电热水器及电热水器的内胆内水质监测方法、装置的制造方法_2

文档序号:8471742阅读:来源:国知局
,超声波信号穿过内胆到达内胆内壁的另一端时反射回来,由超声波传感器接收,此时,反射回来的超声波信号的个数和反射回来的超声波信号之间的时间间隔是固定的。
[0043]而当内胆内的水存在杂质时,如图3所示,超声波信号在遇到部分杂质时会提前反射回来,因此反射回来的超声波信号的个数会增多,并且反射回来的超声波信号之间的时间间隔也不同,从而可以通过反射回来的超声波信号的个数和反射回来的超声波信号之间的时间间隔来判断水质的浑浊度。其中,反射回来的超声波信号的个数越多,时间间隔越短,内胆内的水就越浑浊。
[0044]根据本发明的一个实施例,在发射超声波信号和接收到反射的超声波信号时超声波模拟前端处理模块均发出脉冲信号,以根据接收到的脉冲信号的数量和脉冲信号之间的时间间隔判断内胆内的水质情况。
[0045]根据本发明的一个实施例,上述的电热水器的内胆内水质监测方法还包括:通过显示屏显示内胆内的水质情况。
[0046]根据本发明的一个具体示例,如图4所示,可以通过超声波模拟前端处理模块如TDC1000模块控制超声波信号的发射与接收,并且可以通过TDC1000模块调节控制超声波传感器的电压来调节超声波信号的强度以调节超声波信号的有效反射距离,从而实现调节测量的范围(热水器的高度),以及在发射和接收到超声波信号时TDC1000模块发出脉冲信号给控制器,控制器根据接收到的脉冲信号之间的时间差来计算超声波信号从发射点到反射点的距离,并将不同的反射点反射回来的脉冲信号转换为水的浑浊度,控制器根据脉冲信号的个数和各脉冲信号之间的时间间隔控制显示屏显示。
[0047]具体而言,TDC1000模块每隔预设时间如10ms控制超声波传感器按照固定强度发射超声波信号,并且保证超声波信号能够从电热水器的最外层壳体反射回到超声波传感器。当内胆内的水无杂质时,在一个监测周期内,当超声波信号发出后,只有在内胆的各种材料结合处才会有超声波信号反射回超声波传感器,如图5所示,此时控制器会接收到固定的4个脉冲信号,并且各个脉冲信号之间的时间差是固定的,控制器存储各个脉冲信号之间的时间差。
[0048]而当内胆内的水浑浊后,如图3所示,由于重力的作用,内胆的内壁底部上会有散乱的水垢颗粒或整层的水垢,当超声波信号发出后,超声波信号遇到散乱的水垢颗粒或整层的水垢时会发生反射,形成反射回波,TDC1000模块接收到反射的超声波信号后产生对应的脉冲信号,如图6所示。从图6可以看出,发射的超声波信号由于在内胆的底部受到浓度较高的水垢阻碍,因此反射回来的超声波信号密度大,而在内胆的中部和顶部相对水垢较少,则反射回来的超声波信号密度小。控制器记录脉冲信号的个数n,并记录各个脉冲信号之间的时间差t,然后根据正常情况下的数据获得浑浊阶段的脉冲信号的个数N和相邻脉冲信号之间的时间差Tn,最后根据获得的浑浊阶段的脉冲信号的个数N和相邻脉冲信号之间的时间差Tn以及浑浊度函数y = f(N,Tn)获取水质的浑浊度y,并判断浑浊度y是否达到排放标准。
[0049]根据本发明的一个具体示例,如图7所示,电热水器的内胆内水质监测的过程包括以下步骤:
[0050]SlOl,初始化 TDC1000 模块。
[0051]S102,判断是否到达定时采集时间。如果是,执行步骤S104 ;如果否,执行步骤S103o
[0052]S103,执行其它模块程序。
[0053]S104,每隔10ms发送一组超声波信号。
[0054]S105,计算采集到的脉冲信号的个数以及脉冲信号之间的时间差。
[0055]S106,判断采集次数是否大于20。如果是,执行步骤S107 ;如果否,返回步骤S104。
[0056]S107,计算20次内的平均脉冲信号的个数以及脉冲信号之间的时间差。
[0057]S108,从EEPROM中读取正常情况下的数据。
[0058]S109,根据浑池度函数y = f (N, Tn)计算量化的浑池度。
[0059]S110,判断是否达到排污状态。如果是,执行步骤Slll ;如果否,返回步骤S102,继续判断。
[0060]S111,显示浑浊标志,提醒排污,并返回步骤S102,继续判断。
[0061 ] 综上所述,根据本发明实施例的电热水器的内胆内水质监测方法,首先向内胆内发射超声波信号,然后通过接收反射的超声波信号来判断内胆内的水质情况,从而能够定量监测内胆内的水的浑浊程度,使得用户能够直观地了解内胆内的水质情况,进而可及时提醒用户进行排污,确保洗浴用水的干净。
[0062]图8为根据本发明实施例的电热水器的内胆内水质监测装置的示意图。如图8所示,该电热水器的内胆内水质监测装置包括超声波传感器10、超声波模拟前端处理模块20和控制器30。
[0063]其中,超声波传感器10在超声波模拟前端处理模块20的控制下向内胆内发射超声波信号,并接收反射的超声波信号。超声波模拟前端处理模块20在超声波传感器10发射超声波信号和接收到反射的超声波信号时均发出脉冲信号至控制器30。控制器30根据接收到的脉冲信号的数量和脉冲信号之间的时间间隔判断内胆内的水质情况。
[0064]根据本发明的一个实施例,如图9所示,超声波传感器10可以设置在内胆的底部位置。
[0065]根据本发明的一个实施例,如图9所示,上述的电热水器的内胆内水质监测装置还包括显示屏40,显示屏40在控制器30的控制下显示内胆内的水质情况。
[0066]根据本发明的一个实施例,超声波模拟前端处理模块20控制超声波传感器10每隔预设时间向内胆内发射超声波信号。超声波传感器10可包括超声波发射单元和超声波接收单元。
[0067]具体地,如图9所示,超声波传感器10紧贴电热水器的内胆外壁的底部安装,超声波模拟前端处理模块20控制超声波传感器10每隔预设时间如10ms向内胆内发射超声波信号。
[0068]通常情况下,电热水器在未排水时,电热水器的内胆中一直充满水,而且水的高度是固定的,如果内胆内的水清澈无杂质,则超声波信号穿过内胆到达内胆内壁的另一端时反射回来,由超声波传感器10接收,此时,反射回来的超声波信号的个数和反射回来的超声波信号之间的时间间隔是固定的。
[0069]而当内胆内的水存在杂质时,如图9所示,超声波信号在遇到部分杂质时会提前反射回来,因此反射回来的超声波信号的个数会增多,并且反射回来的超声波信号之间的时间间隔也不同,从而控制器30可以通过反射回来的超声波信号的个数和反射回来的超声波信号之间的时间间隔来判断水质的浑浊度,并通过显示屏40显示。其中,反射回来的超声波信号的个数越多,时间间隔越短,内胆内的水就越浑浊。
[0070]进一步地,如图8所示,可以通过超声波模拟前端处理模块20如TDC1000模块控制超声波信号的发射与接收,并且可以通过超声波模拟前端处理模块20如TDC1000模块调节控制超声波传感器10的电压来调节超声波信号的强度以调节超声波信号的有效反射距离,从而实现调节测量的范围(热水器的高度),以及在发射和接收到超声波信号时超声波模拟前端处理模块20如TDC1000模块发出脉冲信号给控制器30,控制器30根据接收到的脉冲信号之间的时间差来计算超声波信号从发射点到反射点的距离,并将不同的反射点反射回来的脉冲信号转换为水的浑浊度,控制器30根据脉冲信号的个数和各脉冲信号之间的时间间隔控制显不屏40显不。
[0071]具体而言,超声波模拟前端处理模块20如TDC1000模块每隔预设时间如10ms控制超声波传感器10按照固定强度发射超声波信号,并且保证超声波信号能够从电热水器的最外层壳体反射回到超声波传感器10。当内胆内的水无杂质时,在一个监测周期内,当超声波信号发出后,只有在内胆的各种材料结合处才会有超声波信号反射回超声波传感器10,如图5所示,此时控制器30会接收到固定的4个脉冲信号,并且各个脉冲信号之间的时间差是固定的,控制器30存储各个脉冲信号之间的时间差。
[0072]当内胆内的水浑浊后,由于重力的作用,内胆的内壁底部上会有散乱的水垢颗粒或整层的水垢,当超声波信号发出后,超声波信号遇到散乱的水垢颗粒或整层的水垢时会发生反射,形成反
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