热水器及其检测装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种热水器及其镁棒的检测装置及方法。其中，所述检测装置，用于检测热水器水箱内的镁棒的损耗，包括：激光光源，用于发出激光照射到所述镁棒上；光电检测单元，所述镁棒和所述光电检测单元依次排列在激光的光轴上，所述光电检测单元用于接收激光光源发出的激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号；控制单元，用于根据所述检测信号判断所述镁棒的损耗，输出控制信号。本发明的方案，能够检测镁棒的损耗情况以及时进行更换，从而保障了镁棒对水箱内水的清洁、起到保护内胆的作用。
【专利说明】
热水器及其检测装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种热水器及其检测装置及方法。
【背景技术】
[0002] 当前，空气能热水器、电热水器以及太阳能热水器等各种热水器中，都采取一些措 施防止热水器水箱长期使用被腐蚀。根据阴极保护原理，热水器厂家通常采用在水箱上安 装镁棒来防止水箱腐蚀。例如，授权公告号为CN202328793U的中国实用新型专利公开了一 种空气能热水器专用镁棒，包括镁棒，镁棒的一端设有固定端盖，在固定端盖与镁棒之间设 有垫片。由此，通过镁棒在水箱中与水中的杂质起化学反应，达到提高水质、清除污垢、保护 内胆的作用。
[0003] 然而，所述镁棒具有额定使用寿命，通常为两年，且该寿命不以镁棒的体积大小来 衡量。镁棒作为一个腐蚀替代品，它的寿命决定了腐蚀介质的腐蚀性强弱、保护面积、内胆 质量等因素的取决。在水质差的地区，或者内胆搪瓷损坏、保护面积大等情况下，所述镁棒 往往只能使用半年，甚至更短。即，镁棒为消耗品，定期更换镁棒成为内胆寿命保证的重要 条件。因此，有必要对镁棒的，例如损耗及更换等进行检测。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种热水器及其检测装置和方法，能够对镁棒的损耗情况 进行检测。
[0005] 根据本发明的第一方面，提供一种检测装置，用于检测热水器水箱内的镁棒的损 耗，包括:激光光源，用于发出激光照射到所述镁棒上;光电检测单元，所述镁棒和所述光电 检测单元依次排列在激光的光轴上，所述光电检测单元用于接收激光光源发出的激光照射 在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号；以及控制单元，用于根据所述检测信号判断所 述镁棒的损耗。
[0006] 进一步地，所述的检测装置还包括:报警单元，用于根据所述控制单元的判断结果 输出报警信号。
[0007] 进一步地，所述镁棒包括钢芯，所述激光光源的光斑半径大于所述钢芯的半径。
[0008] 进一步地，当所述控制单元判断所述光电检测单元输出的检测信号大于一阈值 时，判断镁棒发生损耗。
[0009] 进一步地，当所述控制单元判断所述光电检测单元输出的检测信号达到最大值 时，判断所述镁棒损耗完。
[0010]进一步地，设所述镁棒的半径为R，钢芯的半径为r，激光的光斑半径为1.5r，当镁 棒无损耗时，R>1.5r;则
[0011] 当R>1.5r时，激光的光斑完全落在镁棒上，光电检测单元没有接收到光量，无检测 信号输出，则控制单元判断镁棒无损耗；
[0012] 当1.5r彡R>r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元探测到部分光量，输出 第一检测信号，控制单元根据该第一检测信号判断镁棒发生损耗；
[0013] 当R=r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元检测到最大光量，输出第二检 测信号，控制单元根据该第二检测信号判断镁棒损耗完。
[0014] 进一步地，所述检测装置还包括计数单元，当所述光电检测单元检测到所述检测 用光并输出检测信号时，所述计数单元的计数值加1;若所述控制单元判断所述计数单元的 计数值达到预定次数，则判断所述镁棒发生损耗。
[0015] 根据本发明第二方面，提供一种检测方法，用于检测热水器水箱内的镁棒的损耗， 包括:将激光照射到所述镁棒上;接收激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信 号；以及根据所述检测信号判断所述镁棒的损耗。
[0016] 进一步地，所述的检测方法，还包括根据所述判断的结果输出报警信号。
[0017] 进一步地，所述镁棒包括钢芯，所述激光光源的光斑半径大于所述钢芯的半径。
[0018] 进一步地，当判断所述检测信号大于一阈值时，判断镁棒发生损耗。
[0019] 进一步地，当判断所述检测信号达到最大值时，判断所述镁棒损耗完。
[0020] 进一步地，设所述镁棒的半径为R，钢芯的半径为r，激光的光斑半径为1.5r，当镁 棒无损耗时，R>1.5r;则
[0021] 当R>1.5r时，激光的光斑完全落在镁棒上，光电检测单元没有接收到光量，无检测 信号输出，则判断镁棒无损耗；
[0022] 当1.5r多R>r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元探测到部分光量，输出 第一检测信号，则根据该第一检测信号判断镁棒发生损耗；
[0023]当R=r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元检测到最大光量，输出第二检 测信号，则根据该第二检测信号判断镁棒损耗完。
[0024]进一步地，所述的检测方法，还包括:计数步骤，当检测到所述检测用光并输出检 测信号时，计数值加1;若所述计数值达到预定次数，则判断镁棒发生损耗。
[0025]根据本发明第三方面，提供一种热水器，包括：水箱以及上述任一所述的检测装 置。
[0026] 根据本发明的所述检测装置及方法，由于利用所述激光光源以及所述光电检测单 元对镁棒的损耗进行检测，因此，能够检测镁棒的损耗情况以及时进行更换，从而保障了镁 棒对水箱内水的清洁、起到保护内胆的作用。
[0027] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0028] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0029] 图1示出了根据本发明一优选实施方式的检测装置的结构示意图；
[0030]图2示出了根据本发明所述检测装置的检测原理示意图；
[0031 ]图3为根据本发明一优选实施方式的检测方法的流程图；
[0032]图4示出了根据实现本发明所述检测方法的具体实施例。
【具体实施方式】
[0033] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及 相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一 部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034] 以下结合图1说明根据本发明的所述方案。如图1所述，本发明提供一种热水器的 镁棒检测装置，用于检测热水器水箱W内放置的镁棒Μ的损耗情况。所述检测装置包括:激光 光源1、光电检测单元2、以及控制单元3。激光光源1发出激光照射到所述镁棒Μ上，所述镁棒 Μ和所述光电检测单元3依次排列在激光的光轴0上，所述光电检测单元2用于接收激光光源 1发出的激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号。控制单元3根据所述检测信 号判断所述镁棒Μ的损耗。进一步地，该装置还优选包括报警单元4，用于根据所述控制单元 依据其判断结果而输出的控制信号进行报警。
[0035] 根据本发明的上述检测装置及其实现的检测方法，能够检测镁棒的损耗情况，并 能够在检测到镁棒已经损耗完时，及时提醒用户对镁棒进行更换，从而保障了镁棒对水箱 内水的清洁、起到保护内胆的作用。以下对所述装置的各部件逐一进行说明。
[0036] 如图1所示，所述镁棒Μ，例如安装在水箱W底部，并优选安装在水箱W底部的正中间 的位置。所述镁棒Μ的主流产品有符合ΑΖ-31标准和ΑΖ-63标准两种。其中，通常会在镁棒中 间挤压上一根钢芯S，可以起到损耗均匀的作用。
[0037] 所述激光光源1，例如为半导体激光光源，优选安装在水箱W的内壁上，以使其发出 的激光照射到所述镁棒Μ上。所述镁棒Μ和光电检测单元2沿激光前进方向依次排列在激光 光轴0上。从而，激光光源1发出的激光在照射到镁棒Μ上后，由光电检测单元2检测激光在照 射到镁棒Μ上后的检测用光，所述激光光斑的半径大于所述镁棒Μ的钢芯S的半径。光电检测 单元2,优选安装在水箱Μ的内壁上，其用于检测激光光源1发出的激光在照射到所述镁棒Μ 之后的光，并在接收到光后，输出检测信号给控制单元3。为有效接收激光照射到镁棒上后 的检测用光，光电检测单元的有效接收面积也应当大于钢芯S的直径。
[0038] 具体地，结合图2说明本发明的检测原理。光电检测单元2根据检测到的光量的大 小，输出与该光量的大小相应的检测信号，而该光量的大小和/或有无，对应于镁棒Μ的损耗 情况。在一个优选实施例中，设所述镁棒Μ的半径为R(R随着镁棒的消耗而变小），镁棒Μ无损 耗时，R>1.5r，钢芯S的半径为r，激光的光斑半径为1.5r，以及光电检测单元2的光敏面半径 大于等于1.5r。则在所述镁棒Μ从开始使用到损耗完（即损耗到仅剩钢芯S)时，损耗程度与 光电检测单元2根据检测到的光量所输出的检测信号、以及相应的设置的控制单元的控制 信号的对应关系如下表1所示。其中，表1的第一列示出了镁棒损耗过程中半径R的大小与钢 芯S的大小r的对比关系，第二列示出了相应于镁棒损耗过程中半径R的变化光电检测单元2 所检测到的光量情况，以及第三列根据光电检测单元所检测到的镁棒损耗的程度而输出的 控制信号的指示内容。
[0039]另外，对于1.5r^：R>r的情况，考虑到R>r，即镁棒仍有剩余，并未损耗完毕，一方 面，为了避免一出现损耗就发出更换镁棒的提醒而造成的浪费，另一方面，为了给用户留出 必要的更换时间（例如，购买新的镁棒所需要的时间等），可以设置一阈值，使得当光电检测 单元2接收到的光量达到一定程度(表明镁棒损耗达到较大程度，例如为1.3r>R>l. lr时） 并输出相应的检测信号大于该阈值时，控制单元3输出控制信号，提醒用户更换镁棒。并且 进一步地，如果用户未及时更换所述镁棒，则当R = r时，即镁棒消耗完毕，则输出与检测到 的最大光量对应的检测信号，控制单元3在接收到该检测信号后，输出控制信号，提醒设备 故障，可以停止热水器的运行。
[0040] 表 1
[0041]
[0042] 需要指出的是，以上表1所给出的【具体实施方式】，仅为示例性的，本发明并不限于 此。具体来说，对于包括钢芯的镁棒来说，只要激光光源1发出的激光光斑半径大于所述钢 芯的半径r，从而保障在镁棒损耗完毕，只剩下所述钢芯时，光电检测单元能够检测到相应 的光量，以输出检测信号即可。具体地，如果所述光斑的半径进一步大于镁棒未损耗时的半 径R，此时激光光源1发出的激光光斑在照射到镁棒后被光电检测单元2接收到光量为最小， 随着镁棒的损耗，光电检测单元2所接收到的光量将逐渐增多，直到达到仅剩下所述钢芯S 时的最大光量。
[0043] 所述控制单元3,例如可以是线控器，其根据所述光电检测单元2输出的检测信号， 输出控制信号，优选控制报警单元4。报警单元4,例如设置在线控器或热水器的面板上等位 置，如上文所述，发出声音、光或具体的文字等提醒信息，提醒用户更换镁棒，或者进一步停 止热水器的运行。
[0044] 进一步地，为排除干扰，使得检测结果更加可靠，所述控制单元3还包括计数单元 (未示出），当所述光电检测单元2检测到所述检测用光并输出检测信号时，所述计数单元的 计数值加1;若所述控制单元判断所述计数单元的计数值达到预定次数，则输出所述控制信 号。所述计数单元也可不包括在所述控制单元中，而作为另一独立部件存在。
[0045] 以下结合图3、4描述根据本发明的一优选实施例的检测方法。图3示出了根据本发 明的检测方法的流程图；图4示出了根据实现本发明所述检测方法的具体实施例。
[0046] 如图3所示，本发明所述用于检测热水器水箱W内放置的镁棒Μ的损耗情况所述热 水器的镁棒检测方法，包括照射激光的步骤S1、接收检测光量的步骤S2、判断损耗的步骤S3 以及输出报警的步骤S4。具体地，照射激光的步骤S1中，利用激光照射所述镁棒Μ;接收检测 光量的步骤S2中，接收激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号；以及判断损耗 的步骤S3中，根据所述检测信号判断所述镁棒Μ的损耗，并根据镁棒的损耗情况，输出控制 信号。优选地，还包括输出报警的步骤，在输出报警的步骤S4中，根据控制信号报警。
[0047] 优选地，为排除干扰，使得检测结果更加可靠，可以设置所述计数单元，在满足预 定次数的检测均表明镁棒有一定程度的损耗时，控制单元3才输出控制信号，使得报警单元 4报警。
[0048] 以下描述根据本发明所述检测方法的一具体实施例，其中激光光源1的光斑大小、 镁棒半径以及光检测单元2的半径等参数参照表1列出的示例。如图4所示，首先，热水器启 动，所述检测装置开始工作。初始化检测次数i = 〇,并可以设置检测装置的检测周期为7天。 对于空气能热水器而言，可以选择其工作频率低的凌晨4-5点为检测时间段，记录该一个时 段内光电检测单元检测的光信号;如果该小时内没有检测到光信号，记录i=〇,判断为镁棒 损耗不严重，不需要更换。
[0049] 如果该小时内接收到光信号，记录i = i+l，初步判断镁棒损耗严重，不排除干扰的 可能性。如果下个工作周期T检测到光信号，记录i = i + l，当i多3,则判断镁棒损耗严重。控 制单元发出控制信号，使得报警单元2报警，提示用户对镁棒进行更换。若该周期没有检测 到光信号，为了防止误判，则光电检测单元检测光源信号次数i清零，重新开始检测。进一步 地，如果系统检测不到激光，表明用户已跟换完成，光电检测单元检测光源信号次数i清零， 重新开始新的检测。
[0050] 另外，考虑到激光射线在水中存在散射现象，为提高检测精度，可以利用实验得出 的补偿值补足所差数据量。
[0051] 此外，本发明还提供一种热水器，包括水箱及上述检测装置。
[0052] 以上对本发明的所述检测装置及方法进行了说明。由于利用所述激光光源以及所 述光电检测单元对镁棒的损耗进行检测，因此，能够检测镁棒的损耗情况以及时进行更换， 从而保障了镁棒对水箱内水的清洁、起到保护内胆的作用。
[0053] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0054]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发 明技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种检测装置，用于检测热水器水箱内的镁棒的损耗，包括： 激光光源，用于发出激光照射到所述镁棒上； 光电检测单元，所述镁棒和所述光电检测单元依次排列在激光的光轴上，所述光电检 测单元用于接收激光光源发出的激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号；以 及 控制单元，用于根据所述检测信号判断所述镁棒的损耗。2. 如权利要求1所述的检测装置，还包括： 报警单元，用于根据所述控制单元的判断结果输出报警信号。3. 如权利要求1或2所述的检测装置，其中， 所述镁棒包括钢芯，所述激光光源的光斑半径大于所述钢芯的半径。4. 如权利要求1-3任一项所述的检测装置，其中， 当所述控制单元判断所述光电检测单元输出的检测信号大于一阈值时，判断镁棒发生 损耗。5. 如权利要求1-4任一项所述的检测装置，其中， 当所述控制单元判断所述光电检测单元输出的检测信号达到最大值时，判断所述镁棒 损耗完。6. 如权利要求3所述的检测装置，其中， 设所述镁棒的半径为R，钢芯的半径为r，激光的光斑半径为1.5r，当镁棒无损耗时，R> 1.5r;则 当R>1.5r时，激光的光斑完全落在镁棒上，光电检测单元没有接收到光量，无检测信号 输出，则控制单元判断镁棒无损耗； 当1.5r多R > r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元探测到部分光量，输出第一 检测信号，控制单元根据该第一检测信号判断镁棒发生损耗； 当R = r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元检测到最大光量，输出第二检测信 号，控制单元根据该第二检测信号判断镁棒损耗完。7. 如权利要求1-5任一项所述的检测装置，还包括： 计数单元，当所述光电检测单元检测到所述检测用光并输出检测信号时，所述计数单 元的计数值加1;若所述控制单元判断所述计数单元的计数值达到预定次数，则判断所述镁 棒发生损耗或损耗完。8. -种检测方法，用于检测热水器水箱内的镁棒的损耗，包括： 将激光照射到所述镁棒上； 接收激光照射在镁棒上之后的检测用光，并输出检测信号；以及 根据所述检测信号判断所述镁棒的损耗。9. 如权利要求8所述的检测方法，还包括 根据所述判断的结果输出报警信号。10. 如权利要求8或9所述的检测方法，其中， 所述镁棒包括钢芯，所述激光光源的光斑半径大于所述钢芯的半径。11. 如权利要求8-10任一项所述的检测方法，其中， 当判断所述检测信号大于一阈值时，判断镁棒发生损耗。12. 如权利要求8-11任一项所述的检测方法，其中， 当判断所述检测信号达到最大值时，判断所述镁棒损耗完。13. 如权利要求10所述的检测方法，其中， 设所述镁棒的半径为R，钢芯的半径为r，激光的光斑半径为1.5r，当镁棒无损耗时，R> 1.5r;则 当R>1.5r时，激光的光斑完全落在镁棒上，光电检测单元没有接收到光量，无检测信号 输出，则判断镁棒无损耗； 当1.5r多R > r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元探测到部分光量，输出第一 检测信号，则根据该第一检测信号判断镁棒发生损耗； 当R = r时，激光光斑部分落在镁棒上，光电检测单元检测到最大光量，输出第二检测信 号，则根据该第二检测信号判断镁棒损耗完。14. 如权利要求8-12任一项所述的检测方法，还包括： 计数步骤，当检测到所述检测用光并输出检测信号时，计数值加1;若所述计数值达到 预定次数，则判断镁棒发生损耗或损耗完。15. -种热水器，包括:水箱以及权利要求1-7任一项所述的检测装置。
【文档编号】G01D21/00GK106092181SQ201610393519
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610393519.X, CN 106092181 A, CN 106092181A, CN 201610393519, CN-A-106092181, CN106092181 A, CN106092181A, CN201610393519, CN201610393519.X
【发明人】陈彪
【申请人】珠海格力电器股份有限公司