一种阳极棒消耗检测提示装置、检测提示方法及热水器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种阳极棒消耗检测提示装置、方法以及使用该装置的热水器，该装置阳极棒安装于热水器内胆中且与所述内胆非绝缘直接连接，省去了阳极棒与内胆之间的绝缘连接设置，方便了安装，保证了阳极棒对内胆持续电流保护，在阳极棒与电加热器之间设置有电流检测模块，并在电路中串接有限流电阻，可对电加热器提供相应的保护，同时亦不过分消耗阳极棒；对标准保护电流值的取得进行优化，所述处理模块根据电流检测模块测得的保护电流与标准保护电流值比较后通过报警提示模块进行提醒，避免因实际保护电流高于或低于标准保护电流值导致过早或者过晚而造成的更换不当。
【专利说明】-种阳极棒消耗检测提示装置、检测提示方法及热水器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阳极棒消耗检测提示装置、方法以及使用该装置和方法的热水 器。
【背景技术】
[0002] 目前市面上的热水器内胆大部分为金属材质，为防止内胆腐蚀，通常的处理方式 是采用搪瓷内胆，但是由于生产工艺、生产条件等问题，搪瓷会出现个别瑕疵，尤其是内胆 的接口及纵、环焊缝部分极易产生腐蚀，造成内胆漏水。
[0003] 为了更加全面的保护，通常在热水器内胆上安装阳极棒，采用牺牲阳极的方案来 对内胆进行进一步的保护。阳极棒在热水器使用的过程中持续消耗，因为热水器本身性能、 用户的使用方式、使用频率、当地水质、阳极质量、内胆质量、搪瓷质量等有差异，所以有的 阳极棒可以用5年甚至更长，而差的使用寿命甚至低于1年，此时如果用户不及时更换阳极 棒，热水器内胆就会失去保护，时间一长，就会导致内胆发生腐蚀从而漏水，轻者热水器报 废，重者引起浸泡，甚至引起触电等恶性事故，给用户带来严重的人身伤害。
[0004] 阳极棒一般都设置于内胆内部，用户想要知道目前阳极棒的消耗情况，只能将阳 极棒拆下，但是阳极棒的拆装非常麻烦，拆早了没有用完，更换会造成浪费，拆晚了内胆就 已经开始腐蚀，起不到持续保护的作用。
[0005] 目前常用的解决方式是在热水器上安装阳极棒更换提醒装置，阳极棒与内胆绝缘 安装，通过检测阳极棒与内胆之间的保护电流并与标准保护电流值进行对比判断是否需要 更换阳极棒。标准保护电流值大多由厂家设置一个固定值，但是因为热水器本身性能、用户 使用方式、使用频率、当地水质、阳极质量、阳极电量、内胆质量、搪瓷质量等方面存在差异， 会出现实际保护电流高于或低于标准保护电流值，这样就会过早或者过晚提醒，导致更换 时机不当。
[0006] 中国专利文献CN102853551A公开了一种热水器阳极棒消耗提示方法及装置，所 述方法包括如下步骤：所述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的保护电流Imax并 传递给所述处理单元；所述处理单元计算报警电流Imin=KXImax，其中，K=0. 05?0. 5 ;所 述电流检测单元检测所述阳极棒和内胆之间的实时电流I并传递给所述处理单元；所述处 理单元记录所述实时电流I小于报警电流Imin的持续时间或次数，当所述持续时间或次数 大于或等于设定值时，则发出提示指令给所述提示单元；所述提示单元根据所述处理单元 的提示指令进行消耗提示。该发明存在的问题为，首先，电流检测单元检测的是阳极棒与内 胆之间的保护电流，因此要求阳极棒与内胆为绝缘安装，增加了阳极棒的安装难度，同时在 电流环路中引入附加电阻，减弱了对内胆保护电流的强度，若阳极棒偏小会导致阳极对内 胆的保护不够。
【发明内容】
[0007] 为解决上述问题，本发明提出一种阳极棒消耗检测提示装置，内胆与阳极棒采用 非绝缘直接连接，在阳极棒与电加热器之间设置检测单元，通过检测阳极棒与电加热器之 间的保护电流并与标准保护电流进行对比，判断阳极棒的消耗情况，保证了阳极棒对电加 热器和内胆的全面保护。
[0008] 一种阳极棒消耗检测提示装置，包括安装于热水器内胆中且与所述内胆非绝缘直 接连接的阳极棒，安装于内胆中与所述内胆绝缘安装的电加热管，检测所述阳极棒与电加 热管外壁之间保护电流的电流检测模块，所述电流检测模块依次电连接处理模块和报警提 示模块；所述处理模块根据电流检测模块测得的保护电流与标准保护电流值比较，低于正 常值时通过报警提示模块进行提醒。
[0009] 特别的，所述阳极棒和电加热管外壁之间串接有一限流电阻。
[0010] 进一步的，所述阳极棒通过螺纹安装于所述内胆上，两者通过螺纹直接连接并导 通。
[0011] 进一步的，所述阳极棒安装于法兰上，并通过法兰紧固安装于所述内胆上，阳极棒 依次经法兰、紧固螺栓与内胆导通。
[0012] 优选的，所述电流检测模块采用互感线圈检测电路取得保护电流值。
[0013] 优选的，所述电流检测模块通过测量限流电阻两端电压取得保护电流值。
[0014] 针对上述装置同时提供一种阳极棒消耗检测提示方法，包括安装于热水器内胆中 且与所述内胆非绝缘直接连接的阳极棒，安装于内胆中与所述内胆绝缘安装的电加热管， 检测所述阳极棒与电加热管外壁之间保护电流的电流检测模块，所述电流检测模块依次电 连接处理模块和报警提示模块，所述方法包括以下步骤：
[0015] 步骤S10、处理模块内预设标准保护电流值Is ;
[0016] 步骤S20、处理模块控制电流检测模块实时检测阳极棒与电加热管之间的保护电 流值I;
[0017] 步骤S30、处理模块比较保护电流值I与标准保护电流值Is，当I < 0. 31s达到预 定时间或预定次数时，控制报警提示模块进行提醒。
[0018] 优选的，所述标准保护电流值Is为热水器首次通电后，水温为75° C时所检测模 块所测得的保护电流值。
[0019] 优选的，所述标准保护电流值Is为热水器首次通电后，处理模块每隔一小时记录 一次保护电流值，连续记录N天，N > 1，计算每次的平均值作为标准电流值Is。
[0020] 同时亦提供一种电热水器，包括外壳、内胆，其上设置有上述的阳极棒消耗检测提 示装置并采用上述方法。
[0021] 本发明所提供的阳极棒消耗检测装置和方法，其应用于热水器，省去了阳极棒与 内胆之间的绝缘连接设置，方便了安装，保证了阳极棒对内胆持续电流保护；其次，在阳极 棒与电加热器之间设置有电流检测模块，并在电路中串接有限流电阻，该电阻可以起到限 制阳极棒对电加热器的保护电流值，因为内胆材料和电加热器材料不同，该电阻平衡了阳 极棒对这两种材料的保护差异，使对这两者的保护都达到最佳效果，这个电阻值可以根据 内胆材料、电加热器材料、功率、温度等条件，通过计算或者实验，对阻值作出相应调整，可 对电加热器提供相应的保护，同时亦不过分消耗阳极棒；并通过对此保护电流检测与标准 保护电流值进行比较，判断是否需要进行更换阳极棒并提醒，既保护了内胆，又保证了对加 热器的保护，提高了系统整体的可使用年限；进一步的对标准保护电流值的取得提出了优 化，用户可以根据实际情况选择合适的获取方式，能够保证获得最准确的标准保护电流值， 避免因实际保护电流高于或低于标准保护电流值导致过早或者过晚而造成的更换不当。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0023] 图1是本发明所述阳极棒消耗检测提示装置的原理示意图；
[0024] 图2是实施例一所述电热水器的结构示意图；
[0025] 图3是实施例一所述电热水器阳极棒安装结构图；
[0026] 图4是实施例二所述电热水器的结构示意图；
[0027] 图5是实施例二所述电热水器阳极棒安装结构图。
[0028] 图中：
[0029] 1、内胆；2、阳极棒；3、电加热管；4、绝缘体；5、限流电阻；6、电流检测模块；7、处 理模块；8、报警提示模块；9、螺纹基座；10、温度传感器；11、水质传感器；12、法兰；13、金 属螺栓。
【具体实施方式】
[0030] 图1给出了本发明所述阳极棒消耗检测提示装置的原理示意图，如图所示，该装 置包括安装于热水器内胆1中的阳极棒2,阳极棒与内胆1两者之间采用非绝缘直接连接， 两者通过内胆中的水直接构成牺牲阳极保护，电加热管3安装于内胆中，其与内胆1中间 设置绝缘体4实现绝缘安装，在电加热管3外壁与阳极棒之间串接限流电阻5,同时在此电 路中设置电流检测模块6,用于检测所述阳极棒2与电加热管3外壁之间保护电流值，电流 检测模块6依次电连接处理模块7和报警提示模块8 ;所述处理模块7根据电流检测模块 6测得的保护电流与标准保护电流值比较，低于正常值时通过报警提示模块8进行提醒，提 醒方式可以采用指示灯、语音或是两种的结合，在提醒时可依据时钟设置不同的提醒时段， 如22点至7点不进行提醒，7点至9点、18点至22点之间每15分钟提醒一次，其他时间每 小时提醒一次成不同的提醒方式，在不同的时间段还可进行不同频率的提醒，使用户能够 及时更换阳极棒。
[0031] 电流检测模块6在具体实现时可采用互感线圈检测电路取得保护电流值；亦可通 过测量限流电阻5两端的电压取得保护电流值。限流电阻5的加入可限制电加热器3与阳 极棒2之间的保护电流，使其控制在一定的范围内，在起到对电加热器3保护的同时不致于 使保护电流过大，造成阳极棒2的过快消耗。
[0032] 针对上述装置其对应的阳极棒消耗检测提示方法，包括以下步骤：
[0033] 步骤S10、处理模块内预设标准保护电流值Is ;
[0034] 步骤S20、处理模块控制电流检测模块实时检测阳极棒与电加热管之间的保护电 流值I;
[0035] 步骤S30、处理模块比较保护电流值I与标准保护电流值Is，当I < 0. 31s达到预 定时间或预定次数时，控制报警提示模块进行提醒。
[0036] 标准电流值Is可以采用以下方式获取：
[0037] 1.通过温度传感器、水质检测传感器，结合内胆容积计算出一个理论值；
[0038] 2.热水器首次通电后，水温为75° C时所检测模块所测得的保护电流值；
[0039] 3.热水器首次通电后，处理模块每隔一小时记录一次保护电流值，连续记录N天， N3 1，计算每次的平均值作为标准电流值Is。如首次通电后，连续记录10天，每天平均记 录24次，取每次的平均值作为标准电流值Is ;
[0040] 4.通过温度传感器、水质检测传感器，结合热水器本身性能、用户的使用方式、使 用频率、当地水质、阳极质量、阳极电量、内胆质量、搪瓷质量等实际使用环境和使用情况， 自动跟踪一段时间得出；
[0041] 实施例一：
[0042] 图2和图3给出了具有本发明所述阳极棒消耗检测提示装置并应用上述方法的一 个热水器的具体实施例，该热水器的内胆1内安装有电加热管3和阳极棒2,同时亦设置有 温度传感器10和水质传感器11，用于检测水的温度和水质参数。
[0043] 在该水器中，内胆1上焊接有螺纹基座9,阳极棒2通过螺纹安装于该基座上，两者 通过螺纹直接连接并导通，优选的此螺纹采用锥形密封螺纹，连接紧固的同时亦可起到密 封的作用，连接后可形成可靠的电连接。
[0044] 实施例二：
[0045] 图3和图4给出了具有本发明所述阳极棒消耗检测提示装置并应用上述方法的另 一个热水器的具体实施例，阳极棒2和电加热管3安装于法兰12之上，法兰12进一步通过 金属螺栓13紧固于内胆之上，阳极棒2依次经法兰12、紧固金属螺栓13与内胆1导通，形 成可靠的电连接，电加热管3与法兰12之间通过绝缘体4形成隔离，其详细安装结构如图 5所示。
[0046] 该安装结构使得阳极棒2与电加热管3共用同一法兰12,在实现阳极棒2与内胆 1非绝缘连接的基础上使得组装更加方便，节约了生产成本和人工成本，且更换阳极棒更加 方便。
[0047] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的 原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术 人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入 本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：包括安装于热水器内胆中且与所述内 胆非绝缘直接连接的阳极棒，安装于内胆中与所述内胆绝缘安装的电加热管，检测所述阳 极棒与电加热管外壁之间保护电流的电流检测模块，所述电流检测模块依次电连接处理模 块和报警提示模块；所述处理模块根据电流检测模块测得的保护电流与标准保护电流值比 较，低于正常值时通过报警提示模块进行提醒。
2. 根据权利要求1所述的阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：所述阳极棒和电加 热管外壁之间串接有一限流电阻。
3. 根据权利要求1所述的阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：所述阳极棒通过螺 纹安装于所述内胆上，两者通过螺纹直接连接并导通。
4. 根据权利要求1所述的阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：所述阳极棒安装于 法兰上，并通过法兰紧固安装于所述内胆上，阳极棒依次经法兰、紧固螺栓与内胆导通。
5. 根据权利要求1所述的阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：所述电流检测模块 采用互感线圈检测电路取得保护电流值。
6. 根据权利要求2所述的阳极棒消耗检测提示装置，其特征在于：所述电流检测模块 通过测量限流电阻两端电压取得保护电流值。
7. -种阳极棒消耗检测提示方法，包括安装于热水器内胆中且与所述内胆非绝缘直接 连接的阳极棒，安装于内胆中与所述内胆绝缘安装的电加热管，检测所述阳极棒与电加热 管外壁之间保护电流的电流检测模块，所述电流检测模块依次电连接处理模块和报警提示 模块，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤S10、处理模块内预设标准保护电流值Is ; 步骤S20、处理模块控制电流检测模块实时检测阳极棒与电加热管之间的保护电流值 I ; 步骤S30、处理模块比较保护电流值I与标准保护电流值Is，当I < 0. 3Is达到预定时 间或预定次数时，控制报警提示模块进行提醒。
8. 根据权利要求7所述的阳极棒消耗检测提示方法，其特征在于，所述标准保护电流 值Is为热水器首次通电后，水温为75° C时所检测模块所测得的保护电流值。
9. 根据权利要求7所述的阳极棒消耗检测提示方法，其特征在于，所述标准保护电 流值Is为热水器首次通电后，处理模块每隔一小时记录一次保护电流值，连续记录N天， N > 1，计算每次的平均值作为标准电流值Is。
10. -种电热水器，包括外壳、内胆，其特征在于：其上设置有如权利要求1至6任一所 述的阳极棒消耗检测提示装置。
【文档编号】C23F13/22GK104152914SQ201310177778
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】王军, 曹冠忠, 李彩霞, 赵小勇, 于垂妍 申请人:青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司, 海尔集团公司