CN109709166B - 一种洗碗机洁净度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洗碗机洁净度检测方法，其包括以下步骤：洗碗机的出水端有水流经过时，电容检测电路读取安装在出水端的第一检测装置的检测信号；电容检测电路将读取到的检测信号发送给运算放大器；运算放大器将检测信号放大以后，发送给单片机；单片机依据检测信号计算第一检测装置的电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr；单片机依据电阻检测电路检测第一检测装置的电极A和电极B之间的电阻R并计算电极A和电极B之间介质的电导率K；根据相对介电常数εr和电导率判断洗碗机出水端的水体是否为洁净水体。本发明成本低、不易受污染而影响检测精度，适用于所有洗碗机。

Description

一种洗碗机洁净度检测方法
技术领域
本发明涉及洗碗机领域，尤其是涉及一种洗碗机洁净度检测方法。
背景技术
洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟、刀、叉等餐具的设备。清洗过程中，准确判断餐具是否冲洗干净能够节省水电，节省时间。现有的方案一般是通过液体浊度检测器检测冲洗水的浊度，浊度检测器采用接收反射到检测器的散射光来检测液体中的颗粒物，但是这种方法光源和检测器很难做到一致性，需要标定，且镜头受污染后，检测结果也会受到影响，同时环境温度不同会影响光源的发射和接收，从而影响测量精度，存在生产难度大、成本高、使用受局限等缺陷。
纯净水的电导率非常低，因此现有技术中有公开通过检测水质的电导率来判断洗碗机冲洗水是否已经达到洁净标准。但是电导率低的水，并不一定是纯净水，因为很多物质的电导率非常低，例如灰岩的电导率比纯净水的电导率要小上千万倍，假设水中有电导率很低的物质，测出电导率还是很低，所以电导率小的水并不能说明就是纯净水。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的检测洗碗机洁净度的方案成本高、易受污染、精度低的技术问题，提供一种成本低、不易受污染而影响检测精度的洗碗机洁净度检测方法。
本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种洗碗机洁净度检测方法，包括以下步骤：
S01、洗碗机的出水端有水流经过时，电容检测电路读取安装在出水端的第一检测装置的检测信号；
S02、电容检测电路将读取到的检测信号发送给运算放大器；
S03、运算放大器将检测信号放大以后，发送给单片机；
S04、单片机依据检测信号计算第一检测装置的电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr；
S05、单片机依据电阻检测电路检测第一检测装置的电极A和电极B之间的电阻R并计算电极A和电极B之间介质的电导率K；
S06、根据相对介电常数εr和电导率判断洗碗机出水端的水体是否为洁净水体。
如果洗碗机出水端的水体为非洁净水体，则洗碗机继续进行冲洗，直至洗碗机出水端水体为洁净水体。
水中的杂质的相对介电常数比水的相对介电常数要小几倍甚至几十倍，所以水中杂质越多，水的相对介电常数越小，那么根据这一原理，只要测量出水的对介电常数，就可以判断出水的浊度。本方案通过检测出水端的水体相对介电常数来判断冲洗是否结束，结构简单且不存在受污染而影响精度的问题。因为物质的相对介电常数(介电常数是衡量物质存储电荷的能力)与电导率(电导率是物质导电能力)无关，某些溶液的介电常数与纯净水的介电常数非常接近，例如实际测量纯净水相对介电常数为80，饱和溶液的盐水相对介电常数为81，所以假设水中溶入电导率高的物质(如NaCl)可能会影响本发明的测量结果准确度，所以只检测相对介电常数只能检测水的浊度，并不能判断水的洁净度。如果出水端的水流是介电常数与水相等或相近的溶液，检测结果会出错。而本方案通过检测电导率，可以排除水流为溶液的情况，进一步提高检测结果的准确度。
作为优选，所述步骤S05中，电导率计算公式为
Figure BDA0001895272860000021
式中d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积。
作为优选，步骤S04具体为：
S041、获取电极A和电极B之间的电容值C；
S042、通过公式
Figure BDA0001895272860000031
计算得到电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr，式中k为静电力常量，d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积。
悬浮物的介电常数比水的介电常数要小几倍甚至几十倍，所以悬浮物越多，介电常数越小，其电容C也会发生改变，由此可以得知两极板之间的电容C，跟水的浊度成反比，也就是两极板之间的水的浊度越大，两极板之间的电容C越小。
作为优选，所述步骤S06具体为：如果电导率K大于500μS/m，则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体；如果电导率K小于500μS/m，则按照公式
Figure BDA0001895272860000032
计算综合指数E，如果综合指数E大于或等于1则判定洗碗机出水端的水体为洁净水体，如果综合指数E小于1则判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体。
综合指数E结合了电导率和相对介电常数，可以准确判断水体的洁净度。
作为优选，步骤S04还包括以下步骤：
S043、通过设置在洗碗机进水端的第二检测装置检测进水端水体的相对介电常数εr0；
步骤S06中，如果εr与εr0的差值大于1％则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体。
通过进水的相对介电常数检测可以进一步提高判断结果的准确性。
第一检测装置和第二检测装置都包括一个塑料外壳，电极A和电极B嵌装在塑料外壳上，电极A和电极B都为平板电极且相对平行设置，电极A和电极B通过导线连接到电容检测电路和电阻检测电路。电容检测电路通过运算放大器连接到单片机，电阻检测电路直接连接到单片机。为提高准确性，检测装置上还设置有温度传感器，温度传感器将温度信号发送到单片机，用于对检测结果进行修正。
本发明带来的实质性效果是，可以准确检测洗碗机出水端水流的洁净度，在确保冲洗干净的前提下节省水源和电能，节约工作时间，不易受污染，成本低，不会被高电导率溶液影响检测结果。
附图说明
图1是本发明的一种第一检测装置结构示意图；
图2是本发明的一种部分电路框图；
图中：1、电极A；2、电极B；3、温度传感器；4、塑料外壳；5、螺纹；6、安装螺母；7、导线；8、第一检测装置；9、电容检测电路；10、电阻检测电路；11、运算放大器；12、单片机；13、温度检测电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：一种洗碗机洁净度检测方法，包括以下步骤：
S01、洗碗机的出水端有水流经过时，电容检测电路9读取安装在出水端的第一检测装置8的检测信号；
S02、电容检测电路9将读取到的检测信号发送给运算放大器11；
S03、运算放大器将检测信号放大以后，发送给单片机12；
S04、单片机依据检测信号计算第一检测装置的电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr；
S05、单片机依据电阻检测电路10检测第一检测装置的电极A和电极B之间的电阻R并计算电极A和电极B之间介质的电导率K；
S06、根据相对介电常数εr和电导率判断洗碗机出水端的水体是否为洁净水体。
如果洗碗机出水端的水体为非洁净水体，则洗碗机继续进行冲洗，直至洗碗机出水端的水体是为洁净水体。
图2所示为第一检测装置与单片机之间的电路框图。
水中的杂质的相对介电常数比水的相对介电常数要小几倍甚至几十倍，所以水中杂质越多，水的相对介电常数越小，那么根据这一原理，只要测量出水的对介电常数，就可以判断出水的浊度。本方案通过检测出水端的水体相对介电常数来判断冲洗是否结束，结构简单且不存在受污染而影响精度的问题。因为物质的相对介电常数(介电常数是衡量物质存储电荷的能力)与电导率(电导率是物质导电能力)无关，某些溶液的介电常数与纯净水的介电常数非常接近，例如实际测量纯净水相对介电常数为80，饱和溶液的盐水相对介电常数为81，所以假设水中溶入电导率高的物质(如NaCl)可能会影响本发明的测量结果准确度，所以只检测相对介电常数只能检测水的浊度，并不能判断水的洁净度。如果出水端的水流是介电常数与水相等或相近的溶液，检测结果会出错。而本方案通过检测电导率，可以排除水流为溶液的情况，进一步提高检测结果的准确度。
步骤S05中，电导率计算公式为
Figure BDA0001895272860000051
式中d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积。
步骤S04具体为：
S041、获取电极A和电极B之间的电容值C；
S042、通过公式
Figure BDA0001895272860000052
计算得到电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr，式中k为静电力常量，d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积；
S043、通过设置在洗碗机进水端的第二检测装置检测进水端水体的相对介电常数εr0。
悬浮物的介电常数比水的介电常数要小几倍甚至几十倍，所以悬浮物越多，介电常数越小，其电容C也会发生改变，由此可以得知两极板之间的电容C，跟水的浊度成反比，也就是两极板之间的水的浊度越大，两极板之间的电容C越小。
所述步骤S06具体为：如果电导率K大于500μS/m，则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体；如果εr与εr0的差值大于1％则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体；如果电导率K小于500μS/m，则按照公式
Figure BDA0001895272860000061
计算综合指数E，如果综合指数E大于或等于1则判定洗碗机出水端的水体为洁净水体，如果综合指数E小于1则判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体。
综合指数E结合了电导率和相对介电常数，可以准确判断水体的洁净度。
如图1所示，第一检测装置都包括一个塑料外壳，电极A和电极B嵌装在塑料外壳上，电极A和电极B都为平板电极且相对平行设置，电极A和电极B通过导线连接到电容检测电路和电阻检测电路。电容检测电路通过运算放大器连接到单片机，电阻检测电路直接连接到单片机。为提高准确性，第一检测装置上还设置有温度传感器，温度传感器通过温度检测电路13将温度信号发送到单片机，用于对检测结果进行修正。第二检测装置结构与第一检测装置相同，同样连接到单片机。电容检测电路可以采用LC震荡回路频率法或RC电路时间常数法检测电容值。电阻检测电路可以采用电压电阻法检测电阻值。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了洁净度、相对介电常数、电导率等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (2)

1.一种洗碗机洁净度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、洗碗机的出水端有水流经过时，电容检测电路读取安装在出水端的第一检测装置的检测信号；
S02、电容检测电路将读取到的检测信号发送给运算放大器；
S03、运算放大器将检测信号放大以后，发送给单片机；
S04、单片机依据检测信号计算第一检测装置的电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr；
S05、单片机依据电阻检测电路检测第一检测装置的电极A和电极B之间的电阻R并计算电极A和电极B之间介质的电导率K；
S06、根据相对介电常数εr和电导率判断洗碗机出水端的水体是否为洁净水体；
所述步骤S05中，电导率计算公式为
Figure FDA0002992774350000011
式中d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积；
步骤S04具体为：
S041、获取电极A和电极B之间的电容值C；
S042、通过公式
Figure FDA0002992774350000012
计算得到电极A和电极B之间的介质的相对介电常数εr，式中k为静电力常量，d为电极A和电极B之间的距离，S为电极A和电极B的正对面积；
所述步骤S06具体为：如果电导率K大于500μS/m，则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体；如果电导率K小于500μS/m，则按照公式
Figure FDA0002992774350000013
计算综合指数E，如果综合指数E大于或等于1则判定洗碗机出水端的水体为洁净水体，如果综合指数E小于1则判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体。
2.根据权利要求1所述的一种洗碗机洁净度检测方法，其特征在于，步骤S04还包括以下步骤：
S043、通过设置在洗碗机进水端的第二检测装置检测进水端水体的相对介电常数εr0；
步骤S06中，如果εr与εr0的差值大于1％则直接判定洗碗机出水端的水体为非洁净水体。
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