专利名称：净水器水位检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可将自来水等水源中所含有的有害污染物质去除并进行净化的冷温水净水器，特别涉及可检测净水量的水位检测装置。
过去，一般所使用的上述类型的净水器，可提供将自来水等水源中所含有的有害致癌物质去除掉的净水，上述净水器按净化方式，可大体分为自然过滤式、直接过滤式、离子交换树脂式和反渗透压式。
上述净化方式中的渗透压式，是通过施加规定的压力而使水源通过人工的渗透膜片(反渗透膜)而进行水的净化处理的，它不但可将水源中所含有的重金属、细菌、致癌物质等分离去除掉，而且由于可提供仅使纯净水和溶于水中的氧等通过的清洁水，从而可用于最尖端的科学产业和超精密电子部件的清洗和医疗等用途方面，并且在最近还广泛用于面向家庭的提供饮用水用的净水器中。
上述已有的反渗透式净水器，是使与自来水龙头1相连的接头2而送向给水管3内的自来水管道中等的水的水源，通过设于主体4背面的前处理过滤器5而将氯气成份等各种有害有机化合物质去除，再通过图中未示出的给水阀调整通过前处理过滤器5的水源的供水量，并通过驱动加压泵而使其压力达到规定值，从而流入膜片6内。
此时，流入膜片6内的水源渗透通过膜片6中图中未示出的多个薄膜膜片，同时将该水源中所含有的各种重金属、细菌、致癌物质等有害物质去除掉，该通过膜片6的水源再通过后处理过滤器7，同时将有毒气体等异味去除掉。
在通过后处理过滤器7时已去掉有毒气体等异味后的纯净水，通过给水孔8而送入净水箱9内。
在向净水箱9供给净水时，可通过水位传感器检测已供给净水箱9的净水量是处于高水位(应中断向净水箱供给净水的最大净水量)，还是处于低水位(应开始向净水箱供给净水的最少净水量)。
用当供给至净水箱的净水量处于高水位时，停止向净水箱9内供给净水，而当供给净水箱9的供水量处于低水位时向净水箱9内供给净水，通过这种方式，可使净水箱9内经常保持有规定的净水量。
净水箱9内存放的净水，可根据取水杆10的动作而通过取水口11排出，从而可实现取水。
在上述已有的净水器中，检测供给至净水箱9内的净水量的水位检测电路如图2所示。
如图2所示，如果电源部15输出的直流电压加到水位传感器的检测电极16a上，且供给至净水箱9的净水与水位传感器16的另一检测电极16b相接触，则由于水的作用，水位传感器16的电阻值径分压电阻R1分压，并通过缓冲放大器17将水位传感器16的输出电压(C点电位)输入到控制部18的输入端子A/D。
之后，控制部18将通过输入端子A/D而输入的水位传感器的输出电压与预先设定的基准电压相比较，从而判断供给至净水箱9的净水量是处于高水位还是处于低水位，以便使净水箱9中保持有规定量的净水。
然而，对于上述已有的水位检测电路，由于加到水位传感器16的电压为直流，构成通过分压电阻R1而分压的水位传感器16的输出电压的C点电位低于水位传感器16中的检测电极16a的A点电位，这样会在水位传感器16的两端产生电压差，从而会造成电分解。
这样，在经过较长时间后，可能会由于水位传感器16受到腐蚀，从而无法进行净水箱9内的水位检测，进而会产生使净水箱9中的水溢出的溢流现象等问题。
因此，本发明是针对要解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种净水器水位检测装置，该装置通过将交变型方形波供给水位传感器而使传感器两端的电压差消失，从而可防止因电解而造成的对传感器的腐蚀，并可通过可靠地检测净水箱的水位而防止溢流现象发生。
为实现上述目的，本发明的净水器水位检测装置，具有存储通过前处理过滤器、膜片及后处理过滤器的净水的净水箱，且包括可检测净水箱水位的水位检测装置，根据水位检测装置所检测出的水位检测信号对净水箱中的水位进行控制的控制器。
下面根据附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1为已有技术中的净水器的整体透视图。
图2为已有技术中的水位检测电路图3为本发明一实施例的净水器的分解透视图；图4为本发明一实施例的净水器的后视透视图；图5为本发明一实施例的净水器整体控制方框图；图6为本发明一实施例的净水器水位检测装置的具体方框图；图7为本发明一实施例的净水器水位检测装置的具体电路图；图8为本发明另一实施例的净水器水位检测装置的具体电路图；图9为图7中各个部分的输出波形图；图9A为图7中a点电压波形图；图9B为图7中b点电压波形图；图9C为图7中c点电压波形图；图9D为图7中d点电压波形图。
如图3所示，标号20为净水器主体，在净水器主体20前面形成有用来存放杯等取水容器的存放部21。
在该净水器主体20背面侧，给水管25的一端与和自来水龙头22相连的接头23连接，给水管25的另一端与预处理过滤器27相连，该过滤器27通过由自来水龙头22和接头23供给水源，可将氯气成分等各种有害的有机化合物质从中去除。
在上述预处理过滤器27一侧设有其内侧由图中未示出的多个膜形成的膜片29，该膜片29可将穿过过滤器27的水源中所含的各种重金属、至癌物质、细菌等去除，在前述膜片29的一侧设有后处理过滤器31，该过滤器31可将穿过上述膜片29的水源中所含的有毒气体等异味成分去除。
此外，在上述净水器主体20的顶部可拆卸地设有净水箱35，其一侧开有给水孔，该箱35可存放流经后处理过滤器31的净水，该净水箱35内后面还设有高水位和低水位传感器37，39，该传感器可检测净水箱35内所存放的净水量。
在净水箱35前面连有取水控制杆43，它可通过图中未示出的取水口将净水箱35内的净水排出，在上述净水器主体20的顶部设有顶部盖45、47，在净水器主体20背面设有背面挡板49。
标号41表示高水位及低水位传感器37、39的检测电极。
如图4所示，在预处理过滤器27、膜片29、后处理过滤器31的顶端分别装有脉动开关51、53、55，这些开关可分别在更换预处理过滤器27、膜片29和后处理过滤器31时用于重新设定过滤器的使用时间。
上述后处理脉动开关31底端装有给水阀57，该阀57随前述净水箱35内的净水量，即净水箱35的水位而实现开合动作，该给水阀57的后端还装有加压泵59，该泵59可将流入膜片29中的水源压力提升到规定压力，从而使通过预处理过滤器27流入膜片29中的水源具有规定压力以便采用膜片29的反浸透压实现水的净化。
下面对具有上述结构的净水器的水位检测动作的控制流程图(图5-7)进行详细描述。
如图5-7所示，直流电源100将从图中未示出的交流电源端供给的商用交流电压转变为上述净水器动作所需要的规定直流电压，并进行输出。
水位检测装置110对供应至并存放于净水箱35内的净水量，即净水箱35的水位进行检测，如图6、7所示，该水位检测装置110由可产生交流方波的波形发生部111，由施加该波形发生部111所产生的方形波从而对随净水箱35内所存放的净水量而变化的水位进行检测的水位传感器37、39构成的水位检测部112，放大由水位检测部112所检测到的水位检测信号的方形波电压以便使水位传感器37、39的两端的电压差保持在规定值的由电容C1和阻抗放大器115构成的、驱动输出端的缓冲放大器113，将从缓冲放大器113输出的方形波信号平滑地输出到控制器125的整流部114构成。
键输入部120为可输入开关信号的复位开关51、53、55，该开关可将预处理过滤器27、膜片29和后处理过滤器31的使用时间请零。
控制器125为微型计算机，它在接通直流电源100所输出的直流电压时对净水器进行初始化，向该计算机输入由水位检测装置110所检测到的水位检测信号，则该计算机可对净水器的整个净水动作进行控制。该控制器125内装有计算前述前处理过滤器27、膜片29，后处理过滤器31的使用时间的计时器，亦可在只读存储器的表格中存储有相应于过滤器使用时间的各个过滤器的更换时间。
泵驱动器130接受控制器125输出的控制信号，并对加压泵59进行驱动控制，该控制信号可在根据水位检测装置110检测到的净水箱35中的水位而需要向净水箱供给净水时发出，给水阀驱动器135接受控制器125输出的控制信号，并对给水泵进行驱动控制，该控制信号可在根据水位检测装置110检测到的净水箱35中的水位而需要供给或中断由水管道供给的水源时发出。
存储器140为电可编程序只读存储器，它可根据净水器净水动作时给水阀57的开闭(on，off)时间记录由控制器125计算出的前处理过滤器27、膜片29和后处理过滤器31的使用时间，并以电方式将存储内容删除或记录。
显示器145接收根据存储器140所存储的总的过滤器使用时间而由控制器125输出的控制信号，从而显示出前处理过滤器27、膜片29和后处理过滤器31的更换时间，并显示出净水器的动作状态。
如图7所示，水位检测装置110的整流部114由电容C2，运算放大器116，二极管D1、D2，电阻R2，负载电阻R3和平滑电容C3构成，上述电容C2输入由缓冲放大器13中的阻抗放大器115所输出的方形波信号而输出具有规定延迟时间的电压脉冲，上述运算放大器116将从电容C2所输出的电压脉冲从反相端输入并放大，上述二极管D1、D2对从运算放大器116输出的放大电压进行半波整流，上述电阻R2可将经二极管D2半波整流的电压信号反馈回运算放大器116，上述负载电阻R3的一端与二极管D2相连，其另一端接地，上述电容C3可将经二极管D2半波整流的电压信号中所含的脉动成份过滤掉。
上述水位检测装置110中的整流部114在波形发生部111所产生的波形为正弦波时，如图8所示，它可由电容C4、C5，电阻R4-R8，二极管A3、A4，运算放大器OPA1，OPA2构成的全波整流电路形成，从而可使阻抗放大器115所输出的方形波信号平滑。
下面对具有上述结构的净水器的水位检测装置的作用、效果进行描述。
首先，给净水器按通电源时，通过直流电源器100，从图中未示出的交流电源输入端供给的商用交流电源的交流电压，将被变换为净水器驱动所需要的规定直流电压，进而分别输出到驱动电路及控制器125。
接着，控制器125在输入直流电源100所输出的直流电压时，对净水器进行初始化。
此时，由水位检测装置110对存放净水的净水箱35中的净水量，即净水箱35的水位进行检测并将检测到的水位数据送给控制器125。
通过水位检测装置110对净水箱35的水位进行检测的动作过程为首先，波形发生部111产生图9A的波形所表示的交流方形波信号，该信号施加给高水位及低水位传感器37、39(称为水位传感器)中的检测电极41。
此时，如果净水箱35内的净水与水位传感器37、39中的另一检测电极42相接触，则通过水本身的电阻而传递到水位传感器37、39中的检测电极42的图9A所示的方形波信号的电压值降低，从而输出图9B中波形所示的方形波。
由于水位传感器37、39中的检测电极41、42两端之间的电压差的作用，水位传感器37、39会产生电分解，这样通过电容C1和阻抗放大器115构成的缓冲放大器113，可将图9B中的波形所示的方形波电压放大，从而可输出图9C所示的方形波信号。
这样，水位传感器37、39两端之间的电压差可保持在规定值，由阻抗放大器115所输出的方形波信号(图9C中的波形)，通过电容C2可输出具有规定延迟时间的图9D所示的电压脉冲。
使经过电容C2的电压脉冲(图9D中的波形)通过运算放大器116而放大，并且在该放大的电压处于低电位时，沿二极管D1正方向，将该电压脉冲反馈到通过运算放大器116而放大了的运算放大器116的反相端。
在另一方面，在通过运算放大器116而放大了的电压处于高电位时，沿二极管D2正方向，将通过运算放大器116而放大的电压中所含有的脉动成分通过平滑电容C3而滤波，从而将水位检测电压加于平滑电容C3的两端，并输入到控制器125的输入端子A/D。
之后，控制器125将通过输入端子A/D而输入的作为水位传感器37、39的输出电压的水位检测电压与预定的基准电压相比较，判断是否在低水位，从而按使净水箱35存放有规定量的净水的方式，对供给至净水箱的净水量进行控制。
如果控制器125判断净水箱35的水位高于低水位，可不向净水箱35供给净水，直至净水箱35的水位低于低水位时才对净水动作进行控制。
在这里，如果判断净水箱35的水位低于低水位，则控制器125向给水阀驱动器135发出控制信号，以进行向净水箱35内供给净水的净水动作。
由此，给水阀驱动器135在控制器125的控制作用下，供给加在给水阀57上的电源电压，从而将给水阀57打开。
给水阀57打开时，自来水等水源将从水龙头22通过接头23开始供给至给水管25，控制器125会向泵区动器130发出用来驱动加压泵59的控制信号，该加压泵59可将供给给水管25内而后流入膜片29中的水源压力提高到规定压力。
泵驱动器130接收控制器125所输出的控制信号，提供施加于加压泵59上的电源电压，从而驱动加压泵59。
加压泵59被驱动时，随着给水阀57的打开，从自来水龙头22流入给水管25内的水源会通过前处理过滤器27，同时将氯气成分等各种有害有机化合物质去除，经过前处理过滤器27的水源将通过给水阀57流入膜片29。
流入膜片29中的水源的压力因加压泵59的驱动而达到规定压力，从而使上述水源能够通过膜片29，流入膜片29中的水源在从膜片29内形成的多个薄膜膜片透过时，同时会将水源中所含的各种重金属、致癌物质、细菌等去除。
通过膜片29的水源再经过后处理过滤器31，同时将有毒的气体去除，这样便可通过给水孔33进行向净水箱35内供水的净水动作。
此时，水位检测装置110对通过给水孔33而供给净水箱内部的净水量，即净水箱35的水位进行检测，该检测出的水位数据传送给控制器125。
然后，波形发生器111产生图9A中波形所示的交变型方形波信号，该信号施加给水位传感器37、39的检测电极41，由于向净水箱35内供给净水，水位逐渐升高，所以当净水与水位传感器37、39中的另一检测电极42相接触，而通过水本身的阻抗，使图9A中所示的方形波信号传递给水位传感器37、39中的检测电极42，这样便可使其输出电压值下降了的图9B中所示的方形波。
在水位传感器37、39中的检测电极41、42处传递的方形波电压(图9B中的波形)，通过电容C1和阻抗放大器115构成的缓冲放大器113而放大，从而输出图9C中所示的方形波信号。
由此，从阻抗放大器115输出的方形波信号(图9C中的波形)，通过电容C2而输出图9D中波形所示的电压脉冲。
通过电容C2的电压脉冲(图9D中的波形)通过运算放大器116而放大，在该放大了的电压处于低电位时，沿二极管D1正方向，通过运算放大器116而放大了的电压反馈给运算放大器116的反相端。
在经运算放大器116放大了的电压处于较高电位时，沿二级管D2正的方向，使经运算放大器116放大了的电压中所含的脉动成份通过平滑电容C3滤波，从而将水位检测电压加在平滑电容C3两端，并送入控制器125的输入端A/D。
控制器125将通过输入端A/D而输入的作为水位传感器37、39的输出电压的水位检测电压与预定的基准电压相比较，并判断已送入净水箱35中的净水量是否为高水位。
如果控制器判断净水箱35的水位为高水位，则它向给水阀驱动器135发出控制信号，该信号可中止向净水箱35的净水供给。
这样，给水阀驱动器135可在控制器125的控制下，中断供给给水阀57的电源电压，将给水阀57关闭。
给水阀57关闭时，控制器125还向泵驱动器130发出停止加压泵59工作的控制信号。
泵驱动器130可在控制器125的控制下，中断供给加压泵59的电源电压，从而使加压泵59停止工作。
在给水阀57关闭，且加压泵59停止工作时，便中断了从自来水龙头22向给水管25中供水，从而不会继续将净水送入净水箱35内。
因此，控制器125可根据水位控制器110所检测到的净水箱35中的水位，对给水阀57的开闭动作进行控制，从而可便净水箱35内经常保持有规定量的净水。
另外，使用者可使净水箱35前面所设置的取水控制杆43动作而实现取水。
本发明的实施例仅以举例方式对下述情况进行了描述，该情况为当在检测净水箱35水位的水位检测电路中，如果波形发生部111所产生的波形为方形波，则可通过半波整流电路使传感器的输出信号保持平滑，但是本发明不应局限于上面描述。显然，在波形发生部111所产生的波形为正弦波时，如图8所示，借助全波整流电路亦可使传感器的输出信号保持平滑，也可达到与本发明相同的目的和效果。
如上所述，采用本发明的净水器水位检测装置可获得下述良好效果，该效果为由于向水位传感器提供交变方形波，从而可使传感器两端的电压差消失，这样可防止因电解而造成对传感器的腐蚀，并且可通过可靠地检测净水箱的水位而防止溢流现象。
权利要求
1.一种净水器水位检测装置，具有存储已通过前处理过滤器，膜片及后处理过滤器的净水的净水箱，其特征在于上述装置还包括检测净水箱水位的水位检测装置，可根据该水位检测装置所检测到的水位检测信号对净水箱的水位进行控制的控制器。
2.根据权利要求1所述的净水器水位检测装置，其特征在于上述水位检测装置包括产生方形波的波形发生部，通过施加上述波形发生部所产生的方形波而检测净水箱水位的水位检测部，将该水位检测部所检测到的水位信号的方形波电压放大的缓冲放大器，使从该缓冲放大器输出的方形波信号保持平滑，并将该信号送给控制器的整流部。
3.根据权利要求2所述的净水器水位检测装置，其特征在于上述缓冲放大器由可使水位传感器两端电压差保持在规定值的电容(C1)和阻抗放大器构成。
4.根据权利要求2所述的净水器水位检测装置，其特征在于上述整流部包括输入缓冲放大器输出的方形波信号、并输出电压脉冲的电容(C2)，将电容(C2)所输出的电压脉冲放大的运算放大器，对该运算放大器所输出的放大电压进行半波整流的二级管(D1、D2)，反馈经二级管(D2)半波整流的电压信号的电阻(R2)，其一端与二级管(D2)连接、其另一端接地的负载电阻(R3)，以及将经二级管(D2)半波整流的电压信号所含的脉动成份进行滤波的平滑电容(C3)。
全文摘要
本发明提供一种净水器水位检测装置，通过向水位传感器提供交流方形波而使传感器两端电压差消失，可防止电解而造成的对传感器的腐蚀，并可通过可靠地检测净水箱的水位而防止溢流现象。上述装置具有存储已通过前处理过滤器、膜片及后处理过滤器的净水的净水箱，还包括检测净水箱水位的水位检测装置，根据该水位检测装置所检测的水位检测信号对净水箱的水位进行控制的控制器。
文档编号C02F1/44GK1158986SQ9612103
公开日1997年9月10日 申请日期1996年10月20日 优先权日1995年10月20日
发明者全丙运 申请人:三星电子株式会社