CN101334678A

CN101334678A - 即热式饮水机出水温度恒定的控制系统及控制方法

Info

Publication number: CN101334678A
Application number: CNA200710076138XA
Authority: CN
Inventors: 李祥友; 李四海; 李茂环; 魏展坤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-12-31

Abstract

本发明公开了一种即热式饮水机出水温度恒定的控制系统及控制方法；属于饮水机的电路控制领域；克服了现有技术水压及电压变化时导致出水温度不稳定的技术缺陷，旨在提供一种能在不同电压及水压的条件下，保持饮水机出水温度恒定的控制系统及其实现方法；本发明控制系统包括有单片机，单片机连接有电源电压检测电路及温度检测电路，并且采用了在单片机接收到电压信号或水温信号后，根据预先设定的数据控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度的方法；本发明能在不同的电压及水压情况下保持饮水机的出水温度恒定；适用于在即热式饮水机中应用。

Description

即热式饮水机出水温度恒定的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种饮水机的控制系统及方法，更具体地说，涉及一种能在不同的条件下保持出水温度恒定的控制系统及其实现方法。

背景技术

在现有技术中，即热式饮水机由于不设置储水的罐，而是直接加热后出水供应，比较节能，但是，由于公网(公用电网)供电电压的不稳定或者水压变化导致水流速度不均匀，即热式饮水机经常会出现由于外界条件改变而产生出水温度变化的情况，如若出水温度太低，饮用水达不到卫生标准，影响饮用者的身体健康；如若出水温度太高，易产生饮用水汽化现象，水蒸气易喷向出水口，烫伤取水者，成为安全隐患。当前，还未有在不同电压及水压情况下，自动调节即热式饮水机出水温度恒定的技术方案出现在公开文献中，因而，在本领域中，急需催生一种即热式饮水机的出水温度恒定控制系统及其实现方法。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种能在不同电压及水压的条件下，保持出水温度恒定的控制系统及其实现方法。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：即热式饮水机出水温度恒定控制系统，所述控制系统包括有单片机，所述单片机的数据端连接电源电压检测电路，所述电源电压检测电路通过变压器的感应自动输出电压信号给单片机，单片机接收到电压信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度；所述单片机的数据端还连接有温度检测电路，温度检测电路连接有温度传感器；所述电源电压检测电路包括有变压器、整流电路及外围器件，所述温度检测电路包括有温度传感器及外围器件。

本发明同时提供了如下出水温度恒定控制方法：

即热式饮水机出水温度恒定控制方法，所述方法包括如下步骤：

a.电源电压检测电路通过变压器的感应自动输出电压信号给单片机；

b.单片机接收到电压信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度恒定；

本发明温度恒定控制方法，还可以是：

a.温度检测电路将检测到的水温信号输送给单片机；

b.单片机接收到水温信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度恒定；

在所述b步骤中，单片机根据预先设定的数据控制发热管的每秒发热时间，进而控制了热水的出水温度恒定。

本发明的有益效果是：通过电压检测电路对电源电压的检测，单片机控制了发热管的功率，进而控制了热水的出水温度恒定，或者是通过对水温的检测，进而调节发热管的功率或者发热时间，进面控制了热水的出水温度恒定；应用本发明后，饮水机的出水温度恒定，在公网电压不稳定或者进水速度波动的情况下，出水温度既不过高产生蒸气影响安全，又不因为出水温度过低影响卫生标准。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构框图；附图2为本发明实施例电路原理图。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施例，凡其原理及基本结构与本发明相同的，均属本发明的保护范围之内。

结合附图，在本发明一个具体实施例中，控制系统包括有单片机，所述单片机的数据端连接电源电压检测电路，所述电源电压检测电路通过变压器的感应自动输出电压信号给单片机，单片机接收到电压信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度；所述单片机的数据端还连接有温度检测电路，温度检测电路连接有温度传感器。所述电源电压检测电路包括有变压器、整流电路及外围器件，所述温度检测电路包括有温度传感器及外围器件。

参看附图，本发明的核心元件为单片机U1，本实施例中，单片机U1采用三星公司产的8位单片机，型号为S3F9454，在实际应用时，可采用其它型号或系列的单片机作为其替代产品。本实施例中，冷水指示灯和热水指示灯均采用双色发光二极管，冷水指示灯为发光二极管DS1，热水指示灯为发光二极管DS3，发光二极管DS1和发光二极管DS3均为共阳极发光二极管，阳极均连接至电源正极，工作指示灯采用发光二极管DS2构成，发光二极管DS2正极与电源正极连接。发光二极管DS2、发光二极管DS1和发光二极管DS3的负极通过6点接插头与单片机U1的I/O口连接，本实施例中，发光二极管DS2的负极连接至单片机U1的I/O口P2.0，发光二极管DS1的负极分别与单片机U1的I/O口P2.1和P2.2连接，发光二极管DS3的负极分别与单片机U1的I/O口P1.0和P1.1连接。电路中，冷水传感器通过接插头JP9与单片机U1的I/O口P0.7连接，单片机的I/O口P0.7具有模数转换功能，可将冷水传感器输入的信号转换成数字信号输入给单片机U1进行识别、处理；热水温度传感器通过接插头JP13与单片机的I/O口P2.6连接，单片机U1的I/O口P2.6具有模数转换功能，可将热水温度传感器输入的信号转换成数字信号输入给单片机U1进行识别、处理；由单片机软件识别并反映热水温度的变化，根据预先设定在单片机U1中数据，实现对发热管功率或发热时间的控制。

单片机U1的数据端P0.6通过电阻R11与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极接两点接插头JP7的一端，两点接插头JP7的另一端通过电阻R27与电源正极连接，电源通过两点接插头JP7与加热管线连接，单片机U1的数据端P0.6具有脉宽调制功能(即PWM功能)，可根据实际需要输出一定占空比的脉冲，通过控制三极管Q5的导通与断开的时间比来实现对加热线的输出功率的控制，进而控制其加热效率以及对温度的保持。单片机U1的I/O口P0.4通过两点接插头JP8与水位检测传感器连接，单片机U1的I/O口P0.4具有模数转换功能，可将水位检测传感器输入的信号转换成数字信号输入给单片机U1进行识别、处理。单片机U1的I/O口P0.0和I/O口P0.1分别与加热按钮和制冷按钮连接，利用单片机U1的I/O口P0.0和I/O口P0.1复用的外部中断功能，识别按钮的输入。单片机U1的I/O口P0.2和I/O口P0.3分别与蜂鸣器LS1的两端连接，由单片机U1的I/O口P0.2和I/O口P0.3输出脉冲信号驱动蜂鸣器LS1报警。单片机U1的I/O口P2.4通过限流电阻R4与三极管Q2的基极连接，三极管Q2采用8550型号三极管，其发射极接+5V电源，集电极与三极管Q4的基极连接，+12V电源通过三极管Q4作为开关给热水进水泵供电，单片机U1控制三极管Q2通断，然后通过三极管Q2控制三极管Q4通断，再有三极管Q4控制热水进水泵通断，从而实现对热水龙头出水的控制；同样，单片机U1的I/O口P2.3通过同样的电路对冷水进水泵进行控制。外接电压经过变压器T1变压后，再通过整流电路进行整流，整流后的电压信号输入单片机U1的I/O口P0.5，单片机U1的I/O口P0.5具有模数转换功能，其将整流电路传来的电压信号转换成数字信号输入单片机U1，由单片机U1中的软件识别并反映外接电压大小，进而实现对发热管功率的控制。单片机U1的I/O口P2.5与三极管Q6的基极连接，通过三极管Q6控制继电器K1的通断，由继电器K1的通断控制散热风扇和制冷芯片进行工作，散热风扇和制冷芯片通过两点接插头JP11和两点接插头JP12与电路连通。稳压芯片VR1采用78L05将+12V电压变成+5V，对电路中，需要+5V电压的元件进行供电。

在本发明一个控制方法中，可以根据外部接入电压的变化来调节控制；当饮水机控制电路的开关闭合时，电源电压经变压器T1变压后，再通过整流电路进行整流，整流后的电压信号输入给单片机U1，单片机U1按预设程序依据电源电压的变化而调整发热管的加热功率，电源电压的变化值与发热管的功率值是事先在单片机U1预设好的，其数值都是一一对应的，可以是：电压200V对应的功率为2400W、电压205V对应的功率为2375W、电压210V对应的功率为2350W、电压215V对应的功率为2325W、电压220V对应的功率为2300W、电压225V对应的功率为2275W、电压230V对应的功率为2250W、电压235V对应的功率为2225W、电压240V对应的功率为2200W；在水流量保持稳定的情况下，通过本控制方法可以使制出的热水温度保持恒定在所设定的温度范围内(例如91-96℃)，以符合设计和饮用要求。

在本发明的另一控制方法中，还可采用热水温度传感器检测热水水温度来自动调整发热管的发热功率，即调节占空比的方式；从而使制出的热水温度保持恒定在所设定的范围内(比如90-97℃)，热水温度传感器连接单片机U1，单片机U1对热水温度传感器输入的信号进行识别、处理；由单片机U1的软件识别并反映热水温度的变化，根据预先设定在单片机U1中数据，实现对发热管功率的控制；当公网电压产生变化或者其他因素变化时，水温发生变化，热水温度传感器立即把检测到的热水温度信号传输给单片机U1，单片机U1按预设程序随即发出指令：比如水温到达95℃时，则使发热管以75％的功率加热；如水温到达96℃时，则使发热管以65％的功率加热；如水温到达97℃时，则使发热管以50％的功率加热；从而使热水温度不会超出最高设定值97℃，并慢慢地回落；当热水温度传感器检测发热管内的水温接近最低设定值90℃时，单位片机U1接到信号后，随即按预设程序发出指令：比如水温下降到92℃时，则使发热管以75％的功率加热；如水温下降到91℃时，则使发热管以85％的功率加热；如水温下降到90℃时，则使发热管以95％的功率加热；从而使热水温度不会低于最低设定值90℃，并慢慢地回升；通过此控制方法可使制出的热水温度保持恒定在所设定的温度范围内(比如90-97℃)，以符合设计和饮用要求。

在本发明的又一控制方法中，还可根据热水温度传感器检测热水温度来自动调整发热管的发热时间的方法，即调节加热与不加热的时间；来保持出水温度恒定，在本实施例中，发热管的功率是保持一个固定值，可以是2350W，从而使饮水机流出的热水温度保持恒定在所设定的范围内，如92-97℃；即当发热管内的水温因电压或其它因素而上升并接近最高设定值97℃时，热水温度传感器立即把检测到的热水温度信号传输给单片机U1，单片机U1按预设程序随即对发热管发出控制指令，单片机U1的程序设置可以是：当水温在95℃时，使发热管以每秒钟的80毫秒加热、20毫秒停止加热；当水温在96℃时，使发热管以每秒钟的60毫秒加热，40毫秒停止加热；当水温在97℃时，使发热管以每秒钟的40毫秒加热，60毫秒停止加热；从而使热水温度不会高于最高设定值97℃，并开始慢慢地回落；当发热管内的水温接近最低设定值92℃时，温度传感器立即把检测到的热水温度信号传输给单片机U1，单片机U1按预设程序随即发出指令：当水温在94℃时，使发热管以每秒钟的60毫秒加热、40毫秒停止加热；当水温在93℃时，使发热管以每秒钟的80毫秒加热，20毫秒停止加热；当水温在92℃时，使发热管以每秒钟的95毫秒加热，5毫秒停止加热；从而使热水温度不会低于最低设定值90℃，并又开始慢慢地回升；通过此控制方法可以使制出的热水温度保持稳定。

在本发明的实施例中，感应热水温度的温度传感器、电阻R28、电阻R26、电容C7、电容C8组成温度检测电路连接单片机U1。

另外，电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R26和电容C9、电容C10组成整流电路，整流电路的输出端连接至单片机U1的I/O口P0.5，上述电路连接变压器构成电源电压检测电路连接单片机U1。

总之，本发明的温度恒定控制系统及其实现方法，使到现有即热式饮水机在电源电压变化及其它因素变化时，仍然能够保持热水的出水温度恒定，增强了即热式饮水机的安全性，可靠性。

Claims

1、即热式饮水机出水温度恒定的控制系统，其特征是：所述控制系统包括有单片机，所述单片机的数据端连接电源电压检测电路，所述电源电压检测电路包括有变压器、整流电路及外围器件，所述电源电压检测电路通过变压器的感应自动输出电压信号给单片机，单片机接收到电压信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度；所述单片机的数据端还连接有温度检测电路，所述温度检测电路包括有温度传感器及外围器件。

2、即热式饮水机出水温度恒定控制方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

b.单片机接收到电压信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度恒定。

3、即热式饮水机出水温度恒定控制方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

a.温度检测电路将检测到的水温信号输送给单片机；

b.单片机接收到水温信号后，根据预先设定的数据控制发热管的电流，从而控制发热管的功率，进而控制了热水的出水温度恒定。

4、根据权利要求3的即热式饮水机出水温度恒定控制方法，其特征是：在所述b步骤中，单片机接收到水温信号后，单片机根据预先设定的数据控制发热管的每秒发热时间，进而控制了热水的出水温度恒定。