專利名稱：監(jiān)控耗水量和過濾器使用的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過監(jiān)控濾過水容器中的水位來確定濾過水消耗量和過濾器芯子的使用狀況的改進(jìn)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
飲用水的質(zhì)量基于水源中污染物的量變化很大。利用裝配在濾過水容器內(nèi)的可更換的過濾器芯子進(jìn)行家庭水處理是改進(jìn)飲用水質(zhì)量的通用方法。在過濾器芯子中的是過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)包括能夠降低重金屬例如銅，鎘，鋅，鋁，汞和游離氯的濃度的物質(zhì)和化合物。一些過濾介質(zhì)還能限制某些微生物的生長(zhǎng)。公知的是過濾介質(zhì)的性能隨著使用而降低。這樣，過濾器芯子應(yīng)在經(jīng)其過濾公知量的水后更換。
在濾過水容器內(nèi)裝有機(jī)械和電子機(jī)構(gòu)，以警告使用者需要更換過濾器芯子。所以這些方法和裝置存在一些缺陷。
一類發(fā)明僅顯示芯子更換所經(jīng)歷的時(shí)間來作為指示芯子使用狀況的方法。例如在美國(guó)專利4895648和5665224中公開了采用機(jī)械日期指示器，以允許使用者記錄插入新的過濾器芯子的日期。這種日期指示器用來提醒使用者在經(jīng)過給定量的時(shí)間后更換芯子。這種提醒并不總是可靠的執(zhí)行。這種裝置的電子型式在美國(guó)專利6224751 B1中公開。在該裝置中，通過按鈕啟動(dòng)電子計(jì)時(shí)器從而開始計(jì)數(shù)。芯子使用狀態(tài)的指示取決于按動(dòng)起動(dòng)按鈕所經(jīng)歷的時(shí)間。利用經(jīng)歷時(shí)間法計(jì)算芯子使用狀況的可靠程度僅達(dá)到估計(jì)使用狀況接近實(shí)際使用狀況。實(shí)際上，過濾器芯子的使用狀況從插入開始經(jīng)過一定時(shí)間變化巨大。經(jīng)歷時(shí)間法的另一個(gè)缺陷是其依靠使用者來復(fù)位日期指示器或電子計(jì)時(shí)器從而啟動(dòng)計(jì)時(shí)，缺少這將使該方法無用。
另一類發(fā)明是裝配在濾過水容器的蓋子內(nèi)或周圍的機(jī)構(gòu)，它計(jì)算打開蓋子以便填充水的次數(shù)。在EP 0861809A 1和WO95/29131中，蓋子包括閉合板，未濾過水經(jīng)過該閉合板灌入濾過水容器內(nèi)。閉合板的開關(guān)運(yùn)動(dòng)觸發(fā)了機(jī)械機(jī)構(gòu)，從而推動(dòng)支承指示器的旋轉(zhuǎn)件，該指示器據(jù)稱可指示芯子的使用狀況。美國(guó)專利4986901公開了一種裝配有一種機(jī)構(gòu)的過濾器瓶蓋，每次當(dāng)蓋子打開以便填充水時(shí)，該機(jī)構(gòu)可使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)增加。
在WO 96/13318中，美國(guó)專利5900138和WO 00/66245，利用機(jī)械、電子或電磁裝置還能計(jì)算濾過水容器的蓋子打開的次數(shù)。這些參考文獻(xiàn)中公開的裝置基于每次當(dāng)啟動(dòng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)時(shí)，理論上恒定量的水填充到濾過水容器內(nèi)的假設(shè)。然而，這種假設(shè)沒有考慮到例如當(dāng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)無意中操作時(shí)的計(jì)算誤差，在清潔期間接近，或者使用小于實(shí)際貯水量的用水量。
還存在有如下參考文獻(xiàn)，它依靠流量計(jì)來檢測(cè)經(jīng)過過濾裝置的水量，以指示水過濾器芯子的使用狀況。例如，美國(guó)專利4772386公開了一種與外殼連接的水過濾器芯子，它具有由水流推動(dòng)的葉輪。葉輪與旋轉(zhuǎn)的帶齒盤連接，在估計(jì)量的水流經(jīng)葉輪后，帶齒盤使觸發(fā)器線磨損，并切割該觸發(fā)器線。觸發(fā)器線的切割關(guān)斷水流。美國(guó)專利4681677，6024867以及WO 03/028848 A1公開了與過濾裝置連接的流量計(jì)。特別是，美國(guó)專利4681677描述了使用流量計(jì)來監(jiān)控流入水處理處理機(jī)中的水。美國(guó)專利602486描述了利用球在水流道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來檢測(cè)濾過水的流量。WO 03/028848 A1描述了裝在濾過水容器的蓋子上的流量計(jì)。流量計(jì)由渦輪組成，渦輪在未濾過水通過下旋轉(zhuǎn)。美國(guó)專利4772386中公開的觸發(fā)器線方法不精確，因?yàn)閹X盤的切割效率隨著時(shí)間的流逝而降低，每個(gè)觸發(fā)器線的耐磨強(qiáng)度變化。對(duì)于上述機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，流量計(jì)由于磨損和破裂而出現(xiàn)機(jī)械故障。特別是，對(duì)于WO 03/028848 A1中描述的流量計(jì)，在蓋子或?yàn)V過水容器無意中或必要的移動(dòng)期間，該流量計(jì)無意中會(huì)被啟動(dòng)。
指示過濾器芯子用完的其它方法基于芯子內(nèi)的水流堵塞。美國(guó)專利3038610采用一種過濾介質(zhì)，該過濾介質(zhì)在用光時(shí)會(huì)膨脹，以堵塞水流。美國(guó)專利6428687采用一種合成材料以堵塞水流。然而，這些方法僅指示過濾介質(zhì)與水接觸所持續(xù)的時(shí)間。
因此，需要一種更精確和耐用的方法和裝置來測(cè)定濾過水容器內(nèi)的過濾器使用狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用微處理器控制的傳感器來檢測(cè)和監(jiān)控濾過水容器內(nèi)的濾過水水位的變化，從而確定過濾器使用狀況。而且，本發(fā)明提供監(jiān)控濾過水容器內(nèi)濾過水消耗量和當(dāng)前水位的附加的優(yōu)點(diǎn)。
一方面，本發(fā)明提供用于測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位的水位傳感器。該水位傳感器包括檢測(cè)電路和檢測(cè)傳感器。檢測(cè)傳感器與檢測(cè)電路電連接。檢測(cè)傳感器包括具有第一和第二電極的第一電極對(duì)。第一和第二電極沿濾過水容器的長(zhǎng)度延伸。第一和第二電極相互充分間隔開，以便與第一和第二電極相關(guān)的電特性改變可由檢測(cè)電路檢測(cè)，該電特性改變是由于濾過水容器內(nèi)的水位變化導(dǎo)致。在一些情況下，與第一和第二電極有關(guān)的電特性是如下(i)中的一種或多種，即在第一電極與第二電極間的電阻變化，在第一電極與第二電極之間的電容變化，在第一電極與第二電極間的電壓變化，和在第一電極與第二電極間的電流變化。
在一些實(shí)施例中，水位傳感器具有控制單元，該控制單元與檢測(cè)電路電連接?？刂茊卧幊炭刂?，以便利用檢測(cè)電路和檢測(cè)傳感器，從而追蹤濾過水容器內(nèi)的水位變化，并監(jiān)控濾過水容器內(nèi)水過濾器的使用狀況。
在一些實(shí)施例中，濾過水容器還包括與檢測(cè)電路電連接的開關(guān)。該開關(guān)定位在濾過水容器內(nèi)，以便當(dāng)開關(guān)處于第一狀態(tài)時(shí)，控制單元確定濾過水容器處于非功能狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)處于第二狀態(tài)時(shí)，控制單元確定濾過水容器處于功能狀態(tài)。在該實(shí)施例中，控制單元利用來自檢測(cè)電路的電子讀數(shù)，來確定當(dāng)濾過水容器處于功能狀態(tài)時(shí)該濾過水容器的水位。而且，控制單元不使用來自檢測(cè)電路的電子讀數(shù)，來確定當(dāng)濾過水容器處于非功能狀態(tài)時(shí)該濾過水容器的水位。
在一些實(shí)施例中，開關(guān)由使用者在第一和第二狀態(tài)之間切換。在一些實(shí)施例中，開關(guān)定位在濾過水容器內(nèi)，以便當(dāng)濾過水容器的蓋子打開或從該濾過水容器移走時(shí)，開關(guān)處于第一狀態(tài)，當(dāng)濾過水容器的蓋子閉合或與該濾過水容器接合時(shí)，開關(guān)處于第二狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，開關(guān)是氣泡液位開關(guān)，它包括在包含有(i)液體和(ii)氣泡的封殼內(nèi)的第一氣泡傳感器電極和第二氣泡傳感器電極。在該實(shí)施例中，當(dāng)氣泡接觸第一氣泡傳感器電極或第二氣泡傳感器電極時(shí)，氣泡傳感器電極處于第一狀態(tài)，當(dāng)氣泡不接觸第一氣泡傳感器電極或第二氣泡傳感器電極時(shí)，氣泡傳感器電極處于第二狀態(tài)。
在一些實(shí)施例中，控制單元確定當(dāng)濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之下時(shí)，濾過水容器處于功能狀態(tài)，控制單元確定當(dāng)濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之上時(shí)，濾過水容器處于非功能狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，濾過水容器裝配有容納未濾過水的料箱。料箱的底部裝配有可移去和可更換的過濾器芯子，以便水經(jīng)過濾器芯子內(nèi)包含的過濾介質(zhì)排放到水過濾器容器的下部被過濾。
本發(fā)明的另一方面提供用于測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位的水位傳感器。水位傳感器包括檢測(cè)電路和檢測(cè)傳感器。檢測(cè)傳感器與檢測(cè)電路電連接。檢測(cè)傳感器包括沿濾過水容器的長(zhǎng)度延伸的傳感條。傳感條容納多個(gè)電極對(duì)。在該多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)包括第一和第二電極。在該多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)與檢測(cè)電路電連接。在該多個(gè)電極對(duì)中的一個(gè)電極對(duì)的第一電極和第二電極在傳感條上相互充分間隔開，以便與第一和第二電極相關(guān)的電特性改變可由檢測(cè)電路檢測(cè)，該電特性改變是由于濾過水容器內(nèi)的水位變化導(dǎo)致的。
在一些實(shí)施例中，與第一和第二電極有關(guān)的電特性是如下中的一種或多種，即在第一電極與第二電極間的電阻變化，在第一電極與第二電極之間的電容變化，在第一電極與第二電極間的電壓變化，和在第一電極與第二電極間的電流變化。在一些實(shí)施例中，多個(gè)電極對(duì)包括在2個(gè)電極對(duì)和10個(gè)電極對(duì)之間。在一些實(shí)施例中，多個(gè)電極對(duì)包括多于10個(gè)電極對(duì)。
在一些實(shí)施例中，水位傳感器具有控制單元，該控制單元與檢測(cè)電路電連接?？刂茊卧幊炭刂疲员憷脵z測(cè)電路和檢測(cè)傳感器，從而追蹤濾過水容器內(nèi)的水位變化，并監(jiān)控濾過水容器內(nèi)水過濾器的使用狀況。
在一些實(shí)施例中，檢測(cè)電路包括第一引線(a)，第二引線(b)和第三引線(c)。第一引線(a)與多個(gè)電極中的一個(gè)電極對(duì)中的第一電極電連接。第二引線(b)與多個(gè)電極中的一個(gè)電極對(duì)中的第二電極電連接。第三引線(c)和第二引線(b)經(jīng)電阻電連接?？刂茊卧幊炭刂?，以便每次在第二引線(b)測(cè)量第一電壓降時(shí)，給第三引線(c)設(shè)定一個(gè)高電壓，而給第一引線(a)設(shè)定一個(gè)低電壓?？刂茊卧€編程控制，以便每次在第二引線(b)測(cè)量第二電壓降時(shí)，給第三引線(c)設(shè)定一個(gè)低電壓，而給第一引線(a)設(shè)定一個(gè)高電壓。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙€(b)處于高電壓狀態(tài)時(shí)，控制單元編程控制轉(zhuǎn)換到低功率消耗空閑狀態(tài)，而當(dāng)?shù)诙€(b)從高電壓狀態(tài)降低到低電壓狀態(tài)時(shí)，控制單元編程控制轉(zhuǎn)換到高功率消耗狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位的方法。該方法包括檢測(cè)與一個(gè)電極對(duì)內(nèi)的第一電極和第二電極相關(guān)的電特性。第一電極和第二電極沿濾過水容器的長(zhǎng)度延伸。與第一電極和第二電極相關(guān)的電特性隨著濾過水容器內(nèi)的水位變化而變化。確定電特性的變化，從而允許測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位。在一些實(shí)施例中，與第一電極和第二電極相關(guān)的電特性是如下中的一種或多種，即在第一電極與第二電極間的電阻，在第一電極與第二電極之間的電容變化，在第一電極與第二電極間的電壓，和在第一電極與第二電極間的電流。在一些實(shí)施例中，該方法還包括利用電特性的變化，以便追蹤濾過水容器內(nèi)的水過濾器的使用狀態(tài)。
這樣，本發(fā)明提供一種精確和耐用的方法和設(shè)備，以便指示在濾過水容器中水芯子的使用或消耗狀況。它還省略了使用機(jī)械裝置例如流量計(jì)或與用于開/關(guān)或存取的蓋子連接的機(jī)械裝置，其效率由于磨損和破裂而降低。


通過下面的詳細(xì)描述和附后的權(quán)利要求書并結(jié)合附圖，本發(fā)明的其它目的和特點(diǎn)將變的更清楚，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的濾過水容器的示意圖；圖2A和2B是在圖1的濾過水容器內(nèi)的水位傳感器的獨(dú)立視圖；圖3是圖1的濾過水容器的把手的剖面圖，它表示根據(jù)本發(fā)明的電子控制系統(tǒng)；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的水位監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖；
圖4B是根據(jù)本發(fā)明的替代的水位監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)電路的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的水位傳感器的一個(gè)替代實(shí)施例的示意圖；圖6B是圖6A的水位傳感器的近視圖；圖6C是圖6B的水位傳感器沿線6C-6C截取的橫截面視圖；圖7是采用圖6A-C的水位傳感器的水位監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖；圖8是在圖7的水位監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的分壓器檢測(cè)電路的功能框圖；圖9是圖8的分壓電路的操作的時(shí)間圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的水位傳感器的另一個(gè)實(shí)施例；圖11是根據(jù)本發(fā)明的水位傳感器的又一個(gè)實(shí)施例；圖12是根據(jù)本發(fā)明的水位傳感器的再一個(gè)實(shí)施例；圖13是根據(jù)本發(fā)明的濾過水容器的一個(gè)替代實(shí)施例的示意圖；和圖14是根據(jù)本發(fā)明的氣泡開關(guān)的示意圖。
在整個(gè)附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式
濾過水容器的概述圖1表示根據(jù)本發(fā)明的濾過水容器10，它用于提供濾過的飲用水，同時(shí)監(jiān)控水位和確定過濾器芯子(或?yàn)V筒)的使用狀況。容器10具有一個(gè)主體12，或容器，最好尺寸確定為飲料罐，并包括至少三個(gè)可移去部件蓋子14，料箱(或儲(chǔ)水槽)24和水過濾器芯子22。料箱24構(gòu)形并尺寸確定成配裝靠近蓋子14的主體12的上部并與之接合，因此，料箱24的底部和主體12的基底18形成空腔26，濾過水存儲(chǔ)在該空腔26內(nèi)。過濾器芯子22是可更換過濾器芯子，且尺寸確定成可移去地固定在料箱24的底部的一個(gè)開口(未示出)內(nèi)，因此，過濾器芯子22的一部分延伸到空腔26內(nèi)。容器10還包括與主體12的一側(cè)連接或形成一體的把手30。在主體12的一個(gè)相對(duì)側(cè)，空腔25延伸經(jīng)過料箱24，以形成噴口，從而允許不去除料箱24即可從空腔25注入濾過水。
在典型使用時(shí)，新的過濾器芯子22固定在料箱24內(nèi)，而未濾過水經(jīng)過開口16灌入料箱24內(nèi)。料箱24臨時(shí)存儲(chǔ)水直到它流過濾器芯子22。在重力作用下，水從料箱24流過濾器芯子22，該過濾器芯子22包括用于去除水中的雜質(zhì)的過濾介質(zhì)。過濾介質(zhì)的效率具有當(dāng)時(shí)間流逝時(shí)隨著使用而降低效率的趨勢(shì)。在流過濾器芯子22之后，濾過水落入空腔26內(nèi)，水在此被存儲(chǔ)，用于后面的消耗或使用。為了去除濾過水，使用者可簡(jiǎn)單的抓住把手30，并傾斜容器10，以便將水倒出噴口25外。蓋子14可選擇的包括一個(gè)噴口開口(未示出)，以便不去除蓋子14傾倒。
至此所述的容器10的基本構(gòu)造與現(xiàn)有的容器類似，例如Terraillon Aqua 30和Aqua 40(Terraillon BP73，78403Chatou cedex，F(xiàn)rance)。主體12，蓋子14和料箱24最好由塑料(例如高密度聚乙烯)或本領(lǐng)域使用的公知的任意其它適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。過濾器芯子22可以是設(shè)計(jì)或選擇為配裝在料箱20內(nèi)的任意適當(dāng)?shù)乃^濾器芯子。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到主體12，蓋子14，料箱24和過濾器芯子22的上述構(gòu)造和特征僅用于解釋目的，在不超出本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的前提下可修改。
水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)再參見圖1，容器10包括一個(gè)獨(dú)特的水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50，該水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50包括水位傳感器40和電子控制系統(tǒng)52。水位傳感器40，這里又被稱為檢測(cè)傳感器或檢測(cè)器傳感條，最好具有細(xì)長(zhǎng)形狀，并沿主體12的內(nèi)壁設(shè)置在空腔26內(nèi)。傳感器40最好垂直取向，并在基底18和料箱24的底部之間大致跨過空腔26的高度，這樣，當(dāng)濾過水在空腔26內(nèi)時(shí)，傳感器40的下部在水位27之下，并與水接觸，而傳感器40的上部在水位27之上，并與空氣接觸。水位傳感器40與控制系統(tǒng)52通過導(dǎo)線48電連接。導(dǎo)線48布置在把手30內(nèi)，這如圖1所示。
如圖2A和2B所示，水位傳感器40的一個(gè)實(shí)施例包括接附到基片46的平行的電極42a和42b的細(xì)長(zhǎng)對(duì)42。電極42a和42b是分離但定位成相互緊鄰的導(dǎo)電引線。電極對(duì)42從基片46的表面延伸，因此，當(dāng)空腔26填滿水時(shí)，電極42a和42b在水線27下的部分與水接觸并由水分離，因此，在電極42a和42b之間的電阻或電容作為水位27的函數(shù)而變化。
電極42a和42b由任意金屬或非金屬導(dǎo)電材料制成。最好，采用耐腐蝕材料例如鉻合金，不銹鋼，CoCr，NiCr，半精密合金，鈦合金，和類似物。在一個(gè)實(shí)施例中，電極42a和42b覆蓋有金屬涂層例如金或鉑，以便有助于防止腐蝕。電極材料最好是無毒的。基片46最好由塑料(例如高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯，乙酸纖維素，剛性乙烯樹脂，增塑乙烯樹脂，醋酸丁酸纖維素，尼龍，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，陶瓷制品(例如硅酸鹽陶瓷，玻璃陶瓷)或任意其它相關(guān)的非導(dǎo)電材料，并可接附或埋入容器主體12的內(nèi)壁中。在一些實(shí)施例中，基片46簡(jiǎn)單的是主體12的壁。電極42a和42b分別與引線43a和43b連接。引線43a和43b從控制系統(tǒng)52或向該控制系統(tǒng)52傳導(dǎo)電流。引線43a和43b相互絕緣，并結(jié)束在一起形成一個(gè)單根導(dǎo)線28。
參見圖3，控制系統(tǒng)52包括控制單元80，檢測(cè)電路70和顯示器60。控制單元80最好是通用的微處理器，它與傳感器40，檢測(cè)電路70和顯示器60連通，以便提供水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的整體操作和控制。作為替換，控制單元是特定用途集成電路(ASIC)，或任意其它形式的處理裝置。檢測(cè)電路70包括一個(gè)或多個(gè)電阻電路，電容電路，運(yùn)算放大器，和/或確定在電極對(duì)42之間電阻或電容的變化并將該變化傳遞給控制單元80的其它裝置。電池66或其它電源提供控制系統(tǒng)52的動(dòng)力，并通過電池蓋68保存在電池艙64內(nèi)?？蛇x擇模式的按鈕62與控制單元80連通，并允許使用者在不同功能之間進(jìn)行選擇，或者顯示不同的參數(shù)，例如當(dāng)前水位，總的水使用狀況或耗水量，從最近的過濾器更換開始所經(jīng)過的時(shí)間，或基于任意不同度量標(biāo)準(zhǔn)例如剩余時(shí)間，可過濾的水的剩余量，或剩余的填充次數(shù)所測(cè)量的剩余的過濾器壽命。
顯示器60最好是液晶顯示器(LCD)，但其它顯示器或狀態(tài)指示器也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種替代布置包括發(fā)光二極管(LED)或模擬顯示器，或者一種或多種指示燈，該指示燈可改變狀態(tài)，強(qiáng)度或色彩，以便指示參數(shù)例如水位，總耗水量，或過濾器壽命?？刂茊卧?2最好具有集成存儲(chǔ)器，以便存儲(chǔ)信息，例如操作參數(shù)，水位數(shù)據(jù)，指令，部件狀態(tài)等。然而，除了或代替集成微處理器存儲(chǔ)器之外，系統(tǒng)50還可采用附加的存儲(chǔ)器。這種附加的存儲(chǔ)器可以是只讀存儲(chǔ)器(ROM)，和/或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，它可以與微處理器80電連接。
水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)的操作圖4A和4B是表示水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的操作的兩個(gè)實(shí)施例的功能示意圖。在這兩種情況下，系統(tǒng)50包括如上圖示和描述的檢測(cè)傳感器40，檢測(cè)電路70，控制單元80，和顯示單元60。在兩個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)傳感器40在圖2A和2B中表示，它包括一對(duì)平行的電極板42a和42b。兩個(gè)方法之間的差別在于檢測(cè)電路70中使用的電路72，74，而是否該電路72，74構(gòu)造成檢測(cè)電極42a和42b之上的電阻(圖4A)，或電極42a和42b之間的電容(圖4B)的變化。
由于水的電阻與空氣的電阻不同，在電極板42a和42b之間測(cè)得的電阻(圖4A)作為水位27的函數(shù)而變化。而且，由于水的電容與空氣的電容不同，在電極板42a和42b之間測(cè)得的電容(圖4B)也作為水位27的函數(shù)而變化。
參見圖4A，在電極板42(42a和42b)之間的電阻與兩個(gè)電極板之間的接觸面積量成比例，當(dāng)電極板42完成直流(DC)電路時(shí)該兩個(gè)電極板暴露在空氣中。這是因?yàn)榭諝獾碾娮璐蟠蟾哂谒碾娮?。因此，?dāng)兩個(gè)電極42之間用水代替空氣時(shí)，電極板42間的電壓降低。
參見圖4B，在電極板42之間的電容與兩個(gè)電極板之間的接觸面積量成比例，當(dāng)電極板42完成交流(AC)電路時(shí)，該兩個(gè)電極板暴露在水中。這是因?yàn)樗慕殡姵?shù)約為80，而空氣的介電常數(shù)約為1。由于板42之間的電壓由如下公式計(jì)算d/dT(V42a-V42b)＝[I42A→42B/C]這里C是板42之間的介電常數(shù)，當(dāng)導(dǎo)線42完成AC電路時(shí)，增加水將導(dǎo)致電壓值降低。
因此，在兩個(gè)實(shí)施例(圖4A和4B)中，當(dāng)電極對(duì)42的接觸面積隨著濾過水水位27上升而增加時(shí)，圖4A和4B中表示的電路中的電壓降低。檢測(cè)電路70檢測(cè)該電壓降，并將對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳遞給微處理器控制單元80。
微處理器控制單元80從檢測(cè)電路70接收信號(hào)，并周期性執(zhí)行下列一種或多種(1)保持當(dāng)前水位和/或水位變化的記錄，(2)通過監(jiān)控倒出容器10的下部的水量來計(jì)算耗水量，(3)通過監(jiān)控過濾進(jìn)入容器的下部的水量來計(jì)算水過濾量，和/或(4)通過監(jiān)控從最近的芯子更換開始的耗水量和水過濾量，來計(jì)算水過濾器芯子的使用狀況。有關(guān)任意的這些測(cè)量的或計(jì)算的參數(shù)的信息可為使用者顯示在顯示單元60上。因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例提高與控制單元80電連接的顯示器60，其中，控制單元80能夠使顯示器60顯示源于濾過水容器10內(nèi)的當(dāng)前水位或當(dāng)前水位變化的信息。在一些實(shí)施例中，這種信息包括如下中的一個(gè)或多個(gè)濾過水容器10的水位，設(shè)置在濾過水容器10內(nèi)的水過濾器芯子(水過濾器)22的狀態(tài)，確定濾過水容器10是否處于功能狀態(tài)，確定濾過水容器10是否處于非功能狀態(tài)，從最近的過濾器芯子更換開始所經(jīng)歷的時(shí)間和濾過水的耗水量。顯示器60還顯示信息，例如當(dāng)前時(shí)間，填充過量的警告，和再填充的提醒。
應(yīng)注意圖4A和4B表示的明顯不同的模塊僅為了說明目的，一些圖示模塊可結(jié)合到單個(gè)物理裝置中，而不會(huì)損害其通用性。
利用電阻原理進(jìn)行水位檢測(cè)在一個(gè)實(shí)施例中，圖4A的電路72可用圖5所示的電路來描述。預(yù)定的直流(DC)電壓V作用在電極43a上，它由控制單元80確定。電極43b接地?？諝獾碾娮栾@著高于水電阻。這樣，圖5的電阻R將作為水位的函數(shù)而變化。由于電路72的電阻R作為水位27的函數(shù)而變化，水位的增加將導(dǎo)致導(dǎo)線42a和42b間的電阻降低。電阻的降低將導(dǎo)致電壓的降低。該電壓變化由微處理器控制單元80檢測(cè)。這樣，微處理器80使用輸出電壓Va，以便計(jì)算在任意給定時(shí)間的水位27。
利用電容原理進(jìn)行水位檢測(cè)針對(duì)圖5的上述典型的電路利用了水和空氣的電阻差。然而，如圖4B所示，本發(fā)明的檢測(cè)電路70構(gòu)造成檢測(cè)交流(AC)電路中電極42a和42B之間的電容變化。在這種情況下，兩個(gè)電極42a和42b包括兩個(gè)電容器板，以便當(dāng)電荷Q作用在電容器的一個(gè)板42a上時(shí)，一個(gè)相反電荷Q出現(xiàn)在另一板42b上。該電荷的出現(xiàn)產(chǎn)生電容器上的電壓V。根據(jù)公式Q＝CV，該電壓與存儲(chǔ)的電荷成線性比例。參量C是常數(shù)，通常用微微法拉表示，公知的是表示電容，其值取決于電容器的的物理結(jié)構(gòu)。
影響″C″″42a和42b的有效表面積A，板42a和42b之間的距離D，和板42a和4 2b之間的材料的介電常數(shù)K。這些參數(shù)與如下公式有關(guān)C≈K(A/D)介電常數(shù)是在1至100范圍內(nèi)的數(shù)值，它與電介質(zhì)材料存儲(chǔ)靜電荷的能力有關(guān)。在目前情況下，電極板42a和42b之間的電介質(zhì)材料或者是空氣或者是水，或者其結(jié)合?？諝獾慕殡姵?shù)K為1，水的介電常數(shù)約為80。這里，電極板42a和42b之間的距離D是恒定的，這樣，系統(tǒng)的電容C是電極42a和42b之間的有效表面積量的函數(shù)，該電極與水接觸并由水分離C≈(1×A空氣)+(80×A水)當(dāng)水位增加時(shí)，系統(tǒng)的總電容輸出增加。這種電容變化由檢測(cè)電路70內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器或電容檢測(cè)電路檢測(cè)，檢測(cè)電路與控制單元80電連接，控制單元使用該信號(hào)來計(jì)算和監(jiān)控水位27。
具有電極對(duì)陣列的水位傳感器圖6-9表示圖1的濾過水容器10的水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的一個(gè)實(shí)施例的特點(diǎn)和使用方法，它采用具有電極對(duì)陣列的水位傳感器140。參見圖6A和6B，人們將認(rèn)識(shí)到，除了傳感器140包括多個(gè)電極對(duì)，例如1 42-1，142-2，142-N，而不是圖2A和2B所述的單個(gè)電極對(duì)42之外，傳感器140的基本特點(diǎn)基本上與圖2A和2B的傳感器40相同。在一些實(shí)施例中，N在2和10之間，在一些實(shí)施例中，N為10或更大。在一些實(shí)施例中，N在10和1000之間。每個(gè)相應(yīng)的電極對(duì)142最好相對(duì)于圖6A和6B所示的相鄰的電極對(duì)垂直取向，以便每對(duì)電極142對(duì)應(yīng)于公知的水位27。電極對(duì)142與基片46連接或埋入其中。
在該實(shí)施例中，除了沿傳感器140的垂直長(zhǎng)度相應(yīng)的位置之外，每個(gè)電極對(duì)142具有基本上相同的特點(diǎn)和特征。每個(gè)電極對(duì)142包括兩個(gè)導(dǎo)電電極板，例如142a-1和142b-1，它們從基片46的表面伸展進(jìn)入容器10的空腔內(nèi)。電極142a和142b基本上彼此平行，并相互緊鄰，但通過或者空氣(例如當(dāng)水位27低于電極對(duì)142)或者水(例如當(dāng)水位27高于電極對(duì)142)彼此相互分離。
引線145a和145b分別使電極142a和142b與一個(gè)檢測(cè)電路(如下所述，例如圖7的電路170)連接。在該實(shí)施例中，為便于設(shè)計(jì)，源于每個(gè)電極對(duì)142的引線145a和145b結(jié)束成一個(gè)引線束154。每個(gè)引線例如145a-1和14 5b-1與全部其它引線絕緣，以便電流不經(jīng)過其之間。
如前所述，適當(dāng)?shù)碾姌O材料包括導(dǎo)電防腐材料，例如鉻合金，不銹鋼，CoCr，NiCr，半精密合金，鈦合金等。在一個(gè)實(shí)施例中，電極142-190覆蓋有金屬涂層，例如金或鉑，以幫助防腐。電極材料最好是無毒的。
具有電極對(duì)陣列的水位傳感器的操作參見圖7的功能圖，檢測(cè)傳感器140的每個(gè)電極對(duì)142與檢測(cè)電路170內(nèi)的對(duì)應(yīng)的電路172連接。每個(gè)檢測(cè)電路172與圖4A和4B所述的控制單元80連通并由其控制?？刂茊卧?0連續(xù)的，周期的，或相反輪詢電極對(duì)142，以便從檢測(cè)電路獲得信號(hào)，該信號(hào)指示哪個(gè)電極與水接觸，且哪個(gè)與空氣接觸。在下述功率效率的實(shí)施例中，參見圖8和9，控制單元80不輪詢電極，但相應(yīng)電極間電壓的變化。在其它實(shí)施例中，控制單元80忽略了這樣的電極，該電極從以前的測(cè)量獲知在水線27上和/或下預(yù)定距離。不考慮輪詢法或取樣法，控制單元80使用從電路172輸出的信號(hào)，以便確定期望的參數(shù)，例如當(dāng)前水位，水位的改變，總的水過濾或消耗量，剩余的過濾器壽命等。
對(duì)于圖4A和4B，通過其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)電路172，來測(cè)量每個(gè)電極對(duì)之間例如電極對(duì)142a-1和142b-1之間的電壓變化，來檢測(cè)圖7的每個(gè)電極對(duì)142的濾過水水位27。浸沒在水中的電極對(duì)間的電壓由水的性質(zhì)確定，而水之上的電極對(duì)間的電壓由空氣的性質(zhì)確定。然后，計(jì)算水位，該水位位于或略高于最高的電極對(duì)，電極間呈現(xiàn)由水的性質(zhì)確定的電壓。在該實(shí)施例中，不需要通過微處理器80校準(zhǔn)在特定的電極對(duì)之間測(cè)定的電阻或電容，因?yàn)槲⑻幚砥?0可簡(jiǎn)單的確定在一對(duì)電極板例如142a-1和142b-1之間的電阻(或替代的電容)是高或者是低。
系統(tǒng)的分辨率由電極對(duì)的垂直長(zhǎng)度，電極對(duì)的數(shù)量，和相鄰的電極對(duì)之間的垂直距離，和在一些情況下，電極多長(zhǎng)時(shí)間抽樣一次來確定。更多的電極對(duì)，和/或電極對(duì)之間的較小的垂直間隔提供較大的分辨率。在一個(gè)替代的實(shí)施例中，通過計(jì)算電極對(duì)之間的電阻或電容的漸次變化，該電阻或電容是圖4A，4B和5所述的水位的函數(shù)，例如在一個(gè)電極對(duì)的跨度之間，微處理器可分辯水位的細(xì)微變化。
功率效率的水位檢測(cè)電路圖8表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的功率效率的檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到盡管圖8僅表示一個(gè)電極對(duì)142(142-1)和電路172(172-1)，下面的功能描述適合圖7所示的每個(gè)電極對(duì)142和對(duì)應(yīng)的電路172。
在該實(shí)施例中，電路172-1是包括三個(gè)引線，143a-1，143b-1和143c-1的分壓電路，該三個(gè)引線還分別被稱為引線″(a)”，″(b)”和″(c)”。如圖示和如上所述，引線143a-1與電極142a-1電連接，而引線143b-1與電極142b-1電連接，引線143c-1還通過電阻176(R1)與電極142b-1電連接。所有這三個(gè)引線(a)，(b)，(c)與控制單元80電連接，控制單元向電路172-1提供控制和輸入信號(hào)，并從電路172-1接收輸出信號(hào)?？蛇x擇的，水位設(shè)定調(diào)節(jié)電路194用來調(diào)節(jié)進(jìn)出控制單元80的信號(hào)。在一些情況下，該水位設(shè)定調(diào)節(jié)電路194需要將檢測(cè)電路170產(chǎn)生的電壓和電流的范圍降低到控制單元80的動(dòng)態(tài)范圍。
電路172-1設(shè)計(jì)成與控制單元80連通，以確定電極對(duì)142-1的狀態(tài)的改變，例如電極對(duì)與水是否接觸。如上所述，與浸沒在水中相反，當(dāng)電極對(duì)浸沒在空氣中時(shí)，電極對(duì)間的電壓不同。因此，概念上，這里圖示和描述的電極對(duì)142-1作為開關(guān)142-1，在此開關(guān)具有兩個(gè)可能的狀態(tài)開或關(guān)。當(dāng)水位達(dá)到電極對(duì)142-1時(shí)，在電極142a-1和142b-1之間存在的水使這些電極之間的電阻由一個(gè)很大的值降低到允許電流流動(dòng)的值，該較大值的電阻可有效的阻止電流流動(dòng)。這樣，當(dāng)水到達(dá)電極對(duì)142-1時(shí)，電路170關(guān)閉。相反，當(dāng)水位在電極之下時(shí)，很少或沒有電流在電極142a-1和142b-1之間流動(dòng)，且電路170打開。當(dāng)(a)與低電壓(例如地電壓)連接，且(c)與高信號(hào)電壓連接時(shí)，在(b)處的電壓由分壓公式確定V輸出＝V輸入[R2/(R1+R2)]這里R1是電阻器176的電阻，R2是導(dǎo)線142a和142b間的電阻。
圖9是圖8的電路170的典型操作的時(shí)間圖。通常，引線(a)和(c)承載來自控制單元80的輸入信號(hào)，引線(b)將輸出信號(hào)傳導(dǎo)至控制單元80。盡管信號(hào)可以是公知數(shù)值的AC或DC信號(hào)，借助引線(a)和(c)傳遞到電路中的信號(hào)和經(jīng)過(b)從電路接收的信號(hào)這里描述為低(″0″ (″1″t0，水位為″142a-1和142b-1分離。因此，開關(guān)142-1被認(rèn)為″80向(c)提供高電壓，向(a)提供低電壓?？諝獾母唠娮杼匦钥刂屏朔謮弘娐?，從而具有很高的R2。這樣，V輸出等于V輸入。因此，在(b)處的輸出電壓與V輸入相同，這被稱為邏輯″(b)狀態(tài)下，控制單元80保持″170空閑。在時(shí)間t1，水位仍低，開關(guān)仍開，(a)，(b)和(c)的電壓狀態(tài)保持相同，微處理器80保持空閑。
在時(shí)間t2，水位增加并較高。這意味著電極142a-1和142b-1浸沒在水中?，F(xiàn)在R2由水而不是空氣的電阻特性確定。V輸出不再等于V輸入。給R1適當(dāng)?shù)倪x擇值，V輸出將基本上小于Vin。結(jié)果，在(b)處存在壓降，這處于狀態(tài)″0″″(b)從高電壓狀態(tài)改變到低電壓狀態(tài)導(dǎo)致微處理器80起作用(接通)。在引線(b)處的電壓從邏輯高降低到低，意味著水位27超過水箱內(nèi)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線142的物理位置，該事實(shí)由微處理器80注意并存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的存儲(chǔ)器中或與微處理器關(guān)聯(lián)。
在時(shí)間t3，微處理器80轉(zhuǎn)換(a)和(c)的電壓狀態(tài)，以便終端(a)處于高電壓，而終端(c)處于低電壓。在終端(a)和(b)的電壓的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致在終端(b)的電壓采用值V輸出。這里V輸出＝V輸入[R1/(R2+R1)]由于R2保持較小，這是因?yàn)閭鞲衅?42浸沒在水中，還由于R1恒定，在引線(a)和(c)的電壓狀態(tài)的轉(zhuǎn)換立即導(dǎo)致在終端(b)的電壓從低轉(zhuǎn)換到高，這在圖9中在時(shí)間t4處記錄。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到t4和t3瞬間發(fā)生，但為便于理解本發(fā)明的電路，寫成離散的步驟。一旦微處理器80在步驟t3使電壓轉(zhuǎn)換，它本身可自由斷開，直到線(b)的電壓降低到一個(gè)低電壓，這指示電極對(duì)142不再浸沒到水中。
當(dāng)在隨后的任意時(shí)間t5水位降低時(shí)，電極對(duì)142與空氣接觸，電極對(duì)142限定的邏輯開關(guān)再次處于開狀態(tài)。開關(guān)142的開意味著R2變大。因此，V輸出降低意味著在(b)存在壓降。在(b)處的壓降導(dǎo)致微處理器從空閑狀態(tài)開始起作用，以記錄電極對(duì)142下的水位的變化。
立即在時(shí)間t5后，微處理器80再次使引線(a)和(c)的輸入電壓轉(zhuǎn)換，因此，引線(a)變低，引線(c)變高。這樣，在引線(b)的電壓再次由如下公式限定V輸出＝V輸入[R2/(R1+R2)]因此，在時(shí)間t7，終端(b)處的電壓恢復(fù)到高狀態(tài)，這是因?yàn)镽2較大。而且，在時(shí)間t7，微處理器再次恢復(fù)到空閑狀態(tài)。在時(shí)間t7，開關(guān)142，微處理器80和引線(a)，(b)和(c)處于與在時(shí)間t0相同的狀態(tài)，微處理器在低功率消耗空閑狀態(tài)等待，這只受引線(b)處的壓降干擾。在以后的時(shí)間t8，水位再次增加，以便它浸沒導(dǎo)線142，時(shí)間t0-t7的所述循環(huán)再次開始。
圖8和9圖示和描述的典型的電路涉及在傳感器140的電極對(duì)陣列142中的一個(gè)電極對(duì)142。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)電極對(duì)與分離的分壓電路連接，因此，電極對(duì)陣列中的每個(gè)電極的狀態(tài)改變由微處理器80監(jiān)控。從功率經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，這種措施是有利的，因?yàn)?，盡管微處理器80不變的準(zhǔn)備響應(yīng)水位的變化，它保持空閑，直到這種變化發(fā)生。而且，甚至當(dāng)發(fā)生變化時(shí)，除了在任意給定時(shí)間受水位的變化直接影響之外，微處理器80可有效的忽略所有電極142。典型電路的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是很少電流過檢測(cè)電路。在(b)處產(chǎn)生的指示電流的瞬間壓降經(jīng)過142-1，因此，在(a)和(c)的電壓相互轉(zhuǎn)換，從而阻止電流。這具有延長(zhǎng)電池壽命和降低導(dǎo)線142處腐蝕的有利影響。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到圖4B表示的上述電容原理可適用于構(gòu)造檢測(cè)電路170，以便電路172通過水位增加或降低來檢測(cè)電極對(duì)142處的電容變化。這種電容電路僅需要檢測(cè)在給定的傳感器的電容是高還是低。例如，具有高電容的最上的傳感器指示水位?？蛇x擇的，例如上述功率效率電路可構(gòu)造成利用這里所述的電容原理來檢測(cè)電容變化。
替代的水位傳感器圖10-12表示水位傳感器40的替代實(shí)施例。參見圖10，水位傳感器200包括基片46，該基片具有長(zhǎng)的垂直電極210，它與一個(gè)垂直陣列的較小的電極212-N并列。電極210與圖2A的其中一個(gè)電極42a或42b類似，而電極212-N中的每個(gè)電極與圖6A的電極142a或142b類似。電極210和212與基片46連接或埋入該基片內(nèi)，并在基片46的表面伸展，以便容器10的空腔19內(nèi)的任意水接觸電極。在該實(shí)施例中，傳感器200功能基本上與圖6-9所述的傳感器140類似，電極210作為形成具有每個(gè)電極212的電極對(duì)的共用電極。每個(gè)電極210和212通過導(dǎo)線與檢測(cè)電路例如檢測(cè)電路170連接。檢測(cè)電路170構(gòu)造成在上述每個(gè)電極對(duì)檢測(cè)電阻或電容的變化。傳感器200(圖10)比傳感器140(圖6A)的優(yōu)點(diǎn)在于傳感器200裝配較便宜，因?yàn)樗苌俚姆稚⒃秃苌俚牟季€。
在另一個(gè)實(shí)施例中，圖11的水位傳感器300包括與基片46連接的共用電極210。然而，代替?zhèn)鞲衅?00中基本上相同的垂直短電極陣列212，傳感器300包括平行的垂直定向的不同長(zhǎng)度的電極陣列312。水位傳感器300依靠這樣的原理，即一旦水浸沒電極312的尖端，電極210和電極312之間的電阻就可測(cè)量的降低。這樣，利用上述電阻原理，電極陣列312可用來確定水位，每個(gè)電極312具有不同的預(yù)定長(zhǎng)度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，圖12的水位傳感器400平行的成對(duì)電極442，每個(gè)電極對(duì)442包括第一電極442a和第二電極442b。對(duì)于這里所述的其它傳感器，電極安裝在基片46上，與基片連接，或埋入基片46內(nèi)，以便它們?cè)诨仙煺?，并接觸空氣或水。對(duì)于傳感器300，每個(gè)電極對(duì)的頂邊緣靠近傳感器400的頂部對(duì)齊。每個(gè)電極對(duì)中的電極，例如442a-1和442b-1具有相同的長(zhǎng)度。然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，每對(duì)電極442具有唯一長(zhǎng)度的傳感器400，這如圖12所示。例如，電極442a-1和442b-1從傳感器400的頂部跨過僅一個(gè)較短的垂直距離，而電極442a-N和442b-N基本上跨過傳感器400的整個(gè)垂直長(zhǎng)度。在442-1和442-N之間的電極對(duì)為中間長(zhǎng)度，以便每個(gè)電極對(duì)對(duì)應(yīng)特定的水深度。每個(gè)電極通過對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線441與上述檢測(cè)電路連接。使用中，電極400功能基本上與上述電極140(圖6B)相同。
應(yīng)注意這里圖示和描述的電極的形狀和構(gòu)造僅為了說明，而不是為了限制。在不超出本發(fā)明的范圍的前提下，其它構(gòu)造，材料和制造方法可采用。
本發(fā)明的濾過水容器的替代的和附加的特征圖13表示容器500，它表示本發(fā)明的替代的實(shí)施例。除了容器500包括附加的可選特征，以便在某些″潔和傾倒容器時(shí)，通過允許水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的手動(dòng)或自動(dòng)鈍化，以便提高確定例如累積的水使用狀況和過濾器芯子使用狀況的精度之外，容器500基本上與容器10(圖1)相同。
容器500的主體12，蓋子14，料箱24和過濾器芯子22與圖1所述的全部基本上相同。水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的基本部件也基本上相同，包括水位傳感器40，電子控制系統(tǒng)52(包括未示出的檢測(cè)電路和控制單元)，和顯示器60。然而，除了這些部件外，容器500可選擇的包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)510和520，該開關(guān)與電子控制系統(tǒng)52電連接。在一些實(shí)施例中，容器500包含料箱24和主體12之間的開關(guān)(未示出)。當(dāng)料箱24從主體12移走時(shí)，該開關(guān)處于第一狀態(tài)，指示濾過水容器500處于非功能狀態(tài)，如圖13所示，當(dāng)料箱裝在主體12內(nèi)，該開關(guān)處于第二狀態(tài)，指示濾過水容器500處于功能狀態(tài)。
容器500還可選擇的包括一個(gè)或多個(gè)附加的水位傳感器530和540，它們通過一個(gè)或多個(gè)引線(例如導(dǎo)線554)與電子控制系統(tǒng)52電連接，并與水位傳感器40協(xié)同工作。在該實(shí)施例中，每個(gè)傳感器40，530和540可以是任意的圖2A和2B的傳感器40，圖6A和6B的傳感器140，圖10的傳感器200，圖11的傳感器300，圖12的傳感器400。在該實(shí)施例中，微處理器使用電極對(duì)由傳感器40，530和540的任意結(jié)合來確定容器500的水位27。而且，在圖13所示的構(gòu)造中利用多個(gè)傳感器40，530和/或540可提供下面詳細(xì)描述的附加優(yōu)點(diǎn)。
用于確定非功能使用周期的開關(guān)開關(guān)510和520可以是電機(jī)械，電磁，可選擇的或相反，可以例如由使用者手動(dòng)操作，或例如通過容器500的一些部件的移走或錯(cuò)位自動(dòng)操作。例如，開關(guān)510圖示為可以由使用者切換以便對(duì)水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50進(jìn)行切斷，中止或復(fù)位操作的手動(dòng)機(jī)械滑動(dòng)開關(guān)。例如，它可能最好中止系統(tǒng)50的操作，以便在非功能周期進(jìn)行正常的消耗/過濾例如用水清潔容器過程中，在容器的下部區(qū)分水位的變化。可選擇的，例如當(dāng)新的過濾器芯子22安裝時(shí)，或當(dāng)使用者希望復(fù)位累積的水使用狀況或消耗計(jì)算時(shí)，切斷開關(guān)510會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)50復(fù)位。
可選擇的蓋子開關(guān)520可以是自動(dòng)按鈕開關(guān)或彈簧開關(guān)，當(dāng)蓋子14移走時(shí)該開關(guān)可啟動(dòng)。對(duì)于手動(dòng)開關(guān)510，蓋子開關(guān)520與電子控制系統(tǒng)52電連接，以便例如通過向微處理器發(fā)出信號(hào)或通過使檢測(cè)電路中斷，該蓋子開關(guān)用來中止水位檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)50的操作。在這些情況下，當(dāng)蓋子以適當(dāng)方式與主體12重新接合時(shí)，系統(tǒng)50的操作重新開始。附加的或替代的開關(guān)，無論是電機(jī)械，電磁，可選的或相反，均可用來檢測(cè)料箱24和主體12之間，蓋子14和料箱24之間或其任意結(jié)合之間的適當(dāng)?shù)慕佑|。這些部件之間的適當(dāng)?shù)慕佑|給控制系統(tǒng)52發(fā)出信號(hào)，以便區(qū)分在正常消耗/過濾期間與非功能期間(例如當(dāng)容器500被清潔時(shí))之間的水容器500的狀態(tài)。
作為替換，或者與開關(guān)的使用相結(jié)合，控制系統(tǒng)52可編程控制，以便通過計(jì)算和分析水位變化的速率，來區(qū)分從水位27的非功能變化到正常消耗/過濾期間的水位27的變化。這種水位27的非功能變化包括在清潔期間用水填充和排空容器500時(shí)的變化，在將濾過水倒出容器500下部期間的變化，和在運(yùn)輸容器500期間水位的移動(dòng)。這樣，在這些水位27的非功能變化期間對(duì)水位27取樣調(diào)查將導(dǎo)致計(jì)算信息例如濾過水消耗和可取走過濾器芯子22的使用狀況的不精確。利用公知量的過濾介質(zhì)和其化學(xué)特性通過試驗(yàn)可確定經(jīng)過芯子22水過濾的速率。盡管過濾速率可以隨著使用而降低，特別是如果水包含顆粒物質(zhì)，過濾速率的變化在芯子的壽命期間保持相對(duì)恒定。由于水位27的非功能變化很可能比過濾期間的其變化快，當(dāng)從最近的芯子22更換開始，在監(jiān)控水消耗或水過濾時(shí)，控制單元52內(nèi)的微處理器可忽略水位27的非功能變化。
氣泡液位開關(guān)在本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施例中，圖14所示的氣泡液位開關(guān)600用來避免水位變化的錯(cuò)誤檢測(cè)，該錯(cuò)誤檢測(cè)可能發(fā)生在水容器存儲(chǔ)在傾斜位置，或由于水位的非功能變化導(dǎo)致。氣泡液位傳感器600包括封殼610，該封殼610包含由導(dǎo)電的限定量的液體620分離的兩個(gè)電極630和640。封殼610內(nèi)的液體620量小于兩個(gè)電極630和640之間的封殼610的體積，因此，空氣或其它氣體的氣泡出現(xiàn)在電極630和640之間。電極630和640分別通過導(dǎo)線635和645與圖4和7所示的檢測(cè)電路70或170和微處理器80外部連接。當(dāng)液位620基本上水平時(shí)，產(chǎn)生在封殼610內(nèi)的電極630和640之間的電流路徑。當(dāng)液位傳感器600傾斜時(shí)，氣泡620向較高的電極630或640移動(dòng)，并導(dǎo)致在電極630和640之間的電阻，電容或其它可測(cè)量性能變化或中斷，然后由控制單元80檢測(cè)。
本發(fā)明的該實(shí)施例的檢測(cè)靜止的水平水位的能力，允許控制單元80將在正常的消耗/過濾期間水位27的變化與由于傾斜的水容器位置的水位27的變化或者非功能變化區(qū)別開來。能夠檢測(cè)靜止的水平水位27的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，如果檢測(cè)電路僅檢測(cè)靜止的水平水位，控制單元80編程控制以便記錄，監(jiān)控和分析水位27的操作很簡(jiǎn)單。而且其方法提供的又一個(gè)相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是避免控制單元80存儲(chǔ)或分析數(shù)據(jù)例如水位改變速率和給定芯子22的過濾速率的需要。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，控制單元80可產(chǎn)生一個(gè)聽覺和/或視覺信號(hào)，以警告使用者使容器500的存儲(chǔ)位置直立，以便適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控耗水量和水過濾狀況，或者防止容器500翻倒。
多個(gè)檢測(cè)傳感器再次參見圖13，通過沿濾過水容器500的下部19的內(nèi)壁定位設(shè)置一個(gè)或多個(gè)附加的檢測(cè)傳感器530和540，并定位成盡可能遠(yuǎn)，這樣增強(qiáng)了控制單元在正常的消耗/過濾期間監(jiān)控水位變化的能力。如上所述對(duì)于傳感器40和140，在每個(gè)檢測(cè)片的水位由電子控制系統(tǒng)52檢測(cè)，記錄，監(jiān)控和分析，該電子控制系統(tǒng)包括上述檢測(cè)電路70和控制單元80。利用多個(gè)檢測(cè)傳感器40，530和540，檢測(cè)電路和控制單元一起能夠檢測(cè)靜止的水平水位，在正常消耗/過濾期間，容器500布置在相對(duì)水平的表面上。相反，對(duì)于單個(gè)檢測(cè)片40，當(dāng)濾過水容器500存放在傾斜位置或者由于水位的非功能變化時(shí)，將發(fā)生錯(cuò)誤的檢測(cè)水位變化。
在利用多個(gè)檢測(cè)傳感器40，530和540的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，即使濾過水容器不斷運(yùn)動(dòng)或一直傾斜，例如用于汽車或飛機(jī)上時(shí)，也可方便的測(cè)量和監(jiān)控濾過水水位27。無論靜止與否，濾過水水位27可作為橫過水平面的平面三維看見。對(duì)于至少三個(gè)檢測(cè)片40，530和540，馬上能檢測(cè)倒空間中水平面27的位置。因此，即使水位不穩(wěn)定，也能計(jì)算濾過水容器500的下部19中的濾過水的體積。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明的原理的應(yīng)用說明來制造或使用本發(fā)明。這里提出的所有的參考文獻(xiàn)在此提出作為參考。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可容易的對(duì)本發(fā)明進(jìn)行大量的修改和找到替代的構(gòu)造。這種修改和替代的構(gòu)造不應(yīng)超出本發(fā)明的范圍。附后的權(quán)利要求書覆蓋這些修改和替代構(gòu)造。這樣，本發(fā)明不應(yīng)限制在所述的圖示的實(shí)施例，帶而替之的是，應(yīng)解釋為與這里公開的原理和新穎的特征的最廣義的范圍一致。
權(quán)利要求
1.一種水位監(jiān)控系統(tǒng)，它用于確定添加到濾過水容器內(nèi)和/或從該濾過水容器消耗的水量，該水位監(jiān)控系統(tǒng)包括檢測(cè)傳感器，其包括電極對(duì)，該電極對(duì)包括相互充分間隔開的第一電極和第二電極，因此，可檢測(cè)與第一和第二電極相關(guān)的電特性，該電特性隨著所述濾過水容器內(nèi)的水位的變化而變化；檢測(cè)電路，其與檢測(cè)傳感器內(nèi)的電極對(duì)連接，并能夠基于與電極對(duì)有關(guān)的電特性產(chǎn)生信號(hào)；和控制單元，其與檢測(cè)電路連接，并能從檢測(cè)電路接收信號(hào)，其中控制單元根據(jù)從檢測(cè)電路接收的信號(hào)確定在所述濾過水容器內(nèi)的水位的變化，從而確定添加到所述濾過水容器內(nèi)和/或從該濾過水容器消耗的濾過水量。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，與第一電極和第二電極有關(guān)的電特性是如下中的一種或多種在所述第一電極與所述第二電極間的電阻，在所述第一電極與所述第二電極之間的電容變化，在所述第一電極與所述第二電極間的電壓，和在所述第一電極與所述第二電極間的電流。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的開關(guān)，其中，當(dāng)所述開關(guān)處于第一狀態(tài)時(shí)，所述控制單元確定所述濾過水容器處于非功能狀態(tài)；且當(dāng)所述開關(guān)處于第二狀態(tài)時(shí)，所述控制單元確定所述濾過水容器處于功能狀態(tài)；且其中，所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化；和所述控制單元不確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述非功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)由使用者在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)定位在所述濾過水容器內(nèi)，因此，當(dāng)濾過水容器的蓋子打開時(shí)，所述開關(guān)處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述蓋子關(guān)閉時(shí)，所述開關(guān)處于所述第二狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)是氣泡液位開關(guān)，該氣泡液位開關(guān)包括在包含有(i)液體和(ii)氣泡的封殼內(nèi)的第一氣泡傳感器電極和第二氣泡傳感器電極；當(dāng)所述氣泡接觸所述第一氣泡傳感器電極和所述第二氣泡傳感器電極的其中之一時(shí)，所述氣泡傳感器電極處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述氣泡不接觸所述第一氣泡傳感器電極或所述第二氣泡傳感器電極時(shí)，所述氣泡傳感器電極處于所述第二狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之下時(shí)，所述濾過水容器處于功能狀態(tài)；所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之上時(shí)，所述濾過水容器處于非功能狀態(tài)；所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化，和所述控制單元不確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述非功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化。
8.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾過水容器裝配有容納未濾過水的料箱，料箱的底部裝配有可更換的過濾器芯子，以便水經(jīng)過濾器芯子排放到水過濾器容器的下部而被過濾；和其中所述開關(guān)定位在所述濾過水容器內(nèi)，以便當(dāng)料箱從所述濾過水容器移走時(shí)，所述開關(guān)處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述料箱裝配在所述濾過水容器內(nèi)時(shí)，所述開關(guān)處于所述第二狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，濾過水容器裝配有容納未濾過水的料箱，料箱的底部裝配有可更換的過濾器芯子，以便水經(jīng)過濾器芯子排放到水過濾器容器的下部從而被過濾。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的顯示器，其中控制單元能夠使顯示器顯示源于水位變化的信息。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的顯示器，其中控制單元能夠使顯示器顯示如下信息中的一個(gè)或多個(gè)所述濾過水容器的水位，設(shè)置在所述濾過水容器內(nèi)的水過濾器的狀態(tài)，確定所述濾過水容器是否處于功能狀態(tài)，確定所述濾過水容器是否處于非功能狀態(tài)，從最近的過濾器芯子更換開始所經(jīng)歷的時(shí)間和濾過水的耗水量，當(dāng)前時(shí)間，過量填充的警告，或再填充的提醒。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器還包括一個(gè)或多個(gè)附加的電極對(duì)，每個(gè)電極對(duì)包括第一電極和第二電極，該第一電極和第二電極相互充分間隔開，以便可以檢測(cè)與第一和第二電極相關(guān)的隨著水位變化而變化的電特性；所述檢測(cè)電路還包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)附加的電極對(duì)的一個(gè)或多個(gè)附加的電路，其中檢測(cè)電路中的每個(gè)電路與檢測(cè)傳感器中的對(duì)應(yīng)的電極對(duì)連接，并能產(chǎn)生基于其對(duì)應(yīng)的電極對(duì)的電性能的信號(hào)；和所述控制單元能夠接收來自檢測(cè)電路中的一個(gè)或多個(gè)電路的信號(hào)，并根據(jù)從檢測(cè)電路中的一個(gè)或多個(gè)電路接收的信號(hào)，來確定所述濾過水容器內(nèi)的水位的變化，從而確定濾過水的消耗量。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，與所述一個(gè)或多個(gè)附加的電極對(duì)中的所述第一電極和所述第二電極有關(guān)的電特性是如下中的一種或多種在所述第一電極與所述第二電極間的電阻，在所述第一電極與所述第二電極之間的電容，在所述第一電極與所述第二電極間的電壓，或在所述第一電極與所述第二電極間的電流。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元基于與至少兩個(gè)電極對(duì)相關(guān)的電特性來確定濾過水水位的變化。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制單元基于從所述檢測(cè)電路接收的信號(hào)來監(jiān)控在所述濾過水容器內(nèi)的水過濾器的狀態(tài)。
16.一種水位監(jiān)控系統(tǒng)，它用于確定添加到濾過水容器內(nèi)和/或從該濾過水容器消耗的水量，該水位監(jiān)控系統(tǒng)包括檢測(cè)傳感器，其沿濾過水容器的長(zhǎng)度延伸，該檢測(cè)傳感器包括多個(gè)電極對(duì)，在所述多個(gè)電極對(duì)中每個(gè)相應(yīng)的電極對(duì)包括相互充分間隔開的第一電極和第二電極，因此，可檢測(cè)與第一和第二電極相關(guān)的電特性，該電特性隨著水位的變化而變化；檢測(cè)電路，其與檢測(cè)傳感器內(nèi)的多個(gè)電極對(duì)電連接，檢測(cè)電路能夠基于在所述多個(gè)電極對(duì)內(nèi)的第一和第二電極的相應(yīng)電特性產(chǎn)生信號(hào)；和控制單元，其與檢測(cè)電路電連接，其中控制單元根據(jù)從檢測(cè)電路接收的信號(hào)確定在所述濾過水容器內(nèi)的水位的變化，從而確定添加到所述濾過水容器內(nèi)和/或從該濾過水容器消耗的濾過水量。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，與所述多個(gè)電極對(duì)內(nèi)的所述第一電極和第二電極中的一個(gè)或多個(gè)有關(guān)的電特性是如下中的一種或多種在所述第一電極與所述第二電極間的電阻，在所述第一電極與所述第二電極之間的電容，在所述第一電極與所述第二電極間的電壓，和在所述第一電極與所述第二電極間的電流。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)電極對(duì)包括在2個(gè)電極對(duì)和10個(gè)電極對(duì)之間。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)電極對(duì)包括多于10個(gè)的電極對(duì)。
20.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括第一引線(a)，第二引線(b)和第三引線(c)，其中所述第一引線(a)與所述多個(gè)電極中的其中一個(gè)電極對(duì)的所述第一電極電連接；所述第二引線(b)與所述多個(gè)電極中的其中一個(gè)電極對(duì)的所述第二電極電連接；和所述第三引線(c)和所述第二引線(b)經(jīng)電阻電連接；和其中所述控制單元給所述第三引線(c)設(shè)定高電壓或低電壓中的其中一個(gè)，且給所述第一引線(a)設(shè)定高電壓或低電壓中的另一個(gè)，從而在第二引線(b)產(chǎn)生高電壓；和每次在所述第二引線(b)檢測(cè)到電壓降時(shí)，使第一和第三引線的電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述第二引線(b)處于高電壓狀態(tài)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)換到低功率消耗空閑狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述第二引線(b)從高電壓狀態(tài)降低到低電壓狀態(tài)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)換到高功率消耗狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的開關(guān)，其中，當(dāng)所述開關(guān)處于第一狀態(tài)時(shí)，所述控制單元確定所述濾過水容器處于非功能狀態(tài)；且當(dāng)所述開關(guān)處于第二狀態(tài)時(shí)，所述控制單元確定所述濾過水容器處于功能狀態(tài)；且其中，所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化；和所述控制單元不確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述非功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)由使用者在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)定位在所述濾過水容器內(nèi)，因此，當(dāng)濾過水容器的蓋子打開時(shí)，所述開關(guān)處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述蓋子關(guān)閉時(shí)，所述開關(guān)處于所述第二狀態(tài)。
26.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)是氣泡液位開關(guān)，該氣泡液位開關(guān)包括在包含有(i)液體和(ii)氣泡的封殼內(nèi)的第一氣泡傳感器電極和第二氣泡傳感器電極；其中當(dāng)所述氣泡接觸所述第一氣泡傳感器電極和所述第二氣泡傳感器電極的其中之一時(shí)，所述氣泡傳感器電極處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述氣泡不接觸所述第一氣泡傳感器電極或所述第二氣泡傳感器電極時(shí)，所述氣泡傳感器電極處于所述第二狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之下時(shí)，所述濾過水容器處于功能狀態(tài)；所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水水箱內(nèi)的水位變化率在預(yù)定比率之上時(shí)，所述濾過水容器處于非功能狀態(tài)；所述控制單元確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化，和所述控制單元不確定當(dāng)所述濾過水容器處于所述非功能狀態(tài)時(shí)發(fā)生的水位變化。
28.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾過水容器裝配有容納未濾過水的料箱，料箱的底部裝配有可更換的過濾器芯子，以便水經(jīng)過濾器芯子排放到水過濾器容器的下部而被過濾；和所述開關(guān)定位在所述濾過水容器內(nèi)，以便當(dāng)料箱從所述濾過水容器移走時(shí)，所述開關(guān)處于所述第一狀態(tài)；和當(dāng)所述料箱裝配在所述濾過水容器內(nèi)時(shí)，所述開關(guān)處于所述第二狀態(tài)。
29.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，濾過水容器裝配有容納未濾過水的料箱，料箱的底部裝配有可更換的過濾器芯子，以便水經(jīng)過濾器芯子排放到水過濾器容器的下部從而被過濾。
30.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的顯示器，控制單元能夠使顯示器顯示源于當(dāng)前水位變化的信息。
31.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括與所述控制單元電連接的顯示器，所述控制單元能夠使顯示器顯示如下信息中的一個(gè)或多個(gè)所述濾過水容器的水位，設(shè)置在所述濾過水容器內(nèi)的水過濾器的狀態(tài)，確定所述濾過水容器是否處于功能狀態(tài)，確定所述濾過水容器是否處于非功能狀態(tài)，從最近的過濾器芯子更換開始所經(jīng)歷的時(shí)間和濾過水的耗水量，當(dāng)前時(shí)間，過量填充的警告，或再填充的提醒。
32.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括一個(gè)或多個(gè)附加的檢測(cè)傳感器，每個(gè)檢測(cè)傳感器沿濾過水容器的長(zhǎng)度延伸，每個(gè)附加的檢測(cè)傳感器包括多個(gè)電極對(duì)，所述多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)包括第一電極和第二電極，每個(gè)電極與所述檢測(cè)電路電連接。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制單元基于與至少兩個(gè)電極對(duì)相關(guān)的電特性來確定濾過水水位的變化。
34.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，單個(gè)共用電極表示在所述多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)中的第一電極。
35.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個(gè)電極對(duì)的全部或部分中的每個(gè)第二電極具有獨(dú)特的長(zhǎng)度。
36.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，單個(gè)共用電極表示在所述多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)中的第一電極；在所述多個(gè)電極對(duì)的全部或部分中的每個(gè)第二電極具有獨(dú)特的長(zhǎng)度；和在所述多個(gè)電極對(duì)的全部或部分中的每個(gè)第二電極的長(zhǎng)度由所述控制單元使用，以確定濾過水容器內(nèi)的水位。
37.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個(gè)電極對(duì)中的全部或部分電極對(duì)的長(zhǎng)度不同；且在所述多個(gè)電極對(duì)的全部或部分中的每個(gè)電極對(duì)的長(zhǎng)度由所述控制單元使用，以確定濾過水容器內(nèi)的水位。
38.一種測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位變化的方法，該方法的步驟包括根據(jù)與電極對(duì)內(nèi)的第一電極和第二電極相關(guān)的電特性來產(chǎn)生信號(hào)，所述電特性隨著所述濾過水容器內(nèi)的水位變化而變化；和根據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)來確定所述濾過水容器內(nèi)的水位變化。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，其還包括根據(jù)水位的變化來確定濾過水消耗量的步驟。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，與所述第一電極和所述第二電極相關(guān)的電特性是如下中的一種或多種在所述第一電極與所述第二電極間的電阻，在所述第一電極與所述第二電極之間的電容變化，在所述第一電極與所述第二電極間的電壓，和在所述第一電極與所述第二電極間的電流。
41.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，該方法還包括根據(jù)水位的變化來確定所述濾過水容器內(nèi)的水過濾器的狀態(tài)的步驟。
42.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟給通過電阻與第二引線電連接的第三電極設(shè)定高電壓或低電壓中的其中一個(gè)，給所述第一引線設(shè)定高電壓或低電壓中的另一個(gè)，從而在第二引線產(chǎn)生高電壓；和每次在所述第二引線檢測(cè)到電壓降時(shí)，使第一和第三引線的電壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
43.一種測(cè)量濾過水容器內(nèi)的水位的方法，該方法的步驟包括根據(jù)多個(gè)電極對(duì)的電特性產(chǎn)生信號(hào)，在該多個(gè)電極對(duì)中的每個(gè)電極對(duì)的電特性隨著所述濾過水容器內(nèi)的水位變化而變化；和根據(jù)產(chǎn)生的信號(hào)來確定所述濾過水容器內(nèi)的水位變化。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，其還包括根據(jù)水位的變化來確定濾過水消耗量的步驟。
45.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，與所述第一電極和所述第二電極相關(guān)的電特性是如下中的一種或多種在所述第一電極與所述第二電極間的電阻，在所述第一電極與所述第二電極之間的電容變化，在所述第一電極與所述第二電極間的電壓，和在所述第一電極與所述第二電極間的電流。
46.如權(quán)利要求43所述的方法，其特征在于，該方法還包括根據(jù)水位的變化來確定所述濾過水容器內(nèi)水過濾器的狀態(tài)的步驟。
全文摘要
一種利用水的電性能來指示濾過水容器內(nèi)濾過水的水位的設(shè)備和方法。該容器裝配有容納未濾過水的料箱。料箱的底部設(shè)有可移走和可更換的過濾器芯子。水經(jīng)過過濾器芯子內(nèi)包含的過濾介質(zhì)排放到容器的下部而被過濾。容器的下部的水位借助容器的下部的一個(gè)或多個(gè)水位檢測(cè)片來監(jiān)控。檢測(cè)片與檢測(cè)電路和控制單元電連接。控制單元使用檢測(cè)片來監(jiān)控水位，并使用該數(shù)據(jù)來追蹤濾過水消耗量，并確定何時(shí)過濾器芯子應(yīng)更換。
文檔編號(hào)G01F23/24GK1690670SQ20041008596
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者J·Y·蔡, S·N·蔡, D·C·何 申請(qǐng)人:福田科技有限公司