技术领域
[0001] 本发明涉及热水供应设备技术领域，特别是涉及一种电热水器的内胆保护方法及电热水器。
相关背景技术
[0002] 电热水器内通常会设置镁棒来保护内胆，但镁棒在使用过程中会逐渐消耗，导致对内胆的保护能力降低，尤其是硬度较高的水，会加快镁棒的消耗，进一步降低镁棒对内胆的保护能力。现有一些电热水器采用电子镁棒代替镁棒，但其通常只能按照设定的参数施加保护电压或电流对内胆进行保护，无法根据电热水器的实际使用情况，针对性地动态调整保护电压或电流，导致对内胆的保护能力仍然有待提升。
具体实施方式
[0042] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0043] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0044] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0045] 如上背景技术中所述，目前一些电热水器采用电子镁棒替代镁棒来对内胆进行保护，但电子镁棒通常按照设定的参数施加固定的保护电压或电流来保护内胆，而不同地区的水质不同，对镁棒的消耗能力不同，在水质较硬的情况下，施加固定的保护电压或电流，镁棒仍然会存在一定消耗，长此以往就会导致对内胆的保护能力下降；并且，电子镁棒上施加的固定的保护电压或电流通常是基于合格的内胆，也就是搪瓷层没有缺损的内胆来进行设置的，在内胆搪瓷层已经存在缺损的情况下，继续施加固定的保护电压或电流来保护内胆，无法避免内胆搪瓷层继续被侵蚀破坏，对内胆的保护能力相对有限。
[0046] 基于此，本发明提供了一种电热水器的内胆保护方法，通过获取电极棒与参考电极之间的第一电流或第一电压，确定内胆中水的当前导电率，通过获取电极棒与内胆之间的第二电流或第二电压，确定内胆的搪瓷层的当前缺损情况，通过当前导电率表征内胆中水的水质，并结合搪瓷层的当前缺损情况，调整施加在电极棒上的保护电压，从而能够根据电热水器的当前使用情况，动态调整保护电压，提高对内胆的保护能力。
[0047] 下面结合图1至图6，描述本发明的实施例。
[0048] 根据本发明的实施例，提供了一种电热水器。图1是本发明实施例的一种电热水器的结构示意图，如图1所示，该电热水器包括：电极棒1、参考电极2、内胆3以及电控板4。其中，电控板4分别与电极棒1、参考电极2以及内胆3连接，电控板4用于执行电热水器的内胆保护方法，电热水器内除电控板4以外，各个部件之间相互绝缘。可以理解的是，内胆3为金属内胆。
[0049] 在一个实施例中，电极棒1与参考电极2组成一对电极装置。图2是本发明实施例的一种电热水器中电极装置的结构示意图，如图2所示，电极装置可以分为三个部分，第一部分为密封结构5，密封结构5可以包括堵头和橡胶圈；第二部分为金属电极，即电极棒1和参考电极2，电极棒1和参考电极2具有相同的结构；第三部分为绝缘芯6。如图3所示，堵头和绝缘芯6之间通过螺纹紧固，两者对接处通过橡胶圈密封。
[0050] 根据本发明的实施例，另一方面，提供了一种电热水器的内胆保护方法，该方法应用于如上所述的电热水器中，具体的，应用于电热水器的电控板4中。图3是本发明实施例的一种电热水器的内胆保护方法的流程示意图，如图3所示，该方法可以包括如下步骤：
[0051] 步骤310：在电极棒上施加初始电压，并获取电极棒与参考电极之间的第一电流或第一电压，以及电极棒与内胆之间的第二电流或第二电压。
[0052] 本发明实施例中，电极棒1和参考电极2是内胆3中相对设置的一对电极装置。其中，电极棒1为电压输出端，电控板4通过在电极棒1上施加电压，使电极棒1输出电压，从而向内胆3输出保护电压；参考电极2为检测端，电极棒1与参考电极2之间的水作为导电介质，当电极棒1上施加有电压时，参考电极2上也会产生一定的电压。电极棒1与参考电极2之间存在电压差，即第一电压；电极棒1和参考电极2之间回路产生的电流，即为第一电流。
[0053] 在其他实施例中，可以设置相应的控制开关来控制电极棒1与参考电极2之间电流回路的通断，例如在需要检测时，才控制电极棒1与参考电极2之间的电流回路导通。
[0054] 图4是本发明实施例的一种电热水器的内胆保护方法中获取第一电流或第一电压的示意图，如图4所示，电极棒1、参考电极2与电控板4之间形成电流回路。电控板4在电极棒1上施加初始电压，电极棒1与参考电极2之间的水作为导电介质，使参考电极2上产生电压，由此形成电控板4‑电极棒1‑参考电极2‑电控板4的电流回路。对该电流回路中的电流进行检测，得到第一电流。
[0055] 在一个实施例中，也可以对电极棒1与参考电极2之间的电压差进行检测，获取第一电压，用于后续内胆3中水的电导率的确定以及目标保护电压的确定。具体的，对参考电极2上产生的电压进行检测，将施加在电极棒1上的初始电压与检测到的电压的差值，作为第一电压。
[0056] 本发明实施例中，电极棒1与内胆3之间的水作为导电介质，使电极棒1与内胆3形成一组电极装置，当电极棒1上施加有电压时，电极棒1与内胆3之间存在电压差，即第二电压，电极棒1和内胆3之间的回路产生的电流，即为第二电流。
[0057] 在其他实施例中，可以设置相应的控制开关来控制电极棒1与内胆3之间电流回路的通断，例如在需要检测时，才控制电极棒1与内胆3之间的电流回路导通。
[0058] 图5是本发明实施例的一种电热水器的内胆保护方法中获取第二电流或第二电压的示意图，如图5所示，电控板4、参考电极2与内胆3之间形成电流回路。电控板4在电极棒1上施加初始电压，电极棒1与内胆3之间的水作为导电介质，使内胆3上产生电压，由此形成电控板4‑电极棒1‑内胆3‑电控板4的电流回路。对该电流回路中的电流进行检测，得到第二电流。
[0059] 在一个实施例中，也可以对电极棒1与内胆3之间的电压差进行检测，获取第二电压，用户后续内胆3的搪瓷层的缺损情况的确定以及目标保护电压的确定。具体的，对内胆3上产生的电压进行检测，将施加在电极棒1上的初始电压与检测到的电压的差值，作为第二电压。
[0060] 在一个实施例中，初始电压可以是电热水器初始设定的保护电压，也就是相关技术中所采用的保护电压。该保护电压为内胆3的搪瓷层未出现缺损、内胆3中水的电导率为电热水器设计时考虑的应用场景对应的水质的电导率的情况下所采用的保护电压。
[0061] 步骤320：基于第一电流或第一电压，确定内胆中水的当前电导率。
[0062] 本发明实施例中，由于不同水质的水的电导率不同，参考电极2上所能检测到的电压也就不同，相应的电极棒1与参考电极2之间产生的电流不同，因此，根据第一电流或第一电压的大小就能够确定内胆3中水的当前电导率。
[0063] 本发明实施例中，以内胆3中水的电导率以及电极棒1与参考电极2之间的电流或电压的历史数据作为参考，确定第一电流或第一电压对应的当前导电率。以历史数据作为参考的方法，可以包括基于历史数据建立电导率与电极棒1与参考电极2之间的电流或电压的对应关系，基于历史数据对电导率与电极棒1与参考电极2之间的电流或电压的关系进行函数或曲线拟合，基于历史数据建立大数据模型来表征电导率与电极棒1与参考电极2之间的电流或电压的关系等方法，在此不做具体限定。
[0064] 步骤330：基于第二电流或第二电压，确定内胆的搪瓷层的当前缺损情况。
[0065] 本发明实施例中，内胆3的搪瓷层作为绝缘涂层，在没有缺损的情况下，会隔绝内胆3中的水和内胆3的金属外壁，此时电极棒1与内胆3之间的电流和电压均为0，而当搪瓷层出现缺损时内胆3不再绝缘，并且搪瓷层的缺损面积越大，其对应的电阻越小，电极棒1与内胆3之间的电流也就越大，电极棒1与内胆3之间的电压差也就越大。因此，根据第二电流或第二电压的大小就能够确定搪瓷层的当前缺损情况。
[0066] 本发明实施例中，以搪瓷层的缺损情况以及电极棒1与内胆3之间的电流或电压的历史数据作为参考，确定第二电流或第二电压对应的当前缺损情况。以历史数据作为参考的方法，可以包括基于历史数据建立搪瓷层的缺损情况与电极棒1与内胆3之间的电流或电压的对应关系，基于历史数据对搪瓷层的缺损情况与电极棒1与内胆3之间的电流或电压的关系进行函数或曲线拟合，基于历史数据建立大数据模型来表征搪瓷层的缺损情况与电极棒1与内胆3之间的电流或电压的关系等方法，在此不做具体限定。
[0067] 在一个实施例中，若当前缺损情况为存在缺损，则发出提示信息，以指示搪瓷层出现缺损。
[0068] 步骤340：基于当前电导率和当前缺损情况，确定目标保护电压，并将施加于电极棒的电压调整至目标保护电压。
[0069] 本发明实施例中，预先对不同电导率和不同缺损情况对应的保护电压进行标定，在获取到当前电导率和当前缺损情况后，根据预先标定得到的数据，对当前电导率和当前缺损情况对应的保护电压进行查询，从而确定出目标保护电压；并将施加在电极棒1上的电压，从初始电压调整至目标保护电压，从而根据内胆3的实际使用情况，对内胆3进行保护。
[0070] 在一个实施例中，在上述步骤320中，可以根据电极棒1与参考电极2之间的电流与电导率的对应关系，建立电导率标定信息。在检测到第一电流后，可以直接基于第一电流，在电导率标定信息中查询，得到第一电流对应的电导率，该电导率即为当前电导率。
[0071] 在一个实施例中，电导率标定信息是预先对不同水质的水的电导率进行标定而获得的。具体的，在内胆3中加入不同水质的水，即加入不同电导率的水，在水温相同，并且对电极棒1施加同一电压的情况下，检测电极棒1与参考电极2之间的电流，从而得到电极棒1与参考电极2之间的电流与水的电导率之间的对应关系。
[0072] 其中，电极棒1上施加的电压可以为初始电压。水温相同，是指电热水器处于非加热模式并且水温等于预设温度，预设温度为保温温度与加热温度之间的一个温度。电热水器在工作时通常会加热到加热温度后停止加热，进入非加热模式，此时水温会逐渐下降，当水温降低到保温温度时电热水器进入加热模式启动加热；为了减少水的状态对检测的影响，选择非加热模式下的预设水温作为检测温度，此时电热水器已经停止加热一段时间，即已经静置了一段时间，水的状态更加稳定，检测的精准度也就更高。
[0073] 在一个实施例中，若采用第一电压确定当前电导率，则电导率标定信息为电极棒1与参考电极2之间的电压与电导率的对应关系。相应的在对电导率进行标定以获得电导率标定信息时，检测电极棒1与参考电极2之间的电压，以得到电极棒1与参考电极2之间的电压与电导率的对应关系。
[0074] 在一个实施例中，在上述步骤330中，可以根据电极棒1与内胆3之间的电流与搪瓷层的缺损情况的对应关系，建立缺损标定信息。同时，考虑到水的电导率对电流的影响，针对不同的电导率，分别建立一个缺损标定信息，即最终的缺损标定信息实际是一个标定信息集合，该标定信息集合中包含各个电导率对应的缺损标定信息。在确定当前缺损情况时，首先根据当前电导率确定当前对应的缺损标定信息，再基于第二电流，在对应的缺损标定信息中查询，得到第二电流对应的缺损情况，该缺损情况即为当前缺损情况。
[0075] 在一个实施例中，缺损标定信息是预先在不同电导率下对不同的搪瓷层的缺损情况进行标定而获得的。具体的，针对多个缺损情况不同的内胆3，分别加入不同电导率的水，在水温相同，并且对电极棒1施加同一电压的情况下，依次检测电极棒1与内胆3之间的电流，从而得到在不同电导率下电极棒1与内胆3之间的电流与搪瓷层的缺损情况之间的对应关系。
[0076] 其中，电极棒1上施加的电压与上述电导率标定过程中采用的电压一致，标定选择的检测温度与上述电导率标定过程中采用的检测温度一致，从而在相同的环境下进行检测标定，使得标定过程具有一致性，从而提高标定过程的可靠性。
[0077] 在一个实施例中，若采用第二电压确定当前缺损情况，则缺损标定信息为电极棒1与内胆3之间的电压与搪瓷层的缺损情况的对应关系。相应的在对缺损情况进行标定以获得缺损标定信息时，检测电极棒1与内胆3之间的电压，以得到电极棒1与内胆3之间的电压与缺损情况的对应关系。
[0078] 在一个实施例中，上述步骤340中，对不同电导率和不同缺损情况对应的保护电压进行标定的过程，是采用多个缺损情况不同的内胆3，在其中分别加入不同电导率的水，并在电极棒1上施加不同的保护电压，分别进行预设时长的浸泡，在浸泡完成后分别确认这些内胆3的搪瓷层的缺损情况，以浸泡后的缺损情况变化最小为选择基准，选择对应的保护电压，从而完成对保护电压的标定。在此基础上，图6是本发明实施例的一种电热水器的内胆保护方法中确定目标保护电压的流程示意图，如图6所示，上述步骤340中，基于当前电导率和当前缺损情况，确定目标保护电压，可以包括如下步骤：
[0079] 步骤610：基于当前电导率，在保护电压标定信息中查询，确定当前电导率对应的第一保护电压。
[0080] 本发明实施例中，保护电压标定信息用于表征电导率与保护电压的对应关系，其是在搪瓷层不存在缺损的情况下针对不同电导率对保护电压标定得到的。在保护电压标定信息中查询，得到当前电导率对应的保护电压，该保护电压即为第一保护电压。第一保护电压是在当前电导率下搪瓷层不存在缺损时施加在电极棒1上的最佳保护电压。
[0081] 步骤620：基于当前缺损情况，对第一保护电压进行调整，得到目标保护电压。
[0082] 本发明实施例中，基于当前缺损情况，确定当前缺损情况对应的对第一保护电压进行调整的电压大小，从而对第一保护电压进行调整，得到目标保护电压；当前缺损情况对应的缺损程度越大，其对应的对第一保护电压进行调整的电压也就越大。
[0083] 在一个实施例中，基于当前缺损情况，对第一保护电压进行调整，得到目标保护电压，可以分为两种情况：
[0084] 第一种情况，若当前缺损情况为不存在缺损，则此时不需要再对当前电导率对应的第一保护电压进行调整，因此将第一保护电压，确定为目标保护电压。
[0085] 第二种情况，若当前缺损情况为存在缺损，则基于当前缺损情况对应的缺损程度，确定对第一保护电压进行调整的第二保护电压，并基于第一保护电压和第二保护电压之和，确定目标保护电压；其中，第二保护电压与缺损程度正相关，也就是当前缺损情况对应的缺损程度越大，第二保护电压越大。
[0086] 在一个实施例中，在上述保护电压标定过程中，可以对搪瓷层的缺损情况与第二保护电压之间的对应关系进行标定，在同一电导率的情况下，对不同缺损情况的内胆3对应的保护电压进行标定，将标定得到的保护电压与该电导率对应的保护电压，也就是搪瓷层不存在缺损的情况对应的保护电压之间的差值作为第二保护电压，从而得到搪瓷层的缺损情况与第二保护电压之间的对应关系。基于该对应关系进行查找，得到当前缺损情况对应的第二保护电压。
[0087] 在一个实施例中，也可以结合电导率和缺损情况，对保护电压进行标定，即分为多组进行标定，每一组的内胆3对应的缺损情况相同，在每一组内按照不同的电导率再划分为多个小组，每个小组内的内胆3中加入同一电导率的水，同时在电极棒1上施加不同的保护电压；或者每一组内内胆3中加入的水的电导率相同，在每一组内按照不同的缺损情况再划分为多个小组，同时在电极棒1上施加不同的保护电压；将这些内胆3进行预设时长的浸泡，在浸泡完成后分别确认这些内胆3的搪瓷层的缺损情况，以浸泡后的缺损情况变化最小为选择基准，选择对应的保护电压，从而结合电导率和缺损情况对保护电压的标定，此时保护电压标定信息表征保护电压与电导率以及缺损情况的对应关系。相应的，此时在确定目标保护电压时，可以直接对保护电压标定信息进行查找，找出当前电导率、当前缺损情况对应的保护电压，即可得到目标保护电压。
[0088] 在一个实施例中，由于直接结合电导率和缺损情况对保护电压进行标定，会涉及到多个因素，会导致标定过程较为复杂，此时可以建立数据模型，将标定得到的相关数据输入数据模型中，通过数据模型构建电导率以及缺损情况与保护电压之间的关系，在获得当前电导率和当前缺损情况后，将当前电导率和当前缺损情况输入数据模型进行匹配，得到对应的目标保护电压。
[0089] 在一个实施例中，为了使施加在电极棒1上的目标保护电压符合电热水器当前的使用情况，在电极棒1上施加初始电压之前，需要对电热水器所处的工况以及内胆3的水温进行检测。具体的，若电热水器处于预设工况，则对内胆3的水温进行检测；若水温等于预设温度，则在电极棒1上施加初始电压。其中，预设工况为：电热水器处于非加热模式，和/或，预设温度大于电热水器的保温温度且小于电热水器的加热温度；可选的，电热水器的保温温度可以为70℃，电热水器的加热温度可以为75℃，预设温度则为72℃，需要说明的是，此处给出的保温温度、加热温度以及预设温度的数值仅为示例，其具体数值可以根据用户的实际需求进行调节，在此不做具体限制。如上所述，当电热水器处于非加热模式，内胆3的水温等于预设温度时，电热水器已经静置了一段时间，水的状态更加稳定，对第一电流/电压和第二电流/电压的检测精准度更高，根据此时获取到的第一电流/电压和第二电流/电压确定的目标保护电压，也就更符合当前实际的电导率和搪瓷层缺损情况对应的保护要求，从而能够使施加的目标保护电压更符合电热水器的保护需求。
[0090] 在一个实施例中，在接收到检测指令时，和/或，电热水器工作在预设时间段内时，判断电热水器是否处于预设工况。具体的，可以设置在电热水器中设置按键，通过手动触发按键来触发指示启动内胆3保护的检测指令，电控板4在接收到检测指令后，判断电热水器是否处于预设工况，若电热水器处于预设工况，则执行上述的电热水器的内胆保护方法，从而使用户能够手动触发对电热水器的内胆3的保护。也可以在电热水器工作在预设时间段内时，判断电热水器是否处于预设工况，若电热水器处于预设工况，则执行上述的电热水器的内胆保护方法，从而自动对触发对电热水器的内胆3的保护。
[0091] 本发明实施例提供的电热水器的内胆保护方法，在电极棒上施加初始电压，并获取电极棒与参考电极之间的第一电流或第一电压，以及电极棒与内胆之间的第二电流或第二电压；基于第一电流或第一电压，确定内胆中水的当前电导率；基于第二电流或第二电压，确定内胆的搪瓷层的当前缺损情况；基于当前电导率和当前缺损情况，确定目标保护电压，并将施加于电极棒的电压调整至目标保护电压。通过获取电极棒与参考电极之间的第一电流或第一电压，确定内胆中水的当前导电率，通过获取电极棒与内胆之间的第二电流或第二电压，确定内胆的搪瓷层的当前缺损情况，通过当前导电率表征内胆中水的水质，并结合搪瓷层的当前缺损情况，调整施加在电极棒上的保护电压，从而能够根据电热水器的当前使用情况，动态调整保护电压，提高对内胆的保护能力。
[0092] 在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0093] 上述具体实施方式的具体内容仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
