CN113865665B - 一种检测水位的方法及应用该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水位检测技术领域，具体涉及一种检测水位的方法，包括步骤：S1：实时检测水箱水位，若出现缺水状态进入下一步；S2：实时监测并比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ，若蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时进入下一步；S3：继续实时监测并比较水泵工作指定时间后蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系，若蒸发器温度Temp下降，重复上述步骤S2，若蒸发器温度Temp未下降，则报警水箱无水，水箱加水后重复步骤S1。本发明具有水位的初步粗略检测和与初步粗略检测无缝衔接配合的小水量状态下的精准水位检测，实现高精度检测；在水位检测的各个环节配合设置水路异常检测功能，能准确的提醒水箱是否缺水以及水路异常，保证装置的长期安全使用。

Description

一种检测水位的方法及应用该方法的装置

技术领域

本发明涉及水位检测技术领域，具体涉及一种检测水位的方法及应用该方法的装置。

背景技术

工作过程中需要检测水位的装置有很多，例如：一般蒸烤箱采用浮子作为检测水位，主要原理是干簧管原理，只能检测有水或者没水，使用到产品中会出现水箱明明还有至少三分之一的水，但是产品却报出警告缺水。如果产品水路出现异常，也会出现误判，轻者导致用户体验差，重者导致产品误报警告不工作。

因此，传统水位检测通过干簧管检测水位，当检测到水满时，干簧管断开，主控检测到MCU的电平为高电平，反之当检测到没水，没水时提醒用户加水，其实水箱可能因为干簧管检测原因，水箱内还有很多水，如果产品水路出现异常，也会出现误判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测水位的方法，解决现有技术存在的无法精确计算水位、容易出现误报警、无法判断水路是否异常等不足。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种检测水位的方法，包括以下步骤：

S1：实时检测水箱水位，若出现缺水状态进入下一步；

S2：实时监测并比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ，若蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时进入下一步；

S3：继续实时监测并比较水泵工作指定时间后蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系，若蒸发器温度Temp下降，重复上述步骤S2，若蒸发器温度Temp未下降，则报警水箱无水，水箱加水后重复步骤S1。

进一步的，所述的S1中实时检测水箱水位是通过干簧管液位计进行检测。

进一步的，所述的干簧管液位计检测水箱方法为：水满时，干簧管断开，缺水时，干簧管闭合。

进一步的，所述的S3中蒸发器温度Temp下降判断方法为：

设定温度差值为：Tx；

判断蒸发器温度是否符合Temp<＝(Targ-Tx)；

若是，重复上述步骤S2，若不是，则报警水箱无水，用户加水后重复步骤S1。

进一步的，所述的S1中还包括水路异常监测方法，包括步骤如下：

S1中未出现缺水状态时判断是否符合Temp＞(Targ-Tx)；

若是，则报警水路异常；

若不是，则水路处于正常状态，进行下一步骤。

进一步的，所述的S3中水泵工作一定时间后等待时间Td后比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系。

进一步的，所述的S1中检测水箱出现缺水时，水箱内剩下水量为V1，水泵的每秒的水流量为Q，水泵把水箱抽干所用时间T1＝V1/Q，S3中开启水泵工作时间t，t<<T1。

进一步的，所述的水泵开启的次数为N，判断是否符合条件V1<＝N*t*Q，若是则报警水箱无水。

进一步的，所述的水泵的每秒的水流量为Q具有数值实时调整方法：

从第一次报警水箱无水时开始记录，报警的次数为第n次；

从第一次无水报警时Q1＝V1/(N*t)，直至第n次无水报警时Qn＝V1/(N*t)；

记录Q1～Qn的数值；

对Q1～Qn取平均值作为当前检测步骤中计算时用到的每秒水流量Q。

进一步的，所述的Q1～Qn根据数值大小进行排序，去掉最大值与最小值后取平均值作为当前检测步骤中计算时用到的每秒水流量Q。

更进一步的，所述的等待时间Td随水泵开启的次数增加逐步递减。

一种检测水位的装置，所述的检测水位的装置应用检测水位的方法对水箱的水位进行检测，所述的检测水位的装置包括水箱，水箱内设有干簧管液位计，水箱通过进水管连接水泵的进水口，水泵的出水口通过出水管连接蒸发器，蒸发器内设有加热管和温度传感器，蒸发器的蒸汽出口通过蒸汽输出管连接蒸烤腔，水泵、蒸发器、干簧管液位计、加热管和温度传感器均与MCU相连。

本发明所达到的有益效果为：

具有水位的初步粗略检测和与初步粗略检测无缝衔接配合的小水量状态下的精准水位检测，实现高精度检测；在水位检测的各个环节配合设置水路异常检测功能，能准确的提醒水箱是否缺水以及水路异常，保证装置的长期安全使用。

附图说明

图1是本发明一种检测水位的方法流程图；

图2是检测水位的装置的一种实施例的结构组成示意图。

图中，1、水箱；2、进水管；3、水泵；4、出水管；5、蒸发器；6、蒸烤腔；7、干簧管液位计；8、加热管；9、温度传感器；10、蒸汽输出管。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种检测水位的方法，应用于需要检测水位的装置的水位检测过程，如图2所示，检测水位的装置包括水箱1、进水管2、水泵3、出水管4、蒸发器5、蒸烤腔6、干簧管液位计7，蒸汽输出管10和MCU等主要部件，水箱1内设有干簧管液位计7，蒸发器5内设有加热管8和温度传感器9，水泵的进水口通过进水管连接水箱，水泵的出水口通过出水管连接蒸发器，蒸发器的蒸汽出口通过蒸汽输出管连接蒸烤腔，水泵3、蒸发器5、干簧管液位计7、加热管8和温度传感器9均与MCU相连。检测水位的装置举例为蒸烤箱，蒸烤箱工作时，首先将水箱内加入水，水泵通过进水管抽取水箱内的水通过出水管注入到蒸发器内，蒸发器工作通过加热管将注入的水加热，产生蒸汽并通过蒸汽输出管输出到蒸烤腔6内，对蒸烤腔内的被加工食品进行蒸加工，在使用的过程中水泵不断的将水箱内的水进行抽取，水箱内的水位不断的下降，首先通过干簧管液位计进行水量的初步粗略检测，干簧管液位计内的干簧管又叫磁控管是利用磁场信号来控制的一种开关元件，当无磁时电路断开，能够用来检测机械运动或电路的状态。磁性开关不在工作状态时，玻璃管中的两个簧片是不接触的。如果有磁性物质接近玻璃管时，在磁场的作用下，两个簧片会被磁化而相互吸合在一起，从而使电路接通。当磁性物质消失后，没有外磁力的影响，两个簧片又会因为自身所具有的弹性而分开，断开电路。干簧管液位计当检测到水满时，干簧管断开，MCU的电平为高电平，反之检测到缺水，此时是缺水状态，并非真正的无水状态，通过干簧管液位计可以对水量进行粗略的检测，当其检测到水箱缺水时，实际上水箱内还有一定的水量，这些水量还能维持蒸烤箱运行一端时间，以下内容详细描述通过科学的计算方法来对剩余水量进行液位的更加精确的检测。

进水管体积为Vi，出水管的体积Vo，水泵的每秒的水流量为Q，水箱的长为l，宽为w，高为h，所以水箱的体积Vs＝l*w*h；根据以上公式，水泵抽完整箱水的理论时间T＝Vs/Q。本计算过程可以计算出水泵对水箱内的水完全抽干所用的总时间T，从水箱满水状态到无水状态水泵的运行总时间不得超过总时间T。

本实施例中结合图1对干簧管液位计检测到缺水状态后更精确的检测方法进行详细的说明，首先，在水量充足状态下，蒸烤箱启动工作后，启动蒸模式，水泵连续工作，监测蒸发器实时温度Temp，另外设置一个温度比较用的设定温度Targ及温度差值Tx，若Temp＞(Targ-Tx)，则提醒用户水路异常，反之则证明水路处于正常状态，可以进行下一步。实时监测蒸发器实时温度Temp与设定温度Targ的关系，根据Temp与(Targ-Tx)的关系可以判断水路的情况，及时发现水路是否异常并提醒使用者，避免缺水状态下使用蒸烤箱而对蒸烤箱造成损坏。

本实施例中，检测水位的方法，具有步骤S1：实时检测水箱水位，若出现缺水状态进入下一步。

本实施例中，随着蒸烤箱的继续工作，当水位下降到一定程度后，干簧管液位计首先监测到缺水，缺水后需要进入下一步精确水位检测，此时实际上水箱内还剩下体积为V1的水量，理论计算得到时间T1＝V1/Q，所以水泵用时间T1可以把水箱抽干。V1的数值无法非常精确，但是可以干簧管液位计正常检测情况下进行多次取值计算得到平均值，通过计算得到时间T1，缺水情况下水泵运行时间不的超过时间T1，用于精确水位检测计算时长进行限定保护，第二步中当蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时，作为计算开启水泵工作时间t的参考。

本实施例中，检测水位的方法，具有步骤S2：实时监测并比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ，若蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时进入下一步。若出现蒸发器温度Temp大于设定温度Targ则说明水箱内存在无水的可能，此时需要立即进行蒸发器温度Temp与设定温度Targ的快速多次比对，达到防止在无水情况下蒸发器温度超高而损坏的目的。

本实施例中，检测水位的方法，具有步骤S3：继续实时监测并比较水泵工作指定时间后蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系，若蒸发器温度Temp下降，重复上述步骤S2，若蒸发器温度Temp未下降，则报警水箱无水，水箱加水后重复步骤S1。

本实施例中水箱缺水状态下，检测计算过程开始，首先启动蒸发器，继续实时监测蒸发器温度Temp,当蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时，通过计算设定开启水泵工作时间t(t<<T1)，如果此时蒸发器的温度Temp<＝(Targ-Tx)，即温度降到设定的温度以下，证明水箱内还有水，则继续上述检测过程，一直重复循环下去，水箱从缺水到水被抽干过程中水泵开启的次数为N，直至V1<＝N*t*Q，则判断水箱没水，蒸烤箱提醒用户水箱无水，同时在上述检测过程中如果出现蒸发器的温度Temp＞(Targ-Tx)，同样立马报警水箱无水，需要用户加水，记录此时状态，继续检测，如果水泵连续工作，蒸发器温度依然保持Temp＞(Targ-Tx)，则提醒用户水路异常，此时需要对水路进行检修工作。上述过程包含两种情况的检测，一种是水箱内确实无水导致的蒸发器温度过高，另一种是水路异常而导致的水泵无法将水正常输送到蒸发器而导致蒸发器无法正常降温，通过严密的逻辑分析与计算将两种情况导致的蒸发器温度过高进行区分判断，提醒用户目前出现的具体情况，进行正确的报警，有利于用户及时了解装置的实际使用情况，并提供了两种无水报警计算方法，报警更加准确，进一步的保证装置的安全使用。

本实施例的步骤S2中，水泵工作时间t(t<<T1)后需要等待时间Td继续将蒸发器温度Temp与设定温度Targ进行比较，等待时间Td后蒸发器的温度Temp＞(Targ-Tx)，同样立马报警水箱无水，上述过程是因为考虑到蒸发器温度不可能立马降下来，需要在水泵工作时间t后再次给蒸发器降温时间，给予合理的降温时间后能更加准确的监测蒸发器温度Temp，能有效的提高本方法的计算精确度；随着水泵运行的次数增加，Td时间逐步递减，这是为了防止等待时间Td过程中，蒸发器内温度飙升太快导致误报温度传感器开路异常。

在本实施例中，当随着蒸烤箱长时间使用，需要随时做水泵每秒工作的每秒水流量Q取值的调整，水箱干簧管检测到缺水到无水报警，从第一次提醒用户加水时开始记录报警的次数为n，从第一次无水报警时Q1＝V1/(N*t)直至第n次无水报警时Qn＝V1/(N*t)，记录Q1～Qn，对于Q1、Q2、、、Qn根据数值大小进行排序，去掉最大与最小值后取平均值作为当前检测过程中计算时用到的每秒水流量Q，本方法是精度高的检测水位的方法，需要当前水泵的精确每秒水流量Q用于计算过程，通过上述过程可以对每次检测过程进行适用于当前检测过程的每秒水流量Q的自动计算取值计算，避免了水泵每秒工作的每秒水流量Q会随着使用时间增加而不断发生变化而影响精确水位检测计算的精度，从而避免参与计算过程的各个数据无法适配当前计算过程，保证参与计算的数据与装置的使用时限及正常损耗相匹配，从而提高检测过程的精度。

综上所述，本检测方法具有优点：采用智能控制方法，可靠性高；具有水位的初步粗略检测和与初步检测无缝衔接配合的小水量状态下的精准水位检测，实现高精度检测；在水位检测的各个环节配合设置水路异常检测功能，能准确的提醒水箱是否缺水以及水路异常，功能多样，保证装置的长期安全使用。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种检测水位的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：实时检测水箱水位，若出现缺水状态进入下一步；

S2：实时监测并比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ，若蒸发器温度Temp大于设定温度Targ时进入下一步；

S3：继续实时监测并比较水泵工作指定时间后蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系，若蒸发器温度Temp下降，重复上述步骤S2，若蒸发器温度Temp未下降，则报警水箱无水，水箱加水后重复步骤S1；

所述的S3中蒸发器温度Temp下降的判断方法为：

设定温度差值为：Tx；

判断蒸发器温度是否符合Temp<＝(Targ-Tx)；

若是，重复上述步骤S2，若不是，则报警水箱无水，用户加水后重复步骤S1；

所述的水泵开启的次数为N，判断是否符合条件V1<＝N*t*Q，若是则报警水箱无水；

所述的S1中检测水箱出现缺水时，水箱内剩下水量为V1，水泵的每秒的水流量为Q，水泵把水箱抽干所用时间T1＝V1/Q，S3中开启水泵工作时间t，t<<T1。

2.根据权利要求1所述的一种检测水位的方法，其特征在于，所述的S1中还包括水路异常监测方法，包括步骤如下：

S1中未出现缺水状态时判断是否符合Temp＞(Targ-Tx)；

若是，则报警水路异常；

若不是，则水路处于正常状态，进行下一步骤。

3.根据权利要求2所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的S3中水泵工作一定时间后等待时间Td后比较蒸发器温度Temp与设定温度Targ关系。

4.根据权利要求1所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的水泵的每秒的水流量为Q具有数值实时调整方法：

从第一次报警水箱无水时开始记录，报警的次数为第n次；

从第一次无水报警时Q1＝V1/(N*t)，直至第n次无水报警时Qn＝V1/(N*t)；

记录Q1～Qn的数值；

对Q1～Qn取平均值作为当前检测步骤中计算时用到的每秒水流量Q。

5.根据权利要求4所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的Q1～Qn根据数值大小进行排序，去掉最大值与最小值后取平均值作为当前检测步骤中计算时用到的每秒水流量Q。

6.根据权利要求3所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的等待时间Td随水泵开启的次数N增加逐步递减。

7.根据权利要求1所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的S1中实时检测水箱水位是通过干簧管液位计进行检测。

8.根据权利要求7所述的一种检测水位的方法，其特征在于：所述的干簧管液位计检测水箱方法为：水满时，干簧管断开，缺水时，干簧管闭合。

9.一种检测水位的装置，其特征在于：所述的检测水位的装置采用权利要求1-8任一项所述的检测水位的方法对水箱的水位进行检测，所述的检测水位的装置包括水箱，水箱内设有干簧管液位计，水箱通过进水管连接水泵的进水口，水泵的出水口通过出水管连接蒸发器，蒸发器内设有加热管和温度传感器，蒸发器的蒸汽出口通过蒸汽输出管连接蒸烤腔，水泵、蒸发器、干簧管液位计、加热管和温度传感器均与MCU相连。