一种电容式液位检测结构及其电热水壶制造技术

本发明专利技术涉及一种电容式液位检测结构及其电热水壶，电容式液位检测结构包括储液容器，储液容器上设置有水位标尺；其特征在于：储液容器上设置有与液体不接触的感应电极片，感应电极片位于不同的高度位置上以组成水位标尺，感应电极片与储液容器内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜；电容式液位检测结构还包括芯片模块，芯片模块上设置有运行芯片，运行芯片连接一块以上感应电极片。本结构具有液位检测性能可靠、保证用户饮水健康、方便清洁、安全性好等特点。

A capacitive liquid level detecting structure and its electric kettle

【技术实现步骤摘要】
一种电容式液位检测结构及其电热水壶
本专利技术涉及一种电热水壶，具体是一种电容式液位检测结构及其电热水壶。
技术介绍
市场上现有的电热水壶中，一般通过电阻式液位器、流量监测液位器和超声波液位器等实现液位检测。其中，电阻式液位器需要设置于储液容器内腔，这些液位检测器件长期在沸水中工作会释放出大量重金属等有害物质，长期使用会对人体有危害；流量监测液位器在人为操作不当的情况下，容易出现不同程度的安全事故，存在较大的安全隐患；超声波液位器价格比较昂贵，用户难以接受。另外，若储液容器内长期用于加热自来水，则液位检测器件表面会容易结垢，导致液位检测器件容易失效；液位检测器件设置于储液容器内腔，导致储液容器内腔形成多处隐蔽位置，用户难以清洁；同时热敏电阻放置在水中，长时间也会结垢，影响其精度，同时对水质有污染。中国专利文献CN106289449A公布了一种电容式水位水量检测装置及煮水壶、检测方法，具体公开了：包括通过耦合器相互电连接的储液容器和底座，储液容器内设有导电部分，储液容器的内底面上设有一表面覆盖有绝缘材料的导电柱体，导电部分与表面覆盖有绝缘材料的导电柱体共同构成电容器结构，底座上设有控制电路，导电柱体通过耦合器与控制电路电连接。该结构中，导电柱体内置在水壶里面，清洗非常不便；此外，绝缘材料长期在高温环境下工作可能会释放一些对人体有害的物质，对人体造成危害。中国专利文献CN207456560U公开了一种电容式水位传感器和液位检测装置，具体公开了：包括电极板和检测电路，电极板与检测电路电连接，所述的电极板为两块，两块电极板和检测电路集成在电路板上，两块电极板布置在电路板的同一个表面上。该结构中，一个水位监测点需要用到两个感应电极片，而且还需要用到单片机，大大提高了成本。因此，需要对现有的电热水壶做进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种设计简单、结构合理、液位检测性能可靠、保证用户饮水健康、方便清洁、安全性好的电容式液位检测结构及其电热水壶。本专利技术的目的是这样实现的：一种电容式液位检测结构，包括储液容器，储液容器上设置有水位标尺；其特征在于：所述储液容器上设置有一块以上与储液容器内腔液体不接触的感应电极片，一块以上感应电极片位于不同的高度位置上以组成所述水位标尺，感应电极片与储液容器内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜；所述电容式液位检测结构还包括可检测感应电极片产生的电容值的芯片模块，芯片模块上设置有运行芯片，运行芯片连接一块以上感应电极片；所述感应电极片产生的电容值发生变化时，芯片内部的振荡电路的频率随之发生变化，运行芯片根据频率的变化，通过算法来判定液位。所述储液容器由绝缘材料制成，绝缘材料包括玻璃、陶瓷、石材等；或者，所述储液容器由金属材料制成，为了避免可导电的金属材料影响液位检测，储液容器上开设有安装通孔，安装通孔上设置有绝缘部件，感应电极片设置于所述绝缘部件上。所述间距L为0cm-2cm，优选0.2cm、0.5cm、1cm、1.5cm。所述感应电极片嵌入式设置于储液容器侧壁内侧；或者，所述感应电极片设置于储液容器侧壁外侧。一种电热水壶，其特征在于：包括主控板、及如权利要求所述的电容式液位检测结构；所述主控板与芯片模块通讯连接和供电连接，主控板根据芯片模块反馈的液位信号进入相应的工作模式；所述储液容器为用于储水的壶体。所述电热水壶还包括用于计算储液容器内液体温度的热敏电阻，热敏电阻设置于储液容器外壁，运行芯片连接热敏电阻；和/或，所述芯片模块上设置有用于调整感应电极片感应液位灵敏度的灵敏度调整电路，运行芯片连接灵敏度调整电路。所述感应电极片包括分别连接芯片模块的防溢电极片、正常加热电极片、快煮电极片和防干烧电极片；液面到达所述防溢电极片位置时，主控板进入警示模式，禁止用户烧水并提醒用户水位过高；液面到达所述正常加热电极片位置时，主控板进入正常工作模式；液面到达所述快煮电极片位置时，主控板进入快煮模式；液面到达所述防干烧电极片位置时，主控板进入警示模式，并提醒用户加水。所述储液容器和/或主控板连接有一个以上与相应感应电极片配套的发光元件，液面到达感应电极片时、与之配套的发光元件亮起；和/或，所述主控板连接有发声元件，液面到达感应电极片时，发声元件发出相应的声音；和/或，所述主控板连接有显示器，液面到达感应电极片时，显示器显示相应的信息。所述主控板上设置有通讯模块，通讯模块与联网终端沟通互联，液位检测信息通过通讯模块发送至联网终端上；和/或，所述主控板上设置有遥控模块，遥控模块与遥控器沟通互联，液位检测信息通过遥控模块发送至遥控器上。所述电热水壶还包括供电底座，储液容器拆卸式设置于供电底座上，主控板设置于供电底座上；所述芯片模块设置于储液容器上；所述储液容器上设置有上触片，供电底座上设置有下触片，储液容器放置于供电底座上时，上触片与下触片电连接，实现芯片模块与主控板的有线通讯连接和/或有线供电连接；或者，所述电热水壶还包括供电底座，储液容器拆卸式设置于供电底座上，主控板和芯片模块分别设置于供电底座上；所述储液容器上设置有一个以上与感应电极片一一对应的上接触件，感应电极片连接相应的上接触件；所述供电底座上设置有一个以上与上接触件一一对应的下接触件，一个以上下接触件与芯片模块连接；所述储液容器放置于供电底座上时，上接触件与对应的下接触件电连接，实现感应电极片与芯片模块的连接；或者，所述电热水壶还包括供电底座，储液容器拆卸式设置于供电底座上，主控板设置于供电底座上；所述芯片模块设置于储液容器上；所述芯片模块上设置有信息发射电路，主控板上设置有用于与信息发射电路沟通互联的信息接收电路，实现芯片模块与主控板的无线通讯连接；或者，所述储液容器上设有电气腔，主控板和芯片模块分别设置于电气腔中。本专利技术的有益效果如下：1.通过在储液容器上设置遇水不接触的感应电极片，并利用电容式接近开关的原理达到检测水位的目的；具体是，感应电极片构成电容器的一个极板，而另一极板就是液体本身，当液体到达相应的感应电极片时，液体和感应电极片的介电常数发生变化，使得感应电极片产生相应的电容值，感应电极片产生的电容值发生的变化，使得芯片模块内的振荡电路频率发生变化，通过监测该频率的变化判定水位，从而实现监测水位的目的；由于感应电极片不需要与水体接触即可达到检测液位的目的，所以感应电极片不会对水质造成影响，确保水体卫生，有效保证用户的用水安全；2.感应电极片可通过粘贴的方式设置于储液容器外壁，也可通过嵌入方式内置于储液容器侧壁内侧，与传统液位检测器件直接设置于容器内腔的结构相比，本结构能确保储液容器内腔干净卫生，保证用户的饮水健康，方便用户对容器内腔进行清洁；同时可避免水垢的形成影响感应电极片的工作性能，确保液位检测准确无误，延长感应电极片的使用寿命；3.不同高度位置的感应电极片可赋予相应的功能，如：防溢电极片能防止水位达到或超过危险高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式液位检测结构，包括储液容器（A），储液容器（A）上设置有水位标尺（C）；其特征在于：所述储液容器（A）上设置有一块以上与液体不接触的感应电极片，一块以上感应电极片位于不同的高度位置上以组成所述水位标尺（C），感应电极片与储液容器（A）内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜；所述电容式液位检测结构还包括可检测感应电极片产生的电容值的芯片模块（D），芯片模块（D）上设置有运行芯片（U2），运行芯片（U2）连接一块以上感应电极片；所述感应电极片产生的电容值发生变化时，芯片内部的振荡电路的频率随之发生变化，运行芯片（U2）根据频率的变化，通过算法来判定液位。/n

【技术特征摘要】
20190826 CN 20191078887401.一种电容式液位检测结构，包括储液容器（A），储液容器（A）上设置有水位标尺（C）；其特征在于：所述储液容器（A）上设置有一块以上与液体不接触的感应电极片，一块以上感应电极片位于不同的高度位置上以组成所述水位标尺（C），感应电极片与储液容器（A）内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜；所述电容式液位检测结构还包括可检测感应电极片产生的电容值的芯片模块（D），芯片模块（D）上设置有运行芯片（U2），运行芯片（U2）连接一块以上感应电极片；所述感应电极片产生的电容值发生变化时，芯片内部的振荡电路的频率随之发生变化，运行芯片（U2）根据频率的变化，通过算法来判定液位。


2.根据权利要求1所述电容式液位检测结构，其特征在于：
所述储液容器（A）由绝缘材料制成；
或者，所述储液容器（A）由金属材料制成，储液容器（A）上开设有安装通孔（A1），安装通孔（A1）上设置有绝缘部件（6），感应电极片设置于所述绝缘部件（6）上。


3.根据权利要求1所述电容式液位检测结构，其特征在于：所述间距L为0cm-2cm。


4.根据权利要求1所述电容式液位检测结构，其特征在于：所述感应电极片嵌入式设置于储液容器（A）侧壁内侧；
或者，所述感应电极片设置于储液容器（A）侧壁外侧。


5.一种电热水壶，其特征在于：包括主控板（B）、及如权利要求1所述的电容式液位检测结构；所述主控板（B）与芯片模块（D）通讯连接和供电连接，主控板（B）根据芯片模块（D）反馈的液位信号进入相应的工作模式；所述储液容器（A）为用于储水的壶体。


6.根据权利要求5所述的电热水壶，其特征在于：所述电热水壶还包括用于计算储液容器（A）内液体温度的热敏电阻（8），热敏电阻（8）设置于储液容器（A）外壁，运行芯片（U2）连接热敏电阻（8）；和/或，所述芯片模块（D）上设置有用于调整感应电极片感应液位灵敏度的灵敏度调整电路，运行芯片（U2）连接灵敏度调整电路。


7.根据权利要求5所述的电热水壶，其特征在于：所述感应电极片包括分别连接芯片模块（D）的防溢电极片（T1）、正常加热电极片（T2）、快煮电极片（T3）和防干烧电极片（T4）；液面到达所述防溢电极片（T1）位置时，主控板（B）进入警示模式；液面到达所述正常加热电极片（T2）位置时，主控板（B）进入正常...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅强，张骏升，
申请(专利权)人：陈毅强，
类型：发明
国别省市：广东;44