CN210611846U - 一种电蒸箱缺水检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电蒸箱缺水检测系统，包括电蒸箱本体、控制模块和电容检测模块；控制模块和电容检测模块均设置在电蒸箱本体内，控制模块与电容检测模块电性连接，电容检测模块设置在电蒸箱本体内置水管上实现对内置水管的电容检测；与现有技术相比，本实用新型中电容检测模块能够通过实时检测内置水管内的电容值，快速的判断水管内是否存在气泡，进而快速判断电蒸箱本体内置水箱是否处于缺水状态，避免由于不能快速判断缺水，而导致水泵长时间空转的问题，有利于保护水泵，提高水泵的使用寿命。

Description

一种电蒸箱缺水检测系统

技术领域

本实用新型属于水位检测技术领域，具体涉及一种电蒸箱缺水检测系统。

背景技术

在家电行业中，电蒸箱日渐普及，为了保正蒸发器不干烧，一般都装有水位检测装置，目前比较常用的水位检测方法有：干簧管式的检测方法、霍尔元件式的检测方法、电极式的液位检测方法等。

干簧管式的检测方法是其水位传感器由干簧管、浮球、滑轮及永久磁铁等组成，当浮球由于液面的升降而上下移动时，通过滑轮与绳索将带动永久磁铁上下移动，当永久磁铁移动到干簧管的设定位置时，干簧管内的常开接点在永久磁铁磁场的作用下接通，当永久磁铁移开时，接点则被释放，根据干簧管接点的接通与断开情况可得知水位情况。

霍尔元件式的检测方法是将霍尔元件装在容器外面，永磁体支在浮子上，随着液位变化，作用到霍尔器件上的磁场的磁感应强度改变，从而可测得液位。

电极式的液位检测方法是利用水的导电性原理，通过至少两个电极(通常一个在上面，其它的在下面)，利用水作为导体，当水同时掩没两个电极时电路导通，当水至少离开一个电极时，离开的这个电极就与其它电极断开，通过电路的通断来判断水位的情况。

目前现有的检测方法只能判断水箱有水和无水两种状态，而不能快速的判断水箱是否缺水，从而导水泵长时间空转。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电蒸箱的缺水检测系统，目的是为了解决现有的检测方法不能快速判断水箱缺水，而导致水泵长时间空转，降低水泵使用寿命的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电蒸箱缺水检测系统，包括电蒸箱本体、控制模块和电容检测模块；所述控制模块和电容检测模块均设置在电蒸箱本体内，所述控制模块与电容检测模块电性连接，所述电容检测模块设置在电蒸箱本体的内置水管上实现对水管电容的检测。

优选的，所述控制模块为包括电容测量集成电路、标准参考电容和零参考电容；所述标准参考电容和零参考电容的一端分别与电容测量集成电路电性连接，另一端接地；所述电容检测模块与电容测量集成电路电性连接。

优选的，所述电容检测模块包括第一测量电极和第二测量电极；所述第一测量电极和第二测量电极分别间隔设置在水管的外侧壁实现对水管电容的测量。

优选的，所述第一测量电极接地，所述第二测量电极与电容测量集成电路电性连接。

优选的，所述第一测量电极和第二测量电极均为圆弧形的金属电极。

优选的，所述电容测量集成电路的电容结果与电容的变化值成线性关系。

优选的，所述电容测量集成电路的空引脚电容具有一致性。

优选的，所述第一测量电极和第二测量电极均卡扣设置在水管的外侧壁上。

优选的，所述标准参考电容的电容精度高于1％。

与现有技术相比，采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：能够通过实时检测水管内的电容值，从而快速的判断水管内是否存在气泡，进而快速判断电蒸箱本体内置水箱是否处于缺水状态，避免由于不能快速判断水箱缺水，而导致水泵长时间空转的问题，有利于保护水泵，提高水泵的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种电蒸箱缺水检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种电蒸箱缺水检测系统中水管与电容检测模块的位置关系示意图；

图中：1、控制模块；2、电容检测模块；3、内置水管；11、电容测量集成电路；12、标准参考电容；13、零参考电容；21、第一测量电极；22、第二测量电极。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例提供一种电蒸箱缺水检测系统，如图1-2所示，包括电蒸箱本体、控制模块1和电容检测模块2；控制模块1和电容检测模块2均设置在电蒸箱本体内，控制模块1与电容检测模块2电性连接，电容检测模块2设置在电蒸箱本体的内置水管3上实现对内置水管3电容的检测；电容检测模块2实时检测内置水管3的电容值并将检测结果发送给控制模块1，控制模块1用于接收电容检测模块2发送的检测结果，并将接收的检测结果与存储的数据进行比较，从而通过水管内水的状态，判断水箱是否缺水。

通过实时检测水管内的电容值，从而快速的判断内置水管3内是否存在气泡，进而快速判断电蒸箱本体内置水箱是否处于缺水状态，避免由于不能快速判断水箱缺水，而导致水泵长时间空转的问题，有利于保护水泵，提高水泵的使用寿命。

控制模块1为包括电容测量集成电路11、标准参考电容12和零参考电容13；标准参考电容12和零参考电容13的一端分别与电容测量集成电路11电性连接，另一端接地；电容检测模块2与电容测量集成电路11电性连接；

电容测量集成电路11满足：电容结果与电容的变化值成线性变化的关系，集成电路的测量电极具有相同的内部电容，即空引脚电容具有一致性，目前普通触摸电容芯片已能够满足上述要求，例如电容测量集成电路11为8PIN触摸单片机；

标准参考电容12和零参考电容13是为了确保检测更加精准，标准参考电容12的电容精度高于1％，进一步的提高检测的准确性。

如图2所示，电容检测模块2包括第一测量电极21和第二测量电极22；第一测量电极21和第二测量电极22分别间隔设置在水管3的外侧壁实现对水管3电容的测量；第一测量电极21接地，第二测量电极22与电容测量集成电路11电性连接；

第一测量电极21和第二测量电极22均为圆弧形的金属电极，卡扣在水管3的外侧壁实现对水管3电容的测量，且第一测量电极21和第二测量电极22的间隔距离为5mm～20mm，目的是为了防止水管无水状态下的电容值过大和水管内充满水状态下的电容值多小的问题，例如本实施例中第一测量电极21和第二测量电极22卡扣设置在水管3的外侧壁，且间隔距离为10mm。

本实施例的电蒸箱缺水检测系统的缺水检测方法，其包括如下步骤：

S1、采集电蒸箱本体内置水管在充满纯净水状态下的电容值C₁，以及无水状态下的电容值C₀；

S2、启动水泵，并记录内置水管的最大电容值C’_t，根据电容值C_t与电容值C₁、最大电容值C’_t和电容值C₀之间的关系判断水箱是否缺水；若是，则水泵停止，提示水箱缺水；反之则水箱有水，继续抽水，并记录此刻内置水管的电容值C”_t；

S3、根据电容值C_t与电容值C₁、电容值C”_t和电容值C₀之间的关系判断所述内置水管内是否有气泡，若是，则水泵停止，提示水箱缺水；反之则表明水箱有水，继续抽水；

优选的，在时间阈值范围内，根据电容值C_t与电容值C₁、最大电容值C’_t和电容值C₀之间的关系判断水箱是否缺水，判断条件可以为：

在时间阈值范围内，当电容值C_t与最大电容值C’_t的差值小于阈值，且电容值C_t大于电容值1/2(C₁-C₀)时，表示水箱有水，则继续抽水，并记录此刻内置水管的电容值C”_t；否则表示水箱缺水；

优选的，在时间阈值范围内，根据电容值C_t与电容值C₁、电容值C”_t和电容值C₀之间的关系判断内置水管内是否有气泡，判断条件可以为：

在时间阈值范围内，当至少三次出现电容值C_t小于电容值1/3(C”_t-C₀)或者电容值C_t小于电容值1/2(C₁–C₀)时，表示内置水管内有气泡，水泵停止，提示水箱缺水；否则表示水箱有水，继续抽水；

优选的，在时间阈值范围内，当三次出现电容值C_t小于电容值1/3(C”_t-C₀)或者电容值C_t小于电容值1/2(C₁–C₀)时，表示内置水管内有气泡，水泵停止，提示水箱缺水；否则表示水箱有水，继续抽水；

其中采用内置水管在充满纯净水状态下的电容值C₁作为一个参比电容，是因为在具体使用过程中，内置水管3内通常为自来水，而自来水与纯净水的阈值(内置水管满水状态下的电容值的波动范围)不同，防止将漂移误判为满水状态。

上述在时间阈值范围内进行判断的原因为：

水箱的状态有三种分别是：有水状态，缺水状态和无水状态；而水箱有水状态，又可以细分为两种，一种是水箱内有较多水，即水泵启动后，水箱内的水含量能够确保水泵正常运转，另一种是水箱处于有水和缺水的临界状态，即水泵启动后，水箱内虽然处于有水的状态，但是水箱内水的含量无法确保水泵正常运转，水箱直接从有水状态变成缺水状态。

当水箱内有较多水时，第一次启动水泵，此时内置水管有水，通常还含有空气；当内置水管内含有空气时，水泵启动后，内置水管有短暂的气泡状态，随后内置水管内才是不含空气的有水状态，水泵正常运行；

而当水箱处于有水和缺水的临界状态时，第一次启动水泵，内置水管内仍然是有水状态，通常还含有气泡；水泵启动后，期初阶段内置水管因为有空气的存在处于有气泡的状态；随后，因为水箱处于有水和缺水的临界状态，所以随着水泵的运转，水箱直接从临界状态变为缺水状态，而导致内置水管内一直是气泡状态。在这种情况下，如果不能及时的停止水泵运转，水泵在水箱呈缺水状态时，将一直运转，直到水箱无水时，水泵才能停止，这就导致水泵的长时间空转，降低水泵的使用寿命。

为了解决水箱处于有水和缺水的临界状态时，水泵存在长时间空转的问题，本实施例规定在进行水箱是否有水的判断时，需要在一个时间阈值范围内进行；此时间阈值指的是在水箱内有较多水时，内置水管有短暂气泡状态的时间段；如果在进行水箱有水判断时，水泵的运行时间超过此时间阈值，仍未满足电容值C_t与最大电容值C’_t的差值小于阈值，且电容值C_t大于电容值1/2(C₁-C₀)，则水泵直接停止运转，有效的解决水箱处于有水和缺水的临界状态时，水泵存在长时间空转的问题，提高水泵的使用寿命。

当水箱是缺水时，第一次启动水泵，此时内置水管处于有残留水和空气状态，水泵启动后，内置水管处于气泡状态，如果不规定时间阈值，那么这种气泡状态会一直持续到水箱处于无水状态，水泵才停止运转，这样就造成水泵的长时间空转，降低水泵的使用寿命。如果规定了时间阈值，那么超过此时间阈值后，则水泵直接停止，有效的避免水泵空转，提高水泵的使用寿命。

因为在第一次启动水泵时，如果水箱是有水状态，因为水箱内有较多水时，内置水管有短暂气泡状态的时间段通常为1s～3s，如果超过这个时间段1s～3s，内置水管任然是气泡状态，那么无论水箱在启动水泵前是处于缺水状态还是处于临界状态，此时水箱都是处于缺水状态，所以时间阈值优选为1s～3s，能够快速判断水箱是否缺水，避免水泵空转。

还需要说明的是，如果内置水管的电容值C_t等于内置水管无水状态下的电容值C₀(内置水管出厂前检测得到)时，说明水箱处于无水状态。

电蒸箱缺水检测系统的缺水检测过程：

首先，将标准参考电容12和零参考电容13分别与电容测量集成电路11电性连接，同时均接地，构成控制模块1，并将控制模块1设置在电蒸箱本体内；

然后，将第一测量电极21和第二测量电极22分别间隔设置在内置水管3的外侧壁，间隔距离为10mm，并将第一测量电极21接地，第二测量电极22与电容测量集成电路11电性连接，构成电蒸箱缺水检测系统；

最后，启动电蒸箱本体的水泵，同时电容检测模块2实时检测内置水管3的电容值C_t，并将电容值C_t发送给控制模块1，控制模块1对水箱进行是否缺水的判断，即判断在1s～3s内，是否满足电容值C_t与最大电容值C’_t的差值小于阈值，且电容值C_t大于电容值1/2(C₁-C₀)，若不满足，则水泵停止，提示缺水；若满足，则水箱为有水状态，水泵继续抽水，并记录此刻内置水管的电容值C”_t；电容检测模块2继续实时检测内置水管3的电容值C_t，并将电容值C_t发送给控制模块1，控制模块1进行水管内是否有气泡的判断，即判断在1s～3s内，是否三次出现电容值电容值C_t小于电容值1/3(C”_t-C₀)或者电容值C_t小于电容值1/2(C₁–C₀)，若是，则水泵停止，提示缺水；若否，则表示水箱有水，继续抽水；即在缺水检测过程中，增加对内置水管内水是否存在气泡的判断，进而快速判断水箱是否处于缺水状态，有效避免水泵空转，有利于保护水泵，提高水泵的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，包括电蒸箱本体、控制模块(1)和电容检测模块(2)；所述控制模块(1)和电容检测模块(2)均设置在电蒸箱本体内，所述控制模块(1)与电容检测模块(2)电性连接，所述电容检测模块(2)设置在电蒸箱本体的内置水管(3)上实现对内置水管(3)的电容检测。

2.如权利要求1所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述控制模块(1)为包括电容测量集成电路(11)、标准参考电容(12)和零参考电容(13)；所述标准参考电容(12)和零参考电容(13)的一端分别与电容测量集成电路(11)电性连接，另一端接地；所述电容检测模块(2)与电容测量集成电路(11)电性连接。

3.如权利要求1所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述电容检测模块(2)包括第一测量电极(21)和第二测量电极(22)；所述第一测量电极(21)和第二测量电极(22)分别间隔设置在内置水管(3)的外侧壁实现对内置水管(3)电容的测量。

4.如权利要求3所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述第一测量电极(21)接地，所述第二测量电极(22)与电容测量集成电路(11)电性连接。

5.如权利要求3或4所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述第一测量电极(21)和第二测量电极(22)均为圆弧形的金属电极。

6.如权利要求2所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述电容测量集成电路(11)的电容结果与电容的变化值成线性关系。

7.如权利要求6所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述电容测量集成电路(11)的空引脚电容具有一致性。

8.如权利要求3或4所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述第一测量电极(21)和第二测量电极(22)均卡扣设置在水管(3)的外侧壁上。

9.如权利要求2所述的电蒸箱缺水检测系统，其特征在于，所述标准参考电容(12)的电容精度高于1％。

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