一种水位检测电路和储水设备的制作方法

本实用新型实施方式涉及水位检测技术领域，特别是涉及一种水位检测电路和储水设备。

背景技术：

水位检测系统是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。蓄水池、水塔、水箱等都需要有水位检测。供水系统中有许多设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完或者已经用完也不知道，造成需用水时却水量不足或者无水可用的情况。此外，在向池中注入水的过程中，由于不知道水位情况，也就无法控制注水量多少，为了准确掌握水位情况，传统的做法是安排人员进行人为监控，这样不仅会占用人力、物力，还会大大影响工作效率。为此需要对水位监测情况实现自动化监测、数据化、智能化显示、视觉或听觉冲击化报警，实现水位检测一个完整的系统，那么工作人员便可以实现在操作室获知整个设备的水位状况，如此不但大大减低工作人员的危险性，同时更提升了工作的效率及简便性。

在家用电器产品领域，工作场景涉及到液体的绝大多数产品，如：洗衣机，豆浆机，加湿机，制冰机等，也经常用到水位检测电路。常用的水位检测电路有，浮球开关型，金属电极型，电子频率型。在水位检测电路中，最简单易用的当属金属电极型水位检测电路，即用导体作为电极检测水位的高低，因此，金属电极型水位检测电路也得到了广泛的应用。

但是发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在以下技术问题：在现有技术中，第一种方式：如图1，图1是目前技术中电极型直流水位检测电路的示意图，其采用电极型直流水位检测电路，通过在水箱中的两个(或多个)电极上施加一定的直流电压，当水浸没这两个(或多个)电极时，由于水具有一定的导电性，电流会通过其中一个电极，流向水，然后流向另一个(或多个)电极，这样就会在两个(或多个)电极间，形成一定的电压差，通过检测电压差来判断水位状态，但是电极型直流水位检测电路的最大弊端就是电极易受到电蚀而失效。电极浸在水中，当有电流流过电极时，即使是很小的电流，也会对电极产生电解作用。第二种方式：如图2，图2是目前技术中电极型交流水位检测电路的示意图，其采用电极型交流水位检测电路，其交流信号源电路中需要通过专用集成电路产生一个交流信号源，然后将交流信号施加在浸入水中的两个(或多个)电极上，由于水具有一定的导电性，电流会在其中一个电极，水和另一个(或多个)电极形成的回路中流动，这样就会在两个(或多个)电极间，形成一定的交流电压差，通过检测交流电压差来判断水位状态。虽然电极型交流水位检测电路可防电蚀，但现有电极型交流水位检测电路在产生交流信号源时需要专用的交流电源，需要投入较大的资源，同时，在交流信号源输出至水位检测电极，以及交流信号检测端都需要对交流信号进行整形或放大处理，因此导致其交流信号源电路相对复杂，实施成本相对较高。

技术实现要素：

本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种水位检测电路和储水设备，其可将直流电源转化为交流电形式进行交流水位检测，避免了现有技术中直流水位检测导致电极电蚀的问题，同时也解决现有技术中交流水位检测出现电路复杂、成本高的问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种水位检测电路，包括：

控制器；

第一开关电路，其一输入端与直流电源连接，所述第一开关电路的另一输入端接地，所述第一开关电路的控制端与所述控制器的一控制端连接；

第二开关电路，其一输入端与所述直流电源连接，所述第二开关电路的另一输入端接地，所述第二开关电路的控制端与所述控制器的另一控制端连接；

第一电极电路，所述第一电极电路分别与所述第一开关电路的输出端、所述控制器的一测试端连接；

参考电极电路，其与所述第二开关电路的输出端连接；

其中，所述控制器用于输出高低电平来选择导通所述第一开关电路和所述第二开关电路中的某一通道，所述第一电极电路和所述参考电极电路在使用时设置于待被检测水位的储水槽中，所述控制器还用于根据所述测试端获取的电压信息来确定所述储水槽中的水位信息。

所述第一开关电路包括第一模拟开关芯片，所述第二开关电路包括第二模拟开关芯片，所述第一模拟开关芯片和所述第二模拟开关芯片均为单刀双掷模拟开关；

其中，当所述第一开关电路的控制端接收到高电平时，所述第一开关电路的一输入端与所述第一开关电路的输出端连接，从而使所述直流电源与所述第一电极电路连通；当所述第一开关电路的控制端接收到低电平时，所述第一开关电路的另一输入端与所述第一开关电路的输出端连接，从而使所述第一电极电路接地；当所述第二开关电路的控制端接收到低电平时，所述第二开关电路的一输入端与所述第二开关电路的输出端连接，从而使所述直流电源与所述参考电极电路连通；当所述第二开关电路的控制端接收到高电平时，所述第二开关电路的另一输入端与所述第二开关电路的输出端连接，从而使所述参考电极电路接地。

可选的，所述水位检测电路还包括：

第二电极电路，其分别与所述第一开关电路的输出端、所述控制器的另一测试端连接，所述控制器用于根据两个所述测试端获取的电压信息来确定水位信息。

可选的，所述第一电极电路包括第一分压电路和第一电极，所述第一分压电路的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第一分压电路的另一端分别与所述控制器的一测试端、所述第一电极连接，所述第一电极放置于待被检测水位的储水槽内。

可选的，所述第一分压电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述控制器的一测试端、所述第一电极连接。

可选的，所述第二电极电路包括第二分压电路和第二电极，所述第二分压电路的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第二分压电路的另一端分别与所述控制器的另一测试端、所述第二电极连接，所述第二电极放置于所述待被检测水位的储水槽内。

可选的，所述第二分压电路包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述控制器的另测试端、所述第二电极连接。

可选的，所述参考电极电路包括参考电极，所述参考电极与所述第二开关电路的输出端连接。

第二方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：提供一种储水设备，其特征在于，包括：

如上所述的水位检测电路，

储水槽，所述水位检测电路中的第一电极、第二电极和参考电极均设置于所述储水槽内。

可选的，所述第一电极、所述第二电极和所述参考电极设置于所述储水槽内的不同水位处。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式的一种水位检测电路，包括：控制器；第一开关电路，其一输入端与直流电源连接，所述第一开关电路的另一输入端接地，所述第一开关电路的控制端与所述控制器的一控制端连接；第二开关电路，其一输入端与所述直流电源连接，所述第二开关电路的另一输入端接地，所述第二开关电路的控制端与所述控制器的另一控制端连接；第一电极电路，所述第一电极电路分别与所述第一开关电路的输出端、所述控制器的一测试端连接；参考电极电路，其与所述第二开关电路的输出端连接；其中，所述控制器用于输出高低电平来控制所述第一开关电路和所述第二开关电路中的通断状态，进而在所述水位检测电路中实现将所述直流电源的直流电转化为交流电并提供给所述第一电极电路和所述参考电极电路，所述第一电极电路和所述参考电极电路设置于待被检测水位的储水槽中，所述控制器还用于根据所述测试端获取的电压信息来确定所述储水槽中的水位信息。由此，控制器只需通过输出高低电平来控制第一开关电路和所述第二开关电路中的通断状态，进而在所述水位检测电路中实现将所述直流电源的直流电转化为交流电并提供给所述第一电极电路和所述参考电极电路，所以，避免了现有技术中直流水位检测导致电极电蚀的问题，同时也解决现有技术中交流水位检测出现电路复杂、成本高的问题，简化了电路结构，降低了成本。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是目前技术中电极型直流水位检测电路的示意图；

图2是目前技术中电极型交流水位检测电路的示意图；

图3是本实用新型实施方式的一结构框图；

图4是本实用新型实施方式的一结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图3和图4，本实用新型实施方式提供一种水位检测电路100，该水位检测电路100包括：控制器10、第一开关电路20、第二开关电路30、第一电极电路40和参考电极电路50；

其中，第一开关电路20的一输入端与直流电源VDD连接，第一开关电路20的另一输入端接地GND，第一开关电路20的控制端与控制器10的一控制端SwitchA连接；第二开关电路30的一输入端与直流电源VDD连接，第二开关电路30的另一输入端接地，第二开关电路30的控制端与控制器10的另一控制端SwitchB连接；进一步的，第一开关电路20包括第一模拟开关芯片SW1，第二开关电路包括第二模拟开关芯片SW2，第一模拟开关芯片SW1和第二模拟开关芯片SW2均为单刀双掷模拟开关，具体的，第一模拟开关芯片SW1的一输入端B1与直流电源VDD连接，第一模拟开关芯片SW1的另一输入端B2接地GND，第一模拟开关芯片SW1的控制端S1与控制器10的一控制端SwitchA连接，第一模拟开关芯片SW1的供电端口接供电端VCC，第一模拟开关芯片SW1的接地端接地GND，第二模拟开关芯片SW2的一输入端B3与直流电源VDD连接，第二模拟开关芯片SW2的另一输入端B4接地GND，第二模拟开关芯片SW2的控制端S2与控制器10的另一控制端SwitchB连接，第二模拟开关芯片SW2的供电端口接供电端VCC，第二模拟开关芯片SW2的接地端接地GND。可选的，第一模拟开关芯片SW1和第二模拟开关芯片SW2包括Ti SN74LVC1G3157-Q1。

第一电极电路40分别与第一开关电路20的输出端、控制器10的一测试端Water_L1连接；进一步的，第一电极电路40包括第一分压电路41和第一电极J1，第一分压电路41的一端与第一开关电路20的输出端连接，第一分压电路41的另一端分别与控制器10的一测试端Water_L1、第一电极J1连接，第一电极J1放置于待被检测水位的储水槽201内，可选的，第一分压电路41包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端与第一开关电路20的输出端连接，第一电阻R1的另一端分别与控制器10的一测试端Water_L1、第一电极J1连接,具体的，第一电阻R1的一端与第一模拟开关芯片SW1的输出端A1连接，第一电阻R1的另一端分别与控制器10的一测试端Water_L1、第一电极J1连接，其中，控制器10的一测试端Water_L1与第一电极电路40连接的节点为测试点D，控制器10通过测试端SwitchA获取测试点D的电压信息。进一步的，第一电阻R1和第一开关电路20之间还设置有参考节点C。

参考电极电路50与第二开关电路30的输出端连接,进一步的，参考电极电路50包括参考电极J0，参考电极J0与第二开关电路30的输出端连接；具体的，参考电极J0与第二模拟开关芯片SW2的输出端A2连接，其中，设置有参考节点F，参考节点F位于参考电极J0与第二模拟开关芯片SW2的输出端A2之间。

其中，控制器10用于输出高低电平来选择导通第一开关电路20和第二开关电路30中的某一通道，进而在水位检测电路100中实现将直流电源VDD的直流电转化为交流电并提供给第一电极电路40和参考电极电路50，第一电极电路40和参考电极电路50设置于待被检测水位的储水槽201中，控制器10还用于根据测试端获取的电压信息来确定储水槽201中的水位信息，水位信息包括储水槽201中的水深程度等等。可选的，控制器包括单片机，例如，控制器为ABOV MC80F0708单片机。具体的，第一模拟开关芯片SW1和第二模拟开关芯片SW2均为单刀双掷模拟开关，由此，当第一开关电路20的控制端(第一模拟开关芯片SW1的控制端S1)接收到高电平时，第一开关电路20的一输入端(第一模拟开关芯片SW1的一输入端B1)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使直流电源VDD与第一电极电路40连通；当第一开关电路20的控制端(第一模拟开关芯片SW1的控制端S1)接收到低电平时，第一开关电路20的另一输入端(第一模拟开关芯片SW1的另一输入端B2)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使第一电极电路40接地；当第二开关电路30的控制端(第二模拟开关芯片SW2的控制端S2)接收到低电平时，第二开关电路30的一输入端(第二模拟开关芯片SW1的一输入端B3)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使直流电源VDD与参考电极电路50连通；当第二开关电路30的控制端(第二模拟开关芯片SW2的控制端S2)接收到高电平时，第二开关电路30的另一输入端(第二模拟开关芯片SW2的另一输入端B4)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使参考电极电路50接地。由此，在本实用新型实施方式中，控制器10只需通过输出高低电平来控制第一开关电路20和第二开关电路30中的通断状态，进而在水位检测电路100中实现将直流电源VDD的直流电转化为交流电并提供给第一电极电路40和参考电极电路50，所以，避免了现有技术中直流水位检测导致电极电蚀的问题，同时也解决现有技术中交流水位检测出现电路复杂、成本高的问题，简化了电路结构，降低了成本。

在一些实施例中，为了实现可以检测更多水位信息，因此，水位检测电路100中会设置有多个电极，进一步的，水位检测电路100还包括第二电极电路60，第二电极电路60分别与第一开关电路20的输出端、控制器10的另一测试端连接，控制器10用于根据两个测试端获取的电压信息来确定水位信息。可选的,第二电极电路60包括第二分压电路61和第二电极J2，第二分压电路61的一端与第一开关电路20的输出端连接，第二分压电路61的另一端分别与控制器10的另一测试端Water_L2、第二电极J2连接，第二电极J2放置于待被检测水位的储水槽201内。可选的，第二分压电路61包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第一开关电路20的输出端连接，第二电阻R2的另一端分别与控制器10的另一测试端Water_L2、第二电极J2连接。其中，控制器10的另一测试端Water_L2与第二电极电路60连接的节点为测试点E，控制器10通过测试端SwitchB获取测试点E的电压信息。进一步具体的，当第一开关电路20的控制端(第一模拟开关芯片SW1的控制端S1)接收到高电平时，第一开关电路20的一输入端(第一模拟开关芯片SW1的一输入端B1)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使直流电源VDD分别与第一电极电路40、第二电极电路60连通；当第一开关电路20的控制端(第一模拟开关芯片SW1的控制端S1)接收到低电平时，第一开关电路20的另一输入端(第一模拟开关芯片SW1的另一输入端B2)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使第一电极电路40和第二电极电路60均接地；当第二开关电路30的控制端(第二模拟开关芯片SW2的控制端S2)接收到低电平时，第二开关电路30的一输入端(第二模拟开关芯片SW1的一输入端B3)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使直流电源VDD与参考电极电路50连通；当第二开关电路30的控制端(第二模拟开关芯片SW2的控制端S2)接收到高电平时，第二开关电路30的另一输入端(第二模拟开关芯片SW2的另一输入端B4)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使参考电极电路50接地。

为了更好的说明本实用新型的技术方案，以下对本实用新型的实现过程做进一步的阐述：

本实用新型实施方式中，控制器10可包括现有的单片机等，例如ABOV MC80F0708单片机等，其一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB可以规律的输出高低电平，进一步的，控制器10的一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB同时输出高电平或者低电平，且高低电平重复输出，即控制器10的一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB同时输出高电平之后在同时输出低电平，并循环往复。具体过程如下第一种情况和第二种情况：

第一种情况：当控制器10的一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB同时输出高电平1时，第一开关电路20的一输入端(第一模拟开关芯片SW1的一输入端B1)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使直流电源VDD与第一电极电路40连通，同时，第二开关电路30的另一输入端(第二模拟开关芯片SW2的另一输入端B4)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使参考电极电路50接地。由此，第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端均连接至直流电源VDD，即参考节点C的电压等于直流电源VDD的电压值，而参考电极J0直接接地，即参考节点F的电压等于0，此时电流流向依次经过：直流电源VDD、第一模拟开关芯片SW1的一输入端B1、第一模拟开关芯片SW1的输出端A1、参考节点C、第一电阻R1(或，第一电阻R1和第二电阻R2)、测试点D(或，测试点D和测试点E)、第一电极J1(或，第一电极J1和第二电极J2)、水或其他液体、参考电极J0、参考节点F、第二模拟开关芯片SW2的输出端A2、第二模拟开关芯片SW2的另一输入端B4、接地GND；此状态时，测试点D和测试点E上的电压值大于参考节点F的电压值，测试点D与参考节点F之间的电压值大于零，测试点E与参考节点F之间的电压值也大于零，施加在第一电极J1和参考电极J0之间的电压为正向电压，施加在第二电极J2和参考电极J0之间的电压也为正向电压。

第二种情况：当控制器10的一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB同时输出低电平0时，第一开关电路20的另一输入端(第一模拟开关芯片SW1的另一输入端B2)与第一开关电路20的输出端(第一模拟开关芯片SW1的输出端A1)连接，从而使第一电极电路40接地，同时，第二开关电路30的一输入端(第二模拟开关芯片SW1的一输入端B3)与第二开关电路30的输出端(第二模拟开关芯片SW2的输出端A2)连接，从而使直流电源VDD与参考电极电路50连通。由此，第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端均接地，即参考节点C的电压等于0，而参考电极J0直接连接至直流电源VDD，即参考节点F的电压等于直流电源VDD的电压值，此时电流流向依次经过：直流电源VDD、第二模拟开关芯片SW1的一输入端B3、第二模拟开关芯片SW2的输出端A2、参考节点F、参考电极J0、水或其他液体、第一电极J1(或，第一电极J1和第二电极J2)、测试点D(或，测试点D和测试点E)、第一电阻R1(或，第一电阻R1和第二电阻R2)、参考节点C、第一模拟开关芯片SW1的输出端A1、第一模拟开关芯片SW1的另一输入端B2、接地GND；此状态时，测试点D和测试点E上的电压值小于参考节点F的电压值，施加在第一电极J1和参考电极J0之间的电压为负向电压，施加在第二电极J2和参考电极J0之间的电压也为负向电压。

由此，控制器10只需简单控制其一输出端SwitchA和另一输出端SwitchB可以规律的输出高低电平即可实现使施加在第一电极J1和参考电极J0之间的电压在正向电压和负向电压之间转换，以及实现使施加在第二电极J2和参考电极J0之间的电压也在正向电压和负向电压之间转换。从而实现将直流电源VDD在水位检测电路100转为交流电压的等效电压，进一步的，当第一电极J1(或，第一电极J1和第二电极J2)和参考电极J0都浸泡在水或者其他液体中时，由于水或者其他液体具有一定的导电性，第一电极J1(或，第一电极J1和第二电极J2)和参考电极J0之间的水或者其他液体将等效呈电阻，当第一电极J1或者第二电极J2未和水接触时，第一电极J1或第二电极J2分别与参考电极J0之间相当于开路，即之间的电阻值为无穷大。值得说明的是：在本实用新型实施方式中，第一电极J1、第二电极J2和参考电极J0在储水槽201内设置的位置均不同，分别代表不同的水位信息，其中，参考电极J0设置的水位位置最低，其次是第一电极J1设置的水位位置居中，最后是第二电极J2设置的水位位置最高。由此，水位不同时，第一电极J1、第二电极J2和参考电极J0的浸水状态都是不尽相同的，由此，控制器10的一测试端Water_L1和另一测试端Water_L2获取的电压信息也不同，根据这些电压信息便可以获知当前的水位信息，由控制器获取电压信息进而确定水位信息也是现有技术中常用的手段，在此不一一赘述。

在本实用新型实施方式中，控制器10只需通过输出高低电平来控制第一开关电路20和第二开关电路30中的通断状态，进而在水位检测电路100中实现将直流电源VDD的直流电转化为交流电并提供给第一电极电路40、第二电极电路60和参考电极电路50，所以，避免了现有技术中直流水位检测导致电极电蚀的问题，同时也解决现有技术中交流水位检测中需要交流电源、交流放大电路等复杂电路结构而导致的电路复杂、成本高的问题，本实用新型实施方式使用的元器件少，简化了电路结构，降低了成本，减小了功耗，此外，可以根据实际实验数据调整控制器10的输出频率来调整整个水位检测电路100中电流的工作频率，更加方便。

本实用新型实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种储水设备200，包括：如上所述水位检测电路100，储水槽201，水位检测电路中的第一电极J1、第二电极J2和参考电极J0均设置于储水槽201内。可选的，第一电极J1、第二电极J2和参考电极J0设置于储水槽201内的不同水位处。分别代表不同的水位信息，其中，参考电极J0设置的水位位置最低，其次是第一电极J1设置的水位位置居中，最后是第二电极J2设置的水位位置最高。当储水槽201内的水位不同时，控制器10获取的电压信息也将不同，由此可以确定当前水位信息。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。