水位檢測裝置與檢測方法與流程
2023-05-31 11:25:41 1
總的而言本發明涉及檢測技術，特別涉及一種水位檢測裝置與檢測方法。
背景技術：
：智能泡茶機/智能電熱水壺已廣泛應用。申請人在先專利申請CN201610087588.8公開了一種泡茶機和控制方法，泡茶機由壺體和壺座構成，壺座內安裝有電極連接器，電極連接器由多個同心金屬圓環構成，標準的電極連接器為5極連接器(由5個金屬圓環構成)或6級連接器(由6個金屬圓環構成)，該申請中在壺內設置了NTC熱敏電阻，NTC金屬外殼與電極連接器中的其中一極相連，在將壺體放於壺座上之後，NTC金屬外殼通過連接器與壺體內的主控模塊相連，在水壺內水位接觸到NTC金屬外殼後,主控模塊檢測到低電平,水壺內水位低於NTC金屬外殼所在位置的水位時,主控模塊檢測到高電平,主控模塊根據電平的高低來判斷壺內是否有水，當壺內有水時，啟動加熱功能。但上述水位檢測電路中，NTC熱敏電阻只能安裝於壺內某一固定位置，通過該NTC熱敏電阻來檢測水位也只能檢測到水位是否達到這一固定位置，不能檢測水位的高低。為了檢測水位高低，現有技術中通過在水壺內設置多個水位檢測器來檢測水位高低，每個水位檢測器均與電極連接器中的一個電極相連，這種設置方式需要在水壺內設置多個水位檢測器，同時需要佔用壺座上的多個電極，這樣增加了製造成本，而壺座之上的電極數目是有限的，這樣就導致不能在壺內設置過多的水位檢測器，對於5極連接器而言，最多只能設置3個水位檢測器(高、中、低)，佔用三個電極，另兩個電極連接電源線。由於每個檢測器均需要佔用控制模塊上的一個檢測輸入端，這樣就要求控制模塊設置多個檢測輸入端，控制模塊(例如可以為單片機)成本增加。技術實現要素：針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種水位檢測裝置與檢測方法。一種水位檢測裝置，包括壺體1，所述壺體1內設置有第一水位探頭L1和第二水位探頭L2，所述第一水位探頭L1與電阻R1的一端相連，第二水位探頭L2與電阻R2的一端相連，電阻R1的另一端與電阻R2的另一端均與公共母線2相連，所述母線2與控制模塊的水位檢測信號輸入端連接，所述信號輸入端通過電阻R0與電源Vcc相連。可選的，所述壺體1採用金屬壺壁，壺壁接地。所述壺體1採用非金屬壺壁，壺底設置有接地端子M。所述母線2通過隔離二極體D0與控制模塊相連。還包括壺座4，在所述壺體1的底部設置有第一電極連接器3，所述公共母線2與第一電極連接器3相連，在所述壺座4上設置有與第一電極連接器3相配合的第二電極連接器5，第二電極連接器5連接所述控制模塊的水位檢測信號輸入端。所述電阻R0的阻值、電阻R1的阻值、和電阻R2的阻值相等。所述壺體1內從上至下依次設置有第一水位探頭L1、第二水位探頭L2、……、第N水位探頭LN，所述第一水位探頭L1與電阻R1的一端相連，所述第二水位探頭L2與電阻R2的一端相連，所述第N水位探頭LN與電阻RN相連，其中N為大於2的自然數。電阻R1的阻值、電阻R2的阻值、……、電阻RN的阻值和電阻R0的阻值相等。一種水位檢測方法，包括以下步驟：S100：預存儲至少第一水位電平值和第二水位電平值；S200：獲取由所述第一水位探頭L1和第二水位探頭L2檢測到的第一水位電平檢測信號和第二水位電平檢測信號；S300：當獲取到的第一水位電平檢測信號與預存儲第一水位電平值相等時，判定當前水位為高水位；S400：當獲取到的第二水位電平檢測信號與預存儲第二水位電平值相等時，判定當前水位為低水位。所述步驟S100包括：預存儲與N個水位探頭相對應的水位電平值，所述N為大於2的自然數。本發明的有益效果是：本發明的水位檢測裝置僅需要佔用控制模塊的一個輸入埠即可，由此便可以採用成本較低的控制模塊即可，檢測裝置結構簡單，成本低；通過在壺底設置了接地端子M，由此便可以檢測非金屬材質水壺內的水位；通過一根公共母線2連接電極連接器，這樣僅需要佔用連接器上的1個電極便可以實現水位的檢測，減少了電極佔用數目，降低了製造成本；通過設置多個水位探頭便可以檢測多個水位值，在這一檢測過程中，各檢測探頭均與母線相連，這樣僅需要佔用一個電極和一個控制模塊接口，大大降低了製造成本。附圖說明圖1為本發明實施例1的結構示意圖；圖2為本發明實施例2的結構示意圖；圖3為本發明實施例3的結構示意圖；圖4為本發明實施例4的結構示意圖；圖5為本發明水位檢測方法的流程圖。具體實施方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明，使本發明的上述及其它目的、特徵和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。並未刻意按比例繪製附圖，重點在於示出本發明的主旨。實施例1如圖1所示，本發明的水位檢測裝置包括有壺體1，壺體1內設置有第一水位探頭L1和第二水位探頭L2，第一水位探頭L1與電阻R1的一端相連，第二水位探頭L2與電阻R2的一端相連，電阻R1的另一端與電阻R2的另一端均與公共母線2相連，母線2與控制模塊的水位檢測信號輸入端連接，這一信號輸入端還通過電阻R0與電源Vcc相連。本發明中第一水位探頭L1和第二水位探頭L2均為金屬探頭，可以由銅、銀、鋁等製成，第一水位探頭L1和第二水位探頭L2穿過壺體1的外壁伸入至壺體1內部，第一水位探頭L1和第二水位探頭L2與壺體1的外壁間絕緣，例如可以通過在第一水位探頭L1和第二水位探頭L2與壺體1的外壁間設置絕緣陶瓷套管或者絕緣膠來實現絕緣密封。壺體1的外壁接地，在該實施例中壺體1的外壁由金屬製成，例如為不鏽鋼外壁。第一水位探頭L1和第二水位探頭L2分別設置於壺體1的上部和下部，第一水位探頭L1用於檢測高水位，第二水位探頭L2用於檢測低水位。本發明中，控制模塊內設置有必要的信號處理電路，例如可以包含CPU、A/D轉換器(模/數轉換)等，檢測信號輸入端通過A/D轉換器與CPU相連，這樣CPU便可以讀取到當前信號輸入端的電平信號。為了分析簡便起見，該實施例中電阻R0的阻值與電阻R1的阻值和電阻R2的阻值相等，即R0＝R1＝R2＝R，當然本領域技術人員應當明了，這些阻值可以不相等，本領域技術人員可以合理選用不同阻值的電阻。下面詳細介紹水位檢測過程。在壺體1內沒有加水時，電源Vcc通過電阻R0與控制模塊的檢測信號輸入端相連，此時該端的電平為空電平信號V0，空電平等於電源電壓Vcc，CPU在檢測到這一空電平信號時判定壺體內無水。在將水倒入壺體1內後，在水沒過第二水位探頭L2時，第二水位探頭L2通過水與金屬壺壁形成導電通路，壺壁接地，電源Vcc-電阻R0-電阻R2-第二水位探頭L2-水-金屬壺壁-接地，由此形成一迴路，此時檢測信號輸入端的電平為第一電平V1，根據電路原理可知：V1=Vcc×R2R0+R2=12Vcc]]>在檢測到該電平後，控制模塊判定，壺內水位達到了低水位高度。繼續加水，在水位沒過第一水位探頭L1時，電源Vcc-電阻R0-電阻R1-第一水位探頭L1-水-金屬壺壁-接地，由此又形成另一迴路，此時檢測信號輸入端的電平為第二電平V2，根據電路原理可知：V2=Vcc×R1R2R1+R2R0+R1R2R1+R2=13Vcc]]>在檢測到該電平後，控制模塊判定，壺內水位達到了高水位。這樣本發明通過水位檢測信號輸入端的輸入電平的不同便可以判斷出當前壺體1內的水位。進一步的，母線2還通過隔離二極體D0與控制模塊相連，隔離二極體D0可以防止L1、L2端的幹擾信號進入檢測信號輸入端。在檢測到水位後，在低水位時控制模塊停止加熱，防止幹燒，在檢測到高水位時，控制模塊控制抽水泵停止加水，從而可以防止溢出。本發明的水位檢測裝置僅需要佔用控制模塊的一個輸入埠即可，由此便可以採用成本較低的控制模塊即可，檢測裝置結構簡單，成本低。實施例2該實施例重點介紹與實施例1的不同之處，相同之處不再贅述。請參閱圖2，與實施例1不同，該實施例中壺壁採用非金屬壺壁，例如陶瓷壺，此時本發明中在壺底設置了接地端子M，在加水後通過接地端子M形成導通迴路，由此便可以檢測非金屬材質水壺內的水位。實施例3請參閱圖3，該實施例中水位檢測裝置包括有壺體1和壺座4。在壺體1的底部設置有第一電極連接器3，公共母線2與第一電極連接器3相連，在壺座4上設置有與第一電極連接器3相配合的第二電極連接器5，第二電極連接器5連接控制模塊的水位檢測信號輸入端。在將壺體1放置於壺座4上之後，第一電極連接器3與第二電極連接器5相連，第一水位探頭L1和第二水位探頭L2便經母線2通過第一電極連接器3和第二電極連接器5與控制模塊的水位檢測信號輸入端相連。這種分體連接設置的方式可以在不燒水時將壺體1從壺座4上取下，將水位檢測電路(由L1、L2、R1和R2構成)與電源Vcc完全隔斷，避免了電源通過水位檢測電路放電。該實施例中，通過一根公共母線2連接電極連接器，這樣僅需要佔用連接器上的1個電極便可以實現水位的檢測，減少了電極佔用數目，降低了製造成本。實施例4與實施例1-3不同，本實施例中設置了多個水位探頭。如圖4所示，壺體1內從上至下依次設置有第一水位探頭L1、第二水位探頭L2、……第N水位探頭LN，第一水位探頭L1與電阻R1的一端相連，第二水位探頭L2與電阻R2的一端相連，第N水位探頭LN與電阻RN相連，其中N為大於2的自然數。電阻R1、R2……RN均與公共母線2相連，母線2與控制模塊的水位檢測信號輸入端連接。各水位探頭所述檢測的水位電平如表1所示。控制模塊內預存儲該表1，控制模塊根據水位探頭檢測到的電平值與預存儲的水位電平相比較，當二者相等時，則判定當前水位等於相應水位探頭所在的水位。表1水位探頭水位電平空(壺內無水)VccL11/N+1L21/N-1……LN-11/3LN1/2這樣通過設置多個水位探頭便可以檢測多個水位值，在這一檢測過程中，各檢測探頭均與母線相連，這樣僅需要佔用一個電極和一個控制模塊接口，大大降低了製造成本。同時，通過設置多個水位探頭可以控制壺內水量，用戶可以通過輸入模塊輸入想要添加的水量，控制模塊控制水泵加水，在水位達到設定水位後，控制模塊檢測到該水位電平，之後停止加水，由此便可以控制添加的水量，避免了每次均要向水壺內加滿水之後再加熱，節約了水資源。實施例5相應的，如圖5所示，本發明還提供了一種水位檢測方法，包括以下步驟：S100：預存儲至少第一水位電平值和第二水位電平值；S200：獲取由所述第一水位探頭L1和第二水位探頭L2檢測到的第一水位電平檢測信號和第二水位電平檢測信號；S300：當獲取到的第一水位電平檢測信號與預存儲第一水位電平值相等時，判定當前水位為高水位；S400：當獲取到的第二水位電平檢測信號與預存儲第二水位電平值相等時，判定當前水位為低水位。所述步驟S100包括：預存儲與N個水位探頭相對應的水位電平值，所述N為大於2的自然數。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對於本申請的方法實施例而言，由於其與裝置實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見裝置實施例的部分說明即可。在以上的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是以上描述僅是本發明的較佳實施例而已，本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領域技術人員在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。當前第1頁1 2 3