CN108692791A - 液位检测装置和液体容器 - Google Patents

Abstract

一种液位检测装置和液体容器。其中，所述液位检测装置包括主体、基础检测模块和环境检测模块，所述基础检测模块和所述环境检测模块位于所述主体内部；所述主体用于设置在液体容器内部。所述液位检测装置能够准确检测液体容器中的液体液位。

Description

液位检测装置和液体容器

技术领域

本发明涉及液位检测技术领域，尤其涉及一种液位检测装置和液体容器。

背景技术

液位检测装置是各类液体容器用于测定液体液位的装置。液位检测装置采用的检测原理有光电、超声波、压力、电容和电阻等。

然而，现有液位检测装置的检测精度并不理想，并且，当液体容器更换液体时，可能出现无法检测出相应液位的情况。在环境变化时(温度、湿度或电磁干扰等)，会较大影响测量效果，而如果相应的液位检测装置利用了电路，当电路断电之后，再重启时，也会出现无法重新准确检测出液体液位的情况。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种液位检测装置和液体容器，以实现对液体液位的准确检测，并且，实现即便是在环境变化时(温度、湿度或电磁干扰等)，或是更换了相应的检测液体的情况下，也能够准确地测出相应的液体液位。

为解决上述问题，本发明提供了一种液位检测装置，包括主体、基础检测模块和环境检测模块，所述基础检测模块和所述环境检测模块位于所述主体内部；所述主体用于设置在液体容器内部。

可选的，所述基础检测模块和所述环境检测模块均位于电路板的表面，所述电路板位于所述主体内部。

可选的，所述基础检测模块位于所述电路板的正面，所述环境检测模块设置于所述电路板的背面。

可选的，所述液位检测装置还包括辅助检测模块，所述辅助检测模块呈条状，所述辅助检测模块设置于所述电路板的正面，并且所述辅助检测模块的长度方向与所述电路板的长度方向平行。

可选的，所述主体的侧面包括第一平坦面，所述电路板的正面朝向所述第一平坦面。

可选的，所述主体的侧面包括第二面，所述电路板的背面朝向所述第二面的中间位置，所述环境检测模块与所述第二面之间具有中空屏蔽层或者介质屏蔽层。

可选的，所述基础检测模块和所述环境检测模块为电容检测模块或者电阻检测模块。

可选的，所述主体的材质为绝缘材质。

可选的，所述液位检测装置还包括通水管和头部。

为解决上述问题，本发明还提供了一种液体容器，包括外壳和由所述外壳限定的内部容纳空间，在所述内部容纳空间中具有如前所述的液位检测装置；所述外壳包括容器底部和容器侧部，所述液位检测装置的侧面到所述容器侧部之间具有间隙。

本发明技术方案的其中一个方面中，所提供的液位检测装置将基础检测模块和环境检测模块设置在主体内部。此时，可以通过环境检测模块检测液体容器内部环境中的电容，而环境中的电容可以用于校正基础检测模块检测到的液体的电容，从而减少了环境(温度、湿度或电磁干扰等)对所要检测的液位信息的影响，进而可以使得检测到的相应液位信息更加精确，提高了液位检测的准确性。同时，由于液位检测装置是用于液体容器内部的，因此，对液体容器的材质及制作工艺没有要求，提高了适用范围。

本发明技术方案的另一个方面中，分别将基础检测模块和环境检测模块设置在电路板的正面和背面。此时，设置在电路板正面的基础检测模块可以对液体的电容进行良好检测，而设置在电路板背面能够尽量仅对环境的电容进行检测，此时用来校正的环境电容更加准确，从而使得校正后的液位信息更加准确，因此，所述液位检测装置能够准确检测相应液体容器中的液体液位。同时，由于环境检测模块是能够实时对相应的基础检测模块进行校正的，因此，无论是液体容器更换了液体，还是相应的电路断电后重启，均可以准确检测出相应的液位信息。

本发明技术方案的另一个方面中，环境检测模块位于主体的底端，从而使环境检测模块的校正参考作用更好，更进一步提高液位检测的精确度。

本发明技术方案的另一个方面中，液位检测装置还具有辅助检测模块，利用辅助检测模块够进一步提高液位检测的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的液位检测装置立体结构示意图；

图2为图1所示液位检测装置另一角度下的立体结构示意图；

图3为图1所示液位检测装置的分解示意图；

图4为图3中的电路板另一角度的示意图；

图5为图1所示液位检测装置俯视图；

图6为本发明实施例所提供的液体容器示意图。

具体实施方式

现有液位检测装置经常是设置在液体容器的外壁，除了检测精度不理想，除了液体容器更换液体时可能无法检测出相应液位的情况，除了电路断电后重启无法准确检测出相应的液位的情况，还可能出现这样的情况：如果液位检测装置采用电容或者电阻原理检测时，相应的液体容器不能使用金属介质，否则，金属液体容器对检测结果产生极大影响，导致检测不准确。

为此，本发明提供一种新的液位检测装置和液体容器，通过设置一个主体，将相应的检测结构设置在主体中，而将主体设置在液体容器内部，解决了液体容器材质对检测的影响，此时，液体容器可以采用金属材质。

同时，通过设置相应的参考检测模块，使得相应的检测精度高。

并且，参考检测模块和基础检测模块都位于主体内部，而主体用于设置在液体容器内，此时，使得参考检测模块和基础检测模块位于基本相同的液体容器内部环境中，因此，无论液体容器是否更换液体，或者是相应的检测电路是否重启，均能够准确检测出相应液位。

为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。

本发明实施例提供一种液位检测装置，请结合参考图1至图5。

图1和图2显示了两个不同角度下的液位检测装置立体结构，图3显示了液位检测装置的分解示意图(爆炸图)，图4显示了图3中的电路板120另一角度的示意图，图5显示了液位检测装置从上往下的示意图(即俯视图)。

图1至图3中，显示了液位检测装置包括主体110，图3中，显示了液位检测装置包括环境检测模块122，而图4中，显示了液位检测装置包括基础检测模块121。

结合图3和图4可知，本实施例中，基础检测模块121和环境检测模块122位于主体110内部。

本实施例中，主体110是用于设置在液体容器内部的。

当主体110是用于设置在液体容器内部时，如果液体容器中具有液体时，主体110会至少一段浸没在液体中。而当主体110浸没在液体中时，浸没在液体那一段(主体110)的侧面，会被液体包围的，可以结合参考后续实施例的图6所示。主体110是用于设置在液体容器内部的，而基础检测模块121和环境检测模块122位于主体110内部，因此，基础检测模块121和环境检测模块122时时处于液体容器内部环境，可以更好地用于检测液位。并且，相应的，液体容器内部具有液体时，浸没在液体那一段主体中的相应检测模块(基础检测模块121和环境检测模块122)被被液体包围，对于液位检测更加有利。

本实施例中，基础检测模块121和环境检测模块122为电容检测模块。其它实施例中，基础检测模块和环境检测模块也可以为电阻检测模块。

图3和图4分别显示基础检测模块121和环境检测模块122位于电路板120上。并且，基础检测模块121和环境检测模块122均位于电路板120的表面。具体的，基础检测模块121位于电路板120的正面120a(图4)，而环境检测模块122设置于电路板120的背面120b(图3)。

由图1至图3可知，电路板120是位于主体110内部的，其中，虽然图1和2未显示电路板120，但图3显示了主体100具有容纳槽111，容纳槽111正是用于容纳电路板120的，此时可知，图1和图2未显示电路板120，正是因为在图1和图2中，电路板120已经位于容纳槽111内了。也就是说，本实施例通过将电路板120设置在主体110内部，从而使得电路板120上的基础检测模块121和环境检测模块122位于主体110内部。

其它实施例中，基础检测模块和环境检测模块也可以采用其它方式，设置在主体内部。

请参考图5，在俯视方向上可以看到，电路板120几乎已经整个位于主体110内，电路板120只有顶部未端显示在了主体110上表面，此时容纳槽111已经被电路板120占据，不再显示。

请继续参考图1至图5，液位检测装置还包括通水管131和头部112。

本实施例中，头部112具有外螺纹(未标注)和圆形卡盘(未标注)。头部112为主体110的一部分，头部112的外螺纹和圆形卡盘可以用于与相应液体容器的对应结构配合。

本实施例中，通水管131并行设置在主体110侧面，具体如图2和图3中所示。为了配合通水管131，主体110顶端的头部112设置管段132，主体110的底端设置管段133(在液位检测装置正常使用过程中，图3和图4中的斜右上方端为底端，斜左下方端为顶端，即主体110的头部112为顶端)，而主体110的侧面设置多个缺口卡扣134，利用缺口卡扣134将通水管131扣住，如图2所示，并且通水管131与管段132和管段133连接起来，此时，通水管131即已平行(并行)设置在主体110侧面(具体设置在后续提到的第二面110b)。

其它实施例中，通孔管可以是贯穿主体内部的管，此时，通孔管可以认为是主体自身开设的管。

本实施例中，主体110的外形为棒体，电路板120设置于棒体内部。

其它实施例中，主体的外形也可以为其它形状。

本实施例中，主体110的材质可以为绝缘材质，例如可以为非金属材质，再例如可以为塑料材质。当主体110为塑料材质时，为了实现将电路板120尽量全部设置在主体110内，可以采用例如包胶技术或者注塑成型技术将电路板120与主体110制作在一起，从而使电路板120与主体110成为一种一体化结构，此时还能同时解决电路板120的防水问题。

本实施例中，电路板120位于主体110内部，如果电路板120不需要与后续其它电路组件连接时，可以将整个电路板120完全密封在主体110内；而如果即便需要将电路板120与后续其它电路组件连接，也只需要保证电路板120能够与一些引线连接即可。

本实施例中，主体110的侧面包括第一平坦面110a，电路板120的正面120a朝向第一平坦面110a。进一步的情况下，电路板120的正面120a可以平行于第一平坦面110a，其原因是为了使电路板120的正面更加靠近液体，以使得电路板120正面120a的基础检测模块121更加靠近液体。

本实施例中，主体110的侧面包括第二面110b，电路板120的背面120b朝向第二面110b的中间位置。本实施例中，第二面110b也为平坦面。

其它实施例中，第二面可以为曲面，或者其它形状的面。当第二面为曲面时，还有助于使电路板的背面到第二面的中间位置更远。

本实施例将基础检测模块121和环境检测模块122分别设置在电路板120的正面120a和背面120b，这是因为，本实施例将电路板120的正面120a作为近液位面，用于液位检测，而电路板120的背面120b作为背水位面，用于环境检测，这样设置具体效果如下：

本实施例是利用基础检测模块121检测液体的电容，因此，希望基础检测模块121位于电路板120的正面120a，以利用基础检测模块121检测液体的电容(液体的电容即液体作为电介质对检测模块产生的电容影响)；并且，后续可以通过将电路板120的正面120a尽量靠近液体等结构方式，更好地检测到相应的液体的电容；

本实施例是利用环境检测模块122检测环境中的电容(环境中的电容是指：除了液体的电容以外，其它因素对检测模块产生的电容影响，例如温度、湿度或电磁干扰等)，为了检测环境中的电容，在基础检测模块121设置在电路板120的正面120a的情况下，选择将环境检测模块122设置在电路板120的背面120b，以有利于对环境中的电容进行检测；并且，后续可以通过设置电路板120的背面120b尽量远离背面120b所面向的液体，以更好地利用环境检测模块122检测环境的电容。

为了使得环境检测模块122尽量只检测环境的电容，而尽量不检测液体的电容，在其它优选的情况下，还可以对主体110的厚度有一定要求，从而使电路板120的背面120b到背面120b面向的液体的距离增大，减少液体对环境检测模块122的检测影响。

为了使得环境检测模块122尽量只检测环境的电容，而尽量不检测液体的电容，本实施例还可以使环境检测模块122与第二面之间具有中空屏蔽层113，如图5所示(中空屏蔽层113的结构可以是类似于图3中的容纳槽111，同时，注意到图3中未显示中空屏蔽层113)。中空屏蔽层113通常可以为空气层。在电路板120的背面120b到背面120b面向的液体之间增加中空屏蔽层113，能更好地防止环境检测模块122受液体的电容影响，或者说环境检测模块122不受液体的影响。可见，中空屏蔽层113是为了使环境检测模块122尽量与液体隔开，从而使环境检测模块122检测出除了液体本身以外，其它因素对相应电容的影响。所述其它因素可以为温度和电磁场等因素。

其它实施例中，中空屏蔽层也可以替换为介质屏蔽层，或者，可以同时有中空屏蔽层和介质屏蔽层。

本实施例中，基础检测模块121可以为薄片状的金属块，金属块位于电路板120的正面120a。基础检测模块121的个数为多个，并且，多个基础检测模块121自下向上(在图4中显示为自斜右上方向斜左下方)间隔排布在所述电路板120的正面。为了使基础检测模块121的检测结果更为理想和准确，可以设置各个基础检测模块121具有相同的形状，并且，材料也相同。同时，各自的水平位置和竖直位置也是有规律的变化，例如，相邻两个基础检测模块121上下之间的距离相等，如图4所示。

本实施例中，环境检测模块122的个数为一个，如图3所示。为了更好地实现环境检测，用于对基础检测模块121相应的检测结果进行校正，本实施例中，可以设置环境检测模块122的形状和材料与基础检测模块121的形状和材料相同。环境检测模块122与基础检测模块121的材料和形状相同，可以更好地利用环境检测模块122检测的环境电容对基础检测模块121检测的液体电容进行校正，从而得到更加准确的液位信息。

其它实施例中，环境检测模块的个数也可以为两个以上，两个环境检测模块可以均位于电路板的背面，但是，也可以是只有其中一个环境检测模块位于电路板的背面。其它实施例中，环境检测模块的材料和形状也可以不同于基础检测模块的材料和形状。

本实施例中，还设置环境检测模块122与最低位置的基础检测模块121具有相同水平位置，在图3和图4中显示为环境检测模块122位于电路板120。

当环境检测模块122与最低位置的基础检测模块121具有相同水平位置时，表明此时环境检测模块122位于电路板120的底部，此时，意味着环境检测模块122能够尽量位于相应液体的底部。而相应液体的底部正是基础检测模块121主要进行检测的位置，因此，将环境检测模块122设置在电路板120的底部，有助于环境检测模块122尽量与主要进行检测的基础检测模块121处于相同的液体容器内部环境，从而能够更好地利用环境检测模块122检测的环境电容对基础检测模块121检测的液体电容进行校正，以得到更加准确的液位信息。

也即是说，通常情况下，需要校正的，正是被液体包围下的基础检测模块121所检测到的电容。因此，环境检测模块122位于电路板120的底部时，环境检测模块122在多数情况下正是会处于被液体包围的环境，因而，能够对被液体包围下的基础检测模块121所检测到的电容进行良好校正。

请继续参考图4，本实施例中，液位检测装置还包括辅助检测模块123。辅助检测模块123呈条状，辅助检测模块123设置于电路板120的正面120a，并且辅助检测模块123的长度方向与电路板120的长度方向平行。

在未设置辅助检测模块123时，本实施例中，用于检测液位的有效电容计算公式可以为：C_有效＝C_基础检测-C_环境检测。

其中，C_基础检测为基础检测模块121检测到的电容，C_环境检测为环境检测模块122检测到的电容。C_有效为原本最终用于确定液位的电容。

而增加辅助检测模块123后，可以增加另外一个有效电容计算公式：C_辅助有效＝C_辅助检测-C_环境检测。

其中，C_辅助检测为辅助检测模块123检测到的电容，C_辅助有效为辅助于确定液位的电容。

在确定最终的液位时，可以主要根据C_有效完成，同时，为了提高准确性，可以添加C_辅助有效作为参考。另外，两个公式获得的数据之间，也可以采用其它算法，实现对液位更加准确的确定。

本实施例提供的液位检测装置，将基础检测模块121和环境检测模块122设置在主体110内部，而主体110是用于设置在液体容器内部的。当液体容器中具有液体时，主体110会至少一段浸没在液体中。可以通过环境检测模块122检测液体容器内部环境中的电容。而环境中的电容可以用于校正基础检测模块121检测到的液体的电容，从而减少了环境(温度、湿度或电磁干扰等)对所要检测的液位信息的影响，从而可以使得检测到的相应液位信息更加精确，因此，所述液位检测装置能够准确检测相应液体容器中的液体液位。同时，由于液位检测装置是用于液体容器内部的，因此，对液体容器的材质及制作工艺没有要求，提高了适用范围。

本实施例中，分别将基础检测模块121和环境检测模块122设置在电路板120的正面120a和背面120b，此时，设置在电路板120正面120a的基础检测模块121可以对液体的电容进行良好检测，而设置在电路板120背面120b能够尽量仅对环境的电容进行检测，此时用来校正的环境电容更加准确，从而使得校正后的液位信息更加准确。同时，由于环境检测模块122是能够实时对相应的基础检测模块121进行校正的，因此，无论是液体容器更换了液体，还是相应的电路断电后重启，均可以准确检测出相应的液位信息。

本实施例进一步设置环境检测模块122位于主体110的底端，从而使环境检测模块122的校正参考作用更好，更进一步提高液位检测的精确度。

本实施例进一步设置液位检测装置具有辅助检测模块123，利用辅助检测模块123够进一步提高液位检测的准确度。

本发明另一实施例还提供了一种液体容器。

如图6所示，所述液体容器包括外壳(未标注)和由所述外壳限定的内部容纳空间(未标注)，在所述内部容纳空间中具有液位检测装置200。其中，所述外壳包括容器底部310和容器侧部320。

需要说明的是，其它实施例中，所述液体容器还可以包括容器顶部，从而使得所述内部容纳空间被整体包围起来。所述液体容器可以为智能饮料瓶。

本实施例中，液位检测装置200的侧面到所述液体容器的容器侧部320之间具有间隙。

图6中还用显示了虚线显示了相应的液面位置400，从液面位置400可以看到，液位检测装置200的一部分浸没在液体中。

本实施例所提供的液位检测装置200的结构和性质与前述实施例的液位检测装置的结构和性质相同。可见，由于本实施例的液体容器包括了与前述实施例结构和性质相同的液位检测装置200，因此，所述液体容器能够具有前述实施例中关于液位检测的各种效果和优点，请参考前述实施例相应内容。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种液位检测装置，包括主体、基础检测模块和环境检测模块，其特征在于：

所述基础检测模块和所述环境检测模块位于所述主体内部；

所述主体用于设置在液体容器内部。

2.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述基础检测模块和所述环境检测模块均位于电路板的表面，所述电路板位于所述主体内部。

3.如权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，所述基础检测模块位于所述电路板的正面，所述环境检测模块设置于所述电路板的背面。

4.如权利要求3所述的液位检测装置，其特征在于，还包括辅助检测模块，所述辅助检测模块呈条状，所述辅助检测模块设置于所述电路板的正面，并且所述辅助检测模块的长度方向与所述电路板的长度方向平行。

5.如权利要求4所述的液位检测装置，其特征在于，所述主体的侧面包括第一平坦面，所述电路板的正面朝向所述第一平坦面。

6.如权利要求5所述的液位检测装置，其特征在于，所述主体的侧面包括第二面，所述电路板的背面朝向所述第二面的中间位置，所述环境检测模块与所述第二面之间具有中空屏蔽层或者介质屏蔽层。

7.如权利要求1至6任意一项所述的液位检测装置，其特征在于，所述基础检测模块和所述环境检测模块为电容检测模块或者电阻检测模块。

8.如权利要求1至6任意一项所述的液位检测装置，其特征在于，所述主体的材质为绝缘材质。

9.如权利要求1至6任意一项所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位检测装置还包括通水管和头部。

10.一种液体容器，包括外壳和由所述外壳限定的内部容纳空间，其特征在于，在所述内部容纳空间中具有如权利要求1至9任一项所述的液位检测装置；所述外壳包括容器底部和容器侧部，所述液位检测装置的侧面到所述容器侧部之间具有间隙。