一种具有水位检测功能的水箱及其水位检测方法与流程

本发明属于水箱的水位检测技术领域，具体涉及一种具有水位检测功能的水箱及其水位检测方法。

背景技术：

现有的水箱在进行水位检测时，通常采用两种方式：一种是利用磁感应接近开关，另一种是利用电容进行检测。

利用磁感应接近开关进行检测水位的水位时，需要在水箱内放置一种包有磁性材料的浮子，因为浮子需要长时间接触水，所以容易滋生细菌；此外，对于应用于蒸气烹饪设备中的水箱，大多为移动式，需要频繁的抽出加水，然后再放回蒸气烹饪设备的水箱座中，在抽出和放回的过程中，浮子与磁感应接近开关容易发生错位，从而导致水位检测失灵。

利用电容进行水位检测的水箱，通常是在水箱的内侧壁设置金属片，用于检测水箱内电容的变化，进而判断水箱内水位的高低；而金属片随着使用时间的延长，其表面可能会有水垢，从而影响水位检测的准确度。

技术实现要素：

为了解决现有的在对水箱进行水位检测时存在的浮子易滋生细菌，或检测不准确的问题，提供一种具有水位检测功能的水箱。

同时本发明的另一目的是提供一种上述水箱的水位检测方法。

一种具有水位检测功能的水箱，包括水箱组件、水位检测电路板，及控制器；

水位检测电路板设置在水箱组件的外壁上，水位检测电路板上设置有用于检测水箱组件电容的隔空水位检测ic芯片，隔空水位检测ic芯片与控制器电性连接，控制器用于接收隔空水位检测ic芯片发送的电容值，并进行计算和判断得出水箱组件的水位。

优选的，水位检测电路板包括至少两个电极片，并设置于水箱组件的不同水位高度。

优选的，每个电极片均与隔空水位检测ic芯片的电容感应检测通道连接。

优选的，水箱组件包括水箱座和水箱本体，水箱本体设置在水箱座内并与水箱座活动连接。

优选的，水箱本体包括水箱壳体、水箱盖和出水管；水箱盖上设置有进水口，水箱盖盖合在水箱壳体上，出水管的一端设置在水箱壳体内，另一端设置在水箱壳体外并与设置在水箱座上的连接管连接。

优选的，水箱本体进一步包括挡水板，挡水板设置在水箱壳体内且与水箱盖相互垂直布置。

优选的，水位检测电路板设置在水箱座的外侧壁或内侧壁。

优选的，水位检测电路板设置在所述水箱本体的外侧壁。

优选的，进一步包括用于固定水位检测电路板的压板，压板设置在水箱座的侧壁或水箱本体的侧壁上，且水位检测电路板位于压板与水箱座的侧壁或水箱本体的侧壁之间。

本发明还提供一种具有水位检测功能的水箱的水位检测方法，包括如下步骤：

隔空水位检测ic芯片检测每个电极片所对应的电容值，并将检测结果发送给控制器；

控制器判断紧邻水箱本体底部的电极片的电容值c1是否满足：c1＞c0，其中c0为水箱本体无水状态下的电容值；若否，则水箱本体为无水状态；若是，则水箱本体为有水状态；

控制器判断在时间阈值内，每个电极片的电容值是否均在电容阈值范围内，若是，则水箱本体为满水状态；若否，则记录此时电容值均大于c0的电极片个数，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体的水位高度的映射关系，得到水箱本体的水位高度。

优选的，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体的水位高度的映射关系，包括：

水箱本体的水位高度h满足：h＝h1+n×h2+(n-1)h3，其中h1为紧邻水箱本体底部的电极片的下边缘与水箱本体底部的距离，h2为每个电极片的高度，h3为两个电极片之间的距离，n为电容值均大于c0的所述电极片的个数。

与现有技术相比，本发明的具有水位检测功能的水箱采用上述方案的有益效果为：

因为水位检测电路板设置在水箱组件的外壁上，水位检测电路板上设置有用于检测水箱组件电容的隔空水位检测ic芯片，隔空水位检测ic芯片与控制器电性连接，控制器用于接收隔空水位检测ic芯片发送的电容值，并进行计算和判断得出水箱组件的水位；也就说是本发明的用于检测水箱组件电容的隔空水位检测ic芯片设置在水箱组件外，能够实现隔空检测水箱组件的水位，且又因为隔空水位检测ic芯片不与水接触，也就避免水垢沉淀在隔空水位检测ic芯片上，而出现水位检测不准的问题；此外，本发明的水位检测电路板的安装方便灵活。

与现有技术相比，本发明的一种上述水箱的水位检测方法采用上述技术方案的有益效果是：

隔空水位检测ic芯片检测每个电极片所对应的电容值，并将检测结果发送给控制器，控制器通过判断紧邻水箱本体底部的电极片的电容值c1是否满足：c1＞c0，来确定水箱本体是否处于无水状态；若否，则水箱本体处于无水状态；若是，则水箱本体处于有水状态；当水箱本体处于有水状态时，紧接着控制器通过判断在时间阈值内，每个电极片的电容值是否均在电容阈值范围内，来判断水箱本体是否处于满水状态；若是，则水箱本体处于满水状态；若否，则水箱本体处于有水但不是满水的状态，此时记录电容值均大于c0的电极片个数，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体的水位高度的映射关系，得到水箱本体的水位高度；本发明的整个水位检测过程中因为电极片与大地之间形成电容器，而电极片又与隔空水位检测ic芯片的电容感应检测通道连接，所以能够实现对水箱组件水位的隔空检测；此外，又因为本发明的检测方法中避免隔空水位检测ic芯片和电极片直接接触水，所以能够有效的避免水垢在隔空水位检测ic芯片和电极片上沉淀，提高电容检测的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种具有水位检测功能的水箱的立体图；

图2是本发明实施例1提供的一种具有水位检测功能的水箱的水箱组件的爆炸图；

图3是图1的爆炸图；

图4是本发明实施例2提供的一种水位检测方法的流程图；

图5是电极片与水位检测电路板的位置关系图；

图中：1、水箱组件；2、水位检测电路板；3、压板；11、水箱座；12、水箱本体；111、连接管；121、水箱壳体；122、水箱盖；123、出水管；124、进水口；125、挡水板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

实施例1

本实施例提供一种具有水位检测功能的水箱，如图1-图3所示，包括水箱组件1、水位检测电路板2，及控制器；

水位检测电路板2设置在水箱组件1的外壁上，水位检测电路板2上设置有用于检测水箱组件1电容的隔空水位检测ic芯片，隔空水位检测ic芯片与控制器电性连接，控制器用于接收隔空水位检测ic芯片发送的电容值，并进行计算和判断得出水箱组件1的水位；

因为水位检测电路板2设置在水箱组件1的外壁上，水位检测电路板2上设置有用于检测水箱组件1电容的隔空水位检测ic芯片，隔空水位检测ic芯片与控制器电性连接，控制器用于接收隔空水位检测ic芯片发送的电容值，并进行计算和判断得出水箱组件1的水位；也就说是本实施例的用于检测水箱组件1电容的隔空水位检测ic芯片设置在水箱组件1外，能够实现隔空检测水箱组件1的水位，且又因为隔空水位检测ic芯片不与水接触，也就避免水垢沉淀在隔空水位检测ic芯片上，而出现水位检测不准的问题；此外，本实施例的水位检测电路板2的安装方便灵活。

在具体实施例中，水位检测电路板2包括至少两个电极片，并设置于水箱组件1的不同水位高度；因为本实施例中，电极片也是设置在水箱组件1外，电极片与大地之间形成电容，用于隔空检测水箱组件1的水位；

因为如果仅仅设置一个电极片，那么只能检测水箱组件1内是否有水，而无法准确检测水箱组件1内的水位；

在本实施例中，电极片可以是任意能够导电的材料，例如铜箔。

在本实施例中，水位检测电路板2包括四个电极片，并设置在水箱组件1的不同高度；

本实施例中的水位检测电路板2可以是印刷电路板，例如pcb电路板；本实施例中的隔空水位检测ic芯片可以是具有四路电容感应检测通道专用ic，例如scw8916b。

在具体实施例中，每个电极片均与隔空水位检测ic芯片的电容感应检测通道连接，目的是检测每个电极片对应的电容值。

在具体实施例中，水箱组件1包括水箱座11和水箱本体12，水箱本体12设置在水箱座11内并与水箱座11活动连接；目的是便于将本实施例的水箱组件1用于蒸汽烹饪设备中，现有的蒸汽烹饪设备的水箱通常都是在水箱座内，目的是为了方便抽出加水，所以本实施例中水箱组件包括水箱座11和水箱本体12；

例如在本实施例中，水箱本体12能够从水箱座11内抽出加水，加水后，水箱本体12能够再次被推进水箱座11内。

在具体实施例中，水箱本体12包括水箱壳体121、水箱盖122和出水管123；水箱盖122上设置有进水口124，水箱盖122盖合在水箱壳体121上，出水管123的一端设置在水箱壳体121内，另一端设置在水箱壳体121外并与设置在水箱座11上的连接管111连接；

从进水口124向水箱壳体121内加水，水箱壳体121内的水从输水管123流出水箱壳体121，并通过连接管111流出水箱组件1；也可以打开水箱盖122，直接向水箱壳体121加水，这样的加水速度快。

在具体实施例中，水箱本体12进一步包括挡水板125，挡水板125设置在水箱壳体121内且与水箱盖122相互垂直布置，是为了防止在将水箱本体12抽出或推进水箱座11时，水箱壳体121内的水溅到水箱盖122上；此外当水箱盖122没有盖合在水箱壳体121上时，避免水箱壳体121内的水溅出水箱壳体121，造成水的浪费；避免污染水箱座11。

在具体实施例中，水位检测电路板2可以设置在水箱座11的外侧壁或内侧壁；水位检测电路板2也可以设置在水箱本体12的外侧壁，均能够实现对水箱本体12内水位的检测。

在具体实施例中，进一步包括用于固定水位检测电路板2的压板3，压板3设置在水箱座11的侧壁或水箱本体12的侧壁上，且水位检测电路板2位于压板3与水箱座11的侧壁或水箱本体12的侧壁之间，目的是为了防止水位检测电路板2从水箱组件1的外侧壁上掉落，且确保电极片紧邻水箱组件1的外侧壁，提高电容检测的准确性。

在本实施例中，压板3设置在水箱座11的外侧壁，水位检测电路板2也设置在水箱座11的外侧壁，且水位检测电路板2位于压板3与水箱座11的外侧壁之间，这样就能防止水位检测电路板2从水箱座11的外侧壁掉落，确保电极片紧邻水箱座11的外侧壁，提高电容检测的准确性。

工作过程：

将水位检测电路板2固定设置在水箱座11的外侧壁，且水位检测电路板2上的四个电极片设置在水箱座11的不同水位高度，同时为了确保电极片与水箱座11紧密贴合，将压板3固定设置在水位检测电路板2上；将隔空水位检测ic芯片与控制器电性连接，这样就能进行水箱本体12内水位的检测。

实施例2

本实施例提供一种实施例1的水位检测方法，如图4所示，该检测方法，包括如下步骤：

s1、隔空水位检测ic芯片检测每个电极片所对应的电容值，并将检测结果发送给控制器；

s2、控制器判断紧邻水箱本体12底部的电极片的电容值c1是否满足：c1＞c0，其中c0为水箱本体12无水状态下的电容值；若否，则水箱本体12为无水状态；若是，则水箱本体12为有水状态；

s3、控制器判断在时间阈值内，每个电极片的电容值是否均在电容阈值范围内，若是，则水箱本体12为满水状态；若否，则记录此时电容值均大于c0的电极片个数，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体12的水位高度的映射关系，得到水箱本体12的水位高度。

隔空水位检测ic芯片检测每个电极片所对应的电容值，并将检测结果发送给控制器，控制器通过判断紧邻水箱本体12底部的电极片的电容值c1是否满足：c1＞c0，来确定水箱本体12是否处于无水状态；若否，则水箱本体12处于无水状态；若是，则水箱本体12处于有水状态；当水箱本体12处于有水状态时，紧接着控制器通过判断在时间阈值内，每个电极片的电容值是否均在电容阈值范围内，来判断水箱本体12是否处于满水状态；若是，则水箱本体12处于满水状态；若否，则水箱本体12处于有水但不是满水的状态，此时记录电容值均大于c0的电极片个数，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体12的水位高度的映射关系，得到水箱本体12的水位高度；本发明的整个水位检测过程中因为电极片与大地之间形成电容器，而电极片又与隔空水位检测ic芯片的电容感应检测通道连接，所以能够实现对水箱组件水位的隔空检测；此外，又因为本发明的检测方法中避免隔空水位检测ic芯片和电极片直接接触水，所以能够有效的避免水垢在隔空水位检测ic芯片和电极片上沉淀，提高电容检测的准确性。

上述s3中的时间阈值是预存入控制器中的时间段，例如1s～3s，目的是为了避免出现误判；因为如果水箱实际处于有水但不是满水的状态，但是由于水箱的晃动，每个电极片的电容值可能在某一个瞬间均到达在电容阈值范围内，如果控制器判断此时的水箱处于满水状态，实际是一种误判，而本实施例中规定时间阈值，就能够避免上述误判情况出现。

电容阈值范围也是预存入控制器中的电容范围，它是水箱处于满水状态时，电极片电容值的一个上下浮动范围，因为即使水箱处于满水状态，由于环境等的影响，每个电极片的电容值也会存在微小的差异或变化，只要每个电极片的电容值均处于电容阈值范围内，就确定水箱处于满水状态。

在具体实施例中，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体12的水位高度的映射关系，包括：

水箱本体12的水位高度h满足：h＝h1+n×h2+(n-1)h3，其中h1为紧邻水箱本体12底部的电极片的下边缘与水箱本体12底部的距离，h2为每个电极片的高度，h3为两个电极片之间的距离，n为电容值均大于c0的所述电极片的个数；这样能够较为准确的判断水箱本体12的水位高度。

结合实施例1，水位检测方法的具体过程为：

水位检测电路板2包括4个高度相同的电极片，并设置在水箱本体1的不同水位高度，如图5所示，从下到上依次记录为1号电极片，2号电极片，3号电极片，4号电极片，每个电极片的高度h2＝5mm，相邻两个电极片之间的距离h3＝2mm，1号电极片的下边缘距离水箱本体12底部的距离h1＝1mm；

隔空水位检测ic芯片检测每个电极片所对应的电容值，1号电极片对应的电容值为c1，2号电极片对应的电容值为c2，3号电极片对应的电容值为c3，4号电极片对应的电容值为c4，并将c1、c2、c3和c4全部发送给控制器；

控制器判断1号电极片的电容值c1是否满足：c1＞c0，其中c0为水箱本体12无水状态下的电容值；若否，则水箱本体12为无水状态；若是，则水箱本体12为有水状态；

控制器再判断在时间阈值(1s～3s)内，每个电极片的电容值(c1、c2、c3和c4)是否均在电容阈值范围内，若是，则水箱本体12为满水状态；若否，则记录此时电容值均大于c0的电极片个数，根据电容值均大于c0的电极片的个数与水箱本体12的水位高度的映射关系，得到所述水箱本体12的水位高度；其中映射关系为：水箱本体12的水位高度h满足：h＝h1+n×h2+(n-1)h3，其中h1为紧邻所述水箱本体12底部的所述电极片的下边缘与水箱本体12底部的距离，h2为每个电极片的高度，h3为两个电极片之间的距离，n为电容值均大于c0的电极片的个数，所以检测得到的水箱本体12内水位高度h＝h1+n×h2+(n-1)×h3＝1mm+3×5mm+(2-1)×2mm＝18mm，所以水箱本体12内的水位高度为18mm。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。