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净水器TDS功能设计与TDS笔的区别

   TDS笔在国内电商平台和线下平台的销量每月达几十万根,全球范围内的销量估计会更大。很多时侯TDS笔作为赠品,大量出现在净水器的销售过程中。
   作为净化水的设备,无论是低廉的家庭用的,还是商业用的,都回避不开两个问题。一是无害,二是有益。在这里我们不讨论有益这个概念,主要是聊一下无害的主要指标。
   空气中,大量有害物质的载体是灰尘,所以空气净化器的无害目标中,PM2.5的监测就成了标配。同样的,净水器的主要设计目标也是无害,为此用导电离子的数量来近似评估净水器的无害化程度,是可行的。不接受水太干净导致营养物质缺失的反驳,这不是本文的重点。
   原先想知道净水机出来的水质,需要拿个杯子接一杯水,然后拿一根TDS笔来测一下。偶尔这么来一下,肯定没有问题,但如果时不时想测一下,还真的是比较麻烦的。净水机的水源往往是自来水,自来水的TDS值其实还是非常稳定的,但净化出来的水,会随时滤芯的使用时间,这个值是越来越高的。意味着过滤能力的降低。
   我们注意到市场上已经有很多厂家在自家的和种净水机上面添加了TDS在线测量功能,细心的用户也许能发现,TDS值往往与TDS笔测试出来的结果有很大差异。下面我们就细数一下这两类使用场景的一些差异,以方便厂家的工程师在设计的时候做出相应的对策。

具体的差异如下:
 
 1 TDS笔的笔头,是由TDS探针和温度探头组成的,而一般的净水机的TDS探头,只有一个导电探针。理论上,在水温25℃时,这两者是一样的。所以第一个区别,是TDS笔带温度补偿,而部分净水机上的TDS传感器探头没有。需要带温度补偿的工程师,可以参考一下我们两款TDS与温度二合一的探头,TDS211(2分管专用,国内好像仅我们一家有)与TDS311(3分管专用,这个目前国内也只有2-3家供应商).


2 TDS的测量,本质上是测量的水的导电性,而实际工作时,由于很多原因,这个读数其实是有跳动的。而TDS笔在工作时,有一个读数锁定设计,就是放入水中之后,若干时间后,读数是不变的,而净水机的TDS传感器,必须要自己实现这个效果,实现方法分真实处理和虚假处理两种方法。具体区别,我们以后会开相应专题来谈。
3 净水机的探头,由于没有一个固定的电导池,在管道中的数据和在杯子里面的数据,是有差别的,这个差别需要自行去校准或补偿回来。而TDS笔不存在这样的场景,它有稳定的电导池,所以读数直接就表示为真实的电导率
4 TDS传感器探头的在线工作,会一直通电状态,不管用什么方式来使用TDS传感器探头。因为探针间的放电,会形成一个电容一样的电场。表现出来的现象就是TDS值会越来越小,这个问题在长时间工作后会非常明显。而TDS笔在工作十几秒钟就会自动断电熄屏,不存在这个问题。
5 净水机的TDS探头,完全由加工制造工艺决定了探针的长短与间距,大批量生产中,会出现探头间的差异化。以5mm长的探针为例,正负0.2mm的偏差,至少可能导致4%的一致性误差,加上其它误差来源,整体误差很容易超过±5%的区间。而TDS笔,正常情况下,他都会出厂做校准,虽然每家标称的精度不同,但出品的一致性还是相当不错的。毕竟它是一个小型仪器。所以净水机的TDS测量想要准,也需要做校准,来消除各种误差。
6 净水机,为了表征自己的过滤效果,一般会在进水的地方弄一个TDS传感器测自来水,出口的地方弄一个TDS传感器测净水,以此来表现自己的过滤效果,这个差值越大,越能体现产品的性能和卖点,放大用户的恐慌购买心态。TDS传感器本身单价非常低,所以但凡集成了TDS功能的产品,一般都是两根TDS探头。事实在当两根TDS头在同一个水中时,它会有一个类似于短路的现象,会出现两路的值都偏低,甚至有一路直接为0的现象。它产生的原因说得粗浅一点,就是A电极跑出来的电子,跑到B电极上去了,所以设计时,必须要解决这个问题,否则是无法正常工作的。TDS笔因为本来也不共地,其次它每次只有一路在工作,不存在这个问题,所以一般也发现不了。
 
  以上就是净水机TDS功能在设计上与TDS笔的不同之处,如有表达不准确或者遗漏的部分,欢迎高手指正。这些问题解决起来不难,但全部做好还是需要一定的积累。甚至从探头挑选,到软件设计,包括标定过程,以及最后的安装位置都是有一定技巧的。
 
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