[发明专利]对自动洗衣机或洗碗机中浊度探测器测量值进行温度补偿的方法

说明书

本发明涉及一种对浊度探测器测量值进行温度补偿的方法，该浊度探测器安装在充注水的家用电器，最好是用微处理机进行程序控制的自动洗衣机或洗碗机中洗涤液可及的位置上并且该浊度探测器包括用于透射位于测量段内的洗涤液的光发射器和光接收器。

由于在洗衣机中采用了浊度探测器，因而可以检测到作为程序参数的洗涤液的浊度并利用此浊度值实现洗涤过程的最佳化。由于浊度探测器位于贴近洗涤液的位置处，故在浊度探测器与洗涤液之间存在着热耦合。在正常工作条件下，洗涤液的温度变化幅度在约10°至95°之间，故浊度探测器同样也受到剧烈的温动波动的影响。

浊度探测器是根据光学原理工作的并由一发射近红外光谱范围光线的发射器(例如发光二极管)和一将红外光信号转换成成比例的电信号的光接收器(光电三极管、发光二极管和光敏电阻)。但发射器(例如红外线发光二极管)和所使用的接收器(例如光电三极管)的光电特性与温度有很大的关系。如果没有相应的温度补偿，将把温度波动解释成浊度值的变化并在计算信号时导致错误的结果。所以在所有设备中都需要对浊度探测器进行温度补偿，在这些设备中例如在洗衣机或洗碗机中，浊度探测器受到较大的温度波动的影响。

欧洲专利申请EP 0393 311 AI记载了一种带有测量洗涤液浑浊度装置的洗衣机。该装置同样是采用光电浊度探测器，在开始进行包含多次浊度测量的过程时必须对该浊度探测器进行校准。该校准以等于零测量值定义的浊度参考值为准。为此，在浊度探测器开始测量前加入纯自来水或空气并把此时求出的测量值定义为零。但已知的装置并未考虑到，浊度探测器周围的温度会发生剧烈的波动并会对浊度测量值的大小产生明显的影响。

当为进行浊度测量采用光电三极管和红外线发光二极管组时，两个器件的温度系数就会叠加在一起并且使浊度探测器获得一总系数。此点对采用类似器件的情况也适用。

此总温度系数受多种因素的影响，在此针对红外线发光二极管和光电三极管组举例如下：

随着温度的升高，发射器光线向较大的波长偏移。因而使发射器和接收器间的耦合系数发生变化。

随着温度的升高，发射器的照射功率降低。因而光电三极管中的测量电流降低一个光强度减弱系数。

在红外线发光二极管受热的情况下，导通电压降低约2mv/k，因而在导通电流不变的情况下电功率将变小。光强度会因此继续降低。

在高温情况下红外线发光二极管将会迅速老化，这将导致光强度降低。

光电三极管的光谱灵敏度随温度变化而变化，这将导致光电三极管与红外线发光二极管间的耦合系数也发生变化。

随温度的升高，光电三极管的电流增益将增大，这将导致在光强不变的情况下光电三极管中的测量电流增大。

随着温度的升高，光电三极管的暗电流将增大，这将导致测量电流普遍增大，而该电流的增大与光强无关。

在高温情况下，光电三极管将迅速老化，这将导致光电参数的变化。

随温度的变化，在测量段内的水的折射率将发生变化。因此发射器与接收器间光程的光电参数将发生变化，这反过来又会影响耦合参数。

从与温度有关并影响测量电流的大量参数可以看出，无法对每个影响因素都进行补偿。所以必须将浊度探测器作为一个整体系统来考虑，通过试验对其参数加以确定。这尤其适用于浊度探测器中电子器件的温度系数，因为该温度系数在测量结果中起着特别大的作用。

在试验中特别突出的棘手问题是，求出的温度系数此外还取决于实时工作点。这不仅适用于接收器(例如光电三极管)，而且也适用于发射器(例如红外线发光二极管)。在光电三极管中，温度系数取决集电极-发射极电压并且在红外线发光二极管中取决于导通电流。虽然在红外线发光二极管导通电流不变的情况下红外线发光二极管的温度系数没有变化，但与浊度相关的光电三极管的集电极-发射极电压将发生变化并随之其温度系数也将发生变化。所以在进行温度补偿时不能指望有一个恒定不变的补偿系数，而是必须对补偿系数进行动态适配调整。

图1示出在采用所谓的透射方法时浊度探测器的温度系数与洗涤液所处的温度范围的关系。发射器采用的是红外线发光二极管SFH484并且接收器采用的是光电三极管SFH 309F。测量时，发光二极管的发射电流为5毫安并且人工浑浊是通过采用一塑料带产生的。在测量时，将探测器放置在一空调箱内。在冷却期间进行测量。通过测试得出的温度系数为一6.6mv/k或一0.95％/k。