专利名称：冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电式传感器，尤其涉及了一种冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器。
背景技术：
随着人们生活水平的提高和对生活舒适度的要求，风冷冰箱越来越受到人们的青睐。风冷冰箱是利用风扇使冷风强迫对流循环而间接冷藏、冷冻食品，由于这一制冷方式，冰箱内食品蒸发的水分被冷风带走，并在通过蒸发器时冻结于蒸发器的表面形成霜层。霜层的存在将影响制冷性能，严重时甚至阻塞空气的流通，能耗增加，冷藏冷冻效果下降。当风冷型冰箱内的蒸发器结霜时，由于霜的导热系数很低，一旦结霜，冰箱蒸发器表面的霜会降低制冷效率，增加能量消耗。资料表明，冰箱霜层厚度达到5mm时制冷效率就会降低20%。目前，国内的冰箱，智能除霜仅在风冷冰箱上有所应用，并且是应用定时器来控制除霜，无法实现“有霜除霜，无霜不除霜”的最佳除霜工作模式，并且其误判率较高。国内的霜冰检测技术受限于技术不成熟或成本高等原因，很难在冰箱中实际运用，所以从90年代风冷冰箱出现以来，冰箱除霜方法一直没有太大改进。在国际市场上，亦尚无良好的冰箱除霜解决方案。在澳大利亚，红外的检测设备已在使用于冰霜厚度探测，但价格极高，一直未能应用于冰箱等家电市场。因此，有必要针对现有的产品的结构进行优化，以满足市场更高的要求。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、安装方便、成本低廉，可用于监测风冷型冰箱内蒸发器表面霜冰厚度的传感器。本实用新型可实时监测安装部位的结霜厚度，并在霜冰厚度超过设定值时给出除霜控制信号的冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器。为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决:冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，包括安装在冷凝器蒸发管上的传感器本体，传感器本体与信号调理电路相连，所述的传感器本体正面开设有槽孔，槽孔与冷凝器蒸发管管壁之间形成结霜探测区，传感器本体内设置发射导孔和接收导光孔，所述发射导孔和接收导孔分别与槽孔连通，且发射导孔与接收导孔相对设置，发射导孔内设置有发光二极管，接收导孔内设置光电二极管，发光二极管和光电二极管分别通过电缆与信号调理电路连接。作为优选，所述的信号调理电路包括发光驱动器、放大器、阈值设定器、比较器、延时器及控制器，所述发光驱动器用于给发光二级管提供恒定的电流；放大器用于将光电二极管输出的光电流进行放大，并转换成直流电压信号；阈值设定器用于提供稳定的电压基准；比较器用于判断冰霜厚度是否超出设定值并输出电平信号；控制器用于控制除霜器的开启与停止。[0011]作为优选，所述的传感器本体通过螺栓卡接在冷凝器蒸发管上。作为优选，所述的传感器本体上的引线出口处开有可灌胶密封的引线密封槽。传感器内的红外线发射管发射出红外光，蒸发管表面无积霜时，发射光将大部分由光电二极管接收，光电二极管的输出电流最大。当蒸发管上有结霜时，光被遮挡，能被光电二极管接收到的光减少，光电二极管输出的电流减小。经过后续的信号处理电路，便可以把光电流的变化转化为输出电压的变化，经过大量的实际试验可以证明，在霜厚为O到4_时输出电压的降幅和蒸发管表面的结霜厚度之间有比较好的线性关系，根据试验结果便可设计出信号处理电路，把输出电压转化为霜厚。本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果:本实用新型结构简单、安装方便、成本低廉；可以实时准确地测量冰箱冷冻室内蒸发管上的结霜厚度，当测得结霜厚度大于设定值时可以发出除霜信号，从而改变在现有冰箱应用定时器来控制除霜误判率高的问题，达到节能的功效。大量的试验证明，本传感器在霜厚为O到4_时输出电压的降幅和传感器表面的结霜厚度之间有比较好的线性关系，并且输出电压一实际霜厚曲线在试验中有较好的一致性。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的内部结构示意图。图3是本实用新型信号调理电路的连接示意图。图4是本实用新型的输出电压-实际霜厚曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至附图4与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述:实施例1冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，如图1至图4所示，包括安装在冷凝器蒸发管I上的传感器本体2，传感器本体2与信号调理电路相连，所述的传感器本体2正面开设有槽孔3，槽孔3与冷凝器蒸发管I管壁之间形成结霜探测区，传感器本体2内设置发射导孔4和接收导光孔5，所述发射导孔4和接收导孔5分别与槽孔3连通，且发射导孔4与接收导孔5相对设置，发射导孔4内设置有发光二极管41，接收导孔5内设置光电二极管51，发光二极管41和光电二极管51分别通过电缆与信号调理电路连接。信号调理电路包括发光驱动器6、放大器7、阈值设定器8、比较器9、延时器10及控制器11，所述发光驱动器6用于给发光二级管41提供恒定的电流；放大器用于将光电二极管51输出的光电流进行放大，并转换成直流电压信号；阈值设定器8用于提供稳定的电压基准；比较器9用于判断冰霜厚度是否超出设定值并输出电平信号；控制器11用于控制除霜器的开启与停止。传感器本体2通过螺栓21卡接在冷凝器蒸发管I上。传感器本体2上的引线出口处开有可灌胶密封的引线密封槽22。本实用新型可以安装在风冷型冰箱内蒸发管I上，实时监测冰箱蒸发管I上的霜冰厚度，当霜冰厚度大于设定的阈值时给出除霜信号，并延时固定时间，确保冰箱的除霜器有足够的时间除霜。其工作原理是:由发光二极管41发射的光，除少量被蒸发管I遮挡外，大部分都被布置在对面的光电二极管51接收；随着冰箱长时间运行，蒸发管I表面上凝结的霜越来越厚，发光二极管41发射的光被遮挡的越来越多，光电二极管51接收到光越来越弱。当蒸发管I表面没有霜冰时，光电二极管51接收到最强的光,光电二极管51输出的光电流最大；当蒸发管I表面有霜冰并且厚度发生变化时，光电二极管51接收到的光强会发生变化，光电二级管51的光电流也会随之变化；光电二级管51的光电流经过放大器7放大并转换成幅值变化的直流电压信号，与阈值设定器8设定的电压阈值比较；当蒸发管I表面霜冰厚度超过预先设定的值，放大器7输出的直流电压信号幅值低于设定的阈值，比较器9输出高电平，控制器11启动除霜器工作，同时启动延时器10锁定除霜时间；当蒸发管I表面的霜冰除掉后，放大器7输出的直流电压信号幅值高于设定的阈值，比较器9输出低电平，并且延时器10延时时间到，控制器11停止除霜器工作。总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，包括安装在冷凝器蒸发管(I)上的传感器本体(2)，传感器本体(2)与信号调理电路相连，其特征在于:所述的传感器本体(2)正面开设有槽孔(3)，槽孔(3)与冷凝器蒸发管(I)管壁之间形成结霜探测区，传感器本体(2)内设置发射导孔(4)和接收导光孔(5)，所述发射导孔(4)和接收导孔(5)分别与槽孔(3)连通，且发射导孔(4)与接收导孔(5)相对设置，发射导孔(4)内设置有发光二极管(41)，接收导孔(5)内设置光电二极管(51)，发光二极管(41)和光电二极管(51)分别通过电缆与信号调理电路连接。
2.根据权利要求1所述的冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，其特征在于:所述的信号调理电路包括发光驱动器(6)、放大器(7)、阈值设定器(8)、比较器(9)、延时器(10)及控制器(11)，所述发光驱动器(6)用于给发光二级管(41)提供恒定的电流；放大器用于将光电二极管(51)输出的光电流进行放大,并转换成直流电压信号；阈值设定器(8)用于提供稳定的电压基准；比较器(9)用于判断冰霜厚度是否超出设定值并输出电平信号；控制器(11)用于控制除霜器的开启与停止。
3.根据权利要求1所述的冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，其特征在于:所述的传感器本体(2 )通过螺栓(21)卡接在冷凝器蒸发管(I)上。
4.根据权利要求1或3所述的冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，其特征在于:所述的传感器本体(2)上的引线出口处开有可灌胶密封的引线密封槽(22)。
专利摘要本实用新型涉及光电式传感器，公开了一种冰箱冷凝管霜冰遮挡式光电传感器，包括安装在冷凝器蒸发管上的传感器本体，传感器本体与信号调理电路相连，所述的传感器本体正面开设有槽孔，槽孔与冷凝器蒸发管管壁之间形成结霜探测区，传感器本体内设置发射导孔和接收导光孔，所述发射导孔和接收导孔分别与槽孔连通，且发射导孔与接收导孔相对设置，发射导孔内设置有发光二极管，接收导孔内设置光电二极管，发光二极管和光电二极管分别通过电缆与信号调理电路连接。本实用新型结构简单、安装方便、成本低廉；可以实时准确地测量冰箱冷冻室内蒸发管上的结霜厚度。
文档编号G01B11/06GK202938793SQ20122062879
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者张 杰, 吴法理, 张晓菁, 何国良 申请人:吴法理, 张 杰