CN220602646U - 一种高精度低频率水位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水位传感器技术领域，具体公开了一种高精度低频率水位传感器，所述电路板上设置有分频电路、电源滤波电路、振荡电路和放大电路，所述电源滤波电路的输出端和振荡电路的输出端均连接分频电路的输入端，所述分频电路的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接输出接口；所述振荡电路包括并联连接的起振电容和电感线圈，所述电感线圈绕制在线圈骨架上；本实用新型提供的一种高精度低频率水位传感器，通过增加分频电路，能够将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

Description

一种高精度低频率水位传感器

技术领域

本实用新型涉及水位传感器技术领域，尤其涉及一种高精度低频率水位传感器。

背景技术

水位传感器具有控制方便和结构简单的优点，被广泛应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，水位传感器的工作原理是，通过气体推动安装腔体内的隔膜连接组件发生位置变动，进而由隔膜连接组件改变电感线圈的电感量，从而将电感量的变化信号传递到洗衣机或洗碗机的水位控制器，进而对水位高度进行控制。

在实际研究中发现，传统水位传感器的工作频率为20kHz以上，如，一般频率有，复位频率26.3kHz、无水频率26.8kHz和低水位极限28.5kHz，如频率越高，则相应的会影响水位传感器的感应精度，进而降低产品的感应精度。

实用新型内容

针对上述存在的传统水位传感器的工作频率较高，降低产品感应精度的问题，本实用新型提供了一种高精度低频率水位传感器，通过增加分频电路，能够将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：

一种高精度低频率水位传感器，包括气盖、胶壳、隔膜连接组件、线圈骨架、电路板和弹性件；

所述气盖与胶壳连接形成安装腔体，所述隔膜连接组件、线圈骨架、电路板和弹性件均位于安装腔体内；

所述隔膜连接组件与气盖的内壁限位连接，所述电路板与胶壳的内壁限位连接，所述线圈骨架连接电路板，且线圈骨架位于隔膜连接组件和电路板之间；

所述弹性件的一端依次穿过电路板、线圈骨架后与隔膜连接组件抵接，弹性件的另一端连接有调节件，所述调节件可调节设置在胶壳上；

所述电路板上设置有分频电路、电源滤波电路、振荡电路和放大电路，所述电源滤波电路的输出端和振荡电路的输出端均连接分频电路的输入端，所述分频电路的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接输出接口；

所述振荡电路包括并联连接的起振电容和电感线圈，所述电感线圈绕制在线圈骨架上。

在一些实施方案中，所述分频电路包括分频芯片CD4060BM，采用6分频输出，得到低于2kHz的频率，提高产品的感应精度。

在一些实施方案中，所述隔膜连接组件包括隔膜、托片和磁芯；

所述隔膜上形成有用于与托片限位连接的第一限位连接部，所述托片上形成有与第一限位连接部相匹配的第二限位连接部；

所述托片上还形成有中心柱，所述磁芯套设在中心柱外部，且托片、中心柱与磁芯为一体注塑成型结构，将磁芯放入塑胶模具中，在托片成型后与磁芯连为一个整体，无需后续组装，有效提高了水位传感器的一致性与稳定性，进而提高产品的感应精度。

在一些实施方案中，所述第一限位连接部为第一限位凸起，所述第二限位连接部为贯穿托片的第一限位通孔，所述第一限位凸起限位于所述第一限位通孔内，通过第一限位凸起与第一限位通孔的连接配合，实现托片相对于隔膜的定位连接，提高产品的稳定性与一致性。

在一些实施方案中，所述气盖的内壁形成有用于对隔膜进行限位安装的限位凹槽，所述隔膜的边缘形成有与限位凹槽相匹配的第二限位凸起，通过第二限位凸起与限位凹槽的连接配合，实现隔膜相对于气盖的定位连接，提高产品的稳定性与一致性。

在一些实施方案中，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的第一端与磁芯的上端抵接，弹簧的第二端与调节件抵接，提高对弹簧的安装稳定性。

在一些实施方案中，所述中心柱的上端露出于磁芯的上端，所述弹簧的第一端套设于中心柱的上端外部，利用中心柱的上端对弹簧的安装起到导向与限位的作用，提高弹簧的使用稳定性。

在一些实施方案中，所述弹簧的线径大于等于0.35mm，便于对弹簧进行安装定位，使弹簧支撑于磁芯的上端，提高产品的感应精度。

在一些实施方案中，所述胶壳上设置有安装通孔，所述调节件螺纹连接于安装通孔内，通过旋转调节件对弹性件的压缩量进行调节，使该水位传感器满足不同场景的使用需求。

在一些实施方案中，还包括隔离片；

所述胶壳内壁形成有用于对电路板进行限位安装的安装槽，所述电路板通过隔离片隔离安装于安装槽内，对电路板起到隔离防水的效果，确保产品的使用稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种高精度低频率水位传感器，通过增加分频电路，能够将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的水位传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的水位传感器的剖视图；

图3为本实用新型实施例中提供的水位传感器的爆炸图；

图4为本实用新型实施例中提供的电路板的原理图；

图5为本实用新型实施例中提供的隔膜的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的托片的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的另一种水位传感器的结构示意图；

图8为图7中提供的水位传感器的剖视图；

图9为图7中提供的水位传感器的爆炸图；

图10为图7中胶壳的结构示意图；

1-气盖；11-限位凹槽；

2-胶壳；21-安装通孔；22-安装槽；

3-隔膜连接组件；31-隔膜；311-第一限位连接部；312-第二限位凸起；32-托片；321-第二限位连接部；322-中心柱；33-磁芯；

4-线圈骨架；

5-电路板；51-分频电路；52-电源滤波电路；53-振荡电路；54-放大电路；55-输出接口；

6-弹性件；

7-调节件；

8-隔离片。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

例如，一种高精度低频率水位传感器，包括气盖、胶壳、隔膜连接组件、线圈骨架、电路板和弹性件；所述气盖与胶壳连接形成安装腔体，所述隔膜连接组件、线圈骨架、电路板和弹性件均位于安装腔体内；所述隔膜连接组件与气盖的内壁限位连接，所述电路板与胶壳的内壁限位连接，所述线圈骨架连接电路板，且线圈骨架位于隔膜连接组件和电路板之间；所述弹性件的一端依次穿过电路板、线圈骨架后与隔膜连接组件抵接，弹性件的另一端连接有调节件，所述调节件可调节设置在胶壳上；所述电路板上设置有分频电路、电源滤波电路、振荡电路和放大电路，所述电源滤波电路的输出端和振荡电路的输出端均连接分频电路的输入端，所述分频电路的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接输出接口；所述振荡电路包括并联连接的起振电容和电感线圈，所述电感线圈绕制在线圈骨架上。

本实施例提供的一种高精度低频率水位传感器，通过增加分频电路，能够将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

实施例一：

如图1-图4所示，一种高精度低频率水位传感器，包括气盖1、胶壳2、隔膜连接组件3、线圈骨架4、电路板5和弹性件6。

气盖1与胶壳2相互连接形成一安装腔体，用于安装隔膜连接组件3、线圈骨架4、电路板5和弹性件6，隔膜连接组件3与气盖1的内壁限位连接，将安装腔体内分隔为正压腔和负压腔，在正压腔和负压腔之间产生压力差的情况下，隔膜连接组件3在压强的作用下产生形变。

电路板5与胶壳2的内壁限位连接，线圈骨架4连接电路板5，且线圈骨架4位于隔膜连接组件3和电路板5之间，线圈骨架4能够用于绕制电感线圈，从而在隔膜连接组件3发生形变时，会改变电感线圈的电感量，进而产生对应的控制信号。

弹性件6的一端依次穿过电路板5、线圈骨架4后与隔膜连接组件3抵接，弹性件6的另一端连接有调节件7，调节件7可调节设置在胶壳2上，通过调整调节件7相对于胶壳2的位置，可以调整调节件7对弹性件6的压缩程度，进而改变弹性件6的压缩量，使该水位传感器适用于不同水位感应需求中，弹性件6的一端与隔膜连接组件3抵接，弹性件6的另一端与调节件7抵接，因此，在正压腔和负压腔之间产生压力差的情况下，隔膜连接组件3在压强的作用下产生形变，当该形变产生的作用力大于弹性件6的弹力时，会对弹性件6产生挤压作用，从而改变隔膜连接组件3与线圈骨架4的相对位置关系；当隔膜连接组件3发生形变产生的作用力小于弹性件6的弹力时，隔膜连接组件3在弹性件6的弹力作用下恢复到初始位置。

在本示例中，在电路板5上设置有分频电路51、电源滤波电路52、振荡电路53和放大电路54，电源滤波电路52的输出端和振荡电路53的输出端均连接分频电路51的输入端，分频电路51的输出端连接放大电路54的输入端，放大电路54的输出端连接输出接口55，其中，振荡电路53用于产生信号源，电源滤波电路52用于对电源进行滤波，降低干扰性，分频电路51用于对信号源进行分频并输出到放大电路54，由放大电路54对分频后的信号源进行放大并防止输出干扰。

振荡电路53包括并联连接的起振电容和电感线圈，参考图4，起振电容为C3，电感线圈为L1，电感线圈绕制在线圈骨架4上，因此，当隔膜连接组件3在压强的作用下产生形变，且该形变产生的作用力大于弹性件6的弹力时，会对弹性件6产生挤压作用，从而改变隔膜连接组件3与线圈骨架4的相对位置关系，进而改变电感线圈的电感量，使振荡电路53产生信号源，该信号源输出到分频电路51进行分频，经放大电路54输出后，将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

实施例二：

分频电路51包括分频芯片CD4060BM，采用6分频输出，得到低于2kHz的频率，提高产品的感应精度。

参考图4，分频芯片的Q6引脚连接放大电路54，放大电路54包括三极管T1和三极管T2，设置三极管T1和三极管T2具有输出电流增加和输出接口55隔离的作用，防止高压进入损坏分频芯片，起到保护作用。

实施例三：

参考图3、图5和图6，隔膜连接组件3包括隔膜31、托片32和磁芯33；隔膜31为圆盘状，在隔膜31上形成有用于与托片32限位连接的第一限位连接部311，第一限位连接部311可以是凸起或凹槽等能够起到配合连接关系的结构即可，托片32上形成有与第一限位连接部311相匹配的第二限位连接部321，同理的，第二限位连接部321可以是凸起或凹槽等能够与第一限位连接部311配合连接的结构即可。

托片32上还形成有中心柱322，磁芯33为中空圆柱状，中心柱322的直径与磁芯33的中空处直径相匹配，使得磁芯33能够稳定套设在中心柱322外部，且托片32、中心柱322与磁芯33为一体注塑成型结构。

由于隔膜31连接托片32，而磁芯33套设在托片32上，因此，在隔膜31受到压强的作用下产生形变时，该形变作用到托片32和磁芯33上，会推动托片32和磁芯33朝靠近电感线圈的方向移动，进而改变电感线圈的电感量；当然，当压强的作用消失或隔膜形变产生的作用力小于弹性件6的弹力时，托片32和磁芯33在弹性件6的弹力作用下朝远离电感线圈的方向移动，同样也会改变电感线圈的电感量，即，只要托片32和磁芯33相对于电感线圈发生位置移动时，相应的就会改变电感线圈的电感量。

在生产托片32时，将磁芯33放入塑胶模具中，在托片32成型后与磁芯33连为一个整体，无需后续组装，相比现有隔膜连接组件3需要将隔膜、托片32与磁芯33进行一一组装的方式，本示例提供的隔膜连接组件3有效提高了水位传感器的一致性与稳定性，进而提高产品的感应精度。

实施例四：

参考图3、图5和图6，第一限位连接部311为第一限位凸起，第二限位连接部321为贯穿托片32的第一限位通孔，第一限位凸起限位于第一限位通孔内，通过第一限位凸起与第一限位通孔的连接配合，实现托片32相对于隔膜的定位连接，提高产品的稳定性与一致性。

本示例中，对于第一限位凸起、第一限位通孔的分布位置以及数量并不做具体的限制，可以根据实际产品的使用需求进行调整，如，可以将第一限位凸起设置为四个，且将四个第一限位凸起均匀间隔设置在隔膜的中部位置，而对于第二限位连接部321在托片32上的位置，只需匹配第一限位凸起进行限位连接即可。

为提高第一限位凸起与第一限位通孔之间的连接稳定性，还可在第一限位凸起的下端外周形成凹陷位，该凹陷位能够在第一限位凸起穿过第一限位通孔后卡紧在第一限位通孔的边缘处，以提高隔膜与托片32的连接稳定性。

在气盖1的内壁形成有用于对隔膜进行限位安装的限位凹槽11，在隔膜的边缘形成有与限位凹槽11相匹配的第二限位凸起312，通过第二限位凸起312与限位凹槽11的连接配合，实现隔膜相对于气盖1的定位连接，提高产品的稳定性与一致性。

实施例五：

参考图2和图3，弹性件6为弹簧，弹簧的第一端与磁芯33的上端抵接，弹簧的第二端与调节件7抵接，提高对弹簧的安装稳定性。

其中，中心柱322的上端露出于磁芯33的上端，弹簧的第一端套设于中心柱322的上端外部，利用中心柱322的上端对弹簧的安装起到导向与限位的作用，提高弹簧的使用稳定性。

在一个示例中，弹簧的线径大于等于0.35mm，采用粗径弹簧有利于对弹簧进行安装定位，使弹簧支撑于磁芯33的上端，提高产品的感应精度。

胶壳2上设置有安装通孔21，调节件7螺纹连接于安装通孔21内，通过旋转调节件7对弹性件6的压缩量进行调节，使该水位传感器满足不同场景的使用需求。

实施例六：

参考图7-图10，该高精度低频率水位传感器还包括隔离片8，在胶壳2内壁形成有用于对电路板5进行限位安装的安装槽22，电路板5通过隔离片8隔离安装于安装槽22内，对电路板5起到隔离防水的效果，确保产品的使用稳定性。

其中，在隔离片8和电路板5的边缘处分别开设有用于螺丝穿过的连接孔，在组装时，先将电路板5定位于安装槽22内，再将隔离片8与电路板5对位后，螺丝依次穿过隔离片8与电路板5上的连接孔后，锁定在胶壳2上，实现对电路板5的稳定安装，同时也起到隔离防水的效果。

综上所述，本实用新型提供的一种高精度低频率水位传感器，通过增加分频电路，能够将传统水位传感器的频率降低到2kHz以下，应用于家用或商用洗衣机、洗碗机中，感应进水水位高度，有效提高产品的感应精度。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

Claims (10)

1.一种高精度低频率水位传感器，其特征在于，包括气盖(1)、胶壳(2)、隔膜连接组件(3)、线圈骨架(4)、电路板(5)和弹性件(6)；

所述气盖(1)与胶壳(2)连接形成安装腔体，所述隔膜连接组件(3)、线圈骨架(4)、电路板(5)和弹性件(6)均位于安装腔体内；

所述隔膜连接组件(3)与气盖(1)的内壁限位连接，所述电路板(5)与胶壳(2)的内壁限位连接，所述线圈骨架(4)连接电路板(5)，且线圈骨架(4)位于隔膜连接组件(3)和电路板(5)之间；

所述弹性件(6)的一端依次穿过电路板(5)、线圈骨架(4)后与隔膜连接组件(3)抵接，弹性件(6)的另一端连接有调节件(7)，所述调节件(7)可调节设置在胶壳(2)上；

所述电路板(5)上设置有分频电路(51)、电源滤波电路(52)、振荡电路(53)和放大电路(54)，所述电源滤波电路(52)的输出端和振荡电路(53)的输出端均连接分频电路(51)的输入端，所述分频电路(51)的输出端连接放大电路(54)的输入端，所述放大电路(54)的输出端连接有输出接口(55)；

所述振荡电路(53)包括并联连接的起振电容和电感线圈，所述电感线圈绕制在线圈骨架(4)上。

2.根据权利要求1所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述分频电路(51)包括分频芯片CD4060BM。

3.根据权利要求1所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述隔膜连接组件(3)包括隔膜(31)、托片(32)和磁芯(33)；

所述隔膜(31)上形成有用于与托片(32)限位连接的第一限位连接部(311)，所述托片(32)上形成有与第一限位连接部(311)相匹配的第二限位连接部(321)；

所述托片(32)上还形成有中心柱(322)，所述磁芯(33)套设在中心柱(322)外部，且托片(32)、中心柱(322)与磁芯(33)为一体注塑成型结构。

4.根据权利要求3所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述第一限位连接部(311)为第一限位凸起，所述第二限位连接部(321)为贯穿托片(32)的第一限位通孔，所述第一限位凸起限位于所述第一限位通孔内。

5.根据权利要求3所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述气盖(1)的内壁形成有用于对隔膜(31)进行限位安装的限位凹槽(11)，所述隔膜(31)的边缘形成有与限位凹槽(11)相匹配的第二限位凸起(312)。

6.根据权利要求3所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述弹性件(6)为弹簧，所述弹簧的第一端与磁芯(33)的上端抵接，弹簧的第二端与调节件(7)抵接。

7.根据权利要求6所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述中心柱(322)的上端露出于磁芯(33)的上端，所述弹簧的第一端套设于中心柱(322)的上端外部。

8.根据权利要求7所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述弹簧的线径大于等于0.35mm。

9.根据权利要求1所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，所述胶壳(2)上设置有安装通孔(21)，所述调节件(7)螺纹连接于安装通孔(21)内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的高精度低频率水位传感器，其特征在于，还包括隔离片(8)；

所述胶壳(2)内壁形成有用于对电路板(5)进行限位安装的安装槽(22)，所述电路板(5)通过隔离片(8)隔离安装于安装槽(22)内。