CN2802462Y - 装置的液面传感器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于具有在其中流动液体的容器的装置的液面传感器。该传感器包括一个射频振荡器和连接到振荡器的输入端的天线阵列。该天线阵列包括一个纵向带和从其延伸的多个导电指针。该天线阵列安装在装置上的容器附近，因此每个指针对应容器中的各个高度。该传感器包括一个与射频振荡器互连的输出端，并输出代表容器中液体到达的水位的频率阶梯。

Description

装置的液面传感器
技术领域
本实用新型涉及一种装置的液面传感器。
背景技术
许多家用装置，例如，洗衣机和洗碗机配置了储水装置，包括水位控制器。这些装置可能需要使用者以循环类型或循环持续时间或基于负载的水位估计的选择的形式输入。
例如，传统的最大负荷洗衣机包括一个填充洗衣机时或者固定或者可变地来确定水位的压力开关。在可变压力开关中，使用者在每次洗衣机使用时通过在相关的转盘上选择一个设置来控制并可以改变注入的水位。然而，通常情况下使用者会不正确地估量合适的注入高度或忘记复位或根据每一次放入的衣服重置调整水位。这将导致水的过分消耗以及用于加热水的能量的低效使用。
联邦法规为制造商提供鼓励，例如以能量信用(energy credit)形式，研发更多的有效利用水和能量的机器，降低热水消耗。在认识到依赖使用者正确地确定并记得复位水位开关不是有效的节能方法后，管理机构不再给予那些用户控制水位特征的洗衣机的制造商对于能量使用限制的信用。
达到节能要求的一种方法是在装置成本没有增加到无竞争力的价格的条件下，使用一种依赖某种类型的水位传感器的被动水位控制，而不是使用者的输入。因此，急需一种改进的、精确的、成本效率高的用于装置的水位传感器。
实用新型内容
在一个实施例中，本实用新型为具有容纳液体的容器的装置提供一种液面传感器。该传感器包括一个射频振荡器和与振荡器的输入端连接的天线阵列。该天线产生阶梯式信号，每个阶梯代表容器中液体到达的高度。该天线阵列包括一个纵向带和从其延伸的多个导电指针。该天线阵列安装在装置上的容器附近，由此每个指针与容器中对应的高度相关联。该传感器包括一个与射频振荡器互联的输出端并输出阶梯信号。
在另一实施例中，本实用新型提供了一种用于确定流入装置的容器中的液体高度的方法。该方法包括将带有输入端的射频传感器安装在装置上，并将输入端连接到具有与所选液面高度测量值对应的指针延伸部分的天线阵列。
结合以下的详细说明将清楚本实用新型适用的更多领域。当指示本实用新型的优选实施例时，应该清楚的是细节说明和具体实例的意义仅在于说明而并不对本实用新型的范围构成限制。
附图说明
参考附图和说明将更好地理解本实用新型。图中的组件并不必然地用来区分、强调，而是被列出来说明本实用新型的原理。而且，附图中，不同的图中的相同数字代表对应的部件。
图1是本实用新型的射频传感器的一个实施例的框图；
图2是表示已有技术射频传感器的振荡频率相对水位的说明图；
图3是图1的射频传感器的振荡频率相对液面高度的说明图；
图4表示安装在装置上的图1的天线阵列的实施例；
图5为图1的传感器的部分电路图。
具体实施方式
以下对优选实施例的说明仅作为实质上的样例，并不对本实用新型、应用或使用构成任何限制。
图1是表示根据本实用新型的射频(RF)传感器100的一个实施例的框图。该传感器100由RF振荡器102和第一外部天线阵列108组成。在一个实施例中，该传感器100包括数字分频器104、控制器106，和\或第二外部天线阵列110。该RF振荡器102在技术领域中已为人所熟知并可以由标准组件来制造或可在商业上获得。RF振荡器102的示范电路包含在图5所示的电路中。参考图4，在装置200的容器202中控制水或其它液体的高度，例如，洗衣机、洗碗机、浴缸、热浴盆、按摩浴缸(Jacuzzi)等，该RF振荡器102的振荡频率通常设置在1-50MHz的范围内，并且装置的容器中无液体。该数字分频器104可以用来将RF振荡器102的输出频率降到可被控制器106计量的量级的频率，例如装置200的控制台206中使用的微控制单元。应该清楚的是，尽管图4中说明的装置200为洗衣机，但本实用新型并不仅限于此。
例如，数字分频器104可以为集成电路(IC)112，如74HC4060 IC或等效IC。图5说明了在RF振荡器102的样例电路中集成的数字分频器104。在领域中已知的技术中，可以通过修改图5中电路的特征来获得振荡器的各种频率。
该RF振荡器102可以包括连接到第一和第二天线阵列108、110中的第一和第二输入端118、120。当传感器100与装置200连接来被应用时，输出信号在被数字分频器104降低后从输出端114发送到位于装置200的控制台206中的微控制器106中。
参考图1到4，天线阵列108、110中的每一个均安装在装置200上容器202附近或其上。每个天线阵列108、110包括一个纵向导电带130和多个导电指针136。该纵向导电带130可以垂直地安装在容器202的外侧，其与装置200中的液体的上升相关联。该容器202可以为，例如，洗衣机的外桶。天线阵列108、110均可以安装在容器上来提供平衡的频率信号。然而，也可以省略天线阵列108、110中的一个。当装置200为洗衣机时，例如，该容器通常202通常为塑料制成的外桶。一个通常由金属制造的内桶204，可以取代第二天线110。该RF振荡器102和数字分频器104也可以直接安装在容器202上。传感器100的输出信号被导向位于装置200的控制台206中的微控制器106。
一个已有技术的RF水位传感器有一个直线垂直天线，如图2所示，其运行时产生相对水位信号250的单调(线性或非线性)振荡频率。液体中的杂质或不均一性的存在可能导致频率信号250向箭头“A”的方向漂移。在洗衣机中，例如，肥皂泡、棉绒、污染物和/或其它微粒的存在以及衣物的移动，可能导致频率线250向箭头A的方向漂移，因此使得来自输出频率的水位的确定不精确。相反，本实用新型的传感器100生成一个相对水位信号350的“阶梯式”频率。阶梯信号350的每一阶梯352与到达对应天线指针136的高度的容器液体相对应。每个频率阶梯352提供一个未受箭头A方向上的任何频率漂移所影响的标志。因此，即使存在导致以往技术的传感器的频率线250漂移的杂质、不均一性或任何其它情况，仍可以从本实用新型的RF传感器100上获得精确的液面指示。
天线指针136之间的间隔138可被选择以向装置200的容器202中的液面高度提供预置的样本频率。该间隔138可为恒定或可变的。可以期望对应液面高度测量值的更多频率样本的更小间隔138，例如，在与小、中、大负载对应的容器高度中，和/或用于与预浸湿、洗涤、和漂洗功能对应的容器高度。
应该清楚的是本实用新型的液面传感器100提供了具有最小组件成本的非常精确的液面高度测量值，并与所需要进行液体注入高度自动测量的任意装置200容易地结合。此外，样本频率和样本高度可以通过选择天线阵列指针136相对所选容器高度的位置和间距来容易地调整。
尽管说明了本实用新型的各种实施例，本领域的技术人员应清楚在本实用新型的范围内可存在其它实施例和实现方式。因此，本实用新型除所附权利要求和其等效物外不受其它限制。

Claims (14)

1.一种液面传感器，用于具有容纳液体的容器的装置，其特征在于该传感器包括：
射频振荡器；和
与所述振荡器的第一输入端连接的第一天线阵列，并临近所述容器安装在所述装置上，所述天线产生一个阶梯信号，每一阶梯代表所述容器中液面到达的水位。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一天线阵列包括第一纵向带和从其延伸的多个导电指针，每个指针与所述容器中相应水位相联系。
3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，还包括一个与所述射频振荡器互连的输出端和输出所述阶梯信号。
4.如权利要求3所示的传感器，其特征在于，还包括与所述振荡器的第二输入端相连的第二天线阵列。
5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述第一天线阵列连接到所述装置的绝缘外表面上。
6.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述容器是导电的并包括所述第二天线阵列。
7.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述第二天线阵列包括第二导电带以及从其延伸的多个导电指针。
8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，还包括连接到所述振荡器的数字分频器。
9.如权利要求8所述的传感器，其特征在于，还包括可操作地连接到所述数字分频器的控制器并控制所述容器中的液体高度。
10.如权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述装置从洗衣机、洗碗机、浴缸、热浴盆、按摩浴缸的构成的组中选取。
11.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述指针被定向以与所述带成一定角度。
12.如权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述指针被相等地分隔。
13.如权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述指针为水平的。
14.如权利要求11所述的传感器，其特征在于，所述指针被变化地分隔。
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