用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉技术

本发明专利技术实施例提供一种用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉，属于家电领域。所述设备包括：电路板，所述电路板的一侧贴合在水盒安装部的侧壁的内表面上；设置在所述电路板的另一侧的感测极板和接地极板，所述感测极板和所述接地极板组成感测电容；温度检测装置，用于检测所述水盒中水的当前温度；电容检测装置，设置所述电路板的所述一侧，用于检测所述感测电容的当前电容值；以及处理模块，用于根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态。其可以实现非接触式水位测量，防止各部件被溅射上水或被碰撞而引起的损坏。

Water level measuring device for water box and its method, steam stove

The embodiment of the invention provides a water level measuring device for a water tank and a method thereof, and a steam furnace, belonging to the field of household appliances. The device comprises a circuit board, one side of which is bonded to the inner surface of the side wall of the water tank installation part, a sensing plate and a ground plate arranged on the other side of the circuit board, the sensing plate and the ground plate constituting a sensing capacitor, and a temperature detection device for detecting the current of water in the water tank. Temperature; Capacitance detection device, which sets the side of the circuit board for detecting the current capacitance value of the sensing capacitor; and processing module for determining the water level state of the water tank according to the current capacitance value and the current temperature. The utility model can realize non-contact water level measurement and prevent damage caused by splashing water on each component or being collided.

【技术实现步骤摘要】
用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉
本专利技术涉及家电领域，具体地，涉及一种用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉。
技术介绍
水盒是蒸汽炉的重要组成部分，为蒸汽发生器提供水源。水盒水量的多少决定了是否能够顺利完成烹饪，不充分的水量会导致蒸汽加热中途停止，从而影响烹饪效果。目前，蒸汽炉水盒水位检测方法主要有浮标式和探针式，两种都是接触式测量方法。浮标式方法通常是基于电磁或霍尔效应等原理来完成水位检测，一般只有两档，用于检测高、低水位。探针式方法是基于电容原理来完成水位检测，检测档位的多少依赖于探针的多少。本申请专利技术人在实施上述现有技术的过程中发现：(1)浮标式和探针式方法均为接触式检测方法，也就是说浮子或金属探针必须放置水盒中，这样不易清洁，并容易污染水源；(2)浮标式方法难以完成连续的水位检测，且检测结果比较粗糙；(3)探针式方法导致水盒结构设计复杂、电路引线麻烦、不方便用户取出加水，同时还增加生产制造的成本。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉，用于解决或至少部分解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种用于水盒的水位测量设备，该设备包括：电路板，所述电路板的一侧贴合在水盒安装部的侧壁的内表面上；设置在所述电路板的另一侧的感测极板和接地极板，所述感测极板和所述接地极板组成感测电容；温度检测装置，用于检测所述水盒中水的当前温度；电容检测装置，设置所述电路板的所述一侧，用于检测所述感测电容的当前电容值；以及处理模块，用于根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态。可选地，所述处理模块中预先存储有第一对应表，该第一对应表包括多个水的温度以及与每个所述水的温度相对应的感测电容的最大值，其中感测电容的最大值是指水盒中水位达到水盒中允许的最大水位高度时感测电容的值，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第一对应表中查找与所述当前温度相对应的感测电容的最大值；以及将所述当前电容值和与所述当前温度相对应感测电容的最大值之间的比值作为所述水盒中的水量占比。可选地，所述处理模块中预先存储有第二对应表，该第二对应表包括多个水的温度和与所述多个水的温度中每一个水的温度相对应的水的相对介电常数，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第二对应表中查找与所述当前温度相对应的水的相对介电常数；将所述当前电容值转换为与该当前电容值对应的参考温度下的转换电容值，其中将所述当前电容值和与所述当前温度相对应的水的相对介电常数之间的比值乘以与所述参考温度相对应的水的相对介电常数，以得到所述转换电容值；将所述转换电容值代入预先设置的对应关系式以得到所述水盒的当前水位高度，其中，所述对应关系式为水盒中水的温度为参考温度时，所述感测电容的电容值和所述水盒的水位高度之间的对应关系式；和/或使用所述水盒的当前水位高度除以所述水盒中允许的最大水位高度以得到所述水盒中的水量占比。可选地，根据以下步骤来预先确定所述对应关系式：在水盒中水的温度为所述参考温度的情况下，设置水盒的水位高度为不同水位高度，以分别测量与每一水位高度对应的感测电容的电容值；以及对所述每一水位高度和与所述每一水位高度对应的感测电容的电容值进行拟合以得到所述对应关系式。可选地，在所述参考温度为25℃，所述水盒中允许的最大水位高度为10cm，所述感测极板的长度为20cm，所述感测极板的高度与所述最大水位高度一致，所述感测电容的极板间距离为10cm的情况下，所述对应关系是为：Ctot＝x1×hw+x2其中，Ctot为所述感测电容的电容值，单位为pF，hw为所述水盒的水位高度，单位为cm，x1和x2为预设值。可选地，所述x1的范围是12.105至17.416，所述x2的范围是0.932至2.263。可选地，所述处理模块中预先存储有第二对应表，其中所述第二对应表包括多个水的温度和与所述多个水的温度中每一个水的温度相对应的水的相对介电常数，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第二对应表中查找与所述当前温度相对应的水的相对介电常数；根据以下公式计算所述水盒的水位高度：其中，hc为所述水盒的当前水位高度，Cc为所述当前电容值，d为所述感测电容的极板间距，ε0为真空介电常数，εw为与所述当前温度相对应的水的相对介电常数，l为所述感测电极的长度。可选地，所述电容检测装置包括：电容检测芯片，与所述感测极板连接，用于检测所述感测电容的所述当前电容值；以及输出端口，与所述电容检测芯片连接，用于将所述当前电容值输出至所述处理模块。可选地，将所述电容检测芯片的多个通道连接至所述感测电极以检测所述感测电容的所述当前电容值。可选地，所述水盒安装部的所述侧壁与所述水盒之间的间距不超过2mm。可选地，所述感测极板的面积大于所述接地极板的面积，且所述感测极板的面积和所述接地极板的面积之间的比值不超过6:4。可选地，所述感测极板和所述接地极板均由铜箔组成。可选地，所述水盒中水的当前温度为所述水盒的环境温度，或者所述温度检测装置安装于所述水盒安装部的上侧壁的内表面上。相应地，本专利技术实施例还提供一种蒸汽炉，所述蒸汽炉包括上述的用于水盒的水位测量设备。可选地，所述蒸汽炉还包括：显示装置，与所述处理模块连接，用于显示所述水盒的水位状态；和/或提示装置，与所述处理模块连接，用于在所述水盒的水位达到预警值的情况下，发出提示。相应地，本专利技术实施例还提供一种用于水盒的水位测量设备的方法，所述水位测量设备为上述的用于水盒的水位测量设备，所述方法包括：检测所述水盒中水的当前温度；检测所述感测电容的当前电容值；以及根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态。可选地，所述根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态包括：从预先存储的第一对应表中查找与所述当前温度相对应的检测电容的最大值，其中所述第一对应表包括多个水的温度以及与每个所述水的温度相对应的检测电容的最大值，其中感测电容的最大值是指水盒中水位达到水盒中允许的最大水位高度时感测电容的值；以及将所述当前电容值和与所述当前温度相对应检测电容的最大值之间的比值作为所述水盒中的水量占比。可选地，所述根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态包括：从预先存储的第二对应表中查找与所述当前温度相对应的水的相对介电常数，其中所述第二对应表包括多个水的温度和与所述多个水的温度中每一个水的温度相对应的水的相对介电常数；将所述当前电容值转换为与该当前电容值对应的参考温度下的转换电容值，其中将所述当前电容值和与所述当前温度相对应的水的相对介电常数之间的比值乘以与所述参考温度相对应的水的相对介电常数，以得到所述转换电容值；将所述转换电容值代入预先设置的对应关系式以得到所述水盒的当前水位高度，其中，所述对应关系式为水盒中水的温度为参考温度时，所述感测电容的电容值和所述水盒的水位高度之间的对应关系式；和/或使用所述水盒的当前水位高度除以所述水盒中允许的最大水位高度以得到所述水盒中的水量占比。可选地，根据以下步骤来预先确定所述对应关系式：在水盒中水的温度为所述参考温度的情况下，设置水盒的水位高度为不同水位高度，以分别测量与每一水位高度对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水盒的水位测量设备，其特征在于，所述设备包括：电路板，所述电路板的一侧贴合在水盒安装部的侧壁的内表面上；设置在所述电路板的另一侧的感测极板和接地极板，所述感测极板和所述接地极板组成感测电容；温度检测装置，用于检测所述水盒中水的当前温度；电容检测装置，设置所述电路板的所述一侧，用于检测所述感测电容的当前电容值；以及处理模块，用于根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于水盒的水位测量设备，其特征在于，所述设备包括：电路板，所述电路板的一侧贴合在水盒安装部的侧壁的内表面上；设置在所述电路板的另一侧的感测极板和接地极板，所述感测极板和所述接地极板组成感测电容；温度检测装置，用于检测所述水盒中水的当前温度；电容检测装置，设置所述电路板的所述一侧，用于检测所述感测电容的当前电容值；以及处理模块，用于根据所述当前电容值和所述当前温度来确定所述水盒的水位状态。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理模块中预先存储有第一对应表，该第一对应表包括多个水的温度以及与每个所述水的温度相对应的感测电容的最大值，其中感测电容的最大值是指水盒中水位达到水盒中允许的最大水位高度时感测电容的值，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第一对应表中查找与所述当前温度相对应的感测电容的最大值；以及将所述当前电容值和与所述当前温度相对应感测电容的最大值之间的比值作为所述水盒中的水量占比。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理模块中预先存储有第二对应表，该第二对应表包括多个水的温度和与所述多个水的温度中每一个水的温度相对应的水的相对介电常数，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第二对应表中查找与所述当前温度相对应的水的相对介电常数；将所述当前电容值转换为与该当前电容值对应的参考温度下的转换电容值，其中将所述当前电容值和与所述当前温度相对应的水的相对介电常数之间的比值乘以与所述参考温度相对应的水的相对介电常数，以得到所述转换电容值；将所述转换电容值代入预先设置的对应关系式以得到所述水盒的当前水位高度，其中，所述对应关系式为水盒中水的温度为参考温度时，所述感测电容的电容值和所述水盒的水位高度之间的对应关系式；和/或使用所述水盒的当前水位高度除以所述水盒中允许的最大水位高度以得到所述水盒中的水量占比。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，根据以下步骤来预先确定所述对应关系式：在水盒中水的温度为所述参考温度的情况下，设置水盒的水位高度为不同水位高度，以分别测量与每一水位高度对应的感测电容的电容值；以及对所述每一水位高度和与所述每一水位高度对应的感测电容的电容值进行拟合以得到所述对应关系式。5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述参考温度为25℃，所述水盒中允许的最大水位高度为10cm，所述感测极板的长度为20cm，所述感测极板的高度与所述最大水位高度一致，所述感测电容的极板间距离为10cm的情况下，所述对应关系是为：Ctot＝x1×hw+x2其中，Ctot为所述感测电容的电容值，单位为pF，hw为所述水盒的水位高度，单位为cm，x1和x2为预设值。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述x1的范围是12.105至17.416，所述x2的范围是0.932至2.263。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理模块中预先存储有第二对应表，其中所述第二对应表包括多个水的温度和与所述多个水的温度中每一个水的温度相对应的水的相对介电常数，所述处理模块用于根据以下步骤确定所述水盒的水位状态：从所述第二对应表中查找与所述当前温度相对应的水的相对介电常数；根据以下公式计算所述水盒的水位高度：其中，hc为所述水盒的当前水位高度，Cc为所述当前电容值，d为所述感测电容的极板间距，ε0为真空介电常数，εw为与所述当前温度相对应的水的相对介电常数，l为所述感测电极的长度。8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述电容检测装置包括：电容检测芯片，与所述感测极板连接，用于检测所述感测电容的所述当前电容值；以及输出端口，与所述电容检测芯片连接，用于将所述当前电容值输出至所述处理模块。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，将所述电容检测芯片的多个通道连接至所述感测电极以检测所述感测电容的所述当前电容值。10.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述水盒安装部的所述侧壁与所述水盒之间的间距不超过2mm。11.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述感测极板的面积大于所述接地极板的面积，且所述感测极板的面积和所述接地极板的面积之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春华，钟广雄，黎青海，王夫宝，陆树敏，
申请(专利权)人：广东美的厨房电器制造有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44