專利名稱：渾濁度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及渾濁度傳感器和測量液體渾濁度的方法。更具體地說，涉及用于清洗物品的機器(例如，洗碗機或者洗衣機)中所用的渾濁度傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，用于清洗液體介質(zhì)中的餐具或衣物的電器或機器可配備用于測量渾濁度的傳感器。還可為具備飲料制備系統(tǒng)的冰箱配備用于測量渾濁度的傳感器。本文中所用術(shù)語 “渾濁度”一般指懸浮于液體介質(zhì)中的光散射顆?；蚬馕疹w粒的濃度。如流體中渾濁度上升，則針對給定波長，透光率通常會下降，透光率例如相關(guān)于 波長 懸浮顆粒粒的直徑分布 懸浮顆粒折射率，以及 懸浮顆粒表面性質(zhì)。顆粒與溶解物的沉降也可能削弱介質(zhì)中的光傳輸，但通常被認為不影響渾濁度。 了解渾濁度的作用之一是調(diào)節(jié)電器洗滌循環(huán)的各種參數(shù)使之與待洗物品的污濁程度相適應(yīng)。這有助于更經(jīng)濟地利用能源、水和洗滌劑等資源。渾濁度傳感器可以是設(shè)置在電器液壓路徑上的光傳感器，并可測量液體介質(zhì)對某一波長的透光率。雖然特定類型顆粒的透光率與渾濁度之間通常存在穩(wěn)定的關(guān)系，但是渾濁度測量的質(zhì)量可能是精度的一個限制因素。渾濁度傳感器可包括諸如發(fā)光二極管(LED) 或類似固態(tài)照明器件之類的光源以及諸如光電晶體管之類的光敏元件。光源所發(fā)射光的一部分可在穿過液體介質(zhì)之后由光敏元件接收。通過比較發(fā)射光的輻射強度(每單位立體角內(nèi)輻射功率)Itl與接收光的輻射強度I，可推導(dǎo)出液體介質(zhì)的透光率，T = I/I0(1)液體的渾濁度可通過檢索透光率-渾濁度經(jīng)驗曲線得到?，F(xiàn)有渾濁度傳感器的精度通常只在一個狹窄的范圍內(nèi)是令人滿意的。這一缺陷在一定程度上要歸因于傳感器中所用光敏元件其有限的可用范圍。事實上，當超出飽和水平時，該元件的輸出值與接收光的輻射強度之間的相關(guān)性可能會減弱。反之，若強度低于光敏元件靈敏度閾值，信號則可能為噪聲所淹沒，并可能因而無法或至少很難被檢測到。因此， 現(xiàn)有渾濁度傳感器具有某些局限性是不言而喻的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，期望獲得一種用于測量流體渾濁度的改進型傳感器和/或方法。尤其期望獲得一種工作范圍較先前已有傳感器更寬的渾濁度傳感器。該傳感器應(yīng)有利地具有簡單和/或穩(wěn)健的機械結(jié)構(gòu)，并進一步有利地無活動部件。此外，獲得一種耐久和/或節(jié)能的傳感器會有利。為更好地解決上述一項或更多項關(guān)注點，正如所附獨立權(quán)利要求所限定的那樣，提供一種用于測量流體混濁度的傳感器、機器、方法和計算機程序產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種用于測量流體渾濁度的渾濁度傳感器。該傳感器包括用于發(fā)射輻射強度可變的光的光源，以及接收從該光源發(fā)射的光的光敏元件。該光源和該光敏元件相對彼此定位設(shè)置為當該光源工作時，從該光源發(fā)射的光穿過流體沿其路徑傳播至該光敏元件。此外，該光敏元件配置為測量在該光敏元件處接收的光的輻射強度?？刂破饕钥赏ㄐ欧绞今詈系皆摴庠春驮摴饷粼?。此外，該控制器配置為依據(jù)所測得的在該光敏元件處接收的光的輻射強度，通過從多個預(yù)定強度級中選擇出一個強度級，來調(diào)節(jié)由該光源發(fā)射的光的輻射強度。發(fā)明人業(yè)已認識到，可能限制先前已有渾濁度傳感器之精度的一個因素是常規(guī)透光率-渾濁度曲線的特性。

圖1顯示了透光率T(以百分比為單位)作為渾濁度Turb(任意單位)的函數(shù)在感興趣范圍上的圖的三個示例。現(xiàn)有渾濁度傳感器可采用類似的曲線在液體介質(zhì)的透光率已確定時查找其混濁度。這種處理通常在該曲線平坦時對于與透光率讀數(shù)有關(guān)的誤差更為敏感。正如下述渾濁度誤差與透光率誤差之間的基本關(guān)系所表示的
Λ T
權(quán)利要求
1.一種用于測量流體渾濁度的渾濁度傳感器000)，包括用于發(fā)射輻射強度可變的光的光源Oil)；和接收從該光源(211)發(fā)射的光的光敏元件021)，該光源(211)和該光敏元件(221)相對彼此定位設(shè)置為，當該光源(211)工作時，從該光源(211)發(fā)射的光穿過流體(MO)沿其路徑傳播至該光敏元件021)，該光敏元件(221)配置為測量在該光敏元件(221)處接收的光的輻射強度，其特征在于控制器031)以可通信方式耦合到該光源(211)和該光敏元件021)，該控制器(231) 配置為依據(jù)所測量的在該光敏元件021)處接收的光的輻射強度，通過從多個預(yù)定強度級中選擇出一個強度級，來調(diào)節(jié)由該光源011)發(fā)射的光的輻射強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的渾濁度傳感器000)，其特征在于，該控制器(231)進一步配置為如果所測得的在該光敏元件021)處接收的光的輻射強度超過上限閾值，則選擇較當前強度級低的強度級；和如果所測得的在該光敏元件021)處接收的光的輻射強度低于下限閾值，則選擇較當前強度級高的強度級。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的渾濁度傳感器000)，進一步包括用于輸出所述流體的與透光率相關(guān)的渾濁度的信號的儲存工具032)，該存儲工具032)內(nèi)存儲有成對的透光率與渾濁度的值，其中，透光率為由所述光敏元件接收的光的輻射強度除以由所述光源發(fā)射的光的輻射強度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的渾濁度傳感器000)，其特征在于，所述下限閾值部分地由強度相對于渾濁度的導(dǎo)數(shù)的情況決定。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器000)，其特征在于，所述光敏元件(221)是從包括光電晶體管、光電二極管和光敏電阻的組中選出的一個。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器000)，其特征在于，所述光源(211)是固態(tài)照明器件。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器000)，進一步包括設(shè)置在所述光敏元件 (221)處用以去除不是從所述光源011)徑直行進的光的準直工具022)。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器000)，進一步包括設(shè)置在所述光源(211) 處用以聚焦從所述光源011)發(fā)射的光的聚焦工具012)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器000)，其特征在于，所述光源(211)適于發(fā)射在特定波長間隔內(nèi)的光，所述波長間隔是下列中的至少一個可見光譜、紅外光譜和近紅外光譜。
10.一種清洗諸如織物或餐具之類的物品的機器，其中所述機器包括根據(jù)前述任一權(quán)利要求的渾濁度傳感器(200)。
11.一種測量流體渾濁度的方法(600)，包括在光源處發(fā)射(610)輻射強度可變的光；和在光穿過流體傳播至的位置處接收(612)來自該光源的光，并測量(612)所接收光的輻射強度，和依據(jù)所測得的在該光敏元件處接收的光的輻射強度，通過從多個預(yù)定強度級中選擇出一個強度級，來調(diào)節(jié)(614-618)由該光源發(fā)射的光的輻射強度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進一步包括如果所接收的光的輻射強度超過上限閾值，則選擇(614A)較當前級低的強度級，和如果所接收的光的輻射強度低于下限閾值，則選擇(614B)較當前級高的強度級。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，進一步包括將所接收的光的輻射強度除以所發(fā)射的光的輻射強度值以得到透光率值；和從存儲工具中檢索出與所述透光率值對應(yīng)的渾濁度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述下限閾值部分地由強度相對于渾濁度的導(dǎo)數(shù)的情況決定。
15.一種包括軟件指令的計算機程序產(chǎn)品，所述軟件指令在具有計算功能的裝置上運行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項所述的方法。
全文摘要
提供一種渾濁度傳感器，用于諸如洗衣機(400)的清洗物品的機器。該渾濁度傳感器包括用于發(fā)射光的光源(210)。所發(fā)射光的輻射強度是可變的。該傳感器進一步包括用于接收從該光源(210)發(fā)射的光的光敏元件(220)。該光源(211)和該光敏元件(220)相對彼此定位設(shè)置為，當該光源(210)工作時，從該光源(210)發(fā)射的光可穿過容納于該洗衣機(400)中的洗滌液沿其路徑傳播至該光敏元件(220)。該光敏元件(220)配置為測量在該光敏元件(221)處接收的光的輻射強度。此外，該傳感器包括以可通信方式耦合到該光源(210)和該光敏元件(220)的控制器(230)。該控制器(230)配置為依據(jù)所測量的在該光敏元件(220)處接收的光的輻射強度調(diào)節(jié)由該光源(210)發(fā)射的光的輻射強度。
文檔編號D06F39/00GK102224288SQ200980143903
公開日2011年10月19日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者佩爾-埃里克·佩爾斯, 吉里什·皮穆普特卡 申請人:伊萊克斯家用產(chǎn)品公司