管路沉积物检测装置和热泵系统的制作方法

本实用新型涉及管路检测技术领域，具体而言，涉及一种管路沉积物检测装置和一种热泵系统。

背景技术：

众所周知，水中的钙镁离子在加热过程中会慢慢的从热水中析出，形成悬浮物，长时间后悬浮物会沉淀在水底或附在容器内壁形成沉积物，这种沉积物危害较多，一方面，沉积物中含有多种化学成分，会滋生细菌，致使使用者皮肤过敏，另一方面，会降低热泵系统的导热性能，增加能耗，浪费能源。

相关技术中，一般通过在热泵系统的开机累积时间达到一定时间时，提醒用户进行清洗，而这个时间只是厂家预估的，可能会与实际情况不符，用户无法及时得知沉积物的累积量，而无法进行适宜的清洗，这严重影响了用户的使用体验，而且热泵系统不会根据沉积物的累积量，自动调整运行模式，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提供一种管路沉积物检测装置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种热泵系统。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面的技术方案提供了一种管路沉积物检测装置，包括：电容检测模块，配合流通管路设置，以检测流通管路内的电容信息；微处理器，与电容检测模块电连接，用于根据电容信息确定流通管路内的沉积物厚度信息。

在该技术方案中，通过配合流通管路设置的电容检测模块，来检测流通管路内的电容信息，通过与电容检测模块电连接的微处理器，来根据电容信息确定流通管路内的沉积物厚度信息，实现了对流通管路内的沉积物厚度信息的检测，其中，流通管路内的沉积物厚度不同，会导致流通管路内的电容不同，微处理器在获取流通管路内的电容信息时，将电容信息转换为数字信息，并与预设的对应数字信息和沉积物厚度信息的数据关系表来确定流通管路内的沉积物厚度信息，有利于用户根据沉积物厚度信息及时做出相关处理，同时也提高了流通管路内的沉积物厚度信息的确定准确性，其中，预设的对应数字信息和沉积物厚度信息的数据关系表，为根据大量实验数据确定的，也可以通过大量数据进行建模，然后根据构建的模型来实现由电容信息确定沉积物厚度信息，另外，电容检测模块不与流通管路内的液体直接接触，使用寿命较长，安装简单方便，占用空间小。

除此之外，可以在待检测管路上多个安装位置均设置本实用新型的管路沉积物检测装置，将获得到的每一处的电容信息或确定的每一处的沉积物厚度信息进行加权平均操作，作为整个待检测管路的沉积物厚度信息，可以进一步提高沉积物厚度信息确定的准确性。

在上述技术方案中，优选地，电容检测模块包括：第一极板和第二极板，配合设置于流通管路的对侧，第一极板和第二极板贴近于流通管路的外管壁；第一电压控制器，与第一极板以及第二极板电连接，电压控制器与微处理器电连接，电压控制器控制第一极板和第二极板的之间的电势差为第一预设电势差；第一电量检测器，与第一极板以及第二极板电连接，电量检测器与微处理器电连接，电量检测器检测第一极板和第二极板的电量变化量。

在该技术方案中，通过在贴近于流通管路的外管壁处相对配合设置的第一极板和第二极板和与第一极板、第二极板电连接的第一电压控制器，与第一极板、第二极板电连接的第一电量检测器，实现了对流通管路内的电容信息的检测，其中，第一电压控制器控制第一极板和第二极板之间的电势差为第一预设电势差ΔU，由第一电量检测器检测第一极板和第二极板之间的电量变化量ΔQ，根据电量变化量和第一预设电势差可以得出第一极板和第二极板此时的电容值，也就是电容信息，而电极板的面积是固定的，电容信息的变化只受到电介质变化的影响，根据电容信息的变化，可以确定电介质的变化情况，然后可以根据预设的对应数字信息和沉积物厚度信息的数据关系表来确定流通管路内的沉积物厚度信息，进一步提高了沉积物厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理。

其中，本领域技术人员应当知晓，还可通过控制电量发生增减，检测电压的变化值，从而同样根据ΔQ和ΔU确定第一极板和第二极板之间的电容值。

在上述任一项技术方案中，优选地，第一极板和第二极板的有效面积不小于流通管路的管径与第一长度乘积，其中第一长度为第一极板或第二极板沿流通管路的流通方向的长度。

在该技术方案中，通过让第一极板和第二极板的有效面积不小于流通管路的管径与第一极板或第二极板沿流通管路的流通方向的长度的乘积，可以使得第一极板和第二极板之间形成的电场线穿过要检测的流通管路的管段，第一极板和第二极板的有效面积全部覆盖要检测的流通管路的管段，提高了沉积物厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理。

在上述任一项技术方案中，优选地，第一极板和第二极板中的一个设于流通管路的底部，第一极板和第二极板中的另一个设于流通管路的顶部，第一极板和第二极板关于流通管路的轴线对称。

在该技术方案中，通过第一极板和第二极板关于流通管路的轴线对称，分别设置在流通管路的底部和顶部，可以检测到流通管路的底部容易堆积沉积物处的沉积物厚度信息，也可以认为是流通管路中最大的沉积物厚度信息，根据这个沉积物厚度信息，有利于用户及时做出相应的清理工作。

在上述任一项技术方案中，优选地，第一极板为金属板或PCB板；第二极板为金属板或PCB板。

在该技术方案中，通过把金属板或PCB板作为第一极板和第二极板，可在金属板或PCB板上根据实际应用环境以及应用需求添加相应的电子元器件，同时在电子元器件之间印制走线，从而在实现电容检测的基础上，增加不同的扩展功能，提高产品适用范围。

在上述任一项技术方案中，优选地，电容检测模块包括：第三极板和第四极板，配合设置于流通管路的同侧，以使第三极板和第四极板之间因边缘效应形成的散射场向流通管路散射；第二电压控制器，与第三极板以及第四极板电连接，电压控制器与微处理器电连接，电压控制器控制第三极板和第四极板的之间的电势差为第二预设电势差；第二电量检测器，与第三极板以及第四极板电连接，电量检测器与微处理器电连接，电量检测器检测第三极板和第四极板的电量变化量，其中，第三极板、第四极板、第二电压控制器和第二电量检测器集成于同一个PCB板上，设于流通管路的底部。

在该技术方案中，通过第三极板和第四极板之间因边缘效应形成的散射场向流通管路散射，散射场可以穿透流通管路中的沉积物，沉积物的厚度信息会影响散射场，进而影响第三极板和第四极板之间的电容信息，其中，第二电压控制器控制第三极板和第四极板之间的电势差为第二预设电势差ΔU，由第二电量检测器检测第三极板和第四极板之间的电量变化量ΔQ，根据电量变化量和第二预设电势差可以得出第三极板和第四极板此时的电容值，也就是电容信息，而电极板的面积是固定的，电容信息的变化只受到电介质变化的影响，根据电容信息的变化，可以确定电介质的变化情况，然后可以根据预设的对应数字信息和沉积物厚度信息的数据关系表来确定流通管路内的沉积物厚度信息，进一步提高了沉积物厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理，第三极板、第四极板、第二电压控制器和第二电量检测器集成于同一个PCB板上，设于流通管路的底部，提高了电容检测模块的安装便利性。

在上述任一项技术方案中，优选地，第三极板和第四极板为长方体。

在上述任一项技术方案中，优选地，第三极板的为圆形或圆环形，第四极板为圆环形，第三极板和第四极板呈同心圆环形式放置于同一个平面内。

在该技术方案中，第三极板和第四极板的形状可以根据实际需要和安装便利性进行选择。

在上述任一项技术方案中，优选地，第三极板和第四极板之间设有屏蔽层，第三极板和屏蔽层之间设有第一绝缘层，第四极板和屏蔽层之间设有第二绝缘层。

在该技术方案中，通过第三极板和第四极板之间设有屏蔽层，第三极板和屏蔽层之间设有第一绝缘层，第四极板和屏蔽层之间设有第二绝缘层，可以增加第三极板和第四极板的边缘效应，提高散射场的强度，可以更精确的检测出流通管路中沉积物的厚度信息的变化，有利于用户及时作出相应的处理。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种热泵系统，包括：本实用新型第一方面技术方案提出的任一项的管路沉积物检测装置；主控模块，连接至微处理器，用于根据流通管路内的沉积物厚度信息控制运行；人机界面，连接至主控模块，以显示沉积物厚度信息；存储器，连接至主控模块，以存储沉积物厚度信息。

在该技术方案中，因包括本实用新型第一方面技术方案提出的任一项的管路沉积物检测装置，因此具有上述提出的本实用新型的任一项的管路沉积物检测装置的技术效果，在此不再赘述，通过连接至微处理器的主控模块，可以根据流通管路内的沉积物厚度信息控制运行，在沉积物厚度较大时，控制减小压缩机的频率，降低电加热器的加热功率，有利于提升热泵系统的安全性能，通过连接至主控模块的人机界面，可以将沉积物厚度信息显示给用户，也可以获取用户的操作指令，根据用户的需求控制热泵系统的运行，通过存储器存储沉积物厚度信息，有利于根据历史沉积物厚度信息，预估沉积平均堆积速度，有利于向用户提示清洗周期的实现，进一步提高了热泵系统的安全性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的管路沉积物检测装置的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的热泵系统的结构示意图，

其中，图1和图2中附图标记与部件之间的对应关系为：

102流通管路，104电容检测模块，106微处理器，108沉积物，110主控模块，112人机界面，114存储器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例的管路沉积物检测装置，包括：电容检测模块104，配合流通管路102设置，以检测流通管路102内的电容信息；微处理器106，与电容检测模块104电连接，用于根据电容信息确定流通管路102内的沉积物108厚度信息。

在该实施例中，通过配合流通管路102设置的电容检测模块104，来检测流通管路102内的电容信息，通过与电容检测模块104电连接的微处理器106，来根据电容信息确定流通管路102内的沉积物108厚度信息，实现了对流通管路102内的沉积物108厚度信息的检测，其中，流通管路102内的沉积物108厚度不同，会导致流通管路102内的电容不同，也即电介质厚度由d0变到d1时，电容检测模块104检测的电容信息是不同的，进而可以由电容信息来确定沉积物108厚度信息，微处理器106在获取流通管路102内的电容信息时，将电容信息转换为数字信息，并与预设的对应数字信息和沉积物108厚度信息的数据关系表来确定流通管路102内的沉积物108厚度信息，有利于用户根据沉积物108厚度信息及时做出相关处理，同时也提高了流通管路102内的沉积物108厚度信息的确定准确性，其中，预设的对应数字信息和沉积物108厚度信息的数据关系表，为根据大量实验数据确定的，也可以通过大量数据进行建模，然后根据构建的模型来实现由电容信息确定沉积物108厚度信息，另外，电容检测模块104不与流通管路102内的液体直接接触，使用寿命较长，安装简单方便，占用空间小。

除此之外，可以在待检测管路上多个安装位置均设置本实用新型的管路沉积物检测装置，将获得到的每一处的电容信息或确定的每一处的沉积物108厚度信息进行加权平均操作，作为整个待检测管路的沉积物108厚度信息，可以进一步提高沉积物108厚度信息确定的准确性。

实施例2

电容检测模块104包括：第一极板和第二极板，配合设置于流通管路102的对侧，第一极板和第二极板贴近于流通管路102的外管壁；第一电压控制器，与第一极板以及第二极板电连接，电压控制器与微处理器106电连接，电压控制器控制第一极板和第二极板的之间的电势差为第一预设电势差；第一电量检测器，与第一极板以及第二极板电连接，电量检测器与微处理器106电连接，电量检测器检测第一极板和第二极板的电量变化量。

在该实施例中，通过在贴近于流通管路102的外管壁处相对配合设置的第一极板和第二极板和与第一极板、第二极板电连接的第一电压控制器，与第一极板、第二极板电连接的第一电量检测器，实现了对流通管路102内的电容信息的检测，其中，第一电压控制器控制第一极板和第二极板之间的电势差为第一预设电势差ΔU，由第一电量检测器检测第一极板和第二极板之间的电量变化量ΔQ，根据电量变化量和第一预设电势差可以得出第一极板和第二极板此时的电容值，也就是电容信息，而电极板的面积是固定的，电容信息的变化只受到电介质变化的影响，根据电容信息的变化，可以确定电介质的变化情况，然后可以根据预设的对应数字信息和沉积物108厚度信息的数据关系表来确定流通管路102内的沉积物108厚度信息，进一步提高了沉积物108厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理。

其中，本领域技术人员应当知晓，还可通过控制电量发生增减，检测电压的变化值，从而同样根据ΔQ和ΔU确定第一极板和第二极板之间的电容值。

在上述任一项实施例中，优选地，第一极板和第二极板的有效面积不小于流通管路102的管径与第一长度乘积，其中第一长度为第一极板或第二极板沿流通管路102的流通方向的长度。

在该实施例中，通过让第一极板和第二极板的有效面积不小于流通管路102的管径与第一极板或第二极板沿流通管路102的流通方向的长度的乘积，可以使得第一极板和第二极板之间形成的电场线穿过要检测的流通管路102的管段，第一极板和第二极板的有效面积全部覆盖要检测的流通管路102的管段，提高了沉积物108厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理。

在上述任一项实施例中，优选地，第一极板和第二极板中的一个设于流通管路102的底部，第一极板和第二极板中的另一个设于流通管路102的顶部，第一极板和第二极板关于流通管路102的轴线对称。

在该实施例中，通过第一极板和第二极板关于流通管路102的轴线对称，分别设置在流通管路102的底部和顶部，可以检测到流通管路102的底部容易堆积沉积物108处的沉积物108厚度信息，也可以认为是流通管路102中最大的沉积物108厚度信息，根据这个沉积物108厚度信息，有利于用户及时做出相应的清理工作。

在上述任一项实施例中，优选地，第一极板为金属板或PCB板；第二极板为金属板或PCB板。

在该实施例中，通过把金属板或PCB板作为第一极板和第二极板，可在金属板或PCB板上根据实际应用环境以及应用需求添加相应的电子元器件，同时在电子元器件之间印制走线，从而在实现电容检测的基础上，增加不同的扩展功能，提高产品适用范围。

实施例3

电容检测模块104包括：第三极板和第四极板，配合设置于流通管路102的同侧，以使第三极板和第四极板之间因边缘效应形成的散射场向流通管路102散射；第二电压控制器，与第三极板以及第四极板电连接，电压控制器与微处理器106电连接，电压控制器控制第三极板和第四极板的之间的电势差为第二预设电势差；第二电量检测器，与第三极板以及第四极板电连接，电量检测器与微处理器106电连接，电量检测器检测第三极板和第四极板的电量变化量，其中，第三极板、第四极板、第二电压控制器和第二电量检测器集成于同一个PCB板上，设于流通管路102的底部。

在该实施例中，通过第三极板和第四极板之间因边缘效应形成的散射场向流通管路102散射，散射场可以穿透流通管路102中的沉积物108，沉积物108的厚度信息会影响散射场，进而影响第三极板和第四极板之间的电容信息，其中，第二电压控制器控制第三极板和第四极板之间的电势差为第二预设电势差ΔU，由第二电量检测器检测第三极板和第四极板之间的电量变化量ΔQ，根据电量变化量和第二预设电势差可以得出第三极板和第四极板此时的电容值，也就是电容信息，而电极板的面积是固定的，电容信息的变化只受到电介质变化的影响，根据电容信息的变化，可以确定电介质的变化情况，然后可以根据预设的对应数字信息和沉积物108厚度信息的数据关系表来确定流通管路102内的沉积物108厚度信息，进一步提高了沉积物108厚度信息确定的准确性，有利于用户及时做出相应的处理，第三极板、第四极板、第二电压控制器和第二电量检测器集成于同一个PCB板上，设于流通管路102的底部，提高了电容检测模块104的安装便利性。

在上述任一项实施例中，优选地，第三极板和第四极板为长方体。

在上述任一项实施例中，优选地，第三极板的为圆形或圆环形，第四极板为圆环形，第三极板和第四极板呈同心圆环形式放置于同一个平面内。

在该实施例中，第三极板和第四极板的形状可以根据实际需要和安装便利性进行选择。

在上述任一项实施例中，优选地，第三极板和第四极板之间设有屏蔽层，第三极板和屏蔽层之间设有第一绝缘层，第四极板和屏蔽层之间设有第二绝缘层。

在该实施例中，通过第三极板和第四极板之间设有屏蔽层，第三极板和屏蔽层之间设有第一绝缘层，第四极板和屏蔽层之间设有第二绝缘层，可以增加第三极板和第四极板的边缘效应，提高散射场的强度，可以更精确的检测出流通管路102中沉积物108的厚度信息的变化，有利于用户及时作出相应的处理。

实施例4

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例的热泵系统，包括：本实用新型上述实施例提出的任一项的管路沉积物检测装置；主控模块110，连接至微处理器106，用于根据流通管路102内的沉积物108厚度信息控制运行；人机界面112，连接至主控模块110，以显示沉积物108厚度信息；存储器114，连接至主控模块110，以存储沉积物108厚度信息。

在该实施例中，因包括本实用新型上述实施例提出的任一项的管路沉积物检测装置，因此具有上述提出的本实用新型的任一项的管路沉积物检测装置的技术效果，在此不再赘述，通过连接至微处理器106的主控模块110，可以根据流通管路102内的沉积物108厚度信息控制运行，在沉积物108厚度较大时，控制减小压缩机的频率，降低电加热器的加热功率，有利于提升热泵系统的安全性能，通过连接至主控模块110的人机界面112，可以将沉积物108厚度信息显示给用户，也可以获取用户的操作指令，根据用户的需求控制热泵系统的运行，通过存储器114存储沉积物108厚度信息，有利于根据历史沉积物108厚度信息，预估沉积平均堆积速度，有利于向用户提示清洗周期的实现，进一步提高了热泵系统的安全性能。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型提出了一种管路沉积物检测装置和热泵系统，通过配合流通管路设置的电容检测模块检测到的电容信息的变化，能够准确的检测出管路中的沉积物厚度，并根据沉积物厚度自动调节相应的运行模式，及时提醒用户进行清理，提高了热泵系统的安全性能。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。