一种冰箱凝霜传感器的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种用于冰箱凝霜检测的传感器。

背景技术：

在电冰箱的应用中，用于进行制冷热交换的蒸发器上，表面温度在零下；当空气中存在水汽时，很容易形成凝霜附着在蒸发器上。当蒸发器上结霜后，会严重影响制冷效率，导致冰箱制冷效果变差，同时功耗增加。

在现有的技术中，电冰箱是通过加热装置定时对蒸发器进行加热除霜，这显著增加了电冰箱的功耗，且效果不佳；例如可能在需要除霜时，定时器并未启动加热器除霜；而不需要除霜时反而启动了加热，造成了电能的浪费。

为了节省电能，提高除霜效果，有必要在对凝霜进行检测，确认确实存在凝霜时才启动加热器进行除霜。

在专利申请201611046700.X中公开了一种冰箱电容式凝霜检测装置及其方法，其是通过传感器对冰箱凝霜进行检测，虽然提到凝霜用传感器，但对于传感器的具体结构并未详细阐述。在实际中，为了能够准确地检测冰箱凝霜，必须实现“在现场检测”功能，即传感器所处的环境必须尽量和目标待检测的部件所处环境一致，这样才能做到准确地通过传感器预知目标检测部件的凝霜情况；此外，还需要考虑整个冰箱生产链条，新增的传感器必须对现有生产链条的改动尽量小，从而起到节约整体成本的效果。

技术实现要素：

基于此，因此本实用新型的首要目地是提供一种冰箱凝霜传感器，该传感器能够提高凝霜检测准确度，降低成本，从而提高冰箱除霜效果，提高制冷效率，节省电能。

本实用新型的另一个目地在于提供一种冰箱凝霜传感器，该传感器充分利用了冰箱蒸发器的原有结构，可以有效降低凝霜检测结构的复杂度和体积。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种冰箱凝霜传感器，其包括有检测传感器和基准传感器，所述检测传感器和基准传感器共同设置于冰箱蒸发器的蒸发管上，其中

所述检测传感器包括有：

基座：是整个传感器的支架，分为正基座和负基座；其上设有凹槽用于固定极片；正、负基座包覆并固定在冰箱蒸发器的蒸发管上；

至少两个导电极片A：用于构成检测电容的正负极板；导电极片A通过凹槽固定在正基座和/或负基座上；导电极片A和蒸发管之间通过导热绝缘介质热接触；

所述基准传感器包括有：

基座：是整个传感器的支架，用于固定导电极片B；并可物理固定在冰箱蒸发器的蒸发管上；

至少两个导电极片B：用于构成基准电容的正负极板；两个导电极片B通过凹槽固定在正基座和/或负基座上；两个导电极片B和蒸发管之间通过导热绝缘介质热接触；

电容填充件：用于填充上述基准电容两个导电极片B之间的空间。

所述检测传感器的正基座和负基座上均设有凹槽，以从两个方向包覆并固定在冰箱蒸发器的蒸发管上。

所述导电极片A通过凹槽固定在检测传感器的正基座和/或负基座上；所述导电极片B通过凹槽固定在基准传感器的正基座和/或负基座上，同时凹槽设计使得极片不能直接接触蒸发管，而是留有适当的间隙，避免电性短路。

进一步，所述检测传感器和基准传感器共用一个基座，所述可物理固定在冰箱蒸发器的蒸发管上；导电极片A和导电极片B交错安装分别形成检测电容和基准电容；

所述基座采用工程塑料制作，包括但不限于PF、POM、PVC材料。

进一步，所述电容填充件和基座是同一种材料且一体成型的。

进一步，所述导电极片A和导电极片B采用铝合金薄片。

所述导热绝缘介质为导热硅胶。

进一步，所述导电极片A和导电极片B的上下表面与蒸发管的轴向呈平行设置，且所述导电极片A和导电极片B沿蒸发管的径向进行排列。

或者，所述导电极片A和导电极片B的上下表面与蒸发管的轴向垂直设置，且所述导电极片A和导电极片B沿蒸发管的轴向排列。

本实用新型所实现的传感器，充分利用了冰箱蒸发器的原有结构，可以有效降低凝霜检测结构的复杂度和体积，降低成本，提高检测准确度，从而提高冰箱除霜效果，提高制冷效率，节省电能。

附图说明

图1是现有技术所实施冰箱蒸发管的示意图。

图2是本实用新型所实施检测传感器的正面剖视图。

图3是本实用新型所实施检测传感器的侧面剖视图。

图4是本实用新型所实施基准传感器的正面剖视图。

图5是本实用新型所实施基准传感器的侧面剖视图。

图6是本实用新型所实施传感器应用于冰箱蒸发管方式一的结构示意图。

图7是本实用新型所实施传感器应用于冰箱蒸发管方式二的结构示意图。

图8是本实用新型所实施传感器第二种方式的正面剖视图。

图9是本实用新型所实施传感器第三种方式的正面剖视图。

图10是本实用新型所实施传感器第三种方式的侧面剖视图。

图11是本实用新型所实施传感器应用于冰箱蒸发管方式三的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1所示，为目前常见的冰箱翅片式蒸发器100，其中框架102用于固定；蒸发管101用于流过冷凝液，并进行气化，从而吸收热量达到制冷目的；翅片103用于增大热交换面积，因此翅片103必须和蒸发管101有良好的热接触。蒸发管一般采用铜管制作，外径为圆柱形，常见尺寸一般6～9mm不等；翅片采用铝合金薄片，有利于散热。通常蒸发器凝霜先从蒸发管(低温)开始并主要附着在翅片上，因此，进行凝霜检测时，必须要能够充分模拟翅片的热/湿环境，才能达到“在现场检测”的目的，提高检测准确度。此外，对于现有蒸发器，因其生产线非常成熟，因此制作成本低；进行凝霜检测时，应该对现有蒸发器及其生产线改造越少越好，这样才能做到低成本。

参见图2、图3所示，为凝霜检测传感器200实施例之检测传感器210，检测传感器210包括正基座2105和负基座2106，采用POM制作；正负基座合起来其内径刚好和铜管101的外径贴合，因此可以紧密固定在蒸发管101上；基座的外表面开设有凹槽(例如凹槽2109)，并可以长出棱台，用于固定导电极片。导电极片2101～2104采用铝合金薄片，各自通过凹槽插入基座中；凹槽设计使得导电极片不能直接接触蒸发管101，而是留有约0.2～1mm的小缝隙，避免电性短路；的极片2101～2104和蒸发管之间的间隙通过涂抹导热硅胶(如2108所示)进行热接触，从而实现类似传统蒸发器100上翅片101类似之功能。

为了使附图看起来清晰，图中仅示意了凹槽2109和导热硅胶层2108，实际上每个极片对对应有相应的凹槽和导热硅胶层。导电极片2101和2102形成一个检测平板电容器C1，导电极片2103和导电极片2104形成一个检测平板电容器C2；检测时C1和C2是并联关系，因此导电极片2101和导电极片2103通过导线电性短接，形成电性节点G1；导电极片2102和导电极片2104通过导线电性短接，形成电性节点P1。节点G1和P1接入信号处理装置，从而识别电容C1//C2在凝霜前后的容值变化。

导线和导电极片的连接可以用螺丝进行固定，螺丝如2107所示。

参见图4、图5所示，为凝霜检测传感器200实施例之基准传感器220，包括正基座2205和负基座2206，采用POM制作；正负基座合起来其内径刚好和铜管101的外径配合，因此可以紧密固定在蒸发管101上；基座的外表面开设有凹槽(如2209所示)，用于固定极片。极片2201～2204采用铝合金薄片，各自通过凹槽插入基座中；凹槽设计使得极片不能直接接触蒸发管101，而是留有约0.2～1mm的小缝隙，避免电性短路；极片2201～2204和蒸发管之间的间隙通过涂抹导热硅胶(如2208所示)进行热接触，从而实现类似传统蒸发器100上翅片101类似之功能。极片2201和2202形成一个基准平板电容器C3，极片2203和极片2204形成一个基准平板电容器C4；平板电容器C3、C4之间分别有电容填充件2210和2211；上述电容填充件可以单独制作，也可以和基座一体化，附图3中，电容填充件2210是基座2205的一部分，电容填充件2211是基座2206的一部分。电容填充件的存在使电容C3、C4极板之间没有凝霜空间，从而保持电容值不受凝霜与否影响。检测时C3和C4是并联关系，因此极片2201和极片2203通过导线电性短接，形成电性节点G2；极片2202和极片2204通过导线电性短接，形成电性节点P2。节点G2和P2接入信号处理装置，从而识别电容C3//C4在凝霜前后的容值变化。

导线和极片的连接可以用螺丝进行固定，螺丝如2207所示。

基准传感器210和基准传感器220一起构成了凝霜检测传感器200。在使用时，信号转换装置根据检测平板电容器容值(C1+C2)和基准平板电容容值(C3+C4)之比例来确定冰箱蒸发器凝霜之状态。

上述凝霜检测传感器之基座采用POM材料制作，也可以采用其他合适的工程塑料制作，如PVC\PF(电木)\PP等。上述蒸发器之蒸发管的外部为圆形，也可以是其他形状，如方形；相应地，基座闭合后的内腔横截面可以是圆形，也可以是方形，不一而足。上述极片采用铝合金薄片，也可以采用其他导电和导热性能好的金属/合金薄片，如不锈钢薄片、铜片等；或者其他同时具有导热导电性质的材料。上述极片采用具有矩形的上下表面，也可以采用其他多边形表面，如三形、弧形、圆形等。此外，上述极片的安装方向是保持其上下表面和蒸发管的轴向平行，各个极片则沿着蒸发管径向平行排列的；但排列方式不限于此，例如，极片的上下表面可以和蒸发管的轴向成垂直关系，或者其他任意角度；各个极片之间可以沿着蒸发管轴向平行排列；或者沿着径向，按照同心圆成扇形排列，只要能构成平板电容器即可。为了更好地兼容原有蒸发器的结构，基座上还可以在保证结构强度下进行镂空处理，使得蒸发管有更多和外界空气接触面积，从而保证原有蒸发管的散热特性。电容填充件一般采用和基座相同的材料来制作。

参见图6所示，为凝霜检测传感器200安装在蒸发器100上的示意图。检测传感器210和基准传感器220分别装在上下两根蒸发管(实际是连通的一根)上；原有蒸发器只需要取消掉部分翅片，给传感器安装即可，不需要做任何改动；传感器200安装可采用螺丝或者胶水等固定在蒸发管101上，属于外挂式，因此也几乎不需要改动原有蒸发器生产线。参见图7所示，检测传感器210和基准传感器220成水平方向安装在同一个蒸发管上。

参见图8所示，凝霜检测传感器400在一个基座(正基座4004和负基座4007)上实现了检测传感器和基准传感器。极片4001、极片4003及其电容填充件4002构成了基准传感器之基准平板电容器C5；极片4003、极片4006及其电容填充件4005构成了基准传感器之基准平板电容器C6；极片4001、极片4008构成了检测传感器之检测平板电容器C7；极片4008、极片4006构成了基准传感器之基准平板电容器C8。上述极片4001、4003、4006及4008均为L形折角极片，因此可以构成两个不同的电容器。例如，极片4001的一边可以合4003相对平行的一边构成基础平板电容器C5；同时极片4001的另一边则和极片4008相对平行的一边构成检测平板电容器C7。在极片的折角处可以和蒸发管101有更大的热接触面积，因此有利于实现原蒸发器翅片之散热功能。蒸发管101和极片折角处之间的间隙由导热硅胶层(如4009)连接。

参见附图9、图10所示，为凝霜检测传感器实施例500，包括正基座5006和负基座5008；极片5001～5004；极片按照表面和蒸发管101垂直的方向安装，各个极片沿蒸发管101轴向平行排列。相对平行布置的极片5001和极片5002和电容填充件5005构成基准平板电容器C8；相对平行布置的极片5003和极片5004构成检测平板电容器C9；极片5001～5002之间的间距约5mm；极片5004和极片5002作为电性特性上的同一个极板可以电性短接，或者合为一个极片。极片通过凹槽固定在基座上，并且通过导热硅胶层5007和蒸发管101热接触。电容填充件5005和基座是一体的，且大于等于极片5002和极片5001重叠的区域。

图11所示，为凝霜检测传感器500安装在蒸发器100上的示意图。传感器500安装在蒸发器100的蒸发管101的左下角区域，且极片朝向和翅片平行。

总之，上述各凝霜检测传感器通过外挂式的安装避免了对原有蒸发器进行大改动，不影响原有蒸发器的生产线，同时各传感器自带的极片可以实现原有蒸发器翅片(或等效部件)之功能，因此各凝霜检测传感器可以作为蒸发器之一部分实现传统蒸发器的功能，同时又具有凝霜检测之功能，且由于可以实现传统蒸发器之功能，因此使得凝霜检测实现了“在现场检测”，能做到准确地检测蒸发器的凝霜状态。

由此，本实用新型所实现的传感器，充分利用了冰箱蒸发器的原有结构，可以有效降低凝霜检测结构的复杂度和体积，降低成本，提高检测准确度，从而提高冰箱除霜效果，提高制冷效率，节省电能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。