洗衣機(jī)是全球范圍內(nèi)廣泛使用的白色家電產(chǎn)品。近些年來,隨著水資源的緊缺以及市場(chǎng)對(duì)家電產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保性能要求的提高,特別是歐洲、北美地區(qū)對(duì)于家電產(chǎn)品節(jié)水指標(biāo)已經(jīng)進(jìn)入立法程序,良好的節(jié)水性能已經(jīng)成為了新一代智能、綠色洗衣機(jī)的重要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
節(jié)水的技術(shù)核心是要精確控制洗衣機(jī)筒中的水量,也意味著首先需要精確地測(cè)量液位高度。在大多數(shù)的洗衣機(jī)設(shè)計(jì)中,液位測(cè)量是通過機(jī)械觸電開關(guān)或是壓控的LC振蕩器(依靠控制器檢測(cè)振蕩頻率的變化以感知液位高度)。根據(jù)敏芯微電子設(shè)計(jì)人員反復(fù)試驗(yàn)與長(zhǎng)期測(cè)量,大量數(shù)據(jù)表明上述兩種方法是無法適合于精確液位控制的應(yīng)用。技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)亟需更高精度、更小分辨率、性能更加穩(wěn)定的壓力傳感器的出現(xiàn)。
電纜浮球液位控制器
電纜浮球液位控制器,利用重力與浮力的原理設(shè)計(jì)而成。主要包括浮漂體,設(shè)置在浮漂體內(nèi)的大容量微型開關(guān)和能將開關(guān)處于通,斷狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),以及與開關(guān)相連的三芯電纜。當(dāng)浮球在液體浮力的作用下隨液位的上升或下降到與水平呈一定角度時(shí),浮球體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)——驅(qū)動(dòng)大容量微動(dòng)開關(guān),從而輸出開(ON)或關(guān)(OFF)的信號(hào),共報(bào)警提示或遠(yuǎn)程控制使用。
基于微機(jī)電技術(shù)(MEMS)的微型壓力傳感器,由于其具有良好的可靠性、精密的分辨率以及高精度的特點(diǎn),在工業(yè)、汽車以及白色家電中獲得了廣泛的應(yīng)用。將其應(yīng)用于洗衣機(jī)的液位檢測(cè),不僅相對(duì)于傳統(tǒng)的方法省去了若干外圍電路,降低了成本;同時(shí)它可以更加精確地測(cè)量液位;更進(jìn)一步地,此方案可以同時(shí)提供靜態(tài)液位與動(dòng)態(tài)液位信息,籍此可以實(shí)現(xiàn)更加智能化的水量控制,例如流量監(jiān)測(cè)、注水放水速度監(jiān)測(cè)、泄漏探測(cè)等多種功能。因此,MEMS微型壓力傳感器將成為未來新一代智能、節(jié)水、環(huán)保洗衣機(jī)中不可或缺的核心芯片。
電容式
SOR電容式液位開關(guān)是采用偵測(cè)液位變化時(shí)所引起的微小電容量(通常為PF)差值變化,并由專用的ADA電容檢測(cè)芯片進(jìn)行信號(hào)處理(可以輸出多種信號(hào)通訊協(xié)議,如:IO,BCD, PWM,UART,IIC…),從而檢測(cè)出水位,并輸出信號(hào)到輸出端。
電容式液位檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于可以隔著任何介質(zhì)檢測(cè)到容器內(nèi)的水位或液體的變化,大大擴(kuò)展了實(shí)際應(yīng)用,同時(shí)有效避免了傳統(tǒng)液位檢測(cè)方式的穩(wěn)定性、可靠性差的弊端。
在某些特殊領(lǐng)域不能檢測(cè)的問題,使用內(nèi)置MCU雙核處理的ADA電容檢測(cè)芯片的電容式液位開關(guān),就可以實(shí)現(xiàn)很多特殊控制功能,甚至實(shí)現(xiàn)更多的集成化、智能化水位檢測(cè)功能,諸如太陽能熱水器、咖啡壺等應(yīng)用中掉電后的水位變化也能可靠檢測(cè)當(dāng)前水位,電容式液位檢測(cè)是目前液位開關(guān)中較為有優(yōu)勢(shì)的檢測(cè)方法。
浮球開關(guān)
SOR浮球液位開關(guān)是利用微動(dòng)開關(guān)做接點(diǎn)輸出。當(dāng)水平面以上揚(yáng)線角度超過28°時(shí),浮球液位開關(guān)內(nèi)部的鋼珠會(huì)滾動(dòng)壓到微動(dòng)開關(guān)或脫離微動(dòng)開關(guān),使液位開關(guān)ON或OFF的接點(diǎn)信號(hào)輸出。
液位開關(guān)
也有另一類浮球液位開關(guān),利用水銀開關(guān)做接點(diǎn)輸出,當(dāng)液位上升接觸浮球時(shí),浮球以重錘為中心隨水位上升角度變化。當(dāng)水面以上揚(yáng)線角度超過10°時(shí),液位開關(guān)便會(huì)有ON或OFF的接點(diǎn)信號(hào)輸出。
其主要特點(diǎn):
1、使用微動(dòng)開關(guān)做接點(diǎn)輸出,接點(diǎn)容量10A/250VAC可直接起動(dòng)電機(jī)設(shè)備。
2、歐規(guī)(HAR)橡膠電纜,耐候性佳、價(jià)格低、使用壽命長(zhǎng)。
3、構(gòu)造簡(jiǎn)單、不需保養(yǎng)、污水凈水皆可使用。
4、電纜線≦20米的長(zhǎng)度皆可訂制。
電子式
SOR電子式液位開關(guān)通過內(nèi)置電子探頭對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè),再由芯片對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理,當(dāng)判斷到有水時(shí),芯片輸出高電平24V或5V等(PNP型或NPN型均可),當(dāng)判斷到無水時(shí),芯片輸出0V。高低電平的信號(hào)通過PLC或其它控制電路來讀取,并驅(qū)動(dòng)水泵等用電器工作。
電子式液位開關(guān)
電子式液位開關(guān)可以橫向或豎向安裝。
當(dāng)橫向安裝時(shí),水位到達(dá)藍(lán)線就動(dòng)作,且精度較高。產(chǎn)品豎向安裝時(shí),水位到達(dá)紅線就動(dòng)作,有一定的防波浪功能。電子式液位開關(guān)一般采用環(huán)氧樹脂封灌,密封防水,可長(zhǎng)期浸在液體中,外部無機(jī)械活動(dòng)部件,壽命長(zhǎng)。右圖的BZ2401為普通型電子式液位開關(guān),適用常溫水體環(huán)境。
壓力式
SOR全自動(dòng)洗衣機(jī)中一般采用的液位開關(guān)就是壓力式水位開關(guān),它裝在洗衣機(jī)的壓力式水位開關(guān)
洗滌缸的上部,它有一根下端開口的氣管通到缸底,進(jìn)水時(shí)管里的空氣被封閉在里面出不來,就形成比外界稍高的壓力。水位越高壓力越高,這樣根據(jù)壓力就可間接測(cè)知水位。而壓力的測(cè)量仍然用彈性元件,靠元件的變形帶動(dòng)觸點(diǎn)完成通斷動(dòng)作。這種測(cè)液位的方法叫做“靜壓法”,在工業(yè)中用的不少。
外貼式超聲波液位開關(guān)采用超聲波檢測(cè)技術(shù),解決了傳統(tǒng)的液位開關(guān)的不足,不受液體表面的泡沫、水汽的影響。側(cè)貼式超聲波液位開關(guān)利用超聲波在罐壁介質(zhì)中的余震信號(hào),大幅度的提高了穩(wěn)定性和穿透性,可適用于多種材料的容器,包括:合金鋼、不銹鋼、塑料、玻璃及各種合成材料。
外貼式超聲波液位開關(guān)的組成及工作原理
外貼式超聲波液位開關(guān),由超聲波傳感器和控制器組成,利用超聲技術(shù)檢測(cè)罐內(nèi)或裝置內(nèi)液位是否達(dá)到所設(shè)定液位的報(bào)警裝置。
超聲波傳感器的功能是把接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲頻信號(hào)的同時(shí),又能吸收聲頻信號(hào)將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送回來;控制器則是產(chǎn)生高頻信號(hào)并激勵(lì)超聲波傳感器產(chǎn)生一定強(qiáng)度的超聲波,傳輸?shù)焦薇趦?nèi)。這時(shí),如果罐壁內(nèi)有液位,超聲波將透射入液體,反之,超聲波就會(huì)沿罐壁內(nèi)傳輸。
當(dāng)傳感器與控制器之間有液體時(shí),聲阻抗較小。在放大器的放大倍數(shù)足夠大時(shí),其輸入與輸出就形成一個(gè)正反饋的振蕩回路,繼電器釋放,輸出一個(gè)信號(hào)。當(dāng)液位下降時(shí),空氣的聲阻較大,放大器的正反饋就不存在,放大器輸出端繼電器R吸合,發(fā)出一個(gè)地位信號(hào),以實(shí)現(xiàn)液位的高低報(bào)警。利用以上原理,檢測(cè)接收超聲波信號(hào)強(qiáng)度,即能準(zhǔn)確判定液位是否到達(dá),繼電器輸出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)
?。?)罐外安裝,無需開孔、動(dòng)火、清罐,對(duì)罐體無損傷,可在不停產(chǎn)的情況下安裝和維修;
(2)采用非接觸式測(cè)量方法,與介質(zhì)的壓力、比重、有無腐蝕性無關(guān),適應(yīng)介質(zhì)的范圍廣;
?。?)在儲(chǔ)罐或裝置壁外測(cè)量,對(duì)罐內(nèi)或裝置內(nèi)介質(zhì)不產(chǎn)生干擾,無污染、無泄漏、無腐蝕;
?。?)可適用于有劇毒的、強(qiáng)腐蝕性等復(fù)雜工況,以及易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)合;
?。?)抗干擾能力強(qiáng);
?。?)功耗低,精度高,反應(yīng)靈敏,穩(wěn)定可靠;
?。?)配有多種探頭,既可測(cè)量常溫罐,又可測(cè)高溫罐(最高220℃);
?。?)適用于石化常壓或高壓罐及裝置、對(duì)衛(wèi)生要求嚴(yán)格的食品罐、醫(yī)藥衛(wèi)生罐及強(qiáng)腐蝕性罐,是一種環(huán)保型儀表;
?。?)調(diào)試、維護(hù)方便。
外貼式非接觸式超聲波液位開關(guān)提供了容器尤其是高壓、腐蝕、密閉容器物位測(cè)量的解決方案,將探頭緊貼于容器外側(cè)壁,不需要打孔,即可完成單點(diǎn)物位測(cè)量,這種技術(shù)不受介質(zhì)壓力、溫度、泡沫、氣體、反射系數(shù)等因素的影響,所以適用于醫(yī)藥、石油、化工、電力、食品等行業(yè)的各類液體液位工程控制,對(duì)于有毒的、強(qiáng)腐蝕危險(xiǎn)品液體的檢測(cè),該產(chǎn)品更是理想的選擇,可滿足多種應(yīng)用需求和適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。同時(shí),具有極高可靠性,高穩(wěn)定性。