CN109984572A - 一种水垢监测方法及应用该水垢监测方法的电蒸箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水垢监测方法，包括以下步骤：初始化不同硬度水的生垢速度，初始化除垢报警对应的报警水垢质量；检测获取当前水的硬度，进而获取对应的生垢速度；获取当前硬度水的生垢时间；计算当前硬度的水生成新水垢的质量；将计算的新水垢的质量累加至历史水垢质量构成当前水垢质量，并将当前水垢质量作为新的历史水垢质量进行存储；判断当前水垢质量是否达到报警水垢质量，达到后进行除垢提醒和除垢响应。本发明中的水垢监测方法即使出现更换水质而改变水的硬度的情况，也能准确的计算实时的水垢生成量，进行及时报警。本发明还涉及一种应用该水垢监测方法的电蒸箱，提高了使用的方便性，提升了用户体验。

Description

一种水垢监测方法及应用该水垢监测方法的电蒸箱
技术领域
本发明涉及一种电器中的水垢监测方法，还涉及应用该水垢监测方法的电蒸箱。
背景技术
在电蒸箱等家用电器在长期使用过程中，需要对水进行加热，内部的加热部件、蒸汽发生器上容易积聚水垢，进而影响加热效率，能耗也相应提高，甚至还会导致水路堵塞而影响产品的正常使用。目前的电器均是在使用设定时间后提示用户进行清理。但是不同地区的水质差异较大，则形成相同质量水垢的时间差异也较大，仅仅通过设置时间来进行除垢的提醒，对于水质较大的地区，会出现水垢过多的情况。而对于水质比较好的地区，则会出现因为水垢量太少而出现浪费除垢剂的情况。
授权公告号为CN102374663B(申请号为201010263112.8)的中国发明专利《一种检测热水器结垢后并报警指示的方法》，其中公开的方法可以通过对水质的检测，进而分析不同水质下结垢的时间周期，以及该周期后结垢的程度，并及时提醒用户。但是该过程中，结垢的时间周期是根据固定的水质信号计算获取的，对于经常更换水的产品，其使用过程中，水质经常因为供水原因发生变化，则无法准确的获取结垢提醒信息。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够在更换水质的前提下也能实时获取准确的结垢信息，方便应用在各种需要检测水垢监测产品中的水垢监测方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种获取准确的结垢量，进而准确的提醒电蒸箱进行除垢的电蒸箱。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种水垢监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、检测获取当前水的硬度，根据存储的水的硬度与生垢速度的关系数据，进而获取当前硬度的水对应的生垢速度；
S2、判断是否达到生垢条件，如果是，进而获取当前硬度水的生垢时间；
S3、根据S1中的当前硬度水的生垢速度以及S2中的当前硬度水的生垢时间计算当前硬度的水生成新水垢的质量；
S4、将S3中计算的新水垢的质量累加至存储的历史水垢质量，进而构成当前水垢质量，并将当前水垢质量作为新的历史水垢质量进行存储；
S5、将当前水垢质量与存储的除垢报警对应的报警水垢质量进行比较，当前水垢质量达到报警水垢质量后，则转入S6；如果当前水垢质量未达到报警水垢质量，则转入S1；
S6、进行除垢提醒和除垢响应。
为了避免用户不自主除垢而影响产品的正常使用，或者影响产品的性能、寿命，S1中，报警水垢质量包括提示除垢质量M1和强制除垢质量M2，其中M1＜M2。
优选地，S6中，当当前水垢质量达到提示除垢质量M1后，则提示用户进行除垢工作；当当前水垢质量达到强制除垢质量M2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作；
除垢工作完成后，均将历史水垢质量置零。
作为改进，S2中，生垢条件的判断方法为：判断水的温度W，当W≥N℃时，则判断水能生垢，相应进行生垢时间计时。
可选择地，所述55≤N≤85。
作为改进，S1中，初始化n种硬度水样本的水质硬度值数据[E1,E2,……,Ei,……,En]，初始化n种硬度水样本的生垢速度数据[V1,V2,……,Vi,……,Vn]，其中i，n为自然数，1≤i≤n；
S2中，确定当前水的硬度以及生垢速度的方法为：
将检测获取的当前水的硬度值与n种硬度水样本的水质硬度值数据进行差运算，进而将差值绝对值最小对应的水样本的水质硬度值作为当前水的水质硬度值，进而根据当前水的水质硬度值对应的生垢速度值作为当前硬度水的生垢速度；
或者根据n种硬度水样本的水质硬度值数据和生垢速度数据拟合生成关于水质硬度与生垢速度的曲线，进而根据检测获取的当前水的硬度获取曲线上对应的生垢速度值作为当前硬度水的生垢速度。
为了避免水质较好的地区长时间达不到报警水垢质量，进而使得生成的水垢对较好的水质产生影响，还包括以下步骤：
S-A、将S2中的生垢时间累加至存储的历史生垢时间，进而构成当前生垢时间，并将当前生垢时间作为新的历史生垢时间进行存储；
S-B、将当前生垢时间与存储的除垢报警对应的报警除垢时间进行比较，当前生垢时间达到报警除垢时间后，则转入S6；如果当前生垢时间未达到报警除垢时间，则转入S1。
优选地，报警除垢时间包括提示除垢时间T1和强制除垢时间T2，其中T1＜T2。
进一步改进，S6中，当当前生垢时间达到提示除垢时间T1后，则提示用户进行除垢工作；当当前生垢时间达到强制除垢时间T2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作；
除垢工作完成后，均将历史生垢时间置零。
为了减小除垢难度，还包括以下步骤：
S-a、根据S1中检测获取的水的硬度值，判断当前检测获取的水的硬度值相较于前一个检测获取的水的硬度值Y0的差值绝对值是否超出设置的硬度突变阈值，如果是，则判断水的硬度发生突变，进行S-b；
S-b、自突变的起点开始，将检测获取的水的硬度值分别与Y0进行差运算，进而获取硬度差值，将硬度差值的绝对值分别与硬度突变阈值进行比较，如果硬度差值的绝对值超过硬度突变阈值，则判断水质变质，对水质变质时间进行计时；
S-c、判断水质变质时间是否超出设置的水质变质时间阈值，如果是，则进行S-d；
S-d、提示用户水质变质，同时进行强制除垢工作，除垢工作完成后，将水质变质时间置零。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有前述水垢监测方法的电蒸箱，包括蒸箱本体、水箱、蒸汽发生器、控制电路板、水质硬度传感器、温度传感器、报警器、除垢装置，所述水箱、蒸汽发生器、控制电路板均安装在所述蒸箱本体内，所述水质硬度传感器设置在所述蒸汽发生器内并与控制电路板电连接，所述温度传感器设置在所述蒸汽发生器内并与控制电路板电连接，所述报警器设置在所述蒸箱本体上并与控制电路板电连接，所述除垢装置安装在所述蒸汽发生器内并与控制电路板电连接，所述蒸汽发生器与所述控制电路板电连接。
可选择地，所述报警器为报警灯和/或显示器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的水垢监测方法，能够实时获取水的硬度值，进而根据该硬度水对应的生垢速度以及有效的生垢时间计算水垢生成质量。使用该方法的过程中，即使出现更换水质而改变水的硬度的情况，也能准确的计算实时的水垢生成量，进而与报警水垢质量进行比较，对需要报警的水垢情况进行及时报警，提醒用户进行除垢。该水垢监测方法不受限于特定硬度的水，充分考虑了水硬度变化对生垢量的硬性，监测结果更加准确，适用于各种精度的产品中。相应应用有该水垢监测方法的电蒸箱，水垢提醒结果更加准确，有利于提升电蒸箱的使用品质。
附图说明
图1为本发明实施例中水垢监测方法的流程图。
图2为本发明实施例中电蒸箱的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的水垢监测方法，可以实时获取当前的水垢质量，适用于各种具有水箱的产品中，在体积较小，高精度的产品中也适用。本实施例以电蒸箱为使用对象，具体对水垢监测方法进行说明。
如图1和图2所示，本实施例中的电蒸箱包括蒸箱本体1、水箱2、蒸汽发生器3、控制电路板4、水质硬度传感器5、温度传感器6、报警器7、除垢装置8。其中水箱2、蒸汽发生器3、控制电路板4均安装在蒸箱本体1内，控制电路板4根据具体设计选择在蒸箱本体1内的安装位置。水箱2同现有电蒸箱内设置的水箱2，蒸汽发生器3与水箱2通过供水管路相连通，蒸汽发生器3内具有能够对其内盛放水进行加热的加热部件，在加热的过程，会形成水垢。通常水加热超过55℃～85℃，则会产生水垢。温度传感器6设置在蒸汽发生器3内并与控制电路板4电连接，则可通过温度传感器6检测获取蒸汽发生器3内水的加热温度，当检测到蒸汽发生器3内水的温度超过生垢温度，则可认为已达到有效的生垢温度，对水的生垢时间进行计时。
水质硬度传感器5设置在蒸汽发生器3内并与控制电路板4电连接，水质硬度传感器5用于检测蒸汽发生器3内水的硬度值。除垢装置8则采用现有的自动除垢装置8，该除垢装置8与控制电路板4电连接，当需要自动除垢时，则控制电路板4控制启动除垢装置8，除垢装置8对蒸汽发生器3内的水垢进行清除工作。
报警器7设置在蒸箱本体1上并与控制电路板4电连接，根据需要可以选择报警灯、或者显示器，或者报警灯和显示器同时设置。报警灯通过不同的颜色显示可以提示积垢的不同程度。为了方便使得用户及时获得报警信息，还可以设置与控制电路板4电连接的蜂鸣器。
控制电路板中存储有水的硬度与生垢速度的关系数据、生垢条件对应的生垢温度、报警水垢质量、报警除垢时间、硬度突变阈值、水质变质时间阈值。
水在超过55℃后会开始生垢，但是由于水温在55℃至85℃时，生垢量太小，本实施例中将85℃作为生垢温度；
水的硬度与生垢速度的关系数据的获取过程为：记n种硬度水样本的水质硬度值数据构成的水质硬度数组为[E1,E2,……,Ei,……,En]，记n种硬度水样本分别对应的生垢速度数据构成的生垢速度数组为[V1,V2,……,Vi,……,Vn]，其中i，n为自然数，1≤i≤n；本实施例中n＝51；
在实验室中，对硬度在0-5mmol/L内并且步进为0.1mmol/L的51种硬度水样本进行实验，进而获取各硬度水样本生成相同质量水垢所需的时间，进而计算出51种硬度水样本的生垢速度，进而获得各硬度水样本的生垢速度数据；根据不同的精度要求，可以调整步进值；
报警水垢质量包括提示除垢质量M1和强制除垢质量M2，其中M1＜M2；报警除垢时间包括提示除垢时间T1和强制除垢时间T2，其中T1＜T2。
电蒸箱中的水垢监测方法具体为：
S1、使用水质硬度传感器5检测获取蒸汽发生器3内当前水的硬度并传送给控制电路板4，控制电路板4将检测获取的当前水的硬度值与n种硬度水样本的水质硬度值数据进行差运算，进而将差值绝对值最小对应的水样本的水质硬度值作为当前水的水质硬度值，进而根据当前水的水质硬度值对应的生垢速度值作为当前硬度水的生垢速度；该过程计算量少并且获得的结果足以准确反应水垢生成速度；
S2、控制电路板4判断是否达到生垢条件，如果是，进而获取当前硬度水的生垢时间；
本实施例中即利用温度传感器6检测当前蒸汽发生器3内水的温度W，当温度传感器6检测到当前水温W超过生垢温度85℃后，则进行生垢时间的计时；其中生垢温度85℃可以根据具体情况适应性的调整；
S3、根据S1中的当前硬度水的生垢速度以及S2中的当前硬度水的生垢时间计算当前硬度的水生成新水垢的质量；
S4、将S3中计算的新水垢的质量累加至历史水垢质量，进而构成当前水垢质量，并将当前水垢质量作为新的历史水垢质量进行存储；
S5、将当前水垢质量与存储的提示除垢质量M1和强制除垢质量M2分别进行比较，当前水垢质量达到提示除垢质量M1或强制除垢质量M2后，则转入S6；如果当前水垢质量未达到提示除垢质量M1或强制除垢质量M2，则转入S1；
S6、当当前水垢质量达到提示除垢质量M1后，则提示用户进行除垢工作，如果用户使用除垢装置8进行除垢，则将历史水垢质量置零；如果用户未进行除垢工作，则历史水垢质量继续存储，当当前水垢质量达到强制除垢质量M2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作，即控制电路板4控制除垢装置8进行除垢。
前述两种情况下，只要进行了水垢除垢工作，则将历史水垢质量置零。
不同的地区水质其硬度相差较大，硬度较小的水产生的水垢要达到报警除垢质量需要的时间较长，则产生的水垢会对较好的水质的水产生负面影响，如此可采用下面的方法进一步补充前述的水垢检测方法，达到合理的除垢目的。
S-A、将S2中的生垢时间累加至存储的历史生垢时间，进而构成当前生垢时间，并将当前生垢时间作为新的历史生垢时间进行存储；
S-B、将当前生垢时间与存储的除垢报警对应的提示除垢时间T1和强制除垢时间T2进行比较，当前生垢时间达到提示除垢时间T1或强制除垢时间T2后，则转入S-C；如果当前生垢时间未达到提示除垢时间T1或强制除垢时间T2，则转入S1。
S-C、当当前生垢时间达到提示除垢时间T1后，则提示用户进行除垢工作；当当前生垢时间达到强制除垢时间T2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作；
除垢工作完成后，均将历史生垢时间置零。
通过实验测试发现现有的固定除垢方式对于不同硬度的水形成于同一台机器内的水垢的除垢效果差于同一硬度的水形成的水垢，为了减小除垢难度，进行S-a至Sb：
S-a、控制电路板4根据S1中检测获取的水的硬度值，判断当前检测获取的水的硬度值相较于前一个检测获取的水的硬度值Y0的差值绝对值是否超出设置的硬度突变阈值，如果是，则判断水的硬度发生突变，进行S-b；
S-b、自突变的起点开始，将检测获取的水的硬度值分别与Y0进行差运算，进而获取硬度差值，将硬度差值的绝对值分别与硬度突变阈值进行比较，如果硬度差值的绝对值超过硬度突变阈值，则判断水质变质，对水质变质时间进行计时；
S-c、判断水质变质时间是否超出设置的水质变质时间阈值，如果是，则进行S-d；
S-d、提示用户水质变质，同时进行强制除垢工作，除垢工作完成后，将水质变质时间置零。

Claims (12)

1.一种水垢监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、检测获取当前水的硬度，根据存储的水的硬度与生垢速度的关系数据，进而获取当前硬度的水对应的生垢速度；
S2、判断是否达到生垢条件，如果是，进而获取当前硬度水的生垢时间；
S3、根据S1中的当前硬度水的生垢速度以及S2中的当前硬度水的生垢时间计算当前硬度的水生成新水垢的质量；
S4、将S3中计算的新水垢的质量累加至存储的历史水垢质量，进而构成当前水垢质量，并将当前水垢质量作为新的历史水垢质量进行存储；
S5、将当前水垢质量与存储的除垢报警对应的报警水垢质量进行比较，当前水垢质量达到报警水垢质量后，则转入S6；如果当前水垢质量未达到报警水垢质量，则转入S1；
S6、进行除垢提醒和除垢响应。
2.根据权利要求1所述的水垢监测方法，其特征在于：报警水垢质量包括提示除垢质量M1和强制除垢质量M2，其中M1＜M2。
3.根据权利要求2所述的水垢监测方法，其特征在于：S6中，当当前水垢质量达到提示除垢质量M1后，则提示用户进行除垢工作；当当前水垢质量达到强制除垢质量M2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作；
除垢工作完成后，均将历史水垢质量置零。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的水垢监测方法，其特征在于：S2中，生垢条件的判断方法为：检测水的温度W，当W≥N℃时，则判断水能生垢，相应进行生垢时间计时。
5.根据权利要求4所述的水垢监测方法，其特征在于：所述55≤N≤85。
6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的水垢监测方法，其特征在于：
S1中，初始化n种硬度水样本的水质硬度值数据[E1,E2,……,Ei,……,En]，初始化n种硬度水样本的生垢速度数据[V1,V2,……,Vi,……,Vn]，其中i，n为自然数，1≤i≤n；
S2中，确定当前水的硬度以及生垢速度的方法为：
将检测获取的当前水的硬度值与n种硬度水样本的水质硬度值数据进行差运算，进而将差值绝对值最小对应的水样本的水质硬度值作为当前水的水质硬度值，进而根据当前水的水质硬度值对应的生垢速度值作为当前硬度水的生垢速度；
或者根据n种硬度水样本的水质硬度值数据和生垢速度数据拟合生成关于水质硬度与生垢速度的曲线，进而根据检测获取的当前水的硬度获取曲线上对应的生垢速度值作为当前硬度水的生垢速度。
7.根据权利要求1至3任一权利要求所述的水垢检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S-A、将S2中的生垢时间累加至存储的历史生垢时间，进而构成当前生垢时间，并将当前生垢时间作为新的历史生垢时间进行存储；
S-B、将当前生垢时间与存储的除垢报警对应的报警除垢时间进行比较，当前生垢时间达到报警除垢时间后，则转入S6；如果当前生垢时间未达到报警除垢时间，则转入S1。
8.根据权利要求7所述的水垢监测方法，其特征在于：报警除垢时间包括提示除垢时间T1和强制除垢时间T2，其中T1＜T2。
9.根据权利要求8所述的水垢监测方法，其特征在于：S6中，当当前生垢时间达到提示除垢时间T1后，则提示用户进行除垢工作；当当前生垢时间达到强制除垢时间T2后，提示用户的同时，进行强制除垢工作；
除垢工作完成后，均将历史生垢时间置零。
10.根据权利要求1至3任一权利要求所述的水垢检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S-a、根据S1中检测获取的水的硬度值，判断当前检测获取的水的硬度值相较于前一个检测获取的水的硬度值Y0的差值绝对值是否超出设置的硬度突变阈值，如果是，则判断水的硬度发生突变，进行S-b；
S-b、自突变的起点开始，将检测获取的水的硬度值分别与Y0进行差运算，进而获取硬度差值，将硬度差值的绝对值分别与硬度突变阈值进行比较，如果硬度差值的绝对值超过硬度突变阈值，则判断水质变质，对水质变质时间进行计时；
S-c、判断水质变质时间是否超出设置的水质变质时间阈值，如果是，则进行S-d；
S-d、提示用户水质变质，同时进行强制除垢工作，除垢工作完成后，将水质变质时间置零。
11.一种应用有如权利要求1至10任一权利要求所述的水垢监测方法的电蒸箱，其特征在于：包括蒸箱本体(1)、水箱(2)、蒸汽发生器(3)、控制电路板(4)、水质硬度传感器(5)、温度传感器(6)、报警器(7)、除垢装置(8)，所述水箱(2)、蒸汽发生器(3)、控制电路板(4)均安装在所述蒸箱本体(1)内，所述水质硬度传感器(5)设置在所述蒸汽发生器(3)内并与控制电路板(4)电连接，所述温度传感器(6)设置在所述蒸汽发生器(3)内并与控制电路板(4)电连接，所述报警器(7)设置在所述蒸箱本体(1)上并与控制电路板(4)电连接，所述除垢装置(8)安装在所述蒸汽发生器(3)内并与控制电路板(4)电连接，所述蒸汽发生器(3)与所述控制电路板(4)电连接。
12.根据权利要求11所述的电蒸箱，其特征在于：所述报警器(7)为报警灯和/或显示器。
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