CN104583772A - 水的电导率和硬度的转换因子的测定 - Google Patents

Abstract

一种用于测定水的硬度的方法和装置。水被分成两部分。一部分在离子交换器中处理而另一部分旁路处理单元。两部分再混合在一起以获得确定硬度的水。确定针对不同的混合比例的水的电导率，电导率随混合比例的变化用于确定将电导率值转换为硬度值的转换因子。

Description

水的电导率和硬度的转换因子的测定

技术领域

本发明涉及一种可以通过流体处理设备的流体处理部件从流体去除的组分的浓度的量度的测定方法，包括流体处理装置的使用，所述流体处理装置包括：

用于接收未处理流体的入口；

出口；以及

在入口和出口之间的至少一条流体路径，所述流体路径包括至少一个流体处理部件，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过流体处理部件的流体中的至少某些类型的组分，所述方法包括：

获取至少两个测量值，分别表示所述流体一参数的相应值，所述值部分依赖于通过流体处理部件可去除的组分的浓度，

其中，所述测量值与以不同比例的流体所实施的测量有关，所述比例为未处理的流体与通过包含流体处理部件的所述至少一条流体路径的流体的比例；

使用所述测量值获取表示由于流体处理部件的处理而发生的所述参数的值的变化的差值；以及

将所述差值转换为表示通过流体处理部件从流体可去除的组分的浓度的输出值。

本发明还涉及基于使用流体处理装置而获得的测量值而测定可以通过流体处理设备的流体处理部件从流体去除的组分的浓度的量度的系统，所述流体处理装置包括：

用于接收未处理流体的入口；

出口；以及

在入口和出口之间的至少一条流体路径，所述流体路径包括至少一个流体处理部件，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过流体处理部件的流体中的至少某些类型的组分，所述系统包括：

与至少一个用于获取至少两个测量值的传感器的接口，所述测量值分别表示部分依赖于可以通过流体处理部件去除的组分的浓度的流体参数的相应值，

其中，所述测量值与以不同比例的流体所实施的测量有关，所述比例为未处理的流体与通过包含流体处理部件的所述至少一条流体路径的流体的比例，

其中，所述系统被配置为使用所述测量值获取表示由于流体处理部件的处理而发生的所述参数的值的变化的差值；以及

将所述差值转换为表示通过流体处理部件从流体可去除的组分的浓度的输出值。

本发明还涉及用于处理流体的系统。

本发明也涉及计算机程序。

背景技术

EP 2 169 393 A1公开了一种测定水的硬度的方法。通过针对未处理的水所实施的第一测量来确定第一电导率值σ_CaH2O，通过针对已处理的水所实施的测量来确定第二电导率值σ_NaH2O。通过离子交换器处理未处理的水以获得软化的已处理的水。第二测量受到软化的已处理的水的影响。离子交换器使钙离子和钠离子交换，其中，水的电导率变化。该变化可以通过第二测量来确定。未处理的水的钙离子的浓度C_Ca由如下公式确定：

C_Ca＝(σ_NaH2O-σ_CaH2O)/(2*Λo_Na-Λo_Ca)′

其中，Λo_Ca是25℃时钙的摩尔电导率，Λo_Na是25℃时钠的摩尔电导率。如果忽略镁离子对水的硬度的贡献，则水的硬度毫无疑问的源于钙离子的浓度C_Ca。例如，水的硬度可以利用公知的关系1°fH＝0.2*C_Ca用法国硬度单位来表示。

这种测定的一个问题是对于所有类型的自来水是不够精确的。在某些类型的自来水中，存在许多其他的离子种类。虽然他们对于所测得的电导率的贡献已经通过离子交换器之前和之后的值的差别去除，但是无论出于何种目的，向硬度值的转换是不够精确的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种通过流体处理设备的流体处理部件产生可以从流体去除的组分的浓度的相对精确的量度(例如暂时硬度的量度)的方法、系统和计算机程序。

根据本发明的方法的第一方面获得该目的，其特征在于：依赖于近似于流体处理设备中的参数的绝对值的参数的进一步的值实施转换。

该方法使用至少两个测量值，每个测量值分别表示部分依赖于通过流体处理部件可去除的组分的浓度的流体参数的相应值。一个示例是电导率，电导率依赖于所有的离子种类的浓度，不仅仅是那些可以通过特定的流体处理设备去除的离子种类。因此该方法不依赖于(昂贵的)离子选择传感器(即使这种传感器是可以获得的)。因为这种测量值与针对未处理的流体与通过包括流体处理部件的至少一条流体路径的流体的不同比例的流体所实施的测量有关，所以有可能使用该测量值获得差值，所述差值表示由于流体处理部件的处理而产生的参数值的变化。该差值捕获了由于流体处理以及由此存在于未处理流体中的可去除组分的浓度所产生的影响。该差值转换为表示可以通过流体处理部件从流体去除的组分的浓度的输出值。所述方法基于如下认识，即：依赖于至少近似于流体处理装置内的流体的参数的绝对值的所述参数的一个值实施所述转换可以提高精确度。这考虑到如下事实：诸如类似于水的流体的导电率或PH值的特性不会随着例如离子浓度而精确地线性变化，但是依赖于与浓度相关的活性系数。

在一个实施例中，所述进一步的值至少近似于流体处理部件的直接上游和直接下游的参数的绝对值。

这进一步提高了精确度，因为是这两个绝对值之间的差转换为输出值。因为差值等于两个参数值之间的差，所以近似于两个参数值中的至少一个，但是可以等于另一个的值将需要在转换中使用。

在一个变形中，进一步的值对应于流体处理部件的直接上游和直接下游的参数的平均值。

因此，在这种情况下，该进一步的值近似于流体处理部件的直接上游和直接下游的参数值两者，是它们之间的值。

在一个实施例中，将差值转换为输出值包括将差值除以线性依赖于进一步的值的因子。

众所周知，溶质(特别是特定的离子种类)的活性依赖于它的浓度以及其他离子种类的浓度(这遵循Debye-Hückel-Onsager理论)。对于第一近似，依赖关系是线性依赖关系，而转换因子相对于参数值成比例地减小。这已经针对一个应用被实验地确定，该应用中，待确定的输出值是水的暂时硬度，参数是电导率，使用不同的供给所提供的相对大量的水样品。因此，这种变形提供相对精确的结果，同时使得获取输出值所需的计算资源保持在容许限度内。

在一个实施例中，测量值基于流体的电导率的测量。

电导率是相对容易测量和处理的。其依赖于溶解盐的浓度，溶解盐通常通过流体处理设备的流体处理部件去除或替换。

在一个实施例中，测量值进一步依赖于至少一个温度测量。

因此，不精确的进一步来源被去除。仅仅需要存储一组常数用于将不同的值转换为输出值，即，一组对参考温度有效的值。在一种实施方式中，从包括温度传感器和电导率传感器的传感器设备获得测量值，所述传感器设备被配置为考虑温度与参考温度的偏差而对测量的电导率值实施校准，从而提供校准的测量值作为输出。在另一变形中，使用包含温度相关的电组件(例如热变电阻)的传感器设备以获得依赖于温度和流体的所述参数的值两者的测量值。两种类型的传感器设备都是常见可获得的，并且其对计算输出值的数据处理设备的计算资源仅存在有限的需求。

在一个实施例中，在不同的时间点从相同的传感器获得测量值。

该实施例避免了传感器漂移的问题，如果用于获得差值的测量值源于不同的传感器，则会发生传感器漂移。减去这两个值不会消除传感器漂移的影响，因此需要定期重新校准。诸如自来水的未处理流体的组成在短时间内通常变化较小，因此使用连续测量不会引起相关的误差。此外，使用一个传感器是更加有成本效益的。

在该实施例的一个变形中，流体处理装置还包括：

入口、包括至少一个流体处理部件的至少一个流体路径和至少一个第二流体路径之间的分支点，每个第二流体路径旁路至少一个流体处理部件，在使用中，第二流体路径在零和一之间引导通过入口接收的流体的混合比值；

混合位置，第一和第二流体路径在混合位置汇合；以及

至少一个用于调节混合比值的设备，

其中，方法包括从位于混合位置下游的至少一个传感器获得测量值并且使所述至少一个设备在以不同比例实施的测量之间调节混合比值，所述比例为未处理的流体与通过包括至少一个流体处理部件的至少一个流体路径的流体的比例。

在混合位置的流体是通过流体处理部件处理的流体和旁路这些流体处理部件的流体的混合物。因此，已处理流体通过与未处理流体的混合而被稀释。混合比值是所有的未处理流体中有多少保持未处理而之后与已处理流体混合的度量。上述流体处理装置特别地包括被配置为去除液体中的暂时硬度或碳酸盐硬度的流体处理部件。这种流体处理部件包括离子交换介质，离子交换介质不仅去除对暂时硬度有贡献的组分，并且在过程中降低液体的PH值。通过将已被处理的液体与未被处理的液体混合，得到的混合物不会过酸。这防止器械被混合物腐蚀。

测量值从实施测量的已知的混合比值转换为表示由于流体处理部件的处理而产生的参数值的变化的差值。这可以例如通过用测量值的变化除以混合比值的变化来实现。这种方法的变形允许使用单个的传感器。因为它特别地避免使用位于流体处理部件上游的传感器，所以减少了归因于可以通过流体处理部件去除的组分的传感器的损伤(例如，归因于水垢的损伤)。该方法可以使用混合比值的相当小的变化。因此，这些值可以在被确定为对器械最佳的值的附近，在混合位置下游的流体的混合物提供给该器械。因此，例如，如果流体处理部件被配置为去除液体的暂时硬度，被提供已处理液体和未处理液体的混合物的器械不具有(腐蚀的)完全处理过的水。

进一步的影响是使所述方法适用于常见类型的已有的流体处理装置。这种类型的装置包括滤头和可替换的滤芯。未处理的流体在滤头中被分成能够被引入滤芯的两股流体。一股流体直接通过例如用于软化的滤床。另一股流体旁路滤床。这两股流体在滤芯中结合并且结合的流体经历进一步的处理(例如，去除挥发性有机化合物或细菌)。滤芯具有用于将已处理的流体提供回滤头的单一出口。仅针对通过滤床的流体实施测量意味着将传感器置于滤芯中，这通常不是个可行的建议。通过从位于混合位置下游的至少一个传感器获得测量值，可以使用置于滤头中甚至是滤头下游的传感器。

用于调节混合比值的设备通常包括耦合至一个或多个阀的电机，例如步进电机或伺服电机。所述设备还包括扭矩转换齿轮单元。

在方法的一个实施例中，流体处理部件是液体处理部件，特别是包括离子交换介质的液体处理部件，更特别地是包括至少初始为氢的形式的离子交换介质的液体处理部件。

因为流体处理部件被配置为从液体中去除阳离子，所以该实施例引起相对较大的差值。例如钙和镁的阳离子与氢离子交换，氢离子与碳酸盐和碳酸氢盐阴离子反应生成水或二氧化碳。因此，减少了电荷载体的浓度。这反映在一个相对较大的差值，特别是当测量值是表示液体的电导率的值(可选地相对于参考温度归一化)时。在一个替代方式中，参数值的变化更小，因为阳离子将与同价的阳离子交换。在这种情况下，由于流体处理，仍然存在例如电导率的变化，但是对于不同类型的离子，这种变化将降低至不同的活性水平，并因此更小。以氢的形式的离子交换介质可以是包含在流体路径的流体处理部件中的唯一类型的阳离子交换介质。离子交换介质可以特别地是弱酸性的离子交换介质。

方法的实施例包括：

获得通过包括至少个流体处理部件的至少一条流体路径的流体的量的量度；以及

将至少该量度和在一定时间内测定的可以从流体去除的组分的浓度的量度应用至流体处理部件的消耗状态的量度的测定。

在该实施例中，按照可以通过流体处理部件去除的组分的浓度加权的流速的积分被测定。这表示在流体处理部件的寿命期间，流体处理部件上的累积的负载。该方法允许使用一自动化系统来实施该方法以确定该自动化系统所包含的流体处理部件和/或流体处理介质的消耗状态，或相反地剩余的可用寿命(也是消耗状态的量度)。如果流体处理部件包含在可替换的滤芯中，实施该实施例的系统能够测定何时应当更换滤芯。在一个变形中，使输出设备以用户可感知的形式提供表示消耗状态的输出。换言之，为用户提供可听或可见的信号。另外地或可替代地，将表示消耗状态的输出数据经由通信线路传送至外部设备，例如被配置为接收已处理流体的器械。这允许使用外部设备的用户接口向用户提供信号。当流体处理装置位于用户的视野之外而器械没有位于用户的视野之外时，这是有用的。在一个变形中，用户可感知的输出仅在确定流体从流体处理装置排出时提供。这增加了用户实际存在来观察输出的可能性，并且节约能源。类似的，在确定流体正在从流体处理设备排出时，可以实现经由通信线路将输出数据传送至外部设备。这增加了数据将被处理的可能性，尽管外部设备不太可能关闭或者在待机模式。

根据另一方面，用于测定通过流体处理设备的流体处理部件从流体可去除的组分的浓度的量度的系统的特征在于：所述系统被配置为根据近似于流体处理装置内部的参数的绝对值的参数的进一步的值实施转换。

所述系统提供与方法实质上相同的效果。它适合仅用作测量系统，以提供通过至数据处理系统的接口或至用户接口的输出形式的输出值。所述系统也可以是控制系统的一部分，控制系统用于控制在输出端提供的流体中可以通过流体处理部件去除的组分的浓度，例如通过改变在入口处提供的旁路流体处理部件的流体的部分。

在一个实施例中，所述系统被配置为实施根据本发明的方法。

根据另一方面，根据本发明的用于处理流体的系统至少包括：

用于接收未处理流体的入口；

出口；

在入口和出口之间的至少一条流体路径，所述流体路径包括流体处理部件，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过流体处理部件的流体中的至少某些类型的组分；以及

根据本发明的用于测定可以通过流体处理设备的流体处理部件从流体去除的组分的浓度的量度的系统。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序，包括：一组指令，当其包含在机器可读介质中时，能够使系统具有能够实施根据本发明的方法的信息处理能力。

附图说明

下文将参照附图进一步说明本发明，其中：

图1是包括用于测定暂时硬度的量度的系统的水处理装置的示意图；

图2是示出系统所使用的用于测定暂时硬度的的量度的方法的步骤的流程图；

图3是示出图2的方法所使用的可变转换因子与实验数据的拟合的视图；

图4是用于图2的方法的变形的可替代的水处理装置的示意图；以及

图5是用于图2的方法的变形的另一可替代的水处理装置的示意图。

具体实施方式

下面将使用用于软化水的液体处理系统的示例。该装置同样地适用于处理其他类型的液体，并且下文所讨论的用于测定硬度的量度的方法也能够用于测定可以通过用于处理这类其他液体的液体处理设备的液体处理部件去除的组分的浓度。

通过图1的示例示出的水处理装置包括用于接收未处理水的入口1和用于提供具有期望水平的暂时硬度的水的出口2。入口1可连接至未处理水的水源，特别是自来水源。出口2可连接至诸如蒸汽锅、洗碗机或用于制备饮料的设备(例如咖啡机)的器械。流体处理装置包括流体处理设备3，流体处理设备3被配置为至少在一定程度上去除通过它的水的暂时硬度。下文中，为了简便，假设流体处理设备3对于去除基本上所有的暂时硬度是有效的。暂时硬度，也称为碳酸盐硬度，是由于溶解的碳酸盐矿物(实质上是碳酸盐和碳酸镁)的存在而引起的。暂时硬度不同于永久硬度，诸如氯化钙的其他矿物对永久硬度也是有贡献的。

在一个可替代的实施例中，流体处理设备3不是仅仅对于去除通过它的水的暂时硬度有效，而是对去除通过它的水的所有硬度都有效，并且流体处理装置被配置为提供具有期望水平的总硬度的水。这仅仅是使用具有不同过滤介质的流体处理设备3的问题。再回到暂时硬度的示例，流体处理设备3可以包括过滤介质，所述过滤介质可以包括例如至少初始为氢的形式的弱酸性离子交换器。

因此，具有从入口1通过流体处理设备3到达出口的第一流体路径。在图1的流体处理装置中，也具有从入口1到出口2的第二流体路径。该第二流体路径旁路流体处理设备3。在所示的实施例中，通过第二流体路径的水根本不被处理。在可替代的实施例中，第二流体路径旁路与第一流体路径的流体处理部件相同类型，但是通过一个或多个替代的流体处理部件的任意流体处理部件。它们可以被配置为以不同的程度去除相同的组分。然而通常，替代的流体处理部件将被配置为去除不同的组分和/或增加组分。例如，第二流体路径可以包括沉淀过滤器或活性炭过滤器。在一个实施例中，包含在第一流体路径中的流体处理部件包含在可更换的流体处理设备中。第二流体路径可以通过相同的流体处理设备，但是旁路被配置为去除暂时硬度的流体处理部件。

可变比例的分流器4布置在第一和第二流体路径分叉的分支点。分流器4可以通过由控制设备6控制的电机5调节，控制设备6具有与电机5的接口7。以这种方式，通过入口1的可调比值的水(在本文中，该比值优选地为混合比值x)通过第二流体路径。第一和第二流体路径在混合位置8汇合，因此通过流体处理设备3处理的水和剩余的未处理的水可以混合。在所示的实施例中，控制设备6被编程，以将电机5的位置与混合比值x的值关联，反之亦然。

控制设备6包括数据处理单元9和存储器10。控制设备6具有用于提供与出口2处的水的暂时硬度的目标值相关的输入的接口11。输入可以是表示将被使用的水的应用类型的值或信息。在可替代的实施例中，该输入可以从另一设备通过接口11传送。控制设备6被配置为测定入口处的水的暂时硬度并且通过调节电机5和分流器4的布置而将混合比值x设定至合适的值。以这种方式，可以获得暂时硬度的特定目标值，即使通过流体处理设备3能够将通过它的水的暂时硬度去除至唯一的固定限度，通常为100％。

在所示的实施例中，控制设备6包括与流量计13的接口12，所述流量计13被配置为测量流过流体处理装置的体积流量。因为控制设备6控制确定混合比值x的设置，它可以将流过流体处理装置的总的累积体积流量转换为表示已经通过流体处理设备3的水的体积的值。因为它也确定入口1处的水的暂时硬度，所以它能够测定暂时硬度诱发组分的总量的量度，在一段时间内(通常从初次使用开始)，流体处理设备3暴露至暂时硬度诱发组分。实际上，它计算流速对某段时间的积分，由以该流速通过的水的硬度的量度加权。以这种方式，当流体处理设备3已经耗尽并且需要替换或再生时，它可以发出信号。该信号通过接口11或单独的输出接口(未示出)提供。当接口11是用户接口时，信号以用户可感知的形式提供，例如通过流体处理设备3的剩余寿命和/或已经使用的初始可用的处理容量的比值的视觉和/或听觉指示。如果接口11是用于建立至外部器械的数据通信链路的数据通信接口，相同的信息以数据信号的形式传送，用于以外部器械可感知的方式处理和/或输出。可选地，仅在确定流体通过出口2时提供信号。

控制设备6也具有与传感器设备15的接口14，传感器设备15包括被配置为测量混合位置8的下游的水的电导率的电导率传感器16。水的电导率依赖于所有种类的溶解离子的浓度，不仅仅是那些对硬度有贡献的种类或者那些对硬度有贡献的种类中对暂时硬度有贡献的部分。因此，例如，水可以包含溶解的氯化钙，其中，钙离子对暂时硬度没有贡献，但是对永久硬度有贡献。此外，特定的离子种类对硬度根本没有贡献，但是它们的浓度部分地确定水的电导率。控制设备6，具体是数据处理单元9，被编程以使用从传感器设备5获得的测量值确定未处理水的暂时硬度。

在所示的实施例中，传感器设备15包括温度传感器17和数据处理器18，用于将来自电导率传感器16的电导率值转换为若温度在特定的参考值，例如25℃，则将获得的值。这些校准的值作为控制设备6的输出。这考虑了给定浓度的电导率随水的温度变化的事实。不需要将温度信号提供至控制设备6，从而节约了连接器和引线并降低了潜在的失败风险。

在传感器设备15位置处(即混合位置8的下游)的水的电导率依赖于未处理水的电导率、混合比值和直接在流体处理设备3的下游但是在混合位置8的上游的出口点19处的水的电导率。令未处理水的电导率为s₀而出口点19处的电导率为s₁。差Δs≡s₀-s₁源于暂时硬度的去除，即表示由于流体处理设备3的处理而产生的电导率的变化。获取该值并且转换成暂时硬度的量度。在传感器设备15的位置处的水的电导率可以如下描述：

s＝x·s₀+(1-x)·s₁＝x·(s₀-s₁)+s₁＝x·Δs+s₁  (1)

应当理解，差值Δs可以通过确定表示在传感器设备15处的电导率s相对于混合比值x的偏移的值来获得。这实质上是配置控制设备6的目的。

图2示出了获得未处理水的暂时硬度的一个值的方法。该方法以一定的时间间隔执行以捕获供应至入口1的水的组成的普遍差异。例如，该方法可以每天执行或者以长于一天的间隔执行。

在第一步20中，控制设备6使电机5和分流器4调节以使混合比值变化至第一值x₁，例如x₁＝x₀+Δx/2。在接下来的步骤21中，从传感器设备15获得测量值s(x₁)，该值与以第一值x₁的混合比值实施的测量有关。接下来，控制设备6使电机5和分流器4调节(步骤22)以使混合比值变化至第二值x₂，例如x₂＝x₀-Δx/2。然后，从传感器设备15获得测量值s(x₂)(步骤23)，该值与以第二值x₂的混合比值实施的测量有关。在一段延迟之后执行步骤23，该延迟足够长以确保传感器设备15以混合比值的新值x₂测量电导率s(x₂)。

现在，控制设备可以确定差值s(x₂)-s(x₁)(步骤24)并将该值除以混合比值差Δx(步骤25)以获得电导率s(x)相对于混合比值x的偏移的近似值，我们记得，该近似值近似于可以通过流体处理设备3去除的暂时硬度所引起的电导率的差。

通过除以一个常数转换因子F(例如F＝30μs/°dH，其中dH表示德国硬度)可以将该值转换成硬度值。然而，这会产生不够精确的值。因此，使用可变因子F。该因子F随着直接在流体处理设备3的上游的电导率s₀和出口点19处(即直接在流体处理设备3的下游)的电导率s₁的平均值而线性变化。因此，在接下来的步骤26中，确定平均值一种方法是使用如下公式计算平均值

$\stackrel{\‾}{s}=s\left(x_1\right)+1/2\·\mathrm{\Δs}$

存储在存储器10中的型的线性函数(其中，a和b为常数)用于获得转换因子(步骤27)。接下来(步骤28)，通过将步骤25的结果(其得到在流体处理设备3之前和之后的电导率的差)除以前面的步骤27获得的因子F的值而得到暂时硬度。

图3是示出使用大量水样品所获得的数据和使用Debye-Hückel-Onsager方法计算的数据组之间的用于计算转换因子F的线性关系的拟合的图示。实际上，这即是常数a和b的合适值可以是如何确定的。通过使水样品通过被配置为去除全部暂时硬度的过滤床来获得实验数据。确定过滤床之前和之后的电导率。此外，使用滴定分析确定碳酸盐硬度。使用已知的水的组成(即在相应浓度的离子的混合)计算理论数据组，为此，(基于Mg²⁺和Ca²⁺离子的浓度)计算硬度水平，并且(使用Debye-Hückel-Onsager理论)计算理论预期的电导率。

从图3的视图(如所述的，图3反应实验数据)可以看出，该线性关系是一个相对较好的拟合并且至少是对常数转换因子的一种改进。

图4是可替代的液体处理系统的示意图，其中，相同的部件使用相似的附图标记。该可替代系统的区别在于包括第二传感器设备29。第二传感器29包括第二电导率传感器30和第二温度传感器31，并且被配置为将测量值提供至控制设备6，控制设备6具有适当的另外的接口32。第二传感器设备29包括数据处理器33，数据处理器33调节从第二电导率传感器30获得的电导率的值以考虑与参考温度的偏差。

该系统的变形不需要控制器改变混合比值x以获得测量值。相反，从第二传感器设备29获得的测量值已经表示出未处理水的电导率s₀(针对与参考温度的偏差已校准)。

在图4的实施例中，控制设备6使用来自(第一)传感器设备15的测量值和来自第二传感器设备29的测量值确定未处理的水和已处理的水的电导率的差Δs＝s₀-s₁。为此，控制设备将从(第一)传感器设备15获得的测量值s(x)和从第二传感器设备29获得的测量值s₀转换成如下与差值Δs≡s₀-s₁相应的值：

$\mathrm{\Δs}=\frac{s_0-s\left(x\right)}{1-x}---\left(3\right)$

通过将该值除以因子F确定暂时硬度，其中，使用因子F与未处理的水和出口点19处的水的电导率的绝对值的平均值之间的线性关系确定该因子F的值。平均值可以容易地确定如下：

$\stackrel{\‾}{s}=\frac{1/2s\left(x_1\right)+s_0(1/2-x)}{1-x}---\left(4\right)$

一种变形是可能的，其中，通过设置混合比值为一(即100％旁路)并将来自两个设备15、29的测量结果进行比较以校准(第一)传感器设备15和第二传感器设备29，从而去除系统误差。这样的操作可以例如在流体处理设备3的更换的同时实施，并且来自出口2的水被冲到下水道以避免损坏任何通常连接至出口2的器械。

图5示出了用于测定硬度的量度的系统的更简单的变形。该系统可以用作监控设备，例如，通过分流水流的一小部分。该系统包括入口34、出口35和流体处理设备36。它还包括位于流体处理设备36的上游的第一传感器设备37和位于流体处理设备36的下游的第二传感器设备38。

流体处理设备36例如被配置为在一定程度上(例如完全地)去除暂时硬度。传感器设备37、38被配置为测量未处理的水(就第一传感器设备37来说)的电导率s₀和已处理的水(就第二传感器设备38来说)的电导率s₁。数据处理设备39通过合适的接口40、41接收测量值s₀、s₁，确定差值Δs并且将该差值除以因子F。为了获得因子F的值，数据处理设备39算出测量值s₀、s₁的平均数以获得平均值并且使用线性关系进一步计算因子F的值。该结果作为输出通过接口42被提供给用于显示和/或处理暂时硬度的量度的设备(未示出)，并且比使用常数因子F的情况更加精确。

本发明不限于上述实施例，但是可以在所附权利要求书的范围内变形。例如，所述方法可以使用PH值而不是电导率值。代替使用平均绝对电导率值在不太精确的实施例中，可以使用图2所示的方法的第二和第四步21、23所获得的两个测量值中之一或者其平均值，或者仅使用未处理的水的电导率s₀或者出口点19处的已处理的水的电导率s₁，尽管实际上这多少会降低转换为表示暂时硬度的值的精确度。

附图标记列表

1-入口

2-出口

3-流体处理设备

4-可变比例分流器

5-电机

6-控制设备

7-与电机的接口

8-混合位置

9-数据处理单元

10-存储器

11-接口

12-与流量计的接口

13-流量计

14-与传感器设备的接口

15-传感器设备

16-电导率传感器

17-温度传感器

18-数据处理器

19-出口点

20-步骤(设置第一混合比值)

21-步骤(获取第一电导率值)

22-步骤(设置第二混合值)

23-步骤(获得第二电导率值)

24-步骤(确定差值)

25-步骤(除以混合比值差)

26-步骤(确定平均值)

27-步骤(确定转换因子)

28-步骤(转换成暂时硬度)

29-第二传感器设备

30-第二电导率传感器

31-第二温度传感器

32-与第二温度传感器设备的接口

33-数据处理器

34-入口

35-出口

36-流体处理设备

37-第一传感器设备

38-第二传感器设备

39-数据处理设备

40-与第一传感器设备的接口

41-与第二传感器设备的接口

42-提供输出的接口

Claims (14)

1.一种测定通过流体处理设备的流体处理部件从流体可去除的组分的浓度的量度的方法，包括使用流体处理装置，所述流体处理装置包括：

入口(1；34)，用于接收未处理的流体；

出口(2；35)；以及

所述入口(1；34)和所述出口(2；35)之间的至少一条流体路径，所述流体路径包括至少一个流体处理部件(3；36)，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过所述流体处理部件(3；36)的流体中的至少某些类型的组分，所述方法包括：

获取至少两个测量值，每个所述测量值表示所述流体一参数的相应值，所述值部分依赖于通过所述流体处理部件(3；36)可去除的组分的浓度，

其中，所述测量值与以不同的比例对流体实施的测量有关，所述比例为未处理的流体与通过包含流体处理部件(3；36)的所述至少一条流体路径的流体的比例；

使用所述测量值获取表示由于所述流体处理部件(3；36)的处理而产生的所述参数的值的变化的差值；以及

将所述差值转换为表示通过所述流体处理部件(3；36)从流体可去除的组分的浓度的输出值，其特征在于：

依赖于所述参数的进一步的值实施所述转换，所述进一步的值近似于所述流体处理设备内所述参数的绝对值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进一步的值至少近似于直接在所述流体处理部件(3；36)的上游和下游的参数的绝对值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进一步的值对应于直接在所述流体处理部件(3；36)的上游和下游的参数的平均值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述差值转换为输出值包括将所述差值除以与所述进一步的值线性相关的因子。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量值基于所述流体的电导率的测量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述测量值基于考虑温度与预定的参考温度值的偏移而校准的测量值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在不同的时间点从相同的传感器(15)获得所述测量值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述流体处理装置还包括：

所述入口(1)、包括至少一个流体处理部件(3)的所述至少一条流体路径和至少一条第二流体路径之间的分支点，每个第二流体路径旁路至少一个所述流体处理部件(3)，所述第二流体路径在使用中在零和一之间引导通过所述入口(1)接收的流体的混合比值；

混合位置(8)，所述第一和第二流体路径在所述混合位置(8)汇合；以及

至少一个用于调节所述混合比值的设备(4，5)，

其中，所述方法包括从位于所述混合位置(8)的下游的至少一个传感器(15)获取所述测量值并且使所述至少一个设备(4，5)调节以不同的比例所实施的测量之间的所述混合比值，所述比例为未处理的流体与通过包含至少一个流体处理部件(3)的所述至少一条流体路径的流体的比例。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述流体处理部件(3；36)是液体处理部件，特别是包含离子交换介质的液体处理部件，更特别地是包含至少初始为氢的形式的离子交换介质的液体处理部件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

获取通过包含至少一个流体处理部件(3；36)的至少一条流体路径的流体的量的量度；

至少使用该量度和在特定的时期内测量的从流体可去除的组分的浓度的量度测定所述流体处理部件(3；36)的消耗状态的量度。

11.用于基于使用流体处理装置获取的测量值测定通过流体处理设备的流体处理部件(3；36)从流体可移除的组分的浓度的量度的系统，包括：

入口(1；34)，用于接收未处理的流体；

出口(2；35)；以及

所述入口(1；34)和所述出口(2；35)之间的至少一条流体路径，所述流体路径包括至少一个流体处理部件(3；36)，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过所述流体处理部件(3；36)的流体中的至少某些类型的组分，所述系统包括：

与至少一个传感器(15；29；37，38)的接口(14；32；40，41)，用于获得至少两个测量值，每个所述测量值表示所述流体一参数的相应值，所述值部分依赖于通过所述流体处理部件(3；36)可去除的组分的浓度，

其中，所述测量值与以不同的比例对流体实施的测量有关，所述比例为未处理的流体与通过包含流体处理部件(3；36)的所述至少一条流体路径的流体的比例；

其中，所述系统被配置为使用所述测量值获取表示由于所述流体处理部件(3；36)的处理而产生的所述参数的值的变化的差值；以及

将所述差值转换为表示通过流体处理部件(3；36)从流体可去除的组分的浓度的输出值，其特征在于：

所述系统被配置为依赖于所述参数的进一步的值实施所述转换，所述进一步的值近似于所述流体处理设备内所述参数的绝对值。

12.根据权利要求11所述的系统，被配置为实施根据权利要求1-10中任一项所述的方法。

13.用于处理流体的系统，至少包括：

入口(1；34)，用于接收未处理的流体；

出口(2；35)；

所述入口和所述出口(2；35)之间的至少一条流体路径(1；34)，所述流体路径包括流体处理部件(3；36)，所述流体处理部件用于处理流体以至少在一定程度上去除通过所述流体处理部件(3；36)的流体中的至少某些类型的组分；以及

根据权利要求11或12所述的系统。

14.计算机程序，包括一组指令，当其包含在机器可读介质中时，能够使系统(6；39)具有能够实施根据权利要求1-10中任一项所述的方法的信息处理能力。