CN113430781A - 一种水位检测模块、水位检测系统及洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水位检测模块、水位检测系统及洗衣机，洗衣机包括水位检测系统，水位检测系统包括被测水室、导线、控制器和水位检测模块，水位检测模块包括壳体和气压传感器，壳体具有收容腔且开设有通气孔，通气孔用于连通收容腔与被测水室；气压传感器固定于壳体且具有检测端，检测端位于收容腔内且间隔于通气孔，用于检测收容腔内的气压；其中，收容腔内的气压随被测水室的水位升降而变化；水位检测模块的通气孔连通被测水室，导线电连接于水位检测模块的气压传感器和控制器。本方案的水位检测模块不仅结构和连接方式简单，适用于不同的检测环境，安装和维护方便，且能避免由于软导管松动漏气、进水等导致的故障风险，保证检测功能的可靠性。

Description

一种水位检测模块、水位检测系统及洗衣机

技术领域

本发明属于水位检测技术领域，尤其涉及一种水位检测模块、水位检测系统及洗衣机。

背景技术

洗衣机工作在洗涤或漂洗的过程，需要向洗衣机的内桶或者外桶注入一定量的水。

对于注水量的控制，目前普遍采用下面的方式：一种是在进水管路中安装流量计，通过检测进水流量控制桶内液位；另一种是在内桶或者外桶中安装液位传感器，通过检测桶内液位控制进水量，其中最常用的一种液位传感器是在外筒中设置空气室结构，空气室通过软导管与主板上的水位传感器连通，通过检测不同水位下空气室的压力从而得到桶内液位数据，但这种方式的检测结构需要较长的软导管连接空气室和水位传感器，安装麻烦，而且软导管容易出现松动漏气、进水等的故障情况，可靠性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种水位检测模块、水位检测系统及洗衣机，检测结构的可靠性高，且安装和维护方便。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，提供一种水位检测模块，包括壳体和气压传感器，所述壳体具有收容腔且开设有通气孔，所述通气孔用于连通所述收容腔与被测水室；所述气压传感器固定于所述壳体且具有检测端，所述检测端位于所述收容腔内且间隔于所述通气孔，用于检测所述收容腔内的气压；其中，所述收容腔内的气压随所述被测水室的水位升降而变化。

进一步地，所述水位检测模块还包括隔离传导组件，所述隔离传导组件连接于所述壳体的内壁并将所述收容腔分隔为第一气室和第二气室，所述检测端容置于所述第一气室内，所述通气孔连通所述第二气室，所述隔离传导组件用于将所述第二气室的压力传导到所述第一气室并阻挡所述第二气室的水进入所述第一气室。

进一步地，所述隔离传导组件包括气压传导膜，所述气压传导膜密封连接于所述壳体的内壁。

进一步地，所述气压传导膜为防水透气膜；

或者，所述气压传导膜为弹性隔离膜，所述弹性隔离膜用于隔离所述第一气室和所述第二气室的气体，所述弹性隔离膜受压时能够发生弹性形变。

进一步地，所述壳体包括第一壳壁和与所述第一壳壁固定连接的第二壳壁，所述气压传导膜夹置于所述第一壳壁和所述第二壳壁之间。

进一步地，所述隔离传导组件还包括连接环，所述气压传导膜的边缘密封连接于所述连接环的内侧，所述第一壳壁的外侧和所述第二壳壁的外侧均与所述连接环的内侧密封连接。

进一步地，所述壳体还设有第一密封连接结构，所述通气孔设置于所述第一密封连接结构，所述第一密封连接结构用于将所述收容腔与所述被测水室密封连接。

进一步地，所述第一密封连接结构包括自所述通气孔的边缘朝外延伸形成的第一连接缘，所述第一连接缘的内侧或外侧用于密封连接所述被测水室。

进一步地，所述壳体还设有第一密封连接结构，所述通气孔设置于所述第一密封连接结构，所述气压传感器装配于所述壳体的远离所述第一密封连接结构的一侧。

进一步地，所述水位检测模块还包括连接件，所述气压传感器装配于所述连接件；

所述壳体的远离所述第一密封连接结构的一侧设有第二密封连接结构，所述第二密封连接结构与所述连接件可拆卸密封连接，并且当所述第二密封连接结构与所述连接件密封连接时，所述气压传感器的检测端位于所述收容腔内。

进一步地，所述第二密封连接结构包括自所述壳体连接孔的边缘朝外延伸形成的第二连接缘，所述第二连接缘的内侧或外侧设置螺纹结构；

所述连接件为固定旋帽，所述固定旋帽的一侧设置连接柱，所述连接柱设有与所述第二连接缘匹配的螺纹结构，

所述气压传感器设置于所述连接柱，或与所述连接柱间隔设置于所述固定旋帽的同一侧。

进一步地，所述气压传感器为数字气压传感器。

进一步地，提供一种水位检测系统，包括被测水室、导线、控制器和如上任意一种所述的水位检测模块，所述水位检测模块的通气孔连通所述被测水室，所述导线电连接于所述水位检测模块的气压传感器和所述控制器。

进一步地，所述被测水室包括储水室和连通所述储水室的空气室，所述水位检测模块的通气孔连通所述空气室，所述通气孔的位置高于所述空气室与所述储水室的连通处。

进一步地，提供一种洗衣机，包括如上任意一种所述的水位检测系统。

本发明中水位检测模块、水位检测系统及洗衣机与现有技术相比，有益效果在于：

水位检测模块的通气孔可以连通被测水室，当被测水室中的水位升降时，壳体的收容腔内的气压会发生变化，由于气压传感器的检测端位于收容腔内，气压传感器可以检测到收容腔内的气压，通过检测到的气压数据可以得出被测水室内的水位情况，此外，气压传感器的检测端间隔于通气孔，可以降低检测端与水接触的概率，保证气压传感器的工作可靠性。本方案的水位检测模块通过通气孔连通收容腔与被测水室，气压传感器与空气室或被测水室之间不需要通过软导管连接，不仅结构和连接方式简单，模块化的设计适用于不同的检测环境，安装和维护方便，且能避免由于软导管松动漏气、进水等导致的故障风险，保证检测功能的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例中应用了水位检测模块的水位检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中水位检测模块的剖面结构示意图。

在附图中，各附图标记表示：10、水位检测模块；20、被测水室；201、储水室；202、空气室；30、导线；40、控制器；1、壳体；2、气压传感器；3、隔离传导组件；4、连接件；11、第一壳壁；12、第二壳壁；13、第一密封连接结构；14、第二密封连接结构；100、收容腔；101、第一气室；102、第二气室；120、通气孔；21、检测端；31、气压传导膜；32、连接环；41、连接柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1和图2，本发明实施例提供一种水位检测模块10，水位检测模块10包括壳体1和气压传感器2，壳体1具有收容腔100且开设有通气孔120，通气孔120用于连通收容腔100与被测水室20；气压传感器2固定于壳体1且具有检测端21，检测端21位于收容腔100内且间隔于通气孔120，用于检测收容腔100内的气压；其中，收容腔100内的气压随被测水室20的水位升降而变化。

本方案的水位检测模块10通过通气孔120连通收容腔100与被测水室20，气压传感器2与空气室或被测水室20之间不需要通过软导管连接，不仅结构和连接方式简单，模块化的设计适用于不同的检测环境，安装和维护方便，且能避免由于软导管松动漏气、进水等导致的故障风险，保证检测功能的可靠性。

进一步地，本发明实施例提供一种水位检测系统，水位检测系统包括被测水室20、导线30、控制器40和水位检测模块10，水位检测模块10的通气孔120连通被测水室20，导线30电连接于水位检测模块10的气压传感器2和控制器40。

水位检测模块10的通气孔120可以连通被测水室20，当被测水室20中的水位升降时，壳体1的收容腔100内的气压会发生变化，由于气压传感器2的检测端21位于收容腔100内，气压传感器2可以检测到收容腔100内的气压，通过检测到的气压数据可以得出被测水室20内的水位情况，此外，气压传感器2的检测端21间隔于通气孔120，可以降低检测端21与水接触的概率，保证气压传感器2的工作可靠性。

上述水位检测系统可以应用于多种场景，例如洗衣机、锅炉、水箱等等，本发明实施例以应用水位检测系统的洗衣机为例进行说明：

洗衣机可以是波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机和搅拌式洗衣机等等，洗衣机的容量可以是2KG以上，例如2－5KG、5－6KG、6－7KG及7KG以上等容量的规格。洗衣机应用了上述的水位检测系统，洗衣机包括用于洗衣操作的洗衣筒(内桶)，或者同时包括洗衣筒(内桶)和盛水筒(外桶)，应当理解，洗衣机的洗衣筒相当于水位检测系统中的被测水室20可以是洗衣机的内桶或外桶，水位检测系统的控制器40可以集成于洗衣机的控制主板，以节约洗衣机的空间，水位检测系统的控制器40也可以电连接于洗衣机的控制主板且与控制主板分离设置。

水位检测模块10的收容腔100和被测水室20之间可以直接或间接连通。例如，在一些实施例中，被测水室20可以包括储水室201和连通储水室201的空气室202，水位检测模块10的通气孔120连通空气室202，通气孔120的位置高于空气室202与储水室201的连通处，通气孔120与空气室202的连接位置优选为位于空气室202的顶侧，通气孔120与空气室202的连接位置也可以位于空气室202的中部靠上的位置，因此，气压传感器2的检测端21可以始终保证在高于空气室202与储水室201的连通处的位置，而且，将空气室202作为储水室201和水位检测模块10的中间过渡结构可以实现水流的隔离，防止水进入到水位检测模块10的收容腔100内，从而保证水位检测模块10的工作可靠性；具体的，储水室201相当于洗衣机的洗衣筒(内桶或外桶)，空气室202设置于洗衣筒外且与储水室201连通；空气室202和储水室201的连通方式不限，例如，空气室202和储水室201可以是相互独立的结构，此时，空气室202和储水室201可以通过管道连通的方式连接，管道两端连接的位置可以分别靠近空气室202的底部和储水室201的底部，优选为储水室201的底侧和空气室202的底侧，这样可以避免储水室201的一些水位无法测量的问题，使得水位测量准确可靠；空气室202和储水室201相互独立的情况下，也可以不通过管道相连，空气室202和储水室201可以分别设置接头，然后通过接头连接的方式连通空气室202和储水室201，并且，空气室202可以设置为可拆卸式的，洗衣机的外桶可以设置用于连接空气室202的安装结构，因此，空气室202可以拆换，便于维护；又如，空气室202和储水室201也可以是一体成型的，空气室202和储水室201之间设置连接通道。

在另一些实施例中，被测水室20可以仅包括储水室201，水位检测模块10的通气孔120直接连通储水室201，在这种情况下，气压传感器2的检测端21的位置比通气孔120的位置高预定距离，该预定距离保证在储水室201达到最大储水高度时收容腔100内的水位仍然没有到达气压传感器2的检测端21，从而保证水位检测模块10的工作可靠性。

在一些实施例中，水位检测模块10还可以包括隔离传导组件3，隔离传导组件3连接于壳体1的内壁并将收容腔100分隔为第一气室101和第二气室102，检测端21容置于第一气室101内，通气孔120连通第二气室102，隔离传导组件3用于将第二气室102的压力传导到第一气室101并阻挡第二气室102的水进入第一气室101。通气孔120连通被测水室20，且通气孔120连通第二气室102，因此，被测水室20的水位变化时，首先会导致第二气室102的气压变化，由于隔离传导组件3用于将第二气室102的压力传导到第一气室101，第一气室101的气压会跟随第二气室102气压的变化而变化，气压传感器2可以检测第二气室102内的气压，根据第二气室102的气压大小即可得出被测水室20的水位，而且隔离传导组件3用于阻挡第二气室102的水进入第一气室101，虽然第二气室102可能会有水进入，但在隔离传导组件3的阻挡作用下，水无法进入到第一气室101内，从而实现防水，保证气压传感器2的工作可靠性，提高水位检测模块10的使用寿命。

隔离传导组件3可以包括气压传导膜31，气压传导膜31密封连接于壳体1的内壁。气压传导膜31可以为防水透气膜，防水透气膜可以阻挡水从第二气室102进入到第一气室101内，而第一气室101和第二气室102内的空气可以相互流通，从而实现在防水的条件下保证气压传导，进而实现通过测量第一气室101的气压来测量水位的功能；或者，气压传导膜31可以为弹性隔离膜，弹性隔离膜用于隔离第一气室101和第二气室102的气体，弹性隔离膜受压时能够发生弹性形变，第二气室102的气压变化时，弹性隔离膜所受压力会产生变化，从而使弹性隔离膜发生形变，弹性隔离膜的弹性形变会导致第一气室101的体积产生变化，进而引起第一气室101的气压变化，通过检测第一气室101的气压即可测量水位的功能。

可选地，壳体1可以是一体成型的结构也可以是分体式设置的结构。在本实施例中，作为示例，壳体1采用分体式结构，壳体1包括第一壳壁11和与第一壳壁11固定连接的第二壳壁12，气压传导膜31夹置于第一壳壁11和第二壳壁12之间；隔离传导组件3还包括连接环32，气压传导膜31的边缘密封连接于连接环32的内侧，第一壳壁11的外侧和第二壳壁12的外侧均与连接环32的内侧密封连接；具体的，通气孔120可以开设在第二壳壁12上，第一壳壁11和第二壳壁12的横截面均为圆形，连接环32为圆环状，连接环32的内壁可以设置螺纹结构，第一壳壁11和第二壳壁12的外侧设置与连接环32的内壁匹配的螺纹结构，因此，第一壳壁11和连接环32之间、第二壳壁12和连接环32之间可以通过螺纹连接的方式固定和密封，而且，为了保证密封性，螺纹结构可以是双头螺纹、三头螺纹等多头螺纹的结构，这样，第一壳壁11和气压传导膜31围合形成第一气室101，第二壳壁12和气压传导膜31围合形成第二气室102，并且，通过螺纹连接的方式可以方便水位检测模块10的组装和拆卸，对于损坏的部位也可以拆除更换，便于维护，可以降低成本。

作为一种实施方式，第一壳壁11和连接环32之间、第二壳壁12和连接环32之间均可以采用胶粘方式或者超声波焊接方式相连，以保证固定稳定，并保证密封性，应当理解，采用这样的方式时，第一壳壁11、第二壳壁12和连接环32的横截面均可以适应性变化，例如为方形、矩形、三角形、椭圆形等等。

作为一种实施方式，第一壳壁11和第二壳壁12可以直接通过螺纹方式、粘接方式或超声波焊接方式等连接固定，气压传导膜31夹置于第一壳壁11和第二壳壁12之间，从而实现密封连接。

作为一种实施方式，为了进一步地保证水位检测模块10的测量精度，气压传导膜31的边缘可以直接固定连接于第一壳壁11的侧壁内。作为一种实施方式，气压传导膜31可以首先连接在形状和第一壳壁11的横截面匹配的环形匹配件内，第一壳壁11通过注塑成型的方式加工形成，在成型第一壳壁11时，环形匹配件的外侧壁嵌入到第一壳壁11的侧壁内，环形匹配件可以部分或全部嵌入于第一壳壁11，这样可以使气压传导膜31精准地与第一壳壁11相连，从而满足第一气室101的设计要求。在装配过程中，气压传导膜31不会因装配过程而影响其性能，且能避免装配过程的损坏，保证水位检测模块10的可靠性。

在另一些实施例中，壳体1采用一体式的结构，在这种情况下，壳体1的一端的开口的尺寸大于或等于壳体1内径，壳体1的内壁可以朝内突出形成抵接环，抵接环和壳体1同轴，壳体1的内壁可以设置第一固定结构，水位检测模块10还可以包括装配环，装配环可以设置第二固定结构，第二固定结构和第一固定结构匹配，当第二固定结构和第一固定结构匹配时，装配环的一侧可以和抵接环抵接，气压传导膜31的边缘夹置于装配环和抵接环之间，从而实现气压传导膜31的密封连接，并且，由于气压传导膜31直接装配在壳体1的内部，可以使得水位检测模块10的外部整体性更好，避免在装配过程中和其他物件的干涉，第一固定结构和第二固定结构可以均是螺纹结构，第一固定结构和第二固定结构也可以是相互匹配的卡接结构，第一固定结构可以是设置在抵接环的螺纹孔，第二固定结构可以是开设在装配环的通孔，因此，装配环和抵接环之间可以通过螺钉穿设通孔并与螺纹孔连接的方式固定。

在一些实施例中，壳体1还设有第一密封连接结构13，通气孔120设置于第一密封连接结构13，第一密封连接结构13用于将收容腔100与被测水室20密封连接。例如，在本实施例中，第一密封连接结构13包括自通气孔120的边缘朝外延伸形成的第一连接缘，第一连接缘的内侧或外侧用于密封连接被测水室20，第一连接缘可以设置外螺纹，被测水室20可以设置和第一连接缘匹配的内螺纹，因此，第一连接缘和被测水室20螺纹连接后可以实现通气孔120和被测水室20的密封连接，并且，通过螺纹连接的方式装配和拆卸均简单方便，便于安装和维护。在一些实施方式中，第一连接缘可以设置内螺纹，被测水室20可以设置突出且与被测水室20连通的接头，接头可以设置外螺纹，第一连接缘可以和接头通过螺纹方式连接固定。在一些实施方式中，为了适配直接和洗衣机的内桶连接的方案，第一连接缘可以延伸出较长的长度，并且，第一连接缘可以进行弯折，例如，弯折呈L形、S形、C形等等，使得第一连接缘的端部开口方向和通气孔120的开口方向不同，第一连接缘的端部开口方向和通气孔120的开口方向可以相互垂直、可以相反等等，以L形为例，第一连接缘的端部开口方向和通气孔120的开口方向相互垂直，因此，第一连接缘的端部可以连接在被测水室20竖直外侧，这样可以使得水位检测模块10的通气孔120朝下，而水位传感器位于通气孔120的正上方，这样可以保证水位检测模块10的工作可靠性，并且，第一连接缘的弯折形状可以根据洗衣机的具体结构进行适应性设计，以满足相应型号的洗衣机的需求。

气压传感器2装配于壳体1的远离第一密封连接结构13的一侧，水位检测模块10还包括连接件4，气压传感器2装配于连接件4；壳体1的远离第一密封连接结构13的一侧设有第二密封连接结构14，第二密封连接结构14与连接件4可拆卸密封连接，并且当第二密封连接结构14与连接件4密封连接时，气压传感器2的检测端21位于收容腔100内，气压传感器2为数字气压传感器2。第二密封连接结构14包括自壳体1连接孔的边缘朝外延伸形成的第二连接缘，第二连接缘的内侧或外侧设置螺纹结构；连接件4为固定旋帽，固定旋帽的一侧设置连接柱41，连接柱41设有与第二连接缘匹配的螺纹结构，气压传感器2设置于连接柱41，或与连接柱41间隔设置于固定旋帽的同一侧。通过固定旋帽和第二连接缘相连的方式，可以方便快捷地将气压传感器2装配在壳体1的收容腔100内，并且能保证密封性，便于安装、拆卸和维护。在一些实施例中，固定旋帽也可以通过螺钉方式和壳体1固定连接，并且，固定旋帽和壳体1之间可以夹置密封圈。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种水位检测模块，其特征在于，包括壳体和气压传感器，所述壳体具有收容腔且开设有通气孔，所述通气孔用于连通所述收容腔与被测水室；所述气压传感器固定于所述壳体且具有检测端，所述检测端位于所述收容腔内且间隔于所述通气孔，用于检测所述收容腔内的气压；其中，所述收容腔内的气压随所述被测水室的水位升降而变化。

2.根据权利要求1所述的水位检测模块，其特征在于，所述水位检测模块还包括隔离传导组件，所述隔离传导组件连接于所述壳体的内壁并将所述收容腔分隔为第一气室和第二气室，所述检测端容置于所述第一气室内，所述通气孔连通所述第二气室，所述隔离传导组件用于将所述第二气室的压力传导到所述第一气室并阻挡所述第二气室的水进入所述第一气室。

3.根据权利要求2所述的水位检测模块，其特征在于，所述隔离传导组件包括气压传导膜，所述气压传导膜密封连接于所述壳体的内壁。

4.根据权利要求3所述的水位检测模块，其特征在于，所述气压传导膜为防水透气膜；

或者，所述气压传导膜为弹性隔离膜，所述弹性隔离膜用于隔离所述第一气室和所述第二气室的气体，所述弹性隔离膜受压时能够发生弹性形变。

5.根据权利要求3所述的水位检测模块，其特征在于，所述壳体包括第一壳壁和与所述第一壳壁固定连接的第二壳壁，所述气压传导膜夹置于所述第一壳壁和所述第二壳壁之间。

6.根据权利要求5所述的水位检测模块，其特征在于，所述隔离传导组件还包括连接环，所述气压传导膜的边缘密封连接于所述连接环的内侧，所述第一壳壁的外侧和所述第二壳壁的外侧均与所述连接环的内侧密封连接。

7.根据权利要求1－6中任意一项所述的水位检测模块，其特征在于，所述壳体还设有第一密封连接结构，所述通气孔设置于所述第一密封连接结构，所述第一密封连接结构用于将所述收容腔与所述被测水室密封连接。

8.根据权利要求7所述的水位检测模块，其特征在于，所述第一密封连接结构包括自所述通气孔的边缘朝外延伸形成的第一连接缘，所述第一连接缘的内侧或外侧用于密封连接所述被测水室。

9.根据权利要求1－6中任意一项所述的水位检测模块，所述壳体还设有第一密封连接结构，所述通气孔设置于所述第一密封连接结构，所述气压传感器装配于所述壳体的远离所述第一密封连接结构的一侧。

10.根据权利要求9所述的水位检测模块，其特征在于，所述水位检测模块还包括连接件，所述气压传感器装配于所述连接件；

所述壳体的远离所述第一密封连接结构的一侧设有第二密封连接结构，所述第二密封连接结构与所述连接件可拆卸密封连接，并且当所述第二密封连接结构与所述连接件密封连接时，所述气压传感器的检测端位于所述收容腔内。

11.根据权利要求10所述的水位检测模块，其特征在于，所述第二密封连接结构包括自所述壳体连接孔的边缘朝外延伸形成的第二连接缘，所述第二连接缘的内侧或外侧设置螺纹结构；

所述连接件为固定旋帽，所述固定旋帽的一侧设置连接柱，所述连接柱设有与所述第二连接缘匹配的螺纹结构，

所述气压传感器设置于所述连接柱，或与所述连接柱间隔设置于所述固定旋帽的同一侧。

12.根据权利要求7所述的水位检测模块，其特征在于，所述气压传感器为数字气压传感器。

13.一种水位检测系统，其特征在于，包括被测水室、导线、控制器和如权利要求1－12中任意一项所述的水位检测模块，所述水位检测模块的通气孔连通所述被测水室，所述导线电连接于所述水位检测模块的气压传感器和所述控制器。

14.根据权利要求13所述的水位检测系统，其特征在于，所述被测水室包括储水室和连通所述储水室的空气室，所述水位检测模块的通气孔连通所述空气室，所述通气孔的位置高于所述空气室与所述储水室的连通处。

15.一种洗衣机，其特征在于，包括如权利要求12－14中任意一项所述的水位检测系统。

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