[发明专利]用于检测容器内、特别是用于家电的可移动容器内液位的光学感测器和相关透镜及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于精确检测容器内、特别是可移动容器内液体的液位(level)的光学液位感测器(optical level sensor)，所述可移动容器例如：用于家用电器，如洗衣机或洗碟机的给皂液器(liquid soap dispenser)。本发明进一步涉及一种与所述光学感测器相关的复合透镜(composite lens)。

背景技术

例如，从公开号为JP2007-248375A的日本专利申请中得知，通过被浸没在水槽内的液体中并与光发射部件(photo emitting element)和光接收部件(photo receiving element)相连的漂浮物来检测水槽内所述液体的液位，从而通过光纤读取水槽内所述液体的液位。然而，这种感测器除了当所述液体的液位低且接近所述漂浮物的尺寸规格时的感测不精确外，除非使用可拆散(dismantlable)的电气连接，否则可能不能用于检测可移动容器或水槽内的液体的液位。

从专利号为US7191649B1的美国专利进一步可知一种液位感测器，其中，读取液位的电气部件与水槽物理分离，因为该电气部件是磁敏开关，所述磁敏开关与被浸没在拟被测量液位的液体中且携带磁体的漂浮物相连。尽管这种类型的装置理论上适用于可移动水槽，但其缺点是使用漂浮物且不能执行持续的液位测量，而仅可检测出当所述液体关闭(或打开)所述开关时所达到的最大(或最小)液位。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学液位感测器，其免除了已知感测器的缺点，并且在无任何改变的情况下既可用于读取固定容器内的液位，也可用于读取可移动容器内的液位，而无需为了移除该容器而断开电气连接。特别是，本发明的一个目的是提供一种可被用于家用电器，例如洗衣机或洗碟机的给皂液器上的光学液位感测器，同时，所述感测器既经济实惠又易于实现，非常可靠且尺寸小巧。

因此，如权利要求1所限定的，本发明涉及一种用于家用电器的光学液位感测器。

特别是，根据本发明的所述感测器尤其旨在装备家用电器的可移动容器，例如，洗碟机或洗衣机的给皂液器，且所述感测器仅由下述部分组成：由支持和传送部件(supporting and feeding element)并排排列地携载(carry)的光发射部件和光接收部件，所述支持和传送部件不是与容器的支架(support)相连，就是在使用时可与其相连，所述支架尤其是该家用电器的框架(frame)；以及复合透镜，所述复合透镜不是与该容器相连，就是在使用时可与其相连，所述透镜被设计成在使用时保持被浸没在容纳于所述容器内的液体中，且面向所述光发射和光接收部件。

根据本发明的主要方面，所述复合透镜包括由光透材料制成的第一圆柱形主体(cylindrical body)，其在使用时可从所述容器的顶部面向所述光发射和光接收部件垂直安装，且直至所述容器的底壁为止；以及第二圆柱形主体，其被同心安置于所述第一主体的外部并且朝所述容器的底壁敞开(open)。

所述第一圆柱形主体可为杯型，从而所述主体可被安装在所述容器中，同时其空腔(concavity)面向所述光发射和光接收部件，并且其底壁面向且邻近但不接触所述容器的底壁。

所述第二圆柱形主体由侧壁界定，所述侧壁被安置为面向所述第一主体的相应侧壁且与其空间分离，并超过后者的全长，以便使预设的环形空隙(clearance)存在于所述第一和第二圆柱形主体的所述侧壁之间，在使用时，拟被测量液位的液体可进入该空隙；并且制备(make)所述第二圆柱形主体的所述侧壁，以使其朝所述第一圆柱形主体的所述侧壁至少部分地反射，例如：使所述第二主体的侧壁具有部分反射涂层(partially reflecting coating)，如被覆于其内侧表面(internal side surface)的白层(white layer)。

因此，由所述光发射部件所发射并由所述光接收部件所检测到的射线的衰减与所述第一和第二主体的所述侧壁之间的液体的液位成正比，因为所述发射出的射线在所述两个圆柱形主体的所述侧壁之间被反射和折射，以及被存在于所述两个主体的侧壁之间的液体反射和折射。

因此，凭借根据本发明的所述透镜的所述特定形状，可以在不使用漂浮物，且特别是无需对所述感测器的电气/电子部分之间进行任何机械或结构性连接的情况下对容器内液体的液位进行光学测量，所述感测器由所述光发射和光接收部件和通常被制成已知类型的电子板形式的所述支持和传送部件，以及旨在与所述容器机械相连，从而保持被浸没在拟被测量液位的液体中的部件(由复合透镜组成)组成。