[发明专利]用于使用基线特征来传感液位的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于液位传感的方法和装置。

背景技术

在诸如用于在咖啡冲泡机中储藏、加热和/或计量水的储罐之类的储罐中的液位传感由于某些原因可能是很重要的，诸如用于告知使用者储罐需要再充注、用于确定储罐中存在的量、和/或防止机器在储罐中不存在足够水时工作。这些应用中的液位传感可用不同方式来完成。在一种方法中，可使用导电探针来检测储罐中水的存在，这是通过确定包括探针的电路电阻是否下降至绝对阈值之下、例如低于表示电路中存在相对低电阻的水时的3000欧姆来检测的。

发明内容

发明人已经意识到，使用一些现有技术的探针检测装置在一些条件下不能根据需要来工作。例如，在诸如反渗透去离子(RODI)过滤的水之类的高度过滤水的一些应用场合，由于过滤水的相对较高的电阻，检测水位会较难。例如，一些检测装置测量导电探针和储罐壁之间的通常开路的电阻，当空气存在于探针和储罐之间时，该电路通常具有相对较高的电阻。当使用高度导电的水时，当水存在于探针和储罐之间的电路中时，电路的电阻显著下降。然而，对于一些类型的高度过滤水，水的电阻可能相对较高，从而阻碍一些系统检测探针和储罐之间水的存在。

一些系统遇到的另一问题是可能会存在于探针、储罐壁和/或传感电路的其它部分上的水垢或其它沉积物。当例如为了冲泡而在储罐中加热水时，这些沉积物在系统中会是相当普遍的。水垢和其它沉积物可引起探针电路电阻随时间而变化，例如随着100次或多次储罐充注/加热/分配循环的过程而变化，以及引起探针电路电阻随着单次充注操作的过程而变化。例如，当储罐是新的或几乎没有沉积物时，在没有水存在于探针处时，探针电路的电阻会是相对较高的。随着许多次储罐充注/加热/分配循环的过程，储罐中集聚的水垢会引起探针电路的电阻从储罐是新的时下降。同样，当储罐是新的时，当储罐壁是热的且再次充注储罐时，探针电路的电阻通常不会显著改变。然而，当水垢存在于储罐壁和/或探针上时，在紧接着排空储罐之后，水垢可能会含有一定量的水。假如储罐壁是热的，则例如当储罐正被充注时，由水垢保持的水会趋于蒸发，从而引起探针电路的电阻增大。结果，随着系统的使用寿命，液位传感装置的性能将会以相对不可预知的方式改变，并引起某些系统无法可靠地检测到储罐中的水位。

在本发明的一个方面，一种用于确定储罐中液位的方法包括：提供储罐，在该储罐中液位是可变的；当与储罐相关联的探针不与储罐中的液体相接触时，测量包括探针的探针电路的基线特征。该基线特征可以是电压、电阻或包括探针的电路的其它特征。当已知探针不与储罐中的液体相接触时，诸如在储罐排空到探针液位之下后不久，可以测量基线特征。在测量了基线特征之后，例如当储罐正被充注时，可以测量探针电路的第一特征。可以基于基线特征来确定相应于大约测量第一特征的时刻储罐中的液位。例如，可将第一特征与基线特征作比较，基于该比较结果，可以确定液位处于探针之下、之处还是之上。在一个实施例中，可以确定第一特征和基线特征之间的差值，假如该差值超过阈值，则可以确定液体处于探针液位之处或之上。

通过使用测量出的基线特征，液位确定方法可以能够更可靠地检测探针处液体的存在，甚至当使用高度过滤的水和/或水垢或其它沉积物存在于储罐、探针或探针电路的其它部分上时也是如此。测量基线特征(例如，在储罐充注操作过程中)可以使系统能在已知的条件下(当探针不与液体相接触时)检测探针电路的电阻或其它特征，并且使用该特征来与后测量出的特征作比较。因此，假如存在会改变探针电路的电阻或其它特征的水垢或其它沉积物，则测量基线特征可以在检测液位时有效地考虑到由水垢或其它沉积物引起的电路的变化。同样，因为可以精确地测量基线特征，所以可以检测到在使用高度过滤水或其它高电阻液体时会发生的电阻相对较小的变化。

在本发明的另一方面，一种液位确定系统可以包括探针电路，该探针电路包括构造和设置成与储罐中的液体相接触的导电探针，在该储罐中液位是可变的。控制器适于当导电探针不与储罐中的液体相接触时测量探针电路的基线特征，在测量了基线特征之后测量探针电路的第一特征，并且确定相应于大约测量第一特征的时刻储罐中的液位。

在一个实施例中，控制器可以在储罐充注操作过程中反复测量基线特征，从而可以在充注过程中更新基线特征。例如，可以将基线特征与第一特征作比较，假如确定了液体不处于探针之处或之上，则可将第一特征的值指定为后续确定液位时所用的基线特征。或者，可以单独地重新测量和重新设定基线特征。可以在整个充注操作中重复该过程，直到确定液体处于探针之处或之上为止，此时可以停止充注操作。