[发明专利]用于水盒的水位测量设备及其方法、蒸汽炉

权利要求书

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：

C_tot＝x₁×h_w+x₂

其中，C_tot为所述感测电容的电容值，单位为pF，h_w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，h_c为所述水盒的当前水位高度，C_c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，ε_w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。