ( 25 . 26 ), and that even more preferably the measuring component ( 6 . 7 . 8th ) to the printed circuit board ( 17 . 23 ) with a potting ( 34 ) is provided as electrical insulation.