一种自清洁的光电霜厚传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自清洁的光电霜厚传感器，包括减速电机、电机固定件、连接主体、定位光发射器、定位光接收器、轴套、毛刷、测霜光发射器、测霜光接收器、导热件、传感器固定件、前盖板、后盖板和顶盖板。其中减速电机通过电机固定件安装于连接主体侧边，毛刷固定于电机轴上，导热件嵌套于连接主体底侧的凹槽内，导热件顶部伸出连接主体内侧下表面，两侧分别放置测霜光发射器和测霜光接收器，顶端分设定位光发射器和定位光接收器，导热件与传感器固定件连接。连接主体为绝缘、绝热材质，导热件为导热材质。本实用新型的效果在于：可稳定、有效地对空气源热泵机组、热泵型房间空调器等制冷装置的霜厚进行直接测量，避免制冷装置“误除霜”事故的发生。
【专利说明】
一种自清洁的光电霜厚传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种自清洁的光电霜厚传感器，具体地说，是针对空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置，利用光电转换技术，实现霜层厚度监测，并利用毛刷扫霜方式实现传感器自清洁，结合顶盖板遮水措施，避免传感器本身防水、排水、脏堵问题的传感器。
【背景技术】
[0002]结霜是影响空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置供热性能与运行性能的关键问题。霜层的生长增大了换热器的传热热阻，减小了空气流量，必须进行除霜操作。现有除霜控制法包括:1)定时除霜控制法;2)温度-时间除霜控制法;3)室内、室外双传感器除霜控制法;4)温差-时间除霜控制法;5)空气压差除霜控制法;6)最大平均制热量除霜控制法;7)制冷剂过热度除霜控制法;8)风机电流和蒸发温度联合控制除霜法;9)综合结霜指数(FI)进行判断的除霜控制法；10)自修正除霜控制法;11)模糊智能控制除霜法.以上除霜控制方法，通过测量结霜条件如空气温度、冷表面的温度等，或者通过测量结霜的副产物如盘管温度的变化、制冷剂流量的变化等，作为除霜判断的依据，而并非直接对霜层的存在及厚度进行测量。因此，空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置在实际运行中，经常出现“有霜不除”和“无霜除霜”的“误除霜”事故。光电转换原理应用于霜层厚度的监测具有不可替代的优势，但会由于防水、排水、脏堵问题导致信号失效，控制稳定度不能保证。因此，为避免“误除霜”事故的发生，需要一种可以对霜层厚度进行直接、准确、稳定监控的传感器。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种自清洁的光电霜厚传感器，是利用光电转换原理，采用毛刷扫霜的方式保证其工作稳定性、可靠性，用于空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置除霜控制的传感器。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供的自清洁的光电霜厚传感器，主要包括减速电机(I)、电机固定件(2)、连接主体(3)、定位光发射器(4)、定位光接收器(5)、轴套
(6)、毛刷(7)、测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)、导热件(10)、传感器固定件(11)、前盖板(12)、后盖板(13)、顶盖板(14)。
[0005]连接主体(3)为具有长方体空腔的结构，连接主体(3)的一侧面开有通孔，减速电机(I)通过电机固定件(2)固定在此孔内，减速电机(I)的转轴位于连接主体(3)空腔内，毛刷(7)通过轴套(6)固定在减速电机(I)的转轴上;连接主体(3)的底面外侧开有凹槽，凹槽内开有一通孔直通连接主体(3)内腔;导热件(10)—侧面具有尖端凸起，相对的另一侧面具有半圆柱型凹槽;传感器固定件(11)的一侧面设有半圆柱型凹槽，传感器固定件(11)和导热件(10)能够通过螺栓固定连接，传感器固定件(11)半圆柱型凹槽和传感器固定件(11)的半圆柱型凹槽相对构成一圆柱孔，用于放置待测制冷装置;导热件(10)的尖端凸起通过连接主体(3)凹槽内的通孔凸出在连接主体(3)空腔内；在连接主体(3)空腔内下底面导热件
(10)尖端凸起的两侧分别放置固定测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)，测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)为对射式槽型光耦，测霜光发射器(8)通过条缝发射光信号，测霜光接收器(9)通过条缝接收测霜光发射器(8)发出的光信号，测霜光发射器(8)、测霜光接收器
(9)的条缝平行，且条缝下端均与导热件(10)尖端凸起顶端平齐;在连接主体(3)空腔内上顶面分别固定放置定位光发射器(4)、定位光接收器(5)，定位光发射器(4)和定位光接收器
[5]具有均具有条缝，定位光发射器(4)和定位光接收器(5)的条缝与测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)的条缝结构相同；测霜光发射器(8)的上面对应定位光发射器(4)，测霜光接收器(9)上面对应定位光接收器(5);毛刷(7)基本能与导热件(10)的尖端凸起相对接;连接主体(3)空腔设有前盖板(12)和后盖板(13);前盖板(12)和后盖板(13)相对，前盖板(12)和后盖板(13)均垂直于连接主体(3)空腔侧面、上顶面和下底面;定位光发射器(4)和定位光接收器(5)固定在后盖板(13)上，盖板(13)设有条缝，通过条缝对毛刷(7)进行弹霜或垢;测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)固定于前盖板(12)上。
[0006]在连接主体(3)上顶面的上面还盖有一顶盖板(14)，顶盖板(14)带有向下倾斜的边缘，防止雨水以及环境溅落的化霜水等进入连接主体(3)。
[0007]本实用新型通过减速电机(I)转轴带动毛刷(7)转动实现传感器内部测霜段的自清洁，测霜段是指由导热件(10)顶端以及霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)构成的传感器测霜的核心部位。其中减速电机(I)通过电机固定件(2)与连接主体(3)固定在一起，毛刷
[7]通过轴套(6)与减速电机(I)转轴连接在一起，导热件(10)嵌套于连接主体(3)的凹槽内，连接主体(3)为“回”字形块状体，内“口”字部分为空腔，导热件(10)顶部伸出连接主体
(3)内“口”字空腔下表面，导热件(10)顶部两侧分别放置测霜光发射器(8)、测霜光接收器
(9)，用于测量导热件(10)顶部霜高，测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)为对射式槽型光耦，测霜光发射器8通过条缝发射光信号，测霜光接收器9通过条缝接收测霜光发射器(8)发出的光信号，测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)的条缝平行且条缝下表面与导热件(10)顶部平齐，测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)固定于前盖板(12)，测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)上侧放置定位光发射器(4)、定位光接收器(5)，用于确定毛刷最终停靠位置，定位光发射器(4)、定位光接收器(5)条缝平行，固定于后盖板(13)，后盖板(13)条缝顶端高度一般低于毛刷(7)转动轨迹，毛刷(7)转动过程中清理完测霜段的霜或垢时，均于后盖板
(13)条缝顶端进行弹霜或垢。顶盖板(14)带有向下倾斜的边缘，固定于连接主体顶部，导热件(10)与传感器固定件(11)连接。所述连接主体(3)、传感器固定件(11)为绝缘、绝热材质，导热件(10)为导热材质。
[0008]本实用新型的有益效果是:(I)输出电压信号响应灵敏；(2)可实现传感器自清洁，使之工作稳定；(3)可有效控制空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置的除霜操作；(4)可避免空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置“误除霜”事故的发生；(5)安装方便、操作简单、适用性强。
[0009]以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型自清洁的光电霜厚传感器的结构示意图，为主视图的剖视图:
[0011]图中，I——减速电机、2——电机固定件、3——连接主体、4——定位光发射器、5 定位光接收器、6 轴套、7 毛刷、8 测霜光发射器、9 测霜光接收器、10 导热件、11 传感器固定件。
[0012]图2、3分别是本实用新型自清洁的光电霜厚传感器的前后盖板示主视图，图4、5分别是顶盖板的主视剖视图和俯视图:
[0013]图中，12 前盖板、13 后盖板、14 顶盖板。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不限于以下实施例。
[0015]实施例1
[0016]由图1?4所示的本实用新型的实施方式可知，自清洁的光电霜厚传感器主要包括减速电机1、电机固定件2、连接主体3、定位光发射器4、定位光接收器5、轴套6、毛刷7、测霜光发射器8、测霜光接收器9、导热件10、传感器固定件11、前盖板12、后盖板13和顶盖板14。
[0017]其中，减速电机I通过电机固定件2与连接主体3固定在一起，连接主体3为绝热、绝缘材质，可选用尼龙、电木等。毛刷7通过轴套6与减速电机I转轴连接在一起，毛刷材质应柔软、耐磨。导热件10嵌套于连接主体3的凹槽内，连接主体3为“回”字形块状体，内“口”字部分为空腔，导热件10顶部伸出连接主体3内“口”字空腔下表面，导热件10材质为导热材质，可选择铜或铝作为材料，导热件10顶端两侧分别放置测霜光发射器8、测霜光接收器9，测霜光发射器8、测霜光接收器9为对射式槽型光耦，测霜光发射器8通过条缝发射光信号，测霜光接收器9通过条缝接收测霜光发射器8发出的光信号，测霜光发射器8、测霜光接收器9的条缝平行且条缝下表面与导热件10顶部平齐，测霜光发射器8、测霜光接收器9固定于前盖板12，测霜光发射器8、测霜光接收器9上侧放置定位光发射器4、定位光接收器5，定位光发射器4、定位光接收器5条缝平行，固定于后盖板13，后盖板13条缝高度低于毛刷7转动轨迹，使每次扫霜或垢后都进行弹霜或垢。顶盖板14固定于连接主体顶部，顶盖板14有向下角度的边缘，以遮挡环境落水。
[0018]利用传感器固定件11将导热件10固定于换热器管路上，使导热件10与换热管外壁面紧密接触，当换热器管壁结霜时，导热件10的顶部也会结霜，此时测霜光接收器9的输出电压将发生相应变动，根据信号变化幅度可判断空气源热栗机组、热栗型房间空调器等制冷装置的结霜程度，进而判断是否应执行除霜操作。机组除霜过程中，传感器内部通过减速电机I带动毛刷7转动，毛刷7转动过程中对导热件顶端进行扫霜，且由于后盖板13条缝高度低于毛刷7转动轨迹，因此每次毛刷7扫霜之后均会于后盖板条缝顶端处进行一次弹霜，以保证霜尽量不在毛刷7上停留。除霜结束后，毛刷7通过定位光接收器5的信号判断其位置，使其停靠于传感器内部上侧，原理为当毛刷7正好挡住定位光发射器4的光信号时，定位光接收器5会输出相应的电压变化，从而判断毛刷7此时正好处于传感器内部上侧，此时停止对减速电机I的供电。在机组开始供暖之前，传感器通过毛刷7转动清理测霜光发射器4和测霜光接收器5之间的垢，以保证传感器正式投入工作时的清洁状态，保证测量精度。
【主权项】
1.自清洁的光电霜厚传感器，其特征在于，主要包括减速电机(I)、电机固定件(2)、连接主体(3)、定位光发射器(4)、定位光接收器(5)、轴套(6)、毛刷(7)、测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)、导热件(10)、传感器固定件(11)、前盖板(12)、后盖板(13)、顶盖板(14); 连接主体(3)为具有长方体空腔的结构，连接主体(3)的一侧面开有通孔，减速电机(I)通过电机固定件(2)固定在此孔内，减速电机(I)的转轴位于连接主体(3)空腔内，毛刷(7)通过轴套(6)固定在减速电机(I)的转轴上;连接主体(3)的底面外侧开有凹槽，凹槽内开有一通孔直通连接主体(3)内腔;导热件(10)—侧面具有尖端凸起，相对的另一侧面具有半圆柱型凹槽；传感器固定件(11)的一侧面设有半圆柱型凹槽，传感器固定件(11)和导热件(10)能够通过螺栓固定连接，传感器固定件(11)半圆柱型凹槽和传感器固定件(11)的半圆柱型凹槽相对构成一圆柱孔，用于放置待测制冷装置;导热件(10)的尖端凸起通过连接主体(3)凹槽内的通孔凸出在连接主体(3)空腔内；在连接主体(3)空腔内下底面导热件(10)尖端凸起的两侧分别放置固定测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)，测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)为对射式槽型光耦，测霜光发射器(8)通过条缝发射光信号，测霜光接收器(9)通过条缝接收测霜光发射器(8)发出的光信号，测霜光发射器(8)、测霜光接收器(9)的条缝平行，且条缝下端均与导热件(10)尖端凸起顶端平齐;在连接主体(3)空腔内上顶面分别固定放置定位光发射器(4)、定位光接收器(5)，定位光发射器(4)和定位光接收器(5)具有均具有条缝，定位光发射器(4)和定位光接收器(5)的条缝与测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)的条缝结构相同；测霜光发射器(8)的上面对应定位光发射器(4)，测霜光接收器(9)上面对应定位光接收器(5);毛刷(7)基本能与导热件(1)的尖端凸起相对接;连接主体(3)空腔设有前盖板(12)和后盖板(13);前盖板(12)和后盖板(13)相对，前盖板(12)和后盖板(13)均垂直于连接主体(3)空腔侧面、上顶面和下底面;定位光发射器(4)和定位光接收器(5)固定在后盖板(13)上，盖板(13)设有条缝，通过条缝对毛刷(7)进行弹霜或垢;测霜光发射器(8)和测霜光接收器(9)固定于前盖板(12)上。2.根据权利要求1所述的自清洁的光电霜厚传感器，其特征在于，所述连接主体(3)、传感器固定件(11)为绝缘、绝热材质；导热件(10)为导热材质。3.根据权利要求1所述的自清洁的光电霜厚传感器，其特征在于，在连接主体(3)上顶面的上面还盖有一顶盖板(14)，顶盖板(14)带有向下倾斜的边缘，防止雨水以及上方溅落的化霜水进入连接主体(3)。
【文档编号】F25B47/00GK205641683SQ201620179904
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】王伟, 孙育英, 盖轶静, 白晓夏, 刘景东
【申请人】北京工业大学