CN110064331A

CN110064331A - 水混合装置

Info

Publication number: CN110064331A
Application number: CN201910269907.0A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·斯帕雷; 约兰·尼布姆
Original assignee: Orbital Systems AB
Current assignee: Orbital Systems AB
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2019-07-30
Also published as: EP3084085A1; EP3084085B1; JP2017501319A; DK3084085T3; CA2930234A1; SA516371347B1; AU2014367337B2; EP3084085A4; US20160319522A1; WO2015094107A1; JP6621410B2; KR20160100320A; CN105829617A; IL245657A0; AU2014367337A1

Abstract

本发明描述了一种允许净化和再生水或抛弃水的混合装置1，其中所述混合装置1包括再循环回路2、滤器系统3和多传感器4，其中混合装置1还包括多传感器4，其中多传感器4是电导传感器，其中混合装置1还包括微处理器并且其中多传感器(4)与微处理器连接。

Description

水混合装置

本申请是申请日为2014年12月18日、发明名称为“水混合装置”、国际申请号为PCT/SE2014/051536并且中国国家申请号为201480063935.2的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及允许净化和再生水或抛弃水的混合装置。

背景技术

目前已知用于净化和再生水的混合装置。在公开了允许净化和再生水或抛弃水的混合装置的PCT/SE2012/051430中显示一个例子，其中所述混合装置包括再循环回路、具有纳米滤器的滤器系统、至少一个滤器质量传感器、就过程而言安置在纳米滤器之前或之后的至少一个预滤器，并且其中布置混合装置以在至少一个滤器质量传感器显示需要使水从再循环转向排水时，使水从再循环转向排水。

本发明的目的提供就测量而言在参数和范围方面显示出高度灵活性并且还提供高度测量可靠性的混合装置。另外，本发明还提供成本十分有效的解决方案，所述解决方案也相对于目前现存系统具有明显改善。

发明内容

上述目通过一种允许净化和再生水或抛弃水的混合装置，其中所述混合装置包括再循环回路、滤器系统和多传感器，其中混合装置还包括多传感器，并且其中多传感器是电导传感器，并且其中混合装置还包含微处理器并且其中多传感器与微处理器连接。

根据本发明就表述“混合装置”而言，这指“允许净化和再生/抛弃水”的特征。一些可能例子是淋浴器、盥洗池等。

另外，应当指表述“抛弃”还覆盖分离水以进一步加工如净化、处理等。

通常，电导传感器测量溶液中离子的总浓度。接触传感器(或EC(电导率)传感器)的电极适合用于低电导率应用，如在水的情况下使用。还存在其他类型的电导传感器，如感应式传感器，并且全部可以根据本发明利用。因此，根据本发明的一个优选实施方案，混合装置包括多电导率(EC)传感器。应当指出，这体现了其中本发明混合装置还包括其他类型传感器的情况，然而至少两个传感器是电导传感器，如EC传感器。

就本发明的电导传感器而言，还可以说这些传感器可以在技术上涉及测量电阻，并且随后可以通过转换测量值获得电导率。测量电阻还允许同时测量其他参数，例如可以通过测量铂元件(例如PT100等)的电阻，测量温度。本发明的混合装置包括至少一个微处理器。多传感器与具有输入和输出的微处理器连接。因而，本发明的多EC传感器的电极(电极对)涉及测量电阻，当还测量温度和液位时，所述电阻可以在微处理器中转换成电导率。

总体上限定，微处理器或微处理器，也可以称作微控制器，将计算机的中央处理单元(CPU)的诸功能并入单个集成电路(IC)上或可能并入一些这类集成电路上。参考本发明，还可以提到，混合装置可以包括一个或几个微处理器。存在巨大量的不同类型微处理器，并且通常全部类型均可以有可能并入本发明的混合装置系统中。作为一个例子，大小、容量和其他性能特性可以在并入本发明系统的可能微处理器中变动。

根据本发明，一个和相同的微处理器可以与几个混合装置及其各自的传感器连接。作为一个例子，淋浴器形式的几个混合装置可以彼此连接以形成一个系统，所述系统具有作为全部淋浴器的交互组件发挥作用的至少一个微处理器。

水的电阻将随时间推移根据水的质量变化。量程由传感器中的电阻器决定。本发明的EC传感器还可以通过将多电阻器并入一个及相同EC传感器，提供对水的电阻的动态测量。因此，提供以下可能性：选择并且因此连接这些多电阻器中与水的电阻比较时具有最佳匹配量程的电阻器。

本发明的多传感器系统，优选地多EC传感器系统，具有几个优点。首先，这些类型的传感器使用价廉组件，并且因此与现存系统相比，经济性改善。其次，由于这类价廉组件轻易地由相似组件更换，所以可以容易地改变系统的量程。另外，多个测量点，如在本发明的系统中，为高级组件和电路解决诶方案带来更好的经济性。因此并且如上文提到，本发明的混合装置可以包括微处理器，例如Atmel ATmega328，所述微处理器照管整个测量控制，而不是具有用于每个测量点的几个独立传感器，并且其中这些独立传感器是模拟电路或数字电路。下文进一步公开其他优点，如功率消耗低和可能测量多个不同参数，如水质、流速、液位和/或泄漏。可以通过布置借助检测电阻(在转换后电导率)而检测水存在的电极对，进行发明的液位测量。这类电极可以在不同的高度提供并且本身可以检测水是否存在。液位测量系统可以是进一步高级化。作为一个例子，三个电极可以作为两个电极对(一个电极共用)提供。可以向不同的电极提供不同的液位测量灵敏度。例如，一个电极可以作为或多或少或完全垂直伸展的棒布置，并且这个电极随后可以作为实际液位测量的装置发挥作用。应当进一步谈到，本发明的这种液位测量构思可以应用于系统的不同部分，如半开式给水管线(见下文)、罐和在可能的泄漏托盘中。

还可以谈到，虽然PCT/SE2012/051430也提到其中的水质传感器可以是传导式传感器，如导电性传感器，PCT/SE2012/051430中未描述或其中未暗示多电导传感器系统。如从上文可以理解，本发明混合装置的多电导传感器具有几个重要优点。就PCT/SE2012/051430而言，可以谈到，它提到布置其中公开的混合装置以至少一个滤器质量传感器提示需要水从再循环转向排水时，使水从再循环转向排水。当本发明的传感器提示这种需求时，这个特征对本发明的混合装置而言也是如此。

另外，在US2013/0212800中，公开了一种淋浴系统，所述淋浴系统包括显示所述使用者在淋浴期间使用再循环水的需求的使用者致动器、淋浴喷头、排水管、能够选择水从所述淋浴喷头从饮用水源发出或水从饮用水和来自所述排水管的再循环水的混合物发出的第一阀门以及处理器，所述处理器与所述使用者致动器和所述第一阀门连通，其中所述第一阀门能够受所述处理器控制。

US2013/0212800中公开的系统不包括微处理器，并且因此不包括与如本发明混合装置情况下所涉及的传感器连接的微处理器。另外，未谈及PCT/SE2012/051430中所示的装置包括与多电导传感器连接的微处理器。

附图简介

在图1中，显示系统的流程图，所述系统包括根据本发明一个具体实施方案的混合装置。

具体实施方式

下文公开了本发明的具体实施方案。

根据一个具体实施方案，混合装置的滤器系统包括至少两个不同滤器。如该图中所见，滤器之一可以是纳米滤器。另外，预滤器可以在纳米滤器之前安置。另外，还可以包括其他滤器，例如，如该图中所示的与淋浴器底部连接安置的前置预滤器。

本发明的每个多传感器可以涉及不同参数。根据一个实施方案，混合装置包括涉及水质、液位和/或水泄漏的传感器。全部这些传感器均可以优选地是电导传感器。就水位而言，这种水位可以例如涉及在罐中的液位，如图1中所示。就水泄漏而言，可以提供与混合装置底部的周围环境连接的传感器，还如图1中展示。

另外，还可以并入其他类型的传感器。这些传感器也可以是电导传感器，但是也可以是不同类型的。还可以提到，根据本发明的一个实施方案，传感器涉及测量电阻。由于电导率是温度依赖的，因此也必须测量温度以从电阻确定电导率。通过测量电阻和温度，多个不同参数可能取得关于如例如压力、实际液位和/或水流量的读数。根据本发明的一个具体实施方案，传感器涉及质量、液位和泄漏之全体，并且其中这些具体传感器是电导传感器。

另外，根据本发明的一个实施方案，混合装置包括其中提供至少一个电导传感器的半开式给水管线。另外在这种情况下，至少一个电导传感器适当地是一个EC传感器或几个EC传感器。给水管线的半开式设计具有几个优点。首先，这提供了以简单方式测量水质的可能性。其次，还可以测量半开式给水管线中的水流量，通过并入例如上文公开的3电极布局，这可以是可能的。由于半开式给水管线暗示在顶部开放但是仍然可以输送水流的某个形状，如通道，撇沫风险有限。这因不存在装置的“顶部”而实现，如在圆柱体的情况下。采用圆柱体或完全圆形的管道时，撇沫可能发生。本发明的半开式给水管线提供更好的解决方案以运输形成的泡沫连同分离的水。由于这种泡沫还含有污物和致污物，确信以有效方式从系统移除这种泡沫是有意义的。

另外，本发明还提供用于限制或消除致污物在电极上结垢或堆积的手段。可以例如通过以下方式限制这类风险：在罐中掺入球体等，从而这些球体作为刷子发挥作用，接触时通过刷洗作用从电极移除致污物。因此，可以减少电极上的结垢。另外，可以布置冲洗喷嘴以便将水冲洗入半开式给水管线。对于产生清洁给水管线的可能性，这也可以有意义。

另外，根据本发明的一个具体实施方案，混合装置包括作为至少三个电极布置的多个电导率(EC)传感器，所述至少三个电极作为两个电极对连同一个共用电极布置并且其中相对于液位的灵敏度在至少两个电极中不同。为了布置，EC传感器本身提供以简单有效方式测量液位的可能性。提供独立的传感器可能对于测量泄漏和/或罐液位有意义(参见图1)。如提到，这可以按不同方式进行，如以简单和双元方式或如更高级方式，其中电极中液位灵敏度不同。

另外并且如所述，还可以测量水流量。采用半开式给水管线，当获得液位的值时，还可以计算流量。当决定进入再循环模式或否时，这个参数也可能有意义。

事实是本发明的这个构思提供了以简单有效方式测量几个参数的可能性。另外，系统中的水几何形状不必要“固定”用于应计测量范例，这相对于目前所用的已知系统不同。另外并且如所提及，由于电导率是温度依赖的，因此也必须测量温度。这可以例如在实际电极中进行，因为这些电极是导热的。因此，可以在实际水流外部借助电极中的热传导过程测量温度。

根据本发明的又一个具体实施方案，在半开式给水管线中提供流量限制器。可以提供流量限制器以确保半开式给水管线中或多或少恒定的水位。这可以是有意义的，因为变动的液位暗示难以按精确和可靠方式测量电导率。

本发明的电子控制系统涉及一次在一个电极上测量。另外，根据本发明的一个具体实施方案，电子控制系统的至少部分、优选地整个电子控制系统是电隔离的。

还可以谈到，本发明还涵盖多重混合装置解决方案。包括测量/传感器装置的几种独立水收集单元可以包含于本发明的一个和相同混合装置中(例如淋浴器中)这类收集单元位于这个淋浴器的地漏中，例如处于如该图中所示的半开式给水管线形式。每个收集单元包括至少一个独立EC传感器和用于使水流动至再循环或分离的独立手段。每个收集单元可以是与另一个收集单元的类型完全相同，但也可以在传感器类型和量程等方面有差异。然而，它们将至少在本发明混合装置内部的位置方面有差异。

这也可以提供收集不同“类型”水的可能性，例如水，例如在收集单元的淋浴器中使用者前方流动的水和另一个这种单元的淋浴器中使用者后方流动的水。由于后一种水可能含有更高水平的洗发剂等，可能想要防止这种水与与更清洁的水混合。这类多重系统还可以包括用于将各个单位从再循环模式变成分离/排放模式的手段。

另外，本发明还包括这样的系统，所述系统包含几个连接的混合装置。在这种情况下，应当指出一个传感器实际上可以居中并且为全部混合装置共用，如测量到达全部混合装置的入流水的传感器。因此，本发明还体现例如这样的系统，所述系统包括各自具有一个局部传导式传感器的两个不同混合装置并且所述系统还包括一个居中和共用的传导式传感器。另外，其他部分还可能对本发明的多装置是常见的，例如储罐、滤器系统等。当一个混合装置包含几个收集单元的情况下和一个系统包含几种混合装置的情况下，这均有效。

附图详述

在显示系统(其包括根据本发明一个具体实施方案的混合装置1)的流程图的图1中，可以见到一个类型的再循环回路2和滤器系统3，在这种情况下，滤器系统3包含预滤器5和纳米滤器6。另外，在半开式给水管线7中提供多EC传感器，但是可以在系统中提供几种其他EC传感器。另外，也可以在混合装置1的系统中提供几个其他类型的传感器。

结论

本发明混合装置的多电导传感器系统具有几个优点。下文列出这些优点的选项。

＊经济性-与现存系统相比，该系统包括少量和价廉组件。

＊例如，不使用或不需要变压器或线圈，并且因此传感器的尺寸可以小。这是一个优点。

＊信噪比良好。由于可以使用大电流高，噪声和其他频率扰动可以边缘化。

＊可以仅通过更换一个简单和价廉组件(电阻器)改变量程。

＊多个测量点驱动更高级组件和回路解决方案的经济可能性。因此，可以并入一个微处理器，所述微处理器可以采集许多测量点，而不是通过拥有许多完全独立的传感器做到这一点。

＊与现存系统相比，功率消耗低。

＊可以使用许多不同类型的电极。设计并不重要，并且可以使用一个简单设计。仅需要与水的电子接触，并且现存金属板本身可以用作电极。

＊编程可以用来决定电导率的解释和用户可视化。如提到，这涉及质量、液位、泄漏和例如流量。

＊温度可以在实际流外部测量，例如通过测量传感器电极的金属部件的温度。

＊处理器电路允许与其他系统和电路进行数字通讯(与周围环境的通讯协议)。例子是数字式温度测量装置/读数仪。

＊当根据本发明使用EC传感器时不需要反复校准。通过测量电阻能够实现这一点。与感应式传感器或其他类型的传感器比较时，这极为不同，因为在这种情况下交流电(AC)运行穿过系统并且因此全部参数均不是已知的。

＊本发明可以开放用于在PT100/PT1000或应变计(或其他电阻材料)上以相同的基本技术测量并因而测量温度、流量和压力。

Claims

1.一种允许净化和再生水或抛弃水的混合装置，其中所述混合装置包括其中布置有滤器系统的再循环回路，其中混合装置还包括多传感器，其中多传感器是涉及不同参数的电导传感器，所述参数是水质、水位和/或水泄漏，其中所述电导传感器作为至少三个电极布置，其中相对于液位的灵敏度在所述电极中的至少两个中不同，其中混合装置还包括微处理器和电子控制系统，其中多传感器与微处理器连接，其中所述混合装置还包括溢出系统并且其中至少一个传感器布置在所述溢出系统中或布置在连接到所述溢出系统的单元中，其中至少一个电极布置为充当布置在所述溢出系统中或布置在连接到所述溢出系统的单元中的水质传感器，并且所述水质传感器布置为向所述电子控制系统提供信号，决定是否应当将水从所述溢出系统再循环并将水再循环进入所述再循环回路或将水送到所述混合装置的排水道。

2.根据权利要求1所述的混合装置，其中各个电极布置为电极对。

3.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中多传感器至少之一是电导率传感器。

4.根据权利要求3所述的混合装置，其中多传感器至少之一是包含电极对的电导率传感器。

5.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中多传感器是电导传感器，涉及测量电阻并且通过转换测量值获得电导率。

6.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中滤器系统包括至少两个不同滤器。

7.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中多传感器至少之一涉及水质、液位和/或泄漏。

8.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中传感器涉及质量、液位和泄漏之全体，并且其中传感器是电导传感器。

9.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中混合装置包括作为至少三个电极布置的多个电导率传感器，所述至少三个电极作为两个电极对连同一个共用电极布置并且其中相对于液位的灵敏度在至少两个电极中不同。

10.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中混合装置的电子控制系统的至少部分是电隔离的。

11.根据权利要求1或2所述的混合装置，其中混合装置包括其中提供至少一个电导传感器的半开式给水管线。

12.根据权利要求11所述的混合装置，其中半开式给水管线中提供流量限制器。

13.根据权利要求11所述的混合装置，其中提供布置以将水冲洗入半开式给水管线的冲洗喷嘴。