CN111111305B - 一种净水器滤芯寿命的监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于过滤状态指示器技术领域，公开了一种净水器滤芯寿命的监控方法，具体包括：预先设定相关水质参数；利用水质监测仪检测水质；监测水的TDS值变化；利用计时器计量滤芯使用时间；利用流量计监控滤芯过滤水量；计算分析水质综合评分；输出水质的等级以及滤芯综合评分；利用显示设备显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。本发明综合了水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量等多项数据，对净水效果进行了综合的计算分析，不仅解决了现有技术单一的指标导致的检测不准确的技术问题，同时，能够保证滤芯寿命的有效监控，测量结果准确，全面有效，提高用水安全。
Description
技术领域
本发明属于过滤状态指示器技术领域，尤其涉及一种净水器滤芯寿命的监控方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
随着水污染问题越来越严重以及桶装水问题的存在，人们越来越关注净水器净水。通过净水器过滤可以直接获得安全纯净的饮用水，净水器的使用可以改善家庭用水的质量。净水器的核心部件是滤芯，滤芯由不同的材料组成，任何一种滤芯材料都有使用寿命。滤芯在长期使用后，会因为截留物的堵塞和截留下的微生物的繁衍等，导致滤芯净水能力失效，即滤芯寿命到期。为保证饮水安全，滤芯必须及时更换。
现有滤芯寿命检测一般有三种，时间型、流量型或TDS差值计算：
时间性检测由于各地的水质存在差别，在某些水质较好的地区，可能滤芯在使用一定时间后，还能继续使用；如果在水质较差的地方则相反。另外一种可能则是，使用者长期不用净水器，但即使系统一直处于开启状态，会产生很大的误差，也会导致滤芯没有达到更换标准而过早更换，造成了能源的浪费。
流量型检测利用流量计计算滤芯寿命时，净水器设置有流量计或压力传感器，通过检查流量的变化或者压力的变化，测定通过滤芯的水流量，进而判断滤芯剩余的过水量。这种装置一般由单片机、显示器、模数转换电路构成，任意相邻的两个过滤管之间均设置有一个中间压力传感器，过滤管的起点和终点分别设置压力传感器。然而这种滤芯寿命显示预警采用多个压力传感器，导致生产成本提高、净水器空间占用较多；多个传感器之间的系统误差影响到测量结果，测量精度差；不同供水压力下，滤芯两端的压力差值不同，滤芯寿命检测会出现误差；单一的流量计实际往往存在一个问题，如果净水器的使用频率不高，并且滤芯长时间处于浸水状态，则在流量没达到预定流量时，滤芯已经不能够有效地净水。
而TDS监控指标非常单一，且鉴于出水、进水残留的问题会导致其检测结果并不准确，无法综合全面的准确判断净水效果。
现有专利中CN201610635511.X一种净水器滤芯寿命的分析方法以及CN201820489256.7一种净水器滤芯寿命监测系统就是单一采用了TDS差值计算方法进行滤芯寿命的监控，上述两个专利单一依靠一个指标进行滤芯寿命的判断，其精准度不高，且无法全面的反应水的状况，也无法直观的展示过滤效果。
现有专利CN201711220954.3一种净水器滤芯寿命监测装置则是采用了单一的流量监测，测量精度差，无法准确的反应滤芯的使用情况，且无法较大。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有时间性或流量型的滤芯寿命检测并不准确，不能综合考虑多项指标，误差较大，不能准确判断滤芯的情况。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种净水器滤芯寿命的监控方法。
本发明是这样实现的，一种净水器滤芯寿命的监控方法，具体包括：
步骤一，预先设定水质等级划分标准、滤芯评分正常阈值以及其他相关水质参数；
步骤二，利用水质监测仪检测水质；监测水的TDS值变化；利用计时器计量滤芯使用时间；利用流量计监控滤芯过滤水量；
步骤三，基于步骤二中得到的水质参数、水的TDS值变化值、滤芯使用时间以及过滤水量进行相关计算分析，得到水质综合评分；
步骤四，基于水质综合评分与预先设定的水质等级划分标准进行对比，输出水质的等级以及滤芯综合评分；
步骤五，利用显示设备显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分；
所述步骤一中预先设定水质等级划分标准的方法，具体为：
首先，将水的色度、浊度、钙离子和pH值等作为水质的指标，建立相应的因素集合；
再次，以水质等级作为评语集合，建立一个因素集合到评语集合的连接关系，组成一个评判矩阵；
确定各个元素对评判等级所起的作用，建立一个因素矩阵；
将因素矩阵与评判矩阵相乘，由最大隶属度原则，得出水质结果的综合评价结果。
进一步，所述水的TDS值变化监测方法具体包括：
分别利用出水端TDS传感器与入水端TDS传感器检测水的TDS值，并计算出水端经过过滤后的TDS值与入水端未经过滤的水TDS值的差值，基于差值计算净水效果。
进一步，所述净水器滤芯寿命监控方法还包括：
当滤芯评分低于预设的正常阈值时，提醒装置自动发出提醒，更换滤芯。
进一步，所述水的色度测定方法，具体包括：
将一组比色管用色度标准溶液充至设定的标线处，将需要测定的水充至比色管设定的标线处；
将两组放置在白色平面上，使光线从比色管底部向上通过色度标准溶液和水液柱；
从比色管的上端向下观察，观察出与水色度最接近的标准溶液。
进一步，所述水质中钙离子含量的检测方法，具体过程如下：
烧杯加入水样，再加入纯水、三乙醇胺溶液、氢氧化钠溶液和钙—羧酸指示剂；
将一定浓度的EDTA标准溶液滴定，在滴定过程速度缓慢，当溶液颜色由紫红色变为亮蓝色即为终点，最后按照一定的水样钙离子含量公式，计算出相应的钙离子含量。
进一步，所述水质中水质参数pH值检测过程，如下：
将流经净水器中的水放置到检测容器中，将蒸馏水清洗干净的电极浸入欲测标准pH缓冲溶液中，将检测容器周围的温度控制在合适的范围内，按下测量按钮，使仪器显示的pH值稳定在该标准缓冲溶液pH值；
测量完成后，取出测量电极，通过蒸馏水冲洗干净，利用过滤纸吸去电极上的水液；
最后，将电极置于测试液中，按下测量按钮，读取稳定pH值，记录；重复上述的步骤，将所得的pH值取平均值。
进一步，所述步骤三和步骤四中，综合分析的具体过程为：
综合分析模块接收水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块检测到的相关数据，综合水质的TDS值、检测值以及滤芯使用时间与过滤水量综合输出水质的评分，并与参数设定模块设定的水质等级划分标准进行对比，输出相应的水质等级以及滤芯评分。
本发明提供的另一目的在于提供一种实施所述净水器滤芯寿命监控方法的净水器滤芯寿命监控系统，所述净水器滤芯寿命监控系统具体包括：
参数设定模块：与综合分析模块连接，用于预先设定水质等级划分标准及其他相关参数；
水质检测模块：与综合分析模块连接，用于利用水质监测仪检测水质；
TDS监测模块：与综合分析模块连接，用于监测水的TDS值变化；
时间监控模块：与综合分析模块连接，用于监控滤芯使用时间；
流量监控模块：与综合分析模块连接，用于通过流量计监控滤芯过滤水量；
综合分析模块：与参数设定模块、水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块、消息提醒模块、显示模块连接；用于对水质进行综合分析；
消息提醒模块：与综合分析模块连接，用于当滤芯评分低于预设的正常阈值时，利用提醒装置提醒更换滤芯；
显示模块：与综合分析模块连接，用于显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。
进一步，所述综合分析模块包括：
水质和净水器相关数据样本搭建模块，数据通过传感器接端，接口日志调用流数据，数据库抓取，实验者上传数据，把各种维度的信息基础数据进行保存。
水质和净水器相关数据清理模块，通过填充缺失值，光滑噪声，识别离群点，并纠正数据中的不一致等技术来进行清理，
数据分类储存模块，将上述数据建立相应的样本数据，并且根据样本数据，构造分类模型；利用分类模型计算两者相似度，选取相似度最大的一组数据化为一组；同时将分类完成的数据储存在储存器中。
进一步，所述综合分析模块还设置有无线信号传输模块；
综合分析模块利用主机对水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分进行预处理，利用无线信号传输模块中的无线信号发射器将数据信息传递到调制解调器，调制解调器通过互联网或者云服务器将数据传递到监控中心或者其他的移动终端。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明综合了水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量等多项数据，对净水效果进行了综合的计算分析，不仅解决了现有技术单一的指标导致的检测不准确的技术问题，同时，能够保证滤芯寿命的有效监控，测量结果准确，全面有效，提高用水安全。
本发明采用水质综合评价方法进行水质等级的划分和评价，可以克服传统水质评价方法的粗略性，达到对水质等级的科学、客观的划分和评价。
本发明利用水的色度测定方法、水质中钙离子含量的检测方法和水质参数pH值检测可以精确测定出水的色度、钙离子含量和pH值，为实现净水器滤芯的精确评价，提供可靠的参考依据。
本发明通过设置有无线信号传输模块，检测的数据通过无线信号发射器将数据信息传递到调制解调器，调制解调器通过互联网或者云服务器将数据传递到监控中心或者其他的移动终端，实现远程监控。
附图说明
图1是本发明实施例提供的净水器滤芯寿命监控方法流程图。
图2是本发明实施例提供的净水器滤芯寿命监控系统结构示意图。
图中：1、参数设定模块；2、水质检测模块；3、TDS监测模块；4、时间监控模块；5、流量监控模块；6、综合分析模块；7、消息提醒模块；8、显示模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供的净水器滤芯寿命监控方法具体包括：
S101：预先设定水质等级划分标准、滤芯评分正常阈值以及其他相关水质参数。
S102：利用水质监测仪检测水质，监测水的TDS值变化；利用计时器计量滤芯使用时间，利用流量计监控滤芯过滤水量。
S103：基于步骤S102中得到的水质参数、水的TDS值变化值、滤芯使用时间以及过滤水量进行相关计算分析，得到水质综合评分。
S104：基于水质综合评分与预先设定的水质等级划分标准进行对比，输出水质的等级以及滤芯综合评分。
S105：利用显示设备显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。
本发明实施例提供的水的TDS值变化监测方法，具体包括：
分别利用出水端TDS传感器与入水端TDS传感器检测水的TDS值，并计算出水端经过过滤后的TDS值与入水端未经过滤的水TDS值的差值，基于差值计算净水效果。
本发明实施例提供的净水器滤芯寿命监控方法还包括：
当滤芯评分低于预设的正常阈值时，提醒装置自动发出提醒，更换滤芯。
本发明实施例提供的S101中预先设定水质等级划分标准的方法，具体为：
首先，将水的色度、浊度、钙离子和pH值等作为水质的指标，建立相应的因素集合；
再次，以水质等级作为评语集合，建立一个因素集合到评语集合的连接关系，组成一个评判矩阵；
确定各个元素对评判等级所起的作用，建立一个因素矩阵；
将因素矩阵与评判矩阵相乘，由最大隶属度原则，得出水质结果的综合评价结果。
所述水的色度测定方法，具体包括：
将一组比色管用色度标准溶液充至设定的标线处，将需要测定的水充至比色管设定的标线处；
将两组放置在白色平面上，使光线从比色管底部向上通过色度标准溶液和水液柱；
从比色管的上端向下观察，观察出与水色度最接近的标准溶液。
所述水质中钙离子含量的检测方法，具体过程如下：
烧杯加入水样，再加入纯水、三乙醇胺溶液、氢氧化钠溶液和钙—羧酸指示剂
将一定浓度的EDTA标准溶液滴定，在滴定过程速度缓慢，当溶液颜色由紫红色变为亮蓝色即为终点，最后按照一定的水样钙离子含量公式，计算出相应的钙离子含量。
所述水质中水质参数pH值检测过程，如下：
将流经净水器中的水放置到检测容器中，将蒸馏水清洗干净的电极浸入欲测标准pH缓冲溶液中，将检测容器周围的温度控制在合适的范围内，按下测量按钮，使仪器显示的pH值稳定在该标准缓冲溶液pH值；
测量完成后，取出测量电极，通过蒸馏水冲洗干净，利用过滤纸吸去电极上的水液；
最后，将电极置于测试液中，按下测量按钮，读取稳定pH值，记录；重复上述的步骤，将所得的pH值取平均值。
如图2所示，本发明实施例提供的净水器滤芯寿命监控系统具体包括：
参数设定模块1，与综合分析模块连接，用于预先设定水质等级划分标准及其他相关参数；
水质检测模块2，与综合分析模块连接，用于利用水质监测仪检测水质；
TDS监测模块3，与综合分析模块连接，用于监测水的TDS值变化；
时间监控模块4，与综合分析模块连接，用于监控滤芯使用时间；
流量监控模块5，与综合分析模块连接，用于通过流量计监控滤芯过滤水量；
综合分析模块6，与参数设定模块、水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块、消息提醒模块、显示模块连接；用于对水质进行综合分析；
消息提醒模块7：与综合分析模块连接，用于当滤芯评分低于预设的正常阈值时，利用提醒装置提醒更换滤芯；
显示模块8：与综合分析模块连接，用于显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。
本发明提供的综合分析模块6对数据处理系统包括：
水质和净水器相关数据样本搭建模块，数据通过传感器接端，接口日志调用流数据，数据库抓取，实验者上传数据，把各种维度的信息基础数据进行保存。
水质和净水器相关数据清理模块，通过填充缺失值，光滑噪声，识别离群点，并纠正数据中的不一致等技术来进行清理，
数据分类储存模块，将上述数据建立相应的样本数据，并且根据样本数据，构造分类模型；利用分类模型计算两者相似度，选取相似度最大的一组数据化为一组；同时将分类完成的数据储存在储存器中。
本发明提供的综合分析模块6还设置有无线信号传输模块，
综合分析模块利用主机对水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分进行预处理，利用无线信号传输模块中的无线信号发射器将数据信息传递到调制解调器，调制解调器通过互联网或者云服务器将数据传递到监控中心或者其他的移动终端。
本发明实施例提供的综合分析模块6综合分析的具体过程为：
综合分析模块接收水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块检测到的相关数据，综合水质的TDS值、检测值以及滤芯使用时间与过滤水量综合输出水质的评分，并与参数设定模块设定的水质等级划分标准进行对比，输出相应的水质等级以及滤芯评分。
本发明的工作原理如下：
首先，利用参数设定模块1预先设定水质等级划分标准及其他相关参数；水质检测模块2利用水质监测仪检测水质；TDS监测模块3监测水的TDS值变化；时间监控模块4监控滤芯使用时间；流量监控模块5通过流量计监控滤芯过滤水量；综合分析模块6接收水质检测模块2、TDS监测模块3、时间监控模块4、流量监控模块5检测到的相关数据，综合水质的TDS质、检测值以及滤芯使用时间与过滤水量综合输出水质的评分，并与参数设定模块1设定的水质等级划分标准进行对比，输出相应的水质等级以及滤芯评分；消息提醒模块7当滤芯评分低于预设的正常阈值时，利用提醒装置提醒更换滤芯；显示模块8显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述净水器滤芯寿命监控方法具体包括：
步骤一，预先设定水质等级划分标准、滤芯评分正常阈值以及其他相关水质参数；
步骤二，利用水质监测仪检测水质；监测水的TDS值变化；利用计时器计量滤芯使用时间；利用流量计监控滤芯过滤水量；
步骤三，基于步骤二中得到的水质参数、水的TDS值变化值、滤芯使用时间以及过滤水量进行相关计算分析，得到水质综合评分；
步骤四，基于水质综合评分与预先设定的水质等级划分标准进行对比，输出水质的等级以及滤芯综合评分；
步骤五，利用显示设备显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分；
所述步骤一中预先设定水质等级划分标准的方法，具体为：
首先，将水的色度、浊度、钙离子和pH值作为水质的指标，建立相应的因素集合；
再次，以水质等级作为评语集合，建立一个因素集合到评语集合的连接关系，组成一个评判矩阵；
确定各个元素对评判等级所起的作用，建立一个因素矩阵；
将因素矩阵与评判矩阵相乘，由最大隶属度原则，得出水质结果的综合评价结果。
2.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述水的TDS值变化监测方法具体包括：
分别利用出水端TDS传感器与入水端TDS传感器检测水的TDS值，并计算出水端经过过滤后的TDS值与入水端未经过滤的水TDS值的差值，基于差值计算净水效果。
3.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述净水器滤芯寿命监控方法还包括：
当滤芯评分低于预设的正常阈值时，提醒装置自动发出提醒，更换滤芯。
4.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述水的色度测定方法，具体包括：
将一组比色管用色度标准溶液充至设定的标线处，将需要测定的水充至比色管设定的标线处；
将两组放置在白色平面上，使光线从比色管底部向上通过色度标准溶液和水液柱；
从比色管的上端向下观察，观察出与水色度最接近的标准溶液。
5.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述水质中钙离子含量的检测方法，具体过程如下：
烧杯加入水样，再加入纯水、三乙醇胺溶液、氢氧化钠溶液和钙—羧酸指示剂；
将一定浓度的EDTA标准溶液滴定，在滴定过程速度缓慢，当溶液颜色由紫红色变为亮蓝色即为终点，最后按照一定的水样钙离子含量公式，计算出相应的钙离子含量。
6.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述水质中水质参数pH值检测过程，如下：
将流经净水器中的水放置到检测容器中，将蒸馏水清洗干净的电极浸入欲测标准pH缓冲溶液中，将检测容器周围的温度控制在合适的范围内，按下测量按钮，使仪器显示的pH值稳定在该标准缓冲溶液pH值；
测量完成后，取出测量电极，通过蒸馏水冲洗干净，利用过滤纸吸去电极上的水液；
最后，将电极置于测试液中，按下测量按钮，读取稳定pH值，记录；重复上述的步骤，将所得的pH值取平均值。
7.如权利要求1所述净水器滤芯寿命的监控方法，其特征在于，所述步骤三和步骤四中，综合分析的具体过程为：
综合分析模块接收水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块检测到的相关数据，综合水质的TDS值、检测值以及滤芯使用时间与过滤水量综合输出水质的评分，并与参数设定模块设定的水质等级划分标准进行对比，输出相应的水质等级以及滤芯评分。
8.一种实施如权利要求1-7任意一项所述净水器滤芯寿命监控方法的净水器滤芯寿命监控系统，其特征在于，所述净水器滤芯寿命监控系统具体包括：
参数设定模块：与综合分析模块连接，用于预先设定水质等级划分标准及其他相关参数；
水质检测模块：与综合分析模块连接，用于利用水质监测仪检测水质；
TDS监测模块：与综合分析模块连接，用于监测水的TDS值变化；
时间监控模块：与综合分析模块连接，用于监控滤芯使用时间；
流量监控模块：与综合分析模块连接，用于通过流量计监控滤芯过滤水量；
综合分析模块：与参数设定模块、水质检测模块、TDS监测模块、时间监控模块、流量监控模块、消息提醒模块、显示模块连接；用于对水质进行综合分析；
消息提醒模块：与综合分析模块连接，用于当滤芯评分低于预设的正常阈值时，利用提醒装置提醒更换滤芯；
显示模块：与综合分析模块连接，用于显示水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分。
9.如权利要求8所述净水器滤芯寿命的监控系统，其特征在于，所述综合分析模块包括：
水质和净水器相关数据样本搭建模块，数据通过传感器接端，接口日志调用流数据，数据库抓取，实验者上传数据，把各种维度信息的基础数据进行保存；
水质和净水器相关数据清理模块，通过填充缺失值，光滑噪声，识别离群点，并纠正数据中的不一致技术来进行清理；
数据分类储存模块，将上述数据建立相应的样本数据，并且根据样本数据，构造分类模型；利用分类模型计算两者相似度，选取相似度最大的一组数据化为一组；同时将分类完成的数据储存在储存器中。
10.如权利要求8所述净水器滤芯寿命的监控系统，其特征在于，所述综合分析模块还设置有无线信号传输模块；
综合分析模块利用主机对水质检测值、TDS值、滤芯使用时间、过滤流量信息以及水质等级与滤芯评分进行预处理，利用无线信号传输模块中的无线信号发射器将数据信息传递到调制解调器，调制解调器通过互联网或者云服务器将数据传递到监控中心或者其他的移动终端。
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