[发明专利]用于洗衣机的水位控制装置

说明书

本发明涉及一种用于洗衣机的水位控制装置。特别是，本发明涉及这样一种用于洗衣机的水位控制装置，其可通过使用具有特殊线性输出的半导体水位传感器来控制洗衣机的水位，由此可以精确地在其整个范围内进行水位检测。

洗衣机通常是通过将桶充满水并通过具有叶片的中心柱体的转动而产生的水流来洗涤放置于其中的衣物和其他待洗物品。中心柱体可经受脉动和搅动，以便产生相应的水流，其会对衣物进行冲击以便对其充分地进行洗涤。

用以控制桶中水位的装置典型地是装在洗衣机上的，以便除了控制水从桶中的排放以外，用来保证使桶对于预定的衣物种类而设置注入的适当水位，或由用户来设置。在水位调节装置中包含有水位传感器。

参见图1，其示出了用于洗衣机的现有技术的水位调节装置的示意图。该水位调节装置包括水位传感器10，微控制器20，供水阀驱动器30，排水阀驱动器40，和洗衣机控制器50。

水位传感器10包括第一和第二变换器(inverters)11和12，线圈13，和电阻R，其中第一和第二变换器11和12，线圈13，和电阻R相互并联地安装在水位传感器10中。其进一步包括电容C1和电容C2，其分别连接于变换器11和12，线圈13，和电阻R每个的输入和输出端上，并且第三变换器14串联连接于第一变换器11的输出端上。

线圈13具有电感，其随水位压力的变化而改变。使用了该线圈13的常用水位传感器10相对于水位的变化而输出水位传感信号。

更详细地说，当给桶供水时，其中的水位会增加，使得压力施加于振动膜上。振动膜的薄膜与所施加的压力成正比地压缩，并且当压力释放时，振动膜的薄膜返回到其原始状态。

线圈13连接于振动膜(diaphragm)上，并且对其形状的变化起反应(即，薄膜相对于所施加的压力的变化而移动)。因此，如果振动膜的形状发生改变的话，施加于线圈13上的磁场就会改变，由此会改变线圈13的电感值。这样接着会改变LC振荡电路的谐振频率f。谐振频率f可以通过公式f=1/(2π√LC)来计算，并且其取值为19KHz至26KHz。谐振频率为f的信号可输入给洗衣机的微控制器20。

当将水提供给洗衣机的桶时，线圈13的电感会随水位的变化而改变。也就是说，当水位增加而提高水压强度时，线圈13的电感降低，并且当水位降低使水压强度也降低时，线圈13的电感将增加。因此，水压强度的增加导致了谐振频率f的降低，同时水压强度的降低会导致谐振频率f的升高。

如上所述，谐振频率f的信号可输入给微控制器20。该微控制器20可计算输入的频率值，以其预定间隔如每1秒存储输入的频率值，并且将现有的计算值与先前的计算值进行比较，由此确定洗衣机的水位。

如果水位达到由用户或针对特定物品类型预先编程而设置的水位的话，微控制器20会确定供水操作完成，并且将相应信号发送给供水阀驱动器30。然后供水阀驱动器30执行操作，用以关闭供水阀。

当桶中的水在洗涤过程中被排放时，微控制器20可确定有关水的排放，当使用上述计算、存储、和比较输入频率值的方法将水完全排放时，然后发出相应信号给排水阀驱动器40。因此，排水阀驱动器40可控制排水阀关闭，由此完成水由洗衣机的排放。

参见图2，其示出了一曲线，它表示现有技术的水位传感器10的谐振频率f与水压之间的关系。在该图中，常用水位传感器的谐振频率f处于19KHz至26KHz范围内。如果桶中无水的话，传感器的输出频率为26KHz(水压，0mmH₂O)，而如果桶中充满了水的话，传感器10的输出频率为21KHz(水压，600mmH₂O)。

然而，如图2的部分(a)所示，水位传感器10的输出频率值在60mmH₂O至100mmH₂O之间是相同的。因此，由于水位传感器10确定了在60mmH₂O和100mmH₂O水压强度之间的水位数值相同，因此水位的精确检测不能通过传感器10来获得。换句话说，由于精确的水位不能在部分(a)或死区上检测到，因此不能在水位的整个范围上获得线性输出。

还有，由于毕竟还存在着机械因素影响到桶中的水位确定(即，线圈13对于振动膜的薄膜的位置变化起反应)，正如所有机械器件一样，重复操作会磨损振动膜使其超限，使得水位检测逐渐地降低精确度。