CN104121962A - 一种新型水位探测器及其初始频率的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于水位探测器领域，具体涉及一种新型洗衣机水位探测器及其初始频率的调节方法。本装置包括底座组件、顶板组件、压簧组件、线路板组件、外罩，通过调节螺帽对其进行初始频率调节设定；优点是增加了一个调频压簧，使得水位探测器的生产时，省去了电容分选、磁芯分选、磁芯预配工序，生产中直接组装电容、磁芯，生产效率大大提高，制造成本大幅降低，产品的频率水位的一致性更好，精度更高。

Description

一种新型水位探测器及其初始频率的调节方法

技术领域

    本发明涉及水位探测器领域，具体涉及一种新型水位探测器及其初始频率的调节方法。

背景领域

初始频率是水位探测器在零水位的谐振频率，制造商对此有明确的技术要求，必须控制在规定范围之内。超出此范围，会造成水位控制异常。

因此，在水位探测器装配前，需要对磁芯、电容进行分选，并由人工反复地进行预配，使得水位探测器在预配后得到符合要求的初始频率，生产效率低，制造成本高。同时，由于水位探测器初始频率还受到盖板、底座、膜片、弹簧、线圈外观以及组装形变等多种因素的影响，预配后仍有很多产品初始频率不在规定范围内，产品合格率低。另外，采购的盖板、底座、膜片、弹簧、磁芯、电容等元器件要求随之增高，造成产品价格较高，市场竞争力差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种新型水位探测器及其初始频率的调节方法，设计巧妙，方便组装，可以对初始频率进行调节设定，确保仪器的精确度。

参照附图1和2，新型水位探测器，它包括底座组件、顶板组件、压簧组件、线路板组件、外罩12。

所述的底座组件包括底座2、线圈6、盖板1、螺帽10。线圈6绕制在底座2骨架上，螺帽10固定在底座2带有螺纹的一端，压簧组件、顶板组件装在底座2腔体内，盖板1将压簧组件、顶板组件封装在底座2内。

所述的顶板组件包括硅胶膜片3、顶板座4、磁芯7、顶板帽5，膜片3位于磁芯的一面设有定位柱，顶板座4设有中心通孔的圆柱，膜片3通过定位柱与顶板座4的中心通孔安装在顶板座4上，磁芯7套装在顶板座4圆柱上，顶板帽5设有定位柱，通过与顶板座4的中心通孔相连接，将磁芯7固定。

所述的压簧组件包括上压簧8、调频压簧9。顶板帽5兼作上压簧8下定位柱，螺帽10里侧设有上压簧8上定位柱，上压簧位于磁芯7与螺帽10之间；盖板1里面设有调频压簧9下定位柱，膜片3位于气腔室的一面设有调频压簧9上定位柱，调频压簧9位于盖板1与膜片3之间。

    参照图2和图3，所述的线路板组件包括2个22nF的贴片电容14、贴片电容15、3个插片18、插片19、插片20。3个插片18、插片19、插片20铆接在线路板13上，并锡焊，贴片电容14、贴片电容15贴装在线路板13上，线圈6的2个接头16、接头17也分别连接在线路板13上；所述的线路板组件中还包括14级带振荡器的二进制脉冲计数器HC4060，所述的线路板组件的电路连接方式是贴片电容14和贴片电容15串联连接，线圈6两端与两个电容两端并联连接，两个电容之间连接接地电路，线圈6与两个电容并联后继续与一个电阻R1串联，最终下端电路连接到二进制脉冲计数器21的RTC端口，电路上端连接到二进制脉冲计数器21的RS端口，二进制脉冲计数器21的Q11端口串联一个电阻R2之后连接数据输出端口22。

所述外罩12将组装好的底座组件、顶板组件、压簧组件、线路板组件罩住。

    新型水位探测器初始频率的调节方法，由于设计增加了一个调频压簧9，调节螺帽，顶板组件可以上下移动，进而改变磁芯在线圈中的位置，从而改变初始电感量的大小，达到调整初始频率的目的；电感量不同的磁芯，调节螺帽后，随着磁芯电感量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内；制造过程中，电容的电容量都有一定的误差范围，在磁芯电感量不变的情况下，随着电容量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内。

本发明的优点是水位探测器生产时，省却了电容分选、磁芯分选、磁芯三个预配工序，生产中直接组装电容、磁芯，生产效率大大提高，降低了近20%的制造成本，产品的频率水位的一致性更好，精度更高；本发明的结构设计可以通过调节螺帽能够调整初始频；无需初始频率的预配；对磁芯的电感量的要求不高；可减少膜片差异带来的频率误差；提高了频率水位的稳定性，水位的瞬间变化对频率的影响不大；本发明采用14级带振荡器的二进制脉冲计数器HC4060，与传统的TC4069六反相器构成的振荡器相比，有以下优点：

1、频率的控制精度高，精度在0.001Hz；传统的六反相器构成的振荡器精度在1Hz；

2、线圈的圈数减少，降低了成本，14级带振荡器的二进制脉冲计数器HC4060的振荡器的频率在180Hz左右，通过4096次分频得到初始频率；而传统的六反相器构成的振荡器频率在26Hz左右。

附图说明

图1为本发明的剖视示意图。

图2为本发明的立体示意图。

图3为本发明的线路组件的电路图。

具体实施方式

1、由于设计增加了一个调频压簧9，调节螺帽，顶板组件可以上下移动，进而改变磁芯在线圈中的位置，从而改变初始电感量的大小，达到调整初始频率的目，表1是调节螺帽改变初始频率的数据从表中可以看出，随着螺帽位置由高到低，初始频率由小变大。

表一：调节螺帽，初始频率发生改变

传统单压簧结构，调节螺帽，顶板组件不能移动，所以不能调节初始频率的。

2、由于调节螺帽，能够调整初始频率，因而无需初始频率的预配，对磁芯的电感量的要求不高。

表二是8种电感量不同的磁芯，依序号从小到大排序。

表二：8种不同电感量磁芯

磁芯	1#	2#	3#	4#	5#	6#	7#	8#
									电感量（μH）	1126	1130	1134	1140	1145	1149	1155	1158

表三是调节螺帽后，初始频率及各频率点水位数值。

表三：不同的磁芯，初始频率及各频率水位点

随着磁芯电感量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小。从表五可以发现，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内。

3、制造过程中，电容的电容量都有一定的误差范围，以22nF±5%的电容为例，从小到大，选取了9种组合，如表三所示。

表四：9种电容组合

电容组合	电容C1(nF)	电容C2（nF）	串联电容量（nF）
				1#	21.04	21.05	10.52
2#	21.06	21.41	10.62
				3#	21.14	21.84	10.74
4#	21.18	22.28	10.86
				5#	21.48	22.48	10.98
6#	21.58	22.91	11.11
				7#	21.88	22.95	11.20
8#	22.25	22.79	11.26
				9#	22.90	22.95	11.46

磁芯还是使用上面的8中磁芯，再分别选取8个硅胶膜片，共72种组合进行测试比较，测试数据见表五。

表五：不同磁芯、电容、膜片组合，初始频率及各频率水位点

在磁芯电感量不变的情况下，随着电容量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小。从表五可以发现，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内。

也就是说，不能选取哪种电容量的电容、哪种电感量的磁芯，通过调节螺帽，都能使初始频率及各频率点水位数值，靠近标准值。从而省去了电容分选、磁芯分选、磁芯预配工序，提高了生产效率，降低了近20%的制造成本，产品的频率水位的一致性更好，精度更高，产品质量也有了较大的提高。

本发明使用时，当水位上升，水会从下方的盖板的进口进入，水进入后会把盖板内空气进行压缩，这样压缩的空气就产生一个向上的力对膜片，膜片上行，间接作用下膜片上方的磁芯也上行，磁芯就会切割线圈，线圈内的频率就会改变，水位上升频率则下降，F=1/(),F是频率，L是电感量，C是电容，水位增高，磁芯就会往上切割线圈越多，电感量L就会越大，这样频率F就越小。

Claims (2)

1.一种新型水位探测器，其特征是它包括底座组件、顶板组件、压簧组件、线路板组件、外罩12，所述的底座组件包括底座2、线圈6、盖板1、螺帽10；

线圈6绕制在底座2骨架上，螺帽10固定在底座2带有螺纹的一端，压簧组件、顶板组件装在底座2腔体内，盖板1将压簧组件、顶板组件封装在底座2内；

    所述的顶板组件包括硅胶膜片3、顶板座4、磁芯7、顶板帽5，膜片3位于磁芯的一面设有定位柱，顶板座4设有中心通孔的圆柱，膜片3通过定位柱与顶板座4的中心通孔安装在顶板座4上，磁芯7套装在顶板座4圆柱上，顶板帽5设有定位柱，通过与顶板座4的中心通孔相连接，将磁芯7固定；

    所述的压簧组件包括上压簧8、调频压簧9，顶板帽5兼作上压簧8下定位柱，螺帽10里侧设有上压簧8上定位柱，上压簧位于磁芯7与螺帽10之间；盖板1里面设有调频压簧9下定位柱，膜片3位于气腔室的一面设有调频压簧9上定位柱，调频压簧9位于盖板1与膜片3之间；

   所述的线路板组件包括2个22nF的贴片电容14、贴片电容15、3个插片18、插片19、插片20，3个插片18、插片19、插片20铆接在线路板13上，并锡焊，贴片电容14、贴片电容15贴装在线路板13上，线圈6的2个接头16、接头17也分别连接在线路板13上；所述的线路板组件中还包括14级带振荡器的二进制脉冲计数器HC4060，所述的线路板组件的电路连接方式是贴片电容14和贴片电容15串联连接，线圈6两端与两个电容两端并联连接，两个电容之间连接接地电路，线圈6与两个电容并联后继续与一个电阻R1串联，最终下端电路连接到二进制脉冲计数器21的RTC端口，电路上端连接到二进制脉冲计数器21的RS端口，二进制脉冲计数器21的Q11端口串联一个电阻R2之后连接数据输出端口22；

所述外罩12将组装好的底座组件、顶板组件、压簧组件、线路板组件罩住。

2.新型洗衣机水位探测器初始频率的调节方法，其特征是由于增加了一个调频压簧9，调节螺帽，顶板组件可以上下移动，进而改变磁芯在线圈中的位置，从而改变初始电感量的大小，达到调整初始频率的目的；电感量不同的磁芯，调节螺帽后，随着磁芯电感量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内；制造过程中，电容的电容量都有一定的误差范围，在磁芯电感量不变的情况下，随着电容量越来越大，在螺帽位置不变的情况下，初始频率会越来越小，通过调节螺帽，使得螺帽位置变低，通过上压簧，推动磁芯向气腔室位置移动，磁芯与线圈重合减少，初始电感量就减少，从而保持初始频率、频率水位点在一个很好的精度范围内。