CN111977746B - 软水机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软水机，包括：盐箱，其底部放置盐，至少部分盐溶解于水形成盐水，所述盐水用于对所述软水机的离子交换树脂进行再生；图像拍摄装置，设置于所述盐箱内，用于采集所述盐箱内盐和盐水的分布状况的图像；控制板，配置成基于所述图像拍摄装置获得的图像计算得到所述软水机的剩余盐量m；以及显示板，设置于所述软水机外侧面，用于显示所述剩余盐量m。本发明的软水机通过设置图像拍摄装置来拍摄盐和盐水的图像，由控制板基于图像计算得到软水机的剩余盐量，并经由显示板显示，可以简单、准确、实时获得软水机的剩余盐量，提升用户使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种软水机。
背景技术
随着我国经济快速发展，人们对水的需求日益增加。自来水的硬度(即钙、镁离子浓度)较高，存在易结垢、洗脸洗浴体验差等问题。家用软水机能够对自来水进行处理，去除钙、镁离子，获得软水，减少结垢的同时提升用户的洗脸洗浴体验。家用软水机设置有阳离子交换树脂，在软水机运行时，自来水中的钙、镁离子等会被离子交换树脂吸附，从而降低水的硬度。当离子交换树脂达到临界工作量时，就不能进行软化，需要再生处理，通过将氯化钠加入到盐箱中制备出饱和盐水，使用盐水冲洗离子交换树脂，使其恢复工作能力。现有软水机主要是靠预估加盐周期来进行加盐，存在加盐不及时导致用户使用体验感差的问题。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种能实时检测剩余盐量的软水机。
本发明一个进一步的目的是要提供一种简单、准确得到剩余盐量的软水机。
本发明另一个进一步的目的是要提供一种可以及时提醒用户加盐的软水机。
特别地，本发明提供了一种软水机，包括：
盐箱，其底部放置盐，至少部分盐溶解于水形成盐水，盐水用于对软水机的离子交换树脂进行再生；
图像拍摄装置，设置于盐箱内，用于采集盐箱内盐和盐水的分布状况的图像；
控制板，配置成基于图像拍摄装置获得的图像计算得到软水机的剩余盐量；以及
显示板，用于显示剩余盐量。
可选地，软水机还包括：温度传感器，设置于盐箱内，用于检测盐水的温度；
控制板包括：
存储模块，配置成存储有盐所占的底面积S、盐的密度ρ、盐水温度数值范围对应的水密度ρt、以及盐水温度数值范围对应的盐的溶解度s(t)；和
数据处理模块，配置成基于图像得到盐水的平均高度h水以及盐的平均高度h盐，并按照下式计算得到剩余盐量m：
可选地，控制板还包括：提醒模块，配置成在剩余盐量m小于等于预设剩余盐量阈值时，发出加盐信号。
可选地，存储模块进一步配置成存储有：每升离子交换树脂的额定制水量f(Y)、盐水温度数值范围对应的每升离子交换树脂单次再生时的耗盐量mz(t)、以及离子交换树脂的树脂体积V树；
数据处理模块进一步配置成按照下式计算得到剩余制水量V和/或剩余再生次数n，其中：
剩余制水量V按照下式计算得到：
剩余再生次数n按照下式计算得到：
可选地，软水机还包括：
硬度检测装置，用于检测待处理水的实时进水硬度，得到进水硬度Y实；
存储模块进一步配置成还存储有：待处理水的进水硬度数值范围对应的每升离子交换树脂的额定制水量f(Y实)；
数据处理模块进一步配置成：获取进水硬度Y实，确定出其对应的额定制水量f(Y实)；
剩余制水量V按照下式计算得到：
可选地，软水机还包括：树脂滤箱，其内部设置离子交换树脂，待处理水进入树脂滤箱经离子交换树脂处理后排出树脂滤箱。
可选地，软水机为一体式软水机；
树脂滤箱自盐箱的底部内表面向上延伸设置；
存储模块中存储有盐箱的底面积Sy、树脂滤箱的底面积Ss；
数据处理模块配置成基于盐箱的底面积Sy、树脂滤箱的底面积Ss计算得到盐所占的底面积S，按照下式计算得到剩余盐量m：
可选地，图像拍摄装置固定于树脂滤箱的外侧面；
软水机还包括：固定带，穿设于图像拍摄装置中，用于将图像拍摄装置与树脂滤箱固定。
可选地，图像拍摄装置包括：
镜头，用于拍摄图像；以及
闪光灯，用于提供光源。
可选地，软水机为分体式软水机；
树脂滤箱与盐箱相互分离设置；
存储模块中存储有盐箱的底面积Sy；
数据处理模块配置成将盐箱的底面积Sy作为盐所占的底面积S，按照下式计算得到剩余盐量m：
本发明的软水机通过设置图像拍摄装置来拍摄盐和盐水的图像，由控制板基于图像计算得到软水机的剩余盐量，并经由显示板显示，可以简单、准确、实时获得软水机的剩余盐量，提升用户使用体验。
进一步地，本发明的软水机还可以实时获得准确的剩余制水量、剩余再生次数。
进一步地，本发明的软水机通过在控制板中设置提醒模块，可以在剩余盐量小于等于预设剩余盐量阈值时发出加盐信号，及时提醒用户向盐箱内补充盐。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的一体式软水机的结构示意图。
图2是图1所示的软水机的图像拍摄装置的结构示意图。
图3是图1所示的软水机的图像拍摄装置拍摄的图像的一种示意图。
图4是根据本发明一个实施例的软水机的控制板和显示板的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的一体式软水机100的结构示意图。图2是图1所示的软水机100的图像拍摄装置500的结构示意图。本发明实施例的软水机100包括：树脂滤箱200、盐箱300、图像拍摄装置500、控制板400和显示板700。树脂滤箱200具有入水口、出水口和盐水口，其内部设置有离子交换树脂210，待处理水自入水口进入树脂滤箱200经离子交换树脂210处理后自出水口排出树脂滤箱200。
离子交换树脂210可以是钠型阳离子交换树脂。当待处理水(硬水)中的钙、镁等硬质离子流入树脂滤箱200后，被离子交换树脂210所吸附而软化水质变成软水。当全部的离子交换树脂210都吸附满钙、镁等离子后，离子交换树脂210处于饱和吸附状态，不能继续进行硬水软化，此时需要对离子交换树脂210进行还原再生处理。
本发明实施例的软水机100的树脂滤箱200中的离子交换树脂210的还原再生是用高浓度盐水完成的。盐箱300底部放置盐，至少部分盐溶解于水形成高浓度的盐水，盐水用于对软水机100的离子交换树脂210进行再生。在盐箱300中的盐水被抽取进入到树脂滤箱200中后需要及时补充入相同量的水以备下一次使用。图像拍摄装置500设置于盐箱300内，用于采集盐箱300内盐和盐水的分布状况的图像。控制板400配置成基于图像拍摄装置500获得的图像计算得到软水机100的剩余盐量m。显示板700设置于软水机100外侧面，用于显示剩余盐量m。本发明实施例的软水机100通过设置图像拍摄装置500来拍摄盐和盐水的图像，由控制板400基于图像计算得到软水机100的剩余盐量，并经由显示板700显示，可以简单、准确、实时获得软水机100的剩余盐量，提升用户使用体验。
在一些实施例中，本发明实施例的软水机100还包括：温度传感器600，设置于盐箱300内，用于检测盐水的温度，得到盐水温度t。
本发明实施例的控制板400包括：存储模块401和数据处理模块402。存储模块401配置成存储有盐所占的底面积S、盐的密度ρ、盐水温度t数值范围对应的水密度ρt、以及盐水温度t数值范围对应的盐的溶解度s(t)。数据处理模块402配置成基于图像得到盐水的平均高度h水以及盐的平均高度h盐，并按照下式计算得到剩余盐量m：
式中，S单位为cm2，h盐、h水单位为cm，ρ、ρt单位为g/cm3。
本发明实施例的软水机100还实时检测盐水温度t，可以精准计算得到剩余盐量m。
在一个优选实施例中，本发明实施例的控制板400还包括：提醒模块403，配置成在剩余盐量m小于等于预设剩余盐量阈值时，发出加盐信号。预设剩余盐量阈值的具体数值可以依照实验数据统计结果来确定。同时，显示板700还可进一步配置成显示该加盐信号。本发明实施例的软水机100在使用时，用户能简单、即时地查看软水机100当前的剩余盐量、加盐信号，用户根据这些信息可以及时加盐，以此来保证用水质量，满足人们在洗浴、清洁等方面的需要。
在一些实施例中，存储模块401进一步配置成存储有：每升离子交换树脂210的额定制水量f(Y)、盐水温度数值范围对应的每升离子交换树脂210单次再生时的耗盐量mz(t)、以及离子交换树脂210的树脂体积V树；数据处理模块402进一步配置成按照下式计算得到剩余制水量V和/或剩余再生次数n，其中：
剩余制水量V按照下式计算得到：
剩余再生次数n按照下式计算得到：
并且，当该式结果不为整数时，n取该式的商。
显示板700还可进一步配置成显示剩余制水量V、剩余再生次数n。除了显示剩余盐量m，本发明实施例的软水机100还可以实时查看剩余制水量V、剩余再生次数n。除了剩余盐量m，剩余制水量V、剩余再生次数n也是软水机100的比较重要的参数，因此本发明实施例的软水机100还配置成可以精准计算和显示剩余制水量V、剩余再生次数n。
提醒模块403还可进一步配置成在剩余制水量V小于等于预设剩余制水量阈值时发出加盐信号；和/或在剩余再生次数n小于等于预设剩余再生次数阈值时发出加盐信号。预设剩余制水量阈值、预设剩余再生次数阈值的具体数值可以依照实验数据统计结果来确定。
在待处理水的进水硬度不太稳定或者对计算结果要求更精准的情形下，本发明实施例的软水机100还包括：硬度检测装置800，用于检测待处理水的实时进水硬度，得到进水硬度Y实。例如，在软水机100初次使用、待机或者制水、再生后，可以分别测定待处理水的进水硬度。存储模块401进一步配置成还存储有：待处理水的进水硬度数值范围对应的每升离子交换树脂210的额定制水量f(Y实)。数据处理模块402进一步配置成：获取进水硬度Y实，确定出其对应的额定制水量f(Y实)；
剩余制水量V按照下式计算得到：
如图1所示，在一些实施例中，本发明实施例的软水机100为一体式软水机100。树脂滤箱200自盐箱300的底部内表面向上延伸设置，在其顶部开设有入水口、出水口和排污口，入水口连接硬水管201，出水口连接软水管202。树脂滤箱200在其侧壁开设有盐水口，盐水口连接有盐水管203。在树脂滤箱200的内部设置离子交换树脂210。排污口用于盐水在对离子交换树脂210进行再生处理时产生的浓水的排出，排污口连接排污管204。
图像拍摄装置500包括镜头501、闪光灯502。镜头501用于拍摄图像。闪光灯502用于提供光源。固定带503穿设于图像拍摄装置500中，用于将图像拍摄装置500与树脂滤箱200固定。同时，图像拍摄装置500还利用连接带504固定于盐箱300的顶部。图像拍摄装置500通过无线网或者有线连接至控制板400。图像拍摄装置500是防水、防盐蚀材质。
温度传感器600设置于盐箱300内，用于检测盐水的温度。温度传感器600使用连接线601固定在盐箱300的顶部，且连接线601的长度满足使温度传感器600始终浸没在盐水中。硬度检测装置800设置于入水口处，用于检测待处理水的进水硬度。
盐箱300中从上往下依次形成有空气区域、盐水区域和盐区域。空气区域、盐水区域和盐区域的厚度随盐箱300内盐水的输入或者输出、或者盐箱300中盐的剩余盐量的变化不断变化。可以理解，在从盐箱300中向树脂滤箱200中抽取盐水时，由于盐水不断的被抽走，空气区域不断增厚，而盐水区域不断变薄。在给盐箱300中进行补水时，由于水的增多，空气区域会逐渐变薄，盐水区域会不断增厚，又因为盐箱300中的盐会不断溶解，因此盐区域会不断变薄。图3是图1所示的软水机100的图像拍摄装置500拍摄的图像的一种示意图。
图4是根据本发明一个实施例的一体式软水机100的控制板400和显示板700的示意图。控制板400包括存储模块401、数据处理模块402和提醒模块403。对一体式软水机100，存储模块401中存储有盐箱300的底面积Sy、树脂滤箱200的底面积Ss；数据处理模块402配置成基于盐箱300的底面积Sy、树脂滤箱200的底面积Ss计算得到盐所占的底面积S，按照下式计算得到剩余盐量m：
式中，Sy、Ss单位为cm2。
在另一些实施例中，软水机100为分体式软水机100；树脂滤箱200与盐箱300相互分离设置；存储模块401中存储有盐箱300的底面积Sy；数据处理模块402配置成将盐箱300的底面积Sy作为盐所占的底面积S，按照下式计算得到剩余盐量m：
式中，Sy单位为cm2。
本发明实施例的软水机100通过设置图像拍摄装置500来拍摄盐和盐水的图像，由控制板400基于图像计算得到软水机100的剩余盐量，并经由显示板700显示，可以简单、准确、实时获得软水机100的剩余盐量，提升用户使用体验。
进一步地，本发明实施例的软水机100还可以实时获得准确的剩余制水量、剩余再生次数。
进一步地，本发明实施例的软水机100通过在控制板400中设置提醒模块403，可以在剩余盐量小于等于预设剩余盐量阈值时发出加盐信号，及时提醒用户向盐箱300内补充盐。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种软水机，包括：
盐箱，其底部放置盐，至少部分所述盐溶解于水形成盐水，所述盐水用于对所述软水机的离子交换树脂进行再生；
图像拍摄装置，设置于所述盐箱内，用于采集所述盐箱内所述盐和所述盐水的分布状况的图像；
控制板，配置成基于所述图像拍摄装置获得的图像计算得到所述软水机的剩余盐量；
显示板，用于显示所述剩余盐量；以及
温度传感器，设置于所述盐箱内，用于检测所述盐水的温度；
所述控制板包括：
存储模块，配置成存储有所述盐所占的底面积S、所述盐的密度ρ、盐水温度数值范围对应的水密度ρt、以及盐水温度数值范围对应的所述盐的溶解度s(t)；和
数据处理模块，配置成基于所述图像得到所述盐水的平均高度h水以及所述盐的平均高度h盐，并按照下式计算得到所述剩余盐量m：
2.根据权利要求1所述的软水机，其中，
所述控制板还包括：
提醒模块，配置成在所述剩余盐量m小于等于预设剩余盐量阈值时，发出加盐信号。
3.根据权利要求1所述的软水机，其中，
所述存储模块进一步配置成存储有：每升所述离子交换树脂的额定制水量f(Y)、盐水温度数值范围对应的每升所述离子交换树脂单次再生时的耗盐量mz(t)、以及所述离子交换树脂的树脂体积V树；
所述数据处理模块进一步配置成按照下式计算得到剩余制水量V和/或剩余再生次数n，其中：
所述剩余制水量V按照下式计算得到：
所述剩余再生次数n按照下式计算得到：
4.根据权利要求3所述的软水机，其中，还包括：
硬度检测装置，用于检测待处理水的实时进水硬度，得到进水硬度Y实；
所述存储模块进一步配置成还存储有：所述待处理水的进水硬度数值范围对应的每升所述离子交换树脂的额定制水量f(Y实)；
所述数据处理模块进一步配置成：获取所述进水硬度Y实，确定出其对应的额定制水量f(Y实)；
所述剩余制水量V按照下式计算得到：
5.根据权利要求1所述的软水机，其中，还包括：
树脂滤箱，其内部设置所述离子交换树脂，待处理水进入所述树脂滤箱经所述离子交换树脂处理后排出所述树脂滤箱。
6.根据权利要求5所述的软水机，其中，
所述软水机为一体式软水机；
所述树脂滤箱自所述盐箱的底部内表面向上延伸设置；
所述存储模块中存储有所述盐箱的底面积Sy、所述树脂滤箱的底面积Ss；
所述数据处理模块配置成基于所述盐箱的底面积Sy、所述树脂滤箱的底面积Ss计算得到所述盐所占的底面积S，按照下式计算得到所述剩余盐量m：
7.根据权利要求6所述的软水机，其中，
所述图像拍摄装置固定于所述树脂滤箱的外侧面；
所述软水机还包括：
固定带，穿设于所述图像拍摄装置中，用于将所述图像拍摄装置与所述树脂滤箱固定。
8.根据权利要求7所述的软水机，其中，
所述图像拍摄装置包括：
镜头，用于拍摄所述图像；以及
闪光灯，用于提供光源。
9.根据权利要求5所述的软水机，其中，
所述软水机为分体式软水机；
所述树脂滤箱与所述盐箱相互分离设置；
所述存储模块中存储有所述盐箱的底面积Sy；
所述数据处理模块配置成将所述盐箱的底面积Sy作为所述盐所占的底面积S，按照下式计算得到所述剩余盐量m：
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