專利名稱：具有一個(gè)液位識別系統(tǒng)的洗碗機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種洗碗機(jī)，它具有一個(gè)用于識別包含在洗碗機(jī)中洗滌液的液位的系統(tǒng)。
已知具有液位識別裝置的洗碗機(jī)，在這些裝置中對于液位的識別用機(jī)械的裝置、例如通過浮標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。在這種型式的裝置中浮標(biāo)浮起在液體表面上，如果洗碗機(jī)里的液位超過了某一個(gè)水平的話。浮標(biāo)通常與一個(gè)開關(guān)機(jī)械地連接，該開關(guān)根據(jù)浮標(biāo)的浮起運(yùn)動(dòng)而改變其開關(guān)狀態(tài)，并向洗碗機(jī)的程序控制裝置繼續(xù)傳輸一個(gè)相應(yīng)的信號。
另一種用于檢測在洗碗機(jī)里液位的系統(tǒng)采用一種置于通信管路系統(tǒng)中的壓力傳感器來工作，此壓力傳感器在液位升高時(shí)受到壓縮。由壓力傳感器壓縮的大小可以求出洗碗機(jī)中的液位。這些已知的識別液位系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于它們具有許多機(jī)械可活動(dòng)的部件，這些部件容易發(fā)生磨損和污染，例如由于沉積的洗滌殘留物的原因，這可能引起公差的問題，甚至使用來識別液位的裝置完全失效。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種具有用于識別液位的系統(tǒng)的洗碗機(jī)，這種系統(tǒng)在不應(yīng)用可活動(dòng)部件的情況下就可靠地求出洗碗機(jī)中的液位。
此任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征的按照本發(fā)明的洗碗機(jī)來解決。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求2至10中表明其特征。
按照本發(fā)明的洗碗機(jī)包括至少一個(gè)用于盛放所要清洗的洗滌物的洗滌容器和一個(gè)用于識別包含在洗碗機(jī)里的洗滌液體的液位的系統(tǒng)，其中設(shè)有至少一個(gè)電容式液面高度傳感器，其電容根據(jù)液位的高度而發(fā)生變化。
按照本發(fā)明的洗碗機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于通過所述按照本發(fā)明用于識別液位的系統(tǒng)可以不必使用運(yùn)動(dòng)部件并且只通過應(yīng)用電子元器件就求出洗碗機(jī)中的液位。因此按照本發(fā)明的用于識別液位的系統(tǒng)對于由于沉積的洗滌殘留物引起的磨損和污染來說很大程度上是不容易發(fā)生的。因?yàn)椴槐卦贋闄C(jī)械裝置考慮留有空間，所以用于識別液位的按照本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它只需要很小的空間位置，并因此可以幾乎任意地設(shè)置于洗碗機(jī)中甚至不易接近的位置處。這種按照本發(fā)明的系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)一種非接觸的液位識別，其中洗滌液和液面高度傳感器相互并不接觸，這在以下的說明中還要詳細(xì)敘述。
在洗碗機(jī)中所用的洗滌液相應(yīng)于一種摻有清洗劑的溶液，它基本上由水組成。水的相對介電常數(shù)為εW＝81，它與空氣的介電常數(shù)(εL＝1)明顯地不同。在水的空氣的介質(zhì)常數(shù)之間的這種明顯區(qū)別按照本發(fā)明就充分利用作為液位識別系統(tǒng)中的物理基礎(chǔ)，以便求出洗碗機(jī)中的液位。為此液面高度傳感器設(shè)計(jì)成一種電容器的型式，其電容根據(jù)液位高度而變化。電容式液面高度傳感器的電容變化在此基于物理規(guī)律性一個(gè)電容器的電容(除了電容器面積及其相互間距之外)取決于處于電磁場里的介質(zhì)或者電介質(zhì)的介電常數(shù)，該電磁場形成于電容器面之間。這種關(guān)系可以用此公式來表示C＝εA/d其中C是電容器的電容，A是電容器面積，d是電容器面之間的距離，ε是電介質(zhì)的介電常數(shù)。
若更換位于電容器面之間電磁場里的電介質(zhì)或者介質(zhì)的話，那么介電常數(shù)ε的系數(shù)也就變化。因?yàn)樯厦嫠龉降钠溆嘞禂?shù)保持不變，因此電容式液面高度傳感器的電容就與電介質(zhì)的介電常數(shù)的變化成正比。
這在具體應(yīng)用情況下按照本發(fā)明意味著電容式液面高度傳感器的電容大致放大了81倍，如果液面高度傳感器被水而不是空氣所包圍的話，也就是說電介質(zhì)是水而不是空氣。這種電容變化按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式可以借助于一種連接于電容式液面高度傳感器上的電子電路來分析處理。因?yàn)樗鲇盟蚩諝庾鳛殡娊橘|(zhì)的電容式液面高度傳感器的電容以前就已知了，因此可以通過電子電路肯定地確定出液面高度傳感器是由水還是由空氣包圍住。
電容式液面高度傳感器更為適宜地如此布置在洗碗機(jī)里，以致于能夠通過液面高度傳感器確定洗碗機(jī)里洗滌液體的一個(gè)或多個(gè)確定的液位，或者確定了超過或低于該液位。也可以使液面高度傳感器的電容改變的分級配合于洗碗機(jī)中洗滌液體的確定的液位，因此借助于按照本發(fā)明的具有電容式液面高度傳感器的系統(tǒng)就可以不僅確定超過或低于某個(gè)液位，而且也可以確定在洗碗機(jī)的洗滌容器里的液位的精確高度。
上面所述的電容式液面高度傳感器的電容變化的物理效應(yīng)還可以通過如下來解釋說明只要外部條件不變的話，載流子在液面高度傳感器上在一定的起振時(shí)間之后具有穩(wěn)定的電荷分布。如果包圍液面高度傳感器的介質(zhì)例如由于洗滌液體在洗碗機(jī)的洗滌容器里的升高而發(fā)生變化的話，那么載流子在液面高度傳感器上的分布也發(fā)生變化，這由電子電路探測到。有利的是液面高度傳感器尤其對于水的相對介電常數(shù)有反應(yīng)。電容式液面高度傳感器對于水的介電常數(shù)的敏感性在這種應(yīng)用場合中是有利的，這是因?yàn)樵谙赐霗C(jī)中都使用含水溶液作為洗滌液，并因此可以特別精確地求出液位。
在本發(fā)明的另外一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，液面高度傳感器具有至少一個(gè)、例如兩個(gè)活性的傳感器面，其中可以形成一個(gè)電磁場，它根據(jù)包圍住傳感器面的介質(zhì)的介電常數(shù)而發(fā)生變化?；钚缘膫鞲衅髅孀詈梦挥趯χ玫奈恢蒙?，因此在它們之間可以形成一個(gè)盡可能均勻的電磁場，其變化可以容易地檢測到。至少需要有一個(gè)活性的傳感器面，其中在洗滌容器中的其它部件也可以起到傳感器面的作用。因此就可以有兩個(gè)傳感器面。
特別有利的是液面高度傳感器設(shè)于洗滌容器之外而且液面高度傳感器或者其傳感器面與洗滌液最好通過洗滌容器的壁隔絕開。按此方式，液面高度傳感器可以有效地防止洗滌液和其中所含洗滌殘留物或清洗劑的損傷作用。因此保證了按照本發(fā)明的用于液位識別的系統(tǒng)的可靠和持久的功能。
在本發(fā)明的前面所述的實(shí)施方式中，液面?zhèn)鞲衅鞑贾迷谙礈烊萜髦?，因此洗滌容器壁就位于液面高度傳感器和洗滌液體之間，以保護(hù)液面高度傳感器防止受到洗滌液的有害影響。但為了在確定液位時(shí)使所述精度不受到容器壁的不利影響，在另一種實(shí)施方式中在洗滌容器之內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)由導(dǎo)電材料制成的傳感器探頭，這樣在傳感器探頭和液面高度傳感器之間就可以形成一個(gè)電磁場，其中電磁場根據(jù)液位的高度而變化，或者根據(jù)圍住傳感器探頭的介質(zhì)的介電常數(shù)而變化。由于一個(gè)傳感器探頭設(shè)置在所要探測的介質(zhì)的那一側(cè)、也就是在洗滌容器之內(nèi)，因此在確定容器里的液位時(shí)就提高了液面高度傳感器的靈敏度，因此也提高了精確度。液面高度傳感器的活性的傳感器面布置在洗滌容器壁上的外側(cè)，而傳感器探頭則對置于液面高度傳感器的活性傳感器面地位于洗滌容器壁的內(nèi)側(cè)，因此就在容器里面。
傳感器探頭的導(dǎo)電物體因此在上面所述的實(shí)施方式中通過洗滌容器壁隔絕地設(shè)置于液面高度傳感器的活性的傳感器面的對面。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于液面高度傳感器的活性的傳感器表面和傳感器探頭構(gòu)成了對向電極，在該電極之間可以形成一個(gè)電磁場，該電磁場根據(jù)圍住傳感器探頭的介質(zhì)而變化。通過洗滌容器壁產(chǎn)生隔絕，該容器壁位于液面高度傳感器和傳感器探頭之間。若所要檢測的液體碰到傳感器探頭，那么在傳感器上的電荷分布就發(fā)生變化，電容式液面高度傳感器對此就有反應(yīng)。液面高度傳感器的活性表面又處于裝有洗滌液體的洗滌容器之外，并因而不直接與洗滌液體相接觸。電容性液位測量的優(yōu)點(diǎn)因而在于水平面可以穿過不導(dǎo)電的容器壁來檢測。
在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，液面高度傳感器的電容及其變化可以用電子裝置優(yōu)先地定性和定量地檢測，這就是說不僅通過液面高度傳感器和與之相連接的電路來檢測某一個(gè)液位的到達(dá)、超過或不超過，而且優(yōu)先地檢測液位的精確高度。所以電子電路可以特別實(shí)用地以一個(gè)或多個(gè)集成的電路的形式來實(shí)現(xiàn)，這些電路的制造是有利的，所占位置也小。
在電子電路里更為適宜地為了避免不確定的識別狀態(tài)，可以規(guī)定液面高度傳感器的電容的某一個(gè)極限值，它用來區(qū)別傳感器是位于具有高的還是低的介電常數(shù)的一種介質(zhì)的附近，或者說傳感器是被一種含水的液體還是被空氣所包圍。
以下根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例參見附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。


圖1表示了按照本發(fā)明的具有一個(gè)用于液位識別的系統(tǒng)的一種優(yōu)選實(shí)施方式的洗碗機(jī)的泵箱的一個(gè)部分的橫截面。因?yàn)楸孟涫窍礈烊萜鞯南旅娌糠?，在其中聚集了包含于洗碗機(jī)中的洗滌液體，因此泵箱是洗碗機(jī)中特別適合于布置液位識別系統(tǒng)的位置。在圖1中只表示了泵箱部分，它設(shè)計(jì)成一種向上突起1的形狀。在圖示情況下突起1在泵箱里被洗滌液圍住，其中液位9位于洗碗機(jī)的泵箱的下面區(qū)域里。
在突起1的上面部位里設(shè)有一個(gè)頂罩11，其中泵箱、突起1和頂罩11的壁分別相互集成地連接起來，并因此是洗滌容器在其下面部位里的壁2。因此泵箱、突起1和頂罩11的內(nèi)腔也相互連通并防止洗滌液進(jìn)入，該洗滌液環(huán)繞沖洗頂罩11和突起1。在頂罩11的內(nèi)腔里布置了一個(gè)液面高度傳感器4。液面高度傳感器4設(shè)計(jì)成一種直桿形狀，在桿的對置兩端各有一個(gè)活性的傳感器面10。當(dāng)液位識別系統(tǒng)工作時(shí)，在活性的傳感器面10上產(chǎn)生了一定的載流子分布，這種分布根據(jù)洗碗機(jī)里的液位9而變化。這就是說，若圍住活性的傳感器10面的介質(zhì)例如由于在洗碗機(jī)的洗滌容器里洗滌液的升高而發(fā)生變化，那么載流子在液面高度傳感器4上的分布也發(fā)生變化。在液面高度傳感器4上的這種載流子分布的無論是絕對變化還是相對變化都可以用作為直接的尺度來求出洗碗機(jī)里洗滌液的液位9的變化或者絕對高度。
液面高度傳感器4的活性的傳感器面10分別鄰接于壁2的內(nèi)側(cè)面，因此傳感器4的活性的傳感器面10總是通過壁2與洗滌液分隔開。按此方式可以保護(hù)所述液面高度傳感器4防止受到洗滌液的干擾作用和其中所含洗滌殘留物或清洗劑的影響，這就保證了按照本發(fā)明的液位識別系統(tǒng)的可靠而持久的功能。
在壁2的對置于活性的傳感器面10的那一側(cè)各自設(shè)有一個(gè)傳感器探頭8。因此活性的傳感器面10和液面高度傳感器4布置在洗滌容器的壁2上的“干燥”側(cè)，而傳感器探頭8直接在液面高度傳感器4的活性的傳感器面10的對面位于洗滌容器壁2的被洗滌液環(huán)繞沖洗的那一側(cè)，并因此位于容器內(nèi)部。由于傳感器探頭8設(shè)于洗滌容器內(nèi)部，這樣就提高了液面高度傳感器4的靈敏度，并因此提高了在對洗滌容器中液位9確定時(shí)的精度。
傳感器探頭8由導(dǎo)電材料制成，因此在傳感器探頭8和液面高度傳感器4之間可以形成一個(gè)電磁場。該電磁場根據(jù)圍住傳感器探頭8的介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，并因此根據(jù)洗碗機(jī)里洗滌液的液位9而發(fā)生變化。若洗碗機(jī)中洗滌液的液位9升高、或者說該液位碰到了傳感器探頭8，那么在液面高度傳感器4上的電荷分布或者說其電容就發(fā)生變化。
液面高度傳感器4通過一根導(dǎo)線5與電子電路6連接，該電子電路檢測液面高度傳感器4的電荷分布變化、或者說其電容的變化，并進(jìn)行分析處理。該電子電路更適宜地包括有一個(gè)或多個(gè)集成電路7，它們按照對由液面高度傳感器4所提供的信號的分析處理而專門進(jìn)行編程。這種分析處理的結(jié)果繼續(xù)傳輸至洗碗機(jī)的程序控制裝置，后者在需要時(shí)采取措施來改變洗碗機(jī)里洗滌液的液位，例如打開輸入清水的閥門、或者激活洗滌液泵，用于將洗滌液從洗碗機(jī)里排出。
頂罩11在其上側(cè)設(shè)計(jì)成一種懸架式的頂蓋3的形狀，它用作為對傳感器探頭8的噴水防護(hù)。噴水防護(hù)3用于避免液位識別系統(tǒng)的錯(cuò)誤測量，這些錯(cuò)誤測量例如可能在洗滌作業(yè)時(shí)通過噴霧器將洗滌液噴到傳感器探頭8上時(shí)引起。按此方式確保了洗碗機(jī)中洗滌液的實(shí)際液位9都由液位識別系統(tǒng)求得。
通過按照本發(fā)明的系統(tǒng)可以借助于電容式傳感器高精度地檢測某一個(gè)液位水平，其中活性的傳感器面10和液面高度傳感器4在電流上與所要探測的介質(zhì)完全脫斷開。因此得出一種指導(dǎo)，就是也將電容性傳感器系統(tǒng)用于洗碗機(jī)中的水位識別。
附圖標(biāo)記列表1洗碗機(jī)泵箱里的突起2泵箱或者洗滌容器的壁3噴水防護(hù)4液面高度傳感器5在液面高度傳感器4和電子電路之間的電連接，6電子電路7集成電路8液面高度傳感器4的傳感器探頭9洗碗機(jī)里洗滌液的液位10 液面高度傳感器4的活性的傳感器面11 突起1的頂罩
權(quán)利要求
1.洗碗機(jī)，它具有至少一個(gè)洗滌容器用于放置所要清洗的洗滌物，并具有用于識別洗碗機(jī)中所包含的洗滌液體的液位(9)的系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)電容式液面高度傳感器(4)，其電容根據(jù)液位(9)的高度而發(fā)生變化。
2.按權(quán)利要求1所述的洗碗機(jī)，其中液面高度傳感器(4)是一種電容器的型式，其電容根據(jù)包圍住液面高度傳感器(4)的介質(zhì)的介電常數(shù)而發(fā)生變化。
3.按權(quán)利要求1或2所述的洗碗機(jī)，其中液面高度傳感器(4)尤其是對于水的相對介電常數(shù)有反應(yīng)。
4.按上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中液面高度傳感器(4)具有至少一個(gè)、例如兩個(gè)相互對置的活性的傳感器面(10)，其中可以形成一個(gè)電磁場，該電磁場根據(jù)圍住傳感器面(10)的介質(zhì)的介電常數(shù)而發(fā)生變化。
5.按上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中液面高度傳感器(4)布置在洗滌容器之外，而液面高度傳感器(4)或者它的傳感器面(10)最好通過洗滌容器的壁(2)與洗滌液隔絕開。
6.按照上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中在洗滌容器之內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)由導(dǎo)電材料制成的傳感器探頭(8)，并且可以在傳感器探頭(8)和液面高度傳感器(4)之間形成一個(gè)電磁場，其中該電磁場根據(jù)液位(9)的高度而發(fā)生變化，或者根據(jù)圍住傳感器探頭(8)的介質(zhì)的介電常數(shù)而發(fā)生變化。
7.按權(quán)利要求6所述的洗碗機(jī)，其中所述至少一個(gè)傳感器探頭(8)布置在液面高度傳感器(4)的一個(gè)活性的傳感器面(10)對面，最好通過洗滌容器的壁(2)相互分開。
8.按上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中液面高度傳感器(4)的電容及其變化用電子裝置(5，6，7)優(yōu)先地定性和定量地進(jìn)行檢測。
9.按上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中設(shè)有電子存儲裝置，其中可以至少存儲一個(gè)參照值，該參照值相應(yīng)于在一確定的液位(9)時(shí)液面高度傳感器(4)的電容。
10.按上述權(quán)利要求之一所述的洗碗機(jī)，其中規(guī)定了液面高度傳感器(4)電容的一個(gè)確定的極限值，它用于區(qū)分液面高度傳感器(4)是位于具有高的介電常數(shù)的介質(zhì)附近，還是位于具有低的介電常數(shù)的介質(zhì)附近，或者說液面高度傳感器(4)是被一種含水的液體還是被空氣包圍住。
全文摘要
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種具有一個(gè)液位識別系統(tǒng)的洗碗機(jī)，此系統(tǒng)在不使用可活動(dòng)的部件的情況下就可靠地求出洗碗機(jī)里的液面，在按照本發(fā)明的洗碗機(jī)中按如下方法來解決此任務(wù)設(shè)有至少一個(gè)電容式液面高度傳感器(4)用于識別包含在洗碗機(jī)里的洗滌液體的液位(9)，傳感器的電容根據(jù)液位的高度而變化。因此可以不需要運(yùn)動(dòng)部件，并且只是通過使用電子元器件就可靠地求出洗碗機(jī)中的液位。按照本發(fā)明的系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)無接觸的液位識別，其中液面高度傳感器和洗滌液體相互并不接觸。
文檔編號G01F23/22GK1897863SQ200480038439
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者G·庫爾蒂烏斯, B·赫斯特伯格, M·羅森鮑爾, P·施韋爾 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司