[发明专利]一种基于超声波换能器的自动饮水机

说明书

本发明公开了一种基于超声波换能器的自动饮水机。所述饮水机包括饮水机壳体、出水口、超声波换能器一、超声波换能器二、温度传感器、滑轨、滑块、单片机。所述饮水机出水口处设置超声波换能器二、温度传感器，所述滑轨设置在出水口右方，所述滑轨内设置滑块，所述滑块内设置超声波换能器一。所述饮水机中的单片机与超声波换能器一、温度传感器、超声波换能器二、电源开关与相连。本发明可以根据使用者的需要，设置杯中水位高度，避免水的供应超过人们需要，既节约水源又极大地提高了饮水机的实用性。

技术领域

本发明涉及饮用水供给装置，尤其适合一种将饮用水放置到杯中指定高度并自动停水的装置。

技术背景

饮水机是人们日常生活中常见的供水装置，一般的饮水机在使用时，需要使用者将水杯放置在出水口，并按压开关，等待水位到达一定高度时，停止放水。

这种放水方式，存在有许多缺陷。其一、需要人弯腰等待，对于腰背不好的人不友善；其二、依靠人眼时刻关注杯中水量，并手动关闭开关，不能精确达到人们需要的水位，甚至会导致水溢出造成烫伤。其三、放水时人们需要等待，浪费时间。

目前，也存在能自动供水的饮水机，但使用有很大的限制，比如使用的杯子必须透明、形状必须规则，而且只能放水到固定容积，如杯中半满或全满。无法为不同大小的杯子提供合适的水量。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有饮水机技术的不足，提供一种自动饮水机，以解决放水时需要弯腰等待、放水过程浪费时间以及不能放水到指定高度等技术问题。本发明提供的技术方案，通过超声波换能器与单片机相结合，无需按压出水，无需在旁等待，无需考虑杯子大小，杯中水位可根据使用者所需调节。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:

本发明提供的一种基于超声波换能器的自动饮水机，所述饮水机包括饮水机壳体、出水口、超声波换能器一、超声波换能器二、温度传感器、滑轨、滑块、单片机。所述饮水机出水口处两侧分别设置超声波换能器二、温度传感器，所述滑轨设置在出水口右方，所述滑轨内嵌滑块，所述滑块内设置超声波换能器一。所述饮水机中的单片机与超声波换能器一、温度传感器、超声波换能器二、电源开关相连。

所述饮水机壳体上的开关为放水系统的电源开关，当人们将水杯放置于出水口下方，移动滑轨上的滑块至对应杯子的某一高度，即想要的水位高度。按下电源开关，单片机开始计时，并控制饮水机出水口开始放水。与此同时，滑块中的超声波换能器一向下发出超声波，超声波穿过空气介质，在水杯放置台界面被发射回来，并被超声波换能器一接收转换为电信号，电子检测部分检测到电信号时，产生一个电平下降沿，单片机由下降沿得知超声波往返时间t，超声波在一定温度内传播速度v可知，通过公式:h1＝v×t/2可得当前滑动探头距水杯放置平台高度h1，记录在单片机中。

出水口的超声波换能器二，每隔一定的时间间隔τ便向下发送超声波，通过单片机编程可以实现，当超声波遇到水面时反射传回，单片机由此得知超声波往返时间t2。由于放热水时，超声波换能器二工作环境温度会改变，故增加温度传感器测量实时温度，可通过测得温度得知超声波此时传播速度v2。由于饮水机出水口距水杯放置台高度H已知，通过h2＝H-(v2×t2)/2，可得饮水机出水口与水杯中水位的距离h2。每计算出一个h2便将其与h1比较，若h1-h2＝0，即认为杯中水位已到达人们的设置高度，单片机控制电源断电，停止放水。

以上所述：单片机、超声波换能器、温度传感器、均为成熟技术，市场可售。

本发明的有益效果是：利用单片机、超声波换能器、温度传感器相结合，通过单片机编程控制饮水机出水，无需人工按压出水口，无需等待，节省人们时间，杯中水位可根据使用者所需调节，对杯子形状、大小、透明度等都无限制。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。