CN108426667A

CN108426667A - 一种反渗透净水器的压力检测方法

Info

Publication number: CN108426667A
Application number: CN201810022054.6A
Authority: CN
Inventors: 王旭宁; 唐拥华
Original assignee: Joyoung Co Ltd
Current assignee: Joyoung Co Ltd
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-08-21
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: CN108426667B

Abstract

本发明实施例公开了一种反渗透净水器的压力检测方法，该净水器包括：进水阀、增压泵和反渗透滤芯，增压泵位于进水阀和反渗透滤芯之间，该方法包括：在制水过程中，检测增压泵的电流I；根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin；其中，制水过程中进水阀处于打开状态，增压泵处于打开状态。通过该方案，实现了准确检测反渗透净水器的压力，有效保护反渗透滤芯和净水器器件，并节约生产成本。

Description

一种反渗透净水器的压力检测方法

技术领域

本发明实施例涉及水处理设备控制技术，尤指一种反渗透净水器的压力检测方法。

背景技术

目前的净水器采用以下方案进行压力检测：

1、通过压力传感器检测膜前压力来保护RO膜（或称反渗透膜），避免膜前压力过大导致膜破损；

2、通过压力传感器检测进水压力，避免膜前压力过大导致膜破损或管路破损漏水等；上述方案均需要在净水器中设置压力传感器，增加了生产成本；

3、通过压力传感器检测进水压力，高压时停止增压泵工作或降低增压泵功率来达到节能制水的目的；

4、通过低压开关或者压力传感器检测进水压力，防止低压条件下制水增压泵长时间工作导致损坏等问题。

以上方案需要在净水器中设置压力传感器、低压开关或流量计等设备，增加了生产成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种反渗透净水器的压力检测方法，能够准确检测反渗透净水器的压力，有效保护反渗透滤芯和净水器器件，并节约生产成本。

本发明实施例采用如下技术方案：

一种反渗透净水器的压力检测方法，该净水器包括：进水阀、增压泵和反渗透滤芯，增压泵位于进水阀和反渗透滤芯之间，该方法包括：

在制水过程中，检测增压泵的电流I；

根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin；

其中，制水过程中进水阀处于打开状态，增压泵处于打开状态。

可选地，根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin包括：

根据下述第一关系式计算进水压Pin：

Pin = c*I+d，其中c为第一线性系数， d为第一常数。

可选地，该方法还包括：

根据增压泵的电流I的大小和下述第二关系式计算反渗透滤芯处的膜前压Pout：

Pout = a*(c*I+d)+b，其中a为第二线性系数， b为第二常数。

可选地，该方法还包括：根据水温T确定第一线性系数c、第一常数d、第二线性系数a以及第二常数b。

可选地，第一线性系数c、第一常数d、第二线性系数a以及第二常数b与水温T分别满足以下关系式：

c=m*T +m1，b= n*T+n1，a=k*T +k1，b= j*T+j1;

其中， m、m1、n、n1、k、k1、j、j1均为预设参数；

进水压Pin满足第三关系式：

Pin = ( m*T +m1)*I+( n*T+n1)；

膜前压Pout满足第四关系式：

Pout = (k*T +k1)*［( m*T +m1)*I+( n*T+n1)］+(j*T+j1)。

可选地，该方法还包括：在制水过程中将进水阀突然关闭时，通过预设的校正系数对进水压Pin进行校正。

可选地，通过预设的校正系数对进水压Pin进行校正包括：根据下述第五关系式对进水压Pin进行校正：

Pin = Pin_A+k2*△P；

其中， Pin_A为满足第一关系式或第三关系式的进水压Pin； k2为预设参数；当Pin_A为满足第一关系式的进水压Pin时，△P为满足第一关系式的进水压Pin与满足第二关系式的膜前压Pout的差值；当Pin_A为满足第三关系式的进水压Pin时，△P为满足第三关系式的进水压Pin与满足第四关系式的膜前压Pout的差值。

可选地，膜前压Pout满足第六关系式：

Pout = Pout_A*s；

其中，Pout_A为满足第二关系式或第四关系式的膜前压Pout；s=r*Lf+r1； Lf为反渗透滤芯的寿命；r为第三线性系数，r1为第三常数。

可选地，该方法还包括：

根据已知的反渗透滤芯的最大膜前压Pout_max，以及第二关系式或第四关系式计算增压泵允许的最大电流值Imax；

当检测出增压泵的电流I达到最大电流值Imax时，调整增压泵的功率以使增压泵的电流I小于或等于Imax，并使反渗透滤芯的膜前压保持小于或等于最大膜前压Pout_max。

可选地，该方法还包括：

当检测出进水压Pin大于或等于预设的最大值进水压Pin_max时，控制增压泵降低功率或停止工作；以及，

当检测出进水压Pin小于或等于预设的最小值进水压Pin_min时，控制净水器停止工作并报警。

本发明实施例的有益效果包括：

1、本发明实施例的净水器包括：进水阀、增压泵和反渗透滤芯，增压泵位于进水阀和反渗透滤芯之间，压力检测方法包括：在制水过程中，检测增压泵的电流I；根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin；其中，制水过程中进水阀处于打开状态，增压泵处于打开状态。该实施例方案提供了一种新型的压力检测技术，通过增压泵的电流I的大小达到确定增压泵前的进水压Pin的目的，使得检测过程不使用压力传感器、低压开关或流量计等设备，降低了生产成本。

2、本发明实施例根据增压泵的电流I的大小和下述第二关系式计算反渗透滤芯处的膜前压Pout：Pout = a*(c*I+d)+b，其中a为第二线性系数， b为第二常数。该实施例方案可以进一步根据增压泵的电流I计算出反渗透滤芯处的膜前压Pout，从而可以根据该膜前压的大小对反渗透滤芯进行保护，防止反渗透滤芯因压力过大而损坏。

3、本发明实施例方法还包括：根据水温T确定第一线性系数c、第一常数d、第二线性系数a以及第二常数b。由于水温T会影响出水量，该实施例方案将水温T作为影响因素加入压力计算系数中，提高了压力检测的准确性。

4、本发明实施例方法还包括：在制水过程中将进水阀突然关闭时，通过预设的校正系数对进水压Pin进行校正。由于机器存在个体差异，使用时间过长后也会给测试带来偏差，该实施例方案通过预设的校正系数对上述因素带来的偏差进行校正，进一步提高了压力检测的准确性。

5、本发明实施例方法还包括：根据已知的反渗透滤芯的最大膜前压Pout_max，以及第二关系式或第四关系式计算增压泵允许的最大电流值Imax；当检测出增压泵的电流I达到最大电流值Imax时，调整增压泵的功率以使增压泵的电流I小于或等于Imax，并使反渗透滤芯的膜前压保持小于或等于最大膜前压Pout_max。该实施例方案通过计算增压泵允许的最大电流值Imax使得可以直接通过控制增压泵的电流I来达到保护反渗透滤芯的目的，使得保护方案更直接、简单。

附图说明

下面结合附图对本发明实施例做进一步的说明：

图1为本发明实施例的反渗透净水器的压力检测方法流程图；

图2为本发明实施例的增压泵前的进水压Pin与反渗透滤芯处的膜前压Pout之间的关系示意图；

图3为本发明实施例的增压泵前的进水压Pin与增压泵的电流I之间的关系示意图；

图4为本发明实施例的检测增压泵的电流I的硬件结构实施例示意图；

图5为本发明实施例的出水量在水温T影响下的变化示意图；

图6为本发明实施例的在正常的制水过程中突然把进水阀关闭时电流I与进水压Pin的关系变化示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

一种反渗透净水器的压力检测方法，该净水器包括：进水阀、增压泵和反渗透滤芯，增压泵位于进水阀和反渗透滤芯之间，如图1所示，该方法包括步骤S11-S12：

S11、在制水过程中，检测增压泵的电流I；其中，制水过程中进水阀处于打开状态，增压泵处于打开状态。

在本发明实施例中，根据能量守恒定律：进水水压提供的能量Q1与增压泵提供的能量Q2约等于水头损耗的能量Q3、反渗透滤芯（如RO膜）制水消耗的能量Q4以及水流出后所带的能量Q5之和；即，Q1+Q2= Q3+Q4+Q5；当进水水压增加时，Q1变大，设增加的能量为△Qa；随Q1的增加使得制水量增加，消耗的能量（Q3+Q4+Q5）相应的也会增加△Qb；由于RO膜及RO膜废水端的废水阀的阻碍作用，△Qb < △Qa，根据能量守恒定律，两边的能量差（△Qa-△Qb）由增压泵输出的能量来调节；反应到增压泵前的进水压Pin与反渗透滤芯处的压力（或称为膜前压）Pout上，得到两条约线性关系的曲线，如图2所示，Pin对应曲线斜率大于Pout，也就是进水压Pin的增速大于膜前压Pout的增速，进水压Pin越大，△P=Pout-Pin越小。另外，进水压Pin增加，出水量（纯净水+废水）增加，出水量增加意味着水源端进水量增加，进水量增加意味进水端水流速增加，流速增加导致增压泵做功变小、功率变小则意味着工作电流变小。

在本发明实施例中，增压泵提供△P越大，做功越多，消耗功率P越大，增压泵的电流I越大；△P越小，做功越少，消耗功率P越小，电流I越小；增压泵电压U一定的情况下，P=UI；也就是△P与△I成正比例关系；Pin与△I成反比例关系，即Pin与I成反比例关系，具体如图3所示。

在本发明实施例中，基于上述内容可知，可以根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin。在此之前，需要首先检测增压泵的电流I。

在本发明实施例中，对于具体的电流检测方法不做限制，任何能够实现本发明实施例的电流检测的方案均在本发明实施例的保护范围之内。例如，通过预设的采样电阻进行电流检测。如图4所示，为本发明实施例给出一个电流检测的具体电路结构实施例。其中，VDD为增压泵L1的电源，VCC为控制芯片M1的电源，VDD＞VCC ; C1、C2、C3、C4为采样滤波电容；R1为电流采样电阻；R3、R4为电压采样电阻。L1的工作电流：I1=UB/R1；L1工作电压: VDD= UA(R2+R3)/R3。因此，通过检测UB的电压值，并已知采样电阻R1的阻值，控制芯片M1便可以计算出增压泵的电流I。

S12、根据增压泵的电流I的大小确定增压泵前的进水压Pin。

根据下述第一关系式计算进水压Pin：

Pin = c*I+d，其中c为第一线性系数， d为第一常数。

在本发明实施例中，由上述的图3可知，当样机设计确认后，样机配件参数基本一致，可认为Pin曲线一定。因此在已经检测出增压泵的电流I的前提下，可以直接计算出进水压Pin。

可选地，该方法还包括：

Pout = a*(c*I+d)+b，其中a为第二线性系数， b为第二常数。

在本发明实施例中，由上述的图3可知，当样机设计确认后，样机配件参数基本一致，可以认为Pout曲线一定；Pout与Pin关系为：Pout = a*Pin+b；将上述的 Pin = c*I+d代入该关系式可得：Pout = a*(c*I+d)+b。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上对水温T的影响进行了补偿。

可选地，第一线性系数c、第一常数d、第二线性系数a以及第二常数b与水温T可以分别满足以下关系式：

c=m*T +m1，b= n*T+n1，a=k*T +k1，b= j*T+j1;

其中， m、m1、n、n1、k、k1、j、j1均为预设参数；

进水压Pin满足第三关系式：

Pin = ( m*T +m1)*I+( n*T+n1)；

膜前压Pout满足第四关系式：

Pout = (k*T +k1)*［( m*T +m1)*I+( n*T+n1)］+(j*T+j1)。

在本发明实施例中，由于水温T会影响出水量，如图5所示，出水量的变化会影响Pin的变化，所以c与d是与水度T相关的函数关系，c=m*T +m1，b= n*T+n1；其中， m、m1、n、n1可以为出厂时设定的参数。结合实施例一中的Pin = c*I+d可知，Pin = c*I+d=( m*T +m1)*I+( n*T+n1)。

在本发明实施例中，由于水温T会影响出水量，出水量的变化也会影响Pout的变化，所以a与b是与水温T相关的函数关系，a=k*T +k1，b= j*T+j1；其中，k、k1、j、j1可以为出厂时设定的参数。结合实施例一中的Pout = a*Pin+b，可知，Pout= a*Pin+b=(k*T +k1)*Pin+( j*T+j1)；再结合上述的Pin = c*I+d=( m*T +m1)*I+( n*T+n1)可知，Pout = (k*T+k1)*［( m*T +m1)*I+( n*T+n1)］+(j*T+j1)。

实施例三

该实施例在实施例一或实施例二的基础上对机器存在个体差异等原因造成的影响进行了补偿。

在本发明实施例中，由于机器存在个体差异，使用时间长后也会给测试带来偏差，本发明适合私立方案可以对该偏差进一步校正。

在本发明实施例中，在正常的制水过程中，进水阀和增压泵处于打开状态，此时可以正常检测增压泵的工作电流I，根据增压泵电流的大小确定净水器进水压Pin。如果在制水过程中，突然把进水阀关闭，也就是将理论中的Q1去除，但由于负载端的不可突变特性，使得Q3+Q4+Q5短时间内不变，所需能量由Q2提供，所以增压泵的电流会增加，电流与进水压力的关系变化为如图6所示，此时进水压Pin与增压泵的工作电流I可以描述为：Pin=e*I1+e1。此时，可以通过预设的校正系数对进水压Pin进行校正。

Pin = Pin_A+k2*△P；

其中， Pin_A为满足第一关系式或第三关系式的进水压Pin； k2为预设参数(k2可以满足k2≤1)；当Pin_A为满足第一关系式的进水压Pin时，△P为满足第一关系式的进水压Pin与满足第二关系式的膜前压Pout的差值；当Pin_A为满足第三关系式的进水压Pin时，△P为满足第三关系式的进水压Pin与满足第四关系式的膜前压Pout的差值。

实施例四

该实施例在上述任意一个或多个实施例的基础上对反渗透滤芯老化产生的影响进行了补偿。

可选地，膜前压Pout满足第六关系式：

Pout = Pout_A*s；

在本发明实施例中，由于机器长时间使用，RO膜的寿命变短，影响Pout曲线，对Pout需校正处理；RO膜寿命（Lf）的计算方式可以是使用时间，也可以是根据TDS（Totaldissolved solids总溶解性固体物质）数据累计计算的结果或者根据其他方式计算（百分百的重现方式）获得的结果, 在此对于RO膜寿命的具体获取方法不做限制。

实施例五

该实施例在上述任意一个或多个实施例的基础上给出了反渗透滤芯和增压泵的保护方案。

在本发明实施例中，由于Pout过高会导致RO膜破损，所以必须控制Pout的值，具体可以通过以下方案实现：

可选地，该方法还包括：

在本发明实施例中，还可以通过以下方案保护净水器内相关器件，避免增压泵等因为压力不合适造成损坏。

可选地，该方法还包括：

当检测出进水压Pin大于或等于预设的最大值进水压Pin_max（可以对应最大电流值Imax）时，控制增压泵降低功率或停止工作，以使净水器更加节能；其中，Pin_max<Pout_max；以及，

当检测出进水压Pin小于或等于预设的最小值进水压Pin_min（可以对应最小电流值Imin）时，控制净水器停止工作并报警，防止器件被损坏。

实施例六

该实施例在上述任意一个或多个实施例的基础上给出了不同净水器中实施本发明实施例方案的时段。

可选地，对于带压力桶型净水器，当压力开关低压有效时（开始制水时），此时压力桶压力值可认为在整个机器寿命期内恒定，对增压泵影响作用恒定；此时可以实施本发明实施例方案。对于不带压力桶机型净水器，当流量开关或制水按键信号有效时可以实施本发明实施例方案开始检测；也可以在制水前先短时间冲洗（冲洗期间出水端对增压泵的影响基本可以忽略），因此冲洗期间内可以实施本发明实施例方案进行检测。

在本发明实施例中，需要说明的是，上述任意实施例中的任何系数或常数均可以通过多次试验获得或根据经验值获得，对于其具体获取方法不做限制。

本发明实施例的有益效果包括：

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种反渗透净水器的压力检测方法，该净水器包括：进水阀、增压泵和反渗透滤芯，所述增压泵位于所述进水阀和所述反渗透滤芯之间，其特征在于，所述方法包括：

在制水过程中，检测所述增压泵的电流I；

根据所述增压泵的电流I的大小确定所述增压泵前的进水压Pin；

其中，所述制水过程中所述进水阀处于打开状态，所述增压泵处于打开状态。

2.根据权利要求1所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述根据所述增压泵的电流I的大小确定所述增压泵前的进水压Pin包括：

根据下述第一关系式计算所述进水压Pin：

Pin = c*I+d，其中c为第一线性系数， d为第一常数。

3.根据权利要求2所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述增压泵的电流I的大小和下述第二关系式计算所述反渗透滤芯处的膜前压Pout：

Pout = a*(c*I+d)+b，其中a为第二线性系数， b为第二常数。

4.根据权利要求3所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据水温T确定所述第一线性系数c、所述第一常数d、所述第二线性系数a以及所述第二常数b。

5.根据权利要求4所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述第一线性系数c、所述第一常数d、所述第二线性系数a以及所述第二常数b与所述水温T分别满足以下关系式：

c=m*T +m1，b= n*T+n1，a=k*T +k1，b= j*T+j1;

其中，所述m、m1、n、n1、k、k1、j、j1均为预设参数；

所述进水压Pin满足第三关系式：

Pin = ( m*T +m1)*I+( n*T+n1)；

所述膜前压Pout满足第四关系式：

Pout = (k*T +k1)*［( m*T +m1)*I+( n*T+n1)］+(j*T+j1)。

6.根据权利要求5所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述制水过程中将所述进水阀突然关闭时，通过预设的校正系数对所述进水压Pin进行校正。

7.根据权利要求6所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述通过预设的校正系数对所述进水压Pin进行校正包括：根据下述第五关系式对所述进水压Pin进行校正：

Pin = Pin_A+k2*△P；

其中，所述Pin_A为满足所述第一关系式或所述第三关系式的进水压Pin；所述k2为所述预设参数；当所述Pin_A为满足所述第一关系式的进水压Pin时，所述△P为满足所述第一关系式的进水压Pin与满足所述第二关系式的膜前压Pout的差值；当所述Pin_A为满足所述第三关系式的进水压Pin时，所述△P为满足所述第三关系式的进水压Pin与满足所述第四关系式的膜前压Pout的差值。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述膜前压Pout满足第六关系式：

Pout = Pout_A*s；

其中，所述Pout_A为满足所述第二关系式或所述第四关系式的膜前压Pout；s=r*Lf+r1；所述Lf为所述反渗透滤芯的寿命；r为第三线性系数，r1为第三常数。

9.根据权利要求5-7任意一项所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据已知的所述反渗透滤芯的最大膜前压Pout_max，以及所述第二关系式或所述第四关系式计算所述增压泵允许的最大电流值Imax；

当检测出所述增压泵的电流I达到所述最大电流值Imax时，调整所述增压泵的功率以使所述增压泵的电流I小于或等于Imax，并使所述反渗透滤芯的膜前压保持小于或等于所述最大膜前压Pout_max。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的反渗透净水器的压力检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测出所述进水压Pin大于或等于预设的最大值进水压Pin_max时，控制所述增压泵降低功率或停止工作；以及，

当检测出所述进水压Pin小于或等于预设的最小值进水压Pin_min时，控制所述净水器停止工作并报警。