一种液位检测装置及自动注水设备的制作方法

1.本技术属于液位检测领域，尤其涉及一种液位检测装置及自动注水设备。


背景技术：

2.液位传感器是一种测量容器内液体液位的压力传感器，一般的投入式液位传感器是基于待测液体静压与该液体的高度成正比的原理，采用隔离型扩散硅敏元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将待测液体的静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号，这种液位传感器需要投入到液体里面进行测量。
3.投入式液位传感器在应用过程中一般可采用连杆浮球的方式测量，投进水箱内浮球会由于自身的浮力上下移动从而控制浮球另一端的磁铁上下移动，从而控制开关动作杆上的磁铁移动，当盛水设备中的液位达到最高点时，磁铁推动开关进行关闭，从而控制液体停止输入到盛水设备中。
4.然而，投入式液位传感器由于需要放入液体中进行测量，液位传感器存在容易受到损坏(如投入式液位传感器放入水中部分被腐蚀)和不能连续测量液体液位的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种液位检测装置及自动注水设备，旨在解决液位传感器容易受到损坏和不能连续测量液体液位的问题。
6.本技术实施例第一方面提供了一种液位检测装置，所述液位检测装置包括：
7.液体通道，所述液体通道的第一端设置于水箱内的液体中；
8.气密通道，所述气密通道与所述液体通道的第二端连通；
9.电感结构，与所述气密通道相连，用于根据所述气密通道内的气体压强调整其电感；
10.振荡平波模块，与所述电感结构连接，用于与所述电感结构组成振荡电路得到振荡信号，并对所述振荡信号进行平波处理生成液位检测脉冲信号从而获得水箱内的液体的高度。
11.在一个实施例中，所述电感结构包括电感感应器、弹性组件、线圈、隔膜板以及上盖；
12.其中，所述上盖中设有第一开孔，所述第一开孔的的外部四周设置有所述线圈，所述线圈与所述振荡平波模块连接；所述隔膜板的一侧连接所述气密通道并密封所述气密通道；所述隔膜板另一侧正对所述第一开孔，沿第一开孔的轴向方向移动。
13.所述电感感应器设置于所述隔膜板上远离所述气密通道的一侧，并处于所述第一开孔中，所述弹性组件设置于所述上盖与所述隔膜板之间。
14.在一个实施例中，所述隔膜板用于根据所述气密通道内的气体压强调节其位置，以驱动所述电感感应器相对于所述线圈上下移动。
15.在一个实施例中，所所述隔膜板的移动距离与所述气密通道内部的气体压强呈正
相关。
16.在一个实施例中，所述弹性组件为弹簧。
17.在一个实施例中，所述振荡平波模块包括：
18.振荡单元，连接所述电感结构，用于根据所述电感结构输出的电感确定谐振频率信号；
19.平波单元，连接所述振荡单元，用于根据所述谐振频率信号确定液位检测脉冲信号并输出。
20.本技术还提供了一种自动注水设备，所述自动注水设备包括水箱；上述任意一项实施例所述的液位检测装置，所述液位检测装置与所述水箱的底部连接。
21.在一个实施例中，所述水箱设有进水开关，所述进水开关的关闭与开启受所述液位检测装置控制。
22.在一个实施例中，所述水箱、所述液体通道以及所述气密通道呈u型。
23.在一个实施例中，所述电感结构的设置高度大于或等于所述水箱中的最高液位高度。
24.液位检测装置包括第一端设置于液体中的液体通道，与液体通道第二端连接的气密通道，与气密通道连接的电感结构和与电感结构连接的振荡平波模块，其中液体通道用于根据液体液位对气密通道的空气进行压缩并输出压强，电感结构用于根据气密通道的压强生成电感，振荡平波模块与电感结构构成振荡电路，可根据电感生成液位检测脉冲信号并输出到处理器生成液体的液位信息，电感结构和振荡平波模块不与待测液体进行接触，并可实时测量气密通道内的压强变化从而达到测量水箱中液体的液位，解决液位检测装置容易受到损坏和不能连续测量液体液位的问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
26.图1为本技术实施例提供的液位检测装置的结构框图；
27.图2为本技术实施例提供电感结构的刨面图；
28.图3为本技术实施例提供的振荡平波模块的电路原理图；
29.图4为本技术实施例提供的自动注水装置的结构图；
30.附图标记：100、液体通道；200、气密通道；300、电感结构；400、振荡平波模块；500、水箱；401、振荡单元；402、平波单元；301、上盖；302、线圈；303、隔膜板；304、电感感应器；305、弹性组件；r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；c1、第一电容；c2、第二电容；c3、第三电容；c4、第四电容；j1、第一施密特触发器；d1、第一连接器；vcc、电源。
具体实施方式
31.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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
用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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技术和简化描述，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技术的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在日常生活中，洗衣机或储水装置都需要在水注满洗衣机或出水装置时暂停水的注入，而为了解决这个问题，一般会在洗衣机或储水装置中设置液位传感器，一般的投入式液位传感器是基于待测液体静压与该液体的高度成正比的原理，采用隔离型扩散硅敏元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将待测液体的静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号，其传感器需完全放入到液体中进行检测。
36.常用的控制水箱中水的注入所用的投入式液位传感器采用连杆浮球液位计进行，包括浮球、感测连杆、磁铁和感应开关，浮球与感测连杆的底部连接，可根据液位的高低调整自身相对于水箱底部的位置，感测连杆顶部连接磁铁，感测连杆能根据浮球相对于水箱底部的位置而进行上下移动，从而带动磁铁进行移动，当水箱的液位达到预设的目标高度时，磁铁控制开关进行关闭，水箱内将不流入液体。
37.然而，投入式液位传感器由于需要放入水中进行测量，液位传感器存在容易受到损坏(如投入式液位传感器放入水中被腐蚀)和不能连续测量液体液位的问题。
38.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种液位检测装置，参见图1所示，液位检测装置包括液体通道100、气密通道200、电感结构300及振荡平波模块400。
39.其中，液体通道100的第一端设置于液体中，气密通道200连接液体通道100的第二端，用于根据液体通道100中的液体对气密通道200内的空气进行压缩生成压强；电感结构300与气密通道200相连，用于根据气密通道200的压强生成电感。
40.振荡平波模块400与电感结构300相连，用于与电感结构300组成振荡电路得到振荡信号，并对振荡信号进行平波处理生成液位检测脉冲信号。
41.在具体应用中，气密通道200为不可根据管道内空气压强变化而变形的管道。
42.具体的，液体通道100与水箱内的最低液位位置连通，液体通道100的内部可流入水箱内的液体，气密通道200与液体通道100连通，当液体通道100中被注入液体时，气密通道200内部空气会被注入到液体通道100的液体堵住，而随着液体通道100内液体的液位的升高，气密通道200内的空气会被不断压缩，由于电感结构300直接与气密通道200连接，所以电感结构300底部的空气与气密通道200连通，气密通道200内的空气被压缩，从而将气密通道200内的压强传送到电感结构300，电感结构300可根据压强生成电感，电感结构300与振荡平波模块400形成lc振荡电路，可将电感结构300输出的电感生成带有频率信息的液位
检测脉冲信号输出到处理器得到水箱内的液位值。
43.在本实施例中，当液体通道100中被注水时，随着水箱中液位的升高，液体通道100的液位不断升高，从而气密通道200内的空气不断被压缩，气密通道200内的压强将传送到电感结构300，电感结构300根据气密通道200输出的压强生成电感输出，振荡平波模块400与电感结构300组成振荡电路，可根据电感生成液位检测脉冲信号，本实施例可在水箱注水同时连续检测液体液位的变化，并通过振荡平波模块400输出带有频率信息的液位检测脉冲信号到处理器，电感结构300不与液体进行接触，不受液体通道100中的液体的影响，延长了液位检测装置的使用寿命。
44.在一个实施例中，参见图2所示，电感结构300包括：上盖301、线圈302、隔膜板303、电感感应器304和弹性组件305。
45.其中，上盖301中设有第一开孔，第一开孔的外周上设置有线圈302，隔膜板303的一侧连接气密通道200，另一侧正对第一开孔，可沿第一开孔轴向方向进行移动，电感感应器304设置于隔膜板303上远离气密通道200的一侧，且电感感应器304处于第一开孔中，可根据隔膜板303的移动而沿第一开孔的轴向方向移动；弹性组件305一端与隔膜板303连接，弹性组件305另一端与上盖301连接。在具体应用中，线圈302为能与电感感应器304产生电感的线圈，线圈302的材质可以为可导电金属。例如，继续参见图2所示，隔膜板303下部通过空气管道与气密通道200连接，当气密通道200内的压强变化时，气密通道200的压强信息会通过空气管道传送到隔膜板303的下部，并推动隔膜板303相对于线圈302移动，而当隔膜板303相对与线圈302移动时，固定在隔膜板303上部的电感感应器304也将相对与线圈302移动，电感感应器304向靠近线圈方向移动而进入线圈302或向远离线圈302方向移动，从而产生电感，弹性组件305两端分别与隔膜板303和上盖301抵接，通过弹性组件305能对电感感应器304的位置进行复位。可以理解的，当气密通道200内的压强等于大气压强时，电感感应器304位于线圈302之外或电感感应器304的部分位于线圈302之中。根据电感感应器304相对于线圈302的位置能控制线圈302的电感并将电感输出，通过气密通道200内部的压强进行控制电感感应器304相对与线圈302的位置，因此电感结构300能连续检测气密通道200的压强的情况，从而连续检测水箱中的液位情况。
46.在本实施例中，电感感应器304可以为磁性圆柱形材料也可以为金属圆柱形材料。气密通道200中的压强能使得电感结构300中的电感感应器304相对于线圈302的位置发生改变，而不需要将电感结构300投入到水中进行测量，有效解决了由于传统的液位传感器需要放入水中而容易损坏的问题。
47.在一个实施例中，隔膜板303用于根据气密通道200内的气体压强调节其位置，以驱动电感感应器304相对于线圈302移动。
48.在本实施例中，结合图2所示，隔膜板303根据压强变化相对于线圈302上下移动，从而带动电感感应器304相对于线圈302上下移动。
49.在本实施例中，隔膜板303与气密通道200相连，隔膜板303与气密通道200的连接部分能相对于隔膜板303进行垂直伸缩，当气密通道200内的空气压强增大或减小时，隔膜板303与气密通道200的连接部分能根据压强的增大和减小使得隔膜板303相对与线圈302的移动，而电感感应器304设置于隔膜板303之上，因此电感感应器304能根据隔膜板303的移动而相对于线圈302上下移动。
50.在一个实施例中，隔膜板303的移动距离与气密通道200内部的气体压强呈正相关。
51.在本实施例中，结合图2所示，气密通道200内部的压强变大，隔膜板303相对于线圈302向上移动，气密通道200内部的压强变小，隔膜板303相对于线圈302向下移动。
52.在本实施例中，隔膜板303与气密通道200相连，隔膜板303与气密通道200的连接部分能相对于隔膜板303进行垂直伸缩，当气密通道200内的空气压强增大时，隔膜板303与气密通道200之间的连接部分能伸长，从而控制隔膜板303相对于线圈302向上移动；当气密通道200内的空气压强减小时，隔膜板303与气密通道200之间的连接部分能缩短，从而控制隔膜板303相对于线圈302向下移动。
53.在一个实施例中，电感感应器304包括第二通孔，隔膜板303上远离气密通道200设有第一支撑柱；电感感应器304通过第二通孔套设在隔膜板303上的第一支撑柱上；弹性组件305包括弹簧，弹簧的一端与第一开孔上远离电感感应器304一端连接，弹簧的另一端与第一支撑柱上远离气密通道200的一端连接。
54.在一个实施例中，参见图2所示，弹性组件305可以为弹簧。在本实施例中，弹性组件305作用于隔膜板303的力根据隔膜板303相对于线圈302上下移动而变化，隔膜板303向上移动，弹性组件305作用于隔膜板303的力变大；隔膜板303向下移动，弹性组件305作用于隔膜板303的力变小。
55.在本实施例中，弹性组件305位于隔膜板303与上盖301之间，当隔膜板303向上移动时，隔膜板303与上盖301上远离隔膜板303的一侧之间的距离将会变短，从而压缩弹性组件305，弹性组件305因为压缩从而作用于隔膜板303的力变大，而弹性组件305作用于隔膜板303的力与气密通道200内的压强作用与隔膜板303的力相等时，隔膜板303将不在相对于线圈302进行移动，线圈302的电感将输出固定的值；当隔膜板303由于气密通道200的压强变小而向下移动时，弹性组件305相对于压缩状态会进行身长，从而控制隔膜板303相对于线圈302的位置。可以理解的，弹性组件305的初始伸缩状态对应隔膜板303的初始位置。
56.在一个实施例中，参见图3所示，振荡平波模块400包括：振荡单元401，振荡单元401连接电感结构300，用于根据电感结构300输出的电感确定谐振频率信号；平波单元402，平波单元402连接振荡单元401，用于根据谐振频率信号确定液位检测脉冲信号并输出至能够对检测脉冲信号进行处理的处理器。
57.在本实施例中，振荡单元401接收到来自电感结构300输出的电感，通过振荡单元401与电感结构300中的线圈形成lc振荡电路，将电感结构300输出的电感转化为谐振频率信号并输出至平波单元402；平波单元402接收到谐振频率信号并对谐振频率信号处理生成液位检测脉冲信号输出至外部处理器，外部处理器处理液位检测脉冲信号生成水箱中的液位信息。可以理解的，此处的液位检测脉冲信号可以为方波脉冲信号或矩形脉冲信号。
58.在一个实施例中，参见图3所示，振荡单元401包括第一电容c1、第一开关管q1、第二电容c2、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，其中第一电容c1并联于电感结构300的第一端口和第二端口，第一电容c1的第一端连接电源vcc；第二电容c2并联于电感结构300的第二端口和第三端口；第一电阻r1的第一端连接第一电容c1的第一端，第一电阻r1的第二端连接第一开关管q1的控制端；第二电阻r2的第一端连接第一开关管q1的控制端，第二电阻r2的第二端接地；第三电容c3的第一端连接第一开关管q1的控制端，第三电容c3的第
二端接地；第三电阻r3的第一端连接第一开关管q1的第二端，第三电阻r3的第二端接地；第一开关管q1的第一端连接电感结构300的第三端口，第一开关管q1的第二端连接平波单元402。
59.可以理解的，电感结构300的第一端口位于电感结构300中线圈的第一顶端，电感结构300的第二端口位于电感结构300中的线圈的中部，电感结构300的第三端口位于电感结构300中的线圈的第二顶端。
60.例如，继续参见图3所示，第一电容c1与第二电容c2并联于电感结构300的第一端口和第三端口，而第一电容c1与第二电容c2与电感结构300中的线圈形成lc振荡电路，将电感结构300中输出的电感通过lc振荡电路变为谐振频率信号。当电源vcc输入电压信号时，电压信号将通过第一电阻r1和第二电阻r2进行分压后输入到第一开关管q1的控制端，第一开关管q1导通，lc振荡电路的谐振频率信号将通过第一开关管q1并经过r3的分压后输出到平波单元402。第三电容c3用于对电源vcc输出的电压信号进行滤波。
61.在本实施例中，第一电容c1和第二电容c2与电感结构300中的线圈形成lc振荡电路能将电感结构300中输出的电感转化为谐振频率信号，不需要额外的处理器对电感结构300的电感进行处理，提高了液位检测装置的检测精度，并减少了液位检测装置的制造成本。
62.在一个实施例中，参见图3所示，平波单元402包括第一施密特触发器j1、第四电阻r4、第四电容c4和第一连接器d1，其中第四电容c的第一端连接施密特触发器j1的第五引脚，第四电容r4的第二端接地；第一施密特触发器j1的第一引脚悬空、第二引脚连接电感结构300的第二端口、第三引脚接地、第四引脚连接第四电阻r4的第一端、第五引脚连接电源vcc；第四电阻r4的第二端连接第一连接器d1的第二端口；第一连接器d1的第一端口连接电源vcc、第三端口、第四端口和第五端口接地。
63.具体的，在本实施例中，当电源vcc给第一施密特触发器j1施加电源电压时，第一施密特触发器j1的第二引脚连接振荡单元401并接收来自振荡单元401输出的谐振频率信号，并通过第一施密特触发器j1生成液位检测脉冲信号经过第四电阻r4输出到第一连接器d1的第二端口；第四电阻r4用于对第一施密特触发器j1输出的液位检测脉冲信号进行限流，以防止损伤振荡平波模块400；第四电容c4用于防止外部静电的影响。可以理解的，此处的电源vcc的电源电压由第一施密特触发器j1的开启电压确定。
64.在本实施例中，第一施密特触发器j1能将振荡单元401输出的谐振频率信号转化为带有频率信息的液位检测脉冲信号并通过第一连接器d1传输的外部处理器以供外部处理器进行处理，外部处理器能根据液位检测脉冲信号生成水箱中的液位信息，通过第一施密特触发器j1获得液位检测脉冲信号的方式降低了液位检测装置的设计成本，同时提高了振荡平波模块400的响应速度。
65.本技术在另一方面提供了一种自动注水设备，自动注水设备包括水箱、上述任一项的液位检测装置，其中液位检测装置与水箱的底部连接。
66.具体的，图4为本实施例提供的液位检测装置的结构图，参见图4所示，水箱500的侧边设置有液体通道100，气密通道200与液体通道100连接，当水箱500中注入液体时，气密通道200内部空气会被注入到液体通道100的液体堵住，而随着液体的液位的升高，气密通道200内的空气会被压缩，由于电感结构300是与气密通道200连接，所以电感结构300底部
的空气也会被压缩，从而将气密通道200内的压强传送到电感结构300。
67.在一个具体的实施例中，液位检测装置的电感结构300设置于水箱500之外，且不与水箱500中的液体进行接触，当自动注水设备内的水箱500中液体液位上升，液位检测装置不间断检测水箱500中液体液位的信息，并输出到外部处理器，外部处理器根据液位检测装置输出的检测脉冲信号和计算公式计算出水箱中的液体的液位值，当水箱500中的液位值达到预设液位值时，外部处理器控制进水开关进行关闭，当水箱500中的液位值未达到预设液位并与预设液位相差一个预设的值时，处理器控制进水开关进行打开，进水开关往水箱中进行注水。
68.在本实施例中，通过液位检测装置不间断检测水箱500中的液位信息能跟精确地控制水箱500中的进水情况，同时由于气压传感器不与水进行接触解决了液位检测装置容易损坏的问题。
69.在一个实施例中，水箱设有进水开关，进水开关的关闭与开启受液位检测装置控制。
70.在一个具体的实施例中，当进水开关接收到来自液位检测装置的关闭信号时，进水开关关闭，水箱中将不进行注水，当进水开关接收到来自液位检测装置的开启信号时，进水开关开启，水箱中进行注水。此处的关闭信号和开启信号为电感结构输出的电感、振荡平波模块输出的振荡信号或处理器处理之后生成的液位信息中的任意一种。
71.在本实施例中，进水开关可根据液位检测装置对水箱中的注水情况进行控制，实现了水箱的自动注水。
72.在一个实施例中，水箱、液体通道以及气密通道呈u型。
73.在本实施例中，当水箱中注水时，气密通道内的空气被压缩，从而导致气密通道内的压强增大，水箱、液体通道以及气密通道呈u型能防止气密通道内被水灌满而损坏电感结构。
74.在一个实施例中，参见图4所示，电感结构300的设置高度大于或等于水箱500中的最高液位高度。
75.在本实施例中，电感结构300通过气密通道200与液体通道100相连，而液体通道100底部连接水箱500，因此电感结构300是与水箱500直接连通的，当液体通道100注水时，液体通道100中的水有几率通过液体通道100和气密通道200进入到电感结构300从而损伤电感结构300。当电感结构300的高度大于或等于液体通道100时，由于连通器原理，注满液体通道100的水不会流入到电感结构器300中引起电感结构300的损坏。
76.液位检测装置包括第一端设置于液体中的液体通道，与液体通道第二端连接的气密通道，与气密通道连接的电感结构和与电感结构连接的振荡平波模块，其中液体通道用于根据液体液位对气密通道的空气进行压缩并输出压强，电感结构用于根据气密通道的压强生成电感，振荡平波模块与电感结构构成振荡电路，可根据电感生成液位检测脉冲信号并输出到处理器生成液体的液位信息，电感结构和振荡平波模块不与待测液体进行接触，并可实时测量气密通道内的压强变化从而达到测量水箱中液体的液位，解决液位检测装置容易受到损坏和不能连续测量液体液位的问题。自动注水设备可根据液位检测装置检测出的开启与关闭信号对水箱进行自动注水与自动关闭，可解决自动注水设备中调整水箱注水水位时需要重新改造液位计的问题。
77.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
78.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
79.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
80.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
81.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。