一种基于TDS水质检测的净食机净化装置及净化方法

摘要

本发明公开一种基于TDS水质检测的净食机净化装置及净化方法。净化装置包括控制器，紫外线消毒模块、超声波消毒模块、负离子消毒模块、进水电磁阀、出水电磁阀与控制器相连，出水管上安装有用于在一个净化周期的排水阶段测量流经出水管的排放水的出水TDS值的出水TDS传感器，出水TDS传感器与控制器相连，其中：若出水TDS值大于出水水质阈值，则在当前净化周期结束后启动下一个净化周期，直至出水TDS值小于等于出水水质阈值时为止。本发明实现了食材净化质量的自动检验，提高了净化机的净化效能，使人们能够安心食用或加工净化后的食材。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于TDS水质检测的净食机净化装置及净化方法，属于食材净化设备技术领域。

背景技术

目前，生态环境恶化严重，健康对人们越来越重要。食材的卫生安全也逐渐成为人们关注的对象。在蔬菜和水果的种植过程中，为了防止病虫害，通常使用大量的农药，而蔬菜和水果的生长周期均较短，导致蔬菜和水果成熟后有大量的农药残留。如果这些残留在蔬菜和水果上的农药进入人体内，将会严重影响人的身体健康。在蔬菜和水果的生长、运输和存放过程中，也可能产生细菌、病毒以及各种有害毒素。特别是随着生态环境的恶化，产生细菌、病毒及各种有害毒素的情况越来越多。因此，在食用蔬菜和水果前，不仅仅要清洗蔬菜和水果，还要对蔬菜和水果进行杀菌消毒，去除农药残留及处理有害毒素。在此环境和需求下，净食机应运而生。目前，已有净食机只设置有净化功能，多是通过水洗、离子杀菌、超声波清洗或者臭氧杀菌等方式对食材进行一次性净化，从实际使用中可以看出，无论采用那种方式，原理都是把食材上的农药残留、尘埃细菌等有害物质从食材上剥离，然后利用水流洗净。但是，许多有害物质是肉眼看不见的，有时候净化一次并不一定就能把食材完全清洗干净了，所以，如何准确判断食材真正清洗干净，是用户最关注的问题，也是已有净食机需要改进的地方。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种基于TDS水质检测的净食机净化装置及净化方法，其基于TDS水质检测机制对食材净化质量进行检验，确保食材被真正清洗干净。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于TDS水质检测的净食机净化装置，它包括控制器，安装在净食机的机身内的紫外线消毒模块、超声波消毒模块和负离子消毒模块、安装在进水管上的进水电磁阀、安装在出水管上的出水电磁阀均与控制器相连，其特征在于：出水管上安装有用于在一个净化周期的排水阶段测量流经出水管的排放水的出水TDS值的出水TDS传感器，出水TDS传感器与控制器相连，其中：若出水TDS值大于出水水质阈值，则在当前净化周期结束后启动下一个净化周期，直至出水TDS值小于等于出水水质阈值时为止。

基于上述TDS水质检测的净食机净化装置，本发明提出了一种净化方法，其特征在于，它包括步骤：1)启动净化周期，开始注水；2)当水位到达设定水位线且确认所述净食机内放入待净化的食材后，开始清洗；3)完成清洗后，开始排水，此时所述出水TDS传感器测量所述出水TDS值；4)对所述出水TDS值进行判断：若所述出水TDS值大于所述出水水质阈值，则在当前净化周期结束后返回1)，反之，则在当前净化周期结束后认为完成食材的净化，进入5)；5)结束。

较佳地，所述进水管上安装有用于在一个净化周期的注水阶段测量流经所述进水管的注入水的进水TDS值的进水TDS传感器，进水TDS传感器与所述控制器相连，其中：若出水TDS值与进水TDS值两者的相对误差大于误差阈值，则在当前净化周期结束后启动下一个净化周期，直至相对误差小于等于误差阈值时为止。于是，本发明还提出了一种净化方法，其特征在于，它包括步骤：1)启动净化周期，开始注水，此时所述进水TDS传感器测量所述进水TDS值；2)当水位到达设定水位线且确认所述净食机内放入待净化的食材后，开始清洗；3)完成清洗后，开始排水，此时所述出水TDS传感器测量所述出水TDS值；4)计算所述出水TDS值与所述进水TDS值两者的所述相对误差，对所述相对误差进行判断：若所述相对误差大于所述误差阈值，则在当前净化周期结束后返回1)，反之，则在当前净化周期结束后认为完成食材的净化，进入5)；5)结束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明基于TDS水质检测机制，实现了对食材净化质量的自动检验，即自动判断食材是否真正清洗干净，解决了现有技术中净化一次可能不会完全清洗干净食材的问题，确保了食材真正清洗干净后才提供给用户，使人们能够安心食用或加工净化后的食材。

2、本发明借由液位开关、食材放入检测传感器和开关盖检测传感器的设计，提高了净化食材的自动化程度，用户不用再去手动启动注水过程、清洗过程，操作由繁化简，极大改善了用户体验。

附图说明

图1是本发明净食机净化装置的一较佳实施例的组成框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，本发明基于TDS水质检测的净食机净化装置包括控制器1，紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3、负离子消毒模块4、进水电磁阀7、出水电磁阀8的信号端口分别与控制器1的相应控制端口相连，紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4安装在净食机的机身内，进水电磁阀7安装在进水管上，出水电磁阀8安装在出水管上，在实际设计时，出水管上还安装有用于在一个净化周期的排水阶段测量流经出水管的排放水的出水TDS值T1的出水TDS传感器6，出水TDS传感器6安装在出水电磁阀8的进口侧或出口侧均可，出水TDS传感器6的信号端口与控制器1的相应控制端口相连，其中：若出水TDS值T1大于出水水质阈值，则在当前净化周期结束后启动下一个净化周期，直至出水TDS值T1小于等于出水水质阈值时为止。

本发明基于TDS(Total Dissolved Solids，总溶解固体)水质检测机制实现，测量的出水TDS值T1为反映排放水水质好坏的总溶解固体值(TDS值)，单位为ppm。在实际实施时，进水管注入的通常是从水龙头流出的自来水(清水)，本发明默认注入的自来水水质达标，进而以注入的自来水(注入水)为标准进行比较，因此，根据国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中的《水质常规指标及限值》，总溶解固体值在100ppm-300ppm之间时为自来水范围，在300ppm以上时为污染水。故而，出水水质阈值设计为300ppm，即自来水的TDS值。

在实际设计中，如图1，进水管上还安装有用于在一个净化周期的注水阶段测量流经进水管的注入水的进水TDS值T0的进水TDS传感器5，进水TDS传感器5安装在进水电磁阀7的进口侧或出口侧均可，进水TDS传感器5的信号端口与控制器1的相应控制端口相连，其中：若出水TDS值T1与进水TDS值T0两者的相对误差K大于误差阈值，K＝(T1-T0)/T0，则在当前净化周期结束后启动下一个净化周期，直至相对误差K小于等于误差阈值时为止。

在本发明中，上述测量的出水TDS值T1、进水TDS值T0分别为反映排放水、注入水水质好坏的总溶解固体值(TDS值)，单位为ppm。通常，误差阈值设计为5％为宜。

在本发明中，进水TDS传感器5安装在净食机的进水口附近，出水TDS传感器6安装在净食机的出水口附近，进水TDS传感器5、出水TDS传感器6可选用市场上销售的各种规格的TDS水质传感器，例如含有PSC_TDS01型水质监测模组的TDS水质传感器，其可测量液体中的溶解性固体含量，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS值越高，而TDS值越高，表示含有的溶解物越多，水质越不好。

在实际实施时，净食机的机身内还安装有液位开关9，液位开关9的信号端口与控制器1的相应控制端口相连。液位开关9用于检测净食机机身内注入的水量是否达到设定高度或说设定水位线。当水面到达液位开关9的位置时，液位开关9输出一个状态信号(如高电平)至控制器1，控制器1此时输出控制信号来关闭进水电磁阀7，从而停止注水。

进一步地，为了方便用户操作净食机，净食机的机身内的底部还安装有食材放入检测传感器10，净食机的机身顶部与盖子相接触的部位上还安装有开关盖检测传感器11，食材放入检测传感器10、开关盖检测传感器11的信号端口分别与控制器1的相应控制端口相连。在实际设计中，食材放入检测传感器10、开关盖检测传感器11可设计为压力传感器，当然不受局限。

在用户操作净食机的过程中，食材放入检测传感器10实时检测机身内底部所受压力值，若压力值超过设定启动压力阈值，则表示净食机内确实放入了食材，反之，则表示净食机内没有放入食材。例如，当食材的叶片掉入净食机内，由于其施加的压力值很小，近似为0，也会认为净食机内没有放入食材。

在用户操作净食机的过程中，开关盖检测传感器11实时检测机身顶部与盖子相接触的部位，即顶口所受压力值，若压力值超过设定关盖压力阈值，则表示净食机的盖子已经关闭，反之，则表示净食机的盖子没有关闭，为打开状态。

另外，在净食机的盖子呈关闭状态，将要启动净化程序时，还可设计一将盖子锁定在净食机上的锁定装置，以防止在净化过程中用户擅自打开盖子，确保使用安全。

本发明净食机净化装置是对已有净食机的改进，特点在于增加了液位开关9、食材放入检测传感器10、开关盖检测传感器11，特别是增加了出水TDS传感器6、进水TDS传感器5。在本领域，净食机包括净化装置、机壳装置，机壳装置包括设有净化腔的机身，机身的顶口上安装有可扣合与打开的盖子，机身的侧壁上安装有进水管、出水管。因此，本发明中涉及净食机本身已有的部件、器件等的结构、工作原理属于熟知技术。

紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4，这三个模块分别基于不同的消毒原理对食材进行消毒杀菌，从而清除食材上的农药残留、尘埃、细菌等有害物质。上述三个模块及其消毒方式属于本领域的成熟技术，在这里不再详述。通常来说，紫外线消毒模块2主要由供电电源和紫光灯组成，超声波消毒模块3主要由超声波发生器和超声波换能器组成，负离子消毒模块4主要由负离子发生器和负离子放电极组成。

进水电磁阀7和出水电磁阀8分别安装在机身的进水口、出水口附近，用于实现对净食机注水、排水的控制。例如，打开出水电磁阀8，净食机开始向外排水，关闭进水电磁阀7，净食机停止注水。

控制器1是整个装置的控制与数据处理中心，其用于控制与协调各模块、器件之间的运行等，比如，电磁阀的通断控制，各消毒模块的启停控制，以及液位判断、TDS值判断等。控制器1采用本领域的熟知电子处理器即可。

针对上述仅设计有出水TDS传感器6而没有设计进水TDS传感器5的本发明净食机净化装置，本发明提出了一种净化方法，包括步骤：

1)启动净化周期，借由控制器1控制进水电磁阀7打开而开始注水；

2)当水位到达净食机机身内的设定水位线且确认净食机内放入待净化的食材后，借由控制器1控制紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4的运行而开始清洗，其中，清洗时可选择紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4中的任一模块或多个模块来进行清洗；

3)完成清洗后，借由控制器1控制出水电磁阀8打开而开始排水，此时出水TDS传感器6测量出水TDS值T1；

4)对出水TDS值T1进行判断：若出水TDS值T1大于出水水质阈值(通常取值300ppm)，则认为食材仍未真正清洗干净，需要再次清洗，于是在当前净化周期结束后，即完成排水后返回1)而启动新的净化周期，反之，若出水TDS值T1小于等于出水水质阈值，则认为食材已经真正清洗干净，无残留，于是在当前净化周期结束后，即完成排水后，认为完成食材的净化，进入5)；

5)结束，等待用户取出净化后的食材。

针对上述设计有出水TDS传感器6和进水TDS传感器5的本发明净食机净化装置，本发明还提出了一种净化方法，它包括步骤：

1)启动净化周期，借由控制器1控制进水电磁阀7打开而开始注水，此时进水TDS传感器5测量进水TDS值T0；

2)当水位到达净食机机身内的设定水位线且确认净食机内放入待净化的食材后，借由控制器1控制紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4的运行而开始清洗，其中，清洗时可选择紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4中的任一模块或多个模块来进行清洗；

3)完成清洗后，借由控制器1控制出水电磁阀8打开而开始排水，此时出水TDS传感器6测量出水TDS值T1；

4)计算出水TDS值T1与进水TDS值T0两者的相对误差K，K＝(T1-T0)/T0，然后对相对误差K进行判断：若相对误差K大于误差阈值(通常取值5％)，则认为食材仍未真正清洗干净，需要再次清洗，于是在当前净化周期结束后，即完成排水后返回1)而启动新的净化周期，反之，若相对误差K小于等于误差阈值，则认为食材已经真正清洗干净，无残留，于是在当前净化周期结束后，即完成排水后，认为完成食材的净化，进入5)；

5)结束，等待用户取出净化后的食材。

在实际实施时，若净食机安装有液位开关9，还包括步骤：

借由液位开关9判断水位是否到达净食机机身内的设定水位线：若到达设定水位线，则停止注水，反之，若没有到达设定水位线，继续注水。

在实际实施时，若净食机安装有食材放入检测传感器10和开关盖检测传感器11，还包括步骤：

若食材放入检测传感器10检测到净食机内放有食材且开关盖检测传感器11检测到净食机的盖子关闭，则表明用户已经做好净化食材的准备且可以开始清洗，即完成净食机内放入待净化的食材的确认，反之，食材放入检测传感器10没有检测到净食机内放有食材或开关盖检测传感器11没有检测到净食机的盖子关闭，则表明用户没有做好净化食材的准备，不可以开始清洗，即没有完成净食机内放入待净化的食材的确认，其中：

当食材放入检测传感器10、开关盖检测传感器11为压力传感器时：

若食材放入检测传感器10检测出食材施加的压力值超过设定启动压力阈值，则表示食材放入检测传感器10检测到净食机内放有食材，反之，则表示食材放入检测传感器10检测到净食机内没有放入食材；

若开关盖检测传感器11检测出盖子施加的压力值超过设定关盖压力阈值，则表示开关盖检测传感器11检测到净食机的盖子关闭，反之，则表示开关盖检测传感器11检测到净食机的盖子打开。

在实际实施时，基于上述食材放入检测传感器10、开关盖检测传感器11的设计，使得用户不必再手动操作按键，便可自动开始进行清洗，操作由繁化简，极大改善了用户体验。

在本发明中，一个净化周期主要分为注水、清洗和排水三个阶段，注水阶段为向净食机内注入清水(如自来水)的过程，清洗阶段为借由紫外线消毒模块2、超声波消毒模块3和负离子消毒模块4中的一个或多个来对食材进行消毒杀菌的过程，清洗包括水流冲洗和杀菌消毒，排水阶段为排放消毒后的水液的过程。

本发明是利用清洗食材前后的TDS(总溶解固体)水质检测来判断食材是否真正清洗干净，具体来说：先检测未清洗食材前的TDS数据，再检测清洗食材后的TDS数据。因为清洗前，水质未受到食材上污物的污染，因而此时的TDS数据可以作为清洗洁净度的判断依据。比较上述两个TDS数据的差异，两者相差很多时，说明食材未清洗干净，食材表面还存在污物，需要再次净化，两者相差很少时，说明食材已真正清洗干净，食材表面不存在各种杂质，也没有污水附着。本发明与现有技术的单一一次净化相比具有可根据食材清洗前后水质差异来确定是否需要再次净化，以将食材彻底净化的优点，净化过程更加智能，净化效果更加显著。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明基于TDS水质检测机制，实现了对食材净化质量的自动检验，即自动判断食材是否真正清洗干净，解决了现有技术中净化一次可能不会完全清洗干净食材的问题，确保了食材真正清洗干净后才提供给用户，使人们能够安心食用或加工净化后的食材。

2、本发明借由液位开关、食材放入检测传感器和开关盖检测传感器的设计，提高了净化食材的自动化程度，用户不用再去手动启动注水过程、清洗过程，操作由繁化简，极大改善了用户体验。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。