CN113074794A - 液位检测器及液位检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液位检测器及液位检测方法，适用于液体存储容器。液位检测器包括多个感测电极及液位判断电路。这些感测电极配置于液体存储容器的侧壁上，并且对应不同的液位。液位判断电路耦接这些感测电极，并且于工厂校正时反应于自主机接收的调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值。这些电容基准值于工厂校正后即死锁。在工厂校正后，液位判断电路扫描这些感测电极的电容值，以依据这些感测电极的当下电容值判断液体存储容器中液体的液位。本发明提供的液位检测器及液位检测方法，具有体积较小的测量结构，以使液位检测器可以轻薄化。

Description

液位检测器及液位检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测器，尤其涉及一种液位检测器及液位检测方法。
背景技术
在家电产品中，如有需要液位显示的功能(例如洗衣机、饮水器、抽水马达等)，一般都使用浮球、或是玻璃管标注刻度，以达到显示内部水位的功能。当家电产品利用上述结构进行液位测量时，由于上述结构的体积缩小的程度有限，进而整体体积无法轻薄化。因此，如何轻薄化液位测量装置，则成为现代化家电的一个课题。
发明内容
本发明提供一种液位检测器及液位检测方法，具有体积较小的测量结构，以使液位检测器可以轻薄化。
本发明的液位检测器，适用于一液体存储容器，并且包括多个感测电极及一液位判断电路。这些感测电极配置于液体存储容器的一侧壁上，并且对应不同的液位。液位判断电路耦接这些感测电极，并且扫描这些感测电极的电容值，以依据这些感测电极的当下电容值判断液体存储容器中一液体的液位。液位判断电路于工厂校正时反应于自主机接收的调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值，这些电容基准值与这些电容临界值分别对应这些感测电极，并且这些电容基准值于工厂校正后即死锁。在工厂校正后，液位判断电路依据这些感测电极的当下电容值及这些电容基准值计算这些感测电极的电容变化值，当各个感测电极的电容变化值大于等于对应的电容临界值时，则表示液体的液位大于等于各个感测电极对应的液位。
本发明的液位检测方法，包括下列步骤。提供多个感测电极，并且配置于一液体存储容器的一侧壁上，其中这些感测电极对应不同的液位。通过一液位判断电路于工厂校正时反应于自一主机接收的一调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值，这些电容基准值与这些电容临界值分别对应这些感测电极，并且这些电容基准值于工厂校正后即死锁。以及，在工厂校正后，通过液位判断电路扫描这些感测电极的电容值，以依据这些感测电极的当下电容值判断液体存储容器中一液体的液位。
基于上述，本发明实施例的液位检测器及液位检测方法，是通过感测电极检测液体的液位，因此可在占用较低的空间时仍可确认液体的液位。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1为依据本发明一实施例的液位检测器的系统示意图；
图2为依据本发明的一实施例的液位与感测电极的相对关系图；
图3为依据本发明的一实施例的液位检测方法的流程图。
附图标号说明
10：液体存储容器；
100：液位检测器；
10A：侧壁；
110_1～110_6：感测电极；
120：液位判断电路；
IQL：液位信息；
L1：液体的液位；
PC：中间点；
PH：最高点；
PL：最低点；
S310、S320、S330：步骤。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1为依据本发明一实施例的液位检测器的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，液位检测器100适用于液体存储容器10，并且包括多个感测电极110_1～110_6及液位判断电路120。感测电极110_1～110_6配置于液体存储容器10的侧壁10A上，并且对应不同的液位，其中感测电极110_1～110_6可配置侧壁10A的内表面或外表面，此可依据电路设计而定。以附图来说，感测电极110_1～110_6所对应的液位例如是由低至高，并且液位的分辨率是视感测电极110_1～110_6的数量及图案而定，在此感测电极110_1～110_6的数量及图案为举例来说明。
液位判断电路120耦接感测电极110_1～110_6，并且扫描感测电极110_1～110_6的电容值，以依据感测电极110_1～110_6的当下电容值判断液体存储容器10中液体的液位(如L1所示)，并且依据液体的液位(如L1所示)提供液位信息IQL。
进一步来说，跟同电容触控模块一样，液体存储容器10中的液体会影响各个感测电极110_1～110_6的电容值，当液体的液位(如L1所示)上升至接触到各个感测电极110_1～110_6时，各个感测电极110_1～110_6的电容值会对应被淹没的比例而上升。当各个感测电极110_1～110_6的电容值上升一定幅度时，则表示液体的液位(如L1所示)大于等于各个感测电极110_1～110_6对应的液位。
换言之，液位判断电路120于工厂校正时会存储多个电容基准值及多个电容临界值，并且各个感测电极110_1～110_6会对应一个电容基准值及一个电容临界值，即各个感测电极110_1～110_6会有一个起始的电容值。接着，在工厂校正后，液位判断电路120会依据感测电极110_1～110_6的当下电容值及上述电容基准值计算各个感测电极110_1～110_6的电容变化值。当各个感测电极110_1～110_6的电容变化值大于等于对应的电容临界值时，则表示液体的液位(如L1所示)大于等于各个感测电极110_1～110_6对应的液位。
相较于传统的电容检测方式，为了适应环境的变化，传统的电容检测方式会在扫描触碰点时，会一并校正感测电极(如110_1～110_6)的电容基准值。然而，当感测电极的电容基准值随时校正时，液位判断电路120可能会无法判断液体的液位(如L1所示)。
在本实施例中，为了避免感测电极的电容基准值随时校正所造成的问题，液位判断电路120的电容基准值是在工厂进行校正时设定，并且在设定完成后即死锁，即使用者无法变更，也不会在工厂外再次校正，也就是说液位判断电路120的工作方式实际上是不同于传统的电容触控模块。藉此，在液体存储容器10中无液体的条件下上电且之后注入液体至液体存储容器10时，液位检测器100可以正常检测液体的液位高低；或者，在液体存储容器10中有液体的条件下上电时，液位检测器100可以判断目前的液体的液位高度，并可以持续正常工作。
详细来说，液位检测器100的校正操作是属于液位检测器100于工厂中进行出厂前的校正与设定工作。上述校正操作进行的步骤由组装完成后通过主机(例如工作站)下调整命令给液位检测器100的液位判断电路120，以进行出厂前的环境校正(空场)，接着液位判断电路120反应于调整命令而记录当下的环境参数设定(例如多个电容基准值等)，最后将环境参数设定回填到液位检测器100中的液位判断电路120内(例如液位判断电路120内的存储装置)。因为每一个液位检测器100的组装都有差异存在，所以上述环境参数设定都属于各自的环境变量差异。完成环境校正后，可以通过工具软件针对液位检测器100中每一个液位高度的感测电极110_1～110_6进行个别设定，以设定感测电极110_1～110_6个别对应的电容临界值。其中，液位检测器100的校正操作只会在工厂端执行，不会在一般使用环境下执行，亦即感测电极110_1～110_6个别对应的电容基准值及电容临界值会在工厂校正时进行设定及调整，并且于工厂校正后即死锁。
在本发明的实施例中，液位判断电路120反应于调整命令而执行自动调整功能，自动调整功能驱动液位判断电路120扫描感测电极110_1～110_6，以取得感测电极110_1～110_6个别对应的电容基准值，并且在取得电容基准值后，液位判断电路120会停止自动调整功能。接着，在自动调整功能停止后，液位判断电路120存储感测电极110_1～110_6个别对应的电容基准值。并且，在存储电容基准值后，液位判断电路120可通知主机，以自主机接收多个电容位移值，并且将各个电容基准值与电容位移值的对应一者的总和作为感测电极110_1～110_6个别对应的电容临界值。
在本发明的实施例中，液位判断电路120可在持续将所有感测电极110_1～110_6的电容变化值与对应的电容临界值比较；或者，液位判断电路120可在一扫描期间中将所有感测电极110_1～110_6的电容变化值与对应的电容临界值比较完成后停止扫描动作；或者，在一扫描期间，液位判断电路120由低液位高度至高液位高度将感测电极110_1～110_6的电容变化值与对应的电容临界值进行比较，并且当感测电极110_1～110_6的电容变化值的其中之一小于对应的电容临界值时，液位判断电路120可停止扫描动作；或者，在一扫描期间，液位判断电路120由高液位高度至低液位高度将感测电极110_1～110_6的电容变化值与对应的电容临界值进行比较，并且当感测电极110_1～110_6的电容变化值的其中之一大于等于对应的电容临界值时，液位判断电路120可停止扫描动作。其中，扫描期间在时序上可以相邻或不相邻，此依据电路设计而定，本发明实施例不以此为限。
依据上述，本实施例通过感测电极110_1～110_6检测液体的液位，亦即在占用较低的空间时仍可确认液体的液位，并将检测的信息反馈，以配合相关程序设定动作进行判读。并且，可将所有相关功能整合于同一芯片内，以完全取代传统的液位检测方式，并且不会有电容检测方式应用于液位检测上所造成的问题，进而可以达到多个液位检测的要求。
图2为依据本发明的一实施例的液位与感测电极的相对关系图。请参照图1及图2，在本发明实施例中，感测电极110_1～110_6个别对应的电容位移值反应液位(如L1)与对应的感测电极110_1～110_6的接触状态。举例来说，接触状态包括液位(如L1)接触对应的感测电极(如110_4)的最低点(如PL)、液位(如L1)接触对应的感测电极(如110_4)的中间点(如PC)、以及液位(如L1)接触对应的感测电极(如110_4)的最高点(如PH)。
在本发明的实施例中，各个感测电极110_1～110_6可对应多个电容位移值(亦即对应多个电容临界值)，以判断液位(如L1)是接触(或靠近)对应的感测电极(如110_4)的最低点(如PL)、中间点(如PC)或最高点(如PH)。藉此，可提高液位检测的分辨率。
图3为依据本发明的一实施例的液位检测方法的流程图。请参照图3，在本实施例中，液位检测方法包括下列步骤。在步骤S310中，提供多个感测电极，并且配置于一液体存储容器的一侧壁上，其中这些感测电极对应不同的液位。在步骤S320中，通过一液位判断电路于工厂校正时反应于自一主机接收的一调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值，这些电容基准值与这些电容临界值分别对应这些感测电极，并且这些电容基准值于工厂校正后即死锁。在步骤S330中，通过液位判断电路扫描这些感测电极的电容值，以依据这些感测电极的当下电容值判断液体存储容器中一液体的液位。其中，步骤S310、步骤S320及步骤S330的顺序为用以说明，本发明实施例不以此为限。并且，步骤S310、步骤S320及步骤S330的细节可参照图1及图2实施例所示，在此则不再赘述。
综上所述，本发明实施例的液位检测器及液位检测方法，是通过感测电极检测液体的液位，因此可在占用较低的空间时仍可确认液体的液位。并且，液位判断电路的电容基准值是在工厂进行设定后即死锁，以避免传统的电容检测方式应用于液位感测所造成的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (15)

1.一种液位检测器，适用于液体存储容器，其特征在于，包括：
多个感测电极，配置于所述液体存储容器的侧壁上，并且对应不同的液位；以及
液位判断电路，耦接所述多个感测电极，并且扫描所述多个感测电极的电容值，以依据所述多个感测电极的当下电容值判断所述液体存储容器中液体的液位；
其中，所述液位判断电路于工厂校正时反应于自主机接收的调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值，所述多个电容基准值与所述多个电容临界值分别对应所述多个感测电极，并且所述多个电容基准值于工厂校正后即死锁，
在工厂校正后，所述液位判断电路依据所述多个感测电极的当下电容值及所述多个电容基准值计算所述多个感测电极的电容变化值，当各所述多个感测电极的电容变化值大于等于对应的电容临界值时，则表示所述液体的液位大于等于各所述多个感测电极对应的液位。
2.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，所述液位判断电路反应于所述调整命令而执行自动调整功能，所述自动调整功能驱动所述液位判断电路扫描所述多个感测电极，以取得所述多个电容基准值，在取得所述多个电容基准值后，停止所述自动调整功能，
在所述自动调整功能停止后，所述液位判断电路存储所述多个电容基准值，自所述主机接收多个电容位移值，并且将各所述多个电容基准值与所述多个电容位移值的对应一者的总和作为对应的感测电极的电容临界值。
3.根据权利要求2所述的液位检测器，其特征在于，所述多个电容位移值个别反应所述液位与对应的感测电极的接触状态。
4.根据权利要求3所述的液位检测器，其特征在于，所述接触状态包括所述液位接触对应的感测电极的最低点、所述液位接触对应的感测电极的中间点、以及所述液位接触对应的感测电极的最高点。
5.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，所述液位判断电路在扫描期间将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值比较。
6.根据权利要求5所述的液位检测器，其特征在于，所述液位判断电路在所述扫描期间是由低液位至高液位将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值进行比较。
7.根据权利要求5所述的液位检测器，其特征在于，所述液位判断电路在所述扫描期间是由高液位至低液位将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值进行比较。
8.一种液位检测方法，包括：
提供多个感测电极，并且配置于液体存储容器的侧壁上，其中所述多个感测电极对应不同的液位；
通过液位判断电路于工厂校正时反应于自主机接收的调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值，所述多个电容基准值与所述多个电容临界值分别对应所述多个感测电极，并且所述多个电容基准值于工厂校正后即死锁；以及
在工厂校正后，通过所述液位判断电路扫描所述多个感测电极的电容值，以依据所述多个感测电极的当下电容值判断所述液体存储容器中液体的液位。
9.根据权利要求8所述的液位检测方法，其特征在于，通过所述液位判断电路于工厂校正时反应于自所述主机接收的所述调整命令而存储多个电容基准值及多个电容临界值的步骤包括：
通过所述液位判断电路反应于所述调整命令而执行自动调整功能，所述自动调整功能驱动所述液位判断电路扫描所述多个感测电极，以取得所述多个电容基准值，在取得所述多个电容基准值后，停止所述自动调整功能；以及
在所述自动调整功能停止后，通过所述液位判断电路存储所述多个电容基准值，自所述主机接收多个电容位移值，并且将各所述多个电容基准值与所述多个电容位移值的对应一者的总和作为对应的感测电极的电容临界值。
10.根据权利要求9所述的液位检测方法，其特征在于，所述多个电容位移值个别反应所述液位与对应的感测电极的接触状态。
11.根据权利要求10所述的液位检测方法，其特征在于，所述接触状态包括所述液位接触对应的感测电极的最低点、所述液位接触对应的感测电极的中间点、以及所述液位接触对应的感测电极的最高点。
12.根据权利要求8所述的液位检测方法，其特征在于，通过所述液位判断电路存储所述多个感测电极对应的多个电容基准值及多个电容临界值，以依据所述多个感测电极的当下电容值判断所述液体存储容器中所述液体的液位的步骤包括：
依据所述多个感测电极的当下电容值及所述多个电容基准值计算所述多个感测电极的电容变化值；
比较所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值；
当各所述多个感测电极的电容变化值大于等于对应的电容临界值时，则表示所述液体的液位大于等于各所述多个感测电极对应的液位；以及
当各所述多个感测电极的电容变化值小于对应的电容临界值时，则表示所述液体的液位小于各所述多个感测电极对应的液位。
13.根据权利要求8所述的液位检测方法，其特征在于，还包括：
在扫描期间，将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值比较完成后停止扫描动作。
14.根据权利要求13所述的液位检测方法，其特征在于，在所述扫描期间是由低液位至高液位将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值进行比较。
15.根据权利要求13所述的液位检测方法，其特征在于，在所述扫描期间是由高液位至低液位将所述多个感测电极的电容变化值与对应的电容临界值进行比较。
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