一种液位检测系统、电蒸箱及液位检测方法与流程

本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种液位检测系统、电蒸箱及液位检测方法。

背景技术：

液体在容器中随着使用常常会发生液位变化，例如在家用生活电器中，常常会涉及到使用水箱来为烹饪器具等供水，使烹饪器具及时提供水蒸气为食物进行蒸制，若在使用过程中水箱水量不够，则很可能造成蒸制出的食物过干，影响口感，甚至会损坏水箱。

现有的检测水箱中水量的装置通常是通过电容直接感应液位的变化，以此来获取水箱中水位的变化，但是，当液位变化微小时，通过电容直接感应的方式就无法准确检测液位变化。

技术实现要素：

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于克服现有技术中的液位检测装置无法准确地检测到液位变化的缺陷，从而提供一种液位检测系统、电蒸箱及液位检测方法。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种液位检测系统，包括：基板、信号发送器及信号接收器；所述基板，适于设置在盛放有液体的容器的外侧壁上；所述信号发送器，设于所述基板的第一侧，用于发送第一检测信号；其中，所述第一侧为所述基板的朝向所述容器的一侧；所述信号接收器，设于所述基板的第一侧，用于接收第二检测信号；其中，所述第二检测信号为所述第一检测信号经过所述液体传输至所述信号接收器的信号，用于为判断所述液体的液位提供依据。

通过本发明实施例的液位检测系统，首先，该基板设于容器的外侧壁上，不会与液体直接接触，避免触电风险；其次，信号发送器发送第一检测信号，该第一检测信号经过液体传输，信号接收器会接收第二检测信号，利用互电容感应技术原理，通过该第二检测信号可以获知第一检测信号与第二检测信号之间的电容，这样即使液位发生了微小的变化，第一检测信号经过液体传输时，信号接收器接收的第二检测信号也会发生较大改变，从而达到准确检测信号发送器和信号接收器之间的电容的目的，从而可以为准确地判断液位提供依据，解决了现有的液位检测装置直接在容器壁上粘贴电容检测器，无法准确地检测到液位变化的缺陷。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一检测信号为电压信号，所述第二检测信号为电荷量信号。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述信号发送器包括两个，两个所述信号发送器分别设置在所述信号接收器的两侧。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述信号接收器包括两个子信号接收器，两个所述子信号接收器并列设置在所述基板上。

结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，所述信号接收器包括若干子信号接收器；若干所述子信号接收器分两列依次排布设置于所述基板上，两列所述子信号接收器依次交错设置，以使所述液位在水平方向上与至少两个所述子信号接收器相交。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述子信号接收器为铜箔。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述子信号接收器的形状包括：三角形、菱形、w形。

结合第一方面或第一方面任一实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述信号发送器为铜箔。

结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述信号发送器的形状为长方形。

结合第一方面，在第一方面第九实施方式中，所述液位检测系统还包括：芯片，所述芯片，设于所述基板上，与所述信号发送器和所述信号接收器连接，用于发送所述第一检测信号至所述信号发送器，和接收所述第二检测信号，并根据所述第一检测信号和所述第二检测信号得到所述容器内的液位信息。

结合第一方面第九实施方式，在第一方面第十实施方式中，所述芯片设置在所述基板的第二侧，所述第二侧为所述基板的远离所述容器的一侧。

结合第一方面第九或第十实施方式，在第一方面第十一实施方式中，还包括：焊盘，与所述芯片连接，设置在所述基板的第二侧，用于连接电源。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电蒸箱，包括：第一方面或第一方面任一实施方式所述的液位检测系统及设置有所述液位检测系统的水箱；所述信号接收器和所述信号发送器的底部分别与所述水箱的底部平齐，顶部分别高于所述水箱的最大水位。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述水箱还包括防护罩，设置在所述水箱的侧壁上，与所述水箱的侧壁形成一个容置所述液位检测系统的空间。

结合第二方面或第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述水箱还包括：弹性连接器、转接板及转接导线，所述弹性连接器，安装在所述转接板上，适于与所述液位检测系统的焊盘电连接；所述转接板，为导电体，固定在所述水箱的机壳上；所述转接导线，设置在所述转接板上，用于连接电源。

结合第二方面，在第二方面第三实施方式中，所述电蒸箱还包括：显示面板，与所述液位检测系统的芯片(4)电连接，用于显示所述液位信息。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种液位检测方法，包括：发送第一检测信号至信号发送器；其中，所述信号发送器设于基板的第一侧，用于发送第一检测信号，所述基板适于设置在盛放有液体的容器的外侧壁上，所述第一侧为所述基板的朝向所述容器的一侧；从信号接收器接收第二检测信号，所述第二检测信号为所述第一检测信号经过所述液体传输至所述信号接收器的信号；其中，所述信号接收器设于所述基板的第一侧；根据所述第一检测信号和所述第二检测信号得到所述容器内的液位信息。

结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，所述根据所述第一检测信号和所述第二检测信号得到所述容器内的液位信息的步骤，包括：根据所述第一检测信号和所述第二检测信号获取电容值；根据所述电容值得到所述液位信息。

结合第三方面或第三方面第一实施方式，所述液位检测方法还包括：根据所述液位信息获取水量信息；判断所述水量信息是否小于预设值；当所述水量信息小于所述预设值时，提示报警信息。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种液位检测系统，包括基板、信号发送器及信号接收器，该基板适于设置在盛放有液体的容器的外侧壁上，该信号发送器和信号接收器设于基板的朝向容器的一侧，该信号发送器能够发送第一检测信号，该信号接收器能够接收该第一检测信号经过液体传输至信号接收器的第二检测信号，该第二检测信号用于为判断液体的液位提供依据。通过本发明实施例的液位检测系统，首先，该基板设于容器的外侧壁上，不会与液体直接接触，避免触电风险；其次，信号发送器发送第一检测信号，该第一检测信号经过液体传输，信号接收器会接收第二检测信号，利用互电容感应技术原理，通过该第二检测信号可以获知第一检测信号与第二检测信号之间的电容，这样即使液位发生了微小的变化，第一检测信号经过液体传输时，信号接收器接收的第二检测信号也会发生较大改变，从而达到准确检测信号发送器和信号接收器之间的电容的目的，从而可以为准确地判断液位提供依据，解决了现有的液位检测装置直接在容器壁上粘贴电容检测器，无法准确地检测到液位变化的缺陷。

2.本发明实施例提供了一种液位检测系统，其信号接收器包括若干子信号接收器，若干子信号接收器分两列依次排布设置于基板上，两列子信号接收器依次交错设置，以使液位在水平方向上与至少两个子信号接收器相交。若干子信号接收器依次交错设置，液位在水平方向上能够与至少两个子信号接收器相交，在信号发送器发送电压信号时，每个子信号接收器上均会接收不同的电荷量，所有子信号接收器上的电荷量的总和即为检测到的总电荷量，然后根据该总电荷量计算得到检测到的电容，因为每个子信号接收器与液体的接触面积不同，液位的较小变化也会引起子信号接收器的检测电容的变化，使得检测电容的精度相较于现有的直接在容器侧壁上设置一个电容检测器的方式，检测精度高，且能够为获取液位变化信息提供准确的依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的液位检测系统的一个示意图；

图2是根据本发明实施例的液位检测系统的另一个示意图；

图3a是根据本发明优选实施例的液位检测系统的示意图；

图3b是图2对应的液位检测系统的侧视图；

图4是根据本发明实施例的设置有液位检测系统的水箱的示意图；

图5是根据本发明实施例的设置有液位检测系统的水箱的侧视图；

图6是根据本发明实施例的液位检测系统的工作流程图；

附图标记：1-基板，11-第一侧，12-第二侧；2-信号发送器；3-信号接收器，31-子信号接收器；4-芯片；5-焊盘；6-水箱，61-防护罩，62-弹性连接器，63-转接板，64-转接导向，65-机壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种液位检测系统，应用于检测蒸箱、饮水机、洗碗机等需要水位检测的电器，如图1所示，该液位检测系统包括基板1、信号发送器2及信号接收器3，其中该基板1适于设置在盛放有液体的容器的外侧壁上，该基板1的第一侧上设置有信号发送器2和信号接收器3，该基板1的第一侧为基板1的朝向容器的一侧，该信号发送器2用于发送第一检测信号，在本发明实施例中，为了能够更完整地检测到容器内的液位信息的变化，该信号接收器3的高度方向的长度值大于或等于容器的最大液位，该信号接收器3用于接收第二检测信号，其中该第二检测信号为第一检测信号经过液体传输至信号接收器3的信号，能够为判断液体的液位提供依据。通过本发明实施例的液位检测系统，首先，该基板1设于容器的外侧壁上，不会与液体直接接触，避免触电风险；其次，信号发送器2发送第一检测信号，该第一检测信号经过液体传输，信号接收器3会接收第二检测信号，利用互电容感应技术原理，通过该第二检测信号可以获知第一检测信号与第二检测信号之间的电容，这样即使液位发生了微小的变化，第一检测信号经过液体传输时，信号接收器3接收的第二检测信号也会发生较大改变，从而达到准确检测信号发送器2和信号接收器3之间的电容的目的，从而可以为准确地判断液位提供依据，解决了现有的液位检测装置直接在容器壁上粘贴电容检测器，无法准确地检测到液位变化的缺陷。

具体地，上述具体实施方式中的第一检测信号为电压信号，第二检测信号为电荷量信号，即本发明实施例中的信号发送器2发送电压信号，该电压信号经过液体传输至信号接收器3，信号接收器3上会接收电荷，该信号接收器3上的电荷量信号即为上述第二检测信号，根据本领域公知的技术，在接收电极上接收的电荷，与接收电极和发送电极之间的互电容成正比，即q＝uc，q表示信号接收器3上接收到的电荷量，u表示信号发送器2提供的电压，c表示信号发送器2和信号接收器3之间的电容，根据该原理，即可获知检测到的该液体的电容。

然后，根据本领域中的公知计算公式：c＝er×eo×a/d，来计算得到液体与信号接收器3的接触面积a，在该公式中，er表示容器壁的相对介电常数，eo表示空气的介电常数，a表示液体与信号接收器3的接触面积，d表示容器壁的厚度。根据上述公式计算得到液体与信号接收器3的接收面积a后，再根据该面积a，根据a＝b×h计算得到液体的液位h，其中b表示该容器壁的宽度，h表示计算得到的液体的液位。

在一个较佳实施方式中，本发明实施例的液位检测系统包括两个信号发送器2，这两个信号发送器2分别设置在信号接收器3的两侧，并且两个信号发送器2可以作为一体成型的，也可以是分开的，若为分开的，则两个信号发送器2需要用导线连接，将两个信号发送器2分别设置在信号接收器3的两侧的目的是，使得信号接收器3的左右两边均匀接收第一检测信号，从而使得检测的电容量更加精确。

具体地，本发明实施例的信号接收器3包括两个子信号接收器31，这两个子信号接收器31并列设置在基板1上，即如图2所示，在基板1上从左至右依次设置信号发送器2、两个子信号接收器31及信号发送器2，这样液位所在的水平线能够同时与两个子信号接收器31相交，两个子信号接收器31同时接收第二检测信号，根据这两个子信号接收器31接收的电荷总量来计算电容，由于一个子信号接收器31小于一个整块的信号接收器3，且子信号接收器31与液体的接触面积占该子信号接收器31的整体面积的比例越大时，微小的面积变化即可引起其测量值的较大不同，因此其检测的精度越高，由此可知，由两个子信号接收器31来接收检测信号相较于一个整块的信号接收器3检测接收信号，获得的电容精度高，测量结果更准确。

为了提高检测电容的精度，在一个较佳实施方式中，本发明实施例的液位检测系统的信号接收器3包括若干子信号接收器31，如图3a和图3b所示，该信号接收器3包括七个子信号接收器31，这七个子信号接收器31分两列依次排布设置于基板上，两列子信号接收器31依次交错设置，使得液位在水平方向上与至少两个子信号接收器31相交。在本发明实施例中，信号发送器2和信号接收器3都为铜箔，粘贴在基板1上，如图3a所示，该子信号接收器31为三角形的铜箔，依次交错设置，液位在水平方向上能够与两个子信号接收器31相交，在信号发送器2发送电压信号时，每个子信号接收器31上均会接收不同的电荷量，所有子信号接收器31上的电荷量的总和即为检测到的总电荷量，然后根据该总电荷量计算得到检测到的电容。因为每个子信号接收器31与液体的接触面积不同，液位的较小变化也会引起子信号接收器31的检测电容的变化，使得检测电容的精度相较于现有的直接在容器侧壁上设置一个电容检测器的方式，检测精度高，且能够为获取液位变化信息提供准确的依据。本发明实施例的信号发送器2为长方形的铜箔，该信号接收器3的总高度和信号发送器2的高度分别要大于容器的最高液位线(ahigh)与最低液位线(alow)之差。需要说明的是，本发明实施例的信号接收器3的铜箔形状不限于三角形，也可以是菱形、w形等形状，本发明实施例不以此为限制。

在一个具体实施方式中，如图3a和图3b所示，本发明实施例的液位检测系统还包括芯片4，该芯片4设于基板1的第二侧，该第二侧为基板1的远离容器的一侧，信号发送器2和信号接收器3分别通过导线与该芯片4连接，该芯片4发送电压检测信号至信号发送器2，并从信号接收器3接收电荷量信号，可以在该芯片4上直接根据该电压信号和电荷量信号计算电容，也可以通过该芯片4将电荷量信号传输至容器外部的控制器，由控制器来计算。

在一个具体实施方式中，如图3a和图3b所示，本发明实施例的液位检测系统还包括焊盘5，该焊盘5设置在基板1的第二侧，与芯片4连接，该焊盘5能够实现与外部电源连接，实现为整个液位检测系统供电，并且还可以使得本发明实施例的液位检测系统可以在需要检测液位时通电，不需要检测液位时断电。

本发明实施例还提供了一个液位检测系统的具体工作流程，用于检测水箱的水量，如图6所示，该工作流程为：控制器初始化，水箱水量变化时，七个子信号接收器31检测的电容值发生变化，对于控制器来说，将整体的信号接收传感器3解析为100个等间隔的水位线，每个水位线对应的电容值均不同，在计算出总的电容值，推导出水位线的位置，然后计算水量的百分数，显示到控制面板上，显示面板显示水量值，若缺水则提示报警信息。

本发明实施例的液位检测系统，首先，该基板1设于容器的外侧壁上，不会与液体直接接触，避免触电风险；其次，信号发送器2发送第一检测信号，该第一检测信号经过液体传输，信号接收器3会接收第二检测信号，利用互电容感应技术原理，通过该第二检测信号可以获知第一检测信号与第二检测信号之间的电容，这样即使液位发生了微小的变化，第一检测信号经过液体传输时，信号接收器3接收的第二检测信号也会发生较大改变，从而达到准确检测信号发送器2和信号接收器3之间的电容的目的，从而可以为准确地判断液位提供依据，解决了现有的液位检测装置直接在容器壁上粘贴电容检测器，无法准确地检测到液位变化的缺陷。

本发明实施例还提供了一种电蒸箱，该电蒸箱的水箱6外侧壁上设置有上述具体实施方式中的液位检测系统，该电蒸箱的显示面板与液位检测系统的芯片4电连接，能够显示液位信息。如图4所示，该液位检测系统的基板1(pcb板)的第一侧，即该pcb板设置有信号发送器2和信号接收器3的一面胶粘在水箱6的外侧壁上，该水箱6的侧壁为平整平面，可以用3m胶粘贴，也可以是其他胶水，粘胶厚度≤1mm，该信号接收器3和信号发送器2的底部分别与水箱6的底部平齐，顶部分别高于水箱6的最大水位，具体地，如图4所示，alow是该水位检测系统的最低水位线，ahigh为该水位检测系统的最高水位线，这取决于水位检测系统与水箱6的粘贴相对位置；实际应用案例中需要根据所要检测的水位情况调整a、alow、ahigh的尺寸和位置，以达到最佳的检测范围；信号接收器3和信号发送器2的周围区域接地，减少外界干扰，减少外界环境的变化对检测精度的影响，提高检测精度和可靠性。具体地，信号接收铜箔和信号发送铜箔、保护接地线、其他铜箔走线各自之间的间距为0.3mm-1.5mm，较佳地，该间距为该pcb板厚度的1/2，在本发明实施例中该间距为0.8mm。

为了保护该液位检测系统，本发明实施例的水箱6还包括防护罩61，该防护罩61设置在水箱6的侧壁上，与该水箱6的侧壁形成一个容置该液位检测系统的空间，如图5所示，该液位检测系统除了焊盘5之外，其他的结构均被该防护罩61覆盖，以达到防水防尘的目的。

在一个较佳实施方式中，如图5所示，该水箱6还包括弹性连接器62及转接板63，该弹性连接器62安装在转接板63上，该转接板63为导电体，固定在水箱6的机壳65上，在机壳65固定水箱6时，挤压该弹性连接器62，该弹性连接器62处于压缩状态，从而使得弹性连接器62与水位检测系统的焊盘5电连接，该转接板63上设置有转接导线64，该转接导线64可以连接外部的电源或者主控板。当然也可以通过该焊盘5直接与外部的电源或主控板实现电连接和通讯，或者弹性连接器62直接通过针座或者其他结构与转接导线64连接，本发明实施例不以此为限制。

本发明实施例还提供了一种液位检测方法，该液位检测方法包括：发送第一检测信号至信号发送器2，从信号接收器3接收第二检测信号，该第二检测信号为第一检测信号经过液体传输至信号接收器3的信号；根据第一检测信号和第二检测信号得到容器内的液位信息，具体地，根据第一检测信号和第二检测信号获取电容值，根据该电容值得到液位信息，其中该信号发送器2设于基板1的第一侧，用于接收和发送第一检测信号，基板1适于设置在盛放有液体的容器的外侧壁上，该第一侧为基板的朝向容器的一侧，信号接收器3设于基板的第一侧，高度方向大于或等于容器的最大液位。根据该液位信息获取水量信息，判断该水量信息是否小于预设值，当该水量信息小于预设值时，提示报警信息。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。