CN100401024C - 水位传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水位传感器。该水位传感器包括由多个电极板构成的参考电极，用以检测注入参考电极的各电极板之间的空间的水的电导率。测量电极，由多个沿水桶的长度延伸的电极板构成，测量电极比参考电极长，并与参考电极的电极板有一间隔，用以检测注入测量电极的各电极板之间的空间的水的电导率。

Description

水位传感器

技术领域

本发明涉及水位传感器，具体地说，涉及使用参考电极和测量电极检测水的电导率以检测水位的水位传感器。

背景技术

一般来说，洗衣机所用的水位传感器检测供给到洗衣机水桶的洗涤水的水位。在大多数情况下，使用机械开关或LC振荡技术检测水位。

在这些方法中，图1所示的LC振荡技术以这样的方式执行，即将水位传感器放置在水桶1和甩干桶2之间的空间，根据洗涤水量，水位传感器产生与气压变化对应的水位信号，并将该信号输入到微处理器，微处理器根据水位检测信号检测洗涤水的水位。

但是，由于是根据供给到水桶的洗涤水产生的水压测量水位的，所以，采用机械开关的水位传感器不能精确地测量洗涤水的水位。由于室外温度的变化和长期磨损及损坏造成的误差，采用LC振荡技术的水位传感器不能精确地测量洗涤水的水位。

发明内容

于是，本发明解决了现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种水位传感器，该传感器能够利用装在水桶中的参考电极和测量电极检测水位。

为实现上述目的，本发明提供一种测量水桶水位的水位传感器，包括：参考电极，它由多个电极板构成，用以检测注入参考电极的各电极板之间的空间的水的电导率；测量电极，设置在水桶的底部，由多个沿水桶长度方向延伸的电极板构成，测量电极比参考电极长并远离参考电极的电极板，用以检测注入测量电极的各电极板之间的空间的水的电导率，参考电极给出一个检测值，作为水位检测的参考值，测量电极提供另一个检测值，作为对应基于水位变化的水和电极之间的接触区域的测量值，并由参考值和测量值之间的差计算水位。

电极最好装在水桶中，以使表面暴露于水桶的内部。

电极最好用金属电镀，以使表面形成金属涂层。

所述水位传感器最好应用于洗衣机、滤水器或加湿器。

附图说明

通过以下参考附图的详细描述，本发明的目的、特点和优点将变得很清楚，其中：

图1是表室普通洗衣机的纵向剖面图；

图2是表示本发明水位传感器结构的示意图；

图3a和3b是表示本发明水位传感器的参考电极和测量电极的测量操作的电路图；

图4a是表示装在洗衣机水桶中的本发明水位传感器的电极剖面图；

图4b是表示暴露于洗衣机水桶内部的本发明水位传感器电极的主视图。

具体实施方式

下面，参考附图详细描述本发明优选实施例的水位传感器。

图2是表示本发明水位传感器结构的示意图。图3a和3b是表示本发明水位传感器的参考电极和测量电极的测量操作的电路图。

如附图所示，本发明的水位传感器包括参考电极10和测量电极20。参考电极10由两块相互之间间隔放置的电极板10a和10b构成。测量电极20由两块相互之间间隔放置的电极板20a和20b构成，并被延伸到比参考电极10的电极版10a和10b长。

参考电极10还包括与电极板10a和10b电连接的输出电路10c，并与电极板10a和10b一起构成闭合回路。测量电极20还包括与电极板20a和20b电连接的输出电路20c，并与电极板20a和20b一起构成闭合回路。

每个输出电路10c和20c把预定的直流电流供给到对应的电极板10a和10b或20a和20b，并将与注满两个电极板20a和20b之间的空间水的电导率对应的输出信号输入到微处理器(未示出)。

下面，详细描述本发明水位传感器的工作情况。

水的电导率(σ＝S/l)与电极的长度l成反比，而与水和电极板之间的接触面积成正比。因此，当供给到水桶的水量增加时，接触面积扩大，水的电导率正比地增大。之后，水的电导率被转换成为电压，该电压被输出到微处理器，可以根据该电压由微处理器计算出水位。

水的电导率受水的混浊度影响，所以，当只根据水和电极板之间的接触面积获得检测的水位时，可能出现误差，即测得的水位与实际的水位不同。因此，水位测量应将水的混浊度与接触面积一起考虑。

为此，采用一种测量方法，其中利用参考电极和测量电极10和20的检测值之间的差测量水位。

形成的参考电极10相对地比较短，并装在水桶的下部。具体地说，参考电极10放置在水桶的下部，使得两个电极板10a和10b浮现在提供给水桶的水下面。提供与注入电极板10a和10b之间的空间的水的电导率对应的输出信号，作为测量水位的参考值。

测量电极20长于参考电极10，并从水桶的下部位置延伸到水桶的上部位置，以考虑从较低水位到较高水位的测量范围。就是说，所安装的测量电极允许水和电极板20a和20b之间的接触面积随水位变化。

参考电极10被置于水桶的下部，并被淹没于水下，所以，水和电极板10a、10b之间的接触面不随水位变化，而保持为常数。相反，对测量电极20来说，水和电极板20a、20b之间的接触面随供给到水桶的水量变化。

参考图3a，图3a显示的电路中，将预定的直流电流源V从输出电路10c施加到参考电极10，以检测水的电导率。在这种情况下，输出电路10c的电阻Ro1随注入电极板10a、10b之间空间的水的电导率变化，与电阻Ro1相应的电压Va被输出到微处理器，微处理器接受电压Va并计算水的电导率。当电极板10a、10b淹没在水下时，即使供给到水桶的水量发生变化，其接触面也不改变，所以，有恒定的电压被加到微处理器。

参考图3b，图3b显示的电路中，将预定直流电流源V从输出电路20c加给测量电极20，以检测水的电导率。在这种情况下，输出电路20c的电阻Ro2随注入电极板20a、20b之间空间的水的电导率变化，与电阻Ro2相应的电压Vb被输出到微处理器，微处理器接受电压Vb并计算水的电导率。在这种情况下，接触面随供给到水桶的水量改变，因为电极板20a、20b部分淹没，因此，随接触面的变化而变化的电压Vb被施加到微处理器。

根据参考电极10测得的电压Va和测量电极20测得的电压Vb之间的差，微处理器能够检测水桶的水位。在这种情况下，重要的是尽管供给到水桶的水的混浊度的变化，仍然可以消除水位测量的误差，因为所有参考电极和测量电极10和20都是在相同条件下检测水的电导率。就是说，使用参考电极和测量电极10和20，采用相对水位测量方法，可以基本上避免测量误差。

上述本发明的水位传感器可以应用于洗衣机、滤水器、加湿器之类的机器上。在本说明书中，应用到洗衣机的水位传感器是作为一个例子。

参考图4a和4b，参考电极10被放置在水桶1的下部，测量电极20放置在水桶1的上部并与参考电极10有一定的间隔。测量电极20从水桶1的下部向水桶1的上部延伸，以使测量水位范围从相对较低的值到相对较高的值，确保水位检测足够大的范围。

在甩干操作期间，因为甩干桶2的震动产生了不平衡，所以参考电极和测量电极10和20装在水桶1内，避免了与甩干桶2的碰撞。此外，最好将参考电极和测量电极暴露到水存储空间3，以便允许参考电极和测量电极10和20的表面与注满水存储空间的水和输出电路板接触，导线放置在水桶1的外部。

此外，只有在水位测量是必要时，才把直流电流供给到参考电极和测量电极10和20，或周期性地把直流电流供给到参考电极和测量电极10和20，以减少功率消耗。

另外，用如黄金、铂金等金属电镀电极，在参考电极和测量电极10和20的电极板10a、10b、20a、20b的表面上形成金属涂层，由于电极板10a、10b、20a、20b暴露在水中，可以防止电极板10a、10b、20a、20b由于与杂质的电化学反应引起的腐蚀。

如上所述，按照本发明，利用与供给到水桶的水接触的参考电极和测量电极的检测值之间的差，可以精确地检测水位，所以，本发明的水位传感器可以有效地应用于各种需要精确水位检测的装置，如洗衣机、滤水器、加湿器等。此外，本发明的水位传感器能够利用参考电极和测量电极通过相对水位测量方法检测水位，所以，可以获得精确的水位测量，而无需考虑水的混浊度。另外，通过在电极的表面上电镀黄金或铂金，本发明的水位传感器可以防止电极的损坏。特别是，当把本水位传感器应用到洗衣机时，通过把电极装在水桶中暴露电极表面的方式，水位传感器能够避免与甩干桶碰撞。

尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，但在不脱离本发明公开的内容和所附权利要求的范围和精神内，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改、附加、替换。

Claims (4)

1.一种测量水桶水位的水位传感器，包括：

参考电极，设置在水桶的底部，由多个电极板构成，用以检测注入参考电极的各电极板之间的空间的水的电导率；

测量电极，由多个沿水桶的长度延伸的电极板构成，测量电极比参考电极长，并与参考电极的电极板有一间隔，用以检测注入测量电极的各电极板之间的空间的水的电导率，

所述参考电极给出检测值，作为水位检测的参考值，所述测量电极给出另一个检测值，作为对应基于水位变化的水和电极之间的接触区域的测量值；由参考值和测量值之间的差计算所述水位。

2.按权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述电极装在水桶中，以使表面暴露给水桶的内部。

3.按权利要求2所述的水位传感器，其特征在于，所述电极用金属电镀，以使表面形成金属涂层。

4.按权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述水位传感器应用到洗衣机、滤水器或加湿器。

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