CN108158397A - 多功能全玻璃壶液体加热器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种全玻璃壶液体加热器及其控制方法，包括多功能加热底座和全玻璃壶，多功能加热底座和全玻璃壶为分体设置，使用时将全玻璃壶置入与玻璃壶底部型状相仿的加热底座中，其加热控制方法是利用辐射非接触加热的特点和应用红外非接触测温技术实时监测玻璃壶内液体的温度并使加热底座按程序输出相应的辐射功率和频率来实现多功能加热的；所述的多功能全玻璃壶液体加热器主要用于烧水，并可以与手机连接，通过手机实现控制加热、保温的温度和烧水的多功能模式。依照本发明的技术方案制造的产品具有结构简单、设置合理、增大了壶体受热面积，用户体验好，使用寿命长，维护也方便等优点，可大幅提高生产效率，便于大量生产降低人工成本。

Description

多功能全玻璃壶液体加热器及其控制方法

技术领域

本发明涉及小家电技术领域，具体涉及一种多功能全玻璃壶液体加热器及其控制方法。

背景技术

目前而言生活中使用的电加热全玻璃壶使壶内的水加热烧开主要有两种，一种是电加热盘安装在玻璃壶底成为一体的电热水壶，第二种是由光波炉直接加热高硼玻璃壶使水烧开。第一种电热玻璃壶设置有温度传感器，可实时监控水温，加热控制及设置功能灵活多变，但是全玻璃壶体和加热盘的连接结构复杂、生产安装不便。第二种光波炉加热玻璃水壶，二者为分体设置，不能监测到壶内的水温，只能是给光波炉设置定时加热或是有人现场控制，做不到自动完成烧开水和在指定的温度保温等功能。

热量传递是一种复杂的现象，常把它分成三种基本方式，即导热、热对流及热辐射。生产和生活中所遇到的热量传递现象往往是这三种基本方式的不同主次的组合。与导热和对流换热相比，热辐射具有如下特点：

①辐射能可以通过真空自由地传播而无需任何中间介质；

②一切物体温度高于0 K的物体均能够持续地发射出辐射能，同时也能持续地吸收来自其他物体的辐射能；

③热辐射不仅具有能量的传递，而且具有能量形式的转换。发射时从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。

红外测温传感器依据目标物体的辐射率以及环境的温度采集值可以算出目标物体的温度，红外测温具有非接触测量目标温度和测温响应速度快的优势。

高硼硅玻璃是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，在玻璃厚度为2mm时的透光率达到92%，远红外线透过玻璃后较易被水吸收转化为热能使水升温，适宜做为辐射加热水壶。

发明内容

本发明的目的是开发一种便于生产和安装、设置灵活、使用方便的多功能全玻璃壶液体加热器。

本发明是这样实现的，一种多功能全玻璃壶液体加热器，包括多功能加热底座和全玻璃壶，多功能加热底座和全玻璃壶为分体设置，玻璃壶底部与加热底座上的碳纤维辐射器型状应相仿（不须密贴），使用时全玻璃壶置入加热底座的凹型辐射加热皿中，由碳纤维辐射器发出的远红外线辐射加热玻璃壶内的是液体。其中：多功能加热底座包括碳纤维辐射器、智能控制器和底座外壳。其加热控制方法是利用红外辐射非接触加热的特点由智能控制器上的红外测温头（非接触）实时监测玻璃壶内液体的温度并按程序控制碳纤维辐射器的加热功率和频率来实现多功能加热的。

本发明所述的碳纤维辐射器是由碳纤维和玻璃纤维采用整体编织工艺按照设计要求编织而成的具有一定电阻值（功率）的红外辐射皿，向内部辐射，外部为复合材料所制隔热反射层，由耐高温粘合剂压合封装，并留有红外测温孔和电极接头。

本发明所述智能控制器上的红外测温头正对着（垂直于）玻璃壶底或侧壁安装，所述红外测温头周围由隔热材料与发热体隔开以免影响测温准确度，其测温聚焦区域定位于壶体中间，用于测量壶体内部（液体）的温度，并能根据辐射器开、关状态分别测得的温度判断壶内是否缺水以及烧水时的温升速率预算出达到设定温度的时间。

本发明的多功能全玻璃壶液体加热器主要用于烧水，并可以与手机APP连接和自动更新，通过手机实现控制加热、保温的温度和烧水的多功能模式。

本发明中所述的全玻璃壶为耐高温玻璃所制，玻璃壶可以是双层玻璃的真空保温杯或是一般的玻璃壶，优选的，为高硼硅全玻璃壶。

使用本发明带来的益处是，由于多功能全玻璃壶液体加热器是分体设置的，玻璃壶上没有任何带电元件，所以玻璃壶的生产工艺不需改变，只要生产制造的高硼硅玻璃壶与加热底座上定制的碳纤维辐射器型状相仿即可，一般的高硼硅玻璃壶加工厂家均可胜任；而所有电子元件均安装在多功能加热底座内部，其生产安装工艺也不复杂，普通的电子组装厂即可完成。依照本发明的技术方案制造的产品具有结构简单、设置合理、增大了壶体受热面积，用户体验好，使用寿命长，维护也方便等优点，可大幅提高生产效率，便于大量生产降低人工成本。

附图说明

图1 是本发明实施例一的成品外观效果图。

图2 是本发明实施例一的组合结构示意图。

图3 是本发明实施例一的剖面图结构示意图。

图4 是本发明实施例一的碳纤维辐射器二视角结构示意图。

图5 是本发明实施例二的玻璃壶结构示意图。

图6 是本发明实施例二的产品组合结构示意图。

图7 是本发明实施例二的多功能加热底座结构示意图。

图8 是本发明实施例二的产品外观效果图。

附图标记说明：

1-玻璃杯；2-多功能加热底座一；1-1-茶腔；1-2-硅胶隔离圈；1-3-真空杯；2-1-底座外壳；2-2-碳纤维辐射器；2-3-红外测温器；2-4-智能控制器；3-玻璃壶；4-多功能加热底座二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

见图2，玻璃杯-1的底部形状和多功能加热底座一-2上的碳纤维辐射器的凹型相吻合。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：如图1、图2和图3 所示，一种多功能全玻璃壶液体加热器，包括多功能加热底座一2和玻璃杯1，加热底座一2和玻璃杯1为分体设置，所述的玻璃杯1为高硼硅玻璃所制的真空保温杯，使用时将玻璃杯1放入多功能加热底座一2的凹型碳纤维辐射器2-2中加上水。所述的加热底座一2包括碳纤维辐射器2-2、智能控制器2-4和多功能底座外壳2-1（见图3）。所述的碳纤维辐射器是由碳纤维和玻璃纤维采用整体编织工艺按照设计要求编织而成的具有一定电阻值（功率）的红外辐射皿，向内部辐射，外部为复合材料所制隔热反射层，由耐高温粘结剂压合封装，留有电极接头和红外测温孔（见图4）。其加热控制方法是利用红外辐射非接触加热的特点由智能控制器2-4上的红外测温器2-3（非接触测温）实时监测玻璃杯一1内的水温并由智能控制器2-4按程序控制碳纤维辐射器2-2的加热功率和频率来实现多功能加热的。

用户下载手机App（供应商提供的专用小程序）通过加热底座一1内的无线模块联接智能控制器遥控碳纤维辐射器2-2按照不同的加热-升温程序实现玻璃杯多功能加热，可实现玻璃壶内液体的多功能加热，在手机App上可以实时看到加热器的工作状态、杯中水容量和水温。

智能控制器2-4通过红外测温器2-3非接触监测玻璃杯一1内的水温实现如下功能的控制方法：

①缺水保护（防干烧）：当多功能加热器启动时，智能控制器通过红外测温器分别测试碳纤维辐射器开、关状态时玻璃杯内的温度为C1和C2，由于杯内有水时碳纤维辐射器发出的远红外线会被水吸收（升温缓慢），比较温度C1和C2的差值可以判断出杯内是否有水，差值小为有水，差值大为缺水，若杯内缺水则不会启动碳纤维辐射器继续工作（防止辐射器干烧）；

②烧开水：可通过多功能加热底座一1上的按键一键启动烧开水功能（再按一下即可关闭），也可以在手机APP是启动烧开水功能，启动后智能控制器控制碳纤维辐射器按照一定的频率和功率工作（先自动判断杯内有水，无水即停止工作），使碳纤维辐射器发出的远红外线被玻璃杯内的水吸收并升温，由碳纤维辐射器的加热功率以及杯内水的升温速度可计算出杯内的水容量和烧开水的预计时间，当水温达到100度或是不在变化时（高海拔地区沸腾温度不到100°C），表明水已烧开，加热器停止工作；

③加热到指定温度：在手机APP上设置好所需的加热温度并启动加热程序，启动后智能控制器控制碳纤维辐射器按照一定的频率和功率工作，先自动判断杯内是否有水，缺水则停止工作，当水温达到设定值后加热器停止工作并在手机上出现提示工作完成；

④使水烧开后再降到所需温度并保温：在手机APP上选择该功能并设置好所需保温的温度，启动后智能控制器控制碳纤维辐射器按照设定程序工作先把水烧开并停止加热，待水温自然降温至指定温度时手机上出现提示，而后加热器微功率工作自动保温；

⑤通过手机自动升级更新APP的加热程序，可以用手机连接多功能加热座为智能控制器升级加热程序里的参数。

实施例二：如图5、图6和图7 所示，一种多功能全玻璃壶液体加热器，包括多功能加热底座二4和高硼硅全玻璃壶3，多功能加热底座4和全玻璃壶3为分体设置，使用时全玻璃壶3置入多功能加热底座的凹型辐射加热皿中。其中：多功能加热底座二4包括碳纤维辐射器、智能控制器和底座外壳。其加热控制方法是利用红外辐射非接触加热的特点由智能控制器上的红外测温头（非接触）实时监测玻璃壶内的水温并按程序控制碳纤维辐射加热圈的功率和频率来实现多功能加热的。智能控制器安装在多功能加热底座二4的侧面（见图7），红外测温器对着玻璃壶的侧壁探测水温，智能控制器通过控制碳纤维辐射器的开关并同时探测壶内的温度可判断出玻璃壶内是否有水，由壶内水的升温速度可计算出壶内的水容量和使水烧开大致的剩余时间。通过多功能加热底座二4上的控制面板设置所需的功能，启动后智能控制器将按程序自动执行并达成所需功能。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种全玻璃壶液体加热器及其控制方法，其特征在于，包括：

包括多功能加热底座和全玻璃壶，多功能加热底座和全玻璃壶为分体设置，使用时将全玻璃壶置入与玻璃壶底部型状相仿的加热底座中，其加热控制方法是利用辐射非接触加热的特点和应用红外非接触测温技术实时监测玻璃壶内液体的温度并使加热底座按程序输出相应的辐射功率和频率来实现多功能加热的；

其中，所述的多功能加热底座包括碳纤维辐射器、智能控制器和底座外壳；

还包括：

所述智能控制器上的红外测温头正对着（垂直于）玻璃壶底或侧壁安装，所述红外测温头周围由隔热材料与发热体隔开以免影响测温准确度，其测温聚焦区域定位于壶体中间，用于测量壶体内部（液体）的温度，并能根据辐射器开、关状态分别测得的温度判断壶内是否缺水以及烧水时的温升速率预算出达到设定温度的时间；

所述的多功能全玻璃壶液体加热器主要用于烧水，并可以与手机APP连接和自动更新，通过手机实现控制加热、保温的温度和烧水的多功能模式。

2.根据权利要求1所述的碳纤维辐射器，其特征在于：碳纤维辐射器是由碳纤维和玻璃纤维采用整体编织工艺按照设计要求编织而成的具有一定电阻值（功率）的红外辐射皿，向内部辐射，外部为复合材料所制隔热反射层，由耐高温粘合剂压合封装，并留有红外测温孔和电极接头。

3.根据权利要求1所述的全玻璃壶为耐高温玻璃所制，玻璃壶可以是双层玻璃的真空保温杯或是一般的玻璃壶，优选的，为高硼硅全玻璃壶。