CN102853551B - 一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置，所述方法包括如下步骤：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max并传递给所述处理单元；所述处理单元计算报警电流I_min=K×I_max，其中，K=0.05～0.5；所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；所述处理单元记录所述实时电流I小于报警电流I_min的持续时间或次数，当所述持续时间或次数大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元;所述提示单元根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。热水器阳极棒消耗提示装置包括安装于热水器内胆中且与所述内胆绝缘连接阳极棒，检测所述阳极棒与内胆之间保护电流的电流检测单元以及处理单元。

Description

一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置。

背景技术

家用热水器中，绝大部分的内胆都是由碳钢材料制成，为了解决碳钢易被腐蚀的问题，通常在热水器内胆上装有作为牺牲阳极棒的镁棒或铝棒。

因为热水器安装地区的水质和用户使用习惯(如设定温度)差异，阳极棒的使用寿命也不尽相同，对于设定温度低水质好的地区，阳极棒使用寿命可以达到3-4年，而设定温度高或水质差的地区，使用1-2年阳极棒就消耗殆尽。

由于阳极棒安装在热水器内部，用户很难了解阳极棒消耗情况，难以确定是否需要更换阳极棒，最终造成内胆腐蚀漏水而热水器报废。目前，部分热水器虽然能够测试保护电流，但仅仅设置一个固定的保护电流值，当实测的保护电流小于该固定保护电流值时，提示用户阳极棒耗尽需要更换。

但在实际情况中，由于用户习惯、热水器个体差异及地区水质差异等原因，会出现保护电流临界值的不同。现有技术中都将保护电流临界值设置为固定值，该固定值往往高于或低于某台热水器安装使用后实际的保护电流临界值，从而出现过晚或过早报警的误报现象。例如在低温且水质好的地区，内胆的搪瓷质量好情况下，阳极棒还有保护功能但保护电流会低于设定的保护电流临界值，这就引起了误报，可见，有效的阳极棒消耗报警是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置，能够根据不同用户的热水器的实际使用环境及自身因素自动检测保护电流和设置报警电流值(即保护电流临界值)，克服了现有技术中由于固定设定保护电流临界值而忽略了不同用户的热水器的实际使用环境及自身因素，如水质、内胆体积及搪瓷层质量差异等对保护电流临界值产生动态影响的问题，从而实现更加精确地提示用户更换阳极棒保护内胆的目的。

本发明的技术目的可以通过下述技术方案实现：一种热水器阳极棒消耗提示方法，所述热水器的阳极棒与内胆绝缘连接，并且在所述阳极棒与内胆之间设置有电流检测单元，所述电流检测单元与处理单元连接，所述处理单元与提示单元连接，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤①：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max并传递给所述处理单元；步骤②：所述处理单元计算报警电流I_min＝K×I_max，其中，K＝0.05～0.5；步骤③：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；步骤④：所述处理单元记录所述实时电流I小于报警电流I_min的持续时间或次数，当所述持续时间或次数大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元；步骤⑤：所述提示单元根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。

通过上述方法，在用户家的热水器上检测其保护电流、设置报警电流，并根据报警电流提示用户更换阳极棒。由于保护电流是根据用户家确定的水质、确定的热水器体积及热水器内胆搪瓷质量情况等实际因素检测出来的，根据此保护电流设置的报警电流值也是根据用户家的热水器的特定情况确定的。

优选地，所述热水器相应位置还设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接，在进行所述步骤①之前所述温度探头检测所述内胆中的水温并传递给所述处理单元，所述处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度再进行步骤①。

优选地，在进行所述步骤③之前所述温度探头检测所述内胆中的水温，所述处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度再进行步骤③。

优选地，所述预定温度为35℃-75℃。

由于不同的水温条件下检测出来的保护电流有一定差异，在预定的温度条件下测试保护电流和实时电流，能够更精准地确定报警电流及进行提示操作。

优选地，在热水器开始加热后，判断热水器的加热模式，当所述加热模式为半胆模式时，则将上探头温度T_上作为所述内胆中的水温，当所述加热模式为整胆模式时，则将下探头温度T_下作为所述内胆中的水温。

优选地，在所述步骤②中，所述报警电流I_min＝K×I’_max,其中，I’_max为多次检测阳极棒和内胆之间的电流值I_max的平均值。

优选地，所述步骤④中，所述设定值为3-7天或5-10次。

本发明还提供了一种热水器阳极棒消耗提示装置，包括安装于热水器内胆中且与所述内胆绝缘连接的阳极棒，检测所述阳极棒与内胆之间保护电流和所述阳极棒与内胆之间实时电流的电流检测单元，所述电流检测单元与处理单元连接，所述处理单元与提示单元连接，其中：所述电流检测单元用于检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max并传递给所述处理单元，所述电流检测单元还用于检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；所述处理单元用于计算报警电流I_min＝K×I_max，其中，K＝0.05～0.5，所述处理单元还用于记录所述实时电流I小于报警电流I_min的持续时间或次数，当所述持续时间或次数大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元；所述提示单元用于根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。

优选地，所述热水器相应位置设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接。

优选地，所述电流检测单元为互感线圈检测电路或继电器检测电路。

本发明提供的热水器阳极棒消耗提示方法及检测装置可以根据热水器个体的使用条件自动检测并设置报警电流，解决了设定温度、水质差异等因素对保护电流值的影响。

附图说明

图1是本发明一种优选的热水器阳极棒消耗提示方法的流程示意图；

图2是本发明一种优选的热水器阳极棒消耗提示装置的结构示意图；

图3a是本发明一种优选的热水器阳极棒消耗提示装置中互感线圈检测电路的示意图；

图3b是本发明一种优选的热水器阳极棒消耗提示装置中继电器检测电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个优选实施例做详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种热水器阳极棒消耗提示方法，热水器的阳极棒与内胆之间的机械安装结构为绝缘连接，并且在所述阳极棒与内胆之间设置有电流检测单元。所述方法包括如下步骤：

优选地，所述热水器的相应位置设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接，所述温度探头检测所述内胆中的水温并传递给所述处理单元，所述处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度再进行保护电流的检测。即：步骤101：通过设置在热水器相应位置的温度探头，检测热水器内的水温。优选地，在一台热水器使用的初期，即初次安装上水并开始加热后，打开热水器并判断热水器的加热模式。在本发明的一种实施方式中，热水器的内胆中安装有两只用于为内胆中的水加热的加热棒。所述热水器可以工作在整胆模式或半胆模式。所谓整胆模式的工作模式是指上加热棒和下加热棒交替加热，对整胆水进行加热，半胆模式的工作模式是只有上加热棒工作，只加热上半胆的水。

若加热模式为半胆模式，则检测上探头温度T上，若加热模式为整胆模式，则检测下探头温度T下。加热模式通过主动控制来实现，当用户选择“半胆”或“整胆”时，系统主动控制加热棒进行半胆或整胆控制，处于半胆时，只有上探头温度有变化；处于整胆模式时，上下胆的温度和上下棒工作同步上升。

在本发明的其他实施方式中，可以直接对保护电流进行测量。即不测量内胆中的水温直接进入步骤102。

在步骤102中：电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max，并传递给所述处理单元。电流检测单元可以优选地通过互感线圈检测电路、继电器检测电路或其他适用于本发明的检测元器件实现，检测到的电流可以通过放大、A/D转换等环节传递给处理单元，以便处理单元进行后续计算。

在前述的优选实施例中，热水器开始加热，若上探头温度T_上或下探头温度T_下达到预定温度T，优选所述预定温度T＝35～75℃，则开始测定阳极棒和内胆之间的保护电流I_max,并将保护电流I_max写入芯片中，优选地，在预定时间内多次测量阳极棒和内胆之间的电流值，将所述多次测量的电流值的平均值作为保护电流I_max。所述预定时间优选为3-7天或5-10次。本发明可以根据使用者的需要设置所述预定时间。

然后，在步骤103中，处理单元计算报警电流，报警电流I_min＝K×I_max，所述K＝0.05～0.5。

针对本发明的技术方案，根据NACE Standard RP0169-2002中6.2节中规定内胆保护电位(即：内胆与硫酸铜电极之间的电位)在-850mV(vs Cu/CuSO₄)以下时，则内胆可以保持处于不被腐蚀或者腐蚀速率很小的状态。因此，K值的选取尽量应满足：使报警装置具有较高的灵敏度，即一旦内胆保护电位等于或大于-850mV时，即内胆腐蚀速率大于受保护的临界状态值时，则保护电流小于报警电流值，并进行报警提示。

通过实验数据归纳出以下结果：

(1)、当阳极棒重量从100％减到10％的时候，阳极棒的保护电流会变成原始保护电流的40％-60％。

(2)、阳极棒结垢或内胆结垢或加热棒结垢后，会对内胆保护起到积极作用，阳极棒的保护电流会降低20-30％。

(3)、电路检测的试验误差约在±5％。

综合考虑各种因素，本发明的K＝0.05～0.5。

表1为通过实验推导出K值数据，从表1中的数据分析，总体反映出K值的推导依据，发明人通过实验验证，在此范围内K值能够使热水

器准确报警提示阳极棒消耗情况。

表1

在步骤104：通过电流检测单元采集阳极棒和内胆之间的实时电流I并将实时电流I传递给所述处理单元。优选地，在进行所述步骤104之前，温度探头检测所述内胆中的水温并将水温信号发送到处理单元，当处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度后，再执行步骤104。

在步骤105，处理单元记录所述实时电流，当实时电流I＜I_min的天数或次数大于设定值时，则向提示单元发出报警指令，使提示单元告知用户所述热水器的阳极棒已失效。考虑到检测的稳定性，优选地，所述设定值为3-7天或5-10次。

在步骤106，所述提示单元根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。发出报警，告知用户所述热水器的阳极棒已失效。

参考图3a，本发明中的保护电流I_max和实时电流I可以通过具有互感线圈的检测电路测定，所述互感线圈连接在所述阳极棒和热水器内胆之间，阳极棒和内胆间保护电流通过互感线圈测出得到保护电流值I_max或实时电流I，计算得到报警电流I_min，通过检测电路对实时电流值I和报警电流值I_min进行信号放大，将放大后的实时电流值I和报警电流值I_min比对，若连续n天或m次检测出I＜I_min，优选地，n为3-7；m为5-10。则处理单元给提示单元(例如提醒界面)发送信号，提示单元将报警提醒用户更换阳极棒。

参考图3b，本发明的保护电流Imax和实时电流I还可以通过具有继电器的检测电路测定，在继电器检测电路中，阳极棒和内胆连接在继电器和电阻的两端，所述继电器和所述电阻并联。不测试保护电流时继电器接通，阳极棒和内胆间形成回路；检测时，继电器断开，测出电阻两端的电压，该电压值再通过检测电路放大，放大后的电压值除以电阻值得到保护电流值I_max或实时电流I，计算获得报警电流值I_min后将实时电流值I和报警电流值I_min比对，若连续n天或m次检测出I＜I_min，则处理单元给提示单元(例如提醒界面)发送信号，使提示单元报警提醒用户更换阳极棒。优选地，n为3-7；m为5-10。

如图2所示，本发明还提供了一种热水器阳极棒消耗提示装置，包括安装于热水器内胆中且与所述内胆绝缘连接的阳极棒，检测所述阳极棒与内胆之间保护电流的电流检测单元，所述电流检测单元与处理单元连接，所述处理单元与提示单元连接。

优选地，所述热水器的相应位置还设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接。用于测量热水器内胆中的水温。温度探头可以采用各种适合的温度传感器。在本发明优选实施方式的热水器中，在内胆的上部或下部均设置有温度探头，安装在内胆上部的是上探头；安装在内胆下部的是下探头。上探头与下探头的具体位置可以根据具体的产品设计。

当所述热水器内胆中的水温达到预定温度时，保护电流测量单元开始测定阳极棒和内胆之间的保护电流I_max。

处理单元根据阳极棒和内胆之间的保护电流I_max,计算报警电流I_min＝K×I_max，其中，K＝0.05～0.5。

电流检测单元还用于检测阳极棒和内胆之间的实时电流I，记录实时电流I小于报警电流I_min的持续时间，当持续时间大于或等于设定值时，则通过提示单元向用户报警所述阳极棒失效。

优选地，保护电流测量单元和实时电流检测单元可以采用互感线圈检测电路和继电器检测电路。在互感线圈检测电路中，互感线圈连接在所述阳极棒和热水器内胆之间，阳极棒和内胆之间的保护电流通过互感线圈测出得到保护电流值I_max或实时电流I。在继电器检测电路中，阳极棒和内胆连接在继电器和电阻两端，所述继电器和所述电阻并联。不测试保护电流时继电器接通，阳极棒和内胆间形成回路；检测时，继电器断开，测出电阻两端的电压，该电压值再通过检测电路放大，放大后的电压值除以电阻值得到保护电流值I_max或实时电流I。

在采用本发明的热水器阳极棒消耗提示方法及装置之前和之后，对更换阳极棒产生的误报警率的数据如表2所示：

表2

从上表可以看出，在水质非常好的情况下(即电导率范围在0uS/cm-100uS/cm)，误报警率从80％降低到了10％，在水质较好的情况下(即电导率范围在100uS/cm-200uS/cm、200uS/cm-400uS/cm)，误报警率分别从50％和20％降低到了0％，可见，本发明对于水质较好地区用户的技术效果尤为明显。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种热水器阳极棒消耗提示方法，所述热水器的阳极棒与内胆绝缘连接，并且在所述阳极棒与内胆之间设置有电流检测单元，所述电流检测单元与处理单元连接，所述处理单元与提示单元连接，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤①：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max并传递给所述处理单元；

步骤②：所述处理单元计算报警电流I_min＝K×I_max，其中，K＝0.05～0.5；

步骤③：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；

步骤④：所述处理单元记录所述实时电流I小于报警电流I_min的持续时间或次数，当所述持续时间或次数大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元；

步骤⑤：所述提示单元根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。

2.根据权利要求1所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，所述热水器相应位置还设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接，在进行所述步骤①之前所述温度探头检测所述内胆中的水温并传递给所述处理单元，所述处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度再进行步骤①。

3.根据权利要求2所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，在进行所述步骤③之前所述温度探头检测所述内胆中的水温，所述处理单元判断当所述内胆中的水温达到预定温度再进行步骤③。

4.根据权利要求2或3所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，所述预定温度为35℃-75℃。

5.根据权利要求2所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，在热水器开始加热后，判断热水器的加热模式，当所述加热模式为半胆模式时，则将上探头温度T_上作为所述内胆中的水温，当所述加热模式为整胆模式时，则将下探头温度T_下作为所述内胆中的水温。

6.根据权利要求1所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，在所述步骤②中，所述报警电流I_min＝K×I’_max,其中，I’_max为多次检测阳极棒和内胆之间的电流值I_max的平均值。

7.根据权利要求1所述的热水器阳极棒消耗提示方法，其特征在于，所述步骤④中，所述设定值为3-7天或5-10次。

8.一种热水器阳极棒消耗提示装置，其特征在于，包括安装于热水器内胆中且与所述内胆绝缘连接的阳极棒，检测所述阳极棒与内胆之间保护电流和所述阳极棒与内胆之间实时电流的电流检测单元，所述电流检测单元与处理单元连接，所述处理单元与提示单元连接，其中：

所述电流检测单元用于检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流I_max并传递给所述处理单元，所述电流检测单元还用于检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；

所述处理单元用于计算报警电流I_min＝K×I_max，其中，K＝0.05～0.5，所述处理单元还用于记录所述实时电流I小于报警电流I_min的持续时间或次数，当所述持续时间或次数大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元；

所述提示单元用于根据所述处理单元的提示指令进行消耗提示。

9.根据权利要求8所述的热水器阳极棒消耗提示装置，其特征在于，所述热水器相应位置设有温度探头，所述温度探头与所述处理单元连接。

10.根据权利要求8所述的热水器阳极棒消耗提示装置，其特征在于，所述电流检测单元为互感线圈检测电路或继电器检测电路。

Images