CN1503900A - 用于水质软化装置的盐水平自动监测器 - Google Patents

Abstract

这项发明提供一种在储罐(16)中与盐水溶液一起使用的自动监视器(10)。这种监视器(10)包括信号发射器(38)，它产生能够用信号检测传感器(40)的阵列检测的信号。传感器(40)在盐水储罐中通常从盐水的最小深度垂直地向盐水溶液的最大深度移位。输出是作为对所述信号的响应产生的。监视器(10)还包括用来接收和解释输出并且确定随着盐水的供应被消耗是否出现盐水欠缺情况的控制器(42)。指示器(44)在出现盐水欠缺情况时发出警报。优选的是，传感器(40)在储罐(16)内被线性地隔开。

Description

用于水质软化装置的盐水平自动监测器

本发明的技术领域

这项发明涉及在硬水软化器中用于盐的水平的监视器。更明确地说，它涉及检测并指出盐水储罐中的盐水平何时不足以在后来的再生期间使树脂完全再生的自动监视器。

本发明的现有技术

在处理硬水的时候，硬水软化器中的离子交换树脂吸收来自水中的钙和镁离子并且用钠离子取代它们。当可利用的钠的数量被耗尽的时候，树脂变成无效的，树脂处于钙和镁饱和状态，因此必须定期地再生。在多步骤的程序中当树脂再生的时候水处理被中止以便冲洗来自树脂的钙和镁离子和恢复钠水平。树脂首先通过逆转进水的流动被回洗，以便除去沉积物。然后，树脂床接触盐水溶液，借此树脂从高浓度溶液中吸取钠离子并且将钙离子和镁离子移置到盐水中。当最佳的离子交换量发生的时候，盐水溶液和其中不要的硬水离子从树脂床中流出。在经过淋洗除去剩余的盐水之后，被恢复的树脂床返回提供处理硬水服务。

盐水溶液的准备发生在保持与树脂储罐分开的盐水储罐中。装有盐的供应源的盐水储罐被装满水，形成饱和的盐溶液。盐的供应源由于重复的再生造成的消耗必须被定期地更换。如果盐水平是太低无法制作给定浓度的盐水溶液，则将没有足够的钠水平来驱动钙和镁离子的交换，因此树脂在它回到运转中的时候将不有效地处理硬水。

通常，当盐的数量不足以将树脂床恢复到最佳的离子交换能力的时候没有自动报警。通常将通过视觉检查和估计储罐中的盐水平人工来确定盐水平留给使用者。任何人工确定盐水平的方法对于必须时常查看盐水储罐的使用者都是不方便的。无经验的使用者可能不知道每次再生需要多少盐，而且由于太频繁地添加盐或当盐未被频繁地添足的时候有硬水而产生较多的工作。

为了避免不得不频繁地进行视觉检查，使用者往往优选盐容量大的软水装置。大装置比较方便，但是也占据大量的空间，这在诸如城镇住房或公寓楼之类的小生活空间中可能是禁止的。就软水装置可能看得见的区域而言，一些模型的外部是用吸引人的橱柜状涂饰设计的。然而，由于这种类型的外部涂饰比较昂贵，而且因为它们通常被用在升值空间中，所以这种装置的尺寸通常很小，需要使用者时常检查盐水平。

现有技术提供类似于直尺的指示棒，其中参考刻度帮助判断现有的盐深度。即使采用参考刻度，视觉检查也是不精确的，尤其是在形成盐桥的时候。在正在制作盐水的时候，由于化学平衡反应，盐被不断地溶解和再沉积。当来自盐沉积物的盐块一起“生长”并且能使盐的体积变得似乎比实际存在的大的时候，形成盐桥。在桥下面的盐实质上可能被溶解，只有少量的盐留在储罐中，即使在从储罐的顶端进行视觉检查时，看上去盐床似乎有足够的深度完成附加的再生。

早先将电子监视器并入硬水软化器的尝试尚未得到令人满意的证明。监视器是这样设计的，它利用在盐顶端上的称重传感器来确定盐水平。然而，如果操作员在添加盐的时候忘记将传感器移开，传感器将被掩埋，于是发出低盐水平的虚假信号。

利用漂浮物的低盐水平传感器是在通过引证在此并入的美国专利第5,239,285号中教导的。在这项发明中盐水平是用水的位移确定的。预定数量的水被添加到盐水储罐中，而且如果水的位移不足以将漂浮物推到给定的水平，则激活缺盐警报。然而，这种方法要求装置的一部分浸没在盐水(一种腐蚀性环境)中，并且把盐沉积在仪器上。

因此，这项发明的目的是提供一种在水处理装置中用于盐水平的改进的监视器。

这项发明的另一个目的是提供一种改进的盐水平监视器，它在没有来自使用者的干预的情况下自动地检查盐水平。

这项发明的第三个目的是提供一种改进的盐监视器，它在盐的数量太低无法提供有效的再生的时候为使用者提供指示。

这项发明的第四个目的是提供一种改进的盐监视器，它精确地指出何时应该加盐，即使在形成了盐桥的时候也是如此。

本发明的概述

本发明提供一种与水软化装置一起使用的自动监视器。这种改进的监视器在没有操作员干预的情况下定期地检查盐水储罐中的盐水平，如果盐水平太低，无法在下一个再生周期期间使离子交换树脂有效地再生，则提供报警。

更明确地说，本发明提供一种在储罐中与水溶性软化剂一起使用的自动监视器。监视器包括信号发射器，它产生能够用信号检测传感器阵列检测的信号。传感器通常在盐水储罐中从软化剂的最小深度垂直地移位到软化剂的最大深度。传感器作为对信号的响应产生输出。

监视器还包括用来接收和解释输出以及确定随着软化剂的供应源被消耗是否出现软化剂欠缺情况的电子装置。在出现软化剂欠缺情况的时候，指示器报警。优选的是，传感器在储罐内被线性地隔开。

本发明的监视器对使用者是有利的，因为它不间断地监视盐水储罐中的盐水平并且当盐水平已降得太低无法成功地完全另一次再生的时候提供报警指示。如果解释传感器输出的电子装置是为了连续地实时监视盐水平编程的，则连续地实时监视盐水平也能用本发明的监视器实

本发明监视器的电子器件也非必选地是可编程的，以便预定计算的盐水平，所以如果实测水平显著地不同于计算的水平，问题能被检测出来。这种差异可能是盐桥、有故障的传感器或发射器、离析损失或盐水储罐的超量填充的指示。这些特征大大提高了使用者的方便性和所报告的盐水平的准确性两者。采用视觉检查盐水储罐，使用者往往没有办法知道诸如盐桥之类的问题出现在盐床表面以下。本发明的电子监视系统消除了因为要在硬水软化器中维持适当的盐水平所引起的重复检查的不便和猜测。

附图简要说明

图1是依照本发明的原则构成的水软化处理系统的程式化图表；

图2是有本发明的盐水平自动监视器的硬水软化器的透视图，其中一部分橱柜被移开以便展示盐床中的传感器；

图3是用来确定光电管的电阻的电路的电路图；

图4是附着在内表面上的顶盖的俯视平面图；

图5是安装在加长构件上并且插入顶盖的传感器和屏蔽罩的透视图；

图6是底盖的透视图；

图7是顶盖的透视图；

图8是安装在加长构件上的传感器的分解透视图，展示加长构件怎样装配在有顶盖和底盖的保护装置内部；

图9是有指示器阵列和显示器的橱柜模型的盖子的俯视平面图；而

图10是盖子被移开的橱柜型软水器的顶部的透视图。

本发明的详细描述

现在参照图1和2，通常被指定为10的本发明的软化剂监视器被用在通常被指定为12的硬水软化器中，以便确定舱室16中的软化剂14的数量。监视器10适合在以固体形态使用软化剂14的大多数的硬水软化器12中使用。诸如呈小球、硬块或颗粒形式的氯化钠之类的钠盐是最通用的软化剂14，但是任何固体软化剂的使用都是被考虑与这项发明一起使用。为了延长每次添加盐之间的时间间隔和减少在硬水软化器12的底部累积的杂质数量，使用高纯度的盐是被推荐的，但是不直接影响在本文中描述的监视器10的操作。

参照图1，在软化处理期间，装置控制器18操作阀门允许来自供应源20的新鲜的硬水通过入口24流入树脂储罐22，经过处理的软水通过出口26流出。在入口24和出口26之间，硬水接触富含钠离子的交换树脂28，在那里存在于硬水中的钙离子和镁离子被树脂28保留，而钠离子被释放到软水中。经过软化处理的水通过经过处理的水的出口30从软水器中排出。

当树脂28处于硬水离子饱和状态，而钠离子被耗尽的时候，树脂被再生。在再生期间，盐水溶液31通过盐水阀门离开盐舱室16并且通过入口24进入树脂储罐22。盐水井33在允许盐水溶液自由地流向阀门的同时防止所述的软化剂14的颗粒阻塞盐水阀门。硬水离子在来自盐水的钠离子被树脂吸收时从树脂28释放到盐水溶液32中。失去效能的盐水32通过出口26离开树脂储罐22并且通过废水排放34从装置中清除。

在再生周期结束时，水被这样添加到盐舱室16中，以致软化剂14溶解，制成饱和的盐水溶液32以便在下一个再生周期中使用。在发生软化处理的时候盐水溶液32保持与水源20、30和树脂28分开，以致盐水52不污染淡水源，因为树脂28和硬水之间的离子交换在有盐水存在的情况下将不会有效地发生。仅仅在再生周期期间盐水溶液32才与离子交换树脂28接触。

参照图1，在必需有不间断的软水供应的场合，多个树脂储罐22可以被这样使用，以致一个装置进行软化处理，而其余的一个或多个装置正在再生。就家用而言，整个硬水软化器往往被装在橱柜35中，如图2所示。一些硬水软化器设计利用橱柜35作为盐舱室16，从而允许软化剂14被放进橱柜并且占据在软水器12的其它元素周围和其间的空间。如图10所示，利用单一橱柜35的模型往往有覆盖大部分橱柜顶部的平台36。孔口37是在平台上提供的用于添加软化剂14。

树脂储罐22将离子交换树脂与软化剂14分开。优选的是，树脂储罐22是比较小的储罐，因为它被藏在硬水软化器12的橱柜35内部。然而，盐舱室16和树脂储罐22两者可能是被橱柜内部的隔板或隔膜彼此分开的橱柜35的两个部分，或者盐舱室16和树脂储罐22可能是完全分开的储罐。任何安排都可能被用于盐舱室16和树脂储罐22以避免正在进行软化处理的水与软化剂14接触。

监视器10包括至少一个信号发射器38、信号接收器或传感器40的阵列，控制器42和指示器44(图1)。信号发射器38在盐舱室16内作为对在适当的时间来自控制器42的请求的响应产生信号，下面将予以讨论。信号的发射在持续时间方面足够长，以致每个传感器40都有机会对它作出响应并且将响应转移到控制器42。对于大多数诸如光或声音之类的信号，很少需要超过一分钟的持续时间，持续时间往往是相当短的。优选的信号是光，由于它的合理费用、易于使用和可靠性，使灯泡即光源46成为优选的信号发射器38，并且在图2中展示。诸如声音之类其它类型的信号也是适当的，只要信号的某些可检测的特性与在软化剂的水平已落到传感器以下时收到的信号相比在它通过软化剂14到传感器40时有所改变即可。

一个或多个发射器38的位置被限制在允许每个传感器40都能收到来自至少一个发射器的信号的区域。发射器38也被放置在盐水32的最高水平的上方，以便消除信号在它经过盐水和空气-液体界面时的反射和折射。优选的是，发射器38被这样放置，以致来自发射器到达传感器40的信号是来自不同于并非起源于发射器38的背景信号的方向。例如，在使用灯46的时候，室内光线是即使在软化剂14中的传感器40未收到来自发射器38的信号时也能引起光电管40输出变化的背景信号的来源。当发射器的信号和背景信号来自不同方向的时候，使用方向使传感器40免受来自背景信号的影响是比较容易的。

发射的信号是用为了检测正在发射的信号的类型和作为对该信号的响应产生可测量的输出信号而设计的信号检测传感器40的阵列检测的。当信号发射器38是灯的时候，优选的传感器40是光电管。作为对光的响应，光电管40将它的电阻率(resistively)减少10倍以上。这种变化是电阻率，是可从光电管40测量的，而且被优选用来检测信号在光电管40处的接收是否被盐床14阻断。放在盐舱室16内部的时候，光电管40将在不存在光信号时正常地寄存大约1MΩ的高电阻，与在接收光信号时的大约10kΩ到100kΩ的低电阻相比较。如果软化剂14覆盖着光电管40，包含光电管的电路对高电阻信号作出响应。然而，当软化剂14被耗损到在光电管40下面的水平的时候，它暴露在来自发射器28的光线之下，于是光电管的电阻下降。

图3是通常用50表示的控制电路，它展示光电管在4×2的矩阵中是如何接线的。当光电管40的电阻变化时，通常用50表示的控制电路在可用控制器42测量的电压或电流方面产生变化。光电管40起可变电阻的作用。依照欧姆定律：

V＝I*R

在不变的电流(I)下，电压(V)和电阻(R)成正比。当控制器42(见图2)测量电压时，它通过光电管40发送小的但不变的电流。如果通过光电管40的电阻是高的，返回控制器42的电压将也是高的。如果通过光电管40的电阻下降，电压也将降低。因此，电压提供来自光电管40的输出，它通知控制器42特定的传感器40是否被盐14覆盖。非必选的是控制器42能通过在不变的电压下测量电路中的电流来检测在光电管40的电阻方面的改变。

来自被软化剂14覆盖的传感器40的和来自位于软化剂上方的传感器的输出的差异在这两种情况之间的输出变化被最大化时最容易地被确定。优选的是，背景信号被消除，以使来自传感器40的归属于信号发射器38的输出差异最大化。例如，在使用光电管40的时候，监视器非必选地包括将在评估软化剂14的深度期间在硬水软化器12上就位将室内光线从产生来自光电管40的响应中消除掉的需要互锁的盖子54(图9)。这保证被光电管40察觉的光线是由发射器38产生的。

现在翻到图5，通过用诸如套管56之类阻断并非起源于发射器38的方向的信号的装置屏蔽传感器40，背景信号也是可减少的。套管56有至少一个壁面58是用对于发射器38产生的那种类型的信号不透明的材料制成的。优选的是，壁面58的位置应该最大限度地阻断背景信号，同时允许来自一个或多个发射器38的信号到达传感器40。在背景信号可能来自许多来源的情况下，只要发射器38的信号能到达传感器40，可以非必选地使用多个壁面58。当套管壁58的长度增加的时候，信号将接触传感器40的角度范围减少。优选的是，套管58包括诸如夹子62或其它已知的紧固件之类用来将它附着到传感器40上的支撑结构。

现在参照图2，连续地监视软化剂14的水平是通过使用两个以上通常在盐舱室16中垂直移位的传感器40的阵列实现的。单一的传感器40只能指出在传感器40的定位深度是否存在软化剂14。通常在盐舱室16内垂直排列的多个传感器40每个都将给出关于在那个深度软化剂14存在与否的输出。传感器40的位置从软化剂14的最小深度垂直移位到最大的床深度为在任何传感器水平测知床深度创造条件。

随着软化剂14被耗尽，连续的传感器40逐渐减少它们暴露在发射器38之下的电阻。在软化剂14的最大深度的上方添加非必选的基准传感器64在与床被填满而且所有的传感器40都被软化剂覆盖的时候相比较识别何时发射器38失灵方面是有用的。优选的是，四个以上传感器40位于软化剂14的床内，而且使用非必选的基准传感器64。

人们将理解传感器40是不必呈直线放置，传感器之间通常垂直的位移也不必是不变的。优选传感器40在整个床深度上被垂直地线性隔开，然而任何有用的间隔安排都适合与本发明一起使用，包括但不限于交错放置。在一些应用中，在盐或软化剂14的床的底部有间隔比较近的传感器40从而在盐的底部附近提供附加的准确性可能是优选的。在某些情况下，有水平移位和垂直移位的传感器40可能也是有利的。在传感器40水平移位的场合，多个发射器38对于有信号到达所有的传感器40可能是必要的。一些传感器40相对于另一些传感器的水平移位可能允许监视器10即使在位于床的某个部分中的传感器不起作用的时候也继续适当地发挥作用，因为它们不知何故中断来自发射器38的信号的接收。

传感器40的特定的数目是不重要的，然而，增加传感器的数目将通过减少传感器之间的垂直距离提高软化剂14的测量精度。至少一个临界传感器66优选位于在或略微低于没有足够的盐或软化剂14在下一次再生时使树脂28完全恢复的水平的位置。当来自临界传感器66的输出表明软化剂14的水平已下降到这个传感器以下的时候，出现缺软化剂的情况，于是警报优选通过指示器44传送给操作员。

盐舱室16是用50-100磅以上的软化剂14定期地再次补给的。这个程序导致在成块的软化剂跳离壁面和落到地板上时由软化剂14的重量造成的对舱室16的壁面68和地板70施加的力。优选的是，传感器40被封闭在保护装置72中(在图8中看得最清楚)，该保护装置使它们免受在再次补给软化剂14期间产生的力或来自位于传感器上方的床的重量的压力的影响。保护装置72可以是形状和构型对于来自发射器38的信号是透明的任何装置，但将避免软化剂14的下落块或重量造成的传感器40的损伤或移动。

如同在图8中最清楚地看到的那样，最优选的是保护装置72是对于发射器38发送的那种类型的信号透明的管子。单一的保护装置72优选被用来封闭所有的传感器40，但是使用许多装置，每个封闭一个或多个传感器也被考虑作为本发明的一部份。在使用灯的时候，直径略大于传感器40的最大尺寸的透明的塑料管72是优选的。许多类型的保护装置72都是可能的，例如用于每个传感器的安装在储罐壁68、盐舱室16上的金属丝网笼、小盒子和类似的东西。

为了提供一致的关于软化剂14的水平的信息，传感器40每个都在床内保持在不变的深度。优选的是传感器40如图4所示安装在诸如橱柜壁68、盐舱室16或树脂储罐22之类固定的物体上。另一种优选的安排是保护装置72保持在适当的位置，而且传感器40在该装置内保持在稳定的位置。

参照图6、7和8，顶盖76和底盖77适合密封管子72，同时允许在需要时为了维护的目的访问管子内部的东西。两个盖在76、77优选在非必选的径向突肋78的协助下与塑料管72摩擦配合将它们保持在管内适当的位置。粘合剂如同技术上已知的将盖子固定到管子上的任何其它方法(例如，使用O形圈79)那样也适合将盖子76、77固定到塑料管72上。优选的顶盖76和底盖77在下面予以描述，然而，许多这样的盖子可以是为了完成同样的功能而设计的。

两个优选的盖子76，77(在图6和7中看得最清楚)都包括三个同心的、圆筒形横截面的部分80、81和82。第一个圆筒形部分80是最狭窄的并且被最大限度地装配到塑料管72之内。接下来，第二个圆筒形部分81具有适合与塑料管72的一端紧配合的尺寸。肋78优选位于第二个圆筒形部分81上面并且径向向外突起，以保证塑料管72和底盖77之间的良好的摩擦配合。第三个圆筒形部分82通常是最宽的部分，它保持在塑料管72的外面。当O形圈79被用来密封管子72的时候，它被适当地放在第一个圆筒形部分80附近而且顶在将第一部分与第二部分81连接起来的突出部分85上。虽然圆筒形的形状是优选的，但是第三部分82的形状是可变的，取决于将塑料管72附着到硬水软化器12上的方法。优选的是，底盖77保持在位于软水器12的地板70上的非必选的浅盘83中。底盖77将最一般地搁在凹陷84中以防止它从一边滑到另一边。

如同在图7中最清楚地看到的那样，优选的顶盖76通常也是圆筒形的。法兰部分86搁在塑料管72的顶端上。当软水器12安装在橱柜35中时，顶盖76优选穿过平台36附着并用扭转锁定装置87固定到平台上。在平台36上的盐传感器访问孔88为容纳顶盖76具有这样的尺寸和构型，以致法兰86搁在平台的顶面上。顶盖76还有手指把手89和下唇90，后者向下朝橱柜35的地板70方向至少与法兰86隔开平台36的厚度。当顶盖76通过对手指把手89施加旋转力被扭转的时候，平台36在法兰85和下唇90之间楔入，将盖子保持在适当的位置。

顶盖76还以一个或多个孔口91为特征，在传感器40和控制器42之间的导线将穿过这些孔口。在这些元素之间的通信通过使用传统的配线92最容易实现(在图2中看得最清楚)，然而，信息或指令可以非必选地用其它方法转移，诸如采用红外光束、光纤和对于熟悉这项技术的人显而易见的其它技术。

再一次参照图2和3，控制器42启动来自发射器38的信号的产生，接收和解释来自传感器40的输出，并且激活一个或多个指示器44。最现代化的硬水软化处理系统包括在电子装置控制器18中的微处理器94。装置控制器18的一些职责包括安排软化处理和再生周期的时间和在适当的时候打开和关闭阀门。人们应该领会到微处理器94的功能除了在这份申请中明确地描述的那些之外不是这项发明的一部份而且不与控制器42的功能混淆，即使在用相同的或相似的设备执行时也如此。如果在本文中描述的功能存在并且可用来监视传感器40并指出何时出现缺盐情况，控制器42作为与装置控制器18物理上分开的装置也不是预期的。虽然本发明的监视器10如同所描述的那样是为了与现代化的硬水处理系统一起使用设计的最有利的方案，但是本发明的监视器和程序也可以与较不复杂的系统一起使用或者改装比较陈旧的硬水软化装置12。

为了在盐舱室16中没有液体时启动来自发射器38的信号，控制器42被设计成一旦在再生周期期间达到适当的时间就产生信号。现代化的装置控制器18是为了在任何预期的时间启动来自发射器38的信号编程的。在较不复杂的软化处理装置12中，关于再生周期的时间安排的信息可以依据(例如)在再生期间打开和关闭阀门的凸轮(未示出)的位置来确定。无论控制机制是否被采用，为了提供有定时信息的控制器42，控制再生都被开发利用。

在启动来自发射器38的信号之后，信号的持续时间和终止优选由控制器42确定。然而，在简单的装置中，独立的定时器或其它装置适合产生预定时间周期的信号，然后把它关掉。

优选的控制器42包括完成数学计算和检测来自传感器40的输出从而允许比较复杂的输出分析的电路板96。电路板96是利用熟悉这项技术的人已知的任何技术设计和建造的。用于这个控制器42的电路包括简单的算术函数、数值比较和一个或多个指示器44的激活(图1和9)。

优选的是，控制器42还包括利用现代的电子器件的非必选的功能。例如，电路板96非必选地包括关于每次再生将使用大约多少软化剂14的存储数据。然后，电路板基于早先的床水平计算预期的床水平并且对它们进行比较。有计算的床水平和实测的床水平之间极差用信号表明在床水平测量中的问题，例如盐桥的形成、失灵的或不工作的传感器40、盐舱室16的离析或超量装填的损失。如果传感器40的输出表明它是软化剂床的间隙，盐桥也是可发现的，但是在它上面的传感器仍然被软化剂14覆盖。

当控制器42确定需要注意软水器12的时候，它为了警告操作员激活一个或多个指示器44。这定期地发生在临界传感器66所确定的出现缺软化剂14的情况或控制器42计算出软化剂14被耗尽的时候。如果非必选的基准传感器64在场并且未被来自发射器38的信号激活，控制器也应该发出关于那种情况的警告。参照图9，任何指示器44都适合告知操作员需要注意的情况，例如显示的信息、指示灯44或一系列灯98、报警声和类似的东西。优选的是，如果指示器44被用于许多报警情况，为了区分它们要做一些准备。

与简单的开/关指示器44相比较，当电路板96被采用的时候，指示器44非必选地采取诸如LCD之类的显示装置100的形式来交付附加的信息。显示器100可以通过计算由传感器40的输出确定的床水平来展示床水平。例如，如果传感器40在50％和60％的床深度之间从有检测信号的情况变化到无检测信号的情况，这个信息可能用显示器100传达给操作员，从而提供软化剂14的水平的实时指示。如果全然没有来自传感器40的输出被检测到，显示器100可以显示请求特定的传感器对故障进行检查的信息。显示器100对于许多熟悉这项技术的人显而易见的其它的信息和指示也是有用的。优选的是显示器100位于橱柜35的外面，以致它是操作员看得见的，不必打开储罐盖54。显示器100的适当位置在软水器12的顶端上位于控制阀门102上或在其附近。

显示器100采取技术上已知的任何类型的显示装置的形式。当灯98可能被用来指示软化剂水平的时候，优选的显示器100是一系列的发光二极管(LED)。LED98的这种阵列非必选地有刻度或参考标记，以致一个或多个被激活的二极管能轻易地与盐舱室16中盐的数量相关。LED98的数目并不重要，因为控制器42能够完成算术计算，以便在LED的数目与传感器40的数目不匹配时转化信息。另一种适当的显示器100包括能够显示多重错误代码或信息的数字显示器，以便区分许多需要使用者干预的情况。

现在参照图1、5和8，控制器42用技术上已知的任何方法接收来自传感器40的输出。优选的是，信息是用装配在有传感器40插入的塑料管72内部的加长的条状构件104转移的。这种安排有许多优点。配线92和传感器40得到保护，免受盐舱室16中的水和盐的影响。

加长的构件104优选是允许传感器直接插入电路控制器板96的传感器电路板，尤其是在传感器40安装在塑料管72内的情况下。许多其它的方法可用来将输出传送给控制器42，包括但不限于在管子72下面铺设电线、沿着管子的长度传送红外线信号和其它对于熟悉这项技术的人显而易见的技术。

进入底盖77中的非必选的狭槽或导轨108的加长构件104的摩擦配合这样校直加长构件104，以致传感器40处于接收来自发射器38的信号的稳定位置。狭槽108还将加长构件104和传感器40保持在床中一致的深度。

为了固定可能作为控制器42电路的一部份的到把握非必选地电子元件(例如，二极管110)在加长构件104上有位于传感器40之间的空间(在图3中展示)。如图所示，每个传感器40之间的二极管110允许电流仅仅在一个方向上流动。通过在每个传感器40处测量电导线112之间的电压电流，单一方向上的电流流动使控制器42能够确定每个个别的传感器的输出，因此能够确定恰好位于盐床顶端的上面和下面的两个传感器。

优选的是，包括塑料管72、将传感器40、二极管110和其它的元件安装在它上面的加长构件104、顶盖76和底盖77的传感器组件114是作为密封装置制造的。盖子76、77对管子72的密封保证组件114的完整性而且将强腐蚀性的盐水溶液漏入保护管的可能性减到最小。最优选的是O形圈79将每个盖子76、79密封到管子上。除了O形圈79或其它密封装置之外还可以使用粘合剂。密封保护传感器40免受由于存在腐蚀性盐水32或盐沉积物覆盖传感器造成的损害。如果组件变成不起作用的，优选将整个组件114从橱柜35中取出，然后更换。

使用塑料管72作为保护装置可以非必选地提供用于传感器40的维修口，即使在那些传感器位于软化剂的水平下面时也如此。例如，如果传感器40故障是断开，需要被重新设定，或在其它方面变成不起作用的，那么它可以通过保护管72从舱室16中抽出，而不是为了访问坏的传感器需要倒空整个软化剂14床。然而，在移开盖76、79的时候，诸如O形圈79之类密封件有可能被损坏，不正确地安装，或全然未安装。如果发生这种情况，盐水漏进管子72可能损害任何电器元件。

再一次参照图2，监视器10读取床水平读数的时间安排也是重要的。诸如光或声音之类的某些信号在通过水时被反射或被改变。在整个软化处理周期中，在一段时间里水出现在盐舱室16中，允许在软化剂14暴露在水中时形成饱和溶液32。在盐水溶液32被泵送到树脂储罐22中用于再生之后，在最后一个步骤再一次给储罐注满水之前，盐舱室16中没有水。床水平的测定最好发生在树脂再生期间，那时在盐舱室16中没有水干扰信号。控制器42优选是可编程的，以便仅仅在再生周期中的某个适当的时间而且盖子54处在适当的位置的时候才检查床水平，以及如果这些判据当中有两个得不到满足则显示适当的信息。

在使用期间，控制器在盐舱室16中没有液体的时候通过请求发射器38产生信号启动床水平检查。然后，发射器38产生持续时间足够长的信号，以便信号被每个传感器40接收。

在信号发出的同时，传感器40接收它。所有的传感器40只要它们未被软化剂14的床覆盖就应该收到无变化的信号。如果在床表面下面的那些传感器40收到信号，信号将以某种方式被改变的，如同在频率或强度方面的改变。在使用光电管40的场合，光的强度是这样减少的，以致光电管保持在高电阻状态。如果有基准传感器64在场但无法接收信号，那么控制器优选激活出错报警灯或声音，警告操作员监视器10的某些部分未适当地发挥作用。

来自传感器40的输出是用控制器42评估的，以便确定它们是否正在接收信号和那个信号是否由于软化剂14的床的出现而被修改。在光电管40的情况下，控制器42测量电路的电压或安培数以确定光电管的电阻。在评估传感器40的输出时，控制器42确定哪个传感器40在软化剂14的床的表面上面和哪个传感器在该表面下面。如果临界传感器66指出它暴露在信号之中，或控制器42通过计算确定软化剂14的数量不以完成下一次再生，控制器则激活指示器44，警告操作员出现软化剂14欠缺情况。在软水器12连续显示床深度的场合，控制器42把适当的信息发送给指示器44。

虽然本发明的盐水平监视器10已被展示和描述成对单一的发射器38作出响应的传感器40的阵列，但是熟悉这项技术的人将承认使用单一的传感器40和发射器38的阵列可获得类似的结果。例如，灯的阵列可能沿着阵列的长度被顺次点燃，而光电管40的输出在按该顺序在接通一个灯和激活下一个灯之间评估。虽然优选的监视器10是作为现代的电子控制的软水器12的一部份描述的，但是监视器的基本型适合改装型号比较陈旧的软水剂。尽管本发明的特定的实施方案已被展示和描述，但是熟悉这项技术的人应该领会如同在权利要求书陈述的那样在其比较宽广的方面不脱离本发明可以对该实施方案进行各种各样的变化和修改。

Claims (23)

1.一种在有水溶性软化剂(14)的储罐(16)中使用的自动监视器(10)，其中包括：

作为对请求的响应产生信号的信号发射器(38)；

在储罐(16)中从软化剂(14)的最小深度向软化剂(14)的最大深度移位的信号检测传感器(40)的阵列，所述的每个传感器(40)作为对依据所述的传感器是否被软化剂覆盖而发生变化的所述信号的响应产生输出；

为了发出所述的请求、接收和解释所述的输出以及确定何时软化剂(14)的水平被消耗到预定水平的软化剂欠缺情况而配置的控制器；以及

为了在出现所述的软化剂欠缺情况的时候发出警报而配置的指示器。

2.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的软化剂是盐。

3.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的传感器(40)在储罐(16)中被垂直地线性地隔开。

4.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的传感器(40)是灯电管，而所述的发射器(38)是灯。

5.根据权利要求4的监视器(10)，其中所述的光电管(40)被固定到与所述的控制器(42)电子连接的延伸电路板(104)上。

6.根据权利要求1的监视器(10)，进一步包括内藏所述的传感器(40)的保护装置(72)。

7.根据权利要求6的监视器(10)，其中所述的保护装置(72)是透明的管子。

8.根据权利要求6的监视器(10)，进一步包括用来封闭所述的管子并且在储罐(16)中将它固定在操作位置的顶盖(76)和底盖(72)。

9.根据权利要求8的监视器，其中所述的顶盖进一步包括：当所述的顶盖(76)被放置在安装表面(36)的孔口中旋转的时候与所述的安装表面(36)接合的锁定装置(87)。

10.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的指示器包括用来传达软化剂(14)的水平的实时指示的显示器(100)。

11.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的控制器(42)是为了确定无输出情况而配置的。

12.根据权利要求1的监视器(10)，其中所述的控制器(42)仅仅在所述的储罐(16)中没有盐水的时候才发信号。

13.一种硬水软化器(12)，其中包括：

内藏离子交换树脂(28)的主储罐(22)；

内藏软化剂(14)的盐舱室，所述的软化剂(14)溶解在水中时形成盐水溶液(31)，所述的树脂(28)按周期性的时间间隔被所述的盐水(31)再生；

作为对请求的响应产生信号的信号发射器；

通常在储罐(16)中垂直地从所述软化剂(14)的最小深度向软化剂(14)的最大深度移位的信号检测传感器(40)的阵列，所述的传感器(40)作为对所述信号的响应产生输出；

用来发出所述的请求、接收和解释所述的输出以及当所述的软化剂(14)的水平被消耗到预定水平的时候确定软化剂(14)欠缺情况的控制器(42)；以及

当出现所述的软化剂(14)欠缺情况的时候发出警报的指示器。

14.根据权利要求13的硬水软化器(12)，其中所述的发射器(38)仅仅当所述盐水储罐(16)中没有所述的盐水溶液(31)的时候才产生信号。

15.根据权利要求13的硬水软化器(12)，其中所述的发射器(38)是灯。

16.根据权利要求13的硬水软化器(12)，进一步包括塑料管(72)。

17.根据权利要求16的硬水软化器(12)，其中信号检测传感器(40)的所述阵列被密封在所述的塑料管(72)之内，而所述的塑料管(72)被可移动地安装在所述的盐舱室(16)之中。

18.一种用来监视硬水软化器(12)中软化剂(14)的水平的程序，其中包括：

控制器(42)请求发射器(38)发送信号；

所述的发射器(38)将所述的信号发送给传感器(40)的阵列；

当所述的信号通过所述的软化剂(14)床的时候至少改变其一种性质；

每个所述的传感器(40)作为对所述信号的响应改变输出，所述的输出随着对通过所述的软化处理床时被改变的所述信号的所述性质发生变化；

所述的控制器(42)解释所述的输出并且确定软化剂欠缺情况是否出现；以及

当出现软化剂欠缺情况的时候，所述的控制器(42)产生指示。

19.根据权利要求18的程序，其中所述的指示步骤包括激活至少一个发光二极管(38)。

20.根据权利要求18的程序，其中所述的控制器(42)解释由光电管(40)的电阻变化引起的电路电压变化。

21.根据权利要求18的程序，其中所述的请求步骤包括为所述的发射器(38)供电。

22.根据权利要求18的程序，其中所述的发射步骤包括点亮灯。

23.根据权利要求22的程序，其中所述的传感器(40)包括作为对灯(38)的响应改变电阻的光电管。

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