تعد مستشعرات مستوى الماء في الغسالة مكونًا صغيرًا له وظيفة كبيرة الحجم: إذا أخطأت في القراءة ولو ببضعة ملليمترات، فسينتهي بك الأمر بأحمال غير مملوءة بالقدر الكافي، أو فائض، أو إجهاد المحرك مقابل أسطوانة غير متوازنة. يغطي هذا الدليل كيفية عمل هذه المستشعرات فعليًا، وكيفية العثور على أحدها وتشخيصه في آلة منزلية، و- بالنسبة للمهندسين ومصنعي المعدات الأصلية الذين يبحثون عن مكون لتصميم جديد - كيفية اختيار مستشعر الضغط MEMS المناسب للمهمة.
سواء كنت فنيًا تستكشف أخطاء جهاز لا يتوقف عن التعبئة وإصلاحها، أو مهندسًا يحدد مستشعرًا لمنصة جهاز جديدة، انتقل إلى القسم الذي ينطبق عليك باستخدام المحتويات أدناه.
ما هو مستشعر مستوى الماء في الغسالة؟
مستشعر مستوى الماء في الغسالة هو المكون الذي يخبر لوحة التحكم بكمية الماء الموجودة في الحوض، حتى تعرف الغسالة متى تتوقف عن الملء، ومتى يكون آمنًا لبدء التسخين، ومتى يكون آمنًا للعصر. بدون قراءة دقيقة، يمكن للآلة أن تملأ الملابس بشكل زائد أو تهدر المياه والطاقة أو تلحق الضرر بالملابس عن طريق الدوران بحمل ماء غير كافٍ أو غير متوازن.
تم استخدام العديد من تقنيات الاستشعار على مر العقود:
| طريقة | كيف يعمل | دقة | شائع في |
|---|---|---|---|
| تعويم التبديل | يرتفع العوامة الميكانيكية بالماء ويحرك المفتاح عند نقطة ثابتة | منخفض - بضعة مستويات منفصلة فقط | الآلات الأقدم/الميزانية |
| مفتاح القصب + المغناطيس | يقوم المغناطيس الموجود على العوامة بتشغيل مفتاح القصب المختوم | منخفض – متوسط | آلات التحميل العلوي القديمة |
| انعكاس بالموجات فوق الصوتية | يقيس زمن طيران النبضة الصوتية من سطح الماء | متوسطة - تتأثر بالرغوة/الاضطراب | بعض الموديلات المتميزة |
| مسبار مقاوم/بالسعة | تستشعر الأقطاب الكهربائية تغيرًا في الموصلية أو السعة عند ملامستها للماء | متوسط - عرضة للتلوث بسبب تراكم المنظفات/المعادن | بعض الآلات متوسطة المدى |
| مستشعر ضغط الهواء MEMS | يستشعر الحجاب الحاجز تغير ضغط الهواء الناتج عن ارتفاع الماء في غرفة مغلقة | عالية - مستوى ملليمتر، مستمر | أحدث آلات التحميل الأمامي والطبل |
تستخدم معظم الغسالات التي تم تصنيعها في آخر 10 إلى 15 عامًا طريقة مستشعر الضغط MEMS، لأنها لا تلامس الماء مباشرة أبدًا - فهي تستشعر الضغط من خلال أنبوب هواء مغلق - مما يجعلها أكثر مقاومة للتآكل، والقشور المعدنية، وقاذورات المنظفات التي تقلل من عمر أجهزة الاستشعار القائمة على التلامس.
كيف يعمل مستشعر مستوى الماء
- غرفة الهواء مختومة. تحتوي الأسطوانة الخارجية للغسالة على غرفة هواء صغيرة مدمجة في قاعدتها. تتصل هذه الحجرة - عبر أنبوب بلاستيكي - بالمستشعر نفسه، والذي يتم تركيبه عادةً بالقرب من صمام مدخل المياه أو خلف لوحة التحكم.
- يرتفع الماء، ويرتفع الضغط. عندما يملأ الماء الأسطوانة، فإنه يضغط الهواء المحبوس في الحجرة والأنابيب. يؤدي ارتفاع ضغط الهواء إلى دفع الحجاب الحاجز الموجود داخل المستشعر.
- حركة الحجاب الحاجز تولد إشارة. في التصميمات الميكانيكية الكهربائية الكلاسيكية، يقوم الحجاب الحاجز بتحريك ملف داخل حلقة مغناطيسية، مما يؤدي إلى تغيير محاثة الملف في دائرة LC - المزيد من ضغط الماء يعني المزيد من انحراف الحجاب الحاجز يعني تغيير محاثة أكبر. في التصاميم الحديثة، تتم قراءة نفس مدخلات ضغط الهواء بواسطة مستشعر ضغط MEMS، والذي يحول الضغط مباشرة إلى جهد تناظري أو إشارة رقمية (I2C/SPI)، وهو نهج أكثر استقرارًا ومقاومة للانجراف ودقيقًا من طريقة الملف الحثية القديمة.
- تقوم لوحة التحكم بقراءة الإشارة. تقوم لوحة الكمبيوتر الخاصة بالغسالة بمقارنة مخرجات المستشعر مع مستوى الماء المستهدف لدورة الغسيل المحددة.
- التحكم في المياه بحلقة مغلقة. بناءً على الفرق بين المستوى الفعلي والمستوى المستهدف، تقوم لوحة التحكم بفتح أو إغلاق صمام الملف اللولبي للمدخل. في الأجهزة ذات دورة التسخين، يتم تنشيط عنصر التسخين فقط بمجرد التأكد من مستوى الماء الآمن - وهذا أيضًا قفل أمان يمنع جفاف المدفأة.
- تطبيقات خارج الغسالات. يتم استخدام نفس مبدأ استشعار ضغط الهواء بشكل يتجاوز الأجهزة المنزلية - في محطات معالجة المياه، وصهاريج التخزين، والآبار، وأنظمة مراقبة مستوى السائل الصناعية - في أي مكان هناك حاجة إلى قياس مستوى عدم الاتصال والمقاوم للتآكل.
أين يقع مستشعر مستوى الماء؟
يعتمد الموقع الدقيق على نوع الجهاز:
- الغسالات ذات التحميل الأمامي/الأسطوانة: افتح الغطاء العلوي واتبع أنبوب مدخل المياه من صمام المدخل. عادةً ما يتم تركيب المستشعر بجوار صمام المدخل مباشرةً، ويتصل بطول الأنابيب البلاستيكية الشفافة أو الملونة.
- الغسالات ذات التحميل العلوي/الحركة الموجية: عادةً ما يتم تركيب المستشعر خلف لوحة التحكم، أسفل مقبض تحديد مستوى الماء. ستحتاج إلى إزالة لوحة التحكم للوصول إليها.
- في كلتا الحالتين، تتبع الأنابيب: يتصل أحد الطرفين بالمستشعر، ويتصل الطرف الآخر بغرفة الهواء المدمجة في قاعدة الأسطوانة الخارجية.
الأخطاء والأعراض الشائعة
يميل مستشعر مستوى الماء الفاشل إلى إنتاج أحد هذه الأعراض المعروفة:
| أعراض | السبب المحتمل |
|---|---|
| الآلة تستمر في التعبئة ولن تتوقف | Sensor isn't reporting the rising water level to the control board, so it never receives the "stop fill" signal |
| الآلة لن تمتلئ على الإطلاق | Sensor may be stuck reporting a "full" reading, or the air tube is disconnected/blocked |
| لا توجد دورة تدور | تقوم العديد من لوحات التحكم بمنع الدوران إذا لم تتوافق قراءة مستوى الماء مع حالة التصريف المتوقعة، كإجراء للسلامة |
| الغسيل يخرج غير نظيف بشكل صحيح | يمكن أن تؤدي القراءات غير الصحيحة لمستوى الماء إلى نقص أو زيادة تعبئة الغسالة بالنسبة للحمولة، مما يؤثر على أداء الغسيل |
| استخدام الماء/الكهرباء أعلى بشكل ملحوظ من المعتاد | ينحرف مستوى التعبئة الفعلي عن الإعداد المحدد، لذا تقوم الماكينة بالتعويض عن طريق تدوير صمام المدخل بشكل متكرر |
إذا لاحظت هذه الأعراض، فإن السببين الجذريين الأكثر شيوعًا - حسب ترتيب الاحتمالية - هما: (1) أنبوب هواء ملتوي أو منفصل أو مسدود (تحقق من هذا أولاً، فهو الحل الأسهل)، و (2) فشل غشاء المستشعر أو الدائرة الداخلية، والذي يتطلب عادةً الاستبدال بدلاً من الإصلاح.
كيفية اختبار مستشعر مستوى الماء
- افصل الجهاز وحدد موقع المستشعر كما هو موضح أعلاه.
- افحص أنبوب الهواء for kinks, cracks, or disconnection at either end. A surprising number of "sensor failures" are actually just a dislodged or pinched tube.
- ضربة بلطف في الأنبوب المنفصل (مع استمرار توصيل طرف المستشعر) - في المستشعر الحثي الميكانيكي العامل، يجب أن تسمع أو تشعر بنقرة خافتة أو تغير في المقاومة أثناء تحرك الحجاب الحاجز. لا تشير أي استجابة عادة إلى فشل الحجاب الحاجز.
- تحقق من وجود تآكل أو رطوبة مرئية داخل علبة المستشعر، مما يشير إلى دخول الماء ويؤكد أن الوحدة بحاجة إلى الاستبدال.
- إذا كان الجهاز يحتوي على وضع التشخيص/الخدمة (راجع دليل الطراز الخاص بك)، يمكن للعديد من اللوحات عرض قراءة المستشعر المباشر، والتي يمكنك مقارنتها بمستوى الماء الفعلي أثناء ملء الماكينة - وهو الاختبار الأكثر موثوقية إذا كان متاحًا.
إذا أكد الاختبار وجود عطل في المستشعر، يكون الاستبدال عمومًا أكثر عملية من الإصلاح، نظرًا لأن المستشعر عبارة عن مكون مغلق منخفض التكلفة وغير مصمم ليتم فتحه.
الدليل الهندسي: اختيار مستشعر الضغط MEMS للكشف عن مستوى الماء
إذا كنت تحدد حلاً لاستشعار مستوى المياه لمنصة غسالات جديدة (أو أي تطبيق مماثل للسلع البيضاء - غسالات الأطباق، وأجهزة تنقية المياه، والغلايات)، فإن معايير الاختيار الموضحة أدناه هي التي تحدد بالفعل مدى ملاءمتها للإنتاج الضخم.
1. نطاق الضغط
تتوافق أعمدة مياه الغسالة عادةً مع الضغوط التفاضلية المنخفضة - وتقع معظم التصميمات في 0-100 كيلو باسكال النطاق، اعتمادًا على عمق الأسطوانة وتوجيه الأنبوب، على الرغم من أن المنصات ذات الأحواض العميقة أو التصميمات ذات الحجرة المزدوجة قد تكون مواصفاتها أعلى. يؤدي زيادة حجم النطاق إلى تقليل الدقة في الأماكن التي تكون الدقة فيها أكثر أهمية - اكتشاف التعبئة في الدورة المبكرة. يؤدي تقليل الحجم إلى خطر حدوث ضرر زائد بسبب الضغط الزائد الناتج عن اندفاعات الرغوة أو الأنبوب الملتوي.
2. واجهة الإخراج: التناظرية مقابل الرقمية
| التناظرية (إخراج بالسيارات) | رقمي (I2C/SPI) | |
|---|---|---|
| اندماج | يتطلب ADC خارجي على جانب MCU | قراءة رقمية مباشرة، لا حاجة لـ ADC خارجي |
| مناعة الضوضاء | أكثر عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي عند تشغيل الأسلاك الطويلة بالقرب من المحركات/السخانات | مناعة أفضل للضوضاء، وأسهل للتوجيه بالقرب من الأحمال الصاخبة |
| معايرة | غالبا ما يحتاج إلى تعويض المعايرة الذاتية. | يتم عادةً شحن السفن بمعايرة المصنع مع التعويض على متنها |
| أفضل ملاءمة | لوحات حساسة للتكلفة مع قناة ADC احتياطية | الأنظمة الأساسية التي تستخدم بالفعل الأجهزة الطرفية I2C/SPI، أو حيث تفضل BOM عددًا أقل من المكونات الخارجية |
3. الدقة عبر درجة الحرارة
تبدأ دورات الغسيل من التعبئة الباردة إلى الغسيل الساخن، لذلك يجب أن يحتفظ المستشعر بإخراج ثابت عبر نطاق تشغيل واقعي - وليس فقط في درجة حرارة الغرفة. تحقق من ورقة البيانات نطاق الخطأ الكلي (TEB) عبر درجة الحرارة، وهو مؤشر أفضل للأداء في العالم الحقيقي من رقم دقة درجة حرارة الغرفة الواحدة.
4. الحزمة والتركيب
مناطق لوحة التحكم وصمام الدخول ضيقة المساحة. تعد حزم SOP أو LGA المدمجة التي يتم لحامها بإعادة التدفق مباشرة إلى لوحة التحكم PCB، مع منفذ مصمم للاتصال المباشر بالأنبوب، هي المعيار لهذا التطبيق.
5. توافق الوسائط وختمها
حتى في التصميم غير المتصل، تصل الرطوبة وبخار المنظفات إلى منطقة التركيب على مدار سنوات من الخدمة. تأكد من الختم المصنف IP والامتثال لـ RoHS/REACH مقابل ورقة البيانات وتقارير الاختبار بدلاً من الافتراض - وهذا أمر مهم بالنسبة للموثوقية الميدانية وتلبية متطلبات الامتثال للسوق المستهدف.
نقاط البداية الموصى بها
| نموذج | نطاق الضغط | الإخراج | طَرد | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|---|---|
| WF100DPZ-1BG-S6-DT | 0-100 كيلو باسكال (تتوفر نطاقات أقل مخصصة) | I2C/SPI رقمي | SOP6 | تحتاج لوحات التحكم الرقمية إلى مخرجات مُعايرة وثابتة |
| WF5803F-01BA-L8-DT | 0-100 كيلو باسكال (1 بار مطلق) | I2C/SPI رقمي | LGA8 | تخطيطات اللوحة المدمجة، والتصميمات المرجعية للضغط المطلق |
كلاهما متاح بمعايرة نطاق ضغط مخصصة للتطبيقات ذات النطاق المنخفض النموذجية لأعمدة المياه بالغسالة - تستحق الرفع مباشرة مع هندسة التطبيقات، حيث يتم ضبط نطاقات المخزون غالبًا بشكل افتراضي للأسواق الأخرى (الصناعية والطبية).
التعليمات
أين يوجد مستشعر مستوى الماء في غسالتي بالضبط؟
في الأجهزة ذات التحميل الأمامي، يتم تركيبه عادةً بالقرب من صمام المدخل خلف الغطاء العلوي. في الأجهزة ذات التحميل العلوي/الحركة الموجية، يكون عادةً خلف لوحة التحكم أسفل مقبض مستوى الماء. في كلتا الحالتين، اتبع أنبوب الهواء البلاستيكي لتحديد موقعه.
لماذا تستمر غسالتي في التعبئة ولا تتوقف أبدًا؟
هذا هو العرض الأكثر شيوعًا لمستشعر مستوى الماء الفاشل أو المنفصل - لا تتلقى لوحة التحكم إشارة لإغلاق صمام المدخل. افحص أنبوب الهواء بحثًا عن مكامن الخلل أو الانفصال أولاً قبل افتراض فشل المستشعر نفسه.
هل يمكنني إصلاح حساس مستوى الماء بنفسي أم أنه بحاجة إلى الاستبدال؟
يعد المستشعر مكونًا مغلقًا - إذا تعطل الحجاب الحاجز أو الدائرة الداخلية، فيجب استبداله بدلاً من إصلاحه. افصل الجهاز دائمًا قبل فحصه أو استبداله، واستشر فنيًا مؤهلاً إذا لم تكن واثقًا من التعامل مع الأسلاك الداخلية.
ما هو نطاق الضغط الذي يجب أن أحدده لتصميم الغسالة الجديد؟
تقع معظم تصميمات التحميل الأمامي بين 0-100 كيلو باسكال، لكن النطاق الصحيح يعتمد على هندسة الأسطوانة وتوجيه الأنبوب. تأكد من ذلك من خلال هندسة التطبيقات بدلاً من افتراض رقم قياسي - يؤثر النطاق غير المتطابق بشكل مباشر على الدقة المنخفضة.
هل تتطلب أجهزة استشعار مستوى الماء MEMS معايرة ميدانية بعد التثبيت؟
عادةً ما يتم شحن متغيرات I2C/SPI الرقمية معايرتها في المصنع مع تعويض درجة الحرارة المدمج. تتطلب المتغيرات التناظرية عمومًا التعامل مع المعايرة/التعويض على لوحة التحكم.
هل تتوفر معايرة نطاق الضغط المخصصة للنماذج الأولية أو عمليات التشغيل ذات الحجم المنخفض؟
نعم - تتوفر النطاقات المخصصة وقياس المخرجات لكل من النماذج الأولية وأحجام الإنتاج. اتصل بفريق التطبيقات لدينا وأخبره بالنطاق المستهدف والحجم المتوقع للحصول على عرض أسعار.
