CN102980629A - 蒸发式冷气机及其水位检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发器冷气机及其水位检测装置，所述水位检测装置包括检测电路和水位探针；检测电路包括主控IC，主控IC上设有两I/O接口；水位探针包括塑料壳体、极片和电源引出线，所述极片设置有三个，分别固定于塑料壳体上，三个极片分别为高水位检测极片、公共端检测极片和低水位检测极片；高水位检测极片和低水位检测极片分别通过电源引出线电连接至主控IC的I/O接口，公共端检测极片接地。在使用时，水位探针相应于水箱设置，极片之间由于水位的不同而产生不同的导通状态，从而改变I/O接口的电压，主控IC检测I/O接口的电压而判定水位状况。本发明可准确判断水位，且具有较长的使用寿命。

Description

蒸发式冷气机及其水位检测装置

技术领域

本发明涉及冷气机，尤其涉及一种蒸发式冷气机及其水位检测装置。

背景技术

蒸发式冷气机的降温原理为：利用水在蒸发的过程中，吸收了空气的热量，使空气温度下降的结果。即水为蒸发式冷气机降温的重要媒介，不可或缺，当缺水时，蒸发式冷气机因无法蒸发失去降温效果。所以，在蒸发式冷气机中需要设置一个用于检测水位的水位检测装置。

现有技术的水位检测装置一般使用的是浮子式探针，工作原理为：探针的中心为内嵌有一根干簧管的圆柱体，上下两端有两个带有磁环的浮子，当水箱里有水时，利用水的浮力将浮子浮起，此时，干簧管因浮子的磁环而闭合；相反，当水箱里缺水时，浮子缺少浮力掉下，干簧管因失去磁力断开，电路板通过检测干簧管的导通状态而得知当前是否属于缺水状态。

该浮子式水位探针具有如下缺点：

1、浮子式水位探针的干簧管为机械干接点，机械动作有使用寿命，蒸发式冷气机的水位总是在蒸发及补水过程中永不停止的状态切换，常常会导致浮子式水位探针的干簧管因频繁切换而损坏。

2、浮子式水位探针的浮子密度因生产工艺精度问题而难一致，当密度过大时，会导致水箱里有水时浮子因太重浮不起来；当密度过小时，水箱里的水位下降后因浮子太轻被水吸附在中心的干簧管导柱上，从而造成水位的误判。

发明内容

鉴于上述浮子式水位探针的缺点，本发明主要提供一种使用寿命长以及水位判断准确的水位检测装置；另外本发明还提供一种采用了该水位检测装置的蒸发式冷气机。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种水位检测装置，包括检测电路和水位探针；所述检测电路包括主控IC，所述主控IC包括第一模数转换模块、第二模块转换模块、与第一模数转换模块输入端连接的第一I/O接口、与第二模数转换模块输入端连接的第二I/O接口；所述第一I/O接口与第二I/O接口还各连接有上拉模块；所述水位探针包括塑料壳体、极片和电源引出线，所述塑料壳体包括三个相互平行的伸出端，其中一个伸出端比另两个伸出端短；所述极片设置有三个，分别对应固定于塑料壳体的三个伸出端上，其中固定于较短伸出端上的极片为高水位检测极片，另外两极片分别为公共端检测极片和低水位检测极片；所述电源引出线包括三根电源线，电源线一端位于塑料壳体内部并分别对应电连接所述三个极片；电源线另一端电连接所述检测电路，其中与低水位检测极片连接的电源线连接至所述第一I/O接口，与高水位检测极片连接的电源线连接至所述第二I/O接口，与公共端检测极片连接的电源线接地；在使用时，水位探针相应于水箱设置，极片之间由于水位的不同而产生不同的导通状态，从而改变第一I/O接口或第二I/O接口的电压，所述第一I/O接口和第二I/O接口的电压分别通过第一模数转换模块和第二模数转换模块进行模数转换，主控IC通过该转换后的电压判定水位状况。

其中，所述第一I/O接口和所述第二I/O接口还各通过一瓷片电容接地。

其中，所述上拉模块包括一金属氧化膜电阻，所述电阻一端连接所述第一I/O接口或所述第二I/O接口，电阻另一端连接电压源。

其中，所述检测电路包括一塑料接口，该塑料接口内设有三个电气接点，所述三个电气接点分别连接所述第一I/O接口、第二I/O接口和地；所述水位探针的电源引出线电连接该塑料接口，且所述三根电源线分别对应连接所述三个电气接点。

其中，所述电源线与所述极片焊接固定。

其中，所述极片为不锈钢材质，并经喷塑和电泳处理。

其中，所述塑料壳体为ABS材质。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种蒸发式冷气机，包括水箱，还包括如上所述的水位检测装置，所述水位探针的极片伸入所述水箱内，其中所述高水位检测极片对应水箱的高水位，所述低水位检测极片对应水箱的低水位。

其中，所述塑料壳体还于其中一伸出端上设有与该伸出端垂直并向外突出的凸伸端，所述水位探针通过该凸伸端与所述水箱固定。

本发明的有益效果是：本发明的水位检测装置采用极片式水位探针，由于水位的不同，极片之间会有不同的导通状态；当有水时，极片之间的电阻接近于0欧处于导通状态，当缺水时，极片之间的电阻接近于无穷大处于断开状态，从而影响检测电路中I/O接口的电压状态，通过检测电压状态即可判断水位状况，并且由于先对I/O接口的电压进行模数转换再进行判断，在不同水质情况下亦可使用，检测结果不受水质的影响，对水位判断可以做到100%准确；水位探针在检测过程中没有机械运动，相比于现有的浮子式水位探针，使用寿命大大延长。

附图说明

图1是本发明水位检测装置中水位探针的结构示意图；

图2是本发明水位检测装置中检测电路的电路示意图；

图3是本发明水位检测装置在检测缺水状态时的示意图；

图4是本发明水位检测装置在检测缺水状态时的等效电路图；

图5是本发明水位检测装置在检测有水状态时的示意图；

图6是本发明水位检测装置在检测有水状态时的等效电路图；

图7是本发明水位检测装置在检测满水状态时的示意图。

标号说明：

10、塑料壳体；11、伸出端；12、凸伸端；21、高水位检测极片；22、低水位检测极片；23、公共端检测极片；30、电源引出线。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本实施方式的水位检测装置主要包括两大部分，其一为图1所示的水位探针，当用于蒸发式冷气机时，该水位探针相应于水箱设置；其二为图2所示的检测电路。

首先参阅图1，水位探针包括塑料壳体10，该塑料壳体10具有三个相互平行的伸出端11，三个伸出端11位于一个平面上并排设置，伸出端11之间具有一定间距；其中相邻的两个伸出端11长度相同，另一个伸出端11较短。三个伸出端11上各固定有一个极片，其中较短伸出端上的极片为高水位检测极片21，两个较长的伸出端上的极片分别为公共端检测极片23和低水位检测极片22。图1中所示，公共端检测极片23位于另两个极片中间。需要说明的是，此处三个极片分别用不同的名称来区别主要是为了表述上的方便，事实上该三个极片为相同的零件。在进行水位检测时，该三个极片与水直接接触，为防止极片表面氧化生锈，较优地，极片使用不锈钢材质，并进行喷塑、电泳处理。

水位探针还包括有电源引出线30，该电源引出线30从塑料壳体10三个伸出端的汇合处引出，电源引出线30包括有三根电源线，三根电源线的端部分别位于塑料壳体10三个伸出端内部（图中因不可见而未示出），并分别对应连接三个极片21、22、23，三根电源线从塑料壳体10引出后再电连接至检测电路。本实施例中，电源线与极片通过焊接固定，以起到连接可靠的作用。塑料壳体10起到绝缘作用，优选地采用ABS材质。

参阅图2，检测电路包括主控IC，主控IC采用的单片机，用于编写程序，是整个检测电路的控制中枢。单片机根据需要选用相应型号规格，图2中所示的单片机具有20个端口，为简便起见，本文只写出涉及本发明的端口。主控IC的VCC端连接5V的电源，并通过电容C1接地，该电容C1为瓷片电容，用于给主控IC的电源进行滤波，主要是过滤高频成分。主控IC的GND端接地。除了该两个端口外，定义图中所示的ADC0/P1.0端口为第一I/O接口，定义ADC6/P1.6端口为第二I/O接口，主控IC内分别设有与该两I/O接口连接的第一模数转换模块和第二模数转换模块。第一I/O接口通过第二电阻R2连接一5V的电压源，同样地，第二I/O接口通过第一电阻R1连接一5V的电压源。其中，第一电阻R1和第二电阻R2均为金属氧化膜电阻，其耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能更为优良。

检测电路中还包括有塑料接口JP1，该塑料接口JP1内设有三个电气接点，如图2中所示，第1脚接地，第2脚连接第一I/O接口，第3脚连接第二I/O接口。该塑料接口JP1用于连接水位探针的电源引出线30，电源引出线30的三根电源线分别对应连接三个电气接点，其中与低水位检测极片22连接的电源线连接第2脚使得低水位检测极片22电连接第一I/O接口，与高水位检测极片21连接的电源线连接第3脚使得高水位检测极片21电连接所述第二I/O接口，与公共端检测极片23连接的电源线连接第1脚使得公共端检测极片23接地。

在检测电路中，当塑料接口JP1悬空时，第二电阻R2给第一I/O接口上拉，第一电阻R1给第二I/O接口上拉，确保第一I/O接口和第二I/O接口为高电平状态。而水位检测装置在使用时，电源引出线30连接塑料接口JP1使各极片与检测电路电连接。水位探针相应于水箱设置，极片之间由于水位的不同而产生不同的导通状态，从而改变第一I/O接口或第二I/O接口的电压，所述第一I/O接口和第二I/O接口的电压分别通过第一模数转换模块和第二模数转换模块进行模数转换，主控IC通过该转换后的电压判定水位状况。

具体地，水位状况与第一I/O接口、第二I/O接口电压状态的关系介绍如下。

参阅图3，在缺水状态下时，水箱里的水太少，不足以浸到公共端检测极片23与低水位检测极片22两端，低水位检测极片22与公共端检测极片23之间的电阻以及高水位检测极片21与公共端检测极片23之间的电阻R(H)均为无穷大。图4示意了缺水状态下时，与第二I/O接口连接的等效电路，此时，第二I/O接口对地（公共端检测极片）的电阻即为无穷大，第二I/O接口的电压由第一电阻R1上拉至5V，即此时主控IC检测到第二I/O接口为高电平。同样地，此时主控IC检测到第一I/O接口亦为高电平。

参阅图5，在有水状态下时，水箱里的水适中，足以浸到公共端检测极片23与低水位检测极片22两端，但不淹没高水位检测极片21，此时低水位检测极片22与公共端检测极片23之间的电阻R(L)接近于0欧，而高水位检测极片21与公共端检测极片23之间的电阻为无穷大，则此时主控IC检测到第二I/O接口与缺水状态时一样为高电平，而第一I/O接口连接的等效电路如图6所示，此时第一I/O接口的电压接近于0V，则此时主控IC检测到第一I/O接口为低电平。

参阅图7，在满水状态下时，水箱里的水将三个极片均淹没，此时，低水位检测极片22与公共端检测极片23之间的电阻以及高水位检测极片21与公共端检测极片23之间的电阻均接近于0欧，与有水状态下第一I/O接口一样，此时主控IC检测出第一I/O接口和第二I/O接口均为低电平。

当水质不同时水的电阻也会不同，因此第一I/O接口和第二I/O接口的电压并不会是0V或5V，而是大概在0V-1V或4V-5V，而对于单片机而言，只认识数字量，因此第一模数转换模块和第二模数转换模块将电压进行模数转换，最简单的情形，将第一模数转换模块和第二模数转换模块设置为比较器，第一I/O接口和第二I/O接口的电压分别作为两比较器的输入量，而比较器还连接一基准电压源，本实施例中，因最高电压设置为5V，可将基准电压源选取为2.5V，第一I/O接口和第二I/O接口的电压与2.5V进行比较，若低于2.5V则为低电平，高于2.5V则为高电平，再根据上述具体分析的高电平和低电平与水位状况的关系判断是否缺水。通过模数转换模块转换电压后再进行判断，可满足全球各地不同水质下均能准确判断水位的要求，扩大了适用范围。

本发明中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值应选取适当，如果这两个电阻的阻值太大，当水位探针检测到缺水时，电阻与水位探针的分压无法明显体现I/O口是高电平；如果这两个电阻的阻值太小，当水位探针检测到有水时，电阻与水位探针的分压无法明显体现I/O口是低电平。在设计时根据实际情况合理设计。

上述实施例中，第一I/O接口还通过第三电容C3接地，第二I/O接口还通过第二电容C2接地，该两个电容均为瓷片电容，用于给该两个接口进行滤波，主要是过滤高频成分。

另外，本发明还提供一种蒸发式冷气机，包括水箱，于该蒸发式冷气机中设置有如上文所述的水位检测装置，水位探针的极片伸入所述水箱内，其中高水位检测极片对应水箱的高水位，低水位检测极片对应水箱的低水位。

如图1所示，水位探针的塑料壳体10上还在位于中间的伸出端11上设有与该伸出端11垂直并向外突出的凸伸端12，水位探针通过该凸伸端12与水箱固定。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种水位检测装置，其特征在于，包括检测电路和水位探针；

所述检测电路包括主控IC，所述主控IC包括第一模数转换模块、第二模块转换模块、与第一模数转换模块输入端连接的第一I/O接口、与第二模数转换模块输入端连接的第二I/O接口；所述第一I/O接口与第二I/O接口还各连接有上拉模块；

所述水位探针包括塑料壳体、极片和电源引出线，所述塑料壳体包括三个相互平行的伸出端，其中一个伸出端比另两个伸出端短；所述极片设置有三个，分别对应固定于塑料壳体的三个伸出端上，其中固定于较短伸出端上的极片为高水位检测极片，另外两极片分别为公共端检测极片和低水位检测极片；所述电源引出线包括三根电源线，电源线一端位于塑料壳体内部并分别对应电连接所述三个极片；电源线另一端电连接所述检测电路，其中与低水位检测极片连接的电源线连接至所述第一I/O接口，与高水位检测极片连接的电源线连接至所述第二I/O接口，与公共端检测极片连接的电源线接地；

在使用时，水位探针相应于水箱设置，极片之间由于水位的不同而产生不同的导通状态，从而改变第一I/O接口或第二I/O接口的电压，所述第一I/O接口和第二I/O接口的电压分别通过第一模数转换模块和第二模数转换模块进行模数转换，主控IC通过该转换后的电压判定水位状况。

2.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于：所述第一I/O接口和所述第二I/O接口还各通过一瓷片电容接地。

3.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于：所述上拉模块包括一金属氧化膜电阻，所述电阻一端连接所述第一I/O接口或所述第二I/O接口，电阻另一端连接电压源。

4.根据权利要求1-3任一项所述的水位检测装置，其特征在于：所述检测电路包括一塑料接口，该塑料接口内设有三个电气接点，所述三个电气接点分别连接所述第一I/O接口、第二I/O接口和地；所述水位探针的电源引出线电连接该塑料接口，且所述三根电源线分别对应连接所述三个电气接点。

5.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于：所述电源线与所述极片焊接固定。

6.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于：所述极片为不锈钢材质，并经喷塑和电泳处理。

7.根据权利要求1所述的水位检测装置，其特征在于：所述塑料壳体为ABS材质。

8.一种蒸发式冷气机，包括水箱，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的水位检测装置，所述水位探针的极片伸入所述水箱内，其中所述高水位检测极片对应水箱的高水位，所述低水位检测极片对应水箱的低水位。

9.根据权利要求8所述的蒸发器冷气机，其特征在于：所述塑料壳体还于其中一伸出端上设有与该伸出端垂直并向外突出的凸伸端，所述水位探针通过该凸伸端与所述水箱固定。

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