CN101718569A - 液位检测装置、其在电热水壶上的安装方法以及电热水壶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液位检测装置，旨在提供一种制作工艺简单、成本低、检测精度高、适用范围广、能确保长期使用后测量水位结果仍然准确的液位检测装置。本发明包括外壳、PCB板、设置在PCB板上的至少一个探测点，所述PCB板上设有所述探测点的一端包附在所述外壳内，所述PCB板的另一端设置有插头，所述插头处于所述外壳外，所述探测点分别通过线路与设置在所述插头上的连接触点相连，所述线路、探测点为导体材料。本发明同时公开了液位检测装置在电热水壶上的安装方法，还公开了包含该液位检测装置的电热水壶。本发明可广泛应用于液位探测领域。

Description

液位检测装置、其在电热水壶上的安装方法以及电热水壶

技术领域

本发明涉及一种液位检测装置，特别涉及一种应用于液位探测领域上的液位检测装置、及其在电热水壶上的安装方法以及电热水壶。

背景技术

在现有的液位检测装置中，主要有浮标式液位检测装置和电阻式液位检测装置。浮标式液位检测装置，多用于油性不导电的液体中，但这种机械式的液位检测方法，精确度不高，也容易出现故障。还有一种是电阻式液位检测装置，如本申请人于2007年10月26日申请的、专利号为200720172731.X的实用新型专利，其包括：电热水壶的本体、发热盘和温度探测器，所述电热水壶本体的发热盘上设置有一个带水位探测窗的水位探测器，所述探测窗中设置有水位探测点，所述水位探测器带接线的一端通过发热盘面上的孔进入发热盘下的空腔中，并位于发热盘的上表面。

在上述专利文献中，公开了一种采用测量电阻的方法来探测水位的检测装置。该检测装置中的水位探测点裸露在空气中或直接与水接触，在长时间的使用过程中，探测点表面被氧化或附着有水垢等原因，都会影响该探测装置检测到水位结果的准确性，而且这种检测装置只能用于导电的液体中，在不导电的油性液体中，它将不能工作。从该专利文献中的说明书附图中可以看出，液位检测装置设置在发热盘上并靠近手柄的位置，这种设置方式，也是现有技术中液位检测装置的常用设置方法。在这种设置方式中，当电热水壶处于倒水的倾斜状态时，液位检测装置测得的水位数据偏差很大。

现有技术中也有采用声波或超声波测距离的方法来检测的液位检测装置，但其成本较高，难于实施。

发明内容

根据现有技术中所存在的不足，本发明的目的是提供一种制作工艺简单、成本低、检测精度高、适用范围广、能确保长期使用后测量水位结果仍然准确的液位检测装置。

根据现有技术中所存在的不足，本发明的另一目的是提供一种当电热水壶处于倒水的倾斜状态时，所测得的水位数据更接近实际值的液位检测装置在电热水壶上的安装方法。

根据现有技术中所存在的不足，本发明还有一个目的是提供一种能确保长期使用后测量水位结果仍然准确的电热水壶。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种液位检测装置，包括外壳、PCB板、设置在PCB板上的至少一个探测点，所述PCB板上设有所述探测点的一端包附在所述外壳内，所述PCB板的另一端设置有插头，所述插头处于所述外壳外，所述探测点分别通过线路与设置在所述插头上的连接触点相连，所述线路、所述探测点为导体材料。

所述探测点相互绝缘地设置在一块所述PCB板上。

所述PCB板的两侧面都相对地设置有所述探测点，两相对的所述探测点相互连通。

每个所述探测点上还开有通孔，所述通孔的周边附着有导电物质，两相对的所述探测点通过该导电物质相互连通。

所述PCB板上设置的两相邻所述探测点之间设置有至少一个定位扣。

所述PCB板上相间隔地设置有凹槽，所述定位扣卡接在所述凹槽内。

所述液位检测装置的下端还设有温度传感器，所述温度传感器与所述液位检测装置成一体结构。

一种液位检测装置在电热水壶上的安装方法，它包括以下工艺步骤：

①、以电热水壶壶嘴的对称中心线为参照线A或者以电热水壶手把的对称中心线为参照线A或者将电热水壶壶嘴的中心点和电热水壶手把的中心点相连得到参照线A；

②、以参考线A为参照作一条相互垂直的线段B，该线段B为电热水壶圆形发热盘的直径或者为椭圆形发热盘的长轴或短轴；

③、以线段B上的任意点为液位检测装置的设置点，将所述液位检测装置对应地设置在所述发热盘上。

所述液位检测装置的设置位置靠近电热水壶的侧壁。

一种电热水壶，该电热水壶的外壳内设置有液位检测装置，所述液位检测装置包括外壳、PCB板、设置在PCB板上的至少一个探测点，所述PCB板上设有所述探测点的一端包附在所述外壳内，所述PCB板的另一端设置有插头，所述插头处于所述外壳外，所述探测点分别通过线路与设置在所述插头上的连接触点相连，所述线路、探测点为导体材料。

本发明的有益效果是：由于所述PCB板上的探测点的设置密度可根据实际需要，在满足使用安全规范的情况下，自行地进行设置，而且不受外界因素(如：摩擦力)的干扰，所以该液位检测装置与浮标式液位检测装置相比，不容易出现故障、检测精度高。由于所述PCB板上设有所述探测点的一端包附在所述外壳内，所以所述探测点不直接与液体接触，此点与现有技术相比，可以解决检测液体不导电时液位检测装置不能工作的技术难题。由于本发明采用的是振荡频率的检测原理，所以无论检测装置表面是否结垢，都不影响其正常工作，即能确保长期使用后测量结果的准确性。

本发明中液位检测装置在电热水壶上的安装方法与现有技术相比，当电热水壶处于倒水的倾斜状态时，液位检测装置所测得的电热水壶中的水位数据更接近实际值。

附图说明

图1是本发明中液位检测装置安装在电热水壶发热盘上的结构示意图；

图2是本发明中液位检测装置去掉外壳后的结构示意图；

图3是图2中定位扣的安装状态放大图；

图4是图2中定位扣的结构示意图；

图5是本发明中液位检测装置去掉外壳和定位扣后的主视图；

图6是本发明中液位检测装置去掉外壳和定位扣后的后视图；

图7是在电热水壶俯视图中显示A、B两条线的示意图；

图8是图7沿A线方向的剖示图；

图9是图7沿B线方向的剖示图。

附图中各部分结构的标注说明：

1-外壳、2-PCB板、22-凹槽、3-定位扣、31-卡位、32-过渡斜面、33-空腔、4-探测点、5-通孔、6-插头、61-连接触点、7-插座、8-发热盘、9-发热体、10-温度传感器、11-密封圈、12-壶嘴、13-手柄、14-液位检测装置。

具体实施方式

如图1、图2、图6所示，本发明包括外壳1、PCB板2、定位扣3、设置在PCB板上的10个探测点4、插头6，所述探测点4相互绝缘并间隔地设置在一块所述PCB板2上(当需要保证测量数据的精确度时，为满足安全规范，减小分布电容的影响，可将所述探测点4分开设置在几块PCB板上。当PCB板上只设置一个所述探测点4时，该液位检测装置可用作防干烧。)，所述PCB板2上设有所述探测点4的一端包附在所述外壳1内，所述PCB板2上与所述探测点4相对的一端设置有插头6，所述插头6处于所述外壳1外。所述插头6上设置有与所述探测点4相等个数的连接触点61，所述探测点4分别通过线路与所述连接触点61相连。所述液位检测装置上还设置有9个定位扣3(为节约制造成本，所述定位扣3的设置数目也可根据实际情况作相应地减少，如3个、5个。)，所述定位扣3卡在两相邻的所述探测点4之间，所述定位扣3也被所述外壳1包附着。

如图3、图5所示，所述PCB板2上相间隔地设置有凹槽22，所述定位扣3卡接在所述凹槽22内。

如图4所示，所述定位扣3呈“冂”形，所述定位扣3的两端分别设有内扣式卡位31，所述卡位31与所述定位扣3结合在一起形成一半包的空腔33，所述空腔33的大小正好与所述PCB板2的大小相匹配。所述卡位31上切有过渡斜面32，所述定位扣3在安装时，通过所述过渡斜面32使压力分解，方便了所述定位扣3的安装。如图3所示，所述定位扣3的两侧端面设置成阶梯形状，这种阶梯结构与所述外壳1可结合得更牢固。

如图5、图6所示，所述PCB板2的两侧面都相对地设置有所述探测点4，每对所述探测点4上都开有3个通孔5，所述通孔5的外围周边还附着有导电物质，两相对的所述探测点4通过该导电物质相互连通。两相对的所述探测点4的连通方式，可以是开孔、还可以是开槽和采用导线连接的方式，但其原理皆相同。在所述PCB板2的两侧面都设置所述探测点4并将其连通的目的是，增加所述探测点4与被测液面间的感应面积，减少分布电容的影响，从而加大探测数据的准确性。

如图1所示，所述液位检测装置的下端还设有温度传感器10，所述温度传感器10与所述液位检测装置的外壳1成一体注塑成形结构。(在设置时，所述温度传感器10与所述液位检测装置还可分开进行设置；当所述液位检测装置设置在油箱中时，温度传感器10也可以不设置。所述温度传感器10为NTC探头，其为现有技术，在此不作详细说明。)

所述线路和所述探测点4为附着在所述PCB板2上的铜皮。所述外壳1可以为塑料材料还可以是玻璃、陶瓷类的绝缘材料。

所述液位检测装置的制作工艺步骤：

①、先制作出如图5、图6所示的PCB板。其制作工艺如下：首先在完整的大块PCB板(绝缘酚醛树脂基板)上冲出所述凹槽22，并钻出或冲出所述通孔5；其次对处理好的整块PCB板进行沉铜处理；再次电镀加厚；然后到布图、腐蚀工艺，将不需要的铜皮腐蚀掉；最后进行绿油、文字、微割工序，得到拥有探测点和导电线路部分的所述PCB板2。

其上述PCB板的制作工艺皆为本领域人员公知的常识，因此不作详细阐述。

②、在注塑模上注塑出如图4所示的所述定位扣3。

③、如图2所示，将所述定位扣3卡扣在所述PCB板2上的所述凹槽22内。

④、在工艺③的基础上，再次将所述PCB板2放入模具中进行二次注塑，注塑出所述外壳1。所述定位扣3在该工艺中起到定位的作用，使所述外壳1均匀地包附在所述PCB板2的周围。(在此工艺中，如果要将所述温度传感器10和所述PCB板2设置为一体结构，只需将两者一起放入注塑模具中一起注塑外壳即可。)

另外，还可以采用单独制作所述外壳1的方法，然后将所述PCB板2装配到所述外壳1内，组装成一个液位检测装置，其具体方法如下：设计一个所述外壳1的塑料注塑模具，采用注塑的方法，制作出所述外壳1；然后，将所述PCB板2上设有所述探测点4的一端插入该外壳1的开口端，再将所述PCB板2往所述外壳1的封闭端推进，一直推到仅外露出所述插头6为止，这样就组装了一个液位检测装置。(在这种制作方法中，不需要用到所述定位扣3。)

具体实施例：

如图1、图7、图8、图9所示，其为液位检测装置14安装在电热水壶上的实施例。该电热水壶包括与所述插头6相匹配的插座7、底盘8、温度传感器10、密封圈11、壶嘴12、把手13、液位检测装置14，所述底盘8上设置有发热体9，所述插座7和所述液位检测装置14都设置在所述底盘8上，所述插座7与所述液位检测装置14都设置在同一侧。

如图1所示，所述液位检测装置14和所述温度传感器10设置为一体结构。所述液位检测装置14与所述底盘8的配合处，是通过所述密封圈11来进行密封，所述密封圈11为硅胶圈。所述密封圈11的作用是防止电热水壶装水加热时，发生漏水的现象。

如图7所示，所述液位检测装置在电热水壶上的安装工艺步骤如下：

①、以电热水壶壶嘴12的对称中心线为参照线A；也可以将电热水壶手把13的对称中心线为参照线A；还可以将电热水壶壶嘴的中心点和电热水壶手把的中心点相连，得到参照线A。上述电热水壶壶嘴的中心点，其实是在壶嘴的空间范围内作一水平面，从而该不水平面与壶嘴相交得到一孤线，然后再选取该孤线上的中点为该电热水壶壶嘴的中心点；所述电热水壶手把的中心点也是按该同样的方法取得。

②、以参考线A为参照作一条相互垂直的线段B，该线段B为电热水壶圆形发热盘的直径，也可以是椭圆形发热盘的长轴或短轴。

注：在电热水壶领域中，通常将设有发热体9的底盘8称为发热盘。

③、在线段B(即圆形发热盘的直径)上选取靠近电热水壶内侧壁的一点为所述液位检测装置14的设置点，然后对照该设置点，将所述液位检测装置14设置在所述底盘8上。

按照上述安装工艺，所述液位检测装置14还可直接地设置在电热水壶的侧壁上。

当其它形式的液位检测装置(如电阻式液位检测装置)，也采用这种安装方法将其安装在电热水壶上时，理同于包含在权利要求保护范围内。

液位检测装置在该实施例中的水位检测原理：

首先在存储器中储存一参考频率，该参考频率是在电热水壶中没有水时，接通所述液位检测装置14，使其各个所述探测点4分别扫描一次，所测得的振荡频率。当电热水壶中有水时，被水覆盖的所述探测点4与微处理器RC电路之间相当于并入了一个电容，使振荡频率降低，程序只需要实时检测振荡频率与参考频率的差值大小，即可判断该位置是否有水，并通过比较频率差值来计算出水的位置高度和水的体积。

发热盘给水加热的过程中，当所述液位检测装置14检测的振荡频率与参考频率相差为某一固定值时(这个固定值，可以由制造商自行设置)，则发出警告，执行切断加热元件电源程序。设置这样的固定值，可实现电热水壶中还有少量水时，发热盘不再加热，不产生实际上的干烧问题，有效地保护电热水壶的使用安全和延长其使用寿命。

其它油类不导电液体的位置检测方法，其工作原理与该实施例中的水位检测原理相同。

Claims (10)

1.一种液位检测装置，其特征在于：它包括外壳(1)、PCB板(2)、设置在PCB板上的至少一个探测点(4)，所述PCB板(2)上设有所述探测点(4)的一端包附在所述外壳(1)内，所述PCB板(2)的另一端设置有插头(6)，所述插头(6)处于所述外壳(1)外，所述探测点(4)分别通过线路与设置在所述插头(6)上的连接触点(61)相连，所述线路、所述探测点(4)为导体材料。

2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于：所述探测点(4)相互绝缘地设置在一块所述PCB板(2)上。

3.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于：所述PCB板(2)的两侧面都相对地设置有所述探测点(4)，两相对的所述探测点(4)相互连通。

4.根据权利要求3所述的液位检测装置，其特征在于：每个所述探测点(4)上还开有通孔(5)，所述通孔(5)的周边附着有导电物质，两相对的所述探测点(4)通过该导电物质相互连通。

5.根据权利要求4所述的液位检测装置，其特征在于：所述PCB板(2)上设置的两相邻所述探测点(4)之间设置有至少一个定位扣(3)。

6.根据权利要求5所述的液位检测装置，其特征在于：所述PCB板(2)上相间隔地设置有凹槽(22)，所述定位扣(3)卡接在所述凹槽(22)内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液位检测装置，其特征在于：所述液位检测装置的下端还设有温度传感器(10)，所述温度传感器(10)与所述液位检测装置成一体结构。

8.一种液位检测装置在电热水壶上的安装方法，其特征在于：它包括以下工艺步骤：

①、以电热水壶壶嘴的对称中心线为参照线A或者以电热水壶手把的对称中心线为参照线A或者将电热水壶壶嘴的中心点和电热水壶手把的中心点相连得到参照线A；

②、以参照线A为参照作一条相互垂直的线段B，该线段B为电热水壶圆形发热盘的直径或者为椭圆形发热盘的长轴或短轴；

③、以线段B上的任意点为液位检测装置的设置点，将所述液位检测装置对应地设置在所述发热盘上。

9.根据权利要求8所述的液位检测装置在电热水壶上的安装方法，其特征在于：所述液位检测装置的设置位置靠近电热水壶的侧壁。

10.一种电热水壶，其特征在于：该电热水壶的外壳内设置有包含权利要求1中全部技术特征的液位检测装置。

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