CN210638781U - 用于喷墨打印机液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于喷墨打印机液位检测装置，包括溶液瓶、检测模块、信号线、吸管、透气管；所述的检测模块与信号线连接，检测模块固定安装在溶液瓶的上部且检测模块的下端伸入溶液瓶内，吸管和透气管分别穿过溶液瓶的顶部且伸入溶液瓶内。由于本实用新型主要由溶液瓶、检测模块、信号线、吸管、透气管等几个部件组成，结构简单，可靠性高；所述的检测模块与信号线连接，检测模块固定安装在溶液瓶的上部且检测模块的下端伸入溶液瓶内，液位的位置取决于探针的长度，很方便的测较低液位，还可以通过多支位置探针检测不同液位，甚至通过算法监控液位的流程，具有高稳定性的不带电溶液的监测，同样也适用与导电溶液例如油墨的监测。

Description

用于喷墨打印机液位检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷墨打印机，特别是涉及一种用于喷墨打印机液位检测装置。

背景技术

连续喷墨打印系统,墨水由泵以一定的压力推到喷头的喷腔中,并通过小尺寸喷嘴射出,喷腔内由压电陶瓷振荡装置,在压电陶瓷振荡器的作用下,喷嘴射出的墨水会形成墨滴,对墨滴的进行充电,带电的墨滴经过一个垂直与墨滴运行路径的高压电场, 在电场的作用下带电墨滴发生偏转,并撞击到基底上,形成影迹,墨滴的带电量决定了墨滴在电场中偏转量。当基底以大致垂直于墨滴的运动面移动时,就能形成一个二维图型。没有带电的墨滴通过回收管路回到系统的储存罐中,并参与下次的喷印。由于挥发作用，储存罐中墨水黏度会变粘稠，系统要保证喷印质量的稳定，要维持墨水黏度在一定的范围内，因此系统通过连接溶剂瓶自动补充适量的溶剂来调节墨水的黏度。同样，喷印中会使墨水消耗，也需要适当的补充墨水。目前喷墨打印机的油墨容器中通常有导电性，监测较为方便；利用电位法就可以方便监测；但是溶剂监测中存在较多的分歧，各有利弊。溶剂瓶中对溶液剩余量的测量结果通过人机界面显示，以便及时提醒并补充溶液。

喷码机领域中常规使用的溶剂液位监控的方法有：电位法、浮球开关、光电开关、利用墨盒内真空度来计算墨盒内剩余液体体积等。

现有技术都存在一些不足，光电开光不容易安装应用。另外对于部分不同折射率的液体（例如含有颜料的悬浮液体）存在检测偏差。

浮球开关法，浮球内放置环形磁铁， 中心杆安置有霍尔开关，浮球运动方向垂直与液面， 浮球浮起时，浮球内的磁铁会靠近霍尔开关，并打开开关。系统的控制器通过检测霍尔的开关来判断液位。由于溶剂密度较低，浮球内放置有磁铁增加了浮球的重量，因此要使浮球浮起来，需要增加浮球的体积，从而增大了溶液的剩余量。另外，采用浮球方法对于测量量的数量有限，通常只有两个量（空、有），或三个量（空，有，满）。

墨盒真空度判断剩余液体也存在相当的误差和技术难度，墨盒通常是通过密封橡胶垫片与机器插针相连通并密封防泄漏，并长期连通一起；稍有密封性降低，墨盒硬度过高，就可以造成不同的真空度；经常会有理论上检测吸空的液体，实际上仍然还有液体的情况；

电位法，其最大的缺陷在于被检测的溶液必须要能导电。正常情况下溶剂是不带点解质的，为了能用电位法检测液位，必须向溶剂中添加一定量的电解质。不但增加了溶剂的制造成本，还会改变溶剂本身成分，这些电解质通常是昂贵的季铵盐，处理不慎容易在喷嘴，过滤器等处析出微小的颗粒，造成喷印故障。

针对以上问题，本申请人提出电容测量液位的装置和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性高的用于喷墨打印机液位检测装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种用于喷墨打印机液位检测装置，包括溶液瓶、检测模块、信号线、吸管、透气管；所述的检测模块与信号线连接，检测模块固定安装在溶液瓶的上部且检测模块的下端伸入溶液瓶内，吸管和透气管分别穿过溶液瓶的顶部且伸入溶液瓶内；

所述的检测模块包括基准电容、第一开关、第二开关、一个以上的检测棒、一个以上的寄生电容；所述第一开关的第一端接基准电容，第二开关的第一端接检测棒的一端连接，第一开关的第二端与第二开关的第二端皆外接电源，第一开关的第三端与第二开关的第三端连接，第一开关的第四端与第二开关的第四端皆接地，检测棒的另一端连接寄生电容。

所述的第一开关和第二开关为机械开关、半导体管或MOS管。

采用上述方案后，由于本实用新型主要由溶液瓶、检测模块、信号线、吸管、透气管等几个部件组成，结构简单，可靠性高；所述的检测模块与信号线连接，检测模块固定安装在溶液瓶的上部且检测模块的下端伸入溶液瓶内，液位的位置取决于探针的长度，很方便的测较低液位，还可以通过多支位置探针检测不同液位，甚至通过算法监控液位的流程，具有高稳定性的不带电溶液的监测，同样也适用与导电溶液例如油墨的监测。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型检测模块中检测棒未接触液体的示意图；

图3是本实用新型检测模块中检测棒接触液体的示意图；

图4是本实用新型检测步骤（1）中检测模块的结构示意图；

图5是本实用新型检测步骤（2）中检测模块的结构示意图；

图6是本实用新型检测步骤（3）中检测模块的结构示意图；

图7是本实用新型检测模块中基准电容、寄生电容的波形图；

图8是本实用新型检测棒未浸入溶液时检测模块中基准电容、寄生电容的波形图；

图9是本实用新型检测棒浸入溶液1/2时检测模块中基准电容、寄生电容的波形图；

图10是本实用新型检测棒浸入溶液3/4时检测模块中基准电容、寄生电容的波形图；

图11是本实用新型检测棒浸入溶液4/5时检测模块中基准电容、寄生电容的波形图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种用于喷墨打印机液位检测装置，包括溶液瓶1、检测模块2、信号线3、吸管4、透气管5。

所述的检测模块2与信号线3连接，检测模块2固定安装在溶液瓶1的上部且检测模块2的下端伸入溶液瓶1内，吸管4和透气管5分别穿过溶液瓶1的顶部且伸入溶液瓶1内。

如图2所示，是检测模块2中检测棒24未接触液体10的示意图；

如图3所示，是检测模块2中检测棒24接触液体10的示意图。

所述的检测模块2包括基准电容21、第一开关22、第二开关23、检测棒24、寄生电容25；所述第一开关22的第一端接基准电容21，第二开关23的第一端接检测棒24的一端连接，第一开关22的第二端与第二开关23的第二端皆外接电源，第一开关22的第三端与第二开关23的第三端连接，第一开关22的第四端与第二开关23的第四端皆接地，检测棒24的另一端连接寄生电容25。

需要说明的是：

（1）所述的检测棒24可有多根，可以设置多个不同长度的检测棒24，进行多点检测，也不局限于长条棒状物体，也不一定要接触到溶液来检测(非接触式，将检测棒放置在溶液瓶外壁)。于此对应，与检测棒24连接的寄生电容25可有多个。

（2）所述的第一开关22和第二开关23可以是机械开关，也可以上一种虚拟开关，如：半导体管或MOS管。

（3）吸管4也可以与检测棒共用，当吸管4采用不锈钢管或者类似导电材质时，既可以作为汲取溶液的通道也可以作为电容感应的检测棒。

本实用新型是一种用于喷墨打印机液位检测方法，包括以下步骤：

步骤（1），如图4所示，第一开关22的第一端221与第四端224相连，基准电容（Cref）21进行放电，同时第二开关23的第一端231与第四端234相连，对寄生电容（Cx）25进行放电；此步骤是为了排空基准电容（Cref）21和寄生电容25中的电荷，并作为下个测量周期的初始状态。

步骤（2），如图5所示， 第二开关23的第一端231与第二端232相连对寄生电容25进行一段时间的充电，充电时间为0.5-2ms ，优选为1ms；

步骤（3）， 如图6所示， 第二开关23的第一端231与第三端233相连，第一开关22的第一端221与第三端223相连接， 寄生电容25上的电荷转移到基准电容21上，转移电荷的时间也为0.5-2ms ，优选为1ms；

步骤（4）， 在步骤（3）转移时间结束时，采样寄生电容25的存于电量，如果寄生电容25的存余电量大于设定的阀值，该设定的阀值为0.1v电压值，则判段为寄生电容25的电容量有增加，即检测棒24触碰到溶液或检测棒浸没溶液变深。

整个过程通过示波器观察如图7所示。图 7中波形A为基准电容21的充放电变化，波形B为寄生电容25的充放电变化。

图8-图11，分别表示检测棒24未浸入溶液（参考图2所示）、浸入溶液1/2、浸入溶液3/4、浸入溶液4/5时，检测到为基准电容21和寄生电容25的充放电状态变化。

本实用新型的工作原理：

如图1所示，溶液瓶1内的液体通过吸管4把溶液导入到设备系统中，透气管5维持瓶内气压的平衡。

在一个测量点的情况下，即溶液瓶1中溶液液面超过某个指定值a时定义为“足”，低于此指定值a时定义为“空”。 这里设指定值a在液面与检测棒24低端的连接处。当溶液接触到检测棒24则判读为“足”， 否则判读为“空”。检测模块2负责检测“足”，“空”的状态改变。

众所周知电容感应，是一种被广泛使用的技术,它是利用电容电荷储存和电荷转移原理来实现的。硬件或软件中设置一个基准电容，通过对被测电容的充电，及被测电容与基准电容的电荷转移次数来测量被测电容的值。实物都存在一些容性特征，检测棒24为金属材质，如不锈钢等具有良好的导电性，同时也存在微小的寄生电容，溶液存在较大的电容特性。当溶液接触到检测棒24时会产生一个较大的寄生电容，此寄生电容值比检测棒24与空气接触产生的寄生电容大很多，检测模块能够很容易的区分这两种情况下的电容变化。同样，如图3所示， 溶液10浸没检测棒24越深，则溶液10与检测棒24的接触面积越大，产生的寄生电容就越大。检测模块通过检测检测棒24上的电容值可以绘制出溶液瓶中溶液有空到满的整个数值，从而检测到多个刻度值。信号线3把这些数据更新到CPU中，实现人机交互。

本实用新型简单，只用检测模块2与检测棒24即可实现检测功能，检测模块2的主体可以做到6mm×6mm的尺寸，很便于设备的集成。在成本方面也可以做到最低。电容感应检测技术已经得到广泛的使用，稳定性好，精度高，在较大温度范围内多能稳定的运行。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种用于喷墨打印机液位检测装置，其特征在于：包括溶液瓶、检测模块、信号线、吸管、透气管；所述的检测模块与信号线连接，检测模块固定安装在溶液瓶的上部且检测模块的下端伸入溶液瓶内，吸管和透气管分别穿过溶液瓶的顶部且伸入溶液瓶内；

所述的检测模块包括基准电容、第一开关、第二开关、一个以上的检测棒、一个以上的寄生电容；所述第一开关的第一端接基准电容，第二开关的第一端接检测棒的一端连接，第一开关的第二端与第二开关的第二端皆外接电源，第一开关的第三端与第二开关的第三端连接，第一开关的第四端与第二开关的第四端皆接地，检测棒的另一端连接寄生电容。

2.根据权利要求1所述的用于喷墨打印机液位检测装置，其特征在于： 所述的第一开关和第二开关为机械开关、半导体管或MOS管。

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