CN104181957B - 一种电加热控制系统和使用该系统设计的电子感温棒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电加热控制系统，包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块；所述第一微处理器控制模块驱动所述负载按照预定程序进行加热；所述第二微处理器控制模块检测所述负载工作情况并作出判断，若所述负载工作正常，则所述第二微处理器控制模块不对所述负载供电进行干预；若所述负载工作异常，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预。本发明提供的一种电加热控制系统通过使所述负载按照预定程序加热，并由所述第二微处理器单元进行检测控制，能够在所述负载工作异常时及时断电，有效减少了意外事故的发生。本发明还提供了一种使用上述电加热控温系统所设计的电子感温棒。具有广泛的应用前景。

Description

一种电加热控制系统和使用该系统设计的电子感温棒
技术领域
本发明涉及电加热设备，尤其涉及一种电加热控制系统。
背景技术
随着水力发电、核动力发电、太阳能发电的兴起，越来越多的电加热设备走进了人们的生活。对比传统的天然气加热方式，电加热更加安全、洁净，受到了人们的青睐。传统的电加热设备为机械式加热，通过人为控制来达到让设备加热或停止加热的目的。该方案有明显的缺点：不经过人为控制，则加热设备就会持续不断地加热，对人的依赖性很高，也很不安全。现有的电加热设备为数控式加热，通过设置感温装置来对比当前温度和目标温度，从而使控制单元自动对负载发出加热或停止加热的指令。该方案能够使得电加热设备自行加热和停止加热，减少了对人的依赖性，安全性方面有一定提升。但是该方案也具有局限性：一旦所述控制单元发生故障而无法对负载发出停止加热的指令，负载就会持续不断加热，同样具备一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种电加热控制系统，能够在主控模块失效造成负载加热异常的时候，对负载供电进行自动控制，避免了因为主控模块失效而造成的安全隐患。
本发明所要解决的次要技术问题是提供一种使用上述电加热控制系统所设计的电子感温棒。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种电加热控制系统，包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块；其特征在于，所述温度检测模块感应负载的当前温度并发送信号至所述第一微处理器控制模块，所述第一微处理器控制模块将当前温度与目标温度进行比对，若当前温度低于目标温度，所述第一微处理器控制模块驱动所述负载按照预定程序进行加热；所述第二微处理器控制模块检测所述负载工作情况并作出判断，若所述负载工作正常，则所述第二微处理器控制模块不对所述负载供电进行干预；若所述负载工作异常，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预。
作为优选，所述负载按照预定程序进行加热是指所述负载进行间歇式加热。
作为优选，负载工作正常是指所述负载每连续加热30s，断开加热2s。
作为优选，所述负载工作异常是指所述负载连续加热60s。
作为优选，所述电源模块为降压整流电路,将交流电降压整流为适合各个模块使用的直流电。
作为优选，所述第一微处理器控制模块分为第一微处理器单元和第一负载控制电路。
作为优选，所述第一微处理器单元发出控制信号，控制所述第一负载控制电路导通或断开。
作为优选，所述第二微处理器控制模块分为第二微处理器单元、第二负载控制电路和负载检测电路。
作为优选，所述第二微处理器单元接收到所述第一负载控制电路的导通或闭合的信号，并驱动所述第二负载控制电路对应导通或关闭。所述负载检测电路检测负载工作情况，并发送信号给所述第二微处理器单元，所述第二微处理器单元根据接收到的信号对所述负载情况作出工作判断。
作为优选，所述温度检测模块包括温度传感器和温度信号转换单元；所述温度传感器感应所述负载的温度，所述温度信号转换单元读取所述温度传感器的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元。
作为优选，还包括显示模块和控制模块。
作为优选，所述控制模块包括电路控制开关和档位控制组。
一种电子感温棒，包括外壳、感温棒探头、输入模块、控制基板和电源线，所述控制基板设于外壳内，感温棒探头一端设置在外壳中并与所述控制基板电连接；所述控制基板包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块；其特征在于，所述温度检测模块感应负载的当前温度并发送信号至所述第一微处理器控制模块，所述第一微处理器控制模块将当前温度与目标温度进行比对，若当前温度低于目标温度，所述第一微处理器控制模块驱动所述负载按照预定程序进行加热；所述第二微处理器控制模块检测所述负载工作情况并作出判断，若所述负载工作正常，则所述第二微处理器控制模块不对所述负载供电进行干预；若所述负载工作异常，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预。
作为优选，所述负载按照预定程序进行加热是指所述负载进行间歇式加热。
作为优选，所述电源模块为降压整流电路,将交流电降压整流为适合各个模块使用的直流电。
作为优选，所述第一微处理器控制模块分为第一微处理器单元和第一负载控制电路。
作为优选，所述第一微处理器单元发出控制信号，控制所述第一负载控制电路导通或断开。
作为优选，所述第二微处理器控制模块分为第二微处理器单元、第二负载控制电路和负载检测电路。
作为优选，所述第二微处理器单元接收到所述第一负载控制电路的导通或闭合的信号，并驱动所述第二负载控制电路对应导通或关闭。所述负载检测电路检测负载工作情况，并发送信号给所述第二微处理器单元，所述第二微处理器单元根据接收到的信号对所述负载情况作出工作判断。
作为优选，所述温度检测模块包括温度传感器和温度信号转换单元；所述温度传感器感应所述负载的温度，所述温度信号转换单元读取所述温度传感器的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元。
作为优选，所述输入模块为按键。
作为优选，还包括显示模块和控制模块。
作为优选，所述控制模块与所述输入模块连接，所述控制模块包括电路控制开关和档位控制组。
作为优选，所述输入模块与所述电路控制开关和档位控制组一一对应设置。
具体工作流程为：开机后，根据所需的目标温度设定合适的档位，所述温度传感器检测负载的当前温度，所述温度信号转换单元读取所述温度传感器的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元。所述第一处理器单元根据负载当前温度与所述目标温度进行比对，若所述负载的当前温度小于目标温度，则所示第一微处理器单元驱动所示第一负载控制电路间歇导通，具体表现为每导通30s，断开2s；同时所述第二微处理器单元接收到所述第一负载控制电路间歇导通的信号，则并驱动所述第二负载控制电路间歇导通，负载开始间歇加热。
所述负载检测电路检测负载工作情况，并发送信号给所述第二微处理器单元，若负载工作正常，即加热30s，断开2s，所述第二微处理器单元不对所述负载供电进行干预；若负载工作异常，即负载连续加热60s，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预，强制负载断电。
综上所述，本发明提供的一种电加热控制系统通过使所述负载按照预定程序进行加热，并由所述第二微处理器单元进行检测控制，能够在所述负载工作异常时及时断电，有效减少了意外事故的发生。本发明还提供了一种使用上述电加热控温系统所设计的电子感温棒。具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明优选实施例的工作流程图；
图2为本发明优选实施例的电加热控制系统集成电路图；
图3为本发明优选实施例电加热控制系统中电源模块1的电路图；
图4为本发明优选实施例电加热控制系统中第一微处理器控制模块2的电路图；
图5为本发明优选实施例电加热控制系统中第二微处理器控制模块3的电路图；
图6为本发明优选实施例电加热控制系统中温度检测模块4的电路图；
图7为本发明优选实施例电加热控制系统中显示模块6的电路图；
图8为本发明优选实施例的电子感温棒的外观图；
图9为本发明优选实施例的电子感温棒结构图；
图中：1-电源模块、2-第一微处理器控制模块、21-第一微处理器单元、22-第一负载控制电路、3-第二微处理器控制模块、31-第二微处理器单元、32-第二负载控制电路、33-负载检测电路、4-温度检测模块、41-温度传感器、42-温度信号转换单元、5-控制模块、6-显示模块、111-电子感温棒外壳、112-感温棒探头、113-控制基板、114-电源线和115-按键。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述。
参考图1，本发明提供的一种电加热控制系统，具体实施流程为：开机后根据所需的目标温度设定档位，第一微处理器控制模块负载按照预定程序通电加热，具体表现为每加热30s，断开加热2s。通过温度检测模块将负载的温度与目标温度进行比对，若负载温度达到目标温度，第一微处理器控制模块驱动负载断电。当负载通电加热时，所述副控单元对负载的加热情况作出检测，若检测负载正常工作，即负载每加热30s，断开2s，则副控单元不干预负载供电。若检测负载工作异常，即负载连续加热60s，则副控单元强制负载断电。
当然，也可以根据实际需要对负载设定不同的加热模式，比如负载每加热50s断开3s，负载连续加热100s则强制断电；或者负载每加热40s断开2s，负载连续加热60s则强制断电等等。其原理相同，故不再赘述，下文以负载每加热30s断开加热2s，负载连续加热60s则强制断电为例。
参考图2，一种电加热控制系统包括电源模块1、第一微处理器控制模块2、第二微处理器控制模块3、温度检测模块4、控制模块5和显示模块6。其中：电源模块1为降压整流电路，C1是降压电容，R1、R2是泄放电阻，D1-D4是整流二极管，ZD1、ZD2是稳压二极管，EC1、EC2、C2-C6是滤波电容。交流电源通过C1降压，D1-D4全桥整流后经过EC1滤波，再由ZD1稳压转换成24V直流电压，供给继电器工作；再经过R4降压，EC2滤波，ZD2稳压转换成5V直流电压，从而将交流电转换为所述第一微处理器控制模块3和所述第二微处理器控制模块4能够使用的直流电。如图3所示。
第一微处理器控制模块2分为第一微处理器单元21和第一负载控制电路22，所述第一微处理器单元优选为EM258,当前温度低于目标温度时，EM258驱动R6和T1导通RLY1；当前温度达到目标温度时，EM258驱动R6和T1断开RLY1。
第二微处理器控制模块3分为第二微处理器单元31、第二负载控制电路32和负载检测电路33，所述第二微处理器单元优选为WL508。当WL508接收到RLY1导通时，WL508驱动C8、R37、T7、R41、EC3、R38、T8、R30、T4导通RLY2。、
所述负载检测电路33由D7-D9、R8、R9、C7组成。当负载通电时，所述负载检测电路向所述WL508提供与市电相同频率的脉冲信号；当负载断电时，所述负载检测电路无信号传输给所述WL508。WL508根据这两种不同的信号进行判断负载是否正常工作。
参考图6，温度检测模块4分为温度传感器41和温度信号转换单元42，所述温度信号转换单元42读取所述温度传感器41的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元31。
控制模块5具有四个按钮，分别为S2、S3、S4、S5，其中S4为电位控制开关，S2、S3、S5为档位控制组，其中S2、S3可以在1-6档中根据需要的目标温度进行调整。S5为最高档位选择按钮。
显示模块6为LED显示模块，分七档显示对应1-7档的温度。如图8所示。
上述的电加热控制系统具体工作过程为：S4按下后开机，通过调整S2使机器工作在3档，即目标温度为170°。温度传感器41感应负载7的当前温度，如果当前温度低于170°，则第一微处理器单元21驱动第一负载控制电路22中的开关RLY1间歇导通，具体表现为每导通30s，断开2s；同时所述第二微处理器单元31接收到RLY1处于间歇导通状态的信号，并驱动所述第二负载控制电路32中的开关RLY2也相应导通，负载7通电开始间歇加热。当温度传感器41感应到当前温度达到170°，则RLY1断开，同时RLY2也断开，负载7断电停止加热。
所述负载检测电路33对所述负载7的工作情况进行检测，并向所述第二微处理器单元发送信号。若所述负载7的工作情况为每加热30s，断开加热2s，则所述第二微处理器单元31根据接收到的信号判断所述负载7工作正常，所述第二微处理器单元31不对所述负载7供电进行干预；若所述负载7的工作情况为持续加热60s，则所述第二微处理器单元31根据接收到的信号判断所述负载7工作异常，所述第二微处理器单元31驱动RLY2断开，从而使负载7强制断电停止加热。
实施例二：
参考图7、8，一种使用上述电加热控制系统设计的电子感温棒，包括外壳111、感温棒探头112、控制基板113、电源线114和按键115。
所述控制基板113控制基板包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块、显示模块和控制模块。所述控制基板113的具体结构和工作原理与前述的一种电加热控制系统相同，故不再赘述。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (24)

1.一种电加热控制系统，包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块；其特征在于，所述温度检测模块感应负载的当前温度并发送信号至所述第一微处理器控制模块，所述第一微处理器控制模块将当前温度与目标温度进行比对，若当前温度低于目标温度，所述第一微处理器控制模块驱动所述负载按照预定程序进行加热；所述第二微处理器控制模块检测所述负载工作情况并作出判断，若所述负载工作正常，则所述第二微处理器控制模块不对所述负载供电进行干预；若所述负载工作异常，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预。
2.根据权利要求1所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述负载按照预定程序进行加热是指所述负载进行间歇式加热。
3.根据权利要求1或2所述的一种电加热控制系统，其特征在于，负载工作正常是指所述负载每连续加热30s，断开加热2s。
4.根据权利要求1或2所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述负载工作异常是指所述负载连续加热60s。
5.根据权利要求1所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述电源模块为降压整流电路,将交流电降压整流为适合各个模块使用的直流电。
6.根据权利要求1所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述第一微处理器控制模块分为第一微处理器单元和第一负载控制电路。
7.根据权利要求6所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述第一微处理器单元发出控制信号，控制所述第一负载控制电路导通或断开。
8.根据权利要求7所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述第二微处理器控制模块分为第二微处理器单元、第二负载控制电路和负载检测电路。
9.根据权利要求8所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述第二微处理器单元接收到所述第一负载控制电路的导通或闭合的信号，并驱动所述第二负载控制电路对应导通或关闭；所述负载检测电路检测负载工作情况，并发送信号给所述第二微处理器单元，所述第二微处理器单元根据接收到的信号对所述负载情况作出工作判断。
10.根据权利要求9所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和温度信号转换单元；所述温度传感器感应所述负载的温度，所述温度信号转换单元读取所述温度传感器的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元。
11.根据权利要求1所述的一种电加热控制系统，其特征在于，还包括显示模块和控制模块。
12.根据权利要求11所述的一种电加热控制系统，其特征在于，所述控制模块包括电路控制开关和档位控制组。
13.一种电子感温棒，包括外壳、感温棒探头、输入模块、控制基板和电源线，所述控制基板设于外壳内，感温棒探头一端设置在外壳中并与所述控制基板电连接；所述控制基板包括电源模块、温度检测模块、第一微处理器控制模块、第二微处理器控制模块；其特征在于，所述温度检测模块感应负载的当前温度并发送信号至所述第一微处理器控制模块，所述第一微处理器控制模块将当前温度与目标温度进行比对，若当前温度低于目标温度，所述第一微处理器控制模块驱动所述负载按照预定程序进行加热；所述第二微处理器控制模块检测所述负载工作情况并作出判断，若所述负载工作正常，则所述第二微处理器控制模块不对所述负载供电进行干预；若所述负载工作异常，则所述第二微处理器控制模块对所述负载供电进行干预。
14.根据权利要求13所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述负载按照预定程序进行加热是指所述负载进行间歇式加热。
15.根据权利要求13所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述电源模块为降压整流电路,将交流电降压整流为适合各个模块使用的直流电。
16.根据权利要求13所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述第一微处理器控制模块分为第一微处理器单元和第一负载控制电路。
17.根据权利要求16所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述第一微处理器单元发出控制信号，控制所述第一负载控制电路导通或断开。
18.根据权利要求16所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述第二微处理器控制模块分为第二微处理器单元、第二负载控制电路和负载检测电路。
19.根据权利要求18所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述第二微处理器单元接收到所述第一负载控制电路的导通或闭合的信号，并驱动所述第二负载控制电路对应导通或关闭；所述负载检测电路检测负载工作情况，并发送信号给所述第二微处理器单元，所述第二微处理器单元根据接收到的信号对所述负载情况作出工作判断。
20.根据权利要求16所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和温度信号转换单元；所述温度传感器感应所述负载的温度，所述温度信号转换单元读取所述温度传感器的温度，并转换为控制电位信号传送给所述第一微处理器单元。
21.根据权利要求13所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述输入模块为按键。
22.根据权利要求13所述的一种电子感温棒，其特征在于，还包括显示模块和控制模块。
23.根据权利要求22所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述控制模块与所述输入模块连接，所述控制模块包括电路控制开关和档位控制组。
24.根据权利要求23所述的一种电子感温棒，其特征在于，所述输入模块与所述电路控制开关和档位控制组一一对应设置。
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