CN108759977A - 一种浸水检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浸水检测装置，所述浸水检测装置包括检测电路和检测端子组，所述检测电路与所述检测端子组连接；所述检测电路用于接收方波信号，将所述方波信号输出到所述检测端子组，并根据所述检测端子组之间的阻值变化，产生浸水判断信号。本发明有效有效提高了浸水检测的可靠性，并且成本低、寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电器设备领域，特别是涉及一种浸水检测装置。
背景技术
浸水检测功能在很多电气设备中都在使用，如洗衣机、净水机、热水器等电器。目前比较多的浸水检测方案利用物理检测方法，例如在水中放置一个浮子，当浸水时，浮子的位置上浮，触发微动开关，获得浸水信号。
现有浸水检测方案中，由于微动开关成本较高，并且长期处于潮湿的环境中，微动开关的触点表面会逐渐腐蚀、附着物逐渐增加，最后会导致接触不良，而无法检测浸水，或误触发浸水信号，因此需要定期更换浮子开关。因此现有浸水检测方案具有成本高、寿命短、浸水检测的可靠性较低的问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种浸水检测装置，用以至少解决现有浸水检测的可靠性较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例中的一种浸水检测装置包括检测电路和检测端子组，所述检测电路与所述检测端子组连接；
所述检测电路用于接收方波信号，将所述方波信号输出到所述检测端子组，并根据所述检测端子组之间的阻值变化，产生浸水判断信号。
可选地，所述检测电路包括放大电路、耦合电路和整流电路；所述放大电路分别与所述耦合电路和所述整流电路连接；
所述放大电路用于接收所述方波信号，以及在将所述方波信号放大后得到放大信号，并将所述放大信号输出到所述耦合电路和所述整流电路；
所述耦合电路用于在所述检测端子组之间的阻值发生变化时，根据所述放大信号产生耦合信号；
所述整流电路用于根据所述放大信号和/或所述耦合信号，产生所述浸水判断信号。
可选地，所述检测电路还包括以下电路中的一种或多种：
用于对所述浸水判断信号进行滤波的滤波电路、分压电路、保护电路。
可选地，所述检测端子组包括第一电极和第二电极，在通过所述装置检测目标容器中液体是否达到预设位置时，所述第一电极和所述第二电极不接触。
可选地，
所述放大电路由三极管(N1)构成，所述耦合电路由第一电容(C1)和所述目标容器中液体的电阻构成，所述整流电路由二极管(D1)和第三电容(C3)构成，所述滤波电路由第五电阻(R5)和第二电容(C2)构成，所述分压电路包括第一电阻(R1)和第六电阻(R6)，所述保护电路由第二电阻(R2)和第四电阻(R4)构成；
所述三极管(N1)的基极构成所述检测电路的输入端口，用于接收所述方波信号，所述三极管(N1)的集电极分别连接所述第六电阻(R6)的第一端、所述第一电容(C1)的第一端和所述二极管(D1)的正极，所述三极管(N1)的发射极接地，所述第一电阻(R1)的第二端用于连接供电电路，所述第一电容(C1)的第二端连接所述第二电阻(R2)的第一端，所述第二电阻(R2)的第二端连接所述第一电极；所述第二电极连接所述第四电阻(R4)的第一端，所述第四电阻(R4)的第二端接地，所述二极管(D1)的阴极分别连接所述第三电容(C3)的第一端、所述第六电阻(R6)的第一端和所述第五电阻(R5)的第一端，所述第五电阻(R5)的第二端连接所述第二电容(C2)的第一端，所述第三电容(C3)的第二端、所述第六电阻(R6)的第二端和所述第二电容(C2)的第二端共地连接；所述第五电阻(R5)的第二端构成所述检测电路的浸水判断信号的输出端口。
可选地，所述第一电容(C1)的容量由所述方波信号的频率确定。
可选地，所述装置还包括控制电路；所述控制电路用于产生所述方波信号，并将所述方波信号输出到所述检测电路，以及从所述检测电路采集浸水判断信号，并根据所述浸水判断信号，检测所述目标容器中液体是否达到预设位置。
可选地，所述控制电路由具有信号输出接口和信号采集接口的单片机构成；所述单片机包括存储单元和处理单元；所述信号输出接口与所述检测电路的输入端口连接，所述信号采集接口与所述检测电路的浸水判断信号的输出端口连接；所述存储单元中存储有浸水检测计算机程序；所述计算机程序被所述处理单元执行时，以实现如下步骤：
控制所述单片机产生所述方波信号；
将所述方波信号输出给所述检测电路；
从所述检测电路采集所述浸水判断信号；
根据所述浸水判断信号，检测所述目标容器中液体是否达到预设位置。
可选地，所述根据所述浸水判断信号，检测目标容器中液体是否达到预设位置，包括：
当所述浸水判断信号的数值处于预设的浸水阈值范围内时，判定所述目标容器中液体达到预设位置；或者
当所述浸水判断信号的数值小于预设的浸水阈值时，判定所述目标容器中液体未达到预设位置。
可选地，所述装置还包括提示电路；
所述控制电路还用于在检测到所述目标容器中液体达到预设位置时，触发所述提示电路；
所述提示电路用于在所述提示电路触发下，发出提示信号。
本发明有益效果如下：
本发明实施例中装置通过将方波信号输出给检测端子组，由于方波信号使得流过液体的电流的方向周期性变化的，从而可以产生浸水判断信号，进而有效提高了浸水检测的可靠性，并且成本低、寿命长。
附图说明
图1是本发明实施例中一种浸水检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中浸水检测装置的电路图；
图3是本发明实施例中目标容器中无液体时图2中D和A点信号波形图；
图4是本发明实施例中目标容器中有液体时图2中D和B点信号波形图；
图5是本发明实施例中目标容器中有MCU_AD检测的信号波形图。
具体实施方式
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种浸水检测装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
使用用于区分元件的诸如“第一”、“第二”等前缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。
本发明实施例提供一种浸水检测装置，如图1所示，所述装置包括检测电路和检测端子组，所述检测电路与所述检测端子组连接；
所述检测电路用于接收方波信号，将所述方波信号输出到所述检测端子组，并根据所述检测端子组之间的阻值变化，产生浸水判断信号。
本发明实施例中的检测端子组可以是两个电极或两个探针。
本发明实施例装置在对目标容器进行浸水检测时，可以将检测端子组设置在目标容器的液体上限位置，因此当液体将检测端子组淹没后，检测端子组之间链路的阻值就会发生相应的变化。
本发明实施例中装置可以通过将方波信号输出给检测端子组，由于方波信号使得流过液体的电流的方向周期性变化的，从而可以产生浸水判断信号，进而有效提高了浸水检测的可靠性，并且成本低、寿命长。
进一步，本发明实施例中装置通过方波信号，从而在液体中，使检测端子组上的氧化还原反应在交替进行，从而解决了由于水电解的问题而导致的浸水检测可靠性低的问题，并且检测到的信号也是稳定的信号，进而更加有效提高浸水检测的可靠性。
例如，通过直流电进行浸水检测时，由于水中都有一定的电解质，在水中加直流电压，会让水产生电解，在阴极通过还原水形成氢气，在阳极则通过氧化水形成氧气。所以利用直流电来进行浸水检测时，由于电解过程中，水的含量越来越少，但水中的电解质不变，导致水的电阻越来越小，同时电解速度会越来越快，因此检测到的水的电阻是变化的电阻，所以浸水信号会越来越不稳定，本发明实施例中装置可以有效提高直流浸水检测的可靠性。
在上述实施例的基础上，进一步提出上述实施例的变型。
在本发明实施例中，可选地，所述检测电路包括放大电路、耦合电路和整流电路；所述放大电路分别与所述耦合电路和所述整流电路连接；所述放大电路用于接收所述方波信号，以及在将所述方波信号放大后得到放大信号，并将所述放大信号输出到所述耦合电路和所述整流电路；所述耦合电路用于在所述检测端子组之间的阻值发生变化时，根据所述放大信号产生耦合信号；所述整流电路用于根据所述放大信号和/或所述耦合信号，产生所述浸水判断信号。具体说，所述耦合电路用于在所述检测端子组之间链路的阻值发生变化时，根据所述放大信号产生耦合信号。例如，在所述检测端子组接触到目标容器中液体时，目标容器中液体构成检测端子组之间链路；在所述检测端子组未接触到目标容器中液体时，目标容器中气体构成检测端子组之间链路。
在本发明实施例中，可选地，所述检测电路还包括以下电路中的一种或多种：用于对所述浸水判断信号进行滤波的滤波电路、分压电路、保护电路。
在本发明实施例中，可选地，所述检测端子组包括第一电极和第二电极，在通过所述装置检测目标容器中液体是否达到预设位置时，所述第一电极和所述第二电极不接触。
如图2所示，在本发明实施例中，可选地，所述放大电路由三极管N1构成，所述耦合电路由第一电容C1和所述目标容器中液体的电阻构成，所述整流电路由二极管D1和第三电容C3构成，所述滤波电路由第五电阻R5和第二电容C2构成，所述分压电路包括第一电阻R1和第六电阻R6，所述保护电路由第二电阻R2和第四电阻R4构成；
所述三极管N1的基极构成所述检测电路的输入端口，用于接收所述方波信号，所述三极管N1的集电极分别连接所述第六电阻R6的第一端、所述第一电容C1的第一端和所述二极管D1的正极，所述三极管N1的发射极接地，所述第一电阻R1的第二端用于连接供电电路，所述第一电容C1的第二端连接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一电极；所述第二电极连接所述第四电阻R4的第一端，所述第四电阻R4的第二端接地，所述二极管D1的阴极分别连接所述第三电容C3的第一端、所述第六电阻R6的第一端和所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接所述第二电容C2的第一端，所述第三电容C3的第二端、所述第六电阻R6的第二端和所述第二电容C2的第二端共地连接；所述第五电阻R5的第二端构成所述检测电路的浸水判断信号的输出端口。其中，在所述三极管N1的基极上也可以设置基极电阻R3。
在本发明实施例中，可选地，所述装置还包括控制电路；所述控制电路用于产生所述方波信号，并将所述方波信号输出到所述检测电路，以及从所述检测电路采集浸水判断信号，并根据所述浸水判断信号，检测目标容器中液体是否达到预设位置。
也就是说，如图中所示，电阻R1的第二端连接供电电路的正极，发射极端的地可以是供电电路的负极。“MCU_PWM”接控制电路的信号输出接口，由控制电路产生一定频率的方波。“MCU_AD检测”接控制电路的信号采集接口信号，信号采集接口属于AD接口，用来检测浸水判断信号。
电阻R3是三极管N1的基极电阻。“MCU_PWM”通过电阻R3控制三极管N1。电阻R1是三极管N1的上拉电阻。电阻R2和电阻R4是保护电阻，防止有静电通过探针击穿装置中的其他元器件。电容C1和液体的电阻组成耦合电路，可以使B点的信号变为交流信号。二极管D1和电容C3组成整流电路，把脉冲信号整流成为直流信号。电阻R6和电阻R1用于分压。电阻R5和电容C2组成滤波电路，可以滤除干扰。
在本发明实施例中，可选地，所述控制电路由具有信号输出接口和信号采集接口的单片机构成；所述单片机包括存储单元和处理单元；所述信号输出接口与所述检测电路的输入端口连接，所述信号采集接口与所述检测电路的浸水判断信号的输出端口连接；所述存储单元中存储有浸水检测计算机程序；所述计算机程序被所述处理单元执行时，以实现如下步骤：
控制所述单片机产生所述方波信号；
将所述方波信号输出给所述检测电路；
从所述检测电路采集所述浸水判断信号；
根据所述浸水判断信号，检测所述目标容器中液体是否达到预设位置。
在本发明实施例中，可选地，所述装置还包括提示电路；
所述控制电路还用于在检测到所述目标容器中液体达到预设位置时，触发所述提示电路；所述提示电路用于在所述提示电路触发下，发出提示信号。其中提示电路可以是蜂鸣器、LED、数码管等，例如触发蜂鸣器发出提示声音信号，触发LED发出闪烁信号，触发数码管显示故障代码等，从而提醒目标容器液体已满。
以控制电路为单片机为例，简述本发明实施例中装置的原理。
如图2所示，目标容器上面的2个电极用来检测目标容器中水是否到达一定上限。当水位上升到接触到电极的位置后，由于水的导电，连通2个电极，检测电路检测到水的2个电极之间的电阻发生了变化，认为水已满，发出浸水判断信号给单片机。单片机收到此信号后，发出声光报警信息。
详细地，“MCU_PWM”输出一定频率的方波信号，控制N1导通和关断。这样会在A点形成0V-Vcc的方波信号。其中，方波信号的频率可以根据实际的检测环境或者检测要求来设置。
如图3所示，当没有水时，B、C之间是断开的。A点的方波信号经过二极管D1、电阻R6到地。会在D点被整流成直流信号(即浸水判断信号)。此直流信号再经过电阻R5、电容C2滤波后，由单片机采集。
如图4所示，当有水时，水接触到2个电极后，B、C之间会有一定的电阻(水的电阻都会小于50KΩ)。A点方波信号一部分经过电容C1、电阻R2、水、电阻R4到地。另一部分经过二极管D1、电阻R6到地。信号在D点被整流成直流信号。此直流信号(即浸水判断信号)再经过R5、C2滤波后，由单片机采集。
其中，电容C1是用来实现信号耦合，使加给水的电压(B点)变为正负方波。电容C1的选取与“MCU_PWM”的频率f有关，其容量C由所述方波信号的频率确定：
其中，D点电压信号“VD”经过滤波用于单片机检测，所以D点信号一般不能超过5V。以此来确定电容C3、电阻R6、电阻R1：
如图5所示，可以明显看出，有水时采集到的信号，比没水时采集到的信号要小得多。也就是说，其中，所述根据所述浸水判断信号，检测目标容器中液体是否达到预设位置，可选地包括：
当所述浸水判断信号的数值处于预设的浸水阈值范围内时，判定所述目标容器中液体达到预设位置；或者
当所述浸水判断信号的数值小于预设的浸水阈值时，判定所述目标容器中液体未达到预设位置。
当单片机判定为“浸水状态”时，可以控制蜂鸣器响，或者控制LED闪烁，或者控制数码管显示故障代码，以此来提醒用户水已满。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浸水检测装置，其特征在于，所述装置包括检测电路和检测端子组，所述检测电路与所述检测端子组连接；
所述检测电路用于接收方波信号，将所述方波信号输出到所述检测端子组，并根据所述检测端子组之间的阻值变化，产生浸水判断信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测电路包括放大电路、耦合电路和整流电路；所述放大电路分别与所述耦合电路和所述整流电路连接；
所述放大电路用于接收所述方波信号，以及在将所述方波信号放大后得到放大信号，并将所述放大信号输出到所述耦合电路和所述整流电路；
所述耦合电路用于在所述检测端子组之间的阻值发生变化时，根据所述放大信号产生耦合信号；
所述整流电路用于根据所述放大信号和/或所述耦合信号，产生所述浸水判断信号。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测电路还包括以下电路中的一种或多种：
用于对所述浸水判断信号进行滤波的滤波电路、分压电路、保护电路。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检测端子组包括第一电极和第二电极，在通过所述装置检测目标容器中液体是否达到预设位置时，所述第一电极和所述第二电极不接触。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述放大电路由三极管(N1)构成，所述耦合电路由第一电容(C1)和所述目标容器中液体的电阻构成，所述整流电路由二极管(D1)和第三电容(C3)构成，所述滤波电路由第五电阻(R5)和第二电容(C2)构成，所述分压电路包括第一电阻(R1)和第六电阻(R6)，所述保护电路由第二电阻(R2)和第四电阻(R4)构成；
所述三极管(N1)的基极构成所述检测电路的输入端口，用于接收所述方波信号，所述三极管(N1)的集电极分别连接所述第六电阻(R6)的第一端、所述第一电容(C1)的第一端和所述二极管(D1)的正极，所述三极管(N1)的发射极接地，所述第一电阻(R1)的第二端用于连接供电电路，所述第一电容(C1)的第二端连接所述第二电阻(R2)的第一端，所述第二电阻(R2)的第二端连接所述第一电极；所述第二电极连接所述第四电阻(R4)的第一端，所述第四电阻(R4)的第二端接地，所述二极管(D1)的阴极分别连接所述第三电容(C3)的第一端、所述第六电阻(R6)的第一端和所述第五电阻(R5)的第一端，所述第五电阻(R5)的第二端连接所述第二电容(C2)的第一端，所述第三电容(C3)的第二端、所述第六电阻(R6)的第二端和所述第二电容(C2)的第二端共地连接；所述第五电阻(R5)的第二端构成所述检测电路的浸水判断信号的输出端口。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一电容(C1)的容量由所述方波信号的频率确定。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制电路；所述控制电路用于产生所述方波信号，并将所述方波信号输出到所述检测电路，以及从所述检测电路采集浸水判断信号，并根据所述浸水判断信号，检测所述目标容器中液体是否达到预设位置。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制电路由具有信号输出接口和信号采集接口的单片机构成；所述单片机包括存储单元和处理单元；所述信号输出接口与所述检测电路的输入端口连接，所述信号采集接口与所述检测电路的浸水判断信号的输出端口连接；所述存储单元中存储有浸水检测计算机程序；所述计算机程序被所述处理单元执行时，以实现如下步骤：
控制所述单片机产生所述方波信号；
将所述方波信号输出给所述检测电路；
从所述检测电路采集所述浸水判断信号；
根据所述浸水判断信号，检测所述目标容器中液体是否达到预设位置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述根据所述浸水判断信号，检测目标容器中液体是否达到预设位置，包括：
当所述浸水判断信号的数值处于预设的浸水阈值范围内时，判定所述目标容器中液体达到预设位置；或者
当所述浸水判断信号的数值小于预设的浸水阈值时，判定所述目标容器中液体未达到预设位置。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括提示电路；
所述控制电路还用于在检测到所述目标容器中液体达到预设位置时，触发所述提示电路；
所述提示电路用于在所述提示电路触发下，发出提示信号。
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