CN109099989A - 容器液位检测装置、方法和净水机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种容器液位检测装置、方法和净水机。所述装置包括：第一容值检测板及第二容值检测板，所述第一容值检测板与第二容值检测板相对设置于所述容器的侧壁上，用于检测所述容器侧壁之间的电容值；电容值采集电路，与所述第一容值检测板及第二容值检测板连接，用于接收所述第一容值检测板及第二容值检测板之间的电容值信号，并根据所述电容值信号计算得到所述容器中的液位。采用本装置能够连续测量容器内液位，且消耗的成本低，能够达到较高精度。

Description

容器液位检测装置、方法和净水机

技术领域

本申请涉及液位检测技术领域，特别是涉及一种容器液位检测装置、方法和净水机。

背景技术

在很多领域需要对液位进行测量，尤其是对于内部不可见的容器，想获知容器内部的液位情况比较困难。现有的液位检测方法，一般采用多个液位检测传感器，这一方法只能对某些固定液位(如水箱的高、中、低液位)做监控，故此方法只能知道某些固定的液位，而当液位处于两个液位检测开关中间时，便无法准确获知当前液位。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提供检测精度的容器液位检测装置、方法和净水机。

一种容器液位检测装置，所述装置包括：

第一容值检测板及第二容值检测板，所述第一容值检测板与第二容值检测板相对设置于所述容器的侧壁上，用于检测所述容器侧壁之间的电容值；

电容值采集电路，与所述第一容值检测板及第二容值检测板连接，用于接收所述第一容值检测板及第二容值检测板之间的电容值信号，并根据所述电容值信号计算得到所述容器中的液位。

在其中一个实施例中，所述侧壁包括相对设置的第一内壁及第二内壁，所述第一容值检测板贴附于第一内壁，所述第二容值板贴附于所述第二内壁。

在其中一个实施例中，所述第一容值检测板及第二容值检测板表面均设置有绝缘层。

在其中一个实施例中，所述第一容值检测板及第二容值检测板嵌入容器的侧壁中。

在其中一个实施例中，所述侧壁包括外壁，所述第一容值检测板及第二容值检测板设置于所述外壁上，所述容器位于第一容值检测板及第二容值检测板之间。

在其中一个实施例中，所述第一容值检测板及第二容值检测板分别沿所述容器的深度方向延伸且平行设置。

在其中一个实施例中，所述第一容值检测板及第二容值检测板在延伸方向上的长度与所述容器的深度匹配。

在其中一个实施例中，所述容器包括底部及顶部，所述侧壁位于所述底部与所述顶部之间，所述第一容值检测板及第二容值检测板分别从所述容器的底部延伸至所述容器的顶部。

在其中一个实施例中，所述装置还包括第三容值检测板及第四容值检测板，所述第三容值检测板及第四容值检测板相对且间隔设置，所述第三容值检测板及第四容值检测板均与所述第一容值检测板及第二容值检测板间隔设置。

一种应用上述液位检测装置检测容器液位的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一容值检测板及第二容值检测板获取第一容值检测板及第二容值实时检测板之间的电容值；

根据所述电容值、容器体积和液体介电常数，得到所述容器中液体的液位值。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

判断所述电容值是否大于预设最高液位电容值；

当所述电容值大于所述预设最高液位电容值时，输出警示信息。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获取注入开始信号，根据所述注入开始信号控制液体输入装置开始向容器内部注入液体；

当所述液体到达容器内的预设水位时，控制液体输入装置停止向容器内部注入液体；

获取所述预设水位对应的电容值进行存储，作为所述为最高液位电容值。

一种净水机，包括上述容器液位检测装置。

容器液位检测装置、方法和净水机，通过容值检测板检测液体的容值，能够连续测量容器内液体的液位；通过计算液位值的改变，可以精确控制容器内部液体的输入量和输出量；本发明实施例中容器液位检测装置通过设置容值检测板和简单的容值采集电路就能实现连续液位的检测，所消耗的成本低，且能够达到较高精度。

附图说明

图1为一个实施例中容器液位检测装置结构示意图；

图2为一个实施例中容器液位检测装置的截面图；

图3为另一个实施例中容器液位检测装置的截面图；

图4为另一个实施例中容器液位检测装置的截面图；

图5为一个实施例中容器液位检测装置的俯视图；

图6为一个实施例中容器液位检测方法的流程示意图；

图7为一个实施例中设置最高液位值的步骤的流程示意图；

图8为一个实施例中出水量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种容器液位检测装置10，包括第一容值检测板101、第二容值检测板102和容值采集电路103。第一容值检测板101与第二容值检测板102相对设置于所述容器11的侧壁上，用于检测所述容器侧壁之间的电容值。电容值采集电路103，与所述第一容值检测板101及第二容值检测板102连接，用于接收所述第一容值检测板101及第二容值检测板102之间的电容值信号，并根据所述电容值信号计算得到所述容器中的液位。其中，电容值信号越大，液位值越大。

在一个实施例中，容器液位检测装置10，当两容值检测板之间的液体的容量改变时，导致两容值检测板之间电容值改变，检测到的电容值可以为两容值检测板之间的电容。在液位的检测过程中，首先，当容器内无液体时，两容值检测板之间为空气，此时初始电容值是固定的，其次，当液位逐步上升时，此时电容值随液位的变化而变化，通过液位检测装置实时获取两容值检测板之间的电容值，继而转换为电容值信号，再由处理器中预存的算法进行处理，从而得到容器内的液位值。例如，某种液体的电容值C与液位值H的关系式为H＝F(C)，当检测到电容值为C1时，即可得到液位值H1。

第一容值检测板101及第二容值检测板102的具体设置位置可以根据容器的形状进行选择。第一容值检测板101与第二容值检测板102相对且间隔设置，构成一个电容器结构。例如，当容器为立方形结构式，第一容值检测板101及第二容值检测板102可设置于容器相对的两个侧壁上；当容器为圆柱形时，第一容值检测板101及第二容值检测板102可沿直径方向相对设置。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述侧壁包括相对设置的第一侧壁111内壁及第二侧壁112内壁，所述第一容值检测板101贴附于第一侧壁111内壁，所述第二容值板102贴附于所述第二侧壁112内壁。容器11的侧壁包括内壁和外壁，内壁与容器中的液体直接接触。因此，第一容值检测板101和第二容值检测板102可直接贴附于相对的第一侧壁111内壁和第二侧壁112内壁上。较佳的，为了与容器中的液体电绝缘，第一容值检测板及第二容值检测板表面均设置有绝缘层。其中，容值检测板可以为金属板。

可以理解，第一容值检测板101及第二容值检测板102还可设置于内壁与外壁之间，如图3所示，即，第一容值检测板101及第二容值检测板102嵌入容器的侧壁中。具体的，第一容值检测板101嵌入第一侧壁111的内壁和外壁之间，第二容值检测板102嵌入第二侧壁112的内壁和外壁之间，在保证第一容值检测板101和第二容值检测板102与液体绝缘的同时，也能够减少外部环境对第一容值检测板101和第二容值检测板102的影响。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述侧壁包括相对设置的第一侧壁111外壁及第二侧壁112外壁，所述第一容值检测板101贴附于所述第一侧壁111外壁，及第二容值检测板102贴附于所述第二侧壁112外壁，所述容器11位于第一容值检测板及第二容值检测板之间。容器11的侧壁包括内壁和外壁，内壁与容器中的液体直接接触。其中，容值检测板安装在容器外壁时需保证容器壁不能太厚，容器壁的厚度小于容值检测板的感测范围，以使容值检测板能够检测到容器内液体的电容值改变为宜。

在其中一个实施例中，所述第一容值检测板及第二容值检测板分别沿所述容器的深度方向延伸且平行设置。优选的，所述第一容值检测板及第二容值检测板在延伸方向上的长度与所述容器的深度匹配。另外，所述容器包括底部及顶部，所述侧壁位于所述底部与所述顶部之间，所述第一容值检测板及第二容值检测板可分别从所述容器的底部延伸至所述容器的顶部。

在其中一个实施例中，如图5所示，所述液位检测装置还包括第三容值检测板103及第四容值检测板104，所述第三容值检测板103及第四容值检测板104相对且间隔设置，所述第三容值检测板103及第四容值检测板104均与所述第一容值检测板101及第二容值检测板102间隔设置。通过两对容值检测板进行液位检测时，即使容器11内液位存在波动，通过两对容值检测板测量的液位并取平均值，能够更加准确的计算容器内液位。本发明实施例还可以根据检测精度的需要设置多对容值检测板来进行液位的检测，每对容值检测板均相对且间隔设置，例如，对于圆柱形容器，共设置三对容值检测板，第一对容值检测板a、b，第二对容值检测板c、d，第三对容值检测板e、f，则容值检测板围绕容器侧壁依次设置的排列方式为a、f、c、b、e、d。

在其中一个实施例中，一种容器液位检测装置10还包括：显示模块104，与所述容值采集电路连接，显示所述液位值。其中，显示模块104可为LED显示屏、CRT显示屏以及LCD显示屏中的任意一种。

在其中一个实施例中，一种容器液位检测装置10还包括：控制模块(图未示)，与所述容值采集电路连接，根据所述液位值控制容器内液体的输入量或输出量。其中，容器的容量有限，会存在最高液位值，当检测到容器内液位达到最高液位值时，控制模块停止液体的输入，或者控制模块根据当前液位值和最高液位值控制液体的输入量。容器内的液体也是有限的，即需要根据容器内当前的液位值控制液体的输出量，即输出量小于或等于容器内液体的液位值。

在其中一个实施例中，一种容器液位检测装置10还包括：设置模块(图未示)，与所述容值采集电路连接，用于设置最高液位值。

其中，在存储容器内的最高液位值时，是通过容值的方式进行存储。因此在容器内部更换液体时，最高液位值对应的容值会改变，用户可以根据需要改变存储的容值来设置最高液位值。例如，当容器内部为液体A时，容值为5微法对应液位值10升，当容器内部为液体B时，容值为5微法对应液位值8升，此时容器内还可以多装2升液体B，因此可以设置液体B达到10升时设置为最高液位，此时对应的容值为6.25微法，将6.25微法的容值作为最高液位进行存储。当然，在本实施例中，各种液体的最高液位值可以相同也可以不同，比如，液体B设置最高液位值9升，此时设置模块存储容值5.625微法。通过此技术方案，能够根据容器内部液体的不同而相应设置不同的最高液位值。

其中，在设置模块未设置最高液位值时，默认容器内所能存储的最大的水的液位值为最高液位值，此时采用最高液位值对应的容值进行存储。

在一个实施例中，设置模块包括：设置开始按钮，用于获取设置开始信号，并控制液体输入装置开始向容器内部注入液体；设置结束按钮，用户获取设置结束信号，并控制液体输入装置结束向容器内部注入液体，同时获取当前液位值对应的容值进行存储，其中，当前液位值即为最高液位值。

其中，当按下设置开始按钮，则向容器内部注入液体，当容器内部液位值达到用户需要设置的最高液位值时，按下设置结束按钮，则当前液位值保存为最高液位值，同时存储最高液位值对应的容值。其中，设置开始按钮和设置结束按钮可以通过按键形式实现或者通过触屏方式实现。

其中，在设置最高液位值时，可以根据不同的账户设置不同的最高液位值。通过建立一个新账户，在该新账户下进行最高液位值的设置，例如，建立一个苹果汁的新账户，在苹果汁的新账户设置最高液位值10升，此时设置模块存储容值C1，如再建立一个芒果汁的新账户，则在芒果汁的新账户下设置最高液位值10升，此时设置模块存储容值C2。

上述容器液位检测装置，通过容值检测板检测液体的容值，能够连续测量容器内液体的液位。本发明实施例中容器液位检测装置通过设置容值检测板和简单的容值采集电路就能实现连续液位的检测，所消耗的成本低，且能够达到较高精度。

在一个实施例中，基于上述容器液位检测装置，如图6所示，提供了一种容器液位检测方法，包括以下步骤：

S210，通过第一容值检测板及第二容值检测板获取第一容值检测板及第二容值实时检测板之间的电容值。

S220，根据所述电容值、容器体积和液体介电常数，得到所述容器中液体的液位值。

其中，电容值信号越大，液位值越大。在一个实施例中，当两容值检测板之间的液体的容量改变时，导致两容值检测板之间容值改变，容值也可以描述为两容值检测板之间的电容。在液位的检测过程中，首先，当容器内无液体时，两容值检测板之间为空气，此时初始容值是固定的，其次，当液位逐步上升时，此时容值随液位的变化而变化，通过容器液位检测装置实时获取两容值检测板之间的容值，继而转换为电容值信号，再由处理器中预存的算法进行处理，从而得到容器内的液位值。例如，某种液体的容值C与液位值H的关系式为H＝F(C)，当检测到容值为C1时，即可得到液位值H1，其中，F是关于容值、容器体积和液体介电常数的函数。

在其中一个实施例中，一种容器液位检测方法，还包括步骤：判断所述电容值是否大于预设最高液位电容值；当所述电容值大于所述预设最高液位电容值时，输出警示信息。

其中，容器的容量有限，会存在最高液位值，当检测到容器内液位达到最高液位值时，根据警示信息控制模块停止液体的输入，或者控制模块根据当前液位值和最高液位值控制液体的输入量。容器内的液体也是有限的，即需要根据容器内当前的液位值控制液体的输出量，即输出量小于或等于容器内液体的液位值。

在其中一个实施例中，如图7所示，一种容器液位检测方法，还包括步骤：

S310，获取注入开始信号，根据所述注入开始信号控制液体输入装置开始向容器内部注入液体。

S320，当所述液体到达容器内的预设水位时，控制液体输入装置停止向容器内部注入液体。

S330，获取所述预设水位对应的电容值进行存储，作为所述为最高液位电容值。

其中，在存储容器内的最高液位值时，是通过容值的方式进行存储。因此在容器内部更换液体时，最高液位值对应的容值会改变，用户可以根据需要改变存储的容值来设置最高液位值。例如，当容器内部为液体A时，容值为5微法对应液位值10升，当容器内部为液体B时，容值为5微法对应液位值8升，此时容器内还可以多装2升液体B，因此可以设置液体B达到10升时设置为最高液位，此时对应的容值为6.25微法，将6.25微法的容值作为最高液位进行存储。当然，在本实施例中，各种液体的最高液位值可以相同也可以不同，比如，液体B设置最高液位值9升，此时设置模块存储容值5.625微法。通过此技术方案，能够根据容器内部液体的不同而相应设置不同的最高液位值。

其中，在设置模块未设置最高液位值时，默认容器内所能存储的最大的水的液位值为最高液位值，此时采用最高液位值对应的容值进行存储。

其中，在设置最高液位值时，可以建立一个新账户，在该新用户下进行最高液位值的设置，例如，建立一个苹果汁的新账户，在苹果汁的新账户设置最高液位值10升，此时设置模块存储容值C1，如再建立一个芒果汁的新账户，则在芒果汁的新用户下设置最高液位值10升，此时设置模块存储容值C2。

关于容器液位检测方法的具体限定可以参见上文中对于容器液位检测装置的限定，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，一种净水机，包括上述容器液位检测装置。

在其中一个实施例中，一种净水机控制出水量的方法，包括：获取用户取水指令；其中，取水指令包括取水量；根据所述取水指令，获取净水机水箱内第一液位值；判断第一液位值是否大于所述取水量；若第一液位值大于取水量，则净水机出水；判断第一液位值与当前液位值之差是否等于取水量；若第一液位值与当前液位值之差等于取水量，则净水机停止出水；其中，所述第一液位值和所述当前液位值通过上述的容器液位检测装置进行检测。

在一个具体实施例中，如图8所示，净水机控制出水量的方法包括：

S410，获取用户取水指令。

其中，取水指令包括取水量。

S420，获取净水机水箱内第一液位值。

S430，判断第一液位值与取水量的大小。如果第一液位值大于取水量，则进入步骤S450；如果第一液位值小于或等于取水量，则进入步骤S440。

S440，净水机开始制水，进入步骤S420。

S450，净水机停止制水。

S460，净水机出水。

S470，获取净水机水箱内当前液位值。

其中，当前液位值可以通过容器液位检测装置进行获取。

S480，判断出水量与取水量的大小。如果出水量大于或等于取水量，则结束出水；如果出水量小于取水量，则回到步骤S470。

其中，出水量可以通过第一液位值减去当前液位值计算得到。

本实施例中所述净水机，根据用户输入的取水量，利用检测容值的方式检测的液位值变化，能够精确控制出水量，且消耗的成本低。

应该理解的是，虽然图6-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6-8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种液位检测装置，用于对容器中液体的液位进行检测，其特征在于，所述装置包括：

第一容值检测板及第二容值检测板，所述第一容值检测板与第二容值检测板相对设置于所述容器的侧壁上，用于检测所述容器侧壁之间的电容值；

电容值采集电路，与所述第一容值检测板及第二容值检测板连接，用于接收所述第一容值检测板及第二容值检测板之间的电容值信号，并根据所述电容值信号计算得到所述容器中的液位。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧壁包括相对设置的第一内壁及第二内壁，所述第一容值检测板贴附于第一内壁，所述第二容值板贴附于所述第二内壁。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一容值检测板及第二容值检测板表面均设置有绝缘层。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一容值检测板及第二容值检测板嵌入容器的侧壁中。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧壁包括外壁，所述第一容值检测板及第二容值检测板设置于所述外壁上，所述容器位于第一容值检测板及第二容值检测板之间。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一容值检测板及第二容值检测板分别沿所述容器的深度方向延伸且平行设置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一容值检测板及第二容值检测板在延伸方向上的长度与所述容器的深度匹配。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述容器包括底部及顶部，所述侧壁位于所述底部与所述顶部之间，所述第一容值检测板及第二容值检测板分别从所述容器的底部延伸至所述容器的顶部。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三容值检测板及第四容值检测板，所述第三容值检测板及第四容值检测板相对且间隔设置，所述第三容值检测板及第四容值检测板均与所述第一容值检测板及第二容值检测板间隔设置。

10.一种应用权利要求1-9任意一项所述的液位检测装置检测容器液位的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一容值检测板及第二容值检测板获取第一容值检测板及第二容值实时检测板之间的电容值；

根据所述电容值、容器体积和液体介电常数，得到所述容器中液体的液位值。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述电容值是否大于预设最高液位电容值；

当所述电容值大于所述预设最高液位电容值时，输出警示信息。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取注入开始信号，根据所述注入开始信号控制液体输入装置开始向容器内部注入液体；

当所述液体到达容器内的预设水位时，控制液体输入装置停止向容器内部注入液体；

获取所述预设水位对应的电容值进行存储，作为所述预设最高液位电容值。

13.一种净水机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的容器液位检测装置。

14.一种净水机控制出水量的方法，其特征在于，包括：

获取用户取水指令；其中，取水指令包括取水量；

根据所述取水指令，获取净水机水箱内第一液位值；

判断第一液位值是否大于所述取水量；

若第一液位值大于取水量，则净水机出水；

判断第一液位值与当前液位值之差是否等于取水量；

若第一液位值与当前液位值之差等于取水量，则净水机停止出水；

其中，所述第一液位值和所述当前液位值通过权利要求1-9任一项所述的容器液位检测装置进行检测。