WO2014063422A1 - 一种洗衣机用洗涤剂的余量检测及显示方法 - Google Patents

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detergent
washing machine
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display
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班永
王立东
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无锡小天鹅股份有限公司
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    • D06F39/02—Devices for adding soap or other washing agents
    • D06F39/022—Devices for adding soap or other washing agents in a liquid state

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine, and more particularly to a detergent margin detecting and displaying and warning technique in an automatic dispensing system of a washing machine.
  • the general configuration is: a detergent storage box is installed in the washing machine, and the detergent is pre-stored in the detergent storage box; at the same time, a set of pumping system is provided, When the detergent is added, the detergent in the detergent storage box is put into the washing tub through the pumping system to participate in the washing.
  • the operation of the pumping system is controlled by the main controller of the washing machine or the independent controller of the automatic throwing device to realize automatic operation.
  • the detergent storage case is disposed inside the body of the washing machine based on aesthetics and the like, the outside is not visible. Therefore, it is impossible to judge the amount of detergent by the naked eye.
  • a margin detecting device disclosed in the document is a two-conducting metal probe installed in a detergent container of a washing machine capable of automatically dispensing detergent, and two conductive metal probes are connected to the controller to detect two conductive materials in the detergent container. The conductivity between the metal probes determines whether or not detergent is present in the detergent container.
  • the alarm method is as follows: For a washing machine capable of automatically dispensing detergent, after starting and/or after the washing operation is completed, the detergent container is judged to have detergent in the detergent container, and if not, an alarm is given to the user.
  • the object of the present invention is to overcome the defects of the prior art simple detergent residue detection and alarm technology described in the prior art, and to invent a method for detecting and prompting a detergent of a washing machine with high detection accuracy and capable of displaying real-time margin. .
  • an analog liquid level sensor is arranged in the detergent box to obtain a liquid level resistance value different according to the liquid level;
  • a temperature sensor is set in the detergent box to obtain a temperature resistance value corresponding to the temperature change;
  • At least 2 display units, one of which indicates that the liquid level is too low, and the display unit, the analog level sensor and the temperature sensor are electrically connected to the controller.
  • the specific monitoring and display method is as follows: The controller reads the temperature resistance value, calculates the inverse proportional relationship according to the temperature resistance value, and obtains a delay time. After the delay, the liquid level resistance value is read, and then the liquid level resistance value is used to control the display. The corresponding display of the unit.
  • the delay time is set to offset the influence of the viscosity of the detergent on the liquid level detection, and the higher the temperature and the thicker the detergent, the higher the temperature resistance value and the shorter the delay time.
  • the structure of the preferred analog liquid level sensor has a guide rod, a reed switch and a uniformly distributed precision resistor in the guide rod; a ring magnet which can slide up and down along the guide rod is arranged on the guide rod, and a buoyant object is arranged on the ring magnet .
  • the buoyant object is a foam, or a foamed plastic, which is generally lighter than a detergent, and is a material having a density less than the detergent density, preferably 0.8 - 0.4 g / cm 3 .
  • the display unit is an LED or LCD lighting device, and more preferably a liquid crystal display or the like.
  • the invention adopts an analog quantity sensor, can obtain the real-time detergent liquid level state, and at the same time, predicts the change of the detergent viscosity by the temperature collection, overcomes the adverse effect of the different viscosity on the liquid level detection, and the detection precision is very high; Based on the accurate detection of the real-time liquid level, the liquid level status is displayed in sections, so that the detergent residue display on the washing machine is more intuitive and clear, which is convenient for the user to supplement in advance, and improves the use effect of the entire automatic delivery system.
  • Figure 2 is a block diagram showing the structure of the system of the present invention.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of the prior art using a two-conducting metal probe as a warning of insufficient margin.
  • two non-contact metal probes 30 are provided, and when the probe 30 is immersed in the detergent, the conduction is transmitted to the processor as a marginal logic information.
  • the washing machine can work normally; when the detergent is insufficient, the metal probe is disconnected as a lack of information to be processed
  • the controller 31 performs an insufficient shortage alarm. This method is obviously simple and extensive. Only “with” or “none” can not display the real-time margin, and once the metal probe is stuck by the viscous detergent, it will produce a wrong signal, affecting the washing effect (no Waste laundry action in the case of detergent), wasting energy.
  • the system structure of the present invention is as shown in Fig. 2.
  • the controller 1 (MCU) is connected to the temperature sensor 3 and the analog level sensor 4, and the AD signals of both sensors are transmitted to the controller 1 as a basis for its operation. Both sensors are disposed in the detergent box 2.
  • the controller 1 also controls the connection display unit 5, and the display unit 5 has at least two, at least one of which is displayed as a low level alarm and the others as a real-time margin display.
  • different display units 5 can use different colors, such as high level display green, medium level display yellow, and low level alarm display red.
  • the controller 1 is selected as: UPD78F0536AGK (produced by NEC), and there are 10 display units 5, and the outermost two consecutive ones are displayed as low level alarms, using LED lighting devices.
  • the structure of the analog liquid level sensor has a guide rod, the reed switch is inside the reed switch and the evenly distributed precision resistor; the guide rod is provided with a ring magnet which can slide up and down along the guide rod, and the ring magnet is provided with foam to ensure the ring shape The magnet can float above the detergent level. Since the analog level sensor can generate a linearly varying resistance value Rl according to the liquid level change, that is, it can provide AD data information of any liquid level, so it provides technical guarantee for real-time margin acquisition and display.
  • the maximum detergent box capacity of 1590ml is one file per 30ml, which is divided into 54 files, corresponding to 10 display units, which may be every 150ml, or other interval data, and does not require equal division. Of course, the division is more reasonable and clear.
  • the control 10 LEDs display that the illuminants are all lit;
  • reduce the number of LED display units that are lit such as the digital range of 88 R1 94, control 9 LED display units to light up, and extinguish the rightmost one (of course , the order of extinction can also be from left to right); if you want to determine the low level of 150ml and below, you need to remind the user to add the washing liquid, as long as the corresponding liquid level sensor resistance value 406 ⁇ as a reference, set the controller
  • the resistance value Rl 406 is obtained, one low-level display unit that controls the leftmost side is lit, and the other display units are turned off.
  • the invention improves the accuracy of the margin monitoring by monitoring and controlling the viscosity of the washing liquid.
  • detergents have a certain viscosity.
  • the liquid level changes faster than the sensor's ring magnets, so the monitoring time is very important.
  • Table 2 the viscosity of a certain brand of detergent mPas and temperature temp, it can be seen that the viscosity of the detergent is closely related to the temperature, the higher the temperature, the lower the viscosity.
  • the present invention converts the ambient temperature temp by the resistance value Rt obtained by the temperature sensor. Since the ambient temperature range in which the washing machine is located is limited, the temperature range set in this embodiment is 0 to 40 ° C, as shown in Table 3, temp Rt [Q ]
  • the change in ambient temperature is directly reflected in the change in resistance value Rt.
  • the controller can calculate different viscosities according to changes in ambient temperature to perform the following monitoring and display actions.
  • the whole monitoring and display process of the present invention is shown in FIG. 3.
  • the temperature sensor resistance value Rt is first read, and the delay amount is calculated according to the setting.
  • the liquid level sensor is detected to obtain the liquid level resistance value Rl.
  • the resistance value R1 the corresponding display illumination display is controlled. If the set is low The liquid level alarm value enters the alarm program separately.
  • additional alarm measures such as stop, sound and other alarms can be taken to remind the user to add liquid.
  • Table 4 is based on the combination of Table 2 and Table 3, setting the sensor resistance value Rt corresponding to the commonly used temperature values of 0, 5, 15, 25, 30, 35, 40 °C, and conducting a large number of experiments and tests. The reasonable number of delay times obtained can not only overcome the fluctuation of the liquid level caused by the viscosity, but also improve the detection speed as much as possible.
  • the present invention applies an analog liquid level sensor, and combined with a unique liquid level information collection method, can accurately and quickly obtain the real-time liquid level information of the washing machine detergent and display it, thereby greatly improving the automation and intelligence of the washing machine. Improve the level of use.

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Abstract

一种洗衣机洗涤剂余量检测及显示方法，涉及洗衣机自动投放技术，控制器（1）读取洗涤剂盒（2）内的温度传感器（3）电阻值（Rt），根据该电阻值（Rt）计算得到一个延迟时间（t），延迟以后才读取模拟量液位传感器（4）的液位电阻值（R1），再以液位电阻值（R1）为依据控制显示单元（5）的对应显示。其中显示单元（5）至少有两个，其中至少有一个是低液位报警显示。本发明能精确获取实时的洗涤剂液位状态，并通过多个显示单元分段显示，余量显示更加直观、清晰，提高了整个自动投放系统的使用效果。

Description

说 明 书
一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法 技术领域
本发明涉及一种洗衣机，特别是涉及洗衣机的自动投放系统内的洗涤剂余量 检测和显示、 告警技术。
背景技术
现有的全自动洗衣机很多都应用了洗涤剂自动投放装置， 一般的构造是：在 洗衣机中设置洗涤剂存储盒，洗涤剂存储盒中预先存放洗涤剂； 同时设置一套泵 液系统，在需要添加洗涤剂时， 通过泵液系统把洗涤剂存储盒中的洗涤剂投放到 洗涤桶内参与洗涤。通常， 泵液系统的工作是依靠洗衣机的主控制器或者自动投 放装置的独立控制器控制的， 实现自动化操作。
但是， 由于基于美观等考虑， 洗涤剂存储盒都被布置在洗衣机的机体内部， 外部看不到。 所以无法通过肉眼判断洗涤剂余量。
为此， 出现了一些采用探针传感器的技术方案， 如中国专利号 2010101290 -24.9的专利文献， 检测洗衣机有无洗涤剂的装置及检测方法。 该文献揭示的一 种余量检测装置为两导电金属探针，安装于能够自动投放洗涤剂的洗衣机的洗涤 剂容器内， 两导电金属探针与控制器连接， 通过检测洗涤剂容器内两导电金属探 针之间的电导率判断洗涤剂容器内有无洗涤剂。报警方法是： 对于能够自动投放 洗涤剂的洗衣机， 开机后和 /或洗涤运行完成后， 通过检测洗涤剂容器的电导率 判断洗涤剂容器内有无洗涤剂， 若无， 则发出警报提示用户。
这类技术都是简单的处理模式， 存在不少缺陷。首先， 利用探针进行液位检 测，只能在洗涤剂接近用完时提示用户添加，无法直观的查看洗涤剂实时剩余量， 也就无法做好加液准备， 非常不方便； 其次， 没有考虑洗涤剂的粘稠度问题，检 测精度较低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服背景技术所述的现有的简单的洗涤剂余量检测 和报警技术的缺陷，发明一种检测精度高、能显示实时余量的洗衣机的洗涤剂的 检测和提示方法。
为此， 本发明采取以下的技术手段： 首先，在洗涤剂盒内设置模拟量液位传感器， 用以获取一个根据液位高低不 同而不同的液位电阻值； 在洗涤剂盒内设置温度传感器， 获取温度变化对应的温 度电阻值； 设置至少 2个显示单元， 其中一个表示液位过低， 显示单元、 模拟量 液位传感器和温度传感器都与控制器电连接。
具体的监测和显示方法是： 控制器读取温度电阻值， 根据温度电阻值进行反 比例关系计算， 得到一个延迟时间， 延迟以后才读取液位电阻值， 再以液位电阻 值为依据控制显示单元的对应显示。
其中， 延迟时间的设定， 是为了抵消洗涤剂的粘稠度对液位检测的影响，而 温度越高、 洗涤剂越粘稠， 所以温度电阻值越高， 延迟时间越短。
为提高提示的清晰准确和视觉效果， 显示单元采用不同颜色的显示装置。 优选的模拟量液位传感器的结构： 具有导杆， 导杆内是磁簧开关和均匀分布的精 密电阻； 导杆上设有可沿导杆上下滑动的环形磁铁， 环形磁铁上设有浮力物体。 所述的浮力物体是泡沫、 或者泡沫塑料， 总之是轻于洗涤剂的物体， 体现为密 度小于洗涤剂密度的材料， 优选为 0.8 -0.4克 /立方厘米的材料。
所述的显示单元是 LED或者 LCD发光装置， 更可以是液晶显示器等。 本发明采用模拟量传感器， 能获取实时的洗涤剂液位状态， 同时通过温度采 集推算洗涤剂粘稠度变化， 克服粘稠度不同对液位检测的不利影响， 检测精度非 常高； 另外， 在实时液位的准确检测的基础上， 分段显示液位状态， 使洗衣机上 的洗涤剂余量显示更加直观、清晰， 便于使用者提前补充， 提高了整个自动投放 系统的使用效果。
附图说明
图 1， 现有的探针技术结构图。
图 2， 本发明的系统结构框图。
图 3， 本发明的方法流程图。
具体实施方式
图 1所示的是现有的采用两导电金属探针作为余量不足警告的结构示意图。 如图所示， 在洗涤剂盒 2的底部位置， 设置两不接触的金属探针 30， 当探针 30 浸没在洗涤剂内时， 导通作为一个有余量的逻辑信息传递给处理器， 洗衣机可以 正常工作； 当洗涤剂不足， 金属探针的断开作为一个余量不足的信息传递给处理 器 31， 进行余量不足警报。 这种方式显然简单粗放， 只有 "有"或 "无"， 无法 实现实时余量的显示， 并且， 一旦金属探针被粘稠的洗涤剂黏住， 会产生错误的 信号， 影响洗涤效果 （没有洗涤剂情况下的洗衣动作）、 浪费能源。
本发明的系统结构如图 2所示的， 控制器 1 ( MCU) 连接温度传感器 3、模 拟量液位传感器 4， 两传感器的 AD信号都传输到控制器 1中作为其工作依据。 两传感器均设置在洗涤剂盒 2内。 控制器 1还控制连接显示单元 5， 显示单元 5 至少有 2个， 其中至少一个作为低液位警报显示， 其余作为实时余量显示。 为了 美观和直观， 不同的显示单元 5可以使用不同的颜色， 如高液位显示绿色、 中液 位显示黄色、 低液位警报显示红色。
提出的一个实施例是， 控制器 1 ( MCU ) 选取型号为： UPD78F0536AGK (NEC公司出品）， 显示单元 5共有 10个， 其中最外侧的连续 2个作为低液位 警报显示， 采用 LED发光装置。 模拟量液位传感器的结构： 具有导杆， 导杆内 是磁簧开关和均匀分布的精密电阻； 导杆上设有可沿导杆上下滑动的环形磁铁， 环形磁铁上设有泡沫，保证环形磁铁能浮于洗涤剂液位之上。 由于模拟量液位传 感器根据液位变化能产生线性变化的电阻值 Rl，也就是可以提供任意液位的 AD 数据信息， 所以为实时余量获取和显示提供了技术保障。
如下表的本实施例的洗涤剂余量和电阻值 R1的对应关系：
余量 （ml) R1[Q]
0 495
30 475
60 457
90 439
120 422
150 406
180 391
210 376
240 362
270 348
300 335
330 323
360 311
390 299
420 288
450 278
480 268 510 258
540 249
570 240
600 232
630 224
660 216
690 208
720 201
750 194
780 187
810 181
840 175
870 169
900 163
930 158
960 153
990 148
1020 143
1050 138
1080 134
1110 129
1140 125
1170 121
1200 117
1230 114
1260 110
1290 107
1320 103
1350 100
1380 97
1410 94
1440 91
1470 88
1500 86
1530 83
1560 81
1590 78
表 1
本实施例中， 1590ml的最大洗涤剂盒容量， 每 30ml为一档， 共分为 54档， 对应 10个显示单元， 可以是每隔 150ml， 也可以是其他间隔数据， 并不要求等 分， 当然等分是更加合理和清晰的。 如， 洗涤剂盒装满的时候， 对应的液位传感器电阻值 R1 < 78Q， 当处理器 1 获得的这个液位传感器电阻值 R1是这个范围时候， 控制 10个 LED显示发光体 全部点亮； 随着洗涤剂的消耗， 根据设定的间隔数据， 减少点亮的 LED显示单 元的数量， 如 88 R1 94的数字范围的时候， 控制 9个 LED显示单元点亮，而 熄灭最右面一个 （当然， 熄灭顺序也可以是自左向右）； 若希望认定 150ml及以 下为低液位， 需要提醒使用者添加洗涤液时， 只要将对应的液位传感器电阻值 406Ω作为参考， 设定当控制器获取的电阻值 Rl 406的时候， 控制位于最左侧 的 1个低液位显示单元点亮， 其他显示单元熄灭。
同时， 本发明通过对洗涤液粘稠度的监测和控制来提高余量监测的精度。众 所周知，洗涤剂具有一定的粘稠度， 当本发明使用模拟量液位传感器进行液位监 测的时候，液位变化会快于传感器的环形磁铁的升降速度， 所以监测时间点十分 重要。如表 2的某种品牌的洗涤剂的粘稠度 mPas和温度 temp的对应关系，可见， 洗涤剂的粘稠度和温度的关系十分密切， 温度越高， 粘稠度越低。
Figure imgf000006_0001
表 2
本发明通过温度传感器获取的电阻值 Rt来换算环境温度 temp , 鉴于洗衣机 所处的环境温度范围有限， 所以本实施例设定的温度范围是 0〜40°C， 如表 3所 temp Rt[Q]
0 31581
1 30011
2 28529
3 27129
4 25806
5 24556
6 23374
7 22256 8 21198
9 20196
10 19248
11 18348
12 17495
13 16686
14 15920
15 15193
16 14504
17 13850
18 13230
19 12641
20 12081
21 11549
22 11044
23 10564
24 10107
25 9672
26 9259
27 8865
28 8490
29 8133
30 7793
31 7469
32 7160
33 6866
34 6585
35 6317
36 6062
37 5819
38 5586
39 5364
40 5153
表 3
环境温度变化会直接反映到电阻值 Rt变化， 控制器可以根据环境温度的变 化计算不同的粘稠度进而进行下面的监测和显示动作。
本发明的整个监测和显示流程如图 3， 开机以后， 首先读取温度传感器电阻 值 Rt， 根据设定， 计算延时量， 延时结束以后才进行液位传感器检测， 获取液 位电阻值 Rl， 根据电阻值 R1对应控制相应的显示器发光显示。 若达到设定的低 液位报警值， 则另外进入报警程序， 除前述的低液位显示外， 还可以额外采取停 机、 声音等其他报警措施， 提醒使用者加液。 具体的延迟时间 t和温度电阻值
Rt (反映的其实就是环境温度） 的对应关系如下表：
Figure imgf000008_0001
表 4
表 4是根据表 2和表 3结合， 设定了常用的 0、 5、 15、 25、 30、 35、 40°C这 7 个温度值所对应的传感器电阻值 Rt， 进行了大量实验和测试， 得到的延迟时间 的合理数字， 不仅可以克服粘稠度造成的液位波动， 还尽可能的提高检测速度。
综上， 本发明应用了模拟量液位传感器， 并结合独特的液位信息采集方法， 可以非常准确、快速的获得洗衣机洗涤剂的实时液位信息并加以显示， 大幅度提 升洗衣机的自动化、 智能化水平， 提高使用效果。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在于， 在洗涤剂盒内设置 模拟量液位传感器， 用以获取一个根据液位高低不同而不同的液位电阻值（R1); 在洗涤剂盒内设置温度传感器， 获取温度变化对应的温度电阻值 （RO; 设置至 少 2个显示单元， 其中一个表示液位过低， 显示单元、模拟量液位传感器和温度 传感器都与控制器电连接；
具体方法是： 控制器读取温度电阻值 （Rt)， 根据温度电阻值 （Rt)
进行反比例关系计算， 得到延迟量 （0， 延迟以后才读取液位电阻值 （Rl)， 再 以液位电阻值 （R1) 为依据控制显示单元的对应显示。
2. 根据权利要求 1所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 温度电阻值越高， 延时越短。
3. 根据权利要求 1所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 显示单元采用不同颜色的显示装置。
4. 根据权利要求 1所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 所述的模拟量液位传感器， 具有导杆， 导杆内是磁簧开关和均匀分布的精密 电阻； 导杆上设有可沿导杆上下滑动的环形磁铁， 环形磁铁上设有浮力物体。
5. 根据权利要求 4所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 所述的浮力物体是密度小于洗涤剂密度的材料。
6. 根据权利要求 5所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 所述浮力物体为密度在 0.8 -0.4克 /立方厘米的材料。
7. 根据权利要求 6所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于： 所述浮力物体为泡沬及泡沬塑料。
8. 根据权利要求 1或 3所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特 征在于： 所述的显示单元是 LED发光装置。
9. 根据权利要求 1或 3所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特 征在于： 所述的显示单元是 LCD发光装置。
10.根据权利要求 1所述的一种洗衣机洗涤剂的余量检测及显示方法， 其特征在 于， 温度电阻值 （Rt) 与延迟量 （0 的对应关系如下:
Rt (Ω) 31581 24556 15193 9670 7795 6317 5100 t ( s) 2.2 1.8 1.2 1 0.7 0.5 0.3
PCT/CN2012/087473 2012-10-26 2012-12-26 一种洗衣机用洗涤剂的余量检测及显示方法 WO2014063422A1 (zh)

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