專利名稱：裝置的液面?zhèn)鞲衅鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種裝置的液面?zhèn)鞲衅鳌?br> 背景技術(shù)：
許多家用裝置，例如，洗衣機(jī)和洗碗機(jī)配置了儲(chǔ)水裝置，包括水位控制器。這些裝置可能需要使用者以循環(huán)類型或循環(huán)持續(xù)時(shí)間或基于負(fù)載的水位估計(jì)的選擇的形式輸入。
例如，傳統(tǒng)的最大負(fù)荷洗衣機(jī)包括一個(gè)填充洗衣機(jī)時(shí)或者固定或者可變地來確定水位的壓力開關(guān)。在可變壓力開關(guān)中，使用者在每次洗衣機(jī)使用時(shí)通過在相關(guān)的轉(zhuǎn)盤上選擇一個(gè)設(shè)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(huì)不正確地估量合適的注入高度或忘記復(fù)位或根據(jù)每一次放入的衣服重置調(diào)整水位。這將導(dǎo)致水的過分消耗以及用于加熱水的能量的低效使用。
聯(lián)邦法規(guī)為制造商提供鼓勵(lì)，例如以能量信用(energy credit)形式，研發(fā)更多的有效利用水和能量的機(jī)器，降低熱水消耗。在認(rèn)識(shí)到依賴使用者正確地確定并記得復(fù)位水位開關(guān)不是有效的節(jié)能方法后，管理機(jī)構(gòu)不再給予那些用戶控制水位特征的洗衣機(jī)的制造商對(duì)于能量使用限制的信用。
達(dá)到節(jié)能要求的一種方法是在裝置成本沒有增加到無競(jìng)爭力的價(jià)格的條件下，使用一種依賴某種類型的水位傳感器的被動(dòng)水位控制，而不是使用者的輸入。因此，急需一種改進(jìn)的、精確的、成本效率高的用于裝置的水位傳感器。
實(shí)用新型內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型為具有容納液體的容器的裝置提供一種液面?zhèn)鞲衅?。該傳感器包括一個(gè)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(chǎn)生階梯式信號(hào)，每個(gè)階梯代表容器中液體到達(dá)的高度。該天線陣列包括一個(gè)縱向帶和從其延伸的多個(gè)導(dǎo)電指針。該天線陣列安裝在裝置上的容器附近，由此每個(gè)指針與容器中對(duì)應(yīng)的高度相關(guān)聯(lián)。該傳感器包括一個(gè)與射頻振蕩器互聯(lián)的輸出端并輸出階梯信號(hào)。
在另一實(shí)施例中，本實(shí)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(cè)量值對(duì)應(yīng)的指針延伸部分的天線陣列。
結(jié)合以下的詳細(xì)說明將清楚本實(shí)用新型適用的更多領(lǐng)域。當(dāng)指示本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，應(yīng)該清楚的是細(xì)節(jié)說明和具體實(shí)例的意義僅在于說明而并不對(duì)本實(shí)用新型的范圍構(gòu)成限制。


參考附圖和說明將更好地理解本實(shí)用新型。圖中的組件并不必然地用來區(qū)分、強(qiáng)調(diào)，而是被列出來說明本實(shí)用新型的原理。而且，附圖中，不同的圖中的相同數(shù)字代表對(duì)應(yīng)的部件。
圖1是本實(shí)用新型的射頻傳感器的一個(gè)實(shí)施例的框圖；圖2是表示已有技術(shù)射頻傳感器的振蕩頻率相對(duì)水位的說明圖；圖3是圖1的射頻傳感器的振蕩頻率相對(duì)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(shí)施例；圖5為圖1的傳感器的部分電路圖。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明僅作為實(shí)質(zhì)上的樣例，并不對(duì)本實(shí)用新型、應(yīng)用或使用構(gòu)成任何限制。
圖1是表示根據(jù)本實(shí)用新型的射頻(RF)傳感器100的一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，該傳感器100包括數(shù)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(shù)領(lǐng)域中已為人所熟知并可以由標(biāo)準(zhǔn)組件來制造或可在商業(yè)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(jī)、洗碗機(jī)、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(shè)置在1-50MHz的范圍內(nèi)，并且裝置的容器中無液體。該數(shù)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(jì)量的量級(jí)的頻率，例如裝置200的控制臺(tái)206中使用的微控制單元。應(yīng)該清楚的是，盡管圖4中說明的裝置200為洗衣機(jī)，但本實(shí)用新型并不僅限于此。
例如，數(shù)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(shù)字分頻器104。在領(lǐng)域中已知的技術(shù)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(dāng)傳感器100與裝置200連接來被應(yīng)用時(shí)，輸出信號(hào)在被數(shù)字分頻器104降低后從輸出端114發(fā)送到位于裝置200的控制臺(tái)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(gè)均安裝在裝置200上容器202附近或其上。每個(gè)天線陣列108、110包括一個(gè)縱向?qū)щ妿?30和多個(gè)導(dǎo)電指針136。該縱向?qū)щ妿?30可以垂直地安裝在容器202的外側(cè)，其與裝置200中的液體的上升相關(guān)聯(lián)。該容器202可以為，例如，洗衣機(jī)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(hào)。然而，也可以省略天線陣列108、110中的一個(gè)。當(dāng)裝置200為洗衣機(jī)時(shí)，例如，該容器通常202通常為塑料制成的外桶。一個(gè)通常由金屬制造的內(nèi)桶204，可以取代第二天線110。該RF振蕩器102和數(shù)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(hào)被導(dǎo)向位于裝置200的控制臺(tái)206中的微控制器106。
一個(gè)已有技術(shù)的RF水位傳感器有一個(gè)直線垂直天線，如圖2所示，其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生相對(duì)水位信號(hào)250的單調(diào)(線性或非線性)振蕩頻率。液體中的雜質(zhì)或不均一性的存在可能導(dǎo)致頻率信號(hào)250向箭頭“A”的方向漂移。在洗衣機(jī)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(dòng)，可能導(dǎo)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(shí)用新型的傳感器100生成一個(gè)相對(duì)水位信號(hào)350的“階梯式”頻率。階梯信號(hào)350的每一階梯352與到達(dá)對(duì)應(yīng)天線指針136的高度的容器液體相對(duì)應(yīng)。每個(gè)頻率階梯352提供一個(gè)未受箭頭A方向上的任何頻率漂移所影響的標(biāo)志。因此，即使存在導(dǎo)致以往技術(shù)的傳感器的頻率線250漂移的雜質(zhì)、不均一性或任何其它情況，仍可以從本實(shí)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(yù)置的樣本頻率。該間隔138可為恒定或可變的。可以期望對(duì)應(yīng)液面高度測(cè)量值的更多頻率樣本的更小間隔138，例如，在與小、中、大負(fù)載對(duì)應(yīng)的容器高度中，和/或用于與預(yù)浸濕、洗滌、和漂洗功能對(duì)應(yīng)的容器高度。
應(yīng)該清楚的是本實(shí)用新型的液面?zhèn)鞲衅?00提供了具有最小組件成本的非常精確的液面高度測(cè)量值，并與所需要進(jìn)行液體注入高度自動(dòng)測(cè)量的任意裝置200容易地結(jié)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(duì)所選容器高度的位置和間距來容易地調(diào)整。
盡管說明了本實(shí)用新型的各種實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)清楚在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可存在其它實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)方式。因此，本實(shí)用新型除所附權(quán)利要求和其等效物外不受其它限制。
權(quán)利要求1.一種液面?zhèn)鞲衅?，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(chǎn)生一個(gè)階梯信號(hào)，每一階梯代表所述容器中液面到達(dá)的水位。
2.如權(quán)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(gè)導(dǎo)電指針，每個(gè)指針與所述容器中相應(yīng)水位相聯(lián)系。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，還包括一個(gè)與所述射頻振蕩器互連的輸出端和輸出所述階梯信號(hào)。
4.如權(quán)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(quán)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(quán)利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述容器是導(dǎo)電的并包括所述第二天線陣列。
7.如權(quán)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(dǎo)電帶以及從其延伸的多個(gè)導(dǎo)電指針。
8.如權(quán)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(shù)字分頻器。
9.如權(quán)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(shù)字分頻器的控制器并控制所述容器中的液體高度。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器，其特征在于，所述裝置從洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、浴缸、熱浴盆、按摩浴缸的構(gòu)成的組中選取。
11.如權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(shí)用新型公開了一種用于具有在其中流動(dòng)液體的容器的裝置的液面?zhèn)鞲衅?。該傳感器包括一個(gè)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(gè)縱向帶和從其延伸的多個(gè)導(dǎo)電指針。該天線陣列安裝在裝置上的容器附近，因此每個(gè)指針對(duì)應(yīng)容器中的各個(gè)高度。該傳感器包括一個(gè)與射頻振蕩器互連的輸出端，并輸出代表容器中液體到達(dá)的水位的頻率階梯。
文檔編號(hào)D06F33/02GK2802462SQ200520000680
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月3日
發(fā)明者G·A·彼得森, J·W·恩辛格 申請(qǐng)人:愛默生電氣公司