CN110595581B - 一种液位开关自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液位开关自动检测装置和方法。该液位开关自动检测装置包括测水位水箱、距离传感器和控制器，所述测水位水箱内置有待检测的液位开关和标定浮漂的测水位水箱，其中液位开关包括可随测水位水箱液位高度变化而移动的浮子；所述距离传感器用于测量浮子和标定浮漂分别相对于测水位水箱的底部的高度；所述控制器一方面用于控制测水位水箱内的液位高度变化，另一方面用于根据距离传感器采集的浮子和标定浮漂分别相对于测水位水箱的底部的高度确定所述测水位水箱的液位高度变化量，并根据液位高度变化量计算液位开关的动作液差和恢复液差，以及根据所述动作液差和恢复液差来判断液位开关是否合格。

Description

一种液位开关自动检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种液位开关自动检测装置及方法，尤其是涉及一种可针对空调排水装置使用的液位开关的自动检测装置及方法。

背景技术

夏季，空调制冷时，因为空调需要同时兼顾降温和除湿两种功能，因此空调室外机会排出大量的冷凝水。这些冷凝水如果不能够及时从机组排除，最终会因为冷凝水集聚过多而溢出机组，导致空调内机发生滴水或漏水的问题，给用户造成损失和不便。目前大多在空调器中内置排水泵，利用排水泵将汇集在接水盘中的冷凝水排出。

因此，空调内机通常会自带排水口，靠重力作用将水通过排水管排放到比空调内机低的位置，例如排到室外。然而，由于安装环境的限制，有时候需要将冷凝水向比空调内机安装位置高的地方排除，这种情况下就需要借助内置的排水泵进行排水。现有技术中，以天井机空调内机为例，主要通过浮球式液位开关检测液位，浮球式液位开关最大的特点是有一个带浮子的杆，随着液位的变化，浮子在杆上有限空间内受液面浮力时上下移动，并将液位高度转化为电信号后反馈给主板，主板根据得到的信号结合空调控制逻辑向水泵发送开关指令。行业中很早就利用此类液位开关检测水位了。

但是，现有技术的空调排水系统容易出现水泵空转或者排水不及时的问题，并且，现有技术中排水水泵的控制受空调运行模式影响较大，且精度不高。原因在于，现有技术的空调排水系统的液位开关在使用一段时间以后，精度就可能不够准确了，或者由于生产制造的原因导致精度不准确，导致当液位开关到达上限液位动作点且持续一段时间后，空调才启动水泵并报水满保护故障；这种情况有可能造成排水不及时，水流到外面，造成环境污染，当液位开关到达下限液位恢复点时，水泵再持续抽水一段时间后才停止，导致水泵会空转一段时间，这种情况一方面会产生噪音，另一方面也造成能源浪费。

液位开关内部触点动作的一致性，才能保证了每台空调水满时水泵排水动作的可靠性。目前市场上没有相关工装能够满足对液位开关动作液差和恢复液差进行检测，急需开发一种液位开关动作、恢复液差信息化检测装置，以满足检验需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够满足对液位开关动作液差和恢复液差进行检测的液位开关自动检测装置和方法，保证液位开关内部触点动作的一致性，进而保证每台空调水满时水泵排水动作的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种液位开关自动检测装置，包括：

测水位水箱(2)，其内设置有待检测的液位开关(3)和用于表征所述测水位水箱(2)内的液位高度的标定浮漂(4)；其中，所述液位开关(3)包括可随所述测水位水箱(2)液位高度变化而移动的浮子(32)；

距离传感器，其设置成用于测量所述浮子(32)和所述标定浮漂(4)分别相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离；

控制器，其设置成，一方面用于控制所述测水位水箱(2)内的液位高度变化，另一方面用于根据所述距离传感器采集的所述浮子(32)和所述标定浮漂(4)分别相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离确定所述测水位水箱(2)的液位高度变化量，并根据所述液位高度变化量计算所述液位开关(3)的动作液差和恢复液差，以及根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值的范围内来判断所述液位开关(3)是否合格。

根据本发明的实施例，上述装置还包括储水箱(1)，所述储水箱(1)和所述测水位水箱(2)之间安装有排水管和设置在所述排水管上的排水泵(5)，所述储水箱(1)和所述测水位水箱(2)之间还安装有供水管和设置在所述供水管上的供水泵(6)；

其中，所述控制器与所述排水泵(5)和供水泵(6)连接，用于控制所述排水泵(5)和供水泵(6)工作，使得所述测水位水箱(2)的液位高度发生变化。

根据本发明的实施例，上述测水位水箱(2)包括底部连通的水管间、液位开关间和标定浮漂间，其中，所述水管间用于放置所述供水管和排水管，所述液位开关间用于放置所述液位开关(3)；所述标定浮漂间用于放置所述标定浮漂(4)。

根据本发明的实施例，上述液位开关包括沿着垂直于所述测水位水箱的底部的方向延伸的杆体(31)，所述浮子(34)可随所述测水位水箱的液位高度变化沿着所述杆体(31)上下移动；

在初始状态，所述测水位水箱(2)的液位低于所述液位开关(3)的下端面，所述浮子(32)位于所述杆体(31)的下端。

根据本发明的实施例，上述距离传感器包括第一传感器(9)和第二传感器(10)，分别用于测量所述浮子(32)的下表面和所述标定浮漂(4)的下表面相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离。

根据本发明的实施例，上述第一传感器(9)和第二传感器(10)分别设置在所述测水位水箱(2)下方的旋转台(11)的两侧上，并且分别设置在所述液位开关(3)的浮子(32)和所述标定浮漂(4)的正下方。

根据本发明的实施例，上述旋转台(11)设置成，通过自身的旋转使得所述第一传感器(9)和第二传感器(10)能够更换彼此的位置。

根据本发明的另一个实施例，上述标定浮漂为不透明的面漂浮物，所述测水位水箱为透明水箱；上述第一传感器(9)和第二传感器(10)分别设置在所述测水位水箱内的底部上。

此外，本发明还提供一种应用于上述液位开关自动检测装置的液位开关自动检测方法，所述液位开关自动检测方法包括以下步骤：

控制测水位水箱(2)的液位高度变化，根据浮子(32)和标定浮漂(4)分别相对于测水位水箱(2)的底部的距离确定测水位水箱(2)的液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算液位开关(3)的动作液差和恢复液差；

根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值范围内判断液位开关(3)是否合格。

根据本发明的实施例，上述控制测水位水箱(2)的液位高度变化，根据浮子(32)和标定浮漂(4)分别相对于测水位水箱(2)的底部的距离确定测水位水箱(2)的液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算液位开关(3)的动作液差和恢复液差的步骤具体包括：

控制测水位水箱(2)的液位低于液位开关(3)的下端面，检测浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得测水位水箱(2)的液位初始高度h1；

控制测水位水箱(2)的液位增高，检测当液位开关(3)动作时标定浮漂(4)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得液位高度h2，计算液位开关(3)的动作液差△h1＝h2-h1；

控制测水位水箱(2)的液位降低，检测当液位开关(3)恢复时标定浮漂(4)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得液位高度h3，计算液位开关(3)的恢复液差△h2＝h3-h1。

根据本发明的实施例，获得测水位水箱(2)的液位初始高度h1的步骤具体包括：

控制测水位水箱(2)的液位低于液位开关(3)的下端面，利用第一传感器(9)测量浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，然后更换第一传感器(9)和第二传感器(10)彼此的位置，利用第二传感器(10)测量浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，

根据两次测量的距离值进行校准，获得校准之后的液位初始高度h1。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：可以对液位开关动作液差和恢复液差进行检测，保证液位开关内部触点动作的一致性，进而保证每台空调水满时水泵排水动作的可靠性，避免造成排水不及时，水流到外面，造成环境污染或导致水泵会空转一段时间，这种情况一方面会产生噪音，另一方面也造成能源浪费。

附图说明

通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

图1示出了液位开关自动检测装置的轴测视图；

图2示出了液位开关自动检测装置的主视图；

图3示出了液位开关自动检测装置的概要结构框图一；

图4示出了液位开关自动检测装置的概要结构框图二；

图5示出了液位开关自动检测装置的概要结构框图三；

图6示出了液位开关自动检测方法的步骤流程图；

其中：1-储水箱；2-测水位水箱；3-液位开关；31-杆体；32-浮子；4-标定浮漂；5-排水泵；6-供水泵；7-排水单向阀；8-供水单向阀；9-第一传感器；10-第二传感器；11-旋转台。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的支撑组件、拼装工装以及拼装方法的具体实施方式进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

【实施方式1】

参照图1至图5，对本发明的实施方式1进行详细说明。

本实施例提供一种液位开关自动检测装置，包括测水位水箱2和控制器(图中未示出)，测水位水箱2内设置有液位开关3，测水位水箱2内部一侧的液面上设置有标定浮漂4，测水位水箱2对应液位开关3和测量标定浮漂4的位置下方设置有距离传感器。液位开关3包括竖直延伸的杆体31和设置在杆体31上的浮子32。浮子32随测水位水箱2液位高度变化沿杆体31上下移动。

所述控制器控制测水位水箱2的液位高度变化，利用所述距离传感器采集所述浮子32和标定浮漂4的位置获得液位高度变化量。

所述控制器基于所述液位高度变化量计算所述液位开关3的动作液差和恢复液差，并根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值范围内判断所述液位开关3是否合格。

作为一种优选的实施例，储水箱1和所述测水位水箱2之间安装有排水管和设置在排水管上的排水泵5；储水箱1和测水位水箱2之间还安装有供水管和设置在供水管上的供水泵6。所述控制器控制所述排水泵5和供水泵6工作，使得所述测水位水箱2的液位高度发生变化。

通过本发明的实施例，对液位开关动作液差和恢复液差进行检测，保证液位开关内部触点动作的一致性，进而保证每台空调水满时水泵排水动作的可靠性，避免造成排水不及时导致水流到外面，造成环境污染或导致水泵会空转。

作为一种优选的实施例，测水位水箱2依次被划分水管间、液位开关间和标定浮漂间，水管间、液位开关间和标定浮漂间的底部连通，水管间用于放置供水管和排水管，液位开关间用于放置液位开关3；标定浮漂间用于放置标定浮漂4。这样的结构设置主要是为了在供水或排水时，不因水波的原因影响测量液位开关和标定浮漂液位高度的准确性。作为另一种优选地实施例，测水位水箱2也可以只划分两个空间，一个是用于放置供水管和排水管，一个是用于放置液位开关3和标定浮漂4。这样的结构也能保证测量液位开关和标定浮漂液位高度的准确性，只要保证液位开关和标定浮漂不发生干涉即可。

作为一种优选的实施例，测水位水箱2和排水泵5之间的排水管上设置有排水单向阀7；储水箱1和供水泵6之间的供水管上设置有供水单向阀8。设置排水单向阀7和供水单向阀8可以通过手动控制或控制器控制。

作为一种优选的实施例，标定浮漂4为不透明的面漂浮物。距离传感器可以通过反光测得标定浮漂4的液位高度。使用时，使标定浮漂4处于最大伸展状态，保持水平的漂浮在测水位水箱2内部一侧。

作为一种优选的实施例，当距离传感器设置于测水位水箱2底部的内侧壁时，需要防水的距离传感器。

作为另一种优选的实施例，距离传感器位于测水位水箱2底部的外侧壁，但此时就需要测水位水箱2为透明水箱。

作为一种优选的实施例，测水位水箱2为透明水箱，距离传感器包括第一传感器9和第二传感器10，且分别设置在测水位水箱2下方旋转台11的两侧，第一传感器9和第二传感器10分别设置在液位开关3和标定浮漂4的正下方。

初始状态，测水位水箱2的液面低于所述液位开关3的下端面，所述浮子32位于所述杆体31的下端，第一传感器9和第二传感器10分别设置在液位开关3和标定浮漂4的正下方，控制器控制距离传感器检测浮子32下表面的位置获得测水位水箱2的液位初始高度。

优选地，控制旋转台11带动第一传感器9和第二传感器10交换位置，对所述浮子32的位置进行校准。具体校准方法包括，通过启动旋转台11的电机，使第一传感器9和第二传感器10更换位置，使第一传感器9位于标定浮漂4的正下方，使第二传感器10位于液位开关3的正下方，利用第二传感器10再次检测浮子32下表面的位置，获得校准之后的液位初始高度。在校准之后，再次启动旋转台11的电机，使第一传感器9和第二传感器10恢复到初始位置。

作为一种优选的实施例，液位开关3为常闭的浮球式液位开关，当然本发明也可以用于检测其他液位开关。

作为一种优选的实施例，所述第一传感器9和第二传感器10可以为激光位移传感器。

【实施方式2】

本实施例提供一种液位开关自动检测方法，该方法包括以下步骤：

控制所述测水位水箱2的液位高度变化，利用所述距离传感器采集所述浮子32和标定浮漂4的位置获得液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算所述液位开关3的动作液差和恢复液差；

根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值范围内判断所述液位开关3是否合格。

作为一种优选的实施例，控制所述测水位水箱2的液位高度变化，利用所述距离传感器采集所述浮子32和标定浮漂4的位置获得液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算所述液位开关3的动作液差和恢复液差的步骤包括：

控制所述测水位水箱2液面低于所述液位开关3的下端面，检测所述浮子32下表面的位置，获得测水位水箱2液位初始高度h1；

控制所述测水位水箱2液位增高，检测所述液位开关3动作时所述测量标定浮漂4的位置，获得液位高度h2，计算动作液差△h1＝h2-h1；

控制所述测水位水箱2液位降低，检测所述液位开关3恢复时所述测量标定浮漂4的位置，获得液位高度h3，计算恢复液差△h2＝h3-h1。

以下参照图3至图6，对液位开关自动检测方法进行详细说明。

如图3至图5所示，测水位水箱2和排水泵5之间的排水管上设置有排水单向阀7；储水箱1和供水泵6之间的供水管上设置有供水单向阀8。

初始状态，控制测水位水箱2的液面低于所述液位开关3的下端面，所述浮子32位于所述杆体31的下端，检测测水位水箱2液面的初始高度h1；测水位水箱2液面的初始高度h1可以根据不同的机型进行设定，没有强制的要求。

启动供水单向阀8和所述供水泵6，由储水箱1给测水位水箱2供水，所述测水位水箱2液位增高，检测液位开关3动作时的液位高度h2，计算动作液差△h1＝h2-h1，停止供水单向阀8和供水泵6的供水；

启动排水单向阀7和排水泵5，由测水位水箱2向储水箱1排水，所述测水位水箱2液位降低，检测液位开关3恢复时的液位高度h3，计算恢复液差△h2＝h3-h1，停止排水单向阀7和所述排水泵5的排水；

判断动作液差△h1与恢复液差△h2是否同时满足预先设定的动作液差阈值和恢复液差阈值。

只有同时满足这两个条件才能判断液位开关是符合要求的，当然，预先设定的动作液差阈值和恢复液差阈值可以根据不同的机型在控制器里进行设定。动作液差阈值和恢复液差阈值可以是不同的范围值。当动作液差△h1与恢复液差△h2不是同时满足预先设定的动作液差阈值和恢复液差阈值，进行报警或灯光闪烁，提示液位开关产品不合格。

当液位开关3为常闭的浮球液位开关时，液位开关自动检测方法包括以下步骤：

检测测水位水箱2液面的初始高度h1；

启动供水单向阀8和所述供水泵6，由储水箱1给测水位水箱2供水，检测液位开关3由常闭状态变为断开状态时的瞬时液位h2，计算动作液差△h1＝h2-h1，停止供水单向阀8和供水泵6的供水；

启动排水单向阀7和排水泵5，由测水位水箱2向储水箱1排水，检测液位开关3断开状态恢复为常闭状态时的瞬时液位h3，计算恢复液差△h2＝h3-h1，停止排水单向阀7和所述排水泵5的排水；

判断动作液差△h1与恢复液差△h2是否同时满足预先设定的动作液差阈值和恢复液差阈值。

作为优选地一种实施方式，在获得测水位水箱2液面的初始高度h1的步骤之前，还包括：控制所述测水位水箱2液面低于所述液位开关3的下端面，利用所述距离传感器对所述浮子32的位置进行校准，获得校准之后的液位初始高度h1。

具体地，初始状态，第一传感器9和第二传感器10分别设置在液位开关3和标定浮漂4的正下方，这时测得标定浮漂4的液位高度和液位开关3的液位高度。校准时，通过启动旋转台的11的电机，使第一传感器9和第二传感器10更换位置，使第一传感器9位于标定浮漂4的正下方，使第二传感器10位于液位开关3的正下方，利用第二传感器10再次检测浮子32下表面的位置，获得校准之后的液位初始高度。校准后，通过转动旋转台的11的电机使第一传感器9和第二传感器10复位。

本发明既可以作为液位开关在出厂或安装前的检测装置，也可以内嵌到空调里，其控制程序及方法嵌入到空调的控制程序中。如与空调配套使用，液位开关自动检测装置可以安装在空调的集中盘中，可以定时检测液位开关是否保持灵敏，保证液位开关内部触点动作的一致性，进而保证每台空调水满时水泵排水动作的可靠性，防止排水不及时，污染环境。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种液位开关自动检测装置，其特征在于，包括：

测水位水箱(2)，其内设置有待检测的液位开关(3)和用于表征所述测水位水箱(2)内的液位高度的标定浮漂(4)；其中，所述液位开关(3)包括可随所述测水位水箱(2)液位高度变化而移动的浮子(32)；

距离传感器，其设置成用于测量所述浮子(32)和所述标定浮漂(4)分别相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离；

控制器，其设置成，一方面用于控制所述测水位水箱(2)内的液位高度变化，另一方面用于根据所述距离传感器采集的所述浮子(32)和所述标定浮漂(4)分别相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离确定所述测水位水箱(2)液位高度变化量，并根据所述液位高度变化量计算所述液位开关(3)的动作液差和恢复液差，以及根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值的范围内来判断所述液位开关(3)是否合格。

2.如权利要求1所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，还包括储水箱(1)，所述储水箱(1)和所述测水位水箱(2)之间安装有排水管和设置在所述排水管上的排水泵(5)，所述储水箱(1)和所述测水位水箱(2)之间还安装有供水管和设置在所述供水管上的供水泵(6)；

其中，所述控制器与所述排水泵(5)和供水泵(6)连接，用于控制所述排水泵(5)和供水泵(6)工作，使得所述测水位水箱(2)的液位高度发生变化。

3.如权利要求2所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，所述测水位水箱(2)包括底部连通的水管间、液位开关间和标定浮漂间，其中，所述水管间用于放置所述供水管和排水管，所述液位开关间用于放置所述液位开关(3)；所述标定浮漂间用于放置所述标定浮漂(4)。

4.如权利要求1所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，

所述液位开关包括沿着垂直于所述测水位水箱的底部的方向延伸的杆体(31)，所述浮子(34)可随所述测水位水箱的液位高度变化沿着所述杆体(31)上下移动；

在初始状态，所述测水位水箱(2)的液位低于所述液位开关(3)的下端面，所述浮子(32)位于所述杆体(31)的下端。

5.如权利要求1所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，

所述距离传感器包括第一传感器(9)和第二传感器(10)，分别用于测量所述浮子(32)的下表面和所述标定浮漂(4)的下表面相对于所述测水位水箱(2)的底部的距离。

6.如权利要求5所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，所述第一传感器(9)和第二传感器(10)分别设置在所述测水位水箱(2)下方的旋转台(11)的两侧上，并且分别设置在所述液位开关(3)的浮子(32)和所述标定浮漂(4)的正下方。

7.如权利要求6所述的液位开关自动检测装置，其特征在于，所述旋转台(11)设置成，通过自身的旋转使得所述第一传感器(9)和第二传感器(10)能够更换彼此的位置。

8.一种液位开关自动检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的液位开关自动检测装置，所述液位开关自动检测方法包括以下步骤：

控制测水位水箱(2)的液位高度变化，根据浮子(32)和标定浮漂(4)分别相对于测水位水箱(2)的底部的距离确定测水位水箱(2)的液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算液位开关(3)的动作液差和恢复液差；

根据所述动作液差和恢复液差是否同时在动作液差阈值和恢复液差阈值范围内判断液位开关(3)是否合格。

9.如权利要求8所述的液位开关自动检测方法，其特征在于，所述控制测水位水箱(2)的液位高度变化，根据浮子(32)和标定浮漂(4)分别相对于测水位水箱(2)的底部的距离确定测水位水箱(2)的液位高度变化量，基于所述液位高度变化量计算液位开关(3)的动作液差和恢复液差，具体包括以下步骤：

控制测水位水箱(2)的液位低于液位开关(3)的下端面，检测浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得测水位水箱(2)的液位初始高度h1；

控制测水位水箱(2)的液位增高，检测当液位开关(3)动作时标定浮漂(4)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得液位高度h2，计算液位开关(3)的动作液差△h1＝h2-h1；

控制测水位水箱(2)的液位降低，检测当液位开关(3)恢复时标定浮漂(4)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，获得液位高度h3，计算液位开关(3)的恢复液差△h2＝h3-h1。

10.如权利要求9所述的液位开关自动检测方法，其特征在于，所述获得测水位水箱(2)的液位初始高度h1，具体包括以下步骤：

控制测水位水箱(2)的液位低于液位开关(3)的下端面，利用第一传感器(9)测量浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，然后更换第一传感器(9)和第二传感器(10)彼此的位置，利用第二传感器(10)测量浮子(32)的下表面相对于测水位水箱(2)的底部的距离，

根据两次测量的距离值进行校准，获得校准之后的液位初始高度h1。

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