CN111998493A - 一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法 - Google Patents

一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加湿器领域，具体涉及一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法。一种加湿器的智能控制系统，包括水质检测单元，分别与两导电探头连接，以获取表征待雾化液体电导率的电信号；功率输出单元，与雾化片连接，调整雾化片的频率或/和功率；处理器单元，分别与水质检测单元和功率输出单元连接，根据电信号控制功率输出单元以调整雾化片的频率或/和功率。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法，监控待雾化液体电导率来确定所述TDS值，实现水质监测，智能调节加湿器的雾化片工作时的频率和功率，适应不同类型水质的工作要求。

Description

一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法
技术领域
本发明涉及加湿器领域，具体涉及一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法。
背景技术
加湿器是常用的小家电，尤其在冬天干燥的室内使用能使清新空气，增进健康，营造舒适的环境。加湿器的主要分类为3种，其原理为：
(1)超声波式加湿器采用超声波高频振荡，将水雾化通过风动装置，将水雾扩散到空气中。
(2)蒸发式加湿器的饱和蒸汽通过分子筛蒸发技术，分离凝结水和蒸汽，蒸汽由顶部进入已经被预热的干燥室，扩散到空气中。
(3)热蒸发式加湿器是将电加热管浸没在水中，电热管产生热量，从而使水沸腾变成水蒸气。
关于超声波加湿器，雾化片埋于水下，通过雾化片水雾化为超微粒子，然后用风机把雾化空气吹出，或者，利用棉棒采用虹吸原理把水吸到雾化片上，雾化片震动把水分子打散，利用上下的能量把水分子喷出。
但是，目前市场上主流喷雾主要适用的水质是存在要求的，如硬水——自来水、矿泉水，如软水——桶装水、纯净水。由于不能检测水质，导致无论什么水质都用同样的工作模式，如果不调整雾化片的工作频率和功率，会导致喷雾高度降低，雾气容易凝结，堵塞喷雾口形成间歇式喷雾。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法，解决不调整雾化片的工作频率和功率，会导致喷雾高度降低，雾气容易凝结，堵塞喷雾口形成间歇式喷雾的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种加湿器的智能控制系统，所述加湿器包括雾化片和可伸入待雾化液体的两导电探头，所述智能控制系统包括：
水质检测单元，分别与两导电探头连接，以获取表征待雾化液体电导率的电信号；
功率输出单元，与雾化片连接，调整雾化片的频率或/和功率；
处理器单元，分别与水质检测单元和功率输出单元连接，根据电信号控制功率输出单元以调整雾化片的频率或/和功率。
其中，较佳方案是：所述加湿器还包括与雾化片连接且可伸入待雾化液体的导水棒，所述导水棒将待雾化液体导引至雾化片中。
其中，较佳方案是：所述加湿器还包括可伸入待雾化液体的管道，所述雾化片设置在管道的底部，雾化待雾化液体并沿着管道向外喷出。
其中，较佳方案是：所述导电探头包括金属探头和金属导杆，所述金属导杆的外层设有绝缘层，所述金属探头通过金属导杆与水质检测单元连接。
其中，较佳方案是：所述水质检测单元包括与对应导电探头连接的正极端和负极端，以及获取通电回路电信号的检测模块，以表征待雾化液体的电导率。
其中，较佳方案是：所述电信号为电压信号或电流信号。
其中，较佳方案是：所述处理单元还包括处理模块和存储模块，所述存储模块存储有水质等级与电信号之间的匹配关系，或者，所述存储模块存储有水中离子含量与电信号之间的匹配关系；所述处理模块根据电信号进行查表，获取当前待雾化液体的水质等级或水中离子含量，以表征待雾化液体的电导率。
其中，较佳方案是：所述处理单元还包括控制模块和PWM输出模块，所述控制模块根据待雾化液体的电导率，控制PWM输出模块的PWM占空比输出；所述功率输出单元根据不同占空比的PWM控制功率输出单元调整雾化片的频率或/和功率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加湿器的智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法应用于所述的智能控制系统中，所述智能控制方法包括步骤：
通过两导电探头获取表征待雾化液体电导率的电信号；
根据电信号控制功率输出单元以调整雾化片的频率或/和功率。
其中，较佳方案是，所述智能控制方法包括步骤：
根据电信号判断电导率的强弱；
若电导率为零或无限弱时，关闭雾化片。
若电导率强于预设数值时，进行报警。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种加湿器的智能控制系统及智能控制方法，监控待雾化液体电导率来确定所述TDS值，实现水质监测，智能调节加湿器的雾化片工作时的频率和功率，适应不同类型水质的工作要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明智能控制系统的结构示意图；
图2是本发明智能控制方法的流程示意图；
图3是本发明加湿器方案一的结构示意图；
图4是本发明加湿器方案二的结构示意图；
图5是本发明导电探头的结构示意图；
图6是本发明水质检测单元的结构示意图；
图7是本发明处理单元的构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供一种加湿器的智能控制系统的优选实施例。
一种加湿器的智能控制系统，所述加湿器包括雾化片500和可伸入待雾化液体的两导电探头100，所述智能控制系统包括水质检测单元200、功率输出单元400和处理器单元300，所述处理器单元300分别与水质检测单元200和功率输出单元400连接，所述水质检测单元200分别与两导电探头100连接。
具体地，所述水质检测单元200通过两导电探头100获取表征待雾化液体电导率的电信号，所述功率输出单元400调整雾化片500的频率或/和功率，所述处理器单元300根据电信号控制功率输出单元400以调整雾化片500的频率或/和功率。其中，两导电探头100可被伸入待雾化液体中，如水瓶四中的水，或者加湿器自身的储水腔中，并通过水质检测单元200对一作为输出端的导电探头100进行供电，且将另一导电探头100作为输入端接入，以获取通过两导电探头100之间的待雾化液体电信号变化，即根据待雾化液体的电阻值(电导率)变化，使通电回路中通过不同电流值，或者通过其串联的电阻获取所述电压值变化。
其中，待雾化液体的电导率，也可以认为是TDS值，TDS值是总溶解性固体物质TotalDissolvedSolids的英文首字母缩写，是指水中总溶解性物质的浓度，单位毫克/升(mg/L)，主要反映的是水中Ca2+MG2+Na+K+等离子的浓度，与水的硬度导电率有较好的对应关系，TDS值越小，水中Ca2+MG2+Na+K+等离子的浓度越低，电导率越小。一般加湿器的雾化片500的功率是确定，无论是什么样的水质均采用同样的频率和功率进行工作，产生不良影响，通过水质监测，智能调节加湿器的雾化片500工作时的频率和功率，适应不同类型水质的工作要求。例如，越纯净的水，其电导率越小，其TDS值越小，雾化片500的工作频率或/和功率可不用太高，即可进行高强度雾化，若水质差或者进行长时间雾化后的水，其电导率大，其TDS值也大，雾化片500的工作频率或/和功率需要增强，才能使喷雾高度维持。
在本实施例中，并参考图2，提供一种加湿器的智能控制方法，所述智能控制方法应用于所述的智能控制系统中，所述智能控制方法包括步骤：
步骤S10、通过两导电探头100获取表征待雾化液体电导率的电信号；
步骤S20、根据电信号控制功率输出单元400以调整雾化片500的频率或/和功率。
其中，待雾化液体的电阻值越小(电导率越大)，提高雾化片500的频率或/和功率，反则反向调整雾化片500的频率或/和功率；或者，设置多个数值区间，每一所述数值区间均设置一频率或/和功率，根据电阻值所在的数值区间调整雾化片500的频率或/和功率。当然，具体提高或降低雾化片500的频率或/和功率，由厂家判定，优选是电阻值越小(电导率越大)，表示越接近纯水，需要整雾化片500的频率或/和功率就越高，需要提高雾化片500的频率或/和功率。
具体地，待雾化液体的金属离子含量越小，电阻值越大(电导率越小)，可参考下表1。在步骤S20中，调整方式提供两种方案，一为波动性调整，根据电导率变化对雾化片500的频率或/和功率进行实时调整或者间隔调整；二为阶段性调整，预设数值区间，且每一数值区间均设置有一频率或/和功率，根据电导率所在数值区间获取对应的频率或/和功率，再进行对应调整。
TDS值(PPM) 水质
0～9 纯净水
10～60 山泉水、矿化水
60～100 净化水
100～300 自来水
300以上 污染水
PPM(Part Per Million)是个1/100万计量单位，即每升水中所含有溶解物的毫克数。
表1
同时，在上述智能控制方法的基础上，还能进行水位监测，当若电导率为零时，即电阻值为零，表示当前加湿器的两导电探头100之间不存在待雾化液体，即进入缺水状态，关闭雾化片500，以防止干烧和实现节约电能。以及，还能进行水质监测，当电阻值小于预设数值时，表示当前液体电导率高，即液体的金属离子含量高，水源达不到喷雾要求，或者对人身体产生危害，从而提示用户需要加水或者更换合格水源，实现报警操作。
其中，所述预设数值可通过实验室实验得出或者参考国际标准。
例如，根据电信号判断电导率的强弱；若电导率为零或无限弱时，关闭雾化片500；若电导率强于预设数值时，进行报警。
如图3和图4所示，本发明提供加湿器的较佳实施例。
方案一、并参考图3，所述加湿器还包括与雾化片500连接且可伸入待雾化液体的导水棒20，所述导水棒20将待雾化液体导引至雾化片500中。具体地，加湿器包括一安装有雾化片500的头部以及可伸入待雾化液体的长条伸入部，导水棒20设置在长条伸入部内，在插入待雾化液体中使，吸收待雾化液体，如水，再导引至雾化片500中，雾化片500雾化从导水棒20导引的液体进行雾化，并向外喷出，实现加湿功能。
优选地，所述导水棒20为棉棒。棉棒设置在具有缺口的长条伸入部内部。
其中，还包括设置有水质检测单元200、功率输出单元400和处理器单元300的电路板。
方案二、并参考图4，所述加湿器还包括可伸入待雾化液体的管道30，所述雾化片500设置在管道30的底部，雾化待雾化液体并沿着管道30向外喷出。
如图5所示，本发明提供导电探头的较佳实施例。
所述导电探头100包括金属探头110和金属导杆120，所述金属导杆120的外层设有绝缘层130，所述金属探头110通过金属导杆120与水质检测单元200连接。由于现有加湿器的水位探测针是整个的金属棒，探测水位没有问题，探测水的电阻值(电导率)，由于水位的不同导致电阻值(电导率)不同，不能准确的探测水中的电阻值(电导率)。其中，所述水质检测单元200包括与对应导电探头100连接的正极端和负极端，以及获取通电回路电信号的检测模块，以表征待雾化液体的电导率。
因此，只有导电探头100的金属探头110裸露在水中，可以接触水，而金属导杆120包裹绝缘层130，实现绝缘，且优选地，两金属探头110均处于同一水位上，实现准确获取当前两金属探头110之间的电阻值，即反映当前水的电阻值(电导率)。
其中，金属探头110的材质为不锈钢、镀镍等抗氧化材料，预防长期与水接触导致氧化。以及，金属探头110与金属导杆120可为一体式设置。
在本实施例中，所述电信号为电压信号或电流信号。具体的，并参考图6，所述导电探头100与水质检测单元200的电源之间串联有第一电阻103，通过检测经过第一电阻103的电流值或第一电阻103的电压变化，获取所述表征待雾化液体电导率的电信号。又或者，在一导电探头100(负极连接的导电探头100)处并联一接地电阻105，而两导电探头100100之间的待雾化液体可被认为第二电阻104。具体算法是：Vb＝Va*RD/(RD+Rab)，其中，Vb为连接负极的导电探头100的电压值，Va为正极输出至导电探头100的电压值，RD为接地电阻105，或者接地电阻105和第一电阻103103所构成的阻抗，Rab为第二电阻104。通过Vb可获取Rab的数值。
当Vb较大时，则认为Rab较小，反则认为Rab较大，同时，当Vb等于0时，可认为Rab为零，即为缺水状态。
如图7所示，本发明提供处理单元的较佳实施例。
所述处理单元还包括处理模块310和存储模块320，所述存储模块320存储有水质等级与电信号之间的匹配关系，或者，所述存储模块320存储有水中离子含量与电信号之间的匹配关系；所述处理模块310根据电信号进行查表，获取当前待雾化液体的水质等级或水中离子含量，以表征待雾化液体的电导率。
获取当前待雾化液体的水质等级或水中离子含量，通过查询结果，以适应不同的控制方式，如水质等级适应雾化片500的频率或/和功率的阶段性调整，如水中离子含量适应雾化片500的频率或/和功率的波动性调整。
在本实施例中，所述处理单元还包括控制模块330和PWM输出模块340，所述控制模块330根据待雾化液体的电导率，控制PWM输出模块340的PWM占空比输出；所述功率输出单元400根据不同占空比的PWM控制功率输出单元400调整雾化片500的频率或/和功率。
其中，功率输出单元400为超声波功率电路，向雾化片500提供对应的工作频率或/和功率。
其中，处理单元优选为MUC，实现对应的处理，水质检测单元200、处理模块310和存储模块320属于MUC中的功能模块，或者，处理单元为逻辑电路，通过控制对应的不同功能电路，如水质检测单元200、处理模块310和存储模块320，实现对应工作。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

Claims (10)

1.一种加湿器的智能控制系统，所述加湿器包括雾化片和可伸入待雾化液体的两导电探头，其特征在于，所述智能控制系统包括：
水质检测单元，分别与两导电探头连接，以获取表征待雾化液体电导率的电信号；
功率输出单元，与雾化片连接，调整雾化片的频率或/和功率；
处理器单元，分别与水质检测单元和功率输出单元连接，根据电信号控制功率输出单元以调整雾化片的频率或/和功率。
2.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述加湿器还包括与雾化片连接且可伸入待雾化液体的导水棒，所述导水棒将待雾化液体导引至雾化片中。
3.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述加湿器还包括可伸入待雾化液体的管道，所述雾化片设置在管道的底部，雾化待雾化液体并沿着管道向外喷出。
4.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述导电探头包括金属探头和金属导杆，所述金属导杆的外层设有绝缘层，所述金属探头通过金属导杆与水质检测单元连接。
5.根据权利要求1或4所述的智能控制系统，其特征在于：所述水质检测单元包括与对应导电探头连接的正极端和负极端，以及获取通电回路电信号的检测模块，以表征待雾化液体的电导率。
6.根据权利要求5所述的智能控制系统，其特征在于：所述电信号为电压信号或电流信号。
7.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述处理单元还包括处理模块和存储模块，所述存储模块存储有水质等级与电信号之间的匹配关系，或者，所述存储模块存储有水中离子含量与电信号之间的匹配关系；所述处理模块根据电信号进行查表，获取当前待雾化液体的水质等级或水中离子含量，以表征待雾化液体的电导率。
8.根据权利要求7所述的智能控制系统，其特征在于：所述处理单元还包括控制模块和PWM输出模块，所述控制模块根据待雾化液体的电导率，控制PWM输出模块的PWM占空比输出；所述功率输出单元根据不同占空比的PWM控制功率输出单元调整雾化片的频率或/和功率。
9.一种加湿器的智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法应用于如权利要求1-8任一所述的智能控制系统中，所述智能控制方法包括步骤：
通过两导电探头获取表征待雾化液体电导率的电信号；
根据电信号控制功率输出单元以调整雾化片的频率或/和功率。
10.根据权利要求9所述的智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法包括步骤：
根据电信号判断电导率的强弱；
若电导率为零或无限弱时，关闭雾化片；
若电导率强于预设数值时，进行报警。
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