專利名稱：液位檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于廚房家電液位檢測裝置技術(shù)領域，尤其是用于廚房家用電器的液 位檢測裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于烹煮液體的廚房家電如豆?jié){機等，一股通過設置一溫度傳感器進行最 低液位檢測，即在溫度傳感器和發(fā)熱管的法蘭上各連接一導線到電子控制單元上，以判斷 最低水位狀態(tài)防止發(fā)熱管干燒，但無法判斷高液位，無法作出高液位的報警提示，容易造成 機頭進水或液體飛濺現(xiàn)象。為解決同時判斷高液位和低液位的問題，通常采用一根防干燒 探針和一根防溢探針，防干燒探針一股采用設置有溫敏電阻等感溫元件的金屬棒，其與液 體接觸后構(gòu)成回路而判斷出液體是否達到額定的工作范圍內(nèi)，防溢探針用于判斷待煮液是 否過量，兩根探針的設置導致整體結(jié)構(gòu)復雜，控制可靠性降低。另外，帶有溫敏電阻的金屬 探針，需要通過機床多次加工成形，加工工序復雜繁瑣，材料成本和加工成本較高。通常豆?jié){機杯體上刻有最高水位和最低水位，這兩個水位差是很小的，容量的調(diào) 節(jié)范圍較窄，所以用戶難以根據(jù)飲用人數(shù)確定待煮液添加量，且不能根據(jù)液位高度設定相 應的加熱時間或加熱功率，造成了烹煮時間過長、能源浪費的現(xiàn)象，不能滿足不同的用戶群 體需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種液位檢測裝置，結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低， 可以自動檢測液體的高度從而對烹煮家電給予相應的程序控制。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用技術(shù)方案是液位檢測裝置，包括用于盛 裝液體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，所述探針表 面覆有阻值單向變化的碳質(zhì)膜，碳質(zhì)膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單 元與探針上的碳質(zhì)膜電氣連接，通過檢測碳質(zhì)膜電參數(shù)檢測液位。所述碳質(zhì)膜采用碳墨材料，所述碳墨材料優(yōu)選為可調(diào)電阻碳膜。碳膜材料相對金 屬材料成本節(jié)省，可調(diào)電阻碳膜則根據(jù)不同的制作需要，如豆?jié){、米糊、果汁等不同漿液進 行調(diào)節(jié)。所述探針用非金屬材料制成，表面印有碳質(zhì)膜。非金屬材質(zhì)的探針生產(chǎn)成本低，加 工方便。作為不用的方式，所述探針用金屬材料制成且其表面覆蓋有絕緣層，所述絕緣層 上設置有碳質(zhì)膜。金屬材質(zhì)的探針使用壽命長。所述碳質(zhì)膜上印有液位刻度。使得探針同時具有水位尺的作用，便于精確添加待 煮液體，節(jié)約資源和能源。所述碳質(zhì)膜通過絲印的方法獲得，加工方便。所述電子控制單元包括微處理器、顯示電路和按鍵電路，按鍵電路輸出端與微處理器輸入端相連，顯示電路輸入端與微處理器輸出端相連，所述微處理器包括探針碳質(zhì)膜 電參數(shù)檢測模塊和探針回路阻值處理模塊。所述電子控制單元還包括馬達驅(qū)動電路，其輸入端與微處理器輸出端相連，用于 驅(qū)動打漿機構(gòu)。所述電子控制單元還包括溫度檢測電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。所述微處理器具有可與控制終端網(wǎng)絡連接的通訊接口。本實用新型的液位檢測裝置，其可應用于豆?jié){機或料理機或電水壺或電飯煲或電 壓力鍋上。本實用新型的液位檢測裝置實現(xiàn)檢測的原理和過程為探針插入水中的深度不 同，其整體回路的電阻不同，根據(jù)回路阻值精確計算出液位高度。根據(jù)基本原理可知當液 體處于最低點，沒有達到探針時，整個回路的電阻為無窮大；當液位到探針的最底端時，回 路電阻等于水阻加整條探針的阻值；另外，探針設置不同高度的幾個判斷區(qū)域。劃分的其他 幾個區(qū)域水位檢測原理相同；微處理器根據(jù)碳棒回路阻值的變化，來判斷計算液位，并設定 相應的烹煮時間或加熱功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是1、結(jié)構(gòu)簡單，控制精度高；2、節(jié)省材 料、降低成本；3、可根據(jù)需要方便地設定待煮量的多少，節(jié)約資源和能源；4、精確測定液 位，看得到的調(diào)節(jié)，烹飪更人性化。

圖1為本實用新型液位檢測裝置實施于豆?jié){機時水位檢測示意圖。圖2為本實用新型液位檢測裝置實施于豆?jié){機時阻值檢測示意圖。圖3為本實用新型液位檢測裝置碳墨絲印成形后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型液位檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明如圖1至圖4 所示，本實用新型所述的一種液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器1、伸入容器1且與 容器底部具有一定間隙的探針2和電子控制單元，探針2表面覆有阻值單向變化的碳質(zhì)膜， 碳質(zhì)膜上端連接直流電源VCC，本實施例中，碳質(zhì)膜與VCC之間連有限流電阻R，容器1底 部接地，電子控制單元與探針2上的碳質(zhì)膜電氣連接，通過檢測碳質(zhì)膜電壓或電流等電參 數(shù)檢測液位。電子控制單元與碳質(zhì)膜電氣連接以實現(xiàn)對容器1內(nèi)待煮液體3液位的自動檢 測，通過檢測探針阻值計算液位進而允許開啟加熱體(如發(fā)熱管)并設定加熱時間?？稍?探針上加工出常用的阻值隨長度線性變化或非線性變化的碳質(zhì)膜，對于阻值線性變化的碳 質(zhì)膜，隨著液位的升高或下降，阻值呈線性變化，可以對液位進行連續(xù)檢測，控制精度高；對 于阻值非線性變化的碳質(zhì)膜，例如一臺豆?jié){機分為多個段位，探針在特定的液位出現(xiàn)一個 與其他點相差較大的阻值，通過檢測該數(shù)個特定液位設定加熱時間或加熱功率，亦能滿足 需要。碳質(zhì)膜的加工方法一股是通過有機粘合劑將碳墨、石墨和填充料配成懸浮液涂覆 于絕緣基體上，經(jīng)加熱聚合而成。改變碳膜厚度和/或用刻槽的方法改變碳質(zhì)膜的長度，可 以得到不同的阻值。本實施例中，碳質(zhì)膜通過絲印的方法獲得。本實施例的碳質(zhì)膜采用碳墨
4材料，碳墨材料優(yōu)選為可調(diào)電阻碳膜。碳膜材料相對金屬材料成本節(jié)省，阻值變化范圍大。 不同的漿液其自身阻值有差異，如鹽水的阻值偏小，淡水的阻值偏大，故可調(diào)電阻碳膜可根 據(jù)不同的烹煮需要(如豆?jié){、米糊、果汁等不同漿液)進行調(diào)節(jié)。探針可以用非金屬絕緣材 料制成，如塑料、橡膠或木質(zhì)等材料，便于節(jié)省加工成本。也可以是金屬材料包覆絕緣層制 成，結(jié)實耐用、使用壽命長。碳質(zhì)膜上印有液位刻度。通過觀察液位刻度可定量添加待煮液，達到廚房多元化 的烹飪條件，節(jié)約資源和能源。具體在豆?jié){機實施時，可以根據(jù)飲用者的個數(shù)和飲用量，煮制適量的漿液，突破了 傳統(tǒng)豆?jié){機不能煮制特大量或特小量漿液的瓶頸，由于精確測定液位，磨漿次數(shù)和煮漿時 間可以精確控制，煮制的豆?jié){不論量大量小，豆?jié){口感一致，不會因量少出現(xiàn)煮太熟甚至糊 管，量大而沒煮熟的情況。在電水壺實施時，用戶可以在加水的時候通過水位尺(即碳質(zhì)膜 上的液位刻度)看到添加的液體，以便控制適當?shù)乃?，這樣可以節(jié)約水源，同時也不會燒 出多余的水，從而達到節(jié)約水源的目的。再如電飯煲、電壓力鍋的實施，可以測定水位與飯 量，電控程序可以模糊控制煮飯溫度與時間，煮出的米飯更符合米飯曲線。如圖1所示，本實用新型的液位檢測裝置實現(xiàn)檢測的過程和原理為A為容器底部 電極，該電極接地，如圖2所示，RO為待煮液體3的阻值(基本不隨液位變化)，而碳質(zhì)膜 阻值Vr隨液位高度變化而變化，那么可知從VCC到GND的整個直流回路總阻值為Rw = Vr+R0。當水位沒有達到B點時(液位低于探針最底端)，從VCC到GND的整個直流回路斷 路，電阻為無窮大，可以默認為干燒或缺水，電子控制單元檢測碳質(zhì)膜上的電流值或電壓值 為零，禁止發(fā)熱體工作；當液位達到F點時，碳質(zhì)膜完全浸入液體內(nèi)，VCC通過液阻與GND接 通，可以默認為溢出，禁止發(fā)熱體工作；當水位到B點時回路電阻等于水阻加整條磁棒的阻 值，水位到達C時是C到F這段碳質(zhì)膜阻值和A到C這段液阻的和，水位到D、E時原理相 同。在此允許加熱的范圍內(nèi)，電子控制單元根據(jù)碳質(zhì)膜回路阻值的變化，來判斷計算液位， 并作出相應的操作(如根據(jù)液位設定加熱時間或加熱功率)。電子控制單元包括微處理器4、按鍵電路5和顯示電路6，按鍵電路5輸出端與微 處理器5輸入端相連，顯示電路6輸入端與微處理器4輸出端相連，微處理器5包括探針碳 質(zhì)膜電參數(shù)檢測模塊和探針回路阻值處理模塊，探針碳質(zhì)膜電參數(shù)檢測模塊用于檢測碳質(zhì) 膜上的電流和/或電壓信號，探針回路阻值處理模塊通過檢測探針回路電流和/或電壓信 號計算阻值進而計算液位。按鍵電路5用于向電子控制單元的微處理器4輸入如打漿，加 熱等信號，顯示電路6用于顯示缺水、溢出、加熱狀態(tài)或溫度等信息。電子控制單元還包括馬達驅(qū)動電路7，其輸入端與微處理器4輸出端相連，用于驅(qū) 動打漿機構(gòu)8，電子控制單元微處理器4通過液位檢測輸出允許/禁止打漿、打漿機構(gòu)輸出 功率、打漿時間等信號。電子控制單元還包括溫度檢測電路9，其輸入端與微處理器4輸出 端相連，向微處理器4發(fā)送液體溫度信號以供微處理器4綜合控制，如根據(jù)控制電路檢測到 的溫度設定加熱時間或關閉加熱體。微處理器4還具有可與控制終端網(wǎng)絡連接的通訊接口，為智能家用電器實現(xiàn)網(wǎng)絡 化工作預留功能。雖然本實用新型已通過參考優(yōu)選的實施例進行了圖示和描述，但是，本領域普通 技術(shù)人員應當了解，可以不限于本實施例的描述，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思基礎上，還可作形式和細節(jié)上的各種變化，如將該探針與杯體(容器)一體成型，或?qū)⑻结樑c機頭電氣連 接、機頭再與電子控制單元電氣連接等，諸如此等組合或變換均落入本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，其特征在于所述探針表面覆有阻值單向變化的碳質(zhì)膜，碳質(zhì)膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單元與探針上的碳質(zhì)膜電氣連接，通過檢測碳質(zhì)膜電參數(shù)檢測液位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質(zhì)膜采用可調(diào)電阻碳膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述探針用非金屬材料制成，表 面印有碳質(zhì)膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述探針用金屬材料制成且其 表面覆蓋有絕緣層，所述絕緣層上印有碳質(zhì)膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質(zhì)膜上印有 液位刻度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質(zhì)膜通過絲 印的方法獲得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元包括微處理 器、顯示電路和按鍵電路，按鍵電路輸出端與微處理器輸入端相連，顯示電路輸入端與微處 理器輸出端相連，所述微處理器包括探針碳質(zhì)膜電參數(shù)檢測模塊和探針回路阻值處理模 塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元還包括馬達 驅(qū)動電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元還包括溫度 檢測電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液位檢測裝置，其特征在于所述微處理器具有可與控制終 端網(wǎng)絡連接的通訊接口。
專利摘要液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，其特征在于所述探針表面覆有阻值單向變化的碳質(zhì)膜，碳質(zhì)膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單元與探針上的碳質(zhì)膜電氣連接，通過檢測碳質(zhì)膜電參數(shù)檢測液位。本實用新型液位檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單控制精度高，成本降低，可根據(jù)需要方便地設定待煮量的多少，節(jié)約資源和能源，精確測定液位，調(diào)節(jié)直觀，烹飪更人性化。
文檔編號G01F23/24GK201731914SQ20102019086
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者代松, 張錦洲, 蔡才德 申請人:浙江蘇泊爾家電制造有限公司