淨水器濾層汙染檢測報警方法

2023-06-05 00:00:01

專利名稱：淨水器濾層汙染檢測報警方法
技術領域：
本發明與水處理行業有關，具體涉及到濾芯的過濾報警方面。
背景技術：
目前，淨水器在國內使用已比較普及。如在飲用水方面，採用淨水器對水 中及輸水管路引起雜質等進行深度過濾，較好地保護了使用者的健康。然而， 隨著淨水器的推廣，它們在應用方面的缺陷以及不足也逐步暴露出來了。淨水 器的濾芯在使用一段時間後，濾芯層被雜質逐漸堵塞及吸附在濾料外表面導致 過濾、吸附效果明顯下降。過濾中，濾芯對飲用水裡的雜質過濾截留到一定程 度後"汙染"便需要對濾芯進行反衝清洗或更換。否則，，濾芯便會成為新的"汙 染"源，既降底了濾芯過濾效果，又縮短了濾芯壽命。特別是在一些採用過濾 等級較高的的精細濾芯熔噴濾層、超濾膜、納濾膜、反滲透膜組成的淨水器
濾芯，由於精細濾芯篩網孔徑極少，使用時很容易產生堵塞現象，影響濾芯壽 命。因此，當濾芯使用到了一定時侯，需要進行反衝洗或更換。此時便需要報 警裝置報警提示使用者。由於濾芯或濾層的汙染堵塞過程是一個漸變的過程，
並且需要頻繁承受過濾裝置關閉及運行全過程的壓力大、小變化；精細濾芯進、
出端之間的壓差介於其間並隨其使用時間的延長逐漸升高。對於使用終端控制
的過濾裝置，在沒有運行時承受的壓力較高；運行時承受的壓力較低。既便是 對精細濾芯的壓差範圍設置相應的報警壓力信號，但由於每次開、關控制閥門 都會使淨水器承受的壓差在大、小端值之間變化一次，很難對其間的某一水壓 壓力狀態進行報警控制，因此絕大部分淨水器都放棄對濾層的監測報警；少數 個別的機型根據流量建立數學模型的方法，採用流量計作為信號採集裝置，對 濾芯進行預設值模擬報警當通過濾芯的水流量達到設定值便報警。它的不足 是不能準確反映濾芯的真實使用狀態，而且系統費用高。同樣，採用壓力傳感 器及壓差變送器的淨水器結構複雜、價格高。而且，在系統工作水壓範圍內， 壓力傳感器也很難將某一特定水壓壓力值與其它壓力值區分開，輸出相應的電 信號。上述缺陷及不足導致簡單實用的低價位淨水器很難得到更廣泛普及。

發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種簡單實用的淨水器濾層汙染檢測報 警方法以克服上述缺陷及不足。
本發明包括提供信號採集裝置和識別電路所需電能的電源，還包括感受濾 芯壓差變化的水壓感應裝置和將水壓變化信號轉化為電信號的信號採集裝置及
信號識別電路；該水壓感應裝置的活動感應體受被檢測濾芯的水壓力作用產生 的位移觸發信號採集裝置導通，並將該信號輸送到識別電路。識別電路對該導
通信號的持續導通時間進行檢測識別，判斷是否需要發出報警提示信號。
所述的識別電路只有在檢測到信號採集裝置持續導通時間大於有效報警時 間X後，才發出報警提示信號。信號採集裝置持續導通時間與水壓感應裝置觸 發信號採集裝置導通的時間一致。根據水壓感應裝置、水壓波動範圍、濾芯材
質及過濾精度、反衝效果綜合作用的結果，設置合適的報警壓力範圍及相應的 報警位置、有效報警時間X。只有當識別電路檢測到信號採集裝置持續導通的時 間大於有效報警時間X,才確認為有效報警時間X存在並報警。有效報警時間X 可以是一個具體的時間，也可以是一個時間範圍。識別電路既可以通過聲音報 警，也可以通過執行器件關閉水路的模式報警提示用戶。
所述的信號採集裝置是由接、發光管和活塞構成的光電開關電路。
所述的信號採集裝置是由活塞和缸體構成的觸點開關電路。
所述的水壓感應裝置是活塞感應器，其缸體的一端有連接被檢測濾芯的接 口；其帶有報警標記的活塞上套有復位彈簧；設置有密封件的活塞只能在缸體 內往復運動。所設置的密封件既可以是組合式密封件，也可以是唇形密封圈， 還可以是O形密封圈。
所述的缸體上對應活塞運動行程的中段位置上設置信號採集裝置，與活塞 配合構成觸發開關電路。
所述的缸體上有控制電源的觸點開關和調整彈簧壓力的活動擋塊；所述的 活塞杆可以伸出活動擋塊。
所述的水壓感應裝置是彈簧式彎管壓力計結構。
所述的水壓感應裝置是壓力傳感器結構。
所述的水壓感應裝置是連接被檢測濾芯進、出水口的壓差計結構。
所述的水壓感應裝置可以利用壓力傳感器、壓力開關、活塞往復運動、搖擺 件往復擺動以及壓差液面改變作為水壓感應器的壓力信號採集模式。
所述的濾層汙染檢測報警方法所涉及的濾芯是淨水器中過濾層最細的濾芯。
它可以是普通纖維熔噴濾芯，也可以是超濾膜濾芯、納濾膜濾芯，還可以是反滲 透膜濾芯。該濾層汙染檢測報警方法利用精細濾芯被雜質堵塞汙染到一定程度 時，運行所承受的水壓較使用初期逐漸升高的原理，當水壓力較長時間地處於預
設的報警壓力範圍內，便通過水壓感應器的動作及相應的轉換形式，以顯示、聲 音或動作報警提示使用者，既可以進行反衝清洗，也可以直接更換濾芯。在正常 使用過程中，淨水器內的水壓隨控制閥門的開、關快速變化，水壓感應器也隨之 快速經過報警位置。與其不同的是，處於報警狀態的水壓感應器在該位置的停留
時間即有效報警時間x較長。只有當有效報警時間x被確認後才報警。有效報警 時間x可以是一個具體的時間，也可以是一個時間範圍。
本發明與現有過濾報警方法相比具有以下優點方法簡單、易行，可以真 實地反映被檢測濾芯的狀態，對其特定狀態進行檢測報警。採用本發明的淨水 器，可以在雜質逐漸堵塞濾層導致過濾、吸附效果下降到一定程度時發出報警 信號提示用戶，確保淨水器使用安全，並因而提高產品檔次，便於推廣。


附圖是本發明採用活塞感應器、光電開關模式、報警狀態原理剖面示意圖。
具體實施例方式
附圖中示出的本發明的最優實施方式。活塞感應器的缸體4的一端有連接 接口。缸體的開關位置A處有電源開關9;其B處有接、發光管3a、 3b構成的 光電開關電路3;活塞感應器的活塞6上設置有密封件7防止淨水器中的水外漏， 活塞上還套有復位彈簧8，並在上部標有報警標記。活塞6隻能在缸體4內直線 往復移動。密封件7以採用低摩檫的組合式密封件為最好，也可以採用摩檫力 相對穩定的唇形密封圈，還可以採用0形密封圈。復位彈簧8的一端作用在活 塞上，另一端作用在缸體上。淨水器與進水管路及控制閥門構成過濾系統，控 制閥門設置在濾芯的出水末端。該活塞感應器連接在被檢測濾芯的進水端。當 該閥門關閉時，淨水器處於非工作狀態。此時，活塞感應器的缸體4內腔承受 水路通道中的水壓相對最高。該水壓克服活塞密封件7和彈簧8兩零件構成的 阻力將活塞推至最高處，並觸發觸點開關9關閉提供信號採集裝置和識別電路 工作所需電能的電源1。此時，活塞可以伸出缸體的部分最高。當淨水器運行時， 被檢測濾芯進、出水兩端的水壓壓差較低，導致缸體內水壓壓力值降至最低。 復位彈簧克服密封件7和水壓的阻力將活塞推過報警位B點，到達工作位。此 時，活塞伸出缸體的部分最低。隨淨水器的運行狀態的改變，活塞在缸體內往 復移動。在這些移動過程中，活塞每次都通過缸體的B處，但通過的時間都在 有效報警時間X秒以內。淨水器的濾芯在使用一段時間後，濾芯濾層被雜質逐 漸堵塞導致被檢測濾芯進、出水兩端的水壓壓差逐漸升高，缸體內活塞承受的 水壓力也相應逐漸升高，使活塞的行程也逐漸縮短，其工作位向B點移動，直
至到達B點。此時，由缸體4內發光管3a發出紅外光；接光管3b通過活塞上 的通光孔接收發光管3a發出紅外光並輸出低電平信號。識別電路檢測到該導通 電平信號持續時間大於有效報警時間X秒後，發出反衝報警提示用戶。此外， 處於報警狀態位置的活塞上的報警標記相應位於指示範圍內，也起到直觀提示 作用。用戶在用水過程中發現活塞上的報警標記長時間停留在指示範圍內，便 可以採取相應的處理措施，對濾芯進行反衝清洗及更換。在使用者對濾芯進行 反衝清洗後，被測濾芯的堵塞情況得到了一定的疏通。其進水端的水壓壓力降 低，相應活塞的工作位再次遠離報警位B點。此後，重複上述報警過程。
本發明的光電開關既可以是對射式，也可以是反射式。對於前者，接發光 管設置在活塞的兩側，活塞上有一通光孔；對於後者，接、發光管位於活塞的 同一側，相應活塞上有一反射界面，將發光管發出的紅外光反射到接光管上。
由於水壓感應器是活塞式感應器，可以根據活塞和缸體材質、往復運動活塞 所採用的密封材料及密封模式、復位彈簧、水壓波動範圍、濾芯材質及過濾精度、 反衝效果綜合作用的結果，設置合適的報警壓力範圍及相應的報警位置、有效報 警時間X。當淨水器的淨水管路水龍頭開、關時，精細濾芯進水側管路內水壓對 應低壓、高壓。正常工作時水壓感應器通過報警位置的時間比較短。而當濾芯被 堵塞導至水壓上升至報警範圍時，活塞式水壓感應器的活塞在報警位置的停留時 間較長，既出現了有效報警時間X。此時，活塞杆的外露部分位置發生位移變化 並長時間露出報警標記提示用戶。識別電路既可以通過聲音報警，也可以通過執 行器件關閉水路的模式報警提示用戶。該報警器的有效報警時間X可以是一個具 體的時間，也可以是一個時間範圍。
作為本發明的改進，可以在反衝報警位和工作位之間的C點，另設置反衝
復位信號採集裝置。該信號採集裝置採用與反衝信號採集裝置相同的開關電路3 模式。在識別電路2檢測到反衝信號後，啟動復位信號採集裝置運行如果檢 測到復位信號導通，則識別電路判斷被檢測濾芯得到了反衝清洗或更換，隨即 關閉復位信號採集裝置；如果沒有檢測到復位信號存在，則判斷使用者沒有對 該濾芯進行反衝清洗。考慮到濾芯的反衝效果及壽命有限，為了保證過濾效果， 採用反衝、復位兩個開關電路和識別電路2組合，對使用者進行濾芯更換提示 報警當識別電路檢測到N次反衝報警信號，並且在相鄰兩次反衝報警信號之 間檢測到相應的復位信號，則判斷為被測濾芯經過若干次反衝清洗後，第N次 處於反衝報警狀態，繼而發出濾芯更換報警提示；當識別電路只檢測到反衝信 號存在，則在該信號消失時，則判斷為被測濾芯沒有得到反衝清洗，並且繼續 使用至堵塞濾芯的狀況更趨惡劣，繼而發出更換濾芯提示報警。此後，在識別
電路檢測到復位信號導通，則判斷該濾芯已更換，隨即關閉復位信號採集裝置。 考慮到方便水質過濾器的安裝，本發明可採用直流電源。為了節電和避免 長時間報警對使用者造成影響，當每次打開淨水器的控制閥門後，隨活塞的移動，本發明裝置接通電源開關9開始工作。被檢測濾芯處於報警狀態位置時， 有斷電記憶功能的識別電路只在開始時報警，而非隨淨水器使用時間持續報警。對於採用將控制閥門設置在進水口的淨水器，反衝復位位置C點高於反衝 報警位B點、電源開關位A點和工作位。淨水器在使用一段時間後被雜質逐漸 堵塞，導致被檢測濾芯進水端的水壓逐漸升高，活塞缸體內水壓壓力也相應逐 漸升高，活塞移動啟動電源開關。識別電路檢測到反衝信號時報警提示使用者 進行反衝清洗；檢測到反衝復位信號時報警提示使用者更換濾芯。作為本發明的更進一步改進，活塞感應器的缸體上設置有調整彈簧壓力的 活動擋塊5。由於各淨水器用戶的水路管壓不同，相應活塞感應器的活塞位移行 程也相應不同。為此，將與彈簧作用的缸體部分改成可以移動的活動擋塊。如 將帶孔的活動擋塊與缸體以螺紋連接在一起。在安裝淨水器時，根據當地的水 路管壓調整活動擋塊的位置，相應調整彈簧的壓力，從而使活塞適應當地的水 路管壓當濾芯需要反衝時，活塞通光孔正好對準缸體上的反衝報警位。本發明的信號採集裝置採用觸點開關電路時，活塞上的導電觸點可以分別 導通缸體的反衝報警位置和復位位置上的兩個觸點開關電路，輸出相應的導通 信號。雖然觸點開關電路與光電開關電路有別，但作用都是將活塞體的位移轉 換為電信號供識別電路進行持續導通時間檢測。作為本發明的另一方式，水壓感應裝置可以是彈簧式彎管壓力計結構。利 用水路管壓使彈簧式彎管壓力計的銅管變型產生擺動的原理，通過搖擺件的擺 動觸發作為信號採集的開關電路。作為本發明的另一種方式，水壓感應器可以是壓力傳感器及壓差變送器結構。將被測濾芯進水端的水壓變化轉換成相應的電信號輸送給識別電路。作為本發明的另一種方式，水壓感應裝置是連接被檢測濾芯進、出水口的 壓差計結構。通過該壓差計中的液面受被檢測濾芯堵塞情況的影響而產生的變 化觸發光電開關電路。本發明不限於上述實施方式。凡利用被檢測濾芯或濾層受雜質堵塞而產生 的壓力、壓差變化，藉助於中間轉換裝置和信號採集裝置向識別電路輸送相應 電信號，並由後者對該信號的持續導通時間與預設有效報警時間X進行檢測對 比，確定報警信號的淨水器濾層汙染檢測報警方法均落在本發明保護範圍之內。
權利要求
1、一種淨水器濾層汙染檢測報警方法，包括提供系統所需電能的電源(1)，其特徵在於還包括感受濾芯壓差變化的水壓感應裝置、將水壓變化信號轉化為電信號的信號採集裝置(3)和信號識別電路(2)；水壓感應裝置的活動感應體受被檢測濾芯的水壓力作用產生的位移觸發信號採集裝置(3)導通；識別電路(2)對該信號持續導通時間進行檢測識別。
2、如權利要求1所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於所述 的識別電路(2)只有在檢測到信號採集裝置持續導通時間大於預設的有效報警 時間X後，才發出報警提示信號。
3、 如權利要求1所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於所述的 信號採集裝置(3)是由接、發光管(3b)、 (3a)和活塞構成的光電開關電路。
4、 如權利要求1所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於所述的 信號採集裝置是觸點開關電路。
5、 如權利要求l、 2、 3或4所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵 在於所述的水壓感應裝置是活塞感應器，其缸體(4)的一端有連接被檢測濾芯 的接口；其帶有報警標記的活塞上套有復位彈簧(8)，設置有密封件(7)的活 塞(6)只能在缸體(4)內往復運動。
6、 如權利要求5所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於在所述 的缸體(4)上對應活塞(6)運動的中段位置上設置信號採集裝置，與活塞(6) 配合構成開關電路。
7、 如權利要求5所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於所述的 缸體上有控制電源(1)的開關(9)和調整彈簧(8)壓力的活動擋塊(5);所 述的活塞杆可以伸出活動擋塊(5)。
8、 如權利要求l、 2、 3或4所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵 在於所述的水壓感應裝置是彈簧式彎管壓力計結構。
9、 如權利要求l、 2、 3或4所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在於所述的水壓感應器是壓力傳感器結構。
10、 如權利要求l、 2或3所述的淨水器濾層汙染檢測報警方法，其特徵在 於所述的水壓感應裝置是連接被檢測濾芯進、出水口的壓差計結構。
全文摘要
本發明與水處理行業有關，具體涉及到濾芯的過濾報警方面。本發明公開一種淨水器濾層汙染檢測報警方法，它包括提供系統所需電能的電源，還包括感受濾芯水壓變化的水壓感應裝置和將水壓變化信號轉化為電信號的信號採集裝置及信號識別電路；該水壓感應裝置的活動感應體受被檢測濾芯的水壓力作用產生的位移觸發信號採集裝置導通；該識別電路對該導通信號的持續導通時間進行檢測識別，判斷是否需要發出報警提示信號。本發明具有方法簡單、易行，可以真實地反映被檢測濾芯的狀態，並及時發出報警信號提示用戶，確保淨水器的使用安全。
文檔編號G08B21/00GK101398418SQ20081008828
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月30日 優先權日2007年9月30日
發明者杜也兵 申請人:杜也兵