專利名稱：洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可根據(jù)洗衣機(jī)的進(jìn)水量實時調(diào)節(jié)供水時間，維持洗衣機(jī)的正常運行，保證良好的洗滌效果。屬于機(jī)電控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量不斷的提高，洗衣機(jī)早已作為一種非常普通的家用電器進(jìn)入了千家萬戶，其品種不斷翻新，技術(shù)含量也不斷提高。從洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)而言，就有波輪式洗衣機(jī)，滾筒洗衣機(jī)，攪拌式洗衣機(jī)，噴流式洗衣機(jī)，噴射式洗衣機(jī)，振動式洗衣機(jī)等等，每一種結(jié)構(gòu)又都分為普通型、半自動型、全自動型。
無論是半自動型還是全自動型的洗衣機(jī)，其進(jìn)水時間通常是固定的，在這種情況下，若水壓不足，水的流量就降低，那么在固定進(jìn)水時間內(nèi)流入洗衣機(jī)的水量就變少，致使洗衣機(jī)得不到足夠的進(jìn)水量而影響洗滌效果，甚至影響洗衣機(jī)的壽命。
而在日常生活中，用戶獲得的供水水壓往往不是恒定的，它因受多方面因素的影響而變化。在高樓林立的大都市，用戶居住的樓層越高，水壓往往越低；在用水高峰期，水壓也會偏低；即使用戶獲得的總水壓恒定，打開家里的其它水閥用水，也會使洗衣機(jī)的供水水壓降低。
為了使洗衣機(jī)的進(jìn)水量不受供水水壓的影響，一種可以隨供水水壓變化而自動調(diào)節(jié)進(jìn)水時間的洗衣機(jī)急待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)供水水壓的變化而對洗衣機(jī)進(jìn)水時間進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，保證提供洗衣機(jī)正常工作所需的進(jìn)水量。
本發(fā)明設(shè)計提供的洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括進(jìn)水管、電磁進(jìn)水閥門和連接到洗滌桶的閥門出水管。本發(fā)明的特征是在閥門出水管和洗滌桶之間接入一段輔助測量水管，輔助測量水管內(nèi)置一根彎成直角的皮托管，皮托管的管的頭部正對進(jìn)水的流向，采用半球形以減少渦流。皮托管頭部開有用以測量水流動壓的動壓通道口，皮托管管壁前端側(cè)面開有用以測量水流靜壓的靜壓通道口，動壓通道和靜壓通道一直延伸到皮托管的末端，形成動壓測壓口和靜壓測壓口。皮托管的末端伸出輔助測量水管外，在皮托管末端的動壓測壓口和靜壓測壓口分別安裝一個動壓傳感器和靜壓傳感器，測量水流動壓和靜壓。
動壓傳感器和靜壓傳感器的輸出各自連接一個信號放大器，兩個信號放大器的輸出再各自通過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)，單片機(jī)輸出的控制信號連接洗衣機(jī)的電磁進(jìn)水閥門。
洗衣機(jī)進(jìn)水過程中，動壓傳感器和靜壓傳感器將進(jìn)水水流的動壓和靜壓這兩個物理量轉(zhuǎn)換成模擬電信號，而后通過信號放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，信號被采集入單片機(jī)。單片機(jī)通過事先給定的進(jìn)水動壓、靜壓與流量的關(guān)系公式，計算出進(jìn)水流量，通過對流量積分計算出已進(jìn)水量，當(dāng)已進(jìn)水量等于所需水量時，單片機(jī)向進(jìn)水閥門發(fā)出一個停止進(jìn)水的控制信號，使閥門關(guān)閉。
在設(shè)計輔助測量水管時，要考慮防止皮托管的存在給水管中的水流帶來堵塞作用。假設(shè)閥門出水管原來的橫截面積為S1，皮托管在水管中占用的橫截面積為S2，則輔助測量水管的橫截面積S應(yīng)滿足S≥S1+S2。
本發(fā)明能使洗衣機(jī)根據(jù)供水水壓變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)水時間，克服供水水壓變化對洗衣機(jī)實際進(jìn)水量的影響，保證用戶洗衣機(jī)獲得所需進(jìn)水量，進(jìn)而保證良好的洗滌效果。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)置皮托管的輔助測量水管更換方便。本發(fā)明中單片機(jī)的功能易于嵌入已有的全自動洗衣機(jī)的控制電路板中。整套系統(tǒng)成本低廉，可靠性高。


圖1是本發(fā)明內(nèi)置皮托管的輔助測量水管的結(jié)構(gòu)及安裝位置示意圖。
圖1中，1是洗衣機(jī)的進(jìn)水管，2是電磁進(jìn)水閥門，3是閥門出水管，4是輔助測量水管，5是皮托管，6是動壓通道口，7是靜壓通道口，8是動壓測壓口，9是靜壓測壓口，10是靜壓傳感器，11是動壓傳感器。
圖2是系統(tǒng)控制部分結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
圖1給出了本發(fā)明內(nèi)置皮托管的輔助測量水管的結(jié)構(gòu)及其安裝位置，如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計提供的洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括進(jìn)水管1、電磁進(jìn)水閥門2和連接到洗滌桶的閥門出水管3，本發(fā)明的特征是在閥門出水管3和洗滌桶之間接入一段輔助測量水管4，輔助測量水管4內(nèi)置一根彎成直角的皮托管5，皮托管5的管的頭部正對進(jìn)水的流向，采用半球形以減少渦流。皮托管頭部開有用以測量水流動壓的動壓通道口6，皮托管5管壁前端側(cè)面開有用以測量水流靜壓的靜壓通道口7，動壓通道和靜壓通道一直延伸到皮托管的末端，形成動壓測壓口8和靜壓測壓口9。皮托管的末端伸出輔助測量水管4外，在皮托管末端的動壓測壓口8和靜壓測壓口9分別安裝一個動壓傳感器11和靜壓傳感器10，測量水流動壓pA和靜壓p0。
在設(shè)計輔助測量水管4時，要考慮防止皮托管的存在給水管中的水流帶來堵塞作用。假設(shè)位于進(jìn)水閥門的出水端與洗滌桶之間的水管(閥門出水管3)原來的橫截面積為S1，皮托管5在水管中占用的橫截面積為S2，則輔助測量水管4的橫截面積S應(yīng)滿足S≥S1+S2。
圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的控制部分結(jié)構(gòu)圖。動壓傳感器11和靜壓傳感器10的輸出各自連接一個信號放大器，兩個信號放大器的輸出再各自通過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)，單片機(jī)輸出的控制信號連接洗衣機(jī)的電磁進(jìn)水閥門2。
洗衣機(jī)進(jìn)水過程中，動壓傳感器11和靜壓傳感器10將進(jìn)水水流的動壓和靜壓這兩個物理量轉(zhuǎn)換成模擬電信號，而后通過信號放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，信號被采集入單片機(jī)。單片機(jī)每采集一次數(shù)據(jù)就計算一次已進(jìn)水量，設(shè)q為進(jìn)水流量，ρ為水的密度，根據(jù)皮托管的設(shè)計原理，進(jìn)水流量為
q=[2(pA-p0)ρ]1/2]]>其中，S為輔助測量水管4的橫截面積，pA為水的動壓，p0為水的靜壓。
單片機(jī)每隔T秒采集一次數(shù)據(jù)。第kT秒，單片機(jī)獲得一對采集到的pA和p0值，求出這個時刻相應(yīng)的q，將這個時刻求得的q與之前0～(k-1)T秒求得的k個q做離散數(shù)據(jù)對時間的積分，得到kT時刻的已進(jìn)水量，當(dāng)已進(jìn)水量等于所需水量時，單片機(jī)向進(jìn)水閥門2發(fā)出一個停止進(jìn)水的控制信號，使閥門關(guān)閉。
需要注意的是，計算精度受到各種因素的影響，例如傳感器的測量精度，皮托管的安裝位置，單片機(jī)采集數(shù)據(jù)的時間間隔，離散數(shù)據(jù)對時間積分產(chǎn)生的積分誤差，系統(tǒng)的延時性等。由于上述干擾因素的存在，洗衣機(jī)最后實際進(jìn)水量會與計算得到的進(jìn)水量有系統(tǒng)偏差，可以通過實驗對該系統(tǒng)作標(biāo)定，消除系統(tǒng)偏差。
權(quán)利要求
1.一種洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括進(jìn)水管(1)、電磁進(jìn)水閥門(2)和連接到洗滌桶的閥門出水管(3)，其特征在于還包括內(nèi)置皮托管(5)的輔助測量水管(4)、壓力傳感器、信號放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置及單片機(jī)；在閥門出水管(3)和洗滌桶之間接入一段輔助測量水管(4)，輔助測量水管(4)內(nèi)置一根彎成直角的皮托管(5)，皮托管(5)的半球形頭部開有動壓通道口(6)正對進(jìn)水的流向，皮托管(5)管壁前端側(cè)面開有靜壓通道口(7)，動壓通道和靜壓通道一直延伸到皮托管的末端，形成動壓測壓口(8)和靜壓測壓口(9)，皮托管的末端伸出輔助測量水管(4)外，在皮托管末端的動壓測壓口和靜壓測壓口分別安裝一個動壓傳感器(11)和靜壓傳感器(10)；動壓傳感器(11)和靜壓傳感器(10)的輸出各自連接一個信號放大器，信號放大器的輸出各自通過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)，單片機(jī)輸出的控制信號連接洗衣機(jī)的電磁進(jìn)水閥門(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述輔助測量水管(4)的橫截面積S滿足S≥S1+S2；其中，S1為閥門出水管(3)的橫截面積，S2為皮托管(5)的橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自動調(diào)節(jié)進(jìn)水時間的洗衣機(jī)供水系統(tǒng)，其特征在于單片機(jī)計算進(jìn)水流量時，取水的流量q=[2(pA-p0)ρ]1/2S,]]>其中ρ為水的密度，S為輔助測量水管(4)的橫截面積，pA為水的動壓，p0為水的靜壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種洗衣機(jī)供水自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在已有使用電磁閥作為進(jìn)水閥門且進(jìn)水時間固定的全自動洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，在洗衣機(jī)進(jìn)水閥門出水管和洗滌桶之間接入一段內(nèi)置皮托管的輔助測量水管，皮托管彎成直角，半球形頭部開有動壓通道口正對進(jìn)水的流向，管壁前端側(cè)面開有靜壓通道口，動壓通道和靜壓通道延伸到皮托管的末端，形成的動壓測壓口和靜壓測壓口處分別安裝壓力傳感器來測量供水水流的動壓和靜壓，水壓信號分別通過信號放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)，由單片機(jī)計算已進(jìn)水量并據(jù)此判定是否達(dá)到所需水量，進(jìn)而控制進(jìn)水閥門關(guān)閉。本發(fā)明能自動調(diào)節(jié)洗衣機(jī)進(jìn)水時間，克服供水水壓變化對洗衣機(jī)實際進(jìn)水量的影響。
文檔編號G01F1/46GK101058934SQ200710041728
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者劉銘星, 李顥, 楊煜普 申請人:上海交通大學(xué)