CN110240234A - 用于水处理装置的控制方法和水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明应用于厨卫领域，提供一种用于水处理装置的控制方法和水处理装置，包括电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、以及连接电解水模块的供电电路；通过根据检测模块确定TDS测量值，并根据TDS测量值，控制第一电极和第二电极的倒极频率和/或第一电极和第二电极的供电占空比，从而使得电解水模块的工作电流处于安全值范围内起到保护电源和电源控制模块不至过载，又保证了电解水模块的生成水处理成分处于合理的范围起到对水中的物质进行杀菌消毒和清洗有机物的目的；而且实现了根据电解水的水质的不同采取对应的控制水垢的倒极控制频率，实现了根据水质的不同对应地控制水垢的产生。

Description

用于水处理装置的控制方法和水处理装置

技术领域

本发明涉及厨卫领域，尤其涉及一种用于水处理装置的控制方法和水处 理装置。

背景技术

目前的对水中的物质进行消毒的水处理装置如电解水模块在工作时，放 置于水中通过电解水反应生成活性成分，通过活性成分对水中的物质如蔬菜 和瓜果等进行灭菌消毒。由于水的TDS值的不同，使得电解水模块工作时， 其工作电流会不同，以此使得水的电导率也对应不同，而且电解水模块工作 对水进行电解时，也会影响到水的洁净度，因此电解水模块工作时，水的电 导率是实时变化的，这会导致其电解水模块的工作电流实时发生变化，并可 能产生很大的差异，从而有可能出现对电解水模块供电的电源发生过载损坏。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是 现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于水处理装置的控制方法和水处理装 置，以解决现有技术中的水处理装置工作时由于水的TDS发生变化使其工作 电流变化导致供电电源出现过载问题。

为实现上述目的，本发明提出一种用于水处理装置的控制方法，水处理 装置包括电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、以及连接 电解水模块的供电电路，其特征在于，控制方法包括：

根据电流采样模块确定TDS测量值；

根据TDS测量值，控制第一电极和第二电极的供电倒极频率和/或第一电 极和第二电极的供电占空比。

可选地，电流采样模块连接第一电极和第二电极，在第一电极和第二电 极上加载检测电压，并检测经过第一电极和第二电极的电流，以此计算TDS 测量值。

可选地，在计算TDS测量值之前还包括：

对第一电极和第二电极进行供电，以使得第一电极和/或第二电极对水进 行电解以生成水处理成分。

可选地，还包括：

根据TDS测量值调整对第一电极和第二电极进行供电的供电电压，以使 得电解水模块的电功率在预设功率以内或者为恒定功率。

可选地，倒极频率的范围是20秒/次至6600秒/次，在TDS小于70的情 况下，控制第一电极和第二电极的供电倒极频率较低，在TDS大于300的情 况下，控制第一电极和第二电极的供电倒极频率较高。

可选地，控制第一电极和第二电极的供电占空比的范围是30％至100％； 当TDS小于70的情况下，控制控制第一电极和第二电极的供电占空比较大， 以及第一电极和第二电极的供电倒极频率较低；当TDS大于300的情况下， 控制控制第一电极和第二电极的供电占空比较小，以及第一电极和第二电极 的供电倒极频率较高。

可选地，控制占空比的范围是30％至100％；当TDS较大时，控制第一 电极和第二电极的供电占空比较小；当TDS较小时，控制第一电极和第二电 极的供电占空比较大。

为实现上述目的，本发明还提出一种一种水处理装置，水处理装置包括 电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、处理器和电源控制 模块，电源控制模块连接外部电源，并在处理器控制下对电解水模块进行供 电，水处理装置包括电流采样模块，用于检测对电解水模块进行供电的供电 电流，处理器被配置成执行如权利要求1至7任意一项的控制方法。

可选地，水处理装置还包括显示模块，显示模块与MCU连接，用于显示 与TDS测量值关联的数据。

可选的，电源控制模块包括电流控制单元、电压控制单元和倒极控制单 元中的一种或者多种。

通过上述技术方案，本发明的用于水处理装置的控制方法，该水处理装 置包括电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、以及连接电 解水模块的供电电路，通过根据电流采样模块确定TDS测量值，并根据TDS 测量值，控制第一电极和第二电极的倒极频率和/或第一电极和第二电极的供 电占空比，从而使得电解水模块的工作电流处于安全值范围内起到保护电源 和电源控制模块不至过载，又保证了电解水模块的生成水处理成分处于合理 的范围起到对水中的物质进行杀菌消毒和清洗有机物的目的；而且实现了根 据电解水的水质的不同采取对应的控制水垢的倒极控制频率，实现了根据水 质的不同对应控制水垢的产生。

附图说明

图1为本发明用于水处理装置的控制方法的水处理装置的框图；

图2是本发明用于水处理装置的控制方法的第一实施例的流程图；

图3是本发明用于水处理装置的控制方法的第二实施例的流程图；

图4是本发明用于水处理装置的控制方法的第三实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中 自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的 元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。

本发明首先提出用于水处理装置的控制方法，水处理装置如图1所示， 包括电流采样模块60、包含第一电极51和第二电极52的电解水模块50、处 理器30(MCU)以及连接电解水模块50的供电电路，供电电路具体包括电 源控制模块20和电源10，其中电源控制模块20用于在处理器30控制下，输 出电源参数可控的电源10对电解水模块50进行供电，这里的电源参数包括 电压、电流、功率或者电源极性等其中的一种或者多种，具体对应电源控制模块20中的电压控制单元22、电流控制单元21和倒极控制单元23，而功率 控制实际通过电压控制单元22和电流控制单元21结合进行。电流采样模块 60串联于供电回路中。

在第一实施例中，如图2所示，基于上述的水处理装置的控制方法包括：

步骤S10、根据电流采样模块60确定TDS测量值；

步骤S20、根据TDS测量值，控制第一电极51和第二电极52的供电占 空比。

具体的，电流采样模块60为电流采样电路，处理器30与电源控制模块 20的控制端连接，电源连接电源控制模块20以对其进行供电，电源控制模块 20的输出端正负极分别连接到电解水模块50的第一电极51和第二电极52， 以对电解水模块50的工作进行供电，图中第一电极51接正极电，第二电极 52接负极电，电流采样电路串联于电源控制模块20与电解水模块50连接的 供电回路中。

这里的电流采样电路为现有通用的电流采样电路，如由采样电阻为基础 的采样电路，通过采样电阻上的电压值的大小表示了通过其采样电阻电流的 大小。其具体的电路在此不再展开赘述。

以上述的采样电阻为基础的采样电路为例，处理器30通过读取电流采样 电路采样输出的电压值并通过计算或者查表即可确定电流值，该电流值的大 小反映了电解水模块50工作电流大小。而代表水的洁净度的TDS值与该电流 值相关，因为如果水越洁净，水中的杂质成分越少，此时TDS值越低，则水 越不易产生导电效应，对应的电导率越低，电解水模块50对水进行电解以生 成水处理成分的能力越弱，电解水模块50的工作电流越小；反之则水中的杂 质越多，TDS值越大，电解水模块50对水进行电解以生成水处理成分即电解 成分的能力越强，电解水模块50的工作电流越大。因而可根据电流采样模块 60采样得到的电解水模块50的工作电流大小，对应得出TDS值的大小，具 体可将TDS值与工作电流通过经验公式或者查表的对应关系得出，在此不再 赘述。

由于水的TDS值的不同，这时水的导电能力不同，从而影响到电解水模 块50工作时的电流大小，如果电解水模块50的工作电流超过了电源10和电 源控制模块20的输出值，则会造成电源10和电源控制模块20的输出过载， 长期时间工作会导致电源10和电源控制模块20的损坏。

因此为了保护电源和电源控制模块20不过载，需要根据水的导电能力的 不同及时控制电解水模块50的工作电流，具体可通过电流控制单元来实现。 此时通过确定到反应水的导电能力大小的TDS测量值，以此控制对电解水模 块50的第一电极51和第二电极52的供电的占空比。也进行供电和不供电二 者的比值大小。如以200ms周期为列，可以以2ms为最小单位，将最小的占 空比单位分成100等分，即供电的时间占整个周期的百分比可以设置为1％至 100％通过改变供电的占空比就从宏观上改变了电解水模块50的工作电流大小。因而可在确定TDS测量值较低时增加供电的占空比，在TDS测量值较高 时减少供电的占空比，其具体的占空比调节范围是30％至100％之间，从而使 得电解水模块50的工作电流处于安全值范围内起到保护电源10和电源控制 模块20不至过载，又保证了电解水模块50的生成水处理成分处于合理的范 围起到对水中的物质进行杀菌消毒和清洗有机物的目的。

在本发明的用于水处理装置的控制方法的第二实施例中，如图3所示， 基于水处理装置的控制方法包括：

步骤S30、根据电流采样模块60确定TDS测量值；

步骤S40、根据TDS测量值控制第一电极51和第二电极52的供电倒极 频率。

当电解水模块50在水中长期工作时，容易在电极板上生成水垢，特别是 加载正极电的电极板，由电解水的工作原理可知，在加载正极电的电极板上 产生氧气，加载负极电的电极板上产生氢气，产生氢气的量是氧气的量的两 倍，由于氧气具有氧化作用，因此更容易在此电极板上生成水垢。为了避免 水垢生成过多覆盖于电极板的表面，以此影响到电极板与水进行电解水反应 以生成水处理成分的性能，因此需要尽量的减少水垢的产生。

目前减少水垢产生的一种方式是对第一电极51和第二电极52的供电极 性进行定期的调换，即倒极控制。当第一电极51和第二电极52的供电极性 对调时，则产生氢气和氧气的位置也对调，因而之前产生氧气的电极板此时 产生氢气，使得这个电极板不会由于一直处于产生氧气状态而导致水垢的增 多，而且此时由于水垢在另一个极板主要产生，前一个极板此时产生氢气， 由于氢气的量大过氧气的量，因此此时前一个极板上如果有水垢也会逐渐被 大量的氢气的气泡在水中的上升流动而冲走。因此通过定期倒极控制方式实 现了延缓水垢的产生。

而当水的TDS测量值不同时，电解水模块50工作时的电解水处理能力也 不同，也即此时生成氧气和氢气的数量不同，通过第一实施例知，TDS测量 值越低，生成氧气和氢气的数量少；TDS值越高，生成氧气和氢气的数量多， 以此使得TDS测量值不同时生成水垢的程度也不同，因此为了进一步延缓水 垢的参数，针对水垢的程度不同，控制第一电极51和第二电极52的倒极频 率也不同。具体而言当TDS测量值越低，此时产生水垢的程度低，控制第一 电极51和第二电极52的供电倒极频率也越低；当TDS测量值越高，此时产 生水垢的程度高，控制第一电极51和第二电极52的供电倒极频率也越高。

通过实验可知，倒极频率的范围在20秒/次至6600秒/次之间，当TDS 值小于70的情况下，此时生成氧气和氢气的数量少，因此产生水垢的程度低， 控制第一电极51和第二电极52的倒极频率较低；当TDS值大于300的情况 下，此时生成氧气和氢气的数量多，因此产生水垢的程度高，控制第一电极 51和第二电极52的倒极频率较高。以此能根据TDS值的不同对应不同的倒 极频率，起到控制水垢的产生。

这里的根据电流采样模块60确定TDS测量值的方式与第一实施例相同。 本实施例通过TDS测量值控制第一电极51和第二电极52的倒极频率，以此 实现了根据电解水的水质的不同采取对应的控制水垢的倒极控制频率，实现 了根据水质的不同灵活控制水垢的产生。

在本发明的用于水处理装置的控制方法的第三实施例中，如图4所示， 基于水处理装置的控制方法包括：

步骤S50、根据电流采样模块60确定TDS测量值；

步骤S60、根据TDS测量值，控制第一电极51和第二电极52的供电占 空比和第一电极51和第二电极52的倒极频率。

在该实施例中，将上述控制方法的第一实施例和第二实实施例进行结合， 通过根据电流采样模块60确定TDS测量值，同时控制第一电极51和第二电 极52的供电占空比和第一电极51和第二电极52的倒极频率。以此同时实现 了对电源10和电源控制模块20的过载保护，和对电解水模块50的第一电极 51和第二电极52的水垢的抑制。具体而言，当TDS小于70的情况下，控制 控制第一电极51和第二电极52的供电占空比较大，以及第一电极51和第二 电极52的供电倒极频率较低；当TDS大于300的情况下，控制控制第一电极 51和第二电极52的供电占空比较小，以及第一电极51和第二电极52的供电 倒极频率较高。其具体的控制过程与上述的第一实施例和第二实施例相同， 在此不再赘述。

进一步的，在本发明的用于水处理装置的控制方法的第四实施例中，该 控制方法还包括：

根据TDS测量值调整对第一电极51和第二电极52进行供电的供电电压。

具体的，通过电源控制模块20中的电压控制单元22来实现输出不同的 电压对第一电极51和第二电极52进行供电。这里的电压控制单元22内部电 压可通过现有的电压可调的稳压模块实现，且具体的电压输出受处理器30控 制。

具体的，在TDS测量值较大时，处理器30控制电压控制单元22减小供 电电压；当TDS测量值对应的TDS值较小时，处理器30控制电压控制单元 22增大供电电压。由第一实施例可知，电解水模块50产生的电解成分与TDS 值正向相关。而电解水模块50产生的电解成分还与供电电压的大小正向相关， 因为当供电电压不同时，其电解水模块50的工作电流随之正向变化，以此使 得生产的电解成分随之不同。因而通过根据TDS测量值改变供电电压大小， 同样实现了使得电解水模块50的工作电流处于安全值范围内起到保护电源10 和电源控制模块20不至过载，又保证了电解水模块50的生成水处理成分处 于合理的范围起到对水中的物质进行杀菌消毒和清洗有机物的目的。

进一步的，在该实施例中，上述控制方法还进一步包括：

根据TDS测量值调整对第一电极51和第二电极52进行供电的供电电压 以及供电占空比。

针对某一些水处理的工作场景，当第一电极51和第二电极52上的水垢 越来越多时，因为这两个电极上与水发生电解反应的表面越来越多的被水垢 覆盖，因此电解水反应的越来越难以进行，也即产生的电解水成分越来越少， 此时电解水模块的工作电流越来越小，因而其TDS测量值也越来越小；此时 为了维持电解水反应产生的电解水成分不减少，以此能维持杀菌消毒和清洗 有机物的效果不变，需要升高对第一电极51和第二电极52进行供电的供电 电压，从而突破水垢的障碍，增强电解水反应的能力。

但是单纯提高供电电压时，其工作电流也随之增加，如果长期工作会造 成电源10和电源控制模块20的输出过载，因此此时进一步控制供电的占空 比，即降低对第一电极51和第二电极52进行供电的占空比，以此在宏观上 降低工作电流，使得电源10和电源控制模块20的输出功率不会增加导致过 载。针对上述的水垢多的工作场景，采用提高供电电压与降低供电占空比相 结合的方案在提升电解水反应能力的同时又控制工作电流降低，保护电源10 和电源控制模块20的输出不至过载。

在本发明的用于水处理装置的控制方法的第五实施例中，基于上述第一、 第二或者第三实施例，该控制方法还包括：

根据TDS测量值调整对第一电极51和第二电极52进行供电的供电电压， 以使得电解水模块50的电功率在预设功率以内或者为恒定功率。

在本实施例中，进一步控制对第一电极51和第二电极52进行供电的供 电电压，具体通过图1中的电压控制单元22调整输出电压。

有第四实施例可知，在供电电压不同时，电解水模块50的工作电流也不 同，具体与供电电压正向相关，由于电源输出的最大功率是固定不变的，因 此在上述实施例的基础上，在确定TDS测量值不同时，通过电压控制单元22 调节输出电压，使得加载在电解水模块50的功率不变，也即通过电流采样模 块60确定的工作电流和输出电压的乘积不变。这样可以使得电源10的输出 功率维持其能提供的最大功率，从而能够最大限度的利用电源输出能力，又 不至使得电源10输出过载，实现了电源10的效率的最大化。

当然在上述控制中，也可以通过对第一电极51和第二电极52进行供电 的供电电压，使得电解水模块50的电功率在预设值以内，优选的在最大功率 以内，可以在低于最大功率的一个值范围内波动，如最大功率为20W，则可 以在18W-19.5W范围内波动，因为在上述的方案控制功率为恒定不变实际是 较为困难的，对电压控制单元22和MCU30的相互控制配合要求较高，而控 制功率为一定范围内波动容易实现，因此此方案在接近最大功率输出情况下 实现了电源10的效率的优化。

本发明还提出一种水处理装置，如图1所示，的水处理装置包括电流采 样模块60、包含第一电极51和第二电极52的电解水模块50、处理器30和 电源控制模块20，电源控制模块20连接电源10，并在处理器30控制下对电 解水模块50进行供电，的水处理装置包括电流采样模块60，用于检测供电电 流，处理器30被配置成执行上述的用于水处理装置的控制方法。

具体的，上述的电源控制模块20包括电流控制单元21、电压控制单元 22和倒极控制单元23中的一种或者多种，以此实现在处理器30控制下，输 出电源参数可控的电源10对电解水模块50进行供电，这里的电源参数包括 电压、电流、功率或者电源极性等其中的一种或者多种，分别通过电压控制 单元22、电流控制单元21和倒极控制单元23实现，而功率控制实际通过电 压控制单元22和电流控制单元21结合进行。电流采样模块60串联于电源控 制模块20对电解水模块50的供电回路中。

通过本发明的水处理装置，使得根据确定的TDS测量值来控制第一电极 51和第二电极52的倒极频率和/或第一电极51和第二电极52的供电占空比， 从而使得电解水模块50的工作电流处于安全值范围内起到保护电源和电源控 制模块20不至过载，又保证了电解水模块50的生成水处理成分处于合理的 范围起到对水中的物质进行杀菌消毒和清洗有机物的目的；而且实现了根据 电解水的水质的不同采取对应的控制水垢的倒极控制频率，实现了根据水质 的不同灵活控制水垢的产生；并可以使得电源10的输出功率解决其能提供的 最大功率，从而能够最大限度的利用电源10输出能力，又不至使得电源10 输出过载，实现了电源10的效率的最大化。

进一步的，水处理装置还包括显示模块40，该显示模块40与MCU连接， 用于显示与TDS测量值关联的数据。以此方便用户在对处理装置生成电解水 的水处理成分的过程中，实时查看水质变化情况，以实时的查看当前水质的 洁净度，提升用户体验。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描 述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的 至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须 针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特 点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互 矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示 例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是 利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于水处理装置的控制方法，所述水处理装置包括电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、以及连接所述电解水模块的供电电路，其特征在于，所述控制方法包括：

根据所述电流采样模块确定TDS测量值；

根据所述TDS测量值，控制所述第一电极和所述第二电极的供电倒极频率和/或所述第一电极和第二电极的供电占空比。

2.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述电流采样模块连接所述第一电极和所述第二电极，在所述第一电极和所述第二电极上加载检测电压，并检测经过所述第一电极和所述第二电极的电流，以此计算所述TDS测量值。

3.如权利要求2所述控制方法，其特征在于，在计算所述TDS测量值之前还包括：

对所述第一电极和所述第二电极进行供电，以使得第一电极和/或所述第二电极对水进行电解以生成水处理成分。

4.如权利要求3所述控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述TDS测量值调整对所述第一电极和所述第二电极进行供电的供电电压，以使得所述电解水模块的电功率在预设功率以内或者为恒定功率。

5.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述倒极频率的范围是20秒/次至6600秒/次，在所述TDS小于70的情况下，控制所述第一电极和第二电极的供电倒极频率较低，在所述TDS大于300的情况下，控制所述第一电极和所述第二电极的供电倒极频率较高。

6.如权利要求5所述控制方法，其特征在于，所述控制所述第一电极和第二电极的供电占空比的范围是30％至100％；当TDS小于70的情况下，控制所述第一电极和第二电极的供电占空比较大，以及所述第一电极和所述第二电极的供电倒极频率较低；当TDS大于300的情况下，控制所述第一电极和第二电极的供电占空比较小，以及所述第一电极和所述第二电极的供电倒极频率较高。

7.如权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述控制所述占空比的范围是30％至100％；当TDS较大时，控制所述第一电极和第二电极的供电占空比较小；当TDS较小时，控制所述第一电极和第二电极的供电占空比较大。

8.一种水处理装置，其特征在于，所述水处理装置包括电流采样模块、包含第一电极和第二电极的电解水模块、处理器和电源控制模块，所述电源控制模块连接外部电源，并在所述处理器控制下对所述电解水模块进行供电，所述所述水处理装置包括电流采样模块，用于检测对所述电解水模块进行供电的供电电流，所述处理器被配置成执行如权利要求1至7任意一项所述的控制方法。

9.如权利要求8所述水处理装置，其特征在于，所述水处理装置还包括显示模块，所述显示模块与所述MCU连接，用于显示与所述TDS测量值关联的数据。

10.如权利要求8所述水处理装置，其特征在于，所述电源控制模块包括电流控制单元、电压控制单元和倒极控制单元中的一种或者多种。