一种液位测量方法、装置及设备、液位检测电路与流程

本发明涉及机组技术领域，具体而言，涉及一种液位测量方法、装置及设备、液位检测电路。

背景技术：

目前，在检测电水壶等容器中的液位高低时，多采用红外传感器式或电容式等液位检测方法。红外传感器式的原理为，红外波发送装置会发射红外波，红外波在接触到液位后发生反射，反射的红外波被红外传感器接收，可根据发射红外波与接收红外波的时间差等因素来判断液位的高低。而电容式检测方法的原理为，当液位升高时，电容两极板间的距离增大、电容变小，则可依据此对应关系来检测电容，并判断液位的高低。以上两种方法虽然都可以实现液位的检测，但是成本较高，且由于反射过程或是电容随极板间距离而变化的过程受环境因素影响较大，精确度较低。

针对相关技术中的检测水位的方式成本较高且精确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

为解决现有技术中的检测水位的方式成本较高且精确度较低的问题。第一方面，本发明实施例提供了一种液位测量装置，所述液位测量装置包括液位探针、液位检测电路、主控制器；

所述液位探针放置于容器中，所述液位探针的顶部、所述容器的壳体分别与所述液位检测电路连接；

所述主控制器，与所述液位检测电路连接，用于根据所述液位检测电路输出的电学参数，确定所述容器中的液位。

进一步地，所述液位检测电路，用于在所述液位处于不同高度时输出对应的电学参数；其中，在所述液位处于不同高度时，所述液位探针与所述容器内液体之间的接触面积不同，进一步导致所述电学参数不同。

进一步地，当所述电学参数为电压时，所述接触面积越大，则接触阻抗越小，进一步导致输出的电压越小。

进一步地，所述接触面积大于预设阈值。

进一步地，所述主控制器，用于根据所述电学参数和所述液位的预设关系，确定所述容器中的液位。

进一步地，所述预设关系为：在所述电学参数与驱动电学参数一致时，确定所述液位低于第一预设液位；

在所述电学参数与所述驱动电学参数不一致时，所述电学参数与所述液位之间具有第一预设关系；其中，所述第一预设关系包括以下至少之一：线性关系、反比例关系；所述驱动电学参数为所述主控制器输出至所述液位检测电路，以驱动所述液位检测电路工作的电学参数。

进一步地，所述容器还包括：加热装置，

所述主控制器，与所述加热装置连接，还用于在所述容器接收到用户的加热指令后，确定所述液位是否大于或等于第一预设液位，如果是，则控制所述加热装置工作。

进一步地，所述容器还包括：报警装置，

所述主控制器，与所述报警装置连接，用于在确定所述液位小于第一预设液位时，控制所述报警装置报警。

进一步地，所述容器还包括：

显示面板，与所述主控制器连接，用于显示所述容器中的液位；

所述主控制器，还用于在确定所述液位小于第一预设液位时，控制所述显示面板显示提示信息，其中，所述提示信息用于提示用户向所述容器加水。

进一步地，所述容器为电水壶，且所述容器的壳体为导体。

进一步地，所述液位探针的顶部与所述容器的顶部持平，所述液位探针的底部与所述容器的底部的距离超过第一预设距离，且所述液位探针为导体。

进一步地，所述液位探针为以下至少一种：锥形液位探针、圆柱形液位探针。

第二方面，本发明实施例提供一种液位检测电路，所述液位检测电路应用于第一方面所述的液位测量装置中，

所述液位检测电路具有插接端子cn1，所述插接端子cn1具有多个插接口；液位探针的顶部、所述液位测量装置所在容器的壳体分别与所述插接端子cn1的不同插接口连接；以使得所述液位探针通过所述容器内的液体、与所述液位检测电路、所述容器壳体一起构成闭合回路；

所述液位检测电路的输出端与主控制器连接，用于在所述容器内的液位处于不同高度时输出对应的电学参数至所述主控制器。

进一步地，在所述液位处于不同高度时，所述液位探针与所述液体之间的接触面积不同，所述接触面积越大，则接触阻抗越小，进一步导致所述电学参数越小。

进一步地，所述液位检测电路的输入端与所述主控制器连接，用于接收所述主控制器输入的驱动电学参数。

进一步地，所述驱动电学参数的驱动波形为具有特定频率f和特定幅值的三角波波形、方波波形、正余弦波形中的至少一种。

进一步地，所述液位检测电路包括第一电阻r1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第二电阻r5，其中，所述r1、所述c1、所述c3、所述r5串联连接，所述c1、所述c2以及所述c3并联连接；所述c1用于阻隔直流信号；所述c2、所述c3均用于滤波；所述r5，用于限流；所述液位检测电路还包括接地端，与所述c1、所述c2、所述c3的汇合交点连接。

进一步地，当所述输出的电学参数、所述驱动电学参数均为电压时，所述电学参数能够通过以下公式确定：

utemp＝uvcc*r/(r+r1)；

其中，utemp为输出的电学参数、uvcc为驱动电学参数，r为接触阻抗；

在直流液位检测电路中，r为纯阻性阻抗，即探针与液体接触时阻抗；

在交流液位检测电路中，r为非纯阻性阻抗，还包括探针与液体接触之间电容c的容抗rc＝1/(2πfc)和电路中电容c1的容抗rc1＝1/(2πfc1)，其中π≈3.14、f为uvcc驱动电压的频率、c、c1为电容容值。

第三方面，本发明实施例提供一种液位测量方法，所述方法应用于第一方面所述的液位测量装置中，所述方法包括：

获取液位检测电路输出的电学参数；

根据所述电学参数确定容器中的液位；其中，所述容器中放置有液位探针，所述液位探针的顶部、所述容器的壳体分别与所述液位检测电路连接。

进一步地，所述电学参数在所述液位处于不同高度时，具有不同的值。

进一步地，所述电学参数为电压。

进一步地，根据所述电学参数确定容器中的液位包括：

根据所述电学参数和所述液位的预设关系，确定所述容器中的液位。

进一步地，所述预设关系为：在所述电学参数与驱动电学参数一致时，确定所述液位低于第一预设液位；

在所述电学参数与所述驱动电学参数不一致时，所述电学参数与所述液位之间具有第一预设关系；其中，所述第一预设关系包括以下至少之一：线性关系、反比例关系；

所述驱动电学参数为用以驱动所述液位检测电路工作的电学参数。

进一步地，所述方法还包括：

接收用户的加热指令；

确定所述液位是否大于或等于第一预设液位，如果是，则触发所述容器的加热操作。

进一步地，在根据所述电学参数确定容器中的液位之后，所述方法还包括：

在确定所述液位小于第一预设液位时，触发所述容器的报警操作。

进一步地，在根据所述电学参数确定容器中的液位之后，所述方法还包括：

触发所述容器的显示操作；

在确定所述液位小于第一预设液位时，触发所述容器显示提示信息，其中，所述提示信息用于提示用户向所述容器加水。

第四方面，本发明实施例提供一种设备，所述设备包括第一方面所述的液位测量装置，所述设备为空调器。

应用本发明的技术方案，液位测量装置包括液位探针、液位检测电路、主控制器；液位探针放置于容器中，液位探针的顶部、容器的壳体分别与液位检测电路连接；主控制器，与液位检测电路连接，用于根据液位检测电路输出的电学参数，确定容器中的液位。由此，可以实现水位的连续检测，且液位探针相较于红外传感器来说，使用寿命较长、涉及更为简单，可节约成本，精确度较高。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一种液位测量装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例的一种液位测量装置放置在容器中的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种液位测量装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的一种液位检测电路的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种驱动电学参数的驱动波形示意图；

图6是根据本发明实施例的一种液位测量方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的一种液位测量方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

为了解决现有技术中的检测水位的方式成本较高且精确度较低的问题。如图1所示，本发明实施例提供一种液位测量装置，液位测量装置包括液位探针1、液位检测电路2、主控制器3；

液位探针1放置于容器中，液位探针1的顶部、容器的壳体分别与液位检测电路2连接；

主控制器3，与液位检测电路2连接，用于根据液位检测电路2输出的电学参数，确定容器中的液位。

由此，可以实现水位的连续检测，且液位探针1相较于红外传感器来说，使用寿命较长、涉及更为简单，可节约成本，精确度较高。

需要说明的是，相关技术中也可以在水壶内等间距分布检测点，来确定水位，但此方法显然不能实现对水位的连续检测。在一种可能的实现方式中，液位探针1可以为锥形液位探针1或圆柱形液位探针1，当液位测量装置放置于容器中(例如：电水壶)时，液位探针1可与容器底部呈90度角放置，也可以倾斜放置，只需保证当容器内的液位升高时，液位探针1浸没在液体中的部分逐渐增多即可。且液位探针1的顶部、容器的壳体可分别通过信号线与液位检测电路2连接，以构成回路。液位检测电路2，用于在液位处于不同高度时输出对应的电学参数；其中，在液位处于不同高度时，液位探针1与容器内液体之间的接触面积不同，进一步导致电学参数不同。当电学参数为电压时，接触面积越大，则接触阻抗越小，进一步导致输出的电压越小。

其中，接触面积可以大于预设阈值，以保证相关变量，例如接触阻抗的数值有较为明显的变化，有利于后续测量，且间接减小误差。其中，液位探针1为导体，容器的壳体的底部或侧面均可以通过信号线与液位检测电路2连接(如图2所示)，且液位探针1的顶部与容器的顶部持平，以使得可测量的液位范围足够大。且液位探针1的底部与容器的底部的距离超过第一预设距离(如图2所示)，由此，当容器内的液位并未接触到液位探针1底部时，液位检测电路2处于断路状态，输出的电压为液位检测电路2的输入电压(驱动电压)，此时，可确定容器内缺水，则可进行提醒，以避免干烧造成容器损坏。

其中，图2所示的探针为锥形液位探针1，且容器壳体的底部连接有信号线。

可以理解的是，液位测量装置可集成在容器(电水壶)中，用来测量容器内的液位，也可以作为单独的产品，用于其余场景中的水位测量，本发明对此不做限制。可以理解的是，如图2所示，当液位逐渐升高时，接触面积逐渐增大、且增幅也逐渐增大，则接触阻抗的变化会更加明显，有利于后续的测量，且间接减小误差。

在一种可能的实现方式中，主控制器3，用于根据电学参数和液位的预设关系，确定容器中的液位。其中，预设关系为：在电学参数与驱动电学参数一致时，确定液位低于第一预设液位；在电学参数与驱动电学参数不一致时，电学参数与液位之间具有第一预设关系；其中，第一预设关系包括以下至少之一：线性关系、反比例关系；驱动电学参数为主控制器3输出至液位检测电路2，以驱动液位检测电路2工作的电学参数。

可以理解的是，当电学参数与驱动电学参数一致时，说明液位探针1的底部未接触到液体，液位检测电路2处于断路检测状态。则可确定容器内液位低于第一预设液位，可理解的是，第一预设液位与上述实施例中的第一预设距离相等。而如果电学参数与驱动电学参数不一致，则说明此时容器内的液位超过第一预设液位，且随着液位的升高，液位探针1与容器内液体的接触面积会增大，则接触阻抗会减小，则利用欧姆定律原理，输出的电学参数例如电压，也会减小。也就是说，当液位升高时，电学参数会随之降低。且二者之间具有明确的数值对应关系，则主控制器3可利用此第一预设关系，并根据接收到的电学参数，确定容器的液位。由此，可通过欧姆定律原理以及液位探针1的结构及原理，实现对液位的连续检测，且方案较为简单，成本较低，可提高智能化和用户体验。

在一种可能的实现方式中，以电水壶为例，可设置液位测量装置在电水壶通电后，则可以进行工作，由此，可以实现液位的实时连续检测。

在一种可能的实现方式中，容器还包括：加热装置(图中为示出)，主控制器3，与加热装置连接，还用于在容器接收到用户的加热指令后，确定液位是否大于或等于第一预设液位，如果是，则控制加热装置工作。容器还包括：报警装置5，主控制器3，与报警装置5连接，用于在确定液位小于第一预设液位时，控制报警装置5报警。容器还包括：显示面板4，与主控制器3连接，用于显示容器中的液位；主控制器3，还用于在确定液位小于第一预设液位时，控制显示面板4显示提示信息，其中，提示信息用于提示用户向容器加水。

其中，当液位大于或等于第一预设液位时，说明此时液位处于安全液位范围内，不会出现干烧的情况，则可执行用户的加热指令。且用户可参与设置显示方式，即设置显示面板4实时显示液位，也可以分时段显示液位，还可以定点显示液位。而反之，则易出现干烧状况，可禁止启动加热装置，如图3所示，并通过报警装置5，如蜂鸣器5进行报警。还可以控制显示面板4显示提示信息，以提醒用户加水。可理解的是，提示方式还可以通过语音播报、指示灯按特定频率闪烁等方式进行。且如果电水壶可以终端实现无线连接，则可直接触发移动终端(例如：手机)对用户进行提醒，进一步提高了智能性、且保护了容器、节约了能源。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，本发明实施例还提供一种液位检测电路2，液位检测电路2应用于上述实施例所示的液位测量装置中，液位检测电路2具有插接端子cn1，插接端子cn1具有多个插接口；液位探针1的顶部、液位测量装置所在容器的壳体分别通过信号线与插接端子cn1的不同插接口连接；以使得液位探针1通过容器内的液体、与液位检测电路2、容器壳体一起构成闭合回路；液位检测电路2的输出端与主控制器3连接，用于在容器内的液位处于不同高度时输出对应的电学参数至主控制器3。其中，cn1即为液位探针1接口电路。

在一种可能的实现方式中，在液位处于不同高度时，液位探针1与液体之间的接触面积不同，接触面积越大，则接触阻抗越小，进一步导致电学参数越小。即接触阻抗与电学参数呈正相关。

在一种可能的实现方式中，液位检测电路2的输入端与主控制器3连接，用于接收主控制器3输入的驱动电学参数。

在一种可能的实现方式中，如图5所示，驱动电学参数的驱动波形为具有特定频率f和特定幅值的三角波波形、方波波形、正余弦波形中的至少一种。由此，可以延缓液位探针1由于与水长期接触而形成水垢。在一种可能的实现方式中，液位检测电路2包括第一电阻r1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第二电阻r5，其中，r1、c1、c3、r5串联连接，c1、c2以及c3并联连接；c1用于阻隔直流信号；c2、c3均用于滤波；r5，用于限流；液位检测电路2还包括接地端，与c1、c2、c3的汇合交点连接。

其中，各个元器件均可根据实际情况进行删减，本发明对此不做限制。

在一种可能的实现方式中，当输出的电学参数、驱动电学参数均为电压时，电学参数能够通过以下公式确定：utemp＝uvcc*r/(r+r1)；

其中，utemp为输出的电学参数、uvcc为驱动电学参数，r为接触阻抗，可以理解的是，液位检测电路2可以为交流液位检测电路2。在交流液位检测电路中，r为非纯阻性阻抗，还包括探针与液体接触之间电容c的容抗rc＝1/(2πfc)和电路中电容c1的容抗rc1＝1/(2πfc1)，其中π≈3.14、f为uvcc驱动电压的频率、c、c1为电容容值。在直流液位检测电路中，r为纯阻性阻抗，即探针与液体接触时阻抗，则上述实现方式中的滤波电容即阻隔直流信号的电容可以去掉。

本发明实施例还提供一种液位测量方法，方法应用于上述实施例所示的液位测量装置中，如图6所示，方法包括：

步骤s601、获取液位检测电路输出的电学参数；

步骤s602、根据电学参数确定容器中的液位；其中，容器中放置有液位探针，液位探针的顶部、容器的壳体分别通过信号线与液位检测电路连接。

由此，可以实现水位的连续检测，且液位探针相较于红外传感器来说，使用寿命较长、涉及更为简单，可节约成本，精确度较高。

在一种可能的实现方式中，电学参数在液位处于不同高度时，具有不同的值。电学参数为电压。

在一种可能的实现方式中，步骤s602、根据电学参数确定容器中的液位包括：根据电学参数和液位的预设关系，确定容器中的液位。

在一种可能的实现方式中，预设关系为：在电学参数与驱动电学参数一致时，确定液位低于第一预设液位；在电学参数与驱动电学参数不一致时，电学参数与液位之间具有第一预设关系；其中，第一预设关系包括以下至少之一：线性关系、反比例关系；驱动电学参数为用以驱动液位检测电路工作的电学参数。

在一种可能的实现方式中，方法还包括：接收用户的加热指令；确定液位是否大于或等于第一预设液位，如果是，则触发容器的加热操作。

在一种可能的实现方式中，如图7所示，在步骤s602、在根据电学参数确定容器中的液位之后，方法还包括：

步骤s603、在确定液位小于第一预设液位时，触发容器的报警操作。

在一种可能的实现方式中，在根据电学参数确定容器中的液位之后，方法还包括：触发容器的显示操作；在确定液位小于第一预设液位时，触发容器显示提示信息，其中，提示信息用于提示用户向容器加水。

本发明实施例还提供一种设备，设备包括上述实施例中所述的液位测量装置，设备为空调器。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。