智能马桶水箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能马桶领域，特别是涉及一种智能马桶水箱及其控制方法。

背景技术

现有技术中，如中国发明专利CN104452928B公开了一种用于智能马桶的调温水箱及其控制方法，包括外壳和安装在外壳内的加热组件，在外壳上分别连通有进水通道和出水通道，进水通道上安装有进水温度传感器，在外壳外安装有控制装置，控制装置分别电连接至进水温度传感器和加热组件，控制装置根据进水温度的不同控制加热组件的工作状态：外壳内设有一个或多个加热组件，控制装置控制加热组件功率变化来调节输出功率；或外壳内设有多个加热组件，控制装置控制其中一个或多个加热组件工作或停止来调节输出功率。该装置在防止水箱内的水逆流和判定水箱内是否有水方面有所欠缺。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种水箱内水不会逆流、且使用中安全性更高的智能马桶水箱及其控制方法。

本发明所提供的一种智能马桶水箱，包括水箱体、加热组件、第一温度传感器和温控开关，所述水箱体开设有凹槽，水箱体上部的对角两端分别设有进水道和出水道，水箱体顶面开设有缺口，加热组件包括端盖和加热元件，端盖扣接在水箱体上并密封凹槽的开口，加热元件设置在凹槽内，第一温度传感器设置在进水道上，温控开关设置在缺口上，水箱体底部设有从外向内由多个呈阶梯状的圆形凹槽组成的排水口，排水口底部外侧设有限位凸台，排水口最内侧圆形凹槽设有扣接槽，排水口上设有与排水口相配合的排水塞，排水塞与排水口最内侧圆形凹槽相配合部分的外沿设有与扣接槽相配合的扣接块，排水塞最外侧设有与限位凸台抵接的限位块，排水塞最底端设有旋钮。

为了安装方便，所述水箱体外设有安装凸台。

为了温度控制更精准，所述出水道上设有第二温度传感器。

本发明所提供的一种智能马桶水箱控制方法，包括以下步骤：

1)判定状态，若处于刚通电开机状态则执行步骤2)；若处于入座状态，则执行步骤3)；若处于使用状态，则执行步骤4)；若无状态则待机；

2)开机通电后，水流从进水道中第一次进水10秒，第一次进水10秒后第一温度传感器记录初始水温T1，加热组件加热2.5秒，延时8秒后第一温度传感器记录水温T2，再第二次进水6秒，在第二次进水过程中第一温度传感器记录水温T3，在第二次进水的任意时刻若T2>T1，T2>T3，且T1、T2、T3之间存在第一温度传感器测量误差以上的差值，则判断水箱体内有水，返回步骤1)；若为其它情况，则判断水箱体内没水，蜂鸣器报警；

3)入座后，先进水2秒，再由加热组件小功率加热，第一温度传感器检测到温度达到设定温度后，加热组件停止加热；

4)使用时，根据使用模式设定的温度和喷水水流量，由PID对加热组件的加热功率和出水道中的出水水流量进行控制调节。

为了防止使用时缺水，所述步骤3)中若第一温度传感器检测到温度超过45℃，则判断水箱体内没水，蜂鸣器报警；若第一温度传感器检测温度不超过45℃，则判断水箱体内有水，返回步骤1)。

为了防止水温过高，所述第一温度传感器监测温度，若第一温度传感器监测温度达到45℃，则进入保护状态，退出清洗状态。

为了预防加热故障，所述温控开关监测温度，若温控开关检测温度达到59℃，则判断为软件错误或硬件故障，执行强制断电。

为了缺水检测更准确，所述出水道上设有第二温度传感器，其中步骤2)同时采用第一温度传感器和第二温度传感器监测温度，开机通电后，水流从进水道中第一次进水10秒，第一次进水10秒后第一温度传感器检测水温T1L，第二温度传感器检测水温T1R，并记录T1L-T1R的数值TC1，加热组件加热2.5秒后，第一温度传感器检测水温T2L，第二温度传感器检测水温T2R，并记录T2L-T2R的数值TC2，再第二次进水6秒，在第二次进水过程中第一温度传感器检测水温T3L，第二温度传感器检测水温T3R，并记录T3L-T3R的数值TC3，在第二次进水的任意时刻若TC1>TC2，TC3>TC2，且TC1、TC2和TC3之间存在测量误差以上的差值，则判断水箱体内有水，返回步骤1)；若为其它情况，则判断水箱体内没水，蜂鸣器报警。

本发明得到的一种智能马桶水箱及其控制方法，具有以下优点：结构简单，水箱体内的水不会逆流，不需要水位传感器也能判断水箱体内是否有水，使水箱内的结构得到极大的简化，同时也保证了产品的使用寿命、进一步对产品质量得到了保障。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的剖视图；

图3是本发明实施例1的水箱体的剖视图；

图4是本发明实施例1的水箱体的仰视图；

图5是本发明实施例1的排水塞的结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图。

图中：水箱体1、加热组件2、第一温度传感器3、温控开关4、凹槽5、进水道6、出水道7、缺口8、端盖9、加热元件10、圆形凹槽11、排水口12、限位凸台13、扣接槽14、排水塞15、扣接块16、限位块17、旋钮18、安装凸台19、第二温度传感器20。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1：

本实施例提供的一种智能马桶水箱，如图1-图5所示，包括水箱体1、加热组件2、第一温度传感器3和温控开关4，所述水箱体1开设有凹槽5，水箱体1上部的对角两端分别设有进水道6和出水道7，水箱体1顶面开设有缺口8，加热组件2包括端盖9和加热元件10，端盖9扣接在水箱体1上并密封凹槽5的开口，加热元件10设置在凹槽5内，第一温度传感器3设置在进水道6上，温控开关4设置在缺口8上，水箱体1底部设有从外向内由多个呈阶梯状的圆形凹槽11组成的排水口12，排水口12底部外侧设有限位凸台13，排水口12最内侧圆形凹槽11设有扣接槽14，排水口12上设有与排水口12相配合的排水塞15，排水塞15与排水口12最内侧圆形凹槽11相配合部分的外沿设有与扣接槽14相配合的扣接块16，排水塞15最外侧设有与限位凸台13抵接的限位块17，排水塞15最底端设有旋钮18。

通过上述设计，进水道6和出水道7设置在水箱体1上部，不会因为进水道6和出水道7的位置过低导致逆流，且出水道7通过转换阀和喷杆与大气连通，能保证水箱体1内水不会流空，进水道6和出水道7对角设置，能保证水流能在水箱体1内充分加热，缺口8能方便温控开关4探测水箱体1内温度，加热元件10伸入到水箱体1的凹槽5内，与对水箱体1的水接触面积大，加热均匀且快速，端盖9密封凹槽5的开口，第一温度传感器3设置在进水道6上，直接检测流入水流的温度，测量准确，排水口12的多个呈阶梯状的圆形凹槽11与排水塞15配合使用，能有效防止漏水，扣接槽14与扣接块16配合，只需将扣接块16穿过扣接槽14，扣接块16跟着排水塞15转动，直至限位块17与限位凸台13抵接，使得扣接块16与水箱体1内壁抵接固定，旋钮18方便转动排水塞15，使用时，水流从进水道6进入凹槽5内，经过加热元件10加热，加热后的水流从出水道7流出；出厂测试后，旋转排水塞15使其与水箱体1分离即可排出水箱体1内的积水，排水方便。

该装置结构简单，水箱体内的水不会逆流，不需要水位传感器也能判断水箱体内是否有水，使水箱内的结构得到极大的简化，加热均匀，排水方便，同时也保证了产品的使用寿命、进一步对产品质量得到了保障。

实施例2：

本实施例提供的一种智能马桶水箱，为了安装方便，如图6所示，除实施例1所述特征外，所述水箱体1外设有安装凸台19。

为了温度控制更精准，所述出水道7上设有第二温度传感器20。

通过上述设计，安装凸台19能更好的用于水箱体1的安装固定，第二温度传感器20能提供更准确的出水温度数据，为加热组件2的加热功率控制提供数据支持。

实施例3：

本实施例提供的一种智能马桶水箱控制方法，包括以下步骤：

1)判定状态，若处于刚通电开机状态则执行步骤2)；若处于入座状态，则执行步骤3)；若处于使用状态，则执行步骤4)；若无状态则待机；

2)开机通电后，水流从进水道6中第一次进水10秒，第一次进水10秒后第一温度传感器3记录初始水温T1，加热组件2加热2.5秒，延时8秒后第一温度传感器3记录水温T2，再第二次进水6秒，在第二次进水过程中第一温度传感器3记录水温T3，在第二次进水的任意时刻若T2>T1，T2>T3，且T1、T2、T3之间存在第一温度传感器3测量误差以上的差值，则判断水箱体1内有水，返回步骤1)；若为其它情况，则判断水箱体1内没水，蜂鸣器报警；

3)入座后，先进水2秒，再由加热组件2小功率加热，第一温度传感器3检测到温度达到设定温度后，加热组件2停止加热；

4)使用时，根据使用模式设定的温度和喷水水流量，由PID对加热组件2的加热功率和出水道7中的出水水流量进行控制调节。本实施例中设定第二次进水2秒时第一温度传感器3记录水温T3。

为了防止使用时缺水，所述步骤3)中若第一温度传感器3检测到温度超过45℃，则判断水箱体1内没水，蜂鸣器报警；若第一温度传感器3检测温度不超过45℃，则判断水箱体1内有水，返回步骤1)

为了防止水温过高，所述第一温度传感器3监测温度，若第一温度传感器3监测温度达到45℃，则进入保护状态，退出清洗状态。

为了预防加热故障，所述温控开关4监测温度，若温控开关4检测温度达到59℃，则判断为软件错误或硬件故障，执行强制断电。

通过上述设计，在不同使用状态下，均能进行水箱体1内有无水的判定，首先对智能马桶水箱的状态进行判定，根据不同的状态进行不同的操作步骤，刚通电开机状态下需要进行测试，通过进水道6第一次进水10秒来保证水箱体1内理论上能完成从无水到满水的状态，第一次进水后由第一温度传感器3记录水温T1，然后加热组件2加热2.5秒，2.5秒加热即使无水干烧也不会损坏加热组件2，还能使加热元件10迅速上升到一定温度持续给水箱体1内的水进行加热，第一温度传感器3延时8秒后记录水温T2，延时8秒后无论水箱体1内是否有水，第一温度传感器3均能检测到上升后的温度，再第二次进水6秒，在第二次进水2秒时第一温度传感器3记录水温T3，在有水情况下，进水2秒会使得温度迅速下降，因此T2>T1，T2>T3，且T1、T2、T3之间存在第一温度传感器3测量误差值以上的差值，而没水情况下，没有冷水进入来迅速降温，加上空气的导热性差，以及加热组件2的降温慢，短时间内温度不会下降或有所上升，因此T2不会大于T3，这种情况下就由蜂鸣器报警，提醒用户；用户入座后，通过进水道6进水2秒来补充自然蒸发的水位，保证水箱体1内理论上是满水状态，补水完成后，加热组件2小功率加热到设定温度；用户入座状态下需要进行安全监测，第一温度传感器3监测温度，因为空气的导热性差，且水的比热容大于空气的比热容，因此，在有水的情况下，第一温度传感器3能较快检测到温度达到设定温度，加热组件2能及时停止加热，第一温度传感器3能检测到的温度不会超过45℃，而没水情况下，第一温度传感器3检测到温度达到设定温度时，加热组件2周围的实际温度要高于这一温度，即使停止加热后，第一温度传感器3之后能检测到温度超过45℃，这种情况下，停止后续所有加热，并由蜂鸣器报警，提醒用户；使用状态下，由PID根据使用模式设定的温度和喷水水流量对加热组件2的加热功率和出水道7中的出水水流量进行控制调节。第一温度传感器3同时对温度实时监测，一旦达到45℃，则退出清洗状态，不能再进行清洗，进入保护状态，防止过高的水温对人体造成不适。温控开关4同时对温度实时监测，一旦达到59℃，则为异常状态，判断为软件错误或硬件故障，为了防止机器产生更大的损害，执行强制断电。

实施例4：

本实施例提供的一种智能马桶水箱，为了缺水检测更准确，除实施例3去除步骤2)后的所述特征外，所述出水道7上设有第二温度传感器20，其中步骤2)同时采用第一温度传感器3和第二温度传感器20监测温度，开机通电后，水流从进水道6中第一次进水10秒，第一次进水10秒后第一温度传感器3检测水温T1L，第二温度传感器20检测水温T1R，并记录T1R-T1L的数值TC1，加热组件2加热2.5秒后，第一温度传感器3检测水温T2L，第二温度传感器20检测水温T2R，并记录T2R-T2L的数值TC2，再第二次进水6秒，在第二次进水过程中第一温度传感器3检测水温T3L，第二温度传感器20检测水温T3R，并记录T3R-T3L的数值TC3，在第二次进水的任意时刻若TC1>TC2，TC3>TC2，且TC1、TC2和TC3之间存在测量误差以上的差值，则判断水箱体1内有水，返回步骤1)；若为其它情况，则判断水箱体1内没水，蜂鸣器报警。本实施例中设定第二次进水2秒时第一温度传感器3检测水温T3L，第二温度传感器20检测水温T3R。

通过上述设计，在水箱体1内有水的情况下，进水的水温低于或等于水箱体1内水温，即T1R≥T1L，得到TC1≥0，加热组件2加热2.5秒后，第一温度传感器3在水箱体1内，第二温度传感器20在水箱体1外，水箱体1内温度先上升，因此T2L＞T2R，得到TC2＜0，再进冷水时，冷水会先降低水箱体1内温度，因此T2L＜T2R，得到TC3＞0，无水情况下，T1R＝T1L，得到TC1＝0，加热组件2加热2.5秒后，空气的导热性差，短时间内T1L温度不上升或上升极少，T2R＝T2L，得到TC2＝0，再进冷水时，没有冷水进入来迅速降温，加上空气的导热性差，以及加热组件2的降温慢，短时间内T3L温度不会下降或有所上升，因此T3L＞T3R，得到TC3＜0，无法得到TC1>TC2，TC3>TC2。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。