專利名稱：：探測(cè)水位和水溫的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：探淵水位和水溫的裝置所屬拔術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及水位和水溫的控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種探測(cè)飲水機(jī)電加熱器中水位和水溫的裝置。背舉拔術(shù)控制飲水機(jī)熱罐中水溫的公知技術(shù)有第一種技術(shù)采用溫控器控制水溫，即在熱罐上設(shè)置溫控器，當(dāng)罐內(nèi)水溫上升到溫控器的控制溫度時(shí)，溫控器起跳，斷開(kāi)電加熱器電源。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，成本低。其缺點(diǎn)是控制滯后，且難以實(shí)現(xiàn)在水沸騰時(shí)斷電。其原因是感溫元件與飲用水之間存在熱阻、感溫元件本身的精度和熱惰性誤差，使得溫控器探測(cè)到的溫度總是不同于飲用水當(dāng)時(shí)的實(shí)際溫度，罐壁越厚，熱阻越大，問(wèn)題越嚴(yán)重。第二種技術(shù)釆用測(cè)溫探頭控制水溫，即在熱罐上設(shè)置可深入熱罐內(nèi)部的測(cè)溫探頭，當(dāng)測(cè)溫探頭探測(cè)到罐內(nèi)水溫上升到設(shè)定值時(shí)，控制電路斷開(kāi)電加熱器電源。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是用戶可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定加熱溫度，并且熱惰性小于第一種技術(shù)。其缺點(diǎn)是測(cè)溫探頭與罐體之間的密封結(jié)構(gòu)存在泄漏隱患，控制滯后的問(wèn)題沒(méi)有從根本上解決，并且成本較高?？刂骑嬎畽C(jī)熱罐中水位的公知技術(shù)有第一種技術(shù)采用浮球(也可用浮子)和干簧管控制水位。一種方法是在水中設(shè)置浮球，浮球上設(shè)有磁鐵，在容器外部設(shè)置干簧管；另一種方法是將干簧管設(shè)置在結(jié)構(gòu)管內(nèi)(結(jié)構(gòu)管內(nèi)無(wú)水，保持干燥)，將裝有磁鐵的環(huán)狀浮子套在管外；利用磁鐵接近或遠(yuǎn)離干簧管使干簧管出現(xiàn)閉合或斷開(kāi)，以此判斷水位是否在所控制的位置，進(jìn)而控制電磁閥的啟閉和電加熱器電源的通斷。這種技術(shù)應(yīng)用較普遍，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，影響可靠性，此外，成本較高，并且對(duì)水質(zhì)有一定影響。第二種技術(shù)采用電極控制水位，即在水中設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上電極，利用電極是否導(dǎo)通判斷水位是否在所控制的位置，進(jìn)而控制電磁閥的啟閉和電加熱器電源的通斷。這種技術(shù)應(yīng)用較普遍，但存在不可克服的缺點(diǎn)水的導(dǎo)電性能受水中雜質(zhì)含量的影響，如純凈水與普通水的導(dǎo)電性能有很大的差異，純凈水幾乎不導(dǎo)電，而普通水有較好的導(dǎo)電性能，所以水質(zhì)的差異將嚴(yán)重影響這種方法的可靠性。第三種技術(shù)采用光電控制水位，即在水中設(shè)置不透光的浮球(或浮子)，在透光器壁的一側(cè)設(shè)置紅外發(fā)光管，在透光器壁的另一側(cè)設(shè)置紅外接收管，利用浮球是否遮擋紅外光來(lái)判斷水位是否在所控制的位置，進(jìn)而控制電磁閥的啟閉和電加熱器電源的通斷。這種技術(shù)的應(yīng)用也較普遍，其缺點(diǎn)是器壁材料必須透光，應(yīng)用范圍受到一定限制，并且成本較高。綜上所述，探測(cè)飲水機(jī)熱罐中水位和水溫，公知技術(shù)采用的是兩種完全不同的方法，設(shè)置兩套相互獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn)的，所以結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高是必然的。要采用一個(gè)方法，設(shè)置一套裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)探測(cè)水位和水溫兩種功能還需要技術(shù)上的突破。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀的不足而提供一種探測(cè)水位和水溫的方法及裝置，本實(shí)用新型主要用于飲水機(jī)上控制熱罐中的水位和水溫，也可以用于其它類似的設(shè)備上。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種探測(cè)水位和水溫的方法及裝置，其包括介電常數(shù)傳感器和電氣線路板，介電常數(shù)傳感器設(shè)置在盛水容器上或者與盛水容器相連通的接管上，電氣線路板設(shè)置在所在的設(shè)備上；利用水與氣體的介電常數(shù)明顯不同，以及水的介電常數(shù)隨溫度變化的特性，通過(guò)檢測(cè)介電常數(shù)的變化來(lái)探測(cè)容器中的水位和水溫。盛水容器中正常情況下可能存在的介質(zhì)是水、水蒸氣和空氣，水、水蒸氣和空氣在不同溫度T時(shí)的相對(duì)介電常數(shù)sj口下表所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表l可以看出，空氣和水蒸氣的相對(duì)介電常數(shù)約等于l,水的相對(duì)介電常數(shù)在OX:~lOOt:溫度范圍內(nèi)為88.0~55.3,其變化規(guī)律是隨著溫度的升高而減小。結(jié)合表1可知a.當(dāng)盛水容器中無(wú)水或者水位很低時(shí)，傳感器所檢測(cè)的介質(zhì)為空氣，空氣的相對(duì)介電常數(shù)很小，約等于l。b.當(dāng)盛水容器中水滿時(shí)，傳感器所檢測(cè)的介質(zhì)為水，水的相對(duì)介電常數(shù)較大，在88.0-55.3之間，并且與水溫有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。c.當(dāng)盛水容器中介質(zhì)的溫度較高且水位較低時(shí)，傳感器所檢測(cè)的介質(zhì)為水蒸汽，水蒸氣的相對(duì)介電常數(shù)很小，約等于l。所以，可以通過(guò)檢測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)來(lái)探測(cè)盛水容器中是否有水，水溫是多少，進(jìn)而控制電磁閩的啟閉和電加熱器電源的通斷。本實(shí)用新型技術(shù)用于控制電加熱器電源的通斷時(shí)，其控制原理如下a.盛水容器中無(wú)水，即e,l,此時(shí)電加熱器不得通電，以防無(wú)水干燒；b.盛水容器中水滿，即"=88.0~55.3,根據(jù)水溫要求確定是否需要給電加熱器通電；c.盛水容器中水位較低，即1<sr<55.3,此時(shí)電加熱器不得通電，以防無(wú)水干燒；d.盛水容器中的水處于沸騰狀態(tài)，也就是水溫較高并且繼續(xù)加熱時(shí)水溫不再上升，即"《55.3，并且相對(duì)介電常數(shù)的增量A"=0,此時(shí)電加熱器應(yīng)斷電停止加熱。由于水的沸點(diǎn)是隨壓力的變化而變化的，當(dāng)壓力為l大氣壓時(shí)水的沸點(diǎn)為ioot:，當(dāng)壓力小于i大氣壓時(shí)水的沸點(diǎn)小于ioox:,所以只要Sr接近或者等于55.3，并且在加熱過(guò)程中er不變，即可判定盛水容器中的水處于沸騰狀態(tài)。所述的介電常數(shù)傳感器可以是電容傳感器，通過(guò)檢測(cè)電容量的變化來(lái)反映介電常數(shù)的變化；所述的介電常數(shù)傳感器可以是電磁波傳播速度傳感器，通過(guò)檢測(cè)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)傳播速度的變化來(lái)反映介電常數(shù)的變化；所述的介電常數(shù)傳感器可以是電磁波角頻率傳感器，通過(guò)檢測(cè)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)角頻率的變化來(lái)反映介電常數(shù)的變化；所述的介電常數(shù)傳感器也可以是其它類型的傳感器，通過(guò)檢測(cè)與介電常數(shù)有函數(shù)關(guān)系的其它參量的變化來(lái)反映介電常數(shù)的變化。當(dāng)采用電容傳感器時(shí)，現(xiàn)以平行極板電容為例，利用物理學(xué)知識(shí)一定結(jié)構(gòu)和尺寸的電容器，其電容量是其中的介質(zhì)的介電常數(shù)的函數(shù)，設(shè)傳感器電容的極板面積為S,平行極板的間距為d,真空中的介電常數(shù)為s。，極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為^，若忽略極板的邊緣效應(yīng)，則該傳感器電容的電容量C為C=￡e￡^(1)式(l)說(shuō)明傳感器電容的電容量與極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)"之間存在一一對(duì)應(yīng)的正比關(guān)系。所以，可以通過(guò)檢測(cè)傳感器電容的電容量變化情況進(jìn)行探測(cè)盛水容器中的水位和水溫。當(dāng)釆用電磁波傳播速度傳感器時(shí)，利用物理學(xué)知識(shí)電磁波在特定介質(zhì)中的傳播速度V與該介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)"有關(guān)，其關(guān)系式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(2)式(2)中的C為光速，C=0.3m/ns。式(2)說(shuō)明電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度V與傳播介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)"之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以，可以通過(guò)檢測(cè)電磁波傳播速度V的變化情況進(jìn)行探測(cè)盛水容器中的水位和水溫。所述的電磁波傳播速度傳感器可以采用如下方式構(gòu)造在介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置電磁波發(fā)射頭，在介質(zhì)的另一側(cè)設(shè)置電磁波接收頭。電磁波發(fā)射頭發(fā)射的電磁波穿過(guò)介質(zhì)到達(dá)電磁波接收頭，設(shè)電磁波發(fā)射頭到電磁波接收頭之間的距離為d，在t,時(shí)刻發(fā)射電磁波，在t2時(shí)刻接收到電磁波,則電磁波在該介質(zhì)中的傳播速度為式(3)說(shuō)明電磁波傳播速度V與電磁波在該介質(zhì)中的傳播時(shí)間(t2-t,)成反比。所以，可以通過(guò)檢測(cè)電磁波在給定介質(zhì)中傳播時(shí)間的變化情況進(jìn)行探測(cè)盛水容器中的水位和水溫。所述的電磁波傳播速度傳感器也可以釆用如下方式構(gòu)造將電磁波的發(fā)射頭和接收頭合二為一成為發(fā)射接收頭，即發(fā)射頭和接收頭為同一物體，在介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置發(fā)射接收頭，在介質(zhì)的另一側(cè)設(shè)置反射層。其工作原理是發(fā)射接收頭交替運(yùn)行在發(fā)射和接收兩種狀態(tài)，即在一段時(shí)間處于發(fā)射狀態(tài)，在另一段時(shí)間處于接收狀態(tài)；發(fā)射接收頭發(fā)射的電磁波穿過(guò)介質(zhì)并經(jīng)反射層返回發(fā)射接收頭；設(shè)介質(zhì)的厚度為d，在"時(shí)刻發(fā)射電磁波，在t2時(shí)刻接收到電磁波，則電磁波在該介質(zhì)中的傳播速度為式(4)說(shuō)明電磁波傳播速度V與電磁波在該介質(zhì)中的傳播時(shí)間(t2-1,)成反比。所以，可以通過(guò)檢測(cè)電磁波在給定介質(zhì)中傳播時(shí)間的變化情況進(jìn)行探測(cè)盛水容器中的水位和水溫。當(dāng)采用電磁波角頻率傳感器時(shí)，利用物理學(xué)知識(shí)一定波長(zhǎng)的電磁波在特定介質(zhì)中傳播時(shí)的角頻率03與該介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)"有關(guān)，設(shè)電磁波的波長(zhǎng)為入，介質(zhì)的磁導(dǎo)率為U(根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可知一般情況下，磁導(dǎo)率是不隨溫度變化的常數(shù))，其關(guān)系式如下式(5)說(shuō)明一定波長(zhǎng)的電磁波的角頻率co與該介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)Sr存在一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。所以，可以通過(guò)檢淵電磁波在給定介質(zhì)中傳播時(shí)角頻率CO的變化情況進(jìn)行探測(cè)盛水容器中的水位和水溫。本實(shí)用新型技術(shù)應(yīng)用于飲水機(jī)上時(shí)，可以將介電常數(shù)傳感器設(shè)置在電加熱器上或者設(shè)置在與電加熱器連通的接管上，電氣線路板設(shè)置在飲水機(jī)殼體內(nèi)，通過(guò)檢測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)的變化情況來(lái)探測(cè)電加熱器中的水位和水溫。本實(shí)用新型技術(shù)的有益效果是a.—個(gè)傳感器可同時(shí)作探測(cè)水位和水溫兩個(gè)用途，成本低；b.測(cè)溫在瞬時(shí)完成，不存在溫控器和測(cè)溫探頭由傳熱引起的控制滯后問(wèn)題；c.傳感器沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，且可以不與水接觸，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既能保證水質(zhì)衛(wèi)生，又方便維護(hù)，并且使用壽命長(zhǎng)；d.可探測(cè)容器中的水是否處于沸騰狀態(tài)。附困說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例一的電氣控制原理示意圖。圖3是圖2中的信號(hào)檢測(cè)電路祥圖。圖4是實(shí)施例一中介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的I部分放大圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是實(shí)施例四的電氣控制原理示意圖。圖io是實(shí)施例四中介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解這里的詳細(xì)描述并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例一本實(shí)施例是本實(shí)用新型技術(shù)在普通飲水機(jī)上的一種應(yīng)用。結(jié)合圖l、圖2和圖3所示，本實(shí)施例電容傳感器的兩塊電容極板(3)設(shè)置在熱罐(1)的出水排氣管(2)外壁上的兩側(cè)，出水排氣管(2)的材料為絕緣材料，出水排氣管(2)接彎頭(4)，彎頭(4)接三通，三通的另外兩個(gè)管口分別接出水龍頭(5)和排氣管(9)，排氣管(9)接到水斗(11)的上部，電氣線路板(10)設(shè)置在飲水機(jī)殼體(6)的內(nèi)部，電熱管(12)設(shè)置在熱罐(1)的內(nèi)部。所述的電氣線路板(10)中設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路、信號(hào)處理電路和執(zhí)行電路，執(zhí)行電路中包括繼電器CJ1和CJ2，Cs是電容傳感器的電容。所述的信號(hào)檢測(cè)電路包括交流電壓發(fā)生器OSC、運(yùn)算放大器(0Pi和0P2),電阻(R,、R2、R3)和電容C。使用時(shí)，用戶按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(7)，繼電器線包CJ2通電。繼電器線包CJ2通電后，其與啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(7)并聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，信號(hào)檢測(cè)電路和信號(hào)處理電路通電。此時(shí)，如果熱罐(1)中無(wú)水或者水位很低，則傳感器電容的電容量Cs很小，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令使繼電器線包CJ1保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，于是電熱管U2)也處于斷電狀態(tài)；如果熱罐(l)中水滿或者水位很高，則傳感器電容的電容量Cs很大，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令,使繼電器線包CJ1通電。繼電器線包CJ1通電后，電熱管(12)通電，加熱熱罐(1)中的飲用水。隨著電熱管(12)通電過(guò)程的進(jìn)行，熱罐(1)中的水溫逐漸上升，與此同時(shí)，傳感器電容Cs的電容量逐漸減小，當(dāng)電容量減小到某一設(shè)定值(該設(shè)定值對(duì)應(yīng)于上限控制溫度)后，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令斷開(kāi)繼電器線包CJ1的電源。繼電器線包CJ1斷電后，其常開(kāi)觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)，于是電熱管(12)斷電停止加熱。電熱管U2)斷電后，熱罐(1)中的水溫會(huì)逐漸下降，當(dāng)水溫降低到下限控制溫度時(shí)，傳感器電容的電容量將上升到另一設(shè)定值，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令接通繼電器線包CJ1的電源。繼電器線包CJ1通電后，電熱管(12)通電，又對(duì)熱罐(1)中的飲用水進(jìn)行加熱。系統(tǒng)就這樣對(duì)熱罐(l)中的水溫進(jìn)行自動(dòng)控制。在加熱過(guò)程中，用戶如果需要停止加熱，可按下停止開(kāi)關(guān)(8)，使繼電器線包CJ2斷電。繼電器線包CJ2斷電后，其常開(kāi)觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)，于是電熱管(12)和電氣線路板(10)全部斷電。圖4所示是本實(shí)施例飲水機(jī)熱罐(1)在進(jìn)水和加熱時(shí)，熱罐(1)中的介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖，現(xiàn)說(shuō)明如下在t。《t<t,時(shí)段，電熱管(12)未通電加熱，熱罐(1)中無(wú)水，熱罐(1)中的介質(zhì)為常溫空氣，空氣的相對(duì)介電常數(shù)"《1，并保持不變。在t,《t<t2時(shí)段，電熱管(12)未通電加熱，熱罐(1)開(kāi)始進(jìn)水，熱罐(1)中的介質(zhì)有兩種，上部是常溫空氣，下部是常溫水，隨著熱罐(l)中水位的上升，介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)er逐漸增大。當(dāng)t—"時(shí)，"爿e，。在t2<t<t3時(shí)段，電熱管(12)未通電加熱，熱罐(1)中盛滿常溫水，常溫水的相對(duì)介電常數(shù)"《s_，并保持不變。在t3<t<t4時(shí)段，電熱管(12)開(kāi)始通電加熱，熱罐(1)中水滿，隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，熱罐(l)中的水溫逐漸上升，水的相對(duì)介電常數(shù)"逐漸減小，當(dāng)Sr減小到er2時(shí)，水的溫度上升到上限控制溫度，電熱管(12)斷電停止加熱。在"〈t〈t5時(shí)段，熱罐(1)處于保溫狀態(tài)，由于散熱作用，熱罐(1)中的水溫逐漸下降，水的相對(duì)介電常數(shù)Sr隨之逐漸增大，當(dāng)Sr增大到Sd時(shí)，水溫降低到下限控制溫度。在"《t<t6時(shí)段，電熱管(12)開(kāi)始通電加熱，隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，熱罐U)中的水溫逐漸上升，水的相對(duì)介電常數(shù)"逐漸減小，當(dāng)Sr減小到"2時(shí)，水的溫度上升到上限控制溫度，電熱管(12)斷電停止加熱。在t6〈t〈t7時(shí)段，熱罐(l)處于保溫狀態(tài)，由于散熱作用，熱罐(l)中的水溫逐漸下降，水的相對(duì)介電常數(shù)Sr逐漸增大，當(dāng)Sr增大到Sn時(shí)，水溫降低到下限控制溫度。為了實(shí)現(xiàn)圖4中粗實(shí)線所描述的控制過(guò)程，飲水機(jī)控制系統(tǒng)采用下述方法進(jìn)行控制a.當(dāng)er《er2,電熱管不得通電加熱(罐中無(wú)水、水位很低或水溫過(guò)高);b.當(dāng)A"〉0，并且"上升速度V^V。(熱罐在進(jìn)水狀態(tài)時(shí)的V。，可以通過(guò)試驗(yàn)確定)，電熱管不得通電加熱；c.當(dāng)A￡r=0，并且e;,s^電熱管可以通電加熱(熱罐中盛滿常溫水)；d.當(dāng)A"<0,并且Sr〉"2，電熱管繼續(xù)通電加熱(熱罐處于加熱狀態(tài))；e.當(dāng)A"〈0，并且"<^2，電熱管斷電停止加熱(熱罐中的水溫上升到或高于上限控制溫度)；f.當(dāng)ASr>0，并且">Srl，Sr上升速度V<V。，電熱管可以通電加熱(熱罐中的水溫降低到或低于下限控制溫度)。實(shí)施例二結(jié)合圖5所示，本實(shí)施例是對(duì)實(shí)施例一的一種簡(jiǎn)化，即取消實(shí)施例一中的排氣管，其余要求與實(shí)施例一相同。普通飲水機(jī)由于沒(méi)有探測(cè)熱罐中是否有水的裝置，為了防止出現(xiàn)無(wú)水干燒現(xiàn)象而設(shè)置排氣管。當(dāng)水斗中的水向熱罐中流動(dòng)時(shí)，其中的空氣可以從排氣管向上排出，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)只要水斗中有水就可以保證熱罐中有水。本實(shí)施例由于有可靠的防止熱罐干燒的控制系統(tǒng)，故可以不設(shè)置排氣管。用戶如果發(fā)現(xiàn)飲水機(jī)水斗中有水，而飲水機(jī)不加熱，說(shuō)明熱罐中無(wú)水或者水位很低。這時(shí)，用戶可以開(kāi)啟出水龍頭排出熱罐中的空氣，使水斗中的水順利進(jìn)入熱罐。取消排氣管后，不僅可防止從排氣管散發(fā)熱量，達(dá)到節(jié)能的目的，還可有效地防止水斗中的水出現(xiàn)溫升現(xiàn)象，即有效地防止飲水機(jī)的串溫實(shí)施例三結(jié)合圖6和圖7所示，本實(shí)施例電容傳感器通過(guò)密封圈(17)和螺母(18)固定在熱權(quán)(13)的頂部，所述的電容傳感器包括極板座(16)和極板(15)，極板座(16)的上部設(shè)有可與螺母(18)連接的外螺紋，極板(15)固定在極板座(16)上，極板(15)的表面設(shè)有食品衛(wèi)生級(jí)的絕緣層(27)，電氣線路板(H)設(shè)置在飲水機(jī)殼體內(nèi)部。本實(shí)施例的其它要求與實(shí)雄例二相網(wǎng)。本實(shí)施例由于電容傳感器的電極板(15)設(shè)置在金厲熱罐(13)的內(nèi)部，所以，傳感器電容的抗干擾性較強(qiáng)，此外，電極板(15)與水不接觸，可保證水質(zhì)衛(wèi)生。實(shí)施例四本實(shí)施例是本實(shí)用新型技術(shù)在無(wú)熱罐飲水機(jī)上的一種應(yīng)用。結(jié)合圖8和圖9所示，傳感器電容的極板(21)設(shè)置在電加熱器(19)上方的接管外部，電氣線路板(26)設(shè)置在飲水機(jī)殼體內(nèi)部，飲水機(jī)的前面板上還設(shè)有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(23)和停止開(kāi)關(guān)(24),電氣線路板(26)中設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路、信號(hào)處理電路和執(zhí)行電路。使用時(shí)，用戶按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(23),繼電器線包CJ4通電。繼電器線包CJ4通電后，其與啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(23)并聯(lián)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，信號(hào)檢測(cè)電路和信號(hào)處理電路通電。此時(shí)，如果電加熱器(19)中無(wú)水或者水位很低，則傳感器電容的電容量Cs很小，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令使繼電器線包CJ5保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，于是，電加熱器(19)也處于斷電狀態(tài)，電磁閥(25)也保持關(guān)閉狀態(tài)；如果電加熱器(19)中水滿或者水位很高，則傳感器電容的電容量Cs較大，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)和信號(hào)處理電路處理后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令使繼電器線包CJ5通電。繼電器線包CJ5通電后，其所有常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，于是，電加熱器(19)通電，加熱其中的飲用水。隨著電加熱器(19)通電過(guò)程的進(jìn)行，電加熱器(19)中的水溫逐漸上升，與此同時(shí)，傳感器電容Cs的電容量逐漸減小，當(dāng)電容量減小到某一設(shè)定值(該設(shè)定值對(duì)應(yīng)于控制溫度)后，信號(hào)處理電路發(fā)出指令接通繼電器線包CJ6的電源。繼電器線包CJ6通電后，其常開(kāi)觸點(diǎn)隨之閉合，于是電磁閥(25)通電開(kāi)啟，熱水從飲水機(jī)的出水龍頭(22)流出。隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，水斗(28)中的常溫水不斷向電加熱器(19)補(bǔ)充，熱水不斷從電加熱器(19)流向電磁閥(25)，再?gòu)某鏊堫^(22)流出，電加熱器U9)中的水溫保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)流出的熱水量滿足需要時(shí)，用戶可以按下停止開(kāi)關(guān)(24),斷開(kāi)繼電器線包CJ4的電源。繼電器線包CJ4斷電后，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，隨之繼電器線包CJ5和CJ6也斷電，電磁閥(25)斷電關(guān)閉，電加熱器(19)斷電停止加熱。圖IO所示是本實(shí)施例中的電加熱器(19)在進(jìn)水和加熱時(shí)，其中的介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)"隨時(shí)間t變化的曲線圖，現(xiàn)說(shuō)明如下在t。<t<h時(shí)段，電加熱器(19)中無(wú)水且未通電，其中的介質(zhì)為常溫空氣，空氣的相對(duì)介電常數(shù)e,l,并保持不變。L《t<t2時(shí)段，電加熱器(19)開(kāi)始進(jìn)水但未通電，其中的介質(zhì)有兩種，上部是常溫空氣，下部是常溫水，隨著水位的上升，介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)Sr逐漸增大。當(dāng)t—L時(shí)，s,"隨。t2《t<t3時(shí)段，電加熱器(19)中盛滿常溫水但未通電，常溫水的相對(duì)介電常數(shù)s,s^并保持不變。t="時(shí)刻，電加熱器(19)中盛滿常溫水并開(kāi)始通電。t3<t<U時(shí)段，隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，水溫逐漸上升，水的相對(duì)介電常數(shù)Sr逐漸減小。t-"時(shí)刻，水的相對(duì)介電常數(shù)"減小到"2時(shí)，水溫上升到控制溫度，電磁閥(25)開(kāi)啟放水，電加熱器(19)繼續(xù)通電加熱。"<t<t5時(shí)段，隨著電磁閥(25)的持續(xù)放水和電加熱器(19)的持續(xù)通電加熱，電加熱器(19)中的水溫保持動(dòng)態(tài)平衡，水的相對(duì)介電常數(shù)"保持不變。t=ts時(shí)刻，熱水出水量滿足需要，電磁閥(25)斷電關(guān)閉，同時(shí)電加熱器(19)斷電停止加熱。T5<t<t6時(shí)段，電加熱器(19)斷電停止加熱，由于散熱作用，水溫逐漸降到常溫，sr逐漸增大到e函。t=t6時(shí)刻，電加熱器(19)中盛滿常溫水并開(kāi)始通電。T6<t<t7時(shí)段，隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，水溫逐漸上升，水的相對(duì)介電常數(shù)Sr逐漸減小。t=t7時(shí)刻，水的相對(duì)介電常數(shù)"減小到Sr2時(shí)，水溫上升到控制溫度，電磁閥(25)開(kāi)啟放水，電加熱器(19)繼續(xù)通電加熱。T7<t<t8時(shí)段，隨著電磁閥(25)的持續(xù)放水和電加熱器(19)的持續(xù)通電加熱，電加熱器(19)中的水溫保持動(dòng)態(tài)平衡，水的相對(duì)介電常數(shù)"保持不變。t="時(shí)刻，熱水出水量滿足需要，電磁閥(25)斷電關(guān)閉，同時(shí)電加熱器(19)斷電停止加熱。為了實(shí)現(xiàn)圖10中粗實(shí)線所描述的控制過(guò)程，飲水機(jī)控制系統(tǒng)釆用下述方法進(jìn)行控制a.當(dāng)"《Sr2,電加熱器(19)和電磁閥(25)均不得通電加熱，因?yàn)殡娂訜崞?19)中無(wú)水、水位很低或者水溫過(guò)高；b.當(dāng)A">0,并且"上升速度V^V。，電加熱器(19)和電磁閥(25)均不得通電加熱，因?yàn)殡娂訜崞?19)此時(shí)處于進(jìn)水狀態(tài)(V?？梢酝ㄟ^(guò)試驗(yàn)確定)；c.當(dāng)Aer=0,并且s,s隱，電加熱器(19)可以通電加熱，因?yàn)殡娂訜崞?19)中已經(jīng)盛滿常溫水，但電磁閥(25)不得通電；d.當(dāng)ASr<0，并且Sr〉Sr2，電加熱器(19)繼續(xù)通電加熱，電磁閥(25)不通電，因?yàn)殡娂訜崞?19)中的水溫尚未上升到設(shè)定溫度；e.當(dāng)△sr《0，并且55.3<sr《sr2,電磁閥(25)通電開(kāi)啟，電加熱器(19)繼續(xù)通電加熱；f.當(dāng)Asr〉0，er上升速度V〈V。，er>55.3電加熱器(19)可以通電加熱。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書參照上述幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。權(quán)利要求1.一種探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于a.包括介電常數(shù)傳感器和電氣線路板；b.介電常數(shù)傳感器設(shè)置在盛水容器上或者與盛水容器相連通的接管上，電氣線路板設(shè)置在所在的設(shè)備上。2.按照權(quán)利要求l所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的介電常數(shù)傳感器是電容傳感器。3.按照權(quán)利要求l所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的介電常數(shù)傳感器是電磁波傳播速度傳感器。4.按照權(quán)利要求l所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的介電常數(shù)傳感器是電磁波角頻率傳感器。5.按照權(quán)利要求2所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的電容傳感器包括非金屬水管和極板。6.按照權(quán)利要求2所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的電容傳感器包括極板和極板座。7.按照權(quán)利要求l所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的電氣線路板上設(shè)有信號(hào)檢測(cè)電路和信號(hào)處理電路。8.按照權(quán)利要求7所述的探測(cè)水位和水溫的裝置，其特征在于所述的信號(hào)是介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、傳感器電容的電容量、電磁波在介質(zhì)中的傳播速度，或者電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)的角頻率。9.一種飲水機(jī)，其特征在于所述的飲水機(jī)設(shè)有按照權(quán)利要求l、2、3或者4所述的探測(cè)水位和水溫的裝置。專利摘要一種探測(cè)水位和水溫的方法及裝置，其包括介電常數(shù)傳感器和電氣線路板，介電常數(shù)傳感器設(shè)置在盛水容器上或者與盛水容器相連通的接管上，電氣線路板設(shè)置在所在的設(shè)備上，利用水與氣體的介電常數(shù)明顯不同，以及水的介電常數(shù)隨溫度變化的特性，通過(guò)檢測(cè)介電常數(shù)的變化來(lái)探測(cè)容器中的水位和水溫。本實(shí)用新型主要用于飲水機(jī)上控制電加熱器中的水位和水溫，也可以用于其它類似的設(shè)備上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是一個(gè)傳感器可同時(shí)作探測(cè)水位和探測(cè)水溫兩個(gè)用途，成本低；測(cè)溫在瞬時(shí)完成；傳感器沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作，且可以不與水接觸，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既能保證水質(zhì)衛(wèi)生，又方便維護(hù)，并且使用壽命長(zhǎng)；此外還可探測(cè)容器中的水是否處于沸騰狀態(tài)。文檔編號(hào)G01F23/22GK201034693SQ200720142789公開(kāi)日2008年3月12日申請(qǐng)日期2007年5月30日優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日發(fā)明者黃樟焱申請(qǐng)人:黃樟焱