CN207181348U - 水分测量装置和水分使用机 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种水分测量装置和水分使用机，该水分测量装置包括第一极板组、电压跟随器、电容和分压电阻，其中：第一极板组中的第一极板在控制芯片的控制下通断电；电容的第一端和分压电阻的第一端电性连接，电容的第二端和分压电阻的第二端接地；第一极板组中的第二极板与分压电阻的第一端电性连接，且通过电压跟随器与数据输出端电性连接。本申请解决了传统的水分含量判定方式需要用户人为判定，使用过程中对容水件的供水时机会存在误差的问题，实现了自动对水容件中容水量的测试，提高了对容水件的供水时机的判定准确度。

Description

水分测量装置和水分使用机

技术领域

本实用新型属于电路设计领域，尤其涉及一种水分测量装置和水分使用机。

背景技术

目前市场上较多的产品需要使用容水件，比如拖地机中的抹布，还比如熨烫机中的水喷头或待熨烫的布料等。

传统在使用容水件的产品时，需要用户具备使用经验，根据容水件所吸收和提供的水分情况，判定是否需要继续为容水件供水，在需要继续为容水件供水时，由用户手动控制供水开关，实现产品中水箱向容水件的供水。比如，用户根据拖地机的抹布在地板上的水痕，判定抹布的水含量过湿还是过干，当判定抹布中的水分过干时，用户操控拖地机的供水开关，以实现拖地机内水箱向抹布的供水。

这种传统的水分含量判定方式需要用户人为判定，使用过程中对容水件的供水时机会存在误差。

实用新型内容

为了解决传统的水分含量判定方式需要用户人为判定，使用过程中对容水件的供水时机会存在误差的问题，本申请提供了一种水分测量装置和水分使用机。技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种水分测量装置，该水分测量装置包括第一极板组、电压跟随器、电容和分压电阻，其中：第一极板组中的第一极板在控制芯片的控制下通断电；电容的第一端和分压电阻的第一端电性连接，电容的第二端和分压电阻的第二端接地；第一极板组中的第二极板与分压电阻的第一端电性连接，且通过电压跟随器与数据输出端电性连接。

通过设置第一极板和第二极板来接触容水件，使得容水件的导电性反应在数据输出端输出的数据上，当容水件的含水量越多，导电性越强，数据输出端输出的值也越大，从而使得数据输出端输出的数据可以敏感且正确的反映出第一极板组所探测的容水件的含水情况，进而提高了对容水件的供水时机的判定准确度。另外，通过电压跟随器的设置，使数据输出端位置处的电路不影响分压通路。

可选的，上述分压电阻为可调电阻或固定电阻。

可选的，水分测量装置还包括第一三极管，控制芯片与第一三极管的基极电性连接，第一三极管的集电极与电源电性连接，第一三极管的发射极与第一极板组中的第一极板电性连接。

通过第一三极管的设置，可以使得控制芯片根据测量要求选择性地让第一极板组通电，进而实现对第一极板组所探测的容水件的含水量测试。

可选的，水分测量装置还包括第二极板组和第二三极管，控制芯片与第二三极管的基极电性连接，第二三极管的集电极与电源电性连接，第二三极管的发射极与第二极板组的第一极板电性连接；第二极板组的第一极板在控制芯片的控制下通断电；第二极板组的第二极板与分压电阻的第一端电性连接。

可选的，水分测量装置还包括转换电路，转换电路的输入端与电压跟随器的输出端电性连接，转换电路的输出端作为数据输出端；第二极板与电压跟随器的第一输入端连接，电压跟随器的第二输入端与电压跟随器的输出端连接。这里的转换电路将输入的第一数值按照预定方式转换为第二数值。

可选的，第一极板组的两个极板之间的距离为第一预定距离，第二极板组的两个极板之间的距离为第二预定距离，第一预定距离和第二预定距离可以相同或不同。

第二方面，本实用新型还提供了一种水分使用机，水分使用机包括如第一方面以及第一方面各种可能的实现方式中提供的水分测量装置。

可选的，水分使用机还包括控制芯片，控制芯片与水分测量装置的第一极板连接，以控制第一极板的通断电。

可选的，水分使用机还包括水箱和容水件，控制芯片与水箱相连，以控制水箱向容水件供水。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1A是本实用新型一个实施例中提供的一种水分测量装置的电路图；

图1B是本实用新型另一个实施例中提供的一种水分测量装置的电路图；

图2是本实用新型一个实施例中提供的一种水分使用机的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了能够自动测试容水件中的容水情况，本申请中提供了一种水分测量装置，其可以对容水件中的容水情况进行检测，并对应输出可以反映容水件中容水量的数值。这里所讲的容水件一般为可以吸水的布料、海绵等。下面结合图1A对水分测量装置进行解释说明。

图1A是本实用新型一个实施例中提供的一种水分测量装置的电路图，该水分测量装置可以包括第一极板组、电压跟随器、电容C0和分压电阻R0，其中：第一极板组中的第一极板11在控制芯片的控制下通断电；电容C0的第一端和分压电阻R0的第一端电性连接，电容C0的第二端和分压电阻R0的第二端接地；第一极板组中的第二极板12与分压电阻R0的第一端电性连接，且通过电压跟随器与数据输出端电性连接。

分压电阻R0在试验中是一个可调电阻，以找到最适合某待测容水件的电阻值，比如不同的材质的抹布，对应的分压电阻R0的阻值可能不同。一般分压电阻R0的电阻值为10K～40K。电容C0为100nF电容。吸附水后的容水件通过极板，与分压电阻R0分压。容水件的导电性越强，数据输出端输出的值越大。

当然，试验完毕后，可以将容水件的材质以及分压电阻R0的阻值对应，在实际生产和应用中，分压电阻R0可以为固定电阻，其阻值与需要测试的容水件的材质对应。

在测试时，第一极板组的第一极板11和第二极板12的边缘需要同时与待测试的容水件接触，为了能够更准确的测试容水件的容水情况，第一极板组的第一极板11和第二极板12的边缘之间的距离可以为预定距离，比如为4cm或5cm等。

一般来讲，过小的间距在极板受压时使水被挤压到小间距中，数据输出端输出的数值变化太大，不够合理，而过大的间距则测不到较干的抹布(数据输出端输出的数值如同测空)。本申请中选用5cm的间距，同时配合15kΩ的分压电阻，能较好的区分试验用抹布的含水量变化。

为了能够实现利用第一极板组所探测的容水件的含水情况进行数次测量，该水分测量装置还可以包括第一三极管Q1，控制芯片MCU与第一三极管Q1的基极电性连接，第一三极管的集电极与电源VCC电性连接，第一三极管Q1的发射极与第一极板组中的第一极板11电性连接。这样，第一三极管Q1的基极受控制芯片MCU的控制，起到开关的作用。

为了能够使得测量结果更为精确，本申请提供的水分测量装置还可以包括至少一个第二极板组，第二极板组与第一极板组的连接方式类似，均受控制芯片的控制实现通断电。

具体的，请参见图1B所示，水分测量装置还包括第二极板组和第二三极管Q2，控制芯片MCU与第二三极管Q2的基极电性连接，第二三极管Q2的集电极与电源VCC电性连接，第二三极管Q2的发射极与第二极板组的第一极板21电性连接；第二极板组的第一极板21在控制芯片MCU的控制下通断电；第二极板组的第二极板22与分压电阻R0的第一端电性连接。

可选的，第一极板组的两个极板之间的距离为第一预定距离，第二极板组的两个极板之间的距离为第二预定距离，第一预定距离和第二预定距离可以相同，比如均根据容水件的材质选用4cm或选用5cm。显然，一预定距离和第二预定距离也可以不同，举例来讲，如果容水件各部分区域的构造并不均匀，第一极板组和第二极板组在容水件上位于不同的位置时，第一预定距离和第二预定距离也可以不同。

在实际应用中，可以包括两次测试，第一次测试时，控制芯片MCU控制第一极板组通电，控制第二极板组断电，获取数据输出端输出的第一数值；第二次测试时，控制芯片MCU控制第二极板组通电，控制第一极板组断电，获取数据输出端输出的第二数值，将第一数值和第二数值的平均值作为本次测试的得到的数值。

通常，在容水件(比如抹布)含水很多的时候，容水件的导电性的变化快慢不同于半干的容水件变化的快慢，所以，在容水件含水很多的时候可以做降低斜率折算(将数据输出端输出的值折算为数码显示管的01～99)。因此，本申请中，水分测量装置还可以包括转换电路，转换电路的输入端与电压跟随器的输出端电性连接，转换电路的输出端作为数据输出端；第二极板与电压跟随器的第一输入端连接，电压跟随器的第二输入端与电压跟随器的输出端连接。转换电路将电源跟随器输出端输出的数据进行转换，以转换为将要显示在数据显示管将要显示的数值。

比如，数码显示管的显示可从1变99，步长为1，即每个整数都有机会显示出来，只要数据输出端的测量结果(ADC值)对应某个整数，就会显示在数码管。可选的，折算中有小数，但数码管可以只显示整数，ADC值与数据管值的对应关系见下表1。

表1

本申请提供的水分测量装置的转换电路的AD转换精度为8位，理论AD转换结果处于0～255之间，实际电路AD结果在30～230。在选用了10KΩ电阻做分压电阻R0时，测容水件导电性，AD转换结果为38～150，其间有超过100个整数，在主体上，一个AD转换的值对应一个数码管显示的值(即测量结果)，在高值，两个AD转换的值对应一个数码管显示的值。例如，当AD转换结果为128或129时，显示结果都为91，高于145的AD值在数码管上都为99。在AD结果为38～126，ADC的38对应数码管的01，39对应02，40对应03，...，127对应90，如此可以用比较易于理解的读数体系用于观察。

为了能够确定某种材质的容水件的含水情况，可以对其进行含水情况的测试。以一组极板组、容水件为抹布为例，在一组试验测试过程中，将抹布平铺桌子上，抹布一角锤在桌子外滴水，水分测量装置的极板压在抹布上，用500g重物压极板，使极板良好接触抹布，把抹布弄得过湿(能滴水)，水分测量装置的数据输出端连接的数码显示管的读数显示90，继续加水，使抹布特别过湿(锤在桌子外的抹布一角流出大量水)，此时数码显示管的读数约为97。抹布流水后，数码显示管的读数从97逐渐下降到85(抹布变为缓慢滴水)。再用手拧抹布一角(半张抹布很好的压在极板之下)，使抹布继续流失水分，读数从85逐渐下降到70，继续拧抹布，读数下降到50～60。此时已经不便于用手拧抹布了，改用纸巾吸抹布上的水分，每次用纸巾吸水，都可以看到读数下降1～2，多次用纸巾吸水，在抹布被纸巾吸走水变得很干的时候，读数为25，之后自然风干抹布，读数会从25逐渐降低到01。

综上所述，本实用新型提供的抹布水分测量装置，通过设置第一极板和第二极板来接触容水件，使得容水件的导电性反应在数据输出端输出的数据上，当容水件的含水量越多，导电性越强，数据输出端输出的值也越大，从而使得数据输出端输出的数据可以敏感且正确的反映出第一极板组所探测的容水件的含水情况，进而提高了对容水件的供水时机的判定准确度。另外，通过电压跟随器的设置，使数据输出端位置处的电路不影响分压通路。

本申请还提供了一种水分使用机，请参见图2所示，该水分使用机200包含水分测量装置210，水分测量装置210的结构如图1A或图1B所示，这里不再赘述。比如，水分使用机可以为包含水容件220的拖地机、擦玻璃机等，对应的，水容件220可以为抹布或海绵等能吸收水分的材质。

可选的，水分使用机200还包括控制芯片230，控制芯片230与水分测量装置210的第一极板连接，以控制第一极板的通断电。显然，当水分测量装置210存在多组极板组时，控制芯片230分别通过开关与各个极板组的第一极板连接，以通过开关控制各个第一极板的通断电。这种情况下，在每次测量时，控制芯片230仅需要控制其中一组极板组通电，并控制其余极板组断电即可。

可选的，水分使用机200还包括水箱240，控制芯片230与水箱240相连，以控制水箱240向容水件220供水。在水分测量装置210测量到容水件220的容水情况后，将输出的测量数据发送给控制芯片230，控制芯片230判定测量的数据与预设的过干阈值和过湿阈值的对比，在低于过干阈值时，则操控水箱240即时向容水件220供水，在高于过湿阈值时，则操作水箱240暂停向容水件220供水。

综上所述，本实用新型提供的水分使用机，通过将容水件与水分测量装置和水箱相连，将控制芯片与水箱相连，使得在水分测量装置测量到容水件的容水情况后，将输出的测量数据发送给控制芯片，控制芯片判定测量的数据与预设的过干阈值和过湿阈值的对比，在低于过干阈值时，则操控水箱即时向容水件供水，在高于过湿阈值时，则操作水箱暂停向容水件供水，实现了对水分使用机的实时控制，且能够有效地保证水分使用机内容水件的含水量保持于合理的范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未实用新型的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种水分测量装置，其特征在于，所述水分测量装置包括第一极板组、电压跟随器、电容和分压电阻，其中：

所述第一极板组中的第一极板在控制芯片的控制下通断电；

所述电容的第一端和所述分压电阻的第一端电性连接，所述电容的第二端和所述分压电阻的第二端接地；

所述第一极板组中的第二极板与所述分压电阻的第一端电性连接，且通过所述电压跟随器与数据输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的水分测量装置，其特征在于，所述水分测量装置还包括第一三极管，所述控制芯片与所述第一三极管的基极电性连接，所述第一三极管的集电极与电源电性连接，所述第一三极管的发射极与所述第一极板组中的第一极板电性连接。

3.根据权利要求2所述的水分测量装置，其特征在于，所述水分测量装置还包括第二极板组和第二三极管，所述控制芯片与所述第二三极管的基极电性连接，所述第二三极管的集电极与电源电性连接，所述第二三极管的发射极与所述第二极板组的第一极板电性连接；

所述第二极板组的第一极板在所述控制芯片的控制下通断电；

所述第二极板组的第二极板与所述分压电阻的第一端电性连接。

4.根据权利要求1至3中任一所述的水分测量装置，其特征在于，所述水分测量装置还包括转换电路，所述转换电路的输入端与所述电压跟随器的输出端电性连接，所述转换电路的输出端作为所述数据输出端；

所述第二极板与所述电压跟随器的第一输入端连接，所述电压跟随器的第二输入端与所述电压跟随器的输出端连接。

5.一种水分使用机，其特征在于，所述水分使用机包括如权利要求1-4中任一所述的水分测量装置。

6.根据权利要求5所述的水分使用机，其特征在于，所述水分使用机还包括控制芯片，所述控制芯片与所述水分测量装置的第一极板连接，以控制所述第一极板的通断电。

7.根据权利要求6所述的水分使用机，其特征在于，所述水分使用机还包括水箱和容水件，所述控制芯片与所述水箱相连，以控制水箱向所述容水件供水。