[发明专利]浑浊度传感器

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及浑浊度传感器和测量液体浑浊度的方法。更具体地说，涉及用于清洗物品的机器(例如，洗碗机或者洗衣机)中所用的浑浊度传感器。

背景技术

现今，用于清洗液体介质中的餐具或衣物的电器或机器可配备用于测量浑浊度的传感器。还可为具备饮料制备系统的冰箱配备用于测量浑浊度的传感器。本文中所用术语“浑浊度”一般指悬浮于液体介质中的光散射颗粒或光吸收颗粒的浓度。如流体中浑浊度上升，则针对给定波长，透光率通常会下降，透光率例如相关于：

●波长

●悬浮颗粒粒的直径分布

●悬浮颗粒折射率，以及

●悬浮颗粒表面性质。

颗粒与溶解物的沉降也可能削弱介质中的光传输，但通常被认为不影响浑浊度。了解浑浊度的作用之一是调节电器洗涤循环的各种参数使之与待洗物品的污浊程度相适应。这有助于更经济地利用能源、水和洗涤剂等资源。

浑浊度传感器可以是设置在电器液压路径上的光传感器，并可测量液体介质对某一波长的透光率。虽然特定类型颗粒的透光率与浑浊度之间通常存在稳定的关系，但是浑浊度测量的质量可能是精度的一个限制因素。浑浊度传感器可包括诸如发光二极管(LED)或类似固态照明器件之类的光源以及诸如光电晶体管之类的光敏元件。光源所发射光的一部分可在穿过液体介质之后由光敏元件接收。通过比较发射光的辐射强度(每单位立体角内辐射功率)I₀与接收光的辐射强度I，可推导出液体介质的透光率，

T＝I/I₀        (1)

液体的浑浊度可通过检索透光率-浑浊度经验曲线得到。

现有浑浊度传感器的精度通常只在一个狭窄的范围内是令人满意的。这一缺陷在一定程度上要归因于传感器中所用光敏元件其有限的可用范围。事实上，当超出饱和水平时，该元件的输出值与接收光的辐射强度之间的相关性可能会减弱。反之，若强度低于光敏元件灵敏度阈值，信号则可能为噪声所淹没，并可能因而无法或至少很难被检测到。因此，现有浑浊度传感器具有某些局限性是不言而喻的。

发明内容

鉴于上述，期望获得一种用于测量流体浑浊度的改进型传感器和/或方法。尤其期望获得一种工作范围较先前已有传感器更宽的浑浊度传感器。该传感器应有利地具有简单和/或稳健的机械结构，并进一步有利地无活动部件。此外，获得一种耐久和/或节能的传感器会有利。

为更好地解决上述一项或更多项关注点，正如所附独立权利要求所限定的那样，提供一种用于测量流体混浊度的传感器、机器、方法和计算机程序产品。

根据本发明第一方面，提供一种用于测量流体浑浊度的浑浊度传感器。该传感器包括用于发射辐射强度可变的光的光源，以及接收从该光源发射的光的光敏元件。该光源和该光敏元件相对彼此定位设置为当该光源工作时，从该光源发射的光穿过流体沿其路径传播至该光敏元件。此外，该光敏元件配置为测量在该光敏元件处接收的光的辐射强度。控制器以可通信方式耦合到该光源和该光敏元件。此外，该控制器配置为依据所测得的在该光敏元件处接收的光的辐射强度，通过从多个预定强度级中选择出一个强度级，来调节由该光源发射的光的辐射强度。

发明人业已认识到，可能限制先前已有浑浊度传感器之精度的一个因素是常规透光率-浑浊度曲线的特性。图1显示了透光率T(以百分比为单位)作为浑浊度Turb(任意单位)的函数在感兴趣范围上的图的三个示例。现有浑浊度传感器可采用类似的曲线在液体介质的透光率已确定时查找其混浊度。这种处理通常在该曲线平坦时对于与透光率读数有关的误差更为敏感。正如下述浑浊度误差与透光率误差之间的基本关系所表示的：

ΔTurb=ΔTdT/dTurb---(2)]]>

在图1的曲线A和曲线B示出的两种情况下，对于低浑浊度值来说测量的精度可能较高，而这两条曲线对于较高的浑浊度值来说都是平坦的。根据曲线C，透光率朝着感兴趣区间的上端更快速地下降。然而，在这种情况下，低浑浊度值难以分辨，因为当浑浊度在0-2单位之间变化时透光率的改变很小。