CN101058934A - 洗衣机供水自动调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗衣机供水自动调节系统，在已有使用电磁阀作为进水阀门且进水时间固定的全自动洗衣机的基础上，在洗衣机进水阀门出水管和洗涤桶之间接入一段内置皮托管的辅助测量水管，皮托管弯成直角，半球形头部开有动压通道口正对进水的流向，管壁前端侧面开有静压通道口，动压通道和静压通道延伸到皮托管的末端，形成的动压测压口和静压测压口处分别安装压力传感器来测量供水水流的动压和静压，水压信号分别通过信号放大，模数转换，输入单片机，由单片机计算已进水量并据此判定是否达到所需水量，进而控制进水阀门关闭。本发明能自动调节洗衣机进水时间，克服供水水压变化对洗衣机实际进水量的影响。

Description

洗衣机供水自动调节系统

技术领域

本发明涉及一种洗衣机供水自动调节系统，可根据洗衣机的进水量实时调节供水时间，维持洗衣机的正常运行，保证良好的洗涤效果。属于机电控制技术领域。

背景技术

随着人们生活质量不断的提高，洗衣机早已作为一种非常普通的家用电器进入了千家万户，其品种不断翻新，技术含量也不断提高。从洗衣机的结构而言，就有波轮式洗衣机，滚筒洗衣机，搅拌式洗衣机，喷流式洗衣机，喷射式洗衣机，振动式洗衣机等等，每一种结构又都分为普通型、半自动型、全自动型。

无论是半自动型还是全自动型的洗衣机，其进水时间通常是固定的，在这种情况下，若水压不足，水的流量就降低，那么在固定进水时间内流入洗衣机的水量就变少，致使洗衣机得不到足够的进水量而影响洗涤效果，甚至影响洗衣机的寿命。

而在日常生活中，用户获得的供水水压往往不是恒定的，它因受多方面因素的影响而变化。在高楼林立的大都市，用户居住的楼层越高，水压往往越低；在用水高峰期，水压也会偏低；即使用户获得的总水压恒定，打开家里的其它水阀用水，也会使洗衣机的供水水压降低。

为了使洗衣机的进水量不受供水水压的影响，一种可以随供水水压变化而自动调节进水时间的洗衣机急待开发。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种洗衣机供水自动调节系统，可以根据供水水压的变化而对洗衣机进水时间进行自动调节，保证提供洗衣机正常工作所需的进水量。

本发明设计提供的洗衣机供水自动调节系统，包括进水管、电磁进水阀门和连接到洗涤桶的阀门出水管。本发明的特征是在阀门出水管和洗涤桶之间接入一段辅助测量水管，辅助测量水管内置一根弯成直角的皮托管，皮托管的管的头部正对进水的流向，采用半球形以减少涡流。皮托管头部开有用以测量水流动压的动压通道口，皮托管管壁前端侧面开有用以测量水流静压的静压通道口，动压通道和静压通道一直延伸到皮托管的末端，形成动压测压口和静压测压口。皮托管的末端伸出辅助测量水管外，在皮托管末端的动压测压口和静压测压口分别安装一个动压传感器和静压传感器，测量水流动压和静压。

动压传感器和静压传感器的输出各自连接一个信号放大器，两个信号放大器的输出再各自通过一个模数转换电路连接单片机，单片机输出的控制信号连接洗衣机的电磁进水阀门。

洗衣机进水过程中，动压传感器和静压传感器将进水水流的动压和静压这两个物理量转换成模拟电信号，而后通过信号放大，模数转换，将模拟电信号转换成数字信号，信号被采集入单片机。单片机通过事先给定的进水动压、静压与流量的关系公式，计算出进水流量，通过对流量积分计算出已进水量，当已进水量等于所需水量时，单片机向进水阀门发出一个停止进水的控制信号，使阀门关闭。

在设计辅助测量水管时，要考虑防止皮托管的存在给水管中的水流带来堵塞作用。假设阀门出水管原来的横截面积为S₁，皮托管在水管中占用的横截面积为S₂，则辅助测量水管的横截面积S应满足S≥S₁+S₂。

本发明能使洗衣机根据供水水压变化自动调节进水时间，克服供水水压变化对洗衣机实际进水量的影响，保证用户洗衣机获得所需进水量，进而保证良好的洗涤效果。本发明结构简单，内置皮托管的辅助测量水管更换方便。本发明中单片机的功能易于嵌入已有的全自动洗衣机的控制电路板中。整套系统成本低廉，可靠性高。

附图说明

图1是本发明内置皮托管的辅助测量水管的结构及安装位置示意图。

图1中，1是洗衣机的进水管，2是电磁进水阀门，3是阀门出水管，4是辅助测量水管，5是皮托管，6是动压通道口，7是静压通道口，8是动压测压口，9是静压测压口，10是静压传感器，11是动压传感器。

图2是系统控制部分结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

图1给出了本发明内置皮托管的辅助测量水管的结构及其安装位置，如图1所示，本发明设计提供的洗衣机供水自动调节系统，包括进水管1、电磁进水阀门2和连接到洗涤桶的阀门出水管3，本发明的特征是在阀门出水管3和洗涤桶之间接入一段辅助测量水管4，辅助测量水管4内置一根弯成直角的皮托管5，皮托管5的管的头部正对进水的流向，采用半球形以减少涡流。皮托管头部开有用以测量水流动压的动压通道口6，皮托管5管壁前端侧面开有用以测量水流静压的静压通道口7，动压通道和静压通道一直延伸到皮托管的末端，形成动压测压口8和静压测压口9。皮托管的末端伸出辅助测量水管4外，在皮托管末端的动压测压口8和静压测压口9分别安装一个动压传感器11和静压传感器10，测量水流动压p_A和静压p₀。

在设计辅助测量水管4时，要考虑防止皮托管的存在给水管中的水流带来堵塞作用。假设位于进水阀门的出水端与洗涤桶之间的水管(阀门出水管3)原来的横截面积为S₁，皮托管5在水管中占用的横截面积为S₂，则辅助测量水管4的横截面积S应满足S≥S₁+S₂。

图2是本发明系统的控制部分结构图。动压传感器11和静压传感器10的输出各自连接一个信号放大器，两个信号放大器的输出再各自通过一个模数转换电路连接单片机，单片机输出的控制信号连接洗衣机的电磁进水阀门2。

洗衣机进水过程中，动压传感器11和静压传感器10将进水水流的动压和静压这两个物理量转换成模拟电信号，而后通过信号放大，模数转换，将模拟电信号转换成数字信号，信号被采集入单片机。单片机每采集一次数据就计算一次已进水量，设q为进水流量，ρ为水的密度，根据皮托管的设计原理，进水流量为

$q={\left[\frac{2(p_A-p_0)}{\mathrm{\ρ}}\right]}^{1/2}$

其中，S为辅助测量水管4的横截面积，p_A为水的动压，p₀为水的静压。

单片机每隔T秒采集一次数据。第kT秒，单片机获得一对采集到的p_A和p₀值，求出这个时刻相应的q，将这个时刻求得的q与之前0～(k-1)T秒求得的k个q做离散数据对时间的积分，得到kT时刻的已进水量，当已进水量等于所需水量时，单片机向进水阀门2发出一个停止进水的控制信号，使阀门关闭。

需要注意的是，计算精度受到各种因素的影响，例如传感器的测量精度，皮托管的安装位置，单片机采集数据的时间间隔，离散数据对时间积分产生的积分误差，系统的延时性等。由于上述干扰因素的存在，洗衣机最后实际进水量会与计算得到的进水量有系统偏差，可以通过实验对该系统作标定，消除系统偏差。

Claims (3)

1、一种洗衣机供水自动调节系统，包括进水管(1)、电磁进水阀门(2)和连接到洗涤桶的阀门出水管(3)，其特征在于还包括内置皮托管(5)的辅助测量水管(4)、压力传感器、信号放大器、模数转换装置及单片机；在阀门出水管(3)和洗涤桶之间接入一段辅助测量水管(4)，辅助测量水管(4)内置一根弯成直角的皮托管(5)，皮托管(5)的半球形头部开有动压通道口(6)正对进水的流向，皮托管(5)管壁前端侧面开有静压通道口(7)，动压通道和静压通道一直延伸到皮托管的末端，形成动压测压口(8)和静压测压口(9)，皮托管的末端伸出辅助测量水管(4)外，在皮托管末端的动压测压口和静压测压口分别安装一个动压传感器(11)和静压传感器(10)；动压传感器(11)和静压传感器(10)的输出各自连接一个信号放大器，信号放大器的输出各自通过一个模数转换电路连接单片机，单片机输出的控制信号连接洗衣机的电磁进水阀门(2)。

2、根据权利要求1的洗衣机供水自动调节系统，其特征在于所述辅助测量水管(4)的横截面积S满足S≥S₁+S₂；其中，S₁为阀门出水管(3)的横截面积，S₂为皮托管(5)的横截面积。

3、根据权利要求1的一种自动调节进水时间的洗衣机供水系统，其特征在于：单片机计算进水流量时，取水的流量 $q={\left[\frac{2(p_A-p_0)}{\mathrm{\ρ}}\right]}^{1/2}S,$ 其中ρ为水的密度，S为辅助测量水管(4)的横截面积，p_A为水的动压，p₀为水的静压。

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