一种基于大数据的电热水器智能检测系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于大数据的电热水器智能检测系统，包括温度检测单元、计时触发单元、热量吸收变动分析单元、污垢速率预估单元、加热装置性能分析单元和提示预警单元，通过采集加热相同温度数值所需的加热累计时长并结合污垢速率预估单元统计出水箱加热过程中产生污垢质量变化速率，并根据污垢质量变化速率统计出水箱中产生的污垢质量以及对应的危险程度，且对水箱中的细菌和水垢进行综合分析确定水箱是否需清洁处理。本发明专利技术能够准确判断出水箱中产生的污垢总质量以及根据污垢总质量衡量污垢对电热水器继续加热造成的危险程度，并能够准确判断水箱中的水质是否需清洁更换，实现对用户及时的预警提醒，大大提高了用水的安全性和卫生程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的电热水器智能检测系统
本专利技术属于电热水器
，尤其涉及到一种基于大数据的电热水器智能检测系统。
技术介绍
电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器。是与燃气热水器、太阳能热水器相并列的三大热水器之一，电热水器包括储水式、即热式、速热式三种，储水式电热水器是指将水加热的固定式器具，它可长期或临时储存热水，家庭常用储水式电热水器，其安装方便，价格不高，但需加热较长时间，达到一定温度后方可使用。储水式电热水器中的安装有镁棒，随着镁棒使用时间过长，使得热水器内的水得不到软化，积聚的水垢附着在加热管上，会导致加热管局部散热不良，甚至烧毁加热管，加热管被烧毁的同时，会发生漏电，一旦热水器的漏电保护器不起作用，会造成人员伤亡，且随着水垢积聚会导致加热速度降低，增加耗电量，导致水热交换不良，另外，由于电热水器每次使用后都有一定的水留置在水箱底部，再次使用时会反复加热水箱中的水，并结合水箱中的水垢给水中微生物提供繁殖场所，使得水箱中的水质受到污染，当用户采用受到污染的水进行洗澡或使用时，存在健康风险，尤其对于抵抗力相对较弱的孩子、老人或本身有皮肤疾病的患者，会造成皮肤瘙痒、起红点等现象，而现有技术，无法对水箱中的水垢含量进行检测、无法根据水垢含量判断继续加热存在的危险程度以及无法对水箱中的水质安全性进行判断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供的一种基于大数据的电热水器智能检测系统，解决了现有技术中存在的无法检测水箱中的污垢量、无法根据污垢量判断电热水器持续加热的危险程度以及电热水器水箱中的水质问题等。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据的电热水器智能检测系统，包括温度检测单元、计时触发单元、热量吸收变动分析单元、污垢速率预估单元、加热装置性能分析单元和提示预警单元；所述热量吸收变动分析单元分别与温度检测单元、计时触发单元和污垢速率预估单元连接，加热装置性能分析单元分别与污垢速率预估单元、清洁关联处理单元和提示预警单元连接；所述温度检测单元安装在电热水器的水箱内，用于实时检测水箱中的水温，并将检测的水箱中的水温发送至热量吸收变动分析单元；所述热量吸收变动分析单元用于以等间隔采集时间段T提取温度检测单元检测的水箱中的温度，当水箱中的温度达到一级温度数值时，触发计时触发单元进行计时，直至水箱中的温度达到二级温度数值时，触发计时触发单元停止计时，统计水箱中的温度从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长，并提取电热水器将水箱中的水温从一级温度达到二级温度数值的过程中的加热功率，对同一加热功率下的电热水器中水温从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长进行归类，并将归类后的加热累计时长集合发送至污垢速率预估单元；所述计时触发单元与热量吸收变动分析单元连接，用于接收热量吸收变动分析单元发送的触发开始计时以及触发停止计时的指令，统计水箱中温度从一级温度数值到二级温度数值的过程中所需加热的时长；所述污垢速率预估单元与热量吸收变动分析单元连接，用于获取电热水器在同一加热功率下将水温从一级温度上升至二级温度的过程中所需的加热累计时长，对同一加热功率下的上一检测的加热累计时长与下一检测的加热累计时长进行对比，得到相对加热时长变化量ΔwPEk＝wPE(k+1)-wPEk，ΔwPEk为在PE加热功率下第k+1次检测的加热累计时长与第k次检测的加热累计时长间的差值，筛选出该加热功率下将水温从一级温度上升至二级温度所需的标准加热累计时长，将相对加热时长变化量以及水温从一级温度上升至二级温度所需的加热累计时长代入污垢演变速率模型，获得当前水箱加热过程中产生的污垢质量变化速率，并将产生的污垢质量变化速率发送至加热装置性能分析单元；所述加热装置性能分析单元用于接收污垢速率预估单元发送的污垢质量变化速率，筛选出相对加热时长变化量大于设定的相对加热时长变化量阈值的检测次数编号f，f＜m，依次提取相对加热时长变化量大于相对加热时长变化量阈值的污垢质量变化速率，根据污垢质量变化速率统计水箱中污垢在各间隔采集时间段内产生的污垢质量，并通过各间隔采集时间段内产生的污垢质量统计水箱内累计的污垢质量总和，根据水箱中累计的污垢质量总和判断电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数，且将电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数发送至提示预警单元；所述提示预警单元用于接收加热装置性能分析单元发送的电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数并进行显示，一旦加热性能危险系数大于加热性能安全系数阈值上限时，提示用户停止对电热水器进行加热，并接收清洁关联处理单元发送的电热水器内水质清洁更换系数并进行显示，若水质清洁更换系数大于水质清洁更换系数阈值，则提示用户对水箱中积攒的水进行排出并对水箱中的水垢进行清理。进一步地，所述污垢演变速率模型为Vk为第k次检测时水箱加热过程中产生的污垢质量变化速率，w″为经固定间隔时间t″后水箱中加热管对应的平均相对加热时长变化量，wPE标准为在PE加热功率下水温从一级温度上升至二级温度所需的标准加热累计时长，wPEk为当电热水器以PE加热功率时第k次检测到水箱中温度从一级温度到二级温度数值所对应的累计时长，Gw″为经固定间隔时间t″后水温从一级温度上升至二级温度对应的平均相对加热时长变化量w″所产生污垢质量，T为间隔采集时间段,即第k+1次检测与第k次检测间的时间间隔，e为自然数。进一步地，所述各间隔采集时间段内产生的污垢质量公式为Mk,k+1表示水箱从第k次检测到第k+1次检测的过程中产生的污垢质量，即水箱在第k个间隔采集时间段内产生的污垢质量，T为间隔采集时间段对应的时长。进一步地，水箱内累计的污垢质量总和n为采集的总次数。进一步地，所述加热装置性能分析单元对电热水器加热过程中的危险程度进行分析，包括以下步骤：V1、采用污垢质量计算公式统计出各间隔采集时间段内产生的污垢质量；V2、统计各间隔采集时间段内累计的污垢总质量；V3、将污垢总质量与一级加热危险等级所对应的水垢质量范围中平均水垢质量进行对比，获得污垢比值，平均水垢质量等于该加热危险等级所对应的水垢质量范围中的上限数值与下限数值之和的一半，每级加热危险等级有且只有一加热性能危险系数与之相对应，一级加热危险等级、二级加热危险等级、三级加热危险等级、四级加热危险等级对应的加热性能危险系数逐渐增加，加热性能危险系数越高，表明电热水器继续加热水垢对电热水器的安全使用危害越大；V4、判断污垢比值是否小于1，若小于1，则当前电加热器继续加热过程对应的加热性能危险系数为一级加热危险等级对应的加热性能危险系数，若大于1，则执行步骤V5；V5、判断污垢比值是否小于2大于1，若污垢比值小于2大于1，则当前电加热器继续加热过程对应的加热性能危险系数为二级加热危险等级对应的加热性能危险系数，若大于2，执行步骤V6；V6、将污垢总质量与三级加热危险等级所对应的水垢质量范围中的平均水垢质量进行对比，得到污垢比值，判断该污垢比值是否小于1，若小于1，则当前电加热器继本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据的电热水器智能检测系统，其特征在于：包括温度检测单元、计时触发单元、热量吸收变动分析单元、污垢速率预估单元、加热装置性能分析单元和提示预警单元；/n所述热量吸收变动分析单元分别与温度检测单元、计时触发单元和污垢速率预估单元连接，加热装置性能分析单元分别与污垢速率预估单元、清洁关联处理单元和提示预警单元连接；/n所述温度检测单元安装在电热水器的水箱内，用于实时检测水箱中的水温，并将检测的水箱中的水温发送至热量吸收变动分析单元；/n所述热量吸收变动分析单元用于以等间隔采集时间段T提取温度检测单元检测的水箱中的温度，当水箱中的温度达到一级温度数值时，触发计时触发单元进行计时，直至水箱中的温度达到二级温度数值时，触发计时触发单元停止计时，统计水箱中的温度从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长，并提取电热水器将水箱中的水温从一级温度达到二级温度数值的过程中的加热功率，对同一加热功率下的电热水器中水温从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长进行归类，并将归类后的加热累计时长集合发送至污垢速率预估单元；/n所述计时触发单元与热量吸收变动分析单元连接，用于接收热量吸收变动分析单元发送的触发开始计时以及触发停止计时的指令，统计水箱中温度从一级温度数值到二级温度数值的过程中所需加热的时长；/n所述污垢速率预估单元与热量吸收变动分析单元连接，用于获取电热水器在同一加热功率下将水温从一级温度上升至二级温度的过程中所需的加热累计时长，对同一加热功率下的上一检测的加热累计时长与下一检测的加热累计时长进行对比，得到相对加热时长变化量Δw...

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的电热水器智能检测系统，其特征在于：包括温度检测单元、计时触发单元、热量吸收变动分析单元、污垢速率预估单元、加热装置性能分析单元和提示预警单元；
所述热量吸收变动分析单元分别与温度检测单元、计时触发单元和污垢速率预估单元连接，加热装置性能分析单元分别与污垢速率预估单元、清洁关联处理单元和提示预警单元连接；
所述温度检测单元安装在电热水器的水箱内，用于实时检测水箱中的水温，并将检测的水箱中的水温发送至热量吸收变动分析单元；
所述热量吸收变动分析单元用于以等间隔采集时间段T提取温度检测单元检测的水箱中的温度，当水箱中的温度达到一级温度数值时，触发计时触发单元进行计时，直至水箱中的温度达到二级温度数值时，触发计时触发单元停止计时，统计水箱中的温度从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长，并提取电热水器将水箱中的水温从一级温度达到二级温度数值的过程中的加热功率，对同一加热功率下的电热水器中水温从一级温度达到二级温度数值所需的加热时长进行归类，并将归类后的加热累计时长集合发送至污垢速率预估单元；
所述计时触发单元与热量吸收变动分析单元连接，用于接收热量吸收变动分析单元发送的触发开始计时以及触发停止计时的指令，统计水箱中温度从一级温度数值到二级温度数值的过程中所需加热的时长；
所述污垢速率预估单元与热量吸收变动分析单元连接，用于获取电热水器在同一加热功率下将水温从一级温度上升至二级温度的过程中所需的加热累计时长，对同一加热功率下的上一检测的加热累计时长与下一检测的加热累计时长进行对比，得到相对加热时长变化量ΔwPEk＝wPE(k+1)-wPEk，ΔwPEk为在PE加热功率下第k+1次检测的加热累计时长与第k次检测的加热累计时长间的差值，筛选出该加热功率下将水温从一级温度上升至二级温度所需的标准加热累计时长，将相对加热时长变化量以及水温从一级温度上升至二级温度所需的加热累计时长代入污垢演变速率模型，获得当前水箱加热过程中产生的污垢质量变化速率，并将产生的污垢质量变化速率发送至加热装置性能分析单元；
所述加热装置性能分析单元用于接收污垢速率预估单元发送的污垢质量变化速率，筛选出相对加热时长变化量大于设定的相对加热时长变化量阈值的检测次数编号f，f＜m，依次提取相对加热时长变化量大于相对加热时长变化量阈值的污垢质量变化速率，根据污垢质量变化速率统计水箱中污垢在各间隔采集时间段内产生的污垢质量，并通过各间隔采集时间段内产生的污垢质量统计水箱内累计的污垢质量总和，根据水箱中累计的污垢质量总和判断电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数，且将电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数发送至提示预警单元；
所述提示预警单元用于接收加热装置性能分析单元发送的电热水器继续加热过程中的加热性能危险系数并进行显示，一旦加热性能危险系数大于加热性能安全系数阈值上限时，提示用户停止对电热水器进行加热，并接收清洁关联处理单元发送的电热水器内水质清洁更换系数并进行显示，若水质清洁更换系数大于水质清洁更换系数阈值，则提示用户对水箱中积攒的水进行排出并对水箱中的水垢进行清理。


2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电热水器智能检测系统，其特征在于：所述污垢演变速率模型为Vk为第k次检测时水箱加热过程中产生的污垢质量变化速率，w″为经固定间隔时间t″后水箱中加热管对应的平均相对加热时长变化量，wPE标准为在PE加热功率下水温从一级温度上升至二级温度所需的标准加热累计时长，wPEk为当电热水器以PE加热功率时第k次检测到水箱中温度从一级温度到二级温度数值所对应的累计时长，Gw″为经固定间隔时间t″后水温从一级温度上升至二级温度对应的平均相对加热时长变化量w″所产生污垢质量，T为间隔采集时间段,即第k+1次检测与第k次检...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉洁，苗宝俊，
申请(专利权)人：孙玉洁，
类型：发明
国别省市：江苏;32