冰位探测器和包含该冰位探测器的制冰机 |
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| 申请号 | CN201480051430.4 | 申请日 | 2014-09-19 | 公开(公告)号 | CN105556223B | 公开(公告)日 | 2017-07-21 |
| 申请人 | 因诺泰克有限责任公司; | 发明人 | D·奥利维耶里; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于 制 冰 机 的冰位探测器(4)，所述制冰机包括冰收集箱(3)和制冷装置的 蒸发 器 ，所述冰位探测器(4)位于所述冰收集箱中，所述冰位探测器(4)包括至少一个能连接至 电子 控制卡(7)的 温度 传感器 (5)，以及包括能连接至所述电子控制卡(7)的焦 耳 效应加热部件(6)，其中所述加热部件(6)包括至少一个 电阻 (6’)，能够被所述加热部件(6)传送的热功率被校准成足以使冰位探测器(4)在自由空气中维持热平衡，但不足以使冰位探测器与固态冰或融化冰维持热平衡，其特征在于：所述加热部件(6)包括至少一个LED(6”)，其特征还在于所述冰位探测器包括管形套(8)，所述管形套包含具有高热导性的 树脂 基嵌入部件(9、10)，所述加热部件(6)和所述温度传感器(5)嵌入所述树脂基嵌入部件中，所述树脂基嵌入部件(9)至少围绕所述LED(6”)是透明的，所述管形套(8)由适合漫射由所述至少一个LED(6”)产生的光的材料制成，所述至少一个LED(6”)有利地执行 散热 器和冰照明器的双重功能，以便当冰收集箱(3)中的冰处于期望冰位范围时为用户提供准确的视觉指示。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于制冰机的冰位探测器(4)，所述制冰机包括冰收集箱(3)和制冷装置的蒸发器，所述冰位探测器(4)位于所述冰收集箱中，所述冰位探测器(4)包括至少一个能连接至电子控制卡(7)的温度传感器(5)，以及包括能连接至所述电子控制卡(7)的焦耳效应加热部件(6)，其中所述加热部件(6)包括至少一个电阻(6’)，能够由所述加热部件(6)传送的热功率被校准成足以使冰位探测器(4)在自由空气中维持热平衡，但不足以使冰位探测器与固态冰或融化冰维持热平衡， |
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| 说明书全文 | 冰位探测器和包含该冰位探测器的制冰机技术领域[0001] 本发明涉及一种用于制冰机的冰位探测器和一种包含该冰位探测器的制冰机。 背景技术[0002] 制冰机上市已经有一段时间，并且有多种型号和规格。 [0004] 特别地，所讨论的机器被设计成用于生产颗粒状的冰，即呈粒状、圆柱状或立方体状的“碎片”或“裂片”。 [0005] 这些机器关注的主要问题之一是当冰收集箱装满时中断制冰。 [0006] 一般地，这种类型的机器具有用于探测冰位的探测器。 [0007] 该探测器一般安装在冰收集箱内部、处于由工厂预先确定的一位置处。 [0009] 市面上的所有探测器都存在多种操作问题，包括当容器空置或装满时机器无法启动或关闭，它们的灵敏度也会改变，导致制出的冰过多或过少。 [0013] 电容探测器存在的问题是对电磁干扰的敏感：如果安装在金属零件附近，它们的灵敏度改变。这些探测器的生产成本也较高。 [0014] 恒温温包探测器存在的问题是它们的灵敏度随天气条件(温度和湿度)变化。在这种情况下，用户不得不在夏季或冬季使用时改变它们的设置。此外，这些探测器由于具有高热惯性而导致反应时间很长。 发明内容[0015] 本发明的技术目的在于产生一种用于制冰机的冰位探测器和一种包含该冰位探测器的制冰机，它们解决了现有技术存在的前述问题。 [0016] 在这一技术目标内，本发明的一个目的是提供一种用于制冰机的冰位探测器，其经久耐用、操作可靠性高、生产成本和技术支持成本低。 [0017] 根据本发明通过一种用于制冰机的冰位探测器实现该目的和其他目的，所述冰位探测器包括至少一个可连接至电子控制卡的温度传感器，其特征在于，它包括可连接至电子控制卡的焦耳效应加热部件。 [0018] 本发明也涉及一种系统，该系统探测具有这种冰位探测器的制冰机中的冰位，其特征在于，该系统包括下述部件：设置在控制卡上的具有第一温度阈值的部件；设置在控制卡上的具有低于第一温度阈值的第二温度阈值的部件；设置可被加热部件传送的热功率的部件，每当探测器探测到的当前温度等于或低于所述第一温度阈值时，激活加热部件输出热功率的部件；以及当探测器探测到的当前温度等于或低于所述第二温度阈值时控制冰块生产中断的部件。 [0019] 有利地，考虑到符合本发明的冰位探测器的操作可靠性高，由于它的特殊结构，它几乎不受天气条件变化、电磁干扰、机械磨损和钙沉淀影响。 [0020] 以下文献被作为现有技术被引用： [0021] D1)US4 037 427；D2)US 5 729 990；D3)US 5 908 985；D4)US 5 131 234；D5)US 2006/010967；D6)US 6 351 958。 [0022] 文献D1)和D2)描述的探测器部件用于探测托盘出口处水或冰的存在性和随之形成的阻塞，该托盘放置在用于冷冻环境下使用的制冷蒸发器上。这些探测器部件在所述托盘中包括通过焦耳效应自加热的电阻式温度传感器，其在与空气接触时具有较高温度，在与更有效消耗热量的冰或冰水接触时具有较低温度。阈值在所述较高温度和较低温度之间选择，通过所述电阻加热探测器探测环境温度，将该环境温度与所述阈值进行对比，并提供指示探测器的温度高于或低于所述选择的阈值的时刻并且在必要时停止或重新启动制冷机操作的部件。 [0023] 文献D3)描述了一种电阻式冰位探测器，其特征也在于：所述电阻式冰位探测器被直接加热(例如：当未测量到热位时电流通过康铜材料进行循环)或者对于沿感知条的热流特征来说被间接加热(例如：通过在感知条上方层压隔离加热器来形成独立的加热过程和测量过程)。文献D4)更恰当地描述了一种设备，所述设备用于探测贮存于制冰机冰收集箱中冰的冰位，该设备在温度传感器上设置小型焦耳效应加热器，能够更好地辨别探测器何时处于冷空气中或何时处于冰或冰水中。文献D5)描述了一种用于探测堆积的废物中或土壤中或其他环境中的湿度的探测器，该探测器通过使用与焦耳效应加热部件相关、连接至电子控制卡的电阻式探测器来测量温度。现有技术文献D6)描述了一种用于为制造冰块的制冰机探测冰位的光学系统，在该系统中，当冰充满冰收集箱时，发射器和接收器的经过冰收集箱顶部的光被冰中断，当这种情况发生时，制冰机的关闭控件被通过小型电阻器进行外部加热的套筒包围，以防止在所述发射器和接收器上形成凝结和随之而来的起雾。 [0024] 本发明提出一种通过焦耳效应加热的电阻式冰位探测器，但该探测器也具有如所述文献D6)所述的光电式冰位探测器的优势，但不存在起雾、钙沉积和光电探测器过早老化所引起的问题。根据本发明的探测器在小长方形印制电路板的中间部分中安装有电阻式温度传感器，在同一电路板相对的两端上，一端安装有电加热电阻而另一端安装有LED光发射器(以下简称“LED”)，该LED由电阻供电，在该处，所述电路板连接至将探测器连接至外部电子控制卡的电线。具有所述部件和一部分所述电线的电路板被插入复合管状体中，所述复合管状体具有良好的导热性，所述复合管状体填充有具有高导热性的电绝缘树脂，电路板以及温度传感器和电加热电阻嵌入该电绝缘树脂中。在LED处，嵌入树脂和至少所述管状体的远端部分由除具有良好的电绝缘性之外还允许被同一LED发射的光良好扩散的材料形成。所述LED因此具有用于改善由加热部件提供的加热的效能的散热器和冰块照明器的双重功能，从而在冰收集箱中的冰处于期望冰位范围时为用户提供精确的视觉指示(截至目前，只有光学级探测器具有这一特征)。事实上，当冰接触到本发明的探测器时并且其对于加热阶段进行照亮以辨别所述同一探测器是否处于冷空气或冰或冰水中时，由LED发射的光被传递和漫射到存在于冰收集箱中彼此接触的冰上，使得用户能够通过机器的常见分配方式或者透过或从相同制冰机的常见(透明或不透明的)冰收集箱看到冰被照亮。现有技术中没有文献描述或暗示以简单、可靠且有益的方式制造阻抗计和照明式温度探测器，这种探测器能使得通过LED发射的光监控同一探测器的功能。事实上，LED通过电阻供电，该电阻也起到散热器的作用，所以当该同一电阻出现故障时，LED不会照亮而指示所述探测器出现故障，反之亦然。附图说明 [0025] 通过附图中非限制性举例的方式，本发明的其他特征和优势在根据本发明的一种用于制冰机的冰位探测器的优选但不是唯一的实施例中将更显而易见，其中： [0026] 图1a和1b示出了冰位探测器在相互正交的平面上形成的纵向截面； [0027] 图2示出了图1中探测器的放大细节图；和 [0028] 图3示出了形成图1的探测器的功能模块的图表。 具体实施方式[0029] 在图3中，一种制冰机(具体地一种制造块状和粒状冰的制冰机)总体由附图标记1来表示。 [0030] 机器1包括具有制造冰的蒸发器的制冷单元2和冰收集箱，在该冰收集箱上通过任何已知连接系统安装有冰位探测器4，所述冰位探测器形成本发明的主题。 [0031] 冰位探测器4包括至少一个温度传感器5和焦耳效应加热部件6。 [0032] 温度传感器5和加热部件6被连接至电子控制卡7。 [0033] 电子控制卡7可以是专用的并且继而连接至所述机器1的主电子控制卡，或者如图所示可直接连接至所述机器1的主要电子控制卡上。 [0034] 加热部件6包括至少一个电阻6’和(最优但不必需的)至少一个LED光发射器6”。在其他版本的探测器4中，可只提供这两种部件中的一种。 [0036] 从结构的角度来看，冰位探测器4包括管形套8，所述管形套包含具有高导热性的树脂基嵌入部件，加热部件6和温度传感器5被嵌入该树脂基嵌入部件中。 [0037] 为了使得由LED6”产生的光能够漫射到冰位探测器4的外部，嵌入部件至少围绕LED漫射器6”是透明的，管形套8由一种适合光漫射的材料制成。 [0038] 特别地，嵌入部件可由嵌有电阻6’和温度传感器5的第一嵌入部件9和嵌有LED 6”的第二透明嵌入部件10组成，而管形套8具有两个不同的部件：围绕电阻6’和温度传感器5的第一部件8’；和围绕LED6”且具有适合光漫射性质的第二部件8”。 [0040] 管形套8的横截面优选为圆形，但也可是平面、正方形、三角形等等。 [0041] 在加热部件6的优选实施方式中，LED6”电串联至电阻6’，将它们连接至电子控制卡的电路6”’独立于将温度传感器5连接至电子控制卡7的电路5’。 [0042] 在LED6”具有串联电阻6’的例子中，电阻6’也起着LED6”电源限流器的作用。 [0043] 优选地，加热部件6和温度传感器5安装在印刷电路11中，电路6”’和5’被限定于该印刷电路中。 [0044] 从印刷电路11中延伸出多极电缆(12)，该多极电缆通过连接器12’将电路6”’,5’连接至电子控制卡7。 [0045] 更精确地，LED6”被布置在与管形套8的第一纵向端相邻的一位置处，该第一纵向端与第二纵向端相对，多极电缆12从第二纵向端伸出。 [0046] 探测机器1中冰位的方法大致描述如下。 [0047] 用户在控制卡7的存储器中设置第一温度阈值、比第一温度阈值低的第二温度阈值和可被加热部件传送的热功率。 [0049] 在一个实际例子中，第一温度阈值可例如设置成2℃，第二温度阈值可设置成1℃。当冰收集箱3中没有冰时，传感器5暴露在大于2℃(相对湿度在10％到99％之间)的环境温度下。在这种情况下，传感器5探测到的当前温度保持在第一温度阈值以上，这一信息从传感器5传送到电子控制卡7。 [0050] 当探测到的温度在第一阈值水平以上时，加热部件6停用而制冷单元被激活以制冰。 [0051] 当环境空气冷却或冰收采集箱3装填至触及探测器4的位置，探测器4直接暴露在固态冰或融化冰中时，探测器探测到的当前温度下降直到等于甚至超出第一温度阈值。 [0052] 当传感器5探测到并传送到电子控制卡7的温度达到第一温度阈值时，电子控制卡7通过第一比较器14处理该信息，产生激活加热部件6的信号，该加热部件6通过焦耳效应产生趋于引起探测器4温度上升的热能。 [0053] 加热部件6保持活跃状态，直到探测到的温度上升到第一阈值水平以上。 [0054] 因此，可存在探测器4探测到低温的两种情况，一种情况由冷空气的存在性确定，另一种情况由冰的存在性确定。 [0055] 为正确区分冰和环境冷空气的存在性，明确地校准了可通过加热部件6传送的热功率，也利用了冰的热容量大大高于空气的热容量的事实。 [0056] 加热部件6的热功率事实上被校准成足以使探测器4在自由空气中维持热平衡，但不足以使探测器与固态冰或融化冰维持热平衡：当加热部件6活跃时，因此只有固态冰或融化冰的存在才能够确定探测器4温度的降低直至达到甚至超出于第二阈值水平。 [0057] 当传感器5探测到并传送到电子控制卡7的下降温度达到第二阈值时，电子控制卡7通过第二比较器16处理该信息，产生中断制冰的信号。 [0058] 必须注意的是，LED 6”有利地具有双重功能：它起到散热器的作用，还起到冰照明器的作用，因此当冰采集箱3中的冰处于期望冰位范围时，为用户提供了准确的视觉指示。 [0059] 符合本发明的探测器具有很多其他优势：由于它的灵敏性随着时间的推移不存在改变的风险，因此不需要重新校准；它的反应时间很快，与传统的恒温温包探测器相比尤其如此；它可被应用于替换已有的探测器而不需改变机器的主电子控制卡；它具有非常简单且便宜的结构。 [0060] 通过根据环境温度而对加热部件6的驱动进行合适编程可优化探测器的性能：通过这种方式，加快低环境温度下的反应速度，避免冰在高温条件下过度融化。 [0061] 此外，LED 6”和电阻6’可被分别且独立地驱动，在这两个部件都被提供的探测器版本中，只有当温度传感器5探测到冰时才驱动LED6”。 [0062] 用于制冰机的冰位探测器和由此设想的分配机器易受多种修改和变型的影响，所有修改和变型落入本发明的构思范围内中；此外，所有细节可被技术上等同的元件替换。在实践中，根据需要和现有技术的状态，可采用任意类型的材料或尺寸。 |
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