[發明專利]用于使用基線特征來傳感液位的方法和裝置

有效

• 申請號: 200680028560.1
• 申請日: 2006-06-26
• 公開（公告）號: CN101283239A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: R·佩洛韋茲
• 申請（專利權）人: 庫里格股份有限公司
• 主分類號: G01F23/24
• 分類號: G01F23/24;A47J31/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張蘭英

技術領域

本發明涉及用于液位傳感的方法和裝置。

背景技術

在諸如用于在咖啡沖泡機中儲藏、加熱和/或計量水的儲罐之類的儲罐中的液位傳感由于某些原因可能是很重要的，諸如用于告知使用者儲罐需要再充注、用于確定儲罐中存在的量、和/或防止機器在儲罐中不存在足夠水時工作。這些應用中的液位傳感可用不同方式來完成。在一種方法中，可使用導電探針來檢測儲罐中水的存在，這是通過確定包括探針的電路電阻是否下降至絕對閾值之下、例如低于表示電路中存在相對低電阻的水時的3000歐姆來檢測的。

發明內容

發明人已經意識到，使用一些現有技術的探針檢測裝置在一些條件下不能根據需要來工作。例如，在諸如反滲透去離子(RODI)過濾的水之類的高度過濾水的一些應用場合，由于過濾水的相對較高的電阻，檢測水位會較難。例如，一些檢測裝置測量導電探針和儲罐壁之間的通常開路的電阻，當空氣存在于探針和儲罐之間時，該電路通常具有相對較高的電阻。當使用高度導電的水時，當水存在于探針和儲罐之間的電路中時，電路的電阻顯著下降。然而，對于一些類型的高度過濾水，水的電阻可能相對較高，從而阻礙一些系統檢測探針和儲罐之間水的存在。

一些系統遇到的另一問題是可能會存在于探針、儲罐壁和/或傳感電路的其它部分上的水垢或其它沉積物。當例如為了沖泡而在儲罐中加熱水時，這些沉積物在系統中會是相當普遍的。水垢和其它沉積物可引起探針電路電阻隨時間而變化，例如隨著100次或多次儲罐充注/加熱/分配循環的過程而變化，以及引起探針電路電阻隨著單次充注操作的過程而變化。例如，當儲罐是新的或幾乎沒有沉積物時，在沒有水存在于探針處時，探針電路的電阻會是相對較高的。隨著許多次儲罐充注/加熱/分配循環的過程，儲罐中集聚的水垢會引起探針電路的電阻從儲罐是新的時下降。同樣，當儲罐是新的時，當儲罐壁是熱的且再次充注儲罐時，探針電路的電阻通常不會顯著改變。然而，當水垢存在于儲罐壁和/或探針上時，在緊接著排空儲罐之后，水垢可能會含有一定量的水。假如儲罐壁是熱的，則例如當儲罐正被充注時，由水垢保持的水會趨于蒸發，從而引起探針電路的電阻增大。結果，隨著系統的使用壽命，液位傳感裝置的性能將會以相對不可預知的方式改變，并引起某些系統無法可靠地檢測到儲罐中的水位。

在本發明的一個方面，一種用于確定儲罐中液位的方法包括：提供儲罐，在該儲罐中液位是可變的；當與儲罐相關聯的探針不與儲罐中的液體相接觸時，測量包括探針的探針電路的基線特征。該基線特征可以是電壓、電阻或包括探針的電路的其它特征。當已知探針不與儲罐中的液體相接觸時，諸如在儲罐排空到探針液位之下后不久，可以測量基線特征。在測量了基線特征之后，例如當儲罐正被充注時，可以測量探針電路的第一特征。可以基于基線特征來確定相應于大約測量第一特征的時刻儲罐中的液位。例如，可將第一特征與基線特征作比較，基于該比較結果，可以確定液位處于探針之下、之處還是之上。在一個實施例中，可以確定第一特征和基線特征之間的差值，假如該差值超過閾值，則可以確定液體處于探針液位之處或之上。

通過使用測量出的基線特征，液位確定方法可以能夠更可靠地檢測探針處液體的存在，甚至當使用高度過濾的水和/或水垢或其它沉積物存在于儲罐、探針或探針電路的其它部分上時也是如此。測量基線特征(例如，在儲罐充注操作過程中)可以使系統能在已知的條件下(當探針不與液體相接觸時)檢測探針電路的電阻或其它特征，并且使用該特征來與后測量出的特征作比較。因此，假如存在會改變探針電路的電阻或其它特征的水垢或其它沉積物，則測量基線特征可以在檢測液位時有效地考慮到由水垢或其它沉積物引起的電路的變化。同樣，因為可以精確地測量基線特征，所以可以檢測到在使用高度過濾水或其它高電阻液體時會發生的電阻相對較小的變化。

在本發明的另一方面，一種液位確定系統可以包括探針電路，該探針電路包括構造和設置成與儲罐中的液體相接觸的導電探針，在該儲罐中液位是可變的。控制器適于當導電探針不與儲罐中的液體相接觸時測量探針電路的基線特征，在測量了基線特征之后測量探針電路的第一特征，并且確定相應于大約測量第一特征的時刻儲罐中的液位。

在一個實施例中，控制器可以在儲罐充注操作過程中反復測量基線特征，從而可以在充注過程中更新基線特征。例如，可以將基線特征與第一特征作比較，假如確定了液體不處于探針之處或之上，則可將第一特征的值指定為后續確定液位時所用的基線特征。或者，可以單獨地重新測量和重新設定基線特征。可以在整個充注操作中重復該過程，直到確定液體處于探針之處或之上為止，此時可以停止充注操作。