專利名稱：一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱水器，特別涉及一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器。
背景技術(shù)：
對(duì)于電熱水器而言，陽極棒的消耗程度、消耗快慢一直是影響熱水器使用壽命、以及用戶使用安全的重要隱患。鎂棒是陽極棒的一種，鎂棒在熱水器中是作為犧牲陽極使用的。因?yàn)殒V的金屬活性比鐵高，在鎂棒與普通鋼板同時(shí)暴露的情況下，鎂棒首先代替鋼板腐蝕掉，從而達(dá)到保護(hù)內(nèi)膽的目的。如何有效解決陽極棒消耗帶來的問題，成為電熱水器發(fā)展的直觀重要的問題。當(dāng)鎂棒消耗殆盡，熱水器的結(jié)垢就變得尤為嚴(yán)重，而一旦結(jié)垢，對(duì)熱水器造成的損壞和帶來的安全隱患是非常嚴(yán)重的。垢硬如結(jié)石，而傳遞熱量的能力卻很差，僅及鐵質(zhì)或玻璃的都不到，這些垢會(huì)不斷增多，在熱水器的使用中會(huì)產(chǎn)生諸多不良后果a使水的吸熱量不足，水的溫度難以升高，浪費(fèi)30%左右的電費(fèi)。按每月燒水需30 元計(jì)算，約10元被浪費(fèi).b由于探頭被水垢包裹，難以檢測(cè)到水溫和水位的信號(hào)，易造成誤操作。c輔助加熱的電熱管加熱效率降低。由于電熱管被水垢包裹，熱量散發(fā)不出去，造成內(nèi)熱過高，常燒斷電熱絲或燒裂電熱管套，容易發(fā)生危險(xiǎn)，不得不經(jīng)常更換。陽極棒還會(huì)使水中的某些腐蝕成份如H+、0H-、Cl-、Mg2+、S2-等在垢下金屬面富集并產(chǎn)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)。腐蝕的結(jié)果是局部金屬被損傷減薄，腐蝕可以達(dá)到穿透設(shè)備鋼板，使設(shè)備泄漏、破損甚至失效的程度。從而使設(shè)備維修費(fèi)用增加。腐蝕嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使設(shè)備提前報(bào)廢。d管道內(nèi)徑變細(xì)。由于管道內(nèi)結(jié)的水垢阻擋，使水流不暢。種種上述故障，會(huì)使熱水器的使用性能大打折扣，給用戶造成極大的不便和麻煩。e水垢對(duì)人體健康的危害。牙垢，牙周炎經(jīng)常是由水垢引起。可致人死命的至今仍無疫苗可預(yù)防的軍團(tuán)病菌，就藏匿在水垢中，世界上每年約15萬人死于這種病菌，陽極棒對(duì)于用戶人體的傷害也是十分嚴(yán)重。而目前，現(xiàn)有的電熱水器無法有效、準(zhǔn)確的檢測(cè)到熱水器的陽極棒消耗程度并及時(shí)的提醒用戶，造成電熱水器使用壽命的減短，熱水器的使用安全性大幅下降。也無法根據(jù)不同地區(qū)水質(zhì)的差異情況，來判斷熱水器陽極棒消耗的不同時(shí)間、以及需要更換陽極棒的時(shí)間期限。由于水質(zhì)得不到監(jiān)測(cè)，用水環(huán)境好壞無法及時(shí)準(zhǔn)確判斷，造成水質(zhì)變差后陽極棒消耗程度變化對(duì)用戶造成的影響，因陽極棒消耗，熱水器結(jié)垢嚴(yán)重而污染的水質(zhì)對(duì)洗澡、洗菜做飯都帶來影響。因?yàn)闆]有檢測(cè)熱水器水質(zhì)的方法，現(xiàn)有的電熱水器無法根據(jù)水質(zhì)的情況檢測(cè)電熱水器的陽極棒消耗程度。水的導(dǎo)電性能是水質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，如國(guó)標(biāo)規(guī)定自來水在 15°C時(shí)電阻率應(yīng)大于1300 Ω · cm，一般的純水在25°C時(shí)電阻率可以達(dá)到18. 3ΜΩ · cm。一般的城市自來水中含有Ca2+、Mg2+等電離子，如果水質(zhì)較差，所含的離子數(shù)較多，離子會(huì)直接影響陽極棒的消耗時(shí)間，各地自來水的礦物質(zhì)含量差別很大，一般為 100-450ppm。因此可以用測(cè)試水的導(dǎo)電性能的方式來確定水質(zhì)以及陽極棒消耗程度、消耗期限的檢測(cè)。從目前水質(zhì)檢測(cè)的現(xiàn)狀來看，對(duì)于熱水器中水質(zhì)的檢測(cè)方法，如何做到實(shí)時(shí)有效的檢測(cè)熱水器的水質(zhì)來體現(xiàn)熱水器內(nèi)部的陽極棒消耗程度及消耗期限還是一個(gè)有待解決的問題。目前的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，并沒有涉及對(duì)熱水器水的檢測(cè)，并通過水質(zhì)檢測(cè)來監(jiān)測(cè)熱水器內(nèi)部陽極棒的消耗狀況并將及時(shí)提醒客戶，使客戶對(duì)陽極棒的消耗程度、更換期限做到一目了然。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器。通過對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)，判斷水質(zhì)狀況，并分析出不同水質(zhì)狀況下熱水器內(nèi)部陽極棒的消耗時(shí)間期限、陽極棒消耗程度等信息并提醒用戶，為陽極棒的更換給用戶做出提醒，為用戶提供全面的檢測(cè)，便于用戶掌握熱水器的使用情況。本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案為一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器，包括外殼、內(nèi)膽、與所述內(nèi)膽連通的進(jìn)水口和出水口、設(shè)于所述內(nèi)膽中的陽極棒、加熱裝置、溫度傳感器、以及控制器，所述控制器包括信號(hào)預(yù)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、以及報(bào)警指示器，所述內(nèi)膽中設(shè)有水質(zhì)傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器，所述溫度補(bǔ)償傳感器設(shè)于所述水質(zhì)傳感器的周圍；所述水質(zhì)傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器將水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)輸入至所述信號(hào)預(yù)處理電路進(jìn)行處理，所述信號(hào)預(yù)處理電路將處理后的信號(hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸入至所述單片機(jī)；所述單片機(jī)包括溫度補(bǔ)償模塊、計(jì)時(shí)模塊，所述溫度補(bǔ)償模塊根據(jù)輸入的溫度補(bǔ)償信號(hào)值對(duì)水質(zhì)信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，所述計(jì)時(shí)模塊根據(jù)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值來啟動(dòng)對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期，所述計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作，提醒用戶熱水器的陽極棒消耗情況。本發(fā)明還采用如下附屬技術(shù)方案補(bǔ)償預(yù)算后的信號(hào)值與計(jì)時(shí)周期一一對(duì)應(yīng)，不同大小的信號(hào)值對(duì)應(yīng)不同時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期；所述水質(zhì)傳感器設(shè)于所述陽極棒的周圍；所述單片機(jī)按周期讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值進(jìn)行累積疊加，所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，以此來顯示熱水器的陽極棒累積情況；所述單片機(jī)在每個(gè)周期中，多次讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊取平均值，所述累積運(yùn)算模塊對(duì)每個(gè)周期的平均值進(jìn)行累積疊加， 所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，依次來顯示熱水器的陽極棒累積情況；所述累積運(yùn)算模塊設(shè)有基準(zhǔn)值，當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器，使所述報(bào)警指示器的柱狀圖或餅狀圖由紅色顯示，和/或發(fā)出聲光報(bào)警；當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)清零，進(jìn)行下一輪的累積疊加運(yùn)算；
所述單片機(jī)還包括比較模塊，所述比較模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較比較后的值大于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為J ；或比較后的值大于等于b而小于等于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為K;或比較后的值小于b，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為L(zhǎng)，所述J > K > L，所述第一計(jì)時(shí)周期、或第二計(jì)時(shí)周期、或第三計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作，提醒用戶熱水器的陽極棒情況；所述信號(hào)預(yù)處理電路包括水質(zhì)檢測(cè)電路，溫度補(bǔ)償電路，所述水質(zhì)檢測(cè)電路通過水質(zhì)傳感器檢測(cè)水的電阻信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述溫度補(bǔ)償電路通過所述溫度傳感器檢測(cè)水的溫度信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路；所述水質(zhì)檢測(cè)電路還包括第一電阻，所述第一電阻的一端接地，所述水質(zhì)傳感器的一端與Vcc連接，所述第一電阻的另一端和所述水質(zhì)傳感器的另一端一同接入所述單片機(jī)的1號(hào)輸入端口 ；所述溫度補(bǔ)償電路還包括第二電阻和第一電容，所述第二電阻和所述第一電容并聯(lián)，且并聯(lián)后的一端與Vcc相連、另一端與所述溫度傳感器的一端共同接入所述單片機(jī)的2號(hào)輸入端口，所述溫度傳感器的另一端接地；所述單片機(jī)還包括flash存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)所述單片機(jī)中的信號(hào)；比較后的信號(hào)，其電壓為單片機(jī)供電電壓的20%以下，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為J ；或比較后的信號(hào)，其電壓在單片機(jī)供電電壓的 20%至40%之間，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為K;或比較后的信號(hào)，其電壓在單片機(jī)供電電壓的40%以上，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為L(zhǎng)，所述J > K > L0采用本發(fā)明帶來的有益效果為(1)本發(fā)明通過對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)，來判斷熱水器所用水質(zhì)的好壞，并根據(jù)判斷結(jié)果來分析不同水質(zhì)下陽極棒的消耗時(shí)間周期，以及該周期后陽極棒的消耗程度，并及時(shí)提醒用戶。使用戶實(shí)時(shí)的了解和掌握熱水器目前的使用情況，陽極棒消耗程度，是否需要更換陽極棒。不僅大大提高了熱水器的使用壽命，而且對(duì)用戶的使用安全性上也做出改進(jìn)。用戶能夠及時(shí)的更換陽極棒，有效避免了因陽極棒消耗殆盡后， 熱水器結(jié)垢、水質(zhì)受到污染，而造成用水的安全性隱患。( 通過檢測(cè)水的導(dǎo)電性能，從而測(cè)算單位體積自來水中Ca2+、Mg2+等電離子數(shù)量和水質(zhì)狀態(tài)，根據(jù)水質(zhì)狀況來反映該水質(zhì)條件下熱水器使用多長(zhǎng)時(shí)間后，其內(nèi)部陽極棒消耗會(huì)達(dá)到何種程度，使用戶實(shí)施掌握了解陽極棒目前的消耗狀態(tài)，并及時(shí)更黃，延長(zhǎng)電熱水器的使用壽命。( 本發(fā)明通過檢測(cè)水的導(dǎo)電性能以及溫度并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過溫度補(bǔ)償運(yùn)算對(duì)水的電阻值進(jìn)行校正，并根據(jù)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后的值的大小來啟動(dòng)對(duì)應(yīng)不同時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期，當(dāng)計(jì)時(shí)周期完成后，啟動(dòng)報(bào)警指示器，為用戶提供熱水器陽極棒的消耗情況。(4)在本發(fā)明提供的進(jìn)一步改進(jìn)方案中，由累積疊加模塊按周期對(duì)水質(zhì)信號(hào)進(jìn)行累積疊加運(yùn)算，并通過報(bào)警指示器中的餅狀圖或柱狀圖顯示累積疊加量的變化過程，不僅能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)的檢測(cè)熱水器的陽極棒消耗程度，也為用戶提供了實(shí)時(shí)的陽極棒消耗程度監(jiān)測(cè)顯示，使用戶實(shí)時(shí)的了解熱水器當(dāng)下的陽極棒消耗情況以及陽極棒消耗的程度。累積疊加的處理方法可以有效的避免熱水器用水環(huán)境變化造成水質(zhì)變化帶來的檢測(cè)不準(zhǔn)確的誤差問題。(5)在本發(fā)明提供的更為進(jìn)一步的解決方案中，為更為準(zhǔn)確的檢測(cè)和避免用水環(huán)境變化帶來的檢測(cè)誤差，單片機(jī)在每個(gè)周期中多次讀取水質(zhì)信號(hào)，并取平均值，然后以每個(gè)周期的平均值進(jìn)行累積疊加，周期可以為1個(gè)月，在1個(gè)月的周期內(nèi)可以分4次來讀取水質(zhì)信號(hào)，這樣使得動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)更為準(zhǔn)確，避免水質(zhì)環(huán)境變化帶來的檢測(cè)誤差，使陽極棒消耗監(jiān)測(cè)更為準(zhǔn)確。(6)本發(fā)明提供的另一種方案中，單片機(jī)中設(shè)有比較模塊。檢測(cè)水的導(dǎo)電性能以及溫度并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過溫度補(bǔ)償運(yùn)算對(duì)水的電阻值進(jìn)行校正，并將溫度補(bǔ)償運(yùn)算后的值與單片機(jī)設(shè)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的不同結(jié)果來啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)完成后，啟動(dòng)報(bào)警指示器工作提醒用戶目前熱水器的陽極棒消耗程度。由于水質(zhì)導(dǎo)電性能的好壞直接反應(yīng)了水質(zhì)的好壞，即水中鈣鎂離子的多少，這也直接反應(yīng)了陽極棒的消耗程度、消耗速度的快慢。通過檢測(cè)分辨水質(zhì)的好壞，來啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)電路。能夠更準(zhǔn)確的為用戶提供熱水器的陽極棒消耗程度，為客戶提供是否需要更換的信息。(7)溫度補(bǔ)償模塊為水質(zhì)傳感器的檢測(cè)提供水溫溫差校隊(duì)，避免水質(zhì)傳感器因水溫變化造成檢測(cè)失準(zhǔn)的情況出現(xiàn)，使檢測(cè)更為準(zhǔn)確。(8)由于對(duì)熱水器的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和顯示水質(zhì)情況，為用戶掌握陽極棒的消耗程度提供保證，使熱水器的使用環(huán)境得到保證，更有利于用戶的使用，洗澡、洗菜做飯等。也提高了用戶使用的安全性。


圖1為本發(fā)明熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明熱水器的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述如圖1、圖2所示，為本發(fā)明提供的一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器， 包括外殼1、內(nèi)膽、與所述內(nèi)膽連通的進(jìn)水口 2和出水口 3、設(shè)于所述內(nèi)膽中的陽極棒4、加熱裝置、溫度傳感器、以及控制器，所述控制器包括信號(hào)預(yù)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī) IC、以及報(bào)警指示器，所述內(nèi)膽中設(shè)有水質(zhì)傳感器R和溫度補(bǔ)償傳感器RT，所述溫度補(bǔ)償傳感器RT設(shè)于所述水質(zhì)傳感器R的周圍；所述水質(zhì)傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器將水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)輸入至所述信號(hào)預(yù)處理電路進(jìn)行處理，所述信號(hào)預(yù)處理電路將處理后的信號(hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸入至所述單片機(jī)IC ；所述單片機(jī)IC 包括溫度補(bǔ)償模塊、計(jì)時(shí)模塊，所述溫度補(bǔ)償模塊根據(jù)輸入的溫度補(bǔ)償信號(hào)值對(duì)水質(zhì)信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，所述計(jì)時(shí)模塊根據(jù)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值來啟動(dòng)對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期，所述計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作， 提醒用戶熱水器的陽極棒情況。這里所述的溫度補(bǔ)償運(yùn)算，是為了避免水質(zhì)傳感器受溫度影響而對(duì)水的電阻檢測(cè)失去準(zhǔn)確性。確切的講，溫度補(bǔ)償是彌補(bǔ)水溫過高或過低對(duì)水的電阻值檢測(cè)帶來的影響。 一般水的電阻值檢測(cè)在25度的水溫下進(jìn)行。溫度補(bǔ)償?shù)淖饔檬钱?dāng)實(shí)際水溫高于25度或低于25度時(shí)，對(duì)電阻值進(jìn)行校正。比如，當(dāng)水溫為60度時(shí)，水質(zhì)傳感器檢測(cè)到的電阻值的信號(hào)為2K，那么溫度補(bǔ)償運(yùn)算則會(huì)將高出25度的水溫即35度對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值5% *2K從實(shí)際的I數(shù)值中減去，S卩Ι-2Κ*5%= 1.9Κ。同樣的道理，如果溫度低于25度，則溫度補(bǔ)償運(yùn)算會(huì)在實(shí)際電阻值的基礎(chǔ)上加上一定的補(bǔ)償值。在本方案中，補(bǔ)償預(yù)算后的信號(hào)值與計(jì)時(shí)周期一一對(duì)應(yīng)，不同大小的信號(hào)值對(duì)應(yīng)不同時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期。形成一個(gè)列表形式，不同大小的信號(hào)值各自對(duì)應(yīng)不同時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期，如信號(hào)值的電壓為lv，對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)周期為3年，為2v對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)周期為2年，為3v對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)周期為1年。為了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以將數(shù)值和計(jì)時(shí)周期做的更細(xì)化。在本發(fā)明提供的進(jìn)一步優(yōu)選方案中所述單片機(jī)IC還包括累積運(yùn)算模塊，所述單片機(jī)按周期讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值進(jìn)行累積疊加，所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，以此來顯示熱水器的陽極棒的累積消耗情況。在本方案中，由累積疊加模塊按周期對(duì)水質(zhì)信號(hào)進(jìn)行累積疊加運(yùn)算，并通過報(bào)警指示器中的餅狀圖或柱狀圖顯示累積疊加量的變化過程。比如單片機(jī)以1 個(gè)月為一個(gè)周期，每個(gè)月末讀取一次信號(hào)值，并累計(jì)疊加，在報(bào)警指示器上通過柱狀圖或餅狀圖的逐漸增加來體現(xiàn)累計(jì)疊加值的變化，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)月的信號(hào)值電壓為lv，第二個(gè)月和第三個(gè)月的信號(hào)值均為lv，累計(jì)疊加后的值為3v，則在柱狀圖或餅狀圖上以方格的形式逐漸增加，以此來反映內(nèi)膽中水質(zhì)的情況以及在該水質(zhì)下陽極棒的消耗情況，柱狀圖增長(zhǎng)的快面表面水質(zhì)的惡化程度和陽極棒的消耗速度，柱狀圖的增加量的多少表明熱水器陽極棒消耗程度的輕重。該方案的最大優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)的檢測(cè)熱水器的陽極棒消耗程度，為用戶提供了實(shí)時(shí)的陽極棒消耗程度監(jiān)測(cè)顯示，使用戶實(shí)時(shí)的了解熱水器當(dāng)下的陽極棒情況以及陽極棒的消耗程度提供了解決方案。累積疊加的處理方法可以有效的避免熱水器用水環(huán)境變化造成水質(zhì)變化帶來的檢測(cè)不準(zhǔn)確的誤差問題。如在使用的過程中水變化，或熱水器改變了安裝使用的環(huán)境，在接下來的這個(gè)月的檢測(cè)中就會(huì)實(shí)時(shí)的體現(xiàn)出來，并通過柱狀圖或餅狀圖來體現(xiàn)。在本發(fā)明提供的更為進(jìn)一步的優(yōu)選方案中所述單片機(jī)IC在每個(gè)周期中，多次讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊取平均值，所述累積運(yùn)算模塊對(duì)每個(gè)周期的平均值進(jìn)行累積疊加，所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，以此來顯示熱水器的陽極棒的累積消耗情況。所述累積運(yùn)算模塊設(shè)有基準(zhǔn)值，當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器，使所述報(bào)警指示器的柱狀圖或餅狀圖由紅色顯示，和/或發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)IC清零，進(jìn)行下一輪的累積疊加運(yùn)算。單片機(jī)在每個(gè)周期中多次讀取水質(zhì)信號(hào)，并取平均值，然后以每個(gè)周期的平均值進(jìn)行累積疊加。周期可以為1個(gè)月，在1個(gè)月的周期內(nèi)可以分4次來讀取水質(zhì)信號(hào)，到月末時(shí)取4次水質(zhì)信號(hào)的平均值，每月的平均值進(jìn)行累積疊加。這樣使得動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)更為準(zhǔn)確， 避免水質(zhì)環(huán)境變化帶來的檢測(cè)誤差，使陽極棒的消耗監(jiān)測(cè)更為準(zhǔn)確。可以根據(jù)各地的情況， 來調(diào)整周期時(shí)間，1個(gè)月或1個(gè)季度或半年為一個(gè)周期。周期越短，對(duì)水質(zhì)變化造成的誤差就越小，水質(zhì)檢測(cè)以及陽極棒消耗的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性就更高。本發(fā)明還提供另一種方案，所述單片機(jī)IC還包括比較模塊，所述比較模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較比較后的值大于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為J ；或比較后的值大于等于b而小于等于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為K;或比較后的值小于b，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為L(zhǎng)，所述J > K > L，所述第一計(jì)時(shí)周期、 或第二計(jì)時(shí)周期、或第三計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作，提醒用戶熱水器的陽極棒消耗情況。其中所述的基準(zhǔn)值是根據(jù)水質(zhì)傳感器中第一檢測(cè)電極和第二檢測(cè)電極的面積以及相對(duì)距離不變，第一電阻Rl的阻值不變的情況下，通過多次試驗(yàn)、測(cè)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)。該基準(zhǔn)值反映了一個(gè)熱水器中陽極棒消耗是否嚴(yán)重的一個(gè)衡量基準(zhǔn)，當(dāng)經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后的值與該基準(zhǔn)值比較后，其結(jié)果的不同則相應(yīng)的反應(yīng)了實(shí)際的水質(zhì)好壞和熱水器陽極棒的消耗程度。不同的結(jié)果對(duì)應(yīng)著不同的計(jì)時(shí)電路，啟動(dòng)計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)完成后，啟動(dòng)報(bào)警指示器提醒用戶目前的水質(zhì)情況，以及在該水質(zhì)情況下熱水器目前的陽極棒消耗程度。在本實(shí)施例中，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后的值與所述基準(zhǔn)值比較的結(jié)果，如果其電壓在IV以下，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間在2年到3年之間；或其電壓如果在IV至2V之間，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間在1年到 2年之間；或其電壓如果在2V以上，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間在1年以內(nèi)。如圖2所示，所述信號(hào)預(yù)處理電路包括水質(zhì)檢測(cè)電路，溫度補(bǔ)償電路，所述水質(zhì)檢測(cè)電路通過水質(zhì)傳感器R檢測(cè)水的電阻信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路， 所述溫度補(bǔ)償電路通過所述溫度傳感器RT檢測(cè)水的溫度信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。所述檢測(cè)電路還包括第一電阻Rl，所述第一電阻Rl的一端接地，所述水質(zhì)傳感器 R的一端與Vcc連接，所述第一電阻Rl的另一端和所述水質(zhì)傳感器R的另一端一同接入所述單片機(jī)IC的1號(hào)輸入端口。所述溫度補(bǔ)償電路還包括第二電阻R2和第一電容Cl，所述第二電阻R2和所述第一電容Cl并聯(lián)，且并聯(lián)后的一端與Vcc相連、另一端與所述溫度傳感器RT的一端共同接入所述單片機(jī)IC的2號(hào)輸入端口，所述溫度傳感器RT的另一端接地。 所述提醒電路包括LED顯示器，所述LED顯示器與所述單片機(jī)IC的3號(hào)、4號(hào)和5號(hào)輸出端口相連。當(dāng)水質(zhì)好時(shí)，水質(zhì)傳感器R的阻值較大，Vcc通過水質(zhì)傳感器R和第一電阻Rl的分壓，在單片機(jī)ICl號(hào)輸入端口的電壓較低；當(dāng)水質(zhì)壞時(shí)，水質(zhì)傳感器R的阻值較小，Vcc通過水質(zhì)傳感器R和第一電阻Rl的分壓，在單片機(jī)IC的1號(hào)輸入端口的電壓較高。即較好的水質(zhì)對(duì)應(yīng)較低的電壓，較差的水質(zhì)對(duì)應(yīng)較高的電壓。當(dāng)水溫較高時(shí)，溫度傳感器RT的阻值較小，Vcc通過第二電阻R2和溫度傳感器RT的分壓，在單片機(jī)IC的2號(hào)輸入端口的電壓較小；當(dāng)水溫較低時(shí)，溫度傳感器RT的阻值較大，Vcc通過第二電阻R2和溫度傳感器RT 的分壓，在單片機(jī)IC的2號(hào)端入端口的電壓較大。第一電容Cl作濾波用。較高的溫度對(duì)應(yīng)較低的電壓。單片機(jī)IC中的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)1號(hào)輸入端口和2號(hào)輸入端口輸入的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后由溫度補(bǔ)償模塊進(jìn)行溫度補(bǔ)償運(yùn)算，溫度補(bǔ)償運(yùn)算后的值與設(shè)定的基準(zhǔn)值由比較模塊進(jìn)行比較，根據(jù)不同的比較結(jié)果啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)完成后啟動(dòng)提醒電路中對(duì)應(yīng)的led管點(diǎn)亮，提醒用戶目前熱水器的陽極棒消耗程度。當(dāng)水質(zhì)較差時(shí)，在較短的時(shí)間內(nèi)比如2年，計(jì)時(shí)滿2年后使單片機(jī)輸出口 3的電平由低變高，熄滅(或點(diǎn)亮)第一個(gè)LED管；在第一個(gè)LED管熄滅(或點(diǎn)亮)后，單片機(jī)清零， 進(jìn)行重新比較判斷，如果比較判斷的結(jié)果水質(zhì)仍較差，則在較短的時(shí)間內(nèi)比如1年熄滅(或點(diǎn)亮)第二個(gè)LED管；在第二個(gè)LED管熄滅(或點(diǎn)亮)后，單片機(jī)再次清零，進(jìn)行重新比較判斷，如果水質(zhì)還較差，則在較短的時(shí)間內(nèi)比如1年之內(nèi)熄滅(或點(diǎn)亮)第三個(gè)LED管。當(dāng)三個(gè)LED管全部熄滅(或點(diǎn)亮)，說明熱水器內(nèi)膽的陽極棒消耗程度十分嚴(yán)重，面臨陽極棒將消耗完的風(fēng)向，警示用戶需要更換陽極棒，并需要清洗熱水器。當(dāng)水質(zhì)較好，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)比如3年，計(jì)時(shí)滿3年后使單片機(jī)輸出口 3的電平由低變高，熄滅(或點(diǎn)亮)第一個(gè) LED管；如果水質(zhì)還是比較好，則使單片機(jī)輸出口 4的電平由低到高，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)比如 2年，計(jì)時(shí)滿2年后熄滅(或點(diǎn)亮)第二個(gè)LED管，依次類推，直至熄滅(或點(diǎn)亮)第三個(gè) LED管，相比水質(zhì)較差的用水環(huán)境，陽極棒消耗的期限、程度都相對(duì)較長(zhǎng)，減少人力和財(cái)力的浪費(fèi)。使用戶更清楚的了解目前熱水器陽極棒的消耗使用情況，以及是否需要更換陽極棒。在上述優(yōu)選方案中，所述水質(zhì)傳感器包括兩個(gè)彼此相對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)電極和第二檢測(cè)電極，所述溫度傳感器RT為電阻式溫度傳感器。為了保證基準(zhǔn)值不出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致比較判斷出現(xiàn)偏差，所述第一檢測(cè)電極和第二檢測(cè)電極的面積相同、相對(duì)距離固定，不發(fā)生變化。在上述優(yōu)選方案中，水質(zhì)傳感器R安裝內(nèi)膽中，并位于陽極棒的周圍，可以更為準(zhǔn)確的檢測(cè)陽極棒的消耗，以盡量減少過熱的水溫對(duì)水質(zhì)傳感器檢測(cè)的干擾，以及遠(yuǎn)離陽極棒對(duì)檢測(cè)誤差帶來的影響。溫度補(bǔ)償電路可以進(jìn)一步的校正由于溫度差異變化造成的檢測(cè)失準(zhǔn)的情況。本實(shí)施例中，溫度傳感器設(shè)于內(nèi)膽中，并靠近水質(zhì)傳感器設(shè)置，以便更好的校正水質(zhì)傳感器因周圍水溫變化造成的檢測(cè)失準(zhǔn)情況。
權(quán)利要求
1.一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器，包括外殼(1)、內(nèi)膽、與所述內(nèi)膽連通的進(jìn)水口(2)和出水口(3)、設(shè)于所述內(nèi)膽中的陽極棒G)、加熱裝置、溫度傳感器、以及控制器，所述控制器包括信號(hào)預(yù)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)(IC)、以及報(bào)警指示器，其特征在于所述內(nèi)膽中設(shè)有水質(zhì)傳感器00和溫度補(bǔ)償傳感器(RT)，所述溫度補(bǔ)償傳感器(RT)設(shè)于所述水質(zhì)傳感器00的周圍；所述水質(zhì)傳感器和溫度補(bǔ)償傳感器將水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)輸入至所述信號(hào)預(yù)處理電路進(jìn)行處理，所述信號(hào)預(yù)處理電路將處理后的信號(hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸入至所述單片機(jī)(IC)；所述單片機(jī)(IC)包括溫度補(bǔ)償模塊、計(jì)時(shí)模塊，所述溫度補(bǔ)償模塊根據(jù)輸入的溫度補(bǔ)償信號(hào)值對(duì)水質(zhì)信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，所述計(jì)時(shí)模塊根據(jù)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值來啟動(dòng)對(duì)應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期，所述計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作，提醒用戶熱水器的陽極棒消耗情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于補(bǔ)償預(yù)算后的信號(hào)值與計(jì)時(shí)周期一一對(duì)應(yīng)，不同大小的信號(hào)值對(duì)應(yīng)不同時(shí)長(zhǎng)的計(jì)時(shí)周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述水質(zhì)傳感器設(shè)于所述陽極棒的周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述單片機(jī)(IC)還包括累積運(yùn)算模塊，所述單片機(jī)按周期讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的信號(hào)值進(jìn)行累積疊加，所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，以此來顯示熱水器的陽極棒累積情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述單片機(jī)(IC)在每個(gè)周期中，多次讀取水質(zhì)信號(hào)和溫度補(bǔ)償信號(hào)，經(jīng)溫度補(bǔ)償運(yùn)算后由所述累積運(yùn)算模塊取平均值，所述累積運(yùn)算模塊對(duì)每個(gè)周期的平均值進(jìn)行累積疊加，所述單片機(jī)的輸出端將累積疊加的信號(hào)輸出至所述報(bào)警指示器，由所述報(bào)警指示器以柱狀圖或餅狀圖的形式顯示累積疊加量，依次來顯示熱水器的陽極棒累積情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的熱水器，其特征在于所述累積運(yùn)算模塊設(shè)有基準(zhǔn)值，當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器，使所述報(bào)警指示器的柱狀圖或餅狀圖由紅色顯示，和/或發(fā)出聲光報(bào)警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱水器，其特征在于當(dāng)所述累積疊加值大于或等于所述基準(zhǔn)值時(shí)，所述單片機(jī)(IC)清零，進(jìn)行下一輪的累積疊加運(yùn)算。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述單片機(jī)(IC)還包括比較模塊，所述比較模塊對(duì)補(bǔ)償運(yùn)算后的值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較比較后的值大于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為J ；或比較后的值大于等于b而小于等于a，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為K;或比較后的值小于b，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為L(zhǎng)，所述J>K>L，所述第一計(jì)時(shí)周期、或第二計(jì)時(shí)周期、或第三計(jì)時(shí)周期計(jì)時(shí)完成后由所述單片機(jī)的輸出端輸出控制信號(hào)至所述報(bào)警指示器啟動(dòng)工作，提醒用戶熱水器的陽極棒情況。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5或8所述的熱水器，其特征在于所述信號(hào)預(yù)處理電路包括水質(zhì)檢測(cè)電路，溫度補(bǔ)償電路，所述水質(zhì)檢測(cè)電路通過水質(zhì)傳感器(R)檢測(cè)水的電阻信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，所述溫度補(bǔ)償電路通過所述溫度傳感器(RT) 檢測(cè)水的溫度信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入至所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5或8所述的熱水器，其特征在于所述水質(zhì)檢測(cè)電路還包括第一電阻(Rl)，所述第一電阻(Rl)的一端接地，所述水質(zhì)傳感器(R)的一端與Vcc連接，所述第一電阻(Rl)的另一端和所述水質(zhì)傳感器(R)的另一端一同接入所述單片機(jī)(IC) 的1號(hào)輸入端口 ；所述溫度補(bǔ)償電路還包括第二電阻(似)和第一電容(Cl)，所述第二電阻(似)和所述第一電容(Cl)并聯(lián)，且并聯(lián)后的一端與Vcc相連、另一端與所述溫度傳感器 (RT)的一端共同接入所述單片機(jī)(IC)的2號(hào)輸入端口，所述溫度傳感器(RT)的另一端接地。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5或8所述的熱水器，其特征在于所述單片機(jī)(IC)還包括flash存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)所述單片機(jī)中的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱水器，其特征在于比較后的信號(hào)，其電壓為單片機(jī)(IC) 供電電壓的20%以下，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)周期，所述第一計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為J ； 或比較后的信號(hào)，其電壓在單片機(jī)(IC)供電電壓的20%至40%之間，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)周期，所述第二計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為K;或比較后的信號(hào)，其電壓在單片機(jī)(IC)供電電壓的40%以上，則計(jì)時(shí)模塊啟動(dòng)第三計(jì)時(shí)周期，所述第三計(jì)時(shí)周期的計(jì)時(shí)時(shí)間為L(zhǎng)，所述 J > K > L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具備陽極棒消耗報(bào)警指示功能的熱水器，包括設(shè)于所述內(nèi)膽中的陽極棒，熱水器中的開關(guān)控制器包括信號(hào)預(yù)處理電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、以及報(bào)警指示器、水質(zhì)傳感器和溫度傳感器。通過對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)，來判斷熱水器所用水質(zhì)的好壞，并根據(jù)判斷結(jié)果來分析不同水質(zhì)下陽極棒的消耗期限，并及時(shí)提醒用戶。使用戶實(shí)時(shí)的了解和掌握熱水器目前的使用情況，陽極棒的消耗程度，是否需要更換陽極棒。不僅大大提高了熱水器的使用壽命，而且對(duì)用戶的使用安全性上也做出改進(jìn)。用戶能夠及時(shí)的了解陽極棒的使用情況，避免因陽極棒消耗殆盡后帶來用水安全性的隱患。
文檔編號(hào)G01N27/06GK102374664SQ20101026311
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者洪銀燦, 鄒國(guó)營(yíng), 鄒茂祥 申請(qǐng)人:寧波帥康熱水器有限公司