CN104603062A - 调节用于控制流体处理装置的操作的系统 - Google Patents

Abstract

一种流体处理装置包括：至少一个第一流体路径和至少一个第二流体路径，每个第一流体路径通过一流体处理部件(4；34；96)，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(4；34；96)的流体中的至少一种组分，每个第二流体路径旁路至少一个所述流体处理部件(4；34；96)，使得相比于穿过第一流体路径的流体，通过所述流体处理部件(4；34；96)可去除的至少一种组分至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的流体中。第一和第二流体路径在混合位置(5；35；97)将穿过所述第一和第二流体路径的流体混合。提供了用于调节混合比值的至少一个设备(3，6；30，31；93)，所述混合比值对应于在所述混合位置(5；35；97)的下游的流体中穿过所述第二流体路径的流体的比例。提供了用于获取测量信号的至少一个传感器(19；42；90)，所述测量信号的值表示所述流体的一个参数，所述参数部分依赖于至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的流体中的至少一种组分的浓度。一种适用于控制流体处理装置的操作的系统(7；26；95)的方法包括：针对用于调节所述混合比值的所述至少一个设备的至少一个参考设置中的每一个，确定并存储用于设置相对于参考设置的至少一个变化中的每一个的校准数据，该校准数据表示用于确定与所考虑的设置的变化有关的实际混合比值相对于与所述参考设置有关的所述混合比值的值的变化的相应值，确定所述校准数据包括产生所述设置的至少一个变化并且获取位于所述混合位置(5；35；97)下游的所述至少一个传感器(19；42；90)中的至少一个变化之前和之后的参数值。

Description

调节用于控制流体处理装置的操作的系统

技术领域

本发明涉及一种适用于控制流体处理装置的操作的系统的方法，所述流体处理装置包括：

至少一个第一流体路径和至少一个第二流体路径，

每个第一流体路径通过一流体处理部件，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一种组分，

每个第二流体路径旁路至少一个流体处理部件，因此，相比于穿过第一流体路径的流体，通过所述流体处理部件可去除的至少一种组分至少在一定的较高的程度上保留在穿过第二流体路径的流体中；

混合位置，所述第一和第二流体路径在所述混合位置将穿过所述第一和第二流体路径的流体混合；

用于调节混合比值的至少一个设备，所述混合比值对应于在所述混合位置的下游的流体中穿过所述第二流体路径的流体的比例；以及

用于获取测量信号的至少一个传感器，所述测量信号的值表示流体的一个参数，该参数部分依赖于至少在一定的较高的程度上保留在穿过第二流体路径的流体中的至少一种组分的浓度，所述方法包括：

针对用于调节混合比值的所述至少一个设备的至少一个参考设置中的每一个，确定并存储用于设置相对于参考设置的至少一个变化中的每一个的校准数据，该校准数据表示用于确定与所考虑的设置的变化有关的实际混合比值相对于与参考设置有关的混合比值的值的变化的相应值，其中，确定校准数据包括产生至少一个设置的变化。

本发明也涉及通过流体处理装置的流体处理部件从流体中可去除的组分的浓度的量度的确定方法。

本发明还涉及用于控制流体处理装置的操作的系统，所述流体处理装置包括：

至少一个第一流体路径和至少一个第二流体路径，

每个第一流体路径通过一流体处理部件，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，

每个第二流体路径旁路至少一种流体处理部件，因此，相比于穿过第一流体路径的液体，通过所述流体处理部件可去除的组分至少在一定的较高的程度上保留在穿过第二流体路径的流体中；

混合位置，所述第一和第二流体路径在所述混合位置将穿过所述第一和第二流体路径的流体混合；以及

用于调节混合比值的至少一个设备，所述混合比值对应于在所述混合位置的下游的流体中穿过所述第二流体路径的流体的比例，

其中，所述系统包括：

与至少一个传感器的接口，用于获取至少部分依赖于通过旁路的流体处理部件可去除的组分的浓度的流体参数的值；

用于提供信号以使至少一个设备调节混合比值的接口；

数据处理单元和存储器，

其中，所述系统被配置为：针对用于调节混合比值的至少一个设备的至少一个参考设置中的每一个，确定或存储用于设置相对于参考设置的至少一个变化中的每一个的校准数据，该校准数据表示用于确定与相关设置的变化有关的实际混合比值相对于与参考设置有关的混合比值的值的变化的相应值，以及

其中，所述系统被配置为产生设置的至少一个变化以确定该数据。

本发明还涉及计算机程序。

背景技术

WO 2011/064325 A2公开了一种操作水软化装置的方法，其中，所述水软化装置包括软化设备、用于测量原水硬度的传感器或者用于提供原水硬度作为输入的部件、用于混合第一软化子流和携带原水的第二子流的混合水流的可自动调节的混合设备以及用于控制混合设备的调节位置从而将混合水流的水硬度设置为特定的目标值的电子控制设备。为了控制调节位置，评估所测量的原水硬度或者提供作为输入的原水硬度，并且假设存储在控制设备中的子流之间的比值与特定于水软化装置的混合设备的调节位置的依赖关系。制造者通常针对装置的类型提前(并且通常仅一次)确定特定依赖关系和进一步的校准函数，并且存储在控制设备中。在操作过程中不需要实验监测子流之间的比值，从而使设备和计算复杂度明显降低。

该方法的一个问题是没有考虑一旦安装，相同类型的设备之间的可变性以及它们的操作条件。典型地，混合设备包括电机和一个或多个阀。已知方法需要制造者保持连接电机和阀的传输系统的窄的容差范围。此外，制造者必须假设典型的操作条件，特别是每个特定类型的装置的入口和出口压力。如果入口和出口之间的实际压力差不是制造者所假设的，并且第一和第二流体路径的流体阻力在该压力差下不以相同的方式变化，则混合设备的特定设置将对应于针对实际压力差的不同值的通过第一和第二流体路径的流体速率之间的不同比值。

发明内容

本发明的一个目的是提供上述类型的能够确定和/或控制至少在一定程度上通过旁路的流体处理部件可去除的组分的浓度的方法、系统和计算机程序，其能够考虑操作条件以及用于调节混合比值的设备的机械构件的可变性。

根据第一方面通过适用于根据本发明的控制流体处理装置的操作的系统的方法实现该目的，其特征在于：确定校准数据进一步包括获取位于混合位置下游的所述至少一个传感器中的至少一个变化之前和之后的参数值。

由于每个第一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，并且每个第二流体路径旁路至少一个流体处理部件，在混合位置下游的流体的混合物中通过一个或多个旁路的流体处理部件可去除的组分的浓度将随着混合比值变化。因为提供了至少一个传感器用于获取至少部分依赖于通过旁路的流体处理部件可去除的组分的浓度的流体参数的值，所以该变化是可测量的。通过产生设置的至少一个变化，并且获取位于混合位置下游的所述至少一个传感器中的至少一个变化之前或者之后的参数值，可以测量设置变化的影响。参考设置可以是单一的参考设置，例如，与零混合比值有关的一个设置。设置的变化可以是单位变化，因此，仅仅存储表示混合比值变化与设置变化的比值的单一值。可替代地，并且特别地，如果依赖关系更复杂，可以针对设置值的范围(例如，从0到1，在例如两个端点之间操作设备的驱动器的假定位置)的每个值存储表示与设置的特定变化(例如，一系列可能值的总范围的+5％和-5％)有关的变化的值。该方法可以就地实施，即，在已安装的装置的位置。特别地，可以通过自动化系统实施该方法。相比制造者所存储的值，所存储的校准数据特定于控制操作的特定装置。如果这些条件有变化，该方法可以重复。不必测量入口和出口压力或者存储压力相关数据。该方法不需要在第一和第二流体路径中使用流量计以确定混合比值。仅使用单个传感器就可以实现。通常在任何情况下都需要该传感器，其中，所述装置包含用于自动控制混合位置下游所提供的流体中通过旁路的流体处理装置可去除的组分的浓度的部件。

一个实施例包括如下至少之一：

确定和存储针对多个参考设置的每一个的校准数据，以及

对于至少一个参考设置，确定和存储针对设置相对于参考设置的多个变化中的每一个的校准数据。

当确定和存储针对多个参考设置中的每一个的校准数据时，针对多个参考设置中的每一个存储与设置按照一定量，例如5％的变化有关的混合比值的实际变化。实际上，创建了一个映射，该映射详细描述了针对在一定范围或子范围内的一组设置中的每一个，当设置按照一定量变化时，混合比值的实际变化如何。如果有一个参考设置，例如零，那么与所存储的值有关的设置的每个变化对应于沿该范围或子范围的点。实际上，假设参考设置为零，存储与多个设置中的每一个相关的实际混合比值。这些实施例的效果在于可以更精确地描述具有非线性性能的用于调节混合比值的设备。

该方法的实施例还包括：

获取混合位置下游的流体的参数的目标值，

确定实现目标值所需的混合比值的新值；以及

使用所存储的校准数据确定对应于混合比值到新值的调节的至少一个设备的设置的变化。

因此，该实施例涉及通过调节混合比值控制流体参数。因为可以以更准确的方式获得用于调节混合比值的设备的设置和实际混合比值之间的关系，所以提高了精度。不必使用多个流量计就可以实现控制。用于调节混合比值的设备不需要以如此高的规格制造。它甚至表现出在一定程度上依赖于流体处理装置上的压力差的性能。

在方法的实施例中，流体处理装置是液体处理装置，并且液体的参数至少部分依赖于相对于穿过第一流体路径的液体，至少在一定的较高的程度上保留在穿过第二流体路径的液体中的至少一种组分的浓度，该参数为如下之一：

电导率以及

针对从参考温度的偏移而调整的电导率。

液体的电导率是该方法的合适的变量，因为它依赖于液体中溶液的组分的浓度，特别也依赖于离子浓度。所有的离子种类的某些子集的浓度对通常需要被控制的液体的特性有影响，例如硬度(永久硬度或暂时硬度)和PH值。电导率相对容易测量。

如果测量信号的值表示针对相对于参考温度的偏移而调节的电导率，则实施该方法的设备不需要实施这种调节，这意味着不需要提供携带温度值的信号。该方法比温度偏移被忽略的情况更精确，因为测量信号更精确地仅依赖于溶解的组分的浓度，而不是还依赖于随温度变化的活性系数。

在一个实施例中，流体处理装置是液体处理装置，而流体处理部件是被配置为去除水中的对暂时硬度和永久硬度中至少之一有贡献的组分的液体处理部件。

水的硬度源于镁离子和钙离子。它包括两部分，即暂时硬度和永久硬度。暂时硬度或碳酸盐硬度(在本文中交替使用这两个术语)是由具有碳酸盐阴离子和碳酸氢盐阴离子的溶解的矿物引起的，而永久硬度与具有其他阴离子的矿物(例如氯化物)有关。本发明的方法适合使用被配置为去除对碳酸盐硬度有贡献的组分的流体处理部件或者使用被配置为去除对永久硬度有贡献的组分的流体处理部件。不论哪种情况，由于流体处理部件的处理，液体的参数将改变，特别是电导率将改变。

在一个实施例中，流体处理装置是液体处理装置，而流体处理部件是包含至少初始为氢的形式的离子交换材料的液体处理部件。

该实施例相对较精确，特别当参数为电导率时，因为由于流体处理部件的处理，参数值将会有相对较大的变化。氢离子与碳酸盐和碳酸氢盐阴离子发生反应产生水和二氧化碳，结果降低了所处理的液体中溶解的矿物的总含量。在离子交换材料富含例如钠的其它反离子的实施例中，电导率的变化较小，但是仍然可测量。

在特定的变形中，离子交换材料是弱酸性的离子交换树脂。

相比强酸性的离子交换树脂，这些类型的离子交换树脂膨胀较小。结果，它们通常具有较高的容量(即，在更长的使用期后被耗尽)。

在方法的一个实施例中，流体处理装置包括包含流体处理部件的可更换流体滤芯。

当流体处理部件包括随时间被消耗的流体处理部件，特别是基于吸附作用的流体处理部件时，适合使用该实施例，该流体处理部件被耗尽之后很容易被更换，而不需要介质的原位再生。在这种流体处理滤芯中，例如用于通过吸附作用，特别是离子交换，处理便携式水的滤芯中，混合位置通常位于滤芯内，这使得通过测量第一和第二流体路径中的流体速度来确定混合比值是行不通的，因为位于滤芯内部的流体部分是无法触及的。此外，该方法可以使用现有的滤头组件，滤芯连接至滤头组件。通常只有一个滤头组件装配有流量计。由于空间限制以及昂贵的价格，通常不可能在滤头组件内部的第一和第二流体路径的部分增设另外的流量计。相比之下，在混合位置下游增加传感器是不难的，因为这种传感器可以位于滤头组件的下游。因此，该方法适合于使用现有的、可能已经安装的流体处理装置。

方法的实施例包括：

将所述至少一个设备的设置调节至范围的端点；

确定与范围的端点有关的测量信号的相应值；

确定与范围的端点有关的测量信号的值之间的差；

计算用于确定与设置的变化有关的实际混合比值的变化的值，使得其依赖于混合比值的预定变化与所确定的测量信号的值之间的差的比值。

这解决了小差异引起较大误差的问题。端点可以是相对大范围的端点，这意味着测量信号的值之间的差也相对较大。结果，比值的误差相对较小。范围的至少一个端点被预定为对应于混合比值被相对精确地已知的设置。因此，可以使用混合比值的预定变化而不会引入太大的误差。于是该比值表示一个适合于特定流体处理装置所遇到的未处理水的性质的比例因子。例如，如果参数是例如水的液体的电导率而流体处理装置被配置为软化水，那么比值依赖于要被流体处理装置处理的水的矿物组成。它将混合比值的变化对混合位置下游的软化水和未处理水的混合物的电导率的影响量化。

该实施例的变形包括将表示所确定的差和所述比值中至少之一的数据存储在存储器中。

该变形允许分阶段实施该方法，从而描述设置在整个范围的性能，而不需要首先必须详细地经历整个范围。取而代之的是，可以首先针对围绕第一操作点的特定子范围确定和存储校准数据，然后针对围绕不同的操作点的特定子范围确定和存储校准数据。同时，特性可以被更新而不必将混合比值调节至范围的端点，将混合比值调节至范围的端点是相当具有破坏性的。例如，如果范围的端点对应混合比值零和一，不断开混合位置下游的装置通常不可能确定所述端点处的测量信号的值。然而，假设未处理流体的组成和流体处理部件的效力的变化都不是太大，那么针对这些端点的混合位置下游的流体参数也不会变化太大。因此，比值将保持恒定，即使混合比值和用于在范围内调节混合比值的设备的设置之间的关系已经由于例如流体处理装置上的不同的压力差而改变。

在另外的变形中，方法包括如下至少之一：

针对端点之间的至少一个参考设置确定和存储校准数据；以及

对于至少一个参考设置，针对设置相对于参考设置的至少一个变化确定和存储产生端点之间的设置的校准数据。

在该实施例中，端点之间的校准数据被“填满”以考虑非线性，而不是仅依赖于针对对应范围的端点的设置的校准数据。

在一个变形中，用于调节混合比值的至少一个设备包括至少一个阀以及具有耦合至至少一个阀元件的部件的驱动器，其中，至少一个端点对应于驱动部件的活动范围的界限和通过阀元件的几何结构确定的界限中至少之一。

确定和存储用于包含这种设备的流体处理装置的校准数据的原因在于针对驱动器的每个位置的阀元件的精确位置是未知的。在许多情况下，即使它们是已知的，流过第二流体路径的所有流体的比例也不仅仅依赖于阀元件的位置。此外，驱动器和阀元件之间可能有一些运动。然而，与完全关闭的阀和完全打开的阀相对应的端点(也与驱动器的活动范围的端点相对应)是相对明确的。它们也与相对明确的混合比值(通常为零和一)有关。特别对于完全关闭位置的情况，阀元件与阀座接触。在活动范围的另一端，可能存在一个点，超过该点时，即使驱动器使阀元件超过该点，通过阀的通路也不再变宽。

一个变形包括产生端点之间的设置的至少一个设置变化而获取校准数据。

该变形包括获取围绕被端点限定的较宽范围内的操作点的校准数据。

在特定的变形中，根据所确定的实现混合位置下游的流体的目标参数所需的混合比值的值计算端点之间的设置。

因此，在该变形中，混合位置下游的流体的特性的控制与校准数据的确定相结合。先将设置调节至端点。然后，确定实现目标值所需要的混合比值的值，并且将用于调节混合比值的设备的设置调节至合适的工作点。围绕该工作点确定和存储校准数据。结果，启动流体处理装置以较早地将已处理流体和未处理流体的混合物供应至下游器械。虽然在确定和存储围绕工作点的校准数据的阶段，混合物的特性欠佳，但是与最佳值的偏差通常较小。结果，借助于校准数据，改善了已处理水和未处理水的混合物的特性的控制。如果需要确定与新工作点的大的偏移，则可以重复该过程。

在另一变形中，流体处理装置包括包含流体处理部件的可更换流体处理滤芯，并且在将流体处理滤芯放置于流体处理装置内时使所述至少一个设备调节所述设置范围的相应的端点。

流体处理滤芯包括一个或多个可耗尽的或者可消耗的液体处理介质或药剂。流体处理滤芯的更换是破坏流体处理装置的正常操作的行为，就像调节至范围的端点。在该变形的一个实施方式中，使用流体处理装置供应的已处理流体和未处理流体的混合物的下游器械因此被断开以允许流体处理滤芯的更换，并且允许这样的阶段，在该阶段中当用于调节混合比值的设备的设置处在可能设置的范围的端点(器械仍然断开)时获得测量信号值。在另一实施例中，流体处理滤芯中存在至少一种药剂，在确定校准数据的过程中，药剂的总量足以通过将至少一种药剂释放到流体中而抵消通过流体处理部件去除组分的影响。在一个实施例中，例如，流体处理部件包括至少初始为氢的形式的离子交换材料，药剂是缓冲剂以抵消离子交换材料的处理产生的PH值降低的影响。在离子交换材料耗尽之前，缓冲剂先耗尽。因此，为了允许已处理流体提供至器械而不损坏器械，在至少一种药剂的量被耗尽之前，至少实施下列步骤中的至少之一：使所述至少一种设备的设置被调节至范围的端点，确定与该范围端点有关的测量信号的相应值。在将流体处理滤芯放置于流体处理装置中时将设置调节至相应的范围端点的另外的效果是考虑由于滤芯的变化而产生的第一和第二流体路径的流体阻力的可能变化，因为至少第一流体路径通过流体处理部件。

根据另一方面，根据本发明的通过流体处理装置的流体处理部件从流体中可去除的组分的浓度的量度的确定方法包括实施根据本发明的适用于控制流体处理装置的操作的系统的方法，其中，确定从流体中可去除的组分的浓度的量度的值包括确定针对通过第一流体路径的流体与通过第二流体路径的流体的第一比值的参数值与针对通过第一流体路径的流体与通过第二流体路径的流体的不同比值的参数值之间的差，其中，使用根据存储的校准数据获取的混合比值的至少一个值和用于调节混合比值的所述至少一个设备的设置计算组分的浓度的量度值。

所述比值可以具有在零和一之间、包括零和一的任意值。所述比值是已知的，并且如果不是零或一，则用于所述量度的确定。

理想的流体处理部件将流过它的流体中的某些组分完全去除。假如与参数值有关的比值是已知的，根据针对第一比值的参数值和针对第二比值的参数值的差，由于所有这些组分的去除而导致的参数值的变化被分离出来。如果使用来自混合位置下游的传感器的测量信号获得至少一个参数值，则混合比值的信息(knowledge)等价于比值和需要分离出的归因于流体处理部件对感兴趣组分的去除的影响的信息。确定实际混合比值的有效方法是从用于调节混合比值的设备的设置得出实际混合比值，但是仅当设置和混合比值之间的关系被足够精确地确知时才能得出，如本发明的方法这样。

在一个实施例中，通过调节混合比值从位于混合位置下游的所述至少一个传感器中的至少一个获取针对第一和第二比值的参数值。

在该实施例中，从下游的一个或多个传感器获取针对不同的相应比值的参数值，因此不需要上游传感器。特别地，使用单个下游传感器实施该方法使得该方法的实施相对廉价。相比使用一个上游传感器和一个下游传感器，使用单个下游传感器的另外的效果是不需要考虑不同程度的传感器偏移。如果通过流体处理部件可去除的组分可能对传感器具有负面影响，这是特别有用的。在那种情况下，因为传感器所暴露至的流体至少部分地被处理以去除这种组分，所以传感器的可用寿命也相对较长。

在特定的变形中，确定通过流体处理部件可去除的组分的浓度的量度值包括：

将混合比值从第一值调节至第二值；

针对第一和第二比值获取参数值；以及

将参数值之间的差除以混合比值的第一和第二值之间的差。

可以通过相对较小地调节混合比值实施该方法。结果，混合比值的第一和第二值仅差别一个小量。为了获取量度的精确值，混合比值的第一和第二值应当相对精确并且没有误差。即使将用于调节混合比值的设备的设置用作确定实际混合比值的基础，本发明的方法也允许实现该目的。

根据另一方面，根据本发明的系统的特征在于：系统被配置为为了确定所述数据，在位于混合位置下游的所述至少一个传感器中的至少一个变化之前和之后获取参数值。

该系统因此被配置为适合于实施本发明的方法。它能够仅根据用于调节混合比值的设备的设置相对精确地设定混合比值，而不需要类似于通过第一和第二流体路径的流体的容积速率的其他数据。

在一个实施例中，该系统被配置为实施根据本发明的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序，包括一组当其包含在机器可读介质中时能够使具有信息处理能力的系统实施根据本发明的方法的指令。

附图说明

下文将参照附图进一步详细说明本发明，其中：

图1是包括用于控制其操作的系统的水处理装置的示意图，；

图2是图1所示的装置中使用的可变比例分流器的截面示意图；

图3是图1的水处理装置的变形的示意图，包括以可更换滤芯的形式的流体处理设备；

图4示出适用于控制图1或图3的流体处理装置的操作的系统的第一方法的流程图，所述方法通过获取将用于调节混合比值的设备的变化与混合比值的实际变化相关联的数据；

图5示出适用于控制图1或图3的流体处理装置的操作的系统的第二方法的流程图，所述方法通过获取将用于调节混合比值的设备的变化与混合比值的实际变化相关联的数据；

图6A和6B形成示出适用于控制图1或图3的流体处理装置的操作的系统的第三方法的流程图，所述方法通过获取将用于调节混合比值的设备的变化与混合比值的实际变化相关联的数据；

图7是示出通过图1或3的流体装置处理的水的暂时硬度的确定方法的流程图；

图8是第三流体处理装置的示意图，包括用于控制其操作的系统，所述系统适合于使用图4-6的方法之一；以及

图9是示出通过图8的流体处理装置处理的水的暂时硬度的确定方法。

具体实施方式

作为液体处理系统的示例，用于软化水的系统(图1)包括用于连接至未处理水的水源的入口1。所述水源例如可以是自来水源。所述系统包括用于连接至器械(未示出)或者连接至通向至少一个器械的分配系统的导管的出口2，从而为一个或多个器械供应具有合适的硬度水平的水。

通过所述入口1进入所述系统的未处理水被导入可变比例分流器3，所述第一和第二流体路径在所述可变比例分流器3分叉。所述第一流体路径通过液体处理部件4，所述液体处理部件4被配置为至少在一定程度上从通过它的水中去除对暂时硬度(也称为碳酸盐硬度)有贡献的矿物。

所述液体处理部件4包括至少一种液体处理介质的床。所述液体处理介质包括至少一种类型的离子交换树脂，包含至少一种阳离子交换树脂。例如，所述阳离子交换树脂至少初始(即，开始使用的时候)为氢的形式。所述阳离子交换树脂可以属于弱酸类型。至少在最初阶段，所述液体处理介质从通过它的水中有效地去除所有的暂时硬度。

通过与氢离子交换从水中去除钙和镁离子。所述氢离子与碳酸盐和碳酸氢盐离子发生反应，在后一种情况下产生水和二氧化碳。结果，降低了总的离子浓度，引起了通过液体处理部件4的水的电导率的变化。水的PH值也降低。为了防止这种PH值的降低，至少在最初阶段，所述液体处理部件4还可以包括缓冲剂以为已处理的水提供在特定范围内的稳定的PH值。所述范围的下限例如可以是5和7之间的值。所述范围的上限例如可以是7和9之间的值。在特定示例中，通过至少初始富含钾的阳离子交换树脂实现缓冲作用。

所述第二流体路径旁路所述液体处理部件4，从而相比于通过所述第一流体路径的液体，对暂时硬度有贡献并且通过所述液体处理部件4可去除的组分以至少一定的较高的程度保持在通过所述第二流体路径的液体中。在图1所示的系统中，通过所述第二流体路径的水根本不被处理。在其他实施例中，进行不同的处理，例如，从水中去除病原体或有机化合物。

所述第一和第二流体路径在混合位置5汇合，从而使通过所述液体处理部件4的水与未处理的水混合。结果，即使所述液体处理部件4被配置为将对暂时硬度有贡献的组分去除至固定的程度或者至少非常缓慢地减小的程度，其仍然有可能提供具有任意期望的暂时硬度水平的水，该期望的暂时硬度水平在相对宽的范围内，该范围的上限为入口1处接收到的未处理水的硬度水平。

每单位时间通过所述第二流体路径的水占通过所述出口2的水的总体积的比值被称为混合比值x。通过设置可变比例分流器3确定混合比值的值。

可以通过例如步进电机或伺服电机的电机6调节分流器3以设置混合比值x。通过控制设备7控制电机6。电机6的轴8耦合至可变比例分流器3的可移动阀元件。耦合不必是直接耦合，而是可以通过齿轮机构(未示出)耦合。轴8的旋转位置是已知的，例如，因为电机是伺服电机，或者因为有一个传感器(未示出)以闭环控制的形式确定的轴8的旋转位置。

可变比例分流器3包括两个阀，阀元件是这两个阀共有的并且是例如WO 2009/101188 A1更充分描述的类型。图2是这种分流器的一部分的截面示意图。它包括入口通道9和两个出口通道10、11。可旋转阀元件12适合于耦合至电机6的轴8。截面控制部件13、14具有阶梯式轮廓，每个阶梯分别对应与上出口通道或下出口通道10、11的开口的特定截面。因此，当上出口通道10和下出口通道11分别形成第一和第二流体路径的第一部分时，可旋转阀元件12的旋转位置确定混合比值x。可旋转阀元件12的活动范围有一个界限，其对应于精确为零的混合比值x的值。还可以有由截面控制部件13、14的阶梯式轮廓的几何结构和/或可旋转阀元件12的活动范围决定的上限。上限可以是低于100％的值，例如70％。

实际上，对于轴8的任意特定的旋转位置，并不能精确地预测所采用的混合比值x的值，但是在轴8的活动范围的端点的位置除外。混合比值x的精确值依赖于入口1和出口2(图1)之间的压力差、耦合至轴8的阀元件(例如图2的示例中的阀元件12)的位置偏移、以及各个部件的尺寸。因此，控制设备7被设置为获取和存储校准数据，这将在下文说明。

控制设备7包括与电机6的接口15，其包括与确定轴8的位置所需的任何传感器(例如，作为用于设置轴8的位置的闭环控制系统的部件)的一个接口。控制设备7还具有数据处理单元16和存储器17、与传感器设备19的接口18和与流量计21的接口20。控制设备7也包括另外的接口22。另外的接口22包括用户接口和数据交换接口中至少之一，前者用于接收用户输入和/或提供以用户可感知的形式的输出，而后者用于与外部设备交换数据。该外部设备可以是被设置为接收所述出口2处提供的水的器械。

另外的接口22被配置为获取表示出口2处所提供的水的暂时硬度的目标值的数据。该数据可以与所述水意于应用的器械类型的指示一样简单，在该情况下，所述控制设备7使用存储的数据确定准确的目标值。另外的接口22也可以用于提供如下至少之一：表示所述混合位置5下游的水和/或所述入口1处接收的水的实际暂时硬度的数据、指示所述液体处理部件4的液体处理介质的消耗水平的数据以及指示已经达到消耗的特定水平的数据。

传感器设备19包括电导率传感器23，其被配置为测量所述混合位置5的下游的水的电导率。

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7被编程以使用从传感器设备19接收的测量值确定入口1处接收的水的暂时硬度。它也被编程为使用这些测量值获取使可变比例分流器3的设置与混合比值的值关联(或者相反)校准数据。

在所示的实施例中，所述传感器设备19包括温度传感器24和数据处理器25，用于将来自电导率传感器23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。这些校准的温度值提供至控制设备7并且表示混合位置5的下游的水的参数，即温度调节电导率。依赖于从参考温度的偏移的校准考虑了给定浓度的电导率随温度变化的事实。因此，信号值已经直接与溶解的矿物的浓度关联。不需要将温度信号提供至控制设备7，从而节约了连接器和引线并降低了潜在的失败风险。

在可替代的实施例中，不必处理表示传感器设备19中的电导率的数字值。取而代之的是，表现温度相关行为的电分量被包含在还包括电导率传感器23的电路中，因此，温度调节的模拟电导率信号被取样并离散化以获取传递给控制设备7的值。包含这种电路配置的设备很常用，因此在这里不再详细描述。

在下文中，为了说明将要描述的各种数据处理操所依赖的原理，术语电导率用作电导率或温度调节电导率的简写。差别仅影响这些数据处理操作的结果的精确度。根据所要求的精确度，使用一种或另一种。

在传感器设备19的位置处(即混合位置5的下游)的水的电导率依赖于未处理水的电导率、混合比值x和直接在液体处理部件4的下游但是在混合位置5的上游的水的电导率。令未处理水的电导率为s₀而液体处理部件4和混合位置5之间的水的电导率为s₁。假设在第二流体路径中没有发生影响液体的电导率的液体处理，差值Δs≡s₀-s₁源于对暂时硬度有贡献的组分从通过液体处理部件4的水中的去除。如果液体处理部件4对与去除这些组分100％有效，该差值能够直接转换为碳酸盐硬度的量度。如果不是100％有效，或者第二流体路径在较小的程度上也去除对暂时硬度有贡献的组分，将该差值Δs乘以表示液体处理部件4和第二流体路径中的任意液体处理部件之间的效能差的倍数因子得到可以直接转换成未处理水的暂时硬度的量度的值。这里，为了简便，假设液体处理部件4是100％有效的并且第二流体路径不包括任何产生电导率的净变化的处理部件。

通过分别将混合比值x设置为零和一，可以通过直接测量获得液体处理部件4和混合位置5之间的水的电导率的值s₁和电导率值s₀。这是相当具有破坏性的，因为相当酸的(因此腐蚀性的)和可能相当硬的水会供应至出口2。取而代之的是，可以使用针对混合比值x的不同的相应值的传感器设备19的连续测量，其中混合比值之间的差很小。

令混合位置5处以及因此也在传感器设备19的位置处的电导率值为s(x)。对于给定的混合比值x，s(x)可以由如下公式给出：

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

电导率关于混合比值的导数的近似值s’(x)给出所述液体处理部件4的处理所引起的电导率的变化Δs的相对较好的估计。例如，通过将混合比值变化至围绕表示操作点的值x₀的不同的连续值，可以得到通过液体处理部件4的处理而产生的电导率的变化：

$\mathrm{\Δs}=\frac{s(x_0+\mathrm{\Δx}/2)-s(x_0-\mathrm{\Δx}/2)}{\mathrm{\Δx}}.---\left(2\right)$

该计算需要混合比值x或者混合比值的变化Δx的信息。假设只有一个流量计21，控制设备7被配置为使用存储在存储器17中的校准数据以将轴8的位置与混合比值x关联。

在继续讨论如何获取校准数据之前，先讨论第一液体处理装置的变形。该第二液体处理装置(图3)包括滤头26和可更换液体处理滤芯27。机械接口(未详细示出)使得液体处理滤芯27能够以基本上液密的方式机械连接至滤头26。

所述滤头26包括用于连接至供应未处理水的供给线的入口连接器28。该供给线例如可以是自来水源。滤头26还包括用于连接至导管(未示出)的出口连接器29，从而将处理的水传送至一个或多个器械(未示出)。

进入滤头26的未处理水的第一部分沿第一流体路径通过液体处理滤芯27。第二部分对应于混合比值。正如在第一液体处理装置中，包含一个或多个阀和至少一个可移动阀元件的可变比例分流器30被配置为将输入的水流分成第一和第二部分。可变比例分流器30可以实施为图2所示的分流器的形状。此外，可以为步进电机或伺服电机的电机31包括耦合至可变比例分流器30的可移动阀元件的轴32，以调节其设置从而调节混合比值x。在一个实施例中，通过齿轮系统实现耦合。

第一和第二流体路径都通过所述液体处理滤芯27，液体处理滤芯27具有两个单独的入口和一个出口，通过使液体处理滤芯27和滤头26机械连接，液体处理滤芯27的每个入口和出口被配置为各自密封地连接至滤头26的相关的出口和入口。落水管33被配置为将穿过第一流体路径的一部分水输送至液体处理介质的第一床34。穿过第二流体路径的一部分水被直接引至在使用中被配置在液体处理介质的第一床34的下游的液体处理介质的第二床35。第一流体路径也通过液体处理介质的第二床35，结果第二床35起混合位置的作用，第一和第二流体路径在混合位置汇合并且相应的水的部分在混合位置混合。然后水的混合物通过液体处理滤芯27的出口离开液体处理滤芯27再次进入滤头26。

液体处理介质的第一床34包括例如以离子交换树脂珠的形式的离子交换材料。离子交换材料至少最初以氢的形式，意味着离子交换材料将氢与水中的其他阳离子(主要为钙和镁)交换。可更换液体处理滤芯27的使用允许离子交换材料使用酸返回氢的形式以非原位再生。也允许使用弱酸的离子交换树脂，弱酸的离子交换树脂同理不容易原位再生。当树脂被耗尽时，将液体处理滤芯27返回生产厂家以再生树脂。

如果仅仅因为穿过第二流体路径的液体的接触时间较短，液体处理介质的第二床35也可以包括离子交换材料，甚至是阳离子交换材料，但是其至少被配置为相比所述第一床34的介质，在较小的程度上将对暂时硬度有贡献的组分去除。通常，第二床35不包括阳离子交换材料，但是包括其他类型的液体处理介质，其他类型的液体处理介质包含缓冲剂以通过释放缓冲剂将已处理水的PH值稳定在期望范围内的水平。此外，该范围的下限通常在5和7之间。该范围的上限在7和9之间。可以包含在第二床35中的其他类型的液体处理介质包括活性碳。

在所示的实施例中，所述液体处理滤芯27具有机器可读标签36。滤头26包括用于至少从机械连接至滤头26的液体处理滤芯27的机器可读标签36读取数据的设备37。为了便于构造，标签36和设备37之间的数据传输是非接触的。标签36可以例如是光、电或电磁可读设备，例如条形码、RFID(射频识别设备)芯片。在一个实施例中，设备37和标签36被配置为允许数据传输并存储至标签36。

存储在标签36中的数据包括如下至少之一：液体处理滤芯27的识别(特别是例如以序列号形式的唯一识别)、第一床34的液体处理介质的类型的识别、第二床35的液体处理介质的类型的识别、从多个类型中识别液体处理滤芯27的类型的数据、表示被消耗之前可以在第一床34中处理的水的最大体积的数据、第一床34的最初总可用容量的其他量度、表示液体处理滤芯27中液体处理介质的消耗程度的数据等。在液体处理滤芯27的使用过程中，可以通过向标签36写入数据更新表示液体处理滤芯中液体处理介质的消耗程度的数据。

滤头26还包括数据处理单元38和存储器39。接口40允许数据处理单元38控制电机31，特别是轴32的位置，从而决定可变比例分流器30的设置。流量计41被配置为测量通过滤头26的体积流量速率和累积体积中至少之一。因为数据处理单元38确定混合比值x并且能够检测液体处理滤芯27的更换，所以它也能够计算布置液体处理滤芯27以来流过液体处理介质的第一和第二床34的水的相应体积。此外，因为数据处理单元38计算未处理水的暂时硬度，所以它也能够计算对应于通过第一床34的体积流量速率(被未处理水的暂时硬度加权)在水流过第一床34的整个期间内的积分的参数，因此获得第一床34中的液体处理介质上的累积载荷的量度。这对应于消耗程度的量度，其可以被间断地写入标签36以确保即使液体处理滤芯27从滤头26移开并再次连接至该滤头或连接至同一类型的不同的滤头26也能够被更换。

在图3所示的系统中，与所述第一液体处理装置(图1)的传感器设备19的构造类似的传感器设备42包括单独的外壳。它具有用于连接至滤头26的出口连接器29的入口连接器43以及用于连接至为一个或多个器械(未示出)供应具有期望程度的暂时硬度的水的导管(未示出)的出口连接器44。传感器设备42被配置为提供表示第二床35中的混合位置下游的水的混合物的电导率和针对水的混合物从参考温度偏移而调节的电导率中之一的信号。该信号通过接口45到达滤头26。

在一个实施例中，提供温度传感器和数据处理器(未示出)以如图1所示的实施例中的针对从参考温度的偏移实施调节。如上关于第一液体处理装置(图1)的传感器设备19所讨论的，替代地，可以使用提供表示温度调节电导率的模拟信号的单个传感器。

另外的接口46包括用户接口和数据交换接口中至少之一，前者用于接收用户输入和/或提供以可感知的形式的输出，而后者用于与外部设备交换数据，所述外部设备例如为连接至出口连接器44的器械。

在一个实施例中，另外的接口46用于获取表示离开液体处理装置的水的暂时硬度的目标值的数据。该数据可以与水意于应用的器械类型的指示一样简单，在该情况下，所述数据处理单元38使用存储的数据确定所述目标值。另外的接口46可以用于提供如下至少之一：表示所述液体处理滤芯27下游的水的实际暂时硬度的数据、表示未处理水的数据、表示液体处理滤芯已经达到的它的生命周期的状态的数据、以及指示已经达到特定阶段(特别是需要更换液体处理滤芯27的阶段)的数据。

图4示出了调节滤头26形成的控制系统的第一方法。通过图1所示的控制液体处理装置的操作的控制设备7以本质上相同的方式执行该方法。该方法的目的在于获取校准数据以存储在存储器39中，因此数据处理单元38可以将电机31的轴32的位置与混合比值x的值更加精确地关联。

在第一步47中，第二流体路径完全关闭，因此混合比值x的值为零。该位置对应于由可变比例分流器30中的阀元件的活动范围所决定的可变比例分流器30的可能设置的范围的第一端点。轴32不能移动超过该界限。因此，可以肯定，该位置对应于精确为零的混合比值x。使用流量计41或内部计时器，数据处理单元38等待足够长的时间以允许在第二床35和直到传感器设备42的下游区域的水中建立通过第一床34中的介质处理的水与旁路第一床34的水的新的比值，然后从传感器设备42获取测量信号的值(步骤48)。该值被存储(步骤49)。

然后，可变比例分流器30的设置增加一定的量(步骤50)，这里用Δφ表示，其中φ表示例如0到1范围内的可调设置。在适当的停顿之后，从传感器设备42获取测量信号的另一值，这里用s(φ)表示(步骤51)，并存储在存储器39中(步骤52)。只要还没有到达可能设置的范围的另一端点处的界限φ_max，就重复这些步骤50、51、52。

因此，针对设置的每一个值φ_i，i＝0、1、2、…n，n为增加的数量，获取电导率的值s(φ_i)。

然后，针对设置的每一个值φ_i，从零开始(可以被认为是参考值)计算针对该设置的混合比值的实际值x(φ_i)(步骤53)，并且与该设置关联地存储在存储器39中(步骤54)。计算过程如下：

$x\left({\mathrm{\φ}}_i\right)=\frac{s\left({\mathrm{\φ}}_i\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}{s\left({\mathrm{\φ}}_{\max }\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}\·x_{\max },---\left(3\right)$

其中，x_max是可获得的最大的混合比值(例如1)，它是存储在存储器中的预定值。φ_max是可能设置的范围内的相应的最大值，通常也取决于可移动阀元件的活动范围的界限。φ₀表示初始设置，对应于零混合比值。

因此，结果是基于单个参考设置φ₀的针对设置从φ₀到特定值φ_i的每个变化的校准数据项。每个校准数据项表示适合于确定混合比值从参考设置φ₀处的混合比值x(φ₀)到实际混合比值x(φ_i)的变化的值。

如所述的，数据处理单元38使可变比例分流器30的设置调节至可能设置φ_i的范围的端点φ₀、φ_max。确定范围的端点处的测量信号的值s(φ₀)、s(φ_max)。混合比值的预定变化x_max与差s(φ_max)-s(φ₀)的比值用于计算中间设置值φ_i处的值s(φ_i)。

在完成图4的方法之后，数据处理单元38将校准数据用于液体处理装置所提供的水的暂时硬度的控制方法中。该方法包括获取液体的暂时硬度的目标值，确定实现目标值所需的混合比值x的新值并且使用所存储的校准数据确定对应于混合比值x向新值的调节的可变比例分流器30的设置的变化。设置变化的确定可以包括插值法，因此不限于通过增加设置(图4的步骤50)所获得的精确设置值。

数据处理单元38也将所存储的校准数据用于借助于公式(2)且也示出于图7中的确定沿上述线路供应至流体处理装置的未处理水的暂时硬度的方法中。

图5示出了图4所示的方法的变形。

在第一步55中，第二流体路径再次完全关闭，因此混合比值x的值为零。该位置对应于由可变比例分流器30中的阀元件的活动范围所决定的可变比例分流器30的可能设置的范围的第一端点φ₀。因此，可以肯定，该位置对应于精确为零的混合比值x。使用流量计41或内部计时器，数据处理单元38等待足够长的时间以允许在第二床35和直到传感器设备42的下游区域的水中建立通过第一床34中的介质处理的水与旁路第一床34的水的新的比值，然后从传感器设备42获取测量信号的值(步骤56)。该值被存储(步骤57)。

然后，可变比例分流器30的设置增加一定的量Δφ(步骤58)。在适当的停顿之后，从传感器设备42获取测量信号的另一值s(φ)(步骤59)，并存储在存储器39中(步骤60)。只要还没有达到可能设置的范围的另一端点处的界限φ_max，就重复这些步骤58-60。

因此，针对设置的每一个值φ_i，i＝0、1、2、…n，n为增加的数量，获取电导率的值s(φ_i)。至此，图5的方法与图4的方法相同。

然后，针对多个设置值φ_i的每一个，分别形成相应的参考值，针对设置的多个变化的每一个计算混合比值的实际变化(步骤61)，并且作为与该设置φ_i关联的一组值(Δφ，Δx)存储在存储器39中(步骤62)。

对于每个参考值φ_i，重复按照如下公式进行计算：

$\mathrm{\Δ}{x}_{\mathrm{ij}}=\frac{s\left({\mathrm{\φ}}_{i+j}\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_i\right)}{s\left({\mathrm{\φ}}_{\max }\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}\·x_{\max },j=-i,...0,...,n-i,---\left(4\right)$

其中，x_max是可获得的最大的混合比值(例如1)，它是存储在存储器中的预定值。φ_max是可能设置的范围内的相应的最大值，通常也取决于可移动阀元件的活动范围的界限。φ₀表示初始设置，对应于零混合比值。

因此，结果是针对每一个参考设置φ_i的至少一个校准数据项Δx_ij，该结果表示用于计算与设置的变化φ_j-φ_i相关联的混合比值的实际变化的值。

可以有变形。例如，混合比值的变化的绝对值可以存储为与设置的变化的绝对值相关联。在另一变形中，使用如下公式：

$\mathrm{\Δ}{x}_{\mathrm{ij}}=\frac{s\left({\mathrm{\φ}}_{i+j}\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_{i-j}\right)}{s\left({\mathrm{\φ}}_{\max }\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}\·x_{\max },j=\mathrm{1,2},...,m.---\left(5\right)$

此外，使用混合比值的预定变化x_max与差值s(φ_max)-s(φ₀)的比值计算值Δx_ij。

在完成图5的方法之后，数据处理单元38将校准数据用于液体处理装置所提供的水的暂时硬度的控制方法中。该方法包括获取液体的暂时硬度的目标值，确定实现目标值所需的混合比值x的值的变化并且使用所存储的校准数据确定对应于混合比值x向新值的调节的可变比例分流器30的设置的变化。

数据处理单元38也将所存储的数据用于借助于公式(2)且也示出于图7中的确定沿上述线路供应至流体处理装置的未处理水的暂时硬度的方法中。

完成图4的方法中的步骤50-52和图5的方法中的相应步骤58-60(在这些步骤中，针对多个不同设置φ_i的每一个获取电导率数据)需要相当长的时间。可以设想，只要布置新的液体处理滤芯27，就实施这些步骤。在特定实施例中，液体处理滤芯27被配置为在它的生命周期的相对较短的第一阶段释放缓冲剂。因此，可以在较宽的范围内改变混合比值x，而不必影响流体处理装置下游的任何器械，因此，流体处理装置下游的器械可以保持连接。在相对较小量的水通过液体处理滤芯27之后，缓冲剂被耗尽，而第一床34的液体处理介质在大得多的量的水通过第一床34之后被耗尽。

在图6A-6B的方法中，液体处理滤芯27也具有在其生命周期的初始阶段被释放的缓冲剂。这用于在设置范围的端点处获取测量值，但是在使用过程中获取另外的校准数据，另外的校准数据仅限于围绕操作点的设置的子范围。

因此，一旦探测到液体处理滤芯27仍然在其生命周期的初始阶段，数据处理单元38就继续获取流体处理装置所供应的水的暂时硬度的目标值(步骤63)。通过另外的接口46接收该值或者能够确定该值的数据。

并行地，将可变比例分流器30的设置调节至可以被调节的范围的端点φ₀(步骤64)。在该示例中，端点φ₀对应于零混合比值x的值，并且取决于轴32的活动范围的界限。在合适量的水流过处在该设置的装置之后，获取电导率的值s(φ₀)(步骤65)。存储该值(步骤66)。

然后(步骤67)，将设置调节至所述范围的相对的端点φ_max，特别是与轴32的活动范围的另一界限相对应的端点。在合适量的水流过处在该设置的装置之后，获取电导率的值s(φ_max)(步骤68)。存储该值(步骤69)。

之后，至少在所示的实施例中，不再获取另外的值。而是确定通过流体处理装置接收的未处理水的硬度(步骤70)。

在一个实施例中，包含如下计算：

$\mathrm{\Δs}\≡s_0-s_1=\frac{s\left({\mathrm{\φ}}_{\max }\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}{x_{\max }}.---\left(6\right)$

此外，x_max是在可变比例分流器的最大设置φ_max处的混合比值的(存储)值。还记得，Δs是对暂时硬度有贡献的所有组分的完全去除所引起的电导率的变化。通过除以转换因子F，该值可以转换成未处理水的暂时硬度的量度的值，转换因子F可以是常数，例如F＝30μs/°dH，其中dH表示德国硬度。

然后，根据目标硬度值和所计算的未处理水的暂时硬度的值确定混合比值x的目标值(步骤71)。

使用线性插值法，确定与混合比值的目标值对应的可变比例分流器的设置的值φ_op(步骤72)。该值φ_op在本文也称作操作点。然后针对围绕操作点的设置的范围收集校准数据，该范围是可能设置的总范围的相对较小的子范围，如图6B所示。

因此(步骤73)，首先将设置调节至操作点φ_op。确定(步骤74)并存储(步骤75)操作点φ_op处的电导率s(φ_op)。从操作点φ_op出发，进行变化Δφ_i，i＝0,1,…n(步骤76)，并且获取在调节的设置处的电导率的值s(φ_op+Δφ_i)(步骤77)。对于每个变化Δφ_i，如下确定混合比值的实际变化Δx_i：

$\mathrm{\Δ}{x}_i=\frac{s({\mathrm{\φ}}_{\mathrm{op}}+\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_i)-s\left({\mathrm{\φ}}_{\mathrm{op}}\right)}{s\left({\mathrm{\φ}}_{\max }\right)-s\left({\mathrm{\φ}}_0\right)}\·x_{\max }.---\left(7\right)$

表示一对值(Δφ_i,Δx_i)的校准数据存储在存储器39中(步骤79)。重复步骤76-79直到获取和存储足量的围绕操作点的子范围内的校准数据。

然后(步骤80)，控制暂时硬度以实现目标值，但是首先使用校准数据来提高设置实现目标值所需的混合比值的精确度。第二，该校准数据也用于使用图7所述的方法相对精确地确定未处理水的暂时硬度。

从上面关于公式(1)和(2)的讨论可以得出，电导率关于混合比值的导数的近似值s’(x)给出对暂时硬度有贡献的所有组分从未处理水中的去除所引起的电导率的变化Δs的相对较好的估计。因此，计算该导数的近似值。

从混合比值的当前值x₀出发，在第一步81中将混合比值调节至第一值x₁＝x₀+Δx/2，混合比值的当前值x₀现在不再需要与操作点的当前值精确对应，而是在围绕被校准数据所覆盖的操作点的范围内。校准数据用于确保用于获取第一值x₁的可变比例分流器30的准确设置被使用。在延迟足够长的时间以确保水的体积允许在第二床35和传感器设备42的下游区域的水中建立通过第一床34中的介质处理的水与旁路第一床34的水的新的比值之后，获取电导率的第一值s(x₁)(步骤82)。

然后(步骤83)，将混合比值x设置为与第一值不同的第二值x₂＝x₀-Δx/2。此外，使用校准数据确保用于获取第二值x₂的可变比例分流器30的准确设置被使用。在另外地延迟足够长的时间以确保水的体积允许在第二床35和传感器设备42的下游区域的水中建立通过第一床34中的介质处理的水与旁路第一床34的水的新的比值之后，获取电导率的第二值s(x₂)(步骤84)。

接下来，计算电导率的当前值和先前值之间的差s(x₁)-s(x₂)(步骤85)并且除以混合比值的变化x₁-x₂(步骤86)。将所得的结果除以转换因子F(步骤87)。在所示的实施例中，不是使用因子F的固定值，而是首先根据针对混合比值的第一值x₁的电导率值s(x₁)和针对混合比值的第二值x₂的电导率值s(x₂)中至少之一确定因子F。在一个实施例中，根据电导率值s(x₁)和电导率值s(x₂)的平均值确定因子F。在特定的实施例中，使用随着两个值s(x₁)、s(x₂)的平均值线性减小的转换因子F，如本申请的申请人在2013年7月4日提交的待决的国际专利申请No.PCT/EP2013/064112中更充分地描述的。从经验出发并且通过使用Debye-Hückel-Onsager理论模拟电导率对溶解的矿物浓度的依赖性，已经发现这种可变的转换因子提高了暂时硬度的确定的精确度。

暂时返回图6B，可能出现这种情况，未处理水的暂时硬度的程度需要改变混合比值以将可变比例分流器30的设置置于校准数据可用的、围绕操作点φ_op的子范围之外。在这种情况下，确定新的操作点并且重复用于获取校准数据的步骤76-79。然而，不重复在可变比例分流器30的可能设置的范围的端点处获取电导率值的步骤64-68，因为与所述范围的端点φ₀、φ_max有关的电导率的值s(φ₀)、s(φ_max)、这两个电导率值s(φ₀)、s(φ_max)之间的差值以及该差值与混合比值的预定变化x_max(x_max与设置从一个端点φ₀到另一个端点φ_max的变化有关)之间的比值中的至少一个已经被保留在存储器39中。因此，实施获取新的校准数据的过程不需要将通过液体处理装置供应水的器械断开，即使任何的缓冲剂在该阶段早已被耗尽。

虽然图4-6的方法仅需要一个传感器设备19、42，它们对于如图8所示的具有两个传感器设备89、90的第三种类型的液体处理装置也是有用的。这些传感器设备89、90与图1和图3的传感器设备具有相同的构造。

在图8中非常简单地示出的液体处理装置还包括入口91、出口92、通过电机操作的可变比例分流器93(在图8中为单一单元)、流量计94和控制设备95。第一流体路径从可变比例分流器93通过液体处理部件96到达混合位置97，第一流体路径与从可变比例分流器93直接到达混合位置的第二流体路径在混合位置汇合，从而使通过第一和第二流体路径的水混合。

根据上述关于图1和图3的第一和第二液体处理装置的讨论，很容易构想图8所示的液体处理装置的一个变形，在该变形中第一和第二流体路径都通过可更换液体处理滤芯。

上游传感器设备89位于液体处理部件96的上游。在所示的实施例中，它甚至位于可变比例分流器93的上游。其效果是：在包含可更换液体处理滤芯的第三液体处理装置的变形中，上游传感器设备89可以在滤头的外部。

为了使用图4-6所示的任意一种方法通过下游传感器设备90获取校准数据，下游传感器设备90必须位于混合位置97的下游。

不使用图7的方法确定未处理水的暂时硬度，而是使用图9示意性示出的方法。在该方法中，从两个传感器设备89、90获取电导率值s_upstream和电导率值s_downstream(步骤98、99)。然后按照如下公式确定液体处理部件96去除对暂时硬度有贡献的组分而产生的电导率的变化Δs≡s₀-s₁(步骤100)：

$\mathrm{\Δs}=\frac{s_{\mathrm{upstream}}-s_{\mathrm{downstream}}}{1-x}---\left(8\right)$

使用可变比例分流器93的设置和使用图4-6的任意一种方法获得的存储的校准数据获取公式(8)中的混合比值x的准确值。

在步骤101(对应于图7的方法中类似设计的步骤88)获得转换因子F的合适的值之后，公式(8)的结果转换为未处理水的暂时硬度的量度的值(步骤102)。

然后将该值用于控制设置可变比例分流器93的算法，例如用于获得适合于获取出口92处的水的暂时硬度的目标值的混合比值x。校准数据也用于此。

本发明不限于上述实施例，其可以在所附权利要求书的范围内变形。例如，代替使用图2所示类型的可变比例分流器，可以使用具有两个入口通道和一个出口通道的、通过一混合位置连接至入口通道的设备。在该设备中，使用可移动的(例如可旋转的)阀元件调节入口通道进入混合位置的相应开口的截面。可替代地，可以调节第一和第二流体路径的单独的阀设置混合比值，每个阀通过它们自己的驱动器调节。

附图标记列表

1-入口

2-出口

3-可变比例分流器

4-液体处理部件

5-混合位置

6-电机

7-控制设备

8-轴

9-入口通道

10-上出口通道

11-下出口通道

12-可旋转阀元件

13-上控制部件

14-下控制部件

15-与电机的接口

16-数据处理单元

17-存储器

18-与传感器设备的接口

19-传感器设备

20-与流量计的接口

21-流量计

22-另外的接口

23-电导率传感器

24-温度传感器

25-数据处理器

26-滤头

27-液体处理滤芯

28-入口连接器

29-出口连接器

30-可变比例分流器

31-电机

32-轴

33-落水管

34-液体处理介质的第一床

35-液体处理介质的第二床

36-机器可读标签

37-用于从标签读写数据的设备

38-数据处理单元

39-存储器

40-电机接口

41-流量计

42-传感器设备

43-传感器设备的入口连接器

44-传感器设备的出口连接器

45-与传感器的接口

46-另外的接口

47-步骤(关闭旁路)

48-步骤(确定电导率)

49-步骤(存储值)

50-步骤(增加设置)

51-步骤(确定电导率)

52-步骤(存储值)

53-步骤(针对设置计算实际混合比值)

54-步骤(存储与设置关联的值)

55-步骤(关闭旁路)

56-步骤(确定电导率)

57-步骤(存储值)

58-步骤(增加设置)

59-步骤(确定电导率)

60-步骤(存储值)

61-步骤(针对多个设置变化计算实际混合比值的变化)

62-步骤(存储与设置关联的值)

63-步骤(获取目标硬度值)

64-步骤(关闭旁路)

65-步骤(确定电导率)

66-步骤(存储值)

67-步骤(将设置调节至范围的第二端点)

68-步骤(确定电导率)

69-步骤(存储值)

70-步骤(确定未处理水的硬度)

71-步骤(确定混合比值的目标值)

72-步骤(确定针对目标值的设置的值)

73-步骤(调节至操作点)

74-步骤(确定电导率)

75-步骤(存储值)

76-步骤(调节设置)

77-步骤(确定电导率)

78-步骤(确定混合比值的实际变化)

79-步骤(存储与设置关联的值)

80-步骤(控制硬度)

81-步骤(设置第一混合比值)

82-步骤(获取第一电导率值)

84-步骤(设置第二混合比值)

83-步骤(获取第二电导率值)

85-步骤(确定差值)

86-步骤(除以混合比值差)

87-步骤(转换为暂时硬度)

88-步骤(确定转换因子)

89-上游传感器设备

90-下游传感器设备

91-入口

92-出口

93-可变比例分流器

94-流量计

95-控制设备

96-液体处理部件

97-混合位置

98-步骤(获取上游电导率值)

99-步骤(获取下游电导率值)

100-步骤(确定源于软化的电导率变化)

101-步骤(确定转换因子)

102-步骤(转换为暂时硬度)

Claims (15)

1.一种适用于控制流体处理装置的操作的系统(7；26；95)的方法，所述流体处理装置包括：

至少一个第一流体路径和至少一个第二流体路径，

每个第一流体路径通过一流体处理部件(4；34；96)，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(4；34；96)的流体中的至少一种组分，

每个第二流体路径旁路至少一个所述流体处理部件(4；34；96)，使得相比于穿过第一流体路径的流体，通过所述流体处理部件(4；34；96)可去除的至少一种组分至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的流体中；

混合位置(5；35；97)，所述第一和第二流体路径在所述混合位置(5；35；97)将穿过所述第一和第二流体路径的流体混合；

用于调节混合比值的至少一个设备(3，6；30，31；93)，所述混合比值对应于在所述混合位置(5；35；97)的下游的流体中穿过所述第二流体路径的流体的比例；以及

用于获取测量信号的至少一个传感器(19；42；90)，所述测量信号的值表示所述流体的一个参数，所述参数部分依赖于至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的流体中的至少一种组分的浓度，所述方法包括：

针对用于调节所述混合比值的所述至少一个设备的至少一个参考设置中的每一个，确定并存储用于设置相对于参考设置的至少一个变化中的每一个的校准数据，该校准数据表示用于确定与所考虑的设置的变化有关的实际混合比值相对于与所述参考设置有关的所述混合比值的值的变化的相应值，

其中，确定所述校准数据包括产生所述设置的至少一个变化，其特征在于：

确定所述校准数据进一步包括获取位于所述混合位置(5；35；97)下游的所述至少一个传感器(19；42；90)中的至少一个变化之前和之后的参数值。

2.根据权利要求1所述的方法，包括如下至少之一：

确定和存储针对多个参考设置的每一个的所述校准数据，以及

对于至少一个参考设置，确定和存储针对设置相对于所述参考设置的多个变化中的每一个的校准数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

获取所述混合位置(5；35；97)下游的流体的参数的目标值，

确定实现所述目标值所需的所述混合比值的新值；以及

使用所存储的校准数据确定对应于所述混合比值到所述新值的调节的所述至少一个设备的设置的变化。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述流体处理装置是液体处理装置，并且至少部分依赖于相对于穿过所述第一流体路径的液体，至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的液体中的至少一种组分的浓度的所述液体的参数为如下之一：

电导率以及

针对从参考温度的偏移而调整的电导率。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述流体处理装置是液体处理装置，且所述流体处理部件(4；34；96)是被配置为去除水中的对暂时硬度和永久硬度中至少之一有贡献的组分的液体处理部件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述流体处理装置是液体处理装置，且所述流体处理部件(4；34；96)是包含至少初始为氢的形式的离子交换材料的液体处理部件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

将所述至少一个设备(3，6；30，31；93)的设置调节至一范围的端点；

确定与所述范围的端点有关的所述测量信号的相应值；

确定与所述范围的端点有关的所述测量信号的值之间的差；

计算用于确定与设置的变化有关的实际混合比值的变化的值，使得其依赖于混合比值的预定变化与所确定的所述测量信号的值之间的差的比值。

8.根据权利要求7所述的方法，包括将表示所确定的差和所述比值中至少之一的数据存储在存储器中。

9.根据权利要求7或8所述的方法，包括如下至少之一：

针对所述端点之间的至少一个参考设置确定和存储所述校准数据；以及

对于至少一个参考设置，针对设置相对于参考设置的至少一个变化确定和存储产生端点之间的设置的校准数据。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其中：

用于调节所述混合比值的所述至少一个设备(3，6；30，31；93)包括至少一个阀以及具有耦合至至少一个阀元件(12)的部件(8；32)的驱动器(6；31)，其中，所述至少一个端点对应于驱动部件(8；32)的活动范围的界限和通过阀元件(12)的几何结构确定的界限中至少之一。

11.根据权利要求9或10所述的方法，包括产生所述端点之间的设置的至少一个设置变化而获取所述校准数据。

12.通过流体处理装置的流体处理部件(4；34；96)从流体中可去除的组分的浓度的量度的确定方法，包括实施权利要求1-11中任一项所述的方法，其中：

确定从所述流体中可去除的组分的浓度的量度的值包括确定针对通过所述第一流体路径的流体与通过所述第二流体路径的流体的第一比值的所述参数值与针对通过所述第一流体路径的流体与通过所述第二流体路径的流体的不同比值的所述参数值之间的差，以及

其中，使用根据所存储的校准数据获取的所述混合比值的至少一个值和用于调节所述混合比值的所述至少一个设备(3，6；30，31；93)的设置计算组分的浓度的量度值。

13.用于控制流体处理装置的操作的系统，所述流体处理装置包括：

至少一个第一流体路径和至少一个第二流体路径，

每个第一流体路径通过一流体处理部件(4；34；96)，所述流体处理部件(4；34；96)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(4；34；96)的流体中的至少某些类型的组分，

每个第二流体路径旁路至少一个所述流体处理部件(4；34；96)，使得相比于穿过所述第一流体路径的液体，通过所述流体处理部件(4；34；96)可去除的组分至少在一定的较高的程度上保留在穿过所述第二流体路径的流体中；

混合位置(5；35；97)，所述第一和第二流体路径在所述混合位置(5；35；97)将穿过所述第一和第二流体路径的流体混合；以及

用于调节混合比值的至少一个设备(3，6；30，31；93)，所述混合比值对应于在所述混合位置(5；35；97)的下游的流体中穿过所述第二流体路径的流体的比例，

其中，所述系统包括：

与至少一个传感器(19；42；90)的接口(18；45)，用于获取至少部分依赖于通过所述旁路的流体处理部件可去除的组分的浓度的所述流体参数的值；

用于提供信号以使所述至少一个设备(3，6；30，31；93)调节所述混合比值的接口；

数据处理单元(16；38)和存储器(17；39)，

其中，所述系统被配置为：针对用于调节所述混合比值的所述至少一个设备(3，6；30，31；93)的至少一个参考设置中的每一个，确定或存储用于设置相对于参考设置的至少一个变化中的每一个的数据，该数据表示用于确定与所考虑的设置的变化有关的实际混合比值相对于与所述参考设置有关的所述混合比值的值的变化的相应值，以及

其中，所述系统被配置为产生所述设置的至少一个变化以确定该数据，其特征在于：

所述系统被配置为为了确定所述数据，在位于所述混合位置(5；35；97)下游的所述至少一个传感器(19；42；90)中的至少一个变化之前和之后获取所述参数值。

14.根据权利要求13所述的系统，被配置为实施根据权利要求1-12中任一项所述的方法。

15.一种计算机程序，包括一组当其包含在机器可读介质中时能够使具有信息处理能力的系统实施根据权利要求1-12中任一项所述方法的指令。