專利名稱：液位檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于廚房家電用液位檢測裝置技術領域，尤其是用于廚房家用電器的液位 檢測裝置。
背景技術：
現有的用于烹煮液體的廚房家電如豆漿機等，一般通過設置一溫度傳感器進行最 低液位檢測，即在溫度傳感器和發熱管的法蘭上各連接一導線到電子控制單元上，以判斷 最低水位狀態防止發熱管干燒，但無法判斷高液位，無法作出高液位的報警提示，容易造成 機頭進水或液體飛濺現象。為解決同時判斷高液位和低液位的問題，通常采用一根防干燒 探針和一根防溢探針，防干燒探針一般采用設置有溫敏電阻等感溫元件的金屬棒，其與液 體接觸后構成回路而判斷出液體是否達到額定的工作范圍內，防溢探針用于判斷待煮液是 否過量，兩根探針的設置導致整體結構復雜，控制可靠性降低。另外，帶有溫敏電阻的金屬 探針，需要通過機床多次加工成形，加工工序復雜繁瑣，材料成本和加工成本較高。通常豆漿機杯體上刻有最高水位和最低水位，這兩個水位差是很小的，容量的調 節范圍較窄，所以用戶難以根據飲用人數確定待煮液添加量，且不能根據液位高度設定相 應的加熱時間或加熱功率，造成了烹煮時間過長、能源浪費的現象，不能滿足不同的用戶群 體需要。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種液位檢測裝置，結構簡單、加工成本低，可以 自動檢測液體的高度從而對烹煮家電給予相應的程序控制。為解決上述技術問題，本發明所采用技術方案是液位檢測裝置，包括用于盛裝液 體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，所述探針表面覆 有阻值單向變化的碳質膜，碳質膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單元與 探針上的碳質膜電氣連接，通過檢測碳質膜電參數檢測液位。所述碳質膜采用碳墨材料，所述碳墨材料優選為可調電阻碳膜。碳膜材料相對金 屬材料成本節省，可調電阻碳膜則根據不同的制作需要，如豆漿、米糊、果汁等不同漿液進 行調節。所述探針用非金屬材料制成，表面印有碳質膜。非金屬材質的探針生產成本低，加 工方便。作為不用的方式，所述探針用金屬材料制成且其表面覆蓋有絕緣層，所述絕緣層 上設置有碳質膜。金屬材質的探針使用壽命長。所述碳質膜上印有液位刻度。使得探針同時具有水位尺的作用，便于精確添加待 煮液體，節約資源和能源。所述碳質膜通過絲印的方法獲得，加工方便。所述電子控制單元包括微處理器、顯示電路和按鍵電路，按鍵電路輸出端與微處理器輸入端相連，顯示電路輸入端與微處理器輸出端相連，所述微處理器包括探針碳質膜 電參數檢測模塊和探針回路阻值處理模塊。所述電子控制單元還包括馬達驅動電路，其輸入端與微處理器輸出端相連，用于 驅動打漿機構。所述電子控制單元還包括溫度檢測電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。所述微處理器具有可與控制終端網絡連接的通訊接口。本發明的液位檢測裝置，其可應用于豆漿機或料理機或電水壺或電飯煲或電壓力鍋 上。本發明的液位檢測裝置實現檢測的原理和過程為探針插入水中的深度不同，其整體回路 的電阻不同，根據回路阻值精確計算出液位高度。根據基本原理可知當液體處于最低點，沒有 達到探針時，整個回路的電阻為無窮大；當液位到探針的最底端時，回路電阻等于水阻加整條 探針的阻值；另外，探針設置不同高度的幾個判斷區域。劃分的其他幾個區域水位檢測原理相 同；微處理器根據碳棒回路阻值的變化，來判斷計算液位，并設定相應的烹煮時間或加熱功率。與現有技術相比，本發明的有益效果是1、結構簡單，控制精度高；2、節省材料、 降低成本；3、可根據需要方便地設定待煮量的多少，節約資源和能源；4、精確測定液位，看 得到的調節，烹飪更人性化。
圖1為本發明液位檢測裝置實施于豆漿機時水位檢測示意圖。圖2為本發明液位檢測裝置實施于豆漿機時阻值檢測示意圖。圖3為本發明液位檢測裝置碳墨絲印成形后的結構示意圖。圖4為本發明液位檢測裝置的電路結構方框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明如圖1至圖4所示， 本發明所述的一種液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器1、伸入容器1且與容器底部具 有一定間隙的探針2和電子控制單元，探針2表面覆有阻值單向變化的碳質膜，碳質膜上端 連接直流電源VCC，本實施例中，碳質膜與VCC之間連有限流電阻R，容器1底部接地，電子 控制單元與探針2上的碳質膜電氣連接，通過檢測碳質膜電壓或電流等電參數檢測液位。 電子控制單元與碳質膜電氣連接以實現對容器1內待煮液體3液位的自動檢測，通過檢測 探針阻值計算液位進而允許開啟加熱體(如發熱管)并設定加熱時間。可在探針上加工出 常用的阻值隨長度線性變化或非線性變化的碳質膜，對于阻值線性變化的碳質膜，隨著液 位的升高或下降，阻值呈線性變化，可以對液位進行連續檢測，控制精度高；對于阻值非線 性變化的碳質膜，例如一臺豆漿機分為多個段位，探針在特定的液位出現一個與其他點相 差較大的阻值，通過檢測該數個特定液位設定加熱時間或加熱功率，亦能滿足需要。碳質膜的加工方法一般是通過有機粘合劑將碳墨、石墨和填充料配成懸浮液涂覆 于絕緣基體上，經加熱聚合而成。改變碳膜厚度和/或用刻槽的方法改變碳質膜的長度，可 以得到不同的阻值。本實施例中，碳質膜通過絲印的方法獲得。本實施例的碳質膜采用碳墨 材料，碳墨材料優選為可調電阻碳膜。碳膜材料相對金屬材料成本節省，阻值變化范圍大。 不同的漿液其自身阻值有差異，如鹽水的阻值偏小，淡水的阻值偏大，故可調電阻碳膜可根據不同的烹煮需要(如豆漿、米糊、果汁等不同漿液)進行調節。探針可以用非金屬絕緣材 料制成，如塑料、橡膠或木質等材料，便于節省加工成本。也可以是金屬材料包覆絕緣層制 成，結實耐用、使用壽命長。碳質膜上印有液位刻度。通過觀察液位刻度可定量添加待煮液，達到廚房多元化 的烹飪條件，節約資源和能源。具體在豆漿機實施時，可以根據飲用者的個數和飲用量，煮制適量的漿液，突破了 傳統豆漿機不能煮制特大量或特小量漿液的瓶頸，由于精確測定液位，磨漿次數和煮漿時 間可以精確控制，煮制的豆漿不論量大量小，豆漿口感一致，不會因量少出現煮太熟甚至糊 管，量大而沒煮熟的情況。在電水壺實施時，用戶可以在加水的時候通過水位尺(即碳質膜 上的液位刻度)看到添加的液體，以便控制適當的水量，這樣可以節約水源，同時也不會燒 出多余的水，從而達到節約水源的目的。再如電飯煲、電壓力鍋的實施，可以測定水位與飯 量，電控程序可以模糊控制煮飯溫度與時間，煮出的米飯更符合米飯曲線。如圖1所示，本發明的液位檢測裝置實現檢測的過程和原理為A為容器底部電 極，該電極接地，如圖2所示，R0為待煮液體3的阻值(基本不隨液位變化)，而碳質膜阻值 Vr隨液位高度變化而變化，那么可知從VCC到GND的整個直流回路總阻值為Rw = Vr+R0。 當水位沒有達到B點時(液位低于探針最底端)，從VCC到GND的整個直流回路斷路，電阻 為無窮大，可以默認為干燒或缺水，電子控制單元檢測碳質膜上的電流值或電壓值為零，禁 止發熱體工作；當液位達到F點時，碳質膜完全浸入液體內，VCC通過液阻與GND接通，可以 默認為溢出，禁止發熱體工作；當水位到B點時回路電阻等于水阻加整條磁棒的阻值，水位 到達C時是C到F這段碳質膜阻值和A到C這段液阻的和，水位到D、E時原理相同。在此 允許加熱的范圍內，電子控制單元根據碳質膜回路阻值的變化，來判斷計算液位，并作出相 應的操作(如根據液位設定加熱時間或加熱功率)。電子控制單元包括微處理器4、按鍵電路5和顯示電路6，按鍵電路5輸出端與微 處理器5輸入端相連，顯示電路6輸入端與微處理器4輸出端相連，微處理器5包括探針碳 質膜電參數檢測模塊和探針回路阻值處理模塊，探針碳質膜電參數檢測模塊用于檢測碳質 膜上的電流和/或電壓信號，探針回路阻值處理模塊通過檢測探針回路電流和/或電壓信 號計算阻值進而計算液位。按鍵電路5用于向電子控制單元的微處理器4輸入如打漿，加 熱等信號，顯示電路6用于顯示缺水、溢出、加熱狀態或溫度等信息。電子控制單元還包括馬達驅動電路7，其輸入端與微處理器4輸出端相連，用于驅 動打漿機構8，電子控制單元微處理器4通過液位檢測輸出允許/禁止打漿、打漿機構輸出 功率、打漿時間等信號。電子控制單元還包括溫度檢測電路9，其輸入端與微處理器4輸出 端相連，向微處理器4發送液體溫度信號以供微處理器4綜合控制，如根據控制電路檢測到 的溫度設定加熱時間或關閉加熱體。微處理器4還具有可與控制終端網絡連接的通訊接口，為智能家用電器實現網絡 化工作預留功能。雖然本發明已通過參考優選的實施例進行了圖示和描述，但是，本領域普通技術 人員應當了解，可以不限于本實施例的描述，在本發明的技術構思基礎上，還可作形式和細 節上的各種變化，如將該探針與杯體(容器)一體成型，或將探針與機頭電氣連接、機頭再 與電子控制單元電氣連接等，諸如此等組合或變換均落入本發明保護范圍。
權利要求
液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，其特征在于所述探針表面覆有阻值單向變化的碳質膜，碳質膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單元與探針上的碳質膜電氣連接，通過檢測碳質膜電參數檢測液位。
2.根據權利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質膜采用可調電阻碳膜。
3.根據權利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述探針用非金屬材料制成，表 面印有碳質膜。
4.根據權利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述探針用金屬材料制成且其 表面覆蓋有絕緣層，所述絕緣層上印有碳質膜。
5.根據權利要求1至4任一項所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質膜上印有 液位刻度。
6.根據權利要求1至4任一項所述的液位檢測裝置，其特征在于所述碳質膜通過絲 印的方法獲得。
7.根據權利要求1所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元包括微處理 器、顯示電路和按鍵電路，按鍵電路輸出端與微處理器輸入端相連，顯示電路輸入端與微處 理器輸出端相連，所述微處理器包括探針碳質膜電參數檢測模塊和探針回路阻值處理模 塊。
8.根據權利要求7所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元還包括馬達 驅動電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。
9.根據權利要求8所述的液位檢測裝置，其特征在于所述電子控制單元還包括溫度 檢測電路，其輸入端與微處理器輸出端相連。
10.根據權利要求7所述的液位檢測裝置，其特征在于所述微處理器具有可與控制終 端網絡連接的通訊接口。
全文摘要
液位檢測裝置，包括用于盛裝液體的容器、伸入容器且與容器底部具有一定間隙的探針和電子控制單元，其特征在于所述探針表面覆有阻值單向變化的碳質膜，碳質膜上端連接直流電源，容器底部接地，所述電子控制單元與探針上的碳質膜電氣連接，通過檢測碳質膜電參數檢測液位。本發明液位檢測裝置結構簡單控制精度高，成本降低，可根據需要方便地設定待煮量的多少，節約資源和能源，精確測定液位，調節直觀，烹飪更人性化。
文檔編號G01F23/24GK101819055SQ20101017282
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者代松, 張錦洲, 蔡才德 申請人:浙江蘇泊爾家電制造有限公司