ITUD20130071A1 - Sensore digitale di pressione per un elettrodomestico ed elettrodomestico provvisto di detto sensore digitale di pressione - Google Patents

Sensore digitale di pressione per un elettrodomestico ed elettrodomestico provvisto di detto sensore digitale di pressione Download PDF

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ITUD20130071A1
ITUD20130071A1 IT000071A ITUD20130071A ITUD20130071A1 IT UD20130071 A1 ITUD20130071 A1 IT UD20130071A1 IT 000071 A IT000071 A IT 000071A IT UD20130071 A ITUD20130071 A IT UD20130071A IT UD20130071 A1 ITUD20130071 A1 IT UD20130071A1
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IT
Italy
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conductive membrane
spacer
pressure sensor
respect
digital pressure
Prior art date
Application number
IT000071A
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English (en)
Inventor
Giovanni Cerizza
Leila Moscato
Luigi Salerno
Gabriele Sorrentino
Salvatore Tomarchio
Original Assignee
Eliwell Controls S R L Con Unico S Ocio
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14Housings
    • G01L19/148Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"SENSORE DIGITALE DI PRESSIONE PER UN ELETTRODOMESTICO ED ELETTRODOMESTICO PROVVISTO DI DETTO SENSORE DIGITALE DI PRESSIONE"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un sensore digitale di pressione di tipo capacitivo, idoneo all'applicazione in elettrodomestici, quali ad esempio, ma non solo, lavatrici o lavastoviglie, per la rilevazione di valori di pressione allo scopo di condizionare l'attivazione di funzioni e cicli di funzionamento pre-determinati dell'elettrodomestico. Il trovato fa anche riferimento ad un elettrodomestico provvisto del sensore stesso.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti i sensori capacitivi, i quali sono normalmente provvisti di una membrana conduttiva flessibile mantenuta da un distanziale ad una determinata distanza da una piastra conduttiva collegata ad un circuito stampato, o PCB (Printed Circuit Board). La membrana conduttiva e la piastra conduttiva costituiscono le due piastre, o armature, di un condensatore. Perturbazioni esterne determinano flessioni della membrana conduttiva e conseguenti riduzioni della distanza tra la membrana stessa e la piastra conduttiva del PCB. Tali riduzioni di distanza danno origine ad aumenti della capacità del condensatore, che vengono registrati da un microcontrollore integrato nel PCB e convertiti in un segnale di uscita coerente con la grandezza che si vuole misurare.
I sensori capacitivi possono essere utilizzati in svariati campi della tecnica, per misurare differenti grandezze, quali ad esempio pressione, spostamenti, composizione chimica, campo elettrico o magnetico, accelerazione, livello o composizione di un fluido. Tali sensori possono essere di dimensioni anche micrometriche, avere sensibilità e risoluzioni molto elevate e operare con variazioni di capacità anche dell'ordine di 5 aF.
Allo stato attuale, tali sensori sono generalmente utilizzati come componenti di sistemi miniaturizzati elettromeccanici, anche noti come MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems), normalmente provvisti di dispositivi elettrici, elettronici e meccanici integrati in uno stesso substrato di silicio.
Ulteriori applicazioni di questi sensori capacitivi ne prevedono l'utilizzo come sensori di prossimità ad alta risoluzione.
E' noto che in alcuni elettrodomestici, come ad esempio in una macchina di lavaggio, quale una macchina lavatrice o lavastoviglie, o in una macchina asciugatrice o lavasciuga, oppure in un frigorifero, o in un congelatore, o in un bollitore, od in ulteriori elettrodomestici adibiti al trattamento e/o alla cottura di cibi o bevande, vengono utilizzati uno o più sensori di pressione allo scopo di rilevare particolari e definiti valori di una pressione e determinare l'attivazione o disattivazione di una particolare funzione o ciclo proprio di funzionamento dell 'elettrodomestico sulla base dei comandi di un programmatore elettronico od elettromeccanico.
Varie tipologie di sensori di pressione sono note a tale scopo e comprendono, ad esempio, pressostati di tipo elettromeccanico attivabili quando la suddetta pressione, raggiunge un valore predeterminato.
Un inconveniente di questi sensori di pressione noti utilizzati negli elettrodomestici è quello di essere ingombranti, spesso a causa dell'elevato numero di componenti propri ed accessori necessari per il funzionamento, e poco affidabili e precisi, a causa della ridotta tenuta nel tempo dei componenti meccanici ai cicli operativi.
Inoltre, i pressostati noti hanno l'ulteriore inconveniente di essere scarsamente versatili, in quanto generalmente sono tarati solamente per il rilevamento di una pressione predeterminata e non effettuano alcuna misurazione di tale grandezza.
Un ulteriore inconveniente dei sensori di pressione noti è quello di avere limitata flessibilità di utilizzo .
È quindi nota la necessità di realizzare un sensore digitale di pressione che sia poco ingombrante, affidabile, poco costoso e in grado di misurare con precisione almeno una pressione in un elettrodomestico, ad esempio quella di una colonna d'acqua, per consentire la gestione automatica di una pluralità di programmi di funzionamento.
Inoltre, i sensori capacitivi noti presentano un inconveniente dovuto ad una possibile isteresi di misura che ne può condizionare la precisione e 1'accuratezza.
Tale isteresi è principalmente dovuta al fatto che l'accoppiamento tra la membrana conduttiva ed il distanziale può determinare un movimento reciproco tra questi due componenti del sensore, il quale movimento può sommarsi o sottrarsi alla flessione della membrana conduttiva, inficiando la ripetibilità della misura. Infatti, questo movimento reciproco può riproporsi ad ogni misura, ma avere un'ampiezza casuale, oppure può essere parzialmente o del tutto recuperabile oppure permanente, dando origine ad uno spostamento residuo.
Risulta quindi che tale movimento reciproco introduce la dipendenza di una misura da quelle precedenti, sulla base della propria ampiezza o dello spostamento residuo che le corrispondenti sollecitazioni hanno indotto tra la membrana ed il distanziale.
Quanto sopra riportato si rivela in contrasto con la necessità di realizzare sensori di pressione con sempre maggiore precisione, accuratezza e affidabilità per far fronte alle esigenze del settore applicativo degli elettrodomestici, ove è richiesta una crescente flessibilità operativa, unitamente ad una sempre maggiore varietà di programmi di funzionamento e alla necessità di gestire in modo preciso, affidabile e completamente automatizzato tali programmi di funzionamento, con una sempre maggiore prontezza dì risposta alle variazioni di pressione. A ciò si affianca anche la richiesta di una sempre maggiore ottimizzazione dei consumi, ad esempio elettrici o di acqua. È pure un problema quello di soddisfare esigenze diverse in termine di segnale di uscita con lo stesso sensore, allo scopo di poter installare lo stesso sensore, eventualmente modificando soltanto la sua programmazione, in applicazioni che gestiscono segnali di uscita differenti.
Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un sensore digitale di pressione che sia, oltre che preciso, poco ingombrante e poco costoso, nonché in grado di misurare almeno una pressione in un elettrodomestico, con una risoluzione massimizzata, anche accurato e in grado di fornire rapidamente misure ripetibili e non condizionate da isteresi.
È pure uno scopo del trovato quello di realizzare un sensore digitale di pressione in cui la misura della pressione sia indipendente dal vincolo di collegamento tra la membrana conduttiva ed il distanziale.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questo ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale .
In accordo con i suddetti scopi, un sensore digitale di pressione secondo il presente trovato è configurato per misurare almeno una pressione in un elettrodomestico, e, secondo un aspetto caratteristico del trovato, è di tipo capacitivo e comprende almeno un gruppo rilevatore di pressione avente una piastra conduttiva di un circuito stampato ed una membrana conduttiva provvista di una zona deformabile disposte tra loro parallele e distanziate da un distanziale. Piastra conduttiva e membrana conduttiva definiscono in questo modo le armature di un condensatore a capacità variabile. Inoltre, la membrana conduttiva ed il distanziale sono realizzati in corpo unico come parti di un unico elemento sensibile.
In questo modo, si ottiene il vantaggio di rendere nullo il movimento reciproco tra la membrana conduttiva ed il distanziale in seguito alle deformazioni della prima dovute all'applicazione di una pressione sulla sua zona deformabile.
Infatti, essendo tali componenti realizzati in corpo unico, l'entità della flessione dovuta alla pressione esercitata sulla membrana conduttiva risulta ininfluente sulla tenuta del vincolo.
Poiché un eventuale movimento reciproco tra membrana conduttiva e distanziale determinerebbe un'isteresi della misura del sensore di pressione, l'annullamento di tale eventualità di fatto elimina la possibilità che l'isteresi si verifichi.
Inoltre, il presente trovato ha anche il vantaggio di rendere la misura maggiormente precisa, accurata e veloce, e quindi più affidabile rispetto a sensori capacitivi noti nei quali la membrana conduttiva ed il distanziale sono corpi distinti.
Secondo forme di realizzazione, in una direzione ortogonale rispetto alla membrana conduttiva, il distanziale definisce una parte d'estremità dell'elemento sensibile e la membrana conduttiva è posizionata all'estremità opposta dell'elemento sensibile, lungo tale direzione, rispetto a quella definita dal distanziale.
In ulteriori forme di realizzazione, in una direzione ortogonale rispetto alla membrana conduttiva, essa è ricavata sostanzialmente al centro dell'elemento sensibile, ed il distanziale è essenzialmente simmetrico rispetto alla membrana conduttiva nella medesima direzione.
Secondo aspetti del presente trovato, il distanziale ha una forma definita da un profilo a sviluppo continuo, disposto esternamente rispetto all'ingombro in pianta della zona deformabile della membrana conduttiva e configurato per circondare perimetralmente un interspazio compreso tra la membrana conduttiva e la piastra conduttiva.
Secondo ulteriori aspetti, il distanziale ha una forma definita da un profilo discontinuo formato da una pluralità di corpi distanziatori disposti, simmetricamente, ordinatamente, o secondo una qualsiasi disposizione che sia comunque idonea a garantire il parallelismo tra la membrana conduttiva e la piastra conduttiva, esternamente rispetto all'ingombro in pianta della zona deformabile della membrana conduttiva e a contorno di un interspazio compreso tra la membrana conduttiva stessa e la piastra conduttiva.
È pure incluso nel presente trovato un elettrodomestico provvisto di un sensore digitale di pressione capacitivo realizzato come sopra indicato.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- le figg. 1 e 2 sono rappresentazioni schematiche di una macchina di lavaggio provvista di un sensore digitale di pressione secondo il presente trovato;
- le figg. 3 e 4 sono viste schematiche in sezione di forme di realizzazione di un sensore digitale di pressione secondo il presente trovato;
- la fig. 5 e 6 sono viste in assonometria di forme di realizzazione di un componente del sensore digitale di fig. 3
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE
Con riferimento alla figura 1, un sensore digitale di pressione è indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 10 ed è schematicamente rappresentato montato su un elettrodomestico, quale una macchina di lavaggio, ad esempio una lavatrice 11.
La presente descrizione è riferita esemplificativamente ad una lavatrice 11, ma può essere facilmente adattata ad un qualsiasi elettrodomestico nel quale sia necessario misurare una o più pressioni interne. La figura 1 è utilizzata per descrivere in maniera esemplificativa una lavatrice 11 di tipo noto ed il relativo funzionamento.
La lavatrice 11 è provvista almeno di un cestello 12 nel quale sono contenuti gli indumenti da lavare e di un motore elettrico 13 configurato per fornire il voluto moto rotatorio al cestello 12 stesso.
Durante i cicli di lavaggio, nel cestello 12 viene di volta in volta immessa acqua pulita per mezzo di un'elettrovalvola 15 collegata alla rete idrica e prelevata acqua sporca tramite una pompa di scarico 16 collegata ad un condotto di scarico 17. Le operazioni di immissione e scarico dell'acqua possono avvenire anche più volte all'interno di un ciclo di lavaggio.
Il sensore digitale di pressione 10 è collegato al cestello 12 attraverso un condotto di misura 18 che gli consente di misurare in modo indiretto la pressione dell'acqua contenuta nel cestello 12. Il condotto di misura 18, inizialmente pieno d'aria a pressione atmosferica quando la lavatrice 11 è a riposo ed il cestello 12 è vuoto, si riempie d'acqua man mano che nel cestello 12 viene immessa acqua attraverso l'elettrovalvola 15. Tale immissione provoca la compressione dell'aria all'interno del condotto di misura 18, la quale aria agisce sul sensore digitale di pressione 10 determinando la misura della pressione della colonna d'acqua contenuta nel cestello 12, come sarà chiaro nel seguito della descrizione.
Tale misurazione determina l'avvio e/o l'arresto di alcune fasi dei cicli di lavaggio che dipendono dalla quantità d'acqua presente nel cestello 12.
I cicli di lavaggio sono gestiti da un'unità di controllo e comando 19 alla quale sono collegati, ad esempio mediante cavi di alimentazione elettrica e di trasmissione di segnale, il sensore digitale di pressione 10, il motore elettrico 13, l'elettrovalvola 15 e la pompa di scarico 16.
L'unità di controllo e comando 19 può includere un modulo di memorizzazione 20, nel quale possono essere memorizzati programmi contenenti tutte le operazioni connesse all'esecuzione di ciascuna delle fasi dei cicli di lavaggio, ed un elaboratore elettronico 21, configurato per eseguire tali programmi. Il modulo di memorizzazione 20 e l'elaboratore elettronico 21 possono essere entrambi integrati in una scheda programmabile, o scheda madre 22.
Inoltre, l'unità di controllo e comando 19 può anche includere un'interfaccia utente 23, per mezzo della quale un utente può selezionare il ciclo di lavaggio voluto e le funzionalità della lavatrice 11 desiderate, oppure controllare l'andamento del ciclo stesso .
L'avvio e l'arresto di alcune fasi del ciclo di lavaggio, ad esempio l'avvio del riempimento del cestello 12 all'inizio del ciclo, l'arresto di tale riempimento e l'avvio della fase di lavaggio, l'avvio della fase di scarico parziale ed il successivo ulteriore riempimento del cestello 12 durante il ciclo di lavaggio, l'avvio della fase di centrifuga, sono determinati dalla misurazione, da parte del sensore digitale di pressione 10, della pressione dell'acqua contenuta nel cestello 12.
In particolare, per l'inizio delle fasi di immissione d'acqua nel cestello 12, il sensore digitale di pressione 10 invia all'unità di controllo e comando 19 un segnale relativo al valore della pressione dell'acqua nello stesso cestello 12. L'elaboratore elettronico 21 elabora tale segnale per ottenere il valore della pressione e per confrontarlo con un valore di soglia contenuto nel programma da eseguire e memorizzato nel modulo di memorizzazione 20. Sulla base di tale confronto, l'unità di controllo e comando 19 comanda selettivamente, in apertura o chiusura, l'elettrovalvola 15. Il sensore digitale di pressione 10 può essere configurato per inviare all'unità di controllo e comando 19 il segnale relativo alla misura della pressione in modo continuo, in modo da ottimizzare e velocizzare i tempi di risposta dell'unità di controllo e comando 19.
Analogamente, il controllo continuo della misurazione della pressione dell'acqua contenuta nel cestello 12 può consentire di ottimizzare e rendere precisi gli interventi dell'unità di controllo e comando 19 per azionare ed arrestare la pompa di scarico 16.
È quindi importante che il sensore digitale di pressione 10 sia provvisto di una notevole precisione e sensibilità, nonché di una elevata accuratezza ed affidabilità, indispensabili per rendere ripetibili le condizioni di lavaggio di ciascun ciclo di lavaggio e per ottimizzarne i consumi, in particolare d'acqua.
Tale ottimizzazione dei consumi, sia idrici che elettrici, ottenibile grazie all'accuratezza e all'affidabilità del sensore digitale di pressione 10, permette di ottenere prestazioni e certificazioni energetiche superiori dell'elettrodomestico, nella fattispecie della lavatrice 11.
Una maggior risoluzione del sensore digitale di pressione 10, se supportata dalle summenzionate precisione ed accuratezza, può anche rendere possibile l'aumento dei programmi di lavaggio di una lavatrice 11, ciò contribuendo ulteriormente all'ottimizzazione e rendendo versatile e flessibile la lavatrice 11, venendo incontro alle diverse esigenze dell'utente. L'accuratezza e la precisione, in particolare, sono condizioni fondamentali per un'automatizzazione affidabile dei processi di lavaggio della lavatrice 11.
Inoltre, poiché i componenti del sensore digitale di pressione 10 possono essere miniaturizzati, è possibile che l'ingombro volumetrico complessivo dello stesso sensore digitale di pressione 10 possa anche essere dell'ordine di pochi millimetri. Sono quindi possibili forme di realizzazione, esemplificate in figura 2, nelle quali il sensore digitale di pressione 10 è integrato nella scheda madre 22 dell'unità di controllo e comando 19.
A tale soluzione sono connessi il vantaggio di ridurre gli ingombri interni della lavatrice 11 ed il vantaggio di semplificarne il processo produttivo riducendo la quantità di componenti indipendenti.
Infatti, il sensore digitale di pressione 10 può essere realizzato nello stesso ciclo produttivo dell'unità di controllo e comando 19.
Sulla base di quanto sopra, le figure 3 e 4 sono utilizzate per descrivere forme di realizzazione preferenziali di sensore digitale di pressione 10, nelle quali esso è di tipo capacitivo.
Secondo tali soluzioni, il sensore digitale di pressione 10 comprende un contenitore 24, avente nella fattispecie una forma scatolare definita da una prima parte, o coperchio 25, e da una seconda parte, o corpo di chiusura 26, fissate tra loro, ad esempio tramite incollaggio, saldatura oppure mezzi ad incastro.
Sul corpo di chiusura 26 poggia un circuito stampato, o PCB 27, su una superficie del quale è ricavata una piastra conduttiva 28, che può anche essere spessa pochi micron, ad esempio se definita da un rivestimento metallico della superficie del PCB 27 stesso, o di una parte di essa.
Il coperchio 25 può essere provvisto, in forme di realizzazione esemplificative, di sedi di alloggiamento 29 nelle quali possono essere alloggiate estremità periferiche del PCB 27, allo scopo di mantenere quest'ultimo saldamente in posizione dopo l'assemblaggio del contenitore 24.
Il sensore digitale di pressione 10 include anche un elemento sensibile 30, realizzato con un materiale conduttore, quale un metallo, ad esempio rame, alluminio, o acciaio, contenuto all'interno del coperchio 25.
La forma dell'elemento sensibile 30 è definita da una parte centrale flessibile costituita da una membrana conduttiva 31 e da una parte periferica che funge da sostegno per la suddetta membrana conduttiva 31 e che è costituita da un distanziale 37.
Il distanziale 37 è configurato per mantenere la membrana conduttiva 31 ad una voluta distanza dalla piastra conduttiva 28 del PCB 27.
Inoltre, la forma dell'elemento sensibile 30 è tale per cui, una volta assemblato il sensore digitale di pressione 10, la membrana conduttiva 31 sia parallela alla piastra conduttiva 28, sicché tra membrana 31 e piastra 28 conduttive si determina un interspazio I di valore noto, e definito, in assenza di sollecitazioni esterne. Quando tra la membrana conduttiva 31 e la piastra conduttiva 28 viene impostata una voluta differenza di potenziale e nell'interspazio I è presente un materiale dielettrico, normalmente aria, esse definiscono le armature di un condensatore.
La distanza tra la membrana conduttiva 31 e la piastra conduttiva 28 può essere anche di pochi centesimi di millimetro, al fine di ottenere un valore voluto di sensibilità del sensore digitale di pressione 10 anche estremamente basso.
In alcune forme di realizzazione, quali quelle illustrate esemplificativamente nelle figure 3 e 4, la membrana conduttiva 31 è provvista, sostanzialmente al centro del proprio ingombro in pianta, di una zona deformabile 33 avente uno spessore inferiore rispetto al resto della stessa membrana conduttiva 31. Tale zona deformabile 33 è configurata per flettersi se sottoposta ad una pressione P (figg. 3 e 4) dovuta alla presenza di acqua nel cestello 12 della lavatrice 11, in tal modo aumentando la capacità del condensatore formato dalla membrana conduttiva 31 e dalla piastra conduttiva 28.
Nelle soluzioni esemplificative riportate nelle figure 3 e 4, il coperchio 25 è provvisto, in corrispondenza della zona centrale 33 della membrana conduttiva 31, di un'apertura 35 comunicante con il summenzionato condotto di misura 18 e avente la funzione di trasmettere la pressione P dell'acqua contenuta nel cestello 12 alla zona deformabile 33 della membrana conduttiva 31, deformandola.
Tale deformazione dovuta alla pressione P determina un avvicinamento tra la zona centrale 33 e la piastra conduttiva 28, da cui deriva un aumento della capacità del condensatore di cui costituiscono le armature. Questo aumento di capacità, così come ulteriori eventuali diminuzioni di capacità che si verificano, ad esempio, in seguito all'aumento della suddetta pressione P, vengono rilevati da un microcontrollore 34, ad esempio un microchip.
In forme di realizzazione preferenziali, il microcontrollore 34 è integrato nel PCB 27.
Il microcontrollore 34 è configurato per elaborare la misura delle variazioni di capacità e fornire in uscita un segnale all'unità di controllo e comando 19 con la quale è collegato elettronicamente.
Sulla base dell'elaborazione di tale segnale da parte dell'unità di controllo e comando 19 vengono, come sopra descritto, attivate o disattivate funzioni della lavatrice 11 per l'esecuzione dei cicli di lavaggio.
Sulla base di quanto sopra, il PCB 27 e l'elemento sensibile 30 definiscono un gruppo rilevatore 36 della pressione.
In alcune implementazioni, il condotto di misura 18 può essere collegato al coperchio 25 mediante un collegamento di tipo amovibile, ad esempio a incastro o filettato, oppure di tipo inamovibile, quale un incollaggio o una saldatura. In implementazioni alternative, il condotto di misura 18 può essere integrato nel coperchio 25 e realizzato, ad esempio mediante stampaggio, in corpo unico con esso.
L'entità della deformazione flessionale della zona deformabile 33 della membrana conduttiva 31 dipende, come è noto, da fattori quali la geometria e le proprietà del materiale della membrana conduttiva 31, il tipo di vincolo che la collega al distanziale 37 e la comprimibilità del materiale dielettrico presente nell'interspazio I.
A parità degli altri fattori, minore è la solidità del vincolo che collega membrana conduttiva 31 e distanziale 37, maggiore è la possibilità che, ad esempio nel tempo, tra tali componenti si instauri un movimento reciproco. Questo movimento reciproco può dare origine a spostamenti casuali durante i cicli di lavaggio, oppure ad uno spostamento residuo, il che si traduce in un'isteresi della misura del sensore digitale di pressione 10.
In funzione di ciò, le figure da 3 a 6 sono utilizzate per descrivere forme di realizzazione esemplificative nelle quali l'elemento sensibile 30 include in un corpo unico la membrana conduttiva 31 ed il distanziale 37. In questo modo viene, di fatto, eliminata la possibilità che si instaurino movimenti reciproci tra la membrana conduttiva 31 ed il distanziale 37 diversi dalla flessione della zona deformabile 33. In particolare, rispetto ai sensori digitali noti, viene eliminata la necessità di collegare e vincolare la membrana conduttiva 31 ed il distanziale 37, in quanto tali due componenti, come detto, sono parti di un unico elemento sensibile 30 e non due elementi separati.
Si ottiene quindi che la flessione della zona deformabile 33, e di conseguenza la misura effettuata dal sensore digitale di pressione 10, risulta dipendente solamente dalle caratteristiche fisiche e geometriche della membrana conduttiva 31, ed è indipendente dalle condizioni di vincolo con il distanziale 37
Nell'esempio riportato in figura 3, il distanziale 37 definisce un'estremità dell'elemento sensibile 30, ossia quella che, a sensore digitale di pressione 10 assemblato, risulta più vicina alla piastra conduttiva 28. La membrana 31 è posizionata, lungo una direzione ortogonale ad essa e alla piastra conduttiva 28, all'estremità opposta dell'elemento sensibile 30 rispetto a quella definita dal distanziale 37.
Nel caso esemplificativo di figura 3, inoltre, il distanziale 37 è a contatto col, e nella fattispecie poggia sul, PCB 27, ma in altre implementazioni può essere previsto che esso poggi sul corpo di chiusura 26 del contenitore 24.
Ulteriori implementazioni, combinabili con le soluzioni sopra descritte, possono prevedere anche l'interposizione di uno strato di materiale isolante tra il distanziale 37 ed il componente del sensore digitale di pressione 10 con cui è a contatto, soprattutto quando questo è il PCB 27.
In forme di realizzazione del sensore digitale di pressione 10 del tipo integrabile nella scheda madre 22 della lavatrice 11 (fig. 2), il corpo di chiusura 26 può non essere previsto ed il PCB 27 può essere definito da un'area della stessa scheda madre 22. La stessa scheda madre 22 può svolgere, in questi casi, la funzione del corpo di chiusura 26.
La figura 4 può essere utilizzata per descrivere forme di realizzazione nelle quali la membrana conduttiva 31 è ricavata, lungo una direzione ad essa ortogonale, sostanzialmente al centro dell'elemento sensibile 30 ed il distanziale 37 è essenzialmente simmetrico rispetto alla stessa membrana conduttiva 31 nella medesima direzione.
Varianti del presente trovato possono prevedere il posizionamento della membrana conduttiva 31 in una parte intermedia dell'elemento sensibile 30 ed una conformazione asimmetrica del distanziale 37 rispetto alla stessa membrana conduttiva 31 nella direzione ad essa ortogonale.
In forme di realizzazione combinabili con le forme di realizzazione sopra descritte, illustrate a titolo esemplificativo con riferimento alla figura 5, il gruppo rilevatore 36 include un distanziale 37 avente una forma definita da un profilo a sviluppo continuo. Tale profilo continuo è esterno rispetto all'ingombro in pianta della zona deformabile 33 della membrana conduttiva 31 ed è configurato per circondare l'interspazio I tra la membrana conduttiva 31 stessa e la piastra conduttiva 28.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, ad esempio descritte con riferimento alla figura 6, il distanziale 37 del gruppo rilevatore 36 ha una forma definita da un profilo discontinuo e include una pluralità di corpi distanziatori 137 disposti esternamente rispetto all'ingombro in pianta della zona deformabile 33 della membrana conduttiva 31.
In alcune soluzioni, quale quella di figura 6, i corpi distanziatori 137 possono essere disposti simmetricamente rispetto al centro dell'elemento sensibile 30 a contorno del suddetto interspazio I, mentre in altre soluzioni possono avere una disposizione qualsiasi nell'elemento sensibile 30, fermo restando che devono rimanere all'esterno dell'ingombro in pianta della zona deformabile 33 della membrana conduttiva 31.
Negli esempi riportati nelle figure 5 e 6, l'elemento sensibile 30 è rappresentato, per semplicità grafica, con una forma sostanzialmente cilindrica, ciononostante è possibile realizzare elementi sensibili 30 aventi qualsiasi forma tridimensionale, ad esempio poliedrica, regolare o irregolare, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.
Le soluzioni riportate nelle figure 5 e 6 differiscono sostanzialmente per il fatto che il distanziale 37 a profilo continuo (fig. 5) può permettere l'isolamento dell'interspazio I, mentre il distanziale 37 a profilo discontinuo (fig. 6), ossia con corpi distanziatori 137 separati, può permettere il flusso del dielettrico contenuto nell'interspazio I verso l'esterno del sensore digitale di pressione 10 per effetto della spinta che la parte deformabile 33 della membrana conduttiva 31 esercita su di esso quando si flette.
In particolare, in modo del tutto innovativo rispetto ai sensori capacitivi utilizzati per la misura di una pressione interna in un elettrodomestico, quale la lavatrice 11, il sensore digitale di pressione dotato di un elemento sensibile 30 che comprende, in un corpo unico, membrana conduttiva 31 e distanziale 37, può raggiungere un valore di isteresi sostanziai mente nullo, o comunque inferiore alla risoluzione del sensore digitale di pressione 10 stesso.
È stato rilevato dalla Richiedente che il valore dell'isteresi del sensore digitale di pressione 10 può anche essere vantaggiosamente inferiore a 8 Pa. È chiaro che al sensore digitale di pressione 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.
È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di sensore digitale di pressione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZ IONI 1.
  2. Sensore digitale di pressione per la misurazione di almeno una pressione (P) in un elettrodomestico (11) mediante un gruppo rilevatore (36) di pressione, caratterizzato dal fatto che detto sensore digitale di pressione è di tipo capacitivo, detto gruppo rilevatore (36) comprendendo una piastra conduttiva (28) ed una membrana conduttiva (31) provvista di una zona deformabile (33) per effetto di detta pressione (P), disposte tra loro parallele e distanziate da un distanziale (37), detta piastra conduttiva (28) e detta membrana conduttiva (31) definendo un condensatore a capacità variabile, e che detta membrana conduttiva (31) e detto distanziale (37) sono realizzati in corpo unico come parti di un unico elemento sensibile (30) 2 Sensore come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, in una direzione ortogonale rispetto a detta membrana conduttiva (31), il distanziale (37) definisce almeno una parte d'estremità di detto elemento sensibile (30) e la membrana conduttiva (31) definisce la parte d'estremità opposta dell'elemento sensibile (30), lungo detta direzione ortogonale, rispetto alla parte d'estremità definita dal distanziale (37).
  3. Sensore come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, in una direzione ortogonale rispetto a detta membrana conduttiva (31), quest 'ultima è ricavata sostanzialmente al centro di detto elemento sensibile (30), ed il distanziale (37) è disposto essenzialmente simmetrico rispetto a detta membrana conduttiva (31) in detta direzione ortogonale.
  4. 4. Sensore come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, in una direzione ortogonale rispetto a detta membrana conduttiva (31), quest 'ultima è ricavata in una zona intermedia di detto elemento sensibile (30), ed il distanziale (37) ha una conformazione asimmetrica rispetto a detta membrana conduttiva (31) in detta direzione ortogonale.
  5. 5. Sensore come in una o l'altra delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto distanziale (37) ha una forma definita da un profilo a sviluppo continuo, disposto esternamente rispetto all'ingombro in pianta di detta zona deformabile (33) della membrana conduttiva (31) e configurato per circondare perimetralmente un interspazio (I) compreso tra detta membrana conduttiva (31) e detta piastra conduttiva (28).
  6. 6. Sensore come in una o l'altra delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detto distanziale (37) ha una forma definita da un profilo discontinuo formato da una pluralità di corpi distanziatori (137) disposti esternamente rispetto all'ingombro in pianta della zona deformabile (33) di detta membrana conduttiva (31) e configurati per circondare un interspazio (I) compreso tra la membrana conduttiva (31) e la piastra conduttiva (28).
  7. 7. Elettrodomestico provvisto di un sensore digitale di pressione realizzato secondo una o l'altra delle rivendicazioni da 1 a 6.
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