CN104156010A - 一种水壶水位控制装置及水位控制方法、防干烧控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水壶水位控制装置，包括：控制器、转换器、水泵、设于水壶内腔底部的基准电极、参考电极和设于水壶内腔上部预设最大水位处的测量电极，各所述电极分别电连接所述转换器，所述控制器分别电连接所述水泵和所述转换器，所述水泵通过加水管与所述水壶内腔连通。通过上述方案，将水壶中设置基准电极、参考电极和测量电极，通过分别测量基准电极和参考电极之间电阻、基准电极和测量电极之间电阻并进行比对，从而确定水壶内液体的高度。本发明还提供一种可精确控制水位的水位控制方法以及防干烧方法。

Description

一种水壶水位控制装置及水位控制方法、防干烧控制方法

技术领域

本发明涉及流体设备领域，特别是指一种水壶水位控制装置及其水位控制方法和防干烧控制方法。

背景技术

水壶作为盛液体的容器，经过几千年的发展，现已发展出可以自动加热自动加水的电热水壶。电热水壶因其方便快捷的特性，受到了广大消费者的喜爱。然而，随着科学技术的发展，如何在电热水壶上加设能够控制水位的装置，成了业界亟需解决的问题。

现有的水位控制装置，大多采用浮子式水位控制装置来实现，即在水壶中设置浮子并在预定高度设置电路，当水位升高到达预定高度时，浮子受浮力作用也到达预定高度，电路接通，短接水泵从而停止加水工作；当水位降低时，电路断开，水泵从而重新启动加水。这种方式，虽然结构简单易操作，但是存在以下问题：1.机械式的浮子机构长时间在冷热交替作用下工作，易于损坏；2.浮子机构长期浸没于沸水中，易损坏且污染水质；3.浮子无法精确地显示水位高度。

基于此，有人发明了一种水位控制装置，即在水壶底部和预定高度处分别设置一个电极，利用两个电极测量液体的电阻来检测水位高度。这种方式虽然较精准，但是如果液体本身电阻率发生变化，就难以实现精准的水位监控。

中国发明专利公布号CN1396440A揭示了一种用于洗衣机水桶的水位传感器，包括参考电极和测量电极，利用参考电极测出水位检测的参考值，测量电极测出检测值，由参考值和检测值之差，利用微处理器计算出精确水位。这种方式虽然可以基本上消除误差，但是由于其测量电极长度较长，制造成本极为高昂。而且，本领域技术人员也无法将洗衣机的水位传感器直接照搬至电热水壶上，究其原因，乃是洗衣机水桶内处于恒温状态，而电热水壶内冷热交替，这极易造成测量电极的损坏。

发明内容

本发明提出一种水位控制装置，用以解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水壶水位控制装置，包括：控制器、转换器、水泵、设于水壶内腔底部的基准电极、参考电极和设于水壶内腔上部预设最大水位处的测量电极，各所述电极分别电连接所述转换器，所述控制器分别电连接所述水泵和所述转换器，所述水泵通过加水管与所述水壶内腔连通。

进一步，各所述电极上分别包裹有绝缘胶套，各所述电极通过所述绝缘胶套插接于所述水壶内表面上。

进一步，各所述电极表面涂覆有涂层。

进一步，所述水壶底部设有发热盘，所述发热盘电连接所述控制器。

本发明还提供一种水位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述控制器控制所述水泵启动；

(2)所述基准电极和所述参考电极检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器；

(3)所述基准电极和所述测量电极检测其二者之间液体的电阻，设为第二电阻，并将测得的第二电阻信号发给所述控制器；

(4)所述控制器比较第一电阻和第二电阻的大小，若第一电阻大于第二电阻，则跳转步骤(1)，若第一电阻约等于第二电阻，则跳转步骤(5)；

(5)控制器控制所述水泵停止工作，结束。

进一步，所述步骤(4)中，所述第二电阻到达所述第一电阻值的90％～100％时，跳转步骤(5)。

本发明还提供一种防干烧控制方法，包括以下步骤：

(1)所述控制器控制所述发热盘启动；

(2)所述基准电极和所述参考电极检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器；

(3)若所述第一电阻为无穷大，则跳转步骤(4)，若所述第一电阻数值为实数，则跳转步骤(2)；

(4)所述控制器控制所述发热盘停止，结束。

本发明的有益效果是：通过上述方案，将水壶中设置基准电极、参考电极和测量电极，通过分别测量基准电极和参考电极之间电阻、基准电极和测量电极之间电阻并进行比对，从而确定水壶内液体的高度；

相比于传统的浮子式水位监控，具有故障率低、精确度高的特点；而相比于现有的电阻率电极水位检测，因兼顾了液体本身电阻率的校准测量，从而不会发生因液体电阻率变化而导致的误差产生；相比于中国发明专利公布号CN1396440A所揭示的水位传感器，将两个电极分设成三个，大大缩小了电极长度，从而极大地减少了制造成本，且因电极小，与外界液体接触面也小，从而减小了故障率的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种水壶水位控制装置的实施例1的平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1所示本发明一种水壶水位控制装置的实施例1，包括：控制器1、转换器2、水泵3、基准电极7、参考电极6和测量电极5。基准电极7和参考电极6分别设于水壶9内腔底部。测量电极5设于水壶9内腔上部预设最大水位处。各所述电极分别电连接用于转换模拟信号至数字信号的转换器2，所述转换器2为AD转换器2。所述控制器1为MCU微处理器，分别电连接所述水泵3和所述转换器2，所述水泵3通过加水管4与所述水壶内腔连通。

作为对本实施例的进一步优化，各所述电极上分别包裹有用于保护各电极的绝缘胶套(图示未指出)，各所述电极通过所述绝缘胶套(图示未指出)插接于所述水壶9内表面上。

作为对本实施例的进一步优化，各所述电极表面涂覆有涂层。优选地，所述涂层采用金或者铂等性质较为不活泼的贵金属制成，防止电极受腐蚀损坏，同时也提高检测的灵敏度。

作为对本实施例的进一步优化，所述水壶9底部设有发热盘8，所述发热盘8电连接所述控制器1。如此，则发热盘8的启动、停止也受控制器1控制。

本实施例还提供利用上述水壶水位控制装置的一种水位控制方法，包括以下步骤：

S1：所述控制器1控制所述水泵3启动；

S2：所述基准电极7和所述参考电极6检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器1；

S3：所述基准电极7和所述测量电极5检测其二者之间液体的电阻，设为第二电阻，并将测得的第二电阻信号发给所述控制器1；

S4：所述控制器1比较第一电阻和第二电阻的大小，若第一电阻大于第二电阻，则跳转步骤S1：，若第一电阻约等于第二电阻，则跳转步骤S5；

S5：控制器1控制所述水泵3停止工作，结束。

作为对本实施例的进一步优化，所述步骤(4)中，所述第二电阻到达所述第一电阻值的95％时，跳转步骤(5)。当第二电阻到达第一电阻的95％时，控制器1控制水泵3停止工作，防止水泵3接可能对收到的信号存在延迟现象，从而避免水溢出的现象发生。在其它实施例中，第二电阻到达第一电阻的90％或者100％时，水泵3受控制器1控制停止，本领域技术人员可视所用水泵3和控制器1的型号种类而定，这样的变化依旧落入本发明的保护范围之内。

通过上述方案，将水壶中设置基准电极7、参考电极6和测量电极5，通过分别测量基准电极7和参考电极6之间电阻、基准电极7和测量电极5之间电阻并进行比对，从而确定水壶9内液体的高度；

相比于传统的浮子式水位监控，具有故障率低、精确度高的特点；而相比于现有的电阻率电极水位检测，因兼顾了液体本身电阻率的校准测量，从而不会发生因液体电阻率变化而导致的误差产生。

相比于中国发明专利公布号CN1396440A所揭示的水位传感器，将两个电极分设成三个，大大缩小了电极长度，从而极大地减少了制造成本，且因电极小，与外界液体接触面也小，从而减小了故障率的产生。而且，中国发明专利公布号CN1396440A所揭示的水位传感器，是利用电极片与液体接触的面积来确定测算液体电阻，精确度较低。

现有技术的防干烧装置大多是利用压力传感器来测量水壶内的水是否处于危险状态内。若水壶上放置了杂物，造成水壶的质量增加，则很有可能发生危险。本实施例中，还提供一种防干烧控制方法，包括以下步骤：

T1：所述控制器1控制所述发热盘8启动；

T2：所述基准电极7和所述参考电极6检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器1；

T3：若所述第一电阻为无穷大，则跳转步骤T4，若所述第一电阻数值为实数，则跳转步骤T2；当基准电极7和参考电极6之间处于无水状态时，基准电极7和参考电极6之间处于断开状态，故而第一电阻会为无穷大。

T4：所述控制器1控制所述发热盘8停止，结束。

以上步骤无需另设装置，仅仅利用本发明的各组件即可达到防干烧的效果，制造成本低，满足节能减排的需要。

实施例2：

在本实施例中，区别于实施例1的是：基准电极7用于发射脉冲，而参考电极6和测量电极5则用于接收脉冲，优选地，参考电极6和测量电极5采用电容传感器。并将接收到的脉冲信号发送给控制器1进行比对脉冲波形，从而判断水位是否满足预定水位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水壶水位控制装置，其特征在于，包括：控制器、转换器、水泵、设于水壶内腔底部的基准电极、参考电极和设于水壶内腔上部预设最大水位处的测量电极，各所述电极分别电连接所述转换器，所述控制器分别电连接所述水泵和所述转换器，所述水泵通过加水管与所述水壶内腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种水壶水位控制装置，其特征在于：各所述电极上分别包裹有绝缘胶套，各所述电极通过所述绝缘胶套插接于所述水壶内表面上。

3.根据权利要求1所述的一种水壶水位控制装置，其特征在于：各所述电极表面涂覆有涂层。

4.根据权利要求1所述的一种水壶水位控制装置，其特征在于：所述水壶底部设有发热盘，所述发热盘电连接所述控制器。

5.一种如权利要求1到3项中任一项所述一种水壶水位控制装置的水位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述控制器控制所述水泵启动；

(2)所述基准电极和所述参考电极检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器；

(3)所述基准电极和所述测量电极检测其二者之间液体的电阻，设为第二电阻，并将测得的第二电阻信号发给所述控制器；

(4)所述控制器比较第一电阻和第二电阻的大小，若第一电阻大于第二电阻，则跳转步骤(1)，若第一电阻约等于第二电阻，则跳转步骤(5)；

(5)控制器控制所述水泵停止工作，结束。

6.根据权利要求5所述的一种水位控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述第二电阻到达所述第一电阻值的90％～100％时，跳转步骤(5)。

7.一种如权利要求4所述水壶水位控制装置的防干烧控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述控制器控制所述发热盘启动；

(2)所述基准电极和所述参考电极检测其二者之间液体的电阻，设为第一电阻，并将测得的第一电阻信号发给控制器；

(3)若所述第一电阻为无穷大，则跳转步骤(4)，若所述第一电阻数值为实数，则跳转步骤(2)；

(4)所述控制器控制所述发热盘停止，结束。