專利名稱：裝置的液面傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種裝置的液面傳感器。
背景技術：
許多家用裝置，例如，洗衣機和洗碗機配置了儲水裝置，包括水位控制器。這些裝置可能需要使用者以循環類型或循環持續時間或基于負載的水位估計的選擇的形式輸入。
例如，傳統的最大負荷洗衣機包括一個填充洗衣機時或者固定或者可變地來確定水位的壓力開關。在可變壓力開關中，使用者在每次洗衣機使用時通過在相關的轉盤上選擇一個設置來控制并可以改變注入的水位。然而，通常情況下使用者會不正確地估量合適的注入高度或忘記復位或根據每一次放入的衣服重置調整水位。這將導致水的過分消耗以及用于加熱水的能量的低效使用。
聯邦法規為制造商提供鼓勵，例如以能量信用(energy credit)形式，研發更多的有效利用水和能量的機器，降低熱水消耗。在認識到依賴使用者正確地確定并記得復位水位開關不是有效的節能方法后，管理機構不再給予那些用戶控制水位特征的洗衣機的制造商對于能量使用限制的信用。
達到節能要求的一種方法是在裝置成本沒有增加到無競爭力的價格的條件下，使用一種依賴某種類型的水位傳感器的被動水位控制，而不是使用者的輸入。因此，急需一種改進的、精確的、成本效率高的用于裝置的水位傳感器。
實用新型內容在一個實施例中，本實用新型為具有容納液體的容器的裝置提供一種液面傳感器。該傳感器包括一個射頻振蕩器和與振蕩器的輸入端連接的天線陣列。該天線產生階梯式信號，每個階梯代表容器中液體到達的高度。該天線陣列包括一個縱向帶和從其延伸的多個導電指針。該天線陣列安裝在裝置上的容器附近，由此每個指針與容器中對應的高度相關聯。該傳感器包括一個與射頻振蕩器互聯的輸出端并輸出階梯信號。
在另一實施例中，本實用新型提供了一種用于確定流入裝置的容器中的液體高度的方法。該方法包括將帶有輸入端的射頻傳感器安裝在裝置上，并將輸入端連接到具有與所選液面高度測量值對應的指針延伸部分的天線陣列。
結合以下的詳細說明將清楚本實用新型適用的更多領域。當指示本實用新型的優選實施例時，應該清楚的是細節說明和具體實例的意義僅在于說明而并不對本實用新型的范圍構成限制。
參考附圖和說明將更好地理解本實用新型。圖中的組件并不必然地用來區分、強調，而是被列出來說明本實用新型的原理。而且，附圖中，不同的圖中的相同數字代表對應的部件。
圖1是本實用新型的射頻傳感器的一個實施例的框圖；圖2是表示已有技術射頻傳感器的振蕩頻率相對水位的說明圖；圖3是圖1的射頻傳感器的振蕩頻率相對液面高度的說明圖；圖4表示安裝在裝置上的圖1的天線陣列的實施例；圖5為圖1的傳感器的部分電路圖。
具體實施方式
以下對優選實施例的說明僅作為實質上的樣例，并不對本實用新型、應用或使用構成任何限制。
圖1是表示根據本實用新型的射頻(RF)傳感器100的一個實施例的框圖。該傳感器100由RF振蕩器102和第一外部天線陣列108組成。在一個實施例中，該傳感器100包括數字分頻器104、控制器106，和\或第二外部天線陣列110。該RF振蕩器102在技術領域中已為人所熟知并可以由標準組件來制造或可在商業上獲得。RF振蕩器102的示范電路包含在圖5所示的電路中。參考圖4，在裝置200的容器202中控制水或其它液體的高度，例如，洗衣機、洗碗機、浴缸、熱浴盆、按摩浴缸(Jacuzzi)等，該RF振蕩器102的振蕩頻率通常設置在1-50MHz的范圍內，并且裝置的容器中無液體。該數字分頻器104可以用來將RF振蕩器102的輸出頻率降到可被控制器106計量的量級的頻率，例如裝置200的控制臺206中使用的微控制單元。應該清楚的是，盡管圖4中說明的裝置200為洗衣機，但本實用新型并不僅限于此。
例如，數字分頻器104可以為集成電路(IC)112，如74HC4060 IC或等效IC。圖5說明了在RF振蕩器102的樣例電路中集成的數字分頻器104。在領域中已知的技術中，可以通過修改圖5中電路的特征來獲得振蕩器的各種頻率。
該RF振蕩器102可以包括連接到第一和第二天線陣列108、110中的第一和第二輸入端118、120。當傳感器100與裝置200連接來被應用時，輸出信號在被數字分頻器104降低后從輸出端114發送到位于裝置200的控制臺206中的微控制器106中。
參考圖1到4，天線陣列108、110中的每一個均安裝在裝置200上容器202附近或其上。每個天線陣列108、110包括一個縱向導電帶130和多個導電指針136。該縱向導電帶130可以垂直地安裝在容器202的外側，其與裝置200中的液體的上升相關聯。該容器202可以為，例如，洗衣機的外桶。天線陣列108、110均可以安裝在容器上來提供平衡的頻率信號。然而，也可以省略天線陣列108、110中的一個。當裝置200為洗衣機時，例如，該容器通常202通常為塑料制成的外桶。一個通常由金屬制造的內桶204，可以取代第二天線110。該RF振蕩器102和數字分頻器104也可以直接安裝在容器202上。傳感器100的輸出信號被導向位于裝置200的控制臺206中的微控制器106。
一個已有技術的RF水位傳感器有一個直線垂直天線，如圖2所示，其運行時產生相對水位信號250的單調(線性或非線性)振蕩頻率。液體中的雜質或不均一性的存在可能導致頻率信號250向箭頭“A”的方向漂移。在洗衣機中，例如，肥皂泡、棉絨、污染物和/或其它微粒的存在以及衣物的移動，可能導致頻率線250向箭頭A的方向漂移，因此使得來自輸出頻率的水位的確定不精確。相反，本實用新型的傳感器100生成一個相對水位信號350的“階梯式”頻率。階梯信號350的每一階梯352與到達對應天線指針136的高度的容器液體相對應。每個頻率階梯352提供一個未受箭頭A方向上的任何頻率漂移所影響的標志。因此，即使存在導致以往技術的傳感器的頻率線250漂移的雜質、不均一性或任何其它情況，仍可以從本實用新型的RF傳感器100上獲得精確的液面指示。
天線指針136之間的間隔138可被選擇以向裝置200的容器202中的液面高度提供預置的樣本頻率。該間隔138可為恒定或可變的。可以期望對應液面高度測量值的更多頻率樣本的更小間隔138，例如，在與小、中、大負載對應的容器高度中，和/或用于與預浸濕、洗滌、和漂洗功能對應的容器高度。
應該清楚的是本實用新型的液面傳感器100提供了具有最小組件成本的非常精確的液面高度測量值，并與所需要進行液體注入高度自動測量的任意裝置200容易地結合。此外，樣本頻率和樣本高度可以通過選擇天線陣列指針136相對所選容器高度的位置和間距來容易地調整。
盡管說明了本實用新型的各種實施例，本領域的技術人員應清楚在本實用新型的范圍內可存在其它實施例和實現方式。因此，本實用新型除所附權利要求和其等效物外不受其它限制。
權利要求1.一種液面傳感器，用于具有容納液體的容器的裝置，其特征在于該傳感器包括射頻振蕩器；和與所述振蕩器的第一輸入端連接的第一天線陣列，并臨近所述容器安裝在所述裝置上，所述天線產生一個階梯信號，每一階梯代表所述容器中液面到達的水位。
2.如權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述第一天線陣列包括第一縱向帶和從其延伸的多個導電指針，每個指針與所述容器中相應水位相聯系。
3.如權利要求2所述的傳感器，其特征在于，還包括一個與所述射頻振蕩器互連的輸出端和輸出所述階梯信號。
4.如權利要求3所示的傳感器，其特征在于，還包括與所述振蕩器的第二輸入端相連的第二天線陣列。
5.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述第一天線陣列連接到所述裝置的絕緣外表面上。
6.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述容器是導電的并包括所述第二天線陣列。
7.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述第二天線陣列包括第二導電帶以及從其延伸的多個導電指針。
8.如權利要求1所述的傳感器，其特征在于，還包括連接到所述振蕩器的數字分頻器。
9.如權利要求8所述的傳感器，其特征在于，還包括可操作地連接到所述數字分頻器的控制器并控制所述容器中的液體高度。
10.如權利要求9所述的傳感器，其特征在于，所述裝置從洗衣機、洗碗機、浴缸、熱浴盆、按摩浴缸的構成的組中選取。
11.如權利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述指針被定向以與所述帶成一定角度。
12.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述指針被相等地分隔。
13.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述指針為水平的。
14.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述指針被變化地分隔。
專利摘要本實用新型公開了一種用于具有在其中流動液體的容器的裝置的液面傳感器。該傳感器包括一個射頻振蕩器和連接到振蕩器的輸入端的天線陣列。該天線陣列包括一個縱向帶和從其延伸的多個導電指針。該天線陣列安裝在裝置上的容器附近，因此每個指針對應容器中的各個高度。該傳感器包括一個與射頻振蕩器互連的輸出端，并輸出代表容器中液體到達的水位的頻率階梯。
文檔編號D06F33/02GK2802462SQ200520000680
公開日2006年8月2日 申請日期2005年2月3日 優先權日2004年2月3日
發明者G·A·彼得森, J·W·恩辛格 申請人:愛默生電氣公司