一种液位检测装置及具有其的洗衣机的制作方法

1.本发明属于洗衣机领域，具体地说，涉及一种液位检测装置及具有其的洗衣机。


背景技术：

2.洗衣机洗涤时需要对洗衣桶内水位进行检测，现有液位检测装置结构复杂、使用不便。
3.申请号为202120258439.x中国专利公开了一种液位检测装置及具有其的洗衣机，其液位检测装置在检测液位的同时还需在洗衣机的储排水时进行相关动作控制，由于不可避免地需要进行液位检测功能之外的其他操作，而洗衣机的储排水动作在洗涤过程中多次发生，因而操作不便并且由于机构较多，容易造成设备故障。
4.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种液位检测装置，设备结构简单，安装便捷且运行可靠。
6.本发明另一目的在于提供一种具有上述液位检测装置的洗衣机。
7.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
8.一种液位检测装置，包括第一容器、气包、第二容器、光束发射器、压板。
9.气包，位于第一容器外部，且与第一容器内腔连通；第一容器，内腔中充有液体，还通过管道与第二容器连通；第二容器，内腔中设置有压板能沿其轴向运动，压板接触液体的一侧设置有空气腔，空气腔背离液体的一侧设置有光束检测点；光束发射器，设置在第二容器上，向第二容器内发射光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。
10.通过设置第一容器外部设置与第一容器内腔连通的气包，并且通过管道与第二容器连接，可以在气包所受压力发生变化进而使气包体积由大变小时，将第一容器中的液体排出第一容器进而通过管道流入第二容器，或者在气包所受压力发生变化进而使气包体积由小变大时，将流入第二容器内的液体通过管道回流至第一容器中。在将第一容器中的液体排入第二容器时，第二容器内沿其轴向的液体厚度增加，
11.由于在第二容器上设置有光束发射器向第二容器内发射光束，光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。光束发射器发射的光束根据液体厚度不同,在液体和空气交界折射率不同,最终光束到达的光束检测点位置也不同。根据光束到达的光束检测点位置与气包所受压强，进行逻辑计算，利用数字建模，建立两者的对应关系，再在液位检测装置应用于洗衣机水位检测时，计算出气包所受压强与洗衣桶内水位高度的关系，即可建立光束到达的光束检测点位置与洗衣桶内水位高度之间的对应关系，从而根据光束到达的光束检测点位置来获知洗衣桶内水位高度。
12.进一步的，压板将第二容器内腔分隔为第一内腔和第二内腔两部分，第一内腔与第一容器连通，第二内腔与第一容器隔绝但与外界相通；压板与第二容器壁之间设置有弹
簧，压板能在液体和弹簧作用下移动而改变与第一内腔的大小。
13.由于气包受压增大体积缩小时，第一容器中的液体流入第二容器，故在第二容器内腔中设置压板，压板将第二容器内腔分隔为第一内腔和第二内腔两部分，第一内腔与第一容器连通，第二内腔与第一容器隔绝但与外界相通；这样，第一容器中的液体流入第二容器时，会推动压板移动，从而增大第一内腔部分容纳液体；而第二容器的第二内腔与第一容器隔绝但与外界相通，因此压板在移动时不会因空气压缩而受到阻力。
14.由于需要在气包外部所受压力减小时，将从第一容器中流入第二容器中的液体压回第一容器，故需要在第二容器内腔中设置动力装置，提供动力促使压板移动，压缩第一内腔体积，本发明中在压板与第二容器壁之间设置有弹簧，由于气包外部所受压力减小，进而第一容器中液体所受压力减小，液体传递至第二容器中的压板上的压力减小，从而压板能在弹簧作用下移动而减小第一内腔的大小，将第二容器中的液体压入第一容器。
15.进一步的，在形成第二容器第一内腔且与压板相对的第二容器桶壁上设置有孔，光束发射器安装在孔内。
16.由于在第二容器上设置有光束发射器向第二容器内发射光束，光束要依次经液体及空气腔后射向光束检测点，而压板接触液体的一侧设置有空气腔，空气腔背离液体的一侧设置有光束检测点，因而要在形成第二容器第一内腔且与压板相对的第二容器桶壁上设置孔，光束发射器安装在孔内，这样光束发射器发射的光束能依次经第二容器第一内腔中的液体及压板上的空气腔后射向光束检测点。
17.进一步的，光束发射器斜向安装，光束发射器安装于第二容器中心轴线一侧，且斜向另一侧。
18.由于光线经过液体和空气后存在折射，故为了使光线在折射后能够有足够的空间落在光束检测点上而不至于超出光束检测点使光束检测点无法检测到折射后的光线，光束发射器要斜向安装，光束发射器安装于第二容器中心轴线一侧，并且斜向另一侧。
19.进一步的，光束检测点与光束发射器分别设置在第二容器中心轴线的两侧。
20.如上所述，由于光线经过液体和空气后存在折射，故为了使光线在折射后能够有足够的空间落在光束检测点上而不至于超出光束检测点使光束检测点无法检测到折射后的光线，光束检测点与光束发射器分别设置在第二容器中心轴线的两侧，并且光束发射器要斜向安装，光束发射器安装于第二容器中心轴线一侧，并且斜向另一侧，这样，能保证折射后的光线能照射在光束检测点上。
21.进一步的，第二内腔中设置有弹簧，弹簧两端分别抵顶压板及与压板相对的第二容器桶壁。
22.为了便于安装及避免弹簧的腐蚀，在第二内腔中设置有弹簧，弹簧两端分别抵顶压板及与压板相对的第二容器桶壁。
23.进一步的，液位检测装置还包括压板限位杆，形成第二内腔且与压板相对的第二容器桶壁上设有孔，压板限位杆一端固定连接压板，压板限位杆另一端从孔中穿出，弹簧套接在压板限位杆外。
24.为了使压板在移动的过程中能够稳定，保证压板不倾斜防止第一内腔部分中的液体发生泄露，液位检测装置还包括压板限位杆，在形成第二内腔且与压板相对的第二容器桶壁上设有孔，压板限位杆一端固定连接压板，压板限位杆另一端从孔中穿出，弹簧套接在
压板限位杆外。通过压板限位杆与孔的配合限位作用，压板在移动时不会发生倾覆，从而保证了第一内腔部分中的液体不发生泄露。
25.进一步的，弹簧为压缩弹簧。
26.由于弹簧安装在第二内腔中，而弹簧需要产生作用力压缩第一内腔部分的体积，故此处的弹簧选用压缩弹簧。
27.本发明还涉及一种洗衣机，具有上述的液位检测装置，液位检测装置固定于洗衣桶下方，且气包能与洗衣桶底部的水接触。
28.由于采用气包压力变化进而使液体从第一容器流至第二容器，改变第二容器内液体厚度，从而使光线折射后到达光束检测点的位置不同，进而获知洗衣桶内水位，故需要将气包与洗衣桶底部的水接触才能保证检测最准确。因此，液位检测装置固定于洗衣桶下方，且气包能与洗衣桶底部的水接触。
29.进一步的，在洗衣桶底部设置有孔，第一容器固定连接于洗衣桶下方并密封孔底部，气包位于孔中。
30.通过在洗衣桶底部设置孔，将气包置于孔中与洗衣桶底部的水接触，从而使洗衣桶中的水能作用于气包上，孔径大于气包最大直径。为了防止泄露，第一容器固定连接于洗衣桶下方并密封孔底部。
31.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
32.本发明一种液位检测装置及具有其的洗衣机，其中液位检测装置包括第一容器、气包、第二容器、光束发射器、压板。气包，位于第一容器外部，且与第一容器内腔连通；第一容器，内腔中充有液体，还通过管道与第二容器连通；第二容器，内腔中设置有压板能沿其轴向运动，压板接触液体的一侧设置有空气腔，空气腔背离液体的一侧设置有光束检测点；光束发射器，设置在第二容器上，向第二容器内发射光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。气包受压将第一容器中的液体排出进而流入第二容器，第二容器内沿其轴向的液体厚度增加，由于在第二容器上设置有光束发射器向第二容器内发射光束，光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。光束发射器发射的光束根据液体厚度不同,在液体和空气交界折射率不同,最终光束到达的光束检测点位置也不同。根据光束到达的光束检测点位置获知气包所受压强。
33.本发明还提出一种洗衣机，具有上述液位检测装置，根据气包所受压强计算出洗衣桶内水位高度，即可建立光束到达的光束检测点位置与洗衣桶内水位高度之间的对应关系，从而根据光束到达的光束检测点位置来获知洗衣桶内水位高度。其结构简单，安装简便，并且液位检测装置只进行液位检测，不参与洗衣机的其他动作，大大降低了设备损耗，避免因参与不必要动作而造成的设备故障可能性。
34.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
35.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
36.图1是本发明液位检测装置在洗衣机上的安装示意图；
37.图2是图1的局部放大示意图。
38.图3是本发明实施例二中液位检测装置在洗衣机上的安装示意图；
39.图4是图3的局部放大示意图。
40.图中：1、洗衣桶；2、第一容器；3、第二容器；4、气包；5、光束发射器；6、空气腔；7、光束检测点；8、弹簧；9、压板；10、第二压板。
41.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。
44.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。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。
45.实施例一
46.结合图1、2所示，本发明一种液位检测装置，包括第一容器2、气包4、第二容器3、光束发射器5、压板9。
47.气包4，位于第一容器2外部，且与第一容器2内腔连通；第一容器2，内腔中充有液体，还通过管道与第二容器3连通；第二容器3，内腔中设置有压板9能沿其轴向运动，压板9接触液体的一侧设置有空气腔6，空气腔6背离液体的一侧设置有光束检测点7；光束发射器5，设置在第二容器3上，向第二容器3内发射光束依次经液体及空气腔6后射向光束检测点7。
48.通过设置第一容器2外部设置与第一容器2内腔连通的气包4，并且通过管道与第二容器3连接，可以在气包4所受压力发生变化进而使气包4体积由大变小时，将第一容器2中的液体排出第一容器2进而通过管道流入第二容器3，或者在气包4所受压力发生变化进而使气包4体积由小变大时，将流入第二容器3内的液体通过管道回流至第一容器2中。在将第一容器2中的液体排入第二容器3时，第二容器3内沿其轴向的液体厚度增加，
49.由于在第二容器3上设置有光束发射器5向第二容器3内发射光束，光束依次经液体及空气腔6后射向光束检测点7。光束发射器5发射的光束根据液体厚度不同,在液体和空气交界折射率不同,最终光束到达的光束检测点7位置也不同。根据光束到达的光束检测点7位置与气包4所受压强，进行逻辑计算，利用数字建模，建立两者的对应关系，再在液位检测装置应用于洗衣机水位检测时，计算出气包4所受压强与洗衣桶1内水位高度的关系，即
可建立光束到达的光束检测点7位置与洗衣桶1内水位高度之间的对应关系，从而根据光束到达的光束检测点7位置来获知洗衣桶1内水位高度。
50.压板9将第二容器3内腔分隔为第一内腔和第二内腔两部分，第一内腔与第一容器2连通，第二内腔与第一容器2隔绝但与外界相通；压板9与第二容器3壁之间设置有弹簧8，压板9能在液体和弹簧8作用下移动而改变与第一内腔的大小。
51.由于气包4受压增大体积缩小时，第一容器2中的液体流入第二容器3，故在第二容器3内腔中设置压板9，压板9将第二容器3内腔分隔为第一内腔和第二内腔两部分，第一内腔与第一容器2连通，第二内腔与第一容器2隔绝但与外界相通；这样，第一容器2中的液体流入第二容器3时，会推动压板9移动，从而增大第一内腔部分容纳液体；而第二容器3的第二内腔与第一容器2隔绝但与外界相通，因此压板9在移动时不会因空气压缩而受到阻力。
52.由于需要在气包4外部所受压力减小时，将从第一容器2中流入第二容器3中的液体压回第一容器2，故需要在第二容器3内腔中设置动力装置，提供动力促使压板9移动，压缩第一内腔体积，本发明中在压板9与第二容器3壁之间设置有弹簧8，由于气包4外部所受压力减小，进而第一容器2中液体所受压力减小，液体传递至第二容器3中的压板9上的压力减小，从而压板9能在弹簧8作用下移动而减小第一内腔的大小，将第二容器3中的液体压入第一容器2。
53.在形成第二容器3第一内腔且与压板9相对的第二容器3桶壁上设置有孔，光束发射器5安装在孔内。
54.由于在第二容器3上设置有光束发射器5向第二容器3内发射光束，光束要依次经液体及空气腔6后射向光束检测点7，而压板9接触液体的一侧设置有空气腔6，空气腔6背离液体的一侧设置有光束检测点7，因而要在形成第二容器3第一内腔且与压板9相对的第二容器3桶壁上设置孔，光束发射器5安装在孔内，这样光束发射器5发射的光束能依次经第二容器3第一内腔中的液体及压板9上的空气腔6后射向光束检测点7。
55.光束发射器5斜向安装，光束发射器5安装于第二容器3中心轴线一侧，且斜向另一侧。
56.由于光线经过液体和空气后存在折射，故为了使光线在折射后能够有足够的空间落在光束检测点7上而不至于超出光束检测点7使光束检测点7无法检测到折射后的光线，光束发射器5要斜向安装，光束发射器5安装于第二容器3中心轴线一侧，并且斜向另一侧。
57.光束检测点7与光束发射器5分别设置在第二容器3中心轴线的两侧。
58.如上所述，由于光线经过液体和空气后存在折射，故为了使光线在折射后能够有足够的空间落在光束检测点7上而不至于超出光束检测点7使光束检测点7无法检测到折射后的光线，光束检测点7与光束发射器5分别设置在第二容器3中心轴线的两侧，并且光束发射器5要斜向安装，光束发射器5安装于第二容器3中心轴线一侧，并且斜向另一侧，这样，能保证折射后的光线能照射在光束检测点7上。
59.第二内腔中设置有弹簧8，弹簧8两端分别抵顶压板9及与压板9相对的第二容器3桶壁。
60.为了便于安装及避免弹簧8的腐蚀，在第二内腔中设置有弹簧8，弹簧8两端分别抵顶压板9及与压板9相对的第二容器3桶壁。由于弹簧8安装在第二内腔中，而弹簧8需要产生作用力压缩第一内腔部分的体积，故此处的弹簧8选用压缩弹簧8。
61.液位检测装置还包括压板9限位杆，形成第二内腔且与压板9相对的第二容器3桶壁上设有孔，压板9限位杆一端固定连接压板9，压板9限位杆另一端从孔中穿出，弹簧8套接在压板9限位杆外。
62.为了使压板9在移动的过程中能够稳定，保证压板9不倾斜防止第一内腔部分中的液体发生泄露，液位检测装置还包括压板9限位杆，在形成第二内腔且与压板9相对的第二容器3桶壁上设有孔，压板9限位杆一端固定连接压板9，压板9限位杆另一端从孔中穿出，弹簧8套接在压板9限位杆外。通过压板9限位杆与孔的配合限位作用，压板9在移动时不会发生倾覆，从而保证了第一内腔部分中的液体不发生泄露。
63.实施例二
64.本实施例与实施例一的区别在于：
65.结合图3-4所示，在第一容器2内腔中设置第二压板10，第二压板10的直径与第一容器2内径匹配，第二压板10外周设有密封圈。
66.第二压板10将第一容器2内腔分隔为两部分，一部分内腔与气包连通，此部分内腔中为空气，另一部分内腔中充有液体，并通过管道与第二容器连通。
67.第二压板10且能沿第一容器2轴向运动，为了使第二压板10运动稳固，在第二压板10一侧设置有限位杆，限位杆插入第一容器2与管道的连接口中。
68.当气包4受压缩小时，气体进入第一容器2内腔中，从而推动第二压板10运动进而挤压第一容器2另一部分内腔中的液体向外排出，通过管道排至第二容器。
69.本发明还提出一种洗衣机，具有上述任一种液位检测装置，液位检测装置固定于洗衣桶1下方，且气包4能与洗衣桶1底部的水接触。
70.由于采用气包4压力变化进而使液体从第一容器2流至第二容器3，改变第二容器3内液体厚度，从而使光线折射后到达光束检测点7的位置不同，进而获知洗衣桶1内水位，故需要将气包4与洗衣桶1底部的水接触才能保证检测最准确。因此，液位检测装置固定于洗衣桶1下方，且气包4能与洗衣桶1底部的水接触。
71.在洗衣桶1底部设置有孔，第一容器2固定连接于洗衣桶1下方并密封孔底部，气包4位于孔中。
72.通过在洗衣桶1底部设置孔，将气包4置于孔中与洗衣桶1底部的水接触，从而使洗衣桶1中的水能作用于气包4上，孔径大于气包4最大直径。为了防止泄露，第一容器2固定连接于洗衣桶1下方并密封孔底部。
73.在洗衣机设计阶段，向洗衣桶1内加水并检测水位高度，液位检测装置的气包4被压缩，第一容器2内液体被挤压流入第二容器3，检测光束在光束检测点上的位置，
74.根据检测的洗衣桶1的水位高度及光束在光束检测点上的位置进行逻辑计算，利用模糊算法，数字建模，将洗衣桶1的水位高度及光束在光束检测点上的位置关系对应，将对应结果存档写入洗衣机电脑板控制装置。
75.在用户使用时，向洗衣桶1内加水，液位检测装置的气包4受压强增大压缩，第一容器2内液体流向第二容器3，洗衣机电脑板控制装置经逻辑计算，根据光束在光束检测点上的位置算出对应的洗衣桶1内水位高度值并通过显示装置显示传达给用户。
76.本发明一种液位检测装置及具有其的洗衣机，其中液位检测装置包括第一容器、气包、第二容器、光束发射器、压板。气包，位于第一容器外部，且与第一容器内腔连通；第一
容器，内腔中充有液体，还通过管道与第二容器连通；第二容器，内腔中设置有压板能沿其轴向运动，压板接触液体的一侧设置有空气腔，空气腔背离液体的一侧设置有光束检测点；光束发射器，设置在第二容器上，向第二容器内发射光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。气包受压将第一容器中的液体排出进而流入第二容器，第二容器内沿其轴向的液体厚度增加，由于在第二容器上设置有光束发射器向第二容器内发射光束，光束依次经液体及空气腔后射向光束检测点。光束发射器发射的光束根据液体厚度不同,在液体和空气交界折射率不同,最终光束到达的光束检测点位置也不同。根据光束到达的光束检测点位置获知气包所受压强。本发明还提出一种洗衣机，具有上述液位检测装置，根据气包所受压强计算出洗衣桶内水位高度，即可建立光束到达的光束检测点位置与洗衣桶内水位高度之间的对应关系，从而根据光束到达的光束检测点位置来获知洗衣桶内水位高度。其结构简单，安装简便，并且液位检测装置只进行液位检测，不参与洗衣机的其他动作，大大降低了设备损耗，避免因参与不必要动作而造成的设备故障可能性。
77.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。