本實(shí)用新型涉及用水設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水電阻檢測(cè)裝置和一種用水設(shè)備。

背景技術(shù)：

不論是熱水器還是凈水器，都對(duì)水質(zhì)有一定的要求。測(cè)量水質(zhì)已經(jīng)是水處理領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作，而測(cè)量水質(zhì)其中一個(gè)項(xiàng)目就是測(cè)量水電阻。

相關(guān)技術(shù)中，采用如圖1所示的裝置測(cè)量水電阻Rw的大小，即在水中插入兩條測(cè)量探針L，然后串聯(lián)一個(gè)采樣電阻Rs，在回路施加一個(gè)固定電壓E后，通過測(cè)量電路壓U，并根據(jù)以下公式(1)可以計(jì)算出水電阻Rw的大小：測(cè)量出采樣電阻Rs：

采樣電阻Rs兩端的電壓U越小，水電阻Rw越大，表示水質(zhì)越好。

然而，在一些電加熱設(shè)備中，例如電熱水器，如果采用上述裝置測(cè)量水電阻會(huì)出現(xiàn)以下問題：

一般的測(cè)量電路在弱電下工作(電子管線路除外)，而加熱系統(tǒng)在220V/380V下工作，測(cè)量電路容易燒毀；測(cè)量電路與被測(cè)物之間無電氣隔離，容易導(dǎo)致操作者觸電，存在一定的安全隱患；帶外干擾問題嚴(yán)重；輸出量與被測(cè)量不呈線性關(guān)系嗎，給數(shù)據(jù)的出路與顯示帶來不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種水電阻檢測(cè)裝置，該裝置通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾，同時(shí)，該裝置的輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種用水設(shè)備。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提出了一種水電阻檢測(cè)裝置，包括：測(cè)量探頭；電源單元，所述電源單元用以輸出交流電流信號(hào)；變壓器，所述變壓器包括原邊繞組、第一副邊繞組和第二副邊繞組，所述原邊繞組與所述電源單元的輸出端相連，所述第一副邊繞組與所述測(cè)量探頭相連，所述變壓器用于將所述交流電流信號(hào)耦合到所述第一副邊繞組以向所述測(cè)量探頭施加測(cè)量電壓，并通過所述第二副邊繞組進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào)；處理單元，所述處理單元與所述第二副邊繞組相連，所述處理單元對(duì)所述反饋輸出信號(hào)進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓，并根據(jù)所述檢測(cè)電壓和所述交流電流信號(hào)計(jì)算水電阻。

根據(jù)本實(shí)用新型的水電阻檢測(cè)裝置，通過變壓器將交流電流信號(hào)耦合到第一副邊繞組以向測(cè)量探頭施加測(cè)量電壓，并通過第二副邊繞組進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào)，最后通過處理單元對(duì)反饋輸出信號(hào)進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓，并根據(jù)檢測(cè)電壓和交流電流信號(hào)計(jì)算水電阻。由此，該裝置通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾，同時(shí)，該裝置的輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

具體地，所述電源單元包括：振蕩電路，所述振蕩電路用以輸出高頻正弦波信號(hào)；電壓轉(zhuǎn)電流電路，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路的輸入端與所述振蕩電路的輸出端相連，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路的輸出端與所述原邊繞組相連，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路對(duì)所述高頻正弦波信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出所述交流電流信號(hào)至所述原邊繞組。

具體地，所述處理單元包括：放大電路，所述放大電路與所述第二副邊繞組相連，所述放大電路對(duì)所述反饋輸出信號(hào)進(jìn)行放大；檢波電路，所述檢波電路與所述放大電路相連，所述檢波電路對(duì)放大后的反饋輸出信號(hào)進(jìn)行還原以輸出所述檢測(cè)電壓；處理器，所述處理器與所述檢波電路相連，所述處理器根據(jù)所述檢測(cè)電壓和所述交流電流信號(hào)計(jì)算所述水電阻。

進(jìn)一步地，所述檢波電路采用峰值檢波器。

具體地，所述處理器根據(jù)以下公式計(jì)算所述水電阻：其中，U_out為所述檢測(cè)電壓，A為所述放大電路的放大倍數(shù)，i_cs為所述交流電流信號(hào)，N1為所述原邊繞組的匝數(shù)，N3為所述第二副邊繞組的匝數(shù)，R_w為所述水電阻。

具體地，所述第一副邊繞組的匝數(shù)＞所述原邊繞組的匝數(shù)＞所述第二副邊繞組的匝數(shù)。

具體地，上述的水電阻檢測(cè)裝置還包括第一電容，所述第一電容與所述原邊繞組并聯(lián)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型另一方面提出了一種用水設(shè)備，其包括上述的水電阻檢測(cè)裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型的用水設(shè)備，通過上述的水電阻檢測(cè)裝置的變壓器將交流電流信號(hào)耦合到第一副邊繞組以向測(cè)量探頭施加測(cè)量電壓，并通過第二副邊繞組進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào)，最后通過處理單元對(duì)反饋輸出信號(hào)進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓，并根據(jù)檢測(cè)電壓和交流電流信號(hào)計(jì)算水電阻。由此，該用水設(shè)備通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾，同時(shí)，輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

具體地，所述用水設(shè)備為電熱水器或者凈水器。

附圖說明

本實(shí)用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，

圖1是相關(guān)技術(shù)中水電阻檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的水電阻檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的水電阻檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

下面結(jié)合附圖描述本實(shí)用新型實(shí)施例的水電阻檢測(cè)裝置和用水設(shè)備。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的水電阻檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該水電阻檢測(cè)裝置包括：測(cè)量探頭L、電源單元10、變壓器20和處理單元30。

其中，電源單元10用以輸出交流電流信號(hào)i_cs。變壓器20包括原邊繞組201、第一副邊繞組202和第二副邊繞組203，原邊繞組201與電源單元10的輸出端相連，第一副邊繞組202與測(cè)量探頭L相連，變壓器20用于將交流電流信號(hào)i_cs耦合到第一副邊繞組202以向測(cè)量探頭L施加測(cè)量電壓u_n2，并通過第二副邊繞組203進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào) u_Amp-in。處理單元30與第二副邊繞組203相連，處理單元30對(duì)反饋輸出信號(hào)u_Amp-in進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓U_out，并根據(jù)檢測(cè)電壓U_out和交流電流信號(hào)i_cs計(jì)算水電阻R_w。

在本實(shí)用新型實(shí)施中，第一副邊繞組的匝數(shù)N2＞原邊繞組的匝數(shù)N1＞第二副邊繞組的匝數(shù)N3。

具體地，變壓器20為升壓變壓器，變壓器20的原邊繞組201用于饋送交流電流信號(hào) i_cs，第一副邊繞組202與測(cè)量探頭L相連，第二副邊繞組203用于檢測(cè)交流電流信號(hào)i_cs在水中產(chǎn)生的電壓的大小并生成反饋輸出信號(hào)u_Amp-in。處理單元30對(duì)反饋輸出信號(hào)u_Amp-in進(jìn)行放大和AC/DC(Alternating Current/Direct Current，交流電流/直流電流)轉(zhuǎn)換處理，并生成檢測(cè)電壓U_out，最后，處理單元30根據(jù)檢測(cè)電壓U_out和交流電流信號(hào)i_cs計(jì)算水電阻R_w，從而完成水電阻R_w的測(cè)量。由此，該裝置通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾。

進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，電源單元10包括：振蕩電路 101和電壓轉(zhuǎn)電流電路102。

振蕩電路101用以輸出高頻正弦波信號(hào)。電壓轉(zhuǎn)電流電路102的輸入端與振蕩電路101 的輸出端相連，電壓轉(zhuǎn)電流電路102的輸出端與原邊繞組201相連，電壓轉(zhuǎn)電流電路102 對(duì)高頻正弦波信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出交流電流信號(hào)i_cs至原邊繞組201。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，處理單元30包括：放大電路301、檢波電路302和處理器303。

放大電路301與第二副邊繞組203相連，放大電路301對(duì)反饋輸出信號(hào)u_Amp-in進(jìn)行放大。檢波電路302與放大電路301相連，檢波電路302對(duì)放大后的反饋輸出信號(hào)u_Amp-in進(jìn)行還原以輸出檢測(cè)電壓U_out。處理器303與檢波電路302相連，處理器303根據(jù)檢測(cè)電壓 U_out和交流電流信號(hào)i_cs計(jì)算水電阻R_w。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，檢波電路302可以采用峰值檢波器。

具體地，振蕩電路101產(chǎn)生高頻正弦波信號(hào)，電壓轉(zhuǎn)電流電路102將高頻正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化成交流電流信號(hào)i_cs，并輸出至原邊繞組201。變壓器20將交流電流信號(hào)i_cs耦合至水中，第二副邊繞組203檢測(cè)交流電流信號(hào)i_cs在水中產(chǎn)生的電壓的大小并生成反饋輸出信號(hào) u_Amp-in至放大電路301，放大電路301對(duì)反饋輸出信號(hào)u_Amp-in進(jìn)行放大處理，然后檢波電路 302即峰值檢波器將放大后的反饋輸出信號(hào)u_Amp-in轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)以輸出檢測(cè)電壓U_out至處理器303，處理器303根據(jù)檢測(cè)電壓U_out和交流電流信號(hào)i_cs計(jì)算水電阻R_w，處理器303 可以為單片機(jī)或者其他指示儀表等，從而完成水電阻R_w的檢測(cè)，進(jìn)而可以根據(jù)水電阻R_w判斷水質(zhì)的好壞。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，處理器30根據(jù)以下公式(2)計(jì)算水電阻R_w：

其中，U_out為檢測(cè)電壓，A為放大電路的放大倍數(shù)，i_cs為交流電流信號(hào)，N1為原邊繞組201的匝數(shù)，N3為第二副邊繞組203的匝數(shù)，R_w為水電阻。

具體地，如圖3所示，振蕩電路101輸出高頻正弦波信號(hào)通過電壓轉(zhuǎn)電流電路102轉(zhuǎn)換后生成交流電流信號(hào)i_cs，變壓器30有三個(gè)繞組，原邊繞組的匝數(shù)為N1，第一副邊繞組的匝數(shù)為N2，第二副邊繞組的匝數(shù)為N3。水電阻的大小為R_w，那么，可通過公式以下(3) 計(jì)算測(cè)量探頭L兩端的測(cè)量電壓u_n2：

根據(jù)變壓器20繞組間的電壓關(guān)系，可通過以下公式(4)計(jì)算，放大電路301的輸入電壓即反饋輸出信號(hào)u_Amp-in：

假如放大電路301的放大倍數(shù)為A，A可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)設(shè)，那么，可通過以下公式(2)計(jì)算出檢波電路302的輸出電壓即檢測(cè)電壓U_out與水電阻R_w的關(guān)系：

由于，N1、N3、A均為已知量，且i_cs和U_out可通過儀器測(cè)得，因此，通過上述裝置，可以檢測(cè)出水電阻R_w的大小。

由公式(2)可以理解，檢測(cè)電壓U_out與水電阻R_w呈線性關(guān)系，即上述裝置的輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，簡(jiǎn)化了處理器303的計(jì)算，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，上述的水電阻檢測(cè)裝置還可以包括：第一電容，第一電容與原邊繞組201并聯(lián)。

具體地，在原邊繞組201并聯(lián)一個(gè)電容，可以使電路工作在諧振狀態(tài)，從而可以最大程度抑制帶外的干擾，同時(shí)可以降低變壓器20寄生參數(shù)的影響。

綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的水電阻檢測(cè)裝置，通過變壓器將交流電流信號(hào)耦合到第一副邊繞組以向測(cè)量探頭施加測(cè)量電壓，并通過第二副邊繞組進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào)，最后通過處理單元對(duì)反饋輸出信號(hào)進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓，并根據(jù)檢測(cè)電壓和交流電流信號(hào)計(jì)算水電阻。由此，該裝置通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾，同時(shí)，該裝置的輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

此外，本實(shí)用新型還提出一種用水設(shè)備，其包括上述的水電阻檢測(cè)裝置。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，用水設(shè)備可以為電熱水器或者凈水器。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用水設(shè)備，通過上述的水電阻檢測(cè)裝置的變壓器將交流電流信號(hào)耦合到第一副邊繞組以向測(cè)量探頭施加測(cè)量電壓，并通過第二副邊繞組進(jìn)行反饋以獲得反饋輸出信號(hào)，最后通過處理單元對(duì)反饋輸出信號(hào)進(jìn)行處理以獲得檢測(cè)電壓，并根據(jù)檢測(cè)電壓和交流電流信號(hào)計(jì)算水電阻。由此，該用水設(shè)備通過變壓器的磁耦合實(shí)現(xiàn)水電阻的測(cè)量，既可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量電路和被測(cè)物的電氣隔離，提高檢測(cè)裝置的安全性，還可以抑制帶外的干擾，同時(shí)，輸出量與被測(cè)量呈線性關(guān)系，方便了數(shù)據(jù)的處理與顯示。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。