[**]

Изобретение относится к бытовому прибору с контейнером (1) для приема жидкостей, предназначенным, в частности, для хранения запаса моющего средства (2) и автоматического дозирования такого моющего средства (2). Разработано электрическое измерительное устройство (3), измеряющее уровень заполнения контейнера (1). Измерительное устройство (3) содержит два измерительных электрода (10, 11), расположенных в контейнере (1) на некотором расстоянии друг от друга, а также схемное устройство (4), которое соединено с измерительными электродами (10, 11) и предназначено для приложения переменного напряжения (UR) между измерительными электродами (10, 11) и измерения по меньшей мере одного измеряемого параметра (UM1, UM2, UD), коррелированного с переменным напряжением (UR) и с проводимостью среды (2), находящейся между измерительными электродами (10, 11). Кроме того, схемное устройство (4) содержит средства (16, 17) переключения, посредством которых измерительные электроды (10, 11) могут быть соединены по выбору с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный потенциал (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2). Изобретение относится также к соответствующему способу измерения уровня заполнения.

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к бытовому прибору с контейнером (1) для приема жидкостей, предназначенным, в частности, для хранения запаса моющего средства (2) и автоматического дозирования такого моющего средства (2). Разработано электрическое измерительное устройство (3), измеряющее уровень заполнения контейнера (1). Измерительное устройство (3) содержит два измерительных электрода (10, 11), расположенных в контейнере (1) на некотором расстоянии друг от друга, а также схемное устройство (4), которое соединено с измерительными электродами (10, 11) и предназначено для приложения переменного напряжения (UR) между измерительными электродами (10, 11) и измерения по меньшей мере одного измеряемого параметра (UM1, UM2, UD), коррелированного с переменным напряжением (UR) и с проводимостью среды (2), находящейся между измерительными электродами (10, 11). Кроме того, схемное устройство (4) содержит средства (16, 17) переключения, посредством которых измерительные электроды (10, 11) могут быть соединены по выбору с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный потенциал (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2). Изобретение относится также к соответствующему способу измерения уровня заполнения.

---

Евразийское (21) 201291239 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. D06F39/02 (2006.01)
2013.09.30 G01F23/24 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2011.05.24
БЫТОВОЙ ПРИБОР С КОНТЕЙНЕРОМ И УСТРОЙСТВОМ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ
(31) 102010029307.5
(32) 2010.05.26
(33) DE
(86) PCT/EP2011/058398
(87) WO 2011/147798 2011.12.01
(71) Заявитель:
БСХ БОШ УНД СИМЕНС ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE)
(72) Изобретатель:
Фельдмайер Рудольф, Гитль Гюнтер, Янке Экхард (DE)
(74) Представитель:
Рыбаков В.М., Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Липатова И.И., Хмара М.В. (RU)
(57) Изобретение относится к бытовому прибору с контейнером (1) для приема жидкостей, предназначенным, в частности, для хранения запаса моющего средства (2) и автоматического дозирования такого моющего средства (2). Разработано электрическое измерительное устройство (3), измеряющее уровень заполнения контейнера (1). Измерительное устройство (3) содержит два измерительных электрода (10, 11), расположенных в контейнере (1) на некотором расстоянии друг от друга, а также схемное устройство (4), которое соединено с измерительными электродами (10, 11) и предназначено для приложения переменного напряжения (UR) между измерительными электродами (10, 11) и измерения по меньшей мере одного измеряемого параметра (UM1, UM2, UD), коррелированного с переменным напряжением (UR) и с проводимостью среды (2), находящейся между измерительными электродами (10, 11). Кроме того, схемное устройство (4) содержит средства (16, 17) переключения, посредством которых измерительные электроды (10, 11) могут быть соединены по выбору с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный потенциал (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2). Изобретение относится также к соответствующему способу измерения уровня заполнения.
БЫТОВОЙ ПРИБОР С КОНТЕЙНЕРОМ И УСТРОЙСТВОМ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЗАПОЛНЕНИЯ, И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ
ЗАПОЛНЕНИЯ
Область техники
Изобретение относится к бытовому прибору с контейнером для приема жидкостей, который рассчитан, в частности, на хранение запаса моющего средства 10 и автоматическое дозирование такого моющего средства, и с устройством для измерения уровня заполнения. Кроме того, изобретение относится к соответствующему способу измерения уровня заполнения.
Уровень техники
15 На уровне техники известны бытовые приборы, например, стиральные
машины, которые оснащаются контейнером для хранения, в котором может быть запасено жидкое или гелеобразное моющее средство. Моющее средство может автоматически дозироваться для конкретного процесса стирки. Это позволяет, по существу, экономить моющее средство, так как при дозировании моющего средства
20 может учитываться, в том числе, загрузка стирального барабана и степень загрязненности белья. Благодаря настройке дозирования на преобладающие в данный момент условия можно обойтись без дополнительных циклов полоскания во время выполнения процесса стирки в стиральной машине. Жидкое или гелеобразное моющее средство или вспомогательное моющее средство (например,
25 кондиционер) может перекачиваться из контейнера для хранения в так называемую промывающуюся емкость при помощи шестеренчатого насоса.
Стиральная машина с таким контейнером для хранения описана, например, в патентной заявке DE 10 2007 028 214 А1.
Кроме того, в патентной заявке DE 39 11 862 А1 описано устройство контроля 30 уровня заполнения, предназначенное для устройства для хранения и дозирования моющих и кондиционирующих средств, помещенных в контейнеры. Такое контрольное устройство содержит датчик, подающий сигнал при достижении остаточного количества в контейнере.
Еще одно устройство контроля уровня заполнения, предназначенное для 35 бытового прибора с контейнером для хранения жидкостей, известно из патентной заявки DE 31 36 864 С2. Такое устройство контроля уровня заполнения содержит
электрическое устройство для измерения уровня заполнения контейнера. Измерительное устройство содержит два измерительных электрода, расположенных в контейнере на некотором расстоянии друг от друга, а также соединенное с измерительными электродами схемное устройство, которое 5 позволяет подавать на участок между измерительными электродами переменное напряжение и отображать измеренный параметр, зависящий от переменного напряжения и электрических свойств жидкости. Схемное устройство выполнено таким образом, чтобы выходные напряжения достигали уровня ТТЛ или МОП, в результате чего становилось бы возможным непосредственное подключение к 10 микропроцессору.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка бытового прибора вышеупомянутого типа с устройством измерения уровня заполнения, а также такое его усовершенствование и упрощение, при котором будет гарантировано надежное 15 распознавание уровня заполнения контейнера и, если контейнер служит для хранения запаса моющего средства, сведение к минимуму риска выполнения процесса стирки без моющего средства.
Согласно изобретению, эта задача решается бытовым прибором с признаками, раскрывающимися в пункте 1 формулы изобретения, а также способом 20 с признаками, раскрывающимися в пункте 11 формулы. Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы и в описании.
Бытовой прибор, описываемый изобретением, содержит контейнер для хранения жидкостей, в частности, контейнер, предназначенный для хранения моющего средства или вспомогательного моющего средства, и для автоматического
25 дозирования такого моющего средства. Кроме того, бытовой прибор содержит электрическое измерительное устройство, предназначенное для измерения уровня заполнения контейнера. Таким образом, уровень заполнения контейнера измеряется при помощи электрического измерительного устройства. С одной стороны, это выгодно тем, что бытовой прибор может подавать сигнал об
30 опорожнении контейнера - то есть, до сведения пользователя бытового прибора доводится необходимость доливания жидкости или моющего средства, и пользователь может снова наполнить контейнер. С другой стороны, электрическое измерительное устройство может передавать на центральный блок управления бытового прибора соответствующие сигналы, несущие информацию об уровне
35 заполнения контейнера. Это позволяет предотвратить выполнение процесса стирки
без моющего средства. Кроме того, электрическое измерительное устройство может с высокой степенью точности определить, имеется ли вообще в контейнере жидкость или моющее средство, или нет.
Под бытовым прибором в данном случае понимается, в частности, 5 водопотребляющий бытовой прибор. Это может быть, например, бытовой прибор по уходу за бельем, в частности, стиральная машина или стирально-сушильная машина.
Согласно изобретению, измерительное устройство содержит два измерительных электрода, расположенных в контейнере на некотором расстоянии
10 друг от друга, а также электрическое схемное устройство, соединенное с измерительными электродами. Схемное устройство позволяет подавать переменное напряжение на участок между измерительными электродами и измерять, по меньшей мере, один измеряемый параметр, коррелированный с переменным напряжением и с проводимостью среды, находящейся между
15 измерительными электродами. Использование измерительных электродов позволяет без особых затрат определить количество находящейся в контейнере жидкости, в частности, моющего средства. Если это количество ниже определенного уровня, такая ситуация должна интерпретироваться как информация об опорожнении контейнера. Для этого можно соответствующим образом выставить
20 расстояние между свободными оконечностями измерительных электродов и дном контейнера. Путем подачи переменного напряжения на измерительные электроды можно предотвратить возникновение гальванических эффектов на измерительных электродах. Таким образом, проверка уровня заполнения контейнера выполняется, по существу, при помощи измерения проводимости. Благодаря проводимости
25 жидкости или стирального раствора при подаче переменного напряжения через жидкость или моющее средство протекает переменный электрический ток. Этот переменный ток - точнее говоря, сила этого тока - является мерой проводимости моющего средства. Таким образом, можно однозначно определить, имеется ли вообще в контейнере жидкость или моющее средство. Кроме того, таким образом
30 можно также определить вид жидкости или моющего средства (по его проводимости).
Схемное устройство может попеременно прилагать на одном из измерительных электродов первый положительный потенциал, а на другом измерительном электроде - второй положительный потенциал, который меньше 35 первого потенциала или равен 0 В. Таким образом, в определенный момент
времени на первом измерительном электроде может быть приложен первый положительный потенциал, а на втором измерительном электроде - второй положительный потенциал или потенциал О В. В другой момент времени, напротив, на втором измерительном электроде может быть приложен первый положительный 5 потенциал, а на первом измерительном электроде - второй потенциал или нулевой потенциал. Таким образом, для создания прямоугольного переменного напряжения необходим только один положительный потенциал; схемное устройство обходится без отрицательного потенциала, то есть, ему достаточно нулевого потенциала. Таким образом, отпадает необходимость в создании отрицательного потенциала и 10 исчезают связанные с этим недостатки. В частности, отпадает необходимость в дополнительных конструктивных элементах и связанных с этим затратах.
Схемное устройство может содержать первые средства переключения, посредством которых первый измерительный электрод может быть соединен по выбору с первым контактом или со вторым контактом. На первом контакте может
15 быть приложен первый положительный потенциал, в то время как на втором контакте - второй положительный потенциал или нулевой потенциал. Схемное устройство может также содержать вторые средства переключения, служащие для соединения второго измерительного электрода по выбору с первым контактом или со вторым контактом. Такие средства переключения могут содержать, например,
20 электрические переключатели, например, полупроводниковые переключатели, и / или реле. С одной стороны, изобретение выгодно тем, что схемное устройство может быть выполнено с относительно малыми затратами; с другой стороны, средства переключения обеспечивают быстрое соединение измерительных электродов с первым или вторым контактом. Таким образом, между
25 измерительными электродами может быть создано такое прямоугольное переменное напряжение, которое будет характеризоваться очень малой длительностью импульса. Это выгодно как с точки зрения подавления гальванизации измерительных электродов, так и с точки зрения быстрого измерения проводимости. Предпочтительно, средства переключения переключаются между
30 первым переключающим состоянием, в котором первый измерительный электрод соединен с первым контактом, а второй измерительный электрод - со вторым контактом, и вторым переключающим состоянием, в котором первый измерительный электрод соединен со вторым контактом, а второй измерительный электрод - с первым контактом.
В особенно выгодном варианте схемное устройство содержит микроконтроллер, а первые и / или вторые средства переключения встроены в микроконтроллер. В этом случае можно использовать стандартный конструктивный элемент, а именно, микроконтроллер, обходясь без дополнительных, обособленных 5 от микроконтроллера элементов, то есть, схемных элементов. Таким образом, схемное устройство обходится, по существу, очень малым количеством конструктивных элементов и, соответственно, может быть очень компактным, то есть, позволяет сэкономить ценное монтажное пространство.
В особенно выгодном варианте переменное напряжение представляет собой 10 прямоугольное напряжение. Длительность импульса такого прямоугольного
напряжения, предпочтительно, составляет менее 1 мс, в частности, менее 500 мкс.
Например, такая длительность импульса может составлять от 1 мкс до 200 мкс.
Таким образом, длина импульса напряжения или импульса тока очень мала,
благодаря чему эффект гальванизации на измерительных электродах сводится к 15 минимуму. Кроме того, это позволяет относительно быстро измерять проводимость,
в частности, в течение нескольких миллисекунд. У прямоугольного переменного
напряжения скважность может составлять от 30% до 70%.
Схемное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы оно распознавало достижение измеряемым параметром предварительно заданного 20 предельного значения и выводило в таком случае сообщение об опорожнении контейнера. Таким образом, измерение уровня заполнения в таком варианте исполнения происходит, как бы, в двоичном режиме: схемное устройство может определять, имеется ли жидкость или моющее средство в контейнере, или нет.
Первый измерительный электрод и / или второй измерительный электрод 25 может быть соединен через токоограничительный резистор с первым контактом или со вторым контактом. Это сделано в целях обеспечения эксплуатационной надежности: тем самым, ограничивается максимальная сила тока, протекающего через измерительные электроды, в частности, при коротком замыкании измерительных электродов.
30 Первый измерительный электрод может быть соединен через первый
измерительный резистор с первым измерительным входом микроконтроллера. Соответственно (в качестве дополнения или альтернативы), второй измерительный электрод может быть соединен через второй измерительный резистор со вторым измерительным входом микроконтроллера. Когда через измерительные электроды
35 протекает электрический ток, микроконтроллер может оценить падение
электрического напряжения на соответствующем измерительном резисторе. В данном случае амплитуда этого напряжения служит мерой силы тока и, тем самым, проводимости среды, находящейся между измерительными электродами.
Таким образом, для электрического измерительного устройства, 5 предпочтительно, необходимы лишь следующие конструктивные элементы: микроконтроллер с первым и вторым выходом и первым и вторым измерительным входом, а также с двумя контактами для первого и второго потенциала или нулевого потенциала, первый и второй измерительный электрод, первый и второй измерительный резистор, а также первый и второй токоограничительный резистор.
10 По существу, это позволяет получить измерительное устройство, содержащее меньше компонентов и, тем самым, занимающее меньше монтажного пространства. Такое измерительное устройство имеет симметричную конструкцию: первый измерительный электрод соединен через первый токоограничительный резистор с первым выходом микроконтроллера, а через первый измерительный резистор - с
15 первым измерительным входом микроконтроллера. Второй измерительный электрод соединен через второй токоограничительный резистор со вторым выходом микроконтроллера, а через второй измерительный резистор - со вторым измерительным входом микроконтроллера. Микроконтроллер может попеременно прилагать на одном из выходов первый положительный потенциал, а на другом
20 выходе - второй положительный потенциал или нулевой потенциал. Одновременно микроконтроллер измеряет соответствующее падение напряжения на измерительных резисторах, то есть, на обоих измерительных входах.
Таким образом, микроконтроллер способен измерять в качестве измеряемого параметра первое электрическое напряжение, приложенное на первом
25 измерительном входе, и / или второе электрическое напряжение, приложенное на втором измерительном входе. В зависимости от первого и / или второго напряжения микроконтроллер может определять, имеется ли еще в контейнере жидкость или моющее средство, или нет. В частности, микроконтроллер может сравнивать числовые значения первого и / или второго напряжения с соответствующим
30 предельным значением; достижение соответствующего предельного значения может расцениваться микроконтроллером как сигнал об опорожнении контейнера. Таким образом, становится излишним применение сложных аналоговых схем для анализа измеренных напряжений, недостатки которых заключаются в большой потребности в монтажном пространстве и в большой стоимости.
В особенно выгодном варианте микроконтроллер рассчитан на определение в качестве измеряемого параметра разности между амплитудой первого измеренного напряжения и амплитудой второго измеренного напряжения. Таким образом, микроконтроллер может рассчитать разность между амплитудами 5 измеренных напряжений и проанализировать полученную разность в отношении уровня заполнения контейнера. Таким образом, при измерении уровня заполнения учитываются два измеряемых параметра, а именно, два измеренных напряжения, что в соответствующей мере повышает точность измерения уровня заполнения. Кроме того, расчет разности имеет дополнительное преимущество: он позволяет
10 распознавать паразитные элементы, образующиеся в находящейся между измерительными электродами среде в результате, например, химических реакций. Такими элементами могут быть, например, паразитные источники напряжений. Образование подробного паразитного источника напряжения между измерительными электродами приведет к существенному изменению разности
15 между напряжениями, в зависимости от того, соединен ли первый измерительный электрод с первым потенциалом, а второй измерительный электрод - со вторым потенциалом, или наоборот. В одном случае электрическое напряжение паразитного источника напряжения будет накладываться на падение напряжения на измерительных резисторах, в то время как в другом случае электрическое
20 напряжение паразитного источника напряжения потребуется вычитать.
Таким образом, схемное устройство в данном варианте исполнения проверяет среду, находящуюся между измерительными электродами, на наличие паразитного источника напряжения, образовавшегося в среде вследствие химических эффектов, в частности, в зависимости от, по меньшей мере, одного 25 измеряемого параметра. В этом варианте исполнения осуществляется также дополнительная проверка среды на паразитные эффекты, а именно, на наличие паразитного источника напряжения в электрической цепи измерительных электродов. При необходимости, сообщение о наличии подобных паразитных источников напряжения может выводиться пользователю.
30 Предпочтительно, микроконтроллер содержит первое устройство выборки и
хранения, с которым соединен первый измерительный электрод. Дополнительно или в качестве альтернативы микроконтроллер может содержать второе устройство выборки и хранения, с которым соединен второй измерительный электрод. Таким образом, в каждый момент времени значения первого измеренного напряжения и /
35 или второго измеренного напряжения могут сохраняться на определенный
промежуток времени, благодаря чему микроконтроллер может анализировать измеренные напряжения даже в том случае, когда амплитуда напряжения между измерительными электродами изменяется.
Предпочтительно, каждый из измерительных электродов образован 5 стержнем, выполненным, предпочтительно, из металла, в частности, из нержавеющей стали.
Способ, описываемый изобретением, предусматривает измерение уровня заполнения контейнера в бытовом приборе. В контейнере хранится запас жидкости, в частности, моющего средства. Предпочтительно, жидкость или то же моющее 10 средство автоматически дозируется из контейнера. Уровень заполнения измеряется при помощи электрического измерительного устройства, которое было подробно описано выше.
В частности, контейнер выполнен в виде контейнера для хранения запаса жидкости или моющего средства.
15 Предпочтительные варианты исполнения бытового прибора, описываемого
изобретением, и их преимущества в равной степени относятся к способу, описываемому изобретением.
Прочие признаки изобретения следуют из пунктов формулы изобретения, фигур и описания фигур. Все признаки и комбинации признаков, упомянутые в 20 вышеприведенном описании, а также все признаки и комбинации признаков, упоминаемые ниже в описании фигур и / или показанные на фигурах, могут применяться не только в указанных комбинациях, но и в других сочетаниях, а также по отдельности.
Краткое описание чертежей
25 Изобретение детально описывается ниже на основании отдельных
предпочтительных вариантов исполнения и прилагаемых фигур, на которых изображено:
Фигура 1: схематичный и в высшей степени абстрактный вид электрического измерительного устройства согласно одному из вариантов 30 исполнения изобретения, причем измерительное устройство служит для измерения уровня заполнения контейнера для хранения в бытовом приборе.
Фигура 2: схематичный вид первых и вторых средств переключения микроконтроллера измерительного устройства, показанного на фигуре 1.
Фигура За: график зависимости от времени прямоугольного переменного напряжения, приложенного между двумя измерительными электродами измерительного устройства.
Фигура ЗЬ: график зависимости от времени измеряемого параметра, 5 который измеряется на основании приложенного переменного напряжения.
Осуществление изобретения
В стиральной машине находится контейнер 1 для хранения запаса моющего средства 2 или вспомогательного моющего средства. Контейнер 1 для хранения изготовлен из пластмассы и служит для хранения запаса моющего средства 2 или 10 вспомогательного моющего средства. Моющее средство 2 из контейнера 1 для хранения может дозироваться для процесса стирки в стиральной машине, в частности, при помощи не показанного на фигурах дозирующего устройства. Моющее средство 2 представляет собой жидкую или гелеобразную среду.
Для измерения уровня заполнения контейнера 1 для хранения в стиральной 15 машине установлено электрическое измерительное устройство 3. Оно содержит схемное устройство 4, которое, в свою очередь, содержит следующие конструктивные элементы: микроконтроллер 5, первый и второй токоограничительный резистор 6, 7, первый и второй измерительный резистор 8, 9. Кроме того, измерительное устройство 3 содержит первый измерительный электрод 20 10 и второй измерительный электрод 11, которые выступают в контейнер 1 для хранения, например, сверху. Измерительные электроды 10, 11 представляют собой электропроводящие вытянутые стержни из нержавеющей стали.
Микроконтроллер 5 содержит первый контакт 12 и второй контакт 13. На первом контакте 12 создается (прилагается) первый потенциал U1, в то время как 25 на втором контакте 13 - потенциал U2. Первый потенциал U1 представляет собой положительный электрический потенциал и составляет, например, 5 В. Потенциал U2 в данном варианте исполнения равен 0 В. Потенциалы U1, U2 создаются, например, блоком питания и подаются на контакты 12, 13.
Кроме того, микроконтроллер 5 содержит первый выход 14 и второй выход 30 15. Выходы 14, 15 могут соединяться, по выбору, с первым контактом 12 или со вторым контактом 13, в частности, при помощи соответствующих средств переключения 16, 17. При помощи первых средств 16 переключения первый выход 14 может быть соединен либо с первым контактом 12, либо со вторым контактом 13. Второй выход 15 может быть соединен посредством вторых средств 17
переключения либо с первым контактом 12, либо со вторым контактом 13. Выходы 14, 15 могут быть также одновременно соединены с первым контактом 12 или со вторым контактом 13. В частности, при выключенном измерительном устройстве 3 выходы 14 и 15 соединены со вторым контактом 13. Это позволяет предотвратить 5 непрерывное протекание тока через среду, находящуюся в контейнере 1 для хранения. Таким образом, при отключенном измерительном устройстве 3 не могут возникать гальванические эффекты.
Кроме того, микроконтроллер 5 содержит первый и второй измерительный вход 18, 19. Микроконтроллер 5 содержит также первое и второе устройство 20, 21 10 выборки и хранения: первое устройство 20 выборки и хранения соединено с первым измерительным входом 18, а второе устройство 21 выборки и хранения соединено со вторым измерительным входом 19.
Первый измерительный электрод 10 соединен через первый токоограничительный резистор 6 с первым выходом 14 микроконтроллера 5 и 15 дополнительно через первый измерительный резистор 8 с первым измерительным входом 18 микроконтроллера 5. Соответственно, второй измерительный электрод 11 соединен через второй токоограничительный резистор 7 со вторым выходом 15 микроконтроллера 5 и дополнительно через второй измерительный резистор 9 со вторым измерительным входом 19 микроконтроллера 5.
20 На фигуре 2 схематично показаны первые и вторые средства 16, 17
переключения, посредством которых первый или, соответственно, второй выход 14, 15 микроконтроллера 5 может быть по выбору соединен с первым или вторым контактом 12, 13. Первые и вторые средства 16, 17 переключения выполнены в виде полумостовых схем с электрическими выключателями. Первые средства 16
25 переключения содержат первый электрический выключатель 22, а также второй электрический выключатель 23. Посредством первого выключателя 22 первый выход 14 может быть соединен с первым контактом 12 и, тем самым, с первым потенциалом U1; посредством второго выключателя 23 первый выход 14 может быть соединен со вторым контактом 13 и, тем самым, с нулевым потенциалом U2.
30 Соответственно, вторые средства 17 переключения содержат первый электрический выключатель 24, посредством которого второй выход 15 может быть соединен с первым контактом 12, а также второй электрический выключатель 25, посредством которого второй выход 15 может быть соединен со вторым контактом 13. Все выключатели 22, 23, 24, 25, показанные на фигуре 2, могут представлять собой
35 полупроводниковые выключатели, в частности, биполярные транзисторы.
Измерение уровня заполнения контейнера 1 для хранения выполняется следующим образом: микроконтроллер 5 подает на участок между измерительными электродами 10, 11 переменное напряжение. В принципе, такое напряжение могло бы быть синусоидальным переменным напряжением. В данном варианте 5 исполнения переменное напряжение является прямоугольным напряжением. Для этого микроконтроллер 5 попеременно подает на один из измерительных электродов 10, 11 первый потенциал U1, а на другой измерительный электрод 10, 11 - нулевой потенциал U2. В частности, на первом выходе 14 приложен первый потенциал U1, а на втором выходе 15 - потенциал U2 (0 В), и наоборот. 10 Одновременно могут попарно замыкаться электрические выключатели 22 и 25 или 23 и 24.
Таким образом, для создания прямоугольного напряжения могут повторяться следующие этапы:
- замыкание выключателей 22 и 25;
15 - размыкание выключателей 22 и 25;
- замыкание выключателей 23 и 24;
- размыкание выключателей 23 и 24 и т.д.
Примерная характеристика такого прямоугольного переменного напряжения UR В зависимости от времени t показана на фигуре За. В первый момент ^ времени
20 замыкаются электрические выключатели 22 и 25, в результате чего на первом выходе 14 приложен первый потенциал U1, а на втором выходе 15 - второй потенциал U2. В следующий момент t2 времени выключатели 22, 25 снова размыкаются. Длительность такого импульса напряжения, подаваемого на измерительные электроды 10, 11, может составлять, например, от 1 мкс до 500 мкс.
25 В следующий момент t3 времени замыкаются электрические выключатели 23 и 24, в результате чего на первом выходе 14 теперь приложен потенциал U2, а на втором выходе 15 - первый потенциал U1. Выключатели 23, 24 также остаются замкнутыми в течение периода импульса напряжения, то есть, до следующего момента t4 времени. Промежуток между отдельными импульсами напряжения может
30 составлять от 0 до 1 мс, в частности, от 0 до 500 мкс.
Когда на первом выходе 14 приложен первый потенциал U1, а на втором выходе 15 - нулевой потенциал U2 (между моментами ^ и t2 времени), через измерительные электроды 10, 11 протекает электрический ток, если в контейнере 1 для хранения находится моющее средство 2. Жидкое моющее средство 2 обладает
электрической проводимостью; в зависимости от значения своей электрической проводимости или своего омического сопротивления падение напряжения в моющем средстве 2 может различаться. Кроме того, падение электрического напряжения наблюдается также на измерительных резисторах 8, 9, то есть, 5 снижается первое измеренное напряжение UMi с одной стороны и второе измеренное напряжение UM2 с другой стороны. Эти измеренные напряжения UMi, UM2 приложены, соответственно, на первом и втором измерительном входе 18, 19 микроконтроллера 5. Микроконтроллер 5 получает значения измеренных напряжений UMi, UM2 в качестве измеряемых параметров и определяет уровень 10 заполнения контейнера 1 для хранения в зависимости от этих измеряемых параметров. В частности, микроконтроллер 5 на основании измеренных напряжений UMi, UM2 может определить, протекает ли между измерительными электродами 10, 11 электрический ток, то есть, находится ли в контейнере 1 для хранения моющее средство 2, или нет.
15 Таким образом, микроконтроллер 5 анализирует числовые значения
измеренных напряжений UMi, UM2- Для этого в микроконтроллер 5 может быть встроен, например, аналого-цифровой преобразователь, который оцифровывает или преобразует из аналогового в цифровой вид измеренные напряжения UMi, UM2-
Если на первом выходе 14 приложен первый потенциал U1, а на втором 20 выходе 15 - нулевой потенциал U2, то ток от первого выхода 14 будет протекать через измерительные электроды 10, 11 ко второму выходу 15. Поскольку первый потенциал U1 выше потенциала U2, амплитуда первого измеренного напряжения UMi также будет выше амплитуды второго измеренного напряжения UM2- Если, напротив, первый потенциал U1 будет приложен ко второму выходу 15, а второй 25 потенциал U2 - к первому выходу 14, то амплитуда второго измеренного напряжения UM2 будет выше амплитуды первого измеренного напряжения UMi-
Если в контейнере 1 для хранения находится моющее средство, то между измерительными электродами 10, 11 как бы включается омическое сопротивление номиналом от 10 Ом до 5 кОм (в зависимости от моющего средства). Если,
30 напротив, моющее средство 2 в контейнере 1 для хранения отсутствует, то измерительные электроды 10, 11 будут электрически разъединены. Если на первом выходе 14 приложен первый потенциал U1, а на втором выходе 15 - нулевой потенциал U2, то возможны два крайних случая: первое измеренное напряжение UMi приблизительно равно первому потенциалу U1, а второе измеренное
35 напряжение UM2 равно 0 В, если моющее средство 2 отсутствует. Если же, напротив,
имеет место короткое замыкание между измерительными электродами 10, 11, то амплитуды измеренных напряжений UMi, UM2 будут равны.
Микроконтроллер 5 рассчитывает разность между амплитудами измеренных напряжений UMi, UM2- Эта разность также является измеряемым параметром. Если 5 имеет место короткое замыкание между измерительными электродами 10, 11, то разность равна 0 В. Если, напротив, в контейнере 1 для хранения отсутствует моющее средство 2, то эта разность будет приблизительно соответствовать значению первого потенциала U1 (5 В). Микроконтроллер 5 может также на основании этой разности определять, имеется ли моющее средство 2 в контейнере
10 1 для хранения, или нет. Если моющее средство 2 в контейнере 1 для хранения отсутствует, то разность превысит предварительно заданное предельное значение, которое может лежать, например, в диапазоне от U1-1 В до U1, то есть, от 4 В до 5 В. Такое превышение расценивается микроконтроллером 5 как сообщение об опорожнении контейнера 1 для хранения, и микроконтроллер подает
15 соответствующий информационный сигнал, в частности, на центральный блок управления стиральной машины. Такой информационный сигнал может вызывать, например, загорание сигнальной лампы на панели управления стиральной машины.
На основании рассчитанной разности микроконтроллер 5 проверяет, образовались ли в моющем средстве 2 возможные паразитные источники
20 напряжения, обусловленные, в частности, химическими или паразитными эффектами. Для распознавания подобного паразитного источника напряжения микроконтроллер 5 сравнивает разность между измеренными напряжениями UMi, UM2, когда первый измерительный электрод 10 соединен с первым потенциалом U1, а второй измерительный электрод - с потенциалом U2, с разностью между
25 измеренными напряжениями UMi, UM2 при обратной полярности измерительных электродов 10, 11. Если отклонение между этими разностями превышает предварительно заданное предельное значение, микроконтроллер 5 расценивает это как сообщение о наличии паразитного источника напряжения в моющем средстве 2.
30 На фигуре ЗЬ показан график зависимости разности UD амплитуд измеренных
напряжений UMi, UM2 от времени t. Этот график также представляет собой импульсную характеристику; разность UD может измеряться именно тогда, когда между измерительными электродами 10, 11 приложено электрическое напряжение UR. На фигуре ЗЬ показаны импульсы для трех различных сценариев I, II и III, то
35 есть, для трех различных типов моющего средства 2. Импульсы разности UD
противопоставляются соответствующим импульсам переменного напряжения UR (фигура За). В сценарии I распознана средняя проводимость моющего средства 2, в сценарии II - низкая проводимость - разность UD относительно велика, в сценарии III - высокая проводимость моющего средства 2.
5 В целом, получено электрическое измерительное устройство, которое
содержит меньшее количество конструктивных элементов и занимает меньше монтажного пространства, а также позволяет выполнить измерение предельного значения уровня заполнения в контейнере 1 для хранения в стиральной машине с максимальной точностью. Особенность измерительного устройства 3 заключается в
10 том, что переменное напряжение UR между измерительными электродами 10, 11 подается непосредственно микроконтроллером, благодаря чему затраты на схемную технику сводятся к минимуму. При этом максимальная сила тока ограничивается токоограничительными резисторами 6, 7. Еще одна особенность заключается в последовательности импульсов переменного напряжения UR - длина
15 импульса очень мала и составляет несколько микросекунд. Таким образом, эффект гальванизации измерительных электродов 10, 11 может быть сведен к минимуму, а измерение проводимости может быть выполнено относительно быстро - за несколько миллисекунд.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 контейнер для хранения
2 моющее средство
3 измерительное устройство
5 4 схемное устройство
5 микроконтроллер
6, 7 токоограничительные резисторы
8, 9 измерительные резисторы
10,11 измерительные электроды
10 12, 13 контакты
14, 15 выходы
16,17 средства переключения
18,19 измерительные входы
20, 21 устройства выборки и хранения
15 22, 23, 24, 25 электрические выключатели
U1 первый потенциал
U2 нулевой потенциал
UR прямоугольное переменное напряжение
t время
20 trt4 моменты времени
UMi первое измеренное напряжение
UM2 второе измеренное напряжение
UD разность
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Бытовой прибор, содержащий контейнер (1) для приема жидкостей, предназначенный, в частности, для хранения запаса моющего средства (2) и автоматического дозирования данного моющего средства (2), и электрическое 5 измерительное устройство (3) для измерения уровня заполнения контейнера (1), которое содержит два измерительных электрода (10, 11), расположенных в контейнере (1) на некотором расстоянии друг от друга, а также схемное устройство (4), соединенное с измерительными электродами (10, 11) и выполненное с возможностью попеременного приложения на одном из измерительных электродов
10 (10, 11) первого положительного потенциала (U1), а на другом измерительном электроде (10, 11) - второго положительного потенциала (U2), меньшего чем первый потенциал (U1), или нулевого потенциала (U2), и, тем самым, приложения переменного напряжения (UR) между измерительными электродами (10, 11), а также измерения, по меньшей мере, одного измеряемого параметра (UM1, UM2,
15 UD), коррелированного с переменным напряжением (UR) и с проводимостью среды (2), находящейся между измерительными электродами (10, 11), отличающийся тем, что схемное устройство (4) содержит первое средство (16) переключения, выполненное с возможностью соединения первого измерительного электрода (10) по выбору с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный
20 потенциал (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2), и / или содержит второе средство (17) переключения, выполненное с возможностью соединения второго измерительного электрода (11) по выбору с первым контактом (12) или со вторым контактом (13).
25 2. Бытовой прибор по п. 1, отличающийся тем, что схемное устройство (4)
содержит микроконтроллер (5), а первые и / или вторые средства (16, 17) переключения встроены в микроконтроллер (5).
3. Бытовой прибор по п.п. 1 или 2, отличающийся тем, что переменное напряжение (UR) представляет собой прямоугольное напряжение, длительность
30 импульса которого составляет менее 1 мс, в частности, менее 500 мкс.
4. Бытовой прибор по одному из пунктов 1-3, отличающийся тем, что схемное устройство (4) выполнено с возможностью распознавания достижения измеряемым параметром (UMi, UM2, UD) предварительно заданного предельного значения и вывода сообщения о пустом контейнере.
4.
5. Бытовой прибор по одному из пунктов 1-4, отличающийся тем, что первый измерительный электрод (10) и / или второй измерительный электрод (11) выполнен с возможностью соединения через токоограничительный резистор (6, 7) с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный потенциал
5 (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2).
6. Бытовой прибор по одному из пунктов 1-5, отличающийся тем, что схемное устройство (4) содержит микроконтроллер (5), а первый измерительный электрод (10) соединен через первый измерительный резистор (8) с первым
10 измерительным входом (18) микроконтроллера (5), и / или второй измерительный электрод (11) соединен через второй измерительный резистор (9) со вторым измерительным входом (19) микроконтроллера (5).
7. Бытовой прибор по п. 6, отличающийся тем, что микроконтроллер (5) выполнен с возможностью измерения в качестве измеряемого параметра первого
15 электрического напряжения (UMi), приложенного на первом измерительном входе (18), и / или второго электрического напряжения (UM2), приложенного на втором измерительном входе (19).
8. Бытовой прибор по п. 7, отличающийся тем, что микроконтроллер (5) выполнен с возможностью определения в качестве измеряемого параметра
20 разности (UD) между амплитудой первого измеренного напряжения (UMi) и амплитудой второго измеренного напряжения (UM2)-
9. Бытовой прибор по одному из пунктов 1-8, отличающийся тем, что схемное устройство (4) содержит микроконтроллер (5), содержащий первое устройство (20) выборки и хранения, с которым соединен первый измерительный
25 электрод (10), и / или второе устройство (21) выборки и хранения, с которым соединен второй измерительный электрод (11).
10. Бытовой прибор по одному из пунктов 1-9, отличающийся тем, что схемное устройство (4) выполнено с возможностью проверки среды (2), находящейся между измерительными электродами (10, 11), на наличие паразитного
30 источника напряжения, образовавшегося в среде (2) вследствие химических эффектов, в зависимости от, по меньшей мере, одного измеряемого параметра (UMI, UM2, UD).
11. Способ измерения уровня заполнения контейнера (1) для приема жидкостей в бытовом приборе, причем, в частности, в контейнере (1) хранят запас
11.
моющего средства (2), и данное моющее средство (2) автоматически дозируют из контейнера (1) для хранения, причем уровень заполнения измеряют при помощи электрического измерительного устройства (3), причем для определения уровня заполнения при помощи электрического измерительного устройства (3), которое 5 содержит два измерительных электрода (10, 11), расположенных в контейнере (1) на некотором расстоянии друг от друга, а также схемное устройство (4), соединенное с измерительными электродами (10, 11), попеременно прикладывают на одном из измерительных электродов (10, 11) первый положительный потенциал (U1), а на другом измерительном электроде (10, 11) - второй положительный
10 потенциал (U2), меньший первого потенциала (U1), или нулевой потенциал (U2), вследствие чего между измерительными электродами (10, 11) прикладывают переменное напряжение (UR), и измеряют, по меньшей мере, один измеряемый параметр (UM1, UM2, UD), коррелированный с переменным напряжением (UR) и с проводимостью среды (2), находящейся между измерительными электродами,
15 отличающийся тем, что посредством первого средства (16) переключения схемного устройства (4) соединяют первый измерительный электрод (10) по выбору с первым контактом (12), на котором приложен первый положительный потенциал (U1), или со вторым контактом (13), на котором приложен второй положительный потенциал, меньший первого потенциала, или нулевой потенциал (U2), и / или
20 посредством второго средства (17) переключения схемного устройства (4) соединяют второй измерительный электрод (11) по выбору с первым контактом (12) или со вторым контактом (13).
4rf
ФИГ.ЗВ