專利名稱：一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水溫的調控方法，特別是涉及一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法。
背景技術：
電加熱器具是一種日常生活中常見的電器產品，電加熱器具通常包括有儲水的容器、實現(xiàn)對水進行加熱的電熱元件和用于自動切斷電熱元件工作的執(zhí)行裝置，電加熱器具在接通電源的狀態(tài)下，其內置的電熱元件通電工作從而發(fā)出熱量，通過電熱元件釋放熱量對容器內的水進行加熱，使水溫升至所需的溫度，并利用執(zhí)行裝置在達到所需溫度時切斷電源而保證電加熱器具的使用安全性；這類產品常見的有電茶壺、電熱飲水機、電燒開水壺等等。
傳統(tǒng)的電加熱器具沒有調溫功能，而實際上我們在使用過程中對某些產品也確實并不一定需要它具有調溫功能，如用于燒開水的電燒開水壺，在使用它時，只需用它將水加熱至沸騰即可，這樣，這類的產品就可以采用機械式開關感受蒸汽溫度，在水達到沸騰時，切斷電源；然而，生活是多姿多彩的，我們在有些使用場合下不需要電加熱器具具有調溫功能，但是在另外一些使用場合下卻是需要電加熱器具具有調溫功能的，比如說泡茶，各種不同的茶葉其所需沖泡水的溫度就可能各不相同，這樣我們就需要通過調節(jié)水溫來獲得不同溫度的水用以沖泡不同的茶葉，以達到最好的效果，不僅如此，再比如沖泡飲料或是給嬰兒配制食品或是服藥等都可能產生出需要不同的水溫?，F(xiàn)有的水溫調節(jié)方法通常是采用機械式溫控器感受電加熱元件的溫度，當溫度達到所設定的值時，切斷電源使電加熱元件停止工作，從而獲得所設定溫度的水，但是，這種調溫方法，一是由于對電熱元件溫度的感應為間接控制，致使調溫精度低；二是電熱元件在斷電后，仍有余熱，致使水溫還會升高若干度，從而偏離了我們所設定的溫度值；因此影響了對電加熱器具的使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，提供一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法，它是利用水量對溫升的影響，通過對水量的精確判斷并根據(jù)不同的水量變化斜率來達到精確控制水溫的方法。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法，包括標定和自動控溫兩個過程在標定過程，它包括如下步驟a.將熱敏電阻直接浸入具有一定水量的水中感受水的溫度；b.將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；c.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；d.在選定的溫度下關斷電熱盤的電源，水中的溫度繼續(xù)不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；e.改變水量的大小，重復步驟b、c，得到各水量不同的已知大小所對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為變量的水量大小的函數(shù)表達關系；f.改變水量的大小，重復步驟d，得到各水量不同的已知大小所對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的水量大小變化的函數(shù)表達關系；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系；在自動控溫過程，它包括如下步驟g.將熱敏電阻直接浸于水中感受水的溫度；并將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；h.向計算機數(shù)據(jù)處理單元輸入所需設定的水溫數(shù)值，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成設定水溫的數(shù)值；i.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成即時溫度的數(shù)據(jù)和單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元根椐上述的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)以及前述的單位時間內水溫增加值與余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系計算處理成余熱溫升度數(shù)的數(shù)值；j.上述余熱溫升度數(shù)的數(shù)值再進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元結合步驟h所獲得的設定水溫的數(shù)值計算處理成切斷電熱盤工作電源的實際溫度的數(shù)值；k.計算機數(shù)據(jù)處理單元不斷地比較即時溫度的數(shù)據(jù)與實際溫度的數(shù)值，在兩數(shù)相一致時，計算機控制單元輸出控制指令，通過電熱盤驅動電路切斷電熱盤工作電源。
為實現(xiàn)上述方法，本發(fā)明采用了一主機電路、一按鍵電路、一熱敏電阻、一大功率驅動電路及電源電路來構成實現(xiàn)上述方法的裝置，熱敏電阻和按鍵電路的輸出接至主機電路，主機電路的輸出接至大功率驅動電路的輸入，大功率驅動電路的輸出接至電熱盤；在標定過程中，熱敏電路不斷地將所感應的溫度值以阻值的大小輸出給主機電路的數(shù)據(jù)處理單元，由主機電路的數(shù)據(jù)處理單元獲得與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)，并且在關斷電熱盤電源的配合下，獲取與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)，而后，通過改變水量的大小，進一步獲取不同大小的已知水量下，單位時間內水溫增加值的不同數(shù)據(jù)和余熱溫升度數(shù)的不同數(shù)據(jù)，從而獲得了以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系；在自動控溫過程，通過按鍵電路向主機電路的數(shù)據(jù)處理單元輸入所需設定的水溫數(shù)值，由主機電路的數(shù)據(jù)處理單元處理成設定水溫的數(shù)值，而后利用熱敏電阻對水中溫度變化的感應，以阻值的大小輸出給主機電路的數(shù)據(jù)處理單元，由主機電路的數(shù)據(jù)處理單元處理成即時溫度的數(shù)據(jù)和單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)，主機電路的數(shù)據(jù)處理單元根椐標定過程所獲得的單位時間內水溫增加值與余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系從而獲得余熱溫升度數(shù)的數(shù)值，主機電路的數(shù)據(jù)處理單元將設定水溫的數(shù)值減去余熱溫升度數(shù)的數(shù)值得到實際溫度的數(shù)值，主機電路的數(shù)據(jù)處理單元不斷地比較即時溫度的數(shù)據(jù)與實際溫度的數(shù)值，在兩數(shù)相一致時，主機電路的控制單元輸出控制指令，通過電熱盤驅動電路切斷電熱盤工作電源，實現(xiàn)了電子精確調控水溫。
本發(fā)明的有益效果是，由于采用了將熱敏電阻直接浸入水中感受水的溫度，根椐熱敏電阻會隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生阻值變化的原理，利用主機電路對熱敏電阻阻值的時時監(jiān)控，在水溫將要達到設定的水溫時，通過主機電路控制切斷電熱盤的電源，從而達到調溫的目的，由于電熱盤在斷電后，仍然有余熱，水還會持續(xù)升高若度的溫度，這對于水量較少的情況尤為明顯，通過在標定過程，主機對一定時間內的水溫差值進行計算，獲得與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)，通過試驗并進一步獲取與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)，從而獲得了以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系，將設定水溫的數(shù)值減去余熱溫升度數(shù)后，就可以得到提前切斷電熱盤電源的實際溫度數(shù)值，當熱敏電阻感應的溫度達到實際溫度數(shù)值時，主機電路會發(fā)出控制信號利用電熱盤驅動電路去切斷電熱盤電源，電熱盤斷電后，其余熱仍然會使水溫升高若干度，而這個升高的度數(shù)剛好就是余熱溫升度數(shù)，也就是剛好達到了設定溫度，為此，實現(xiàn)了電子自動精確調溫的目的，也就是說，水的溫度與所設定的溫度完全一致實現(xiàn)了精確調溫。
以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法不局限于實施例。


圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的裝置的原理框圖；圖2是實現(xiàn)本發(fā)明的裝置的電路圖；圖3是本發(fā)明標定過程的單位時間水溫變化值與水量的函數(shù)關系圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法，包括標定和自動控溫兩個過程在標定過程，它包括如下步驟a.將熱敏電阻直接浸入具有一定水量的水中感受水的溫度；b.將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；c.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；d.在選定的溫度下關斷電熱盤的電源，水中的溫度繼續(xù)不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；e.改變水量的大小，重復步驟b、c，得到各水量不同的已知大小所對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為變量的水量大小的函數(shù)表達關系；f.改變水量的大小，重復步驟d，得到各水量不同的已知大小所對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的水量大小變化的函數(shù)表達關系；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系；在自動控溫過程，它包括如下步驟g.將熱敏電阻直接浸于水中感受水的溫度；并將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；h.向計算機數(shù)據(jù)處理單元輸入所需設定的水溫數(shù)值，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成設定水溫的數(shù)值；i.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成即時溫度的數(shù)據(jù)和單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元根椐上述的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)以及前述的單位時間內水溫增加值與余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系計算處理成余熱溫升度數(shù)的數(shù)值；j.上述余熱溫升度數(shù)的數(shù)值再進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元結合步驟h所獲得的設定水溫的數(shù)值計算處理成切斷電熱盤工作電源的實際溫度的數(shù)值；k.計算機數(shù)據(jù)處理單元不斷地比較即時溫度的數(shù)據(jù)與實際溫度的數(shù)值，在兩數(shù)相一致時，計算機控制單元輸出控制指令，通過電熱盤驅動電路切斷電熱盤工作電源。
下面結合圖1、圖2的本發(fā)明實現(xiàn)裝置具體說明上述方法的實現(xiàn)過程，在圖1中，本發(fā)明的實現(xiàn)裝置包括主機電路1、溫度檢測部分2、輔助部分3和電源部分4，其中溫度檢測部分2包括熱敏電阻21、大功率驅動電路22和電熱盤23；輔助部分3包括按鍵電路31、驅動電路32、顯示電路33和聲音電路34；電源部分包括交流電源41、交流電源變壓整流42、直流電路43、直流電源一級降壓44和直流電源二級降壓45；熱敏電阻21、按鍵電路31的輸出分別接至主機電路1的輸入；主機電路1的輸出分別接至驅動電路32、聲音電路34、大功率驅動電路22的輸入；驅動電路32的輸出接至顯示電路33的輸入；大功率驅動電路22的輸出接至電熱盤23；電源部分的作用在于為電路提供電源信號，交流電源41的輸出分別接至交流電源變壓整流42、電熱盤23；交流電源變壓整流42的輸出接至直流電路43的輸入；直流電路43的輸出接至直流電源一級降壓44的輸入；直流電源一級降壓44的輸出分別接至直流電源二級降壓45、大功率驅動電路22；直流電源二級降壓45的輸出接至主機電路1；主機電路1由芯片U1及周邊元器件構成；按鍵電路31由按鍵“START/STOP”、按鍵“DOWN”、按鍵“UP”及電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14構成；大功率驅動電路22由繼電器J1、二極管D5、三極管Q1、電阻R5構成。
在標定過程，進行如下步驟a.將熱敏電阻21直接浸入具有一定水量的水中感受水的溫度，此時的水量為我們所已知的水量；b.將電熱盤23通電對容器內的水進行加熱；c.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻21感應成阻值的大小輸出給以主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元，由主機電路1處理成與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；d.在選定的溫度下關斷電熱盤23的電源，水中的溫度繼續(xù)不斷地由熱敏電阻21感應成阻值的大小輸出給以主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元，由主機電路1處理成與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；e.改變水量的大小，重復步驟b、c，得到各水量不同的已知大小所對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)，圖3即給出了不同水量所對應的單位時間內水溫增加值的函數(shù)關系圖，或者說我們得到了如下的關系式以水量為X，單位時間內水溫增加值為A，則有式子；當X為0.5～0.7時A＝-1.35X+1.585當X為0.7～1.1時A＝-0.55X+1.025當X為1.1～1.5時A＝-0.225X+0.6675當X為1.5～2.0時A＝-0.14X+0.52從上述關系式或函數(shù)關系圖中可以看出水量越多則水溫變化的斜率越小，水量越少則水溫變化的斜率越大；由上述關系式或函數(shù)關系圖同樣可以獲得以單位時間內水溫增加值為變量時水量大小的函數(shù)表達關系；f.改變水量的大小，重復步驟d，可以得到各水量不同時，所對應的余熱溫升度數(shù)的不同數(shù)據(jù)；也就是說得到了以水量為變量時對應余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系；將上述單位時間內水溫增加值為變量時水量大小的函數(shù)表達關系代入以水量為變量時對應余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系就可以得到以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系，當然這個過程是由主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元處理完成的；得到以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系后就可以實現(xiàn)自動控溫；在自動控溫過程，進行如下步驟g.將熱敏電阻21直接浸于水中感受水的溫度；并將電熱盤23通電對容器內的水進行加熱；h.通過按鍵電路31向主機電路的數(shù)據(jù)處理單元輸入所需設定的水溫數(shù)值如85度，主機電路1數(shù)據(jù)處理單元將其處理成設定水溫的數(shù)值；i.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻21感應成阻值的大小輸出給以主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元，由主機電路1數(shù)據(jù)處理單元處理成即時溫度的數(shù)據(jù)和單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)，得到單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)后，實際上就可以根椐單位時間內水溫增加值為變量時水量大小的函數(shù)表達關系自動判斷出水量的多少；而后進一步由主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元根椐單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)以及單位時間內水溫增加值與余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系計算得到余熱溫升度數(shù)的數(shù)值如2.5度；j.這樣取得的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)2.5度就可以由主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元結合設定水溫的數(shù)據(jù)85度計算得到切斷電熱盤工作電源的實際溫度的數(shù)據(jù)82.5度，即85度減去2.5度；k.主機電路1的數(shù)據(jù)處理單元不斷地比較即時溫度的數(shù)據(jù)與實際溫度的數(shù)值，在兩數(shù)相一致時，主機電路1控制單元輸出控制指令，通過電熱盤驅動電路22切斷電熱盤23工作電源。
這樣，電路裝置在熱敏電阻21感應到82.5度的水溫時，即自動切斷電熱盤23的電源，利用電熱盤23斷電后的余熱可以實現(xiàn)升溫2.5度，達到了精確實現(xiàn)水溫為85度的目的。
權利要求
1.一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法，其特征在于它包括標定和自動控溫兩個過程在標定過程，它包括如下步驟a.將熱敏電阻直接浸入具有一定水量的水中感受水的溫度；b.將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；c.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；d.在選定的溫度下關斷電熱盤的電源，水中的溫度繼續(xù)不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成與已知水量相對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；e.改變水量的大小，重復步驟b、c，得到各水量不同的已知大小所對應的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為變量的水量大小的函數(shù)表達關系；f.改變水量的大小，重復步驟d，得到各水量不同的已知大小所對應的余熱溫升度數(shù)的數(shù)據(jù)；獲得以上述數(shù)據(jù)為參量的水量大小變化的函數(shù)表達關系；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元處理成以單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系；在自動控溫過程，它包括如下步驟g.將熱敏電阻直接浸于水中感受水的溫度；并將電熱盤通電對容器內的水進行加熱；h.向計算機數(shù)據(jù)處理單元輸入所需設定的水溫數(shù)值，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成設定水溫的數(shù)據(jù)；i.水受熱后，水中的溫度不斷地由熱敏電阻感應成阻值的大小輸出給以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元，由計算機數(shù)據(jù)處理單元處理成即時溫度的數(shù)據(jù)和單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)；并進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元根椐上述的單位時間內水溫增加值的數(shù)據(jù)以及前述的單位時間內水溫增加值與余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系計算處理成余熱溫升度數(shù)的數(shù)值；j.上述余熱溫升度數(shù)的數(shù)值再進一步由以計算機為核心的數(shù)據(jù)處理單元結合步驟h所獲得的設定水溫的數(shù)值處理成切斷電熱盤工作電源的實際溫度的數(shù)值；k.計算機數(shù)據(jù)處理單元不斷地比較即時溫度的數(shù)據(jù)與實際溫度的數(shù)值，在兩數(shù)相一致時，計算機控制單元輸出控制指令，通過電熱盤驅動電路切斷電熱盤工作電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電加熱器具的電子精確調控水溫的方法，它是采用了將熱敏電阻直接浸入水中感受水的溫度，并將熱敏電阻隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生阻值變化的數(shù)據(jù)輸出給計算機數(shù)據(jù)處理單元，通過模擬標定的方式獲得單位時間內水溫增加值為變量的余熱溫升度數(shù)大小變化的函數(shù)表達關系，并進一步利用上述函數(shù)表達關系以及計算機數(shù)據(jù)處理單元對熱敏電阻阻值的時時監(jiān)控，在水溫將要達到設定的水溫時，通過電路裝置切斷電熱盤的電源，從而達到調溫的目的。由于將電熱盤斷電后余熱使水溫升高的因數(shù)考慮在內，這就排除了因電熱盤斷電后余熱使水溫升高所帶來的溫度偏差，從而實現(xiàn)了電子精確調控水溫。
文檔編號F24H9/20GK1743752SQ20041003564
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權日2004年9月2日
發(fā)明者鄒賢國 申請人:廈門燦坤實業(yè)股份有限公司