CN104582041A - 自动断电防干烧的加热管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动断电防干烧的加热管，包括导线1、电热管2、继电器3，所述自动断电防干烧的加热管还包括控制模块4、温度传感器5以及温度传感器5的伸缩调节装置6；所述导线1用于接通电源，所述导线1连接控制模块4，所述控制模块4内设置有电路信号处理模块；所述温度传感器5为热电偶传感器；所述缩调节装置6是用于调节温度传感器5的测量端501伸到被加热液体的深度。与现有技术相比，本发明具有以下优点：可以检测液体是否被烧干，检测到烧干时可自断电，停止加热；提高了加热管的安全性能，节约能耗，且实现方式简单。

Description

自动断电防干烧的加热管

技术领域

本发明涉及电加热设备领域，尤其涉及自动断电防干烧的加热管。

背景技术

电热管是日常生活中的一种常用的电加热装置，通常用于保温瓶等加热。电热管是专门将电能转化为热能的电器元件，由于其价格便宜，使用方便，安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合。通常电热管典型结构一般由绝缘子、封口材料、引出棒、填充料、电热丝、金属护套管、接线端等部分组成。但通常的加热管只是简单地对液体进行加热，如果电热管长时间加热液体，液体沸腾后会逐渐蒸发而被烧干。电热管便可能在空气中干烧，造成电热管被烧坏，甚至会引发电路短路、火灾等灾害。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提出自动断电防干烧的加热管，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

自动断电防干烧的加热管，包括导线1、电热管2、继电器3，所述自动断电防干烧的加热管还包括控制模块4、温度传感器5以及温度传感器5的伸缩调节装置6；所述导线1用于接通电源，所述导线1连接控制模块4，所述控制模块4内设置有电路信号处理模块，所述缩调节装置6是用于调节温度传感器5的测量端501伸到被加热液体的深度。

所述温度传感器5为热电偶传感器或电阻传感器，所述温度传感器5包含测量端501。

所述伸缩调节装置6与温度传感器5为螺纹套管形式的上下调节结构；所述伸缩调节装置6与温度传感器5为滑轨形式的上下调节结构。

所述温度传感器5为正温度系数的电阻传感器或所述温度传感器5为负温度系数的电阻传感器。

所述伸缩调节装置6与温度传感器5为螺纹套管形式的上下调节结构。

所述伸缩调节装置6与温度传感器5为滑轨形式的上下调节结构。

所述温度和时间可控制的电加热管的电路结构包括火线（高电位）输入端7，零线（地线）输入端6；所述零线输入端6和火线输入端7和零线输入端6由导线1连接。

所述控制模块4必须与火线（高电位）输入端7连接。

所述控制模块4包括参考电压输入端401、温度传感器5的信号输入端402、比较器403、沿触发器（也称为边沿触发器）404以及输出端405；参考电压输入端401连接至比较器403的正向输入端；温度传感器的电压信号由输入端402连接比较器403反相输入端；比较器403的输出信号输入给沿触发器404，沿触发器404的输出信号通过输出端405输出。

所述控制模块4包括参考电压输入端401、温度传感器的等效电阻406’、分压电阻402’、比较器403、沿触发器（也称为边沿触发器）404以及输出端405；参考电压输入端401连接至比较器403的正向输入端；温度传感器等效电阻406’一端接电源VDD另一端接分压电阻402’，分压电阻402’的另一端接地。温度传感器等效电阻406’与分压电阻402’相连的一端连接比较器403反相输入端；温度传感器等效电阻406’与分压电阻402’相连的一端连接至比较器403反相输入端；比较器403的输出信号输入给沿触发器404，沿触发器404的输出信号通过输出端405输出。

所述沿触发器404为上升沿触发方式。

所述沿触发器404为下升沿触发方式的触发器时，所述比较器403的输出需要连接反相器后输入给触发器404。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提出自动断电防干烧的加热管，可以检测液体是否被烧干，检测到烧干时可自断电，停止加热。提高了加热管的安全性能，节约能耗，且实现方式简单。

附图说明

图1为本发明提出的自动断电防干烧的加热管外观示意图。

图2为本发明提出自动断电防干烧的加热管的电路结构示意图。

图3为本发明提出自动断电防干烧的加热管中控制模块的原理图（热电偶传感器）。

图4为本发明提出自动断电防干烧的加热管中控制模块的原理图（电阻传感器）。

具体实施方式

下面结合实施方式及附图对本发明作进一步详细、完整地说明。

图1为本发明提供的自动断电防干烧的电加热管外观示意图。如图1所示，该加热管包括导线1、电热管2、继电器3、控制模块4、温度传感器5以及温度传感器5的伸缩调节装置6。工作过程具体为：通过调节的伸缩调节装置6决定温度传感器5伸到液面下的深度，导线1接通电源，控制模块4通过控制继电器3给加热管2供电开始加热。如果被加热的液体烧热沸腾蒸发，致使被加热液体的液面下降到温度传感器5的测量端501以下温度传感器5测量不到液体温度，加热停止。温度传感器5为接触式传感器，这里的为热电偶传感器。热电偶传感器可以将温度转换为电压信号输出。

温度传感器5的伸缩调节装置6是用于调节温度传感器5的测量端501伸到被加热液体的深度。因为根据被加热的液体它们的液体烧干程度需要区别对待，并不是以全部蒸发至电热管2末端以下为准。譬如对于粥之类需要加热的稠的液体，即使它的液面刚降低到电热管2末端以下，也会不会发生烧干，只有液面降低电热管2末端以下很多，才会发生烧干、烧糊或致使加热管短路的灾害，而自来水之类的加热烧干状态就与之不同。所以对温度传感器5的测量端501深入到液面的深度的调节是很必要的。这里的伸缩调节装置6可以与温度传感器5成螺纹套管式的上下调节，也可为滑轨式的上下调节。但不限于上述方式，只要可以实现温度传感器5的上下调节即可。

自动断电防干烧加热管的电路结构如图2所示，包括火线（高电位）输入端7，零线（地线）输入端6、电热管2、控制模块4以及温度传感器5。火线输入端7和零线输入端6通过图1中的导线1连接。温度传感器5的输出信号需要连接至控制模块4。需要指出的是，控制模块4必须接在火线（高电位）输入端7的一侧。这样做的好处是：如果导线1接通电源，控制模块4可以断开电热管2和温度传感器5与火线的连接，以降低触电或漏电的风险。电路结构还应包括必要的电压转换模块（例如：直流转交流模块）以及继电器3，它们并没有在图2所示电路结构图中被画出。另外，图1中温度传感器5的伸缩调节装置6也未画出。

温度传感器为热电偶传感器时，如图3所示为电路结构中的控制模块原理图。包括参考电压输入端401、温度传感器5的信号输入端402、比较器403、沿触发器404（也称为边沿触发器，输入信号的电平转换可以为触发信号）以及输出端405。参考电压输入端401连接至比较器403的正向输入端；温度传感器的电压信号由输入端402连接比较器403反相输入端；比较器403的输出信号输入给沿触发器404。沿触发器404的输出信号通过输出端405输出。

工作过程如下：温度传感器5（热电偶传感器）将液体的温度转化为电压信号通过温度传感器信号输入端402输入给比较器403。如果液体被加热到沸腾状态，由温度传感器5（热电偶传感器）检测温度转化的电压将大于参考电压输入端401的电压值，比较器403将输出的低电平信号给沿触发器404；继续加热液体沸腾烧干，液面逐渐下降到温度传感器5的测量端501以下，由于测量端501检测不到液体温度，它输出的电压值会下降，当电压值下降到小于参考电压输入端401的电压值时，比较器403将输出给沿触发器404的信号由之前的低电平变为高电平。当沿触发器404检测到由比较器403输出的信号的上升沿变化时（低电平变为高电平），通过输出端405输出信号给继电器3控制电热管2断电，停止加热。这里的沿触发器404为上升沿触发方式。如果触发器404为下降沿触发方式的触发器时，比较器403的输出需要经过反相器后输入给触发器404。图中并未画出反相器。

温度传感器为电阻传感器时，如图4所示为电路结构中的控制模块原理图。与图3的不同仅在于温度传感器的等效电阻406’（在这里温度传感器可以等效视为一个随温度变化的电阻）和分压电阻402’。温度传感器等效电阻406’一端接电源V_DD另一端接分压电阻402’，分压电阻402’的另一端接地。温度传感器等效电阻406’与分压电阻402’相连的一端连接比较器403反相输入端；其它都与图3相同。

工作过程如下：温度传感器5（这里以负温度系数的电阻传感器为例）将液体的温度转化电阻值406’，这个电阻与分压电阻402’串联后，输入给比较器403。即：电源V_DD经分压电阻402’与温度传感器5的等效电阻406’串联后分压，分压电阻402’上的分压值输入给比较器。如果液体被加热到沸腾状态，由温度传感器5（负温度系数的电阻传感器）检测温度转化为的电阻406’的阻值由大阻值电阻变为小阻值的电阻，V_DD经分压电阻402’分压后输入给比较器403。由温度传感器5检测温度转化的阻值变小，V_DD经分压电阻402’分压的值将大于参考电压输入端401的电压值，比较器403将输出的低电平信号给沿触发器404；继续加热液体沸腾烧干，液面逐渐下降到温度传感器5的测量端501以下，由于测量端501检测不到液体温度，由温度传感器5检测温度转化的阻值变大，V_DD经分压电阻402’分压的值下降到小于参考电压输入端401的电压值时，比较器403将输出给沿触发器402’的信号由之前的低电平变为高电平。当沿触发器404检测到由比较器403输出的信号的上升沿变化时（低电平变为高电平），通过输出端405输出信号给继电器3控制电热管2断电，停止加热。这里的沿触发器404为上升沿触发方式。如果触发器404为下降沿触发方式的触发器时，比较器403的输出需要经过反相器后输入给触发器404。图中并未画出反相器。

如果温度传感器5为正温度系数的电阻传感器时，需要对电路作相应的调整即可。这里就不做详细介绍。通过上述处理从可以实现加热管的干烧是的自动断电，降低干烧带来的功耗和危害，提高工作稳定性。

Claims (8)

1.自动断电防干烧的加热管，包括导线（1）、电热管（2）、继电器（3），其特征在于：所述自动断电防干烧的加热管还包括控制模块（4）、温度传感器（5）以及温度传感器（5）的伸缩调节装置（6）；所述导线（1）用于接通电源，所述导线（1）连接控制模块（4），所述控制模块（4）内设置有电路信号处理模块，所述伸缩调节装置（6）是用于调节温度传感器（5）的测量端（501）伸到被加热液体的深度；所述温度传感器（5）为热电偶传感器或电阻传感器，所述温度传感器（5）包含测量端（501）。

2.如权利要求1所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述伸缩调节装置（6）与温度传感器（5）为螺纹套管形式的上下调节结构；所述伸缩调节装置（6）与温度传感器（5）为滑轨形式的上下调节结构。

3.如权利要求1所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述温度传感器（5）为正温度系数的电阻传感器或所述温度传感器（5）为负温度系数的电阻传感器。

4.如权利要求1所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述温度和时间可控制的电加热管的电路结构包括火线（高电位）输入端（7），零线（地线）入端（6）；所述零线输入端（6）和火线输入端（7）和零线输入端（6）由导线（1）连接；所述控制模块（4）与火线（高电位）输入端（7)连接。

5.如权利要求1所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述控制模块（4）包括参考电压输入端（401）、温度传感器（5）的信号输入端（402）、比较器（403）、沿触发器（也称为边沿触发器）（404）以及输出端（405）；参考电压输入端（401）连接至比较器（403）的正向输入端；温度传感器的电压信号由输入端（402）连接比较器（403）反相输入端；比较器（403）的输出信号输入给沿触发器（404），沿触发器（404）的输出信号通过输出端（405）输出。

6.如权利要求1和3所述的一种自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述控制模块（4）包括参考电压输入端（401）、温度传感器的等效电阻（406’）、分压电阻（402’）、比较器（403）、沿触发器（也称为边沿触发器）（404）以及输出端（405）；参考电压输入端（401）连接至比较器（403）的正向输入端；温度传感器等效电阻（406’）一端接电源VDD另一端接分压电阻（402’），分压电阻(402’)的另一端接地。温度传感器等效电阻(406’)与分压电阻(402’)相连的一端连接比较器（403）反相输入端；温度传感器等效电阻（406’）与分压电阻（402’）相连的一端连接至比较器(403)反相输入端；比较器（403）的输出信号输入给沿触发器（404），沿触发器（404）的输出信号通过输出端（405）输出。

7.如权利要求6所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述沿触发器（404）为上升沿触发方式。

8.如权利要求7所述的自动断电防干烧的加热管，其特征在于：所述沿触发器（404）为下升沿触发方式的触发器时，所述比较器（403）的输出需要连接反相器后输入给触发器（404）。