หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ระดับน้ำในเครื่องซักผ้า & ความรู้การซ่อมแซม

เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำในเครื่องซักผ้าเป็นส่วนประกอบขนาดเล็กที่มีงานเกินขนาด โดยอ่านค่าผิดแม้แต่สองสามมิลลิเมตร และสุดท้ายคุณจะมีน้ำล้นเกิน ล้น หรือมอเตอร์ตึงกับถังซักที่ไม่สมดุล คู่มือนี้ครอบคลุมถึงวิธีการทำงานจริงของเซ็นเซอร์เหล่านี้ วิธีค้นหาและวินิจฉัยเซ็นเซอร์ในเครื่องใช้ในครัวเรือน และสำหรับวิศวกรและ OEM ที่จัดหาส่วนประกอบสำหรับการออกแบบใหม่ วิธีเลือกเซ็นเซอร์ความดัน MEMS ที่เหมาะกับงาน

ไม่ว่าคุณจะเป็นช่างเทคนิคที่แก้ไขปัญหาเครื่องจักรที่ไม่หยุดเติม หรือวิศวกรที่ระบุเซ็นเซอร์สำหรับแพลตฟอร์มอุปกรณ์ใหม่ ให้ข้ามไปยังส่วนที่ตรงกับคุณโดยใช้เนื้อหาด้านล่าง

เซ็นเซอร์ระดับน้ำในเครื่องซักผ้าคืออะไร?

เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำในเครื่องซักผ้าเป็นส่วนประกอบที่บอกแผงควบคุมว่ามีน้ำอยู่ในถังซักเท่าใด เพื่อให้เครื่องรู้ว่าเมื่อใดควรหยุดเติม เมื่อใดจึงจะเริ่มทำความร้อนได้อย่างปลอดภัย และเมื่อใดจึงจะหมุนได้อย่างปลอดภัย หากไม่มีการอ่านที่แม่นยำ เครื่องจักรอาจเติมน้ำมากเกินไป สิ้นเปลืองน้ำและพลังงาน หรือทำให้เสื้อผ้าเสียหายเนื่องจากการปั่นหมาดโดยมีปริมาณน้ำไม่เพียงพอหรือไม่สมดุล

ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมามีการใช้เทคโนโลยีการตรวจจับหลายอย่าง:

เครื่องซักผ้าส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นในช่วง 10-15 ปีที่ผ่านมาใช้วิธีการเซ็นเซอร์แรงดัน MEMS เนื่องจากไม่เคยสัมผัสกับน้ำโดยตรง โดยจะรับรู้แรงกดผ่านท่ออากาศที่ปิดสนิท ซึ่งทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อน ตะกรันของแร่ และคราบผงซักฟอกที่ทำให้อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์แบบสัมผัสสั้นลงมาก

เซ็นเซอร์ระดับน้ำทำงานอย่างไร

1. ห้องอากาศที่ปิดสนิท ถังซักด้านนอกของเครื่องซักผ้ามีช่องอากาศขนาดเล็กอยู่ในฐาน ห้องนี้เชื่อมต่อ (ผ่านท่อพลาสติกยาว) เข้ากับตัวเซ็นเซอร์ ซึ่งโดยปกติจะติดตั้งไว้ใกล้กับวาล์วน้ำเข้าหรือด้านหลังแผงควบคุม
2. น้ำเพิ่มขึ้น ความดันเพิ่มขึ้น เมื่อน้ำเต็มถัง ก็จะบีบอัดอากาศที่ติดอยู่ในห้องและท่อ ความกดอากาศที่เพิ่มขึ้นนั้นจะดันเข้ากับไดอะแฟรมภายในเซ็นเซอร์
3. การเคลื่อนไหวของกะบังลมจะสร้างสัญญาณ ในการออกแบบเครื่องกล-ไฟฟ้าแบบคลาสสิก ไดอะแฟรมจะเคลื่อนคอยล์ภายในวงแหวนแม่เหล็ก โดยเปลี่ยนความเหนี่ยวนำของคอยล์ในวงจร LC - แรงดันน้ำที่มากขึ้นหมายถึงการโก่งตัวของไดอะแฟรมที่มากขึ้น ส่งผลให้ตัวเหนี่ยวนำเปลี่ยนแปลงมากขึ้น ในการออกแบบสมัยใหม่ เซ็นเซอร์ความดัน MEMS จะอ่านอินพุตความดันอากาศเดียวกันนี้ ซึ่งจะแปลงความดันโดยตรงเป็นแรงดันไฟฟ้าแอนะล็อกหรือสัญญาณดิจิทัล (I2C/SPI) ซึ่งเป็นแนวทางที่เสถียร ต้านทานการดริฟท์ และแม่นยำมากกว่าวิธีขดลวดเหนี่ยวนำแบบเก่า
4. บอร์ดควบคุมจะอ่านสัญญาณ บอร์ดคอมพิวเตอร์ของเครื่องซักผ้าจะเปรียบเทียบเอาต์พุตของเซ็นเซอร์กับระดับน้ำเป้าหมายสำหรับรอบการซักที่เลือก
5. การควบคุมน้ำแบบวงปิด ขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างระดับจริงและระดับเป้าหมาย บอร์ดควบคุมจะเปิดหรือปิดวาล์วโซลินอยด์ทางเข้า สำหรับเครื่องจักรที่มีวงจรทำความร้อน องค์ประกอบความร้อนจะทำงานเฉพาะเมื่อระดับน้ำที่ปลอดภัยได้รับการยืนยันแล้วเท่านั้น ซึ่งเป็นระบบล็อคเพื่อความปลอดภัยที่ป้องกันไม่ให้เครื่องทำความร้อนทำงานแห้ง
6. การใช้งานที่นอกเหนือจากเครื่องซักผ้า หลักการตรวจจับความดันอากาศแบบเดียวกันนี้ใช้นอกเหนือจากเครื่องใช้ในครัวเรือน — ในโรงบำบัดน้ำ ถังเก็บน้ำ บ่อน้ำ และระบบตรวจสอบระดับของเหลวทางอุตสาหกรรม — ทุกที่ที่ต้องการการวัดระดับแบบไม่สัมผัสและทนต่อการกัดกร่อน

เซ็นเซอร์ระดับน้ำอยู่ที่ไหน?

ตำแหน่งที่แน่นอนขึ้นอยู่กับประเภทเครื่อง:

• เครื่องซักผ้าฝาหน้า/ถังซัก: เปิดฝาครอบด้านบนและเดินตามท่อน้ำเข้าจากวาล์วทางเข้า โดยทั่วไปเซ็นเซอร์จะติดตั้งติดกับวาล์วทางเข้า โดยเชื่อมต่อกับท่อพลาสติกใสหรือสีตามความยาวของท่อ
• เครื่องซักผ้าฝาบน/ระบบคลื่น: โดยปกติเซ็นเซอร์จะติดตั้งอยู่ด้านหลังแผงควบคุม ใต้ปุ่มเลือกระดับน้ำ คุณจะต้องถอดแผงควบคุมออกเพื่อเข้าถึง
• ในทั้งสองกรณี, ติดตามท่อ: ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ส่วนปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับช่องอากาศที่อยู่ในฐานของดรัมด้านนอก

ข้อผิดพลาดและอาการทั่วไป

เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำที่ชำรุดมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดอาการที่สังเกตได้ดังต่อไปนี้:

หากคุณสังเกตเห็นอาการเหล่านี้ สาเหตุหลักสองประการที่พบบ่อยที่สุด — เรียงตามความเป็นไปได้ — คือ: (1) ท่ออากาศงอ หลุดออก หรืออุดตัน (ตรวจสอบสิ่งนี้ก่อน วิธีแก้ไขที่ง่ายที่สุด) และ (2) ไดอะแฟรมเซ็นเซอร์หรือวงจรภายในที่ล้มเหลว ซึ่งโดยทั่วไปจำเป็นต้องเปลี่ยนมากกว่าการซ่อมแซม

วิธีทดสอบเซ็นเซอร์ระดับน้ำ

1. ถอดปลั๊กเครื่อง และค้นหาเซ็นเซอร์ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น
2. ตรวจสอบท่ออากาศ for kinks, cracks, or disconnection at either end. A surprising number of "sensor failures" are actually just a dislodged or pinched tube.
3. เป่าเบาๆ เข้าไปในท่อที่ถอดออก (โดยที่ปลายเซนเซอร์ยังคงเชื่อมต่ออยู่) — บนเซนเซอร์แบบอุปนัยเชิงกลที่ทำงานอยู่ คุณควรได้ยินหรือรู้สึกถึงเสียงคลิกเบาๆ หรือความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงในขณะที่ไดอะแฟรมเคลื่อนที่ การไม่ตอบสนองมักบ่งชี้ว่าไดอะแฟรมชำรุด
4. ตรวจสอบการกัดกร่อนหรือความชื้นที่มองเห็นได้ ภายในตัวเรือนเซ็นเซอร์ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีน้ำเข้าและยืนยันว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนหน่วย
5. หากเครื่องมีโหมดการวินิจฉัย/บริการ (ตรวจสอบคู่มือรุ่นของคุณ) บอร์ดจำนวนมากสามารถแสดงการอ่านเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์ ซึ่งคุณสามารถเปรียบเทียบกับระดับน้ำจริงในขณะที่เครื่องเติมน้ำได้ ซึ่งเป็นการทดสอบที่น่าเชื่อถือที่สุด หากมี

หากการทดสอบยืนยันว่าเซ็นเซอร์ล้มเหลว การเปลี่ยนโดยทั่วไปจะใช้งานได้ดีกว่าการซ่อมแซม เนื่องจากเซ็นเซอร์เป็นส่วนประกอบปิดผนึกที่มีต้นทุนต่ำซึ่งไม่ได้ออกแบบมาให้เปิดได้

คู่มือทางวิศวกรรม: การเลือกเซ็นเซอร์ความดัน MEMS สำหรับการตรวจจับระดับน้ำ

หากคุณกำลังระบุโซลูชันการตรวจจับระดับน้ำสำหรับแพลตฟอร์มเครื่องซักผ้าใหม่ (หรือการใช้งานผลิตภัณฑ์สีขาวที่คล้ายกัน เช่น เครื่องล้างจาน เครื่องกรองน้ำ หม้อต้มน้ำ) เกณฑ์การคัดเลือกด้านล่างคือสิ่งที่กำหนดว่าเหมาะสมสำหรับการผลิตจำนวนมาก

1. ช่วงความดัน

โดยทั่วไปแล้วคอลัมน์น้ำของเครื่องซักผ้าจะสัมพันธ์กับแรงดันต่างระดับต่ำ ซึ่งการออกแบบส่วนใหญ่จะอยู่ในนั้น 0–100 ปาสคาล ช่วงขึ้นอยู่กับความลึกของดรัมและเส้นทางท่อ แม้ว่าแพลตฟอร์มที่มีอ่างที่ลึกกว่าหรือการออกแบบห้องคู่อาจมีข้อมูลจำเพาะที่สูงกว่า การเพิ่มขนาดช่วงที่มากเกินไปจะลดความละเอียดตรงจุดที่ความแม่นยำมีความสำคัญมากที่สุด — การตรวจจับการเติมในช่วงเริ่มต้น การลดขนาดอาจเสี่ยงต่อความเสียหายจากแรงดันเกินจากฟองโฟมหรือท่อหักงอ

2. อินเทอร์เฟซเอาต์พุต: อนาล็อกและดิจิตอล

3. ความแม่นยำของอุณหภูมิ

รอบการซักเริ่มจากการเติมเย็นไปจนถึงการล้างด้วยความร้อน ดังนั้นเซ็นเซอร์จะต้องคงเอาต์พุตที่เสถียรตลอดช่วงการทำงานที่สมจริง ไม่ใช่แค่ที่อุณหภูมิห้องเท่านั้น ตรวจสอบเอกสารข้อมูล แถบข้อผิดพลาดรวม (TEB) ตลอดอุณหภูมิซึ่งเป็นตัวทำนายประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงได้ดีกว่าตัวเลขความแม่นยำของอุณหภูมิห้องเดียว

4. บรรจุภัณฑ์และการติดตั้ง

บริเวณแผงควบคุมและวาล์วทางเข้ามีพื้นที่จำกัด แพ็คเกจ SOP หรือ LGA ขนาดกะทัดรัดที่บัดกรีซ้ำโดยตรงไปยัง PCB ควบคุม พร้อมพอร์ตที่ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อท่อโดยตรง เป็นมาตรฐานสำหรับแอปพลิเคชันนี้

5. ความเข้ากันได้และการปิดผนึกของสื่อ

แม้ในการออกแบบที่ไม่สัมผัส ความชื้นและไอของสารซักล้างจะไปถึงพื้นที่ติดตั้งตลอดอายุการใช้งานหลายปี ยืนยันการปิดผนึกระดับ IP และการปฏิบัติตาม RoHS/REACH โดยเทียบกับเอกสารข้อมูลและรายงานการทดสอบ แทนที่จะคาดเดาไปเอง ซึ่งสิ่งนี้สำคัญสำหรับความน่าเชื่อถือในภาคสนาม และเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการปฏิบัติตามข้อกำหนดของตลาดเป้าหมายของคุณ

จุดเริ่มต้นที่แนะนำ

ทั้งสองรุ่นมีการปรับเทียบช่วงแรงดันแบบกำหนดเองสำหรับการใช้งานในช่วงต่ำตามแบบฉบับของคอลัมน์น้ำในเครื่องซักผ้า ซึ่งคุ้มค่าที่จะเพิ่มโดยตรงกับวิศวกรรมการใช้งาน เนื่องจากช่วงสต็อกมักจะได้รับการปรับแต่งตามค่าเริ่มต้นสำหรับตลาดอื่นๆ (อุตสาหกรรม การแพทย์)

คำถามที่พบบ่อย

เซ็นเซอร์ระดับน้ำบนเครื่องซักผ้าของฉันอยู่ที่ไหนกันแน่?

สำหรับเครื่องบรรจุฝาหน้า โดยทั่วไปจะติดตั้งไว้ใกล้กับวาล์วทางเข้าด้านหลังฝาครอบด้านบน สำหรับเครื่องเติมน้ำด้านบน/แบบเวฟแอคชั่น โดยปกติจะอยู่ด้านหลังแผงควบคุมใต้ปุ่มปรับระดับน้ำ ในทั้งสองกรณี ให้เดินตามท่ออากาศพลาสติกเพื่อค้นหาตำแหน่ง

ทำไมเครื่องซักผ้าของฉันเติมน้ำไม่หยุด?

นี่เป็นอาการที่พบบ่อยที่สุดของเซ็นเซอร์ระดับน้ำล้มเหลวหรือหลุดออก - บอร์ดควบคุมไม่ได้รับสัญญาณให้ปิดวาล์วทางเข้า ตรวจสอบท่ออากาศเพื่อหาการหักงอหรือการหลุดออกก่อนจึงจะถือว่าเซ็นเซอร์ทำงานผิดปกติ

ฉันสามารถซ่อมเซ็นเซอร์ระดับน้ำด้วยตัวเองได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องเปลี่ยน?

เซ็นเซอร์เป็นส่วนประกอบที่ปิดผนึก หากไดอะแฟรมหรือวงจรภายในชำรุด จะต้องเปลี่ยนใหม่แทนที่จะซ่อมแซม ถอดปลั๊กเครื่องก่อนตรวจสอบหรือเปลี่ยนทุกครั้ง และปรึกษาช่างเทคนิคที่ผ่านการรับรองหากคุณไม่มั่นใจในการทำงานกับสายไฟภายใน

ฉันควรระบุช่วงแรงดันเท่าใดสำหรับเครื่องซักผ้าดีไซน์ใหม่

การออกแบบโหลดด้านหน้าส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่าง 0–100 kPa แต่ช่วงที่ถูกต้องจะขึ้นอยู่กับรูปทรงของดรัมและการกำหนดเส้นทางท่อ ยืนยันกับวิศวกรรมการใช้งานแทนที่จะคาดเดาตัวเลขมาตรฐาน เนื่องจากช่วงที่ไม่ตรงกันจะส่งผลโดยตรงต่อความละเอียดระดับล่าง

เซ็นเซอร์ระดับน้ำ MEMS จำเป็นต้องมีการสอบเทียบภาคสนามหลังการติดตั้งหรือไม่

โดยทั่วไปตัวแปร I2C/SPI แบบดิจิทัลจะจัดส่งโดยปรับเทียบจากโรงงานโดยมีการชดเชยอุณหภูมิในตัว โดยทั่วไปตัวแปรแบบอนาล็อกมักต้องมีการสอบเทียบ/การชดเชยบนบอร์ดควบคุม

มีการสอบเทียบช่วงแรงดันแบบกำหนดเองสำหรับต้นแบบหรือการทำงานในปริมาณต่ำหรือไม่

ใช่ — ช่วงที่กำหนดเองและขนาดเอาต์พุตมีให้สำหรับทั้งปริมาณต้นแบบและปริมาณการผลิต ติดต่อทีมสมัครของเราเพื่อแจ้งช่วงเป้าหมายและปริมาณที่คาดหวังเพื่อขอใบเสนอราคา