JPH10501064A - 洗浄装置のセンサユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の液体状態センサを一体に組合わせて、濁り度，温度，導電率及び強磁性物体の運動を感知するセンサクラスタを構成する。複数のセンサは基板に装着され、オーバモールド工程によって、光透過性で不浸透性の物質の中にカプセル化されている。センサクラスタは液体区域の中の数多くの異なる場所に配置でき、液体をセンサに近接する特定の場所へ導くための導管を必要としない。本発明の好ましい一実施形態においては、濁り度を確定するために第１の光感知素子及び第２の光感知素子の信号の強さを監視する回路が設けられており、さらに、それらの信号の強さは、発光ダイオードなどの光源を駆動するために必要な電流の最も効率の良い値を有利に確定するためにも使用される。発光ダイオードに対する電流を第１の光感知素子及び第２の光感知素子が受信する光信号の強さの関数として制御することにより、濁り度センサをさらに効率良く且つ有効なレベルで動作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 洗浄装置のセンサユニット 発明の背景 発明の分野： 本発明は一般に物品を洗浄する装置で使用するためのセンサに関し、特に、一 連のパラメータ感知素子を含み保護し、且つ装置で使用される液体の状態を監視 するために食器洗い機または洗たく機の内部の様々な場所に装着可能であるセン サプラットフォーム又はセンサクラスタに関する。従来の技術の説明： １９９２年８月１８日にＫｉｎｇへ発行された米国特許第５，１４０，１６８ 号は、交番光源を使用する濁り度計信号処理回路を開示している。濁り度計は、 液体が流入する入口を備えた空洞を有するハウジングを含む。液体を通して変調 光ビームを伝送するために、所定の周波数を有する交番信号により２つのエミッ タを交互に駆動する。２つの検出器は、液体中の散乱光と非散乱光の強さを表わ す信号を発生する。それらの検出器信号の各々は、所定の周波数の信号成分のレ ベルを測定するために処理される。そのような処理は、所定の周波数の成分信号 のレベルを示す信号を発生するために検出器信号をフィルタリングし且つ位相復 調することを含む。濁り度は、各エミッタが励起されたときに測定される信号レ ベルから計算される。 １９７５年６月１０日にＢａｓｈａｒｋへ発行された米国特許第３，８８８， ２６９号は、食器洗い機の制御システムを説明している。食器洗い機は、複数の 異なる食器洗い動作及び食器処理動作を実行するための１つの制御用押しボタン を有する。食器が食器洗い機の中にあるときの食器の状態に基づいて食器洗い機 の中の食器の最適の処理を確定する能力を有する改良された自動制御装置を含む 。 １９７５年３月１１日にＢａｓｈａｒｋへ発行された米国特許第３，８７０， ４１７号は、食器洗い機のセンサを開示している。この特許は、液体の濁り度を 確定する手段と、乾燥状態を確定するように液体の所定の蒸発量を確定する手段 とを含み、食器洗い液のような液体の状態を確定する方法及び装置を説明してい る。光の放射を上方の液体の中へ導き、液体により搬送されている固体から反射 された光放射を感知して、濁り度測定値を提供するか、又は液体の上面の下側か ら反射された光放射を感知して、乾燥度測定値を提供するための手段が設けられ ている。 １９９２年１２月２２日にＯｎｏへ発行された米国特許第５，１７２，５７２ 号は、洗浄液が供給される洗浄タンクの中で汚れた物を洗浄する自動洗浄装置を 開示している。装置は、洗浄タンクを通過した洗浄液に対して光を発生する発光 素子を具備する。また、洗浄液を通って発光素子の光軸に沿って進む直線光ビー ムを受光する第１の受光素子をさらに具備する。さらに、洗浄液を通って発光素 子の光軸から外れた方向に進む散乱光を受光する第２の受光素子を具備し、洗浄 状態は第１の受光素子により受光された光の量と、第２の受光素子により受光さ れた光の量とに従って制御される。 １９７２年５月９日にＫａｒｋｌｙへ発行された米国特許第３，６６２，１８ ６号は、電気器具の電子制御回路を説明している。電気器具などの多重機能装置 の制御部は電子クロック又はタイマーと、電子プログラム回路と、実行すべき機 能を選択し且つ制御するためのデジタル回路とを利用する。電子プログラム回路 は複数の双安定回路を有し、その一方の部分はいくつかのサブサイクルの各々に おいて繰り返される一連のステップを制御し、他方の部分はそれらのサブサイク ルのシーケンスを制御する。第２の部分は、所望の動作プログラムを確立するた めにプリセットされても良い。デジタル回路は双安定プログラム回路の状態と、 クロックとに応答して、器具の動作を制御する。 １９９４年３月８日にＭｏｌｎａｒへ発行された米国特許第５，２９１，６２ ６号は、物品を洗浄する装置を開示している。食器洗い機のような装置は、少な くとも一部が透明の液体の濁り度を測定する装置を内蔵している。装置は、偏光 にかかわらず散乱電磁放射を検出するセンサと、透過電磁放射を検出するセンサ とを含む。 １９９３年４月２６日にＫｕｂｉｓｉａｋ他により出願され且つＨｏｎｅｙｗ ｅｌｌ Ｉｎｃ．に譲渡された米国特許出願番号第０８／０５３，０４２号は、 光源と、導管に近接して配置されて、光源から導管を直接通る光及びそれに対し 角度を成す光の強さを測定する複数の光感知素子とを具備する濁り度センサを説 明している。導管には、センサの光ビームを気泡が通過するのを阻止するために 導管の壁から半径方向内側に延びる複数の突起が設けられている。直接光ビーム と散乱光とを比較して、導管を通過する液体の濁り度を表わす関係を成立させる 。濁り度の変化率は監視変数として与えられる。このＫｕｂｉｓｉａｋ他の出願 の中には、デルタ−シグマアナログ／デジタル変換方法と呼ばれる技術がきわめ て詳細に説明されている。以上説明したＫｕｂｉｓｉａｋ他の出願は参考として 本明細書中にも明確に取り入れられている。 １９９０年３月６日にＬｉｎ他へ発行された米国特許第４，９０６，１０１号 は、静止流れ又は動的流れの濁り度を測定する濁り度測定装置を説明しており、 この場合、液体は８，５００ｐｐｍまでの固体を有し、その深さは８インチまで である。装置は強い光源と、流れの中のカラー変数をフィルタリングするために 透過光の波長を５５０ｎｍないし９００ｎｍに制御する手段とを含む。また、流 れを透過した光をピックアップするための観察手段とアライメントされるフォト センサも具備している。 １９９１年９月１７日にＭａｔｓｕｍｉ他へ発行された米国特許第５，０４８ ，１３９号は、濁り度計を備えた洗たく機及びその濁り度計を動作させる方法を 開示している。洗たく機は、洗たくサイクルと洗浄サイクルの持続時間を制御す るために洗浄水の濁り度を測定する目的で濁り度計を使用する。泡の影響をごく わずかにするように水流が弱いときに測定値を取り出し、後続するステップで使 用される初期値を検出するためにサイクルの開始時に濁り度が降下するまで待つ ことによって、この制御の品質は向上する。 １９９１年３月１２日にＳｉｌｖｅｓｔｏｎへ発行された米国特許第４，９９ ９，５１４号は、パラメータの選択及び重み付けを伴う濁り度計を開示している 。濁り度計は、試験すべき液体の中に光源と共に支持される感知ユニットと、一 方の光センサが透過光を受光するように光源と整列し且つ残るセンサは液体によ って散乱した光を受光するように配置されるように支持される少なくとも２つの 光センサとを有する。光源とセンサは、共に、試験すべき液体から物質が沈澱す るのを防止するために、加圧液体の薄い層が光源のレンズとセンサの上を流れる ように加圧液体源と接続する流れ形成チャンバを有する。 １９８６年１０月２８日にＭｅｓｅｒｏｌ他へ発行された米国特許第４，６１ ９，５３０号は、一体の光学素子と、それら光学素子と光学的に密接して接触す る発光素子及び感光素子を伴う電気回路とを有するキュベットを説明している。 キュベットの組合わせを光学的特性が変化する媒体を受け入れ、その変化が媒体 を通過するエネルギーのアレイのエネルギーレベルを変化させ、また、キュベッ トには、コリメータレンズと集光レンズのような、一体に形成された第１及び第 ２のアレイ変更光学手段が設けられている。第１の光線変更光学手段は光線を受 光し、カルミネーションなどの第１の方式で光線を変更した後、その光線を媒体 の中へ送る。第２の光線変更光学手段は光線を受光し、媒体を通過した光線に対 して、集光などの第２の方式で光線を変更し、その光線をキュベットから送り出 す。電気回路は発光器及び光検出器などの発光手段と感光手段を含み、発光手段 はキュベットの第１の光線変更光学素子と光学的に密接に接触し、感光手段は第 ２の光線変形手段と光学的に接触している。 １９８０年３月１８日にＷｙｎｎへ発行された米国特許第４，１９３，６９２ 号は、液体中の微粒子の濃度を光学的に測定する方法及び装置を説明している。 Ｗｙｎｎの特許には、ほぼ濃度の線形関数である出力信号を供給する光学濃度測 定装置及び方法が開示されている。装置は液体標本を入れるチャンバと、チャン バを通過し、標本を透過するビームを発生する光学放射源とを含む。第１の光電 池は透過ビームを受光して、チャンバ及び液体標本を通過した後のビームの強さ に比例する電気信号を発生するように配置されている。直接ビームに関して選択 された角度を成して配置され、選択された信号に対応する方向に散乱した光に比 例する電気信号を発生する第２の光電池も設けられている。散乱ビームに比例す る信号と、直接ビームに比例する信号とは単一のプロセッサに印加され、プロセ ッサはそれらの信号の比を発生する。信号の一方には定数値を乗算する。この方 法によれば、信号処理装置からの信号が微粒子濃度とほぼ線形であるように定数 値を選択値できる。 周知の濁り度感知装置は２つの条件のうち一方の下で動作する。第１に、流体 を所定の検出ゾーンを通過するように流すために、管状構造が設けられている。 流体が導管を流れるにつれて、液体を通して光を導き、導管の直径にわたって配 置され、場合によっては発光手段と、発光手段から見て導管の反対の側に配置さ れた光感知手段との間の延長線に対してある角度を成して配置される１つ又は複 数の光感知素子によって、その光を受光する。濁り度センサを利用する別の方法 は、監視すべき液体の標本部分を収納する流体接続タンク又はウェルを設けてい る。発光素子と光感知素子はウェルの両側に配置されて、液体を通して光を導く 。濁り度センサを適用するそれら２つの周知の方法には、共通する欠点がある。 これらの方法は、センサの動作検出ゾーンへ液体を導く又は搬送する何らかの手 段を必要とする。この必要条件があるために、用途によっては適応性が制限され てしまう。 先に説明した欠点に加えて、温度センサ、導電率センサ、回転自在の洗浄アー ムのような所定の構成要素の運動の検出を可能にする位置検出器などの複数の他 のセンサを組込むように周知の濁り度センサを適用させるのは容易ではない。食 器洗い機又は衣類洗たく機などの物品を洗浄する最新の装置においては、制御回 路は洗浄液の濁り度、洗浄液の導電率、洗浄液の温度及び水スプレーアームなど の回転自在の部材の運動に関連する情報から利益を得ることができる。従って、 洗浄液の濁り度、温度及び導電率を感知できると共に、可動物体が適正に機能し ているか否かを判定できる単一のセンサモジュール又はセンサクラスタを設ける ことができたならば、有益であろう。管、導管又は液体を入れる液体だめを設け る必要なく、器具内部の複数の場所に配置できる単一の部材として、そのような センサのクラスタを設けることができたならば、さらに有益であろう。また、別 のマイクロプロセッサによる器具の制御と並行して、センサのクラスタが温度、 水の濁り度レベル、水の導電率レベル及び可動物体の位置などの装置のパラメー タを監視し且つパラメータの測定値を他方のホストマイクロプロセッサによる呼 び出し時に利用可能とすることができれば有益であろう。このように、測定値を 取り出している間に待機する必要がないために、ホストマイクロプロセッサに負 担がかかることはないであろう。 発明の概要 本発明の液体状態センサは、第１の平坦な面を有する基板を具備する。基板の 第１の平坦な面には、複数の導電部分が配置されている。言いかえれば、基板は 表面に複数の導電性経路が配置されたプリント回路基板の形態であっても良い。 本発明の好ましい一実施形態は、基板に装着されて、基板の第１の平坦な面と平 行な方向に第１の線に沿って光エネルギーのビームを導く手段をさらに具備する 。また、基板に装着されて、導く手段から直接に光エネルギーを受光する第１の 光感知手段を具備する。第１の線は第１の受光手段及び光源と交差する。第１の 受光手段は、第１の受光手段に入射する光の強さを表わす第１の信号を発生する 。本発明は、基板に装着された第２の光感知手段をさらに具備する。第２の光感 知手段は、第１の平坦な面と平行な第２の線に沿って導く手段からの散乱光を受 光するように設けられている。本発明の好ましい一実施態様では、第２の線は第 １の線に対して垂直である。第２の線は第２の受光手段と交差し、第２の受光手 段は第２の受光手段に入射する光の強さを表わす第２の信号を発生する。光を導 く手段と、第１の受光手段と、第２の受光手段とは、基板の複数の導電部分のう ち第１の部分と電気的に通信する状態で接続している。加えて、本発明は第１の 信号と第２の信号とを比較する手段を具備する。この比較する手段は、第１の受 光手段及び第２の受光手段と信号通信状態で接続している。 本発明の基板を食器洗い機のポンプハウジングの内部に配置することができる 。また、本発明は、基板の第１の平坦な面に近接する液体の導電率を測定する第 １の手段をさらに具備する。この測定手段は、基板の複数の導電部分のうち第２ の部分と電気的に通信する状態で接続している。第１の測定手段は、既知の表面 積を有し且つ第１の平坦な面から延出し、互いに所定の距離だけ離間している２ つの電極を具備する。 本発明の特に好ましい一実施態様は、基板の第１の平坦な面に近接する液体の 温度を測定する第２の手段をさらに具備する。第２の測定手段は、基板上の複数 の導電部分のうち第３の部分と電気的に通信する状態で接続している。 本発明の好ましい一実施態様は、基板に近接する所定の検出ゾーンの内部にお ける強磁性物体の有無を検出する磁気感知素子をさらに具備する。磁気感知素子 は、基板の複数の導電部分のうち第４の部分と電気的に通信する状態で接続して いる。本発明の特に好ましい一実施態様においては、磁気感知素子は磁気抵抗素 子から構成されている。 本発明の特に好ましい一実施態様は、基板の第２の平坦な面から延び出す複数 の電気導体をさらに具備し、基板の第２の平坦な面は基板とおいて、第１の平坦 な面とは反対の側に位置している。複数の電気導体は、基板の第１、第２、第３ 及び第４の導電部分と信号通信状態で接続している。基板と、光を導く手段と、 第１の光感知手段と、第２の光感知手段とは、光透過性で不浸透性の物質の中に カプセル化されている。 本発明の一実施態様は、発光ダイオードへ流れる電流を第１の光感知素子３６ と、第２の光感知素子４０とにより供給される第１の信号及び第２の信号の一方 又は２つ以上の関数として調整する濁り度センサを具備する。この実施態様にお けるセンサは、検出ゾーンを通る第１の線に沿った方向に光のビームを発するよ うに配置された光源を具備する。また、第１の線に沿って透過した光を受光する ように配置された第１の光センサを具備する。第１の光センサは、それに入射す る光の強さを表わす第１の信号を発生する。さらに、第２の線に沿って散乱され る光を受光し且つその散乱光の強さを表わす第２の信号を発生するように、第２ の光センサが配置されている。光源から発する光の強さを第１の信号及び第２の 信号のうち所定の一方の関数として制御するために、調整器が設けられている。 本発明の別の実施態様は、発光ダイオードを流れる電流を、透過光を受光する第 １の光感知素子又は散乱光を受光する第２の光感知素子の関数として調整するこ とができる。あるいは、発光ダイオードを流れる電流を制御する調整器は、第１ の光感知素子及び第２の光感知素子からそれぞれ発生する第１の信号と第２の信 号の双方の関数として電流を調整することができる。双方の信号を利用する実施 態様においては、２つの信号のうち高いほうを使用する。 図面の簡単な説明 図面と関連して好ましい実施形態の説明を読むことによって、本発明はさらに 十分に理解されるであろう。図面中： 図１は、当業者には知られている技術に従って製造された濁り度センサの横断 面である。 図２は、図１に示す濁り度センサの側面図である。 図３は、本発明の斜視図である。 図４は、光透過性で不浸透性の材料から成る被膜を有する図３のセンサクラス タの図である。 図５は、本発明の１つの用途の概略図である。 図６は、本発明の別の用途の概略図である。 図７は、濁り度センサを監視し且つ制御するために使用される回路の概略ブロ ック線図である。 図８は、本発明と観点して使用される回路の概略図である。 図９は、食器洗い機で使用される下部ポンプハウジングの底面図である。 図１０は、図９に示す例の断面図である。 図１１は、濁り度センサの動作を表わすために使用されるグラフである。 図１２は、ある不利な条件の下にある濁り度センサの信号のグラフ表示である 。 図１３Ａ，図１３Ｂ及び図１３Ｃは、本発明に従って使用できる概略的回路の 各部である。 図１４は、上部と、下部とから構成されるハウジングを利用する本発明の別の 実施形態を示す。 好ましい実施形態の説明 好ましい実施形態の説明を通して、同様の構成要素は一貫して同じ図中符号に より指示される。 図１は、当業者に知られている１つの型の濁り度センサ構成の横断面図を示す 。発光ダイオードのような光源１０は、この光源１０が導管２０内部の液体２８ の中へ光のビームを向かわせるように導管２０に対して配置されている。発生さ れるこの光は図１には矢印Ｅにより表わされている。第１の光感知素子１４は導 管２０の、光源１０と正対する位置に装着されている。光源１０から第１の光感 知素子１４へ透過される光は矢印Ｔにより表わされている。 図１をさらに参照すると、第２の光感知素子１８は導管２０の、光源１０及び 第１の光感知素子１４とは一線上に並ばない位置に装着されている。図１に示す 実施形態では、第２の光感知素子１８の位置は光源１０と第１の光感知素子１４ との間に引いた線に対してほぼ垂直であるが、その他の角度構成も当業者には知 られている。矢印Ｓは、光源１０から発し、第２の光感知素子１８により受光さ れる散乱光を表わす。当業者に知られている濁り度センサの中には、導管２０の 周囲に配置されたハウジング２４の内部に光源１０と、第１の光感知素子１４と 、第２の光感知素子１８とを配設したものもある。ハウジング２４の中に、光源 と光感知素子との間の必要な電気的接続を収納できる。 矢印Ｅにより指示するように、光源１０から光が発生されると、光は液体２８ の中へと進む。液体が微粒子２９を含有している場合、光の一部は矢印Ｓにより 指示するように散乱し、また、光の一部は矢印Ｔにより表わすように第１の光感 知素子１４へ透過される。第１の光感知素子１４と第２の光感知素子１８が受光 した光の強さの大きさを観測することにより、微粒子２９の量を測定できる。当 業者にとっては、光源１０から微粒子２９を通過して第１の光感知素子１４に至 る光の測定は、液体の濁り度の感知ということである。微粒子２９によって散乱 し、第２の光感知素子１８により受光される光を、液体中の微粒子物質の量の表 現として使用することも可能である。この散乱光の測定を当業者は比濁分析と呼 ぶこともある。簡潔にするため、双方の型の測定をここでは濁り度測定という。 導管２０内の液体の濁り度が増すにつれて、第１の光感知素子により受光され る光の大きさは減少し、第２の光感知素子１８により受光される光の大きさは増 加する。従って、第１の光感知素子が受信した信号と、第２の光感知素子が受信 した信号との比を導管２０内部の液体の濁り度の程度を示す標識として使用する ことができる。 図２は、図１に表わす装置の側断面図を示す。図からわかる通り、導管２０は 、液体が矢印Ｆにより表わされるように流れることができる手段を構成する。ハ ウジング２４は導管２０の周囲に配設され、光源１０と第１の光感知素子１４を 内部に配置できる区画室を構成する。図２は示されていないが、第２の光感知素 子もハウジング２４の中に配置されている。図２に示すような構成によれば、導 管２０を通って流れる液体の濁り度を測定できる。 図１及び図２を参照すると、この濁り度測定手段には、導管２０のような何ら かの種類の液体導通手段を使用して、あらかじめ選択された検出ゾーンを通過し て液体を導通させる必要があることがわかる。さらに、導電率検出器、温度検出 器及び運動検出器などの追加のセンサを図示したこの種の構成と密接に関連させ るのが困難であることもわかる。 図３は、本発明の好ましい一実施形態を示す。この実施形態は、プリント回路 基板であっても良い基板３０を含む。明瞭にするために図３には示していないが 、基板３０の第１の面３２には複数本の導通経路が配置されている。発光ダイオ ードであっても良い光源３４は基板３０の第１の面３２に装着され、光源３４は 発射された光のビームＥを第１の面３２とほぼ平行な方向へ導くように基板３０ と関連させて配置されている。フォトダイオードであっても良い第１の光感知素 子３６も基板３０の第１の面３２に装着され、光源３４から発生されて第１の面 ３２と平行な方向に進み、第１の光感知素子３６に向かって進む透過光Ｔを受光 すべき位置に配置されている。第２の光感知素子４０も基板３０の第１の面３２ に装着され、光源３４から発生された散乱光Ｓを受光すべき場所に配置されてい る。図３には示していないが、散乱光Ｓは発生された光Ｅが光源３４と第１の光 感知素子３６との間の領域にある複数の微粒子に入射し、それらの微粒子により 偏向されることによって発生するということを理解すべきである。図３からわか るように、本発明は、光源と第１の光感知素子との間で液体を導くために導管を 利用しない。さらに、液体を貯めておくための液体だめ又はウェルも利用しない 。当業者には一般に知られている方式により、第１の光感知素子３６と第２の光 感知素子４０とが発生した信号を互いに関連させて使用して、基板３０の第１の 面３２に近接した、光源３４と第１の光感知素子３６との間の検出ゾーンの中の 液体の濁り度の値を確定することができる。 本発明では、互いに所定の距離だけ互いに離間した２つの導体４４及び４５も 設けられている。２つの導体４４及び４５は互いに対して所定の電位に維持され ている。本発明の好ましい一実施形態においては、この電位は交流電圧であり、 ２つの導体のいずれかにが維持される直流オフセット電圧を阻止する手段が設け られている。２つの導体の間に液体が導入されると、当業者には知られている適 切な回路を介して液体の導電率を確定できる。この導電率測定値を使用して、基 板３０の第１の面３２に近接する液体の中に懸濁している固体の種類を確定する ことができる。導電率測定値を多くの目的のために使用できるが、基板に近接す る液体に食器洗い機用洗剤が溶解しているか否かを判定するのに特に有利である 。 基板３０の第１の面３２には、温度測定手段４８も装着されている。その目的 は、第１の面３２に近接する液体の温度の測定を可能にすることである。食器洗 い機又は物品を洗浄する他の器具の動作の効率を向上させるために、洗浄過程で 使用される液体の温度は、器具の動作を監視し且つ制御する際に有用な情報を提 供することができる。 本発明の特に好ましい一実施形態では、基板３０に磁気感知素子５４も装着さ れている。本発明の一実施形態においては、磁気感知素子５４は光源３４に近接 して、光源３４に装着されている。しかしながら、磁気感知素子５４を基板３０ 上の別の場所に配置できることも明確に理解すべきである。本発明の最も好まし い一実施形態では、磁気感知素子は、磁気感知素子５４に近接する強磁性素子の 有無を検出するための磁気抵抗素子から構成されている。本発明を食器洗い機と 関連させて採用する場合、磁気感知素子は食器洗い機のアームに装着された磁石 又は強磁性素子の有無を検出できる。食器洗い機のアームが中心軸に対して回転 するにつれて、磁気感知素子５４は回転に伴うアーム素子の通過を検出すること ができる。これにより、マイクロプロセッサはアームの回転速度を確定できるの に加えて、アームが申し分のない速度で回転しているか否かを判定できる。基板 ３０の第２の面６６からは、複数の導体を収納するような形状のハウジング５０ が延びている。ハウジング５０は第２の面６６に装着されており、導体は第１の 面３２にある導電性経路と電気的に連通する状態で接続しているので、光源３４ と、第１の光感知素子３６と、第２の光感知素子４０と、２つの導体４４及び４ ５と、温度感知素子４８と、磁気感知素子５４との電気的通信が可能になる。温 度感知素子４８はサーミスタであっても良いが、第１の面３２に近接する液体の 温度を測定するというこの機能を実行するために他の素子を使用することは可能 である。図中符号５８は、ハウジング５０から延びている導体を表わす。コネク タ６７は装置の組立てと、装置と他の制御素子との接続を容易にする。 図３をさらに参照すると、第１の面３２の上に示されている全ての素子は基板 ３０に堅固に装着されており、基板と一体の構造を形成することを理解すべきで ある。 図４は、透明エポキシより成る光透過性で不浸透性の被膜をオーバモールドし た後の図３の装置を示す。基板３０とそれに装着されている全ての素子はカプセ ル化物質６０の中に収納されている。２つの導体４４及び４５は、液体の導電率 を測定するという導体の機能を果たすために、第１の面３２に近接する液体と電 気的に通信する状態におくことができるように、オーバモールド物質を貫通して 突き出ている。 図３及び図４を参照すると、ハウジング５０をそれを配置すべき何らかの装置 の面と螺合する関係で装着できるように、ハウジング５０の外面にねじ山を形成 することができる。本発明のいくつかの実施形態では、ハウジング５０にねじ山 を形成する必要はない。その代わりに、ハウジングの外面と開口との間に液密装 着関係を維持するようにハウジングを開口に押し込むことを可能にするために、 ハウジングにわずかに圧縮自在の材料を設けることができる。 図５は、本発明を有利に利用できる方法の１つを概略的に示す。タンク７０内 の液体の濁り度を測定することが望ましいのであれば、タンク７０の底部に形成 された穴７２を通してハウジング５０を挿入することができる。これにより、図 ４に示すセンサクラスタをタンクの底部に近接して配置できる。光源と、第１の 光感知素子及び第２の光感知素子とは液体７４の表面より下方に位置しているの で、液体は光源と第１の光感知素子との間の検出ゾーンの中にあり、その特性を 測定できる。言いかえれば、液体７４の濁り度と、液体７４の導電率と、液体７ ４の温度とをセンサクラスタの計器によって確定することができる。アレージ（ 漏損量）７６が基板上のセンサ素子の動作部分より上である限り、それらの特性 を監視し、食器洗い機のような器具を制御するために使用することができる。 図６は、本発明のセンサクラスタをタンク７０の側壁に取り付けた別の構成を 概略的に示す。ハウジング５０は穴７２を通して挿入され、液体７４の漏れを防 止するために密封されている。基板３０の第１の面に装着されたセンサが液体７ ４の表面より下方で、アレージ７６より下に位置している限り、クラスタのセン サは液体７４の濁り度、導電率及び温度に関する情報を提供できる。 図５及び図６は、本発明の利点の１つを例示している。光感知素子が外部光源 からの周囲光により悪影響を受けない限り、本発明は、液体が存在している実質 的にどのような位置でも、また、実質的にどのような種類の装置であっても使用 可能である。本発明では、液体の濁り度、導電率及び温度を測定するために、液 体を所定の場所を通過するように導くための導管又は管は不要である。加えて、 基板の第１の面に対して特定の場所に液体だめ又はウェルを配置する必要もない 。センサクラスタのセンサ素子が液体の表面より下方に位置している限り、セン サクラスタを有利な任意の位置に配置できる。 図７は、本発明の濁り度検出器を動作できるようにするための手段を示す概略 図を示す。先に説明した通り、光源３４は発射光のビームＥを発生し、このビー ムは液体の微粒子２９を通過する。透過した光ビームＴはフォトダイオードなど の第１の光感知素子３６により感知されるが、散乱ビームＳは同様にフォトダイ オードであって良い第２の光感知素子４０により感知される。本発明の特に好ま しい一実施形態では、発射光Ｅは面９２に形成された開口９０を通って導かれる 。開口９０は、第１の光感知素子３６の、光が示される所定の領域を規定するこ とを目的としている。当業者には一般に知られているような方式で、デルタ−シ グマアナログ／デジタル変換技法を使用することができる。この技術は、１９９ ３年４月２６日にＫｕｂｉｓｉａｋ他により出願され且つＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許出願番号第０８／０５３，０４２号（Ｔ１０ −１４７１８）の中でかなり詳細に説明されている。この米国特許出願は参考と して本明細書中にも明示してい取り入れられている。デルタ−シグマＡ／Ｄ１０ ０は信号線１０２及び１０４により第１の光感知素子３６と、第２の光感知素子 ４０とにそれぞれ接続されている。第１の光感知素子と第２光感知素子からの信 号を組合わせた後、信号は信号線１０４を介してマイクロプロセッサ１０６に供 給される。信号線１０４の信号によって、マイクロプロセッサ１０６は液体の濁 り度を確定できる。さらに、以下にさらに詳細に説明するが、マイクロプロセッ サ１０６は、本発明の好ましい一実施形態では発光ダイオードである光源３４に 供給する電流もこの信号によって制御する。ＬＥＤ駆動制御部１０８は、光源３ ４として動作する光ダイオードに信号線１１０を介して大きさが可変である電流 を供給するために使用される。光源に供給される電流を調整するために使用され る回路については、以下にさらに詳細に説明する。しかしながら、この回路は光 源に対する電流を第１の光源及び第２の光源から個別に又は合わせて取り出され 、 受信される信号の関数として調整するために使用されるということを理解すべき である。 図８は、センサクラスタの基板の第１の面に近接する液体の濁り度、温度、磁 気センサ５４及び導電率を監視するために使用される回路の概略図である。本発 明と関連して他にも多くの代替回路を使用することが可能であるが、図８の線図 はそれらの液体特性を監視する可能な方法の１つを表わしている。さらに、この 回路は、磁気センサ、すなわち、磁気感知素子を監視できるようにするための手 段を含んでいる。 図８においては、マイクロプロセッサ１０６は先に説明したようにＬＥＤ駆動 制御部１０８及びデルタ−シグマＡ／Ｄ１００と信号通信状態で接続している。 さらに、マイクロプロセッサは、先に説明したような導体４４及び４５の間の導 電率を監視する導電率電子回路１２４と関連するデルタ−シグマＡ／Ｄ１２０と 信号通信状態で接続している。 マイクロプロセッサ１０６は、サーミスタであっても良い温度センサ４８とも 信号通信状態で接続している。電圧調整器１２８は、マイクロプロセッサ１０６ と、サーミスタ４８と、導電率感知素子と、磁気センサ５４と、図８では図中符 号１３０により表わされている濁り度の測定に関連する素子とに調整された電力 を供給する。本発明の好ましい一実施形態においては磁気抵抗アレイである磁気 感知素子５４も、マイクロプロセッサ１０６と信号通信状態で接続している。 図８をさらに参照すると、マイクロプロセッサが食器洗い機又は同様の器具の 外部構成要素と通信できるように、通信インタフェース１３４が設けられている 。通信インタフェース１３４により供給される信号によって、器具の他の制御回 路は濁り度、温度及び導電率の測定値に反応でき、また、他の制御素子は前述の 磁気センサの測定値の結果に反応することができる。 先に図３から図８に関連して説明したように、本発明は、多くの異なる種類の 液体監視の用途と関連させることができるセンサクラスタである単一の構造を提 供する。センサクラスタが単一の構造であるため、濁り度、導電率及び温度の測 定が可能になると共に、クラスタが食器洗い機のスプレーアームなどの強磁性物 体の運動を監視できるように、センサクラスタを動いている強磁性物体の経路に 近接して配置することが可能になる。１つの一体のクラスタに複数のセンサを配 置することにより、本発明は、液体状態センサの数多くの異なる必要条件に容易 に対応できる装置を提供する。また、先に説明したように個々のセンサを有利な １つのクラスタに組合わせなかった場合に必要になると思われるように、複数の センサを器具の様々な部分に取り付けて、それらの個々のセンサを信号通信状態 で一体に接続する必要はなくなる。 前述のように、本発明は、液体の濁り度及びその他の特性を確定する能力を要 求する様々な種類の機構と関連させて使用するためのセンサクラスタを提供する 。たとえば、本発明によれば、食器洗い機のような器具は濁り度センサに特に適 合する導管、管、液体だめ又はウェルの使用を必要とすることなく、洗浄液の濁 り度を監視できる。図９は、食器洗い器具で使用できる下部ポンプハウジング１ ５０の底面図を示す。図９では、ハウジングに出入口導管１５４と、正規の食器 洗いサイクルの様々な部分の間に液体が通過する上部洗浄アーム給水導管１５６ とが設けられていることがわかる。 図１０は、図９の下部ポンプハウジング１５０の断面図を示す。図１０には示 されていないが、モータは通常は下部ポンプハウジング１５０のすぐ下方の、中 心線１６０と一致する位置に取り付けられること、さらに、回転自在のポンプア センブリは下部ポンプハウジング１５０に形成された空洞１６４の中に取り付け られるであろうということを理解すべきである。図示を簡潔にするために、モー タと回転自在のポンプアセンブリは図１０には示されていない。下部ポンプハウ ジングに穴１７０が形成され、その穴１７０を通してセンサクラスタのハウジン グ５０が挿入されている。図１０に示す通り、ハウジング５０は穴１７０を通っ て下へ延びており、導体５８とコネクタ６７は器具の別のケーブルに接続するよ うに下部ポンプハウジングの下方に配置されている。下部ポンプハウジングの底 面の上方で広がっている基板３０は、光源３４と、第１の光感知素子３６と、第 ２の光感知素子４０とを支持している。図１０には示されていないが、基板３０ は温度感知素子４８と、導電率感知素子を構成する２つの導体４４及び４５をも 支持するであろうということを理解すべきである。さらに、磁気感知素子５４は 光源３４が収納されているのと同じペデスタルの中に配置されている。センサク ラスタを下部ポンプハウジング１５０に堅固に装着するために、ナット１９０は 作用の上でハウジング５０と螺合する関係にある。 図１０をさらに参照すると、洗浄アーム１９４が破線により概略的に示されて いる。図１０は洗浄アーム１９４の一部セグメントしか示していないが、洗浄ア ームは一般に中心線１６０に関して対称形であることを理解すべきである。水の スプレーを所定のパターンで発生させるために、洗浄アーム１９４は中心線１６ ０に対して回転する。本発明のセンサクラスタの中に収納されている磁気感知素 子５４は、動作の上で、洗浄アーム１９４に装着された永久磁石１９６を検出す るような位置に配置されている。このようにして、磁気感知素子はセンサに近接 する検出ゾーンを通過する磁石の動きを検出して、洗浄アームのセンサクラスタ 通過を確定することができる。この技術を利用して、電子制御回路は洗浄アーム １９４が動いていることを確定でき、さらに、所定の期間中に磁石１９６が磁気 感知素子を通過したときに受信される信号パルスの数をカウントすることにより 、移動の速度をも確定できる。 濁り度センサにより使用する場合に特に適する液体導管又は液体だめを不要と したことにより、本発明においては、濁り度センサとその関連素子を下部ポンプ ハウジング１５０の内部の、洗浄アーム１９４の動きを容易に監視できる領域に 配置できるため、有利である。このような適応能力は、従来の技術で知られてい るように濁り度センサを透明導管又はチューブと関連させて組込まなければなら ない場合には得られないであろう。加えて、従来の技術において教示されている ように濁り度センサが液体だめを特別に設けることを要求するならば、この適応 能力は著しく制限されてしまうであろう。 濁り度センサでは、光センサを１つしか使用しないか又は先に説明したように ２つ使用するかに関わらず、光源の強さに変化が生じる可能性があるために、光 の強さの測定値に変化を生じやすい。光源が発光ダイオードである場合に、この 傾向は特に強く見られる。発光ダイオードを所定の電流が流れているとき、発光 ダイオードにより発射される光の強さは３倍もの大きさで変化することがありう る。さらに、発光ダイオードは老化しやすく、その結果、ダイオードを流れる特 定の電流に対して光の強さが低下する。２つの光センサの比を取り出すという上 述の方法によれば、濁り度センサが光の強さを生じやすいという脆弱性は軽減さ れるが、この種の濁り度センサは一方又は双方の光センサの飽和を招きやすい。 本発明に従って構成された濁り度センサは、発光ダイオードを流れる電流を光セ ンサが受信する信号の関数として調整することにより、その脆弱性を極力起こり にくくする。 この問題を例示するため、図１１及び図１２は、濁り度センサの第１の光セン サ及び第２の光センサにより供給される信号と、それらの信号の比とを表わして いる。図１１及び図１２では、検出器の出力を任意濁り度単位の関数として表わ している。任意ではあるが、１０の濁り度値はきわめて濁った液体を表わし、０ の濁り度値はほぼ透明な液体を表わす。図１１において、曲線２００は、発光ダ イオードから液体を直接に透過した光を受光するような配置された光感知素子に より発生された信号を表わす。図からわかるように、透明な液体の中では、検出 器の出力はその最大値であり、濁り度が増すにつれて、第１の光感知素子からの 第１の信号の大きさは減少する。図１１にさらに示されている曲線２０２は、液 体中の微粒子物質２９によって分散し、反射された散乱光を受光するように配置 された第２の光感知素子からの第２の出力を表わす。曲線２０４は散乱光２０２ と透過光２００との比を表わす。第１の光感知素子及び第２の光感知素子からの 散乱光信号と透過光信号との比を、検出ゾーンを通過する液体の濁り度を示す標 識として使用することができる。仮定として、発光ダイオードが図１１の曲線を 発生するために使用される強い光を発射するとした場合、曲線２００及び２０２ はそれに比例して共に大きくなるであろうが、比２０４は指示したのとほぼ同じ ままとなるべきである。この比技術は、発光ダイオードにより発射される光の強 さによって起こりうる上述の問題を回避する。ところが、発光ダイオードが光感 知素子からの信号を増幅するために使用される素子を飽和させるのに十分である 光を発生した場合には、曲線２００又は曲線２０２はゆがむ可能性があるだろう 。第１の光感知素子及び第２の光感知素子に対して使用される増幅技術によって 、２つの信号のうち一方を他方の信号より以前に飽和するおそれがあることを理 解すべきである。この説明の便宜上、曲線２００の最大値は曲線２０２の最大値 より大きく、従って、発光ダイオードが発射する光の強さが飽和を発生させるた め に必要なレベルを越えるほどに増した場合には、曲線２００が飽和する確率のほ うが高いであろう。 図１２は、濁り度センサの発光ダイオードにより発射される光の強さが双方の 曲線２００及び２０２の大きさをそれらの信号を増幅するために使用される素子 の飽和を生じさせるレベルまで増加するのに十分であるような仮定の例を示す。 図１２においては、曲線２００′は飽和を生じさせる大きさまで増加した曲線２ ００を表わし、同様に、曲線２０２′は飽和を生じさせるのに十分な大きさに増 加した曲線２０２を表わす。この例の説明では、便宜上、３４，０００の任意値 を双方の曲線２００′及び２０２′の飽和レベルとして使用している。このこと は図１２の例でわかる。これら２つの信号が飽和したことにより得られる。線２ ０４′により表わされている比は、曲線２００′が飽和したときの低い濁り度値 に対して特に、光感知素子からの２つの曲線のいずれか一方が飽和するというと ころで不正確である。 図１１及び図１２をさらに参照すると、発光ダイオードにより発生される光の 強さを第１の光感知素子及び第２の光感知素子により供給される信号の一方又は 双方の飽和を回避するために調整できるのであれば、非常に有利であろう。 図１３は、本発明の好ましい一実施形態で使用される回路を示す。抵抗器Ｒ１ ２及びコンデンサＣ６はマイクロプロセッサＵ４のＲＢ１出力端子からのパルス を積分するために使用され、この積分信号は演算増幅器Ｕ６の反転入力端子に接 続する。この同じ信号は、抵抗器Ｒ３９と、コンデンサＣ１９とから構成される 低域フィルタに供給される。マイクロプロセッサＵ４のＲＢ１出力端子により供 給される信号がシグマ−デルタ技術を使用する場合に通常見られるようにデジタ ル信号であることを理解すべきである。この技術は当業者には良く知られており 、先に説明した通りである。抵抗器Ｒ３９と、コンデンサＣ１９とから構成され る低域フィルタは、ダイオード対Ｑ５のアノードにＤＣ入力を供給する。直前に 説明したのと同様の方式で、マイクロプロセッサＵ４のＲＢ３出力端子は信号を 供給し、その信号は抵抗器Ｒ１０及びコンデンサＣ５によって積分されて、演算 増幅器Ｕ６の反転入力端子に接続する。 本発明の好ましい一実施形態では、点Ｐ３と点Ｐ４にまたがって１つのフォト ダイオードが接続され、点Ｐ５と点Ｐ６にまたがって別のフォトダイオードが接 続されている。点Ｐ３と点Ｐ４にまたがって接続する第１のフォトダイオードは 、発光ダイオードから液体を通って直接に透過した光を受光するために使用され る光感知素子である。点Ｐ５と点Ｐ６にまたがって接続するフォトダイオードは 、散乱光を検出するために使用される光感知素子である。また、本発明の好まし い一実施形態では、発光ダイオードは図１３の点Ｐ１と点Ｐ２にまたがって接続 している。 図１３をさらに参照すると、Ｑ５に含まれている対のダイオードは、抵抗器Ｒ ３９及びコンデンサＣ１９から構成される低域フィルタと、抵抗器Ｒ１２及びコ ンデンサＣ６から構成される低域フィルタとから受信される２つの信号のうち高 いほうの信号を選択する。それら２つの信号の最大値は演算増幅器Ｕ２の反転入 力端子に接続する。演算増幅器Ｕ２の出力端子はトランジスタＱ３のベースに接 続しており、この出力は発光ダイオード及び抵抗器Ｒ４４を通過する電流を調整 する。演算増幅器Ｕ２の非反転入力端子は、本発明の特定の一実施形態では３５ ボルトである基準電圧に接続している。演算増幅器Ｕ２の非反転入力端子に供給 される電圧は、第１の光感知素子及び第２の光感知素子と関連する演算増幅器の 、分圧器３８、３９、４０及び４１によりスケーリングされる飽和レベルを表わ すように選択される。そのため、演算増幅器Ｕ２の出力は、光感知素子と関連す る２つの演算増幅器のいずれかがその飽和レベルに接近しているか否かを判定す る。従って、この出力は、トランジスタＱ３のベース電流を調整することにより 、トランジスタＱ３を通過する電流のレベルを確定する。演算増幅器Ｕ２の反転 入力端子の信号の大きさがその非反転入力端子における基準電圧に近づくと、ベ ース電流は減少し、点Ｐ１及びＰ２の、発光ダイオードを流れる電流は減少する 。従って、濁り度センサの発光ダイオードを通過する電流は、飽和を防止するた め、第１の光感知素子及び第２の光感知素子からの増幅信号の関数として調整さ れる。演算増幅器Ｕ２がもう１つの有用な目的を果たしていることがわかる。第 １の光感知素子及び第２の光感知素子からの増幅信号がきわめて低い場合、演算 増幅器Ｕ２の出力は増加し、発光ダイオードを流れる電流もトランジスタＱ３の 作用によって増加する。従って、濁り度センサによって感知すべき液体がきわ めて濁っており、双方の光感知素子が非常に低下した強さの光を受光しているな らば、この状況を部分的に克服するために、発光ダイオードの輝度を増すことが できる。 従って、演算増幅器Ｕ２の動作は、光感知素子から受信される２つの増幅信号 のいずれかを飽和することなく、発光ダイオードが発射する光の強さをできる限 り高いレベルに維持する働きをする。光感知素子からの２つの信号を比として比 較するので、第１の光感知素子及び第２の光感知素子から受信される信号の関数 として発光ダイオードを制御することができる。光感知素子からの２つの信号を 比として比較しない場合には、光の強さに対する影響は濁り度センサが液体の濁 り度を正確に測定する能力に悪影響を及ぼすので、この種の技術は不可能になる であろう。 先に論じたように、２つの光感知素子の一方からの信号が飽和していない間に 、他方からの信号が飽和してしまうことはありうるであろう。第１の光感知素子 及び第２の光感知素子と関連する増幅器の利得に応じて、増幅信号の一方が飽和 していない間に、他方又は双方の増幅信号が飽和状態になることはありうるであ ろう。本発明の好ましい一実施形態では、第１の光感知素子からの第１の信号と 、第２の光感知素子からの第２の信号の双方を使用し、それら２つの信号の最大 値を演算増幅器の非反転入力端子における基準電圧と比較するが、この方式では 信号のいずれか一方しか使用できないであろう。たとえば、第２の散乱信号の増 幅利得が第１の透過信号の増幅利得よりはるかに高い場合、どのような条件の下 でも飽和するとは予期されない用途においては、透過信号を監視する必要はない であろう。これに反し、透過信号が散乱信号の大きさより著しく高い大きさに到 達すると予期される場合には、これらの目的のために透過信号のみを使用できる であろう。ところが、本発明の好ましい一実施形態における好ましい回路構成は 第１の光感知素子及び第２の光感知素子の双方からの信号を使用し、点Ｐ１及び Ｐ２で発光ダイオードを流れる電流を制御する際に使用するためにそれら２つの 信号の最大値を選択することがわかっている。 図１３をさらに参照すると、ピンＰ７及びＰ８は導体４４及び４５を図１３に 示す回路に接続する働きをする。マイクロプロセッサＵ４はそのＲＢ５出力端子 から一連のパルスを供給する。本発明の好ましい一実施形態においては、パルス は５０パーセントのデューティサイクルと、ゼロボルトから５ボルトの範囲の振 幅を有する２０ＫＨｚ方形波である。それらのパルスは、図示するようにダイオ ードＱ６を介して接地点に接続する抵抗器Ｒ５に供給される。これにより、ダイ オードＱ６のアノードには、０ボルトから０．６ボルトまで変化する電圧レベル が与えられる。コンデンサＣ３の作用によって、ピンＰ７の信号は交流＋０．３ ボルトから交流−０．３ボルトまで変化する。反転増幅器Ｕ２の反転入力端子は 抵抗器Ｒ６及びコンデンサＣ１３を介してピンＰ８に接続している。反転増幅器 Ｕ２の利得は、抵抗器Ｒ１３の抵抗を抵抗器Ｒ６の抵抗と、点Ｐ７と点Ｐ８との 間の溶液のインピーダンスとの和で除算した値に等しい。反転増幅器Ｕ２の出力 端子はアナログマルチプレクサＵ１のＹ０入力端子に接続している。アナログマ ルチプレクサＵ１のＡ入力端子は２０ＫＨｚパルス源に接続している。その結果 、アナログマルチプレクサＵ１のＺ出力は反転増幅器Ｕ２からの出力信号と、反 転増幅器Ｕ２の非反転入力端子に供給される信号との間で交番する。アナログマ ルチプレクサからの出力Ｚは増幅器Ｕ２の非反転入力端子に接続し、増幅器Ｕ２ の反転入力端子は抵抗器Ｒ１４を介して供給される信号に接続している。出力端 子が抵抗器Ｒ１５と抵抗器Ｒ１７との間に接続している増幅器Ｕ２は、アナログ マルチプレクサの交番動作と、増幅器Ｕ２の動作との結果である準直流信号を供 給する。アナログマルチプレクサＵ１のＹ０入力として与えられる。反転増幅器 Ｕ２の出力の負の半サイクルの間に、Ｕ２増幅器は単位利得反転増幅器として動 作し、反転増幅器Ｕ２の出力の正の半サイクルの間には、正の半サイクルを抵抗 器Ｒ１５と抵抗器Ｒ１７との間の出力へと渡す電圧フォロワとして動作する。抵 抗器Ｒ１５と抵抗器Ｒ１７との間の点に供給される直流信号は、常に、１．７９ ボルトとＵ２のレール電圧との間にあり、その値は点Ｐ７と点Ｐ８との間の液体 の導電率レベルを表わす。抵抗器Ｒ１７とコンデンサＣ８は、増幅器Ｕ２の出力 端子の、抵抗器Ｒ１５と抵抗器Ｒ１７との間の信号の中に存在していることがあ る持続時間の短い電圧スパイクを除去するための低域フィルタとして動作する。 マイクロプロセッサＵ４と、反転入力端子が抵抗器Ｒ１８及びＲ１６に接続し ている増幅器との動作を通して、デルタ−シグマ技術を使用して、点Ｐ７と点Ｐ ８との間の液体の導電率の大きさを確定することができる。 図１３をさらに参照すると、点Ｐ９と点Ｐ１０との間に接続するサーミスタを 使用することにより、基板の上面に近接する液体の温度を測定できる。サーミス タの抵抗を確定し、それにより、本発明を取り囲んでいる液体の温度を確定でき るようにするために、マイクロプロセッサＵ４の出力ＲＡ１はその状態を０ボル トからＶＣＣに変化させて、点Ｐ９にその電位を発生させる。コンデンサＣ９と サーミスタとを組合わせた構成としたため、コンデンサＣ９の両側の電圧は、Ｒ Ｃ回路網により提供される時定数の関数として変化する。コンデンサＣ９の電圧 をマイクロプロセッサＵ４のＲＴＣＣ入力端子により感知でき、マイクロプロセ ッサＵ４はその電圧を所定の閾値と比較する。その所定の閾値に到達するために 要求される時間をマイクロプロセッサＵ４により監視し、温度測定プロセスの第 ２のステップに備えてセーブしておく。マイクロプロセッサのＲＪＣＣ入力が閾 値電圧レベルに到達するために必要な時間を確定した後、コンデンサＣ９は完全 に放電する。コンデンサが放電すると、マイクロプロセッサＵ４の出力端子ＲＡ ０は抵抗器Ｒ２１に電位を供給する。出力端子ＲＡ０により供給される電位は、 プロセスの第１のステップの間に出力端子ＲＡ１により供給される電位と同じで ある。再び、マイクロプロセッサＵ４のＲＴＣＣ入力端子はコンデンサＣ９の電 圧レベルを監視し、コンデンサ電圧が所定の閾値に達すると、時間Ｔ２をセーブ する。ここで、マイクロプロセッサＵ４は時間Ｔ１及びＴ２をわかっており、ま た、抵抗器Ｒ２１は既知の抵抗値を有しているので、サーミスタの未知の抵抗を 解決するために、得られた時定数と、コンデンサＣ９の既知のキャパシタンスと 、抵抗器Ｒ２１の既知の抵抗とから、点Ｐ９と点Ｐ１０との間のサーミスタの抵 抗を確定できる。 図１３をさらに参照すると、磁気感知素子Ｕ７は本発明の好ましい一実施形態 においては磁気抵抗素子である。状況によっては、ホール効果素子を使用できる であろうということを理解すべきであるが、本発明を食器洗い機に適用した場合 、回転アームに装着された磁石の位置と、磁気感知素子Ｕ７の位置との間に相対 的に広い間隙が形成される。従って、本発明の好ましい一実施形態では、パーマ ロイなどの磁気抵抗素子を使用すべきであることが確定された。磁気感知素子Ｕ ７ は、磁石が付近を通過するたびに、マイクロプロセッサＵ４のＲＡ３入力端子に デジタル信号を供給する。 本発明と関連して数多くの異なる種類の回路を使用でき、また、図１３に示す 回路に類似する回路はコンポーネントや素子の様々な組合わせを含むことができ るであろうが、表１は本発明の特に好ましい一実施形態の素子の型と値を示す。 本発明の好ましい一実施形態では、センサクラスタの素子を光透過性で不浸透 性のオーバモールド材料の中に収納していたが、本発明の別の実施形態において は、光透過性で不浸透性の２つの部分から構成されているケースの中に素子を密 封することができる。図１４は、本発明のこの代替実施形態を示す。先に図３， 図４，図５，図６，図７，図８，図９及び図１０に関連して説明した素子につい ては図１４に関して繰り返し説明しないが、図１４に示すそれらの素子は同じ図 中符号により指示されている。 図１４のハウジングはオーバモールドハウジングではなく、上部２２０と、下 部２２４とから構成されている。上部２２０は下部２２４の中に受け入れられる ような形状であり、下部２２４には、下部２２４の中に上部２２０を係止するた めに所定の位置に嵌合する複数の弾性フィンガが設けられている。切欠き断面図 には、フィンガ２２８が線２３０の右側に示されている。フィンガ２２８の先端 ２３４は上部２２０にあらかじめ形成されている切欠きを覆う所定の位置に嵌合 する。上部と下部は、図示した通り、両部分の間に基板３０を受け入れるような 形状を有する。 図１４に示す実施形態は、ピン４４及び４５が図３に示すように基板３０から 上方へ延びるのではなく、下方へ延びているという点で、図３に示す実施形態と は異なる。導電性ピンに関するこの構成は特定の用途に対応して選択されたもの で、本発明を限定してはいないことを理解すべきである。 ハウジング構造の上部２２０は、先に説明した発米素子及び受光素子を受け入 れるための突起を上面に有するように形成されている。第１の突起２４０は発光 ダイオード３４を受け入れるべき形状であり、第２の突起２４４は光感知素子３ ６を受け入れるべき形状である。図１４には示されていないが、他方の光感知素 子４０を受け入れるための類似の突起が形成されるであろうということを理解す べきである。 図１４には、簡明にするため、導体５８とコネクタ６７は示されていない。し かしながら、導体５８はセンサクラスタの開口２５０を貫通しているであろうと いうことを理解すべきである。基板３０の第１の面及び第２の面の素子を保護す るために、ハウジングの上部と下部は、シール２６０，２７０及び２８０を利用 する液体が浸透しない方式で互いに装着されている。シール２６０は、フィンガ ２２８及びその先端２３４により加えられる力によって関連する面の間で圧縮さ れている。図１４に示すシールは単なる例であり、ハウジングの上部と下部との 間の空洞に液体が侵入するのを防止する別の方法をシールの代わりに使用するこ とは可能であろう。 図４及び図１４は同じ発明の２つの代替実施形態を表わしていることを理解す べきである。図４に示す実施形態は、光透過性で不浸透性の材料から成るオーバ モールド被膜を利用する。図１４に示す実施形態は、間に電子素子を密封するよ うに組合わされるハウジング上部とハウジング下部を利用する。これら２つの実 施形態のうちどちらを選択するかは、用途と、周囲の液体環境から保護すべき基 板や素子の構造とによって決まる。 本発明をかなり詳細に説明し且つ高度に特定した形で図示したが、それに代わ る実施形態も範囲内に入っていることを理解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カミンズ，ブラッド・エル アメリカ合衆国 61032 イリノイ州・フ リーポート・オーク ロード・5869 (72)発明者 エリクソン，ティモシー・ケイ アメリカ合衆国 61048 イリノイ州・レ ナ・ウェスト マウンド ロード・8475 (72)発明者 オブライエン，ゲーリー・アール・ジュニ ア アメリカ合衆国 61032 イリノイ州・フ リーポート・カンタベリー・709・アパー トメント ２ (72)発明者 シーズ，デュアン・ジェイ アメリカ合衆国 61032 イリノイ州・フ リーポート・ウェスト アメリカン スト リート・1520

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の導電部分を有し、器具のポンプハウジングの内部に配置される基板 と； 前記基板に装着され、光エネルギーのビームを第１の線に沿って導く手段と； 前記基板に装着され、前記第１の線と交差する位置にあり、前記導く手段から 光エネルギーを直接に受光し、入射した光の強さを表わす第１の信号を発生する 第１の光感知手段と； 前記基板に装着され、前記第１の線に対して角度を成す第２の線と交差する位 置にあり、前記導く手段からの前記第２の線に沿った反射光を受光し、入射した 光の強さを表わす第２の信号を発生し、前記導く手段及び前記第１の受光手段と 共に、前記基板の前記導電部分と電気的に通信する状態で接続されている第２の 光感知手段と； 前記第１の受光手段及び第２の受光手段と信号通信状態で接続されており、前 記第１の信号と前記第２の信号とを比較する手段と； 前記基板に装着され、前記基板から延出し且つ互いに所定の距離だけ離間する ２つの電極から構成されており、前記基板の前記導電部分のうち第２の部分と電 気的に通信する状態で接続され、液体の導電率を測定する第１の手段とを具備す る液体状態センサ。 ２．前記基板に装着され、前記基板の前記導電部分のうち第３のものと電気的 に通信する状態で接続されており、前記液体の温度を測定する第２の手段をさら に具備する請求項１記載のセンサ。 ３．前記基板に装着され、前記基板の前記導電部分のうち第４のものと電気的 に通信する状態で接続されており、前記基板に近接する所定の検出ゾーンの中の 強磁性物体の有無を検出する磁気感知素子をさらに具備する請求項１記載のセン サ。 ４．前記磁気感知素子は磁気抵抗素子から構成される請求項３記載のセンサ。 ５．前記基板から延出し、前記基板の前記第１の部分，第２の部分，第３の部 分及び第４の部分と信号通信状態で接続している複数の電気導体をさらに具備す る請求項１記載のセンサ。 ６．前記基板，前記光を導く手段，前記第１の光感知手段及び前記第２の光感 知手段は、光透過性で不浸透性の物質の中にカプセル化されている請求項１記載 のセンサ。 ７．前記光透過性で不浸透性の物質は透明エポキシである請求項６記載のセン サ。 ８．第１の平坦な面を有し、前記第１の平坦な面の上に配置された複数の導電 部分を有し、物品を洗浄するための装置のポンプハウジングの内部に配置されて いる基板と； 前記基板に装着され、光エネルギーのビームを第１の線に沿って前記第１の平 坦な面と平行な方向に導く手段と； 前記基板に装着され、前記第１の線と交差する位置にあり、前記導く手段から 直接に光エネルギーを受光し、入射する光の強さを表わす第１の信号を発生する 第１の光感知手段と； 前記基板に装着され、前記第１の平坦な面と平行であり且つ前記第１の線に対 して垂直である第２の線と交差する位置にあり、前記第２の線に沿って前記導く 手段から反射光を受光し、入射する光の強さを表わす第２の信号を発生し、前記 導く手段及び前記第１の受光手段と共に、前記基板の前記複数の導電部分のうち 第１の部分と電気的に通信する状態で接続されている第２の光感知手段と； 前記第１の受光手段及び第２の受光手段と信号通信状態で接続されており、前 記第１の信号と第２の信号とを比較する手段と； 前記基板に装着され、前記基板の前記複数の導電部分のうち第３の部分と電気 的に通信する状態で接続されており、前記第１の平坦な面に近接する前記液体の 温度を測定する第１の手段とを具備する液体状態センサ。 ９．前記基板に装着され、前記基板の前記複数の導電部分のうち第２の部分と 電気的に通信する状態で接続されており、前記第１の平坦な面に近接する前記液 体の導電率を測定する第２の手段をさらに具備する請求項８記載のセンサ。 １０．前記第２の測定手段は、前記第１の平坦な面から延び且つ互いに所定の 距離だけ離間する２つの導体から構成される請求項９記載のセンサ。 １１．前記基板に装着され、前記基板の前記複数の導電部分のうち第４の部分 と電気的に通信する状態で接続されており、前記基板に近接する所定の検出ゾー ンの中の強磁性物体の有無を検出する磁気感知素子をさらに具備する請求項１０ 記載のセンサ。 １２．前記磁気感知素子から磁気抵抗素子から構成される請求項１１記載のセ ンサ。 １３．前記基板の、前記第１の平坦な面とは反対の側に位置する前記基板の第 ２の平坦な面から延出し、前記基板の前記第１の導電部分，第２の導電部分，第 ３の導電部分及び第４の導電部分と信号通信状態で接続されている複数の電気導 体をさらに具備する請求項１１記載のセンサ。 １４．前記基板，前記第１の導電率測定手段，前記光を導く手段，前記第１の 光感知手段及び前記第２の光感知手段は、光透過性で不浸透性の物質の中にカプ セル化されている請求項１記載のセンサ。 １５．複数の導電部分を有し、器具のポンプハウジングの中に配置されている 基板と； 前記基板に装着され、光エネルギーのビームを第１の線に沿って導く手段と： 前記基板に装着され、前記第１の線と交差する位置にあり、前記導く手段から 直接に光エネルギーを受光し、入射する光の強さを表わす第１の信号を発生する 第１の光感知手段と； 前記基板に装着され、前記第１の線に対して角度を成す第２の線と交差する位 置にあり、前記第２の線に沿って前記導く手段から反射光を受光し、入射する光 の強さを表わす第２の信号を発生し、前記導く手段及び前記第１の受光手段と共 に、前記基板の前記導電部分と電気的に通信する状態で接続されている第２の光 感知手段と； 前記第１の受光手段及び第２の受光手段と信号通信状態で接続され、前記第１ の信号と第２の信号とを比較する手段とを具備する液体状態センサ。 １６．前記基板に装着され、前記基板の前記導電部分と電気的に通信する状態 で接続されており、前記基板に近接する所定の検出ゾーンの中の強磁性物体の有 無を検出する磁気感知素子をさらに具備する請求項１５記載のセンサ。