CN107228620A - 一种电容式结霜厚度检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容式结霜厚度检测装置及检测方法，涉及结霜厚度检测技术领域，采样区电容极板、中间电容极板和基准区电容极板依次平行等间距固定于固定支架上，采样区电容极板与中间电容极板之间形成采样区，中间电容极板与基准区电容极板之间形成基准区，基准区以基准介质填充；采样电路连接于采样区电容极板外侧，并通过数据传输线连接至数据存储分析装置；本发明通过中间电容极板和基准区电容极板确立采样基准，并通过将采样区电容极板和中间电容极板之间的电容与采样基准对比，实现结霜厚度的实时检测，便于在结霜厚度达到化霜要求时进行化霜；大大提高了结霜厚度判断的准确性，避免结霜厚度与经验准则不符造成无效化霜导致的能源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及结霜厚度检测技术领域，具体涉及一种用于检测结霜厚度的装置及检测方法。
背景技术
冰箱是一种保持恒定低温的制冷设备，是生活中常见的一种用于低温保藏食物或其他物品的电器，广泛应用于生活、工业领域。结霜是冰箱使用中不可避免的问题，当蒸发器结霜过厚时，冰箱制冷效果急剧下降，冰箱内温度无法达到设定温度，导致压缩机长时间开机却无制冷效果，不仅影响食物的保藏，还造成能源的浪费。目前，蒸发器的化霜规则多采用实验得到的经验性规则，而无法根据实际检测的结霜厚度进行化霜，常在蒸发器尚未结霜时进行化霜，造成了大量的能源浪费。
发明内容
本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种电容式结霜厚度检测装置及检测方法。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种电容式结霜厚度检测装置，采样区电容极板、中间电容极板和基准区电容极板依次平行等间距固定于固定支架上，所述采样区电容极板与所述中间电容极板之间形成采样区，所述中间电容极板与所述基准区电容极板之间形成基准区，所述基准区以基准介质填充；采样电路连接于所述采样区电容极板外侧，并通过数据传输线连接至数据存储分析装置。
进一步的，所述采样区电容极板、所述中间电容极板和所述基准区电容极板的面积均为 S，所述采样区电容极板与所述中间电容极板及所述中间电容极板与所述基准区电容极板之间的距离均为d。
进一步的，所述基准介质的介电常数与冰霜相等。
进一步的，所述采样电路为单片机AD。
一种结霜厚度的检测方法，包括以下步骤：
1)通过采样电路检测中间电容极板和基准区电容极板之间的电容值，得到基准电容C，并将基准电容C转化为基准模拟采样值AD，传递至数据存储分析装置；
2)通过采样电路检测采样区电容极板与中间电容极板之间的电容值，得到初始电容C0，并将初始电容C0转化为初始模拟采样值AD0，传递至数据存储分析装置；
3)数据存储分析装置得出距离d对应的模拟采样值变化绝对值ΔAD＝|AD-AD0|；
4)结霜后，通过采样电路检测采样区电容极板与中间电容极板之间的电容值，得到检测电容Ct，并将检测电容Ct转化为检测模拟采样值ADt，传递至数据存储分析装置；
5)数据存储分析装置得出电容差值ΔCt＝C0-Ct，并将电容差值ΔCt转化为模拟采样值差值ΔAD，则结霜厚度的增加量
本发明提供了一种电容式结霜厚度检测装置及检测方法，具有以下有益效果：
1、通过中间电容极板和基准区电容极板确立采样基准，并通过将采样区电容极板和中间电容极板之间的电容与采样基准对比，实现结霜厚度的实时检测，便于在结霜厚度达到化霜要求时进行化霜；
2、大大提高了结霜厚度判断的准确性，避免结霜厚度与经验准则不符造成无效化霜导致的能源浪费；
3、检测效率高，结构简单、体积小、易于设置，不影响冰箱箱体结构的设计。
4、不仅适用于蒸发器结霜厚度的检测，还适用于其他需要检测结霜厚度的场合，实用性好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：
1、固定支架；21、采样区电容极板，22、中间电容极板，23、基准区电容极板；31、采样区，32、基准区；4、采样电路；5、数据传输线。
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，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。
如图1所示，其结构关系为：采样区电容极板21、中间电容极板22和基准区电容极板 23依次平行等间距固定于固定支架1上，采样区电容极板21与中间电容极板22之间形成采样区31，中间电容极板22与基准区电容极板23之间形成基准区32，基准区32以基准介质填充；采样电路4连接于采样区电容极板21外侧，并通过数据传输线5连接至数据存储分析装置。
优选的，采样区电容极板21、中间电容极板22和基准区电容极板23的面积均为S，采样区电容极板21与中间电容极板22及中间电容极板22与基准区电容极板23之间的距离均为d。
优选的，基准介质的介电常数与冰霜相等。
优选的，采样电路4为单片机AD。
根据电容器性质，两电容器极板之间的电容值Cn＝εS/d，而在介电常数ε和面积S均一致的情况下，电容值Cn的变化仅与电容器极板间距d的变化线性相关。
其检测方法，包括以下步骤：
1)通过采样电路4检测中间电容极板22和基准区电容极板23之间的电容值，得到基准电容C，并将基准电容C转化为基准模拟采样值AD，传递至数据存储分析装置；
2)通过采样电路4检测采样区电容极板21与中间电容极板22之间的电容值，得到初始电容C0，并将初始电容C0转化为初始模拟采样值AD0，传递至数据存储分析装置；
3)数据存储分析装置得出距离d对应的模拟采样值变化绝对值ΔAD＝|AD-AD0|；
4)结霜后，通过采样电路4检测采样区电容极板21与中间电容极板22之间的电容值，得到检测电容Ct，并将检测电容Ct转化为检测模拟采样值ADt，传递至数据存储分析装置；
5)数据存储分析装置得出电容差值ΔCt＝C0-Ct，并将电容差值ΔCt转化为模拟采样值差值ΔAD，则结霜厚度的增加量
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上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精神和范围。
Claims (5)
1.一种电容式结霜厚度检测装置，其特征在于：采样区电容极板(21)、中间电容极板(22)和基准区电容极板(23)依次平行等间距固定于固定支架(1)上，所述采样区电容极板(21)与所述中间电容极板(22)之间形成采样区(31)，所述中间电容极板(22)与所述基准区电容极板(23)之间形成基准区(32)，所述基准区(32)以基准介质填充；采样电路(4)连接于所述采样区电容极板(21)外侧，并通过数据传输线(5)连接至数据存储分析装置。
2.根据权利要求1所述的一种电容式结霜厚度检测装置，其特征在于：所述采样区电容极板(21)、所述中间电容极板(22)和所述基准区电容极板(23)的面积均为S，所述采样区电容极板(21)与所述中间电容极板(22)及所述中间电容极板(22)与所述基准区电容极板(23)之间的距离均为d。
3.根据权利要求1所述的一种电容式结霜厚度检测装置，其特征在于：所述基准介质的介电常数与冰霜相等。
4.根据权利要求1所述的一种电容式结霜厚度检测装置，其特征在于：所述采样电路(4)为单片机AD。
5.根据权利要求1所述的一种结霜厚度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过采样电路(4)检测中间电容极板(22)和基准区电容极板(23)之间的电容值，得到基准电容C，并将基准电容C转化为基准模拟采样值AD，传递至数据存储分析装置；
2)通过采样电路(4)检测采样区电容极板(21)与中间电容极板(22)之间的电容值，得到初始电容C0，并将初始电容C0转化为初始模拟采样值AD0，传递至数据存储分析装置；
3)数据存储分析装置得出距离d对应的模拟采样值变化绝对值ΔAD＝|AD-AD0|；
4)结霜后，通过采样电路(4)检测采样区电容极板(21)与中间电容极板(22)之间的电容值，得到检测电容Ct，并将检测电容Ct转化为检测模拟采样值ADt，传递至数据存储分析装置；
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