CN101673121B - 一种水疗设备的水温控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水疗设备的水温控制方法，所述水疗设备包括由可调节其功率值的电加热器、测量流经所述加热器后水流温度的温度计以及存储数据的存储装置，包括如下步骤：依据本机存储的电加热器驱动波形的第一功率值，加热流经所述电加热器的水，使所述水温由室温升高到指定温度；以第一调节步长为所述驱动波形调节单位，调节所述电加热器的驱动波形，维持所述水温在指定温度。本发明还涉及一种实现上述方法的装置。实施本发明的一种水疗设备的水温控制方法及装置，具有以下有益效果：可以保证水温快速升高到上述指定温度值，并保持稳定运行在指定的温度值。

Description

一种水疗设备的水温控制方法及装置

技术领域

本发明涉及温度控制方法及装置，更具体地说，涉及一种水疗设备的水温控制方法及装置。 

背景技术

在现有的水疗设备(特别是利用水清理直肠的设备)中，由于供水直接进入人体，所以，对水温的要求非常高，不仅要求能够精确地控制水温，而且要求在开始加热时要尽快实现水温的升高，尽快达到指定温度。但是，这些水疗设备都是直接连接在其安装地的自来水管上，而各地的水压、水温都不同，因此不能在产品出厂时将其发热器的功率调节到一个适当的位置，以取得较短的预热时间。现在的设备中，每次开机都需要逐渐加大加热器的输出功率，这种做法的结果是：每次开机时达到指定温度的时间都较长，不仅造成水的浪费，而且还会给用户的使用带来不便；如果以较大的功率加热水流，又容易出现水温超过指定温度的情况。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述每次开机时达到指定温度的时间较长、水温容易超过指定温度的缺陷，提供一种开机时达到指定温度的时间较短、水温不容易超过指定温度的一种水疗设备的水温控制方法及装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水疗设备的水温控制方法，所述水疗设备包括可调节其功率的电加热器、测量流经所述加热器后水流温度的温度计以及存储数据的存储装置，包括如下步骤： 

A)依据本机存储的电加热器驱动波形的第一功率值，加热流经所述电加热器的水，使所述水温由室温升高到指定温度；

B)以第一调节步长为所述驱动波形的调节单位，调节所述电加热器的驱动波形，改变所述电加热器的功率，维持所述水温在指定温度。 

在本发明所述的水温控制方法中，所述步骤A)包括如下步骤： 

A1)判断本机是否已存在所述第一功率值，如是，执行步骤A3)；如否，执行步骤A2)； 

A2)进行电加热器驱动波形的校正，取得所述第一功率值； 

A3)调出所述第一功率值，产生符合其要求的驱动波形驱动所述电加热器使其加热流过的水，使水温达到所述指定温度。 

在本发明所述的水温控制方法中，所述步骤A2)进一步包括： 

A21)输出设定的最小发热功率驱动波形，使所述加热器开始工作； 

A22)以第二调节步长为单位，改变所述驱动波形以便于增加所述电加热器功率； 

A23)测量所述水温是否到达设定温度，如否，返回步骤A22)；如是，执行下一步骤； 

A24)存储当前驱动波形的参数作为所述第一功率值，所述参数包括驱动波形的占空比或电压。 

在本发明所述的水温控制方法中，所述步骤B)进一步包括如下步骤： 

B1)判断所述水温是否大于所述指定温度，如是，执行步骤B2)；如否，跳转执行步骤B3)； 

B2)改变所述驱动波形以便于减小所述电加热器功率，并返回步骤B1)； 

B3)判断所述水温是否小于所述指定温度，如是，执行步骤B4)；如否，返回步骤B1)； 

B4)以第一调节步长为单位，改变所述驱动波形以便于增加所述电加热器功率，并返回步骤B1)。 

在本发明所述的水温控制方法中，所述步骤A)中包括取得当前流过所述电加热器的水流流量，并作为第一流量值存储；所述步骤B)中进一步包括： 

B01)取得当前流量值并与所述第一流量值比较，如相同，执行步骤B1)；如不相同，执行下一步； 

B02)所述当前流量值大于所述第一流量值？如是，按所述当前流量值与所述第一流量值的比值增加当前电加热器功率值，并返回步骤B1)；如否，执行下一步骤； 

B03)所述当前流量值小于所述第一流量值？如是，按所述当前流量值与所述第一流量值的比值减少当前电加热器功率值，并返回步骤B1)；如否，直接返回步骤B1)。 

本发明还揭示了一种水疗设备的水温控制装置，包括： 

学习模块：用于依据当前水流的流量和温度，通过逐步调节加热器功率使水温达到指定温度，并将该功率值存储为第一功率值； 

预热模块：用于依据本机存储的电加热器的驱动波形的第一功率值，控制加热流经所述电加热器的水流，使所述水温由室温升高到指定温度； 

维持模块：用于以第一调节步长为所述驱动波形占空比调节单位，控制所述电加热器驱动波形的占空比，将所述水温维持在指定温度。 

在本发明所述的水温控制装置中，所述预热模块包括第一功率值判断单元、第一水温判断单元以及驱动波形控制单元；所述第一功率值判断单元用于判断本机是否已存在所述第一功率值；所述第一水温判断单元用于检测当前水流温度是否达到所述指定温度；所述驱动波形控制单元用于控制所述电加热器驱动波形的占空比。 

在本发明所述的水温控制装置中，所述学习模块进一步包括最小驱动波形控制单元、第二调节单元以及第一功率值存储单元；所述最小驱动波形控制单元用于控制输出到所述电加热器的驱动波形是最小占空比驱动波形、并依据所述第二调节单元的输出值控制所述驱动波形的占空比；所述第二调节单元以事先设定第二调节步长作为步进量改变所述驱动波形，使电加热器功率增加；所述第一功率值存储单元用于在所述水流温度达到指定值时将当前的驱动波形参数作为第一功率值存储。 

在本发明所述的水温控制装置中，所述维持模块包括：第二水温判断单元及第一调节单元；所述第二水温判断单元用于判断当前水温与设定水温的差别；所述第一调节单元用于根据所述第二水温判断单元的判断结果，使所述驱动波形以事先设定的第一调节步长为步进量改变，以增加或减少所述电加热器功率。 

在本发明所述的水温控制装置中，所述预热模块还包括用于取得当前水流流量并将其作为第一流量存储起来的第一流量检测单元；所述维持模块还包括用于取得当前水流流量、将所述当前水流流量与所述第一流量比较取得其大小、并计算所述当前水流流量与所述第一流量的比值的第二流量检测单元以及依据所述第二流量检测单元的输出结果按比例使当前驱动波形减少或增加的第三调节单元。 

实施本发明的一种水疗设备的水温控制方法及装置，具有以下有益效果：由于设备预热时采用了具有第一功率值的驱动波形，而上述第一功率值又是在本地的水温、水流量的条件下得出的，因此，可以在保证水温在许可范围内快速升高到上述指定温度值。 

附图说明

图1是本发明一种水疗设备的水温控制方法及装置实施例中方法流程图； 

图2是本发明所述实施例中预热模块的结构示意图； 

图3是本发明所述实施例中第一功率值取得单元的结构示意图； 

图4是本发明所述实施例中维持模块的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。 

如图1所示，在本发明一种水疗设备的水温控制方法及装置实施例中，该水疗设备包括由电脉冲驱动发热的电加热器、测量流经所述加热器后水流温度的温度计以及存储数据的存储装置，其温度控制方法包括两个大的步骤(或者可以说是两个方面)，首先是预热步骤，该步骤中依据本机存储的已校正电加 热器的驱动波形的第一功率值，加热流经所述电加热器的水，使水流流经加热器后的温度由室温升高到指定温度(例如，预先设定的、该水疗设备输出水流的标准温度，例如，37度)；其次是维持步骤，在上述步骤使得流经电加热器的水的温度达到指定温度之后，还要维持该水流的温度，以第一调节步长为电加热器驱动波形占空比调节单位(第一调节步长是一个事先设定并存储在水疗设备中的值，例如，1％)，调节其驱动波形，维持上述流经电加热器后的水流温度在指定温度。在本实施例中，由于其采用的可调电加热器是采用其驱动的脉冲波形的占空比来控制该电加热器的输出功率的，所以，表现该电加热器的功率值的就是驱动脉冲的占空比值，所以，本实施例中占空比和功率值表示的是同一个概念。当然，在其他实施例中，例如，使用三极管作为驱动元件时，可能使用别的参数来表示功率值，例如，电压幅度等。在本实施例中，具体而言，上述两个步骤进一步包括如下具体步骤： 

S11取得第一水流量：在本实施例中，该水疗设备的进水口处还设置有一个流量计，该流量计用于测量进入该水疗设备的水流量，也就是电加热器所要加热的水流量。通常而言，本地水流量的变化不会太大，但是，也有特殊的情况，例如，与该水疗设备安装在同一水管上的其他用水设备突然开启，就会对流经该水疗设备的水流量带来较大的影响，而电加热器在同样的功率下，对流量大小不同的水的加热结果是不同的，水流量较小时，其温度会较高；因此，在本实施例中，对水流量进行监测并及时调整电加热器的功率还是有必要的；当然在对温度要求没有很高要求或该水疗设备连接在一个流量不会变化的管道上的其他实施例中，也可以不安装该流量计，与此对应的是，在这样的实施例中，不仅没有本步骤，同时也没有步骤S18-S21，直接由步骤S17跳到步骤S22执行，而在本实施例中所有返回步骤S18的地方，都返回步骤S22。在本实施例中，本步骤取得当前水流量并存储为第一水流量。 

S12本机存在第一功率值？在本步骤中，判断本机(水疗设备)中，是否存储有第一功率值，如有，跳转到步骤S17执行；如没有，执行步骤S13。在本实施例中，上述第一功率值是指电加热器的驱动波形的占空比，而且是该水疗设备在安装后，在本地的水温、水压下，经过一个完整的学习步骤，使得流 经电加热器的水流温度稳定在上述指定温度时，驱动该电加热器的驱动波形的占空比(在其他实施例中，也可能是驱动波形的幅度，即电压)。该值存储在存储器中的指定位置，在该水疗设备出厂时，该值被清零；所以在本步骤中，只要读出该指定位置的读数为零，即可认为在本机中不存在上述第一功率值。 

S13输出最小发热功率的驱动波形：步骤S13到步骤S16是一个预热(学习)并取得第一功率值的过程。通常，该过程发生在该水疗设备安装后的第一次工作时。当然，也可以通过触发一个特殊按钮来进行本过程，从而清理掉因为条件变化而变得不再准确的第一功率值(在本实施例中，是驱动波形的占空比值；在其他实施例中，也可能是驱动波形的幅度，即电压)，获得一个较为准确的值。在本步骤中，水疗设备选择一个最小占空比值的驱动波形输出到所述电加热器，使其开始加热流经的水。这个最小占空比同样是事先设定的，例如我们可以设定其为0.1。该最小占空比的取值需要综合考虑后选取，该值取得较大，可以缩短预热时间，但不利于温度的控制；该值取得较小，可以较为准确地控制温度，但其所用时间较长。 

S14驱动波形增加第二调节步长：在本步骤中，将当前驱动波形的占空比加大，即提高电加热器的功率，增加的占空比的部分是第二调节步长，而第二调节步长是事先设定的。例如，当前驱动波形的占空比是0.2，而第二调节步长是0.11，在本步骤中，就是将驱动波形占空比变为0.31。上述第二调节步长与第一调节步长类似，都是事先考虑各方面的因素后设置并存储在上述存储器的指定位置的。在本实施例中，第一调节步长与第二调节步长的值是不同的，在其他实施例中，他们也可以是相同的。关于第二步长值的选取时考虑的因素，与最小占空比的选取时考虑的因素是大致相同的。在本实施例中，增加的是驱动波形的占空比值；在其他实施例中，也可能是驱动波形的幅度，即电压。由于本实施例中发热功率及占空比的关系，之后不再逐一注明。 

S15水温到指定温度？判断上述流经电加热器后的水流温度是否达到指定温度，如果是，执行步骤S16；如果不是，即上述水温尚未达到指定温度，则返回步骤S14。 

S16当前驱动波形参数存储为第一功率值：在本步骤中，由于在步骤S15 中已经得知流过电加热器的水流温度已达到指定温度，认为该预热(学习)步骤已经完成，此时的电加热器驱动波形占空比就是第一功率值，因此，将该占空比存储到上述存储器中存储第一功率值的指定位置。在其他实施例中，该参数也可能是驱动波形的幅度，即电压。 

S17调出第一功率值，加热水温到指定温度：本步骤是在设备中已存有第一功率值的情况下，读出第一功率值的数值，使驱动波形的占空比为该数值，并将该驱动波形用于驱动电加热器，使电加热器发热加热流过的水流，使该水流的温度达到指定温度。本步骤是设备已有第一功率值时的预热过程。 

上述步骤表现了设备预热过程的两种可能出现的情况，在上面的两种情况中，完成预热后都需要进一步进入维持阶段，因此上述步骤S15或S16之后，在本实施例中，都要进入步骤S18；而在上述的其他实施例中(没有流量检测时)，直接进入步骤S22。 

S18当前水流量大于第一水流量？在本步骤中，判断此时流量计送回的水流流量值是否大于该设备保存的第一流量值，如是，执行步骤S19；如否，执行步骤S20。 

S19按比例增加当前驱动波形：在本实施例的本步骤中，按照测得的水流量值与存储的第一流量值的比例，增加当前驱动波形的占空比；例如，第一流量值是1，此时测得的流量值是1.1，而当前的驱动波形占空比为0.8，当前流量与第一流量的比值是1.1，因此，驱动波形占空比应增加为0.88，以适应水流量的变化。在本步骤中，执行上述调节后，跳转到步骤S22。 

S20当前水流量小于第一水流量？在本步骤中，判断此时流量计送回的水流流量值是否小于该设备保存的第一流量值，如是，执行步骤S21；如否，执行步骤S22。 

S21按比例减少当前驱动波形：在本实施例的本步骤中，按照测得的水流量值与存储的第一流量值的比例，减少当前驱动波形的占空比；例如，第一流量值是1，此时测得的流量值是0.9，而当前的驱动波形占空比为0.8，当前流量与第一流量的比值是0.9，因此，驱动波形占空比应减少为0.72，以适应水流量的变化。在本步骤中，执行上述调节后，跳转到步骤S22。 

S22当前水温高于指定温度？在本步骤中，判断当前流过电加热器后的水流水温是否高于指定温度，如是，执行步骤S23；如不是，跳转到步骤S24执行。 

S23发热功率减少第一调节步长：由于在上面的步骤中，已经判明水流的温度高于指定温度，接下来，就是要将该水流温度降下来，使其等于或更接近指定温度，而前面已提到，降低水流温度的方法是降低电加热器的功率，也就是减小其驱动波形的占空比(在本实施例中)。但是，由于该方法的滞后效应，如果减少的幅度较大的话，可能出现水温大幅度地波动。因此，设定第一调节步长，使当前驱动波形占空比的减少在指定范围内进行。例如，在本实施例中，可以设定第一调节步长为0.02，这样，每次减少的范围就受到了一定的控制，有利于水温的稳定保持。如果在调节前占空比为0.8，经过本步骤后，其占空比为0.78，进行下一轮判断；如果在其他没有流量检测的实施例中，返回步骤S22。 

S24当前水温低于指定温度？在本步骤中，判断当前流过电加热器后的水温是否低于指定温度，如是，执行步骤S25；如不是，则说明水温刚好等于指定温度，本次温度维持完成，返回步骤S18，进行下一轮判断；当然，如果在其他没有流量检测的实施例中，返回步骤S22。 

S25发热功率增加第一调节步长：由于在上面的步骤中，已经判明水流的温度低于指定温度，故应将该水流温度升高，使其等于或更接近指定温度，也就是增加其驱动波形的占空比(在本实施例中)。但是，由于该方法的滞后效应，如果增加的幅度较大的话，可能出现水温大幅度地波动。因此，设定第一调节步长，使当前驱动波形占空比的调节在指定范围内进行。例如，在本实施例中，可以设定第一调节步长为0.02，这样，每次增加的范围就受到了一定的控制，有利于水温的稳定保持。如果在调节前占空比为0.8，经过本步骤后，其占空比为0.82，并返回步骤S18，进行下一轮判断；如果在其他没有流量检测的实施例中，返回步骤S22。 

如图2、图3和图4所示，在本实施例中，还揭示了一种实现上述水温控制方法的装置。该装置包括：预热模块5，其用于依据本机存储的电加热器的 驱动波形的第一功率值，控制加热流经所述电加热器的水流，使水疗设备输出的水流水温由室温升高到指定温度；维持模块6，其用于以第一调节步长为驱动波形调节单位，控制电加热器的驱动波形，将上述水温维持在指定温度；学习模块7：用于在本机尚未存在第一功率值时，依据当前水流的流量和温度，通过逐步调节加热器功率使水温达到指定温度，并将该功率值存储为第一功率值。在本实施例中通过控制上述驱动波形的占空比来控制温度，在其他实施例中，也可以是通过上述驱动波形的电压值来控制温度。 

如图2所示，在本实施例中，预热模块5包括第一功率值判断单元51、驱动波形控制单元53、第一水温判断单元54以及第一流量检测单元55；其中，第一功率值判断单元51用于判断本机是否已存在第一功率值；驱动波形控制单元53用于控制所述电加热器驱动波形的占空比；第一水温判断单元54用于检测当前水流温度是否达到所述指定温度；第一流量检测单元55用于取得当前水流流量并将其作为第一流量存储起来。 

其中，如图3所示，学习模块7进一步包括最小驱动波形控制单元521、第二调节单元522以及第一功率值存储单元523；最小驱动波形控制单元521用于控制开始时输出到所述电加热器的驱动波形是最小发热功率驱动波形、并依据第二调节单元522的输出值控制驱动波形；第二调节单元522以事先设定第二调节步长作为步进量改变驱动波形，使电加热器功率增加；第一功率值存储单元523用于在所述水流温度达到指定值时将当前的驱动波形参数作为第一功率值存储，便于下次开始预热时调用。值得一提的是，在本实施例中，上述参数是驱动波形的占空比；在其他实施例中，上述参数也可以是驱动波形的电压值。 

如图4所示，在本实施例中维持模块6包括第二水温判断单元61、第一调节单元62、第二流量检测单元63以及第三调节单元64；其中，第二水温判断单元61用于在维持阶段判断当前水温与设定水温的差别；第一调节单元62用于根据第二水温判断单元61的判断结果，使所述驱动波形的占空比以事先设定的第一调节步长为步进量增加或减少；其中，第一调节步长是事先设定并存储的，当第二水温判断单元61判断当前水温高于指定温度时，第一调节单 元62减小上述驱动波形的占空比；当第二水温判断单元61判断当前水温低于指定温度时，第一调节单元62增加上述驱动波形的占空比；第二流量检测单元63用于取得当前水流流量、将所述当前水流流量与所述第一流量比较取得其大小、并计算所述当前水流流量与所述第一流量的比值；第三调节单元64根据第二流量检测单元63的输出结果按比例减少或增加当前驱动波形占空比；其中，当第二流量检测单元63判断当前流量小于第一流量时，第三调节单元64减小驱动波形的占空比，且按照第二流量检测单元63输出的比例减小；当第二流量检测单元63判断当前流量大于第一流量时，第三调节单元64增加驱动波形的占空比，且按照第二流量检测单元63输出的比例增加。 

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (6)

1.一种水疗设备的水温控制方法，所述水疗设备包括可调节其功率值的电加热器、测量流经所述加热器后水流温度的温度计以及存储数据的存储装置，其特征在于，包括如下步骤：

A)依据本机存储的电加热器驱动波形的第一功率值，加热流经所述电加热器的水，使所述水温由室温升高到指定温度；

B)以第一调节步长为所述驱动波形的调节单位，调节所述电加热器的驱动波形，改变所述电加热器的功率，维持所述水温在指定温度；

所述步骤A)包括如下步骤：

A1)判断本机是否已存在所述第一功率值，如是，执行步骤A3)；如否，执行步骤A2)；

A2)进行电加热器驱动波形的校正，取得所述第一功率值；

A3)调出所述第一功率值，产生符合其要求的驱动波形驱动所述电加热器使其加热流过的水，使水温达到所述指定温度；

所述步骤A2)进一步包括：

A21)输出设定的最小加热功率驱动波形，使所述加热器开始工作；

A22)以第二调节步长为单位，改变所述驱动波形以便于增加所述电加热器功率；

A23)测量所述水温是否到达设定温度，如否，返回步骤A22)；如是，执行下一步骤；

A24)存储当前驱动波形的参数作为所述第一功率值，所述参数包括驱动波形的占空比或电压。

2.根据权利要求1所述的水温控制方法，其特征在于，所述步骤B)进一步包括如下步骤：

B1)判断所述水温是否大于所述指定温度，如是，执行步骤B2)；如否，跳转执行步骤B3)；

B2)以第一调节步长为单位，改变所述驱动波形以便于减小所述电加热器功率，并返回步骤B1)；

B3)判断所述水温是否小于所述指定温度，如是，执行步骤B4)；如否，返回步骤B1)；

B4)以第一调节步长为单位，改变所述驱动波形以便于增加所述电加热器功率，并返回步骤B1)。

3.根据权利要求2所述的水温控制方法，其特征在于，所述步骤A)中包括取得当前流过所述电加热器的水流流量，并作为第一流量值存储；所述步骤B)中进一步包括：

B01)取得当前流量值并与所述第一流量值比较，如相同，执行步骤B1)；如不相同，执行下一步；

B02)所述当前流量值大于所述第一流量值？如是，按所述当前流量值与所述第一流量值的比值增加当前电加热器功率值，并返回步骤B1)；如否，执行下一步骤；

B03)所述当前流量值小于所述第一流量值？如是，按所述当前流量值与所述第一流量值的比值减少当前电加热器功率值，并返回步骤B1)；如否，直接返回步骤B1)。

4.一种水疗设备的水温控制装置，特征在于，包括：

学习模块：用于依据当前水流的流量和温度，通过逐步调节加热器功率使水温达到指定温度，并将该功率值存储为第一功率值；

预热模块：用于依据本机存储的电加热器的驱动波形的第一功率值，控制加热流经所述电加热器的水流，使所述水温由室温升高到指定温度；

维持模块：用于以第一调节步长为所述驱动波形功率调节单位，控制所述电加热器驱动波形的功率值，将所述水温维持在指定温度；

所述预热模块包括第一功率值判断单元、第一水温判断单元以及驱动波形控制单元；所述第一功率值判断单元用于判断本机是否已存在所述第一功率值；所述第一水温判断单元用于检测当前水流温度是否达到所述指定温度；所述驱动波形控制单元用于控制所述电加热器驱动波形；

所述学习模块进一步包括最小驱动波形控制单元、第二调节单元以及第一功率值存储单元；所述最小驱动波形控制单元用于控制输出到所述电加热器的驱动波形是最小功率驱动波形、并依据所述第二调节单元的输出值控制所述驱动波形；所述第二调节单元以事先设定第二调节步长作为步进量改变所述驱动波形，使电加热器功率增加；所述第一功率值存储单元用于在所述水流温度达到指定值时将当前的驱动波形参数作为第一功率值存储。

5.根据权利要求4所述的水温控制装置，其特征在于，所述维持模块包括：第二水温判断单元及第一调节单元；所述第二水温判断单元用于判断当前水温与设定水温的差别；所述第一调节单元用于根据所述第二水温判断单元的判断结果，使所述驱动波形以事先设定的第一调节步长为步进量改变，以增加或减少所述电加热器功率。

6.根据权利要求4-5任意一项所述的水温控制装置，其特征在于，所述预热模块还包括用于取得当前水流流量并将其作为第一流量存储起来的第一流量检测单元；所述维持模块还包括用于取得当前水流流量、将所述当前水流流量与所述第一流量比较取得其大小、并计算所述当前水流流量与所述第一流量的比值的第二流量检测单元以及依据所述第二流量检测单元的输出结果按比例使当前驱动波形减少或增加的第三调节单元。

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