具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1，为本申请实施例提供的一种液位感测装置的结构示意图。为了便于说明，在图1中示出了流体容器101，可理解，本申请实施例提供的液位感测装置可以独立封装，只有在使用时，才将液位感测装置与流体容器101组合在一起。当然，液位感测装置与流体容器101也可以直接封装在一起，本申请实施例对此不作限制。

如图1所示，流体容器101内部的液面102将流体容器101划分为两部分，其中液面102的上侧为空气，液面102的下侧为墨水，本申请实施例中的液位感测即感测液面102的高度，根据液面102的高度进一步可以判断墨水的余量。需要指出的是，本申请实施例以墨水为例进行说明，可理解，流体容器101内的流体可以为其它介质。

本申请实施例提供的液位感测装置包括M个感测单元103，所述M个感测单元103用于与流体容器101热接触，即感测单元103可以和流体容器101内的流体进行热传递。每个所述感测单元103分别设置在所述流体容器101的不同高度位置处，其中，不同的感测单元103用于匹配不同的流体水平。例如，在图1所示的实施例中，感测单元1-M在流体容器101的高度方向上依次排列，可以通过判断感测单元103处于墨水区域还是空气区域，进而判断液面102的高度。在图1中，感测单元3处于墨水区域，感测单元2处于空气区域，则感测单元3对应的容量即流体容器101的墨水余量。如果M＝5，感测单元3处于墨水区域说明流体容器101还有60％的墨水余量。当然，为了提高检测的精确性，可以通过设置更多的感测单元103来实现，本申请实施例对此不再赘述。

具体地，每个感测单元103内设有一个温度传感器1031和加热器1032，在进行液位感测时，通过加热器1032对感测单元103所在的位置进行加热，由于不同的介质对温度的传导性能不同，因此，可以根据温度传感器1031检测到的温度变化曲线判断其对应的感测单元103是处于墨水区域还是空气区域。具体地，在进行液位感测时，所述M个感测单元中的一个或多个感测单元用于分别进行两次液位感测，所述控制器根据所述两次液位感测所输出的信号，在信号表示升温后或升温过程中，分别得出2个温度变化率，将所述2个温度变化率的差值与预先存储的参考温度变化率差值进行比较，根据比较结果确定所述感测单元的环境状态，所述环境状态包括处于流体区域或未处于流体区域，其中，所述两次液位感测的升温的温度不同。

具体地，当所述温度变化率差值大于或等于所述参考温度变化率差值时，确定感测单元处于流体区域；当所述温度变化率差值小于所述参考温度变化率差值时，确定感测单元未处于流体区域。以下进行详细说明。

在本申请实施例中，每个温度传感器1031和加热器1032均与控制器105电连接，通过控制器105控制加热器1032的加热事件以及温度传感器1031的温度采集事件。具体地，控制器105可以向任意一个感测单元103发送控制信号进行液位感测，也可以像所有的感测单元103发送控制信号进行液位感测。例如，从上往下，依次向每一个感测单元103发送控制信号；或者，从下往上依次向每一个感测单元103发送控制信号。本申请实施例对此不作具体限定。

为了降低电路的冗杂程度，本申请实施例提供的液位感测装置还包括多路复用器104，所述多路复用器104分别与M个感测单元103中的每一个温度传感器1031电连接，多路复用器104可以有选择地将来自温度传感器1031的感测信号路由到数模转换模块ADC，然后ADC感测信号转换为数字信号，输出至控制器105。例如，多路复用器104首先将来自温度传感器1的感测信号路由到ADC，待ADC处理完成后，再将来自温度传感器2的感测信号路由到ADC，避免为每一个温度传感器1031匹配一个ADC，降低电路的冗杂程度。当然，本领域技术人员也可以不采用多路复用器104，为每一个温度传感器1031匹配一个ADC，如图2所示。

在一种可选实施例中，控制器105与耗材上的耗材芯片106电连接。具体地，控制器105与耗材芯片106可以通过I2C总线连接进行信息传输，当然也可以采用其它通信接口，本申请实施例对此不作限制。可理解，液位感测装置的液位感测动作既可以由控制器105控制也可以由耗材芯片106控制，本申请实施例对此不作限制。例如，由控制器105发送液位感测指令至感测单元103，并分析感测单元103反馈的感测信号，耗材芯片106仅获取最终的感测结果；或者，由耗材芯片106发送液位感测指令至感测单元103，并分析感测单元103反馈的感测信号。

在一种可选实施例中，所述液位感测装置不包括控制器105，而是通过控制接口108与耗材芯片106连接。可理解，在这种情况下，液位感测装置的液位感测动作只能由耗材芯片106控制，如图3所示。

另外，本申请实施例提供的液位感测装置还包括电流源107，通过该电流源107为液位感测装置供电。该电流源107于控制器105相连，控制器105可以控制电流源107为不同的感测单元103供电。在一种可选实施例中，该电流源107可以为一个供电接口，该供电接口连接至打印设备的总电源。

在本申请实施例中，将温度传感器采集的信息与预设的参考温度变化率差值进行比较，进而判断温度传感器处于流体区域(如墨水)，还是非流体区域(如空气)。其中，所述参考温度变化率差值为所述液位感测装置预先存储的数据。具体地，所述参考温度变化率差值的取值区间为(|KB’-KA’|，|KB–KA|)，其中，KA和KB用于表征感测单元在流体区域时，分别感测两次后，得到的温度变化率，KA’和KB’用于表征感测单元未处于流体区域时，分别感测两次后，得到的温度变化率。具体地，KA为当感测单元处于流体区域时，控制感测单元升温至第一参考温度C1，在预设参考时间间隔ΔT内检测的第一参考温度变化率；KB为当感测单元处于流体区域时，控制感测单元升温至第二参考温度C2，在预设参考时间间隔ΔT内检测的第二参考温度变化率；KA’为当感测单元未处于流体区域时，控制感测单元升温至第一参考温度C1，在预设参考时间间隔ΔT内检测的第三参考温度变化率；KB’为当感测单元未处于流体区域时，控制感测单元升温至第二参考温度C2，在预设参考时间间隔ΔT内检测的第四参考温度变化率。以下对原理进行详细说明。

参见图4和图5，为本申请实施例提供的一种温度感测曲线示意图。其中，在图4中示出了温度感测曲线L1和温度感测曲线L3，在图5中示出了温度感测曲线L2和温度感测曲线L4。

温度感测曲线L1为感测单元处于墨水区域时，将感测单元在t1时长内加热至第一参考温度C1后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第一参考温度C1后，在预设参考时间间隔ΔT内，温度下降至C3，基于此获得第一参考温度变化率K1，K1的取值如公式一所示。

公式一：

温度感测曲线L2为感测单元处于墨水区域时，将感测单元在t2时长内加热至第二参考温度C2后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第二参考温度C2后，在预设参考时间间隔ΔT内，温度下降至C4，基于此获得第二参考温度变化率K2，K2的取值如公式二所示。

公式二：

温度感测曲线L3为感测单元处于空气区域时，感测单元在t1时长内加热至第一参考温度C1后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第一参考温度C1后，在预设参考时间间隔ΔT内，温度下降至C3’，基于此获得第三参考温度变化率K1’，K1’的取值如公式三所示。

公式三：

温度感测曲线L4为感测单元处于空气区域时，将感测单元在t2时长内加热至第二参考温度C2后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第二参考温度C2后，在预设参考时间间隔ΔT内，温度下降至C4，基于此获得第四参考温度变化率K2’，K2’的取值如公式四所示。

公式四：

其中，第二参考温度C2大于第一参考温度C1；时长t1与时长t2，可以为相等时长，也可以为不相等的时长，感测单元输出的曲线中，到达最高温度的时长是根据加热感测单元的电流变化而变化。

根据第一参考温度变化率K1、第二参考温度变化率K2、第三参考温度变化率K1’和第四参考温度变化率K2’，确定参考温度变化率差值Q，其中Q的取值如公式五所示。

公式五：

|K1’-K2’|＜Q＜|K1-K2|

综上所述，本申请实施例分别在空气区域和墨水区域进行两次升温，分别检测两次参考温度变化曲线，根据不同温度下参考温度变化率的差值设定参考参数。可理解，在实际检测过程中，同样需要进行两次升温，计算两次升温后，降温过程中的温度变化率差值，将该温度变化率差值与参考温度变化率差值Q进行比较，进而确定感测单元处于空气区域还是墨水区域。其中，当实际检测的温度变化率差值大于该参考温度变化率差值Q时，确定感测单元处于墨水区域；当实际检测的温度变化率差值小于该参考温度变化率差值Q时，确定感测单元处于空气区域。

具体实现中，为了保证检测结果的准确性，在进行实际检测时两次升温的温度，以及进行温度变化率检测的时间间隔应当分别与进行参考参数设置时的第一参考温度C1、第二参考温度C2，以及预设参考时间间隔ΔT相匹配。例如，实际检测时两次升温的温度分别等于C1和C2，进行温度变化率检测的时间间隔等于ΔT。当然，也可以设置一差值阈值，使得实际检测时的相关参数与参考参数设置时的相关参数小于或等于某一差值阈值。

需要指出的是，由于不同流体水平的散热性能不同，因此，为了获得更准确的检测结果，在本申请实施例中，需要为位于流体容器的不同高度位置处的感测单元设置不同的参考温度变化率差值，即需要为M个感测单元预设M个相对应的参考温度变化率差值Q，用于在液位感测时和实际检测值进行比较。例如，为第一感测单元和第二感测单元分别预设对应的第一参考温度变化率差值Q1和第二参考温度变化率差值Q2。该与每个感测单元对应的参考温度变化率差值表被储存在耗材芯片内或储存在液位感测装置的控制器内。

参见图6，为本申请实施例提供的一种液位感测方法流程示意图。该方法可应用于图1-图3所示的液位感测装置进行液位感测。如图6所示，其主要包括以下步骤。

步骤S601：M个感测单元中的一个或多个感测单元分别进行两次液位感测，分别得到2个升温后或升温过程中的温度变化率。

可理解，液位感测装置内设有M个感测单元，所述M个感测单元通过升温加热与流体容器内的流体热接触，每个所述感测单元分别设置在所述流体容器的不同高度位置处，其中，不同的感测单元用于匹配不同的流体水平，M≥1。在进行液位感测时，既可以通过M个感测单元进行液位感测，也可以通过M个感测单元中的一个或多个感测单元进行液位感测。其中，用于液位感测的每个感测单元均需要分别进行两次液位感测，分别得到2个升温后或升温过程中的温度变化率。

其中，所述升温后的温度变化率是指升温后降温过程中的温度变化率；所述升温过程中的温度变化率是指升温过程中的温度变化率。

参见图7，为本申请实施例提供的另一种温度感测曲线示意图。在图7中示出了温度感测曲线L5和温度感测曲线L6。

其中，温度感测曲线L5为将感测单元在时长t3内加热到第一温度c10后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第一参考温度c10后，在预设参考时间间隔Δt10内，温度下降至c10’，基于此获得第一温度变化率k10，k10的取值如公式六所示。

公式六：

温度感测曲线L6为将感测单元在时长t3内加热到第一温度c20后，输出的曲线图。其中，感测单元加热至第一参考温度c20后，在预设参考时间间隔Δt10内，温度下降至c20’，基于此获得第一温度变化率k20，k20的取值如公式七所示。

公式七：

需要指出的是，为了保证检测结果的准确性，在进行实际检测时两次升温的第一温度c10、第二温度c20，以及预设时间间隔Δt10应当分别与进行参考参数设置时的第一参考温度C1、第二参考温度C2，以及预设参考时间间隔ΔT相匹配。例如，c10＝C1，c20＝C2，Δt10＝ΔT。当然，也可以设置一差值阈值，使得实际检测时的相关参数与参考参数设置时的相关参数小于或等于某一差值阈值。具体为，所述第一参考温度C1与所述第一温度c10的差值小于或等于预设的第一差值阈值；所述第二参考温度C2与所述第一温度c20的差值小于或等于预设的第二差值阈值；所述预设参考时间间隔ΔT与所述预设时间间隔Δt10的差值小于或等于预设的第三差值阈值。

其中，上述时长t3是为了便于计算2个曲线的斜率而大约划定的，实质上，感测单元由2个不同的升温温度，输出的曲线中，到达最高温度的时长是不一样的。

步骤S602：分别将感测单元的2个升温后或升温过程中的温度变化率的差值和与感测单元的对应的参考温度变化率差值进行比较。

同样以图7所示的温度感测曲线为例，将所述第一温度变化率和所述第二温度变化率的差值|k10-k20|与预设的参考温度变化率差值Q进行比较，进而判断感测单元处于墨水区域还是空气区域。

步骤S603：根据比较结果确定所述感测单元的环境状态，所述环境状态包括处于流体区域或未处于流体区域。

具体地，当所述温度变化率差值大于或等于所述参考温度变化率差值时，确定感测单元处于流体区域；当所述温度变化率差值小于所述参考温度变化率差值时，确定感测单元未处于流体区域。

例如，在图7所示的实施例中，由于感测单元在墨水区域，因此获得的两次升温后的温度变化率差值|k10-k20|大于参考温度变化率差值；相反，若感测单元在空气区域，则获得的两次升温后的温度变化率差值|k10-k20|小于参考温度变化率差值。

可理解，在图7所示的实施例中，所述预设时间间隔Δt10为升温至第一温度c10和第二温度c20后，降温过程中的预设降温时间间隔，所述第一温度变化率k10和第二温度变化率k20为降温过程中的温度变化率。

也就是说，在上述实施例中，利用降温过程中的温度变化率差值进行液位感测。可理解，基于同样的原理，也可以利用升温过程中的温度变化率差值进行液位感测。在利用升温过程中的温度变化率进行液位感测时，所述预设时间间隔Δt为升温至第一温度c1和第二温度c2过程中的预设升温时间间隔，所述第一温度变化率k10和第二温度变化率k20为升温过程中的温度变化率。

可理解，在利用升温过程中的温度变化率差值进行液位感测时，预设的参考温度变化率差值Q同样应当为在升温过程中获得参考温度变化率差值。具体原理可以参考降温过程中的实现方式，为了行文简洁，在此不再赘述。

可理解，图6所示的温度感测方法只是对一个感测单元的感测。具体实现中，打印设备在执行完打印操作或开机后，可以向耗材芯片松请求更新墨水余量的指令，耗材芯片接收到该请求指令后，控制器依次以不同的加热温度控制所有或部分感测单元，感测两次温度变化率，进而根据温度变化率差值确定所有或部分感测单元所处的状态，进而判断液位。

其中，当采用多个感测单元进行液位感测时，由于不同流体水平的散热性能不同，因此，需要为位于流体容器的不同高度位置处的感测单元设置不同的参考温度变化率差值，可以获得更准确的检测结果。

例如，液位感测装置内包括10个感测单元，则耗材芯片或相关电路内存储有该10个感测单元对应的参考参数，假如此时有5个感测单元处于墨水区域。当需要感测液位时，打印设备发送对应的指令至耗材芯片，耗材芯片启用液位感测电路(液位感测装置)感测液位。液位感测电路的控制器依次接收10个感测单元在两次加热温度下，感测的两次温度变化率，然后将每个感测单元的温度变化率差值分别与存储的相应的参考参数进行比较，确定每个感测单元的状态。其中，控制器可以通过改变加热时长或加热功率，使得感测单元具有不同的加热温度。

示例性地，根据上述方式判断存在5个感测单元处于墨水区域，根据百分比换算，耗材余量为50％。当然，也可以为不同的感测单元配置不同的余量参数，例如，处于最低位置的感测单元对应的耗材余量为20ml等。

在本申请实施例中，对于每一个感测单元，基于两个温度变化率确定感测单元的环境状态，进而确定耗材余量，检测结果可靠性高。

具体实现中，还可以利用液位感测过程中的数据判断耗材的真伪。参见图8，为本申请实施例提供的一种耗材验证方法流程示意图。如图8所示，其主要包括以下步骤。

步骤S801：判断M个感测单元中的任意一个是否存在连续两次液位感测，且根据所述两次液位感测分别得到2个温度变化率。

本申请实施例，在完成液位感测后，基于液位感测过程中的数据判断耗材的真伪；或在进行液位感测前，基于感测单元预先感测的数据判断耗材的真伪。由于本申请实施例提供的液位感测方法中，同一个感测单元需要连续进行两次液位感测，因此可以通过判断任意一个感测单元是否存在连续两次液位感测，且根据所述两次液位感测分别得到2个温度变化率，确定耗材的真伪。

步骤S802：若所述M个感测单元中的任意一个，能在两次液位感测后，分别得到2个温度变化率，则确定为真耗材。

若任意一个感测单元能在两次液位感测后，分别得到2个温度变化率，说明符合设定的验证规则，则确定为真耗材。

另外，为了进一步提高验证结果的可靠性，在满足该验证条件后，还可以进一步判断感测单元对应的两次升温的温度与预设的耗材验证温度是否相匹配。例如，将感测单元进行液位感测时的第一温度c1和第二温度c2与预设的耗材验证温度进行比较，若第一温度c1和第二温度c2与预设的耗材验证温度相匹配，则确定为真耗材；相反，若不匹配，则确定为伪耗材，拒绝该耗材的使用。其中，耗材验证温度可以为打印设备设定的温度。

步骤S803：若所述M个感测单元中的任意一个，不能在两次液位感测后，分别得到2个温度变化率，则确定为伪耗材。

若任意一个感测单元不能在两次液位感测后，分别得到2个温度变化率，说明不符合验证规则，则确定为伪耗材，拒绝该耗材的使用。

在本申请实施例中，利用液位感测数据验证耗材的真伪，提高耗材的可靠性。

与上述液位感测装置相对应，本申请实施例还提供了一种打印盒，所述打印盒包括流体容器和上述实施例所述的液位感测装置。所述流体容器用于容纳打印物质(例如，墨水)，所述液位感测装置用于感测打印物质的余量。具体工作原理可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。

与上述打印盒相对应，本申请实施例还提供了一种打印设备，所述打印设备包括上述打印盒，使得所述打印设备可以准确地检测耗材余量。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。