KR20070089983A

KR20070089983A - 유체 처리 시스템을 위한 전도도 측정 및 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20070089983A
Application number: KR1020077015127A
Authority: KR
Inventors: 티모시 스키위오트
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-09-04
Also published as: EP1831676A2; AU2005322045A1; CN101095048A; US20060144765A1; WO2006071867A3; WO2006071867A2; MX2007007924A; JP2008527331A

Abstract

급수 분배기에 사용하기 위한 역삼투 정수 시스템이 개시된다. 시스템은 출력 어셈블리, 매니폴드 및 제어 유닛을 포함할 수 있다. 출력 어셈블리는 적어도 하나의 상태 표시기 및 전원을 포함할 수 있고, 급수 분배기 상에 설치하기에 적합할 수 있다. 매니폴드는 다양한 입력 및 출력 채널들 및 흐름 경로들을 정의하는 매니폴드 하우징, 여과 매체, 및 다양한 센서 소자를 포함할 수 있다. 매니폴드는 출력 어셈블리로부터 원격으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 주거용 정수 시스템의 일 실시예에서, 매니폴드는 싱크 아래에, 또는 반대로 설치될 수 있고, 출력 어셈블리는 꼭지 상에 설치된다. 제어 유닛은 내부 레이쇼메트릭 비교기를 갖춘 마이크로프로세서를 포함할 수 있으며, 따라서 시스템은 입력 및 생성 물 흐름들 간의 상대 전도도에 기초하여 여과 매체의 효과를 결정할 수 있다.

유체 처리 시스템, 상대 전도도, 정수 시스템, 여과 매체, 역삼투

Description

유체 처리 시스템을 위한 전도도 측정 및 모니터링 시스템{CONDUCTIVITY MEASUREMENT AND MONITORING SYSTEM FOR A FLUID TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 정수 시스템의 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 유체 전달 및/또는 처리 시스템, 예를 들어 소비자 거주지에서 사용되는 것과 같은 역삼투 정수 시스템을 위한 전도도 측정 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.

가정에서 사용하도록 설계된 정수 시스템과 같은 상용 및 소비자 유체 전달 시스템이 공지되어 있다. 특정 예로서, 수질 및 이와 관련한 건강 문제에 관한 관심의 증가로 인하여, 우물 또는 시 당국에서 공급하는가에 관계없이, 소비자 정수 시스템의 인기가 급증하고 있다. 예를 들어 냉장고 기반 시스템, 언더 싱크 시스템, 및 홀 하우스 시스템과 같이 가정에서 사용하도록 설계된 정수 시스템들은 급수원으로부터 오염을 제거하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 고급스러운 특징을 고려하면, 냉장고에 정수 시스템을 포함시키는 것은 이제 엔트리 레벨 냉장고 설계를 제외한 많은 모델에서 표준 특징으로 포함되고 있다.

몇몇 정수 시스템은 역삼투 여과를 포함한다. 일반적으로, 역삼투 시스템은 역삼투막 어셈블리, 제어 소자, 순수 배출구, 및 다양한 흐름 경로를 정의하는 튜 빙/파이핑 어셈블리를 포함한다. 몇몇 역삼투 시스템은 보다 빠르고 즉각적인 전달 속도를 가능하게 하는 압력 탱크를 더 포함한다. 일반적으로, 급수원이 역삼투막 어셈블리에 제공되며, 여기서 급수원은 정수 스트림(일반적으로 투과물로 지칭됨) 및 농축 폐기물 스트림(일반적으로 농축물로 지칭됨)으로 분류된다. 투과물은 압력 탱크로 흐를 수 있으며, 이어서 투과물은 순수 꼭지를 통해 접근될 수 있다. 농축물은 배수구에 직접 배관될 수 있다. 튜빙/파이핑 어셈블리 및 순수 꼭지 내의 일련의 밸브들과 관련하여 동작하는 제어 소자는 일반적으로 시스템의 동작을 모니터링할 수 있으며, 다양한 모니터링 센서, 예를 들어 시스템이 적절히 기능하고 있는지를 평가하기 위한 전도도/고유저항 및 흐름 센서들을 포함할 수 있다.

<발명의 요약>

역삼투 여과 시스템, 예를 들어 본 명세서에서 설명되는 주거용 역삼투 정수 시스템은 매니폴드, 제1 및 제2 센서 소자, 배수구 어셈블리, 및 제어 유닛을 포함할 수 있다. 매니폴드는 하우징, 급수 채널, 및 생성물 채널을 포함할 수 있다. 여과 매체가 급수 채널과 생성물 채널 사이의 흐름 내에 배치되며, 역삼투막일 수 있다. 제1 및 제2 센서 소자는 급수 및 배수 채널들 내에 각각 배치될 수 있는데, 제1 센서 소자는 여과 매체의 급수측의 흐름 내에 배치되고, 제2 센서 소자는 생성물 측의 흐름 내에 배치될 수 있다. 배수구 어셈블리는 적어도 하나의 상태 표시기 및 전원을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 매니폴드 내에 설치될 수 있고, 배수구 어셈블리에 전기적으로 결합될 수 있으며, 현재 바람직한 대표적인 실시예들에서는 마이크로컨트롤러 포트에서 제1 및 제2 센서 소자와 전기적으로 통신하는 레 이쇼메트릭(ratiometric) 비교기를 포함하는 마이크로컨트롤러를 포함한다. 포트에서의 신호가 제1 및 제2 센서 소자들 간의 상대 전도도와 관련된다.

일 양태에서, 본 명세서에서 설명되는 현재 바람직한 대표적인 실시예들에 따른 역삼투 정수 시스템의 제어 유닛은 레이쇼메트릭(ratiometric) 비교기 및 적어도 하나의 출력 포트를 포함하는 마이크로컨트롤러를 구비한다. 제어 유닛은 또한 직렬로 배열된 제1 센서 소자 인터페이스 및 제2 센서 소자 인터페이스를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 센서 소자들 간의 노드가 레이쇼메트릭 비교기에 전기적으로 결합될 수 있다. 제어 유닛의 출력 인터페이스가 마이크로컨트롤러의 적어도 하나의 출력 포트에 전기적으로 결합될 수 있다. 제어 유닛은 또한 원격 전원용의 인터페이스를 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 본 발명의 하나의 현재 바람직한 대표적인 실시예에 따른 역삼투 여과 시스템을 모니터링하는 방법은 유체 흐름을 검출하는 단계; 교류에 의해 입력 유체 흐름 내에 배치된 제1 센서 소자를 여기시키는 단계; 교류에 의해 생성물 유체 흐름 내에 배치된 제2 센서 소자를 여기시키는 단계; 및 제1 센서 소자 및 제2 센서 소자 양단의 전압을 측정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 전압으로부터 입력 및 생성물 유체 흐름들의 상대 전도도를 결정하는 단계; 총 용존 고체(TDS) 감소율이 허용 가능한 성능 기준을 만족시키는지를 결정하는 단계; 및 TDS 감소율에 기초하여 시스템 상태 표시기를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 양태의 상기 요약은 본 발명의 각각의 예시되는 실시예 또는 상세 또는 모든 구현을 상세히 설명하는 것을 의도하지 않는다. 이어지는 상세 한 설명은 현재 바람직한 대표적인 실시예들을 보다 구체적으로 예시한다. 본 발명의 이들 및 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면들과 함께 본 발명의 현재 바람직한 대표적인 실시예들에 대한 아래의 상세한 서명을 참고함으로써 보다 완전히 이해될 것이다.

도 1은 역삼투 여과 시스템의 현재 바람직한 대표적인 실시예의 흐름 개략도이다.

도 2는 역삼투 정수 전도도 측정 및 모니터링 시스템의 현재 바람직한 대표적인 실시예의 회로 개략도이다.

도 3은 역삼투 정수 전도도 측정 및 모니터링 시스템의 인쇄 회로 기판의 현재 바람직한 대표적인 실시예의 개략도이다.

도 4는 역삼투 정수 전도도 측정 및 모니터링 시스템의 마이크로컨트롤러의 제어 프로그램의 흐름도이다.

도 5는 역삼투 정수 전도도 측정 및 모니터링 시스템의 제어 시스템의 흐름도이다.

유체 처리 시스템의 통과 전후에 유체 품질의 평가에 적합한 측정 시스템들이 본 명세서에서 설명된다. 평가는 전도도의 상대적 측정에 기초한다. 평가에 적합한 유체들은 예를 들어 상용 또는 주거용의 물과 같은 물을 포함한다. 전도도 측정은 전압 측정, 비교기 및 타이머를 이용할 수 있다. 측정 시스템들은 특히 역삼투 물 처리 시스템과 함께 사용하기에 적합하다.

역삼투 물 처리 시스템은 상용 또는 주거용 시스템일 수 있다. 역삼투 처리 시스템(5)의 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 주거용 시스템은 그 임의 부분의 소재지를 통한 전체 물 흐름의 여과를 위해, 또는 냉장고와 같은 특정 기구와 함께 사용하기 위해 설계될 수 있다. 현재 바람직한 몇몇 실시예에서, 역삼투 처리 시스템(5)은 예를 들어 꼭지와 같은 물 분배기(6)를 포함할 수 있다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 물 분배기(6)는 적어도 하나의 상태 표시기(7) 및 전원(8)을 포함하는 출력 어셈블리를 구비할 수 있다. 예를 들어 교체 가능한 배터리와 같은 전원(8)이 물 분배기(6) 내에 패키지화될 수 있지만, 대안적인 실시예들에서는 전원이 매니폴드 또는 다른 위치에 배치되거나, 가정 전원에 접속된 변압기와 같은 전원에 대한 접속으로 대체될 수 있다.

역삼투 처리 시스템(5)은 현재 바람직한 하나의 실시예에서 다양한 입력 및 출력 채널 또는 흐름 경로를 정의하는 매니폴드(9)를 더 포함할 수 있다. 역삼투 여과 매체(13)를 포함하는 카트리지 여과기(11)가 매니폴드(9)에 부착되어, 공급 흐름(15)이 여과된 투과물 흐름(17) 및 농축된 폐기물 스트림(19)으로 여과될 수 있다. 명료화 및 편의를 위해 본 명세서에서 사용되는 여과 매체라는 용어는 단일 타입의 매체 또는 여과를 위해 조합하여 사용되는 복수의 상이한 타입의 매체를 지칭한다. 예를 들어 흐름 센서, 전도도 센서, pH 센서 등과 같은 다양한 센싱 소자가 공급 흐름(15), 여과된 투과물 흐름(17) 및 농축된 폐기물 스트림(19)을 통한 흐름을 감지하고 측정하기 위해 매니폴드(9) 내에 통합 배치될 수 있으며, 또는 대안으로 센싱 소자들은 매니폴드(9)와 분리되어 배치될 수 있다. 현재 바람직한 몇몇 대표적인 실시예에서, 매니폴드(9)는 물 분배기(6)로부터 원격 배치된다. 예를 들어, 매니폴드(9)는 싱크 아래에, 예를 들어 지하실 또는 유사한 위치에서와 같이 반대로 또는 원격으로 설치될 수 있으며, 적어도 하나의 상태 표시기(7) 및 전원(8)을 포함하는 물 분배기(6)는 싱크에 또는 기구 상에 설치된다.

역삼투 처리 시스템(5)은 예를 들어 매니폴드(9)에 설치되는 시스템 모니터 회로(10)를 더 포함할 수 있다. 시스템 모니터 회로(10)는 마이크로컨트롤러(24), 다양한 센서 인터페이스 및 배수구 어셈블리 인터페이스를 구비한 PCB(인쇄 회로 기판) 어셈블리(12)를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(24)는 역삼투 처리 시스템(5)의 동작을 제어하고 시스템 모니터 회로(10)와 센싱 소자들 사이 및 시스템 모니터 회로와 물 분배기(6) 사이의 통신을 관리하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 알고리즘은 역삼투 처리 시스템(5)의 상태에 따르는 여러 연동부, 즉 시작 상태부, 리셋 및 초기화부, 주 상태 머신 루틴부, 유휴 상태부, 흐름 상태부, 타이머 만료 상태부, 생성물 테스트 상태부, 서브루틴부 및 인터럽트부를 포함한다.

역삼투 처리 시스템(5)은 다수의 이점 중 하나 이상, 예를 들어 간단한 제어 유닛 설계, 상대 전도도 측정 및 여과 효율의 향상, 및 향상된 전원 및 제어 유닛 레이아웃 및 인터페이스를 제공할 수 있다. 본 발명의 대표적인 실시예들의 역삼투 처리 시스템(5)은 에너지 효율적이고 간단한 시스템 설계의 일부로서, 여과 매체 효과 출력이 또한 도출될 수 있는 상대 전도도 측정에 기초하여, 허용 가능하거나 허용 가능하지 않은 시스템 성능을 표시하는 적어도 하나의 상태 표시기(7)를 제공한다. 간단한 설계는 또한 정확하고 빠른 판독을 제공한다.

물 분배기(6)의 현재 바람직한 대표적인 실시예는 제어 유닛 인터페이스 및 전원(8)을 포함한다. 물 분배기(6)는 적어도 하나의 상태 표시기(7)를 더 포함할 수 있다. 하나의 대표적인 실시예에서, 상태 표시기(7)는 공통 애노드에 접속되고 제어 유닛에 의해 구동되는 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 상태 표시기(7)는 예를 들어 흐름 표시기(7a), 타이머 표시기(7b) 및 여과기 모니터 표시기(7c)와 같은 개별 표시기들을 포함할 수 있는데, 이들 각각은 대표적인 실시예들에서 상이한 칼라 또는 다른 구별되는 특성을 갖는다. 흐름 표시기(7a)는, 일반적으로 꼭지가 턴온되어 물이 흐르고 있을 때 여과 시스템이 올바르게 동작하고 있는지를 표시한다. 타이머 표시기(7b)는 경과된 시간 또는 총 흐름에 기초하여 전원이 언제 교체되어야 하는지를 표시한다. 여과기 모니터 표시기(7c)는 여과기 막이 원하는 효과로 동작하고 있지 않을 때, 예를 들어 사용 중에 총 용존 고체(TDS) 레벨 감소가 소정의 임계치 아래일 때에 표시한다. 상태 표시기를 위해 다른 타입의 비주얼 디스플레이가 사용될 수 있으며, 비주얼 디스플레이에 추가로 또는 그 대안으로 오디오 신호가 사용될 수 있다.

물 분배기(6)는 와이어링 인터페이스에 의해 시스템 모니터 회로(10)에 전기적으로 결합될 수 있다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 케이블의 제1 단부가 배수구 어셈블리에서 물 분배기(6) 인터페이스에 결합되고, 케이블의 제2 단부가 인쇄 회로 기판(PCB) 커낵터에 결합된다. 제어 유닛 인터페이스 및 PCB 커낵터 양자는 아래에 더 상세히 설명된다.

몇몇 대표적인 실시예에서, 전원(8)은 배터리이다. 배터리는 예를 들어 3 볼트 CR2032 리튬 코인 셀 배터리일 수 있다. 이 특정 실시예에서, 전원(8)은 적어도 6 개월 동안 충분한 시스템 전력을 공급할 수 있으며, 그 후 전원(8)은 서비스가 필요하다는 경보로서 소정 기간 동안 타이머 표시기를 동작시키기에 충분한 전력을 보유한다. 하나의 대표적인 실시예에서, 경보 기능을 제공하기 위한 기간은, 다양한 실시예에서 다른 기간도 이용할 수 있지만, 적어도 37일이다. 전원(8)은, 편의에 따라 다른 배치도 이용될 수 있지만, 배터리가 서비스 또는 교체를 필요로 할 때 보다 쉽고 보다 편리한 교환 위치를 제공하는 물 분배기(6) 내에 설치될 수 있다.

매니폴드(9)는 다양한 입력 및 출력 채널/흐름 경로를 정의하는 매니폴드 하우징을 포함할 수 있다. 카트리지 여과기(11) 및 다양한 센싱 소자는 매니폴드(9)에 대해 부착되고 배치될 수 있다. 카트리지 여과기(11)는 밀봉될 수 있으며, 따라서 여과기 매체가 교체될 때 전체 카트리지가 교체된다. 여과기 카트리지는 여과기 카트리지와 동작 가능하게 인터페이스하는 카트리지 접속에서 매니폴드 하우징에 접속될 수 있다.

센싱 소자들은 일반적으로 입력 및 생성 투과물의 상대 전도도를 측정하기 위한 센서 프로브를 포함하며, 입력 및 출력 채널들에 배치될 수 있다. 본 발명의 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 센서 프로브는 하우징 내에 직렬로 각각 설치된 2 쌍의 전극을 포함하며, 제1 센서 프로브(21)는 공급 흐름(15)에 배치되고, 제2 센서 프로브(23)는 여과된 투과물 흐름(17)에 배치된다. 센서 프로브(21, 23)는 일반적으로 온도 보상을 요구하지 않도록 배치될 수 있으며, 금 도금 황동 또는 호환 가능한 전기적 특성을 가진, 이 분야의 전문가에게 공지된 다른 재료를 포함할 수 있다. 센서 프로브(21, 23)는 후술하는 바와 같이 시스템 모니터 회로(10)와 전기적으로, 통신적으로 인터페이스한다. 센싱 소자들은 또한 채널 내에 배치되는 흐름 측정 소자를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 역삼투 정수 전도도 측정 및 모니터링 시스템은 시스템 모니터 회로(10)를 구비한 제어 유닛을 포함한다. 회로(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 PCB 어셈블리(12) 상에 설치될 수 있으며, 배수구 어셈블리 및 센싱 소자들과 전기적으로 인터페이스한다. PCB 어셈블리(12)는, PCB 어셈블리의 다른 배치도 적당할 수 있지만, 매니폴드 내에 설치될 수 있다.

회로(10)는 일반적으로 내부 소프트웨어를 가진 마이크로컨트롤러, 센서, 및 관련 회로 컴포넌트 및 인터페이스를 포함한다. 구체적으로, 회로(10)의 현재 바람직한 하나의 실시예는 발진기 및 제어부(20), 흐름 미터 감지부(30), 역삼투 감지부(40), 상태 표시기 구동부(50), 및 전력 입력부(60)를 포함한다.

발진기 및 제어부(20)는 크리스탈(22) 및 마이크로컨트롤러(24)를 포함한다. 현재 바람직한 하나의 실시예에서, 크리스탈(22)은, 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 대안 실시예들에서 다른 적절한 크리스탈이 사용될 수 있지만, 32.768 kHz +/- 20 ppm 표면 실장 디바이스(SMD) 시계 크리스탈이다.

마이크로컨트롤러(24)는 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서 크리스탈(22)에 직접 인터페이스하는 내부 비교기 모듈 및 내부 회로 및 컴포넌트를 포함하는 TI사의 MSP430F1111A 마이크로컨트롤러를 포함할 수 있다. 예를 들어 내부 비교기 모듈을 갖는 TI MSP430 패밀리에서와 같은 다른 적절한 마이크로컨트롤러도 사용될 수 있다. TI MSP430F1111A 마이크로컨트롤러의 비교기 모듈은 비교 결과, 예를 들어 마이크로컨트롤러로의 2개의 외부 입력의 비교, 각 외부 입력의 0.25 x Vcc 또는 0.5 x Vcc와의 비교, 또는 각 외부 입력의 내부 기준 전압과의 비교를 제공하여, 전압, 전류, 저항 및 용량 측정을 가능하게 한다. 따라서, 내부 비교기 모듈의 기능은 2개의 외부 또는 내부 기준 전압 중 어느 것이 더 높은지를 표시하고 출력 핀을 하이 또는 로우로 적절히 구동하는 것일 수 있다. 1999년 10월의 "Economic Measurement Techniques with the Comparator A Module"라는 제목의 TI 애플리케이션 보고서 SLAA071은 TI MSP430 패밀리 비교기 모듈을 보다 상세히 설명하고 있다. 마이크로컨트롤러(24)는 또한 내부 고속 발진기를 포함한다.

흐름 미터 감지부(30)의 현재 바람직한 하나의 실시예는 스위치(32), 저항 소자(34, 36) 및 용량 소자(38)를 포함한다. 하나의 대표적인 실시예에서, 스위치(32)는 리드(reed) 스위치, 구체적으로 Meder MK22-B-4이다. 스위치(32)는 통상 열려 있고, 저항 소자(34)를 통해 마이크로컨트롤러(24)와 전기적으로 통신한다. 스위치(32)는 역삼투 정수 시스템의 임펠러의 회전 자화 핀에 의해 동작 가능하게 닫힌다. 임펠러의 회전 및 후속적인 스위치(32)의 닫힘은 물이 시스템을 통해 흐르고 있음을 지시한다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 분당 약 3328 펄스의 펄스 속도가 분당 약 1.0 갤런의 정수 시스템 흐름 속도와 상관되며, 분당 약 4160 펄스의 펄스 속도가 분당 약 1.25 갤런의 흐름 속도와 상관된다. 결과적인 주기는 약 14.42 밀리초(mS)이다. 스위치(32)는 이 대표적인 실시예에서 약 0.5 mS의 최대 동작 시간 및 약 0.1 mS의 최대 릴리스 시간을 갖는데, 이들 양 시간은 전술한 펄스 속도와 양립할 수 있다.

역삼투 감지 회로(40)는 현재 바람직한 하나의 실시예에서 저항 소자(41, 42), 용량 소자(43, 44), 급수 채널 센서 프로브 인터페이스(45, 46) 및 생성물 채널 센서 프로브 인터페이스(47, 48)를 포함한다. 저항 소자(41, 42)는 적절한 낮은 전류가 프로브들(45-48) 양단에 흐르는 것을 보장하도록 배열된다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 저항 소자(41, 42) 각각은, 급수 및 생성물 채널들 간의 비례 전도도를 측정하기 위하여 저항 소자들이 소정의 전류가 프로브들(45-48) 양단에 흐르게 하도록 다른 저항기 값들이 사용될 수 있지만, 1 MΩ 저항기를 포함한다. 용량 소자(43, 44)는 잡음 및 스위칭 과도 현상을 완화하도록 배열되며, 현재 바람직한 하나의 실시예에서 이들 각각은 0.1 마이크로 패럿(μF) 커패시터를 포함한다. 입력 프로브 인터페이스(45, 46) 및 생성물 프로브 인터페이스(47, 48)는 직렬로 배열되며, 전술한 바와 같은 정수 시스템의 매니폴드 흐름 채널 내의 전극 쌍들에, 그리고 비교기 입력에서 마이크로컨트롤러(24)에 동작 가능하게 각각 접속된다.

회로(10)의 현재 바람직한 대표적인 하나의 실시예에서, 상태 표시기 구동부(50)는 저항 소자(51, 52, 53), 용량 소자(54, 55, 56, 57) 및 커낵터(58)를 포함한다. 커낵터(58)는 배수구 어셈블리에 설치된 정수 시스템 상태 표시기들을 회로(10)에 원격 결합시킨다. 커낵터(58)는 예를 들어, 6개의 핀을 갖는 피메일 RJ-11 전화 잭 타입 커낵터일 수 있으며, 제2 단부가 배수구 어셈블리에 동작 가능하게 결합되는 전화 케이블 어셈블리의 제1 단부와 인터페이스하기에 적합할 수 있다. 도시된 실시예에서, 커낵터(58)의 핀 아웃은 다음과 같다. 즉, 핀 1은 리셋이고, 핀 2는 배터리 양극 및 LED 애노드 공통(+Vcc)에 접속되고, 핀 3은 여과기 모니터 표시기에 접속되고, 핀 4는 흐름 표시기에 접속되고, 핀 5는 타이머 표시기에 접속되며, 핀 6은 접지된다. 이 분야의 전문가들이 이해하듯이, 상기 식별된 핀 아웃이 단지 하나의 대표적인 실시예의 예시인 바와 같이, 다른 핀 아웃이 사용될 수 있다. 핀들(3, 4, 5) 및 따라서 상태 표시기(7)는 저항 소자들(51, 52, 53)에 의해 각각 마이크로컨트롤러(24)에 결합된다. 일 실시예에서, 저항 소자들(51, 52, 53)은 사용되는 특정 상태 표시기에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 저항 소자들(51, 52, 53)은 커낵터(58)에 전기적으로 접속된 특정 LED 상태 표시기들을 구동하는 데 필요한 전류에 따라 크기가 설정될 수 있다. 현재 바람직한 하나의 실시예에서, 저항 소자들(51, 52, 53)은, 저항 소자들(51, 52, 53)의 다른 값들 및 구성들이 다른 대표적인 실시예들에서 사용될 수 있지만, 각각 220 Ω, 150 Ω 및 220 Ω 저항기를 포함한다. 용량 소자들(54, 55, 56, 57)은 잡음을 완화하도록 배열되며, 각각은 이 현재 바람직한 실시예에서 0.01 μF 커패시터를 포함한다.

전력 입력부(60)는 커낵터(62), 또는 대안으로 커낵터(58) 및 용량 소자(64, 66)를 포함할 수 있다. 커낵터(62) 또는 커낵터(58)는 전술한 바와 같이 본 발명의 하나의 대표적인 실시예에서 3 볼트 CR2032 리튬 코인 셀 배터리일 수 있는 전원(8)과 인터페이스할 수 있다. 커낵터(58)가 전원(8)과 인터페이스하는 경우, 전화 케이블 어셈블리는 3 볼트 배터리에서 전력 입력부(60)로 에너지를 공급한다. 용량 소자(64)는 고주파 디커플링 커패시터이다. 용량 소자(66)은 회로(10)의 대기 또는 슬립 모드와 웨이크-업 전원 요구 간의 전압 안정성을 제공하는 로컬 벌크 커패시터이다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 용량 소자(66)는, 다른 커패시터 크기도 사용될 수 있지만, 10 μF 커패시터를 포함한다.

도시된 바와 같이, 회로(10)는 저항 소자(70, 72)를 포함한다. 저항 소자(70, 72)는 마이크로컨트롤러(24)에 접속된 풀업 및 풀다운 저항기일 수 있다. 저항 소자들(70, 72)은 현재 바람직한 대표적인 하나의 실시예에서 각각 100 kΩ 및 20 kΩ 저항기를 포함한다.

마이크로컨트롤러(24)는 본 발명의 정수 시스템의 동작을 제어하고 모니터링하도록 동작할 수 있으며 일반적으로 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 제어 알고리즘은 마이크로컨트롤러(24)의 동작 플랫폼이며, 마이크로컨트롤러(24), 센싱 소자 및 배수구 어셈블리 간의 통신들 각각을 관리한다. 제어 알고리즘은, 사용되는 특정 마이크로컨트롤러에 따라 다를 수 있지만, 마이크로컨트롤러 플래시/ROM(판독 전용 메모리)에 기입될 수 있다. 마이크로컨트롤러(24), 전술한 제어 시스템, 및 현재 바람직한 대표적인 실시예의 개시에 관한 제어 알고리즘의 현재 바람직한 대표적인 실시예가 프로그램 리스팅이라는 제목의 아래의 섹션에 제공된다.

제어 알고리즘은 정수 시스템의 다양한 동작 상태에 따라 시스템 및 컴포넌트 통신, 동작 및 출력을 관리하는 여러 연동부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제어 알고리즘은 다양한 동작 상태 및 유휴 상태를 통해 초기 파워 온 시작 상태에서 파워 오프 상태까지 마이크로컨트롤러(24)의 동작 및 기능을 제어할 수 있다.

도 4를 참조하면, 마이크로컨트롤러(24)에 상주하는 현재 바람직한 대표적인 실시예에 따른 제어 알고리즘은 시작 상태부(125), 리셋 및 초기화부(100), 주 상태 머신 루틴부(105), 유휴 상태부(110), 흐름 상태부(115), 타이머 만료 상태부(120), 생성물 테스트 상태부(130), 인터럽트부(135, 140, 145, 150, 155) 및 서브루틴부를 포함할 수 있다.

리셋 및 초기화부(100)에서, 마이크로컨트롤러(24)는 하드웨어에 적응하고, 발진기(22) 및 마이크로컨트롤러(24) 내부의 고속 발진기의 타이밍을 셋업하고, 레지스터 및 메모리 변수들을 초기화하여 주 상태 머신 루프 루틴부(105)의 실행을 시작하도록 시스템 입력 및 출력의 초기화를 수행한다.

시작 상태부(125)에서, 마이크로컨트롤러(24)는 도 5의 흐름도에 도시된 바와 같은 시동 패턴(170)으로 상태 표시기(7)를 점멸한다. 예를 들어, LED들이 0.05초 동안 켜진 후 0.95초 동안 꺼지기를 흐름 표시기, 타이머 표시기, 여과기 모니터 표시기의 순서로 두 번 반복할 수 있다. 이러한 시동 패턴 및 타이밍은 제어 알고리즘의 다른 적절한 실시예들에서 변경될 수 있다. 물 흐름이 전술한 패턴의 후반 초 동안 스위치(32)(도 2 참조)에 의해 검출되는 경우, 마이크로컨트롤러(24)는 생성물 테스트 상태(130)로 진행한다. 시동 패턴의 후반 초 동안 흐름이 검출되지 않는 경우, 마이크로컨트롤러(24)는 유휴 상태(110)로 진행한다.

현재 바람직한 대표적인 하나의 실시예에서, 모든 상태 루틴은 주 루프 루틴(105)으로 리턴한다. 도 4의 실시예에서 주 루프 루틴(105)의 주 목적은 마이크로컨트롤러(24)를 매우 낮은 전류 슬립 모드가 되게 하여 마이크로컨트롤러(24)가 실시간 클럭 1초 틱 인터럽트에 의해 깨어날 때까지 전력을 보존하기 위한 것이며, 이때 마이크로컨트롤러(24)는 적절한 상태 루틴을 실행한다.

마이크로컨트롤러(24)는 유휴 상태(110) 및 타이머 만료 상태(120)에서 유휴 상태로 있는다. 타이머 만료 상태(120)는 타이머 임계치가 초과된 후 유휴 상태(110)를 대신한다. 전력을 보존하기 위하여, 마이크로컨트롤러(24)는 가능할 때마다 유휴 상태(110)에 들어간다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러(24)는 시작 상태부(125)를 참조하여 전술한 시동 패턴에서 유체 흐름이 검출되지 않은 경우에, 그리고 생성물 테스트 상태(130)를 참조하여 후술하는 흐름 미터 테스트에 따라 유체 흐름이 검출되지 않는 경우에 유휴 상태에 들어갈 수 있다. 마이크로컨트롤러(24)는 또한 전력을 보존하는 것이 바람직한 다른 때에, 그리고 마이크로컨트롤러(24)의 능동 동작이 필요하지 않은 다른 때에 유휴 상태(110)에 들어갈 수 있다.

흐름 상태(115)는 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서 8개의 주요부를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(24)는 임펠러의 회전으로부터 스위치(32)의 폐쇄에 의해, 또는 대안으로 흐름 미터에 의해 물 흐름이 검출될 때 흐름 상태(115)로 진행한다. 흐름 상태(115)의 제1 부분에서, 마이크로컨트롤러(24)는 새로운 역삼투 측정을 위해 포트, 타이머, 비교기 및 변수를 셋업한다.

이어서, 마이크로컨트롤러(24)는 새로운 역삼투 측정을 행한다. 본 발명의 현재 바람직한 대표적인 실시예들에 따르면, 마이크로컨트롤러(24)는 내부 비교기 모듈을 이용하여 여과 매체의 효과의 레이쇼메트릭 결정을 행한다. 즉, 마이크로컨트롤러(24)는 여과 매체의 대향 측부들 상의 흐름 내에 배치되고 프로브 인터페이스들(45, 46, 47, 48)에서 마이크로컨트롤러(24)와 통신하는 입력 및 생성물 센서 프로브들(21, 23)과 협동하여 여과 매체의 효과를 결정하기 위하여 입력 물 및 생성물의 상대 전도도에 기초하여 TDS 감소율을 결정한다. 입력 물이 순수하지 않고 소정량의 용존 고체를 가지며, 전압이 입력 및 생성물 프로브들 양단에 인가되는 경우, 이온(전류) 흐름이 센서 프로브들(21, 23) 사이에 발생하는데, 이 전류 흐름은 물 속의 TDS 레벨에 비례한다.

현재 바람직한 대표적인 시스템의 실시예들에 따라 물의 전도도를 측정하고, 이에 따라 TDS 감소율 및 여과 매체 효과를 결정하기 위하여, 마이크로컨트롤러(24)는 센서 프로브들(21, 23)에 접속되는 마이크로컨트롤러(24)의 포트 출력들을 스위칭하는 포트 토글링 루프를 시작한다. 도 2에 도시된 회로(10)의 실시예에서, 이들 포트는 핀 3(입력물) 및 10(생성물)이다. 측정시, 마이크로컨트롤러(24)는 배터리 양극에 일측이 접속되고 배터리 음극에 타측이 접속된 핀들 3(45) 및 10(48)을 교대로 토글링한 후, 인가된 극성을 바꾸어 이온 흐름을 반대 방향으로 셋업한다. 따라서, 직렬 접속된 센서 프로브들(21, 23)은 마이크로컨트롤러(24)의 포트들에 의해 구동되는 교류에 의해 여기된다. 또한, 제1 방향의 흐름을 도입하는 것은 전극들을 도금하며, 이어서 흐름의 방향을 스위칭하는 것은 프로브들을 도금하여, 센서 프로브들(21, 23)이 청결하게 유지되는 것을 돕는다. 마이크로컨트롤러(24)는 포트들을 빠르게 토글링하여, 빠른 판독 및 측정 감도의 미세 튜닝 능력 양자를 제공한다. 포트 타이밍 및 서비싱은 인터럽트에 의해 구동된다.

입력물 센서 프로브(21) 및 생성물 센서 프로브(23)의 직렬 접속을 통한 전류 흐름은 2개 채널 내의 입력물 및 생성물의 전도도의 차와 관련되는 전극 쌍들 양단의 전압을 생성한다. 이 전압 디바이더는 핀 11, 비교기 모듈 입력에서 인터페이스들(46, 47)에서 전극 쌍들의 공통 접합을 통해 마이크로컨트롤러(24)에 의해 감지된다. 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에 대해 전술한 바와 같이, 마이크로컨트롤러(24)는 내부 비교기 모듈을 포함한다. 이 실시예에서 비교기 모듈에 대한 제2(내부) 입력은 내부 0.25*Vcc 기준 전압이며, 따라서 기준 전압 및 측정 자극 양자는 Vcc로부터 도출된다. 따라서, 마이크로컨트롤러(24)의 비교기 모듈은 입력 채널 내의 유체와 생성물 채널 내의 유체 간의 전도도 차에 관련되는 입력 및 생성물 센서 프로브들(21, 23) 양단의 전압을 측정함으로써 여과 매체의 효과를 결정한다. 전압과 상대 전도도 간의 관계는 비례적일 수 있다. 이러한 본 발명의 대표적인 실시예들의 상대 전도도의 직접적인 측정은 많은 비선형 인자가 제거되는 것을 가능하게 하고, 여과 효과의 결정을 행하는 데 필요한 회로(10)의 아날로그 회로 컴포넌트들의 수를 줄이며, 입력 또는 생성물 전도도의 절대적 측정 및 상대 전도도의 후속 계산을 필요로 하지 않는다.

따라서, 생성물 프로브(인터페이스 48)가 배터리 양극으로 스위칭되는 루프들에 대해, 측정이 수행된다. 공통 물 프로브 인터페이스들(46, 47)에 접속되는 마이크로컨트롤러(24)의 비교기(핀 11)가 활성화되며, 내부 비교기가 상태를 변경할 때, 전류 포트 토글 타이머 값이 비교기 인터럽트 루틴에 의해 캡쳐된다. 측정 비교기에 대한 기준은 내부 0.25*Vcc 전압이며, Vcc는 배터리 양극과 같다. 비교적 양호한 TDS 제거율을 가진 역삼투 여과막에 대해, 핀 11의 전압은 측정 펄스의 지속 기간 동안 비교기 임계치보다 낮게 지속된다.

TDS 제거율이 감소함에 따라 비교기 입력 전압은 상승하여 배터리 전압/2에 접근한다. TDS 제거가 한계점에 이르는 관심 영역에서, 비교기 입력 전압은 측정 펄스의 시작에서 기준 전압 이하이다. 전류가 물 채널을 통해 흐를 때, 전기 화학 특성은 생성물 채널에서 보다 많은 전류의 흐름, 따라서 보다 낮은 저항을 허가한다. 이것은 또한 마이크로컨트롤러(24)의 내부 비교기에 의해 관측되는 전압을 급상승시켜, 전압이 기준 전압에 도달할 때 내부 비교기를 트리거한다. 즉, 내부 비교기가 스위칭하는 데 필요한 시간은 TDS 제거율의 고해상도 표시로서 보여질 수 있다. 따라서, 총체적으로 낮은 TDS 제거율은 핀 11에서 항상 기준 전압 위인 내부 비교기 입력 전압으로 귀착되며, 높은 TDS 제거율은 항상 기준 전압 아래인 내부 비교기 입력 전압으로 귀착된다. 따라서, 마이크로컨트롤러(24)는 제거율의 3 단계의 판독, 즉 양호한 판독, 불량 판독 및 고해상도 중간 판독을 가질 수 있다. 고해상도 중간 범위는 제거율이 허용 가능한 제거율과 허용 가능하지 않은 제거율 사이에서 전이하고 있는 제거율의 범위에 대응한다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 고해상도 중간 범위는 약 75% 제거율로 설정되는데, 75%보다 높은 제거율은 허용 가능한 제거율을 나타내며, 75% 미만의 제거율은 허용 가능하지 않은 제거율을 나타낸다. 대안으로, 고해상도 중간 범위는 예를 들어 막 타입, 급수 품질, 급수 타입 및 투과물 품질에 대한 허용 기준과 같은 정수 시스템 변수들에 기초하여 다양한 대안적인 제거율로 설정될 수 있다.

마이크로컨트롤러(24)는 이 흐름 상태(115)의 측정부의 시작에서 한계 테스트를 수행하여 초기 내부 비교기 상태를 올바른 것으로 검증한다. 부가적으로, 마이크로컨트롤러(24)는 또한 내부 비교기가 측정부 동안 전이하지 않는 경우에 결과를 캡쳐한다. 대표적인 실시예들에서, 측정이 수행될 때, 마이크로컨트롤러(24)는 안정화를 허용하기 위해 첫 번째 2개의 측정치를 버리며, 다음 4개의 측정치를 평균한다. 이어서, 평균 판독치를 테스트 임계치와 비교하여 판독이 합격인지 실패인지를 결정한다.

평균 판독치를 평가한 후, 마이크로컨트롤러(24)는 누적 결과를 검토하여 여과기 모니터 표시기의 상태가 변경되어야 하는지를 결정한다. 현재 바람직한 하나의 대표적인 실시예에서, 표시기의 상태를 변경하기 위해 25개의 연속적인 임계치 이하의 결과가 필요하다. 이러한 누적 결과는 마이크로컨트롤러(24)의 RAM 내의 FIFO(선입 선출) 버퍼 내에 임시로 저장된다.

흐름 상태(115)의 일 실시예의 최종부에서, 대응하는 상태 표시기(들)가 턴온되고, 마이크로컨트롤러(24) 내부의 타이머가 점등 시간 동안 시동된다. 타이머 인터럽트 루틴이 타이머를 턴오프한다. 내부 비교기 및 기준은 전력 소비를 줄이기 위해 파워 오프된다. 이어서, 마이크로컨트롤러(24)는 이전 상태로 리턴한다.

타이머 만료 상태(120)에서, 마이크로컨트롤러(24)는 6개월의 시간 또는 총 흐름 임계치가 초과된 후에 타이머 표시기(7b)를 점멸시킨다. 마이크로컨트롤러(24)는 내부 경과 시간 카운터를 갱신하기 위해 주기적으로 깨어날 수 있으며, 현재 바람직한 일 실시예에서 연장된 기간 동안, 예를 들어 유휴 상태(110) 또는 타이머 만료 상태(120)가 됨으로써 전력 소비를 줄이는 소정 기간의 일, 주, 월 동안 경과 시간을 기록할 수 있다. 이러한 연장 기간이 만료된 후, 마이크로컨트롤러(24)는 타이머 표시기(7b)를 활성화한다. 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 총 흐름 임계치는 약 900 갤런으로 설정될 수 있으며, 이 임계치가 초과되면, 타이머 표시기(7b)가 활성화된다. 타이머 인터럽트 루틴은 타이머 표시기(7b)를 턴오프한다. 마이크로컨트롤러(24)가 이 상태에 있는 동안에 물 흐름이 검출되는 경우, 마이크로컨트롤러(24)는 흐름 상태(115)로 진행하고, 전술한 바와 같은 측정이 수행되며, 이어서 마이크로컨트롤러(24)는 타이머 만료 상태(120)로 리턴한다.

현재 바람직한 일 실시예에서, 타이머 표시기(7b)의 리셋팅은 시스템 모니터 회로(10)로부터 전원(8)을 제거하고 교체함으로써 달성될 수 있다. 현재 고려되는 다른 실시예들에서, 시스템 모니터 회로(10)는 회로를 파괴하고 타이머 표시기(7b)를 리셋하기 위한 리셋 스위치 또는 버튼을 포함할 수 있다. 이러한 스위치 또는 리셋 신호는 적절한 실시예들에서 여과기의 교체시에 자동으로 전송될 수 있다.

생성물 테스트 상태(130)에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 단계는 흐름 미터 테스트(172)이다. 상태(130)에서 처음 1.95 초 동안 물 흐름이 검출되면, 타이머 표시기(7b)는 임펠러에 의해 검출된 각각의 펄스 동안 켜진다. 일 실시예에서, 타이머 표시기(7b)는 스위치 폐쇄 기간 동안 발광한다. 이것은 리드 스위치(32) 및 그의 작동 임펠러 자석의 완전성의 테스트를 허가한다.

흐름 미터 테스트 단계(172)에 이어서, 마이크로컨트롤러(24)는 흐름이 계속 검출되는 경우에 초당 한번씩 측정이 행해지는 역삼투 측정 단계(174)를 수행한다. 단계(174)는 흐름 상태(115)와 관련하여 전술한 것과 동일한 루틴을 이용한다. 따라서, 최초 1.95 초 흐름 미터 테스트 후, 다음 시퀀스 및 근사 타이밍이 현재 바람직한 대표적인 프로시저 실시예들에서 발생할 수 있다.

- 역삼투 측정 상태로의 50 mS 전이(181)

- 60 mS 역삼투 측정(182)

- 50 mS 흐름 표시기 점등(183)

- 다음 1초 클럭 틱 동안의 지연(약 890 mS)(184)

- 60 mS 역삼투 측정(185)

- 50 mS 흐름 표시기 점등(186)

- 다음 1초 클럭 틱 동안의 지연(약 890 mS)(187)

- 60 mS 역삼투 측정(188)

- 허용 가능한 입력 및 생성물이 역삼투 테스트 단계의 지속 기간 동안 흐름 채널 내에 존재하지 않은 경우에 50 mS 여과기 모니터 표시기 점등(189)

흐름 표시기(7a) 또는 여과기 모니터 표시기(7c)는 정상 동작을 위해 정의되는 바와 같이 점등되는데, 단 2개의 연속적인 상이한 측정 결과가 표시기(들)의 상태를 변경하는 것은 예외로 한다. 역삼투 측정 테스트 단계에서 흐름이 검출되지 않은 경우, 마이크로컨트롤러는 정상 동작으로 복귀하여 유휴 상태(110)에 들어간다. 역삼투 측정 테스트 단계에서 약 25초 후, 마이크로컨트롤러(24)는 정상 상태로 복귀하는데(190), 이는 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서 상태 표시기들의 상태를 토글링하기 위하여 25개의 연속적인 상이한 상태 판독치, 즉 여과 매체가 만족스러웠던 경우에 고장 판독치들 또는 여과 매체가 고장을 표시한 경우에는 만족스러운 판독치들을 필요로 한다.

위에서 그리고 본 명세서 전반에서 설명되고 도면들에 도시된 특정 시간들은 예시적인 것이고 변경될 수 있으며, 본 명세서에서 이들의 사용은 본 발명의 대표적인 실시예들의 예시 및 설명을 위한 것임을 이 분야의 전문가들은 이해할 것이다.

전술한 바와 같이, 제어 알고리즘부(105, 110, 120, 125, 130)에서, 일 실시예에서 5개의 인터럽트, 즉 감시/실시간 인터럽트(135), 스위치 인터럽트(140), 측정 포트 토글 인터럽트(145), 표시기 점멸 인터럽트(150), 및 역삼투 측정 인터럽트(155)가 존재한다.

현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 감시/실시간 인터럽트(135)는 마이크로컨트롤러(24)가 초 저전류 슬립 모드에 있을 때 초당 한 번씩 발생한다. 발진기(22)는 시간 기초로서 사용되며, 1초가 경과한 후에 마이크로컨트롤러(24)는 액티브 모드로 시동되어 인터럽트(135)를 실행한다. 경과된 초 및 시간이 카운트되고 생성물 테스트 타임아웃 및 타이머 한계와 비교된다. 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 타이머 한계는 미리 정의되며, 예를 들어 6개월이다. 이 6개월 임계치가 초과되면, 이어서 타이머 만료 상태(120)가 호출된다. 인터럽트(135)로부터의 리턴시, 마이크로컨트롤러(24)는 액티브 모드에 머무르고, 주 상태 머신 루프(105)를 실행한다. 본 발명의 대표적인 일 실시예에서 인터럽트(135)는 항상 인에이블된다.

스위치 인터럽트(140)는 스위치(32)의 폐쇄가 검출될 때 발생할 수 있다. 총 흐름 카운터가 증분되고, 갤런 카운트가 소정의 총 흐름 임계치와 비교된다. 임계치가 초과되는 경우, 타이머 만료 상태(120)가 호출된다. 마이크로컨트롤러(24)는 인터럽트(140)로부터의 리턴시 이전 슬립 상태로 리턴한다. 다음 1초 틱 시에 흐름 상태(115)가 실행된다. 인터럽트(140)는 시작 상태(125) 후에 인에이블되며, 생성물 테스트 상태(130)에 들어가는 경우에 흐름 미터 테스트 단계 동안 디스에이블된다.

현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 측정 포트 토글 인터럽트(145)는 흐름 상태(115)의 역삼투 측정 포트 토글이 타임아웃될 때 발생한다. 인터럽트(145)는 포트 드라이브를 스위칭하며, 카운트 임계치에 도달하지 않은 경우에 토글 카운터를 증분시킨다. 인터럽트(145)는 흐름 상태(115)로 리턴하며, 액티브 모드의 마이크로컨트롤러(24)는 전술한 측정 루틴의 다음 단계로 진행한다. 일 실시예에서 인터럽트(145)는 단지 측정 포트들이 턴온된 때 흐름 상태(115)에서 인에이블된다.

표시기 점멸 인터럽트(150)는 점멸 시간이 경과한 후에 상태 표시기(7s)를 턴오프할 수 있다. 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 점멸 시간은, 다른 점멸 시간들도 정의될 수 있지만, 약 50 mS로 사전 정의된다. 마이크로컨트롤러(24)는 인터럽트(150)로부터의 리턴시 이전 슬립 상태로 리턴하며, 일 실시예에서 인터럽트(150)는 단지 상태 표시기들이 턴온된 때에 인에이블된다.

역삼투 측정 인터럽트(155)는 역삼투 측정 비교기가 작동할 때 측정 포트 토글 타이머 카운트를 캡쳐하기 위해 사용된다. 마이크로컨트롤러(24)는 액티브 모드에서 흐름 상태(115)로 리턴하여 전술한 측정 루틴에서 다음 단계를 진행한다. 현재 바람직한 대표적인 일 실시예에서, 인터럽트(155)는 단지 비교기 출력이 유효할 때 흐름 상태(115)에서 인에이블된다.

따라서, 본 발명의 대표적인 실시예들의 역삼투 여과 시스템은 상대 전도도를 나타내는 출력을 제공한다. 여과 매체 효과 출력도 상대 전도도로부터 도출될 수 있다. 역삼투 여과 시스템은 향상된 에너지 효율 및 간단한 시스템 설계를 제공하면서도 보다 정확하고 빠른 판독을 제공한다.

본 발명의 다양한 대표적인 실시예가 예시의 목적으로 설명되었지만, 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경, 수정 및 대체가 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

프로그램 리스트

Claims

입력 채널 및 생성물 채널을 포함하는 매니폴드(manifold);

상기 입력 채널과 상기 생성물 채널 사이에 동작 가능하게 접속된 유체 처리 매체;

상기 입력 채널 내에 배치된 제1 센서 소자;

상기 생성물 채널 내에 배치된 제2 센서 소자;

적어도 하나의 상태 표시기; 및

상기 적어도 하나의 상태 표시기에 전기적으로 결합된 제어 유닛 - 상기 제어 유닛은 마이크로컨트롤러를 포함하고, 상기 마이크로컨트롤러는 제1 입력 포트, 제2 입력 포트 및 출력 포트를 갖는 전압 비교기를 포함함 -

을 포함하고,

상기 제1 입력 포트는 상기 제1 센서 소자 및 상기 제2 센서 소자와 전기적으로 통신하고, 상기 제2 입력 포트는 기준 전압과 전기적으로 통신하며, 상기 출력 포트에서의 신호는 상기 제1 및 제2 센서 소자들을 이용하여 각각 평가되는 유체들의 상대 전도도와 관련되는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 입력 포트와 상기 제1 센서 소자 및 상기 제2 센서 소자와의 전기적 접속은, 상기 전압 비교기가 양호한 제거율, 불량한 제거율 및 중간 제거율 범 위를 결정하기 위해 상기 기준 전압에 관하여 상기 유체들의 상대 전도도를 평가하게 하는 유체 처리 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제어 유닛은 상기 상대 전도도가 상기 중간 제거율 범위 내에 있는 경우, 고해상도 측정을 제공하기 위하여 상기 비교기의 출력 포트에 의해 제어되는 타이머를 더 포함하는 유체 처리 시스템.
제3항에 있어서,

상기 중간 제거율 범위는 상기 유체 처리 매체에 대해 선택된 합격/실패 제거 임계치에 대응하는 유체 처리 시스템.
제4항에 있어서,

상기 유체 처리 매체는 역삼투 여과 매체를 포함하고, 상기 합격/실패 제거 임계치는 상기 여과 매체의 약 75%의 제거율에 대응하는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 유체 처리 매체는 여과 매체를 포함하는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 유체 처리 매체는 역삼투 여과 매체를 포함하는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

전원을 더 포함하는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

상기 생성물 채널에 동작식으로 접속된 꼭지를 포함하는 배수구 어셈블리를 더 포함하는 유체 처리 시스템.
제1항에 있어서,

전원을 포함하고,

상기 적어도 하나의 상태 표시기는 3개의 상태 표시기를 포함하고, 상기 전원 및 상기 3개의 상태 표시기는 상기 배수구 어셈블리와 패키지화되는 유체 처리 시스템.
제10항에 있어서,

하나의 상태 표시기는 흐름 상태를 표시하도록 구성되고, 다른 상태 표시기는 전원 상태를 표시하도록 구성되고, 또 다른 상태 표시기는 유체 품질을 표시하도록 구성되는 유체 처리 시스템.
유체 처리 시스템을 모니터링하는 방법으로서,

입력 유체 흐름 내에 배치된 제1 센서 소자를 전류를 이용하여 여기시키는 단계;

생성 유체 흐름 내에 배치된 제2 센서 소자를 전류를 이용하여 여기시키는 단계;

상기 제1 센서 소자 및 상기 제2 센서 소자 양단의 전압을 측정하는 단계; 및

상기 전압에 기초하여 시스템 상태 표시기를 출력하는 단계

를 포함하는 방법.
제12항에 있어서,

유체 흐름이 상기 입력 유체 흐름과 상기 출력 유체 흐름 사이의 역삼투 여과 소자를 통과하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 제1 센서를 여기시키는 데 사용되는 전류 및 상기 제2 센서를 여기시키는 데 사용되는 전류는 교류인 방법.
제12항에 있어서,

상기 센서 소자들을 여기시키기 전에 유체 흐름이 검출되는 방법.
제12항에 있어서,

상기 입력 유체 흐름 및 상기 생성 유체 흐름의 상대 전도도는 상기 전압으로부터 결정되는 방법.
제16항에 있어서,

총 용존 고체 감소율이 상기 상대 전도도로부터 결정되는 방법.
제12항에 있어서,

상기 전압은 마이크로컨트롤러를 이용하여 기준 전압에 대해 평가되는 방법.
제18항에 있어서,

상기 마이크로컨트롤러는 비휘발성 메모리를 이용하여 프로그래밍되는 방법.
제12항에 있어서,

표시기가 원하는 유체 품질 값들이 상기 생성 흐름에서 얻어지고 있지 않은지의 여부를 식별하는 방법.
역삼투 여과 시스템을 위한 제어 유닛으로서,

전압 비교기 및 적어도 하나의 출력 포트를 포함하는 마이크로컨트롤러 - 상 기 전압 비교기는 제1 비교기 입력 포트, 제2 비교기 입력 포트 및 비교기 출력을 포함하고, 상기 제1 비교기 입력 포트는 기준 전압에 접속됨 - ;

입력 흐름 채널에 배치된 제1 센서 및 생성 흐름 채널에 배치된 제2 센서를 포함하는 2개의 센서를 통해 전류 흐름을 생성하도록 직렬로 전기적으로 접속된 제1 센서 소자 인터페이스 및 제2 센서 소자 인터페이스 - 상기 제1 센서 소자 인터페이스와 상기 제2 센서 소자 인터페이스 사이의 전기적 접속은 상기 제2 비교기 입력 포트와 인터페이스함 - ;

상기 마이크로컨트롤러에 전기적으로 접속된 원격 전원 인터페이스; 및

상기 마이크로컨트롤러의 적어도 하나의 출력 포트에 전기적으로 접속된 출력 인터페이스

를 포함하고,

상기 적어도 하나의 출력 포트에서의 전기 신호가 상기 비교기 출력에서의 신호와 관련되는 제어 유닛.