CN1130253A - 检测搅拌流体重量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明由霍尔元件检测在冷藏库的搅拌装置中流体和水等被搅拌物的重量。按被搅拌物的量而变化的搅拌马达的转速，按各转速检出被搅拌物重量的装置及方法。构成如下：重量检测部，检出搅拌马达的转速并输出矩形波；动作命令输入部，接受使用人的动作命令；微计算机，在输入动作命令时，根据重量检测部的输出频率计算被搅拌物重量，输出驱动控制信号；搅拌马达驱动部，根据输出的驱动控制信号驱动搅拌马达；显示部，表示系统的动作状况。

Description

检测搅拌流体重量的方法和装置

本发明涉及在冷藏库等的搅拌装置中检测流体和水等的被搅拌物重量之技术，特别是涉及利用霍尔传感器的简单结构而减少检测误差的搅拌流体的重量检测方法和装置。

图1是一般的流体重量检测装置适用的搅拌电路图。如图所示，所述装置由以下各部分构成：接受被搅拌物的动作命令的动作命令输入部(2)；在从上述动作命令输入部(2)输入动作命令时，根据重量检测部(1)的输出频率计算被搅拌物的重量并输出适合于负载量的驱动控制信号的微计算机(3)；由从上述微计算机(3)输出的驱动控制信号进行驱动下面所述的搅拌马达(M)的搅拌马达驱动部(4)；接受上述微计算机(3)的控制来表示系统的动作状态的显示部(5)。

图2是一般的搅拌装置的概略图，由以下各部分构成：有驱动磁石(圆形的永久磁石)(6)装在搅拌马达(M)的轴上并用来产生为了搅拌流体的旋转力的驱动部(7)；装在容器(10)的下部，用和所述驱动磁石(6)的相互作用来搅拌负载(流体)的搅拌磁石(8)；装在上述容器(10)的下面用于检测负载(被搅拌物、即流体或水)的重量的重量传感器(9)。如此构成的搅拌装置的动作参照图3说明如下。

将流体和水等这类被搅拌物倒入容器(10)，按下动作开关(SW1)以后，微计算机(3)通过其入口(P2)识别输入了现在动作的命令，使搅拌马达驱动部(4)动作。另外，以通过其入口(P1)输入的振荡信号的频率来判断现在搅拌的被搅拌物重量。

重量传感器(9)是一种二个极板相面对、利用它们之间的静电容量的结构，由图3可见，由于负载的重量，重量传感器(9)两极间的距离(d)变短，结果，此重量传感器(9)的静电容量(C1)可确认为按下式而增加： $C1=\mathrm{\ϵo\ϵ\γ}\frac{s}{d}$ (其中s：极板面积；d：极板间距；εoεγ：极间充填材料介电常数)

因此，重量检测部(1)中的振荡电路(1A)的振荡频率(F)如下式所示与静电容量(C1)成反比： $F\∝\frac{1}{(R1+R2)\×C1}$

结果，被搅拌物的重量如果增加，振荡电路(1A)的振荡频率变小，反之，如重量减少，振荡频率变大。

微计算机(3)根据振荡频率判断被搅拌物的重量，该量如小于一规定量，从出口(P4)输出低电位，表示要补充水的发光二极管(LED1)亮，该量如大于规定量，从出口(P3)在一定的时间间隔内输出低电位，驱动搅拌马达(M)。随所述搅拌马达(M)而驱动磁石(6)旋转，此时，随所产生的磁场搅拌磁石(8)旋转而产生搅拌作用。

此时，微计算机(3)从出口(P5)输出低电位，点亮表示动作的发光二极管(LED2)，由此使用人得知正进行着现在搅拌动作。

规定时间以后，微计算机(3)在出口(P3)输出高电位使马达驱动用继电器(RY1)断开，因而上述搅拌马达(M)的驱动停止，搅拌作用中止。此时，上述微计算机(3)在其出口(P6)输出低电位，表示搅拌完了用的发光二极管(LED3)点亮。

但是，关于这种已有的重量检测装置，只要被搅拌物继续在那里，重量传感器的二个极板就继续受压，极板弹性下降，复原力减弱，因而检测误差变大是个缺点。还有，为了校正构成振荡电路的电阻及可变电容(重量传感器)的公差而追加可变电阻，因而电路变复杂，其调整也较困难。并且有因结构的复杂带来价格上升的缺点；人等靠近传感器周围时因静电容量的变化而致误差变大是缺点。

本发明的目的是提供一种利用霍尔传感器检测出结合在搅拌马达上的驱动磁石的转速，根据所检出的转速来判断被搅拌物重量的搅拌流体重量检测方法和装置。

本发明的一个特点是提供一种搅拌流体的重量检测方法，有搅拌马达和固定在所述搅拌马达的旋转轴上并与之一起旋转的驱动磁石，以及接受由所述驱动磁石的磁场传达的动力而旋转的搅拌磁石来搅拌被搅拌物，由以下步骤构成：用霍尔传感器检测出上述驱动磁石的磁场而测知所述搅拌马达的转速的步骤；计算对应于所测知的所述搅拌马达的转速的被搅拌物重量的步骤；从而，根据上述所计算的重量使所述搅拌马达运转的步骤。

本发明的另一个特点是提供一种搅拌流体的重量检测装置，装置具有为搅拌被搅拌物的搅拌马达；固定在所述搅拌马达的转轴上并与其一起旋转的驱动磁石；接受由所述驱动磁石的磁场传达的动力而旋转的搅拌磁石；

利用所述驱动磁石的磁场控制测所述搅拌马达转速的装置；

控制装置，用来计算对应于上述所检测的搅拌马达的转速的被搅拌物重量、在所计算的上述被搅拌物的重量值小于或等于设定值时使搅拌马达停止，大于设定值时使上述搅拌马达在对应于所述被搅拌物的重量、预先设定的运转时间内运转；在上述控制装置的控制下控制所述搅拌马达的运转/停止的装置；以及，输入/显示装置，用来输入使用人的动作选择到上述控制装置、表示由所述控制装置所作的动作结果。

对于有此种结构的本发明，在搅拌马达(M)停止的状态使用人一输入动作开始的命令，搅拌马达(M)旋转，表示动作的发光二极管(LED12)点亮，由重量检测部测得的搅拌马达(M)的转速作为被搅拌物的重量值输入微计算机。

微计算机判断所输入的搅拌马达(M)的转速，即，被搅拌物的重量，在规定量以下时，搅拌马达被停止，表示要补充水的发光二极管(LED11)点亮，表示使用人应补充被搅拌物。

另一方面，所输入的被搅拌物重量在规定量以上时，根据被搅拌物重量设定适当的搅拌时间，在此时间内，搅拌马达(M)旋转，搅拌时间一完了，搅拌马达(M)停止，表示动作完了的发光二极管(LED13)点亮。

图1是一般的流体重量检测装置适用的搅拌电路图。

图2是一般的搅拌装置的概略图。

图3是一般的重量检测装置的概略图。

图4是关于本发明的搅拌流体重量检测装置的一个实施例电路图。

图5是图4中霍尔传感器部分的内部框图。

图6是适用本发明霍尔传感器的搅拌装置的概略图。

图7是表示水量和转速关系的曲线图。

图8是霍尔传感器的输出波形图。

图9是关于本发明的重量检测方法的流程图。

图10是本发明其他实施例的构造图。

图中符号的说明

1、11 重量检测部     2、12   动作命令输入部

3、13 微计算机       4、14   搅拌马达驱动部

5、15 显示部         6、20   驱动磁石

7     动部           8、21   搅拌磁石

9     重量传感器     10、22  容器

11A   霍尔元件部分   16      稳压部分

17    霍尔元件       18      放大器

19    磁滞缓冲器

图4是根据本发明的搅拌流体重量检测装置之一个实施例的电路图。如图示，由以下各部分构成：重量检测部(11)，用于为测定被搅拌物的重量检测出下面所述搅拌马达(M)的转速、输出矩形波；动作命令输入部(12)，接受使用人的动作命令；微计算机(13)，在从上述动作命令输入部(12)输入动作命令时，根据重量检测部(11)的输出频率计算被搅拌物的重量，输出适合此重量的驱动控制信号；搅拌马达驱动部(14)，根据从上述微计算机(13)输出的驱动控制信号来驱动搅拌马达(M)；显示部(15)，接受上述微计算机(13)的控制而表示系统的动作状况。

图5是在图4的重量检测部(11)内的霍尔传感器部分(11A)的内部框图，由以下各部分构成：稳压部(16)，使供给电压稳定化；霍尔元件(17)，按照从上述稳压部(16)来的电压来动作，输出对应于下面所述的驱动磁石(20)转速周期的矩形脉冲；放大器(18)，将上述霍尔元件(17)的输出电压处理放大为适宜的样子；磁滞缓冲器(19)，用来建立上述放大器(18)输出电压的正确水平；三极管(Q11)，按照上述磁滞缓冲器(19)的输出信号进行开关作用。参照图4至图9说明有如此构成的本发明的动作如下。

表示于图6的搅拌马达(M)的驱动处在停止状态时，从微计算机(13)的出口(P4～P6)输出高电位，显示部(15)的表示要补充水的发光二极管(LED11)、表示动作所用的发光二极管(LED12)、表示完了所用的发光二极管(LED13)全部保持在稳定的状态。

将流体和水等被搅拌物加入容器(22)内，按下动作开关(SW11)后，微计算机(13)通过入口(P2)得知输入了现在动作命令，将低电位输出给其出口，使马达驱动用继电器(RY2)动作而使搅拌马达(M)旋转。与此同时将低电位输出给出口(P5)而表示动作所用的发光二极管(LED12)点亮。

随所述搅拌马达(M)的旋转而驱动磁石(20)旋转，由于因此驱动磁石(20)产生的磁力，搅拌磁石(21)旋转。此时，随了在容器(22)内被搅拌物的重量不同而加到搅拌马达(M)上的负载变化，结果根据负载量不同搅拌马达(M)的旋转速度如图7那样变化。

所述搅拌马达(M)的转速由霍尔元件(17)检测出来并加给微计算机(13)。解释这种转速检测的原理，驱动磁石(20)的磁场加到霍尔元件(17)上在霍尔元件(17)的内部流过电流，在和此磁场和电流成直角方向上产生霍尔电压。

驱动磁石(20)一经转动，磁场就转动，由此，霍尔元件(17)的输出电压随搅拌马达(M)的转速，即，被搅拌体的重量的变化示于图8。

所述霍尔元件(17)的输出，通过放大器(18)处理放大到适当的水准以后，再通过磁滞缓冲器(19)整形化。根据所述磁滞缓冲器(19)的输出，三极管(Q11)对所述微计算机(13)的入口(P1)上加脉冲电压。

因此，所述微计算机(13)根据从霍尔传感器部(11A)输入的脉冲的周期判断在容器(22)内有否被搅拌物及其程度。

被搅拌物的量在规定量以下的话，所述搅拌马达(M)的驱动停止，表示要补充水的发光二极管(LED11)点亮，否则，在规定量以上的话，根据被搅拌物的量规定的时间内驱动搅拌马达(M)同时表示动作所用的发光二极管(LED12)点亮。规定的驱动时间终了后，将搅拌马达(M)的驱动中止，表示完了所用的发光二极管(LED13)点亮。

图10是表示本发明其他的实施例，是设有图6的搅拌磁石(21)、搅拌翼(33)直接以浸渍状态处于被搅拌物中、根据被搅拌物的量测知搅拌马达(M)的速度的实施例。

图9是表示图4所示实施例动作的流程图。

在搅拌马达(M)停止的状态下使用人输入动作开始命令(步骤S1)后，搅拌马达(M)旋转，表示动作用发光二极管(LED12)点亮，由重量检测部(11)检测出的搅拌马达(M)的转速作为被搅拌物的重量值输入给微计算机(13)(步骤S2-S4)。

微计算机(13)判断所输入的搅拌马达(M)的转速，即被搅拌物的重量(S5)，如在规定量以下，停止搅拌马达(M)(步骤S6)，表示水要补充的发光二极管(LED11)点亮，表示使用人应补充被搅拌物(步骤S7)。在本实施例中当被搅拌物是定量的1/6以下时，设定为进行水补充显示。

另一方面，输入的被搅拌物重量为规定以上的话，按被搅拌物的重量设定适当的搅拌时间(步骤S8～S8’)，在此时间内，转动搅拌马达(M)，搅拌时间一结束(步骤S9)，停止搅拌马达(M)，动作完了所用的发光二极管(LED13)点亮(步骤S10)。以上，按本实施例的装置之动作完了。

如以上说明，本发明利用霍尔传感器，检测出结合在搅拌马达上的驱动磁石的转速，测定被搅拌物的重量，可提供设有即存的重量传感器所附有的机械疲劳，能防止因传感器的变形所致误差的发生，不用说，构成简单，不需不必要的调整作业等效果。

Claims (6)

1.一种搅拌流体重量的检测方法，用搅拌马达、固定在所述搅拌马达的转轴上并与其一起旋转的驱动磁石、接受由所述驱动磁石磁场传达的动力而旋转的搅拌磁石来搅拌被搅拌物，其特征是由以下步骤构成：

用霍尔传感器检测出所述驱动磁石的磁场来检测所述搅拌马达的转速的步骤；

计算相应于所检测的所述搅拌马达的转速之被搅拌物重量的步骤；还有

根据所计算的重量使所述搅拌马达运转的步骤。

2.根据权利要求1的搅拌流体重量的检测方法，其特征是所述搅拌马达运转步骤由以下步骤构成：

所述计算的被搅拌物重量比设定基准值小或相同的话，停止所述搅拌马达的步骤；还有

所述计算的被搅拌物重量比设定基准值大的话，在相应于所述计算的被搅拌物重量的运转时间内运转所述搅拌马达后，停止所述搅拌马达的步骤。

3.根据权利要求2的搅拌流体重量的检测方法，其特征是所述运转时间根据所述计算的被搅拌物重量设定至少一个以上

4.一种搅拌流体重量的检测装置，具有为搅拌被搅拌物的搅拌马达、固定在所述搅拌马达的转轴上并与其一起旋转的驱动磁石、接受所述驱动磁石磁场传达的动力而旋转的搅拌磁石，其特征是还由以下各装置构成：

利用所述驱动磁石的磁场检测所述搅拌马达转速的装置；

控制装置，计算相应于所述被检测的搅拌马达的转速的被搅拌物重量，当所计算的所述被搅拌物重量值比设定值小或相同时使所述搅拌马达停止，如比设定值大的话，在相应于所述被搅拌物重量的、预先设定的运转时间内使所述搅拌马达运转；

在所述控制装置的控制下进行控制所述搅拌马达的运转/停止的装置；还有

将使用人的动作选择输入所述控制装置、根据该控制装置表示动作结果的输入/显示装置。

5.根据权利要求4的搅拌流体重量的检测装置，其特征是还有如下构成：

所述转速检测装置；

使电源电压稳定的稳压装置；

霍尔无件，按所述稳压装置稳定的电压来动作、检出所述驱动磁石的转速、输出对应于此转速的频率之脉冲信号；

放大器，放大由所述霍尔元件输出的脉冲信号；

磁滞缓冲器，对从所述放大器来的放大信号波形水准进行整形；还有

三极管，根据所述磁滞缓冲器的输出进行开关。

6.根据权利要求4的搅拌流体重量的检测装置，其特征是用所述控制装置设定的所述运转时间，根据所述计算的被搅拌物重量设定至少一个以上。

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