CN111206393A - 液位检测装置及方法、洗衣机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液位检测装置,属于液位检测技术领域。该装置包括:设置在所述容器侧壁上的测量电容,所述测量电容包括两条金属导电带,所述金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位;检测电路,连接到所述测量电容,用于检测所述测量电容的电容值,包括检测测量电容初始状态的初始值和液位低于金属导电带后的变化值;控制电路,根据所述测量电容的变化值和初始值的比值,确定液位高度。采用该可选实施例,可以精确测量容器内液位高度,而且可以延长液位检测装置的使用寿命。本发明还公开了一种液位检测方法、洗衣机。
Description
技术领域
本发明涉及液位检测技术领域,特别涉及一种液位检测装置及方法、洗衣机。
背景技术
目前洗涤剂盒中的洗涤剂液位检测主要通过设置浮子开关或者探棒的方式来实现的。
通过浮子开关检测液位的方案,由于洗涤剂比较粘稠,经常会出现浮子开关被洗涤剂粘在导柱上而不随液位变化的情况,从而液位检测出现误判;通过探棒检测液位的方案,使用过程中探棒表面会形成一层氧化膜,由于氧化膜的非导电性,探棒会失效,从而导致整个检测电路无法正常工作,洗衣机或者其他需要洗涤剂液位数值的装置无法正确判断洗涤剂的液位。
洗衣机的盛水桶用于盛放洗涤用水,目前对洗涤水的液位检测主要采用液位传感器实现,液位传感器的成本高,布线复杂,需要设置专门的液位传感器布线路径,而且,液位传感器的液位测量精度较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种液位检测装置及方法、洗衣机。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种液位检测装置,用于检测容器内部液体的液位。
在一些可选实施例中,所述装置包括:设置在所述容器侧壁上的测量电容,所述测量电容包括两条金属导电带,所述金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位;检测电路,连接到所述测量电容,用于检测所述测量电容的电容值,包括检测测量电容初始状态的初始值和液位低于金属导电带后的变化值;控制电路,根据所述测量电容的变化值和初始值的比值,确定液位高度。
测量电容的电容值由液位以下部分的金属导电带决定,由于金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位,因此,初始状态,金属导电带全部位于液位以下,测量电容初始值对应金属导电带全长;当液位低于金属导电带上沿时,测量电容的电容值随着液位降低而变化,测量电容的变化值对应液位以下金属导电带的高度,所述检测电路实时检测所述测量电容的电容值,即所述测量电容的变化值,所述测量电容的变化值和初始值的比值与介电常数无关,仅与金属导电带液位以下部分的高度相关。采用该可选实施例,根据测量电容的变化值和初始值的比值确定液位高度,测量精度高,使用寿命长,避免了浮子开关被洗涤剂粘在导柱上出现误判,也避免了探棒检测液位的方案,探棒表面由于产生氧化膜而失效;而且,由于测量电容和参考电容相比后与介电常数无关,因此可以适用于各种不同液体的液位检测,测量精度高。
可选地,所述容器为非导体容器,所述测量电容设置在所述非导体容器的外侧壁上。采用该可选实施例,由于测量电容与液体不接触,因此可以延长液位检测装置的使用寿命。
可选地,所述容器为非导体容器,所述测量电容设置在所述非导体容器的内侧壁上。采用该可选实施例,测量电容液位以下部分的介电常数相比于液位以上部分的介电常数更显著,可以使测量电容液位以下部分的检测数据更精确。
可选地,所述容器为导体容器,所述测量电容设置在所述导体容器内部且与导体容器内侧壁不接触。
可选地,所述测量电容的两条金属导电带相邻设置。采用该可选实施例,可以保证测量电容的介电常数为一个较为显著的数值,保证液位测量的精确性。
可选地,所述控制电路用于计算所述测量电容的变化值和初始值的比值,其中:
所述测量电容的初始值表示为:
其中,C0为所述检测电路检测获得的测量电容的初始值,ε为介电常数,S0为测量电容两条金属导电带的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容的变化值表示为:
其中,C1为所述检测电路检测获得的测量电容的变化值,ε为介电常数,S1为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述控制电路计算所述测量电容和所述参考电容的比值为:
H0为测量电容金属导电带的高度,计算获得测量电容金属导电带液位以下部分的高度H1。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种基于前述任一可选实施例所述装置的液位检测方法。
在一些可选实施例中,所述方法包括以下步骤:
步骤11,获取测量电容的初始值和变化值;
步骤12,根据测量电容的变化值和初始值的比值,获得液位高度。
采用该可选实施例,根据测量电容的变化值和初始值的比值确定液位高度,测量精度高,使用寿命长,避免了浮子开关被洗涤剂粘在导柱上出现误判,也避免了探棒检测液位的方案,探棒表面由于产生氧化膜而失效。
可选地,所述根据测量电容的变化值和初始值的比值,获得液位高度的步骤,包括:
所述测量电容的初始值表示为:
其中,C0为测量电容的初始值,ε为介电常数,S0为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容的变化值表示为:
其中,C1为测量电容的变化值,ε为介电常数,S1为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容和所述参考电容的比值为:
H0为测量电容金属导电带的高度,计算获得测量电容金属导电带液位以下部分的高度H1。
采用该可选实施例,测量电容的容值由液位以下部分的金属导电带决定,而且,测量电容的变化值和初始值的介电常数相同,因此,所述测量电容的变化值和初始值的比值与介电常数无关,仅与金属导电带液位以下部分的高度相关,因此,可以精确测量容器内液位高度。
根据本发明实施例的第三方面,提供了一种洗衣机,包括用于存储洗涤剂的容器,还包括前述任一可选实施例所述的液位检测装置,所述液位检测装置用于检测所述容器中洗涤剂的液位。
根据本发明实施例的第四方面,提供了一种洗衣机,包括用于盛放洗涤水的盛水桶,还包括前述任一可选实施例所述的液位检测装置,所述液位检测装置用于检测所述盛水桶中洗涤水的液位。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种液位检测装置的结构示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种液位检测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言,由于其与实施例公开的方法部分相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
图1示出了液位检测装置的一个可选实施例。
该可选实施例中,所述装置用于检测容器内部液体的液位,包括:设置在所述容器10侧壁上的测量电容30,所述测量电容30包括两条金属导电带,所述金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位;检测电路,连接到所述测量电容,用于检测所述测量电容的电容值,包括检测测量电容初始状态的初始值和液位低于金属导电带后的变化值;控制电路,根据所述测量电容的变化值和初始值的比值,确定液位高度。
所述容器包括最高检测液位和最低检测液位,添加洗涤剂之后,保证洗涤剂液位高于最高检测液位,以保证测量电容电容值检测的准确性。
两条金属导电带构成了电容的两级,中间的液体或者空气则是电容的介质,空气对介电常数的影响很小,因此,测量电容的介电常数主要由金属导电带液位以下部分决定,也即测量电容的电容值主要由金属导电带液位以下部分决定。
测量电容的电容值由液位以下部分的金属导电带决定,由于金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位,因此,初始状态,金属导电带全部位于液位以下,测量电容初始值对应金属导电带全长;当液位低于金属导电带上沿时,测量电容的电容值随着液位降低而变化,测量电容的变化值对应液位以下金属导电带的高度,所述检测电路实时检测所述测量电容的电容值,即所述测量电容的变化值,所述测量电容的变化值和初始值的比值与介电常数无关,仅与金属导电带液位以下部分的高度相关。
采用该可选实施例,根据测量电容的变化值和初始值的比值确定液位高度,测量精度高,使用寿命长,避免了浮子开关被洗涤剂粘在导柱上出现误判,也避免了探棒检测液位的方案,探棒表面由于产生氧化膜而失效;而且,由于测量电容的变化值和初始值的比值与介电常数无关,因此可以适用于各种不同液体的液位检测,测量精度高。
例如,当液位高于测量电容金属导电带,可以输出液位满信号,此时不必实时监测液位高度;当液位低于测量电容金属导电带时,液位开始被实时监测,可以实时显示当前液位;当液位低于最低检测液位时,及时发出缺液指示。
本文中所述的液位低于测量电容金属导电带,是指液位低于测量电容金属导电带的上边沿。
可选地,所述容器为非导体容器。
可选地,所述参考电容和所述测量电容设置在所述非导体容器的外侧壁上。可选地,所述测量电容的两条金属导电带相邻设置,且两条金属导电带之间包含容器内的液体介质。采用该可选实施例,可以降低洗涤剂对参考电容和测量电容的腐蚀,提高液位检测电路的精度和使用寿命。
可选地,所述测量电容设置在所述非导体容器的内侧壁上。采用该可选实施例,测量电容液位以下部分的介电常数相比于液位以上部分的介电常数更显著,可以使测量电容液位以下部分的检测数据更精确。
可选地,所述容器为导体容器,所述测量电容设置在所述导体容器内部且与导体容器内侧壁不接触。
可选地,所述测量电容的两条金属导电带相邻设置。采用该可选实施例,可以保证测量电容的介电常数为一个较为显著的数值,保证液位测量的精确性。
可选地,所述检测电路为现有的电容器容值测量电路,输出测量电容的容值。
可选地,所述控制电路用于计算所述测量电容的变化值和初始值的比值,其中:
所述测量电容的初始值表示为:
其中,C0为所述检测电路检测获得的测量电容的初始值,ε为介电常数,S0为测量电容两条金属导电带的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容的变化值表示为:
其中,C1为所述检测电路检测获得的测量电容的变化值,ε为介电常数,S1为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述控制电路计算所述测量电容和所述参考电容的比值为:
由于两条金属导电带液位以下部分的正对面积的边长不变,H0为测量电容金属导电带的高度,计算获得测量电容金属导电带液位以下部分的高度H1。
图2示出了液位检测方法的一个可选实施例。
该可选实施例中,所述方法基于前文所述的液位检测装置,用于检测非导体容器内部液体的液位,所述方法包括以下步骤:
步骤11,获取测量电容的初始值和变化值;
步骤12,根据测量电容的变化值和初始值的比值,获得液位高度。
采用该可选实施例,根据测量电容的变化值和初始值的比值确定液位高度,测量精度高,使用寿命长,避免了浮子开关被洗涤剂粘在导柱上出现误判,也避免了探棒检测液位的方案,探棒表面由于产生氧化膜而失效。
可选地,所述根据测量电容的变化值和初始值的比值,获得液位高度的步骤,包括:
所述测量电容的初始值表示为:
其中,C0为测量电容的初始值,ε为介电常数,S0为测量电容两条金属导电带的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容的变化值表示为:
其中,C1为测量电容的变化值,ε为介电常数,S1为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容和所述参考电容的比值为:
H0为测量电容金属导电带的高度,计算获得测量电容金属导电带液位以下部分的高度H1。
采用该可选实施例,测量电容的容值由液位以下部分的金属导电带决定,而且,测量电容的变化值和初始值的介电常数相同,因此,所述测量电容的变化值和初始值的比值与介电常数无关,仅与金属导电带液位以下部分的高度相关,因此,可以精确测量容器内液位高度。
在一些可选实施例中,提出一种洗衣机,其中,所述洗衣机包括用于存储洗涤剂的容器,还包括前文所述的液位检测装置,所述液位检测装置用于检测容器中洗涤剂的液位。
在一些可选实施例中,提出一种洗衣机,其中,所述洗衣机包括用于盛放洗涤水的盛水桶,还包括前文所述的液位检测装置,所述液位检测装置用于检测盛水桶中洗涤水的液位。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可被所述处理器运行的程序,所述处理器执行所述程序时完成前文所述的液位检测方法。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器,上述指令可由处理器执行以完成前文所述的液位检测方法。上述非临时性计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁带和光存储设备等。
本领域技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所属技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本文所披露的实施例中,应该理解到,所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等),可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
应当理解的是,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种液位检测装置,用于检测容器内部液体的液位,其特征在于,包括:
设置在所述容器侧壁上的测量电容,所述测量电容包括两条金属导电带,所述金属导电带的高度低于最高检测液位且高于最低检测液位;
检测电路,连接到所述测量电容,用于检测所述测量电容的电容值,包括检测测量电容初始状态的初始值和液位低于金属导电带后的变化值;
控制电路,根据所述测量电容的变化值和初始值的比值,确定液位高度。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述容器为非导体容器,所述测量电容设置在所述非导体容器的外侧壁上。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述容器为非导体容器,所述测量电容设置在所述非导体容器的内侧壁上。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述容器为导体容器,所述测量电容设置在所述导体容器内部且与导体容器内侧壁不接触。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制电路用于计算所述测量电容的变化值和初始值的比值,其中:
所述测量电容的初始值表示为:
其中,C0为所述检测电路检测获得的测量电容的初始值,ε为介电常数,S0为测量电容两条金属导电带的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述测量电容的变化值表示为:
其中,C1为所述检测电路检测获得的测量电容的变化值,ε为介电常数,S1为测量电容两条金属导电带液位以下部分的正对面积,d为测量电容两条金属导电带之间的距离;
所述控制电路计算所述测量电容和所述参考电容的比值为:
H0为测量电容金属导电带的高度,计算获得测量电容金属导电带液位以下部分的高度H1。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述装置的液位检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取测量电容的初始值和变化值;
根据测量电容的变化值和初始值的比值,获得液位高度。
8.一种洗衣机,包括用于存储洗涤剂的容器,其特征在于,还包括如权利要求1至5任一项所述的液位检测装置。
9.一种洗衣机,包括用于盛放洗涤水的盛水桶,其特征在于,还包括如权利要求1至5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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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200529 |