CN109916650B

CN109916650B - 一种用于净水器测试的装置

Info

Publication number: CN109916650B
Application number: CN201910225652.8A
Authority: CN
Inventors: 王统帅; 刘挺; 鲁建国; 杜红宇; 周雯虹; 马丽; 潘�清; 秦亚楠; 张志达; 王静
Original assignee: China Household Electric Appliance Research Institute
Current assignee: China Household Electric Appliance Research Institute
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109916650A

Abstract

本发明公开了一种用于净水器测试的装置，包括水源和若干并联的测试单元，每个测试单元包括待测净水器、净水储水罐、废水储水罐、纯水桶、废水桶、四个电磁阀以及两个液位传感器；水源连接至净水器的进水口，净水器位于一侧的净水出水口连接至净水储水罐的进水口，位于另一侧的废水出水口连接至废水储水罐的进水口；净水储水罐的出水口经第一电磁阀连接至纯水桶的进水口，纯水桶的出水口经第二电磁阀连接至排水管路；废水储水罐的出水口经第三电磁阀连接至废水桶的进水口，废水桶的出水口经第四电磁阀连接至排水管路；两个液位传感器分别设置于纯水桶和废水桶的顶部一侧。本发明的装置适用于净水器的净水流量、总净水量和回收率(净水产水率)的测试，测试结果可靠，准确度和可靠性高。

Description

一种用于净水器测试的装置

技术领域

本发明涉及家用电器检测领域，具体涉及一种用于净水器测试的装置。

背景技术

随着社会的发展，大量有机物及重金属通过不同的方式进入水源中，饮用水源受到了严重的污染。近些年，人民生活水平逐渐提高，健康意识也不断的提高和增强，饮水问题受到了越来越多的关注。为了保证健康饮水，不少家庭选择安装了净水器。

净水器性能的测试方法主要依据QB/T 4143、QB/T 4144、GB/T30307、GB/T35937、GB34914等标准，这些标准中对净水器的净水流量、总净水量都有要求，部分标准还对净水器的回收率(净水产水率)也有要求，因此需要一套专门用于净水器测试的装置和方法。

目前国内净水器的测试方法主要还是人工测试，如上述标准中净水流量的试验方法：启动净水机，待运行稳定后，当净水总量达到标称总净水量时，在出水口收集(300±2)s的净水，测出其水量，每隔5min收集一次，共收集三次，取三次测试值的算术平均值作为试验结果。上述方法存在自动化程度低，人工干扰因素多的缺点。另外，在净水器测试过程中，一旦净水流量达不到标称，就需要停止测试，由于人工测试不能时刻掌控该信息，故而会有出现问题后反映问题滞后的缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种基于PLC控制器的用于净水器测试的装置，以及利用该装置进行净水器测试的方法。

本发明涉及的一种用于净水器测试的装置，包括水源和若干并联的测试单元，每个测试单元包括待测净水器、净水储水罐、废水储水罐、纯水桶、废水桶、四个电磁阀以及两个液位传感器；

其中，水源连接至净水器的进水口，净水器位于一侧的净水出水口连接至净水储水罐的进水口，位于另一侧的废水出水口连接至废水储水罐的进水口；净水储水罐的出水口经第一电磁阀连接至纯水桶的进水口，纯水桶的出水口经第二电磁阀连接至排水管路；废水储水罐的出水口经第三电磁阀连接至废水桶的进水口，废水桶的出水口经第四电磁阀连接至排水管路；两个液位传感器分别设置于纯水桶和废水桶的顶部一侧；

所述装置连接有控制和显示系统，该系统包括PLC控制器和HMI触摸屏；每个测试单元中的液位传感器以数字量信号的形式传输至PLC控制器，电磁阀作为受控执行机构以开关量信号的形式受控于PLC控制器；HMI触摸屏与PLC控制器连接，用于实时显示实验参数。

作为优选，在本发明的装置中包含的测试单元至少为一组，当有多个待测净水器需要测试时，可并联多组测试单元对这些净水器同时进行测试。

在本发明的装置主要用于对净水器的净水流量、净水总量和回收率(净水产水率)进行测试，以如图1所示的包含一组测试单元的装置为例，本发明中利用该装置进行净水器测试的方法，包括以下步骤：

第一步，接通水源1，设定测试水温、水压，通过PLC控制器27对测试线进行复位；

第二步，打开待测净水器2和电磁阀8、10，关闭电磁阀21、23；

第三步，①当PLC控制器27接收到纯水桶液位传感器12水满信号时，PLC控制器27控制电磁阀21打开，同时关闭电磁阀8，将纯水桶16迅速排空，系统记录下纯水桶16排空时间记为t₁，在t₁时间内，保证净水储水罐4不会被注满；待纯水桶16排空后，PLC控制器27控制电磁阀21关闭，同时打开电磁阀8，往纯水桶16中注水；当PLC控制器27接收到纯水桶液位传感器12水满信号时，即完成一次净水测试周期，系统记录下从电磁阀8打开至PLC控制器27接收到液位传感器12水满信号的时间记为t₂；循环上述净水测试周期的操作，系统记录下电磁阀21打开的次数记为n；

②当PLC控制器27接收到废水桶液位传感器14水满信号时，PLC控制器27控制电磁阀23打开，同时电磁阀10关闭，将废水桶18迅速排空，并保证排水过程中废水储水罐6不会被注满；待废水桶18排空后，PLC控制器27控制电磁阀23关闭，同时打开电磁阀10，往废水桶18中注水；当PLC控制器27接收到液位传感器14水满信号时，即完成一次废水测试周期；循环上述废水测试周期的操作，系统记录下电磁阀23打开的次数记为m；

第四步，系统通过设定的公式计算出净水器实时的净水流量、累计的净水总量和回收率(净水产水率)，并显示在HMI触摸屏28上，公式如下：

累计净水总量U_净＝n×V

累计废水总量U_废＝m×V’

回收率(净水产水率)Y＝U_净/(U_净+U_废)×100％

其中，V为纯水桶16的体积，单位L；V’为废水桶18的体积，单位L；

第五步，系统中以净水器的标称总净水量为基准设定有报警程序，当检测到累计的净水总量达到或者超过标称总净水量时，系统报警提示测试结束，关闭净水器2并断开水源1，HMI触摸屏28上显示的即为净水器的净水流量、总净水量和回收率(净水产水率)；

第六步，根据第五步中得出的净水流量、总净水量和回收率(净水产水率)，判断净水器是否符合标准要求。

本发明的有益效果是：

1、本发明的装置结构简单，并使用了PLC控制器对电磁阀的开启和关闭进行自动控制，提高了测试的自动化程度，避免了人工因素的干扰，使得测试结果可靠，准确度和可靠性高；

2、本发明的装置可集成多组测试线，使得该装置可同时进行多个净水器的测试，集成度高，实现了系统设备的集中监控管理，具有较高的安全性、可靠性，检测员使用便捷，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明中包含一组测试单元的装置示意图；

图2为本发明中控制和显示系统的电气图；

图3为本发明中包含多组测试单元的装置示意图；

其中，1为水源，2、3为净水器，4、5为净水储水罐，6、7为废水储水罐，16、17为纯水桶，18、19为废水桶，8、9、10、11、21、22、23、24为电磁阀，12、13、14、15为液位传感器，25为18组并联的测试单元，26为排水管路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步阐释说明，以使本发明的特征更易于被理解，从而对本发明的保护范围做出更清晰的界定。

如图1所示，图1为本发明中包含一组测试单元的装置示意图，该装置包括水源1、净水器2、净水储水罐4、废水储水罐6、纯水桶16、废水桶18以及连接管路；所述水源1连接至净水器2的进水口；净水器2位于一侧的净水出水口连接至净水储水罐4的进水口，位于另一侧的废水出水口连接至废水储水罐6的进水口；净水储水罐4的出水口经电磁阀8连接至纯水桶16的进水口，纯水桶16的出水口经电磁阀21连接至排水管26；废水储水罐6的出水口经电磁阀10连接至废水桶18的进水口，废水桶18的出水口经电磁阀23连接至排水管26；所述纯水桶16和废水桶18的顶部一侧分别设有液位传感器12、14。

如图2所示，图2为本发明中装置连接的控制和显示系统的电气图，该系统包括PLC控制器27和HMI触摸屏28，所述的纯水桶液位传感器12和废水桶液位传感器14以数字量信号的形式传输至PLC控制器27，所述的电磁阀8、电磁阀10、电磁阀21、电磁阀23作为受控执行机构以开关量信号的形式受控于PLC控制器27；所述PLC控制器27上连接有用于进行实验参数显示控制的HMI触摸屏28，实现了自动化控制，并实时采样计算，便于监控试验的整个过程。

如图3所示，图3为本发明中包含多组测试单元的装置示意图，该装置中并联有20组的测试单元，可实现对20个不同净水器同时进行测试。

以一台标称总净水量为1000L，标称净水流量为31.2L/h的反渗透净水器依据QB/T4144测试为例，介绍本发明中利用如图1所示的包含一组测试单元的装置对净水器进行测试的方法，包括以下步骤：

第一步，接通水源1，设定温度(25±1)℃、水压(0.24±0.02)MPa，通过PLC控制器27对测试线进行复位；

第三步，①通过纯水桶液位传感器12检测计量为2.49L的纯水桶16中是否水满，当PLC控制器27接收到纯水桶液位传感器12水满信号时，PLC控制器27控制电磁阀21打开，同时关闭电磁阀8，将纯水桶16迅速排空，系统记录下纯水桶16排空时间记为t₁；待纯水桶16排空后，PLC控制器27控制电磁阀21关闭，同时打开电磁阀8，往纯水桶16中注水；当PLC控制器27接收到纯水桶液位传感器12水满信号时，即完成一个周期，系统记录下从电磁阀8打开至PLC控制器27接收到液位传感器12水满信号时间记为t₂；循环上述周期，系统记录下电磁阀21打开的次数记为n；

②通过废水桶液位传感器14检测计量为2.46L废水桶18中是否水满，当PLC控制器27接收到废水桶液位传感器14水满信号时，PLC控制器27控制电磁阀23打开，同时电磁阀10关闭，将废水桶18迅速排空；待废水桶18排空后，PLC控制器27控制电磁阀23关闭，同时打开电磁阀10，往废水桶18中注水；当PLC控制器27接收到液位传感器14水满信号时，即完成一个周期；循环上述周期，系统记录下电磁阀23打开的次数记为m；

第四步，系统通过设定的公式计算出净水器实时的净水流量、累计净水总量和回收率，并显示在HMI触摸屏28上，整个过程中净水器实时的净水流量均在标称净水流量31.2L/h以上；

第五步，当检测到累计净水总量大于净水器的标称总净水量时，系统触发报警程序提示测试结束，关闭净水器2并断开水源1，系统记录下电磁阀21总共打开了402次，电磁阀23总共打开了351次，最后一次净水测试周期中t₁为10s，t₂为224s，HMI触摸屏28上显示出该净水器的实测净水流量为38.31L/h、总净水量为1000.98L、回收率为53.69％；

第六步，对于反渗透净水器，QB/T 4144中要求总净水量应大于标称总净水量，实际净水流量应不小于标称净水流量，回收率不小于30％，所测净水器的净水流量、累计净水总量和回收率均满足标准要求，测试结果表明净水器合格。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于净水器测试的装置的使用方法，所述装置包括水源和若干并联的测试单元，每个测试单元包括待测净水器、净水储水罐、废水储水罐、纯水桶、废水桶、四个电磁阀以及两个液位传感器；

所述装置连接有控制和显示系统，该系统包括PLC控制器和HMI触摸屏；每个测试单元中的液位传感器以数字量信号的形式传输至PLC控制器，电磁阀作为受控执行机构以开关量信号的形式受控于PLC控制器；HMI触摸屏与PLC控制器连接，用于实时显示实验参数；

利用所述装置进行净水器测试的方法步骤包括：

第一步，接通水源，设定测试水温、水压，通过PLC控制器对测试线进行复位；

第二步，打开待测净水器和第一电磁阀、第三电磁阀，关闭第二电磁阀、第四电磁阀；

第三步，①当PLC控制器接收到纯水桶液位传感器水满信号时，PLC控制器控制第二电磁阀打开，同时关闭第一电磁阀，将纯水桶迅速排空，系统记录下纯水桶排空时间记为t₁，在t₁时间内，保证净水储水罐不会被注满；待纯水桶排空后，PLC控制器控制第二电磁阀关闭，同时打开第一电磁阀，往纯水桶中注水；当PLC控制器接收到纯水桶液位传感器水满信号时，即完成一次净水测试周期，系统记录下从第一电磁阀打开至PLC控制器接收到纯水桶液位传感器水满信号的时间记为t₂；循环上述净水测试周期的操作，系统记录下第二电磁阀打开的次数记为n；

②当PLC控制器接收到废水桶液位传感器水满信号时，PLC控制器控制第四电磁阀打开，同时第三电磁阀关闭，将废水桶迅速排空，并保证排水过程中废水储水罐不会被注满；待废水桶排空后，PLC控制器控制第四电磁阀关闭，同时打开第三电磁阀，往废水桶中注水；当PLC控制器接收到废水桶液位传感器水满信号时，即完成一次废水测试周期；循环上述废水测试周期的操作，系统记录下第四电磁阀打开的次数记为m；

第四步，系统通过设定的公式计算出净水器实时的净水流量、累计的净水总量和回收率，并显示在HMI触摸屏上，公式如下：

净水流量v＝V/(t₁+t₂)

累计净水总量U_净＝n×V

累计废水总量U_废＝m×V’

回收率Y＝U_净/(U_净+U_废)×100％

其中，V为纯水桶的体积，单位L；V’为废水桶的体积，单位L；

第五步，系统中以净水器的标称总净水量为基准设定有报警程序，当检测到累计的净水总量达到或者超过标称总净水量时，系统报警提示测试结束，关闭净水器并断开水源，HMI触摸屏上显示的即为净水器的净水流量、总净水量和回收率；

第六步，根据第五步中得出的净水流量、总净水量和回收率，判断净水器是否符合标准要求。

2.根据权利要求1的使用方法，其特征在于，所述装置中包含的测试单元至少为两组。