ES2345803B9 - Sensor combinado para medir variables en medio liquido. - Google Patents
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Abstract
Sensor combinado para medir variables en un
medio líquido, formado por una envolvente (1) que consta de una capa
interior (2) de material rígido y una exterior (3) de material
elástico, alojando en el interior un conjunto funcional (7) que
comprende dos circuitos impresos (8 y 9) perpendiculares, en los
cuales pueden ir incorporados un sensor de presión (10), un sensor
de temperatura y un sensor de turbidez, quedando el sensor de
presión (10) enfrente de un orificio (14) sobre el que la capa (3)
elástica de la envolvente (1) determina una membrana de cubrimiento,
con relleno del hueco entre dicha membrana y el sensor de presión
(10) mediante un fluido viscoso (12).
Description
Sensor combinado para medir variables en un
medio líquido.
La presente invención está relacionada con la
medición de variables tales como la presión, la temperatura y la
turbidez de un fluido, tal como el agua utilizada en aparatos
electrodomésticos del tipo de lavadoras, lavavajillas, etc.,
proponiendo un dispositivo que permite controlar dichas variables
mediante una realización práctica ventajosa.
En los aparatos electrodomésticos del tipo
lavadoras, lavavajillas, etc., es esencial el control de
determinadas variables del agua, como la presión, la temperatura, la
turbidez, etc., para establecer determinados comportamientos
funcionales que sirvan para mantener un adecuado control automático
del funcionamiento del aparato de aplicación.
En este sentido, se conocen dispositivos que
permiten medir variables, como la presión, la temperatura, la
turbidez, etc., de un modo independiente; habiéndose desarrollado
también dispositivos compactos que reúnen en un solo conjunto
estructural los elementos funcionales para medir diferentes
variables.
Los dispositivos compactos conocidos que
permiten medir diferentes variables, constan sin embargo de una
realización estructural que resulta muy limitada en sus
características de aislamiento eléctrico, de manera que tales
dispositivos son aptos para la utilización en aplicaciones en las
que quedan al aire, pero no son útiles para aplicaciones que caigan
dentro del ámbito de la Directiva 73/23 CE de seguridad de los
productos electrotécnicos de baja tensión y en las que las partes
sensibles deban estar en contacto con agua u otro medio fluido
conductor potencialmente accesible al contacto por el usuario.
De acuerdo con la invención se propone un
dispositivo compacto previsto para medir la presión, la temperatura,
y la turbidez, con una realización que resulta de características
constructivas y funcionales que permiten cumplir con las exigencias
necesarias de aislamiento para aplicaciones sumergidas en agua.
Este dispositivo objeto de la invención
comprende una envolvente de material aislante, dentro de la cual se
aloja un conjunto funcional que integra los elementos electrónicos
destinados para medir las variables de aplicación, cerrándose dicha
envolvente por una tapa sobre la que va incorporado un conector para
la conexión con medios externos.
Según la invención, la envolvente aislante
consta de una capa interior y una capa exterior sobremoldeadas entre
sí, siendo, preferentemente, la capa interior de material rígido y
la capa exterior de material flexible, y el conjunto de ambas capas
transparente a las radiaciones infrarrojas.
El conjunto funcional que se aloja dentro de
dicha envolvente aislante, consta de dos circuitos impresos
perpendicularmente asociados, en uno de los cuales va dispuesto un
sensor de presión, mientras que el otro circuito impreso va
dispuesto, al menos, un sensor de temperatura, pudiendo incorporar
este segundo impreso también los elementos funcionales de un sensor
de turbidez.
En esa disposición la capa rígida de la
envolvente aislante determina un orificio enfrentado al sensor de
presión, mientras que la capa flexible determina un cubrimiento a
modo de una membrana respecto de dicho orificio, rellenándose el
hueco del orificio entre la mencionada membrana y el sensor de
presión con un fluido viscoso.
Se prevé una realización práctica con solo un
sensor de temperatura, disponiéndose éste sobre el circuito impreso
principal, mediante un montaje análogo al del sensor de presión,
disponiéndose como relleno en el hueco entre dicho sensor y la
membrana de cierre un gel o elastómero del tipo de los que son
buenos conductores del calor.
El conjunto estructural de la envolvente
aislante determina además una protuberancia hueca, en la cual se
aloja la parte de circuito impreso que incorpora al sensor de
temperatura, estando prevista una realización de dicha envolvente
aislante con tres protuberancias huecas independientes, una de ellas
para alojar la parte de circuito impreso que incorpora al sensor de
temperatura y las otras dos para alojar otras partes de circuito
impreso que incorporan los elementos de un sensor de turbidez.
Con ello así, se obtiene un dispositivo que
permite la medida de diferentes variables, pudiendo ser utilizado en
un medio líquido, como el agua empleada en los aparatos
electrodomésticos del tipo lavadoras, lavavajillas, etc., ya que la
envolvente que cubre al conjunto funcional proporciona unas
características de aislamiento que cumplen con las exigencias de la
normativa establecida al respecto, adquiriendo por lo tanto este
dispositivo vida propia y carácter preferente para la aplicación en
medios líquidos.
La figura 1 muestra en perspectiva explosionada
el conjunto componente del dispositivo preconizado, según un ejemplo
de realización.
La figura 2 muestra una vista en sección de la
envolvente aislante del dispositivo.
La figura 3 es un detalle en sección de la
disposición del sensor de presión el dispositivo según la
invención.
La figura 4 es una perspectiva explosionada del
conjunto estructural del dispositivo según otro ejemplo de
realización.
El objeto de la presente invención consiste en
un dispositivo destinado para medir variables, como la presión, la
temperatura y la turbidez, en relación con un medio líquido, como el
agua que utilizan los aparatos electrodomésticos del tipo de
lavadoras, lavavajillas, etc., incorporando todos los elementos
funcionales para medir las distintas variables en un único conjunto
compacto de montaje.
Dicho conjunto constitutivo del dispositivo
comprende una envolvente (1) aislante, formada por una capa interior
(2) de material rígido y una capa exterior (3) de material elástico,
las cuales en la figura 1 se han representado separadas, pero se
construyen sobremoldeadas entre sí, como se observa en la figura 2,
cerrándose dicha envolvente (1) con una tapa (4), sobre la que va
integrado un conector (6) en relación con una abertura (5) de
comunicación con el interior.
Dentro de la mencionada envolvente (1) se aloja
un conjunto funcional (7) constituido por dos circuitos impresos (8
y 9 ó 9.1) en montaje perpendicular uno respecto del otro, yendo en
el circuito impreso (8) un sensor de presión (10), mientras que el
otro circuito impreso (9 ó 9.1) se dispone atravesando
perpendicularmente a ese circuito impreso (8).
En una realización, según muestra la figura 1,
el circuito impreso (9) perpendicular al circuito impreso (8) que
incorpora al sensor de presión (10), determina una patilla (17) en
la que se dispone un sensor de temperatura (11). Mientras que en
otra realización, según muestra la figura 4, el circuito impreso
(9.1) perpendicular al circuito impreso (8) que incorpora al sensor
de presión (10), determina tres patillas (17.1, 17.2 y 17.3), en dos
de las cuales (17.1 y 17.2) se incorporan los elementos (18.1 y
18.2) componentes de un sensor de turbidez, mientras que en la
tercera patilla (17.3), que es de distinta longitud que las
anteriores, se incorpora un sensor de temperatura (11).
El conjunto estructural de la envolvente (1)
formado con las capas (2 y 3) sobrepuestas, determina un cubrimiento
aislante del conjunto funcional (7) que cumple con las
especificaciones de aislamiento necesarias para la aplicación del
dispositivo en medio líquido, presentando la capa rígida interior
(2) de dicho conjunto estructural de la envolvente (1) un orificio
(14) enfrente de la posición del sensor de presión (10), mientras
que la capa flexible exterior (3) determina en relación con ese
orificio (14) un cubrimiento (16) a modo de membrana, rellenándose
el hueco entre dicha membrana (16) y el sensor de presión (10) con
un fluido viscoso (12), como se observa en la figura 3, de manera
que la presión externa influye sobre la membrana (16) y se transmite
por el fluido viscoso (12) hasta el sensor de presión (10) que acusa
y mide esa presión.
Para esa función, el fluido viscoso (12) de
relleno del hueco entre el sensor de presión (10) y la membrana
(16), puede ser cualquier fluido que no sea soluble en agua ni pueda
ser arrastrado por ésta, que sea buen aislante eléctrico y que tenga
una viscosidad elevada capaz de impedir las fugas entre la capa
interior (2) de la envolvente y el circuito impreso (8), pero siendo
a la vez capaz de transmitir la presión.
En la parte exterior la envolvente (1) posee
unas conformaciones (13) para la sujeción del dispositivo en el
montaje de aplicación, determinando dicha envolvente (1) en la parte
frontal extrema una protuberancia hueca (15), en la cual se aloja la
patilla (17) del circuito impreso (9) que incorpora al sensor de
temperatura (11), según la realización de la figura 1.
Cuando el dispositivo incorpora un sensor de
turbidez, según la realización de la figura 4, la parte frontal
extrema de la envolvente (1) determina dos protuberancias huecas
(15.1 y 15.2), en las que se alojan, las patillas (17.1 y 17.2) del
circuito impreso (9.1) que incorporan a los elementos (18.1 y 18.2)
del sensor de turbidez, mientras que en otra protuberancia hueca de
menor longitud (que no se aprecia en el dibujo) se aloja la patilla
(17.3) que incorpora al sensor de temperatura (11).
Para que el sensor de turbidez pueda funcionar
correctamente, las protuberancias (15.1 y 15.2) en las que se alojan
los elementos (18.1 y 18.2) de dicho sensor de turbidez, se prevén
de un material transparente a las radiaciones infrarrojas, pudiendo
tener esa condición de transparencia el conjunto de las capas (2 y
3) componentes de la envolvente (1). Alternativamente podría
utilizarse también un sistema similar al del sensor de presión (10),
dejando por delante de los elementos (18.1 y 18.2) del sensor de
turbidez sólo la capa externa (3) de la envolvente y rellenando el
interior con gel de silicona u otro medio rígido o
semi-rígido transparente a las radiaciones
infrarrojas.
Según una realización práctica, el conjunto
funcional (7) puede incorporar solo un sensor de temperatura (11),
disponiéndose éste en el circuito impreso (8), mediante un montaje
análogo al descrito para el sensor de presión (10), con un relleno
del hueco entre dicho sensor de temperatura y la membrana (16), en
este caso, con un gel o elastómero del tipo buen conductor del
calor.
Claims (3)
1. Sensor combinado para medir variables en un
medio líquido, que integra en un conjunto compacto elementos
funcionales para medir presión, temperatura y turbidez,
comprendiendo un alojamiento formado por una envolvente (1) de
material aislante eléctrico, dentro de la cual se aloja un conjunto
funcional (7) que integra los elementos de medida,
caracterizado porque la envolvente (1) consta de un conjunto
estructural formado por una capa interior (2) de material rigido y
una capa exterior (3) de material elástico, sobremoldeadas entre sí,
mientras que el conjunto funcional (7) comprende un circuito impreso
(8) que incorpora un sensor de presión (10) y en montaje
perpendicular otro circuito impreso (9) que incorpora un sensor de
temperatura (11) ó un circuito impreso (9.1) que incorpora los
elementos (18.1 y 18.2) componentes de un sensor de turbidez y un
sensor de temperatura (11); presentando la capa rigida interior (2)
de la envolvente (1) un orificio (14) enfrente de la posición del
sensor de presión (10), mientras que la capa elástica exterior (3)
de dicha envolvente (1) define en relación con el mencionado
orificio (14) una membrana (16).
2. Sensor combinado para medir variables en un
medio líquido, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque entre la membrana (16) y el sensor de
presión (10) se incluye un relleno de fluido viscoso.
3. Sensor combinado para medir variables en un
medio líquido, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque la envolvente (1) determina frontalmente
en la parte extrema unas protuberancias huecas (15, 15.1, 15.2), en
las cuales se alojan el sensor de temperatura (11) y los elementos
(18.1 y 18.2) del sensor de turbidez.
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