專利名稱：用在清洗機(jī)或洗碗器中的光學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開內(nèi)容涉及一種意圖用在家用清洗機(jī)或洗碗器中的光學(xué)傳感器。
背景技術(shù)：
可以將此處考慮的所述類型的光學(xué)傳感器尤其用作渾濁度傳感器，借助于所述渾濁度傳感器，可以確定在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的清洗水的渾濁度。然后，可以基于所述渾濁度得出與要清洗的碗碟或衣物的沾污程度相關(guān)的結(jié)論。為了能夠測(cè)量清洗水的污濁度，由所述傳感器所限定的光測(cè)量路徑的一部分在傳感器的外面穿過(guò)由清洗水沖洗的各個(gè)機(jī)器的清洗室。在傳感器外面延伸的該光測(cè)量路徑的所述部分上，由傳感器沿著光測(cè)量路徑發(fā)出的光經(jīng)歷依賴于清洗水的渾濁度的衰減。在此，術(shù)語(yǔ)“清洗水”表示用于清潔衣物或碗碟的任何清洗液。通常，除水之外，清潔液也將包含各種添加劑，尤其是清潔物質(zhì)，但是還包括軟化劑或其它輔助物質(zhì)。關(guān)于涉及可以用作渾濁度傳感器的光學(xué)傳感器的現(xiàn)有技術(shù)，可以例如參考 W02006/050767A2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以用作渾濁度傳感器的光學(xué)傳感器，其的傳感器輸出信號(hào)對(duì)于失效具有相對(duì)低的敏感性。根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括外殼、光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，具有光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)。光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)限定了光測(cè)量路徑，所述光測(cè)量路徑依次從光發(fā)射元件經(jīng)由光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)延伸至光接收元件。在位于第一和第二反射表面之間的部分上，光測(cè)量路徑在外殼的外面延伸，從光發(fā)射元件沿著光測(cè)量路徑到達(dá)光接收元件的光在第一反射表面和第二反射表面上經(jīng)歷了全反射。在外殼的外面延伸的光測(cè)量路徑的部分上的每個(gè)點(diǎn)處，從第一反射表面延伸至第二反射表面的光束具有不低于0. 9mm2的橫截面面積。在家用清洗機(jī)和洗碗機(jī)的情況下，與所要清洗的材料分開的大量外來(lái)顆粒(灰塵顆粒)會(huì)在清洗水中出現(xiàn)。另外，通常在清洗水中觀察到泡沫，該泡沫可以例如由清潔添加劑所導(dǎo)致或增加。當(dāng)這種顆粒和泡沫氣泡橫穿光測(cè)量路徑時(shí)，這可能造成傳感器輸出信號(hào)的臨時(shí)減小，這是因?yàn)樗l(fā)出的光被顆粒和泡沫氣泡散射或吸收。當(dāng)所述顆?；蚺菽瓪馀荼黄炊x開光測(cè)量路徑時(shí)，傳感器輸出信號(hào)回升至其之前的值。傳感器輸出信號(hào)可以以或大或小的程度減小，這依賴于顆粒和泡沫氣泡的尺寸。這種臨時(shí)性的減小會(huì)導(dǎo)致傳感器輸出信號(hào)中的干擾噪聲。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于從第一反射表面行進(jìn)至第二反射表面的一定的最小尺寸的光束，橫穿光測(cè)量路徑的這種顆粒和泡沫氣泡的干擾影響可以被降低。從第一反射表面行進(jìn)至第二反射表面的光束的橫截面積的優(yōu)選值依次為1. 5mm2,2. 0mm2、2. 5mm2和3. Omm20優(yōu)選地，從第一反射表面行進(jìn)至第二反射表面的光束基本上是平行束。優(yōu)選地，所述入射點(diǎn)和/或所述出射點(diǎn)具有會(huì)聚透鏡的功能。優(yōu)選地，來(lái)自于光發(fā)射元件的發(fā)散光束由所述入射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成基本上平行的光束。優(yōu)選地，來(lái)自于第二反射表面的基本上平行的光束通過(guò)所述出射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光接收元件上的會(huì)聚光束。優(yōu)選地，第一反射表面和/或第二反射表面是平面表面。優(yōu)選地，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由一體粘合的光傳導(dǎo)體構(gòu)成。優(yōu)選地，所述光發(fā)射元件和/或光接收元件布置在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的外面，在離所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)一距離處。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種用在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括外殼、光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，具有光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)。光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)限定了光測(cè)量路徑，所述光測(cè)量路徑依次從光發(fā)射元件經(jīng)由光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)延伸至光接收元件。在位于第一和第二反射表面之間的部分上，光測(cè)量路徑在外殼的外面延伸，從光發(fā)射元件沿著光測(cè)量路徑到達(dá)光接收元件的光在第一反射表面和第二反射表面上經(jīng)歷了全反射。所述入射點(diǎn)和出射點(diǎn)中每個(gè)都具有會(huì)聚透鏡的功能。優(yōu)選地，來(lái)自于光發(fā)射元件的發(fā)散光束通過(guò)入射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成基本上平行的光束，該平行的光束之后在第一反射表面和第二反射表面上被反射，然后通過(guò)出射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光接收元件上的會(huì)聚光束。優(yōu)選地，在僅空氣存在于在外殼的外面延伸的光測(cè)量路徑的部分上的情況下，到達(dá)光接收元件的光的輻射能量至少是從光發(fā)射元件沿入射點(diǎn)方向發(fā)出的光的輻射能量的百分之五十。優(yōu)選地，這一比例是至少百分之六十，另外更加優(yōu)選地是至少百分之六十五。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括外殼，所述外殼具有外殼內(nèi)部，所述光學(xué)傳感器還包括測(cè)量組件，所述測(cè)量組件布置在所述外殼內(nèi)部中，且具有光發(fā)射元件和光接收元件，所述測(cè)量組件限定了光測(cè)量路徑，所述光測(cè)量路徑從光發(fā)射元件延伸至光接收元件，并在其路徑長(zhǎng)度的一部分上在所述外殼的外面延伸。所述光發(fā)射元件和光接收元件一起布置在外殼內(nèi)部的第一分室中，光測(cè)量路徑在其路徑長(zhǎng)度的一部分上延伸通過(guò)相對(duì)于第一分室密封的外殼內(nèi)部的至少一個(gè)第二分室。優(yōu)選地，所述傳感器的所有電氣/電子部件容納在第一分室中，例如估算電子部件布置在公共的印刷電路板上，包括光發(fā)射元件和光接收元件。由此可以確保對(duì)防止清洗水滲透到傳感器的電氣/ 電子部件(包括光發(fā)射元件和光接收元件)所在的那些傳感器區(qū)域中的可靠防護(hù)。由于第一分室被相對(duì)于至少一個(gè)第二分室密封，任何進(jìn)入到第二分室中的清洗水都不會(huì)導(dǎo)致故障或甚至是傳感器的電氣功能的失效。方便地，所述至少一個(gè)第二分室形成在將要浸沒(méi)在由液體沖洗的室中的外殼區(qū)域中。為了對(duì)容納在第一分室中的測(cè)量組件的部件提供可能的最佳防護(hù)，所述第一分室優(yōu)選地由在光學(xué)傳感器正確安裝時(shí)不受液體環(huán)境影響的外殼的這種壁部分所界定。這防止了外殼外面的清洗水例如在安裝或使用過(guò)程中通過(guò)第一和第二分室之間的密封點(diǎn)穿過(guò)在外殼中不經(jīng)意地制造的穿孔，且進(jìn)入到第一分室中。在優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，所述測(cè)量組件包括光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，將光沿著光測(cè)量路徑的一部分引導(dǎo)。在該情況下，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有入射點(diǎn)，在第一分室中開口，用于來(lái)自于光發(fā)射元件的光束，和/或出射點(diǎn)，在第一分室中開口，用于被引導(dǎo)到光接收元件上的光束。進(jìn)而，其突入到所述至少一個(gè)第二分室中。光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有兩個(gè)反射表面，所述兩個(gè)反射表面對(duì)沿著光測(cè)量路徑引導(dǎo)的光進(jìn)行全反射。在該情況下，從光發(fā)射元件引導(dǎo)到所述至少一個(gè)光傳導(dǎo)體的入射點(diǎn)上的光束在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)中行進(jìn)，直至所述兩個(gè)反射表面中的第一個(gè)，在該反射表面處，光束經(jīng)歷朝向第二反射表面的方向的全反射， 光測(cè)量路徑位于外殼外面的部分位于兩個(gè)反射表面之間。所述光束在所述第二反射表面上再次經(jīng)歷全反射，并然后在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)中被引導(dǎo)遠(yuǎn)至出射點(diǎn)，光束從所述出射點(diǎn)到達(dá)光接收元件。為了將第一分室與所述至少一個(gè)第二分室進(jìn)行密封的目的，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以相對(duì)于外殼被密封。為了將光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)相對(duì)于外殼密封的目的，例如分立的密封元件可以被設(shè)置、插入到光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)和外殼之間。應(yīng)當(dāng)理解，例如，可以設(shè)置被制造成與光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)一體的密封元件，而不是分立的密封元件。通常的兩種成分的注射技術(shù)使得易于制造具有在其上一體形成的密封元件的光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，如果合適的話，所述一體形成的密封元件由比所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的材料更軟的材料制成。除此之外，還可以將在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)和外殼之間的所需的密封實(shí)現(xiàn)成所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)被粘合劑粘合到外殼中，所述粘合劑部位提供所需的密封緊密度。另外，還可以通過(guò)在外殼中的光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的壓配合或通過(guò)焊接接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的密封緊密度。根據(jù)一優(yōu)選的拓展方式，所述外殼具有杯形外殼主體，其具有杯筒和杯底，其設(shè)置有多個(gè)凸起，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有基底部分并具有兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)部，所述細(xì)長(zhǎng)部與所述基底部分一體粘合并突入所述凸起中的每一個(gè)中。為了將所述第一分室與所述至少一個(gè)第二分室密封的目的，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基底部分然后可以相對(duì)于外殼主體的杯筒進(jìn)行密封。為此目的， 建議光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基座部分基本上完全地填充所述杯筒的內(nèi)橫截面。例如，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基底部分可以具有圓形輪廓并位于杯筒的對(duì)應(yīng)的圓形-圓柱形區(qū)域中。作為被安裝的以便相對(duì)于外殼密封的光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的替代方案，能夠提供分隔膜， 所述分隔膜與光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)分離開并對(duì)于測(cè)量光是透明的，其穿過(guò)外殼內(nèi)部橫向地延伸，并以密封的方式將第一分室與至少一個(gè)第二分室分開。盡管，關(guān)于光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在上文僅提及第一和第二反射表面，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)例如可以在注射模制過(guò)程中被制造，但是應(yīng)當(dāng)理解，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以具有總共多于兩個(gè)的反射表面，用于偏轉(zhuǎn)由光發(fā)射元件所提供并耦合到光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光的目的?？梢匀菀椎貙⒃诠鈧鲗?dǎo)結(jié)構(gòu)中引導(dǎo)的光在其在出射點(diǎn)從光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)出射和到達(dá)光接收元件之前在三個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)處被反射表面所偏轉(zhuǎn)。因此，無(wú)論如何不是要對(duì)光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)總共僅具有兩個(gè)反射表面的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行限制。還需要指出，除去通過(guò)全反射來(lái)實(shí)現(xiàn)之外，光在反射表面上的偏轉(zhuǎn)可以替代地例如通過(guò)反射表面的鏡像作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，無(wú)論如何本發(fā)明不是要對(duì)光在反射表面上的全反射進(jìn)行限制。如果反射表面被設(shè)計(jì)成使得在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)中引導(dǎo)的光束的偏轉(zhuǎn)在反射表面上出現(xiàn)，那么就是足夠的。


參考附圖在下文中詳細(xì)地說(shuō)明了優(yōu)選的實(shí)施例，其中圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的穿過(guò)光學(xué)傳感器的軸向縱向截面；圖2示出了圖1的傳感器根據(jù)線A-A切割得到的剖視圖；圖3示出了根據(jù)第二實(shí)施例的穿過(guò)光學(xué)傳感器的軸向縱向示意性截面。
具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中示出的光學(xué)傳感器(總體上由標(biāo)記10來(lái)表示)用作家用清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的渾濁度傳感器。圖1示出處于安裝狀態(tài)的傳感器10，所述傳感器被插入到用于界定清洗室14的壁12的安裝孔(未更加詳細(xì)地示出)中，所述清洗室14被用于清潔衣物或碗碟的清洗水沖洗。傳感器10沿著光測(cè)量路徑發(fā)出光，所述光測(cè)量路徑由虛線顯示且由標(biāo)記16標(biāo)識(shí)，光測(cè)量路徑的一部分18在傳感器的外面穿過(guò)清洗室14延伸。在該部分上， 光經(jīng)歷依賴于清洗水的沾污(渾濁)程度的衰減，待清潔的材料(衣物、碗碟)的沾污程度能夠由所述衰減程度推出。傳感器10包括外殼20，所述外殼具有近似杯形的外殼主體22并具有置于杯口上的蓋部分對(duì)。外殼主體22具有杯筒沈和杯底28。杯形外殼主體22的由標(biāo)記30表示的杯軸線構(gòu)成了外殼20的軸線。杯底觀具有多個(gè)軸向突出的凸起32、34(在此為兩個(gè)凸起)， 在傳感器10處于安裝狀態(tài)時(shí)，所述凸起延伸到清洗室14中。凸起32、34可以具有相同的或不同的配置。在所示的示例中，凸起34具有比凸起32更大的軸向長(zhǎng)度，這是由于用于感測(cè)清洗室14中的清洗水的溫度的溫度傳感器36被容納在凸起34中的事實(shí)。測(cè)量組件容納在傳感器10的外殼20中，總體由標(biāo)記38所表示，其包括用作光發(fā)射元件的發(fā)光二極管40，且包括用作光接收元件的光電二極管42。應(yīng)當(dāng)理解，除發(fā)光二極管40和光電二極管42之外，可以分別使用其它類型的光發(fā)射元件和光接收元件。發(fā)光二極管40和光電二極管42都布置在印刷電路板44上，在所述印刷電路板上，還可以附加地容納又一另外的電氣/電子部件。印刷電路板44攜帶電氣插入式連接器46，傳感器10可以經(jīng)由所述電氣插入式連接器46電連接至清洗機(jī)或洗碗機(jī)的控制單元。測(cè)量組件38還包括光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由高度透明材料制成，例如由聚碳酸酯制成，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)在此由單個(gè)光傳導(dǎo)體48構(gòu)成。光傳導(dǎo)體48具有基底部分50，并具有從基底部分50軸向突出的兩個(gè)光傳導(dǎo)指狀件52、54。光傳導(dǎo)指狀件52中的每一個(gè)突入到凸起32、34中的一個(gè)中，且至少在其外表面的主要部分上，光傳導(dǎo)指狀件52中的每一個(gè)由此被空氣所包圍，即不與外殼20的壁接觸。在突入到所述凸起中的其自由端處，光傳導(dǎo)指狀件5254每個(gè)分別具有反射表面56和58，在此被實(shí)現(xiàn)成平面表面，其構(gòu)成了從光傳導(dǎo)體48的材料到空氣的光學(xué)界面，并使得沿著光測(cè)量路徑16行進(jìn)的光經(jīng)歷全反射。兩個(gè)會(huì)聚透鏡60、62 —體形成在光傳導(dǎo)體48的基底部分50上，其大致與發(fā)光二極管40和光電二極管42相對(duì)設(shè)置，分別地構(gòu)成對(duì)來(lái)自于發(fā)光二極管40的光束的耦合進(jìn)入點(diǎn)(入射點(diǎn))和對(duì)出離光傳導(dǎo)體48的光束的耦合出離點(diǎn)(出射點(diǎn))。在該情況下，會(huì)聚透鏡60具有這種特性，其使得來(lái)自于發(fā)光二極管40的發(fā)散光束近似平行，于是，在光傳導(dǎo)體48的光傳導(dǎo)指狀件52中穿過(guò)平行光束，所述平行光束的橫截面尺寸大致對(duì)應(yīng)于光傳導(dǎo)指狀件52的橫截面尺寸。因此，基本上設(shè)置在光傳導(dǎo)指狀件52的自由端處的整個(gè)反射表面 56被光照射。到達(dá)的平行束經(jīng)歷從反射表面56的全反射，并通過(guò)凸起32的外殼壁射入到清洗室14中。在沿著路徑部分18通過(guò)之后，該平行束穿過(guò)凸起34的外殼壁，進(jìn)入光傳導(dǎo)指狀件M中。在此處，其在反射表面58上經(jīng)歷全反射，并沿著光傳導(dǎo)指狀件M在會(huì)聚透鏡62的方向上傳導(dǎo)。會(huì)聚透鏡62將平行束轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光電二極管42上的會(huì)聚光束。在其靠近底部的軸向區(qū)域中，外殼主體22的杯筒沈具有徑向向內(nèi)的臺(tái)階式軸肩 64，所述軸肩以環(huán)形式在周圍延伸，并用作外密封元件66的座，將傳感器外殼20相對(duì)于安裝壁12密封。外密封元件66可以例如是分立的密封元件，或其例如可以實(shí)現(xiàn)為兩組分注射過(guò)程，以便與外殼主體22 —體地粘合。外密封元件66防止來(lái)自于清洗室14的清洗水在外殼和安裝壁12之間穿過(guò)，越過(guò)安裝壁12進(jìn)入(干燥)室。在傳感器的內(nèi)部，光傳導(dǎo)體48的基底部分50基本上完全地填充外殼主體22的內(nèi)橫截面，被內(nèi)密封元件68相對(duì)于外殼主體22所密封，所述內(nèi)密封元件68以環(huán)的形式在周圍延伸。該內(nèi)密封元件68可以獨(dú)立于光傳導(dǎo)體48和外殼主體22進(jìn)行制造，并被插入到這兩個(gè)部件之間?？蛇x地，可以將內(nèi)密封元件68制造成使得其與光傳導(dǎo)體48—體地粘合。在傳感器10的外殼20中，光傳導(dǎo)體48的基座部分50將第一分室70與兩個(gè)分室72、74分離開，測(cè)量組件38的發(fā)光二極管40、光電二極管42和任何其它電氣/電子部件位于所述第一分室70中，所述兩個(gè)分室72、74至少形成在凸起32、34中，每個(gè)分室容納光傳導(dǎo)指狀件52、 54中的一個(gè)。在該情況中，第一分室70被內(nèi)密封元件68相對(duì)于這兩個(gè)分室72、74中的每一個(gè)所密封。因此，在任何清洗水進(jìn)入到兩個(gè)分室72、74中的一個(gè)中的情況下，內(nèi)密封元件 68防止所進(jìn)入的清洗水通過(guò)、進(jìn)入到第一分室70中。在可選的設(shè)計(jì)的情況中，光傳導(dǎo)指狀件5254可以不以一體粘合的方式實(shí)現(xiàn)在公共光傳導(dǎo)體上，而是被分立地制成的部件，這些部件中的每一個(gè)由各自的內(nèi)密封元件相對(duì)于凸起32、34中的一個(gè)的壁密封。從圖1可以看出，相對(duì)于外密封元件66，內(nèi)密封元件68稍微從清洗室14軸向偏置離開。這樣的結(jié)果是來(lái)自清洗室14的水要穿過(guò)第二分室72、74中的一個(gè)進(jìn)入第一分室70 總會(huì)被內(nèi)密封元件68所阻擋，清洗水不可能從清洗室14直接進(jìn)入到第一分室70中。換句話說(shuō)，內(nèi)密封元件68相對(duì)于外密封元件66的軸向相對(duì)位置導(dǎo)致第一分室70 僅僅由外殼20的這種壁部分所界定，所述壁部分在如圖1所示的安裝狀態(tài)中不與清洗室14 中的清洗水相接觸，即不受液體環(huán)境的影響。應(yīng)當(dāng)理解，外殼主體22被實(shí)現(xiàn)成至少在沿著光測(cè)量路徑16行進(jìn)的光穿過(guò)其壁所在的那些區(qū)域中是足夠透明的，外殼主體22的材料的一定的渾濁性是很可能的。還應(yīng)當(dāng)理解，在光傳導(dǎo)體48的基底部分50和外殼主體22之間的緊密連接也可以通過(guò)壓制、焊接或粘合劑粘合來(lái)實(shí)現(xiàn)。附加的密封體，例如成內(nèi)密封元件68的形式，在這種情況下可以被省略掉。已經(jīng)解釋了會(huì)聚透鏡60使得從發(fā)光二極管40在會(huì)聚透鏡60的方向上發(fā)出的光束使得盡可能地平行。所述被平行化的光束然后在光傳導(dǎo)體48中傳導(dǎo)直至?xí)弁哥R62，而沒(méi)有明顯的發(fā)散變化，在會(huì)聚透鏡62處，光束被引導(dǎo)到光電二極管42上。在光傳導(dǎo)體48中引導(dǎo)的光束的橫截面形式例如是圓形，光傳導(dǎo)體48的光傳導(dǎo)指狀件5254例如同樣具有圓形橫截面。在光傳導(dǎo)體48中引導(dǎo)的光束的直徑可以例如是至少Imm或至少1. 5mm或至少 2mm。在傳感器10可行的設(shè)計(jì)的情況下，該光束的直徑例如可以是大約2. 4mm。這(假定為圓形的束橫截面的情況下)導(dǎo)致束橫截面面積為大約4. 5mm2。在光傳導(dǎo)體48中引導(dǎo)的光束的橫截面面積的這樣的幅值對(duì)于確保可能由橫穿光測(cè)量路徑16的部分18的任何顆?；蚺菽瓪馀菟斐傻母蓴_盡可能地少，是有利的。如果在清洗水中漂浮的這樣的顆粒具有尺寸為例如幾十毫米，所述顆粒僅造成對(duì)由傳感器10所傳送的輸出信號(hào)的相對(duì)小的衰減。于是，或許可以避免傳感器輸出信號(hào)為消除橫穿顆?；蚺菽瓪馀莸男?yīng)而進(jìn)行的復(fù)雜的時(shí)間平均。由會(huì)聚透鏡60實(shí)現(xiàn)的進(jìn)入光傳導(dǎo)體48的光束的平行化以及該光束在光傳導(dǎo)體48 中的后續(xù)的直至出射側(cè)上的會(huì)聚透鏡62的平行引導(dǎo)，確保從發(fā)光二極管40照射到光傳導(dǎo)體48中的輻射能量的相當(dāng)大的部分到達(dá)光電二極管42，且沿著光測(cè)量路徑16的輻射損失僅僅相當(dāng)小。例如，假定光測(cè)量路徑16的部分18上存在空氣，則從光傳導(dǎo)體48耦合出離并到達(dá)光電二極管42的輻射能量可以超過(guò)從發(fā)光二極管40沿會(huì)聚透鏡60的方向發(fā)出的光束的輻射能量的70%。從圖1中還可以看出，發(fā)光二極管40和光電二極管42都布置在光傳導(dǎo)體48的外面、離光傳導(dǎo)體48 —距離處，即它們不突入到光傳導(dǎo)體的氣穴中(如在W02006/050767A2 中那樣，參見其中的例如圖1和3)?，F(xiàn)在參考圖3。在圖3所示的第二實(shí)施例的情形中，如在第一實(shí)施例中的情形中相同或具有相同功能的部件被標(biāo)以與圖1、2中相同的標(biāo)記標(biāo)識(shí)，但加以字母下標(biāo)。為了避免不必要的重復(fù)，對(duì)于關(guān)于相同的或具有相同功能的這樣的部件的前述的說(shuō)明進(jìn)行了參考， 除非下文中另有說(shuō)明。在根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器IOa的情況下，外殼20a的內(nèi)部沒(méi)有被再分為彼此密封的分室。光傳導(dǎo)體48a在其光傳導(dǎo)指狀件52a、Ma上具有多個(gè)橫向突出的支撐肋76a，所述支撐肋用于將光傳導(dǎo)體48a固定在外殼20a的安裝溝槽中，其沒(méi)有被更詳細(xì)地示出。另外，在圖3中，沿著光測(cè)量路徑16a行進(jìn)的光束由虛線示出。圖中示出從發(fā)光二極管40a沿著會(huì)聚透鏡60a的方向引導(dǎo)的發(fā)散光束78a，其由會(huì)聚透鏡60a轉(zhuǎn)換成平行束 80ao該平行束80a在光傳導(dǎo)指狀件52a中行進(jìn)直至反射表面56a。在此處，平行束80a經(jīng)歷全反射，并作為平行光束8 行進(jìn)穿過(guò)形成在外殼20a的凸起32a、3^之間的測(cè)量間隙 (對(duì)應(yīng)于光測(cè)量路徑16a的部分18a)，直至其入射到反射表面58a上為止。在此處，其經(jīng)歷另一全反射。所述光作為平行光束8 從反射表面58a沿會(huì)聚透鏡62a的方向行進(jìn)，在所述會(huì)聚透鏡6 處，光束被轉(zhuǎn)換成會(huì)聚光束86a。會(huì)聚透鏡60a的折射光焦度可能基本上等于會(huì)聚透鏡62a的折射光焦度。當(dāng)然， 應(yīng)當(dāng)理解，可選地，會(huì)聚透鏡60a、6h可以具有不同幅度的折射光焦度，例如其尤其是依賴于光電二極管4 和發(fā)光二極管40a的方向特性。
權(quán)利要求
1.一種用在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括 夕卜殼；光發(fā)射元件； 光接收元件；光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，具有光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)，所述光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)限定了光測(cè)量路徑，所述光測(cè)量路徑依次從光發(fā)射元件經(jīng)由光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)延伸至光接收元件， 在位于第一和第二反射表面之間的部分上，光測(cè)量路徑在外殼外面延伸， 從光發(fā)射元件沿著光測(cè)量路徑到達(dá)光接收元件的光在第一反射表面和第二反射表面上經(jīng)歷了全反射，在外殼外面延伸的光測(cè)量路徑的部分上的每個(gè)點(diǎn)處，從第一反射表面延伸至第二反射表面的光束具有不低于0. 9mm2的橫截面面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光束的橫截面積不低于1.5mm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光束的橫截面積不低于2.0mm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光束的橫截面積不低于2.5mm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光束的橫截面積不低于3.0mm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光束基本上是平行束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述入射點(diǎn)和/或所述出射點(diǎn)具有會(huì)聚透鏡的功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)傳感器，其中來(lái)自于光發(fā)射元件的發(fā)散光束由所述入射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成基本上平行的光束。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)傳感器，其中來(lái)自于第二反射表面的基本上平行的光束通過(guò)所述出射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光接收元件上的會(huì)聚光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中第一反射表面和/或第二反射表面是平面表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由一體粘合的光傳導(dǎo)體構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其中所述光發(fā)射元件和/或光接收元件布置在光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的外面、在距離所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的一距離處。
13.—種用在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，所述光學(xué)傳感器包括 夕卜殼；光發(fā)射元件； 光接收元件；光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，具有光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)，光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)限定了光測(cè)量路徑，所述光測(cè)量路徑依次從光發(fā)射元件經(jīng)由光入射點(diǎn)、第一反射表面、第二反射表面和光出射點(diǎn)延伸至光接收元件， 在位于第一和第二反射表面之間的部分上，光測(cè)量路徑在外殼的外面延伸，從光發(fā)射元件沿著光測(cè)量路徑到達(dá)光接收元件的光在第一反射表面和第二反射表面上經(jīng)歷了全反射，所述入射點(diǎn)和出射點(diǎn)中每個(gè)都具有會(huì)聚透鏡的功能。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)傳感器，其中來(lái)自于光發(fā)射元件的發(fā)散光束通過(guò)入射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成基本上平行的光束，該平行光束之后在第一反射表面和第二反射表面上被反射，然后通過(guò)出射點(diǎn)的會(huì)聚透鏡的功能轉(zhuǎn)換成被引導(dǎo)到光接收元件上的會(huì)聚光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)傳感器，其中在僅空氣存在于在外殼外面延伸的光測(cè)量路徑的部分上的情況下，到達(dá)光接收元件的光的輻射能量至少是從光發(fā)射元件沿入射點(diǎn)方向發(fā)出的光的輻射能量的百分之五十。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)傳感器，其中所述到達(dá)的光的輻射能量至少是沿入射點(diǎn)方向發(fā)出的光的輻射能量的百分之六十。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)傳感器，其中所述到達(dá)的光的輻射能量至少是沿入射點(diǎn)方向發(fā)出的光的輻射能量的百分之六十五。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用在清洗機(jī)或洗碗機(jī)中的光學(xué)傳感器，包括外殼、光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由透明材料制成，具有光入射點(diǎn)、第一和第二反射表面和光出射點(diǎn)。光發(fā)射元件、光接收元件和光傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)限定了光測(cè)量路徑，該光測(cè)量路徑依次從光發(fā)射元件經(jīng)由光入射點(diǎn)、第一和第二反射表面和光出射點(diǎn)延伸至光接收元件。在位于第一和第二反射表面之間的部分上的情況中，光測(cè)量路徑在外殼的外面延伸。從光發(fā)射元件沿著光測(cè)量路徑到達(dá)光接收元件的光在第一和第二反射表面上經(jīng)歷了全反射。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在外殼的外面延伸的光測(cè)量路徑的部分上的每個(gè)點(diǎn)處，從第一反射表面延伸至第二反射表面的光束具有不低于0.9mm2的橫截面面積。
文檔編號(hào)G01N21/82GK102313736SQ20111018564
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者曼弗雷迪·西格諾里諾, 約翰·信克爾, 馬丁·伯拉比奇 申請(qǐng)人:emz-漢拿兩合有限公司