專利名稱：恒壓電解制水裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒功率自動控制方法，具體涉及一種恒壓供電電 解制水的裝置及方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，電解制水機(jī)的水源都是標(biāo)準(zhǔn)自來水或是某個局域自辦 的自來水廠提供的，現(xiàn)有技術(shù)中一般借助于在電解槽的電極間施加規(guī) 定的直流電壓，對電解槽內(nèi)供給的原水進(jìn)行電解，從而連續(xù)可變控制
電解水PH值構(gòu)成直流電壓供給用電源的方法來獲得電解水。
但由于國內(nèi)地域遼闊，水域分布廣闊，水質(zhì)差異非常大，水的TDS 值(可溶性物質(zhì)總含量mg/L)在十幾到一千多的范圍內(nèi)變化。而電導(dǎo) 率(jus/Cm)在幾十至二千多的范圍內(nèi)變化。實驗表明電導(dǎo)率和TDS值 成近似正比關(guān)系為電導(dǎo)率=(1.8~2) xTDS。實踐表明，一4殳的電解 水機(jī)在威海或廣州TDS<200調(diào)試好后，拿到內(nèi)地比如北京、蘇州、上 海就會自動增加電解功率，甚至過流而燒壞。這樣一來就要重新調(diào)試 工作電流以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)。對于生產(chǎn)廠家來說，同一產(chǎn)品，為了適 應(yīng)不同地區(qū)水質(zhì)就要生產(chǎn)出多種型號，即使如此，也還是難以滿足市 場需求。水質(zhì)差異太大的地區(qū)仍達(dá)不到所要求的出水水質(zhì)的要求。
當(dāng)TDS > 300 (—般將1升水中含有超過300mgCaO的水稱作最硬水) 時就可以認(rèn)為水質(zhì)較硬。眾所周知，硬水地區(qū)的水燒開后就會有厚厚 的一層白色泡沫，甚至水壺內(nèi)會結(jié)垢。對電解水垢也是一樣，長時間 電解且不倒換電極時，釣、鎂等陽離子會不斷向陰極移動并聚集，負(fù)極就會沉積厚厚的一層水垢，(成份多為碳酸4丐、碳酸鎂)，如不經(jīng)常 倒換電極就會因沉積過多而堵塞。機(jī)器故障率過高，這就給電解水機(jī) 的推廣應(yīng)用帶來困難。
經(jīng)長時間的摸索觀察與研究，我們發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的變化差異巨大，而
且就是同一水源的水質(zhì)其性質(zhì)變化也較快，比如TDS值(或電導(dǎo)率值)， 它隨地域、時間、溫度的變化都在變化。故依靠原來傳統(tǒng)的思路來制 作離子水機(jī)難度很大，并且難以形成批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠適應(yīng)不同水質(zhì)要求的恒壓電解制水 裝置及方法，不論水質(zhì)如何變化，都能保證機(jī)器按某一預(yù)設(shè)值電解壓 降，來維持電解裝置的功率恒定，保證出水水質(zhì)達(dá)到要求的指標(biāo)(如0RP 值、pH值)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種解決水垢沉積的方法，通過自動倒 換電場方向使能夠產(chǎn)生水垢的鈣離子、鎂離子向相反的方向移動，脫 離原來的陰極(倒換后成為陽極)變成松散狀態(tài)，下次使用時會隨水 流沖出，從而達(dá)到自動清洗的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對現(xiàn)有的電解制水裝置進(jìn)行了一系列的 改進(jìn)，本發(fā)明的恒壓供電電解制水裝置包括
一電解裝置的電解電壓誤差取樣電路單元，該電路單元將經(jīng)在電解 裝置上取得電壓誤差信號。
一比較運算電路單元，該比較運算電路單元，將來自所述電解裝 置的電解電壓誤差取樣電路單元的誤差電壓信號和一基準(zhǔn)電壓信號進(jìn) 行比較，并在其輸出端送出 一比較運算結(jié)果的差值信號；
一脈沖寬度調(diào)制電路單元，該脈沖寬度調(diào)制電路單元，接受來自所述比較運算電路單元的差值信號，經(jīng)放大后進(jìn)行脈寬調(diào)制，并在其
輸出端送出一脈寬調(diào)制(PWM)信號；
一控制電路單元，該推動電路單元，接受來自所述脈沖寬度調(diào)制 電路單元的脈寬調(diào)制(PWM)信號，并依據(jù)所述脈寬調(diào)制(PWM)信 號隨時調(diào)整所述電解裝置的有效電解電壓恒定，使該裝置電解功率保 持恒定。
此外，還具有帶有輸入基準(zhǔn)切換數(shù)值的輸入鍵盤的基準(zhǔn)切換開關(guān) 單元，水流檢測單元和水質(zhì)自動識別單元，用于控制電解電壓的恒壓 量級的狀態(tài)；及可自動倒換電解槽電解電極的正負(fù)極性的電解槽倒極 電路單元。
本發(fā)明的恒壓供電電解制水方法，包括
產(chǎn)生一 電解制水電壓取樣電壓信號； 產(chǎn)生一基準(zhǔn)電壓信號；
將上述電解電壓取樣電壓信號和上述基準(zhǔn)電壓信號相比較，產(chǎn)生 一差值信號；
利用所述差值信號，經(jīng)放大后產(chǎn)生一脈寬調(diào)制(PWM)信號； 利用上述脈寬調(diào)制信號(PWM)反饋給電解電壓控制電路，使電解 電壓保持恒定。
另外，本方法還包括對基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行選擇，控制電解電流的 恒壓量級的狀態(tài)；還包括對水流進(jìn)行檢測，根據(jù)水流的檢測數(shù)值信號， 控制電解槽電解電壓的恒壓量級的狀態(tài)；還包括對水質(zhì)進(jìn)行自動識別， 根據(jù)自動識別的結(jié)果，控制電解槽電解電壓的恒壓量級的狀態(tài)；還包 括對電解槽電解電極的正負(fù)極性進(jìn)行自動倒換，使水垢向相反的方向 移動，下次使用會隨水流沖出，從而達(dá)到自動清洗的目的。


下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖l是根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的恒壓供電電解制水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)包括電解槽10、電解槽電解 電壓誤差取樣電路單元20、比較運算電路單元30、脈沖寬度調(diào)制電路 單元40和控制電路單元50，上述電解裝置10和各電路單元通過導(dǎo)線 順次連接，基準(zhǔn)切換開關(guān)單元60的連接導(dǎo)線一端，接在電解槽電解電 壓誤差取樣電路單元20和比較運算電路單元30之間的連接導(dǎo)線上。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路結(jié)構(gòu)，在電解槽施加上恒 定電壓，由于水有電導(dǎo)率的存在，故電核il兩端便有電流流過，電流 流過電解裝置時，利用控制回路維持即時等幅電流，電解裝置兩端便 產(chǎn)生壓降VRO，將取樣電路單元取得的電壓信號送至比較運算模塊，遠(yuǎn) 算模塊與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓V進(jìn)行比較，產(chǎn)生差值，這個差值作為脈沖 寬度的調(diào)節(jié)信號，通過控制電路改變脈寬來改變等幅電流的作用時間， 此時當(dāng)
VR04〉V基準(zhǔn)時，說明水的等效阻值變大，調(diào)短控制電流的作用 時間從而降低電壓重新平衡；(K為取樣比例系數(shù))
VRO*K< V基準(zhǔn)時，il明水的等效阻值變小，調(diào)長控制電流的作用 時間從而提升電壓重新平衡；
當(dāng)VRObV基準(zhǔn)時，系統(tǒng)達(dá)到平衡呈穩(wěn)定恒壓狀態(tài)。
該系統(tǒng)只要改變基準(zhǔn)就可以任意設(shè)定電解槽的電解電壓。滿足水 質(zhì)要求。另外，系統(tǒng)電路設(shè)有水流檢測傳感器，當(dāng)用戶使用完該機(jī)器后， 首先關(guān)閉水門。這時水流傳感器便停止運轉(zhuǎn)，沒有水流信號輸出，倒 極控制電路一旦沒有了水流信號，便自動啟動控制裝置，達(dá)到正負(fù)極 電場倒換、防止結(jié)垢的目的。
圖3所示的才艮據(jù)本發(fā)明恒壓供電電解制水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包
括過濾系統(tǒng)l，用于對進(jìn)入該制水裝置的水進(jìn)行過濾；水流開關(guān)2; 電解水發(fā)生裝置3，對進(jìn)入該制水裝置的水進(jìn)行電解；出水口 4和出水 口 5;電源6;電解電源功率調(diào)節(jié)開關(guān)7;倒極電路8，用于自動倒換 電解槽電解電極的正負(fù)極性；基準(zhǔn)切換開關(guān)9和按鍵控制16，共同組 成基準(zhǔn)切換開關(guān)單元；水質(zhì)取樣10和水質(zhì)自動識別11,共同組成水質(zhì) 自動識別單元，提供水質(zhì)檢測分析信號，通過恒壓控制部分l2，控制 電解槽電解電壓的恒壓量級的狀態(tài)；水流;險測13和狀態(tài)控制l4，組成 水流檢測單元，提供水流的檢測數(shù)值信號，通過恒壓控制部分12，控 制電解槽電解電壓的恒壓量級的狀態(tài)；和電源15。其中，水質(zhì)取樣IO 和水質(zhì)自動識別11可以加裝在過濾系統(tǒng)1的入水處、電解水發(fā)生裝置 3或出水口 4和5處。
動。因此，對本發(fā)明權(quán)利要求及與其等價的范圍內(nèi)做出的修改和變動 被包括在本發(fā)明之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種恒壓供電電解制水方法，其特征在于產(chǎn)生一電解制水電壓取樣信號；產(chǎn)生一基準(zhǔn)電壓信號；將上述電解電壓取樣信號和上述基準(zhǔn)電壓信號相比較，產(chǎn)生一差值信號；利用所述差值信號，經(jīng)放大后產(chǎn)生一脈寬調(diào)制(PWM)信號；利用上述脈寬調(diào)制信號(PWM)反饋給電解電壓控制電路，保持電解電壓降恒定并使電解裝置電解功率保持恒定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓供電電解制水方法，其特征在于還包括對基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行選擇的方法，控制電解電壓的恒壓量級的 狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓供電電解制水方法，其特征在于還包括對水質(zhì)進(jìn)行自動識別的方法，根據(jù)自動識別的結(jié)果，控制電解 槽電解電壓的恒壓量級的狀態(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓供電電解制水方法，其特征在于還包括對水流進(jìn)行檢測的方法，根據(jù)水流的檢測數(shù)值信號，控制電解 電壓的恒壓量級的狀態(tài)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓供電電解制水方法，其特征在于 還包括對電解裝置電解電極的正負(fù)極性進(jìn)行自動倒換的方法。
6、 一種恒壓控制供電電解制水裝置，其特征在于包括 一電解槽電解電壓誤差取樣電路單元，該電路單元將經(jīng)在電解裝置上取得電壓誤差信號；一比較運算電路單元，該比較運算電路單元，將來自所述電解槽電解 電壓誤差取樣電路單元的誤差電壓信號和一基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，并在其輸出端送出 一 比較運算結(jié)果的差值信號；一脈沖寬度調(diào)制電路單元，該脈沖寬度調(diào)制電路單元，接受來自所述 比較運算電路單元的差值信號，經(jīng)放大后進(jìn)行脈寬調(diào)制，并在其輸出端送 出 一脈寬調(diào)制(PWM)信號；一推動電路單元，該推動電路單元，接受來自所述脈沖寬度調(diào)制電路 單元的脈寬調(diào)制(PWM)信號，并依據(jù)所述脈寬調(diào)制(PWM)信號隨時 調(diào)整所述電解裝置上的壓降保持恒定，使該電解裝置電解功率保持恒定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒壓供電電解制水裝置，其特征在于還具有基準(zhǔn)切換開關(guān)單元，通過基準(zhǔn)電壓值切換控制，控制電解槽電 解電壓的恒壓量級的狀態(tài)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒壓控制供電電解制水裝置，其特征在于還具有一水質(zhì)自動識別單元，根據(jù)自動識別的結(jié)果，控制電解槽電解 電壓的恒壓量級的狀態(tài)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒壓供電電解制水裝置，其特征在于還具有一水流檢測單元，根據(jù)水流的檢測數(shù)值信號，控制電解電壓的 恒壓量級的狀態(tài)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒壓供電電解制水裝置，其特征在于 還具有一電解槽倒極電路單元，該電解槽倒極電路單元可自動倒換電解槽電解電極的正負(fù)極性。
11、根據(jù)權(quán)利要求6所述的恒壓供電電解制水裝置，其特征在于 所述基準(zhǔn)切換開關(guān)單元還具有一用于輸入基準(zhǔn)切換數(shù)值的輸入鍵盤
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解制水裝置及方法，尤其涉及一種恒壓供電電解制水裝置及方法，通過對電解槽電解水流進(jìn)行誤差取樣，然后與基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，將比較后的差值信號進(jìn)行脈寬調(diào)制，并依據(jù)所產(chǎn)生的脈寬調(diào)制(PWM)信號隨時調(diào)整電解槽的電解電壓，使其電解功率保持恒定。從而解決了現(xiàn)有制水行業(yè)中存在的因水質(zhì)差異變化巨大，不能形成批量生產(chǎn)的缺陷，同時本發(fā)明能在每次用戶用完機(jī)器后自動倒換電極，使水垢向相反方向移動，下次使用會隨水流沖出，從而達(dá)到自動清洗目的。
文檔編號C02F1/461GK101318725SQ20071011072
公開日2008年12月10日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者孫宗英, 華 張, 江長青, 麻百忠 申請人:華 張