CN101487730B - 一种洗衣机水位检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗衣机水位检测方法及其装置，它是利用由PCB基板和金属片组成的电容式传感器检测洗衣机盛水筒内的水位，金属片紧贴于与洗衣机盛水筒连通的连通部分的外壁上，或者金属片直接贴于盛水筒的外壁上，它可以感应水位的变化，而改变其电容值，通过一个控制单元，检测及处理电容式传感器的电容值，以此计算出水位的高低，从而控制水位。本发明由于采用了电容式传感器，它可以感应连通部分或盛水筒的外壁由于水位变化而产生的微小的应变，检测水位更加精确，稳定性高，结构简单，而且传感器主要是由PCB和金属片构成，成本也较低。

Description

一种洗衣机水位检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，特别涉及一种洗衣机水位检测方法及其装置，可以更精确检测洗衣机盛水筒内的水位。

背景技术

洗衣机包括机体、门、盛水筒、衣物筒、驱动和控制***，门位于机体的正面或顶面以进行打开和关闭，盛水筒通过悬挂机构固定在机体内，为朝向门打开的圆筒形，衣物筒安装在盛水筒内，驱动***擦驱动电动机旋转，控制***控制洗衣机的全部洗涤过程。

目前洗衣机都是全自动控制的，用户只要将洗涤衣物放入到衣物筒内，选择好洗涤方式，并按下启动开关，洗衣机会由洗涤物量检测装置自动检测被放入到衣物筒内的洗涤物量，再自动加入与洗涤物量相匹配的水，然后就开始全部的洗涤过程。

为了使进水量达到与洗涤物量相匹配的水位，在现有的洗衣机中，是利用压力传感器检测放入盛水筒内的水的水位，如专利申请号为200410059262.1的中国发明专利“具有水位检测单元的滚筒式洗衣机”，就公开了一种滚筒式洗衣机的水位检测单元，它包括水位传感软管，其连接到洗衣机排水泵的抽吸管部位以便与盛水筒连通，还包括水位检测器，安装在水位传感软管的上端，用于检测水位传感软管中的气压以及容纳在盛水筒中的水的水位，水位传感软管包括大直径部和小直径部，在小直径的上端安装水位检测器，大直径部连接到小直径部的下端，大直径部通过排水泵的抽吸管和排水管与盛水筒的下部连通，所以在当水被供入盛水筒中时，大直径部的水位也会随着增加，当大直径部的水位增加时，水位传感软管中的空气被压缩，水位传感软管中的压力增加，水位检测器检测压力的变化，从而检测容纳在盛水筒中的水的水位。

这种利用水位检测器检测水位传感软管中的气压而检测盛水筒中的水位的方法，精度较低，它受环境的影响较大，洗衣机的震动和其内的杂物都会影响水位检测器的检测精度，尤其对于较低水位的检测，就更不准确，另外成本也较高。

另外，在现有技术中也有采用电容式水位检测装置，如专利号为ZL01231098.0的中国专利，就公开了一种“电容式水位检测装置”，它将包裹有绝缘层的金属导体作为水位传感器，该水位传感器竖直安装在需要检测水位的水箱内，其大部可位于水箱中，地线连接于水箱，水位传感器与水之间形成一个能随水位升降而变化的电容，通过电子电路将随水位变化的电容量转变成连续变化的电信号，输入到其它控制电路，从而实现水箱内的水位检测。这种水位传感器需要放入在被检测水箱内的水中，因为洗衣机盛水筒内要放置衣物筒，衣物筒内要放置被洗衣物，所以此种水位检测装置不适用于洗衣机。

目前在家电产品中已逐渐开始使用触摸按键，触摸按键是利用电容式触控板，电容式触控板的工作原理是通过人体的电容来感知手指的位置，即当用户手指接触到触控板的瞬间，就在板的表面产生了一个电容，触控板与一高度集成芯片连接，可持续不断地跟踪用户手指电容的“轨迹”，经过内部一系列的处理从而精确确定手指的位置。该电容式触控板技术已在手机和笔记本电脑等领域采用了很多年，它只要轻触就可以感应，而且性能稳定，机械测试使用寿命长。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题，提供一种全新的洗衣机的水位检测方法，它可以更精确检测水位，稳定性高，而且成本低。

本发明的另一个目的在于，提供一种可实现上述洗衣机水位检测方法的检测装置，结构简单，成本低。

为实现上述发明目的，在本发明中提供了一种洗衣机水位检测方法，它利用由PCB基板和金属片组成的电容式传感器检测洗衣机盛水筒内的水位，所述金属片固定在所述PCB基板上，所述PCB基板和金属片通过连线与控制单元组成回路，该方法包括如下步骤：

将所述金属片紧贴于洗衣机盛水筒或与盛水筒相连通的连通部分的外壁上；

当所述盛水筒或所述连通部分内的水位变化时，所述金属片感应水位的变化，相应地改变所述电容式传感器的电容值；

通过所述控制单元检测上述电容值，计算水位的高低，从而控制洗衣机的水位。

为实现本发明的另一目的，一种实现如上所述的洗衣机水位检测方法的装置包括：一个与洗衣机盛水筒连通的连通部分；一个电容式传感器，电容式传感器包括一个PCB基板，其中固定有金属片，所述金属片紧贴于所述连通部分的外壁上，用于检测所述连通部分的水位变化；一个控制单元，用于检测及处理所述电容式传感器的电容值，以此计算出所述盛水筒内水位的高低，从而控制水位。

所述连通部分连接在洗衣机盛水筒的最低水位或以下处，如可将连通部分连接在洗衣机排水管路中排水阀的上游处。

本发明的另一种实现如上所述的洗衣机水位检测方法的装置包括：一个电容式传感器，电容式传感器包括一个PCB基板，其中固定有金属片，所述金属片紧贴于所述洗衣机盛水筒的外壁上，用于检测所述盛水筒的水位变化；一个控制单元，用于检测及处理所述电容式传感器的电容值，以此计算出所述盛水筒内水位的高低，从而控制水位。

所述电容式传感器通过卡接的方式和/或胶粘贴的方式与所述连通部分或盛水筒的外壁连接固定。

本发明所述控制单元包括一个用于将检测的电容值转换成为电压值的信号处理单元，一个放大器，一个整形电路，以及电脑控制器。

综上内容，所述的洗衣机水位检测方法及其装置，由于采用了电容式传感器，它可以感应盛水筒或连通部分的外壁由于水位变化而产生的微小的应变，检测水位更加精确，稳定性高，结构简单，而且传感器主要是由PCB基板和金属片构成，成本也较低。

另外，本发明如果用在带有触摸按键的洗衣机上，它可以利用洗衣机原有的触摸按键芯片的多余的芯片口同时处理水位变化的检测，更进一步降低成本。

附图说明

图1是本发明一种实施例的洗衣机结构示意图；

图2是本发明另一种实施例的洗衣机结构示意图；

图3是本发明的控制单元示意图；

图4是本发明的电容式传感器的结构示意图。

如图1至图4所示，电容式传感器1，盛水筒2，连通部分3，控制单元4，排水管路5，PCB基板6，金属片7，洗衣机的机体8，电动机9，衣物筒10，排水阀11，门12，供水管路13，进水阀14，信号处理单元41，放大器42，整形电路43，电脑控制器44。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图1所示，洗衣机包括机体8、门12、盛水筒2、衣物筒10、驱动和控制***，门12位于机体1的正面，盛水筒2通过悬挂机构固定在机体8内，为朝向门12打开的圆筒形，衣物筒10安装在盛水筒2内，打开门12就可以向衣物筒10内投放要洗的衣物或者将其取出，驱动***驱动电动机9旋转，对于波轮式洗衣机，电动机9就可以带动衣物筒10内的波轮旋转，对于滚筒式洗衣机，电动机9就可以带动衣物筒10旋转，从而洗涤衣物筒10内的衣物，控制***控制洗衣机的全部洗涤过程，根据由控制单元4检测的水位、衣物量、以及根据用户设定的洗衣程序，全自动控制洗衣程序。

洗衣时，首先打开门12，向衣物筒10内投入需洗涤的衣物，然后向设在供水管路13上的洗衣粉投入口中投入洗衣粉，接通电源开关，从设在洗衣机机体8表面上的设定单元根据洗涤物的种类选择操作模式，输入启动操作的指令，洗衣机控制***即开始控制全部操作过程。

洗衣机盛水筒2的上部接有供水管路13，用于向盛水筒2内供入洗涤所需的洗涤水，盛水筒2的下部接有排水管路5，排水管路5是用于当一个洗涤过程结束时将盛水筒2内的洗涤水排出，在排水管路5上设有一个排水阀11，在进水管路13上设有一个进水阀14。

在洗衣程序启动后，首先要检测投入到衣物筒10内的衣物量，然后打开进水阀14，通过供水管路13向盛水筒2内供入混有洗衣粉的洗涤水，进水一直持续到水达到与检测到的衣物量相匹配的水位为止。

本发明一实施例，如图1所示，为了精确检测洗衣机盛水筒2内的水位，尤其是为了更加精确地检测盛水筒2内较低的水位，在位于盛水筒2底部的排水口与排水阀11之间的排水管路5上连通了一个连通部分3，盛水筒2内的水位高低变化会引起连通部分3内的水位的相应的高低变化，所以只要检测连通部分3内的水位就可以相应地确定出洗衣机盛水筒2内的水位。

其中连通部分3也可以不设置在排水管路5上，而是直接接于盛水筒2的最低水位处的筒壁上。

本发明设置了一个电容式传感器1，该传感器1是包括一个PCB基板6，其上固定有金属片7，一般金属片7采用铜片，只要轻触即能感应，性能稳定可靠，机械测试使用寿命长，另外，传感器主要是由一块PCB基板6和金属片7构成，元件少，成本也较低。

金属片7紧贴在连通部分3的外壁上，它可以感应连通部分3的外壁由于水的增加或减小所引起的微小的应变，从而使金属片7与PCB基板6之间的距离也随之产生微小的变化，由于距离的改变，电容值也就随之改变，通过位于PCB基板6和金属片7下方的连线与控制单元4组成回路，将电容值传输给控制单元4。这种传感器的灵敏度非常高，它可以感应连通部分3内部的微小的水位变化，使得水位检测更加精确。

本发明的另一种实施例，如图2所示，可以将电容式传感器1直接贴在盛水筒2的外壁上，检测方法如上所述。为了配合各种形状的盛水筒2，PCB基板6可以做成软线路板，使得金属片7可以完全地紧贴于盛水筒2的外壁上，保证检测的精确度。

通过金属片7和PCB基板6上的连线，将上述产生的电容值传输给控制单元4，由控制单元4检测上述电容值的变化，并相应计算出水位的高低，从而控制洗衣机的水位。

如图2所示，控制单元4中设置有信号处理单元41，放大器42，整形电路43，电脑控制器44。信号处理单元41用于将检测到的电容值转换为相应的电压值，通过放大器42和整形电路43，将信号传输给电脑控制器44，由电脑控制器44计算出相应的水位，进一步控制水位。

当洗衣机盛水筒2内的水位达不到设定水位时，进水阀14一直打开，当水位达到设定水位时，控制单元4就会发出控制指令将进水阀14关闭，从而停止向盛水筒2内供水。此时，加入到盛水筒2内的水会被衣物筒10内的衣物所吸收，盛水筒2内的水位会发生下降，因此，还需要和上面相同的方法进行补充进水，直到完全达到规定的水位。

当盛水筒2内的水位达到规定水位后，洗衣机就可以开始洗涤程序了，洗涤操作过程完成后，盛水筒2下面的排水阀11就会打开，将盛水筒2内的洗涤水排出，然后再实行脱水操作。

在脱水操作进行了规定的时间后，再次将排水阀11关闭，打开进水阀14，向盛水筒2内加入新水，开始进行漂洗操作。

在进行了规定时间的漂洗操作之后，再进行脱水操作，反复上述过程，至所有的洗衣操作过程全部结束，最后关闭电源开关，结束操作。

电容式传感器1可以通过卡接的方式与连通部分3或者盛水筒2的外壁连接固定，如可以在连通部分3或盛水筒2的外壁上设置多个卡扣(图中未显示)，将电容式传感器1卡放在卡扣里，从而将电容式传感器1紧贴于连通部分3或者盛水筒2的外壁上。

另外，电容式传感器1也可以在PCB基板6的边缘上涂上胶，通过胶粘贴的方式固定在连通部分3或者盛水筒2的外壁上，当然也可以将上述两种固定方式同时使用。

本发明可以不仅适用于滚筒洗衣机，也适用于波轮洗衣机，如果将电容式传感器1直接贴于盛水筒2的外壁上时，也可以并联设置多个电容式传感器1，这样检测会更加精确，另外，如果其中一个损坏，其它的也可以继续使用，不会影响洗衣机的正常使用。

电容式传感器1无论是贴于连通部分3或者是贴于盛水筒2的外壁上，都要使得其上的金属片7的最低点位于或低于洗衣机所要求的最低水位处。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。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，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种洗衣机水位检测方法，其特征在于：它利用由PCB基板(6)和金属片(7)组成的电容式传感器(1)检测洗衣机盛水筒(2)内的水位，所述金属片(7)固定在所述PCB基板(6)上，所述PCB基板(6)和金属片(7)通过连线与控制单元(4)组成回路，该方法包括如下步骤：

将所述金属片(7)紧贴于洗衣机盛水筒(2)或与盛水筒(2)相连通的连通部分(3)的外壁上；

当所述盛水筒(2)或所述连通部分(3)内的水位变化时，所述金属片(7)感应水位的变化，相应地改变所述电容式传感器(1)的电容值；

通过所述控制单元(4)检测上述电容值，计算水位的高低，从而控制洗衣机的水位。

2.一种实现如权利要求1所述的洗衣机水位检测方法的装置，其特征在于：包括一个电容式传感器(1)，所述电容式传感器(1)包括一个PCB基板(6)，其上固定有金属片(7)；还包括一个控制单元(4)，用于检测及处理所述电容式传感器(1)的电容值，以此计算出所述盛水筒(2)内水位的高低，从而控制水位；

所述金属片(7)紧贴于所述洗衣机盛水筒(2)的外壁上，用于检测所述盛水筒(2)的水位变化；

或所述金属片(7)紧贴于与所述洗衣机盛水筒(2)连通的连通部分(3)的外壁上，用于检测所述连通部分(3)的水位变化。

3.根据权利要求2所述的洗衣机水位检测装置，其特征在于：所述电容式传感器(1)通过卡接的方式和/或胶粘贴的方式与所述连通部分(3)或盛水筒(2)的外壁连接固定。

4.根据权利要求2所述的洗衣机水位检测装置，其特征在于：所述控制单元(4)包括一个用于将检测的电容值转换成为电压值的信号处理单元(41)，一个放大器(42)，一个整形电路(43)，以及电脑控制器(44)。

5.根据权利要求2所述的洗衣机水位检测装置，其特征在于：所述连通部分(3)连接在洗衣机盛水筒(2)的最低水位或以下处。

6.根据权利要求5所述的洗衣机水位检测装置，其特征在于：所述连通部分(3)连接在洗衣机排水管路(5)中排水阀(11)的上游处。

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