專利名稱：鹽量計和流量傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的傳感器組件涉及一種用于水處理系統(tǒng)的傳感器，更具體地說，是 涉及用于水處理系統(tǒng)中的鹽水箱的鹽量計和流量傳感器組件。
背景技術(shù)：
軟水機在本領(lǐng)域中是公知的，并且典型地包括包含離子交換樹脂的處理箱 和包含鹽水溶液的鹽水箱。水穿過離子交換樹脂發(fā)生丫水的軟化，所述的離子 交換樹脂使鈉陽離子替換了水中的鈣和鎂陽離子。隨著離子交換過程的繼續(xù)， 樹脂最終會失去其軟化水的能力，并且必須補充鈉陽離子。去除鈣和鎂離子、 恢復離子交換樹脂軟化水的能力以及補充鈉離子是本領(lǐng)域中是公知的再生離 子交換樹脂的方法。
在再生期間，濃縮或飽和的鹽溶液穿過離子交換樹脂，并且將離子交換樹 脂中的陽離子替換成鈉離子。再生是一結(jié)合了多個循環(huán)，特別是回沖、提取鹽 水、慢速沖洗、快速沖洗以及回填循環(huán)的多步驟方法。在回沖循環(huán)期間，使進 入處理箱的流動反向，以從離子交換樹脂中去除沉積物。
在提取鹽水循環(huán)期間，高濃縮的氯化鈉或氯化鉀引入離子交換樹脂中，其 中鹽水溶液中的鈉或鉀替換附著于樹脂中的離子交換珠上的鈣和鎂離子。提取 鹽水的流量取決于兩個主要的變量一噴射器噴嘴和喉部的狀況以及流入壓力。 噴射器噴嘴能夠使鹽溶液通過通道(喉部)流出鹽水箱，并且通過流入通道進 入處理箱。堵塞或部分閉塞的噴射器噴嘴和/或通過通道的低壓會導致減少的 提取鹽水的流量，這會造成延長的鹽水沖洗循環(huán)、不必要的再生水容量的浪費 以及離子交換樹脂無效的再生。因此，需要一種改進的水處理系統(tǒng)，其在噴射 器噴嘴阻塞并且需要維修時會警告用戶。
當已經(jīng)進行了足夠水平的離子交換時，在慢速沖洗和快速沖洗循環(huán)期間將 所用的鹽水從處理箱中的離子交換樹脂沖掉。在回填循環(huán)期間，軟化水流經(jīng)處 理箱中的流出通道和鹽水箱中的通道，用軟化水填充鹽水箱，以為下一次再生 準備鹽水溶液。堵塞或部分閉塞通道中的回填流動控制器/管線會導致減少的 回填流量，這會造成鹽存儲箱中減少的鹽水量，以及在隨后的再生中低于預期 的鹽劑量。減少的鹽劑量會造成離子交換樹脂的無效再生、維修能力的降低以 及硬度泄漏。因此，需要一種改進的水處理系統(tǒng)，其在回填流動管線阻塞并且 需要維修時會警告用戶。
軟水機系統(tǒng)通常安裝在溫度和濕度條件變化的環(huán)境中，一些條件比另一些 條件更有益于鹽水箱中"鹽橋"的產(chǎn)生。"鹽橋"是由在鹽水箱中的鹽和濕 氣之間的反應(yīng)形成的硬殼鹽，因為形成橋的鹽不能在水中溶解以成為鹽水，因 而在產(chǎn)生"鹽橋"情況下會造成低濃度的鹽水。這導致再生循環(huán)期間無效的離 子交換反應(yīng)，并且導致維修能力的降低以及硬度泄漏。因此，需要一種改進的 水處理系統(tǒng)，其可以指示鹽橋的存在，并且能夠使用戶去除所述的鹽橋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的鹽量計和流量傳感器組件通過配置成用以確定鹽水提取和回填 流量而滿足或超過上述提出的每一個需要。而且，本發(fā)明的鹽量計和流量傳感 器組件構(gòu)成并且配置成可以指示鹽水溶液是否充分地濃縮，以及確定鹽水箱中 "鹽橋"的存在。
更具體地說，本發(fā)明提供一種用于包括包含鹽水溶液的鹽水箱的軟水機系 統(tǒng)的鹽量計和流量傳感器組件。該組件包括至少一個設(shè)置在鹽水箱中的傳感器
殼體，第一檢測器裝置，該第一檢測器裝置與殼體關(guān)聯(lián)(associatedw池)，并且 配置成用以指示鹽水溶液是否充分地濃縮，以及第二檢測器裝置，該第二檢測 器裝置與殼體關(guān)聯(lián)，并且配置成用以在再生鹽水的提取和回填循環(huán)期間測量鹽 水溶液的流量。
本發(fā)明還提供一種用于確定鹽水箱中提供的鹽水溶液的流量的方法，其中 該鹽水箱包括傳感器殼體，該傳感器殼體具有包括第一光電發(fā)射器和第一光電 檢測器的第一對檢測器，包括第二光電發(fā)射器和第二光電檢測器的第二對檢測 器；定位在第一和第二光電發(fā)射器與第一和第二光電檢測器之間的腔中的可移
動的浮子；以及與該第一和第二對檢測器連通(in communication w他)的定 時器。該方法包括下面的步驟當該浮子相對于第一和第二對檢測器處于第一 位置時啟動定時器，當浮子相對于第一和第二對檢測器處于第二位置時停止定 時器，確定浮子從第一位置移動到第二位置所用的總時間，基于該總時間計算 流量。
本發(fā)明進一步提供一種用于確定在存儲在鹽水箱中的鹽水溶液中鹽橋的 存在的方法，其中鹽水箱包括傳感器殼體，該傳感器殼體具有包括第一光電發(fā) 射器和第一光電檢測器的第一對檢測器，包括第二光電發(fā)射器和第二光電檢測 器的第二對檢測器；定位在第一和第二光電發(fā)射器與第一和第二光電檢測器之 間可移動的浮子；以及與第一和第二對檢測器連通的定時器。該方法包括下面 的步驟當浮子相對于第一對檢測器處于第一位置時啟動定時器，當浮子相對 于第二對檢測器處于第二位置時停止定時器，確定浮子從第一位置移動到第二 位置所用的總時間；計算第二對檢測器下方的鹽水溶液的第一平均速度，計算 第二對檢測器上方的鹽水溶液的第二平均速度，基于第一平均速度和第二平均 速度確定速度比，當速度比是指定的速度比時激活至少一個指示器。


附圖1是水處理系統(tǒng)的示意圖，該水處理系統(tǒng)包括在鹽水箱的傳感器殼體 中設(shè)置的本發(fā)明的鹽量計和流量傳感器組件；以及
附圖2是在所示的方向上、沿附圖1的線2-2截取的傳感器殼體的截面圖。
具體實施例方式
參照附圖1和2，本發(fā)明的鹽量計和流量傳感器組件通常由IO表示，并 且設(shè)置在軟水機系統(tǒng)14的鹽水箱12內(nèi)。如本領(lǐng)域已知的，鹽水箱12包含包 括鹽水18和鹽粒20的鹽水溶液16。鹽水箱12進一歩包括在鹽水閥殼體或通 道24中設(shè)置的鹽水閥22 (隱藏表示)。美國專利No.6551504中公開了適用 的鹽水閥，在此將其結(jié)合于本申請中以作為參考。鹽水板26 (隱藏表示)優(yōu) 選具有截頭圓錐形支承腿28a、 28b (隱藏表示)，雖然也可以使用其它形狀 的腿，所述的支承腿28a、 28b將板懸掛在箱12底部上方。如本領(lǐng)域中已知的， 鹽粒20置于鹽水板26上，該鹽水板有助于溶解鹽，并且保護系統(tǒng)14不受鹽
雜質(zhì)腐蝕，鹽水板通常由抗腐蝕材料如塑料制成，雖然也可以用其它具有類似 抗腐蝕特性的材料來制成。
通過閥和通常由32表示的管或管道將處理箱30連接到鹽水箱12，如本 領(lǐng)域中己知的，該處理箱優(yōu)選包含一批粒狀樹脂34。軟水機系統(tǒng)14進一步包 括控制器36，其具有微處理器(未示出)等等，以及配置成用以警告用戶軟 水機系統(tǒng)14的狀態(tài)的顯示和/或指示器38。如本領(lǐng)域中已知的，指示器38是 可聽的和/或可視的。
傳感器組件10包括傳感器殼體40以及連接到傳感器殼體并且延伸出鹽水 箱12的鹽棒42。鹽棒42保護配線從傳感器殼體40延伸到控制器36。優(yōu)選地， 傳感器殼體40和鹽棒42都由通常抗鹽腐蝕的塑料制成，雖然也可以用其它具 有類似抗腐蝕特性的材料制成。如下面進一步詳細描述的，傳感器組件10與 控制器36中的微處理器連通，該控制器配置成可以用于計算鹽水溶液16的流 量/鹽分。
如圖2所示，傳感器殼體40與鹽水箱12中的鹽水溶液16流體連通，并 且包括第一檢測器裝置46和第二檢測器裝置48，所述的第一和第二檢測器裝 置布置在傳感器殼體的相對側(cè)上且限定出在該兩個檢測器裝置之間的用于接 收鹽棒42 (隱藏表示)的腔50。
將第一檢測器裝置46配置成用以確定鹽水溶液16是否充分地濃縮，并且 指示是否需要在鹽水箱12中補充鹽。在第一檢測器裝置46中包括設(shè)置在第一 腔室54中的光電發(fā)射器52，和面向該光電發(fā)射器并且設(shè)置在與該第一腔室間 隔的第二腔室58中的光電檢測器56，在第一腔室54和第二腔室58之間限定 出第一浮子腔60。第一浮子腔60包括開口 61a、 61b，該開口與鹽水箱12中 的鹽水溶液16流體連通。優(yōu)選地，以與光電檢測器56相同的高度安置光電發(fā) 射器52，以便兩個組件彼此對準。光電發(fā)射器52產(chǎn)生紅外線("IR")光， 光電檢測器56通過正好與光電發(fā)射器產(chǎn)生的IR光的強度成正比的電流，這些 內(nèi)容將在下面進一步詳細地描述。應(yīng)當理解，光電發(fā)射器和光電檢測器的位置 是可逆的。
浮子62，優(yōu)選的是具有接近1.12-U5特定密度(即大于水的特定密度接 近1.12-1.15倍)的球型浮子，定位在光電發(fā)射器52和光電檢測器56之間的 第一浮子腔60中。浮子62優(yōu)選由具有上述密度的抗腐蝕的聚合物制成，雖然 可以理解，其它具有類似抗腐蝕特性的塑料和其它材料也是適用的。由于具有
上述的密度，浮子62將不會移動，除非鹽水溶液16具有的密度等于或大于浮
子的密度，這表明鹽水溶液是充分濃縮的。
在整個再生循環(huán)期間，當鹽水溶液16的密度大于浮子62的密度時，浮子 懸掛在第一浮子腔60的頂部64 (如附圖2中的虛線所示)，鄰近開口 61a。 在該位置，浮子62關(guān)閉了光電發(fā)射器52和光電檢測器56的光路，并將信號 發(fā)送到控制器36，并且激活指示器38表示鹽水溶液充分地濃縮。例如，指示 器38可選地是綠色LED、可聽音的或其組合，雖然也可以使用其它的指示器。
然而，當鹽水溶液16的密度小于浮子62的密度時，浮子淹沒在第一浮子 腔60中(如附圖2中的實線所示)，保持光電發(fā)射器52和光電檢測器56之 間的光路是開放的暢通的，觸發(fā)指示器38通過如紅色LED和/或可聽音/報警 信號警告用戶鹽水箱12中需要額外的鹽20，或者存在鹽橋。
具體而言，發(fā)送到控制器36的信號指示了第一浮子腔60中浮子62的位 置。根據(jù)光電發(fā)射器52產(chǎn)生的光量以及浮子62的位置，光電檢測器56配置 成可以將0-4.5V的電壓傳輸給控制器36。配置控制器36中的微處理器(未示 出)，使得如果來自光電檢測器56的信號小于2.5V，則浮子阻塞光路，并且 鹽水溶液16充分地濃縮。類似地，如果來自光電檢測器的信號大于2.5V，則 光路暢通，并且指示器38警告用戶需要將鹽20添加到鹽水溶液16。例如， 如果光電發(fā)射器52和光電檢測器56之間的光路完全暢通，則光電檢測器將 4.5V的最大電壓傳輸給控制器36，以表示浮子62是淹沒的，并且需要替換鹽。 然而，應(yīng)當認識到，根據(jù)不同的應(yīng)用，其它警告用戶鹽濃度的方法也是適用。
繼續(xù)參見附圖2，第二檢測器裝置48配置成用以確定在鹽水提取和回填 循環(huán)期間鹽水溶液16的流量，并且包括第一對包括第一光電發(fā)射器68和第一 光電檢測器70的檢測器66，以及第二對包括第二光電發(fā)射器74和第二光電 檢測器76的檢測器72。第一和第二光電發(fā)射器68、 74優(yōu)選安置在光電發(fā)射 腔室78中，第一和第二光電檢測器70、 76安置在光電檢測腔室80中，所述 的光電檢測腔室80與光電檢測腔室78相間隔且在該兩個腔室之間限定出第二 浮子腔82。如同第一浮子腔60的情形一樣，第二浮子腔82包括與鹽水箱12 中的鹽水溶液16流體連通的開口 83a、 83b。應(yīng)當理解，光電發(fā)射器和光電檢 測器的位置是可逆的。
優(yōu)選地，為了保證第二檢測器裝置48的正常功能，將第一光電發(fā)射器68 和第一光電檢測器70以相同的高度分別安置在它們相應(yīng)的腔室78、 80中。同 樣，將第二光電發(fā)射器74和第二光電檢測器76也以相同的高度分別安置在它 們相應(yīng)的腔室78、 80中，并且與第一對檢測器66在垂直方向上相間隔。
另外，優(yōu)選地，第一對檢測器66定位在鹽水板26上方的水平，第二對檢 測器72定位在與鹽水板平齊的水平。優(yōu)選在鹽水箱12的鹽水閥22的上方設(shè) 置該第一和第二對檢測器66、 72 (附圖1)?？梢灶A期，這種結(jié)構(gòu)將會提供精 確的流量測量。
如圖2所示，第二浮子84，優(yōu)選為球型浮子，設(shè)置在第二浮子腔82中。 類似于浮子62，第二浮子84具有小于1.00的特定密度，并且優(yōu)選由具有上述 特定密度的抗腐蝕聚合物制成，雖然其它類似的塑料和抗腐蝕材料也是適用 的。
在鹽水提取循環(huán)期間，鹽水溶液16通過噴射器噴嘴(未示出)、通道24、 流入通道86從鹽水箱12提取，并流入處理箱34中的離子交換樹脂30。當從 鹽水箱12提取鹽水溶液16時，溶液水平降落到第一對檢測器66的下方(即 第一對檢測器66暴露于鹽水箱12內(nèi)的空氣中)。在這一點上，第二浮子84 隨著鹽水溶液的水平而移動，打開第一光電發(fā)射器68和第一光電檢測器70 之間的光路，將信號發(fā)送到控制器36，啟動定時器(未示出)。
當鹽水溶液16水平降落到第二對檢測器72下方時(即第二對檢測器暴露 于鹽水箱12內(nèi)的空氣中)，第二浮子84位于第二浮子腔82的底部87，鄰近 開口83b，并且關(guān)閉第二光電發(fā)射器74和第二光電檢測器76之間的光路(如 附圖2的虛線所示)，將信號發(fā)送到控制器36，并且停止定時器?？梢杂名} 水溶液16分別穿過第一和第二對檢測器66、 72之間的時間來確定鹽水提取流
具體而言，可以使用下面的公式確定鹽水提取流量 =([兀承h承r々(尸erFo/力]+ [(l隱尸erFo/fi^(兀*h)*(r22)]}/te 其中
FR^鹽水提取流量；
11=光電發(fā)射器和光電檢測器之間的高度；
r產(chǎn)鹽水箱的半徑；
PerVoid:鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說，~45%);
1"2=鹽水閥殼體的半徑；以及
tf在鹽水提取循環(huán)期間到達距離h所用的時間。
基于鹽水提取流量，用戶可以確定使鹽水溶液16通過通道24提取的噴射 器噴嘴是否堵塞或部分閉塞。具體地說，如果鹽水提取流量在預定水平之下， 則噴射器噴嘴可能是堵塞或部分閉塞的，并且需要維修，指示器38例如經(jīng)由 LED或可聽報警信號警告用戶。
在回填循環(huán)期間，軟化水流經(jīng)流出通道88和通道24，并填充進入鹽水箱 12，以為下一次再生準備鹽水溶液16。當鹽水箱12回填時，溶液水平首先上 升到第二對檢測器72上方，造成連接到第二光電檢測器76的電路中的頻率和 電阻下降以及鹽水溶液16的導電率提高。這種鹽水溶液16的導電率的上升提 高了溶液的濃度和密度，造成第二浮子84上升，并且打開了第二光電發(fā)射器 74和第二光電檢測器76之間的光路，并將信號發(fā)送到控制器36，以啟動定時 器。
當溶液水平上升到第一對檢測器66的水平時，第二浮子84位于第二浮子 腔82的頂部89，鄰近開口 83a，并且關(guān)閉第一光電發(fā)射器68和第一光電檢測 器70之間的光路，將信號發(fā)送到控制器36，以停止定時器。由于鹽水溶液16 導電率的提高，使鹽水溶液16的密度大于或等于第二浮子84的密度，第二浮 子就會保持在第二浮子腔82的頂部89。可以用鹽水溶液16分別在第二和第 一對檢測器72、 66之間上升所用的時間來計算回填流量。
具體地說，可以使用下面的公式計算回填流量
FRr =([兀豐h承r々CPwFo/cO] + [(l-P"Fo/力承(兀*h)*(r22)〗}/tr
其中
FR產(chǎn)回填流量；
11=光電發(fā)射器和光電檢測器之間的高度；
r產(chǎn)鹽水箱的半徑；
PerVoid二鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說， 45%); r^鹽水閥殼體的半徑；以及
t「在回填循環(huán)期間到達距離h所用的時間。
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因此，基于回填流量，用戶可以確定通道24中的回填流動控制器/管線(未 示出)是否堵塞或部分閉塞。具體而言，如果回填流量低于預定水平，則回填
流動控制器可能是堵塞或部分閉塞的，并且指示器38例如經(jīng)由LED或可聽報 警信號警告用戶必須維修系統(tǒng)。
還可以使用第一和第二對檢測器66、 72檢測鹽橋的存在。如本領(lǐng)域中已 知的，鹽橋?qū)е蔓}橋下的低濃度鹽水和再生期間的無效離子交換反應(yīng)，從而造 成維修能力的降低以及硬度泄漏。為了檢測鹽橋的存在，定時器在快速沖洗循 環(huán)開始時啟動，并且當鹽水溶液16的水平上升到第二對檢測器72時，第二浮 子84位于第二浮子腔82的底部87，關(guān)閉第二對檢測器之間的光路，將信號 發(fā)送到控制器36，并且停止定時器?；诖藭r，可以使用下面的公式計算第 二對檢測器72下方的平均速度
<formula>formula see original document page 14</formula>
v產(chǎn)第二對檢測器下方的平均速度；
FR「回填流量；
r產(chǎn)鹽水箱的半徑；
Ra二鹽水板腿28b較大的半徑(附圖1) Rb二鹽水板腿28b較小的半徑(附圖l);以及 PerVoi扣鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說，~45%)。 當鹽水溶液水平上升超過第二對檢測器72時，鹽水溶液16的濃度和密度 增加，第二浮子84在第二浮子腔82中向上移動，打開第二光電發(fā)射器74和 第二光電檢測器76之間的光路，將信號發(fā)送到控制器36，啟動定時器。當鹽 水溶液水平達到第一對檢測器66時，第二浮子84位于第二浮子腔82的頂部 89，關(guān)閉第一光電發(fā)射器68和第一光電檢測器70之間的光路，停止定時器。 在此時的基礎(chǔ)上，可以使用下面的公式計算第二對檢測器72上方的平均速度 v2 = FRr/{[((兀*ij2)—(兀*r22))*(PerFozW)] + (兀*r22) } 射
V尸第二對檢測器上方的平均速度； FR尸回填流量；
r產(chǎn)鹽水箱的半徑；1"2=鹽水閥殼體的半徑；
& =直錐鹽水板腿較大的半徑(附圖l); & =直錐鹽水板腿較小的半徑(附圖l);以及 PerVoid-鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說， 45%)。 然后，將第二對檢測器72上方的速度和第二對檢測器下方的速度之間的 速度比計算如下
vratl0 = (d2/tr)/ (d,/t。" 1.6 其中
V^。-基于250磅的鹽水箱的速度比； d尸第一和第二對檢測器之間的距離；
t「從第二檢測器到達第一檢測器所用的時間； d產(chǎn)開始鹽水水平和第二檢測器之間的距離；以及
tf從快速沖洗循環(huán)開始到達第二檢測器所用的時間。
在適當?shù)牟僮飨到y(tǒng)中，由于鹽20占據(jù)的體積的原因(附圖1)，第二對 檢測器72上方的速度通常大于第二對檢測器下方的速度。然而，如果速度比 小于1.6 (基于250磅的鹽水箱接近希望的速度比)，則指示器38警告用戶 因為低速度比表示鹽水溶液16中不足的鹽濃度，因而鹽橋可能很高。
如上所述，本發(fā)明的鹽量計和流量傳感器組件10提供第一檢測器裝置46， 該第一檢測器裝置用于確定鹽水溶液16是否充分濃縮以指示需要補充鹽，和/ 或提供第二檢測器裝置48，該第二檢測器裝置用于確定再生期間溶液的鹽水 提取和回填流量，以確定軟水機系統(tǒng)14需要維修的時間。第一和第二檢測器 裝置46、 48優(yōu)選設(shè)置在單個傳感器殼體40中，而不是兩個單獨的殼體中，因 此，配線44源自相同的源，并且僅一個傳感器組件10需要設(shè)置在鹽水箱12 中。然而，根據(jù)應(yīng)用的需要，也可以使用多個殼體。
雖然已經(jīng)在此描述了本發(fā)明的鹽量計和流量傳感器組件的特定實施方式， 但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不脫離本發(fā)明廣義方面以及如下面的權(quán)利 要求書限定的范圍內(nèi)，可以對其作出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于包括包含鹽水溶液的鹽水箱的軟水機系統(tǒng)的鹽量計和流量傳感器組件，該組件包括至少一個在所述鹽水箱中的傳感器殼體；第一檢測器裝置，所述第一檢測器裝置與所述殼體關(guān)聯(lián)，并且配置成用以指示所述鹽水溶液是否充分地濃縮；以及第二檢測器裝置，所述第二檢測器裝置與所述殼體關(guān)聯(lián)，并且配置成用以在再生鹽水的提取和回填循環(huán)期間，測量所述鹽水溶液的流量。
2. 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述第一檢測器裝置包括第 一光電發(fā)射器，第一光電檢測器以及可移動地定位在其間的腔中的第一浮子。
3. 如權(quán)利要求l所述的組件，其特征在于，所述第二檢測器裝置包括第 一對檢測器，第二對檢測器以及可移動地定位在其間的腔中的第二浮子。
4. 如權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于，所述第一對檢測器和所述第 二對檢測器中的每一個都包括第二光電發(fā)射器和第二光電檢測器。
5. 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，包括至少一個與所述第一檢 測器裝置和所述第二檢測器裝置連通的指示器，其中當所述鹽水溶液處于指定 的濃度或者當鹽水溶液的流量達到指定的流量時，激活所述的至少一個指示器o
6. 如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，將所述第一光電發(fā)射器和所 述第一光電檢測器定位在所述殼體的相對側(cè)上。
7. 如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述第一光電發(fā)射器和所述 第一光電檢測器位于所述殼體底面上方相同的高度處。
8. 如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述第一光電發(fā)射器產(chǎn)生紅 外線光，所述第一光電檢測器傳送正好與所述紅外線光的強度水平成正比的電 流。
9. 一種用于包括包含鹽水溶液的鹽水箱的軟水機系統(tǒng)的鹽量計，該鹽量計包括殼體，所述殼體包括第一腔室和與所述第一腔室相間隔設(shè)置的第二腔室， 在所述第一和第二腔之間限定出浮子腔； 第一檢測器裝置，所述第一檢測器裝置包括布置在所述第一腔室中的光電 發(fā)射器和布置在所述第二腔室中的光電檢測器，所述光電發(fā)射器將光定向到所 述光電檢測器；定位在所述浮子腔中具有指定密度的浮子，當所述鹽水溶液的密度至少等于所述指定的密度時，所述浮子配置成阻塞所述光；以及至少一個與所述光電檢測器連通的指示器，當所述浮子阻塞所述光的至少 一部分時，激活所述至少一個指示器，以指示所述鹽水溶液的密度在所述指定 的密度之下。
10. 如權(quán)利要求9所述的鹽量計，其特征在于，所述光電發(fā)射器和所述光 電檢測器以相同的高度定位在相應(yīng)的第一和第二腔室中。
11. 如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述光電發(fā)射器產(chǎn)生紅外線 光，并且所述光電檢測器傳送正好與所述紅外線光的強度水平成正比的電流。
12. —種用于包括包含鹽水溶液的鹽水箱的軟水機系統(tǒng)的流量傳感器，包括安裝在所述鹽水箱中的殼體； 在所述殼體中的第一對檢測器；在所述殼體中的第二對檢測器，所述第二對檢測器與所述第一對檢測器相 間隔設(shè)置；位于由所述殼體限定的腔中的可移動的浮子；以及與所述第一對和所述第二對檢測器連通的定時器，其中當所述浮子在所述 第一對檢測器的下方移動一指定的距離時，啟動所述定時器，以及其中當通過 所述第二對檢測器檢測所述浮子時，所述定時器停止。
13. 如權(quán)利要求12所述的流量傳感器，其特征在于，所述第一對檢測器 和所述第二對檢測器中的每一個都包括至少一個光電發(fā)射器和至少一個光電 檢測器，所述光電發(fā)射器中的每一個配置成產(chǎn)生并且定向到相應(yīng)的光電檢測器 的光。
14. 如權(quán)利要求13所述的流量傳感器，其特征在于，所述光電發(fā)射器中 的每一個都產(chǎn)生紅外線光，所述光電檢測器中的每一個都傳送正好與所述紅外 線光的強度水平成正比的電流。
15. 如權(quán)利要求12所述的流量傳感器，其特征在于，所述浮子是球型浮 子。
16. —種用于確定鹽水箱中的鹽水溶液的流量的方法，所述鹽水箱包括傳 感器殼體，所述傳感器殼體具有包括第一光電發(fā)射器和第一光電檢測器的第一 對檢測器，第二光電發(fā)射器和第二光電檢測器的第二對檢測器；定位在第一和 第二光電發(fā)射器與第一和第二光電檢測器之間的腔中的可移動的浮子；以及與 所述第一和第二對檢測器連通的定時器，所述方法包括下面的步驟當所述浮子相對于所述第一和第二對檢測器處于第一位置時，啟動所述定 時器；當所述浮子相對于所述第一和第二對檢測器處于第二位置時停止所述定 時器；確定所述浮子從所述第一位置移動到所述第二位置所用的總時間；以及 基于所述總時間計算流量。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，計算所述流量的步驟包括 使用下面的公式計算鹽水提取流量=([兀承h、、尸Co/(i)] + [(l-尸erFo/(i)承(兀*h)*(r22)]}/te 其中FR^鹽水提取流量；11=光電發(fā)射器和光電檢測器之間的高度；r「鹽水箱的半徑；PerVoicK鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說， 45%); r產(chǎn)鹽水閥殼體的半徑；以及tf在鹽水提取循環(huán)期間到達距離h所用的時間。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，計算所述流量的歩驟包括 使用下面的公式計算鹽水回填流量FR^ ([兀承h承r，(尸"FoicO] + 兀豐hf(r22)]》/tr其中FR產(chǎn)回填流量；11=光電發(fā)射器和光電檢測器之間的高度；r尸鹽水箱的半徑；PerVoid二鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說，~45%); r產(chǎn)鹽水閥殼體的半徑；以及tf在回填循環(huán)期間到達距離h所用的時間。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，包括當所述鹽水提取流量 處于指定流量時，激活至少一個指示器。
20. —種用于確定在存儲在鹽水箱中的鹽水溶液中鹽橋的存在的方法，所 述鹽水箱包括傳感器殼體，所述傳感器殼體具有包括第一光電發(fā)射器和第一光 電檢測器的第一對檢測器，包括第二光電發(fā)射器和第二光電檢測器的第二對檢 測器；定位在所述第一和第二光電發(fā)射器與所述第一和第二光電檢測器之間的 腔中的可移動的浮子；以及與所述第一和第二對檢測器連通的定時器，所述方 法包括下面的步驟當所述浮子相對于所述第一對檢測器處于第一位置時，啟動所述定時器； 當所述浮子相對于所述第二對檢測器處于第二位置時，停止所述定時器； 確定所述浮子從所述第一位置移動到所述第二位置所用的總時間； 計算所述第二對檢測器下方的所述鹽水溶液的第一平均速度； 計算所述第二對檢測器上方的所述鹽水溶液的第二平均速度； 基于所述第一平均速度和所述第二平均速度確定速度比；以及 當所述速度比處于指定的速度比時，激活至少一個指示器。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，使用下面的公式計算所述 第一平均速度<formula>formula see original document page 5</formula>v產(chǎn)第二對檢測器下方的平均速度；FR產(chǎn)回填流量；r產(chǎn)鹽水箱的半徑；Ra二鹽水板腿28b較大的半徑(附圖1) Rb二鹽水板腿28b較小的半徑(附圖l);以及 PerVoid二鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說， 45%)。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，使用下面的公式計算所述 第二平均速度<formula>formula see original document page 5</formula> 其中V尸第二對檢測器上方的平均速度； FR「回填流量；r產(chǎn)鹽水箱的半徑；1~2=鹽水閥殼體的半徑；Ra二直錐鹽水板腿較大的半徑(附圖l); Rb二直錐鹽水板腿較小的半徑(附圖l);以及PerVoicN鹽占據(jù)鹽水箱的體積百分比(對鹽粒來說， 45%)。
全文摘要
一種用于包括包含鹽水溶液的鹽水箱的軟水機系統(tǒng)的鹽量計和流量傳感器組件，其包括至少一個設(shè)置在鹽水箱中的傳感器殼體；第一傳感器裝置，該第一傳感器裝置與該殼體關(guān)聯(lián)，并且配置成用以指示該鹽水溶液是否充分濃縮；以及第二檢測器裝置，該第二檢測器裝置與該殼體關(guān)聯(lián)，并且配置成用以在再生鹽水的提取和回填循環(huán)期間測量鹽水溶液的流量。
文檔編號G01N9/00GK101377458SQ20081021056
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者克里·奎因, 吉恩·韋曼, 庫姆迪卡·普雷馬賽雷克, 比爾·拉瑟里斯 申請人:庫利甘國際公司