CN111855754B - 水质硬度检测探头、传感器、检测方法及软水机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水质硬度检测探头、传感器、检测方法及软水机。传感器包括控制单元，控制单元包括处理模块和电势检测模块；检测探头包括第一探头和第二探头，第一探头和第二探头均处于原水中，第一探头和第二探头的电势差为第一电势差；第一探头处于原水中，第二探头处于软化水中，第一探头和第二探头的电势差为第二电势差；电势检测模块确定第一探头与第二探头的电势差；处理模块根据第一电势差和第二电势差之间的差值确定软化水的水质硬度。本发明的传感器，可实时检测软水机的水质硬度，并消除因制造以及检测探头因漂移产生的测试误差。

Description

水质硬度检测探头、传感器、检测方法及软水机
技术领域
本发明属于水质检测领域，尤其涉及一种水质硬度检测探头、传感器、检测方法及软水机。
背景技术
水质硬度是指水中钙镁离子浓度(折算成碳酸钙)含量，高硬度水质是指水中钙镁离子含量较高的水。高硬度水在使用过程中，尤其是在加热后结垢(碳酸钙沉淀，俗称水垢)。常用的水质硬度处理设备是软水机。软水机是利用离子交换树脂来交换水中钙、镁离子，达到降低水质硬度的水处理设备。软水机中装填的树脂在处理一定的水量后，树脂上的钙镁离子将达到饱和，此时树脂就需要用食盐水(氯化钠)把钙镁离子逆向交换下来，此过程称为再生。
目前的软水机产品技术上还不完善。主要表现为产品无法实时监控并显示软水机出水水质硬度。消费者只是根据出厂设置的简易时间提醒或软水机使用的体验感觉感知来操作软水机树脂的再生维护，从而导致软水机的不科学、不便利、不合理的使用，同时也降低了软水机的工作效率。目前的软水机由于技术缺陷导致产品使用不方便、维护效率低，用户体验效果不佳等问题。
目前的软水机，通常采用设置原水初始硬度值，通过流量计辅助计算产水量来估算树脂寿命，作为软水机的再生启动与维护的参考。但是由于用户地域不同水质差异较大，此方法不能客观反映离子交换树脂上钙镁离子的饱和状态。过早再生将造成水资源和盐的浪费，过量盐排放也会带来环保问题。延迟再生就出现树脂过度失效，出水水质硬度高。
通过仪器检测水质硬度时，不同的仪器之间检测结果会有较大的偏差，最大原因是由于检测探头因漂移产生的测试误差，以及相同型号的不同检测探头之间存在的差异，差异可能是细微的，但会影响检测的结果。漂移产生的主要原因：水中的物质在检测探头的沉积及水中气泡的影响等也会对检测结果造成干扰。如何消除不同检测器探头及漂移产生的误差，是本领域一直未解决的问题。
发明内容
本发明提出一种新型的探头可用于检测水质硬度，传感器及检测方法，通过两个探头及其它元件的配合，可实时显示水质硬度。
本发明实施例提供一种水质硬度检测探头，所述探头包括基体和镀层，所述镀层位于所述基体的表面，所述基体的材质为金属钛，所述镀层的材质为钌铱合金或氧化铅或氧化锡。
如本发明的一实施方式，所述探头包括外壳，所述外壳为绝缘材质，位于所述镀层的外侧。
如本发明的一实施方式，所述探头通过接头接入到管路中，所述接头为三通状的结构，所述接头的第一端和第二端用于连接管路，所述探头插入接头的第三端，所述接头内的水与所述探头接触。
如本发明的一实施方式，所述镀层的厚度为0.1～200nm。
如本发明的一实施方式，所述检测探头包括第一探头和第二探头，所述第一探头和所述第二探头均处于原水中，所述第一探头和所述第二探头的电势差为第一电势差；所述第一探头处于原水中，所述第二探头处于软化水中，所述第一探头和所述第二探头的电势差为第二电势差。
本发明的实施例还提供一种具有根据上述检测探头的传感器，所述传感器包括所述水质硬度检测探头和控制单元，所述控制单元包括处理模块和电势检测模块；所述电势检测模块确定第一探头与第二探头的电势差；所述处理模块根据所述第一电势差和第二电势差之间的差值确定所述软化水的水质硬度。
如本发明的一实施方式，所述处理模块根据所述第一电势差和所述第二电势差之间的差值及所述差值和水质硬度的关系式确定所述软化水的水质硬度。
如本发明的一实施方式，获得所述关系式包括：获得多组所述第一电势差和第二电势差之间的差值及差值对应的软化水的水质硬度；对所述差值及水质硬度进行拟合，获得所述关系式。
如本发明的一实施方式，所述控制单元还包括前处理模块，所述电势检测模块连接所述前处理模块，所述前处理模块连接所述处理模块；所述前处理模块对所述第一电势差和第二电势差进行前处理，所述前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理。
如本发明的一实施方式，所述控制单元还包括再生模块，所述再生模块连接所述处理模块，所述再生模块连接软水机的再生系统。
如本发明的一实施方式，传感器还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制单元。
如本发明的一实施方式，所述传感器包括原水管路、软化水管路、汇合管路，所述原水管路、软化水管路分别连通所述汇合管路；所述原水管路上设有第一阀门，所述第一阀门与所述原水管路的出口之间设置连通所述原水管路的第一探头；所述软化水管路上设有第二阀门；所述汇合管路上设置连通所述汇合管路的第二探头；所述第一阀门和第二阀门分别连接所述控制单元。
本发明的实施例还提供一种根据上述传感器的检测水质硬度的方法，其特征在于，包括：打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，向所述原水管路通入原水，所述第一探头和第二探头均处于原水中，检测所述第一探头和第二探头的电势差作为第一电势差；打开所述第二阀门，关闭所述第一阀门，向所述软化水管路通入软化水，所述第一探头处于原水中，所述第二探头处于软化水中，检测所述第一探头和第二探头的电势差作为第二电势差；所述处理模块根据所述第一电势差和第二电势差之间的差值确定所述软化水的水质硬度。
如本发明的一实施方式，对所述第一电势差和第二电势差进行前处理后输入所述处理模块，所述前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理。
如本发明的一实施方式，若所述水质硬度达到预设值，所述控制单元通过再生模块启动软水机的再生系统。
如本发明的一实施方式，通过显示单元显示所述软化水的水质硬度。
本发明的实施例还一种应用上述传感器的软水机。
上述的软水机中，原水管路连接所述软水机的原水主管路，软化水管路连接所述软水机的软化水主管路，汇合管路连接所述软水机的排污口。
本发明的水质硬度检测探头，可准确检测出水中的一二价离子；水中的离子在两个探头上所形成的电势有一定的差异，使得两探头之间有一定的电势差，其中一个探头交替处于原水和软化水中，两个探头之间的电势差因此而改变，传感器根据电势差的变化可计算出软水的水质硬度；实现了软水机出水硬度的实时监测。由于采用本发明的检测探头、传感器及检测方法，软水机在检测水质硬度时，能够克服由于检测探头因漂移产生的测试误差，特别是消除相同型号的不同检测探头之间存在的差异，克服水中的物质在检测探头的沉积及水中气泡的影响会对检测结果造成干扰，同时消除掉不同检测器探头及漂移产生的误差。
附图说明
图1是本发明的水质硬度检测探头的示意图。
图2是本发明的水质硬度检测探头连接接头的示意图。
图3是本发明的软水机的示意图。
图4是本发明的传感器的示意图。
图5是本发明的控制单元的示意图。
图6是本发明的前处理模块的示意图。
图7是本发明的再生流程的示意图。
图8是软水机的处理水量与差值信号值的变化示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例的水质硬度检测探头100包括基体101和镀层102。基体101的材质为金属钛，镀层102位于基体101的表面，镀层102的材质可以为钌铱合金或氧化铅或氧化锡。钌铱合金或氧化铅或氧化锡均使用已有的材质即可。镀层102的厚度为0.1～200nm，优选的，镀层102的厚度为1～100nm。
探头100还可包括外壳103，外壳103可为绝缘材质，位于镀层102的外侧。探头100包括检测端和接线端，接线端可连接导线。本实施例的探头100易于检测出水中的一、二价离子，其中，一价离子主要为K、Na离子，二价离子主要在Ca、Mg离子，探头100对电势信号的反映即快又灵敏，在软水机中，通过计算可反映出软化水的水质硬度。
探头100的形状可以为圆柱形、方柱形或针型，本发明不对探头100的形状进行限制。探头100的尺寸根据具体情况确定，以探头100为圆柱形为例，探头100的检测端的直径为5mm。
如图2所示，探头100可通过接头200接入到管路中。接头200为类似三通的结构，其第一端201和第二端202用于连接管路，使得管路中的水可以通过接头200，探头100的检测端插入第三端203，接头200内的水与探头100接触。
如图3和图4所示，本实施例提供一种传感器300，传感器300利用上述的检测探头进行水质硬度检测。检测探头包括第一探头312和第二探头331，第一探头312和第二探头331为相同型号的探头，当第一探头312和第二探头331均处于水中时，第一探头312和第二探头331之间会形成电势差。即使第一探头312和第二探头331位于相同的水中，由于第一探头312和第二探头331并非完全相同，第一探头312和第二探头331之间也会形成微弱的电势差。
将传感器300应用到软水机上，第一探头312和第二探头331均处于原水中，第一探头312和第二探头331的电势差为第一电势差；第一探头312处于原水中，第二探头331处于软化水中，第一探头和第二探头的电势差为第二电势差。
传感器300还包括控制单元400，如图5所示，控制单元400包括电势检测模块401和处理模块402。
第一探头312和第二探头331连接电势检测模块401，第一探头312与第二探头331的电势差通过电势检测模块401进行检测，控制单元400通过电势检测模块401确定第一电势差和第二电势差。
本实施例中处理模块402可包括MCU，对数据进行运算处理。处理模块402根据第一电势差和第二电势差之间的差值确定软化水的水质硬度。
可选地，传感器300包括原水管路310、软化水管路320、汇合管路330。原水管路310、软化水管路320分别连通汇合管路330，经过原水管路310的原水和经过软化水管路320的软化水均会流经汇合管路330。在原水管路310、软化水管路320上均设有电磁阀，用于开启或停止水流的通过，可以有效控制管路开关，避免液体倒流，影响测试的精度。控制单元400控制传感器300的运行。图3和图4中箭头代表了水流的方向。
原水管路310上设有第一阀门311，第一阀门311可开启或停止原水流过原水管路310。软化水管路320上设有第二阀门321，第二阀门321可开启或停止软化水流过软化水管路320。第一阀门311和第二阀门321分别连接控制单元400，控制单元400控制第一阀门311和第二阀门321的开启或关闭。
原水管路310上设置第一探头312，第一探头312位于第一阀门311与原水管路310的出口之间。第一探头312可通过接头200接入原水管路310，使得第一探头312连通原水管路310，即第一探头312可接触原水管路310中的水。
汇合管路330上设置第二探头331，第二探头331可通过接头200接入汇合管路330，使得第二探头331连通汇合管路330，即第二探头331可接触汇合管路330中的水。
当第一阀门311开启，第二阀门321关闭时，软水机的原水(未经处理的水)可经原水管路310流入汇合管路330。此时，第一探头312和第二探头331均处于原水中，第一探头312和第二探头331的电势差作为第一电势差。
当第一阀门311关闭，第二阀门321开启时，软水机经过处理的软化水经软化水管路320流入汇合管路330。此时，第一探头312处于原水中，第二探头331处于软化水中，第一探头312和第二探头331的电势差作为第二电势差。
上述过程中，第一探头312一直处于原水中，第二探头331先处于原水中，后处于软化水中，第二探头331所处的环境为一个变量，使得第一电势差和第二电势差出现不同，第一电势差和第二电势差的变化量可反映软化水的水质硬度。控制单元400根据第一电势差和第二电势差确定软化水的水质硬度。
传统的检测探头之间的差异及环境的影响，会导致检测结果产生较大误差。本申请将两个检测探头首先位于同样的水环境，之后改变第二探头所处的水环境，可以消除第一探头与第二探头制造差异和漂移引起检测结果的误差，使得检测结构更精准。
如图3所示，软水机中，上述传感器300与软水机的管路相连。原水管路310连接软水机的原水主管路501，软化水管路320连接软水机的软化水主管路502，汇合管路330连接软水机的排污口503。汇合管路330中的水由排污口503排出。
可选地，处理模块402存储有上述差值和水质硬度的关系式。在确定差值和水质硬度的关系式时，首先，采集大量的差值及差值对应的软化水的水质硬度，对二者进行拟合，确定上述关系式。处理模块402获得差值后，根据关系式确定软化水的水质硬度。
作为一种优选的方案，控制单元400还包括前处理模块403，电势检测模块401连接前处理模块403，前处理模块403连接处理模块402。前处理模块403对电势检测模块401采集的第一探头312和第二探头331的电势差信号进行前处理，处理后的信号发送给处理模块402进行计算。
如图6所示，前处理模块403包括阻抗变换匹配子模块、线性放大子模块、电平位移子模块、噪声处理子模块。前处理模块403的前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理，对信号的处理可依次进行。上述各子模块的参数，可根据实际情况设置。如阻抗变换匹配的参数为10Ω，线性放大的倍数为10～30倍，电平位移的参数为1.5V、噪声处理为低通滤波，截止频率为1000Hz。
可选地，控制单元400还包括再生模块404，再生模块404连接处理模块402，再生模块404连接软水机的再生系统600。处理模块402获得的软化水的水质硬度达到预设值(如120ppm)时，将启动信号发送给再生模块404，再生模块404控制再生系统600启动，对软水机内的离子交换树脂进行再生和维护。
如图7所示，再生系统600的工作流程包括：
A、反冲洗，水由软化水出口进入软水机，对树脂进行反冲洗，废水由排污口排出。
B、吸盐慢洗，由软化水主管路吸入盐水，对树脂进行清洗。
C、正冲洗，水由原水进口进入软水机，清洗树脂及管路中的盐水。
D、补水，对再生系统600的盐水进行补充。
本实施例的传感器还可包括显示单元(图中未示出)，显示单元连接控制单元400，可实时显示软化水的水质硬度及传感器的工作状态。显示单元可以为软水机的显示器。
本实施例还提供一种利用上述传感器检测水质硬度的方法，具体流程为：
1、初始检测，打开第一阀门311，关闭第二阀门321，向原水管路310通入原水，原水流经汇合管路330后由排污口503排出。第一探头312和第二探头331均处于原水中，检测第一探头和第二探头的电势差作为第一电势差。
2、二次检测，打开第二阀门321，关闭第一阀门311，向软化水管路320通入软化水，软化水流经汇合管路330后由排污口503排出。第一探头312处于原水中，第二探头331处于软化水中，检测第一探头和第二探头的电势差作为第二电势差。
3、控制单元400获得第一电势差和第二电势差，处理模块根据第一电势差和第二电势差之间的差值确定软化水的水质硬度。
第一探头312和第二探头331之间的差异及环境的影响，会导致测试结果产生误差。通过初始检测过程，保持两个探头相处于同样的水环境，二次检测两个探头相处于不同的水环境，第二电势差减去第一电势差，可消除因制造以及检测探头因漂移产生的测试误差。
上述的步骤1和步骤2中，通过控制单元的电势检测模块401检测第一电势差和第二电势差。处理模块402根据第一电势差和第二电势差之间的差值及差值和水质硬度的关系式确定软化水的水质硬度。
如初始检测获得的第一电势差为10mV，二次检测获得的第二电势差为30mV，两者的差值为20mV，根据关系式可计算得出软化水的水质硬度为110ppm。
可选地，第一电势差和第二电势差信号送入处理模块后进行12位模数转换器进行AD转换，然后对第一电势差和第二电势差进行取差值，之后依据关系式进行函数处理，得到软水机出水硬度值。
上述的关系式可通过对大数据的处理获得，具体为：
获得大量的第一电势差和第二电势差之间的差值及差值对应的软化水的水质硬度；对差值及水质硬度进行拟合，获得关系式y＝f(x)。
例如，通过大量的数据拟合出关系式为：
y＝A×(-2.4395x3+5.3328x2-3.9047x+1)，其中，A为原水硬度值，x为差值信号值与基准值的比例(x取值0～1之间)，基准值与原水硬度值成正比，y为软化水的水质硬度。
基准值＝8A/3，优选的，基准值的取值范围为500～1000。原水硬度值A可通过实际测量获得。
以原水硬度值A为300ppm为例，设定基准值为800。
当差值信号值为80，则x＝0.1时，可求得当前出水水质硬度为198ppm，与原子吸收光谱ICP仪器测量结果190ppm误差仅为4.5％；
当差值信号值为160，则x＝0.2时，可求得当前出水水质硬度为124ppm，与原子吸收光谱ICP仪器测量结果118ppm误差仅为4.8％；
当差值信号值为400，则x＝0.5时，可求得当前水质硬度为23ppm，与原子吸收光谱ICP仪器测量结果24ppm误差仅为4.3％；
如图8所示，实测的软水机的处理水量与差值信号值的变化情况。差值信号值的变化规律符合软化树脂的工作状态变化。树脂的初始处理效率最高，差值信号值较高，且平稳；待处理一定水量后，出现拐点，表明树脂效能开始下降，随着处理水量的增加，软化水硬度值会不断增高，且趋势越来越快，差值信号值之减小；待树脂达到饱和状态，差值信号值趋于稳定，达到最低限。
可选地，通过前处理模块对第一电势差和第二电势差进行前处理后输入处理模块，前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理。前处理后的信号送入处理模块进行12位模数转换器进行AD转换，然后对第一电势差和第二电势差进行取差值，之后依据关系式进行函数处理，得到软水机出水硬度值。
本实施例的方法中，如果软化水的水质硬度达到预设值，控制单元通过再生模块404启动软水机的再生系统600。再生系统600对软水机内的离子交换树脂进行再生和维护。
处理模块获得的水质硬度可发送给显示单元，通过显示单元显示软化水的实时水质硬度。
本实施例的传感器可根据探头的稳定性能及工作环境，设定初始检测时间、二次检测时间及检测程序启动的间隔时间。例如，初始检测时间、二次检测时间均可设置为10s到60s之间某一个值，其中经历一次初始检测过程与一次二次检测过程，构成一个完整的测试周期。测试周期以间隔启动的方式进行连续的运行检测。间隔的时间可根据需求设置。
本实施例仅采用一组探头，避免了安装多组探头的结构方式，降低测试误差。探头的安全可靠性高，稳定性好。本发明的探头位置与结构设置，简化了管路布置，减少成本投入，更有效提高测试稳定性。探头采用快插的结构形式，便于探头的维护检测及更换。
本实施例的传感器实现每次测量启动时同步完成传感器的管路冲洗、自动消除产生误差的因素，简化设备与元器件的应用，无需另外设置标准电极作参比，也同时避免由于前次的测试影响当次的测试结果。
本实施例提供一种水质硬度检测系统，检测系统利用上述的检测探头进行水质硬度检测。检测探头包括第一探头312和第二探头331，第一探头312和第二探头331为相同型号的探头，当第一探头312和第二探头331均处于水中时，第一探头312和第二探头331之间会形成电势差。即使第一探头312和第二探头331位于相同的水中，由于第一探头312和第二探头331并非完全相同，第一探头312和第二探头331之间也会形成微弱的电势差。
将检测系统应用到软水机上，第一探头312和第二探头331均处于原水中，第一探头312和第二探头331的电势差为第一电势差；第一探头312处于原水中，第二探头331处于软化水中，第一探头和第二探头的电势差为第二电势差。
检测系统还包括控制单元400，如图5所示，控制单元400包括电势检测模块401和处理模块402。
第一探头312和第二探头331连接电势检测模块401，第一探头312与第二探头331的电势差通过电势检测模块401进行检测，控制单元400通过电势检测模块401确定第一电势差和第二电势差。
本实施例中处理模块402可包括MCU，对数据进行运算处理。处理模块402根据第一电势差和第二电势差之间的差值确定软化水的水质硬度。
可选地，系统包括原水管路310、软化水管路320、汇合管路330。原水管路310、软化水管路320分别连通汇合管路330，经过原水管路310的原水和经过软化水管路320的软化水均会流经汇合管路330。在原水管路310、软化水管路320上均设有电磁阀，用于开启或停止水流的通过，可以有效控制管路开关，避免液体倒流，影响测试的精度。控制单元400控制水质硬度检测系统的运行。
原水管路310上设有第一阀门311，第一阀门311可开启或停止原水流过原水管路310。软化水管路320上设有第二阀门321，第二阀门321可开启或停止软化水流过软化水管路320。第一阀门311和第二阀门321分别连接控制单元400，控制单元400控制第一阀门311和第二阀门321的开启或关闭。
原水管路310上设置第一探头312，第一探头312位于第一阀门311与原水管路310的出口之间。第一探头312可通过接头200接入原水管路310，使得第一探头312连通原水管路310，即第一探头312可接触原水管路310中的水。
汇合管路330上设置第二探头331，第二探头331可通过接头200接入汇合管路330，使得第二探头331连通汇合管路330，即第二探头331可接触汇合管路330中的水。
当第一阀门311开启，第二阀门321关闭时，软水机的原水(未经处理的水)可经原水管路310流入汇合管路330。此时，第一探头312和第二探头331均处于原水中，第一探头312和第二探头331的电势差作为第一电势差。
当第一阀门311关闭，第二阀门321开启时，软水机经过处理的软化水经软化水管路320流入汇合管路330。此时，第一探头312处于原水中，第二探头331处于软化水中，第一探头312和第二探头331的电势差作为第二电势差。
上述过程中，第一探头312一直处于原水中，第二探头331先处于原水中，后处于软化水中，第二探头331所处的环境为一个变量，使得第一电势差和第二电势差出现不同，第一电势差和第二电势差的变化量可反映软化水的水质硬度。控制单元400根据第一电势差和第二电势差确定软化水的水质硬度。
传统的检测探头之间的差异及环境的影响，会导致检测结果产生较大误差。本申请将两个检测探头首先位于同样的水环境，之后改变第二探头所处的水环境，可以消除第一探头与第二探头制造差异和漂移引起检测结果的误差，使得检测结构更精准。
如图3所示，软水机中，上述水质硬度检测系统与软水机的管路相连。原水管路310连接软水机的原水主管路501，软化水管路320连接软水机的软化水主管路502，汇合管路330连接软水机的排污口503。汇合管路330中的水由排污口503排出。
可选地，处理模块402存储有上述差值和水质硬度的关系式。在确定差值和水质硬度的关系式时，首先，采集大量的差值及差值对应的软化水的水质硬度，对二者进行拟合，确定上述关系式。处理模块402获得差值后，根据关系式确定软化水的水质硬度。
作为一种优选的方案，控制单元400还包括前处理模块403，电势检测模块401连接前处理模块403，前处理模块403连接处理模块402。前处理模块403对电势检测模块401采集的第一探头312和第二探头331的电势差信号进行前处理，处理后的信号发送给处理模块402进行计算。
如图6所示，前处理模块403包括阻抗变换匹配子模块、线性放大子模块、电平位移子模块、噪声处理子模块。前处理模块403的前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理，对信号的处理可依次进行。上述各子模块的参数，可根据实际情况设置。如阻抗变换匹配的参数为10Ω，线性放大的倍数为10～30倍，电平位移的参数为1.5V、噪声处理为低通滤波，截止频率为1000Hz。
可选地，控制单元400还包括再生模块404，再生模块404连接处理模块402，再生模块404连接软水机的再生系统600。处理模块402获得的软化水的水质硬度达到预设值(如120ppm)时，将启动信号发送给再生模块404，再生模块404控制再生系统600启动，对软水机内的离子交换树脂进行再生和维护。
本实施例的水质硬度检测系统还可包括显示单元(图中未示出)，显示单元连接控制单元400，可实时显示软化水的水质硬度及检测系统的工作状态。显示单元可以为软水机的显示器。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (14)

1.一种传感器，其特征在于，包括水质硬度检测探头、控制单元、原水管路、软化水管路、汇合管路，所述原水管路、软化水管路分别连通所述汇合管路；
所述水质硬度检测探头包括基体和镀层，所述镀层位于所述基体的表面，所述基体的材质为金属钛，所述镀层的材质为钌铱合金或氧化铅或氧化锡，所述水质硬度检测探头包括第一探头和第二探头；
所述原水管路上设有第一阀门，所述第一阀门与所述原水管路的出口之间设置连通所述原水管路的所述第一探头；
所述软化水管路上设有第二阀门；
所述汇合管路上设置连通所述汇合管路的所述第二探头；
所述第一阀门和第二阀门分别连接所述控制单元；
所述控制单元包括处理模块和电势检测模块；
所述电势检测模块确定第一探头与第二探头的电势差；所述第一探头和所述第二探头均处于原水中，所述第一探头和所述第二探头的电势差为第一电势差；所述第一探头处于原水中，所述第二探头处于软化水中，所述第一探头和所述第二探头的电势差为第二电势差；
所述处理模块根据所述第一电势差和所述第二电势差之间的差值及所述差值和水质硬度的关系式确定所述软化水的水质硬度。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述水质硬度检测探头包括外壳，所述外壳为绝缘材质，位于所述镀层的外侧。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述水质硬度检测探头通过接头接入到管路中，所述接头为三通状的结构，所述接头的第一端和第二端用于连接管路，所述探头插入所述接头的第三端，所述接头内的水与所述探头接触。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述镀层的厚度为0.1～200nm。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，获得所述关系式包括：
获得多组所述第一电势差和第二电势差之间的差值及差值对应的软化水的水质硬度；
对所述差值及水质硬度进行拟合，获得所述关系式。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述控制单元还包括前处理模块，所述电势检测模块连接所述前处理模块，所述前处理模块连接所述处理模块；
所述前处理模块对所述第一电势差和第二电势差进行前处理，所述前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理。
7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述控制单元还包括再生模块，所述再生模块连接所述处理模块，所述再生模块连接软水机的再生系统。
8.根据权利要求1所述传感器，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制单元。
9.一种根据权利要求1所述传感器的检测水质硬度的方法，其特征在于，包括：
打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，向所述原水管路通入原水，所述第一探头和第二探头均处于原水中，检测所述第一探头和第二探头的电势差作为第一电势差；
打开所述第二阀门，关闭所述第一阀门，向所述软化水管路通入软化水，所述第一探头处于原水中，所述第二探头处于软化水中，检测所述第一探头和第二探头的电势差作为第二电势差；
所述处理模块根据所述第一电势差和第二电势差之间的差值确定所述软化水的水质硬度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述第一电势差和第二电势差进行前处理后输入所述处理模块，
所述前处理包括阻抗变换匹配、线性放大、电平位移、噪声处理。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，若所述水质硬度达到预设值，所述控制单元通过再生模块启动软水机的再生系统。
12.根据权利要求9所述方法，其特征在于，通过显示单元显示所述软化水的水质硬度。
13.一种包含权利要求1～8任一项所述传感器的软水机。
14.根据权利要求13所述的软水机，其特征在于，原水管路连接所述软水机的原水主管路，软化水管路连接所述软水机的软化水主管路，汇合管路连接所述软水机的排污口。
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