一种水软化控制系统的制作方法

1.本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种配套软化水系统使用，用于检测分析软化再生过程，并对不合格的再生过程及盐箱缺盐的情况给出告警提醒的控制系统。


背景技术：

2.目前，现有水软化装置使用钠型(na )阳离子树脂作为过滤填料，滤料需要定期再生和消耗nacl(后简称盐)，当水软化装置配备的溶盐箱中的固体盐消耗完，软化装置将失去再生功能，因此，定期添加盐是一个必要的过程。
3.传统水软化装置对于这个加盐的过程通常采取的提醒方式有以下几种：
4.一是，不提醒，用户自行凭观察和经验把控——这是最普遍的方式，这种方式占据同类装置的90％以上。
5.二是，定时提醒，每次过量添加。然而存在的问题及不足是：这是一种相对粗放的管理方式，在没有明确每次再生的消耗量、没有明确每次添加的盐量及再生周期的前提下，通常很难精确把握加盐的时机，即变量太多、变数太大，可靠性很低。
6.三是，利用红外原理在盐箱内增加料位传感器以感应固体盐的物料高度变化来提醒加盐。然而存在的问题及不足是：由于盐箱是一个恶劣、复杂的固/液混合高盐工作环境，这对任何传感器而言都是一个不小的挑战，同时，此类传感器利用光电原理工作，其寿命和成本都会对其推广造成障碍，即可靠性、经济性欠佳；
7.四是，利用比重变化原理，当盐箱中的溶液密度足够低时，触发一个再生开关信号装置提醒加盐。然而存在的问题及不足是：溶盐箱内无搅拌装置，且大多数时候处于固、液混合状态，盐液的浓度并不均匀。且密度变化带来的浮力变化不够显著，从而导致该方法可靠性不足。同时，它也受到浮力传动机构的精密度、可靠度和盐箱注水液位的高度变化的影响，也会带来性能不稳定问题。
8.综上所述，传统水软化装置加盐的时机和提醒问题，目前只有极少数产品上具备类似功能，且可靠性、经济型都不够理想。这也导致使传统水软化装置绝大多数都不具备缺盐告警功能(难以普及)，用户无法准确掌握加盐时机，继而软水器失去软化功能的情况极易出现。


技术实现要素：

9.为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种水软化控制系统。用于检测分析水软化再生过程，并对不合格的水软化再生过程及盐箱缺盐的情况给出告警提醒，以便客户及时掌握软水器的相关工况，并采取必要维护措施。
10.为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
11.一种水软化控制系统，包括软水器，和软水器缺盐自动诊断装置；其中，软水器，连接有排水管；
12.软水器缺盐自动诊断装置，包括一单片机，及分别连接该单片机的一tds传感装置
和一再生启动流量感应器；所述再生启动流量感应器设置为一流量传感器，或设置为一自动软化控制阀，在该软水器缺盐自动诊断装置的构成中，用于连接单片机的流量传感器和自动软化控制阀二者选其一即可；
13.当再生启动流量感应器设置为流量传感器时，所述流量传感器和tds传感装置分别通过适配的管件连接在软水器的排水管上；单片机用于在流量传感器发出的流量脉冲数达到设定的频率后，按照设定的时间间隔采集tds传感装置的tds值和数据个数，直至流量传感器的流量脉冲信号停止后；单片机对采集到的tds值和数据个数进行数据分析，给出水软化再生是否正常结束、盐箱是否缺盐的提示信号；
14.当再生启动流量感应器设置为自动软化控制阀时，所述自动软化控制阀连接在软水器上，排水管通过该自动软化控制阀连接软水器；所述自动软化控制阀输出再生启动开关信号给单片机，单片机按照设定的时间间隔采集tds传感装置的tds值和数据个数，直至自动软化控制阀输出再生停止开关信号给单片机后，单片机对采集到的tds值和数据个数进行数据分析，给出水软化再生是否正常结束、盐箱是否缺盐的提示信号。
15.如上所述的一种水软化控制系统，所述tds传感装置可设置为tds传感器，该tds传感器接入单片机设有的tds传感器接入端口。
16.如上所述tds传感装置设置为不带水质和温度处理电路的tds探头，该 tds探头接入单片机设有的tds探头接入端口，并在单片机内置的水质测试电路和温度检测电路配合下，该tds探头在软水器的排水管中的检测结果经单片机处理后获得水质/温度数据。
17.如上所述的一种水软化控制系统，再生启动流量感应器设置为流量传感器时，软水器执行再生时，流量传感器发出流量脉冲信号被单片机采集后，当侦测到脉冲频率达到≥20hz，且持续1min后,单片机视为水软化再生开始，同时再生诊断程序启动；否则单片机再生诊断程序不启动；再生诊断程序启动后，单片机每隔10秒采集一次tds传感装置的tds值，并自动记录》1500ppm 的有效数据个数，直至单片机在一个检测周期内的侦测工作结束；当单片机系统侦测到流量传感器的流量脉冲频率《20hz，且持续时间》2min后，终止侦测，单片机视为水软化再生终止；当一个检测周期结束，单片机对这一个检测期间采集到的tds值、tds值的数据个数，及有效数据个数进行数据分析：情况一，如果采集到的tds值的数据个数《120个，视为无效周期，系统不发出任何告警；
18.情况二，如果采集到的tds值的数据个数≥120个，且其中有效数据个数总数《60个，则单片机判断为盐箱缺盐，并发出软化缺盐告警，同时控制报警器发出声光告警；
19.情况三，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中其中有效数据个数总数≥60个，且水软化再生终止后的2min内采集到的tds平均值《1500ppm 的话，视为再生正常结束，系统不发出任何告警；
20.情况四，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中效数据个数总数≥ 60个，且水软化再生终止的2min内内采集到的tds平均值≥1500ppm的话，单片机判断水软化再生不正常结束，同时发出再生异常告警，控制报警器发出声光告警。
21.如上所述的一种水软化控制系统，再生启动流量感应器设置为自动软化控制阀，软水器执行再生时，所述自动软化控制阀输出再生启动开关信号给单片机，单片机视为水软化再生开始，同时再生诊断程序启动；单片机每隔 10秒采集一次tds传感装置的tds值，并自动记录》1500ppm的有效数据个数，直至自动软化控制阀输出再生停止开关信号给单片
机，单片机视为水软化再生终止，终止侦测，单片机在一个检测周期内的侦测工作结束；当一个检测周期结束。单片机对这一检测期间采集到的tds值、tds值的数据个数，及有效数据个数进行数据分析：
22.情况一，如果采集到的tds值的数据个数《120个，视为无效周期，系统不发出任何告警；
23.情况二，如果采集到的tds值的数据个数≥120个，且其中有效数据个数总数《60个，则单片机判断为盐箱缺盐，并发出软化缺盐告警，同时控制报警器发出声光告警；
24.情况三，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数总数≥60个，且水软化再生终止的2min内采集到的tds平均值《1500ppm的话，视为再生正常结束，系统不发出任何告警；
25.情况四，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数(v) 总数≥60个，且水软化再生终止的2min内采集到的tds平均值≥1500ppm 的话，单片机(p)判断水软化再生不正常结束，同时发出再生异常告警，控制报警器发出声光告警。
26.本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
27.一是，本发明水软化控制系统通过流量信号 tds水质信号的共同作用，实现对软水器相关异常的诊断。由于软化再生过程排水中的tds指标变化范围极大(无盐时即为自来水指标——按照国家相关法规，自来水tds必须 《1500ppm，而有盐时则高达上万ppm)，因此这个诊断过程对流量和tds的具体精度要求极低，属于半定量方式，使其具有很大的可靠性，和良好的兼容性，利于大面积推广。
28.二是，本发明水软化控制系统将单片机、tds传感装置和再生启动流量感应器合为一体，形成紧凑型独立的电子产品，安装于现有任何软化装置的排水管上即可实现相关功能，无须对现有软化再生装置进行结构、电路的改造，具有良好的兼容性，利于大面积推广。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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。在附图中：
30.图1是本发明水软化控制系统的整体结构示意图；
31.图2是本发明再生启动流量感应器设置为一流量传感器的结构示意图；
32.图3是本发明再生启动流量感应器设置为一自动软化控制阀的结构示意图；
33.图4是本发明流量传感器和tds传感装置连接在排水管上的结构示意图；
34.图5是本发明单片机的工作原理示意图；
35.图6是本发明水软化控制系统的工作流程示意图。
具体实施方式
36.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
38.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
39.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
40.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
41.现结合图1至图6,说明本发明一种水软化控制系统，包括软水器，和软水器缺盐自动诊断装置。
42.本发明软水器，连接有自来水管、排水管、软化水出水管和盐箱。
43.本发明软水器缺盐自动诊断装置，包括一单片机(p)，本实施例采用型号 swp-401单片机，还包括一tds传感装置(d)和一再生启动流量感应器，所述tds传感装置(d)和再生启动流量感应器分别连接单片机(p)。
44.所述再生启动流量感应器可设置为一流量传感器(f)，也可设置为一自动软化控制阀，所述流量传感器(f)接入单片机(p)上设有的流量传感器接口，所述自动软化控制阀接入单片机(p)上设有的控制阀接口。即，在本发明软水器缺盐自动诊断装置的构成中，用于连接单片机(p)的流量传感器(f) 和自动软化控制阀二者选其一即可。
45.实施例一，本发明再生启动流量感应器设置为流量传感器(f)，本实施例采用型号hz21wi流量传感器，该流量传感器(f)连接单片机(p)上设有的流量传感器接口。即，本发明软水器缺盐自动诊断装置，包括一单片机 (p)，一tds传感装置(d)和一流量传感器(f)。所述流量传感器(f)和 tds传感装置(d)分别通过导线与单片机(p)相连，且所述流量传感器(f) 和tds传感装置(d)分别通过适配的管件连接在软水器的排水管上。
46.当软水器执行再生时，排水管有水流出，会触发流量传感器(f)发出流量脉冲信号，该流量脉冲信号被单片机(p)采集后，当流量脉冲信号的脉冲数达到设定的频率后，单片机(p)视为水软化再生开始，再生诊断程序启动。然后，单片机(p)按照设定的时间间隔采集tds传感装置(d)的tds值和数据个数，直至流量传感器(f)的流量脉冲信号停止，单片机(p)视为水软化再生过程结束。在水软化再生开始到该水软化再生终止的这一个检测周期内，单片机(p)对这一检测周期期间采集到的tds值和数据个数进行数据分析，并按照设定好的判断逻辑，给出水软化再生是否正常结束、盐箱是否缺盐的提示信号，继而输出提示信号至显示屏；并在判断水软化再生不正常结束时发出再生异常告警，同时控制报警器和指示灯发出声光告警；在判断盐箱缺盐的情况下发出软化缺盐告警，同时控制报警器和指示灯发出声光告警。
47.具体的，当软水器执行再生时，软水器的排水管有水流出，会触发流量传感器(f)发出流量脉冲信号，该流量脉冲信号的被单片机(p)采集后，当侦测到脉冲频率达到≥
20hz，且持续1min后,单片机(p)视为水软化再生开始，同时再生诊断程序启动；否则单片机(p)再生诊断程序不启动。
48.再生诊断程序启动后，单片机(p)每隔10秒采集一次tds传感装置(d) 的tds值，并自动记录》1500ppm的有效数据个数(v)，直至单片机(p)在一个检测周期内的侦测工作结束。
49.当单片机(p)系统侦测到流量传感器(f)的流量脉冲频率《20hz，且持续时间》2min后，终止侦测，单片机(p)视为水软化再生终止。上述水软化再生开始到该水软化再生终止的过程称为所述的一个检测周期。
50.当一个检测周期结束，单片机(p)对这一个检测期间采集到的tds值、 tds值的数据个数，及有效数据个数(v)进行数据分析：
51.情况一，如果采集到的tds值的数据个数《120个，视为无效周期，系统不发出任何告警；
52.情况二，如果采集到的tds值的数据个数≥120个，且其中有效数据个数 (v)总数《60个，则单片机(p)判断为盐箱缺盐，并发出软化缺盐告警，同时控制报警器发出声光告警。
53.情况三，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数(v) 总数≥60个，且水软化再生终止后的2min内采集到的tds平均值《1500ppm 的话，视为再生正常结束，系统不发出任何告警；
54.情况四，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数 (v)总数≥60个，且水软化再生终止的2min内采集到的tds平均值≥ 1500ppm的话，单片机(p)判断水软化再生不正常结束，同时发出再生异常告警，控制报警器发出声光告警。上述情况通常为正洗不充分导致。
55.实施例二，本发明再生启动流量感应器设置为自动软化控制阀，该自动软化控制阀连接单片机(p)上设有的控制阀接口，该自动软化控制阀可以替代上述流量传感器(f)的作用。即，所述软水器缺盐自动诊断装置，包括一单片机(p)，一自动软化控制阀和一tds传感装置(d)。所述tds传感装置 (d)通过导线与单片机(p)相连，且该tds传感装置(d)通过适配的管件连接在软水器的排水管上。所述自动软化控制阀连接在软水器上，并通过导线连接单片机(p)。自来水管、排水管、软化水出水管和盐箱分别通过该自动软化控制阀连接软水器。所述自动软化控制阀用来控制和实现再生诊断程序的启动或停止，以替代上述流量传感器(f)的作用。
56.所述自动软化控制阀是通过开关信号输出形式将再生开关信号输入至单片机(p)，所述再生开关信号包括再生启动开关信号和再生停止开关信号。所述自动软化控制阀输出再生启动开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生开始；所述自动软化控制阀输出再生停止开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生终止；上述水软化再生开始到该水软化再生终止的过程称为一个检测周期。
57.当软水器执行再生时，所述自动软化控制阀输出再生启动开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生开始，同时再生诊断程序启动。然后，单片机(p)按照设定的时间间隔采集tds传感装置(d)的tds值和数据个数，直至自动软化控制阀输出再生停止开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生终止。在水软化再生开始到该水软化再生终止的这一个检测周期内，单片机(p)对这一检测周期期间采集到的tds值和数据个数进行数据
分析，并按照设定好的判断逻辑，给出水软化再生是否正常结束、盐箱是否缺盐的提示信号；并在判断水软化再生不正常结束时发出再生异常告警，同时控制报警器和指示灯发出声光告警；在判断盐箱缺盐的情况下发出软化缺盐告警，同时控制报警器和指示灯发出声光告警。
58.具体的，当软水器执行再生时，所述自动软化控制阀输出再生启动开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生开始，同时再生诊断程序启动。再生诊断程序启动后，单片机(p)每隔10秒采集一次tds传感装置(d) 的tds值，并自动记录》1500ppm的有效数据个数(v)，直至自动软化控制阀输出再生停止开关信号给单片机(p)，单片机(p)视为水软化再生终止，终止侦测，单片机(p)在一个检测周期内的侦测工作结束。
59.当一个检测周期结束。单片机(p)对这一检测期间采集到的tds值、tds 值的数据个数，及有效数据个数(v)进行数据分析：
60.情况一，如果采集到的tds值的数据个数《120个，视为无效周期，系统不发出任何告警；
61.情况二，如果采集到的tds值的数据个数≥120个，且其中有效数据个数 (v)总数《60个，则单片机(p)判断为盐箱缺盐，并发出软化缺盐告警，同时控制报警器发出声光告警。
62.情况三，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数(v) 总数≥60个，且水软化再生终止的2min内采集到的tds平均值《1500ppm的话，视为再生正常结束，系统不发出任何告警；
63.情况四，如果记录到的tds总数据个数≥120个，且其中有效数据个数(v) 总数≥60个，且水软化再生终止的2min内采集到的tds平均值≥1500ppm 的话，单片机(p)判断水软化再生不正常结束，同时发出再生异常告警，控制报警器发出声光告警。上述情况通常为正洗不充分导致。
64.本发明tds传感装置(d)，可设置为tds传感器，本实施例采用型号 tds-3tc的tds传感器，该tds传感器接入单片机(p)设有的tds传感器接入端口。所述tds传感器(d)中的tds是英文total dissolved solids的缩写，中文译名为溶解性总固体，又称总含盐量，测量单位为毫克/升 (mg/l),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体，或者说1升水中的离子总量。所述tds传感装置(d)的测量原理是通过测量水的导电性，换算得出的。具体的，该型号tds-3tc tds传感器将在软水器的排水管中的检测结果转化为数字信号(tds 温度信号)，并将该数字信号输出发送给单片机(p)，该数字信号经单片机(p)处理后得到水质/温度原始数据。
65.本发明tds传感装置(d)，还可以是设置为不带水质和温度处理电路的tds 探头，本实施例采用型号tds-3tc的tds探头，该tds探头接入单片机(p)设有的tds探头接入端口，并在单片机(p)内置的水质测试电路(由单片机(p) 引脚提供a/d转换和交变电压)和温度检测电路配合下，该tds探头在软水器的排水管中的检测结果经单片机(p)处理后获得水质/温度数据。
66.上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附
权利要求的保护范围内。