CN216439005U - 一种电水壶液位检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电水壶液位检测探头，其中一种电水壶液位检测探头包括绝缘探头壳体、第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片；所述绝缘探头壳体设有连接件，该连接件用于将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内；所述第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片分别安装于绝缘探头壳体之内，所述第一液位检测电极片与第二液位检测电极片间隔设置并且位置相对；所述液位检测芯片具有第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚与第一液位检测电极片电连接，第二检测引脚与第二液位检测电极片电连接。本实用新型不释放金属有害物质、易于安装，采用电极片电磁场检测方式，液位检测精度高、灵敏度高。

Description

一种电水壶液位检测探头

技术领域

本实用新型涉及电水壶液位检测技术领域，特别涉及一种电水壶液位检测探头。

背景技术

目前，电水壶的液位检测探头及方法主要有两种：电阻式液位检测探头及方法和电容式液位检测探头及方法。电阻式液位检测装置参见中国专利201420061701.1，其设置有与电源模块相连的用于对测量容器内高、低水位进行检测的高低水位检测单元和用于对测量容器内中水位进行检测的中水位检测单元；通过互感器的作用，可对不同阻值范围的液体进行液位的测量，这种电阻式液位检测装置只能测试高液位、中液位和低液位，不能实现线性液位检测，且易释放出重金属等有害物质，长期使用会对人体有危害，灵敏度不够高、精确度不够高。

电容式液位检测装置参见中国专利201910888186.1，其包括储液容器，储液容器上设置有水位标尺；储液容器上设置有与液体不接触的感应电极片，感应电极片位于不同的高度位置上以组成水位标尺，感应电极片与储液容器内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜；电容式液位检测结构还包括芯片模块，芯片模块上设置有运行芯片，运行芯片连接一块以上感应电极片。这种电容式液位检测装置能避免感应电极片与液体接触，防止释放出重金属等有害物质，避免损害危害人体，但仍然只能测试高液位、中液位和低液位，不能实现线性液位检测，灵敏度不够高、精确度不够高；此外，这种电容式液位检测装置需要组装于壶壁内，不易于安装。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种不释放金属有害物质、易于安装，采用电极片电磁场检测方式，液位检测精度高、灵敏度高的电水壶液位检测探头。

为解决上述技术问题，本实用新型的第一技术方案是：一种电水壶液位检测探头，包括绝缘探头壳体、第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片；所述绝缘探头壳体设有连接件，该连接件用于将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内；所述第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片分别安装于绝缘探头壳体之内，所述第一液位检测电极片与第二液位检测电极片间隔设置并且位置相对；所述液位检测芯片具有第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚与第一液位检测电极片电连接，第二检测引脚与第二液位检测电极片电连接。

优选地，所述液位检测芯片为MDC04芯片，所述第一检测引脚为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片还具有电源接入引脚和数字信号输出引脚；所述第一液位检测电极片为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片为负极液位检测电极片。

优选地，所述绝缘探头壳体之内设有电极片绝缘支架，所述电极片绝缘支架的两侧分别设有电极片安装槽，所述第一液位检测电极片安装于电极片绝缘支架一侧的电极片安装槽之内，所述第二液位检测电极片安装于电极片绝缘支架另一侧的电极片安装槽之内；所述电极片绝缘支架的整体形状呈柱形，所述电极片安装槽为沿电极片绝缘支架长度方向设置的弧形槽，并且两电极片安装槽相互对称，所述第一液位检测电极片及第二液位检测电极片的形状分别与电极片安装槽的形状相匹配；所述绝缘探头壳体包括绝缘套筒，所述电极片绝缘支架插设于绝缘套筒之内；所述绝缘套筒的上端插设有上密封接头，所述绝缘套筒的下端插设有下密封接头。

优选地，所述电极片绝缘支架轴向设有一中孔，所述连接件包括连接杆和连接帽，所述连接杆穿设于中孔中，所述连接帽固定于连接杆的上端并且扣紧上密封接头，所述连接杆的下端为螺纹杆，该螺纹杆用于与电水壶底部相螺接。

为解决上述技术问题，本实用新型的第二技术方案是：一种电水壶液位检测探头，包括一绝缘探头壳体、至少三组检测电极片组及一液位检测芯片，所述的至少三组检测电极片组从上至下依序排列，每一组检测电极片组分别包括一个第一液位检测电极片和一个第二液位检测电极片，每一组检测电极片组的第一液位检测电极片与第二液位检测电极片间隔设置并且位置相对；所述绝缘探头壳体设有连接件，该连接件用于将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内； 所述液位检测芯片及每一组检测电极片组的第一液位检测电极片与第二液位检测电极片分别安装于绝缘探头壳体之内；所述液位检测芯片具有第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚与每一组检测电极片组的第一液位检测电极片电连接，第二检测引脚与每一组检测电极片组的第二液位检测电极片电连接。

优选地，所述液位检测芯片为MDC04芯片，所述第一检测引脚为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片还具有电源接入引脚和数字信号输出引脚；所述第一液位检测电极片为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片为负极液位检测电极片。

本实用新型的有益效果是：其一、本实用新型电水壶液位检测探头具有绝缘探头壳体，电极片不与液体接触，不向液体中释放金属有害物质；其二、本实用新型设置第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片，检测探头的液位检测芯片能通过第一液位检测电极片和第二液位检测电极片形成检测电磁场，并能通过液体中带电离子造成的检测电磁场的强弱变化，实时计算出液位的高度，从而精准地连续进行液位检测；其三、本实用新型绝缘探头壳体设有连接件，能将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内，使探头易于安装。除此之外，在本实用新型优选方式中，液位检测芯片采用MDC04芯片，能利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现液位的传感；第一液位检测电极片为正极液位检测电极片，第二液位检测电极片为负极液位检测电极片，并在绝缘探头壳体之内设有电极片绝缘支架，第一液位检测电极片安装于电极片绝缘支架一侧的电极片安装槽之内，第二液位检测电极片安装于电极片绝缘支架另一侧的电极片安装槽之内，这样使得第一液位检测电极片和第二液位检测电极片稳定地安装于绝缘壳体之内，第一液位检测电极片和第二液位检测电极片之间能形成稳定的电磁场。

附图说明

图1为实施例一中电水壶液位检测探头的外部结构示意图。

图2为实施例一中电水壶液位检测探头的分散结构示意图。

图3为实施例一中电水壶液位检测探头的纵剖视结构示意图。

图4为第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片的电连接示意图。

图5为实施例二中电水壶液位检测探头的外部结构示意图。

图6为实施例二中电水壶液位检测探头的分散结构示意图。

图7为实施例四中电水壶液位检测探头的外部结构示意图。

图8为实施例四中电水壶液位检测探头的分散结构示意图。

图中：1.绝缘探头壳体；11.绝缘套筒；12.上密封接头；13.下密封接头；2.第一液位检测电极片；3.第二液位检测电极片；4.液位检测芯片；5.连接件；51.连接杆；52.连接帽；53.螺纹杆；6.电极片绝缘支架；61.电极片安装槽；62.中孔；7.紧固件；100.检测电极片组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

实施例一

如图1-图3所示，并结合参考图4，本实用新型为一种电水壶液位检测探头，包括绝缘探头壳体1、第一液位检测电极片2、第二液位检测电极片3及液位检测芯片4；所述绝缘探头壳体1设有连接件5，该连接件5用于将绝缘探头壳体1固定并安装于电水壶（图中未示出）之内；所述第一液位检测电极片2、第二液位检测电极片3及液位检测芯片4分别安装于绝缘探头壳体1之内，所述第一液位检测电极片2与第二液位检测电极片3间隔设置并且位置相对；所述液位检测芯片4具有第一检测引脚C+和第二检测引脚C-，第一检测引脚C+与第一液位检测电极片2电连接，第二检测引脚C-与第二液位检测电极片3电连接。

本实用新型所述液位检测芯片4为MDC04芯片，所述第一检测引脚C+为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚C-为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片4还具有电源接入引脚VCC和数字信号输出引脚Vout；所述第一液位检测电极片2为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片3为负极液位检测电极片。MDC04芯片能利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现液位的传感，第一液位检测电极片2和第二液位检测电极片3对称设置，两电极片之间能形成稳定的电磁场。

如图1-图3所示，所述绝缘探头壳体1之内设有电极片绝缘支架6，所述电极片绝缘支架6的两侧分别设有电极片安装槽61，所述第一液位检测电极片2安装于电极片绝缘支架6一侧的电极片安装槽61之内，所述第二液位检测电极片3安装于电极片绝缘支架6另一侧的电极片安装槽61之内；这样使得第一液位检测电极片和第二液位检测电极片稳定地安装于绝缘壳体之内。所述电极片绝缘支架6的整体形状呈柱形，所述电极片安装槽61为沿电极片绝缘支架6长度方向设置的弧形槽，并且两电极片安装槽61相互对称，所述第一液位检测电极片2及第二液位检测电极片3的形状分别与电极片安装槽61的形状相匹配。所述绝缘探头壳体1包括绝缘套筒11，所述电极片绝缘支架6插设于绝缘套筒11之内；所述绝缘套筒11的上端插设有上密封接头12，所述绝缘套筒11的下端插设有下密封接头13。所述电极片绝缘支架6轴向设有一中孔62，所述连接件5包括连接杆51和连接帽52，所述连接杆51穿设于中孔62中，所述连接帽52固定于连接杆51的上端并且扣紧上密封接头12，所述连接杆51的下端为螺纹杆53，该螺纹杆53用于与电水壶底部相螺接。所述下密封接头13的下端还设有紧固件7。

实施例二

如图5-图6所示，并结合参考图4，本实用新型为一种电水壶液位检测探头，包括绝缘探头壳体1、第一液位检测电极片2、第二液位检测电极片3及液位检测芯片4；所述绝缘探头壳体1设有连接件5，该连接件5用于将绝缘探头壳体1固定并安装于电水壶（图中未示出）之内；所述第一液位检测电极片2、第二液位检测电极片3及液位检测芯片4分别安装于绝缘探头壳体1之内，所述第一液位检测电极片2与第二液位检测电极片3间隔设置并且位置相对；所述液位检测芯片4具有第一检测引脚C+和第二检测引脚C-，第一检测引脚C+与第一液位检测电极片2电连接，第二检测引脚C-与第二液位检测电极片3电连接。

本实用新型所述液位检测芯片4为MDC04芯片，所述第一检测引脚C+为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚C-为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片4还具有电源接入引脚VCC和数字信号输出引脚Vout；所述第一液位检测电极片2为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片3为负极液位检测电极片。MDC04芯片能利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现液位的传感，第一液位检测电极片2和第二液位检测电极片3对称设置，两电极片之间能形成稳定的电磁场。

实施例三

本实施例的内容为实施例一和实施例二中所述电水壶液位检测探头的液位检测方法，包括如下检测步骤：

S1.将电水壶接通电源，检测探头的液位检测芯片通过第一液位检测电极片和第二液位检测电极片之间形成检测电磁场，该检测电磁场在电水壶无液体时，为强度固定的电磁场；

S2.电水壶内的液体发生升降变化，由于液体与空气介电常数的区别，液体中的带电离子体能穿过检测电磁场，因此能使检测电磁场得到增强；在液位升高过程中，带电离子体增多，检测电磁场随着液位的升高而增强；在液位下降过程中，带电离子体减少，检测电磁场随着液位的下降而减弱；

S4.检测探头的液位检测芯片检测到检测电磁场的增强信号或减弱信号，计算得到液位变化情况，并转化为数字信号输出至电水壶MCU控制芯片（图中未示出），实现对电水壶连续液位检测。

本实用新型所述液位检测芯片向第一液位检测电极片2和第二液位检测电极片3输入特定频率的载波信号。所述液位检测芯片4检测到检测电磁场的增强信号和减弱信号分别为感应电流信号，增强信号为感应电流增大的信号，减弱信号为感应电流减弱的信号。

实施例四

如图7-图8所示，并结合参考图4，本实用新型为一种电水壶液位检测探头，包括一绝缘探头壳体1、至少三组检测电极片组100及一液位检测芯片4，图中为四组检测电极片组100，所述的至少三组检测电极片组100从上至下依序排列，每一组检测电极片组100分别包括一个第一液位检测电极片2和一个第二液位检测电极片3，每一组检测电极片组100的第一液位检测电极片2与第二液位检测电极片3间隔设置并且位置相对；所述绝缘探头壳体1设有连接件5，该连接件5用于将绝缘探头壳体1固定并安装于电水壶（图中未示出）之内；所述液位检测芯片4及每一组检测电极片组100的第一液位检测电极片2与第二液位检测电极片3分别安装于绝缘探头壳体1之内；所述液位检测芯片4具有第一检测引脚C+和第二检测引脚C-，第一检测引脚C+与每一组检测电极片组100的第一液位检测电极片2电连接，第二检测引脚C-与每一组检测电极片组100的第二液位检测电极片3电连接。

本实用新型所述液位检测芯片4为MDC04芯片，所述第一检测引脚C+为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚C-为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片4还具有电源接入引脚VCC和数字信号输出引脚Vout；所述第一液位检测电极片2为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片3为负极液位检测电极片。MDC04芯片能利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现液位的传感，第一液位检测电极片2和第二液位检测电极片3对称设置，两电极片之间能形成稳定的电磁场。

实施例五

本实施例的内容为实施例四中所述电水壶液位检测探头的液位检测方法，包括如下检测步骤：

S1.将电水壶接通电源，检测探头的液位检测芯片使每一组检测电极片组的第一液位检测电极片和第二液位检测电极片之间分别形成检测电磁场，每一组检测电极片组的检测电磁场在电水壶无液体时，均为强度固定的电磁场；

S2.电水壶内的液体发生升降变化，由于液体与空气介电常数的区别，液体中的带电离子体能穿过检测电磁场，因此能使检测电磁场得到增强；在液位升高过程中，任何一组检测电极片组的周围出现液体时，该组检测电极片组周围的带电离子体增多，使该组检测电极片组的检测电磁场增强；在液位下降过程中，任何一组检测电极片组周围的液体消失时，该组检测电极片组的周围的带电离子体减少，使该组检测电极片组的检测电磁场减弱；

S4.检测探头的液位检测芯片检测到各组检测电极片组的检测电磁场的增强信号或减弱信号，计算得到液位处于哪一组检测电极片组的位置，并转化为数字信号输出至电水壶MCU控制芯片，实现对电水壶液位检测。

本实用新型所述液位检测芯片向第一液位检测电极片2和第二液位检测电极片3输入特定频率的载波信号。所述液位检测芯片4检测到检测电磁场的增强信号和减弱信号分别为感应电流信号，增强信号为感应电流增大的信号，减弱信号为感应电流减弱的信号。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施方式，凡是依据本实用新型的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种电水壶液位检测探头，其特征在于：包括绝缘探头壳体、第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片；所述绝缘探头壳体设有连接件，该连接件用于将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内；所述第一液位检测电极片、第二液位检测电极片及液位检测芯片分别安装于绝缘探头壳体之内，所述第一液位检测电极片与第二液位检测电极片间隔设置并且位置相对；所述液位检测芯片具有第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚与第一液位检测电极片电连接，第二检测引脚与第二液位检测电极片电连接。

2.根据权利要求1所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述液位检测芯片为MDC04芯片，所述第一检测引脚为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片还具有电源接入引脚和数字信号输出引脚；所述第一液位检测电极片为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片为负极液位检测电极片。

3.根据权利要求1所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述绝缘探头壳体之内设有电极片绝缘支架，所述电极片绝缘支架的两侧分别设有电极片安装槽，所述第一液位检测电极片安装于电极片绝缘支架一侧的电极片安装槽之内，所述第二液位检测电极片安装于电极片绝缘支架另一侧的电极片安装槽之内。

4.根据权利要求3所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述电极片绝缘支架的整体形状呈柱形，所述电极片安装槽为沿电极片绝缘支架长度方向设置的弧形槽，并且两电极片安装槽相互对称，所述第一液位检测电极片及第二液位检测电极片的形状分别与电极片安装槽的形状相匹配。

5.根据权利要求4所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述绝缘探头壳体包括绝缘套筒，所述电极片绝缘支架插设于绝缘套筒之内；所述绝缘套筒的上端插设有上密封接头，所述绝缘套筒的下端插设有下密封接头。

6.根据权利要求5所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述电极片绝缘支架轴向设有一中孔，所述连接件包括连接杆和连接帽，所述连接杆穿设于中孔中，所述连接帽固定于连接杆的上端并且扣紧上密封接头，所述连接杆的下端为螺纹杆，该螺纹杆用于与电水壶底部相螺接。

7.一种电水壶液位检测探头，其特征在于：包括一绝缘探头壳体、至少三组检测电极片组及一液位检测芯片，所述的至少三组检测电极片组从上至下依序排列，每一组检测电极片组分别包括一个第一液位检测电极片和一个第二液位检测电极片，每一组检测电极片组的第一液位检测电极片与第二液位检测电极片间隔设置并且位置相对；所述绝缘探头壳体设有连接件，该连接件用于将绝缘探头壳体固定并安装于电水壶之内；所述液位检测芯片及每一组检测电极片组的第一液位检测电极片与第二液位检测电极片分别安装于绝缘探头壳体之内；所述液位检测芯片具有第一检测引脚和第二检测引脚，第一检测引脚与每一组检测电极片组的第一液位检测电极片电连接，第二检测引脚与每一组检测电极片组的第二液位检测电极片电连接。

8.根据权利要求7所述的电水壶液位检测探头，其特征在于：所述液位检测芯片为MDC04芯片，所述第一检测引脚为正极信号检测引脚，所述第二检测引脚为负极信号检测引脚，所述液位检测芯片还具有电源接入引脚和数字信号输出引脚；所述第一液位检测电极片为正极液位检测电极片，所述第二液位检测电极片为负极液位检测电极片。

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