一种洗衣机及其控制方法与流程

本发明涉及洗衣机及其控制方法领域，更具体的公开了一种其上设置有超声波水位检测装置的洗衣机及其控制方法。

背景技术：

市场现有的洗衣机，不论是全自动洗衣机还是滚筒洗衣机，在对洗衣机水位进行检测时均是通过水位传感器进行检测的。水位传感器的检测原理均是通过检测洗涤筒中水压大小，水压推动水位传感器中的磁芯在线圈中的位置发生变化，从而改变电感量，通过LC振荡电路产生不同频率的信号，最后根据频率信号值与水位高低一一对应的关系，得出相应的洗衣机水位。上述水位传感器的在安装时的结构为在洗衣机内筒底部设置一个气室，气室内装有导气管，导气管上有一个气嘴，气嘴通过气压软管与水位传感器连接，这样就可以将气室内的气压通过气压软管传递到水位传感器，水位传感器中的磁芯由于气压的缘故，在电磁线圈中的位置发生改变，从而改变了LC振动电路的电感量，最后输出一个变化的谐振频率信号，洗衣机通过检测信号频率大小即可以得出洗衣机水位高度。

申请号为201220155232.0的中国专利公开了一种洗衣机水位检测装置，在箱体底部做出一个气嘴，气嘴的上面连接导气管，然后用一个气室罩扣在导气管上。气室罩固定在箱体上，气室罩和箱体的底部有一定间隙。用气压软管将气嘴和水位传感器连接起来，这样气室罩内的气压就可以通过气压软管传递到水位传感器中。申请号为201220463748.1的中国专利公开了一种新型洗衣机水位传感器，包括装配气压导管的胶盖，自上而下依次安装在胶壳内的空心骨架、 磁芯、活塞片和隔膜，空心骨架和磁芯内设置的弹簧和弹簧定位帽，由绕制在空心骨架上的线圈和电容器构成的LC振荡电路以及设有导气孔的胶盖，所述空心骨架的一侧设有端子插口，端子设有倒刺的一端直接插入空心骨架一侧设置的插口内；绕制有线圈的空心骨架直接插入铆接在胶壳底座内置的四个小柱子上。利用端子一端设置的倒刺，将端子直接装入并固定在骨架的插口内，无需注塑；绕制有线圈的骨架通过胶壳底座内置的四个小柱子直接插入，并通过热铆的方式铆接在一起，其牢固稳定，提高了产品的质量。

上述两个专利都是通过水压进行水位检测的，但上述两个应用在洗衣机上的水位传感器都存在一定弊端，例如，洗衣机水位传感器检测精度低，长时间使用水位值发生零漂，而且较低的水位检测会导致进水量不稳定，影响衣物洗涤效果，同时还会导致水资源浪费。

由于，现有的洗衣机对水位检测的精度要求不高，且这类传感器的成本较低，被广泛应用在洗衣机上。但随着智能洗衣机的出现，对洗衣机水位检测精度提出了更高的要求，水位检测精度的提高可以更准确、更有效率的利用洗涤筒中的水去溶解洗涤剂并进行衣物洗涤，可将洗涤用水量精确化，节省用水量，保护水资源。

因此，市场亟需一种洗衣机水位检测方法及应用该方法的洗衣机，以提高水位检测精度，从而适应洗衣机智能化的发展。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于，提出一种洗衣机，该洗衣机上设置有超声波水位检测装置，使得洗涤过程中的洗涤用水量更精确，减少水资源的浪费。

本发明的另一个目的在于，提出应用在上述洗衣机上的水位检测方法，以提高洗衣机的水位检测精度，解决现有技术中的洗衣机水位检测方法存在的检 测精度低、水资源浪费严重的问题。

为达到此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种洗衣机，包括控制器，还包括与所述控制器相连接的超声波水位检测装置；

所述超声波水位检测装置位于洗衣机最大进水水位的上方；

所述超声波水位检测装置用于向洗涤筒中发出超声波信号并接收反射回的超声波信号，并将接收到的超声波信号转换为相应的电压信号后传递给所述控制器；

所述控制器用于控制所述超声波水位检测装置发出和接收超声波信号，并计算超声波信号从发出到接收所需的时间，控制器根据超声波信号在空气中传播的速度和所用的时间计算出所述超声波水位检测装置到洗涤水水面的高度h。

进一步的，所述洗涤筒包括内筒和外筒；所述超声波水位检测装置安装在洗衣机外筒盖上，并正对所述内筒和外筒之间的间隙。

进一步的，还包括旁通管道，所述旁通管道的底部与所述洗涤筒相连通形成连通器结构；

所述超声波水位检测装置位于所述旁通管道的顶部；所述超声波水位检测装置安装在洗衣机外筒盖上，并正对所述旁通管道。

进一步的，所述超声波水位检测装置包括超声波发射器和超声波接收器；

所述超声波发射器与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下发射超声波信号；

所述超声波接收器设有信号整理电路，所述超声波接收器用于接收反射回的超声波信号，并将接受的超声波信号转换为相应的电压信号经所述信号整理电路整理后传递给所述控制器；所述信号整理电路用于对电压信号进行放大和 滤波。

进一步的，所述信号整理电路包括放大电路和滤波电路；所述电压信号依次经过所述放大电路和滤波电路进行信号整理后传递给所述控制器。进一步的，所述控制器上设置有计时模块，所述计时模块用于在所述超声波发射器发出超声波信号后开始计时，在所述控制器接收到所述信号整理电路传递的电压信号后停止计时。

另一方面，为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种洗衣机控制方法，用于控制如上所述的洗衣机，进水阀开启进水后，执行步骤A：控制器控制超声波水位检测装置发出超声波信号并接收从水面反射回的超声波信号；

接着，执行步骤B：所述超声波水位检测装置将接收到的超声波信号转换为相应的电压信号后传递给所述控制器；

接着，执行步骤C：所述控制器计算实时水位高度并判断所述实时水位高度是否达到设定水位；

如果实时水位高度达到设定水位，则执行步骤D：所述控制器控制所述超声波水位检测装置停止检测，同时控制进水阀停止进水；

如果实时水位高度没有达到设定水位，则所述控制器控制计时模块复位清零并保持进水阀进水，重复执行步骤A至步骤C。

进一步的，所述步骤A中包括以下步骤：

a1所述控制器控制超声波发射器发射超声波信号，同时控制器中的计时模块开始计时；

a2超声波接收器接收从水面反射回来的超声波信号并转换为相应的电压信号。

进一步的，所述步骤B中包括以下步骤：

b1所述超声波水位检测装置将从水面反射回的超声波信号转换为相应的电压信号；

b2所述电压信号经过信号整理电路后传递给所述控制器。进一步的，所述步骤C包括以下步骤：

c1所述控制器接收到电压信号后，所述计时模块停止计时；

c2所述控制器计算从所述超声波水位检测装置发出超声波信号后到所述控制器接收到电压信号之间所用的时间t；

c3所述控制器根据时间t和超声波信号在空气中的传播速度v，计算所述超声波水位检测装置到洗涤水水面的高度h；

c4所述控制器根据公式Δh＝H-h计算实时水位高度Δh，其中，H为所述超声波水位检测装置到洗涤筒底部的距离；

c5所述控制器判断实时水位高度Δh是否与设定水位相等。

本发明的有益效果为：本发明中的洗衣机上设置有超声波水位检测装置，该水位传感装置可以发射超声波信号并接收水面反射回的超声波信号，控制器计算超声波信号从发出到接收所需要的时间，并根据超声波信号在空气中传播的速度和所用的时间计算超声波水位检测装置到水面的距离，进而计算洗涤筒中的水位高度。

使用本发明控制方法的洗衣机，能够有效提高水位检测精度，节约用水量，提升用户体验，满足用户对家电智能化的需求；同时，本申请中的超声波水位检测装置还具有结构简单，安装方便的优点，适合广泛推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例一提出的洗衣机的整体结构示意图；

图2是本发明实施例二提出的洗衣机的部分结构示意图；

图3是本发明实施例三提出的洗衣机控制方法流程图。

图中：

1、旁通管道；2、外筒盖；3、内筒；4、外筒；5、箱体；6、超声波水位检测装置；7、盲区。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提出了一种洗衣机，包括控制器和与控制器相连接的超声波水位检测装置。超声波水位检测装置位于洗衣机的最大进水水位的上方，超声波水位检测装置用于向洗涤筒中发出超声波信号并接收反射回的超声波信号，并将接收到的超声波信号转换为相应的电压信号后传递给控制器。控制器用于控制超声波水位检测装置发出和接收超声波信号，并计算超声波信号从发出到接收所需的时间，控制器根据超声波信号在空气中传播的速度和时间计算出超声波水位检测装置到洗涤水水面的高度h，进而计算洗涤筒中的实时水位高度。

如图1所示，是本实施例中洗衣机的一种具体实施方式，该洗衣机包括箱体5，箱体5中设置有内筒3、外筒4和外筒盖2，外筒盖2用于封住内筒3和外筒4之间的间隙。在外筒4的一侧设置有一条旁通管道1，旁通管道1的底部与外筒4相连通形成连通器结构。内筒3安装于外筒4内部作为洗涤衣物容器，外筒4在整个箱体5内作为洗衣机洗涤水容器，旁通管道1紧挨洗衣机外筒4。

当内筒3和外筒4中注水后，旁通管道1中的水位高度与内筒3和外筒4中的水位高度一样。因此，只需要检测旁通管道1中的水位高度就能够获得内筒3和外筒4中的水位高度。为了超声波水位检测装置6测量的准确性，旁通 管道1的内壁要求平整光滑，且旁通管道1优选为圆柱型管道，由于超声波水位检测装置6在其自身原理的作用下在工作过程中存在检测盲区，所以在进行超声波水位检测装置6安装时，要首先测试其盲区，以保证在安装过程中能够有效避免盲区对检测过程的影响。

本实施例中，在旁通管道1的上部设定一定的区域作为超声波水位检测装置的盲区7，盲区7的上部安装有超声波水位检测装置6，用于向洗涤桶中的水面发出超声波信号，并接收反射回的相同频率的信号。作为进一步的实施方式，超声波水位检测装置6位于旁通管道1的顶部，旁通管道1的顶部高于外筒4，超声波水位检测装置6安装在洗衣机外筒盖2上，并正对旁通管道1。

超声波水位检测装置6包括超声波发射器和超声波接收器，超声波发射器与控制器相连接，用于在控制器的控制下发射超声波信号。超声波接收器设有信号整理电路，用于接收反射回的超声波信号，并将接收的超声波信号转换为相应的电压信号经信号整理电路整理后传递给控制器。其中，信号整理电路包括放大电路和滤波电路，电压信号依次经过放大电路和滤波电路进行信号整理后传递给控制器。

进一步的，控制器上设置有计时模块，计时模块用于在超声波发射器发出超声波信号后开始计时，在控制器接收到信号整理电路传递的电压信号后停止计时。

本实施例中的洗衣机的工作原理为，控制器控制超声波发射器发出超声波信号并开启计时模块开始计时，超声波信号在空气中传播后到达旁通管道1中的水面后反射回来，被反射回来的超声波信号被超声波接收器接收，超声波接收器将超声波信号转换成相应的电压电路后传递给信号整理电路，信号整理电路对电压信号进行信号整理后发送给控制器。控制器对接收到的电压信号进行 识别后停止计时模块的计时，接着，控制器根据计时模块中记录的时间和超声波在空气中传播的速度计算超声波水位检测装置6与洗涤桶中水面之间的距离，而超声波水位检测装置6到外筒4底部的距离是一个定值，两者的差值就是内筒3中的实时水位高度。

本实施例中的洗衣机上设置有超声波水位检测装置6，该超声波水位检测装置发射超声波信号并接收水面反射回的超声波信号，控制器计算超声波信号从发出到接收所需的时间，并根据超声波信号在空气中传播的速度和传播时间计算超声波水位检测装置6到水面的距离，进而计算洗涤筒中的实时水位高度。

实施例二

如图2所示，是本实施例提出的一种洗衣机的局部结构图，本实施例与实施例一相同，包括内筒3、外筒4和外筒盖2，超声波水位检测装置6位于内筒3和外筒4之间的间隙中，并位于间隙的顶部，间隙的顶部高于内筒3和外筒4，超声波水位检测装置6安装在洗衣机外筒盖2上，并正对间隙。

本实施例中洗衣机为波轮洗衣机，内筒3与外筒4的间隙的宽度约为13mm-16mm，外筒盖2到内筒3最高水位的距离约为90mm左右，将超声波水位检测装置6安装在洗衣机外筒盖2的上端，超声波水位检测装置6朝向内筒3和外筒4间的间隙。本实施例中的方案相比于对比文件1中技术方案能够节省洗衣机的空间。同样本实施例中的超声波水位检测装置6在安装过程中也要避开盲区，避免水位测试不准确的情况发生。

本实施例中的检测原理与实施例一相同，只是本实施例检测的是内筒3与外筒4间隙中的水位高度，在此不再赘述。

实施例三

本实施例提出了一种洗衣机控制方法，用于控制如实施例一和实施例二中 的洗衣机。

本实施例中的控制方法为，进水阀开启进水后，执行步骤A：控制器控制超声波水位检测装置发出超声波信号并接收从水面反射回的超声波信号；

接着，执行步骤B：超声波水位检测装置将接收到的超声波信号转换为相应的电压信号后传递给控制器；

接着，执行步骤C：控制器计算实时水位高度并判断实时水位高度是否达到设定水位；

如果实时水位高度达到设定水位，则执行步骤D：控制器控制超声波水位检测装置停止检测，同时控制进水阀停止进水；

如果实时水位高度没有达到设定水位，则控制器控制计时模块复位清零并保持进水阀进水，重复执行步骤A至步骤C。

如图3所示，是本实施例中控制方法的流程图，下面结合流程图具体说明本实施例中的控制方法。

用户根据洗涤需要设定洗衣程序并启动洗衣机，控制器控制进水阀开启进水，接着控制器控制超声波发射器发射超声波信号，同时控制计时模块开始计时。超声波信号在空气中传播并到达水面，水面将超声波信号反射回来，超声波接收器接收到达水面后反射回来的超声波信号。

超声波接收装置将接收到的超声波信号转换成微弱的电流信号，电流信号再经过相应的电路转换为电压信号，电压信号依次经过信号整理电路中的放大电路和滤波电路后传递给控制器。

控制器接收到经过整理的电压信号后，计时模块停止计时。控制器计算从超声波水位检测装置发出超声波信号到控制器接收到电压信号所用的时间t，即计时模块记录的时间。控制器根据时间t和超声波信号在空气中的传播速度v， 计算超声波水位检测装置到洗涤水水面的高度h。首先，控制器计算出超声波信号在时间t内的传播距离，传播距离的一半就是超声波水位检测装置到洗涤水水面的高度h。接着，控制器根据公式Δh＝H-h计算实时水位高度Δh，其中，H为超声波水位检测装置到洗涤筒底部的距离。最后，控制器判断实时水位高度Δh是否与设定水位相等，即洗涤水位是否达到设定水位。

如果实时水位高度Δh没有达到预设水位，则控制器控制计时模块清零，同时保持进水阀开启，接着重复上述检测步骤。

如果实时水位高度Δh达到设定水位，则控制器控制进水阀停止进水，同时控制超声波水位检测装置停止检测。

使用本实施例中的控制方法控制实施例一和实施例二中的洗衣机，能够有效提高水位检测精度，节约用水量，提升用户体验，满足用户对家电智能化的需求；同时本申请中的超声波水位检测装置还具有结构简单，安装方便的优点，适合广泛推广使用。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。