CN109141577A - 水位检测装置、检测方法和干衣机 - Google Patents

水位检测装置、检测方法和干衣机 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种水位检测装置和检测方法，以及具有该水位检测装置的干衣机。水位检测装置包括设置在水箱底部的极板，极板与地面之间绝缘，水箱内壁设置导电板，导电板一端与极板连接，一端连延伸到水箱顶部，并在水箱顶部与处理模块通过导电部连通。该装置将水箱改造为电容，占用空间体积小，且能检测水位的具体的量，在对具体的水位值进行操作时结构无需发生变化，且检测结果更精确，同时避免了使用探针及压力传感器等器件，降低了成本。

Description

水位检测装置、检测方法和干衣机
技术领域
本发明涉及水位检测领域，尤其涉及一种水位检测装置，检测方法和干衣机。
背景技术
干衣机将衣物析出的水分经收集到冷凝水盒中，冷凝水盒在水满后发出提示由人工倒出或排出。目前检测冷凝水盒内的液位高度通过设置浮子配件，当水满了以后浮子被顶起从而触发电路。
然而，这种水位检测方式占用空间，且长期使用后存在机械故障、部件腐蚀导致的水位高度检测不精准的问题；此外，在水中插入探针、通过电子压力传感器等测量水位的方法通过也会面临测量不准以及成本较高的问题，且对于抽拉式的冷凝水盒结构需要重新设计。
发明内容
为解决现有技术中检测水位占空间和测量不准的问题，本发明的目的在于提供一种水位检测装置和检测方法，并进一步提供一种具有该水位检测装置的干衣机。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施例提供了一种水位检测装置，所述水位检测装置连接在水箱上，所述水位检测装置包括设置在水箱底部的极板，所述极板与地面之间绝缘，所述水箱内壁的侧面设置导电板，所述导电板一端与所述极板连接，一端连延伸到所述水箱顶部，并在所述水箱顶部与处理模块通过导电部连通。
作为本发明一实施例的进一步改进，当所述水箱、所述极板和所述导电板一体成型时，所述水箱与地面之间绝缘。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施例提供了一种检测方法，所述加工方法包括步骤：
步骤一，在水箱未放水时，先对极板完全放电，再对其充电，检测导电部的电容Cp，检测完成后再次完全放电；
步骤二，水箱内放水后，对极板充电，检测放水后导电部的电容Ct，所述电容Ct包括电容Cp，以及水对极板的电容Cf，其中电容Cp与电容Cf相串联；
步骤三，处理模块将电容Ct与电容Cp做差值计算，换算出当前水位高度h。
作为本发明一实施例的进一步改进，在步骤三中，根据如下公式来测量水位：
具体地，即
即
其中，ε1表示极板到地面之间的空气介电常数，ε2表示水的介电常数，S为水箱对地的表面积，d为极板对地距离，所述处理模块事先记录ε1、ε2和S的值。
作为本发明一实施例的进一步改进，在步骤三后还包括：步骤四，处理模块内记录预设高度hmax，将测量的高度h与预设高度hmax做对比，当h等于或大于hmax时，处理模块发出提示。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施例提供了一种干衣机，所述干衣机包括上述的水位检测装置，所述干衣机的冷凝水盒设置为所述水箱。
作为本发明一实施例的进一步改进，所述导电部设置为弹簧。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该装置将水箱改造为电容，占用空间体积小，且能检测水位的具体的量，在对具体的水位值进行操作时结构无需发生变化，且检测结果更精确，同时避免了使用探针及压力传感器等器件，降低了成本。
附图说明
图1是本发明一实施例水位检测装置的结构示意图；
图2是本发明一实施用于水位检测装置的检测方法的流程示意图。
其中，1、水箱；11、极板；12、导电板；2、导电部；3、处理模块。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施例提供一种水位检测装置，将水箱1改造为电容，通过检测水箱1底部到地之间的寄生电容，以及水到水箱1底部之间的静电电容，判断当前的水位，具有结构简单，检测结果准确的特点。下面结合附图1～2所示的一种水位检测装置的具体实施例，对本发明的技术方案进行介绍，本发明的保护范围不以此为限，在本实施方式中所提及的各项改进可适应性地应用于其他水位检测装置中。
具体参图1，本发明一实施例提供一种水位检测装置，所述水位检测装置连接在水箱1上，在水箱1底部设置极板11，水箱1内壁侧面设置导电板12，生产时可通过组装的方式在极板11和导电板12固定在对应位置，也可将极板11和导电板12一体成型在水箱1上，即水箱1本体作为一个导体，水箱1的底部则作为电容的一个极板11，水箱1的侧壁作为导电板12。
导电板12设置为一般的导电体，如铁板，连通极板11和导电部2，侧面与水相接触。
所述极板11与地面之间绝缘，所述导电板12一端与所述极板11连接，一端连延伸到所述水箱1顶部，并在所述水箱1顶部与处理模块3通过导电部2连通；则极板11与地面之间构成了电容，将导线板作为引线将极板11与地面之间的电容值导出方便测量，通过处理模块3对极板11与地面之间的电容进行充放电，判断电容的值，再进行计算得到水位高度。
进一步地，当所述水箱1、所述极板11和所述导电板12一体成型时，所述水箱1与地面之间绝缘；即将水箱1作为一个整体与地面之间相互绝缘，构成电容。
参照图2，本实施例还提供一种水位检测装置的检测方法，包括如下步骤：
步骤一，为了避免不同的装置摆放高度的变化，以及水箱1周围环境温度湿度变化的影响，每次水位之前，先对空水箱1的电容值进行检测，即在水箱1未放水时，先对极板11完全放电，再对其充电，检测导电部2上的电容Cp，检测完成后再次完全放电，此时电容Cp为极板11与地面之前其他导体之间存在的寄生电容；
步骤二，对冷水的电容进行检测，水箱1内放水后，对极板11充电，检测放水后的导电部2的电容Ct，此时电容Ct包括电容Cp，以及水与极板11之间的电容Cf，其中电容Cp与电容Cf相串联，即Cf＝Cp+Cf；
步骤三，处理模块3将Ct与Cp做差值计算，换算出当前水位高度h。
进一步地，在步骤三中，根据如下公式来测量水位：
根据两个平行极板11之间的电容公式：
得到：
即
从而推导出
其中，ε1表示极板11到地面之间的空气介电常数，ε2表示水的介电常数，S为极板11对地的表面积，d为极板11对地距离，所述处理模块3事先记录ε1、ε2和S的值。
也就是说，无需检测水箱1的具体高度d，通过测量寄生电容Cp和总的电容Cp的值，即可计算出当前的水位的高度。
进一步地，在步骤三后还包括：
步骤四，处理模块3内记录预设高度hmax，将测量的高度h与预设高度hmax做对比，当h等于或大于hmax时，处理模块3发出提示。
其中，为了避免一定程度的误差的影响，hmax的值较水箱1实际的高度低一些，当水位达到一定高度时，处理模块3可控制蜂鸣器或灯发出提示人工倒水，或者当水箱1上的设置有排水机构时，处理模块3控制排水机构放水。
进一步地，本申请一实施例还包括一种干衣机，所述干衣机具有上述的水位检测装置，所述干衣机的冷凝水盒设置为所述水箱1。
进一步地，所述导电部2设置为弹簧。设置弹簧的目的，是为了不影响冷凝水盒的取出，以及方便方便冷凝水盒放回时弹簧作为导体与水箱1的导电板12相接触。
额外地，在设置ε1和ε2时，按着冷凝水盒在干衣机中的实际情况来测量，对ε1的值按实际值进行校准，ε2的值设置为衣物中析出的冷凝水的值校准。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)该装置将水箱1改造为电容，占用空间体积小，无需再装置上添加探针及压力传感器等附件，成本低；
(2)能检测水位的具体的量，在对具体的水位值进行操作时结构无需发生变化，通过调整设定的hmax的值，控制水箱1内的最高水位的值，避免了分段检测只能在有限的数值内调整，实现了无极可调；
(3)将水位检测装置应用在干衣机中，缩小了干衣机内检测水位的空间，同时将导电部2改为弹簧，方便了冷凝水盒的拿取。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水位检测装置，所述水位检测装置连接在水箱上，其特征在于，所述水位检测装置包括设置在所述水箱底部的极板，所述极板与地面之间绝缘，所述水箱内壁设置导电板，所述导电板一端与所述极板连接，一端连延伸到所述水箱顶部，并在所述水箱顶部与处理模块通过导电部连通。
2.根据权利要求1所述的一种水位检测装置，其特征在于，当所述水箱、所述极板和所述导电板一体成型时，所述水箱与地面之间绝缘。
3.一种应用如权利要求1～2任一项所述的水位检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在所述水箱未放水时，先对所述极板完全放电，再对其充电，检测导电部上的电容Cp，检测完成后再次完全放电；
步骤二，水箱内放水后，对所述极板充电，检测放水后的所述导电部的电容Ct，所述电容Ct包括所述电容Cp，以及水对所述极板的电容Cf，其中所述电容Cp与所述电容Cf相串联；
步骤三，所述处理模块将所述电容Ct与所述电容Cp做差值计算，换算出当前水位高度h。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在步骤三中，根据如下公式来测量水位：
具体地，即
即
其中，ε1表示所述极板到地面之间的空气介电常数，ε2表示水的介电常数，S为所述极板对地的表面积，d为所述极板对地距离，所述处理模块事先记录ε1、ε2和S的值。
5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在步骤三后还包括：
步骤四，所述处理模块内记录预设高度hmax，将测量的高度h与预设高度hmax做对比，当h等于或大于hmax时，所述处理模块发出提示。
6.一种干衣机，其特征在于，所述干衣机包括权利要求1～2任一项所述的水位检测装置，所述干衣机的冷凝水盒设置为所述水箱。
7.根据权利要求6所述的一种干衣机，其特征在于，所述导电部设置为弹簧。
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