CN110353589A - 一种液位检测装置、检测方法以及洗碗机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种液位检测装置、检测方法以及洗碗机，液位检测装置包括：第一电路，包括位于液体容器第一设定高度的第一金属探针，第一金属探针通过第一电阻连接至第一电源端，并通过第二电阻连接至第一输出端；储能电路，包括位于液体容器最低位置的第三金属探针，第三金属探针通过储能电容接地；控制芯片，具有向第一电源端输出脉冲电压的驱动端以及通过第一输出端采集探针信号的第一采集端；通过探针信号判断第一设定高度是否存在液体。如此设计，受液体性质影响较小，并且隔离大地干扰信号，可有效避免环境对液位检测的干扰，提升了液位检测的准确度。而且相比于霍尔检测或接近开关检测等现有技术电路简单，实现容易，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及液位检测装置技术领域，具体涉及一种液位检测电路、检测方法以及洗碗机。
背景技术
目前，洗碗机、热水壶、电热水箱、洗衣机等包含有液体容器的家用电器已经为人们家居生活必需品，并且随着技术的进步，这些家用电器也越来越向更加智能的方向发展。对于液体容器的自动控制成为智能化发展的一个重要方向。而液体容器中液位的检测则是自动控制的关键指标，也是保证家用电器安全运行的基础。因此，准确测量液体容器内的液位高度，是实现智能化的必备前提。
鉴于此，公开号为CN107192424A的专利公开了一种基于电导率检测电水壶壶内的水量检测方法，其设置有壶体，所述壶体装配有检测水量信息的水位探针，所述水位探针电连接至壶体内部的控制面板，控制面板通过不同水位点处的水位探针检测的电导率值判断对应的水量信息。
上述专利虽然能够实现液位的检测，但是由于电导率受液体性质、成分、温度等因素影响较大，检测结果准确度不高，容易造成极大的测量误差。另外上述测试过程中由于直接检测获取的电流值太小，受外界干扰较大，导致检测电路设计的困难。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的液位检测装置检测结构不准确，容易受干扰，电路设计难度大等缺陷，从而提供一种液位检测装置、检测方法以及洗碗机。
本发明提供的一种液位检测装置，包括：
第一电路，包括位于液体容器第一设定高度的第一金属探针，所述第一金属探针通过第一电阻连接至第一电源端，并通过第二电阻连接至第一输出端；
储能电路，包括位于所述液体容器最低位置的第三金属探针，所述第三金属探针通过储能电容接地；
控制芯片，具有向所述第一电源端输出脉冲电压的驱动端以及通过所述第一输出端采集探针信号的第一采集端；通过所述探针信号判断所述第一设定高度是否存在液体。
可选的，还包括第二电路，所述第二电路包括位于所述液体容器第二设定高度的第二金属探针，所述第二金属探针通过第三电阻连接至第二电源端，并通过第四电阻连接至第一输出端；所述第二电源端与所述驱动端电连接，所述控制芯片还设置有通过所述第二输出端采集探针信号的第二采集端。
可选的，所述第一电阻和第三电阻的阻值相等，所述第二电阻和所述第四电阻的阻值相等。
可选的，所述第一设定高度高于所述第二设定高度。
本发明同时提供了一种液位检测方法，包括：
向第一电路输出固定占空比、幅值为VCC的PWM驱动波形；
接收第一输出端的第一检测波形；
比较第一检测波形的最大值aVCC和VCC；
若aVCC小于VCC，则判定液体容器中液位不低于第一设定高度；
若两者相等，则判定液体容器中液位低于第一设定高度。
本发明同时提供了一种液位检测方法，包括
向第一电路和第二电路输出固定占空比、幅值为VCC的PWM驱动波形；
接收第一输出端和第二输出端的第一检测波形和第二检测波形，第一检测波形和第二检测波形的最大值分别为aVCC和bVCC；
通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置。
可选的，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均小于VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
可选的，所述第一电阻和第三电阻的阻值相等，所述第二电阻和所述第四电阻的阻值相等；所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均小于0.5VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
可选的，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均等于VCC时，判定液面低于第二设定高度。
可选的，还包括：
当液面低于第二设定高度，提醒用户添加液体。
可选的，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC等于VCC，且bVCC小于VCC时，判定液面位于第一设定高度和第二设定高度之间。
可选的，所述第一电阻和第三电阻的阻值相等，所述第二电阻和所述第四电阻的阻值相等；
所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当0＜|VCC－aVCC|＜0.5VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
可选的，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当|VCC－aVCC|＜|VCC－bVCC|＜VCC时，判定液面低于第二设定高度。
本发明还提供了一种洗碗机，上述任一项所述的液位检测装置。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的一种液位检测装置，如此设计，受液体性质影响较小，并且隔离大地干扰信号，可有效避免环境对液位检测的干扰，提升了液位检测的准确度。而且相比于霍尔检测或接近开关检测等现有技术电路简单，实现容易，成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的第一种实施方式中提供的液体容器的结构示意图；
图2为本发明的第一种实施方式中提供的第一电路的原理图；
图3为本发明的第一种实施方式中提供的第二电路的原理图；
图4为本发明的第一种实施方式中提供的储能电路的原理图；
图5为本发明的第一种实施方式中提供的第一种检测波形图；
图6为本发明的第一种实施方式中提供的第二种检测波形图；
图7为本发明的第一种实施方式中提供的第三种检测波形图。
附图标记说明：
10－进液口、11－液体容器、12－洗碗液或漂洗剂、13－出液口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种洗碗机。该洗碗机包括用于容置洗涤所需的洗碗液或漂洗剂12的液体容器11。如图1所示，该液体容器11包括位于顶部的进液口10和位于底部的出液口13。为了便于更加智能化、更加准确的检测到液体容器11中洗碗液或漂洗剂12的使用状况，洗碗机还设置有液位检测装置。
液位检测装置包括设置于液体容器11内壁的第一金属探针1、第二金属探针2和第三金属探针3。第一金属探针1位于靠近进液口10高度的第一设定高度，用于检测高液位。第二金属探针2设置于靠近出液口13高度的第二设定高度，用于检测低液位。而第三金属探针3设置于液体容器11的最低位置处，为公共探针。
如图2至图3所示，第一金属探针1通过第一电阻R1与第一电源端相连，并通过第二电阻R2与第一输出端Level＿H相连。第二金属探针2通过第三电阻R3与第二电源端相连，并通过第四电阻R4与第二输出端Level＿L相连。第一电阻R1和第三电阻R3为上拉电阻，阻值相同。第二电阻R2和第四电阻R4为限流电阻，阻值相同。第一输出端Level＿H和第二输出端Level＿L分别与控制芯片的第一采集端和第二采集端电连接。第一电源端和第二电源端同时与控制芯片的驱动端连接，接收驱动端输出的PWM驱动信号。第一金属探针1、第一电阻R1和第二电阻R2组成第一电路，第二金属探针2、第三电阻R3和第四电阻R4组成第二电路。
该液位检测装置还包括由电容C1组成的储能电路，请参考图4，电容C1为储能电容，C1一端与第三金属探针3相连接，另一端接地。当第一金属探针1、第二金属探针2分别通过该液体容器11中的洗碗液或漂洗剂12与第三金属探针3连通时，分别形成两条充放电回路。
当液位检测装置需要工作的时候，控制芯片通过驱动端向第一电源端和第二电源端输出固定占空比、幅值为VCC的PWM驱动波形。
该液位检测电路的工作原理为：
当用户使用洗碗机开机时，液位检测装置开始工作，采集三个金属探针信号，将采集到的探针信号反馈至主控制器。通过检测计算分析VCC与探针信号最大值的之间的关系，即可判断液体容器11中洗碗液或漂洗剂12的液位。具体地：
当液体容器中的洗碗液或漂洗剂12高于第一设定高度时，洗碗液或漂洗剂12使得第一金属探针1、第二金属探针2均与第三金属探针3形成电流回路。第一采集端通过第一输出端采集的探针信号波形如图5所示，最大值为aVCC，由于第一电路和第二电路为并联关系，且电阻等，因此经第二采集端通过第二输出端采集的探针信号波形与图5中相同。
因此，通过分析aVCC是否小于VCC，本实施例中，更为准确的是小于0.5倍的VCC，即可判断出液体容器中的洗碗液或漂洗剂高于第一设定高度。阈值与VCC之间的关系根据实际电路中阻值以及C1容抗、金属探针与水之间电容确定。
如果液体容器11中的洗碗液或漂洗剂12高于第一设定高度，说明液体容器11中相应的洗碗液或漂洗剂12是满的，程序继续向下一程序进行，并在本次洗涤程序结束前该液位检测装置不再工作。
当液体容器11中的洗碗液或漂洗剂12低于第二设定高度时，第一电路、第二电路未能形成电流回路。第一采集端通过第一输出端采集的第一检测波形和第二采集端通过第二输出端采集的第二检测波形如图7所示，检测波形均为与PWM驱动波形一样占空比的方形波。
第一检测波形和第二检测波形的最大值分别为aVCC和bVCC；因此，判断aVCC、bVCC和VCC是否相等，相等时即可判定液位低于第二设定高度。而当液体容器11中的洗碗液或漂洗剂12低于第二设定高度时说明液体容器11中已无洗碗液或漂洗剂12，需通过相应的提醒方式提醒用户添加。提醒方式可以是蜂鸣报警提醒，也可以是指示灯闪烁提醒，或是蜂鸣与指示灯同时提醒。
当液体容器11中的洗碗液或漂洗剂12处于第一设定高度和第二设定高度之间时，洗碗液或漂洗剂12仅使得第二电路与储能电流形成电流回路。第一采集端通过第一输出端采集的第一检测波形为与PWM驱动波形一样占空比的方形波。第一检测波形的最大值为aVCC，第二采集端通过第二输出端采集的第二检测波形如图6所示，最大值为bVCC。
因此，判断是否aVCC等于VCC，且bVCC小于VCC，若是，则判定液面位于第一设定高度和第二设定高度之间。液面位于第一设定高度和第二设定高度之间时说明液体容器中还有洗碗液或漂洗剂供用户使用，主程序继续向下一个程序进行，在主程序发送下一次投放指令前，探针电路再次工作，判断剩余洗碗液或漂洗剂是否已用完。
通过上述描述可知，本实施例中的液位检测装置如此设计，受液体性质影响较小，并且隔离大地干扰信号，可有效避免环境对液位检测的干扰，提升了液位检测的准确度。而且相比于霍尔检测或接近开关检测等现有技术电路简单，实现容易，成本较低。
作为可替换的实施方式，可仅设置一个检测电路，即保留第一回路或第二回路。也可设置多个检测电路，使得液位检测梯度更多，准确性更好。另外，电阻值可根据实际情况确定，不局限于相等的设计。
作为可替换的实施方式，还可通过检测差值检测液位位置。具体地，
在第一电阻和第三电阻的阻值相等，第二电阻和所述第四电阻的阻值相等时；所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当0＜|VCC－aVCC|＜0.5VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，还包括：
当|VCC－aVCC|＜|VCC－bVCC|＜VCC时，判定液面低于第二设定高度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (14)
1.一种液位检测装置，其特征在于，包括：
第一电路，包括位于液体容器(11)第一设定高度的第一金属探针(1)，所述第一金属探针(1)通过第一电阻(R1)连接至第一电源端，并通过第二电阻(R2)连接至第一输出端；
储能电路，包括位于所述液体容器(11)最低位置的第三金属探针(3)，所述第三金属探针(3)通过储能电容(C1)接地；
控制芯片，具有向所述第一电源端输出脉冲电压的驱动端以及通过所述第一输出端采集探针信号的第一采集端；通过所述探针信号判断所述第一设定高度是否存在液体。
2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于：还包括第二电路，所述第二电路包括位于所述液体容器(10)第二设定高度的第二金属探针(2)，所述第二金属探针(2)通过第三电阻(R3)连接至第二电源端，并通过第四电阻(R4)连接至第一输出端；所述第二电源端与所述驱动端电连接，所述控制芯片还设置有通过所述第二输出端采集探针信号的第二采集端。
3.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于：所述第一电阻(R1)和第三电阻(R3)的阻值相等，所述第二电阻(R2)和所述第四电阻(R4)的阻值相等。
4.根据权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于：所述第一设定高度高于所述第二设定高度。
5.一种液位检测方法，应用于权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，包括：
向第一电路输出固定占空比、幅值为VCC的PWM驱动波形；
接收第一输出端的第一检测波形；
比较第一检测波形的最大值aVCC和VCC；
若aVCC小于VCC，则判定液体容器中液位不低于第一设定高度；
若两者相等，则判定液体容器中液位低于第一设定高度。
6.一种液位检测方法，应用于权利要求2所述的液位检测装置，其特征在于，包括
向第一电路和第二电路输出固定占空比、幅值为VCC的PWM驱动波形；
接收第一输出端和第二输出端的第一检测波形和第二检测波形，第一检测波形和第二检测波形的最大值分别为aVCC和bVCC；
通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置。
7.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均小于VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
8.根据权利要求7所述的液位检测方法，其特征在于，所述第一电阻(R1)和第三电阻(R3)的阻值相等，所述第二电阻(R2)和所述第四电阻(R4)的阻值相等；所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均小于0.5VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
9.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC和bVCC均等于VCC时，判定液面低于第二设定高度。
10.根据权利要求9所述的液位检测方法，其特征在于，还包括：
当液面低于第二设定高度，提醒用户添加液体。
11.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当aVCC等于VCC，且bVCC小于VCC时，判定液面位于第一设定高度和第二设定高度之间。
12.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述第一电阻(R1)和第三电阻(R3)的阻值相等，所述第二电阻(R2)和所述第四电阻(R4)的阻值相等；
所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当0＜|VCC－aVCC|＜0.5VCC时，判定液面不低于第一设定高度。
13.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述通过比较VCC与aVCC和bVCC判断液面位置，包括：
当|VCC－aVCC|＜|VCC－bVCC|＜VCC时，判定液面低于第二设定高度。
14.一种洗碗机，其特征在于：包括权利要求1－4中任一项所述的液位检测装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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