监视水消耗量和过滤器使用的装置和方法

专利名称：监视水消耗量和过滤器使用的装置和方法
相关申请的交叉参考本申请要求于2004年4月19日申请的、美国专利申请No.10/828,484的优选权，因此将其参考结合。本申请进一步要求于2004年12月22日申请的美国专利申请No.11/021,670的优选权，因此将其参考结合。
背景技术：
饮用水的质量依据水源中污染物的量广泛变化。利用安装在过滤水容器中的可更换的滤筒来处理家庭用水是一种改善饮用水质量的常用方法。过滤介质设立在滤筒内。过滤介质包括能降低重金属浓度的物质和化合物，这些重金属例如铜、镉、锌、铝、汞和游离氯。一些过滤介质也能够限制某些微生物的生长。众所周知，随着使用时间的延长过滤介质的作用会降低。因此，当已知量的水通过滤筒过滤后，就要更换滤筒。
存在设置在过滤水容器中机械的和电子的机构，以用于提醒用户需要更换滤筒。所有这些方法和装置都有缺陷。
一组发明仅示出了筒更换后的经历时间，并用这种方法来指示筒的使用。例如美国专利号4,895,648和5,666,224所公开的这些发明，其让用户利用机械日期指示器来记录新滤筒的插入日期。在经历给定时间后，希望这种日期指示器能提醒用户更换筒。这种提醒往往不能可靠地实施。在美国专利号6,224751B1中公开了这种装置的电子版本。在该装置中，利用推动按钮激活电子时间计数器来开始计数。筒使用的状态指示依赖于从推动开始按钮所经历的时间。在估计筒使用中，应用这种经历时间方法仅仅可靠到估计使用近似于实际使用的程度。实际上，自从过滤筒插入后，过滤筒的使用与经历时间会有很大的不同。经历时间方法的另一缺陷是，它要靠用户通过重新设置日期指示器或电子时间计数器米触发时间计数，如果忽略这一步骤将使这种方法无用。
另一组发明是将机构设置在过滤水容器的盖内或周围，其计算为加满水而把盖打开的次数。在EP0,861,809A1和WO95/29131中，盖包括闭合板，未过滤水经过该闭合板注入过滤水容器。闭合板的开和关的运动触发机械机构，该机械机构推进带动指示器的可转动部件，据称其可以指示筒的使用状态。美国专利号4,986,901公开了一种安装机构的过滤瓶盖，在盖每次准备接收注水时，该机构能推进计数器。
在WO96/13318、美国专利号5,900,138和WO00/66245中，利用机械、电子或电磁手段，也对过滤水容器的盖被打开的次数进行计数。在这些参考文献中公开的装置是基于这样的假设每次触发机构被触发，注入到过滤水容器里的水是一个理论常量值。然而，这种假设不能解释在计数中出现的误差，例如在清洁过程中不小心操作、接触触发机构时或当使用水量少于蓄水池的实际容量时。
还有一些利用流量计检测流经过滤装置的水量以指示水滤筒使用的参考文献。例如，美国专利号4,772,386公开了一种水滤筒，其连接到具有由水流驱动的叶轮的外壳。叶轮与转动有齿的盘相连，当预计水量流经叶轮后，转动有齿的盘摩擦并切割触发线。对触发线的切割将切断水流。美国专利号4,681,677、6,024,867以及WO03/028848A1描述了与过滤装置连接的流量计。具体地，美国专利号4,681,677描述了利用流量计监测流入水处理处理器的水。美国专利号6,024,867描述了利用水流通道中球的运动来检测过滤水流的量。WO03/028848A1描述了安装到过滤水容器的盖上的流量计。该流量计由涡轮构成，未过滤水的流经转动涡轮。随着时间的推移，由于有齿的盘的切割效率降低并且每条触发线的耐磨性会有变化，所以美国专利号4,772,386所公开的触发线方法是不精确的。当利用前述的机械计数机构时，流量计会遇到磨损和撕裂的机械故障。特别是对于WO03/028848A1中描述的流量计，在不经意或没必要的盖或过滤水容器的运动中，有可能误触发流量计。
其它指示滤筒消耗的方法是根据筒内水流的堵塞。美国专利号3,038,610利用当过滤介质耗尽时，过滤介质膨胀来阻塞水流。美国专利号6,428,687利用合成物质来阻塞水流。然而，这些方法只是指示过滤介质接触水的持续时间。
因此，就需要一种更精确和强有力的方法和装置来测量过滤水容器中的过滤器使用。

发明内容
本发明通过利用微处理器控制的传感器，以检测和监视过滤水容器中的过滤的或未过滤的水的水位来确定过滤器使用。另外，本发明具有监视过滤水容器内的过滤水消耗量和当前水位的附加优点。
本发明一方面提供用于测量过滤水容器的水位的水位传感器。水位传感器包括检测电路和检测传感器。检测传感器与检测电路电通信。检测传感器包括具有第一和第二电极的第一电极对。第一和第二电极沿过滤水容器的长度方向延伸。第一和第电极彼此充分间隔远离，以使检测电路可检测由过滤水容器中的水位变化引起的、与第一和第二电极有关的电特性的变化。在一些情况中，与第一电极和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个(i)跨过第一和第二电极的电阻变化、第一和第二电极之间的电容变化、跨过第一和第二电极的电压变化和跨过第一和第二电极的电流变化。
在一些实施例中，水位传感器具有与检测电路电通信的控制单元。将控制单元编程序以利用检测电路和检测传感器来跟踪过滤水容器中的水位变化，并且监视过滤水容器中的水过滤器的状态。
在一些实施例中，过滤水容器还包括与检测电路电通信的开关。该开关定位在过滤水容器内，这样当开关在第一状态时，控制单元确定过滤水容器处于非功能状态，当开关在第二状态时，控制单元确定过滤水容器处于功能状态。在这样一些实施例中，当过滤水容器处于功能状态时，控制单元利用从检测电路的电子读取信息来确定过滤水容器的水位。此外，当过滤水容器处于非功能状态时，控制单元不利用从检测电路的电子读取信息来确定过滤水容器的水位。在一些实施例中，过滤水容器安装有盛未过滤水的漏斗。漏斗在其基部安装有可移走的和可更换的滤筒，以使利用通过容纳在滤筒中的过滤介质把水排入过滤水容器的下部部分来过滤水。
在一些实施例中，用户在第一和第二状态之间切换开关。在一些实施例中，开关位于过滤水容器内，这样当过滤水容器的盖打开或从过滤水容器上移走时，开关处于第一状态，当盖上盖或连接于过滤水容器时，开关处于第二状态。在一些实施例中，开关位于过滤水容器内，这样当漏斗从过滤水容器上移走时，开关处于第一状态，当漏斗安装于过滤水容器时，开关处于第二状态。在一些实施例中，开关是气泡水准器开关，其在装有(i)流体和(ii)气泡的套内包括第一气泡传感器电极和第二气泡传感器电极。在这样这些实施例中，当气泡与第一气泡传感器电极或第二气泡传感器电极接触时，气泡传感器电极处于第一状态，当气泡不与第一气泡传感器电极或第二气泡传感器电极接触时，气泡传感器电极处于第二状态。
在一些实施例中，当过滤水桶中或漏斗中的水位的变化率低于预定变化率时，控制单元确定过滤水容器处于功能状态，当过滤水桶中或漏斗中的水位的变化率高于预定变化率时，控制单元确定过滤水容器处于非功能状态。
本发明另一方面提供用于测量过滤水容器的水位的水位传感器。水位传感器包括检测电路和检测传感器。检测传感器与检测电路电通信。检测传感器包括沿过滤水容器的长度方向延伸的传感器条。传感器条包括多个电极对。多个电极对中的每一电极对都包括第一和第二电极。多个电极对中的每一电极对与检测电路电通信。多个电极对中的一个电极对的第一电极和第二电极在传感器条上彼此充分间隔远离，这样检测电路可以检测与第一和第二电极有关的由过滤水容器中的水位的变化引起的电特性变化。
在一些实施例中，与第一电极和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过第一电极和第二电极的电阻变化、第一电极和第二电极之间的电容变化、跨过第一电极和第二电极的电压变化和跨过第一电极和第二电极的电流变化。在一些实施中，多个电极对包括2个电极对和10个电极对之间的任何电极对。在一些实施例中，多个电极对包括大于10个的电极对。
在一些实施例中，水位具有与检测电路电通信的控制单元。将控制单元编程序以利用检测电路和检测传感器来跟踪过滤水容器中的水位变化，并且监视过滤水容器中的水过滤器的状态。
在一些实施例中，检测电路包括第一导线(a)、第二导线(b)和第三导线(c)。第一导线(a)与多个电极中的一对电极的第一电极电通信。第二导线(b)与多个电极中的一对电极的第二电极电通信。第三导线(c)和第二导线(b)通过电阻电通信。编程序控制单元以每次在第二导线处检测第一电压降时，将第三导线(c)设置为高电压，并将第一导线(a)设置为低电压。进一步编程序控制单元以每次在第二导线(b)处检测第二电压降时，将第三导线(c)设置为低电压，并将第一导线(a)设置为高电压。在一些实施中编程序控制单元以，当第二电线(b)处于高电压状态时，切向低功率消耗的空闲状态，当第二导线(b)从高电压状态降至低电压状态时切向高功率消耗状态。本发明的另一实施例提供测量过滤水容器中的水位的方法。该方法包括检测与电极对中的第一电极和第二电极有关的电特性。第一电极和第二电极沿过滤水容器的长度方向延伸。与第一电极和第二电极有关的电特性随着过滤水容器中的水位的变化而变化。确定电特性的变化，由此考虑过滤水容器中的水位测量。在一些实施例中，与第一电极和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过第一和第二电极的电阻变化、第一和第二电极之间的电容变化、跨过第一和第二电极的电压变化和跨过第一和第二电极的电流变化。在一些实施例中，该方法还包括利用电特性的变化来跟踪过滤水容器中的水过滤器的状态。
本发明的另一实施例也提供用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统。水位监视系统包括包括电极对的检测传感器。电极对包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着所述过滤水容器水位的变化而变化的电特性。水位监视系统还包括与检测传感器中的电极对连接的检测电路。检测电路能产生基于与电极对有关的电特性的信号。水位监视系统还包括与检测电路连接的控制单元。控制单元能接收来从检测电路的信号。控制单元利用从检测电路接收的信号来确定过滤水容器中水位的变化，并由此确定加入到过滤水容器的过滤水量和/或从过滤水容器中消耗的过滤水量。在一些实施例中，检测传感器沿过滤水容器的下部部分的长度方向延伸。在一些实施例中，系统还包括一个或多个附加检测传感器。一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿过滤水容器的下部部分的长度方向延伸。在一些可选择的实施例中，检测传感器沿过滤水容器中的漏斗内壁的长度方向延伸。在一些实施例中，系统还包括一个或多个附加检测传感器，一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿过滤水容器中的漏斗内壁的长度方向延伸。
本发明的另一实施例提供用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统。水位监视系统包括沿过滤水容器的长度方向延伸的检测传感器。检测传感器包括多个电极对。多个电极对中的每个电极对分别包括在各个电极对中彼此足够远隔开的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着水位的变化而变化的电特性。该系统还包括与检测传感器中的多个电极对电通信的检测电路。检测电路能产生基于多个电极对中的第一和第二电极的各个电特性的信号。该系统还包括与检测电路电通信的控制单元。控制单元利用从检测电路接收的信号来确定过滤水水位监视系统中的水位的变化，由此确定加入到过滤水水位监视系统的水量和/或从过滤水水位监视系统中消耗的水量。在一些实施例中，检测传感器沿过滤水水位监视系统的下部部分的长度方向延伸。在一些实施例中，该系统还包括一个或多个附加检测传感器。一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿过滤水水位监视系统的下部部分的长度方向延伸。在一些可选择实施例中，检测传感器沿水位监视系统中的漏斗内壁的长度方向延伸。在一些实施例中，该系统包括一个或多个附加检测传感器。一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿水位监视系统中的漏斗内壁的长度方向延伸。
这样本发明提供指示过滤水容器中的水滤筒使用或消耗的精确、强有力的方法和装置。它还省略了机械设备的使用，例如流量计或那些用于打开/关闭或存取作用的盖连接的机械设备，这些机械设备的效率随着和撕裂而变坏磨损。


参照附图，从下面的详细说明和附加权利要求中将更加清楚地体现本发明的附加目的和特征，其中图1是根据本发明的过滤水容器的图示说明；图2A和2B是图1中的过滤水容器内的水位传感器的分离图；图3是图1中的过滤水容器的手柄的剖面图，其示出了根据本发明的电子控制系统；图4A是根据本发明的水位监视系统的功能性方块图；图4B是根据本发明的可选择的水位监视系统的功能性方块图；图5是根据本发明的检测电路的示意图；图6A是根据本发明的水位传感器的可选择实施例的图示说明；图6B是图6A中的水位传感器的局部放大图；图6C是沿线6C-6C的图6B中的水位传感器的截面图；图7是结合有图6A-C中的水位传感器的水位监视系统的功能性方块图；图8是描述了图7中的水位监视系统内的分压器检测电路的功能性方块图；图9是描述了图8中的分压电路的操作的时间图；图10是根据本发明的水位传感器的另一实施例；图11是根据本发明的水位传感器的又一实施例；
图12也是根据本发明的水位传感器的另一实施例；图13是根据本发明的过滤水容器的可选择实施例的图示说明；图14是根据本发明的气泡开关的示意图；以及图15是根据本发明的过滤水容器的可选择实施例的图示说明，其中电极传感器位于漏斗内而不是在容器的下部部分；图16是根据本发明的过滤水容器的可选择实施例的图示说明，其中电极传感器位于漏斗内而不是容器的下部部分，并且检测电路容纳在探头组件内而不是容纳在容器手柄内。
在所有的几个附图中，相同的附图标记涉及相应的部分。
具体实施例方式
过滤水容器综述图1描述了根据本发明的过滤水容器10，其用于提供过滤饮用水，同时监视水位和确定滤筒的使用。容器10具有主体12或器皿，其尺寸优选为饮料罐，并且包括至少三个可拆卸的部分盖14、漏斗24和水滤筒22。漏斗24定结构和尺寸为装配于盖14附近的主体12的上部部分内并与盖14附近的主体12的上部部分接合，这样漏斗24的底部和主体12的基部18形成在其内部存放过滤水的腔26。滤筒22是可替换滤筒，并且其尺寸设计成可拆卸地牢固位于漏斗24的底部的开口(未示出)内，这样滤筒22的一部分伸入到腔26内。容器10也包括连接到主体12一侧或与主体12的一侧整体形成的手柄30。在主体12的相对侧，腔25延伸通过漏斗24而形成管口，以使在不移去漏斗24的情况下可以从腔25倒出过滤水。
在典型应用中，新滤筒22固定在漏斗24内，并且未过滤水通过开口16倒入并进入漏斗24。漏斗24临时储存水直至其流过滤筒22。在重力的作用下，水从漏斗24流过滤筒22，滤筒22包括用于去除水中杂质的过滤介质。使用一段时间以后，过滤介质的效力会降低。经过滤筒22后，过滤水落入腔26，过滤水存储在该腔内以备以后消耗或使用。为取出过滤水，用户只需握住手柄30并倾斜容器10，水就可以倒出管口25。为了在不移去盖14的情况下方便地倒出水，盖14可选择地包括管口开口(未示出)。
至此所述的容器10的基本构造与现存在的容器相似，例如Terraillon Aqua30和Aqua 40(Terraillon，BP73,78403 Chatou cedex，France)。主体12、盖14和漏斗24最好由塑料(如高密度聚乙烯)或在本领域中公知并使用的任何其它合适的材料制成。滤筒22可以是为适配于漏斗24中而设计的或选择的任何合适的水滤筒。本领域的技术人员可以理解，上述主体12、盖14、漏斗24和滤筒22的构造和特征仅仅是用于图示说明的目的，在不脱离本发明的范围的情况下可以对其进行修改。
水位检测和监视系统再次参照图1，容器10包括唯一的水位检测和监视系统50，水位检测和监视系统50包括水位传感器40和电子控制系统52。水位传感器40在此也称为检测传感器或检测器条，优选具有拉长形状，并且图1中所示的实施例中沿主体12的内壁设置在腔26内。可选择地，传感器40可以放在漏斗24内。例如，水位传感器40可以沿漏斗24的内壁设置。传感器40优选是垂直方向设置。在图1所示的实施例中，传感器40大约跨过位于基部18与漏斗24的底部之间的腔26的整个高度，因此，当过滤水在腔26中时，传感器40的下部部分位于水位27以下并与水接触，传感器40的上部部分位于水位27以上并与空气接触。在另一实施例中，传感器40大约跨过漏斗24的整个高度，因此，当未过滤水在漏斗24中时，传感器40的下部部分位于漏斗24里的水位以下并与水接触，传感器40的上部部分位于漏斗24里的水位以上并与空气接触。无论水位传感器40安放在容器10里的什么位置，它都通过线48与控制系统52进行电通信。如图1所示，在示范性实施例中，控制系统52设置在手柄30内。
如图2A和2B所示，水位传感器40的一个实施例包括连接到基板46上的平行电极42a和42b的拉长的对42。电极42a和42b是电导线，它们彼此分开但被彼此临近定位。电极对42从基板46的表面延伸，因此，当腔26(如图1所示的实施例中的)或漏斗24(如图15所示的实施例中的)充满水时，电极42a和42b的低于水线的部分，与水接触并被水分开，这样电极42a和42b之间的电阻或电容作为水位的函数变化。
电极42a和42b可以由任何金属或非金属导电的材料制成。优选地，采用耐蚀材料，例如镀铬合金、不锈钢、CoCr、NiCr、半贵金属合金、钛合金和类似的物质。在一个实施例中，电极42a和42b上覆盖有金属镀层，例如金和铂，以有助于防止腐蚀。电极材料优选是无毒的。基板46优选由塑料(如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、硬乙烯树脂、塑化乙烯树脂、乙酸丁酸纤维素、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或丙烯腈丁二烯苯乙烯)、陶瓷(如硅酸盐陶瓷、玻璃陶瓷)或其它任何相对非导电材料构成，其可以粘附到或者嵌入到容器主体12的内壁。在一些实施例中，基板46只是图1所示实施例中的主体12的内壁(或是如图15所示的实施例中的漏斗24的内壁)。电极42a和42b分别与导线43a和43b连接。导线43a和43b向控制系统52传送电流，也从控制系统52传出电流。导线43a和43b是彼此绝缘的，并且可以捆扎成一根线48。
参照图3，控制系统52包括控制单元80、检测电路70和显示器60。控制单元80优选是一般用途的微处理器，微处理器与传感器40、检测电路70和显示器60通信，以提供全面的操作并控制水位检测和监视系统50。可选择地，控制单元是专用集成电路(ASIC)或其它任何形式的处理装置。检测电路70包括一个或多个电阻电路、电容电路、运算放大器和/或其它确定电极对42之间的电阻或电容变化的以及用于把这种变化传送给控制单元80的装置。电池66或其它电源为控制系统52提供能量，并由电池盖68将电池保持在电池盒64内。选择模式按钮62与控制单元80通信并允许用户在不同功能之间选择，或者来显示不同参数，例如当前水位、总的水使用或消耗、从最近一次过滤器变化所经历的时间或根据多种度量标准的任何一种所测量的过滤器剩余寿命，这些度量标准例如剩余时间、可被过滤的水的剩余量或填满剩余数。
显示器60优选是液晶显示器(LCD)，但其它的显示器或状态指示器也在本发明的范围之内。这些可选择的设备包括发光二极管(LED)或模拟显示器，或者是一个或多个能通过改变状态、强度或颜色来指示例如水位、总的水消耗量或过滤器寿命的参数的指示灯。控制单元52优选是具有用于存储例如运算参数、水位数据、指令、元件状态等信息的集成存储器。然而，系统50也可以结合有附加存储器，附加存储器可以是附加的或者是代替集成微处理器存储器。这样的附加存储器可以是只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)，其可以与微处理器80电通信。
水位检测和监视系统的操作图4A和4B是示出了水位检测和监视系统50的操作的两个实施例的功能图。如上面所示和所述的，在这两种情况中，系统50包括检测传感器40、检测电路70、控制单元80和显示单元60。如图2A和2B所示，在这两个实施例中，检测传感器40包括一对平行电极板42a和42b。这两种方法之间的不同在于，用于检测电路70的电路72、74，并且这两种电路72、74构造成来检测跨过电极42a和42b(图4A)的电阻变化，或者构造成来检测电极42a和42b(图4B)之间的电容变化。
由于水的电阻与空气的电阻不同，所检测的跨过电极42a和42b(图4A)的电阻变化是水位27的函数。另外，由于水的电容与空气的电容不同，所检测的电极42a和42b(图4B)之间的电容变化也是水位27的函数。
参照图4A，当电极板42构成直流(DC)电路时，跨过电极板42(42a和42b)的电阻与两个电极板之间暴露于空气的接触面积的数量成比例。这是因为空气的电阻远大于水的电阻。所以当以两个电极42之间的水代替空气时，跨过电极板42的电压会减小。
参照图4B，当电极板42构成交流(AC)电路时，跨过电极板42的电容与两个电极板之间的暴露于水的接触面积的数量成比例。这是因为水的介电常数是大约80，而空气的介电常数是大约1。从而可以由下面的公式求出跨过板42的电压ddT(V42a-V42b)=(I42A→42BC)]]>其中C是板42之间的介电常数，当导线42构成AC电路时，水的增加将会引起电压幅值的下将。因此，在两个实施例(图4A和4B)中，当电极对42的接触面积随着水位的上升(如在图1所示的实施例中的过滤水水位27，或在水位传感器40位于漏斗24中的实施例中的漏斗24中的水位)增加时，跨过在图4A和4B中所述的电路的电压会降低。检测电路70检测出该电压的降低，并且传送相应信号至微处理器控制单元80。微处理器控制单元80从检测电路70接收到该信号，并周期性地执行一个或多个下述步骤(1)保存当前水位的记录和/或水位的改变，(2)计算水消耗量(例如，通过监视倒出管口25或流经水滤筒22的水量)，(3)通过监视过滤后进入腔26的水量来计算水过滤的量，和/或(4)通过监视自最近一次更换筒以后的水消耗量和水过滤，计算水滤筒22的使用状态。在显示单元60上，可以向用户显示出关于这些所测量的或所计算的参数的任何一个的信息。因此，本发明的一些实施例提供与控制单元80电通信的显示器60，其中控制单元80能够使显示器60显示从过滤水容器10中的当前水位或当前水位的变化推导出来的信息。在一些实施例中，这些信息包括过滤水容器10的水位、位于过滤水容器10中的水滤筒(水过滤器)22的状态、对过滤水容器10是否处于功能状态的确定、对过滤水容器是否处于非功能状态的确定、经历的时间或从最近一次更换滤筒算起过滤水消耗量中的一个或多个。显示器60也提供例如当前时间、溢出警告和再注水提示的信息。
需要指出的是，图4A和4B中的区别模块只是为了图示的目的示出，一些所示的模块可以合并到单一的实际设备中而不会失去其普遍性。
用电阻原理的水位检测在一个实施例中，图4A中的电路72可以用图5所示的电路来说明。将由控制单元80确定的预定直流(DC)电压V施加至电极43a。电极43b接地。空气的电阻大大高于水的电阻。因此，图5中的电阻R的变化是水位的函数(例如，在图1所示的实施例中的水位27，和在图15所示的实施例中的传感器40或多个传感器40位于漏斗24中的漏斗24的水位)。由于电路72的电阻R的变化是水位的函数，所以水位的增长将导致跨过导线42a和42b的电阻的降低。电阻的降低将导致电压的降低。由微处理器控制单元80来检测电压的变化。这样，微处理器80利用输出电压Va来计算任何时刻的水位。
利用电容原理的水位检测结合图5上面所述的示范性电路利用空气和水之间电阻的不同。然而如图4B所示，本发明的检测电路70可以构造成用来检测交流电路(AC)中的电极42a和42b之间电容的变化。在这些例子中，两个电极42a和42b包括电容器的两个板，这样当电荷Q施加到电容器的一个板42a上时，相反的电荷-Q出现在另一板42b上。电荷的存在产生跨过电容器的电压V。该电压与存储电荷之间呈线性比例关系，对应于公式Q＝CV。数量C是固定电容，通常表示为微微法，已知为电容，其值依赖于电容器的物理参数。
影响C的“电容器”的物理参数包括板42a和42b的有效表面积A、板42a和42b之间的距离D和板42a和42b之间材料的介电常数K。这些参数的关系可以表示为等式C≈K(A/D)
介电常数是数值范围1至100中的数值，其与介质存储静电荷的能力有关。在该例子中，电极板42a和42b之间的介质要么是空气要么是水，或者是两者的结合。空气的介电常数K是1，而水的介电常数大约是80。在这里，电极板42a和42b之间的距离D是常数，所以系统的电容C是电极42a和42b之间的有效面积的函数，电极42a和42b与水接触，相应地也被水分开C≈(1×Aair)+(80×Awater)当水位增高时，系统的总电容输出增加。可以用与控制单元80通信的检测电路70中的标准运算放大器或电容检测电路来检测这种电容的变化，并且控制单元可以用该信号来计算和监视水位27。
具有电极对阵列的水位传感器图6-9描述了利用图1中过滤水容器10的水位检测和监视系统50的实施例的特征和方法，在此利用了具有电极对阵列的水位传感器140。参照图6A和6B，我们认识到，传感器140的基本特征基本上与图2A和2B的传感器40相同，只不过传感器140包括多个电极对，如142-1、142-2、142-N，而不是如图2A和2B所述的一对电极42。在一些实施例中，N是2和10之间数。在一些实施例中，N是10或大于10的数。在一些实施例中，N是10和1000之间的数。如图6A和6B所示，每一电极对142相对于相邻电极对最好是竖直方向设置，这样每对电极142对应于已知的水位(例如在图1中所示的实施例中的水位27，或者是其中传感器40或140沿漏斗24的内壁垂直设置的实施例中的漏斗24中的水位)。每对电极142连接于基板46或嵌入在基板46中。在一些实施例中，基板46就是漏斗24的内壁和/或腔26的内壁。
在该实施例中，除了它们分别沿传感器140的竖直长度方向的位置外，每对电极142基本上有相同的特征和特性。每一电极对142包括两个导电电极板，例如142a-1和142b-1，其从基板46的表面延伸到容器10的腔内(例如到图1中所示的实施例的腔26内，或者到另一实施例的漏斗24内)。电极142a和142b彼此基本上相互平行并且彼此临近，但是它们彼此之间要么被空气(例如当水位低于电极对142时)隔开要么被水(例如当水位在电极对142之上时)隔开。
导线145a和145b分别将电极142a和142b连接到检测电路(例如下面所述的图7中的电路170)。在该实施例中，为方便设计，把从每个电极对142引出的导线145a和145b捆成导线束154。每条导线(例如145a-1和145b-1)与其它的所有导线之间是绝缘的，以使它们彼此之间不导电。
如前所述，合适的电极材料包括导电耐蚀材料，例如镀铬合金、不锈钢、CoCr、NiCr、半贵金属合金、钛合金和类似的物质。在一个实施例中，电极142-190上覆盖有金属镀层，例如金或铂，以有助于防止腐蚀。电极材料优选是无毒的。
具有电极对阵列的水位传感器的操作参照图7的功能图，检测传感器140的每个电极对142连接到检测电路170内的相应的电路172上。如根据图4A和4B所述的，每个检测电路172与控制单元80通信并由控制单元80控制。控制单元80连续、周期性地或以其它方式选中电极对142，以从检测电路获得信号，并且指明哪个电极与水接触和哪个电极与空气接触。参照图8和9，在下面所述的功率有效的实施例中，控制单元80不选中电极，而是响应跨过电极的电压变化。在其它实施例中，控制单元80忽视从以前测量中获知是在水线以上和/或以下的一预定距离的电极。不管是选中还是采样方法，控制单元80利用电路172的输出信号来确定所需要的参数，例如目前水位、水位的变化、水过滤或消耗的总量、剩余过滤器寿命等等。
如图4A和4B，利用其相应的检测电路172测量每一电极对，例如电极对142a-1和142b-1之间，之间的电压变化，为图7的每一电极对142测量水位。跨过浸入水中的那些电极对的电压由水的特性来确定，然而，跨过在水位以上的那些电极对的电压由空气的特性来确定。那么，水位27可以计算为在这些电极对中的最高的那一对电极对的位置，或者是稍高于最高的那一对电极对的位置，所述这些电极对呈现出是由水的电压确定的电压。在这些实施例中，没有必要用微处理器80来校准特定电极对之间的电阻或电容测量，因为微处理器80只是确定一对电极板，例如142a-1和142b-1，之间的电阻(或可选择电容)是高还是低。
系统的分辨率由电极对的竖直长度、电极对的数量和相邻电极对之间的竖直距离来确定，并且在某些情况下还与对电极的采样频率有关。电极对越多和/或电极对之间的竖直间隔越小，分辨率就越高。在可选择的实施例中，参照图4A、4B和5，通过计算如上所述的作为水位函数的电极对之间电阻或电容的分级变化，微处理器可以分辨水位的细微变化，例如在一个电极对的跨度内。
功率-有效水位检测电路图8示出了根据本发明的一个实施例的功率有效水位检测电路的一个例子。本领域的技术人员可以想到尽管在图8中只示出一个电极对142(142-1)和电路172(172-1)时，但下面的功能性描述适用于图7所示的电极对的每一个和相应的电路172。
在该实施例中，电路172-1是包括三根导线143a-1、143b-1和143c-1的分压器电路，这三根导线也分别称为导线“(a)”、“(b)”和“(c)”。如上所示和所述，导线143a-1电连接到电极142a-1，导线143b-1电连接到电极142b-1。导线143c-1通过电阻器176(R1)电连接到电极142b-1。所有三根导线(a)、(b)和(c)与控制单元80电通信，控制单元80向电路172-1提供控制和输入信号，并且接收来自电路172-1的输出信号。可选择地，电平设定调节电路194用于调节进入控制单元80的信号或者调节控制单元80的输出信号。在某些情况下，需要这样的电平设定调节电路194来把由检测电路170产生的电压和电流的范围减小到控制单元80的动态范围。
电路172-1设计用来将电极对142-1的状态改变，例如，电极对是否与水接触传递给控制单元80。如上所述，当电极对浸入空气与浸入水中相比，跨过电极对的电压是不同的。所以从一般概念上讲，电极对142-1在这里是作为开关142-1来所示、所述的，其中开关有两个可能的状态开或关。当水位到达电极对142-1时，电极142a-1和142b-1之间水的存在会将这些电极之间的电阻从有效地不允许电流通过的很大的值减小至允许电流通过的值。这样，当水到达电极对142-1时，电路170关闭。相反，当水位低于电极时，相对小的或没有电流在电极142a-1和142b-1之间通过，电路170开。当(a)连接到低压(如地电势)而(c)连接到高压信号时，(b)的电压由分压公式确定VOUT=VIN[R2R1+R2]]]>其中R1是电阻176的电阻值，R2是跨过导线142a和142b的电阻值。
图9示出了图8的电路170的典型操作的时序图。通常，导线(a)和(c)从控制单元80获取出入信号，导线(b)把输出信号传送给控制单元80。尽管信号可能是已知值的AC或DC信号，经由导线(a)和(c)传送至电路的信号以及经由(b)接收的来自电路的信号在这里要么表述为低(“0”)要么表述为高(“1”)。在任意开始时间t0，水位是“低”意味着是空气而不是水在隔离电极142a和142b。所以，认为开关142-1处于“开”。在该状态，控制单元80已向(c)提供高电压并且向(a)提供低电压。空气的高电阻特性决定分压器电路具有很高的R2。因此，VIN等于VOUT。按照这样设置，(b)的输出电压等于VIN，其被认为是逻辑“高”。在该高输出(b)状态，控制单元80保持“关”，或是相对于电路170闲置。在时间t1，水位还是低，开关还是开，(a)、(b)和(c)的电压状态保护不变，微处理器80保持闲置。
在时间t2，水位增加并处于高。这意味着电极142a-1和142b-1浸入水中。目前的R2由水的电阻特性而不是空气的电阻特性来确定。VOUT不再等于VIN。为使R1具有合适的选择值，VOUT将基本上小于VIN。所以，在(b)的电压会降低，这里用状态“0”或“低”表示。导线(b)从高电压状态到低电压状态的变化引起激发微处理器80(变为“开”)。导线(b)的电压已从逻辑高降至逻辑低的事实意味着水位27已经超越水桶内相应导线142的物理位置，并且这一事实由微处理器80指出并存储在微处理器内或与微处理器相连的存储器内。
在时间t3，微处理器80翻转(a)和(c)的电压状态，从而端(a)就处在高电压，而端(c)就处在低电压。端(a)和(c)的电压翻转引起端(b)的电压采用值VOUT其中VOUT=VIN[R1R1+R2]]]>如图9中在时间t4处示出的，由于传感器142浸在水中，相应地R2就小，并且R1不变，所以导线(a)和(c)处电压状态的翻转立刻引起端(b)的电压从低转向高。可以理解的是，t3和t4瞬间出现而用不连续步骤写出只是为了容易理解本发明的电路。一旦微处理器80在步骤t3翻转电压，可以将其本身随意关掉，直至线(b)的电压降至表明电极对142不再浸入在水中的低电压。
当水位在随后的任意时间t5降低时，电极对142与空气接触，由电极对142限定的逻辑开关再次处于开状态。开关142的开意味着R2变大。所以VOUT减小意味着(b)处的电压降低。(b)处的电压降低引起微处理器80从其闲置状态的觉醒，并且表明水位已变化至电极对142以下。
立即在时间t5以后，微处理器80再次翻转导线(a)和(c)的输入电压，从而导线(a)变低，而导线(c)变高。因此，导线(b)的电压再次由下述公式确定VOUT=VIN[R2R1+R2]]]>这样，在时间t7，由于R2大，端(b)的电压变回高状态。还有，在时间t7，微处理器再次变回闲置状态。在时间t7，开关142、微处理器80和导线(a)、(b)和(c)的状态与它们在时间t0时的状态相同，此时微处理器处于低能耗的闲置状态，该状态只能由导线(b)的电压降低来打断。在随后的时间t8，水位再次增加，其浸没导线142，时间t0-t7内的循环描述再次开始。
在图8和9中所示所述的示范电路与传感器140的电极对阵列142中的电极对142有关。本领域的技术人员可以理解，在优选实施例中，每一电极对都连接到独立的分压器电路，从而该阵列中的每个电极的状态的变化可以由处理器80来监视。这种方法符合功率效率观点，因为当微处理器80不断准备响应水位的变化，它保持闲置直至产生这样的变化。另外，即使产生变化时，微处理器80能有效忽略除了那些在某一给定时间受水位变化直接影响的电极外的所有电极142。该示范性电路的另一优点是有极小的电流流经检测电路。(b)处的即时电压降低表明有电流流过142-1，(a)和(c)处的电压翻转从而阻止电流。这对延长电池的寿命以及减小导线142的腐蚀都有很好的效果。
本领域的技术人员可以理解，根据图4B上面所讨论的电容原理也可用来构造检测电路170，这样电路172检测由于水位的增加或降低而引起的电极对142的电容变化。这种电容电路只需要检测给定传感器的电容是高还是低。例如，具有高电容的最上面的传感器表明水位。可选择地，可以利用在此所述的电容原理把如上所述的功率有效电路构造成用来检测电容的变化。
可选择的水位传感器图10-12描述了水位传感器40的可选择实施例。参照图10，水位传感器200包括具有竖直方向长的电极210的基板46，电极210与竖直排列的一排较小电极212-N并排设置。电极210与图2A中的电极142a或142b中的一个相似，而电极212-N中的每个电极与图6A中的电极142a或142b相似。电极210和212连接于基板46或嵌入在基板46中，并且从基板46的表面延伸，这样腔26，在图1中所示的实施例的情况，或漏斗24，在另一实施例的情况，中的任何水都与电极接触。在电极210用作公用电极与每个电极212形成电极对的情况下，传感器200基本上可完成上面所述的图6-9中的传感器140的作用。每个电极210和212通过导线连接到检测电路，例如检测电路170。检测电路170可构造成用来检测上面所述的每一电极对的电阻或电容的变化。传感器200(图10)与传感器140(图6A)相比的优点在于传感器200制造更加便宜，因为它包括更少的分离部分和更少的导线。
在另一实施例中，图11的水位传感器300包括连接至基板46的公用电极210。然而，把传感器200中的竖直排列的一排基本上同样短的电极212替换，传感器300包括一排平行排列的、长度不同的、竖直定向的电极312。水位传感器300根据只要水浸没电极312的项端，电极210和电极312之间的电阻将可测量地减小这一原理。因此，由于每个电极312具有不同的预定长度，根据上面讨论的电阻原理，一排电极312可以用来确定水位。
在另一实施例中，图12的水位传感器400包括平行对电极442，每一电极对442包括第一电极442a和第二电极442b。如同在此所述的其它传感器一样，电极可以安装到、接附到或嵌入在基板46，这样它们从基板延伸并且要么与空气接触要么与水接触。如同传感器300一样，每一电极对的顶边缘在传感器400的顶部附近是对齐的。电极对中的每一电极，如442a-1和442b-1，具有同样的长度。然而，如图12所示，在优选实施例中，传感器400中的每对电极442具有唯一的长度。例如，电极442a-1和442b-1从传感器400的顶端仅跨越一个短的竖直距离，而电极442a-N和442b-N基本上跨越传感器400的整个竖直长度。位于442-1和442-N之间的电极对为中间长度，这样每一电极对对应一个特定的水深。通过各自的导线441把每个电极连接至上面所述的检测电路。
需要指出，在此所示所述的电极的形状和结构只是一个举例，而不意味着限定。可以用其它制造结构、材料和方法，而不脱离本发明的范围。
本发明的过滤水容器的可选择和附加的特征图13示出了容器500，其代表本发明的可选择的实施例。除了其包括用于改善确定精度的附加可选择特征外，容器500基本上与容器10(图1)相同，例如在某一“非功能”期间，或在出现诸如清洗和倾斜容器期间，通过允许手动或自动中止水位检测和监视系统50来积累水使用和滤筒状态。
容器500的主体12、盖14、漏斗24和滤筒22基本上都与图1中所述的相同。水位检测和监视系统50的基本元件也基本相同，包括水位传感器40、电子控制系统52(包括未示出的检测电路和控制单元)和显示器60。然而，除了这些元件，容器500可选择地包括一个或多个与电子控制系统52电子连接的开关510和520。在一些实施例中，容器500包括位于漏斗24和主体12之间的开关(未示出)。当漏斗24从主体12上移走开时，该开关处于第一状态，表明过滤水容器500处于非功能状态；如图13所示，当漏斗安装在主体12中时，该开关处于第二状态，表明过滤水容器500处于功能状态。关于图15和16，下面详细说明的实施例没有示出开关510或520。然而，在此所述的开关的任何组合在图15和16所示的过滤水容器的实施例中只是有选择地呈现，这些组合包括但不局限于开关510、开关520或两个开关510和520。
容器500也可选择地包括一个或多个附加的水位传感器530和540，附加的水位传感器530和540通过一条或多条导线(如导线554)电连接至电子控制系统52，并且与水位传感器40协力工作。在这些实施例中，每个传感器40、530和540可以是图2A和2B的传感器40、图6A和6B的传感器140、图10的传感器200、图11的传感器300或图12的传感器400中的任何一个。例如在图13所示的实施例中，微处理器利用由传感器40、530和540的任何组合的电极对来确定容器500的水位27。利用多个传感器40、530和/或540以在此提出的任一构造可提供下面将详细说明的附加优点。
其中一个或多个传感器设置于漏斗的实施例本发明的一些实施例包括沿漏斗24的内壁竖直设置的传感器40、530和540的任何组合或子组合。例如，在图15中所示的实施例，具有图6中的构造的水位传感器40在漏斗24的内壁竖直设置。在该实施例中，如图15所示，第一电极对15-142例如位于漏斗24的绝对高度的三分之二处，而第二电极对15-142位于漏斗24的绝对高度的三分之一处。在图15所示的实施例中，水位传感器40用作可拆除地连接至漏斗24上的探头。在图15所示的实施例中，传感器40接合过滤水容器10的顶端16。传感器40中的电极对15-142通过导线15-145连接至利用在此所述的方法计算水过滤的微处理器控制单元80。在一些实施例中，每一电极对15-142具有与图6B和更清楚的图6C中所示的电极对142同样的构造。在图15所示的实施例中，传感器40是可拆除的。因此，漏斗24和传感器40可以从过滤水容器10中取走，这样可以对过滤水容器10进行清洗。
图16描述了过滤水容器的另一实施例。在该过滤水容器中，水位传感器40安装到或嵌入在探头1604的外表面内。探头1604插入漏斗24。在图16所示的实施例中，是探头1604而不是过滤水容器10的手柄容纳或支撑显示器60、检测电路70和控制单元80。这样的优点是，探头1604可以从漏斗24移走，使得可以更换水滤筒22。在一些实施例中，与控制单元80电通信的选择按钮1602检测探头1604的移走并重新设置控制单元80，以解决过水滤筒22的更换问题。在一些实施例中，选择按钮1602用作功能选择(如选择筒的容量、重新设置正在使用中的筒的计数等)。在一些实施例中，可以没有选择按钮1602，与传感器40的非功能状态相对的功能状态利用微处理器控制单元80通过软件控制来确定。
确定使用中非功能期间的开关开关510和520可以是机电的、电磁的、光学的或其它形式，并且可以手动操作，例如由用户，或自动操作，例如由容器500的一些元件的移走或误放。例如，开关510显示为手动机械滑动开关，用户可将其切换到关、暂停或重新设置水位检测和监视生系统50的操作。例如，在正常消耗/过滤期间，为了从诸如用水清洗容器的非功能期间区分水位(如图1和13所示的实施例中的水位27，或其它实施例中的漏斗24中的水位)的变化，需要将系统50暂停操作。可选择地，关掉开关510可以使系统50重新设置，例如当装入新的滤筒22时或当用户想重新设置累积水使用或消耗计算时。
选择盖开关520可表述为自动按钮或弹簧开关，当盖14移走时其被启动。如同手动开关510一样，盖开关520电连接至电子控制系统52，这样其可以用于水位检测和监视系统50的暂停操作，例如通过向微处理器80传送一个信号或通过引起检测电路中断。在这些例子中，当盖以合适的方式重新连回主体12时，系统50的操作会继续。附加的或可选择的开关可以是机电的、电磁的、光学的或其它形式，其可以用于检测漏斗24与主体12、盖14与漏斗24或其任何组合之间的正确接触。在水位传感器40位于漏斗24内的实施例中，一个或多个开关可以用于水位传感器40与盖14、水位传感器40与漏斗24、水位传感器40与主体12或其任何组合之间的正确接触。这些部分之间的正确接触将发信号通知控制系统52，以在正常消耗/过滤期间和非功能期间(如当清洗容器500时)之间区分水容器500的状态。
可选择地，或利用开关的组合，通过计算和分析水位变化的速率，可以将控制系统52编程序以区分从非功能时的水位变化到正常消耗/过滤的水位(如图1和13所示的实施例中的水位27，或其它实施例中的漏斗24中的水位)变化。这些水位的非功能变化包括在清洗期间用水对容器500装满和倒空期间的它的变化、倒出容器500下部部分的过滤水期间的它的变化、以及由运输容器500或其它形式对容器500的移动所引起的水位的振动变化。这样，在水位处于这些非功能变化期间时的水位的采样会引起计算信息的不准确，这些计算信息例如过滤水消耗量和可更换滤筒22的使用。通过具有已知的量和化学特性的其过滤介质的滤筒22的水的过滤速率是可以由试验确定。尽管过滤速率随着使用会减小，特别是如果水包括微粒物质，但在筒的整个寿命期间过滤速率会保持相对稳定。由于水位的非功能变化总是比其过滤期间的变化要快，从最后一次更换筒22起，当监视水消耗量或水过滤时，控制单元52中的微处理器可以忽略水位的非功能变化。
气泡水准器开关在本发明的可选择实施例中，如图14所示的气泡水准器开关600可用于防止水位变化的不正确检测，这种水位的变化出现在水容器处于倾斜位置或其它的导致水位的非功能变化的情况下。气泡水准器600包括容纳两个电极630和640的套610，其中两个电极630和640被一定量导电的液体620分开。套610中液体的量少于两个电极630和640之间套610的容积，这样空气或其它气体气泡可存在于电极630和640之间。电极630和640分别通过导线635和645外部连接至检测电路70或170以及如图4和7所示的微处理器80。当液体620基本水平时，套610内电极630和640之间的电流通道就建立起来。当水平传感器600倾斜时，气泡620移向较高的电极630或640，并引起电极630和640之间的电阻、电容或其它测量特性的变化或中断，然后由控制单元80来检测它。
本发明的该实施例的能检测静态水平水位能力允许控制单元80区分正常消耗/过滤期间的水位变化与由于倾斜水容器位置或非功能变化产生的水位变化，并把因子引进其计算中。能进行检测静态水平水位的另一优点是在编程序控制单元80中对记录、监视和分析水位的简单性，只要检测电路检测静态水平水位。该方法还提供另一相关的优点是不需要控制单元80存储或另外分析诸如水位变化率和给定筒22的过滤率的数据。在本发明的优选实施例中，为正确监视水消耗量和水过滤，或者为了另外防止容器500颠倒，控制单元80可以产生可听和/或可视信号以提醒用户扶直容器500的存放位置。
多个检测传感器再次参照图13，例如通过包括一个或多个附加的沿过滤水容器500的下部部分19的内壁设置的并且以尽可能大的间隔距离设置的检测传感器530和540，可以加强控制单元监视正常消耗/过滤期间的水位变化的能力。在另一示范实施例中，附加检测传感器530和540沿漏斗24的内壁设置。如上面所讨论的传感器40和140，利用包括如上所述的检测电路70和控制单元80的电子控制系统52检测、记录、监视和分析在每个检测条处的水位。利用多个检测传感器40、530和540，检测电路和控制单元一起能够检测放在相对水平表面上的容器10(图1)500(图13)在正常消耗/过滤期间的静态水平水位。相对而言，当过滤水容器500放在倾斜位置时或另外的由于水位非功能变化时，只有单个检测条40(或140)会发生对水位变化的错误检测。
在本发明的另一实施例中，即使过滤水容器一直运动或一直倾斜，例如在汽车或收飞机上的应用，利用多个检测传感器40、530、540可以方便地检测和监视过滤水位。过滤水位是否静态，作为横切水表面的平面其可以从三维观察。用至少三个检测条40、530和540，可以立刻检测空间上水表面平面的位置。所以，即使水位不是静态，可以计算过滤水容器500的下部部分19里的过滤水的体积，在图13所示的实施例的情况下，或漏斗24里的水的体积，在这些检测条沿漏斗24的内壁竖直设置的其它实施例的情况下。
应用本发明的原理图示描述能使任何一个本领域的技术人员实施或使用本公开的发明。在此引用的所有参考文献作为参考在此全部结合。本领域的技术人员通过这些说明能够做出多种改变和可选择的设置。这些改变和可选择的设置仍在本发明的保护范围之内。附加的权利要求旨在覆盖这些改变和设置。所以，本发明不局限于所述的图示说明的实施例，而是使最宽泛的范围与在此公开的原理和新颖特征相符合。
权利要求
1.一种用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统，其包括检测传感器，其包括电极对，电极对包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着所述过滤水容器水位的变化而变化的电特性；检测电路，其与检测传感器中的电极对连接，并能够基于与电极对有关的电特性产生信号；以及控制单元，其连接到检测电路并能接收来自检测电路的信号，其中控制单元适于利用从检测电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此确定加入到所述过滤水容器的所述过滤水量和/或从所述过滤水容器中消耗的所述过滤水量。
2.按照权利要求1所述的系统，其中与第一电极和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，其进一步包括与所述控制单元电通信的开关，其中，当所述开关处于第一状态时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于非功能状态；以及当所述开关处于第二状态时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于功能状态；其中所述控制单元适于确定发生在所述过滤水容器处于所述功能状态时的水位变化；以及所述控制单元适于确定发生在所述过滤水容器处于所述非功能状态时的水位变化。
4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关适于由用户在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
5.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关适于设置在所述过滤水容器内，以使当过滤水容器的盖打开时所述开关处于所述第一状态；并且当所述盖关闭时所述开关处于所述第二状态。
6.按照权利要求3所述的系统，其特征在于所述开关是气泡水准器开关，其在装有(i)流体和(ii)气泡的套内包括第一气泡传感器电极和第二气泡传感器电极；其中当所述气泡与所述的第一气泡传感器电极和所述第二气泡传感器电极中的一个接触时，所述气泡传感器电极处于所述第一状态；以及当所述气泡不与所述的第一气泡传感器电极或所述第二气泡传感器电极接触时，所述气泡传感器电极处于所述第二状态。
7.按照权利要求1所述的系统，其特征在于当所述过滤水桶中水位的变化率低于预定变化率时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于功能状态；当所述过滤水桶中水位的变化率高于预定变化率时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于非功能状态；当出现所述过滤水容器处于所述的功能状态时，所述控制单元确定适于确定水位的变化；和当出现所述过滤水容器处于所述的非功能状态时，所述控制单元不适于确定水位的变化。
8.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，其包括过滤水容器，其中过滤水容器安装有盛有未过滤水的漏斗，并且其中漏斗在其基部安装有可更换的滤筒，以使在通过滤筒把水排入过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤；以及其中所述开关位于所述过滤水容器内，以使当漏斗从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；以及当所述漏斗装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
9.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，其过滤水容器安装有盛有未过滤水的漏斗，并且其中漏斗在其基部安装有可更换的滤筒，以使在通过滤筒把水排入过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤。
10.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示从水位变化推导出的信息。
11.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示所述过滤水位容器的水位、设置于所述过滤水容器中的水过滤器的状态、所述过滤水容器是否处于功能状态的确定、所述过滤水容器是否处于非功能状态的确定、从最近一次更换滤筒后所经历的时间或过滤水消耗量、当前时间、溢出提醒或再注满提示中的一个或多个。
12.按照权利要求1所述的系统，其特征在于所述检测传感器还包括一个或多个附加电极对，每个电极对包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着水位的变化而变化的电特性；所述检测电路还包括一个或多个与一个或多个附加电极对相应的附加电路，其中检测电路中的每一电路连接至检测传感器中的与其对应的电极对，并能够基于与其对应的电极对的电特性产生信号；以及所述控制单元能够接收来自一个或多个检测电路中的电路的信号，并且利用从一个或多个检测电路中的电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此确定过滤水消耗量。
13.按照权利要求12所述的系统，其特征在于与所述一个或多个附加电极对中的所述第一和所述第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个；跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压或跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
14.按照权利要求12所述的系统，其特征在于所述控制单元基于与至少两个电极对有关的电特性来确定过滤水水位的变化。
15.按照权利要求1所述的系统，其特征在于控制单元基于从所述检测电路接收的信号来监视位于过滤水容器中的水过滤器的状态。
16.一种用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统，其包括沿过滤水容器的长度方向延伸的检测传感器，所述检测传感器包括多个电极对，多个电极对中的每个电极对分别包括在每一电极对中彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着水位的变化而变化的电特性；与检测传感器中的多个电极对电通信的检测电路，检测电路能够产生基于多个电极对中的第一和第二电极的各自的电特性的信号；和与检测电路电通信的控制单元，其中控制单元适于利用从检测电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此适于确定加入到所述过滤水容器的水量和/或从所述过滤水容器中消耗的水量。
17.按照权利要求16所述的系统，其特征在于与多个电极对中的一个或多个所述第一和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容、跨过所述第一电极和所述第二电极之间的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
18.按照权利要求16所述的系统，其特征在于所述多个电极对包括2个电极对和10个电极对之间的任何个电极对。
19.按照权利要求16所述的系统，其特征在于其中所述多个电极对包括大于10个的电极对。
20.按照权利要求16所述的系统，其特征在于，其还包括第一导线(a)、第二导线(b)和第三导线(c)，其中所述第一导线(a)与所述多个电极中的一电极对之一的所述第一电极电通信；所述第二导线(b)与所述多个电极中的一对电极的所述第二电极电通信所述第三导线(c)和所述第二导线(b)通过电阻电通信；以及其中所述控制单元将所述第三导线(c)设置为高电压或低电压中的一个，而所述第一导线设置为高电压或低电压中的另一个，由此在所述第二导线(b)上产生高电压，并且每次在所述第二导线(b)处检测电压降时，翻转第一和第三导线的电压状态。
21.按照权利要求20所述的系统，其特征在于当所述第二导线(b)处于高电压状态时，所述控制单元适于切换至低能量消耗的闲置状态。
22.按照权利要求20所述的系统，其特征在于当所述第二导线(b)从高电压状态降至低电压状态时，所述控制单元适于切换至高能量消耗状态。
23.按照权利要求16所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的开关，其中当所述开关处于第一状态时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于非功能状态；当所述开关处于第二状态时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于功能状态；其中所述控制单元确定发生在所述过滤水容器处于所述功能状态时的水位变化；和所述控制单元确定发生在所述过滤水容器处于所述非功能状态时的水位变化。
24.按照权利要求23所述的系统，其特征在于所述开关可由用户在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
25.按照权利要求23所述的系统，其特征在于所述开关设置在所述过滤水容器内，以使当过滤水容器的盖打开时所述开关处于所述第一状态；并且当所述盖关闭时所述开关处于所述第二状态。
26.按照权利要求23所述的系统，其特征在于所述开关是气泡水准器开关，其在装有(i)流体和(ii)气泡的套内包括第一气泡传感器电极和第二气泡传感器电极；其中当所述气泡与所述的第一气泡传感器电极和所述第二气泡传感器电极中的一个接触时，所述气泡传感器电极处于所述第一状态；以及当所述气泡不与所述的第一气泡传感器电极或所述第二气泡传感器电极接触时，所述气泡传感器电极处于所述第二状态。
27.按照权利要求16所述的系统，其特征在于当所述过滤水桶中水位的变化率低于预定变化率时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于功能状态；当所述过滤水桶中水位的变化率高于预定变化率时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于非功能状态；当出现所述过滤水容器处于所述的功能状态时，所述控制单元确定水位的变化；以及当出现所述过滤水容器处于所述的非功能状态时，所述控制单元不确定水位的变化。
28.按照权利要求23所述的系统，其特征在于过滤水容器安装有盛有未过滤水的漏斗，并且其中漏斗在其基部安装有可更换的滤筒，以使在通过滤筒把水排入过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤；以及其中所述开关位于所述过滤水容器内，以使当漏斗从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；和当所述漏斗装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
29.按照权利要求16所述的系统，其中过滤水容器安装有盛有未过滤水的漏斗，并且其中漏斗在其基部安装有可更换的滤筒，以使在通过滤筒把水排入过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤。
30.按照权利要求16所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示从当前水位变化推导出的信息。
31.按照权利要求16所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示所述过滤水位容器的水位、设置于所述过滤水容器中的水过滤器的状态、所述过滤水容器是否处于功能状态的确定、所述过滤水容器是否处于非功能状态的确定、从最近一次更换滤筒后所经历的时间或过滤水消耗量、当前时间、溢出提醒或再注满提示中的一个或多个。
32.按照权利要求16所述的系统，其特征在于，其还包括一个或多个附加检测传感器，每个沿过滤水容器的长度方向延伸，并且其中每个附加检测传感器包括多个电极对，多个电极对中的每个电极对包括第一电极和第二电极，每个都与所述检测电路电通信。
33.按照权利要求32所述的系统，其特征在于控制单元基于与至少两个电极对有关的电特性来确定过滤水水位的变化。
34.按照权利要求16所述的系统，其特征在于单个公共电极表示在所述多个电极对中的每个电极对的第一电极。
35.按照权利要求16所述的系统，其特征在于在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极具有唯一的长度。
36.按照权利要求16所述的系统，其特征在于单个公共电极表示在所述多个电极对中的每个电极对的第一电极，在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极具有唯一的长度；以及所述控制单元利用在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极的长度来确定过滤水容器中的水位。
37.按照权利要求16所述的系统，其特征在于在多个电极对中的全部或部分电极对的长度是不同的，以及所述控制单元利用在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个电极对的长度来确定过滤水容器中的水位。
38.一种用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统，其包括包括第一电极对的第一检测传感器，第一电极对包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着所述过滤水容器水位的变化而变化的电特性；与第一检测传感器中的第一电极对连接的并能够基于与第一电极对有关的电特性产生信号的检测电路；和连接到检测电路并能接收来自检测电路的信号的控制单元，其中控制单元适于利用从检测电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此确定加入到所述过滤水容器的所述过滤水量和/或从所述过滤水容器中消耗的所述过滤水量；其中能装未过滤水的漏斗安装到过滤水容器；过滤器安装到漏斗，以使在通过过滤器把水排入所述过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤；和所述第一检测传感器沿所述漏斗内壁的长度方向延伸。
39.按照权利要求38所述的系统，其特征在于与第一电极和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
40.按照权利要求38所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的开关，其中当所述开关处于第一状态时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于非功能状态；当所述开关处于第二状态时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于功能状态；其中所述控制单元适于确定发生在所述过滤水容器处于所述功能状态时的水位变化；以及所述控制单元适于不确定发生在所述过滤水容器处于所述非功能状态时的水位变化。
41.按照权利要求40所述的系统，其特征在于所述开关适于由用户在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
42.按照权利要求40所述的系统，其特征在于所述开关适于设置在所述过滤水容器内，以使当过滤水容器的盖打开时所述开关处于所述第一状态，并且当所述盖关闭时所述开关处于所述第二状态。
43.按照权利要求40所述的系统，其特征在于所述开关是气泡水准器开关，其在装有(i)流体和(ii)气泡的套内包括第一气泡传感器电极和第二气泡传感器电极；其中当所述气泡与所述的第一气泡传感器电极和所述第二气泡传感器电极中的一个接触时，所述气泡传感器电极处于所述第一状态；和当所述气泡不与所述的第一气泡传感器电极或所述第二气泡传感器电极接触时，所述气泡传感器电极处于所述第二状态。
44.按照权利要求38所述的系统，其特征在于当所述过滤水桶中水位的变化率低于预定变化率时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于功能状态；当所述过滤水桶中水位的变化率高于预定变化率时，所述控制单元适于确定所述过滤水容器处于非功能状态；当出现所述过滤水容器处于所述的功能状态时，所述控制单元适于确定适于确定水位的变化；和当出现所述过滤水容器处于所述的非功能状态时，所述控制单元不适于确定水位的变化。
45.按照权利要求40所述的系统，其特征在于，所述开关位于所述过滤水容器内，以使当漏斗从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；以及当漏斗装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
46.按照权利要求40所述的系统，其特征在于，所述开关位于所述过滤水容器内，以使当检测传感器从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；以及当检测传感器装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
47.按照权利要求38所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示从水位变化推导出的信息。
48.按照权利要求38所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示所述过滤水位容器的水位、设置于所述过滤水容器中的水过滤器的状态、所述过滤水容器是否处于功能状态的确定、所述过滤水容器是否处于非功能状态的确定、从最近一次更换滤筒后所经历的时间或过滤水消耗量、当前时间、溢出提醒或再注满提示中的一个或多个。
49.按照权利要求38所述的系统，其特征在于所述第一检测传感器还包括一个或多个附加电极对，每个电极对包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着水位的变化而变化的电特性；所述检测电路还包括一个或多个与一个或多个附加电极对应的附加电路，其中检测电路中的每一电路连接至第一检测传感器中的与其对应的电极对，并能够基于与其对应的电极对的电特性产生信号；以及所述控制单元能够接收来自一个或多个检测电路中的电路的信号，并且利用从一个或多个检测电路中的电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此确定过滤水消耗量。
50.按照权利要求49所述的系统，其特征在于与所述一个或多个附加电极对中的所述第一和所述第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压或跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
51.按照权利要求49所述的系统，其特征在于所述控制单元基于与至少两个电极对有关的电特性来确定过滤水水位的变化。
52.按照权利要求38所述的系统，其特征在于控制单元基于从所述检测电路接收的信号来监视所述水过滤器的状态。
53.按照权利要求38所述的系统，其特征在于，其还包括一个或多个附加检测传感器，其中所述一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿所述漏斗的所述内壁的所述长度方向上延伸。
54.按照权利要求38所述的系统，其特征在于所述检测传感器可拆除地固定于过滤水容器。
55.按照权利要求38所述的系统，其特征在于，系统还包括第二检测传感器和第三检测传感器，第二检测传感器和第三检测传感器分别包括第二电极对和第三电极对，第二电极对和第三电极对每个都包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着所述过滤水容器水位的变化而变化的电特性；并且其中检测电路能够基于与第一电极对、第二电极对和第三电极对有关的电特性产生信号；并且其中当容器处于倾斜、运动或静止状态时，控制单元通过确定容器中的水位的平面来确定所述过滤水容器中水位的变化。
56.一种用于确定加入到过滤水容器的水量和/或从过滤水容器中消耗的水量的水位监视系统，其包括沿过滤水容器的长度方向上延伸的第一检测传感器，第一检测传感器包括多个电极对，多个电极对中的每一电极对分别包括在各个电极对中彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着水位的变化而变化的电特性；与第一检测传感器中的多个电极对电通信的检测电路，检测电路能够基于与多个电极对中的第一和第二电极的各个电特性产生信号；以及与检测电路电通信的控制单元，其中控制单元适于利用从检测电路接收的信号来确定所述过滤水容器中水位的变化，并由此确定加入到所述过滤水容器的水量和/或从所述过滤水容器中消耗的水量；其中能装未过滤水的漏斗安装到过滤水容器；过滤器安装到漏斗，以使在通过过滤器把水排入过滤水容器的下部部分的过程中将水过滤；以及所述第一检测传感器沿所述漏斗内壁的长度方向延伸。
57.按照权利要求56所述的系统，其特征在于与多个电极对中的一个或多个所述第一和第二电极有关的电特性是下述特性中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
58.按照权利要求56所述的系统，其特征在于所述多个电极对包括2个电极对和10个电极对之间的任何个电极对。
59.按照权利要求56所述的系统，其特征在于所述多个电极对包括大于10个的电极对。
60.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，还包括第一导线(a)、第二导线(b)和第三导线(c)，其中所述第一导线(a)与所述多个电极中的一对电极的所述第一电极电通信；所述第二导线(b)与所述多个电极中的一对电极的所述第二电极电通信；以及所述第三导线(c)和所述第二导线(b)通过电阻电通信；和其中所述控制单元将所述第三导线(c)设置为高电压或低电压中的一个，而所述第一导线设置为高电压或低电压中的另一个，由此在所述第二导线(b)上产生高电压，并且每次在所述第二导线(b)处检测电压降时，翻转第一和第三导线的电压状态。
61.按照权利要求60所述的系统，其特征在于当所述第二导线(b)处于高电压状态时，所述控制单元切换至低能量消耗的闲置状态。
62.按照权利要求60所述的系统，其特征在于当所述第二导线(b)从高电压状态降至低电压状态时，所述控制单元切换至高能量消耗状态。
63.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的开关，其中当所述开关处于第一状态时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于非功能状态；当所述开关处于第二状态时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于功能状态；其中所述控制单元确定发生在所述过滤水容器处于所述功能状态时的水位变化；和所述控制单元不确定发生在所述过滤水容器处于所述非功能状态时的水位变化。
64.按照权利要求63所述的系统，其特征在于所述开关可由用户在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
65.按照权利要求63所述的系统，其特征在于所述开关设置在所述过滤水容器内，以使当过滤水容器的盖打开时所述开关处于所述第一状态；并且当所述盖关闭时所述开关处于所述第二状态。
66.按照权利要求63所述的系统，其特征在于所述开关是气泡水准器开关，其在装有(i)流体和(ii)气泡的套内包括第一气泡传感器电极和第二气泡传感器电极；其中当所述气泡与所述的第一气泡传感器电极和所述第二气泡传感器电极中的一个接触时，所述气泡传感器电极处于所述第一状态；和当所述气泡不与所述的第一气泡传感器电极或所述第二气泡传感器电极接触时，所述气泡传感器电极处于所述第二状态。
67.按照权利要求56所述的系统，其特征在于当所述过滤水桶中水位的变化率低于预定变化率时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于功能状态；当所述过滤水桶中水位的变化率高于预定变化率时，所述控制单元确定所述过滤水容器处于非功能状态；当出现所述过滤水容器处于所述的功能状态时，所述控制单元确定水位的变化；和当出现所述过滤水容器处于所述的非功能状态时，所述控制单元不确定水位的变化。
68.按照权利要求63所述的系统，其特征在于所述开关位于所述过滤水容器内，以使当漏斗从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；和当所述漏斗装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
69.按照权利要求63所述的系统，其特征在于所述开关位于所述过滤水容器内，以使当第一检测传感器从所述过滤水容器中移走时，所述开关处于所述第一状态；和当第一检测传感器装在所述过滤水容器中时，所述开关处于所述第二状态。
70.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示从目前水位变化推导出的信息。
71.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，其还包括与所述控制单元电通信的显示器，其中控制单元能使显示器显示所述过滤水位容器的水位、设置于所述过滤水容器中的水过滤器的状态、所述过滤水容器是否处于功能状态的确定、所述过滤水容器是否处于非功能状态的确定、从最近一次更换滤筒后所经历的时间或过滤水消耗量、当前时间、溢出提醒或再注满提示中的一个或多个。
72.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，其还包括一个或多个附加检测传感器，每个沿过滤水容器的长度方向延伸，并且其中每个附加检测传感器包括多个电极对，多个电极对中的每个电极对包括第一电极和第二电极，每个都与所述检测电路电通信。
73.按照权利要求72所述的系统，其特征在于控制单元基于与至少两个电极对有关的电特性来确定过滤水水位的变化。
74.按照权利要求56所述的系统，其特征在于单个公共电极表示在所述多个电极对中的每个电极对的第一电极。
75.按照权利要求56所述的系统，其特征在于在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极具有唯一的长度。
76.按照权利要求56所述的系统，其特征在于单个公共电极表示在所述多个电极对中的每个电极对的第一电极；在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极具有唯一的长度；以及所述控制单元利用在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个第二电极的长度来确定过滤水容器中的水位。
77.按照权利要求56所述的系统，其特征在于在多个电极对中的全部或部分电极对的长度是不同的，以及所述控制单元利用在多个电极对中的全部或部分电极对中的每个电极对的长度来确定过滤水容器中的水位。
78.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，其还包括一个或多个附加检测传感器，其中所述一个或多个附加检测传感器中的每个检测传感器沿漏斗的所述内壁的长度方向上延伸。
79.按照权利要求56所述的系统，其特征在于所述第一检测传感器可拆除地固定于过滤水容器。
80.按照权利要求56所述的系统，其特征在于，系统还包括第二检测传感器和第三检测传感器，第二检测传感器和第三检测传感器每个分别包括多个电极对，每一各个多个电极对中的每一电极对都包括彼此充分间隔远离的第一电极和第二电极，以使可以检测与第一和第二电极有关的随着所述过滤水容器水位的变化而变化的电特性；并且其中检测电路与第一检测传感器、第二检测传感器和第三检测传感器中的每一多个电极对电通信，检测传感器能够基于每一所述多个电极对中的第一和第二电极的电特性产生信号；并且其中当容器处于倾斜、运动或静止状态时，控制单元通过确定容器中的水位的平面来确定所述过滤水容器中水位的变化。
81.一种测量过滤水容器中水位变化的方法，其包括如下步骤基于与电极对中的第一电极和第二电极有关的电特性产生信号，所述电特性随着所述过滤水容器中水位的变化而变化；和从产生的信号确定所述过滤水容器中水位的变化。
82.按照权利要求81所述的方法，其特征在于，其还包括步骤从水位的变化确定过滤水消耗量。
83.按照权利要求81所述的方法，其特征在于产生步骤适于产生基于与所述第一电极和所述第二电极有关的电特性的信号，所述电特性是下述中的一个或多个跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
84.按照权利要求81所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤基于水位变化确定所述过滤水容器中的水过滤器的状态。
85.按照权利要求81所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤将通过电阻与第二导线电通信的第三电极设置为高电压或低电压中的一个，而所述第一导线设置为高电压或低电压中的另一个，由此在所述第二导线上产生高电压；以及每次在所述第二导线处检测电压降时，翻转第一和第三导线的电压状态。
86.一种测量过滤水容器的水位的方法包括根据权利要求81的方法，还包括下述步骤基于多个电极对的电特性产生信号，多个电极对中的每一电极对的电特性都随着所述过滤水容器中水位的变化而变化；以及从产生的信号确定所述过滤水容器中水位的变化。
87.按照权利要求86所述的方法，其特征在于，其还包括步骤从水位的变化确定过滤水消耗量。
88.按照权利要求86所述的方法，其特征在于与所述第一电极和所述第二电极有关的电特性是下述中的一个或多个；跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
89.按照权利要求86所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤基于水位变化确定所述过滤水容器中的水过滤器的状态。
90.一种测量过滤水容器的漏斗中水位变化的方法，其包括步骤基于与电极对中的第一电极和第二电极有关的电特性产生信号，所述电特性随着所述过滤水容器中所述漏斗中的水位的变化而变化；以及从产生的信号确定所述过滤水容器的漏斗中的水位的变化。
91.按照权利要求90所述的方法，其特征在于，其还包括步骤从水位的变化确定水过滤量。
92.按照权利要求90所述的方法，其特征在于与所述第一电极和所述第二电极有关的电特性是下述中的一个或多个，跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
93.按照权利要求90所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤基于水位变化确定所述过滤水容器中的水过滤器的状态。
94.按照权利要求90所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤将通过电阻与第二导线电通信的第三电极设置为高电压或低电压中的一个，而所述第一导线设置为高电压或低电压中的另一个，由此在所述第二导线上产生高电压；并且每次在所述第二导线处检测电压降时，翻转第一和第三导线的电压状态。
95.一种测量过滤水容器的漏斗中水位变化的方法，其包括步骤基于多个电极对的电特性产生信号，多个电极对中的每一电极对的电特性都随着所述过滤水容器的漏斗中水位的变化而变化；和从产生的信号确定所述过滤水容器的漏斗中水位的变化。
96.按照权利要求95所述的方法，其特征在于，其还包括步骤从水位的变化确定水过滤量。
97.按照权利要求95所述的方法，其特征在于与所述第一电极和所述第二电极有关的电特性是下述中的一个或多个；跨过所述第一电极和所述第二电极的电阻、所述第一电极和所述第二电极之间的电容的变化、跨过所述第一电极和所述第二电极的电压和跨过所述第一电极和所述第二电极的电流。
98.按照权利要求95所述的方法，其特征在于，其还包括下述步骤基于水位变化确定所述过滤水容器中的水过滤器的状态。
全文摘要
一种提供应用水的电特性指示过滤水容器中的过滤水水位的装置和方法。该容器装备有盛未过滤水的漏斗。漏斗在其基部装有可移走并且可更换的滤筒。利用通过容纳在滤筒中的过滤介质把水排入容器的下部部分来过滤水。利用漏斗内的或过滤水容器的下部部分内的一个或多个水位检测器条来监视过滤水容器中的水位。检测器条与检测电路和控制单元电通信。控制单元利用检测条监视水位，利用这些数据跟踪过滤水消耗量，并且确定何时应该更换滤筒。
文档编号G01F23/22GK1714908SQ20051007627
公开日2006年1月4日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年4月19日
发明者J·Y·蔡, S·N·蔡, D·C·何 申请人:福田科技有限公司