CN104047151B - 洗衣机用水位检知精度的自动补正方法及洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，属于家用电器领域，解决了现有技术中水位传感器的水位检测结果有偏差的问题，解决该问题的技术方案主要利用洗衣机的MCU和现有的第一水位传感器，在洗衣机中增设第二水位传感器，步骤有：设定第一水位传感器的标准水位频率曲线f～h、设定第二水位传感器的动作水位为h1、在洗衣机内水位达到h1时，MCU读取此时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出校准系数△f＝f1＇-f1、采用校准系数△f针对标准水位频率曲线f～h进行补正，得到补正后的水位频率曲线f+△f～h。另外本发明还提供应用上述方法的洗衣机，主要用于家庭洗涤衣物。

Description

洗衣机用水位检知精度的自动补正方法及洗衣机

技术领域

本发明涉及家用电器，特别是一种洗衣机用水位检知精度的自动补正方法及使用该方法的洗衣机。

背景技术

压差式水位传感器以其价格低廉、安装方便、具有多档水位检测等特点而广泛应用于全自动洗衣机的控制电路中，实现对洗衣机水位高度的自动控制，压差式水位传感器的原理是通过压力的变化引起线圈电感变化来实现水位检测。而在现有的洗衣机中通过压差式水位传感器对洗衣机水位高度进行控制的电路如图1所示，盛水桶中水的压力通过导气管传递到水位传感器密闭气室，传感器隔膜在此气压的作用下克服弹簧的弹力带动铁芯向线圈方向移动，铁芯在线圈内移动时，线圈的电感L与铁芯的位移量形成线性的变化，将变化的电感L与电容C0以及反相器IC1及相应阻容回路组成LC谐振电路，并输出一定频率的方波给MCU，最终通过与MCU事先设定好的水位频率关系曲线f～h进行比对，来实现水位的一一对应达到水位检测的目的。

但是压差式水位传感器电路对水位高度的判定存在一定的误差，产生误差的原因主要有以下几点：

①水位传感器：由于初始电感L及电容C0的公差会引起振荡频率出现公差，相应结构件如密封程度等也会引起水位偏差，合计水位偏差约为±6mm，以应用电容C0容值公差的上下限为例，同一水位高度时，频率偏差达0.42kHz，严重影响水位检测的精度；

②MCU时钟电路：由于MCU需要在一定的时间内读取水位传感器的输出脉冲数来计算输出频率，因此时钟电路如晶振的公差引起的时间误差也会对读取的频率产生偏差，晶振的振荡公差越大，偏差越大，如采用300ppm的晶振，带来水位高度偏差约为±8mm；

③转换器发振电路：发振电路中电容如C2、C3的公差，甚至双向二极管D1的寄生电容值都会影响LC振荡回路的振荡频率的偏差，合计约为±6mm；

④温度：水位传感器整体回路以及机械结构都会受温度影响，温度不同时，水位传感器中的电容值电感值均会发生一定程度的温飘，从而对振荡频率产生偏差，合计约±5mm。

以上原因对水位高度产生的最大误差合计约为±25mm。如此大的水位偏差，反应到用户家里，会有许多不良影响，例如：

②实际水位较设定标准水位偏低时，影响衣物的洗净度；

②实际水位较设定标准水位偏高时，不仅浪费水资源，同时在洗衣机最高水位时，由于水位偏高，可能会有水溢出盛水桶，流到盛水桶外部，发生安全事故。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，准确地检测洗衣机内水位高度并实现用水量的精确控制，节约能源并提高用户使用洗衣机的安全性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，利用洗衣机的MCU和现有的第一水位传感器，在洗衣机中增设第二水位传感器，包括如下步骤：

(1)由MCU设定第一水位传感器的标准水位频率曲线f～h；

(2)设定第二水位传感器的动作水位为h1，0＜h1＜本次进水额定水位；

(3)由MCU控制开始向洗衣机内进水，在洗衣机内水位达到h1时，第二水位传感器动作，MCU读取此时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出校准系数△f＝f1＇-f1，若△f为0，则结束补正，若△f不为0，则执行下一步骤；

(4)采用校准系数△f针对标准水位频率曲线f～h进行补正，得到补正后的水位频率曲线f+△f～h，并依据补正后的水位频率曲线f+△f～h对本次进水过程中接下来的水位进行自动补正。

作为优选的方案，洗衣机在每次进水过程中，都会在洗衣机内水位达到h1时，由MCU读取当时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出本次进水的校准系数△f＝f1＇-f1，然后采用本次进水的校准系数△f对标准水位频率曲线f～h进行补正。

作为优选的方案，所述h1满足0＜h1≤30mm。

作为优选的方案，所述第二水位传感器为超声波传感器或浮子式水位传感器或电容式水位传感器或电阻式水位传感器或直流电极式水位传感器。第二水位传感器采用检测精度高的水位传感器，保证补偿精度。

进一步优选的方案，所述洗衣机为搅拌式洗衣机或波轮式洗衣机或滚筒式洗衣机。

另外，本发明还提供一种洗衣机，具有MCU和压差式水位传感器，还设有第二水位传感器，通过第二水位传感器和MCU采用上述任一技术方案所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法对压差式水位传感器的水位检知结果进行补正。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：通过第二水位传感器检测校正水位，首先保证校正水位检测结果精确，其次能够实现自动检测、自动补正，不需要人工配合，可以在产品出厂之前和用户使用过程中自动补正，而且能够在任意一次进水过程中对水位检测结果进行补正，既不受不同的压差式水位传感器自身存在的细微差别影响，也不受在洗衣机长期使用之后压差式水位传感器老化的影响，还不受外界温度、大气压的影响，每一台洗衣机都能够保证经过补正后的水位检测结果精确，从而节约能源并提高用户使用洗衣机的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为现有洗衣机中水位检测回路的电路图；

图2为本发明中水位检测回路的电路图；

图3为本发明中洗衣机用水位检知精度的自动补正方法的流程图；

图4为标准水位频率曲线和补正后的水位频率曲线的对比图；

图5为本发明中洗衣机的示意图。

具体实施方式

通过背景技术的分析，压差式水位传感器检知精度受水位传感器本身、MCU时钟电路、转换器发振电路以及构成水位检测回路的各个元器件的电感值或者电容值的公差、温漂等因素影响，并且这一影响近似是线性的，即在某一高度水位对应频率偏高或者偏低△f时，其它水位段也存在偏差△f的现象。

实施例一：

本实施例针对现有常用的压差式水位传感器(即第一水位传感器WS1)的检知精度存在偏差时，对水位检测结果进行精确、自动地补正。在洗衣机中增设第二水位传感器WS2，第二水位传感器WS2采用检测精度高的水位传感器，第二水位传感器WS2的检测精度高、准确度好，保证水位补偿的精度，长时间使用对精度和准确度的影响小，适于检测校正水位，将第二水位传感器WS2构成的补正水位检测电路加入现有的水位检测回路中，如图2所示，本实施例中的第二水位传感器WS2选用高精度的直流电极式水位传感器，将直流电极式水位传感器安装在对应h1的位置，直流电极没与水接触时，其等值电阻为R0，直流电极与水接触后，其等值电阻变化为R0＇，R0＇不等于R0，通过一个分压电路将直流电极阻值的变化转换成电压的变化，通过检知这个电压的变化即可以准确的判定此时洗衣机内水位是否到达水位高度h1。而对压差式水位传感器水位检知精度进行自动补正方法的具体步骤如图3所示，包括：

(1)由MCU设定第一水位传感器WS1的标准水位频率曲线f～h；

(2)设定第二水位传感器WS2的动作水位为h1，0＜h1＜本次进水额定水位；

(3)由MCU控制开始向洗衣机内进水，在洗衣机内水位达到h1时，第二水位传感器WS2动作，MCU读取此时第一水位传感器WS1的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出校准系数△f＝f1＇-f1，若△f为0，则结束补正，若△f不为0，则执行下一步骤；

(4)采用校准系数△f针对标准水位频率曲线f～h进行补正，得到补正后的水位频率曲线f+△f～h，并依据补正后的水位频率曲线f+△f～h对本次进水过程中接下来的水位进行自动补正。

从理论上讲，第二水位传感器WS2只要能够在洗衣机每次进水过程结束之前检测到洗衣机内的水位就能实现上述方法，也就是说h1可以是大于0小于本次进水额定水位的任意值，但是考虑洗涤不同衣物及不同衣物重量都会用不同的用水量，即每次进水额定水位不一定相同，因此h1的设置不宜过大，应当小于洗衣机最小进水量对应的额定水位，优选是在进水过程刚开始不久，例如0＜h1≤30mm，例如10mm或15mm或18mm或20mm或22mm或24mm或26mm或28mm或30mm等等，这样也能便于MCU及时对洗衣机内水位检测结果进行补正，实现精确控制进水量。而本发明提供的自动补正方法在洗衣机的每次进水过程中都会起作用，具体是每次进水过程中，都会在洗衣机内水位达到h1时，由MCU读取当时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出本次进水的校准系数△f＝f1＇-f1，然后采用本次进水的校准系数△f对标准水位频率曲线f～h进行补正，考虑到水位传感器本身会老化，洗衣机使用时间较长之后，压差式水位传感器的精确自然会降低，所以在任意一次进水过程中都会产生一个与本次进水唯一对应的校准系数△f，例如在一次洗涤程序中包含三次进水过程，则会产生三个校准系数△f(不排除可能会出现两次或多次的进水过程中校准系数△f相等的情况)，三个校准系数△f要与三次进水过程一一对应，前一次进水过程中的校准系数△f不会用于本次进水过程中对水位检测结果进行补正，而本次进水过程中的校准系数△f不会用于下一次进水过程中对水位检测结果进行补正，要将本次进水得到的校准系数△f应用于本次进水对标准水位频率曲线f～h进行补正。所以通过设置第二水位传感器WS2，不仅能够实现自动补正，不需要人工配合，可以在产品出厂之前和用户使用过程中自动补正，而且能够在任意一次进水过程中对水位检测结果进行补正，既不受不同的压差式水位传感器自身存在的细微差别影响，也不受在洗衣机长期使用之后压差式水位传感器老化的影响，还不受外界温度、大气压的影响，每一台洗衣机都能够保证经过补正后的水位检测结果精确。也因为每一台洗衣机的压差式水位传感器存在差别，所以通过抽样测试得到的水位检测结果的经验数据本身就有大概±5mm的偏差，即使应用到同一批次的洗衣机上也会存在一定的偏差，也就导致如果统一用经验数据或者用同一个校正系数来补正水位检测结果，在某些洗衣机中仍然存在较大偏差，这也就使得每一台洗衣机的每一次进水过程都能够对水位检测结果进行准确补正显然尤为重要，本实施例达到这一目的，会更加有利于实现用水量的精确控制，更加节约能源，并提高用户使用洗衣机的安全性

以h1＝22mm为例，在h1＝22mm时，f1＇＝42.074kHz，f1＝41.685kHz，因此△f＝f1＇-f1＝0.389kHz，标准水位频率曲线f～h和补正后的水位频率曲线f+0.389kHz～h的对比如图4所示，也可以从图4中看出，洗衣机内水位h与第一水位传感器WS1的频率f之间具有良好的线性关系。

另外，除了直流电极式水位传感器外，第二水位传感器还可以采用超声波传感器或浮子式水位传感器或电容式水位传感器或电阻式水位传感器等高精度的水位传感器。本实施例的方法适用于搅拌式洗衣机或波轮式洗衣机或滚筒式洗衣机等不同类型的洗衣机中。

实施例二：

本实施例提供一种洗衣机，具有MCU和压差式水位传感器WS1，还设有第二水位传感器WS2，如图5所示，洗衣机中设置气室1，通过导气管2与压差式水位传感器连接，第二水位传感器WS2的动作水位对应为洗衣机内水位h1，0＜h1≤30mm，例如10mm或15mm或18mm或20mm或22mm或24mm或26mm或28mm或30mm等等，通过第二水位传感器和MCU采用实施例一中的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法对压差式水位传感器的水位检知结果进行补正，使得洗衣机准确地检测洗衣机内水位高度并实现用水量的精确控制，节约能源并提高用户使用洗衣机的安全性。第二水位传感器可以选用超声波传感器或浮子式水位传感器或电容式水位传感器或电阻式水位传感器或直流电极式水位传感器等检测精度高的水位传感器。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (6)

1.洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，利用洗衣机的MCU和现有的第一水位传感器，其特征在于，在洗衣机中增设第二水位传感器，第二水位传感器的检测精度高于第一水位传感器的检测精度，包括如下步骤：

(1)由MCU设定第一水位传感器的标准水位频率曲线f～h；

(2)设定第二水位传感器的动作水位为h1，0＜h1＜本次进水额定水位；

(3)由MCU控制开始向洗衣机内进水，在洗衣机内水位达到h1时，第二水位传感器动作，MCU读取此时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出校准系数△f＝f1＇-f1，若△f为0，则结束补正，若△f不为0，则执行下一步骤；

(4)采用校准系数△f针对标准水位频率曲线f～h进行补正，得到补正后的水位频率曲线f+△f～h，并依据补正后的水位频率曲线f+△f～h对本次进水过程中接下来的水位进行自动补正。

2.根据权利要求1所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，其特征在于：洗衣机在每次进水过程中，都会在洗衣机内水位达到h1时，由MCU读取当时第一水位传感器的频率f1＇，并与标准水位频率曲线f～h中水位h1对应的频率f1进行比较，得出本次进水的校准系数△f＝f1＇-f1，然后采用本次进水的校准系数△f对标准水位频率曲线f～h进行补正。

3.根据权利要求1所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，其特征在于：所述h1满足0＜h1≤30mm。

4.根据权利要求1所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，其特征在于：所述第二水位传感器为超声波传感器或浮子式水位传感器或电容式水位传感器或电阻式水位传感器或直流电极式水位传感器。

5.根据权利要求1或2所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法，其特征在于：所述洗衣机为搅拌式洗衣机或波轮式洗衣机或滚筒式洗衣机。

6.洗衣机，具有MCU和压差式水位传感器，其特征在于：还设有第二水位传感器，第二水位传感器的检测精度高于第一水位传感器的检测精度，通过第二水位传感器和MCU采用权利要求1至5中任一所述的洗衣机用水位检知精度的自动补正方法对压差式水位传感器的水位检知结果进行补正。