调节用于控制流体处理装置的操作的系统的制作方法_2

文档序号:8287197阅读:来源:国知局
参数。因为可以以更准确的方式 获得用于调节混合比值的设备的设置和实际混合比值之间的关系,所以提高了精度。不必 使用多个流量计就可以实现控制。用于调节混合比值的设备不需要以如此高的规格制造。 它甚至表现出在一定程度上依赖于流体处理装置上的压力差的性能。
[0037] 在方法的实施例中,流体处理装置是液体处理装置,并且液体的参数至少部分依 赖于相对于穿过第一流体路径的液体,至少在一定的较高的程度上保留在穿过第二流体路 径的液体中的至少一种组分的浓度,该参数为如下之一:
[0038] 电导率以及
[0039] 针对从参考温度的偏移而调整的电导率。
[0040] 液体的电导率是该方法的合适的变量,因为它依赖于液体中溶液的组分的浓度, 特别也依赖于离子浓度。所有的离子种类的某些子集的浓度对通常需要被控制的液体的特 性有影响,例如硬度(永久硬度或暂时硬度)和PH值。电导率相对容易测量。
[0041] 如果测量信号的值表示针对相对于参考温度的偏移而调节的电导率,则实施该方 法的设备不需要实施这种调节,这意味着不需要提供携带温度值的信号。该方法比温度偏 移被忽略的情况更精确,因为测量信号更精确地仅依赖于溶解的组分的浓度,而不是还依 赖于随温度变化的活性系数。
[0042] 在一个实施例中,流体处理装置是液体处理装置,而流体处理部件是被配置为去 除水中的对暂时硬度和永久硬度中至少之一有贡献的组分的液体处理部件。
[0043] 水的硬度源于镁离子和钙离子。它包括两部分,即暂时硬度和永久硬度。暂时硬 度或碳酸盐硬度(在本文中交替使用这两个术语)是由具有碳酸盐阴离子和碳酸氢盐阴离 子的溶解的矿物引起的,而永久硬度与具有其他阴离子的矿物(例如氯化物)有关。本发 明的方法适合使用被配置为去除对碳酸盐硬度有贡献的组分的流体处理部件或者使用被 配置为去除对永久硬度有贡献的组分的流体处理部件。不论哪种情况,由于流体处理部件 的处理,液体的参数将改变,特别是电导率将改变。
[0044] 在一个实施例中,流体处理装置是液体处理装置,而流体处理部件是包含至少初 始为氢的形式的离子交换材料的液体处理部件。
[0045] 该实施例相对较精确,特别当参数为电导率时,因为由于流体处理部件的处理,参 数值将会有相对较大的变化。氢离子与碳酸盐和碳酸氢盐阴离子发生反应产生水和二氧化 碳,结果降低了所处理的液体中溶解的矿物的总含量。在离子交换材料富含例如钠的其它 反离子的实施例中,电导率的变化较小,但是仍然可测量。
[0046] 在特定的变形中,离子交换材料是弱酸性的离子交换树脂。
[0047] 相比强酸性的离子交换树脂,这些类型的离子交换树脂膨胀较小。结果,它们通常 具有较高的容量(即,在更长的使用期后被耗尽)。
[0048] 在方法的一个实施例中,流体处理装置包括包含流体处理部件的可更换流体滤 芯。
[0049] 当流体处理部件包括随时间被消耗的流体处理部件,特别是基于吸附作用的流体 处理部件时,适合使用该实施例,该流体处理部件被耗尽之后很容易被更换,而不需要介质 的原位再生。在这种流体处理滤芯中,例如用于通过吸附作用,特别是离子交换,处理便携 式水的滤芯中,混合位置通常位于滤芯内,这使得通过测量第一和第二流体路径中的流体 速度来确定混合比值是行不通的,因为位于滤芯内部的流体部分是无法触及的。此外,该方 法可以使用现有的滤头组件,滤芯连接至滤头组件。通常只有一个滤头组件装配有流量计。 由于空间限制以及昂贵的价格,通常不可能在滤头组件内部的第一和第二流体路径的部分 增设另外的流量计。相比之下,在混合位置下游增加传感器是不难的,因为这种传感器可以 位于滤头组件的下游。因此,该方法适合于使用现有的、可能已经安装的流体处理装置。
[0050] 方法的实施例包括:
[0051] 将所述至少一个设备的设置调节至范围的端点;
[0052] 确定与范围的端点有关的测量信号的相应值;
[0053] 确定与范围的端点有关的测量信号的值之间的差;
[0054] 计算用于确定与设置的变化有关的实际混合比值的变化的值,使得其依赖于混合 比值的预定变化与所确定的测量信号的值之间的差的比值。
[0055] 这解决了小差异引起较大误差的问题。端点可以是相对大范围的端点,这意味着 测量信号的值之间的差也相对较大。结果,比值的误差相对较小。范围的至少一个端点被 预定为对应于混合比值被相对精确地已知的设置。因此,可以使用混合比值的预定变化而 不会引入太大的误差。于是该比值表示一个适合于特定流体处理装置所遇到的未处理水的 性质的比例因子。例如,如果参数是例如水的液体的电导率而流体处理装置被配置为软化 水,那么比值依赖于要被流体处理装置处理的水的矿物组成。它将混合比值的变化对混合 位置下游的软化水和未处理水的混合物的电导率的影响量化。
[0056] 该实施例的变形包括将表示所确定的差和所述比值中至少之一的数据存储在存 储器中。
[0057] 该变形允许分阶段实施该方法,从而描述设置在整个范围的性能,而不需要首先 必须详细地经历整个范围。取而代之的是,可以首先针对围绕第一操作点的特定子范围确 定和存储校准数据,然后针对围绕不同的操作点的特定子范围确定和存储校准数据。同时, 特性可以被更新而不必将混合比值调节至范围的端点,将混合比值调节至范围的端点是相 当具有破坏性的。例如,如果范围的端点对应混合比值零和一,不断开混合位置下游的装置 通常不可能确定所述端点处的测量信号的值。然而,假设未处理流体的组成和流体处理部 件的效力的变化都不是太大,那么针对这些端点的混合位置下游的流体参数也不会变化太 大。因此,比值将保持恒定,即使混合比值和用于在范围内调节混合比值的设备的设置之间 的关系已经由于例如流体处理装置上的不同的压力差而改变。
[0058] 在另外的变形中,方法包括如下至少之一:
[0059] 针对端点之间的至少一个参考设置确定和存储校准数据;以及
[0060] 对于至少一个参考设置,针对设置相对于参考设置的至少一个变化确定和存储产 生端点之间的设置的校准数据。
[0061] 在该实施例中,端点之间的校准数据被"填满"以考虑非线性,而不是仅依赖于针 对对应范围的端点的设置的校准数据。
[0062] 在一个变形中,用于调节混合比值的至少一个设备包括至少一个阀以及具有耦合 至至少一个阀元件的部件的驱动器,其中,至少一个端点对应于驱动部件的活动范围的界 限和通过阀元件的几何结构确定的界限中至少之一。
[0063] 确定和存储用于包含这种设备的流体处理装置的校准数据的原因在于针对驱动 器的每个位置的阀元件的精确位置是未知的。在许多情况下,即使它们是已知的,流过第二 流体路径的所有流体的比例也不仅仅依赖于阀元件的位置。此外,驱动器和阀元件之间可 能有一些运动。然而,与完全关闭的阀和完全打开的阀相对应的端点(也与驱动器的活动 范围的端点相对应)是相对明确的。它们也与相对明确的混合比值(通常为零和一)有 关。特别对于完全关闭位置的情况,阀元件与阀座接触。在活动范围的另一端,可能存在一 个点,超过该点时,即使驱动器使阀元件超过该点,通过阀的通路也不再变宽。
[0064] -个变形包括产生端点之间的设置的至少一个设置变化而获取校准数据。
[0065] 该变形包括获取围绕被端点限定的较宽范围内的操作点的校准数据。
[0066] 在特定的变形中,根据所确定的实现混合位置下游的流体的目标参数所需的混合 比值的值计算端点之间的设置。
[0067] 因此,在该变形中,混合位置下游的流体的特性的控制与校准数据的确定相结合。 先将设置调节至端点。然后,确定实现目标值所需要的混合比值的值,并且将用于调节混合 比值的设备的设置调节至合适的工作点。围绕该工作点确定和存储校准数据。结果,启动 流体处理装置以较早地将已处理流体和未处理流体的混合物供应至下游器械。虽然在确定 和存储围绕工作点的校准数据的阶段,混合物的特性欠佳,但是与最佳值的偏差通常较小。 结果,借助于校准数据,改善了已处理水和未处理水的混合物的特性的控制。如果需要确定 与新工作点的大的偏移,则可以重复该过程。
[0068] 在另一变形中,流体处理装置包括包含流体处理部件的可更换流体处理滤芯,并 且在将流体处理滤芯放置于流体处理装置内时使所述至少一个设备调节所述设置范围的 相应的端点。
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