CN112484808A - 水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱，该电路包括在蒸烤箱的蒸汽发生器内悬空设置的水位探针和检测电路，水位探针包括靠近蒸汽发生器顶端的绝缘部和靠近蒸汽发生器底端的导电部，水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，可变电阻的阻值随水位变化而变化，水位探针与检测电路连接，蒸汽发生器内壁接地，检测电路将检测到的由可变电阻的阻值变化产生的采样点的电压变化信息上传控制器，控制器根据电压变化信息进行水位检测。水位检测方法包括：在采样周期内连续检测采样点的电压值，计算采样周期内各个采样时刻检测到的电压值的平均值，根据平均值进行水位检测。本发明检测电路结构简单，成本低，算法简单准确，实时性强。

Description

水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱。

背景技术

随着人们生活水平逐渐提高，消费者对家用电器的性能要求也越来越高。目前，市面上的家用电器功能越来越多，智能化程度也越来越高，比如很多产品具有蒸烤等功能，在实现上述功能时，则需要能够准确检测锅炉或水箱内水位信息。

水位探针是用于锅炉或水箱水位检测的分析仪器，通过在锅炉或水箱内，设置至少两个水位探针，一个为水位上限探针，另一个为水位下限探针，以此实现水位检测，从而可以监控锅炉或水箱内水位变化，防止干烧。但是，向现有水位检测需要至少两个传感器配合检测，结构繁琐，控制方法复杂导致检测误差较大。

发明内容

本发明提出了一种水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱，解决了现有水位检测需要至少两个传感器配合检测，结构繁琐，控制方法复杂导致检测误差较大的问题。

本发明的一个方面，提供了一种水位检测电路，包括在蒸烤箱的蒸汽发生器内悬空设置的水位探针和检测电路，所述水位探针包括靠近蒸汽发生器顶端的绝缘部和靠近蒸汽发生器底端的导电部，所述水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，所述可变电阻的阻值随水位变化而变化，所述水位探针与所述检测电路连接，所述蒸汽发生器内壁接地，所述检测电路将检测到的由可变电阻的阻值变化产生的采样点的电压变化信息上传控制器，以供控制器根据电压变化信息进行水位检测。

可选地，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与控制器的激励信号输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻和第一电容连接，所述第二电阻的另一端连接控制器的采样检测端连接，所述第一电容的另一端与所述水位探针连接。

可选地，所述水位探针导电部底端距离所述蒸汽发生器底端的距离高于满水状态下的水位高度。

可选地，所述水位探针包括圆柱部分和尖锥部分，所述圆柱部分为绝缘部，所述尖锥部分为导电部。

本发明的另一个方面，提供了一种基于如上所述水位检测电路的水位检测方法，所述方法包括：

在采样周期内连续检测采样点的电压值；

计算采样周期内各个采样时刻检测到的电压值的平均值；

根据所述平均值进行水位检测。

可选地，所述方法还包括：

配置检测周期的时间长度和相邻检测周期之间的间隔时间长度；

在各个检测周期的时间长度内控制激励信号输出端连续输出高电平，并在相邻检测周期之间的间隔时间长度内控制激励信号输出端连续输出低电平。

可选地，所述根据所述平均值进行水位检测，包括：

判断所述平均值是否大于或等于预设的第一电压阈值；

若所述平均值大于或等于预设的第一电压阈值，则所述蒸汽发生器为无水状态，否则，判断所述平均值是否小于或等于预设的第二电压阈值；

若所述平均值小于或等于预设的第二电压阈值，则所述蒸汽发生器为满水状态，否则，所述蒸汽发生器为有水但未满状态。

可选地，所述方法还包括：

当所述蒸汽发生器为无水状态时，进行防干烧报警。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

此外，本发明还提供了一种蒸烤箱，包括控制器和如上所述水位检测电路，所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明实施例提供的水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱，通过在蒸汽发生器内放置水位探针，水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，其阻值随水位变化而变化，本发明主要通过检测可变阻值变化带来的电位变化，并根据电位变化进行水位检测，该方法所需检测电路结构简单，成本低，而且控制算法简单，计算过程精简，更加灵敏，准确度高，实时性强。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的水位探针的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种水位检测电路的原理图；

图3为本发明实施例提供的一种水位检测方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中不同水位状态下获取的AD值的区别示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施例提出的水位检测电路，包括在蒸烤箱的蒸汽发生器内悬空设置的水位探针和检测电路。其中，水位探针导电部底端距离所述蒸汽发生器底端的距离高于满水状态下的水位高度。具体的，水位探针在蒸汽发生器内的设置高度H，可参考蒸汽发生器发生一次蒸汽所需的水量进行设定，高于发生一次蒸汽所需的水位即可。

图1为本发明实施例提供的水位探针的结构示意图，如图1所示，所述水位探针包括靠近蒸汽发生器顶端的绝缘部和靠近蒸汽发生器底端的导电部。具体的，水位探针包括圆柱部分和尖锥部分，所述圆柱部分为水位探针的绝缘部，所述尖锥部分为水位探针的导电部。

本实施例中，使用末端为尖锥形的水位探针，放置于蒸汽发生器内合适的高度，当水位没过探针一定位置时，可判断当前水位达到可烧水的高度。这种判断方法控制算法简单，更加灵敏，准确度高，实时性强。

图2示意性示出了本发明一个实施例的水位检测电路的原理图。如图2所示，所述水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻R3，而水位是这个电阻的电阻率，所述可变电阻R3的阻值随水位变化而变化，所述水位探针与所述检测电路连接，所述蒸汽发生器内壁接地，所述检测电路将检测到的由可变电阻R3的阻值变化产生的采样点的电压变化信息上传控制器，以供控制器根据电压变化信息进行水位检测。

水位探针在水位检测电路中相当于一个可变电阻，阻值随着水位的变化而改变，本发明主要通过检测阻值变化带来的电位变化进行水位检测。具体的，在实际应用中，可以通过预设一个标准阀值，用于判断能否进行烧水，判断方法简单，计算精简，误差更小，实时性好。

其中，检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1，所述第一电阻R1的一端与控制器的激励信号输出端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2和第一电容C1连接，所述第二电阻R2的另一端连接控制器的采样检测端连接，所述第一电容C1的另一端与可变电阻R3的一端连接，即与水位探针连接。

具体的，当水位低于探针尖端时，R3电阻无穷大，当激励信号输出端输出高电平，电容C1上端电位瞬间接近供电电压。当水位上升，接触到探针尖端，可变电阻阻值变小，电容C1充电，经过一定时间，上端电位才能达到最大值。水位持续上升，没过探针尖锥端，到达绝缘层，此时R3阻值最小，电容以较快速度充满电。

可见，当蒸汽发生器为无水状态时，检测到的电位AD值突变最快，平均值最大。

当蒸汽发生器为满水状态时，电容充电最快，电位AD值突变也较大。

当蒸汽发生器为有水但未满时，电容充电慢，AD值曲线也比较平缓。

因此，控制器可根据电压变化信息进行水位检测，判断蒸汽发生器内的水位状态。

本发明实施例提供的水位检测电路，在蒸汽发生器内放置水位探针，水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，其阻值随水位变化而变化，通过检测可变阻值变化带来的电位变化，并根据电位变化进行水位的准确检测，本发明电路结构精简，降低实现成本，使用寿命长，而且，检测精度高、速度快，可实时监控水位。

图3示意性示出了本发明一个实施例的水位检测方法的流程示意图。该水位检测方法基于如上实施例所述的水位检测电路实现，如图3所示，本发明实施例提供的水位检测方法，具体包括以下步骤：

S11、在采样周期内连续检测采样点的电压值。

本发明实施例中，在进行采样检测之前，需要预先配置检测周期的时间长度和相邻检测周期之间的间隔时间长度，在进行采样检测时，在各个检测周期的时间长度内控制激励信号输出端连续输出高电平，并在相邻检测周期之间的间隔时间长度内控制激励信号输出端连续输出低电平。

具体的，以T为检测周期，在检测周期内激励信号输出端连续输出高电平，在检测周期T内选取一个合适的采样时间区间，在该采样时间区间获取采样数据。合适的采样时间区间是指在这段时间内，能够采样到的数据数量足够多，且数据平均值又能明显区分不同水位状况。相邻检测周期之间的间隔时间激励信号输出端连续输出低电平，等待下一个检测周期。

S12、计算采样周期内各个采样时刻检测到的电压值的平均值。

本实施例中，控制器在检测周期内的采样区间内连续N次获取AD值，然后取平均值。如此是为了能检测到变化的电位值，在相同的时间段内，不同的水位，电位变化速度不同。为了确定这一时间区间，需要经过大量实验，获取经验值：

①若采样时间区间为T1，时间过短，采样数据不够多，偶然性大，后续确定的判断阈值不具普遍性。

②若采样时间区间为T3，时间过长，获取的平均值差异性不大，无法判断水位情况(尤其是无水和水满情况)。

③若采样时间区间为T2，既能保证有足够多的采样数据，平均值差异性也很明显，方便后续确定判断阈值，检测效果最佳。

在相同时间区间T2内，AD值突变越快，平均值越大，说明电容两端的电位突变得越快。

S13、根据所述平均值进行水位检测。

具体的，所述根据所述平均值进行水位检测，进一步包括：判断所述平均值是否大于或等于预设的第一电压阈值；若所述平均值大于或等于预设的第一电压阈值，则所述蒸汽发生器为无水状态，否则，判断所述平均值是否小于或等于预设的第二电压阈值；若所述平均值等于预设的第二电压阈值，则所述蒸汽发生器为满水状态，若所述平均值小于预设的第二电压阈值，则所述蒸汽发生器为有水但未满状态。

在本实施例中，比较不同水位状态的AD平均值，找到合适的取值范围，作为判断能否烧水的裕量范围。当平均值小于等于第二电压阈值a时，代表锅炉水位达到可以烧水的条件，当平均值大于等于第一电压阈值b时，说明水位低于探针尖端，不能烧水。其中a约为水满时平均值，b约为无水时平均值，水满时的平均值大于有水但未满状态的平均值，又小于无水时的平均值。

需要说明的是，本发明实施例中描述的满水状态是指水位达到一个在蒸汽炉中能安全烧水的最大高度的状态。

本实施例中，由水位探针与蒸汽发生器内壁形成的可变电阻的阻值会随水位变化而变化，本发明通过在采样周期内连续检测由可变阻值变化带来的电位变化，并根据各个采样时刻检测到的电压值的平均值进行水位检测，具体的，如图4所示，断点状曲线为无水状态，虚线曲线为满水状态，实线曲线为有水但是未满状态。当蒸汽发生器为无水状态时，检测到的电位AD值突变最快，平均值最大；当蒸汽发生器为满水状态时，电容充电最快，电位AD值突变也较大；当蒸汽发生器为有水但未满时，电容充电慢，AD值曲线也比较平缓，以此判断蒸汽发生器内的水位状态，判断方法控制算法简单，更加灵敏，准确度高，实时性强。

本发明的控制方法，通过预先配置出判断阈值范围，实践证明该判断标准可靠性高，电路简单，直接将检测到的电位转换的AD值作为判断阀值，计算精简，减少误差传递，提高检测的精确度和实时性。

进一步地，本发明实施例提供的水位检测方法，当所述蒸汽发生器为无水状态时，进行防干烧报警，以提醒用户及时加水，防止干烧。

此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本实施例中，所述水位检测方法集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

此外，本发明实施例还提供了一种蒸烤箱，包括控制器和如上所述水位检测电路，所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。例如图3所示的S11-S13。

本发明实施例提供的水位检测电路、方法、存储介质及蒸烤箱，通过在蒸汽发生器内放置水位探针，水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，其阻值随水位变化而变化，本发明主要通过检测可变阻值变化带来的电位变化，并根据电位变化进行水位检测，该方法所需检测电路结构简单，成本低，而且控制算法简单，计算过程精简，更加灵敏，准确度高，实时性强。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，本申请所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水位检测电路，其特征在于，包括在蒸烤箱的蒸汽发生器内悬空设置的水位探针和检测电路，所述水位探针包括靠近蒸汽发生器顶端的绝缘部和靠近蒸汽发生器底端的导电部，所述水位探针与蒸汽发生器内壁形成可变电阻，所述可变电阻的阻值随水位变化而变化，所述水位探针与所述检测电路连接，所述蒸汽发生器内壁接地，所述检测电路将检测到的由可变电阻的阻值变化产生的采样点的电压变化信息上传控制器，以供控制器根据电压变化信息进行水位检测。

2.根据权利要求1所述的水位检测电路，其特征在于，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与控制器的激励信号输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻和第一电容连接，所述第二电阻的另一端连接控制器的采样检测端连接，所述第一电容的另一端与所述水位探针连接。

3.根据权利要求1所述的水位检测电路，其特征在于，所述水位探针导电部底端距离所述蒸汽发生器底端的距离高于满水状态下的水位高度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的水位检测电路，其特征在于，所述水位探针包括圆柱部分和尖锥部分，所述圆柱部分为绝缘部，所述尖锥部分为导电部。

5.一种基于如权利要求1-4任一项所述水位检测电路的水位检测方法，其特征在于，所述方法包括：

在采样周期内连续检测采样点的电压值；

计算采样周期内各个采样时刻检测到的电压值的平均值；

根据所述平均值进行水位检测。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

配置检测周期的时间长度和相邻检测周期之间的间隔时间长度；

在各个检测周期的时间长度内控制激励信号输出端连续输出高电平，并在相邻检测周期之间的间隔时间长度内控制激励信号输出端连续输出低电平。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均值进行水位检测，包括：

判断所述平均值是否大于或等于预设的第一电压阈值；

若所述平均值大于或等于预设的第一电压阈值，则所述蒸汽发生器为无水状态，否则，判断所述平均值是否小于或等于预设的第二电压阈值；

若所述平均值小于或等于预设的第二电压阈值，则所述蒸汽发生器为满水状态，否则，所述蒸汽发生器为有水但未满状态。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述蒸汽发生器为无水状态时，进行防干烧报警。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求5-8任一项所述方法的步骤。

10.一种蒸烤箱，包括控制器和如权利要求1-4任一项所述水位检测电路，所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5-8任一项所述方法的步骤。

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