CN114471335B

CN114471335B - 一种消毒机和变功率补偿控制方法

Info

Publication number: CN114471335B
Application number: CN202111534982.9A
Authority: CN
Inventors: 韩浩聪; 张晓慈; 王浩良; 闫旺; 张家诚
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2041-12-15
Also published as: CN114471335A

Abstract

本发明提供了一种消毒机和变功率补偿控制方法，消毒机包括：消毒液发生装置；检测装置，包括TDS检测装置和/或水温监控装置；控制装置，与TDS检测装置和/或水温监控装置电连接；其中，控制装置能够根据TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置的功率。基于本发明的技术方案，由于控制装置能够根据TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置的功率。这样精确控制消毒机制备的消毒液，即臭氧水，的浓度。从而避免了相关技术中的消毒机无法达到对臭氧水浓度的精确控制的问题。

Description

一种消毒机和变功率补偿控制方法

技术领域

本发明涉及消毒设备技术领域，特别地涉及一种消毒机和变功率补偿控制方法。

背景技术

随着疫情的发展，人们对杀菌的关注度也越来越重视，臭氧水具有较强的杀菌作用，目前应用领域较为广泛，具有显著的优点，在保证较强的氧化杀菌的作用同时也能快速挥发，不会造成残留，成为人们常用的消毒用品。

相关技术中的消毒机采用开环结构，采用恒定电流或者恒定电压控制方法，即恒功率工作，功率不可调，以上控制方法在外界条件发生变化时，比如水质TDS、水温发生变化，消毒机不能达到对臭氧水浓度的精确控制要求而无法满足用户使用要求。

以上也就是说，相关技术中的消毒机存在不能达到对臭氧水浓度的精确控制要求的问题。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种消毒机和变功率补偿控制方法，解决了臭氧水制取设备不能达到对臭氧水浓度的精确控制要求的问题。

本发明的消毒机，包括：消毒液发生装置；

检测装置，包括TDS检测装置和/或水温监控装置；

控制装置，与TDS检测装置和/或水温监控装置电连接，控制装置还与消毒液发生装置电连接；

其中，控制装置能够根据TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置的功率。

在一个实施方式中，控制装置包括微控制单元，微控制单元与TDS检测装置和水温监控装置电连接。通过本实施方式，MCU能够根据TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和水温监控装置检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置的功率。这样精确控制消毒机制备的臭氧水的浓度。从而确保即使外界条件发生变化，制备的臭氧水浓度变化不大，进而满足使用需求。同时，也确保制备的臭氧水浓度合适，避免了臭氧水浓度过低没有杀菌效果或者浓度过高伤害皮肤的情况出现。

在一个实施方式中，微控制单元采用PID控制。

在一个实施方式中，消毒液发生装置包括：

水箱；

水泵驱动装置，与水箱连通，且与控制装置电连接；

臭氧发生装置，与水泵驱动装置连通；

其中，水泵驱动装置能够将水箱内的水泵入臭氧发生装置内并与臭氧发生装置产出的臭氧混合形成消毒液。通过本实施方式，控制装置能够控制水泵驱动装置启停，从而控制消毒液发生装置制备臭氧水。进而确保消毒液发生装置能够正常地工作。

在一个实施方式中，消毒液发生装置还包括喷淋装置，喷淋装置与臭氧发生装置连通。通过本实施方式，喷淋装置能够将臭氧水喷洒至人手部，从而实现了消毒机对人手部的消毒作用。

在一个实施方式中，还包括外壳，检测装置、控制装置和消毒液发生装置至少部分设置在外壳内。通过本实施方式，外壳作为支撑体能够对检测装置、控制装置和消毒液发生装置进行支撑，同时为其安装提供了安装空间。另外，外壳能够保护检测装置、控制装置和消毒液发生装置。进而确保消毒机能够正常地工作。

在一个实施方式中，还包括感应装置，感应装置与消毒液发生装置对应设置，且与控制装置电连接，感应装置用于感应待消毒件与消毒液发生装置的相对位置。通过本实施方式，感应装置能够将人手部与喷淋装置的相对距离信息实时反馈给控制装置，当距离信息小于预设的距离时，控制装置控制消毒液发生装置动作，喷淋装置喷洒臭氧水对人手部进行消毒。

在一个实施方式中，感应装置采用红外线位置传感器。

在一个实施方式中，控制装置内存储有标准水温信息和/或TDS的补偿参数信息表，控制装置将当前总溶解固体信息和/或当前水温信息与补偿参数信息表进行比对以确定功率补偿值。

本发明还提供了一种变功率补偿控制方法，包括：

检测装置将检测到的消毒液发生装置内的当前总溶解固体信息和/或当前水温信息发送给控制装置；

控制装置根据当前总溶解固体信息和/或当前水温信息确定出功率补偿值；

控制装置按照功率补偿值补偿消毒液发生装置的功率。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提供的一种消毒机和变功率补偿控制方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

由于控制装置能够根据TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置的功率。这样精确控制消毒机制备的消毒液，即臭氧水，的浓度。从而避免了相关技术中的消毒机在外界条件发生变化时，例如水质TDS、水温，无法达到对臭氧水浓度的精确控制的问题。进而确保即使外界条件发生变化，制备的臭氧水浓度变化不大，以满足使用需求。同时，也确保制备的臭氧水浓度合适，避免了臭氧水浓度过低没有杀菌效果或者浓度过高伤害皮肤的情况出现。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了本发明的消毒机结构示意图；

图2显示了图1中的消毒机结构模块组成图；

图3显示了本发明的变功率补偿控制方法的方法流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

10、消毒液发生装置；11、水箱；12、水泵驱动装置；13、臭氧发生装置；14、喷淋装置；20、检测装置；21、TDS检测装置；22、水温监控装置；30、控制装置；40、外壳；50、感应装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

需要说明的是，本申请中的消毒机主要对人手部进行消毒，即手部消毒机。当然也可以对人的其他部位或其他物体进行消毒，不限于人手部。

本发明提供了一种消毒机，消毒机包括消毒液发生装置10、检测装置20和控制装置30。

其中，检测装置20包括TDS检测装置21和/或水温监控装置22；控制装置30与TDS检测装置21和/或水温监控装置22，以及消毒液发生装置10电连接；控制装置30能够根据TDS检测装置21检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置22检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置10的功率。

上述设置中，由于控制装置30能够根据TDS检测装置21检测到的当前总溶解固体信息和/或水温监控装置22检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置10的功率。这样精确控制消毒机制备的消毒液，即臭氧水，的浓度。从而避免了相关技术中的消毒机在外界条件发生变化时，例如水质TDS、水温，无法达到对臭氧水浓度的精确控制的问题。进而确保即使外界条件发生变化，制备的臭氧水浓度变化不大，以满足使用需求。同时，也确保制备的臭氧水浓度合适，避免了臭氧水浓度过低没有杀菌效果或者浓度过高伤害皮肤的情况出现。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，消毒机包括消毒液发生装置10、检测装置20和控制装置30。其中，检测装置20包括TDS检测装置21和水温监控装置22。控制装置30与TDS检测装置21和水温监控装置22电连接。控制装置30能够根据TDS检测装置21检测到的当前总溶解固体信息和水温监控装置22检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置10的功率。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，控制装置30包括微控制单元(英文简称：MCU，英文全称：Microcontroller Unit)，微控制单元与TDS检测装置21和水温监控装置22电连接。

上述设置中，MCU能够根据TDS检测装置21检测到的当前总溶解固体信息和水温监控装置22检测到的当前水温信息补偿消毒液发生装置10的功率。这样精确控制消毒机制备的臭氧水的浓度。从而确保即使外界条件发生变化，制备的臭氧水浓度变化不大，进而满足使用需求。同时，也确保制备的臭氧水浓度合适，避免了臭氧水浓度过低没有杀菌效果或者浓度过高伤害皮肤的情况出现。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，消毒液发生装置10包括水箱11、水泵驱动装置12和臭氧发生装置13。其中，水泵驱动装置12与水箱11连通，且与控制装置30电连接。臭氧发生装置13与水泵驱动装置12连通，水泵驱动装置12能够将水箱11内的水泵入臭氧发生装置13内，与臭氧发生装置13产出的臭氧混合形成臭氧水。

上述设置中，控制装置30能够控制水泵驱动装置12启停，从而控制消毒液发生装置10制备臭氧水。进而确保消毒液发生装置10能够正常地工作。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，消毒液发生装置10还包括喷淋装置14，喷淋装置14与臭氧发生装置13连通。

上述设置中，喷淋装置14能够将臭氧水喷洒至人手部，从而实现了消毒机对人手部的消毒作用。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，消毒机还包括外壳40，检测装置20、控制装置30和消毒液发生装置10至少部分设置在外壳40内。

上述设置中，外壳40作为支撑体能够对检测装置20、控制装置30和消毒液发生装置10进行支撑，同时为其安装提供了安装空间。另外，外壳40能够保护检测装置20、控制装置30和消毒液发生装置10。进而确保消毒机能够正常地工作。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，检测装置20、控制装置30设置在外壳40内。消毒液发生装置10的水箱11、水泵驱动装置12设置在外壳40内。喷淋装置14部分伸出外壳40。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，消毒机还包括感应装置50，感应装置50与消毒液发生装置10对应设置，且与控制装置30电连接，感应装置50用于感应待消毒件与消毒液发生装置10的喷淋装置14的相对位置。

上述设置中，感应装置50能够将人手部与喷淋装置14的相对距离信息实时反馈给控制装置30，当距离信息小于预设的距离时，控制装置30控制消毒液发生装置10动作，喷淋装置14喷洒臭氧水对人手部进行消毒。

具体地，如图1和图2所示，在一个实施例中，感应装置50采用红外线位置传感器。红外线位置传感器设置在外壳40上，且位于喷淋装置14的喷头附近。

具体地，在一个实施例中，控制装置30内存储有标准水温信息和TDS的补偿参数信息表，控制装置30将当前总溶解固体信息和当前水温信息与补偿参数信息表进行比对以确定功率补偿值。

当然在本申请附图中未显示的替代实施例中，消毒机的检测装置20包括TDS检测装置21，不包括水温监控装置22。控制装置30内存储有TDS的补偿参数信息表，控制装置30将当前总溶解固体信息与补偿参数信息表进行比对以确定功率补偿值。

当然在本申请附图中未显示的替代实施例中，消毒机的检测装置20不包括TDS检测装置21，包括水温监控装置22。控制装置30内存储有标准水温信息的补偿参数信息表，控制装置30将当前水温信息与补偿参数信息表进行比对以确定功率补偿值。

具体地，在一个实施例中，微控制单元采用PID自动控制策略。

需要说明的是，PID(英文全称：Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制***。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，它实际上是一种算法。

基于MCU，采用PID控制，能够使消毒机功率P稳定在设定的水平范围内。假设MCU最终的控制目的是要保证功率永远的维持在P的水平。比如初始时刻，MCU采样计算得出功率为0.2P，那么当前时刻的功率和目标功率之间是存在一个误差的错误，且误差的错误为0.8P。这个时候，通过PID的方式来控制消毒机的功率。

本发明还提供了一种变功率补偿控制方法，包括：

检测装置将检测到的消毒液发生装置内的当前总溶解固体信息和当前水温信息发送给控制装置；

控制装置根据当前总溶解固体信息和当前水温信息确定出功率补偿值；

控制装置按照功率补偿值补偿消毒液发生装置的功率。

下面结合图1至图3，阐述本申请一个更为具体实施例：

本申请提供了用于人手部的臭氧消毒机装置，其包含臭氧发生装置13、为臭氧发生装置13提供水的水箱11和水泵(水泵驱动装置12)、TDS检测装置21、水温监控装置22、喷淋装置14、感应装置50。

MCU会在用户每次更换水箱11或重新断电上电的时候采集水质TDS的数值和水温T的数值，因为水质TDS和水温T不会发生突变，这样更为节能。当红外感应模块(感应装置50)检测到目标接近，MCU会控制水泵驱动装置12动作，使得水与臭氧发生装置13制备的臭氧混合形成臭氧水，最终通过喷淋装置14喷出，作用在目标表面进行杀菌消毒。

实验表明，水质TDS和水温T会影响臭氧溶于水的能力，故不能以恒定的功率进行单一的控制，需要对实际情况进行功率调整，补偿水质TDS和水温T的影响。通过大量实验，给出以下方案，但不限于以下方案所述数值。

水质通过TDS数值区分为纯水和杂质水，通过对不同范围的TDS进行功率上的补偿，见下表1。

表1

TDS数值	功率补偿值(W)
		TDS＝0(纯水)	-0.5
0＜TDS≤100	0.5
		100＜TDS≤200	0
200＜TDS≤500	-0.2
		TDS＞500	-0.5

通过对不同范围的温度进行功率上的补偿，见下表2。

表2

温度	功率补偿值(W)
		0＜T≤15℃	-0.5
15＜T≤25℃	0
		25＜T≤40℃	0.5
T＞40℃	0.8

整合以上数据，能够得到基于TDS和温度T的补偿参数表，见下表3。

表3

	TDS＝0	0＜TDS≤100	100＜TDS≤200	200＜TDS≤500	TDS＞500
						0＜T≤15℃	-1	0	-0.5	-0.7	-1
15＜T≤25℃	-0.5	0.5	0	-0.2	-0.5
						25＜T≤40℃	0	1	0.5	0.3	0
T＞40℃	0.3	1.3	0.8	0.6	0.3

基于上述的功率补偿△P，在原有的基础上进行补偿，假定基准功率为P0，则补偿后的功率为P＝P0+△P。

需要说明的是，对于相关技术中的手部消毒机，其供电方式包括适配器以及电池，外部供电电压会发生变化，所以需要进行恒定功率控制。在臭氧发生装置有电压采样电路和电流采样电路，通过MCU采样能得到电压U和电流I，根据P＝U*I的关系，利用PID进行调整。

举个例子，当U发生变化的时候，功率P会发生变化，通过调节占空比改变输出的电流I，使得U(变化)*I(输出)重新等于功率P，从而达到恒定功率控制的作用，使得臭氧浓度不会发生突变，保证制备浓度稳定在一定范围。

需要说明的是，通常情况下P0可取3.5w，根据不同情况而定，其最大值不超出臭氧发生器(臭氧发生装置13)的上限。

需要说明的是，相关技术中的消毒机在开机时出水口浓度无法达到指标，只能运行一段时间后才能大体接近所需指标。而本申请中的消毒机在开机时其出水口浓度能够大体上接近所需指标。本申请中的消毒机能够适应于各种使用工况和场景，使得臭氧浓度稳定在合适的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims

1.一种消毒机，其特征在于，包括：

消毒液发生装置；

检测装置，包括TDS检测装置和水温监控装置；

控制装置，与所述TDS检测装置和所述水温监控装置电连接，所述控制装置还与所述消毒液发生装置电连接；

其中，所述控制装置能够根据所述TDS检测装置检测到的当前总溶解固体信息和所述水温监控装置检测到的当前水温信息补偿所述消毒液发生装置的功率；

所述控制装置内存储有标准水温信息和TDS的补偿参数信息表，所述控制装置将所述当前总溶解固体信息和所述当前水温信息与所述补偿参数信息表进行比对以确定功率补偿值；

所述控制装置包括微控制单元，所述微控制单元与所述TDS检测装置和所述水温监控装置电连接；

所述微控制单元采用PID控制；

其中，基于所述微控制单元并采用PID控制，能够使消毒机功率P稳定在设定的水平范围内。

2.根据权利要求1所述的消毒机，其特征在于，所述消毒液发生装置包括：

水箱；

水泵驱动装置，与所述水箱连通，且与所述控制装置电连接；

臭氧发生装置，与所述水泵驱动装置连通；

其中，所述水泵驱动装置能够将所述水箱内的水泵入所述臭氧发生装置内并与所述臭氧发生装置产出的臭氧混合形成消毒液。

3.根据权利要求2所述的消毒机，其特征在于，所述消毒液发生装置还包括喷淋装置，所述喷淋装置与所述臭氧发生装置连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的消毒机，其特征在于，还包括外壳，所述检测装置、所述控制装置和所述消毒液发生装置至少部分设置在所述外壳内。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的消毒机，其特征在于，还包括感应装置，所述感应装置与所述消毒液发生装置对应设置，且与所述控制装置电连接，所述感应装置用于感应待消毒件与所述消毒液发生装置的相对位置。

6.根据权利要求5所述的消毒机，其特征在于，所述感应装置采用红外线位置传感器。

7.一种变功率补偿控制方法，其特征在于，所述变功率补偿控制方法采用权利要求1至6中任一项所述的消毒机，包括：

所述控制装置根据所述当前总溶解固体信息和所述当前水温信息确定出功率补偿值；

所述控制装置按照所述功率补偿值补偿所述消毒液发生装置的功率。