KR100854781B1

KR100854781B1 - 탁도 센서

Info

Publication number: KR100854781B1
Application number: KR1020067011856A
Authority: KR
Inventors: 요한 쉔클
Original assignee: 이엠젯-하나우어 게엠베하 운트 체오. 카게아아
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2008-08-27
Also published as: US20070188763A1; WO2005057190A1; DE10358647A1; EP1695067A1; EP1695067B1; CN1894575A; KR20060113946A; DE10358647B4

Abstract

본 발명은 세탁기 또는 식기세척기 내부에서 투과도를 측정하기 위한 센서에 관련된 것으로, 상기 센서는 지지대(2), 트랜스미터 방사를 전송하기 위해 지지대(2)에 부착되어 트랜스미터(4), 상기 트랜스미터(4)에 의해 생성된 방사를 수용하기 위해 상기 지지대(2)에 고정되어 있는 리시버(6), 및; 상기 트랜스미터 및/또는 리시버로부터 약간 떨어져서 지지대 위에 설치되어 있는 어퍼처 장치(12)를 포함한다. 상기 어퍼처 장치는 트랜스미터 어퍼처(14) 및/또는 리시버 어퍼처(16)를 포함한다.

투과도, 세탁기 또는 식기세척기, 트랜드미터, 리시버

Description

탁도 센서{TURBIDITY SENSOR}

본 발명은 세탁기 또는 식기세척기에 사용되는 유체의 투과도를 측정하는 센서 및 센서를 생산하는 방법에 관한 것이다.

세탁기 또는 식기세척기에 사용되는 유체의 흐린 정도를 감지하는 센서는 잘 알려져 있다. 그러한 센서는 투과도를 결정하려고 하는 유체를 통해서 측정 빔을 조사하는 트랜스미터 및 측정 빔에 기초하는 빔을 상기 유체를 통과한 후에 수용하기 위한 리시버를 포함한다. 트랜스미터에 의해 조사된 측정 빔과 리시버에 의해 수용된 빔을 상호 비교하여 유체 투과도를 결정할 수 있게 된다.

그러한 센서 수단에 의해 결정된 투과도는 여러 가지 이유로 인하여 실제 유체 투과도로부터 벗어날 수 있다. 트랜스미터로부터 나온 측정 빔은 유체를 통과하는 그 전파 경로 상에서 산란된다. 그러나, 예를 들면 다중 산란 때문에 측정 빔의 산란된 부분이 리시버에 도달할 수 있다. 그 결과, 상기 리시버는 실제 투과도를 가지는 빔 부분보다 더 많은 측정 빔의 부분을 수용하게 된다.

산란 효과를 감소시키기 위해 측정 빔의 전파 방향으로 단면적이 작은 빔 경로를 가지는 측정 빔을 조사하는 트랜스미터를 사용하는 것이 알려져 있다. 이를 위해, 예를 들면 레이저 빔을 생성하는 트랜스미터가 적당하다. 그러나 그러한 트 랜스미터는 매우 비싸다. 게다가, 그러한 빔 경로를 가지는 트랜스미터는 리시버 측에 원하는 효과를 달성하기 위해 리시버에 대하여 매우 정밀하게 정렬되어야 한다.

게다가, 상기 트랜스미터에 의해 생성된 빔을 번들로 하고 리시버의 수용 특성을 트랜스미터의 방향으로부터 도착하는 빔에 한정시키기 위해 트랜스미터 측과 리시버 측 양쪽에 렌즈를 배치하는 것이 알려져 있다. 그러한 센서가 작은 치수라는 관점에서, 렌즈의 사용은 매우 정밀하게 생산된 렌즈와 렌즈를 정밀하게 배치하기 위한 고가의 생산 공정을 필요로 한다.

첫 번째로 간단하고 경제적인 트랜스미터 및 리시버 사용을 가능하게 하고, 두 번째로 조화되는 조사 특성 및 수용 특성을 가능하게 하기 위해서, 트랜스미터 및 리시버를 위한 공동의 홀더를 사용하거나 트랜스미터 및 리시버를 위한 개별적인 홀더를 사용하는 것이 알려져 있다. 상기 두 경우에 있어서, 트랜스미터 및 리시버 각각 서로에 대해 상대적으로 원하는 공간 정렬이 이루어져야 한다. 예를 들면, 원하는 방향으로 트랜스미터 및 리시버를 지지하는 트랜스미터 및 리시버를 위한 상응하는 홀더가 사용되어야 한다. 분열되는 외부 영역, 특히 트랜스미터에 의해 생성된 빔의 제2 로브가 측정될 유체를 통과 전파되어 리시버에 도달하는 것을 방지하기 위해, 홀더는 하나의 구성 유닛으로 통합된 다이어프램이 구비된 트랜스미터 측의 위에서 사용될 수 있다. 트랜스미터 측의 위에 있는 다이어프램은 트랜스미터 빔의 메인 로브의 통과를 허용하는 것과 같은 홀더로 형성된다. 산란된 빔이 리시버에 도달하는 것을 방지하기 위해, 홀더는 추가 다이어프램을 하나의 구성 유닛으로 또한 통합하는 리시버 측의 위에 사용될 수 있다. 이 다이어프램은 또한 리시버의 수용 특성이 주위의 수용 영역은 차단되는 반면에 메인 로브의 영역 내에서는 완전히 이용될 수 있도록 홀더 위에 형성된다.

트랜스미터 및 리시버용의 하나 또는 그 이상의 홀더를 사용하는 경우, 상기 트랜스미터 및 리시버가 상응하는 홀더 내에 고정된 후에 상기 트랜스미터와 리시버 사이를 배선해야만 비로소 가능해지는 측정이 수행된다. 이러한 공정은 생산 프로세스를 복잡하게 만드는데, 특히 트랜스미터 및 리시버가 표면실장(SMD) 기술을 사용하는 회로 기판 상에 연결되어 있는 경우에는 더욱 복잡해진다.

본 발명의 목적은, 간단하고 경제적인 방식으로 생산되며 특히 트랜스미터 및 리시버에 대한 별다른 선택을 요구하지 않으면서 정밀한 투과도 측정이 가능한, 세탁기 또는 식기세척기 내에 사용되는 유체의 투과도를 감지하기 위한 센서를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁기 또는 식기세척기 내에 사용되는 유체의 투과도를 측정하기에 적합한 센서를 제안한다.

청구항 1에 따른 센서는 캐리어, 상기 캐리어에 부착되어 트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터, 상기 캐리어에 부착되어 상기 트랜스미터에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버, 및 다이어프램 시스템을 구비하고 있다. 다이어프램 시스템은 상기 캐리어 상에서 트랜스미터로부터 약간 떨어져서 배치되어 있다. 이것은 특히 다이어프램 시스템이 캐리어 또는 리시버에 대한 트랜스미터의 배치, 정렬 및 고정과 연계된 기능을 하지 않음을 의미한다. 다이어프램 시스템은 투과 빔의 빔 경로에 배치된 트랜스미터 다이어프램을 가지고 있다. 트랜스미터 다이어프램에 의해, 트랜스미터 빔을 기반으로 해서 리시버에 정렬된 측정 빔이 생성된다.

트랜스미터와 독립된 다이어프램 시스템의 배치는 예를 들면, 표면실장 기술로 사전 조립되어 그 위에 트랜스미터가 부착된 캐리어(예를 들면, 표면실장 기술에 적합한 회로 기판)의 사용을 가능하게 한다. 게다가, 다이어프램 시스템의 개별적 구성은 기존 기술에서는 필수적이었던, 리시버에 대해 상대적으로 트랜스미터를 정밀하게 정렬시키는 공정을 생략할 수 있게 한다. 오히려, 본 발명에 따른 센서에서는, 단지 리시버에 대해 센서를 대략적으로 정렬하는 것만을 필요로 한다. 리시버와 관련된 실제의 정렬은 트랜스미터의 배치에 의해 행해지는 것이 아니라, 트랜스미터 빔, 다시 말하면 트랜스미터로부터 나온 빔으로부터 정렬된 측정 빔을 생성하는 트랜스미터 다이어프램에 의해 이루어진다.

특히, 메인 로브의 영역에서는 투과 다이어프램이 메인 로브 영역 내의 트랜스미터 빔을 차단하는 정도로 큰 어퍼처 각도(aperture angle)를 갖고 있는 조사 특성을 가지는 트랜스미터의 사용이 제안된다. 그러한 트랜스미터는 본 발명에 따른 센서의 구성을 간단하게 한다. 이것은, 만약에 다이어프램 또는 이와 유사한 것이 상기 트랜스미터와 리시버 사이에 배치되어 있지 않은 경우에 트랜스미터의 메인 로브 빔의 적어도 일부분이 리시버에 도달할 수 있도록 트랜스미터가 단지 캐리어에 사전 조립되어 부착될 필요가 있게 되기 때문이다.

본 발명에 따른 이러한 센서에서, 측정 빔 중 리시버에 도달하는 부분은 투과도를 측정하는 데에 사용된다.

이를 위해, 리시버의 수용 특성은 측정 빔을 수용하고, 이로부터 투과도를 얻기 위해 실질적으로 변하지 않는 상태로 사용된다. 바람직하기로는, 산란없이 리시버에 도달하는 측정 빔 부분에 대한 산란 후 리시버에 도달하는 측정 빔 부분의 비율이 측정 결과에 미치는 산란의 효과를 최소화 하는 비율을 이룰 수 있게 하는 높은 배율의 트랜스미터를 사용하는 것이 좋다.

청구항 2에 따른 센서는 캐리어, 상기 캐리어에 부착되어 트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터, 상기 캐리어에 부착되어 상기 트랜스미터에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버, 및 다이어프램 시스템을 구비하고 있다. 다이어프램 시스템은 상기 캐리어 상에서 리시버로부터 약간 떨어져서 배치되어 있다. 이것은 특히 다이어프램 시스템이 캐리어 또는 트랜스미터에 대한 리시버의 배치, 정렬 및 고정과 연계된 기능을 하지 않음을 의미한다. 다이어프램 시스템은 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치된 리시버 다이어프램을 가지고 있다. 리시버 다이어프램에 의해, 트랜스미터로부터 나온 빔을 기반으로 해서 리시버에 정렬된 수용 빔이 생성된다.

리시버와 독립된 다이어프램 시스템의 배치는 예를 들면, 표면실장 기술로 사전 조립되어 그 위에 리시버가 부착된 캐리어(예를 들면, 표면실장 기술에 적합한 회로 기판)의 사용을 가능하게 한다. 게다가, 다이어프램 시스템의 개별적 구성은 기존 기술에서는 필수적이었던, 리시버를 트랜스미터에 대해 정밀하게 정렬하는 공정을 생략할 수 있게 한다. 오히려, 본 발명에 따른 센서에서는, 단지 트랜스미터에 대해 대략적으로 리시버를 정렬하는 것만을 필요로 한다. 트랜스미터에 대한 리시버의 실제 정렬은 리시버의 배치에 의해 행해지는 것이 아니라, 트랜스미터 빔, 다시 말하면 트랜스미터로부터 나온 빔으로부터 정렬된 수용 빔을 생성하는 리시버 다이어프램에 의해 이루어진다.

특히, 메인 로브의 영역에서는 리시버 다이어프램이 리시버의 수용 특성을 메인 로브 영역 내의 영역 또는 부분으로 제한하는 정도로 큰 어퍼처 각도(aperture angle)를 갖고 있는 조사 특성을 가지는 리시버의 사용이 제안된다.

본 발명에 따른 이러한 센서에서, 리시버 다이어프램을 통과 침투하여 리시버에 도달한 트랜스미터 빔 부분은 투과도를 측정하는 데에 사용된다.

청구항 3에 따른 센서는 캐리어, 상기 캐리어에 부착되어 트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터, 상기 캐리어에 부착되어 상기 트랜스미터에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버, 및 다이어프램 시스템을 구비하고 있다. 다이어프램 시스템은 상기 캐리어 상에서 트랜스미터 및 리시버로부터 약간 떨어져서 배치되어 있다. 이것은 특히 다이어프램 시스템이 캐리어 또는 리시버에 대한 트랜스미터의 배치, 정렬 및 고정과 연계된 기능을 하지 않고, 다이어프램 시스템이 캐리어 또는 트랜스미터에 대한 리시버의 배치, 정렬 및 고정과 연계된 기능을 하지 않음을 의미한다. 다이어프램 시스템은 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치된 트랜스미터 다이어프램을 가지고 있다. 트랜스미터 다이어프램에 의해, 트랜스미터 빔을 기반으로 해서 리시버에 정렬된 측정 빔이 생성된다. 추가적으로, 다이어프램 시스템은 측정 빔의 빔 경로에 배치된 리시버 다이어프램을 가지고 있다. 리시버 다이어프램에 의해, 측정 빔을 기반으로 해서 리시버에 정렬된 수용 빔이 생성된다.

본 발명에 따른 센서에서, 트랜스미터와 리시버에 관한 다이어프램 시스템의 독립된 배치 및 개별적인 구성 및 트랜스미터의 조사 특성과 리시버의 수용 특성과 관련된 적용은 상기에 기재된 바에 따라서 이루어진다.

본 발명에 따른 이러한 센서에서, 리시버 다이어프램을 통과 침투하여 리시버에 도달한 측정 빔 부분은 투과도를 측정하는 데에 사용된다.

이것으로써 실질적으로 리시버에 도달한 측정 빔 부분만이 트랜스미터로부터 트랜스미터 다이어프램 및 리시버 다이어프램을 통과하는 동안 산란없이 직선 형태로 전파되어 리시버에 도달하는 것을 달성하게 된다. 이것은 측정에 사용되는 트랜스미터 빔의 리시버에 대한 정렬을 달성하게 한다. 이것은 리시버 다이어프램을 사용하지 않으면 산란 후에 리시버에 도달하는 측정 빔의 부분을 수용하게 되어 오류 있는 투과도 측정이 되게 하는 큰 어퍼처 각도를 가지고 있는 수용 특성의 리시버의 사용을 허용한다. 본 발명에 따른 공정은 산란 효과 때문에 실제의 투과도를 측정할 수 없게 하는 조잡한 리시버를 그러한 위험을 감수하지 않고 사용할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 센서에서 공통되는 인자는 투과도 측정에 사용되는 빔의 리시버에 대한 정렬이다. 기존 기술에서는 트랜스미터 및 리시버의 정렬은 트랜스미터 및 리시버 서로 간에 상응하는 배치에 의해 이루어졌다. 그와 연계된 고가의 생산 공정은 본 발명에 의해 피할 수 있게 되었다. 트랜스미터 및 리시버의 공지의 구성적 정렬 외에도, 기존 기술에서 센서는 그 조사 특성의 메인 로브의 영역에서 작은 어퍼처 각도를 가지는 센서, 보다 유리하게는 작은 사이드 로브를 가지는 센서가 사용되었고, 작은 어퍼처 각도의 메인 로브를 가지는 조사 특성을 가지는 리시버가 사용되었다. 그러한 트랜스미터 및 리시버는 비싸고, 큰 어퍼처 각도를 가지는 메인 로브를 가지는 트랜스미터 및 리시버에 비해 매우 비싼 비용으로 서로에 대해 매우 정밀하게 정렬되어야 한다. 또한 그러한 트랜스미터 및 리시버의 사용은 본 발명에 의해 피할 수 있다. 오히려 본 발명에 따른 센서에는 트랜스미터 및 리시버 상호간에 상대적으로 정밀하게 정렬될 필요가 없는 조잡한 트랜스미터 및 리시버가 사용될 수 있다.

추가적으로 상기 다이어프램 시스템으로부터 또한 약간 떨어져서 회로 기판에 부착되어 추가적인 트랜스미터 빔을 조사하는 추가의 트랜스미터가 구비된 센서가 제공될 수 있다.

추가 트랜스미터의 사용은 트랜스미터 및 추가 트랜스미터에 대해 다른 길이의 측정 부위의 달성, 다른 측정 방향의 시방 및 다른 파장 및/또는 파워의 트랜스미터 빔의 사용을 허용한다.

트랜스미터 다이어프램이 구비된 트랜스미터, 추가 트랜스미터 및 리시버 다이어프램이 구비되지 않은 리시버가 사용되는 경우에, 측정 빔의 일부분, 다시 말하면 트랜스미터 다이어프램을 통과한 후의 트랜스미터 빔과 리시버에 도달한 추가 트랜스미터 빔의 부분이 투과도 측정에 사용된다.

리시버는 2개의 부분을 포함하는 빔을 수용할 수 있다. 이른바, 한 부분은 유체를 통과하는 전파 경로 상에서 적게 산란되는 부분(다시 말하면, 리시버에 도달하는 리시버에 정렬된 측정 빔의 부분)이고 다른 부분은 상기 부분에 비해 큰 산란(다시 말하면, 리시버에 도달하는 부분으로서 리시버에 정렬되지 않은 추가 트랜스미터 빔의 부분)이 되는 부분이다.

리시버에 도달하는 빔 부분들 간에 구별을 하기 위해 트랜스미터 및 추가 트랜스미터의 간헐적, 선택적 사용 및/또는 다른 파장 및/또는 파워의 트랜스미터의 사용이 제안된다.

트랜스미터 다이어프램이 구비되지 않은 트랜스미터, 추가 트랜스미터 및 리시버 다이어프램이 구비된 리시버를 사용하는 경우에, 리시버에 도달하는 트랜스미터 빔 부분과 추가 트랜스미터 빔 부분이 투과도 측정에 사용된다.

특히 상기 실시예에서, 트랜스미터 및 추가 트랜스미터의 간헐적, 선택적 사용 및/또는 다른 파장 및/또는 파워의 빔을 조사하는 트랜스미터의 사용이 제안된다.

트랜스미터 다이어프램이 구비된 트랜스미터, 추가 트랜스미터 및 리시버 다이어프램이 구비된 리시버를 사용하는 경우에, 측정 빔 부분, 다시 말하면 트랜스미터 다이어프램을 통과한 직후의 트랜스미터 빔 부분과 상기 리시버 다이어프램을 통과 침투하여 리시버에 도달하는 추가 트랜스미터 빔 부분이 투과도 측정에 사용된다.

리시버는, 따라서 2개의 부분을 포함하는 빔을 수용할 수 있다. 이른바, 한 부분은 유체를 통과하는 전파 경로에서 적게 산란되는 부분(다시 말하면, 리시버에 정렬된 측정 빔 부분)이고 다른 부분은 상기 부분에 비해 큰 산란(다시 말하면, 리시버에 정렬되지 않은 추가 트랜스미터 빔 부분)이 되는 부분이다. 리시버 다이어프램은 실질적으로 리시버에 도달하는 트랜스미터로부터 나온 측정 빔의 일부분과 추가 트랜스미터로부터 나온 추가 트랜스미터 빔의 일부분이 트랜스미터 또는 추가 트랜스미터로부터 전파되어 산란없이 직선 형태로 리시버 방향으로 전파되는 빔이 되는 것을 달성하게 한다. 이것은 리시버 다이어프램을 사용하지 않으면 리시버에 도달할 수 있는 산란된 빔의 부분이 적어도 최소화될 수 있도록 한다.

추가적으로, 추가 트랜스미터 빔으로부터 리시버에 정렬된 추가 측정 빔을 생성하도록 하기 위해 추가 트랜스미터를 위한 트랜스미터 다이어프램을 또한 사용하는 것을 제공한다. 이를 위해, 다이어프램 시스템은 추가 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치된 추가 트랜스미터 다이어프램을 구비한다.

트랜스미터 다이어프램이 구비된 트랜스미터와 리시버 다이어프램이 구비되지 않은 리시버, 트랜스미터 다이어프램이 구비되지 않은 트랜스미터와 리시버 다이어프램이 구비된 리시버 및 트랜스미터 다이어프램이 구비된 트랜스미터와 리시버 다이어프램이 구비된 리시버의 실시예와 관련된 상기의 기재는 또한, 추가 트랜스미터 빔 대신에 추가 측정 빔이 사용되는 후자의 실시예에서 상응되도록 적용된다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 상기 센서는 상기 다이어프램 시스템으로부터 또한 약간 떨어져서 캐리어에 부착되어 있는 추가 리시버를 구비한다.

트랜스미터 다이어프램이 구비된 트랜스미터가 사용되는 실시예에서, 유체를 통과하는 측정 빔의 전파 경로에서 반사 및/또는 산란되어 결과적으로 상기 리시버에 도달하지 못하는 측정 빔의 부분이 추가 리시버에 도달한다. 측정 빔이 정렬된 리시버에 의해, 추가 리시버에 의해 수용되는 빔을 기초로 하여 얻어진 투과도 측정은 특히 산란 및/또는 반사 효과와 관련하여 정확하다. 게다가 추가 리시버는 예를 들면 유체 내에 포함되어 있는 고체 입자 및 포말과 같은 유체의 물성에 대한 추가적인 기술(statement)을 하는 데에 사용될 수 있다.

이것은 또한 트랜스미터 다이어프램이 구비되지 않은 트랜스미터 및 리시버 다이어프램이 구비된 리시버가 사용되고, 리시버 측에서 정렬이 이루어지는 실시예에 적용된다.

두 개의 트랜스미터 및 두 개의 리시버가 사용되는 실시예에서, 상기 리시버와 관계되는 상기 기술은 또한 추가 리시버에 적용된다. 두 개의 트랜스미터 및 한 개의 리시버가 사용되는 경우에, 두 개의 측정 부분은 이른바 상기 트랜스미터와 리시버 간의 제1 측정부 및 추가 트랜스미터와 리시버 간의 제2 측정부로 구현될 수 있다.

두 개의 트랜스미터 및 두 개의 리시버가 사용되는 경우에, 네 개의 측정 부분은 이른바, 트랜스미터와 리시버 간의 제1 측정부, 추가 트랜스미터와 추가 리시버 간의 제2 측정부, 트랜스미터와 추가 리시버 간의 제3 측정부 및 추가 트랜스미터와 추가 리시버 간의 제4 측정부로 구현될 수 있다.

바람직하게는 추가 리시버가 사용되는 실시예에서, 다이어프램 시스템은 추가 리시버로부터 약간 떨어져서 캐리어 상에 배치되어 있는 추가 리시버 다이어프램을 구비한다. 여기에서 또한, 다이어프램 시스템이 트랜스미터 및/또는 추가 트랜스미터에 대한 또는 캐리어 상의 추가 리시버의 배치, 정렬 및 고정과 연계된 기능을 가지고 있지 않는다. 리시버 다이어프램이 구비된 리시버에 관계된 상기의 기재는 추가 리시버에 대해서도 그대로 적용된다.

바람직하게는, 상기 캐리어 예를 들면 회로 기판은 공유하는 베이스로부터 각각이 실질적으로 평행하게 연장되어 있는 제1 다리 및 제2 다리를 가지고 있다. 여기에서, 상기 트랜스미터는 제1 다리 위에 배치되고 트랜스미터의 반대되는 제2 다리 위에 리시버가 배치된다. 그러한 캐리어의 사용은 상기 캐리어의 다리 사이에 놓여져 있는 유체의 투과도가 측정될 수 있는 형태의 센서의 구성을 허용한다.

추가 트랜스미터 및/또는 추가 리시버를 사용하는 경우에, 추가 트랜스미터는 제1 다리에 고정되고 추가 리시버는 제2 다리에 고정되거나 또는 그 반대로 구성되는 것이 제안된다. 여기에서, 트랜스미터 및/또는 리시버들 각각이 다리의 공통 표면 상에 또는 다리의 다른 표면 상에 배치되는 것도 가능하다.

다리가 구비된 캐리어를 사용하는 경우에, 또한 제1 다리 및 제2 다리를 구비하는 다이어프램 시스템이 추가적으로 제공된다. 바람직하게는, 다이어프램 시스템은 그 제1 다리가 캐리어의 제1 다리 위에 배치되고 그 제2 다리는 캐리어의 제2 다리 위에 배치되도록 형성된다. 그리고 나서, 트랜스미터 다이어프램들 및/또는 리시버 다이어프램들은 다이어프램 시스템의 제1 다리 및 제2 다리 상에서 대응되는 트랜스미터들 또는 리시버들의 배치를 형성한다.

게다가, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 세탁기 또는 식기세척기 내에서 유체의 투과도를 측정하기 위한 것으로서, 캐리어, 제1 트랜스미터, 제1 리시버 및 다이어프램 시스템을 포함하고 있는 센서를 생산하는 방법을 제안한다.

트랜스미터는 트랜스미터 빔을 조사하는 데에 사용된다. 리시버는 수용 빔을 수용하기 위해 제공된다. 바람직하게는, 전기적 연결 및/또는 트랜스미터 및 리시버의 제어를 위해 사용되는 캐리어로서 회로 기판이 사용된다.

본 발명에 따른 모든 방법에서, 우선 트랜스미터와 리시버는 캐리어에 부착된다. 이는 예를 들면 납땜에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 나서, 다이어프램 시스템이 캐리어 상에 배치된다.

본 발명에 따른 방법에서, 다이어프램 시스템은 트랜스미터로부터 약간 떨어져서 캐리어 상에 배치된다. 이는 특히, 다이어프램 시스템에 의해 지지되고 트랜스미터 빔을 기초로 하여 리시버에 정렬된 측정 빔을 생성하기 위해 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치되는 트랜스미터 다이어프램에 적용된다.

본 발명에 따른 추가적인 방법에서, 다이어프램 시스템은 리시버로부터 약간 떨어져서 캐리어 상에 배치된다. 이는 특히, 다이어프램 시스템에 의해 지지되고 트랜스미터 빔을 기초로 하여 리시버에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치되는 리시버 다이어프램에 적용된다.

본 발명에 따른 추가적인 방법에서, 다이어프램 시스템은 트랜스미터 및 리시버 양쪽으로부터 약간 떨어져서 캐리어 상에 배치된다. 이는 특히, 다이어프램 시스템에 의해 지지되는 트랜스미터 다이어프램 및 다이어프램 시스템에 의해 지지되는 리시버에 적용된다. 트랜스미터 다이어프램은 측정 빔을 생성하기 위해 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치된다. 리시버 다이어프램은 리시버 다이어프램에 도달하는 측정 빔 부분으로부터 리시버에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 측정 빔의 빔 경로에 배치된다.

추가 트랜스미터 및/또는 추가 리시버가 제공되는 본 발명에 따른 센서의 상기에 기재한 일 실시예를 구성하기 위해, 추가 트랜스미터 또는 추가 리시버는 추가 트랜스미터 다이어프램 및/또는 추가 리시버 다이어프램를 포함할 수 있는 다이어프램 시스템이 캐리어 상에 배치되기 전에 상기 캐리어에 또한 부착된다.

도 1은 본 발명에 따른 센서의 개략도이다.

도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 센서의 바람직한 실시예를 도시한 개략도이다.

첨부된 도면을 참조하여 이하에서 바람직한 실시예를 개시한다.

도 1의 본 발명에 따른 센서의 개략도는 캐리어(2)를 나타내는데, 캐리어 상에는 트랜스미터(4) 및 리시버(6)가 부착되어 있다. 바람직하게는 캐리어(2)로서 표면실장(SMD) 기술로 설계된 회로 기판이 제공되어 있다. 트랜스미터(4) 및 리시버(6)에는 광학 측정부를 제공하는 광학 부품이 제공되어 있다. 예를 들면, 트랜스미터(4)로는 발광다이오드(LED)가 사용될 수 있고, 반면에 리시버(6)로는 광트랜지스터(photo transistor), 광다이오드(photo diode) 또는 태양 전지가 사용될 수 있다.

트랜스미터(4)는 파선의 윤곽선(8)으로 표시된 조사 특성(emission characteristic)을 가진다. 리시버(6)는 파선의 윤곽선(10)으로 표시된 수용 특 성(reception characteristic)을 가진다. 상기 조사 특성(8) 및 수용 특성(10)은 단순함을 위해, 상기 트랜스미터(4) 및 리시버(6)의 단지 트랜스미터 및 리시버 메인 로브(main lobe)만을 나타내고, 상기 트랜스미터(4) 및 리시버(6) 양자의 제2 로브는 도시하지 않았다.

또한, 캐리어(2) 상에는, 트랜스미터(4)로부터 및 리시버(6)로부터 떨어져서 캐리어(2)에 별개 요소로 부착되어 있는 다이어프램 시스템(diaphragm system)(12)이 설치되어 있다. 상기 다이어프램 시스템(12)은 트랜스미터 다이어프램(14)과 리시버 다이어프램(16)을 가지고 있다. 트랜스미터 다이어프램(14)은 상기 트랜스미터(4)에 의해 생성된 빔의 빔 경로 내에 설치되어 있다.

트랜스미터(4)로부터 나와서 상기 조사 특성(8)의 메인 로브 영역 내에 있는 빔 부분은 트랜스미터 다이어프램(14)을 관통하여 리시버(6)를 향하는 방향으로 전파된다. 트랜스미터 다이어프램(14)을 통과 침투한 트랜스미터(4)로부터 나온 상기 빔 부분은 캐리어(2)의 다리(22)와 다리(24) 사이에 있는 유체(20)의 측정 가능한 투과도의 측정 빔(18)을 획정한다.

공지 기술에 비해, 상기 트랜스미터 다이어프램(14)은 트랜스미터(4)의 조사 특성의 제2 로브 뿐만 아니라 메인 로브의 영역도 차단한다. 따라서 공지 기술에 비해, 리시버(6)에 대하여 광학적으로 정렬하기 위해 캐리어(2)에 트랜스미터(4)를 고정 부착할 필요는 없다. 게다가, 상기 트랜스미터(4)의 조사 특성(8)(메인 로브)이 그 내부에 트랜스미터 다이어프램(14)이 존재하는 영역을 포함하도록, 트랜스미터(4)를 위치시키는 것으로 충분하다. 리시버(6)에 대한 정렬은, 트랜스미터 다이어프램(14)이 리시버(6)를 향하는 방향으로 진행하는 메인 로브의 빔의 일부의 통행을 허용하는 것만으로도 달성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 트랜스미터 다이어프램(14)은 상기 리시버(6)에 정렬된 측정 빔을 생성한다. 이것은 트랜스미터(4)로서, 특히, 너무 큰 어퍼처 각도(aperture angle) 및 산란 효과 때문에 유체(20) 투과도의 신뢰성 있는 측정에 적당하지 않은 조사 특성을 가지는 경제적인 트랜스미터를 사용할 수 있게 한다.

트랜스미터 다이어프램(14) 및 리시버 다이어프램(16)은 다이어프램 시스템(12) 내에서 서로 반대되는 위치에 형성되어 있다. 측정 빔(18)은 트랜스미터 다이어프램(14)으로부터 시작해서 유체(20)를 통과하여 리시버 다이어프램(16)까지 전파하며, 리시버 다이어프램(16)을 관통하여 지나간다. 유체(20)의 투과도에 따라, 리시버 다이어프램(16) 영역 내 측정 빔(18)의 강도는 트랜스미터 다이어프램(14) 영역 내의 강도와 연계되어 감소한다. 이는 도 1에 측정 빔(18)의 음영으로 도시하고 있다.

상기 리시버 다이어프램(16)을 통과 전파되는 측정 빔(18) 부분은 리시버(6)에 의해 수용되어 유체(20)의 투과도를 결정하는 데에 사용된다. 리시버 다이어프램(16)은, 유체(20)를 통과하여 전파하는 경로 상에서, 측정 빔(18)의 산란된 부분(미도시)이 상기 리시버(6)에 도달하지 못하도록 한다. 리시버 다이어프램(16)을 사용하지 않으면, 리시버(6)는 수용 특성(10)으로 표시되는 영역에 도달하는 측정 빔(18)의 모든 부분을 수용할 것이다. 리시버 다이어프램(16)을 사용하지 않으면, 리시버(6)에 의한 측정은, 특히 유체(20)를 통과하는 측정 빔(18)의 전파에서 발생 하는 산란 효과에 의해 왜곡될 것이다.

공지 기술에 비해, 상기 리시버 다이어프램(16)은 리시버(6)의 제2 로브 뿐만 아니라 도 1에 도시한 측정 빔(18)의 이상적인 전파 경로의 바깥쪽에 있는 리시버(6)의 메인 로브 영역도 차단한다. 그 결과, 리시버 다이어프램(16)은 리시버(6)의 수용 특성이 측정 빔(18) 또는 실질적인 측정 빔 원(source)으로 간주될 수 있는 트랜스미터 다이어프램(14)에의 정렬을 달성하는 것이다. 리시버 다이어프램(16) 때문에, 공지 기술에 비해, 리시버(6)를 트랜스미터(4) 또는 트랜스미터 다이어프램(14)에 정밀하게 정렬시킬 필요는 없다. 오히려, 본 발명은, 단지 리시버(6)의 메인 로브가 리시버 다이어프램(16)이 존재하는 영역을 포함하도록 리시버(6)가 배치되는 것을 허용한다. 게다가, 본 발명은 리시버(6)로서, 비산란 수용 빔에 대하여 산란된 수용 빔의 비율이 너무 크기 때문에 유체(20) 투과도의 신뢰성 있는 측정에 사용될 수 없는 수용 특성을 가지는 리시버, 특히 큰 어퍼처 각도가 구비된 리시버의 사용을 허용한다.

도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 센서의 바람직한 실시예를 도식적으로 상세하게 도시하고 있다. 센서(100)는 하우징(102)을 포함하는데, 하우징(102) 내에는 회로 기판(104)의 형태로 캐리어가 배치되어 있다. 기판 위에는 트랜스미터(106) 및 리시버(108)가 부착되어 있다.

적어도 하우징(102)의 영역(110) 및 영역(112)은 트랜스미터(106)에서 생성된 파장의 빔이 투과할 수 있다. 유리하게는, 하우징(102) 전체는 투명하고, 균질의 프라스틱으로 제작된다. 회로 기판(104)은 제1 다리(114) 및 제2 다리(116)를 가지고 있다. 상기 트랜스미터(106)는 제1 다리(114)에 부착되어 있으며, 에너지 공급과 제어를 위해 회로 기판(104)의 대응되는 트랙(미도시)에 연결되어 있다. 리시버(108)는 제2 다리(116)에 부착되어 있으며, 또한 파워 공급과 제어를 위해 상기 기판(104)의 트랙(미도시)에 연결되어 있다.

다리(116)는 다리(114)보다 길고 그 개방 단부(12)에는 세탁기 또는 식기세척기에 사용되는 유체의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(122)를 구비하고 있다. 온도 센서(122)와 센서(100) 주위 유체의 열 접촉을 개선시키기 위해, 온도 센서(122)는 상기 다리(116)의 개방 단부(120)의 영역 내에서 본질적으로 상기 하우징을 완전히 채우고 있는 열 전도성 페이스트(124)에 파묻혀 있다.

예를 들면, 세탁기 또는 식기세척기의 전기적 연결과 관련해서, 회로 기판(104)은 플러그로 형성되어 있는 연결 영역(126)을 구비하고 있다. 연결 영역(126)은 상응하는 전기 제품에 단순한 방식으로 연결되도록 상기 하우징(102)으로부터 돌출되어 있다.

다이어프램 장치(128)가 회로 기판(104) 상에 배치되어 있다. 유리하게는, 상기 다이어프램 시스템은 캐치(catch), 스냅 및/또는 플러그 연결을 사용하여 기판(104) 상에 배치되어 있다. 다이어프램 시스템(128)은 트랜스미터(106) 및 리시버(108)로부터 약간 떨어져서 배치되어 있다. 이것은, 특히, 트랜스미터(106)에 인접하여 배치되어 있으나 트랜스미터(106)로부터 약간 떨어져 있는 다이어프램 시스템(128)의 트랜스미터 다이어프램(130)에 적용된다. 또한, 다이어프램 시스템(128)의 리시버 다이어프램(132)은 리시버(108)에 인접되어 있으나 리시버(108)로부터 약간 떨어져 있다.

상기 하우징을 밀봉하기 위해, 특히 유체 및 기타 유체가 세탁기 또는 식기세척기에 침투되지 못하게 하기 위해, 커버(134)가 하우징(102)에 부착되어 있다. 상기 커버(134)는 스냅 및/또는 캐치 연결을 사용하여 상기 하우징(102)에 밀봉되게 부착된다.

여기에서 도시하고 있는 바람직한 실시예에서는, 다이어프램 시스템(128)과 커버(134)는 분리되어 있는 요소로 도시되어 있다. 그러나, 상기 다이어프램 시스템(128) 및 커버(134)는 하나의 요소의 형태로서 하나의 구성 유닛으로 통합되어 제공되는 것이 제안된다. 이는 도 2 및 도 3에서 다이어프램 시스템(128) 및 커버(134)를 하나의 단일 부재 디자인으로 하기 위해 밀폐하는 도면 부호(136, 138)로 표시되어 있다.

상기 실시예에서, 트랜스미터 다이어프램 및 리시버 다이어프램은 실질적으로 동일한 것으로 간주된다. 특히, 이것은 트랜스미터 다이어프램 및 리시버 다이어프램의 직경과 트랜스미터 다이어프램 또는 리시버 다이어프램를 형성하는 영역 내의 다이어프램 시스템의 재료 두께에 적용된다.

트랜스미터는 트랜스미터 빔을 조사한다. 트랜스미터 다이어프램은 트랜스미터 빔의 단지 일부분, 특히 트랜스미터 빔의 메인 로브 내 영역의 빔의 통과를 허용하고, 반면에 트랜스미터 빔의 그 외 부분, 특히 메인 로브의 그 외 영역의 빔은 차단한다. 그 결과, 트랜스미터 다이어프램은 진행 방향으로 보여지는 상기 트랜스미터 다이어프램 통과 직후 영역의 단면적이 상기 트랜스미터 다이어프램 통과 직전의 진행 방향으로 보여지는 트랜스미터 빔의 단면적과 비교하여 매우 감소된 측정 빔을 형성한다. 원형의 트랜스미터 다이어프램을 사용하면, 트랜스미터 빔의 단면, 특히 트랜스미터 빔의 메인 로브의 단면은 측정 빔의 단면이 상대적으로 더 작아진다.

바람직하게는, 상기 트랜스미터 다이어프램은 트랜스미터 다이어프램으로부터 리시버까지의 진행 방향으로의 측정 빔의 단면적이 실질적으로 변하지 않도록 형성되며, 상기 트랜스미터 다이어프램은 측정되는 유체의 투과 물성 때문에 그 진행 경로 상의 측정 빔의 빔 파워를 실질적으로 변경시키도록 측정 빔을 변경시킨다.

상기 리시버 다이어프램은 유체를 통과하여 전파된 직 후 리시버 다이어프램에 도달하는 측정 빔의 일부로부터 수용 빔을 생성한다. 만약 측정되는 유체의 오염 때문에 유체를 통과하는 전파 경로상에서 측정 빔의 산란 및 반사가 증가할수록 트랜스미터 다이어프램의 치수 또는 직경이 작은 리시버 다이어프램, 특히 직경이 작은 리시버 다이어프램을 사용하는 것이 유리하다. 그 결과, 보다 작은 리시버 다이어프램 때문에 리시버 다이어프램을 통과하여 리시버에 도달하는 산란 및/또는 반사된 후 측정 빔 부분이 최소화된다. 그러한 리시버 다이어프램은 만약에, 예를 들면 트랜스미터 다이어프램의 형상 때문에, 다시 말하면, 측정 빔이 트랜스미터 다이어프램의 영역 내의 측정 빔의 전파 방향의 단면적이 리시버 다이어프램의 영역 내의 단면적보다 작게 된다면 또한 유리하게 될 수 있다.

트랜스미터에 의해 조사되는 총 빔 파워, 특히 트랜스미터 빔의 메인 로브의 영역 내의 총 빔 파워는 트랜스미터 다이어프램을 통과한 후의 측정 빔의 원하는 빔 파워 및/또는 리시버 다이어프램 영역 내의 측정 빔의 원하는 빔 파워에 따라 선택될 수 있다. 트랜스미터의 빔 파워는 또한 수용 빔의 원하는 빔 파워, 다시 말하면 리시버 다이어프램를 통과하여 지나가는 측정 빔의 부분의 빔 파워에 따라서 선택될 수 있다. 또한, 리시버의 감도도 트랜스미터 설계시 고려되어야 하는 변수이다. 반대로, 적용이 고려되는 곳에 적당한 수용 특성을 가지는 리시버를 선택하는 발명에 따사서 센서 설계가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 센서의 설계는 트랜스미터와 리시버 설계의 상호 의존에 의해 이루어질 수도 있다.

트랜스미터의 조사 특성 및/또는 리시버의 수용 특성에 따라서, 및 특히 본 발명에 의한 센서에 의해 측정이 수행될 적용 분야에 따라서, 추가적으로 트랜스미터 다이어프램의 크기에 비해 더 큰, 특히 직경이 더 큰 리시버 다이어프램이 제안될 수도 있다.

Claims

세탁기 또는 식기세척기의 투과도 측정용 센서로서,

캐리어(2, 104),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 트랜스미터 빔(8)을 조사하는 트랜스미터(4, 106),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 상기 트랜스미터(4, 106)에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버(6, 108), 및

상기 트랜스미터(4, 106)로부터 떨어져서 상기 캐리어(2, 104) 상에 배치되어 있으며, 상기 리시버(6, 108)에 정렬된 측정 빔(18)을 생성하기 위해 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치되어 있는 트랜스미터 다이어프램(14, 130)을 구비하고 있는 다이어프램 시스템(12, 128)을 구비하는 투과도 측정용 센서.
세탁기 또는 식기세척기의 투과도 측정용 센서로서,

캐리어(2, 104),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 트랜스미터 빔(8)을 조사하는 트랜스미터(4, 106),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 상기 트랜스미터(4, 106)에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버(6, 108), 및

상기 리시버(6, 108)로부터 떨어져서 상기 캐리어(2, 104) 상에 배치되어 있으며, 상기 리시버(6, 108)에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 트랜스미터 빔(8)의 빔 경로에 배치되어 있는 리시버 다이어프램(16, 132)을 구비하고 있는 다이어프램 시스템(12, 128)을 구비하는 투과도 측정용 센서.
세탁기 또는 식기세척기의 투과도 측정용 센서로서,

캐리어(2, 104),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 트랜스미터 빔(8)을 조사하는 트랜스미터(4, 106),

상기 캐리어(2, 104)에 부착되어 상기 트랜스미터(4, 106)에 의해 생성된 빔을 수용하는 리시버(6, 108), 및

상기 상기 트랜스미터(4, 106) 및 상기 리시버(6, 108)로부터 떨어져서 상기 캐리어(2, 104) 상에 배치되어 있으며, 상기 리시버(6, 108)에 정렬된 측정 빔(18)을 생성하기 위해 트랜스미터 빔의 빔 경로에 배치되어 있는 트랜스미터 다이어프램(14, 130) 및 상기 리시버(6, 108)에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 트랜스미터 빔(8)의 빔 경로에 배치되어 있는 리시버 다이어프램(16, 132)을 구비하고 있는 다이어프램 시스템(12, 128)을 구비하는 투과도 측정용 센서.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐리어(2, 104)는 제1 다리(114) 위에 상기 트랜스미터(4, 106)가 배치되어 있는 제1 다리(114) 및 제2 다리(116) 위에 상기 트랜스미터(4, 106)와 마주보도록 리시버(6, 108)가 배치되어 있는 제2 다리(116)가 구비되어 있는 투과도 측정용 센서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(2, 104)는 서로 길이가 다른 다리들(114, 116)을 포함하고 있으며, 캐리어(2, 104)의 좀 더 긴 다리(116)의 개방 단부(120) 상에는 온도 센서(122)가 배치되어 있는 투과도 측정용 센서.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 다이어프램 시스템은 상기 트랜스미터 다이어프램(14, 130)을 지지하는 제1 다이어프램 시스템 다리를 가지는 투과도 측정용 센서.
제2항에 있어서, 상기 다이어프램 시스템은 상기 리시버 다이어프램(16, 132)을 지지하기 위한 제2 다이어프램 시스템 다리를 가지는 투과도 측정용 센서.
세탁기 또는 식기세척기 내 유체의 투과도 측정용 센서의 생산 방법으로서,

캐리어 제공 단계,

트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터 제공 단계,

수용 빔을 수용하는 리시버 제공 단계,

트랜스미터 다이어프램을 구비한 다이어프램 시스템 제공 단계,

상기 캐리어 상에 트랜스미터 및 리시버 부착 단계, 및

상기 다이어프램 시스템이 트랜스미터로부터 떨어져 있도록 상기 캐리어 상에 다이어프램 시스템의 배치 및 상기 리시버에 정렬된 측정 빔을 생성하기 위해 상기 트랜스미터 빔의 빔 경로 내에 배치된 트랜스미터 다이어프램을 배치하는 단계로 구성되는 투과도 측정용 센서의 생산 방법.
세탁기 또는 식기세척기 내 유체의 투과도 측정용 센서의 생산 방법으로서,

캐리어 제공 단계,

트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터 제공 단계,

수용 빔을 수용하는 리시버 제공 단계,

리시버 다이어프램을 구비한 다이어프램 시스템 제공 단계,

상기 캐리어 상에 트랜스미터 및 리시버 부착 단계, 및

상기 다이어프램 시스템이 트랜스미터로부터 떨어져 있도록 상기 캐리어 상에 다이어프램 시스템의 배치 및 상기 리시버에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 상기 트랜스미터 빔의 빔 경로 내에 배치된 리시버 다이어프램을 배치하는 단계로 구성되는 투과도 측정용 센서의 생산 방법.
세탁기 또는 식기세척기 내 유체의 투과도 측정용 센서의 생산 방법으로서,

캐리어 제공 단계,

트랜스미터 빔을 조사하는 트랜스미터 제공 단계,

수용 빔을 수용하는 리시버 제공 단계,

트랜스미터 다이어프램 및 리시버 다이어프램을 구비한 다이어프램 시스템 제공 단계,

상기 캐리어 상에 트랜스미터 및 리시버 부착 단계, 및

상기 다이어프램 시스템이 트랜스미터 및 리시버로부터 떨어져 있도록 상기 캐리어 상에 다이어프램 시스템의 배치 및 상기 리시버에 정렬된 측정 빔을 생성하기 위해 상기 트랜스미터 빔의 빔 경로 내에 배치된 트랜스미터 다이어프램을 배치 및 상기 리시버에 정렬된 수용 빔을 생성하기 위해 상기 트랜스미터 빔의 빔 경로 내에 배치된 리시버 다이어프램을 배치하는 단계로 구성되는 투과도 측정용 센서의 생산 방법.