水质检测方法、系统以及具有水质检测功能的电蒸箱与流程

本发明属于测量技术领域，具体涉及水质检测方法、系统以及具有水质检测功能的电蒸箱。

背景技术：

随着家用电器的普及，越来越多的电器需要对水进行加热，例如电蒸箱，当水质的硬度过高时，蒸器发生器容易结垢，影响热效率和缩短使用寿命，在实际应用中，不易对水质的硬度进行量化的测量和评估，进而由于水质过硬可能导致电器结垢的情况发生，影响电器的正常使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水质检测方法、系统以及具有水质检测功能的电蒸箱，解决了现有电器不便于对水质硬度进行测量的问题。

本发明所采用的技术方案是，

水质检测方法，该方法包括：提供至少两个电极并浸入待测水中获取待测电容差值，根据待测电容差值和线性映射关系确定待测水的水质硬度。

所述的线性映射关系，具体为：提供至少两种水质硬度的采样用水，分别将至少两个所述电极浸入所述采样用水，并分别获取至少两个所述电极之间的采样电容差值，获取采样电容差值与水质硬度之间的所述线性映射关系。

提供至少两个电极，具体为：至少两个所述电极浸入液面的长度不同。

获取电容差值与水质硬度之间的线性映射关系，具体的数学表达为：1+(pmax-pmin)*x＝n，其中，pmin为两个所述电极测量水质硬度较低的采样用水时的采样电容差值、pmax为两个所述电极测量水质硬度较高的采样用水时的采样电容差值、n为水的硬度等级，x为水质硬度系数。

根据待测电容差值和线性映射关系确定待测水的水质硬度，具体的数学表达为：y＝1+(px-pmin)*x，其中，px为待测电容差值，y为待测水的水质硬度。

所述的方法还包括：提供用于测量水位的水位测量电极，当水位测量电极未浸入所述待测水时，则停止检测。

水质检测系统，包括电容测量集成电路、水质测量电极、水位测量电极、标准参考电极、零电容参考电极，所述水质测量电极、水位测量电极的一端均与电容测量集成电路连接，另一端设置在容器内，所述电容测量集成电路分别经标准参考电极、零电容参考电极接地。

水质检测系统，还包括地电极，所述地电极的一端与电容测量集成电路连接，另一端设置在容器内。

所述水质测量电极的另一端与容器的底部存在间距；所述水位测量电极的另一端与容器的底部抵接。

具有水质检测功能的电蒸箱，所述具有水质检测功能的电蒸箱包括所述的水质检测系统。

与现有技术相比，本发明使用时，通过采样不同水质硬度的采样水与其电极的电容差值，并通过标定，拟合出水质硬度与电容差值之间的线性映射关系，然后通过电极获取待测水的待测电容差值，通过所述线性映射关系以及待测电容差值对待测水的水质硬度进行评价，实现水质硬度检测的目的。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的水质检测方法的流程示意图。

图2是本发明实施例2提供的水质检测方法的流程示意图。

图3是本发明实施例3提供的水质检测系统的结构示意图。

附图标记如下：

1.电容测量集成电路，2.水质测量电极，3.水位测量电极，4.标准参考电极，5.零电容参考电极，6.容器，7.地电极，8.液面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例1提供一种水质检测方法，如图1所示，具体包括如下步骤：

s1:提供至少两个能够浸入液面的电极，提供至少两种水质硬度的采样用水，为了便于采样、标定和检测，本实施例的电极数量为两个，并提供两种水质硬度不同的采样水；

s2:分别将所述电极浸入所述采样用水中，并分别获取两个所述电极之间的采样电容差值；

s3:由于水的电导率与水中离子浓度成线性关系，水的硬度又与离子浓度成线性关系，水中离子浓度又与电容值大小成线性关系，所以电容值大小与水的硬度成线性关系，因此可根据水质硬度和采样电容差值，获取采样电容差值与水质硬度之间的线性映射关系；

s4:将两个所述电极浸入待测水中并获取待测电容差值；

s5:根据待测电容差值和线性映射关系确定待测水的水质硬度。

本发明实施例2提供一种水质检测方法，还可以先采集待测水的待测电容差值，然后根据预存的线性映射关系进行解算获取水质硬度，如图2所示，具体包括如下步骤：

s10:提供至少两个电极并浸入待测水中获取待测电容差值，本实施例可以两种电极和两种采样水进行举例说明；

s20：提供电极和至少两种水质硬度的采样用水；

s30：分别获取至少两个所述电极之间的采样电容差值；

s40：获取采样电容差值与水质硬度之间的所述线性映射关系；

s50：根据待测电容差值和线性映射关系确定待测水的水质硬度。

在实施过程中，不同所述电极浸入液面的长度不同，由于浸入液面的长度不同，不同电极与参考电极之间的电容量不同，进而产生不同电极之间的电容差值，提高水质测量的精确性。

获取电容差值与水质硬度之间的线性映射关系，较佳地，采样用水可包括纯净水和最高硬度的水，进行标定，定义纯净水的硬度等级为1，对纯净水进行电极的电容差值标定时，电极之间的电容差值为pmin；最高硬度的水的硬度等级为n，n的数值可以视具体工况和测量精度进行调整，对最高硬度的水进行电极的电容容差标定时，电极之间的电容差值为pmax，因此可得到线性映射关系的数学表达为：

1+(pmax-pmin)*x＝n

并对水质硬度等级进行划分系数，计算得到：

其中，pmin为两个所述电极测量水质硬度较低的采样用水时的采样电容差值、pmax为两个所述电极测量水质硬度较高的采样用水时的采样电容差值、n为水的硬度等级，x为水质硬度系数。

进一步地，根据待测电容差值和线性映射关系确定待测水的水质硬度，具体的数学表达为：

y＝1+(px-pmin)*x

待测水的水质硬度y还可由水的硬度等级n、两个所述电极测量水质硬度较低的采样用水时的采样电容差值pmin、两个所述电极测量水质硬度较高的采样用水时的采样电容差值pmax以及为待测电容差值px直接表达，即：

所述的方法还包括：提供用于测量水位的水位测量电极，当水位测量电极未浸入所述待测水时，即水位较低时，则保留之前的水质检测数据，修正水位高度，当低于预警阀值时，不仅能够对低水位进行预警，防止干烧，而且能够保障水质硬度测量的安全性，防止器件损坏，提高预警精确性，保护蒸发器。

本发明实施例3提供一种水质检测系统，如图3所示，

水质检测系统，包括电容测量集成电路1、水质测量电极2、水位测量电极3、标准参考电极4、零电容参考电极5，所述水质测量电极2、水位测量电极3的一端均与电容测量集成电路1连接，另一端设置在容器6内，所述电容测量集成电路1分别经标准参考电极4、零电容参考电极5接地。

具体地，所述水质测量电极2采用与水有均匀介质隔离的平板电极；所述水位测量电极1采用与水有均匀介质隔离的平板电极；

所述电容测量集成电路1为8pin触摸单片机，通过串口输出水位信息(即液面8的高度)。零电容参考电极为空的电容测量引脚0，带标准电容参考电极为另一引脚1就近连接10pf到低电容。电容精度高于1％，0温度系数电容。三个测量电极分别接引脚2、地、引脚3。电极为粘合在水箱表面的的矩形金属电极，为了引脚1与引脚2电容变化率相同，电极为等宽，容器6的壁厚为等厚。

进一步地，还包括地电极7，所述地电极7的一端与电容测量集成电路1连接，另一端设置在容器6内。

所述水质测量电极2的另一端与容器6的底部存在间距；所述水位测量电极3的另一端与容器6的底部抵接。

当然，也可将水质测量电极2放在容器6的底部，这样也需要一定的水位完全超过电极才能修正。由于电极较短，限制了电极接触到测量引脚的安装位置。

所述水质测量电极2比水位测量电极3的长度差越大，则差值越大，水质的测量精度越高；但测量水质需要的水位越高，当水位低于水质电极的下端时，水质计算是不精确的，所以在计算中，水质电极低于阀值时(水位未超过电极下端高度)则不进行水质计算，实际水质电极约为水位测量电极高度的3/4。在水位1/2以上进行水质测量。

在其他实施例中，本发明还提供一种具有水质检测功能的电蒸箱，所述具有水质检测功能的电蒸箱包括容器和所述的水质检测系统，所述水质检测系统设置于所述容器内，能够对水质硬度进行检测和评价，将加热水的硬度反馈给用户，防止由于加热水质硬度较高而产生的结垢现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。