熱水器及其檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱水器及其鎂棒的檢測裝置及方法。其中，所述檢測裝置，用于檢測熱水器水箱內(nèi)的鎂棒的損耗，包括：激光光源，用于發(fā)出激光照射到所述鎂棒上；光電檢測單元，所述鎂棒和所述光電檢測單元依次排列在激光的光軸上，所述光電檢測單元用于接收激光光源發(fā)出的激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號；控制單元，用于根據(jù)所述檢測信號判斷所述鎂棒的損耗，輸出控制信號。本發(fā)明的方案，能夠檢測鎂棒的損耗情況以及時進行更換，從而保障了鎂棒對水箱內(nèi)水的清潔、起到保護內(nèi)膽的作用。
【專利說明】
熱水器及其檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱水器及其檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前，空氣能熱水器、電熱水器以及太陽能熱水器等各種熱水器中，都采取一些措 施防止熱水器水箱長期使用被腐蝕。根據(jù)陰極保護原理，熱水器廠家通常采用在水箱上安 裝鎂棒來防止水箱腐蝕。例如，授權(quán)公告號為CN202328793U的中國實用新型專利公開了一 種空氣能熱水器專用鎂棒，包括鎂棒，鎂棒的一端設(shè)有固定端蓋，在固定端蓋與鎂棒之間設(shè) 有墊片。由此，通過鎂棒在水箱中與水中的雜質(zhì)起化學反應(yīng)，達到提高水質(zhì)、清除污垢、保護 內(nèi)膽的作用。
[0003] 然而，所述鎂棒具有額定使用壽命，通常為兩年，且該壽命不以鎂棒的體積大小來 衡量。鎂棒作為一個腐蝕替代品，它的壽命決定了腐蝕介質(zhì)的腐蝕性強弱、保護面積、內(nèi)膽 質(zhì)量等因素的取決。在水質(zhì)差的地區(qū)，或者內(nèi)膽搪瓷損壞、保護面積大等情況下，所述鎂棒 往往只能使用半年，甚至更短。即，鎂棒為消耗品，定期更換鎂棒成為內(nèi)膽壽命保證的重要 條件。因此，有必要對鎂棒的，例如損耗及更換等進行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種熱水器及其檢測裝置和方法，能夠?qū)︽V棒的損耗情況 進行檢測。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種檢測裝置，用于檢測熱水器水箱內(nèi)的鎂棒的損 耗，包括:激光光源，用于發(fā)出激光照射到所述鎂棒上;光電檢測單元，所述鎂棒和所述光電 檢測單元依次排列在激光的光軸上，所述光電檢測單元用于接收激光光源發(fā)出的激光照射 在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號；以及控制單元，用于根據(jù)所述檢測信號判斷所 述鎂棒的損耗。
[0006] 進一步地，所述的檢測裝置還包括:報警單元，用于根據(jù)所述控制單元的判斷結(jié)果 輸出報警信號。
[0007] 進一步地，所述鎂棒包括鋼芯，所述激光光源的光斑半徑大于所述鋼芯的半徑。
[0008] 進一步地，當所述控制單元判斷所述光電檢測單元輸出的檢測信號大于一閾值 時，判斷鎂棒發(fā)生損耗。
[0009] 進一步地，當所述控制單元判斷所述光電檢測單元輸出的檢測信號達到最大值 時，判斷所述鎂棒損耗完。
[0010]進一步地，設(shè)所述鎂棒的半徑為R，鋼芯的半徑為r，激光的光斑半徑為1.5r，當鎂 棒無損耗時，R>1.5r;則
[0011] 當R>1.5r時，激光的光斑完全落在鎂棒上，光電檢測單元沒有接收到光量，無檢測 信號輸出，則控制單元判斷鎂棒無損耗；
[0012] 當1.5r彡R>r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元探測到部分光量，輸出 第一檢測信號，控制單元根據(jù)該第一檢測信號判斷鎂棒發(fā)生損耗；
[0013] 當R=r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元檢測到最大光量，輸出第二檢 測信號，控制單元根據(jù)該第二檢測信號判斷鎂棒損耗完。
[0014] 進一步地，所述檢測裝置還包括計數(shù)單元，當所述光電檢測單元檢測到所述檢測 用光并輸出檢測信號時，所述計數(shù)單元的計數(shù)值加1;若所述控制單元判斷所述計數(shù)單元的 計數(shù)值達到預(yù)定次數(shù)，則判斷所述鎂棒發(fā)生損耗。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種檢測方法，用于檢測熱水器水箱內(nèi)的鎂棒的損耗， 包括:將激光照射到所述鎂棒上;接收激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信 號；以及根據(jù)所述檢測信號判斷所述鎂棒的損耗。
[0016] 進一步地，所述的檢測方法，還包括根據(jù)所述判斷的結(jié)果輸出報警信號。
[0017] 進一步地，所述鎂棒包括鋼芯，所述激光光源的光斑半徑大于所述鋼芯的半徑。
[0018] 進一步地，當判斷所述檢測信號大于一閾值時，判斷鎂棒發(fā)生損耗。
[0019] 進一步地，當判斷所述檢測信號達到最大值時，判斷所述鎂棒損耗完。
[0020] 進一步地，設(shè)所述鎂棒的半徑為R，鋼芯的半徑為r，激光的光斑半徑為1.5r，當鎂 棒無損耗時，R>1.5r;則
[0021] 當R>1.5r時，激光的光斑完全落在鎂棒上，光電檢測單元沒有接收到光量，無檢測 信號輸出，則判斷鎂棒無損耗；
[0022] 當1.5r多R>r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元探測到部分光量，輸出 第一檢測信號，則根據(jù)該第一檢測信號判斷鎂棒發(fā)生損耗；
[0023]當R=r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元檢測到最大光量，輸出第二檢 測信號，則根據(jù)該第二檢測信號判斷鎂棒損耗完。
[0024]進一步地，所述的檢測方法，還包括:計數(shù)步驟，當檢測到所述檢測用光并輸出檢 測信號時，計數(shù)值加1;若所述計數(shù)值達到預(yù)定次數(shù)，則判斷鎂棒發(fā)生損耗。
[0025]根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種熱水器，包括：水箱以及上述任一所述的檢測裝 置。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的所述檢測裝置及方法，由于利用所述激光光源以及所述光電檢測單 元對鎂棒的損耗進行檢測，因此，能夠檢測鎂棒的損耗情況以及時進行更換，從而保障了鎂 棒對水箱內(nèi)水的清潔、起到保護內(nèi)膽的作用。
[0027] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0028] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。
[0029] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施方式的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明所述檢測裝置的檢測原理示意圖；
[0031 ]圖3為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施方式的檢測方法的流程圖；
[0032]圖4示出了根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明所述檢測方法的具體實施例。
【具體實施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實施例及 相應(yīng)的附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一 部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034] 以下結(jié)合圖1說明根據(jù)本發(fā)明的所述方案。如圖1所述，本發(fā)明提供一種熱水器的 鎂棒檢測裝置，用于檢測熱水器水箱W內(nèi)放置的鎂棒Μ的損耗情況。所述檢測裝置包括:激光 光源1、光電檢測單元2、以及控制單元3。激光光源1發(fā)出激光照射到所述鎂棒Μ上，所述鎂棒 Μ和所述光電檢測單元3依次排列在激光的光軸0上，所述光電檢測單元2用于接收激光光源 1發(fā)出的激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號。控制單元3根據(jù)所述檢測信 號判斷所述鎂棒Μ的損耗。進一步地，該裝置還優(yōu)選包括報警單元4，用于根據(jù)所述控制單元 依據(jù)其判斷結(jié)果而輸出的控制信號進行報警。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的上述檢測裝置及其實現(xiàn)的檢測方法，能夠檢測鎂棒的損耗情況，并 能夠在檢測到鎂棒已經(jīng)損耗完時，及時提醒用戶對鎂棒進行更換，從而保障了鎂棒對水箱 內(nèi)水的清潔、起到保護內(nèi)膽的作用。以下對所述裝置的各部件逐一進行說明。
[0036] 如圖1所示，所述鎂棒Μ，例如安裝在水箱W底部，并優(yōu)選安裝在水箱W底部的正中間 的位置。所述鎂棒Μ的主流產(chǎn)品有符合ΑΖ-31標準和ΑΖ-63標準兩種。其中，通常會在鎂棒中 間擠壓上一根鋼芯S，可以起到損耗均勻的作用。
[0037] 所述激光光源1，例如為半導(dǎo)體激光光源，優(yōu)選安裝在水箱W的內(nèi)壁上，以使其發(fā)出 的激光照射到所述鎂棒Μ上。所述鎂棒Μ和光電檢測單元2沿激光前進方向依次排列在激光 光軸0上。從而，激光光源1發(fā)出的激光在照射到鎂棒Μ上后，由光電檢測單元2檢測激光在照 射到鎂棒Μ上后的檢測用光，所述激光光斑的半徑大于所述鎂棒Μ的鋼芯S的半徑。光電檢測 單元2,優(yōu)選安裝在水箱Μ的內(nèi)壁上，其用于檢測激光光源1發(fā)出的激光在照射到所述鎂棒Μ 之后的光，并在接收到光后，輸出檢測信號給控制單元3。為有效接收激光照射到鎂棒上后 的檢測用光，光電檢測單元的有效接收面積也應(yīng)當大于鋼芯S的直徑。
[0038] 具體地，結(jié)合圖2說明本發(fā)明的檢測原理。光電檢測單元2根據(jù)檢測到的光量的大 小，輸出與該光量的大小相應(yīng)的檢測信號，而該光量的大小和/或有無，對應(yīng)于鎂棒Μ的損耗 情況。在一個優(yōu)選實施例中，設(shè)所述鎂棒Μ的半徑為R(R隨著鎂棒的消耗而變?。V棒Μ無損 耗時，R>1.5r，鋼芯S的半徑為r，激光的光斑半徑為1.5r，以及光電檢測單元2的光敏面半徑 大于等于1.5r。則在所述鎂棒Μ從開始使用到損耗完（即損耗到僅剩鋼芯S)時，損耗程度與 光電檢測單元2根據(jù)檢測到的光量所輸出的檢測信號、以及相應(yīng)的設(shè)置的控制單元的控制 信號的對應(yīng)關(guān)系如下表1所示。其中，表1的第一列示出了鎂棒損耗過程中半徑R的大小與鋼 芯S的大小r的對比關(guān)系，第二列示出了相應(yīng)于鎂棒損耗過程中半徑R的變化光電檢測單元2 所檢測到的光量情況，以及第三列根據(jù)光電檢測單元所檢測到的鎂棒損耗的程度而輸出的 控制信號的指示內(nèi)容。
[0039]另外，對于1.5r^：R>r的情況，考慮到R>r，即鎂棒仍有剩余，并未損耗完畢，一方 面，為了避免一出現(xiàn)損耗就發(fā)出更換鎂棒的提醒而造成的浪費，另一方面，為了給用戶留出 必要的更換時間（例如，購買新的鎂棒所需要的時間等），可以設(shè)置一閾值，使得當光電檢測 單元2接收到的光量達到一定程度(表明鎂棒損耗達到較大程度，例如為1.3r>R>l. lr時） 并輸出相應(yīng)的檢測信號大于該閾值時，控制單元3輸出控制信號，提醒用戶更換鎂棒。并且 進一步地，如果用戶未及時更換所述鎂棒，則當R = r時，即鎂棒消耗完畢，則輸出與檢測到 的最大光量對應(yīng)的檢測信號，控制單元3在接收到該檢測信號后，輸出控制信號，提醒設(shè)備 故障，可以停止熱水器的運行。
[0040] 表 1
[0041]
[0042] 需要指出的是，以上表1所給出的【具體實施方式】，僅為示例性的，本發(fā)明并不限于 此。具體來說，對于包括鋼芯的鎂棒來說，只要激光光源1發(fā)出的激光光斑半徑大于所述鋼 芯的半徑r，從而保障在鎂棒損耗完畢，只剩下所述鋼芯時，光電檢測單元能夠檢測到相應(yīng) 的光量，以輸出檢測信號即可。具體地，如果所述光斑的半徑進一步大于鎂棒未損耗時的半 徑R，此時激光光源1發(fā)出的激光光斑在照射到鎂棒后被光電檢測單元2接收到光量為最小， 隨著鎂棒的損耗，光電檢測單元2所接收到的光量將逐漸增多，直到達到僅剩下所述鋼芯S 時的最大光量。
[0043] 所述控制單元3,例如可以是線控器，其根據(jù)所述光電檢測單元2輸出的檢測信號， 輸出控制信號，優(yōu)選控制報警單元4。報警單元4,例如設(shè)置在線控器或熱水器的面板上等位 置，如上文所述，發(fā)出聲音、光或具體的文字等提醒信息，提醒用戶更換鎂棒，或者進一步停 止熱水器的運行。
[0044] 進一步地，為排除干擾，使得檢測結(jié)果更加可靠，所述控制單元3還包括計數(shù)單元 (未示出），當所述光電檢測單元2檢測到所述檢測用光并輸出檢測信號時，所述計數(shù)單元的 計數(shù)值加1;若所述控制單元判斷所述計數(shù)單元的計數(shù)值達到預(yù)定次數(shù)，則輸出所述控制信 號。所述計數(shù)單元也可不包括在所述控制單元中，而作為另一獨立部件存在。
[0045] 以下結(jié)合圖3、4描述根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的檢測方法。圖3示出了根據(jù)本發(fā) 明的檢測方法的流程圖；圖4示出了根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明所述檢測方法的具體實施例。
[0046] 如圖3所示，本發(fā)明所述用于檢測熱水器水箱W內(nèi)放置的鎂棒Μ的損耗情況所述熱 水器的鎂棒檢測方法，包括照射激光的步驟S1、接收檢測光量的步驟S2、判斷損耗的步驟S3 以及輸出報警的步驟S4。具體地，照射激光的步驟S1中，利用激光照射所述鎂棒Μ;接收檢測 光量的步驟S2中，接收激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號；以及判斷損耗 的步驟S3中，根據(jù)所述檢測信號判斷所述鎂棒Μ的損耗，并根據(jù)鎂棒的損耗情況，輸出控制 信號。優(yōu)選地，還包括輸出報警的步驟，在輸出報警的步驟S4中，根據(jù)控制信號報警。
[0047] 優(yōu)選地，為排除干擾，使得檢測結(jié)果更加可靠，可以設(shè)置所述計數(shù)單元，在滿足預(yù) 定次數(shù)的檢測均表明鎂棒有一定程度的損耗時，控制單元3才輸出控制信號，使得報警單元 4報警。
[0048] 以下描述根據(jù)本發(fā)明所述檢測方法的一具體實施例，其中激光光源1的光斑大小、 鎂棒半徑以及光檢測單元2的半徑等參數(shù)參照表1列出的示例。如圖4所示，首先，熱水器啟 動，所述檢測裝置開始工作。初始化檢測次數(shù)i = 〇,并可以設(shè)置檢測裝置的檢測周期為7天。 對于空氣能熱水器而言，可以選擇其工作頻率低的凌晨4-5點為檢測時間段，記錄該一個時 段內(nèi)光電檢測單元檢測的光信號;如果該小時內(nèi)沒有檢測到光信號，記錄i=〇,判斷為鎂棒 損耗不嚴重，不需要更換。
[0049] 如果該小時內(nèi)接收到光信號，記錄i = i+l，初步判斷鎂棒損耗嚴重，不排除干擾的 可能性。如果下個工作周期T檢測到光信號，記錄i = i + l，當i多3,則判斷鎂棒損耗嚴重?？?制單元發(fā)出控制信號，使得報警單元2報警，提示用戶對鎂棒進行更換。若該周期沒有檢測 到光信號，為了防止誤判，則光電檢測單元檢測光源信號次數(shù)i清零，重新開始檢測。進一步 地，如果系統(tǒng)檢測不到激光，表明用戶已跟換完成，光電檢測單元檢測光源信號次數(shù)i清零， 重新開始新的檢測。
[0050] 另外，考慮到激光射線在水中存在散射現(xiàn)象，為提高檢測精度，可以利用實驗得出 的補償值補足所差數(shù)據(jù)量。
[0051] 此外，本發(fā)明還提供一種熱水器，包括水箱及上述檢測裝置。
[0052] 以上對本發(fā)明的所述檢測裝置及方法進行了說明。由于利用所述激光光源以及所 述光電檢測單元對鎂棒的損耗進行檢測，因此，能夠檢測鎂棒的損耗情況以及時進行更換， 從而保障了鎂棒對水箱內(nèi)水的清潔、起到保護內(nèi)膽的作用。
[0053] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0054]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā) 明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種檢測裝置，用于檢測熱水器水箱內(nèi)的鎂棒的損耗，包括： 激光光源，用于發(fā)出激光照射到所述鎂棒上； 光電檢測單元，所述鎂棒和所述光電檢測單元依次排列在激光的光軸上，所述光電檢 測單元用于接收激光光源發(fā)出的激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號；以 及 控制單元，用于根據(jù)所述檢測信號判斷所述鎂棒的損耗。2. 如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，還包括： 報警單元，用于根據(jù)所述控制單元的判斷結(jié)果輸出報警信號。3. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測裝置，其中， 所述鎂棒包括鋼芯，所述激光光源的光斑半徑大于所述鋼芯的半徑。4. 如權(quán)利要求1-3任一項所述的檢測裝置，其中， 當所述控制單元判斷所述光電檢測單元輸出的檢測信號大于一閾值時，判斷鎂棒發(fā)生 損耗。5. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的檢測裝置，其中， 當所述控制單元判斷所述光電檢測單元輸出的檢測信號達到最大值時，判斷所述鎂棒 損耗完。6. 如權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其中， 設(shè)所述鎂棒的半徑為R，鋼芯的半徑為r，激光的光斑半徑為1.5r，當鎂棒無損耗時，R> 1.5r;則 當R>1.5r時，激光的光斑完全落在鎂棒上，光電檢測單元沒有接收到光量，無檢測信號 輸出，則控制單元判斷鎂棒無損耗； 當1.5r多R > r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元探測到部分光量，輸出第一 檢測信號，控制單元根據(jù)該第一檢測信號判斷鎂棒發(fā)生損耗； 當R = r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元檢測到最大光量，輸出第二檢測信 號，控制單元根據(jù)該第二檢測信號判斷鎂棒損耗完。7. 如權(quán)利要求1-5任一項所述的檢測裝置，還包括： 計數(shù)單元，當所述光電檢測單元檢測到所述檢測用光并輸出檢測信號時，所述計數(shù)單 元的計數(shù)值加1;若所述控制單元判斷所述計數(shù)單元的計數(shù)值達到預(yù)定次數(shù)，則判斷所述鎂 棒發(fā)生損耗或損耗完。8. -種檢測方法，用于檢測熱水器水箱內(nèi)的鎂棒的損耗，包括： 將激光照射到所述鎂棒上； 接收激光照射在鎂棒上之后的檢測用光，并輸出檢測信號；以及 根據(jù)所述檢測信號判斷所述鎂棒的損耗。9. 如權(quán)利要求8所述的檢測方法，還包括 根據(jù)所述判斷的結(jié)果輸出報警信號。10. 如權(quán)利要求8或9所述的檢測方法，其中， 所述鎂棒包括鋼芯，所述激光光源的光斑半徑大于所述鋼芯的半徑。11. 如權(quán)利要求8-10任一項所述的檢測方法，其中， 當判斷所述檢測信號大于一閾值時，判斷鎂棒發(fā)生損耗。12. 如權(quán)利要求8-11任一項所述的檢測方法，其中， 當判斷所述檢測信號達到最大值時，判斷所述鎂棒損耗完。13. 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其中， 設(shè)所述鎂棒的半徑為R，鋼芯的半徑為r，激光的光斑半徑為1.5r，當鎂棒無損耗時，R> 1.5r;則 當R>1.5r時，激光的光斑完全落在鎂棒上，光電檢測單元沒有接收到光量，無檢測信號 輸出，則判斷鎂棒無損耗； 當1.5r多R > r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元探測到部分光量，輸出第一 檢測信號，則根據(jù)該第一檢測信號判斷鎂棒發(fā)生損耗； 當R = r時，激光光斑部分落在鎂棒上，光電檢測單元檢測到最大光量，輸出第二檢測信 號，則根據(jù)該第二檢測信號判斷鎂棒損耗完。14. 如權(quán)利要求8-12任一項所述的檢測方法，還包括： 計數(shù)步驟，當檢測到所述檢測用光并輸出檢測信號時，計數(shù)值加1;若所述計數(shù)值達到 預(yù)定次數(shù)，則判斷鎂棒發(fā)生損耗或損耗完。15. -種熱水器，包括:水箱以及權(quán)利要求1-7任一項所述的檢測裝置。
【文檔編號】G01D21/00GK106092181SQ201610393519
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日 公開號201610393519.X, CN 106092181 A, CN 106092181A, CN 201610393519, CN-A-106092181, CN106092181 A, CN106092181A, CN201610393519, CN201610393519.X
【發(fā)明人】陳彪
【申請人】珠海格力電器股份有限公司