CN107126088A - 加热容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热容器。本发明的加热容器，包括壶体(1)和加热元件(2)，所述壶体(1)具有用于盛放待加热液体的内腔(11)，所述加热元件(2)用于为所述内腔(11)中的液体加热，还包括液位感应组件(3)，所述液位感应组件(3)包括至少三个在所述内腔(11)中沿竖向设置的电极带(31)，每相邻两个所述电极带(31)之间的连线与其它连线不共线，每个所述电极带(31)上均具有多个沿所述电极带(31)的长度方向排布的感应电极(311)。本发明能够在电热水壶等加热容器倾斜时，准确检测内部液体的液位。

Description

加热容器

技术领域

本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种加热容器。

背景技术

随着科技的发展与人们生活水平的不断提高，电热壶等家用电器越来越多地出现在了人们的生活中。

目前，电热壶一般包括有可以容纳水等液体的壶体，以及用于对壶体内所盛放的液体进行加热的发热盘等加热元件。在加热前，需要将液体灌入电热壶的壶体内腔中。通常的，用户可以拿起电热壶，并将其接在自来水管等水源的下方，从而将水灌入壶体之中。为了避免壶体内盛放的液体过多，电热水壶通常设置有液位检测装置，以对壶体内的液位进行检测，避免壶体内液体量超过预设的最高水位。例如，在申请号为 201410351521.1的中国专利申请中公开了一种水壶水位控制装置及水位控制方法、防干烧控制方法，其中公开了在水壶的最大水位线处设置测量电极，并利用测量电极的电阻变化确定壶体内液体是否达到预设水位线。

然而，用户在接水时，通常因为空间狭小或不便拿取等原因，需要将电热壶的壶体倾斜一定角度，此时，水位相对于壶体正放时的水位会产生变化，此时测量电极无法准确指示目前壶体内液体的液位。

发明内容

本发明提供一种加热容器，能够在电热水壶等加热容器倾斜时，准确检测内部液体的液位。

本发明提供一种加热容器，包括壶体和加热元件，壶体具有用于盛放待加热液体的内腔，加热元件用于为内腔中的液体加热，还包括液位感应组件，液位感应组件包括至少三个在内腔中沿竖向设置的电极带，每相邻两个电极带之间的连线与其它连线不共线，每个电极带上均具有多个沿电极带长度方向排布的感应电极。这样可以通过感应电极的状态获取液体在各个电极带上的相对高度位置，从而判断出液体在加热容器为水平状态时的液面高度，在加热容器为倾斜状态时，仍然能够准确判断液面的高度。

可选的，液位感应组件还包括控制器和提示单元，感应电极和提示单元均与控制器电连接，控制器被设置成获取每个电极带上的位于液体液面高度的感应电极，并在所有位于液体液面高度的感应电极均位于同一个对应预设液位的感应电极组合中时，向提示单元发出电信号，以使提示单元发出水位提示信息。这样当加热容器接水时，可以准确检测此时的液体液面高度是否达到预设液位，并提示用户进行相应的操作。

可选的，感应电极为电容式感应电极，且感应电极在接触到液体时的电容值和感应电极在空气中的电容值不同。

可选的，控制器包括触摸芯片，触摸芯片具有多个引脚，每个引脚与一个感应电极对应连接，触摸芯片被设置成对引脚所连接的感应电极的电容值进行循环检测。这样触摸芯片即可通过循环检测，确定电容值发生突变的感应电极与电容值未改变的感应电极之间的分界点，并以此确定液体的液面位置。

可选的，控制器包括存储单元，存储单元被设置成存储所有对应预设液位的感应电极组合。这样存储单元能够存储以往的试验数据，并以此作为预设液位的参考，方便了与预设液位进行对比。

可选的，感应组件包括三个电极带，三个电极带沿内腔的周向排布。这样无论加热容器朝向哪个方向倾斜，在该倾斜方向上均能够做到准确检测。

可选的，电极带贴设在内腔的腔壁上。这样不需要设置独立的支架，即可将电极带固定在内腔中，且电极带在内腔中的占用空间较小，不会干扰到加热容器的正常作业。

可选的，电极带相互平行和/或电极带位于内腔中的同一高度。这样便于统一设置感应电极，从而方便控制器中数据的检测与比对。

可选的，感应电极等间隔设置在电极带上。这样感应电极能够准确对液位进行划分，提高液位检测的准确性。

可选的，提示单元包括灯光报警模块和声音报警模块中的至少一种。这样能够通过灯光或者声音进行液位提示。

可选的，加热容器还包括供电单元，供电单元与控制器电连接。这样通过供电单元的供电，可保证液位感应组件在加热容器电源断开时仍可以进行正常工作。

可选的，预设液位为最高液位或者最低液位。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的加热容器在正放时的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的加热容器在倾斜放置时的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的加热容器中液位感应组件的连接示意图；

图4是本发明实施例一提供的加热容器中电极带的结构示意图。

附图标记说明：

1—壶体；2—加热元件；3—液位感应组件；4—供电单元；11—内腔； 31、31a、31b、31c—电极带；32—控制器；33—提示单元；311—感应电极； 321—存储单元；322—触摸芯片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1是本发明实施例一提供的加热容器在正放时的结构示意图。图2是本发明实施例一提供的加热容器在倾斜放置时的结构示意图。图3是本发明实施例一提供的加热容器中液位感应组件的连接示意图。图4是本发明实施例一提供的加热容器中电极带的结构示意图。如图1至图4所示，本实施例提供的加热容器，包括壶体1和加热元件2，壶体1具有用于盛放待加热液体的内腔11，加热元件2用于为内腔11中的液体加热，还包括液位感应组件3，液位感应组件3包括至少三个在内腔中沿竖向设置的电极带31，每相邻两个电极带31之间的连线与其它连线不共线，每个电极带31上均具有多个沿电极带31长度方向排布的感应电极311。

具体的，加热容器可以是电热水壶、豆浆机或者电饭煲等常用的家用电器。本实施例中，以加热容器为电热水壶为例进行说明。电热水壶包括有壶体1，壶体1内设置有用于盛放水等待加热液体的内腔11，而加热容器的加热元件2可用于为内腔11中所盛放的液体加热。一般的，加热元件2可以为发热盘或者发热管等。

加热容器在对液体进行加热前，要先将液体加入内腔11之中。而如果加入的液体过多，则可能会在加热时溢出，产生危险；而如果加入加热容器内腔11的液体过少，则可能使液体在加热时迅速消耗，产生干烧现象。因而，灌入内腔11中的液体需要具有合适的量。为了让电热水壶等加热容器在倾斜放置时能够准确的获知加入液体的液位，也就是液面的高度位置，加热容器中还包括有液位感应组件3。液位感应组件3包括至少三个设置在加热容器的内腔11中，且竖向设置的电极带31。由于加热容器一般为正向放置，所以电极带31的方向大致指向内腔11的顶部开口。此外，每相邻两个电极带 31之间的连线与其它连线不共线，因为不在同一条直线上的三个点就可以组成一个平面，所以所有电极带31的横截面可以共同形成一个二维平面图形，例如是三角形等。一般的，电极带31的数量为三个，此外也可以根据加热容器内腔的形状或者使用场合的不同，设置三个以上电极带，以提高液位感应的可靠性，例如设置四个可围成四边形的电极带等。液位感应组件3包括三个电极带31时，三个电极带31一般沿内腔11的周向排布，这样无论加热容器朝向哪个方向倾斜，在该倾斜方向上均能够做到准确检测。

为了对液位进行检测，在电极带31上沿长度方向，也就是内腔11中的液面高度的增加方向设置有多个感应电极311。当感应电极311接触到液体时，感应电极311的参数值会产生变化，因而可根据电极带31上感应电极 311的变化，而判断出液体的液面位于电极带31上的哪个高度位置。加热容器为水平状态时，内腔11中的液体液面为水平面；当加热容器倾斜时，加热容器内腔11中所盛放的液体的液面会在重力作用下继续保持为水平面，而电极带31上位于液面位置的感应电极311也会处于该同一平面上。然而由于电极带31此时是倾斜的，所以液体的液面在各个电极带31上的相对高度位置并不相同。因而，可以通过感应电极311的状态获取液体在各个电极带31上的相对高度位置，从而判断出液体在加热容器为水平状态时的液面高度。

为了利用感应电极311对加热容器中液体的灌入量进行掌控，加热容器的液位感应组件3还包括控制器32和提示单元33，感应电极311和提示单元33均与控制器32电连接，控制器32被设置成获取每个电极带31上的位于液体液面高度的感应电极311，并在所有位于液体液面高度的感应电极311 均位于同一个对应预设液位的感应电极组合中时，向提示单元33发出电信号，以使提示单元33发出水位提示信息，提醒用户进行相应的操作。

其中，每一个电极带31上，不同的感应电极311均有不同的序号或标识。当控制器通过检测感应电极311的变化而获取每个电极带31上，位于液体液面高度的感应电极311时，即可同时获取该感应电极311的序号或标识。当控制器32得到所有位于液体液面高度的感应电极311时，如果这些感应电极 311均位于同一个对应预设液位的感应电极的组合之中，则说明此时液体的液面高度已经达到了预设液位，此时即可控制提示单元33发出水位提示信息，提醒用户进行相应的操作。一般的，预设液位为最高液位或者最低液位。

具体的，对应预设液位的感应电极的组合，一般可以通过预先试验，以得到预设液位的液面在不同倾斜状态下，在电极带31上的液位高度，并将对应该液位高度的感应电极311的组合存储起来。其中，每一个感应电极的组合对应一种倾斜状态下，所有电极带31上位于液体液面高度的感应电极311 的序号或者标识。这样当加热容器接水时，一旦电极带31上位于液体液面高度的感应电极311再次出现以上组合，则说明此时的液体液面高度达到了预设液位。

为了便于与预设液位进行对比，控制器32包括存储单元321，存储单元 321被设置成存储所有对应预设液位的感应电极组合。这样存储单元321能够存储以往的试验数据，并以此作为预设液位的参考。其中，一般可以通过数组、矩阵或者表格进行感应电极的组合的存储。

可选的，为了感应液面的位置，并向控制器32发送电信号，感应电极 311为电容式感应电极，且感应电极311在接触到液体时的电容值和感应电极311在空气中的电容值不同。这样感应电极311接触到液体时，由于电容值发生了变化，控制器32即可得知哪些感应电极接触到了液体，哪些感应电极仍然暴露在空气中，由此判断出位于液体和空气分界处的感应电极的序号或者标识，并将其确定为对应液位高度的感应电极。一般的，正常情况下，当液体触碰不到感应电极时，暴露在空气中的感应电极311与空气之间形成电容，该电容具有微弱的电容值Cp1；而当感应电极和液体触碰时，由于感应电极与不同介质之间构成的电容一般不同，所以感应电极311的电容值变为Cp2，且Cp2一般大于Cp1，这样可以将感应电极311的电容值存储在寄存器中，并通过比较器进行比较。只要检测电容值的改变超过一定阈值，例如前后两个电容值的差值的绝对值ΙCp2-Cp1Ι小于预设阈值时即可判断感应电极位于液位高度上。比如，在进行检测时，第一次测到的电容值为 Cp1＝1800F，第二次测到的电容值为Cp2＝3000F，可将预设阈值设定为△C＝(CP2-CP1)/2，即预设阈值△C为600F，将该阈值存储在控制器32中，只要检测出两次的电容值的差值的绝对值大于600F，则判断此时液位上升到感应电极处。

此外，感应电极311也可以为电阻式感应电极，或者其它电学参数可根据接触到的液体而改变的感应电极。

进一步的，控制器32可以包括触摸芯片322，触摸芯片322一般具有多个引脚，每个引脚与一个感应电极311对应连接，触摸芯片被设置成对引脚所连接的感应电极的电容值进行循环检测，例如每10ms(具体时间间隔可根据实际需求设定)一次循环检测。每一个循环中，触摸芯片322均对所有感应电极311的电容值进行检测，这样当感应电极311的电容值产生突变，或者达到预设阈值时，即可表明该感应电极311接触到了液体。触摸芯片322 即可通过循环检测，确定电容值发生突变的感应电极与电容值未改变的感应电极之间的分界点，并将其作为液体的液面位置。

以加热容器中的液位感应组件3包括三个电极带31a、31b和31c为例，三个电极带上分别设有感应电极序号为A1、A2、A3、……B1、B2、B3、……C1、 C2、C3、……的感应电极。因为不再同一条直线上的三点即可确定一个平面，所以当加热容器倾斜加入液体时，在这三个电极带上就会各自有一个由暴露在空气中到与液体接触的感应电极，即序号为Ax、By和Cz的感应电极，其中x、y和z都为感应电极311的序号数。这三个感应电极的序号或标识可所组成的三维数组可以与对应预设液位的感应电极的组合进行比对，如果该数组中的元素与预设液位相对应的任一感应电极的组合中的元素一一对应时，即可说明液体已经到了预设液位。

可选的，电极带31一般可贴设在内腔11的腔壁上。这样不需要设置独立的支架，即可将电极带31固定在内腔11中，且电极带31在内腔11中的占用空间较小，不会干扰到加热容器的正常作业。

此外，可选的，不同电极带31之间一般相互平行，和/或所有电极带31 均位于内腔11中的同一高度上。一般的，电极带31均可沿竖直方向设置，且电极带31均位于相近或一致的高度，这样便于统一设置感应电极311，从而方便控制器32中数据的检测与比对。

此外，感应电极311一般等间隔设置在电极带31上。这样感应电极311 能够准确对液位进行划分，提高液位检测的准确性。

控制器32在检测到液体的液面到达预设液位线后，需要利用提示单元 33向用户发出提示，以使用户根据加热容器的提示信息及时中断接水等操作。为了向用户发出提示，提示单元33包括灯光报警模块和声音报警模块中的至少一种。灯光报警模块通常具有单色或者多色指示灯，且设置在加热容器的外壳外表面等用户较易观察到的地方，而声音报警模块中可以包括蜂鸣器等能够发出报警声或者提示声的装置，以提醒用户注意加热容器的液位。

由于加热容器在进行接水等操作时，一般为了安全，加热容器的加热元件2等的电源处于断开状态。为了在电源断开时，让液位感应组件3仍能进行检测并向用户发出提示信息，加热容器还可以包括供电单元4，供电单元4 与控制器32电连接。这样，通过供电单元4的供电，可保证液位感应组件3 在加热容器电源断开时仍可以进行正常工作。一般的，供电单元4可包括干电池或者纽扣电池等可拆卸的便携电源。

本实施例中，加热容器包括壶体和加热元件，壶体具有用于盛放待加热液体的内腔，加热元件用于为内腔中的液体加热，加热容器还包括液位感应组件，液位感应组件包括至少三个在内腔中沿竖向设置的电极带，每相邻两个电极带之间的连线与其它连线不共线，每个电极带上均具有多个沿电极带长度方向排布的感应电极。这样可以通过感应电极的状态获取液体在各个电极带上的相对高度位置，从而判断出液体在加热容器为水平状态时的液面高度，在加热容器为倾斜状态时，仍然能够准确判断液面的高度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种加热容器，包括壶体(1)和加热元件(2)，所述壶体(1)具有用于盛放待加热液体的内腔(11)，所述加热元件(2)用于为所述内腔(11)中的液体加热，其特征在于，还包括液位感应组件(3)，所述液位感应组件(3)包括至少三个在所述内腔(11)中沿竖向设置的电极带(31)，每相邻两个所述电极带(31)之间的连线与其它连线不共线，每个所述电极带(31)上均具有多个沿所述电极带(31)的长度方向排布的感应电极(311)。

2.根据权利要求1所述的加热容器，其特征在于，所述液位感应组件(3)还包括控制器(32)和提示单元(33)，所述感应电极(311)和所述提示单元(33)均与所述控制器(32)电连接，所述控制器(32)被设置成获取每个所述电极带(31)上的位于液体液面高度的感应电极(311)，并在所有所述位于液体液面高度的感应电极(311)均位于同一个对应预设液位的感应电极组合中时，向所述提示单元(33)发出电信号，以使所述提示单元(33)发出水位提示信息。

3.根据权利要求2所述的加热容器，其特征在于，所述感应电极(311)为电容式感应电极，且所述感应电极(311)在接触到液体时的电容值和所述感应电极(311)在空气中的电容值不同。

4.根据权利要求3所述的加热容器，其特征在于，所述控制器(32)包括触摸芯片(322)，所述触摸芯片(322)具有多个引脚，每个所述引脚与一个所述感应电极(311)对应连接，所述触摸芯片(322)被设置成对所述引脚所连接的感应电极(311)的电容值进行循环检测。

5.根据权利要求2-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述控制器(32)包括存储单元(321)，所述存储单元(321)被设置成存储所有对应所述预设液位的感应电极组合。

6.根据权利要求1-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述感应组件(3)包括三个所述电极带(31)，三个所述电极带(31)沿所述内腔(11)的周向排布。

7.根据权利要求1-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述电极带(31)贴设在所述内腔(11)的腔壁上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述电极带(31)相互平行和/或所述电极带(31)位于所述内腔(11)中的同一高度。

9.根据权利要求1-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述感应电极(311)等间隔设置在所述电极带(31)上。

10.根据权利要求2-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述提示单元(33)包括灯光报警模块和/或声音报警模块。

11.根据权利要求2-4任一项所述的加热容器，其特征在于，还包括供电单元(4)，所述供电单元(4)与所述控制器(32)电连接。

12.根据权利要求2-4任一项所述的加热容器，其特征在于，所述预设液位为最高液位或者最低液位。