CN216899118U - 液位检测电路、系统以及衣物处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种液位检测电路，包括：输入电路，包括至少一个检测电极，用于检测一箱体内液体的液位值，并根据液位值调整流经输入电路的电流值和/或输入电路的电压值；检测单元，用于根据输入电路中的电流值和/或电压值输出检测信号；处理电路，用于将检测信号转换为电压信号；判断器，用于根据电压信号判断箱体内的液体容量。本申请还提供一种液位检测系统以及衣物处理设备。由此，本申请提供的液位检测电路、系统以及衣物处理设备，可以降低判断器与液位传感器发生接触不良或者接触出错的风险，提高液位检测的可靠性。

Description

液位检测电路、系统以及衣物处理设备

技术领域

本申请涉及衣物处理领域，尤其是一种液位检测电路、系统以及衣物处理设备。

背景技术

液位传感器通常用于检测衣物处理设备中箱体内液体的液位值，判断器再根据该液位值通过微处理器调整箱体内液体的容量。然而，液位传感器与判断器之间的连接端口较多，当衣物处理设备高速旋转或推拉箱体时，液位传感器与判断器之间的连接端口较易发生接触不良或接触出错，导致判断器无法正确获取箱体内液体的液位值，从而无法正确调整液位值。

实用新型内容

鉴于以上问题，本申请提供一种液位检测电路、系统以及衣物处理设备，可以降低判断器与液位传感器发生接触不良或者接触出错的风险，提高液位检测的可靠性。

本申请第一方面提供一种液位检测电路，包括：输入电路，输入电路包括至少一个检测电极，检测电极用于检测一箱体内液体的液位值，并根据液位值调整流经输入电路的电流值和/或输入电路的电压值；检测单元，检测单元电连接于输入电路，检测单元用于根据输入电路中的电流值和/或电压值输出检测信号；处理电路，处理电路电连接于检测单元，处理电路用于将检测信号转换为电压信号；判断器，判断器电连接于处理电路，判断器用于根据电压信号判断箱体内的液体容量。

在一些可能的实现方式中，处理电路包括：调制电路，调制电路电连接于检测单元，调制电路用于将检测信号调制为电流信号；解调电路，解调电路电连接于调制电路，解调电路用于将电流信号解调为电压信号。

在一些可能的实现方式中，检测电极检测箱体内液体的感应电容，并根据感应电容调整输入电路的输入阻抗，从而调整流经输入电路的电流值和/或输入电路的电压值。

在一些可能的实现方式中，检测信号包括冗余位，冗余位用于判定检测单元和/或检测电极是否发生故障。

在一些可能的实现方式中，电流信号包括第一电流信号和第二电流信号，第一电流信号的电流值小于第二电流信号的电流值，当检测信号为第一电平时，调制电路输出第一电流信号，当检测信号为第二电平时，调制电路输出第二电流信号。

在一些可能的实现方式中，调制电路包括二极管，二极管的阳极电连接于解调电路，二极管的阴极电连接于检测单元的电源输入端，二极管用于隔离电源输入端的电压，以避免电源输入端的电压影响电流信号。

在一些可能的实现方式中，解调电路包括第一电容、第二三极管以及第三三极管，第一电容的第一端电连接于调制电路，第二三极管的基极接收第一电容第二端的电压，并根据第一电容第二端的电压导通或断开，第三三极管的基极接收第二三极管的集电极电压，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极电连接于判断器。

在一些可能的实现方式中，当第二三极管导通时，第三三极管导通，解调电路输出第一电平的电压信号到判断器，当第二三极管断开时，第三三极管断开，解调电路输出第二电平的电压信号到判断器。

本申请第二方面提供一种液位检测系统，包括：箱体；液位检测组件，与箱体贴合设置，液位检测组件上设置有上述的液位检测电路，液位检测电路用于检测箱体内液体的液位值；判断器，判断器电连接于液位检测组件，判断器用于根据液位值判断箱体内液体的容量。

本申请第三方面提供一种衣物处理设备，衣物处理设备包括上述的液位检测系统。

由此，本申请提供的液位检测电路、系统以及衣物处理设备，可以有效地检测衣物处理设备中箱体内的液体容量以及液位值。同时，通过设置调制电路以及解调电路，减少了判断器与检测组件之间的连接端口以及线缆数量，降低了判断器与检测组件之间发生接触不良或者接触出错的风险，提高了液位检测的可靠性。

附图说明

图1为本申请提供的衣物处理设备的示意图。

图2为本申请提供的衣物处理设备的结构示意图。

图3为实施方式一提供的一种液位检测电路的示意图。

图4为实施方式一提供的液位检测电路的电路图。

图5为实施方式二提供的另一种液位检测电路的电路图。

图6A为调制电路中二极管阳极电压示意图。

图6B为检测单元输出的检测信号的电压示意图。

图7A为解调电路输出的电压信号示意图。

图7B为二极管阳极电压示意图。

主要元件符号说明

衣物处理设备 1

箱体 10

检测组件 20

检测电极 2001

判断器 30

外部电源 40

液位检测电路 100、200

输入电路 101

检测单元 102

转接电路 103

第一电极 P1

第二电极 P2

第三电极 P3

第四电极 P4

第一输入支路 1011

第二输入支路 1012

第三输入支路 1013

第四输入支路 1014

处理电路 201

调制电路 202

解调电路 203

第一三极管 Q1

第二三极管 Q2

第三三极管 Q3

二极管 D1

电容 C1-C4

电阻 R1-R11

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

本申请中，“第一”、“第二”等词汇，仅是用于区别不同的对象，不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。例如，第一应用、第二应用等是用于区别不同的应用，而不是用于描述应用的特定顺序，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1，为本申请提供的衣物处理设备1的示意图。衣物处理设备1用于对收容于内的衣物进行洗涤或烘干等处理，在一些实施例中，衣物处理设备1包括洗衣机、烘干机、干衣机等设备。

请参阅图2，为本申请提供的衣物处理设备1的结构示意图。衣物处理设备1包括箱体10、检测组件20以及判断器30，检测组件20可拆卸地贴合设置于箱体10的外侧壁上，且检测组件20包括至少一个检测电极2001，每个检测电极2001间隔设置于检测组件20与箱体10外侧壁贴合的表面上，判断器30与检测组件20电连接，在一些实施例中，判断器30可以与检测组件20有线连接，也可以与检测组件20无线连接，判断器30可以紧贴于检测组件20设置，也可以与检测组件20间隔设置。

箱体10用于容置衣物或液体。可选地，箱体10可以为衣物处理设备1的洗涤桶、烘干桶或者干衣桶，也可以为衣物处理设备1的洗涤剂盒、衣物护理剂盒。

检测组件20用于检测箱体10内液体的液位值，并根据液位值输出电压信号到判断器30。可以理解，液位值用于指示箱体10内液体的容量，检测组件20可以检测衣物处理设备1的洗涤桶、烘干桶或者干衣桶中的水位值，也可以检测洗涤剂盒中的洗涤剂、衣物护理剂盒中的衣物护理剂的液位值。

具体地，检测组件20可以通过电容式液位传感器实现对箱体10内液体的液位值的检测。当箱体10内液体容量变化时，液体的液位值也会变化，使得液体的感应电容发生变化，液位检测电路100的输入阻抗也会发生变化，其输入电流值和/或电压值也会发生变化，因此检测组件20可以通过检测输入电流和/或输出电压，从而计算出液体的液位值，并根据液位值输出电压信号到判断器30。

判断器30用于根据电压信号判断液位值。可选地，判断器30可以设置于微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)中，MCU可以连接外部水泵，当判断器30判断液位值达到第一阈值时，MCU可以控制水泵向箱体10内注水，当液位值达到第二阈值时，MCU可以控制水泵停止注水；MCU还可以连接告警电路，当液位值达到第二阈值时，MCU可以控制告警电路进行告警，提示用户水位较高，从而实现根据判断器30输出的液位值对液位值的控制功能。

实施方式一

请参阅图3，为实施方式一提供的液位检测电路100的示意图。液位检测电路100设置于检测组件20上，用于检测箱体10内液体的液位值，并根据液位值输出电压信号到判断器30。液位检测电路100包括输入电路101、检测单元102、转接电路103，输入电路101包括至少一个检测电极2001以及至少一个输入支路。

输入电路101电连接于检测单元102，检测单元102电连接于转接电路103，转接电路103电连接于判断器30，判断器30电连接于外部电源40。在一些实施例中，外部电源40用于为判断器30供电，输入电路101可以包括两个以上的检测电极2001，每个检测电极2001分别设置于每个输入支路上，每个检测电极2001对应不同的液位值，每个检测电极2001所在输入支路的电容值可以相同，也可以不同。当箱体10内液体的液位值变化时，检测电极2001所在输入支路的电容发生变化，其阻抗也发生变化，故输入电路101上流经的电流，和/或输入电路101上的电压值会发生变化，检测单元102通过检测输入电路101中电流值和/或电压值的变化，以判定箱体10内液体的液位值，从而输出数字的检测信号到转接电路103。可选地，检测单元102可以为电容式液位检测芯片或集成电路，检测电极2001可以由铜箔制成。

本实施例中，转接电路103将数字的检测信号转换为模拟的电压信号传输至判断器30，且转接电路103可以藉由外部电源40为检测单元102供电。判断器30可以根据电压信号判断箱体10内的液位值，从而使得MCU根据该液位值调整箱体内液体的容量。例如，MCU可以连接外部水泵，以根据判断器30判断出的液位值控制水泵向箱体10内的注水量。

请参阅图4，为实施方式一提供的液位检测电路100的电路图。本实施例中，液位检测电路100包括输入电路101、检测单元102、转接电路103，输入电路101包括四个输入支路，分别为第一输入支路1011、第二输入支路1012、第三输入支路1013、第四输入支路1014，以及四个检测电极2001，分别为第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3与第四电极P4。转接电路103包括电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4。

在一些实施例中，输入支路和检测电极2001的数量可以不同，第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3与第四电极P4可以贴合设置于箱体10的外表面，也可以与箱体10的外表面间隔设置，只要第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3与第四电极P4可以检测到箱体10内液位值的变化即可。

第一输入支路1011电连接于检测单元102的第一输入端与第一电极P1，第二输入支路1012电连接于检测单元102的第二输入端与第二电极P2，第三输入支路1013电连接于检测单元102的第三输入端与第三电极P3，第四输入支路1014电连接于检测单元102的第四输入端与第四电极P4，转接电路103的第一输入端电连接于检测单元102的第一输出端，转接电路103的第二输入端电连接于检测单元102的第二输出端，转接电路103的第三输入端电连接于检测单元102的第三输出端，转接电路103的第四输入端电连接于检测单元102的第四输出端，转接电路103的第五输入端电连接于检测单元102的电源输入端，转接电路103的第六输入端电连接于检测单元102的接地输入端，且转接电路103的第六输入端接地，转接电路103的第一输出端电连接于判断器30的第一输入端，转接电路103的第二输出端电连接于判断器30的第二输入端，转接电路103的第三输出端电连接于判断器30的第三输入端，转接电路103的第四输出端电连接于判断器30的第四输入端，转接电路103的第五输出端电连接于判断器30的电源输入端以及检测单元102的电源输入端，转接电路103的第六输出端电连接于判断器30的接地输入端以及检测单元102的接地输入端。

在一些实施例中，液位检测电路100还包括电容C1以及电容C2，电容C1的一端以及电容C2的一端电连接于检测单元102的电源输入端，电容C1的另一端以及电容C2的另一端电连接于检测单元102的接地端，电容C1以及电容C2用于稳定检测单元102电源输入端的电压。

当箱体10内液体容量变化时，液体的液位值变化，使得液体的感应电容发生变化，第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3与第四电极P4通过检测液体的感应电容值，来判定箱体10内液位值是否发生变化，且当箱体10内液体的感应电容发生变化时，第一输入支路1011、第二输入支路1012、第三输入支路1013、第四输入支路1014的电容值也将发生变化，其阻抗也发生变化，故输入电路101上流经的电流，和/或输入电路101上的电压值会发生变化，检测单元102通过检测输入电路101中电流值和/或电压值的变化，以判定箱体10内液体的液位值，从而输出数字的检测信号到转接电路103。

转接电路103通过电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4将数字的检测信号转换为模拟的电压信号。具体地，当检测信号为低电平信号时，其在电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的其中之一上的电压降为第一电压，当检测信号为高电平信号时，其在电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的其中之一上的电压降为第二电压，转接电路103可以将电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4上的电压作为电压信号，并将其传输至判断器30。转接电路103还藉由外部电源40为检测单元102供电。

判断器30可以根据电压信号判断箱体10内的液位值，并输出到MCU，以通过MCU根据该液位值对箱体内的液体容量进行控制和调整。

可以理解，实施方式一提供的液位检测电路100，可以有效地检测箱体10内液体的液位值。然而转接器与判断器30之间的连接端口较多，由于衣物处理设备1可能需要高速旋转或推拉箱体10，转接器与判断器30之间的连接端口较易发生接触不良或接触出错，导致判断器30无法正确判断箱体10内液体的液位值，从而使得MCU无法正确控制液位值。

实施方式二

请参阅图5，为实施方式二提供的液位检测电路200的电路图。本实施例中的液位的检测电路与实施方式一提供的液位检测电路100的区别在于：液位检测电路200包括输入电路101、检测单元102以及处理电路201。其中，处理电路201包括调制电路202以及解调电路203。

输入电路101的用途以及与其他电子元件的电连接关系与实施方式一相同，在此不赘述。调制电路202包括电容C3、电阻R5、电阻R6、第一三极管Q1以及二极管D1，电阻R5的一端电连接于检测单元102的第二输出端，电阻R5的另一端电连接于第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极电连接于电阻R6的一端，电阻R6的另一端电连接于二极管D1的阳极，二极管D1的阴极电连接于检测单元102的电源输入端以及电容C3的一端，电容C3的另一端接地。

解调电路203包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C4、电容C5、电容C6、第二三极管Q2以及第三三极管Q3，电阻R7的一端电连接于外部电源40、判断器30的电源输入端、电容C5的一端、电阻R8的一端以及第二三极管Q2的发射极，电阻R7的另一端电连接于电容C4的一端以及二极管D1的阳极，电容C4的另一端电连接于电阻R9的一端，电阻R9的另一端电连接于第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极电连接于电阻R10的一端，电阻R10的另一端电连接于第三三极管Q3的基极以及电阻R11的一端、电阻R11的另一端电连接于第三三极管Q3的发射极、电容C6的一端，且电阻R11的另一端接地，第三三极管Q3的集电极电连接于电阻R8的另一端、判断器30的信号输入端以及电容C6的另一端。

本实施例中，第一三极管Q1、第三三极管Q3为NPN型三极管，第二三极管Q2为PNP型三极管。检测单元102的第一输出口、第二输出口以及第四输出口悬空设置，检测单元102可以藉由第二输出口输出N(N≥4)位数字的检测信号，由最低位起始依次表示四个检测电极2001的液位检测状态。例如，若检测信号为0001时，即为液位值超过第一电极P1所指示的液位值，而未超过第二电极P2、第三电极P3以及第四电极P4所指示的液位值，若检测信号为0100时，则应视为检测信号异常。因此，可以通过检测信号检验检测单元102以及检测电极2001的故障情况。在一些实施例中，检测信号还可以设置冗余位，以检验检测单元102以及检测电极2001的故障情况。

调制电路202用于将检测单元102输出的数字的检测信号调制为电流信号，并输出到判断器30。具体地，当检测信号为低电平时(即检测信号为0)，第一三极管Q1的基极电压为低电平，第一三极管Q1截止，电阻R4并未并联接入外部电源40与地之间的回路中，因此此时该回路的总电阻较大，调制电路202将该回路中流经的电流作为电流信号，输出到判断器30。

当检测信号为高电平时(即检测信号为1)，第一三极管Q1的基极电压为高电平，第一三极管Q1导通，电阻R4接入外部电源40与地之间的回路中。由于电阻R4与其他接入该回路的电阻为并联关系，因此此时该回路的总电阻较小，电流信号增大。可以理解，调制电路202根据检测信号的电平值输出不同电流值的电流信号，实现了由检测信号到模拟的电流信号的调制功能。

可以理解，二极管D1可以隔离检测单元102的电源输入端的电压，以避免所述电源输入端的电压影响电流信号。

解调电路203用于将电流信号转换为连续的电压信号，并将连续的电压信号输出到判断器30。具体地，当检测信号为低电平时(即检测信号为0)，调制电路202输出电流值较小的第一电流信号，电阻R7上的电压为第一电压，通过电容C4的隔直流作用，第一电压使得第二三极管Q2导通，电阻R10对外部电源40输出的电压进行分压，使得第三三极管Q3导通，第三三极管Q3由集电极输出低电平的电压信号到判断器30。

当检测信号为高电平时(即检测信号为1)，调制电路202输出电流值较大的第二电流信号，第二电流信号的电流值大于第一电流信号的电流值。电阻R7上的电压为第二电压，第二电压大于第一电压。通过电容C4的滤波作用，第二电压使得第二三极管Q2截止，第三三极管Q3的基极电压被电阻R11下拉至地，使得第三三极管Q3截止并由集电极输出高电平的电压信号到判断器30。

可以理解，由于检测信号为连续的数字信号，调制电路202将检测信号调制成的电流信号为模拟的连续电流信号，则解调电路203输出的电压信号也是连续的。判断器30可以根据连续的电压信号获取箱体10内液体的液位值，并根据液位值通过MCU动态控制箱体10内的液体容量。判断器30还可以校验检测信号是否异常，从而检验检测单元102以及检测电极2001的故障情况。

请参阅图6A及图6B，图6A为调制电路202输出的电流信号示意图，图6B为检测单元102输出的检测信号的电流示意图。

经测试，检测信号的电流值在0-5mA之间波动，而调制信号输出的电流信号的电流值在5mA-20mA之间波动，故调制电路202可以通过将检测信号调制为电流信号，实质上提高了检测信号的电流值，使得判断器30根据检测信号判定液位值更为准确。

请参阅图7A及图7B，图7A为解调电路203输出的电压信号示意图，图7B为二极管D1阳极电压示意图。可以理解，当二极管D1阳极电压为低电平时，电压信号为高电平，当二极管D1阳极电压为高电平时，电压信号为低电平，即二极管D1阳极电压与电压信号的电压也具有反相关系。

由此，本申请提供的液位检测电路200，可以有效地检测衣物处理设备1中箱体10内的液体容量以及液位值。同时，通过设置调制电路202以及解调电路203，减少了判断器30与检测组件20之间的连接端口以及线缆数量，降低了判断器30与检测组件20之间发生接触不良或者接触出错的风险，提高了液位检测的可靠性。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种液位检测电路，其特征在于，包括：

输入电路，所述输入电路包括至少一个检测电极，所述检测电极用于检测一箱体内液体的液位值，并根据所述液位值调整流经所述输入电路的电流值和/或所述输入电路的电压值；

检测单元，所述检测单元电连接于所述输入电路，所述检测单元用于根据所述输入电路中的电流值和/或电压值输出检测信号；

处理电路，所述处理电路电连接于所述检测单元，所述处理电路用于将所述检测信号转换为电压信号；

判断器，所述判断器电连接于所述处理电路，所述判断器用于根据所述电压信号判断所述箱体内的液体容量。

2.如权利要求1所述的液位检测电路，其特征在于，所述处理电路包括：

调制电路，所述调制电路电连接于所述检测单元，所述调制电路用于将所述检测信号调制为电流信号；

解调电路，所述解调电路电连接于所述调制电路，所述解调电路用于将所述电流信号解调为电压信号。

3.如权利要求1所述的液位检测电路，其特征在于，所述检测电极检测所述箱体内液体的感应电容，并根据所述感应电容调整所述输入电路的输入阻抗，从而调整流经所述输入电路的电流值和/或所述输入电路的电压值。

4.如权利要求1所述的液位检测电路，其特征在于，所述检测信号包括冗余位，所述冗余位用于判定所述检测单元和/或所述检测电极是否发生故障。

5.如权利要求2所述的液位检测电路，其特征在于，所述电流信号包括第一电流信号和第二电流信号，所述第一电流信号的电流值小于第二电流信号的电流值，当所述检测信号为第一电平时，所述调制电路输出所述第一电流信号，当所述检测信号为第二电平时，所述调制电路输出所述第二电流信号。

6.如权利要求2所述的液位检测电路，其特征在于，所述调制电路包括二极管，所述二极管的阳极电连接于所述解调电路，所述二极管的阴极电连接于所述检测单元的电源输入端，所述二极管用于隔离所述电源输入端的电压，以避免所述电源输入端的电压影响所述电流信号。

7.如权利要求2所述的液位检测电路，其特征在于，所述解调电路包括第一电容、第二三极管以及第三三极管，第一电容的第一端电连接于所述调制电路，第二三极管的基极接收第一电容第二端的电压，并根据所述第一电容第二端的电压导通或断开，第三三极管的基极接收第二三极管的集电极电压，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极电连接于所述判断器。

8.如权利要求7所述的液位检测电路，其特征在于，当所述第二三极管导通时，所述第三三极管导通，所述解调电路输出第一电平的电压信号到所述判断器，当所述第二三极管断开时，所述第三三极管断开，所述解调电路输出第二电平的电压信号到所述判断器。

9.一种液位检测系统，其特征在于，包括：

箱体；

液位检测组件，与所述箱体贴合设置，所述液位检测组件上设置有如权利要求1-8任一项所述的液位检测电路，所述液位检测电路用于检测所述箱体内液体的液位值；

判断器，所述判断器电连接于所述液位检测组件，所述判断器用于根据所述液位值判断所述箱体内液体的容量。

10.一种衣物处理设备，其特征在于，所述衣物处理设备包括如权利要求9所述的液位检测系统。

Images