在即热式电热水器中检测电导率的方法和设备技术

本发明专利技术涉及在即热式电热水器中检测电导率的方法和设备。测量装置包括：至少两个测量电极，以用于隔开地设置在引导水的通道中；测量电子装置，以用于提供和分析受水的电导率所影响的电信号；变压器，其中测量电子装置连接在初级侧上，以及两个测量电极连接在次级侧上，使得所述测量电子装置经由变压器与测量电极耦合；所述测量电子装置按规定地在变压器的初级侧上提供初级侧的交变电压信号，使得在变压器的次级侧上根据水的电导率设定经由测量电极和经由水的次级侧的交变电流，次级侧的电流在变压器的初级侧上影响初级侧的电流，以及测量电子装置测量初级侧的电流以用于确定电导率。此外，本发明专利技术还涉及用于对水加热的即热式电热水器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测即热式电热水器中的水的电导率的测量装置，并且本发 明还涉及一种配设该测量装置的即热式电热水器。此外，本专利技术涉及一种检测即热式电热 水器中的水的电导率的方法。
技术介绍
已知了即热式电热水器，在水流动经过所述即热式电热水器期间，其借助一个或 者多个尤其有裸加热线构成的电加热线圈或借助类似的加热装置对水加热。这种即热式电 热水器尤其适合家庭使用，并且然后通常直接在加热之后使用通过所述即热式电热水器加 热的水，这不仅在时间上适用而且也在地点上也适用。这种使用例如可以是淋浴或洗手。通 过下述方式避免由于加热元件的电流引起的危险，即建立尤其从裸加热线到用户的电连接 的受热的水由于其纯度(和限定计算出的放电区段）只是导电弱。因此，这种即热式电热水 器在这方面由于限定的放电区段而是没有危险的。 但是，当受污染的、特别是含盐的水进到管道中时，则会例外地出险另一种情况。 此外，这还会在由于潮汐涨落或者洪水灾害或者其他异常事件而污染的或者含盐的水渗入 到管道系统中时在境况不佳的管道系统的区域中出现。 为了消除该问题，在这种有潜在危险的区域中避免使用具有裸线的即热式电热水 器。因此不会存在任何风险。这在使用具有管状加热体的设备时也适用，所述设备较昂贵 并且调节特性较差。 但是另一方面，即热式电热水器是一种相对简单的对水加热的可能性。这种热水 器相较于具有复杂的热水储存器的一些其他系统成本较低廉且节省空间并且无需太多维 护。因此当通过使用即热式电热水器避免预存热水并进而避免花费对此所需的能量时，借 助于电流进行加热是尤其成本低廉的。 因此如果还要在这类有危险的区域使用具有裸线的即热式电热水器并且同样要 保证用户的安全，那么需要一种安全系统，以便排除用户的危险。但是，昂贵的安全系统与 提供即热式电热水器作为成本低廉的理解决方案是互相矛盾的。
技术实现思路
因此，本专利技术基于下述的目：解决上述问题中的至少一个。特别地，要提出一种解 决方案，所述解决方案即使在上述这种有危险的区域中也能够以简单和成本低廉的方式实 现提供即热式电热水器。至少与至今为止所提出的解决方案相比要提出一种替选的解决方 案。 根据本专利技术，提出用于检测即热式电热水器中的水的电导率的测量装置，所述测 量装置包括：至少两个测量电极，以用于隔开地设置在所述即热式电热水器的引导水的通 道中；测量电子装置，以用于提供和分析受水的电导率所影响的电信号；具有初级侧和次 级侧的变压器，其中所述测量电子装置连接在所述初级侧上，以及两个所述测量电极连接 在所述次级侧上，使得所述测量电子装置经由所述变压器与所述测量电极耦合，其中，所述 测量电子装置按规定地在所述变压器的初级侧上提供初级侧的交变电压信号，使得在所 述变压器的次级侧上根据水的电导率设定经由所述测量电极和通过水的次级侧的交变电 流，次级侧的电流在所述变压器的初级侧上影响初级侧的电流，以及所述测量电子装置测 量所述初级侧的电流以用于确定电导率。因此，所述测量装置包括至少两个测量电极，测 量电子装置，并且可以包含变压器。测量电极以隔开的方式设置在即热式电热水器的通道 中，并经由变压器与测量电子装置连接。测量电子装置在变压器的初级侧提供交变电压信 号，所述交变电压信号经由变压器被传输至所述变压器的次级侧，测量电极连接在所述次 级侧。然后在次级侧，交变电流经由测量电极并且经过水流动到即热式电热水器的通道中。 电流相应地取决于水的电导率并进而经由变压器反作用到初级侧上，在所述初级侧同样形 成与电导率相关的电流。然后，测量电子装置对所述初级侧的电流进行测量，并进而可以确 定水的电导率或者电阻率。 原则上已知的是，经由电测量确定电导率。但是此外，此处所提出的该解决方案的 特征在于其相对简单且成本低廉地构成。特别之处在于，所述测量装置有目的地针对确定 水的电导率在使用即热式电热水器会产生问题的值域中的任务来构建。该简单构成的测量 装置使用下述交变电压信号，所述交变电压信号经由变压器输送给测量区段，并且同样经 由所述变压器反作用于其与导电性相关的反应，并且然后才由测量电子装置进行分析。特 别在电导率低的、即电阻率高的较洁净的水中仅形成小电流，并且所描述的经由变压器进 行的以交流电流为前提的耦合相应地变得极其不准确并且甚至不再能够利用。 但是根据本专利技术已认识到：该测量装置在任何情况下为了所描述的使用目的都能 够提供足够的精度。测量装置原则上可以使用于以穿流法加热饮用水或生活用水的所有的 家电设备中。除用于加热自来水以在如水龙头或淋浴头的分接点处提供的即热式电热水器 之外，自动咖啡机、洗衣机和洗碗机也属于此类，仅列出几个实例。 优选，将测量装置配置用于对Ok Q cm到10k Q cm的电阻率进行测量。此外，这取 决于探针的尺寸和设计。在该范围内，根据一种实施形式能够以小于10%的测量公差进行 测量。因此，测量装置专门与该范围相协调。这尤其涉及所描述的结构构造。但是也可以 涉及一些元件的设计，如所使用的测量电极以及设置所述测量电极的间距。尤其作为初级 侧的交变电压提供的所使用的电压大小可以针对于此。优选地，在此提出大约为2. 5V的交 变电压信号的峰值电压，即为从其最小值至其最大值为大约5V的电压。 一种实施形式提出，通过变压器对测量电子装置与测量电极电隔离。因此，提出在 初级侧与次级侧之间没有电接触的变压器。由此能够以简单的方法和方式保护测量电子装 置免受测量区段、即待加热的水中的电压的影响。因此，测量装置可毫无问题地使用于所谓 的裸加热线型即热式电热水器，其中尤其实施为加热线圈的裸加热线设置在水通道中并且 在那里直接对水加热，在所述水通道中相应高的电流流过所述裸加热线。这种裸加热线可 以直接用电网电压来激励，所述电网电压例如可以相对于零线并进而按规则相对于接地电 势而为230V。这种高的电压可以容易地毁坏测量电子装置。通过经由变压器进行的电隔 离，避免对于测量电子装置的这种危险潜在性。 根据一种实施形式提出，测量电子装置具有分压器或用于提升电压的其他的机 构，以便提升初级侧的交变电压信号，使得将其电压中值提升超过0V的值，尤其超过2V的 值。特别地，应该将初级侧的交变电压信号提升至使得其完全为正。因此，围绕变压器的零 点以±2. 5V振荡的交变电压信号例如应当提升了 2. 5V，使得其因此不再在+2. 5V与-2. 5V 之间振荡，而是在0V与5V之间振荡。通过将变压器的零点提高2. 5V，对于变压器而言，将 驱动器的在0与5V之间振荡的开关电压视为具有+/-2. 5V偏移的交变电压或者变为有效。 由此尤其能够简化初级侧的交变电压信号的产生，并且所提出的测量装置由于其具有变压 器的构造而允许这样的电压偏移，并且所述电压偏移实际上对于形成的电流没有作用。 根据另一种实施形式提出，除了测量初级侧的电流之外，考虑要确定其电导率的 水的温度并且将其用于确定电导率。因此，测量的精度还可以通过下述方式进一步提高：即 会对于水的电导率有影响的温度作为附加的变量来考虑。 根据一种设计方案，测量电子装置经由频率为1kHz至10kHz之间范围中的脉冲宽 度调制产生初级侧的交变电压信号。由此以简单的方式并且以小的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量装置，用于检测即热式电热水器（200）中的水的电导率，所述测量装置包括：‑至少两个测量电极（3），以用于隔开地设置在所述即热式电热水器（200）的引导水的通道（208）中，‑测量电子装置，以用于提供和分析受水的电导率所影响的电信号，‑具有初级侧（51）和次级侧（52）的变压器（5），其中‑所述测量电子装置连接在所述初级侧（51）上，以及‑两个所述测量电极连接在所述次级侧（52）上，使得所述测量电子装置经由所述变压器（5）与所述测量电极（3）耦合，其中，‑所述测量电子装置按规定地在所述变压器（5）的初级侧（51）上提供初级侧的交变电压信号,使得‑在所述变压器（5）的次级侧（52）上根据水的电导率设定经由所述测量电极（3）和通过水的次级侧的交变电流，‑次级侧的电流在所述变压器（5）的初级侧（51）上影响初级侧的电流，以及‑所述测量电子装置测量所述初级侧的电流以用于确定电导率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：托尔斯滕·沃伊切霍夫斯基，迈克尔·格罗贝，
申请(专利权)人：斯德龙有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE