一种带水流速补偿的电解制水方法及装置.pdf

本发明涉及一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，提供人们饮用净水和美容洗涤用水。通过对进入电解槽的水流速进行检测，然后与设定值进行比较运算，按比较运算结果进行脉宽调制，并依据所产生的脉宽调制(PWM)信号随时调整电解槽的电解电流，使该电解电流随水流速变化而调整，从而解决了现有制水技术中存在的因水流速变化而导致电解水的PH值不同的技术问题，使PH值在一定范围内基本技术恒定，同时本发明能在每次用户用完机器后自动倒换电极，使水垢向相反方向移动，下次使用会随水流冲出，从而达到自动清洗目的，本发明具有应用广泛的优点。

1、  一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，包括电解电流误差取样电路单元、水质自动识别单元、水流速检测单元、比较运算电路单元、脉冲宽度调制电路单元、推动电路单元、基准电压信号切换开关单元、电解槽，其特征在于：外接220V交流电源(5)连接带有整流器的直流电源(6)，直流电源(6)的一端用导线连接电解槽(70)的一个极，直流电源(6)的另一端连接电解电源动率调节开关(7)；水源从进水口进入水流速检测(3)，水流速检测(3)的一端连接倒极电路单元(8)；倒极电路单元(8)的另一端连接脉冲宽度调节电路单元(40)；脉冲宽度调节电路单元(40)的一端连接比较运算电路单元(30)，脉冲宽度调节电路的另一端连接推动电路单元(50)；比较运算电路单元(30)的一端连接电解电流误差取样电路单元(20)和电解槽(70)，比较运算电路单元(30)的另一端连接电解电流误差取样电路单元(20)和基准电压信号切换开关单元(60)；推动电路单元(50)的另一端连接电解槽(70)的另一个极。

2、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：利用水的流速使基准电压信号切换开关单元(60)产生一基准电压信号，经过电解电流误差取样电路单元(20)产生一电解制水电流取样电压信号，将所述电解制水电流取样电压信号与所述基准电压信号相比校，产生一差值信号，利用所述差值信号经脉冲宽度调制PWM电路单元(40)放大后产生一脉冲宽度调制信号，利用所述脉宽调制信号反馈给电解电流控制电路，使电解电流保持恒定；基准电压信号单元(60)还包括对基准电压信号进行选择的方法，控制电解电流的恒量级的状态。

3、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：水质自动识别单元(12)对水质进行自动识别，根据自动识别的结果，控制电解槽电流随水质变化而保持恒定的控制状态。

4、  根据权利要求1所述的带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：水流速检测单元(3)对水流速进行检测，根据水流速的检测数值信号，控制电解电流变化的状态；水流速检测单元(3)的水流速检测电路根据水流速值来调整基准电压，使电解强度在一定范围内保持恒定。

5、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：电解电流误差取样电路单元(20)将经电解槽的误差电流信号转换成误差电压信号；比较运算电路单元(30)将所述电解槽电解电流误差取样电路单元(20)的误差电压信号和一基准电压信号进行比较，并在其输出端送出一比较运算结果的差值信号；脉冲宽度调制电路单元(40)接受来自比较运算电路单元(30)的差值信号，经放大后进行脉宽调制，并在其输出端送出一脉冲宽调制PWM信号；推动电路单元(50)接受来自脉冲宽度调制电路单元(40)的脉宽调制PWM信号，并依据脉宽调制PWM信号随时调整电解槽(20)的电解电流，使该电解电流在一定水流速情况下保持恒定。

6、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：基准电压信号切换开关单元(60)通过基准电压值切换控制，控制电解槽(70)电解电流在一定水流速状态下的量级的状态。

7、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：水质自动识别单元(12)根据自动识别的结果，控制电解槽(70)电解电流的恒流量级的状态。

8、  根据权利要求1所述的一种带水流速补偿的电解制水方法及装置，其特征在于：水流速检测电路单元(3)根据水流速的检测数值信号，控制电解电流的恒量级的状态。

一种带水流速补偿的电解制水方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电解制水的方法及装置，具体涉及一种带有补偿功能的电解制水方法及装置，属于电解制水领域。
背景技术
众所周知，电解制水机的水源都是标准自来水或是某个局域自办的自来水厂提供的，现有技术中一般借助于在电解槽的电极间施加规定的直流电压，对电解槽内供给的原水进行电解，从而连续改变电源的直流电压控制电解水的PH值。
但由于不同楼层的水压和供水管径有所差异，即使同一用户在同一天内的不同时刻，即用水较少时段与用水高峰期水压和水流速的变化也相当的大，从而导致电解水PH值变化较大，故依靠原来传统的思路来制作电解制水机在实际使用中局限性很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够适应不同水流速要求的带水流速补偿的电解制水方法及装置，解决不论水流速如何变化，都能保证机器按某一预设值输出相对恒定PH值的电解水，保证出水水质达到要求的指标(如ORP值、PH值)的技术问题。
本发明的另一目的是提供一种解决水垢沉积的方法，通过自动倒换电极方向使能够产生水垢的钙离子、镁离子向相反的方向移动，脱离原来的阴极(倒换后成为阳极)变成松散状态，下次使用时会随水流冲出，从而达到解决自动清洗的技术问题。
为实现上述目的，本发明对现有的电解制水装置进行了一系列的改进和设计，本发明带水流速补偿的电解制水方法及装置的技术方案是：
首先根据水流流速，计算出基准电流值，在电解槽两端加上脉冲电解电压，由于水有电导率的存在，故电极板两端便有电流流过，电流流过电解装置时便产生电压降，T型滤波使之变成直流电压，这个电压经运算放大器放大K1(放大器的放大倍数)倍后加给比较器，这时比较器将放大了的VR0.K1与设定的基准电压进行比较，产生差值，这个差值作为脉冲调宽电平，脉宽调制器输出与调宽电平成正比的脉宽波，经调功器输出，加给电解槽，此时当：
VR0×K1＞V(电压)基准时，调宽电平降低；
VR0×K1＜V(电压)基准时，调宽电平增加；
当VR0×K1＝V(电压)基准时，系统达到平衡呈稳定恒流状态。
该系统只要改变设定值就可以任意设定电解槽的电解槽的电解电流。经大量实践表明能满足流速在部分范围内要求；
本发明包括电解电流误差取样电路单元，水质自动识别单元，比较运算电路单元、脉冲宽度调制电路单元、推动电路单元、基准电压信号切换开关单元、电解槽，外接220V交流电源连接带有整流器的直流电源，直流电源的一端用导线连接电解槽的一个极，直流电源的另一端连接电解电源功率调节开关；水源从进水口进入水流速检测电路单元，水流检测电路单元的另一端连接倒极电路，倒极电路的另一端连接脉冲宽度调节电路单元；脉冲宽度调节电路单元的一端连接比较运算电路单元，脉冲宽度调节电路的另一端连接推动电路单元；比较运算电路单元的一端连接电解电流误差取样电路单元和电解槽，比较运算电路单元的另一端连接电解电流误差取样电路单元和基准电压信号切开关换单元；推动电路单元的另一端连接电解槽的另一个极。
利用水的流速使基准电压信号切换开关单元产生一基准电压信号；经过电解电流误差取样电路单元产生一电解制水电流取样电压信号，将所述电解制水电流取样电压信号与所述基准电压信号相比较，产生一差值信号，利用所述差值信号经脉冲宽度调制PWM(pulse width modulate)电路单元放大后产生一脉冲宽度调制信号，利用所述脉宽调制信号反馈给电解电流控制电路，使电解电流保持恒定；基准电压信号单元还包括对基准电压信号进行选择的方法，控制电解电流的恒量级的状态。
水质自动识别单元对水质进行自动识别，根据自动识别的结果，控制电解槽电流随水质变化而保持恒定的控制状态。
水流速检测单元对水流速进行检测，根据水流速的检测数值信号控制电解电流变化的状态；水流速检测电路单元的水流速检测电路根据水流速值来调整基准电压，使电解强度在一定范围内保持恒定。
电解电流误差取样电路单元、将经电解槽的误差电流信号转换成误差电压信号；比较运算电路单元将所述电解槽电解电流误差取样电路单元的误差取样电路单元的电压信号和一基准电压信号进行比较，并在其输出端送出一比较运算结果的差值信号；脉冲宽度调制电路单元接受来自比较运算电路单元的差值信号，经放大后进行脉宽调制，并在其输出端送出一脉宽调制PWM信号；推动电路单元接受来自脉冲宽度调制电路单元的脉宽调制PWM信号，并依据脉宽调制PWM信号随时调整电解槽的电解电流，使该电解电流在一定水流速情况下保持恒定。
基准电压信号切换开关单元通过基准电压值切换控制，控制电解槽电解电流在一定水流速状态下的量级的状态。水质自动识别单元根据自动识别的结果，控制电解槽电解电流的恒流量级的状态。
水流速检测电路单元根据水流速的检测数值信号来调整基准电压，控制电解电流的恒量级的状态，使电解水的PH值在一定范围内保持恒定。
本发明还设计有电解槽倒极电路单元对电解槽电解电极正负极性进行自动倒换，当用户使用完该装置后，首先关闭水流开关，这时水流传感器便停止运输，设有水流脉中输出，当系统检测到无水时，便自动启动倒极功能，达到正负极电场倒换，使水垢向相反的方向移动，下次会随水流冲出，从而达到自动清洗和防止结垢的目的。
本发明具有解决现有电解制水方法及装置所存在的因水流速变化而导致电解水的PH值不同的技术问题，使PH值在一定范围内基本保持恒定和应用广泛的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的电路结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的电路结构示意图；
图中
1、水流开关              2、过滤系统      3、水流速检测
4、状态控制              5、交流电源      6、直流电源
7、电解电源功率调节开关  8、倒极电路单元  9、恒流控制单元
10、基准切换开关         11、按键控制     12、水质自动识别
13、水质取样             14、酸性水出口   15、碱性水出口
20、电解电流误差取样电路单元  30、比较运算电路单元
40、脉冲宽度调制电路单元      50、推动电路单元
60、基准电压信号切换开关单元  70、电解槽
具体实施方式
本发明包括电解电流误差取样电路单元、水质自动识别单元、比较运算电路单元、脉冲宽度调制电路单元、推动电路单元、基准电压信号切换开关单元、电解槽。外接220V交流电源5，连接带有整流器的直流电源6，直流电源6的一端用导线连接电解槽70的一个极，直流电源6的另一端连接电解电源功率调节开关7；水源从进水口进入水流速检测电路单元3，水流速检测电路单元(3)的一端连接倒极电路单元8，倒极电路单元8的另一端连接脉冲宽度调节电路单元40；脉冲宽度调节电路单元40的一端连接比较运算电路单元30，脉冲宽度调节电路的另一端连接推动电路单元50；比较运算电路单元30的一端连接电解电流误差取样电路单元20和电解槽70，比较运算电路单元30的另一端连接电解电流误差取样电路单元20和基准电压信号切换开关单元60；推动电路单元50的另一端连接电解槽70的另一个极。
利用水的流速使基准电压信号切换开关单元60产生一基准电压信号；经过电解电流误差取样电路单元20产生一电解制水电流取样电压信号，将所述电解制水电流取样电压信号与所述基准电压信号相比较，产生一差值信号，利用所述差值信号经脉冲宽度调制PWM电路单元40放大后产生一脉冲宽度调制信号，利用所述脉宽调制信号反馈给电解电流控制电路，使电解电流保持恒定；基准电压信号单元60还包括对基准电压信号进行选择的方法，控制电解电流的恒量级的状态。
水质自动识别单元12对水质进行自动识别，根据自动识别的结果，控制电解槽电流随水质变化而保持恒定的控制状态。
水流速检测单元3对水流速进行检测，根据水流速的检测数值信号，控制电解电流变化的状态；水流速检测单元3的水流速检测电路根据水流速值来调整基准电压，使电解强度在一定范围内保持恒定。
电解电流误差取样电路单元20将经电解槽的误差电流信号转换成误差电压信号；比较运算电路开关30将所述电解槽电解电流误差取样电路单元20的误差电压信号和一基准电压信号进行比较，并在其输出端送出一比较运算结果的差值信号；脉冲宽度调制电路单元40接受来自比较运算电路单元30的差值信号，经放大后进行脉宽调制，并在其输出端送出一脉宽调制PWM信号，经放大后进行脉宽调制，并在其输出端送出一脉宽调制PWM信号；推动电路单元50接受来自脉冲宽度调制电路单元40的脉宽调制PWM信号，并依据脉宽调制PWM信号随时调整电解槽40的电解电流，使该电解电流在一定水流速情况下保持恒定。
基准电压信号切换开关单元60通过基准电压值切换控制，控制电解槽70电解电流在一定水流速状态下的量级的状态。
水质自动识别单元12根据自动识别的结果，控制电解槽70电解电流的恒流量级的状态。
水流速检测电路单元3根据水流速的检测数值信号，控制电解电流的恒量级的状态。
本发明还设计有电解槽倒极电路单元8，对电解槽电解电极的正负极进行自动倒换，当用户使用完该装置后，首先关闭水流开关，这时水流传感器便停止运转，设有水流脉冲输出，当系统检测到无水时，便自动启动倒极功能，达到正负极电场倒换，使水垢向相反的方向移动，下次会随水流冲出，从而达到自动清洗和防止结垢的目的。
图2所示是本发明带水流速补偿电解制水装置的结构示意图，包括水流开关1；过滤系统2，用于对进行该制水装置的水进行过滤；水流速检测单元3，对进入该装置的水速进行检测；电解槽70对进入该制水装置的水进行电解；出于自动倒换电解槽电解电极的正负极性；基准切换开关10和按键控制11共同组成基准电压信号切换开关单元；水质取样13和水质自动识别12共同组成水质自动识别单元提供水质检测分析信号，通过恒流控制部分9控制电解槽电解电流的恒流量级的状态；水流速检测3和状态控制4组成水流速检测单元提供水流的检测数值信号，通过恒流控制部分9，控制电解槽电解电流的恒流量级的状态；和交流电源5。其中，水质取样13和水质自动识别12可以加装在过滤系统2的进水处或电解槽70或出口水14和15处。
很显然对本领域的技术人员来说对本发明可以做出多种修改和变动。因此，对本发明权利要求及其等价的范围内做出的修改和变动被包括在本发明之内。