洗衣機用渾濁度檢測系統及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，包括：ADC模塊、MCU、數據采集模塊，數據采集模塊包括：光源產生模塊、光源接收模塊；光源接收模塊與ADC模塊連接，ADC模塊與MCU連接，MCU與洗衣機的控制系統連接。洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，包括：多個設置在洗衣機的外桶上的渾濁度檢測容器，每個渾濁度檢測容器包括：蓄水區、發射區、接收區、兩個隔離窗口。光源產生模塊位于發射區內，光源接收模塊位于接收區內。本發明的有益之處在于：洗衣機用渾濁度檢測系統，采用光學原理檢測洗滌水的渾濁度，能夠準確檢測洗滌水的渾濁度，將洗衣機用渾濁度檢測系統的各個模塊固定在容器兩側的密閉空間中，具有體積小、安裝靈活的優點。
【專利說明】洗衣機用渾濁度檢測系統及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及洗衣機的檢測系統及裝置，具體涉及一種洗衣機用渾濁度檢測系統及 裝直。
【背景技術】
[0002] 傳統類型的洗衣機依靠人工設定的時間來控制洗衣服時間的長短，如果定時時間 太短，則衣物污漬無法洗干凈；而定時時間太長，又會費時費電，而且臟度不同的衣物，需要 清洗的時間又不同。為了保證衣物洗干凈，一般人們將時間設置成比實際需要的時間要長， 這樣就造成了水電資源浪費的現象，在人口眾多、資源緊缺的中國，這種浪費顯得尤為嚴 重。目前洗衣機朝著智能化的方向發展，在洗衣機中增加渾濁度檢測功能是新一代洗衣機 的發展趨勢，通過檢測洗衣水的渾濁度來自動判斷衣物在洗衣機的某個工作階段是否清洗 干凈，以確定衣物的最佳洗滌時間。
[0003] 依據光學原理可以檢測洗衣水的渾濁度。根據比爾定律，光在溶液中傳播時會產 生散射和吸收，而溶液對光的吸收程度與溶液濃度、液層厚度以及入射光波長有關。當入射 光的波長確定后，光穿過溶液后所剩余的強度可由下式判斷：
[0004] I = 10 · e_a ·ε，1
[0005] 其中I。是原始光強，I為透過溶液后的光強，c為溶液濃度，1為液層厚度，a為 與濃度無關的系數。
[0006] 在洗衣機工作的過程中，洗滌水的渾濁度會隨著時間變化，在洗滌階段，洗滌水的 渾濁度不斷增加，當衣物洗干凈后，洗滌水的渾濁度不再變化；在漂洗階段，剛加入清水時 渾濁度最低，隨著漂洗的進行，洗滌水的渾濁度增加，當衣物完全漂洗干凈時，其渾濁度不 再發生改變。若用光學原理檢測洗滌水的渾濁度，讓一束光透過洗滌水，在另一側檢測光 強，那么在洗滌和漂洗階段，光強會逐漸變弱，當衣物洗干凈時，光強達到最弱并不再發生 變化。因此可以通過檢測光強的變化來判斷衣物洗滌和漂洗過程是否完成，并控制洗衣機 在衣物清洗干凈后停止工作，這樣一方面可以達到自動控制的效果，提高洗衣機的智能化 程度，另一方面節約了水電資源。
[0007] 目前出現的一些洗衣機渾濁度檢測裝置大多具有安裝不靈活、精度不高的缺點。 申請號為"201010039814. 8"的名稱為"一種洗衣機用渾濁度檢測方法及裝置"的專利申 請，公開的是一種洗衣機用渾濁度檢測方法及裝置，采用散射光光敏接收管和透射光光敏 接收管分別接收紅外線發光二極管發出的散射光和透射光，并利用兩種型號的比值來表征 渾濁度，該裝置具有準確、可靠的優點，但是該檢測裝置安裝在排水閥組件的進水管接口部 處。由于排水閥位于洗衣桶的底端，容易造成大顆粒雜質在此處堆積，且在洗滌階段排水閥 端口處的水不流動，不能及時反映洗衣桶內洗滌水的渾濁情況，因此將渾濁度檢測裝置安 放在排水閥處將可能出現所檢測值無法反映洗衣桶內真實水質的情況。
【發明內容】
[0008] 為解決技術中存在的渾濁度檢測裝置安裝不靈活、檢測精度不高等問題，本發明 的目的在于提供了一種直接對桶內洗衣水進行檢測并將結果反饋給洗衣機控制系統的渾 濁度檢測系統及裝置。
[0009] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
[0010] 一種洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，包括:ADC模塊、MCU、數據采集模塊， 數據采集模塊包括：光源產生模塊、光源接收模塊；光源接收模塊與ADC模塊連接，ADC模塊 與MCU連接，MCU與洗衣機的控制系統連接；光源產生模塊、光源接收模塊用于采集光線傳 播介質的數據，光源接收模塊將數據采集模塊采集的數據傳給ADC模塊，采集的數據經ADC 模塊轉換為數字信號，被MCU所采集，MCU將采集到的數據存儲起來，并對數據進行處理，向 洗衣機控制系統發出控制信號。
[0011] 前述的洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，所述ADC模塊和MCU集成在一塊微 處理器芯片上；所述微處理器芯片的AD引腳的數目不少于數據采集模塊的數目。
[0012] 前述的洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，所述光源產生模塊采用PWM方式 供電。
[0013] 基于前述的洗衣機用渾濁度檢測系統的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于， 包括：多個設置在洗衣機的外桶上的渾濁度檢測容器，每個所述渾濁度檢測容器包括：蓄 水區、發射區、接收區、兩個隔離窗口；所述發射區、接收區分別位于所述蓄水區的兩端，所 述隔離窗口分別設置在蓄水區與發射區之間、蓄水區與接收區之間；蓄水區的一個側面設 有過濾網；所述過濾網朝向洗衣機的內桶。
[0014] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述光源產生模塊位于發射區內， 光源產生模塊的發光管貼位于所述隔離窗口的中央位置；所述光源接收模塊位于接收區 內，光源接收模塊的受光面位于所述隔離窗口的中央位置。
[0015] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述ADC模塊和MCU放置在其中一 個渾濁度檢測容器的接收區中，并且與每個渾濁度檢測容器電連接。
[0016] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，多個所述渾濁度檢測容器均勻的 分布在洗衣機的外桶壁上，多個所述渾濁度檢測容器高度相等，并且所述渾濁度檢測容器 的高度小于或等于洗衣機的外桶的高度的一半。
[0017] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述渾濁度檢測容器為立方體容 器，所述渾濁度檢測容器為塑料容器；所述隔離窗口為石英材料。
[0018] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述過濾網為絲質過濾網，所述過 濾網的孔徑小于1毫米。
[0019] 前述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述渾濁度檢測容器的數目為3 個以上。
[0020] 本發明的有益之處在于：洗衣機用渾濁度檢測系統，采用光學原理檢測洗滌水的 渾濁度，能夠準確檢測洗滌水的渾濁度。將洗衣機用渾濁度檢測系統的各個模塊固定在容 器兩側的密閉空間中，具有體積小、安裝靈活的優點。將洗衣機用渾濁度檢測裝置安放在洗 衣桶內而不是排水管口處，能夠更加直接的反映洗衣桶內洗滌水的渾濁度，且避免了大顆 粒雜質堆積的缺點，使靈敏度大大提
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明洗衣機用渾濁度檢測系統的連接示意圖；
[0022] 圖2是本發明洗衣機用渾濁度檢測裝置的安裝示意圖；
[0023] 圖3是本發明洗衣機用渾濁度檢測裝置的渾濁度檢測容器的結構示意圖。
[0024] 圖中附圖標記的含義：
[0025] 1-渾濁度檢測容器，10-蓄水區，11-發射區，12-接收區，13-隔離窗口，14-過濾 網，
[0026] 2_內桶，3_外桶，4_外殼。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0028] 如圖1所示的洗衣機用渾濁度檢測系統，包括:ADC模塊、MCU、數據采集模塊，數據 采集模塊包括：光源產生模塊、光源接收模塊；光源接收模塊與ADC模塊連接，ADC模塊與 MCU連接，MCU與洗衣機的控制系統連接；光源產生模塊、光源接收模塊用于采集光線傳播 介質的數據，光源接收模塊將數據采集模塊采集的數據傳給ADC模塊，采集的數據經ADC模 塊轉換為數字信號，被MCU所采集，MCU將采集到的數據存儲起來，并對數據進行處理，向洗 衣機控制系統發出控制信號，控制洗衣機。
[0029] ADC模塊和MCU集成在一塊引腳較少的微處理器芯片上，優選PIC12系列的微處理 器的芯片。該系列的微處理器芯片具有多通道模擬信號采集的功能，一個微處理器芯片可 以與多個數據采集模塊連接，微處理器芯片的引腳數目不宜過多，其中，微處理器芯片的AD 引腳的數目不少于數據采集模塊的數目，本發明優選，數據采集模塊的數目為3, AD引腳的 數目為3。本發明的洗衣機用渾濁度檢測系統的光源產生模塊采用PWM方式供電。MCU以 固定的時間間隔采集數據，每次采集時通過驅動ADC模塊對光源接收模塊進行連續多次采 集（采集次數大于8次），求平均值作為本次的有效數據，并將此有效數據存儲起來，與此 前采集到的有效數據進行對比，當最后幾次采集到的數據穩定在一定范圍內不再明顯變化 時，認為洗衣機本階段的工作已經完成，向洗衣機控制系統發出信號，由洗衣機的控制系統 控制洗衣機停止本階段工作。
[0030] 如圖2所示，洗衣機包括：內桶2、外桶3、外殼4,本發明的基于洗衣機用渾濁度檢 測系統的洗衣機用渾濁度檢測裝置，包括多個設置在洗衣機的外桶3上的渾濁度檢測容器 1。如圖3所示，每個渾濁度檢測容器1包括：蓄水區10、發射區11、接收區12、兩個隔離窗 口 13 ;發射區11、接收區12分別位于蓄水區10的兩端，兩個隔離窗口 13用于將蓄水區10 與發射區11、接收區12隔離，使得蓄水區10、發射區11、接收區12之間相互不連通，以確保 蓄水區10中的洗滌水無法進入到發射區11和接收區12中。隔離窗口 13透光和防水，分 別設置在蓄水區10與發射區11之間、蓄水區10與接收區12之間；蓄水區10的一個側面 設有過濾網14 ;過濾網14朝向洗衣機的內桶2,這樣可以使洗衣機內桶2、外桶3之間的水 進入蓄水區10。
[0031] 每個渾濁度檢測容器中設有一個數據采集模塊，其中，光源產生模塊位于發射區 11內，光源產生模塊的發光管貼位于發射區11的隔離窗口 13的中央位置，發光管的發光方 向正對此隔離窗口 13,并且指向容器另一端的接收區12 ;光源接收模塊位于接收區12內， 光源接收模塊的受光面位于接收區12的隔離窗口 13的中央位置，受光面的接收面正對接 收區12的隔離窗口 13,這樣光源接收模塊的受光面與光源產生模塊的發光管位置對應，使 得光源接收模塊能夠接收到光源產生模塊發出的光線。光源產生模塊的發光管優選紅外發 光管，光源接收模塊優選光敏三極管。
[0032] 由于洗衣機用渾濁度檢測系統的ADC模塊和MCU可以集成在一塊引腳較少的微處 理器芯片上，一個微處理器芯片可以與多個數據采集模塊連接，因此ADC模塊和MCU可以放 置在其中一個渾濁度檢測容器的接收區中，并且與每個渾濁度檢測容器中的光源接收模塊 電連接。設定一個渾濁度合格的要求，MCU采集多個渾濁度檢測容器的數據，進行比較，當 所有的渾濁度檢測容器的數據均達到設定要求時，向洗衣機控制系統發送脈沖信號，控制 洗衣機結束本階段工作，若在洗滌階段，則向洗衣機控制系統發出信號，控制洗衣機結束本 次洗滌；若在漂洗階段，則向洗衣機控制系統發出信號，控制洗衣機結束本次漂洗。
[0033] 多個渾濁度檢測容器1均勻的分布在洗衣機的外桶3壁上，多個渾濁度檢測容器1 高度相等，這樣多個渾濁度檢測容器1的取樣高度相同，采集的數據之間誤差小，并且渾濁 度檢測容器1的高度小于或等于洗衣機的外桶3的高度的一半，這樣當清洗衣服較少時也 能保證渾濁度檢測容器1能夠對洗滌水進行取樣。
[0034] 作為一種優選方案，渾濁度檢測容器1為立方體容器，立方體容器的長度在10厘 米以內，渾濁度檢測容器1為塑料容器；隔離窗口 13為石英材料，便于光線的透過。過濾網 14為絲質過濾網，過濾網的孔徑小于1毫米，可以不讓大顆粒雜質進入蓄水區，避免造成蓄 水區內雜志堆積。
[0035] 由于洗衣機的內桶2與外桶3是連通的，因此洗衣機工作時，洗滌水從內桶2進入 內桶2與外桶3的夾層中，其中一部分洗滌水經過過濾網14過濾后進入容器的蓄水區10 中，位于發射區11內的光源產生模塊發出的光源經過發射區11的隔離窗口 13后進入蓄水 區10中的洗滌水中，光從洗滌水穿過的過程中因發生散射和吸收而產生衰減，洗滌水的渾 濁度越高，光的衰減程度越大，衰減后的光穿過于接收區12的隔離窗口 13被位于接收區 12內的光源接收模塊所接收，光源接收模塊產生電壓變化，經ADC模塊轉換為數字信號，被 MCU所采集;MCU將采集到的數據存儲起來，并對數據進行處理，當滿足設定條件時，向洗衣 機控制系統發出信號控制洗衣機停止本階段操作。
[0036] 渾濁度檢測容器的數目為3個以上。如圖2所示，本發明的洗衣機用渾濁度檢測 裝置，優選3個渾濁度檢測容器，3個渾濁度檢測容器可以提高所采集數據的代表性，減小 個別數據誤差帶來的影響，并且這3個渾濁度檢測容器以外桶3的軸為中心對稱放置。
[0037] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該 了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的 技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1. 洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，包括:ADC模塊、MCU、數據采集模塊，數據采 集模塊包括：光源產生模塊、光源接收模塊；光源接收模塊與ADC模塊連接，ADC模塊與MCU 連接，MCU與洗衣機的控制系統連接；光源產生模塊、光源接收模塊用于采集光線傳播介質 的數據，光源接收模塊將數據采集模塊采集的數據傳給ADC模塊，采集的數據經ADC模塊轉 換為數字信號，被MCU所采集，MCU將采集到的數據存儲起來，并對數據進行處理，向洗衣機 控制系統發出控制信號。
2. 根據權利要求1所述的洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，所述ADC模塊和MCU 集成在一塊的微處理器芯片上；所述微處理器芯片的AD引腳的數目不少于數據采集模塊 的數目。
3. 根據權利要求2所述的洗衣機用渾濁度檢測系統，其特征在于，所述光源產生模塊 采用PWM方式供電。
4. 基于權利要求1至3任意一項所述的洗衣機用渾濁度檢測系統的洗衣機用渾濁度檢 測裝置，其特征在于，包括：多個設置在洗衣機的外桶上的渾濁度檢測容器，每個所述渾濁 度檢測容器包括：蓄水區、發射區、接收區、兩個隔離窗口；所述發射區、接收區分別位于所 述蓄水區的兩端，所述隔離窗口分別設置在蓄水區與發射區之間、蓄水區與接收區之間；蓄 水區的一個側面設有過濾網；所述過濾網朝向洗衣機的內桶。
5. 根據權利要求4所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述光源產生模塊 位于發射區內，光源產生模塊的發光管貼位于所述隔離窗口的中央位置；所述光源接收模 塊位于接收區內，光源接收模塊的受光面位于所述隔離窗口的中央位置。
6. 根據權利要求5所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述ADC模塊和MCU 放置在其中一個渾濁度檢測容器的接收區中，并且與每個渾濁度檢測容器電連接。
7. 根據權利要求4至6任意一項所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，多個所 述渾濁度檢測容器均勻的分布在洗衣機的外桶壁上，多個所述渾濁度檢測容器高度相等， 并且所述渾濁度檢測容器的高度小于或等于洗衣機的外桶的高度的一半。
8. 根據權利要求7所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述渾濁度檢測容 器為立方體容器，所述渾濁度檢測容器為塑料容器；所述隔離窗口為石英材料。
9. 根據權利要求8所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述過濾網為絲質 過濾網，所述過濾網的孔徑小于1毫米。
10. 根據權利要求9所述的洗衣機用渾濁度檢測裝置，其特征在于，所述渾濁度檢測容 器的數目為3個以上。
【文檔編號】G01N21/59GK104122234SQ201410306083
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】劉威, 陳棟杰, 劉靜, 陳玉萍, 李燕茹, 劉玉宏, 林善明 申請人:河海大學常州校區
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