CN116182984A - 一种水位探测电路及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水位探测电路，包括探测脉冲信号控制电路和探测信号逻辑判断电路；所述探测脉冲信号控制电路的输出正极连接有水位探测电极，所述探测脉冲信号控制电路的输出负极连接有导体，所述导体与水接触；在所述探测脉冲信号控制电路与水位探测电极之间设置有输出电阻，所述探测信号逻辑判断电路用于对输出电阻两侧的电位进行测量；本发明在储水式电热水器上增加水位探测电路，其输出不是连续的直流信号，而是在每次需要启动加热时或加热过程中每隔几分钟才输出一个间歇的、宽度很窄的脉冲检测信号，从而实现既能对水位进行检测防止干烧的发生，又能避免因电极长时间需通电易被腐蚀而提升电极材质要求带来的成本增加。

Description

一种水位探测电路及热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，具体涉及一种水位探测电路及热水器。

背景技术

储水式电热水器内置有大功率电热管，普遍在2000W以上，有的甚至达5500W或以上，若用户使用不当，或在进水管防倒流装置失效情况下，电热水器被启动，电热水器即发生干烧，短时间内即可产生大量热量，形成高温，轻则导致限温断开，需售后人员上门处理，重则损坏防电墙及胆内其他配件，再严重则甚至出现冒烟、起火等情况。

目前，行业内均通过警告贴纸提示的方式，提示用户必须注满水后再通电加热，但仍有不少用户，未按提示操作，导致电热水器干烧情况的发生。因此，非常有必要对内胆水位进行探测，当水位正常时才会通电加热，否则不通电加热。

然而，该技术一直未被推广应用，主要受制于成本压力，通常的水位探测电路输出的探测信号均为连续的，即长时间保持正电位，长时间的正电位会使电极阳极化，普通的电极被阳极化后会被严重腐蚀，为避免腐蚀，电极只能使用贵金属或带贵金属涂层的电极，导致成本极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水位探测电路及热水器，在储水式电热水器上增加水位探测电路，其输出不是连续的直流信号，而是在每次需要启动加热时或加热过程中每隔几分钟才输出一个间歇的、宽度很窄的脉冲检测信号，从而实现既能对水位进行检测防止干烧的发生，又能避免因电极长时间需通电易被腐蚀而提升电极材质要求带来的成本增加，使防干烧功能得以广泛推广。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水位探测电路，包括探测脉冲信号控制电路和探测信号逻辑判断电路；

所述探测脉冲信号控制电路的输出正极连接有水位探测电极，所述探测脉冲信号控制电路的输出负极连接有导体，所述导体与水接触；

在所述探测脉冲信号控制电路与水位探测电极之间设置有输出电阻，所述探测信号逻辑判断电路用于对输出电阻两侧的电位进行测量。

作为本发明进一步的方案：所述探测信号逻辑判断电路连接有加热控制电路，所述加热控制电路接收探测信号逻辑判断电路发送的指令信号，并根据指令信号对电热管是否加热进行控制。

作为本发明进一步的方案：所述水位探测电极与水接触时，探测脉冲信号控制电路、输出电阻、水位探测电极及导体构成回路。

作为本发明进一步的方案：所述水位探测电极与水非接触时，探测脉冲信号控制电路、输出电阻、水位探测电极及导体形成开路。

作为本发明进一步的方案：所述探测脉冲信号控制电路输出的探测信号为脉冲信号而非连续的直流信号。

作为本发明进一步的方案：所述探测脉冲信号控制电路与所述输出电阻能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路。

作为本发明进一步的方案：所述探测信号逻辑判断电路与所述加热控制电路能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路。

一种热水器，该热水器具有上述水位探测电路，还包括内胆，所述内胆的底面上还设置有出水管和进水管，在所述内胆的一侧设置有电热管。

作为本发明进一步的方案：所述电热管连接有加热控制器件，所述加热控制器件连接电源。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过设置水位探测电路对内胆水位的判断，探测脉冲信号控制电路会在每次加热前输出探测脉冲，确保每次加热均在有水的前提下启动加热，既不影响加热响应速度，又能有效避免干烧的发生，从而避免干烧的情况发生；

在正常加热过程中，探测脉冲信号控制电路会每隔一段时间(如1分钟、3分钟，或任意的适当时间)输出探测脉冲，确保加热过程中也不会因进水管倒流等异常情况造成干烧；

(2)本发明以脉冲信号作为探测信号，即间歇式输出高平，避免探测电极因长时间通电而被阳极化后产生腐蚀，大大降低对电极的材质要求，减少对贵金属材料的依赖，转而使用普通的不锈钢材料，从而提升探测的可靠性和降低造价；

(3)本发明水位探测电路对内胆水位的判断的检测时间短，检测信号的脉冲宽度很窄，只有几微秒到几百毫秒，即电极实际通电的时间极少，既避免电极被阳极氧化产生腐蚀，又避免增加电路功耗；

(4)本发明探测电路及探测程序简单，电热水器常规使用的单片机芯片(MCU)有足够的容量写入，对成本有效控制。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明水位探测电路的结构示意图；

图2是本发明具有该水位探测电路热水器的结构示意图。

图中：1、水位探测电极；2、导体；3、探测脉冲信号控制电路；4、输出电阻；5、探测信号逻辑判断电路；6、加热控制电路；7、电热管；8、出水管；9、进水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本发明为一种水位探测电路，包括探测脉冲信号控制电路3和探测信号逻辑判断电路5，探测脉冲信号控制电路3的输出正极连接有水位探测电极1，探测脉冲信号控制电路3的输出负极连接有导体2，导体2与水接触；

其中，在探测脉冲信号控制电路3与水位探测电极1之间设置有输出电阻4，探测信号逻辑判断电路5用于对输出电阻4两侧的电位进行测量；

探测脉冲信号控制电路3输出的探测信号为一个脉冲信号而非连续的直流信号。

其中，水位探测电极1与水接触时，探测脉冲信号控制电路3、输出电阻4、水位探测电极1、导体2构成回路；

水位探测电极1与水非接触时，探测脉冲信号控制电路3、输出电阻4、水位探测电极1、导体2构成开路。

探测信号逻辑判断电路5连接有加热控制电路6，加热控制电路6在每次加热前或加热中，需接收探测信号逻辑判断电路5发送指令信号，再向加热控制器件输出接通或断开的信号，从而对电热管7是否加热进行控制；

具体的：探测信号逻辑判断电路5根据电极的高低电平判断出内胆的水位是否正常：

若水位正常，则向加热控制电路6发出允许加热的指令信号；

若水位异常，则向加热控制电路6发出禁止加热的指令信号。

其中，探测脉冲信号控制电路3与输出电阻4能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路，也能够是可实现相同功能MCU程序；

探测信号逻辑判断电路5与加热控制电路6能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路，也能够是可实现相同功能MCU程序。

该水位探测电路由探测脉冲信号控制电路3产生探测脉冲信号，通过输出电阻4输出到水位探测电极1，包括两种工作方式：

当内胆中的水位升到水位探测电极1时，水位探测电极1和内胆中与水接触的导体2形成电流通路，此电流流过输出电阻4时，产生电压降，水位探测电极1的电位降低，输入到探测信号逻辑判断电路5的2脚为低电平，探测信号逻辑判断电路5结合1脚输入的信号，判断为水位正常，向加热控制电路6输出允许加热的指令信号，加热控制电路6再向加热控制器件输出接通信号，从而对电热管7进行加热；

当内胆中没有水或水位未到达水位探测电极1时，水位探测电极1和内胆中与水接触的导体2为开路状态，此时，没有电流流过输出电阻4，输出电阻4没有电压降，水位探测电极1的电位不会降低，输入到探测信号逻辑判断电路5的2脚为高电平，探测信号逻辑判断电路5结合1脚输入的信号，判断为水位异常，向加热控制电路6输出禁止加热的指令信号，加热控制电路6再向加热控制器件输出断开的信号，从而对电热管7禁止加热进行控制。

实施例2

参阅图2，一种热水器，包括内胆，内胆的底面上设置有出水管8和进水管9，在内胆的一侧设置有电热管7，电热管7与加热控制器件连接，加热控制器件通过电源进行控制，该热水器的内胆上还设置有实施例1中的水位探测电路；

该热水器使用实施例1中的水位探测电路对内胆水位进行判断：

当内胆中的水位升到水位探测电极1时，水位探测电极1和内胆中与水接触的导体2形成电流通路，此电流流过输出电阻4时，产生电压降，水位探测电极1的电位降低，输入到探测信号逻辑判断电路5的2脚为低电平，探测信号逻辑判断电路5结合1脚输入的信号，判断为水位正常，向加热控制电路6输出允许加热的指令信号，加热控制电路6再向加热控制器件输出接通信号，从而对电热管7进行加热；

当内胆中没有水或水位未到达水位探测电极1时，水位探测电极1和内胆中与水接触的导体2为开路状态，此时，没有电流流过输出电阻4，输出电阻4没有电压降，水位探测电极1的电位不会降低，输入到探测信号逻辑判断电路5的2脚为高电平，探测信号逻辑判断电路5结合1脚输入的信号，判断为水位异常，向加热控制电路6输出禁止加热的指令信号，加热控制电路6再向加热控制器件输出断开的信号，从而禁止电热管7加热。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种水位探测电路，其特征在于，包括探测脉冲信号控制电路(3)和探测信号逻辑判断电路(5)；

所述探测脉冲信号控制电路(3)的输出正极连接有水位探测电极(1)，所述探测脉冲信号控制电路(3)的输出负极连接有导体(2)，所述导体(2)与水接触；

在所述探测脉冲信号控制电路(3)与水位探测电极(1)之间设置有输出电阻(4)，所述探测信号逻辑判断电路(5)用于对输出电阻(4)两侧的电位进行测量。

2.根据权利要求1所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述探测信号逻辑判断电路(5)连接有加热控制电路(6)，所述加热控制电路(6)接收探测信号逻辑判断电路(5)发送的指令信号，并根据指令信号对电热管(7)是否加热进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述水位探测电极(1)与水接触时，探测脉冲信号控制电路(3)、输出电阻(4)、水位探测电极(1)及导体(2)构成回路。

4.根据权利要求2所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述水位探测电极(1)与水非接触时，探测脉冲信号控制电路(3)、输出电阻(4)、水位探测电极(1)及导体(2)形成开路。

5.根据权利要求3或4所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述探测脉冲信号控制电路(3)输出的探测信号为脉冲信号而非连续的直流信号。

6.根据权利要求5所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述探测脉冲信号控制电路(3)与所述输出电阻(4)能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路。

7.根据权利要求5所述的一种水位探测电路,其特征在于，所述探测信号逻辑判断电路(5)与所述加热控制电路(6)能够是独立电路或被集成在芯片内的集成电路。

8.一种热水器,其特征在于，该热水器具有权利要求1所述的水位探测电路。

9.根据权利要求8所述的一种热水器,其特征在于，包括内胆，所述内胆的底面上还设置有出水管(8)和进水管(9)，在所述内胆的一侧设置有电热管(7)。

10.根据权利要求9所述的一种水热水器,其特征在于，所述电热管(7)连接有加热控制器件，所述加热控制器件连接电源。

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