ES2339779T3 - Lavavajillas con un sistema para la deteccion del nivel del liquido. - Google Patents
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Abstract
Lavavajillas con al menos un depósito de lavar para el alojamiento de los artículos a limpiar y con un sistema para la detección del nivel (9) del liquido de lavar contenido en el lavavajillas con al menos un sensor capacitivo del nivel de llenado (4), cuya capacidad eléctrica se modifica en función de la altura del nivel del liquido (9), caracterizado porque dentro del depósito de lavar está prevista al menos una sonda sensora (8) de material conductor de electricidad y entre la sonda sensora (8) y el sensor del nivel de llenado (4) se puede configurar un campo electromagnético, en el que el campo electromagnético se modifica en función de la altura del nivel del liquido (9) o bien se modifica en función de la constante de dielectricidad del medio que rodea la sonda sensora (8), en el que la al menos una sonda sensora (8) está dispuesta frente a una superficie sensora activa (10) del sensor de nivel de llenado (4) con preferencia separada de ella por medio de una pared (2) del depósito de lavar.
Description
Lavavajillas con un sistema para la detección
del nivel del líquido.
Objeto de la presente invención es un
lavavajillas con un sistema para la detección del nivel del liquido
de lavar contenido en el lavavajillas.
Se conocen lavavajillas con dispositivos para la
detección del nivel de llenado, en los que la detección del nivel
del líquido se realiza con medios mecánicos, por ejemplo por medio
de flotador. En dispositivos de este tipo, el flotador flota sobre
la superficie del líquido, tan pronto como el nivel del líquido en
el lavavajillas excede un nivel determinado. El flotador está
conectado mecánicamente de forma habitual con un conmutador, que
modifica su estado de conexión en virtud del movimiento de flotación
del flotador y transmite una señal correspondiente al control del
programa del lavavajillas.
Otros sistemas para la detección del nivel del
líquido en un lavavajillas trabajan con una caja de presión en un
sistema de tubitos comunicantes, que se comprime a medida que se
incrementa el nivel del líquido. A partir de la medida de la
compresión de la caja de presión se pueden calcular el nivel del
líquido en el lavavajillas. Estos sistemas conocidos para la
detección del nivel de llenado tienen el inconveniente de que
presentan un número de partes móviles, que son propensas al desgaste
y la contaminación, por ejemplo a través de los residuos de lavar
depositados, lo que puede conducir a problemas de tolerancia hasta
el fallo completo del dispositivo para la detección del nivel de
llenado. El documento DE-A-2 924 556
publica un lavavajillas de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1.
El cometido de la presente invención es preparar
un lavavajillas con un sistema para la detección del nivel de
llenado, que calcula de manera fiable el nivel de llenado en el
lavavajillas sin la utilización de partes móviles.
Este cometido se soluciona a través del
lavavajillas de acuerdo con la invención con las características
según la reivindicación 1. Los desarrollos ventajosos de la presente
invención se caracterizan en las reivindicaciones dependientes 2 a
10.
El lavavajillas de acuerdo con la invención
comprende al menos un depósito de lavar para el alojamiento de
artículos a limpiar y un sistema para la detección del nivel de
llenado del líquido de lavar contenido en el lavavajillas, en el
que está previsto al menos un sensor capacitivo del nivel de
llenado, cuya capacidad eléctrica se modifica en función de la
altura del nivel del líquido.
Una ventaja del lavavajillas de acuerdo con la
invención consiste en que a través del sistema para la detección
del nivel de llenado de acuerdo con la presente invención sin partes
móviles y solamente a través de la utilización de componentes
electrónicos se puede calcular el nivel del líquido en el
lavavajillas. De esta manera, el sistema de acuerdo con la
invención para la detección del nivel del líquido es insensible
frente al desgaste y la contaminación a través de residuos de lavar
depositados. Puedo que no hay que tener en cuenta ya ningún espacio
para dispositivos mecánicos, otra ventaja del sistema de acuerdo con
la invención para la detección del nivel del líquido se puede ver
en que solamente tiene una necesidad de espacio muy reducida y, por
lo tanto, se puede alojar casi discrecionalmente también en lugares
inaccesibles en el lavavajillas. El sistema de acuerdo con la
invención posibilita, además, una detección sin contacto del nivel
de llenado, en la que el nivel del liquido y el sensor del nivel de
llenado no entran en contacto entre sí, lo que se explica en
detalle en la descripción siguiente.
El líquido de lavar utilizado en el lavavajillas
corresponde a una solución mezclada con detergentes, que está
constituida esencialmente por agua. El agua tiene una constante de
dielectricidad de \varepsilon_{W} = 81, que se diferencia
claramente de la constante de dielectricidad del agua
(\varepsilon_{L} = 1). Esta diferencia clara entre las
constantes de dielectricidad del agua y del aire se utiliza como
principio básico en el sistema para la detección del nivel de
llenado de acuerdo con la presente invención, para calcular el
nivel del líquido en el lavavajillas. A tal fin, el sensor del nivel
de llenado está configurado a modo de un condensador, cuya
capacidad eléctrica se modifica en función de la altura del nivel
del líquido. La modificación de la capacidad eléctrica del sensor
capacitivo del nivel de llenado se basa en este caso en la ley
física de que la capacidad eléctrica de un condensador depende
-además de la superficie del condensador y de su distancia mutua-
de la constante de dielectricidad del medio o bien del dieléctrico,
que se encuentra en el campo electromagnético, que se configura
entre las superficies del condensador. Estas relaciones se pueden
representar con la siguiente ecuación, en la que C es la capacidad
eléctrica del condensador, A es la superficie del condensador, d es
la distancia entre las superficies del condensador y \varepsilon
es la constante de dielectricidad del dieléctrico:
C =
\varepsilon
A/d
Cuando cambia el dieléctrico o bien el medio,
que se encuentra en el campo electromagnético entre las superficies
del condensador, entonces se modifica también el factor de la
constante de dielectricidad \varepsilon. Puesto que los restantes
factores de la ecuación mencionada anteriormente permanecen
inalterados, la capacidad del sensor capacitivo del nivel del
liquido se modifica directamente proporcional con la modificación de
la constante de dielectricidad del dieléctrico.
Esto significa en la aplicación concreta de
acuerdo con la presente invención que la capacidad eléctrica del
sensor capacitivo del nivel de llenado se incrementa aproximadamente
en el factor 81, cuando el sensor del nivel del agua está rodeado
por agua en lugar de aire, es decir, que el dieléctrico representa
agua en lugar de aire. Esta modificación de la capacidad se puede
evaluar, de acuerdo con una forma de realización preferida de la
invención, con la ayuda de un circuito electrónico conectado en el
sensor capacitivo del nivel de llenado. Puesto que se conoce
previamente la capacidad eléctrica del sensor capacitivo del nivel
de llenado con agua o aire como dieléctrico, a través del circuito
eléctrico se puede determinar de una manera univoca si el sensor
del nivel de llenado está rodeado por agua o por aire.
El sensor capacitivo del nivel de llenado está
dispuesto de manera más conveniente en el lavavajillas de tal forma
que se pueden determinar uno o varios niveles de liquido
determinados del nivel del liquido en el lavavajillas a través del
sensor del nivel de llenado o bien se puede determinar que se ha
excedido o bien que no se ha alcanzado este nivel del líquido.
También es posible asociar a graduaciones de la modificación de la
capacidad del sensor del nivel del líquido determinados niveles del
líquido en el lavavajillas, de manera que no sólo se puede
determinar si se ha excedido o no se ha alcanzado un nivel
determinado del líquido, sino también la altura exacta del nivel
del líquido en el depósito de lavar del lavavajillas con la ayuda
del sistema de acuerdo con la invención con sensor capacitivo del
nivel del líquido.
El efecto físico descrito anteriormente de la
modificación de la capacidad del sensor capacitivo del nivel de
llenado se puede explicar, además, porque los portadores de carga
adoptan sobre el sensor del nivel de llenado, después de un tiempo
de estabilización determinado, una distribución uniforme de la
carga, con tal que no se modifiquen las condiciones exteriores. Tan
pronto como ahora el medio que rodea al sensor del nivel de llenado
se modifica, por ejemplo, a través de una subida del líquido de
lavar en el depósito de lavar del lavavajillas, se modifica también
la distribución de los portadores de carga sobre el sensor del nivel
de llenado, lo que es detectado por el circuito electrónico. En
este caso, es ventajoso que el sensor del nivel de llenado
reaccione especialmente a la constante relativa de dielectricidad
del agua. La sensibilización del sensor capacitivo del nivel de
llenado sobre la constante de dielectricidad del agua es ventajosa
en la presente utilización, puesto que en lavavajillas se emplean
soluciones acuosas como líquido de lavar y de esta manera se puede
realizar de manera especialmente exacta la determinación del nivel
del líquido.
En otra forma de realización preferida de la
presente invención, el sensor del nivel del líquido presenta al
menos una, por ejemplo dos superficies activas de sensor, en las que
se puede configurar un campo electromagnético, que se modifica en
función de la constante de dielectricidad del medio que rodea las
superficies del sensor. Las superficies activas del sensor se
encuentran con preferencia en una posición opuesta, de manera que se
puede configurar un campo electromagnético lo más homogéneo posible
entre ellas, cuya modificación se puede detectar fácilmente. Es
necesaria al menos una superficie activa del sensor, de manera que
también otras partes en el depósito de lavar pueden funcionar como
superficie de sensor. De esta manera, están disponibles dos
superficies de sensor.
Es especialmente ventajoso que el sensor del
nivel de llenado esté dispuesto fuera del depósito de lavar y que
el sensor del nivel de llenado o bien sus superficies sensoras estén
aislados del líquido de lavar con preferencia a través de la pared
del depósito de lavar. De esta manera, el sensor del líquido de
lavar se puede proteger efectivamente frente a actuaciones
perjudiciales del líquido de lavar y frente a residuos de lavar o
detergentes contenidos en el mismo. De esta manera, se garantiza una
función fiable y duradera del sistema de acuerdo con la invención
para la detección del nivel de llenado.
En la forma de realización anterior de la
invención, el sensor del nivel de llenado está dispuesto fuera del
depósito de lavar, de manera que entre el sensor del nivel de
llenado y el líquido de lavar se encuentra la pared del depósito de
lavar, para proteger el sensor del nivel del líquido contra
influencias perjudiciales del liquido de lavar. Sin embargo, para
no perjudicar la exactitud en la determinación del nivel del liquido
a través de la pared del depósito de lavar, en otra forma de
realización, dentro del depósito de lavar está prevista al menos
una sonda sensora de material conductor eléctrico, de manera que
entre la sonda sensora y el sensor del nivel de llenado se puede
configurar un campo electromagnético, de manera que el campo
electromagnético se modifica en función de la altura del nivel del
liquido o bien se modifica en función de la constante de
dielectricidad del medio que rodea a sonda sensora. A través de la
aplicación de una sonda sensora sobre el lado del medio a detectar,
es decir, dentro del depósito de lavar, se puede incrementar la
sensibilidad del sensor del nivel de llenado y, por lo tanto, la
exactitud en la determinación del nivel del liquido en el depósito
de lavar. Mientras que una superficie activa del sensor del nivel de
llenado se encuentra sobre el lado exterior en la pared del
depósito de lavar, la sonda sensora se encuentra frente a la
superficie activa del sensor del nivel de llenado sobre el lado
interior de la pared del depósito de lavar y, por lo tanto, en el
interior del depósito de lavar.
El cuerpo conductor de electricidad de la sonda
sensora está colocado frente a la superficie activa del sensor del
nivel de llenado, por lo tanto en la forma de realización descrita
anteriormente, aislado a través de la pared del depósito de lavar.
La ventaja de esta disposición consiste en que en este caso la
superficie activa del sensor del nivel de llenado y la sonda
sensora forman polos eléctricos opuestos, entre los cuales se puede
configurar un campo electromagnético, que se modifica en función del
medio que rodea la sonda sensora. El aislamiento se genera a través
de la pared del depósito de lavar, que se encuentra entre el sensor
del nivel de llenado y la sonda sensora. Si el líquido a detectar
entra en contacto ahora con la sonda sensora, se modifica la
distribución de la carga eléctrica sobre el sensor del nivel de
llenado, a lo que reacciona el sensor capacitivo del nivel de
llenado. La superficie activa del sensor del nivel de llenado se
encuentra de nuevo fuera del depósito de lavar lleno con líquido de
lavar y de esta manera no entra en contacto directo con el líquido
de lavar. La ventaja de la medición capacitiva del nivel de llenado
reside, por lo tanto, en que el nivel del agua se puede detectar a
través de la pared del depósito no conductora de electricidad.
En otra forma de realización preferida de la
presente invención, se detecta la capacidad eléctrica del sensor
del nivel del líquido y su modificación con preferencia de forma
cualitativa y cuantitativa con medios electrónicos, es decir, que
no sólo se detecta si alcanza, se excede o no se alcanza un nivel
determinado del líquido a través del sensor del nivel de llenado y
a través del circuito eléctrico conectado con él, sino con
preferencia también la altura exacta del nivel del líquido. El
circuito electrónico se puede realizar en este caso de manera
especialmente práctica en forma de uno o varios circuitos
integrados, que son favorables en la fabricación y tienen una
necesidad reducida de espacio.
En el circuito electrónico se puede establecer
de manera más conveniente para la prevención de estados de
detección indeterminados un valor límite determinado de la capacidad
eléctrica del sensor del nivel de llenado para distinguir si el
sensor se encuentra en la proximidad de un medio con constante de
dielectricidad alta o baja o bien si el sensor está rodeado por un
líquido acuoso o por aire.
A continuación se explica en detalle la presente
invención con la ayuda de un ejemplo de realización preferido con
referencia al dibujo adjunto.
La figura 1 muestra una sección transversal a
través de una parte de la cazoleta de la bomba de un lavavajillas
con un sistema para la detección del nivel de llenado de acuerdo con
la presente invención en una forma de realización preferida. Puesto
que la cazoleta de la bomba representa la parte inferior del
depósito de lavar, en la que se acumula el líquido de lavar
contenido en el lavavajillas, la cazoleta de la bomba es un lugar
especialmente adecuado para la disposición del sistema para la
detección del nivel de llenado en el lavavajillas. En la figura 1
solamente se representa la parte de la cazoleta de la bomba, que
está configurada en forma de una elevación 1 hacia arriba. En la
situación representada en el dibujo, la elevación 1 está rodeada en
la cazoleta de la bomba por líquido de lavar, de manera que el nivel
del líquido 9 está en la zona inferior de la cazoleta de la bomba
del lavavajillas.
En la zona superior de la elevación 1 está
configurada una cúpula 11, de manera que las paredes 2 respectivas
de la cazoleta de la bomba, de la elevación 1 y de la cúpula 11
están conectadas entre sí de forma integral y, por lo tanto, la
pared 2 del depósito de lavar se representa en su zona inferior. De
esta manera, también los espacios interiores de la cazoleta de la
bomba, de la elevación 1 y de la cúpula 11 están conectados entre
sí y están protegidos contra el líquido de lavar, que rodea la
cúpula 11 y la elevación 1. En el espacio interior de la cúpula 11
está dispuesto un sensor del nivel del llenado 4. El sensor del
nivel de llenado 4 está configurado en forma de una barra recta, en
cuyos extremos opuestos se encuentra, respectivamente, una
superficie activa de sensor 10. Durante el funcionamiento del
sistema para la detección del nivel de llenado, se ajusta sobre las
superficies activas del sensor 10 una distribución determinada de
los portadores de carga, que se modifica en función del nivel 9 del
liquido de lavar en el lavavajillas. Es decir, que cuando se
modifica el medio que rodea las superficies activas del sensor 10,
por ejemplo a través de una subida del liquido de lavar en el
depósito de lavar del lavavajillas, entonces se modifica también la
distribución de los portadores de carga sobre el sensor del nivel
de llenado 4. Tanto la modificación absoluta como también la
modificación relativa de esta distribución de los portadores de
carga sobre el sensor del nivel de llenado 4 se puede utilizar como
medida directa para la determinación de la modificación o bien de la
altura absoluta del nivel del liquido de lavar 9 en el
lavavajillas.
Las superficies activas de detección 10 del
sensor del nivel de llenado 4 están adyacentes, respectivamente, al
lado interior de la pared 2, de manera que las superficies activas
de detección 10 del sensor del nivel de llenado 4 están separadas
siempre por la pared 2 del liquido de lavar. De esta manera, se
puede proteger el sensor del nivel de llenado 4 contra actuaciones
perturbadoras del liquido de lavar y contra los residuos de lavar o
detergentes contenidos allí, lo que garantiza una función fiable y
duradera del sistema de acuerdo con la invención para la detección
del nivel de llenado.
Sobre el lado de la pared 2, opuesto a las
superficies activas del sensor 10, está dispuesta en cada caso una
sonda sensora 8. Por consiguiente, las superficies activas del
sensor 10 y el sensor del nivel de llenado 4 están dispuestos en el
lado "seco" en la pared 2 del depósito de lavar, mientras que
las sondas sensoras 8 se encuentran directamente frente a las
superficies activas de detección 10 del sensor del nivel de llenado
4 sobre el lado de la pared 2, bañado por el líquido de lavar, del
depósito de lavar y, por lo tanto, en el interior del depósito de
lavar. A través de la colocación de las sondas sensoras 8 en el
interior del depósito de lava, se eleva la sensibilidad del sensor
del nivel de llenado 4 y, por lo tanto, la exactitud en la
determinación del nivel de llenado 9 en el depósito de lavar.
Las sondas sensoras 8 están constituidas por
material conductor de electricidad, de manera que entre las sondas
sensoras 8 y el sensor del nivel de llenado 4 se puede configurar un
campo electromagnético. Este campo electromagnético se modifica en
función de la constante de dielectricidad del medio que rodea las
sondas sensoras 8 y, por lo tanto, en función del nivel del líquido
de lavar 9 en el lavavajillas. Tan pronto como el nivel del líquido
de lavar 9 se eleva en el lavavajillas o bien el líquido de lavar
entra en contacto con las sondas sensoras 8, se modifica la
distribución de la carga eléctrica sobre el sensor del nivel de
llenado 4 o bien su capacidad eléctrica.
El sensor del nivel de llenado 4 está conectado
a través de una línea eléctrica 5 con un circuito electrónico 6,
que detecta u evalúa la modificación de la distribución de la carga
del sensor del nivel de llenado 4 o bien la modificación de su
capacidad eléctrica. El circuito electrónico comprende de manera más
conveniente uno o varios circuitos integrados 7, que están
especialmente programados para la evaluación de las señales
suministradas por el sensor del nivel de llenado 4. El resultado de
esta evaluación se transmite al control del programa del
lavavajillas que, en caso necesario, inicia medidas para la
modificación del nivel del líquido de lavar en el lavavajillas,
como por ejemplo la apertura de una válvula para la alimentación de
agua nueva o la activación de la bomba de lejía para el bombeo de
líquido de lavar fuera del lavavajillas.
La cúpula 11 está configurada sobre su lado
superior en forma de un techo 3 en voladizo, que sirve como
protección contra las salpicaduras de agua para las sondas del
sensor 8. La protección contra las salpicaduras de agua 3 sirve
para la prevención de mediciones erróneas del sistema para la
detección del nivel de llenado, que podrían ser provocadas, por
ejemplo, durante la operación de lavado a través de salpicaduras del
líquido de lavar sobre las sondas sensoras 8. De esta manera, se
asegura que se calcule exclusivamente el nivel real 9 del líquido
de lavar en el lavavajillas por el sistema para la detección del
nivel de llenado.
A través del sistema de acuerdo con la invención
se puede realizar la detección del nivel determinado de líquido por
medio de sensores capacitivos con alta exactitud, de manera que las
superficies activas del sensor 10 y el sensor del nivel de llenado
4 están totalmente desacoplados galvánicamente del medio a detectar.
De esta manera se enseña emplear sistemas sensores capacitivos
también para la detección del nivel del agua en lavavajillas.
- 1
- Elevación en la cazoleta de la bomba del lavavajillas.
- 2
- Pared de la cazoleta de la bomba o bien del depósito de lavar.
- 3
- Protección contra las salpicaduras de agua.
- 4
- Sensor del nivel de llenado.
- 5
- Conexión eléctrica entre el sensor del nivel de llenado 4 y el circuito electrónico.
- 6
- Circuito electrónico.
- 7
- Circuito integrado.
- 8
- Sondas sensoras del sensor de nivel de llenado.
- 9
- Nivel del líquido de lavar en el lavavajillas.
- 10
- Superficies sensoras activas del sensor del nivel de llenado 4.
- 11
- Bóveda de la elevación 1.
Claims (8)
1. Lavavajillas con al menos un depósito de
lavar para el alojamiento de los artículos a limpiar y con un
sistema para la detección del nivel (9) del liquido de lavar
contenido en el lavavajillas con al menos un sensor capacitivo del
nivel de llenado (4), cuya capacidad eléctrica se modifica en
función de la altura del nivel del liquido (9),
caracterizado porque dentro del depósito de lavar está
prevista al menos una sonda sensora (8) de material conductor de
electricidad y entre la sonda sensora (8) y el sensor del nivel de
llenado (4) se puede configurar un campo electromagnético, en el
que el campo electromagnético se modifica en función de la altura
del nivel del liquido (9) o bien se modifica en función de la
constante de dielectricidad del medio que rodea la sonda sensora
(8), en el que la al menos una sonda sensora (8) está dispuesta
frente a una superficie sensora activa (10) del sensor de nivel de
llenado (4) con preferencia separada de ella por medio de una pared
(2) del depósito de lavar.
2. Lavavajillas de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el sensor del nivel de llenado (4) está configurado a
modo de un condensador, cuya capacidad eléctrica se modifica en
función de la constante de dielectricidad del medio que rodea el
sensor del nivel de llenado.
3. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que el sensor del nivel de llenado
(4) reacciona especialmente a la constante de dielectricidad del
agua.
4. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el sensor del nivel de
llenado (4) presenta al menos dos superficies sensoras (10) activas
con preferencia opuestas entre sí, entre las cuales se puede
configurar un campo electromagnético, que se modifica en función de
la constante de dielectricidad del medio que rodea las superficies
sensores (10).
5. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en el que el sensor del nivel de
llenado (4) está dispuesto fuera del depósito de levar y el sensor
del nivel de llenado (4) o bien sus superficies sensoras (10) están
aislados del líquido de lavar con preferencia a través de la pared
(2) del depósito de lavar.
6. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en el que la capacidad dieléctrica del
sensor del nivel de llenado (4) y su modificación se detectan con
medios electrónicos (5, 6, 7), con preferencia cualitativa y
cuantitativamente.
7. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en el que están previstos medios
electrónicos de memoria, en los que se puede memorizar al menos un
valor de referencia, que corresponde a una capacidad eléctrica del
sensor del nivel de llenado (4) con un nivel de líquido (9)
determinado.
8. Lavavajillas de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se establece un valor límite
determinado de la capacidad eléctrica del sensor del nivel de
llenado (4) para distinguir si el sensor del nivel de llenado (4)
se encuentra en la proximidad de un medio con constante de
dielectricidad más alta o más baja, o si el sensor del nivel de
llenado (4) está rodeado por un líquido acuoso o por aire.
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