CN104062992A - 一种电热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电热装置，包括温度控制仪和至少两个温度传感器，第一温度传感器设于被加热物中，其余温度传感器可选择地固定在电热元件的表面；温度控制仪包括计算控制模块、保护电路、电源电路、设置显示模块、温度检测处理电路和可控硅控制器，保护电路的输入端连接交流电源，输出端通过电源电路连接计算控制模块和可控硅控制器，可控硅控制器的输出端连接电热元件；设置显示模块包括分别与计算控制模块连接的LCD单元和按键；计算控制模块连接温度检测处理电路的输出端，而温度检测处理电路的输入端分别连接各温度传感器。此装置能够有效快速地将被加热物加热至稳定温度，并保证接触面的温度不会过高，确保被加热物的性能，防止危险发生。

Description

一种电热装置

技术领域

本发明涉及一种电热装置，用于对电热设备的加热温度进行控制，使被加热物能快速加热并稳定至设定温度。

背景技术

在实际生活以及工程实践领域，经常要使用到电加热设备来进行加热工作。在使用电加热设备的某些情况之下，要求被加热物的温度能够快速上升并且能够快速保持稳定。

目前，电加热设备在温度控制方面通常是采用接触器通断控制方式。采用这种接触器通断的温度控制方式，不仅温度控制精度低，而且峰谷温差大，甚至超过所能承受的误差范围，无法满足很多温度控制的规定要求。同时，在使用传统的电加热设备加热时，设备表面的温度上升很快，往往设备表面的温度已经超过设定的温度很多，而被加热物还没有达到设定的温度。在一些特定的情况下，电加热设备表面的温度过高，被加热物在接触面局部的性质可能会发生变化，甚至会发生危险，有待改进。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种电热装置，其能够有效快速地将被加热物加热至稳定温度，并保证接触面的温度不会过高，确保被加热物的性能，防止危险发生。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种电热装置，包括温度控制仪和至少两个温度传感器，其中，第一温度传感器设于被加热物中，其余温度传感器可选择地固定在电热元件的表面；

所述温度控制仪包括计算控制模块、保护电路、电源电路、设置显示模块、温度检测处理电路和可控硅控制器，其中，所述保护电路的输入端连接交流电源，而输出端通过电源电路连接计算控制模块；所述保护电路的输出端还连接可控硅控制器，而所述可控硅控制器的输出端则连接电热元件；

所述设置显示模块包括分别与计算控制模块连接的LCD单元和按键，通过按键设置的温度送入计算控制模块，同时通过LCD单元实时显示；

所述计算控制模块还连接温度检测处理电路的输出端，而温度检测处理电路的输入端分别连接各温度传感器，将各温度传感器感测的温度数据传送至计算控制模块，计算控制模块根据按键设置的温度数据，以及温度检测处理电路传送的温度数据，计算得到导通角，并将该导通角信息发送给可控硅控制器，所述可控硅控制器通过调整导通角来控制电热元件的加热功率。

上述温度控制仪还包括过零检测电路，所述过零检测电路连接在计算控制模块与保护电路之间。

采用上述方案后，本发明具有以下特点：

(1)通过设置至少两个温度传感器，采用多测点目标温度控制策略，除了读取电热元件表面的温度，还专门读取被加热物的实时温度，对加热过程的了解更加全面，保证接触面的温度不会过高，确保被加热物的性能，防止危险发生；

(2)采用大功率双向可控硅控制加热温度，具有输出功率连续可控，使用寿命长等诸多特点，可以快速有效地使用电热元件加热物体至稳定温度，同时在加热过程中控制加热接触面的最高温度，避免接触面温度过高发生危险。

附图说明

图1是本发明的整体架构图；

图2是本发明中温度控制仪的电路结构框图；

图3是本发明中温度控制仪的工作流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种电热装置，包括温度控制仪1和第一、二温度传感器21、22，其中，温度控制仪1连接电热元件3，并为电热元件3通电加热；第一温度传感器21可固定在电热元件3的表面，用以在加热过程中实时感测加热元件3加热面的温度；第二温度传感器22可设于被加热物5中，用以在加热过程中实时感测被加热物5的温度，所述第一、二温度传感器21、22感测到的温度均传送至温度控制仪1，由温度控制仪1控制电热元件3的加热温度。

如图2所示，是本发明中温度控制仪1的电路框图，所述温度控制仪1包括计算控制模块、保护电路、过零检测电路、电源电路、设置显示模块、温度检测处理电路和可控硅控制器，下面分别介绍。

所述保护电路的输入端连接交流电源4，而输出端通过电源电路连接计算控制模块，并由计算控制模块为其余组件供电，通过保护电路为温度控制仪供电，具有防触电、过载保护等功能；所述保护电路的输出端还连接可控硅控制器，而所述可控硅控制器的输出端则连接电热元件，通过调整交流电源导通角来控制电热元件的加热功率，在不需加热时，可控硅控制器是没有电源输入的，电热元件的体积有可能比较大，在不工作时可以不连接，这样可以免除意外触电事故，而在工作中当电热元件出现短路故障时，保护电路能够起到过载保护的功能，避免装置烧毁。

在本实施例中，设置显示模块包括LCD单元和按键，分别与计算控制模块连接，在开始加热前，通过按键设置电热元件加热面的最高温度和被加热物的目标温度，并送入计算控制模块，在加热过程中，通过LCD单元实时显示加热相关参数和温度数据，并进行设置。

所述计算控制模块还连接温度检测处理电路的输出端，而温度检测处理电路的输入端分别连接第一、二温度传感器，分别用于读取电热元件加热面的温度和被加热物的温度，将第一、二温度传感器感测的温度数据传送至计算控制模块。计算控制模块根据按键设置的温度数据，以及温度检测处理电路传送的温度数据，计算得到导通角，并将该导通角信息发送给可控硅控制器。

在本实施例中，在计算控制模块与保护电路之间还连接有过零检测电路，主要是为计算控制模块控制输入电热元件的功率大小提供一个基准参考点。

实际工作时，配合图3所示，将第一温度传感器固定在电热元件的表面，将第二温度传感器固定在被加热物中，通过按键输入需要控制的被加热物的目标温度及电热元件允许的最高温度，同时初始化导通角和导通基数，并在LCD单元上显示。在加热开始后，第一、二温度传感器分别感应电热元件表面的温度和被加热物的温度，经过温度检测处理电路后进入计算控制模块。计算控制模块根据设置的目标温度和当前的温度来控制可控硅控制器，来调节流入电热元件的功率的大小，来达到快速加热和稳定在目标温度的目的。同时控制电热元件表面的温度不超过其能够承受的最高温度，避免一些不必要的伤害和危险。

在本发明正常控制加热过程中，使用可控硅控制器来控制流入电热元件的功率的大小，设置初始导通基数＝180°，初始导通角＝180°。当第二温度传感器读取的温度超过目标温度，或第一温度传感器读取的温度超过最高温度时，计算控制模块控制切断电源，导通基数＝导通基数/2，导通角＝180°-导通基数。当温度下降，第一、二温度传感器读取的温度低于设置温度时，控制接通电热元件电源。此时，由于交流电源导通角减小，电热元件的加热功率也相应减小，减小了被加热物的温度上升速率。当温度继续上升至超过设置温度时，重复之前步骤，被加热物的温度被逐渐加热并控制稳定至设定温度。

需要说明的是，以上仅为本发明的一个实施例，在具体实施时，可设置多个温度传感器作为备用，将其中一个温度传感器设于被加热物中，而其余温度传感器根据实际情况选择使用其中的至少一个，例如在电热元件体型较大的情况下，其表面的不同位置存在温差，可以在不同位置固定多个温度传感器，若其中某个温度传感器感测的温度过高，则温度控制器改变其加热功率，这样即可适用于多种情况，适用性更广。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电热装置，其特征在于：包括温度控制仪和至少两个温度传感器，其中，第一温度传感器设于被加热物中，其余温度传感器可选择地固定在电热元件的表面；

所述温度控制仪包括计算控制模块、保护电路、电源电路、设置显示模块、温度检测处理电路和可控硅控制器，其中，所述保护电路的输入端连接交流电源，而输出端通过电源电路连接计算控制模块；所述保护电路的输出端还连接可控硅控制器，而所述可控硅控制器的输出端则连接电热元件；

所述设置显示模块包括分别与计算控制模块连接的LCD单元和按键，通过按键设置的温度送入计算控制模块，同时通过LCD单元实时显示；

所述计算控制模块还连接温度检测处理电路的输出端，而温度检测处理电路的输入端分别连接各温度传感器，将各温度传感器感测的温度数据传送至计算控制模块，计算控制模块根据按键设置的温度数据，以及温度检测处理电路传送的温度数据，计算得到导通角，并将该导通角信息发送给可控硅控制器，所述可控硅控制器通过调整导通角来控制电热元件的加热功率。

2.如权利要求1所述的一种电热装置，其特征在于：所述温度控制仪还包括过零检测电路，所述过零检测电路连接在计算控制模块与保护电路之间。