油杯液位的检测装置及油烟机的制作方法

1.本实用新型涉及厨电技术领域，特别涉及一种油杯液位的检测装置及油烟机。


背景技术：

2.油烟机在使用过程中产生的油污会排入油杯内，通常，油杯内油液的液位需要人工观察检测，当积累到一定的液位高度后需要及时将油污倒掉以防止溢出，然而随着生活节奏的加快，人们经常会忘记对集油杯进行清理，这就容易造成集油杯中的油液渗出，对厨房中的环境造成二次污染，增加厨房油污的清洗难度，因此，只有对油杯内油液的液位做出准确检测，才能确保用户可以对油杯做及时的拆卸清洗工作，以保证抽油烟机的抽油烟效果。
3.目前的液位检测方法通常采用红外对管的方式进行检测，即当油杯中的液位到达红外收发管的位置时造成遮挡，红外收发管信号发生变化，控制电路将接收到的信号变化转化为提示信号告知用户此时应及时清理油杯，使用红外对管需要做好防油防护，因此其结构设计和安装较为复杂，极易受到油污污染而影响检测准确性；又或是采用超声探头的方式进行检测，即利用超声探头向油杯内发射超声波，并且再接收到油杯内废油液面反射的回波信号，然后通过计算两个信号的时间差，得到对应的距离差值，最后将油杯高度减去该距离差值，即检测得到油杯中油量的液位高度，由于超声探头到油杯间需要有足够的距离，才能保证信号可检测，安装距离过小则会导致检测准确性差，同时超声探头在抽烟机上安装困难，成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中液位检测装置容易受到干扰导致检测不准确的缺陷，提供一种油杯液位的检测装置及油烟机。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.本实用新型一种油杯液位的检测装置，所述检测装置包括第一极板、第二极板、控制单元、电源和参考电容；
7.所述第一极板和所述第二极板设置于油杯内，所述第一极板和所述第二极板构成第一电容；其中，所述第一电容的容值随着所述油杯中液位的升高而增大；
8.所述控制单元用于基于第一控制信号控制所述电源向所述第一电容充电，以及基于第二控制信号控制所述第一电容向所述参考电容充电，并根据所述第一电容向所述参考电容充电至预设参考电压的第一充电时间确定所述油杯中液位的高度；
9.其中，所述第二控制信号为所述第一控制信号到的反相信号。
10.较佳地，所述检测装置还包括切换单元和比较单元；
11.所述第一极板通过所述切换单元与所述电源或所述参考电容的一端连接，所述参考电容的一端与所述比较单元的第一输入端连接，所述比较单元的输出端与所述控制单元连接，所述比较单元的第二输入端与参考电源连接，所述参考电源的电压为预设参考电压，
所述控制单元还与所述切换单元连接，所述第二极板以及所述参考电容的另一端接地；
12.所述控制单元还用于向所述切换单元发送所述第一控制信号，以使所述第一极板与所述电源连接；以及向所述切换单元发送所述第二控制信号，以使所述第一极板与所述参考电容连接。
13.较佳地，所述检测装置还包括第三极板；
14.所述第三极板设置于油杯内，所述第二极板和所述第三极板构成第二电容，所述第一极板、所述第二极板和所述第三极板依次沿所述油杯长度方向设置；其中，所述第二电容的容值随着所述油杯中液位的升高而增大；
15.所述控制单元还用于在所述参考电容两端的电压达到所述预设参考电压时，基于第三控制信号控制所述参考电容放电；
16.以及在所述参考电容完成放电时，基于第四控制信号控制所述电源向所述第二电容充电，并基于第五控制信号控制所述第二电容向所述参考电容充电，以及根据所述第二电容向所述参考电容充电至预设参考电压的第二充电时间确定所述油杯中液位的高度；
17.其中，所述第五控制信号为所述第四控制信号的反相信号。
18.较佳地，所述第一极板与所述第二极板之间的距离小于所述第三极板与所述第二极板之间的距离。
19.较佳地，所述切换单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和反相器；
20.所述反相器的一端分别与所述控制单元和所述第二开关的控制端连接，另一端与所述第一开关的控制端连接；
21.所述第一开关的一端与所述电源连接，另一端分别与所述第二开关的一端、所述第三开关的一端和所述第四开关的一端连接；
22.所述第二开关的另一端与所述比较单元的第一输入端连接；
23.所述第三开关的控制端与所述控制单元连接，所述第三开关的另一端与所述第一极板连接；
24.所述第四开关的控制端与所述控制单元连接，所述第四开关的另一端与所述第三极板连接。
25.较佳地，所述检测装置还包括放电单元；
26.所述放电单元包括第五开关和电阻；
27.所述参考电容的一端通过所述第五开关与所述电阻的一端连接，所述第五开关的控制端与所述控制单元连接，所述电阻的另一端接地；
28.所述控制单元还用于向所述第五开关的控制端发送所述第三控制信号；
29.所述第五开关基于所述第三控制信号将所述参考电容与所述电阻连接。
30.较佳地，若所述第一充电时间到达预设充电时间和/或所述第二充电时间达到预设充电时间，则所述控制单元判断所述油杯的液位已满。
31.较佳地，所述控制单元还用于在所述油杯液位已满时输出满杯提示信号。
32.本实用新型还提供一种油烟机，所述油烟机包括油杯和如上所述的油杯液位的检测装置。
33.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的油杯液位的检测装置包括第一极板、第二极板、控制单元、电源和参考电容；第一极板和第二极板设置于油杯内，第一极板和
第二极板构成第一电容；其中，第一电容的容值随着油杯中液位的升高而增大；控制单元用于基于第一控制信号控制电源向第一电容充电，以及基于第二控制信号控制第一电容向参考电容充电，并根据第一电容向参考电容充电至预设参考电压的第一充电时间确定油杯中液位的高度。解决了现有技术中液位检测装置容易受到干扰导致检测不准确的技术问题，能够实现自动、精确地检测油杯的液位高度，并在液位高度达到设定条件时及时提醒用户。
附图说明
34.图1为本实用新型实施例1的油杯液位的检测装置的电路结构示意图。
35.图2为本实用新型实施例2的油杯液位的检测装置的电路结构示意图。
36.图3为本实用新型实施例2的油杯液位的检测装置的极板安装示意图。
37.图4为本实用新型实施例2的油杯液位的检测装置的另一电路结构示意图。
具体实施方式
38.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
39.实施例1
40.本实施例提供一种油杯液位的检测装置，如图1所示，本实施例的检测装置1包括第一极板101、第二极板102、控制单元2、电源3和参考电容4。
41.在本实施例中，第一极板101和第二极板102设置于油杯内，第一极板101和第二极板102构成第一电容；其中，第一电容的容值随着油杯中液位的升高而增大，上述电容变化可以由平行板电容的电容量计算公式证明，具体地，平行板电容量的计算公式为：
[0042][0043]
上述式中，c为电容的电容量，ε为极板间介质的介电常数，εr为极板间介质的相对介电常数，ε0为真空介电常数，ε0＝8.85
×
10-12
f/m，s为极板间有效相对面积，d为极板间相对距离；因此，电容的电容量的变化与介电常数ε、相对面积s、板间距d这三个参数变化有关，由于真空介电常数ε0是一个常数，因此在保持s、d不变的情况下，电容量c直接和相对介电常数εr成正比关系，由此，可以通过改变极板之间的介质材料(即所需要检测液位高度的液体)，不同介质材料的相对介电常数不同，引起电容量的改变，在经过相应的参数调整后，利用上述原理，本领域技术人员应当知道本实施例的检测装置不仅可以用于检测油液的液位，也可以适用于其他液体的液位检测。
[0044]
在本实施例中，控制单元2用于基于第一控制信号控制电源3向第一电容充电，以及基于第二控制信号控制第一电容向参考电容4充电，并根据第一电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第一充电时间确定油杯中液位的高度，其中，第二控制信号为第一控制信号的反相信号。
[0045]
在一个具体例子中，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号，控制单元2基于高电平信号持续控制电源3向第一电容充电，在第一电容达到一定电压时(可以为3.3v)，控制单元2发出低电平信号，控制单元2基于低电平信号控制第一电容向参考电容4充电。
[0046]
在另一个具体例子中，第一控制信号和第二控制信号为控制单元2发出的周期信号，如脉冲信号，因此，本领域可以根据应用情形灵活设置第一控制信号和第二控制信号。
[0047]
在一种可选地实施方式中，如图1所示，检测装置1还包括切换单元5和比较单元6。
[0048]
具体地，第一极板101通过切换单元5与电源3或参考电容4的一端连接，参考电容4的一端与比较单元6的第一输入端连接，比较单元6的输出端与控制单元2连接，比较单元6的第二输入端与参考电源连接，参考电源的电压为预设参考电压vref，控制单元2还与切换单元5连接，第二极板102以及参考电容4的另一端接地。
[0049]
在本实施例中，控制单元2还用于向切换单元5发送第一控制信号，以使第一极板101与电源3连接，以及向切换单元5发送第二控制信号，以使第一极板101与参考电容4连接。
[0050]
在一具体实施过程中，当开始检测油杯内的液位高度时，控制单元2开始计时，并以一固定频率发出第一控制信号和第二控制信号，控制单元2基于第一控制信号控制电源3向第一电容充电，控制单元2基于第二控制信号控制第一电容向参考电容4充电，上述充电过程始终交替切换，以实现第一电容上的电荷向参考电容4进行转移，经过一定时间后，参考电容4上的电压到达预设参考电压vref时，比较单元6向控制单元2输出一个上升沿信号或下降沿信号，此时，控制单元2在接收到翻转信号后停止计时，从而获得整个过程的第一充电时间t2，因此，本实施例的检测装置能够根据第一充电时间t2确定油杯中液位的高度。
[0051]
在另一具体实施过程中，控制单元2还在油杯为空时，记录油杯为空时的第一电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的充电时间t1，以作为比较基准，并在控制单元2掉电时进行存储记忆，同时，控制单元还预先记录第一电容的充电时间变化量δc1，而充电时间变化量δc1可以根据油杯中液位任意高度进行对应设置，即一个液位高度对应一个充电时间变化量δc1，例如，当油杯的油量为满杯时，充电时间变化量δc1为10秒，当油杯的油量达到油杯的一半时，充电时间变化量δc1为5秒，本领域技术人员可以根据第一电容的容值大小、所要检测的液体对进行充电时间变化量δc1进行设置；下面以油杯的油量为满杯时进行举例说明，控制单元2始终监测参考电容4的充电时间，随着油杯内的油量增加，参考电容4充电时间逐渐变大，当满足t
2-t1＝δc1时，控制单元2则给出油杯油量已满的提示，提示用户油杯需要清理，从而本实施例的油杯液位的检测装置能够自动、精确地检测油杯的液位高度，并在液位高度达到设定条件时及时提醒用户进行清洗，避免了液体积满溢出污染厨房环境的情况发生。
[0052]
实施例2
[0053]
本实施例提供一种油杯液位的检测装置，如图2所示，本实施例的检测装置是对实施例的进一步改进，具体地，检测装置1还包括第三极板103，第三极板103设置于油杯内，第二极板102和第三极103板构成第二电容，第二电容的容值随着油杯中液位的升高而增大；第一极板101、第二极板102和第三极板103依次沿油杯长度方向设置，为了减小误差保证液位检测准确，还需要将三个极板设置在同一水平高度。
[0054]
在一种优选地实施方式中，如图3所示，第一极板101与第二极板102之间的距离小于第三极板103与第二极板102之间的距离，从而可以根据上述平行板电容量计算公式得知，第一极板101与第二极板102形成的第一电容的容值大于第三极板103与第二极板102形成的第二电容的容值，从而可以根据两个不同容值的电容分别进行液位检测，以提高液位
检测的准确度。
[0055]
可选地，本实施例的三个极板由硅胶固定于油杯内，并且四周与油杯留有一定间隙，极板由具有耐腐蚀耐磨损的导电材料制成，极板通过接触卡簧与检测装置1实现电气连接。
[0056]
在本实施例中，控制单元2还用于在参考电容4两端的电压达到预设参考电压vref时，基于第三控制信号控制参考电容4放电，以及在参考电容4完成放电时，基于第四控制信号控制电源3向第二电容充电，并基于第五控制信号控制第二电容向参考电容4充电，以及根据第二电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第二充电时间确定油杯中液位的高度；其中，第五控制信号为第四控制信号的反相信号。
[0057]
在一个具体例子中，第四控制信号为高电平信号，第五控制信号为低电平信号，控制单元2基于高电平信号持续控制电源3向第一电容充电，在第一电容达到一定电压时(可以为3.3v)，控制单元2发出低电平信号，控制单元2基于低电平信号控制第一电容向参考电容4充电。
[0058]
在另一个具体例子中，第四控制信号和第五控制信号为控制单元2发出的周期信号，如脉冲信号，因此，本领域可以根据应用情形灵活设置第四控制信号和第五控制信号。
[0059]
优选地，若第一充电时间到达预设充电时间和/或第二充电时间达到预设充电时间，则控制单元2判断油杯的液位已满，并在油杯液位已满时输出满杯提示信号，即在本实施例中，控制单元2可以通过单独判断第一电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第一充电时间是否达到预设充电时间，或者单独判断第二电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第二充电时间是否达到预设充电时间，又或者在第一电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第一充电时间达到预设充电时间后又继续判断第二电容向参考电容4充电至预设参考电压vref的第二充电时间是否达到预设充电时间，从而本实施例的检测装置能够利用两个极板形成的电容进行液位高度的检测，也可以利用三个极板形成的两个电容依次进行液位高度的检测，从而通过两次检测能够有效提高检测的准确性。
[0060]
在一种可选的实施方式中，如图4所示，切换单元5包括第一开关501、第二开关502、第三开关503、第四开关504和反相器505。
[0061]
具体地，反相器505的一端分别与控制单元2和第二开关502的控制端连接，另一端与第一开关501的控制端连接，第一开关501的一端与电源3连接，另一端分别与第二开关502的一端、第三开关503的一端和第四开关504的一端连接，第二开关502的另一端与比较单元6的第一输入端连接，第三开关503的控制端与控制单元2连接，第三开关503的另一端与第一极板101连接，第四开关504的控制端与控制单元2连接，第四开关504的另一端与第三极板103连接。
[0062]
在另一种可选的实施方式中，如图4所示，本实施例的检测装置1还包括放电单元7。
[0063]
具体地，放电单元7包括第五开关701和电阻702，参考电容4的一端通过第五开关701与电阻702的一端连接，第五开关701的控制端与控制单元连接，电阻702的另一端接地，控制单元2还用于向第五开关701的控制端发送第三控制信号，第五开关701基于第三控制信号将参考电容4与电阻连接，通过放电单元7，能够保证在每次进行液位检测时各个电容都为初始状态，进一步减小检测误差。
[0064]
在一个具体实施方式中，控制单元2预先记录第一电容的充电时间变化量δc1，第二电容的充电时间变化量δc2，其中，本实施例的第一电容的充电时间变化量δc1和第二电容的充电时间变化量δc2的设置方式与实施例1中的第一电容的充电时间变化量δc1设置方式相同，在此不做赘述。当控制单元2完成第一电容检测后，即第一电容的向参考电容的充电满足t
2-t1＝δc1时，控制模块2基于第三控制信号控制放电单元7将各个电容放电至初始状态后，又以第二电容进行检测，其检测过程与第一电容相同，在此也不做赘述，需要说明的是，在本实施例中，只有当第一电容的向参考电容的充电满足t
2-t1＝δc1和第二电容的向参考电容的充电满足t
2-t1＝δc2时，控制单元2才输出满杯提示信号。
[0065]
本实施例的检测装置通过两次检测后在输出满杯提示信号，确保检测装置不会误报和漏报，提升了用户的使用体验。
[0066]
实施例3
[0067]
本实施例提供一种油烟机，本实施例的油烟机包括油杯和实施例1或实施例2的油杯液位的检测装置。
[0068]
本实施例的油烟机由于采用了实施例1或实施例2的油杯液位的检测装置，因此，本实施例的油烟机也能够实现实施例1或实施例2的效果，在此不做赘述。
[0069]
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。