CN101979967B - 一种液位检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液位检测装置，其抗干扰能力强，检测精度高，它包括安装在待测杯体内壁、与检测刻度对应的至少一个感应单元以及与感应单元连接的检测电路，所述检测电路包括微处理器IC1和跨接在微处理器IC1检测脚和放电脚之间的至少一个检测电容，感应单元与微处理器检测脚相连，所述微处理器向检测电容输出脉冲测得检测脚电参数进而判断对应的感应单元是否没入液体内形成该路检测电容的旁路电容。本发明的有益效果是：结构简单，去掉了原来设计防干烧探针、防溢探针；多段检测，精确测定液位，看得到的调节，烹饪更人性化；节省材料和加工成本；简化装配流程；没有外露的探点，使用后更容易清洗；集成模块电路，抗干扰性强，检测准确。

Description

一种液位检测装置
技术领域
本发明属于小家电技术领域，尤其涉及适用于豆浆机或电水壶的一种液位检测装置。
背景技术
在目前豆浆机的生产工艺中，通常采用一根防干烧探针和一根防溢探针，防干烧探针均是通过设置在金属棒上的温敏电阻等元件，其与液体接触后构成回路而进行判断出液体是否达到额定的工作范围内。或通过温度传感器和发热管的法兰上各连接一要导线到电控板上。它可以判断最低水位状态保证了发热管不干烧，但无法判断高水位，无法作出高水位的报警提示，容易造成机头进水或液体飞溅现象。
通常豆浆机便在杯体上刻上最高水位和最低水位，而这两个水位差是很小的，容量的调节范围较窄，所以用户不能因为饮用人数而确定制作量，造成了制作时间过长、资源能源浪费的现象，不能满足不同的客户群体。金属材料的探针，需要通过各种机床加工成形，加工工序复杂繁琐，材料和加工成本较高。
发明内容
本发明提供一种液位检测装置，其抗干扰能力强，检测精度高。
为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案是：
一种液位检测装置，包括安装在待测杯体内壁、与检测刻度对应的至少一个感应单元以及与感应单元连接的检测电路，所述检测电路包括微处理器IC1和跨接在微处理器IC1检测脚和放电脚之间的至少一个检测电容，感应单元与微处理器检测脚相连，所述微处理器向检测电容输出脉冲测得检测脚电参数进而判断对应的感应单元是否没入液体内形成该路检测电容的旁路电容。
所述检测电路还包括电源稳压滤波电路，所述电源稳压滤波电路包括稳压芯片IC2、电容C9、电容C10、电极电容EC2及电极电容EC4, 稳压芯片IC2电压输入端连接5V电源，稳压芯片IC2电压输出端连接电源VCC，电极电容EC2跨接在稳压芯片IC2的电压输入端和地之间，电容C9、电容C10和电极电容EC4分别跨接在稳压芯片IC2的电压输出端和地之间。
所述检测电路还包括由发光二极管D0和电阻R20组成指示电路，发光二极管D0阳极通过电阻R20连接电源VCC，发光二极管D0阴极与微处理器一输出管脚相连。
作为优选，所述感应单元为感应金属片，感应金属片嵌装于杯体侧壁或底部。
作为另一优选，所述感应单元为感应金属片，感应金属片铸塑于杯体侧壁或杯底的内部。
优选地，所述感应单元为涂/铸于杯体上的金属粉、导电油墨或电容感应片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
1、结构简单，去掉了原来设计防干烧探针、防溢探针；
2、多段检测，精确测定液位，看得到的调节，烹饪更人性化；
3、节省材料和加工成本；
4、简化装配流程；
5、没有外露的探点，使用后更容易清洗。
6，集成模块电路，抗干扰性强，检测结果准确。
附图说明
图1为本发明液位检测装置应用于豆浆机的结构示意图。  
图2为图1的侧示图。
图3为本发明液位检测装置电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
实施例1：
如图1-3所示，本发明的一种液位检测装置，包括安装在待测杯体3内壁、与检测刻度对应的至少一个感应单元1以及与感应单元1连接的检测电路2，检测电路2包括微处理器IC1和跨接在微处理器IC1检测脚和放电脚之间的至少一个检测电容，感应单元与微处理器检测脚相连，微处理器向检测电容输出脉冲测得检测脚电参数进而判断对应的感应单元是否没入液体内形成该路检测电容的旁路电容。
作为优选实施方式，本实施例的感应单元为7个感应金属片（1--1、1--2、1--3、1--4、1--5、1--6、1--7），其中设置于杯体底部1--1的为防干烧感应单元(底部加热方式,悬浮式加热管以高于加热管的水位位置为防干烧位)，设置于杯体最高处的感应金属片1-7为防溢感应单元，其余五个分别设置于杯壁，为小量、偏小量，中量、偏大量，大量三个不同的液体检测。感应单元还可以为涂/铸于杯体上的金属粉、导电油墨、电容感应片。同样可以达到本发明的效果。
感应金属片嵌装于杯体侧壁或底部。具体为挖一个凹槽，把金属片放置于槽内，或把金属片直接贴于杯体表面。感应金属片也可以铸塑于杯体侧壁或杯底的内部。金属片与其连接电路、杯体一起制作成型。
当待测杯为金属杯体时，感应金属片与金属杯体作绝缘处理。具体实施时，在金属杯壁放置一块绝缘体，再在绝缘体上面贴上金属片。
如图3，本实施例的微处理器IC1采用“atmel”公司开发的“ATtiny88”检测集成电路，IC1的七个检测脚PB3～PB7和PA0、PA1分别通过电阻R3～R9连接七个感应单元1--1、1--2、1--3、1--4、1--5、1--6、1--7，检测电容C3～C9跨接在微处理器IC1的七个检测脚PB3～PB7 、PA0、PA1和七个放电脚PD3～PD7 、PC0、PC1之间，IC1电源输入脚接电源VCC，接地脚GND接地，微处理器向检测电容输出脉冲测得检测脚电压值判断液体是否没过相应感应单元，然后通过输出管脚PC4、PC5、PC6将检测结果以串行通讯方式传给主控芯片。为保证检测精度, 检测电路2还包括电源稳压滤波电路，电源稳压滤波电路包括稳压芯片IC2、电容C9、电容C10、电极电容EC2及电极电容EC4, 稳压芯片IC2电压输入端连接5V电源，稳压芯片IC2电压输出端连接电源VCC，电极电容EC2跨接在稳压芯片IC2的电压输入端和地之间，电容C9、电容C10和电极电容EC4分别跨接在稳压芯片IC2的电压输出端和地之间。通过电源稳压滤波电路给“ATtiny88”供电。
此集成电路为可编程MCU，具有12个检测通道和一个串行通讯口。外围电路电路简单，减少了测试误差。以通道K0为例，其水位检测过程为：集电路PB3口输入脉冲，向电容C3充电，当水位与K0相连接的金属片持平时，部分脉冲通过电阻R3连接的金属片耦合水里，水和金属片形成旁路电容。此时在PB3发出相同的脉冲情下，C3接PB3处的电压偏低。如果水位没有达到K0金属片的位置，金属片上对地的电容为无限大，不会形成旁路电流，此时，C3接PB3处的电压偏高。完成一次检测后，PD3脚将电容C3内电能泄放，准备下次检测。芯片发出脉冲后，根据该I/O电压的高低，判断水位是否达到金属片的位置。K1~K9工作原理相同，各I/O口检测结果经PC4，PC5，PC6以串行通讯方式传给主控芯片。
检测电路2还包括由发光二极管D0和电阻R20组成指示电路，发光二极管D0阳极通过电阻R20连接电源VCC，发光二极管D0阴极与微处理器一输出管脚相连。
例如：水位在达到金属片1-4位置时，金属片1-1，金属片1-2，1-3，1-4处于水位以下，其所对应电路到芯片管脚的对地电容增加。静态时，金属片1-5，1-6，1-7。无对地电容，所对应电路到芯片2-2管脚的电压不变。由此可以判定水位到达了第几个金属片，以此判定液位高度。算出待测杯3内水的份量，芯片输出相应的加热和马达转运时间。
工作过程中，由于加热或搅动使杯体内的液体产生泡沫，使液位上升得很高，如果产品没有控制杯体最高水位点的措施，杯体中的液体就会溢出，给产品使用带来不便。杯体的最高位置金属片1-7为体方案中的防溢检测。当产品在加热或搅动过程中，所产生的泡沫上升到金属片1-7的位置时，金属片1-7感应到杯体中水的静电，所对应的电路输入到芯片检测脚的电位升高。芯片停止加热或搅动，待泡沫回落后，再开始加热或搅动。以确保在产品的工作过程中没有液体溢出。
虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，可以不限于本实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (6)

1.一种液位检测装置，包括安装在待测杯体内壁、与检测刻度对应的至少一个感应单元以及与感应单元连接的检测电路，其特征在于：所述检测电路包括微处理器IC1和跨接在微处理器IC1检测脚和放电脚之间的至少一个检测电容，感应单元与微处理器检测脚相连，所述微处理器向检测电容输出脉冲测得检测脚电参数进而判断对应的感应单元是否没入液体内形成该路检测电容的旁路电容。
2.根据权利要求1所述的一种液位检测装置，其特征在于：所述检测电路还包括电源稳压滤波电路，所述电源稳压滤波电路包括稳压芯片IC2、电容C9、电容C10、电极电容EC2及电极电容EC4, 稳压芯片IC2电压输入端连接5V电源，稳压芯片IC2电压输出端连接电源VCC，电极电容EC2跨接在稳压芯片IC2的电压输入端和地之间，电容C9、电容C10和电极电容EC4分别跨接在稳压芯片IC2的电压输出端和地之间。
3.根据权利要求1所述的一种液位检测装置，其特征在于：所述检测电路还包括由发光二极管D0和电阻R20组成指示电路，发光二极管D0阳极通过电阻R20连接电源VCC，发光二极管D0阴极与微处理器一输出管脚相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种液位检测装置，其特征在于：所述感应单元为感应金属片，感应金属片嵌装于杯体侧壁或底部。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种液位检测装置，其特征在于：所述感应单元为感应金属片，感应金属片铸塑于杯体侧壁或杯底的内部。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种液位检测装置，其特征在于：所述感应单元为涂/铸于杯体上的金属粉、导电油墨或电容感应片。
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