CN108158399B - 一种饮水即时加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮水即时加热方法，属于饮用水加热技术领域。该方法包括有参数设置、启动出水、流动加热和结束出水步骤，其中在流动加热步骤中，通过在水路通道上设置饮用水即时加热器，当饮用水流经饮用水即时加热器即被加热，饮用水的出水温度和出水水量可以进行准确设置，还可以对水质进行检测，通过物联网能够传输用水信息，提醒及时供水，方便人们用水需求，具有安全、节能和智能化的特点。

Description

一种饮水即时加热方法

技术领域

本发明涉及饮用水加热技术领域，尤其涉及一种饮水即时加热方法。

背景技术

通过饮水机对饮用水进行加热是人们日常生活中经常使用饮用水加热方法。

现有技术中，对饮用水的加热方式存在许多弊端。在加热过程中，存在重复加热、温度不可控的问题，给用户带来了很大的困扰。一方面，在加热完成之后，如果一定时间内没有使用加热后的水，则还会进行二次加热。既浪费能源，又会降低水的活性，影响水质。另一方面，加热温度不可控，对于刚刚加热好的水，温度过高不能直接饮用。此外，不可控的水温也无法适用不同的使用场景，比如冲咖啡、泡茶叶时温度要在80℃左右，冲奶粉则要在40℃左右。

另外，对需要加热的饮用水水量也不能进行定量选择，使得每次加热的水量具有不确定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种饮水即时加热方法，解决现有技术中通过饮水机对饮用水加热时间较长、对出水温度缺乏精确控制，以及准确控制加热饮用水的出水量的问题。

为解决上述问题，本发明提供的解决方案是提供一种饮水即时加热方法，通过饮水机对桶装饮用水进行加热，所述饮水机包括饮水机壳体，所述饮水机壳体设置有水桶放置口、饮用水输出口和控制面板，包括：参数设置，所述控制面板对应设置有控制电路板，先通过所述控制面板上的温度选择键对流出的饮用水的预设温度值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设温度值；启动出水，第一次按下所述控制面板上的启动停止键，水桶中的饮用水开始流进所述饮水机的水路通道；流动加热，在所述水路通道上设置有饮水即时加热器，当所述饮用水流经所述饮水即时加热器时，所述饮水即时加热器在所述控制电路板的作用下对流经的所述饮用水进行加热控制，当所述饮用水从所述饮用水输出口流出时即可得到温度值与所述预设温度值相同的饮用水。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述饮水即时加热器上设置有温度传感器，所述温度传感器对所述饮水即时加热器的温度进行实时监测，并将监测的温度值传输给所述控制电路板，在所述流动加热中，所述温度传感器监测的饮水即时加热器的温度值与所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值之间建立有对应关系，根据所述对应关系，通过监测饮水即时加热器的温度值即可获得从所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述流动加热之后还包括结束出水，即第二次按下所述控制面板上的启动停止键，则所述饮用水输出口停止出水，并且所述饮水即时加热器停止加热。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述水桶放置口下方设置有饮水容纳盒，并且所述饮水容纳盒内设置有饮水监测传感器，所述饮水监测传感器与所述控制电路板电连接，在所述启动出水中，还包括所述饮水监测传感器对所述水桶中的饮用水的剩余水量进行监测，当监测到所述水桶中缺水时，所述控制电路板通过所述饮水监测传感器得到缺水信号，所述控制电路板发出缺水报警，且不再进入所述流动加热。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述缺水信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述饮水容纳盒与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有流量监测传感器，所述流量监测传感器与所述控制电路板电连接，在所述参数设置中还包括通过所述控制面板上的水量选择键对饮用水的预设出水水量值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设出水水量值；在所述流动加热中还包括所述流量监测传感器对流经的饮用水进行流量监测，监测的流量数据传输给所述控制电路板，由所述控制电路板根据所述流量数据有对流经的饮用水进行累积计算，当累积计算的饮用水的水量等于所述预设出水水量值时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述流量监测传感器与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有控制饮用水在所述水路通道中流量的水泵，所述水泵的输出功率由所述控制电路板进行控制，在所述流动加热中还包括通过所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制的方法是根据所述预设出水水量和预设温度值确定水泵的输出功率，从而控制流经所述饮水即时加热器的流量。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，在所述水泵与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有水质检测传感器，所述水质检测传感器与所述控制电路板电连接，在所述流动加热中还包括通过所述水质检测传感器对流经的所述饮用水的水质进行检测，当检测到水质不达标信号时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。

在本发明饮水即时加热方法另一实施例中，所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述水质不达标信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商重新供水。

本发明的有益效果是：本发明提供的饮水即时加热方法包括有参数设置、启动出水、流动加热和结束出水步骤，其中在流动加热步骤中，通过在水路通道上设置饮用水即时加热器，当饮用水流经饮用水即时加热器即被加热，饮用水的出水温度和出水水量可以进行准确设置，还可以对水质进行检测，通过物联网能够传输用水信息，提醒及时供水，方便人们用水需求，具有安全、节能和智能化的特点。

附图说明

图1是根据即时加热饮水机一实施例的组成示意图；

图2是根据即时加热饮水机另一实施例中控制电路板的组成示意图；

图3是根据即时加热饮水机另一实施例中加热控制原理图；

图4是根据即时加热饮水机另一实施例的组成示意图；

图5是根据即时加热饮水机另一实施例中浮球开关的组成示意图；

图6是根据即时加热饮水机另一实施例的组成示意图；

图7是根据即时加热饮水机另一实施例的组成示意图；

图8是根据即时加热饮水机另一实施例中的流量控制原理图；

图9是根据即时加热饮水机另一实施例的组成示意图；

图10是根据本发明饮水即时加热方法一实施例的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1是即时加热饮水机第一实施例的组成示意图，包括饮水机壳体11，饮水机壳体设置有水桶放置口111、饮水输出口112和控制面板113，以及在饮水机壳体的内部设置有电源控制模块12，在饮水机壳体11内部，连接水桶放置口111和饮水输出口112的水路通道S1上设置有饮水即时加热器13，与控制面板113对应设置有控制电路板14，电源控制模块12向控制电路板14供电，控制电路板14对饮水即时加热器13进行控制。优选的，控制面板113对饮用水的出水温度进行设置，当有饮用水从饮水即时加热器13中流过时，控制电路板14根据设置的温度值对饮水即时加热器13进行加热控制。图1中的水桶放置口111放置有倒置的水桶10。这里，水路通道S1是指连接水桶放置口111和饮水输出口112之间的水路管道，例如口径小于1.5cm水流软管。饮水即时加热器13与现有技术中的饮水机的普通加热器不同，现有技术中是水桶中的饮用水流入普通加热器中，然后普通加热器对水加热至沸腾后停止加热，而当普通加热器中的水的温度降低或者从水桶中流入水后，这种普通加热器会继续加热。因此，如果普通加热器中的水没有流出，则会出现不断反复加热的问题。而这里饮水即时加热器13采用的是在水流入和流出饮水即时加热器13过程中即时对水加热，也就是说只有水经过饮水即时加热器13时才对水加热，不会出现反复加热的问题。

优选的，还可以通过控制水流量(单位时间内的出水水量，如升/秒)、加热时长、加热功率等方法，使得经过饮水即时加热器13的水温得到准确控制，也可以准确控制一次性从饮水机中流出的出水量。

优选的，电源控制模块12包括交流电输入端，交流电输入端电连接交流接线插头，电源控制模块12还设置有整流变压电路和加热控制继电器，其中整流变压电路将输入的交流电转换为直流电，例如将标准的220V交流电转换为可供控制电路板14直接使用的12V电压，加热控制继电器与饮水即时加热器13的电源线相连，用于控制饮水即时加热器13电源的开启或关闭。电源控制模块12通过直流电源线D0向控制电路板14供电，另外，电源控制模块12与控制电路板14之间设置有加热控制线D01，加热控制线D01可以接收来自控制电路板14的控制信号，该控制信号又进一步通过加热控制继电器来控制饮水即时加热器13的电源的接通或断开，电源控制模块12的加热控制继电器的输出端通过加热电源线D02与饮水即时加热器13电连接。

优选的，饮水即时加热器13是一种交流电加热器，为平板状结构，是由平板状的两块金属板(如铜板、不锈钢板)，即密封板和加热板沿周边无缝焊接而成，并且在密封板和加热板之间设置有供水流动的加热腔，加热腔的厚度优选为2mm至5mm。

优选的，加热板包括基板、设置在基板上的加热导线和覆盖在加热导线上的耐高温绝缘层。优选的，加热导线为平面导线贴覆在基板上。进一步优选的，加热导线在基板上呈迂回弯曲状分布，由此可以延长加热导线在基板上的布设长度，增加了加热的受热面积，有利于短时间内提高加热效率。耐高温绝缘层覆盖在加热导线上，可以避免加热导线裸露出来，影响用电安全，另外也减少加热导线向外散热。由于该饮水即时加热器13是电加热器，在加热导线的两端设置有交流电接线端，另外饮水即时加热器13还设置有一个接地端，用于交流电的安全接地。

优选的，在饮水即时加热器13的一个交流电接线端串接一个温控开关，温控开关设置在加热板的基板上，由此可以感知基板上的温度，当加热温度过高时，温控开关自动断开，由此保护加热器不会长时间过高温度工作，比如没有水流过而干烧的情况。优选的，极限温度值为135℃，当大于该温度时，温控开关自动断开。

另外，在饮水即时加热器13的加热腔设置有饮用水流入的入口和饮用水流出出口，在入口和出口分别连接加热器进水管和加热器出水管，这些水管为柔性的塑料软管，在加热器进水管与加热腔的入口连接处，加热器进水管沿水管延伸方向套设有防止水管因弯曲而折叠止水的弹簧，在加热器出水管与加热腔的出口连接处，加热器出水管也沿水管延伸方向套设有防止水管因弯曲而折叠止水的弹簧，这样可以避免水管弯折造成的水路不畅。

优选的，加热腔的入口可以设置在饮水即时加热器13加热腔的下部，加热腔的出口设置在加热腔的上部，可以通过加压的方式让饮用水流经饮水即时加热器13内部，由于自下而上要克服重力作用，因此流水的速度要慢，另外在饮水即时加热器13内部的分布尽可能展开，增加水被加热的加热面。

优选的，密封板上设有多处朝向加热腔内部的凹陷，通过设置这些凹陷可以改变饮用水在加热腔内的流向，一方面使水的流动均匀，另一方面增大加热腔导热面积，进一步提高加热速率。

优选的，在饮水即时加热器13外表面临近设置有温度传感器，温度传感器通过第四导线与控制电路板14电连接。具体而言，在靠近加热腔的出口并且贴近加热板的基板设置有温度传感器，例如热敏电阻，通过热敏电阻可以感知加热板的温度，进而感知水温的温度。热敏电阻的两端通过第四导线D14与控制电路板14连接，由此控制电路板可以通过热敏电阻的阻值变化来感知加热板的温度，进而感知水温的温度。

优选的，控制面板113主要包括操控按键和显示窗。其中，操控按键包括启动停止键、水量选择键、温度选择键和/或童锁键。启动停止键用于开启接水，以及接水过程中按下该键则停止接水。水量选择键用于选择一次接水的水量多少，温度选择键则用于选择出水的温度，而童锁键则用于锁定控制面板113上的各个操控按键，防止儿童误操作面板而导致流出高温水，造成烫伤。优选的，操控按键为电感式按键，使用时用手指触摸按键区域即可实现获得动作响应。显示窗可以是透明塑料构成的一个透明窗口，控制电路板14设置有显示屏，该显示窗与该显示屏相适配，通过该透明窗口可以透明显示控制面板113所对应的控制电路板14上的显示屏所显示的内容。

控制电路板14与控制面板113相对应，如图2所示，该控制电路板14上包括处理器1401，以及与处理器1401相连的多种接口和显示屏，这些接口包括缺水监测接口1402、温度监测接口1403、水质检测接口1404、流量监测接口1405和电源及控制接口1406。并且，第一导线接入缺水监测接口1402，第二导线接入流量监测接口1405，第三导线接入水质检测接口1404，第四导线接入温度监测接口1403。其中，缺水监测接口1402用于提供监测水桶中的水是否用完的监测信号，温度监测接口1403用于监测出水温度，水质检测接口1404用于检测水质，如检测水的TDS值，流量监测接口1405则用于计量监测水的流量多少，电源及控制接口1406则包括直流电源接线端，如12V直流端和接地端，以及控制电路板14对外输出的控制信号接线端，如包括报警信号控制接线端、电机输出功率控制接线端、加热开关控制接线端。电源控制模块12通过直流电源线接入电源及控制接口1406的直流电源接线端向控制电路板14供电。与控制面板113的操控按键相对应，在控制电路板上设置有按键感应线圈，用于感应控制面板113上各个按键的操作，按键感应线圈包括启动停止键感应线圈1407、水量选择键感应线圈1408、温度选择键感应线圈1409和/或童锁键感应线圈1410。

优选的，在这些感应线圈的内部还设置有发光二极管，根据按键的按下情况，在处理器1401的控制下，这些发光二极管相应的点亮或熄灭。

控制电路板14还设置有显示屏，主要用于设置和显示参数，例如可以多次按动温度选择键来循环选择多个温度值，温度值即为出水的温度。显示屏的显示内容透过控制面板113的透明显示窗加以显示。优选的，显示屏为数码显示管，如有上下两组数码显示管，即第一组数码显示管1411、第二组数码显示管1412，这两组数码显示管均包括两个并列的8位数码管。

进一步优选的，控制电路板14还包括无线通信模块1413，如移动通信模块，以及与移动通信模块对应的移动通信用户卡，处理器1401也与无线通信模块1413电连接，通过无线通信模块1413可以扩展饮水机的物联网应用模式，使得各种检测和监测数据能够通过无线通信模块进行远程传输，适应物联网应用需求。

优选的，当按下水量选择键时间长度大于五秒后，处理器接收到来自水量选择键的长按信号，对应转换为缺水请求信号，再通过无线通信模块1413将缺水请求信号传输给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。

结合前述说明，图3进一步显示了电源控制模块12、控制电路板14与饮水即时加热器13的加热控制关系。图3中，电源控制模块12外接交流电的两个交流接线端12A和12B，通过整流变压电路1201将输入的交流电转换为直流电，通过直流电源线D0向控制电路板14供电，这里，直流电源线D0接入控制电路板14的电源及控制接口1406，为整个控制电路板14供电，另外，控制电路板14上的处理器1401与加热开关控制接线端电连接，加热开关控制接线端通过加热控制线接入到所述电源控制模块的加热控制继电器的控制端，处理器1401输出对饮水即时加热器13的加热控制信号，该加热控制信号通过电源及控制接口1406的加热开关控制接线端，又进一步通过加热控制线D01接入到电源控制模块12上的加热控制继电器1202的控制端，加热控制继电器1202的输入端为交流电接线端12B，输出端连接饮水即时加热器13的电源端，由此控制交流接线端12B是否与加热电源线D02导通或断开，而另一交流接线端12A是与饮水即时加热器13直接固定电连接。

优选的，在饮水即时加热器13设置有温控开关1302，该温控开关1302设置在加热电源线D02与饮水即时加热器13的交流接线端之间，由于该温控开关1302是常闭状态，使得控制交流接线端12B与加热电源线D02导通后即可向饮水即时加热器13供电加热，但是当加热温度过高时，温控开关1302自动断开，从而可以控制加热电源线D02与饮水即时加热器13的交流接线端断开，停止供电加热，这是一种温控保护功能，避免饮水即时加热器13温度过高。

优选的，在饮水即时加热器13设置有用于温度监测的温度传感器，优选为热敏电阻1301，该热敏电阻通过第四导线D14接入控制电路板14的温度监测接口1403，由此控制电路板14上的处理器1401就可以对该热敏电阻值进行实时测量，当所测得的热敏电阻值反映出饮水即时加热器13的加热温度过高时，处理器1401就可以通过电源及控制接口1406的加热开关控制接线端，控制加热控制继电器1202断开，从而断开向饮水即时加热器13供电，降低加热温度。

优选的，当饮水即时加热器13加电工作时，温度传感器探测饮水即时加热器13的加热温度，并将探测的温度值通过第四导线D14及温度监测接口1403传输给处理器1401，当探测的温度值超过预设的安全值范围后，则处理器1401通过加热开关控制接线端和加热控制线，输出控制信号控制加热控制继电器1202断开饮水即时加热器13的电源端与交流电接线端12B的连接；当探测的温度值回到预设的安全值范围后，则处理器1401通过加热开关控制接线端和加热控制线，输出控制信号控制加热控制继电器1202接通饮水即时加热器13的电源端与交流电接线端12B的连接。

图4是即时加热饮水机第二实施例的组成示意图。本实施例是在上述图1所示实施例基础上的进一步改进，相同部分不再赘述，其中，该饮水机实施例还包括饮水容纳盒21。

如图4所示，在水桶放置口111下方设置有饮水容纳盒21，饮水容纳盒21连接有加热器进水管S11，并且饮水容纳盒21内设置有饮水监测传感器211，饮水监测传感器211通过第一导线D11与控制电路板14电连接，优选的，第一导线D11接入控制电路板14的缺水监测接口1402；水路通道包括加热器进水管S11和加热器出水管S12，加热器进水管S11接入饮水即时加热器13的入口，饮水即时加热器13的出口通过加热器出水管S12连接饮水输出口112。

优选的，饮水容纳盒21与水桶放置口111通过螺钉或卡扣等活动连接装置固紧，形成放置口封闭，并在接口处设有橡胶垫防止漏水。饮水容纳盒21侧面或底部设有容纳盒出水口，饮水容纳盒21的底部还设有饮水监测传感器211，饮水监测传感器211用于监测水桶10中的饮用水是否流完。当将水桶10倒置安装在水桶放置口111上时，饮用水经过饮水容纳盒21后只能从其容纳盒出水口流出，且饮水容纳盒21的底面积与水桶放置口111开口大小接近，而饮水容纳盒21的深度也比较浅，可以利用少量的水提供较高的水位，提高盒内饮水监测传感器211的测量精度。

优选的，饮水监测传感器211监测到饮水容纳盒21的水量不足时，将水量不足的监测信号通过第一导线D11及控制电路板14上的缺水监测接口1402，再传输给处理器1401，处理器1401对应转换为缺水请求信号，再通过无线通信模块1413将缺水请求信号传输给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。

优选的，饮水监测传感器211为浮球开关，如图5所示，该浮球开关包括浮标2111、磁簧开关2112和支撑柱2113，浮标2111套在支撑柱2113的轴向上浮动，且无法脱离支撑柱2113。浮球开关设置在饮水容纳盒21的底部，在饮水容纳盒21的外部设有第一导线D11，该导线D11可以是由两根线组成的双绞线，分别连接磁簧开关2112的两端，并与控制电路板14电连接。当水桶10内水量充足时，饮水容纳盒21内具有高水位，浮标2111上浮，使磁簧开关2112接通，表示当前水量充足；当水桶10内水量不足时，饮水容纳盒21内水位较低不足以支撑浮标2111上浮至磁簧开关2112的接通位置，使磁簧开关2112断开，表示当前水量不足或耗尽。控制电路板14通过第一导线D11判断浮球开关的开关状态，了解水桶中的水是否用完，进而确定是否关闭加热功能、发出缺水警报等。

优选的，电源控制模块12还设有蜂鸣器，控制电路板14的报警信号控制接线端通过导线与电源控制模块12的蜂鸣器电连接，通过该导线向电源控制模块12发出报警信号，该报警信号可控制蜂鸣器产生报警声。实际应用中，当水桶10内水量不足时，控制电路板14通过第一导线D11监测到磁簧开关2112断开，然后再通过控制电路板14的上述电源及控制接口1406，由其中的加热开关控制接线端控制饮水即时加热器停止加热，同时也由报警信号控制接线端控制电源控制模块12上的蜂鸣器发出提示音作为饮水机缺水警报。

通过上述描述，在水桶放置口111处设置饮水容纳盒21，以及在饮水容纳盒21内设置饮水监测传感器，通过该饮水监测传感器和控制电路板14可以监测水桶10中的饮用水是否用完。此外，控制电路板14在获取水量信息的同时，还可以在缺水的时候关闭饮水即时加热器，发出饮水机缺水警报，提示用户检查饮水机使用情况，为用户提供饮水机的使用安全保障。

图6是即时加热饮水机第三实施例的示意图。本实施例是在上述图4所示实施例基础上的进一步改进，相同部分不再赘述，其中，该饮水机实施例还包括流量监测传感器22和第一输出水管S13。

如图6所示，在水桶放置口111下方设置有饮水容纳盒21，饮水容纳盒21连接有第一输出水管S13，并且饮水容纳盒21内设置有饮水监测传感器211，饮水监测传感器211通过第一导线D11与控制电路板14电连接；第一输出水管S13连接到流量监测传感器22的入口，流量监测传感器22通过第二导线D12与控制电路板14电连接，流量监测传感器22的出口连接加热器进水管S11；加热器进水管S11接入饮水即时加热器13的入口，饮水即时加热器13的出口通过加热器出水管S12连接饮水输出口112。

流量监测传感器22设在饮水容纳盒21和饮水即时加热器13之间，一端通过第一输出水管S13连通饮水容纳盒21，另一端通过加热器进水管S11连通饮水即时加热器13。流量监测传感器22还设有第二导线D12与控制电路板14的流量监测接口1405电连接。

由此可见，流量监测传感器22是串联在水路通道中的第一输出水管S13和加热器进水管S11之间，由此可以对流经该流量监测传感器22的用水量进行计量。这种计量既可以对一次流经的水量进行计量，也可以对多次流经的水量进行累积计量。当水桶10中总的水量是确定的情况下，通过流量监测传感器22的累积计量也能够判断一桶水的使用情况，包括已用水量和桶内剩余水量。

优选的，流量监测传感器22监测流经的水流量，将水流量信号通过第二导线D12及控制电路板14上的流量监测接口1405，传输给处理器1401，处理器1401对水流量信号进行累积计算得到用水量，当累积的用水量接近水桶的满桶水容量时，处理器1401对应生成缺水请求信号，再通过无线通信模块1413将所述缺水请求信号传输给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。

优选的，控制电路板14显示屏包括显示出水量的显示数码管，例如出水量显示数码管显示出水量，出水量显示数码管通过数码显示字进行水量显示，其显示数值由控制电路板上的处理器将流量监测传感器测量得出。

控制电路板14包括水量选择键和流量监测接口，流量监测接口通过第二导线D12与流量监测传感器电连接。水量选择键用于切换选择单次接水的出水量，通过上述出水量显示数码管可以显示的值包括15、26和40，单位为10mL(毫升)，即对应150mL、260mL和400mL；当选择完出水量后，点击控制面板上的启动停止键，饮水机通过流量监测传感器在流出所设定的出水量的水之后自动关闭饮水输出口，如果用户需要在定量的水流完之前结束接水，再次触摸启动停止键即可。选择水量的操作根据用户需要，执行一次即可。

通过设置流量监测传感器，用户可以获取定量的饮用水，以适用更多的接水容器，比如一次性纸杯、400mL保温杯等，并且不需要人为干预结束出水的时间，实现接水过程自动化、精确化，使用户接水更加便捷。

图7是即时加热饮水机第四实施例的示意图。本实施例是在上述图6所示实施例基础上的进一步改进，相同部分不再赘述，其中，该饮水机实施例还包括水泵23和第二输出水管S14。另外，与图6相比，图7中饮水即时加热器13的入口在其下部，出口在其上部。饮水机的壳体结构也由上下一体型改为左右一体型。这里，上下一体型主要是指如图1所示的饮水机壳体结构整体是一个长方体，水桶设置在壳体结构的上部，而左右一体型则是如图7所示，该饮水机壳体结构整体上由左右两部分组成饮水机壳体11，包括内部连通的左壳体L11和右壳体R11，其中，水桶放置口111设置在左壳体L11上部，饮水输出口112设置在R11右壳体，并且饮水输出口112高于水桶放置口111。

这里，水泵23设在流量监测传感器22和饮水即时加热器13之间，在水桶放置口111下方设置有饮水容纳盒21，饮水容纳盒21连接有第一输出水管S13，并且饮水容纳盒21内设置有饮水监测传感器211，饮水监测传感器211通过第一导线D11与控制电路板14电连接；第一输出水管S13连接到流量监测传感器22的入口，流量监测传感器22通过第二导线D12与控制电路板14电连接，流量监测传感器22的出口连接第二输出水管S14；第二输出水管S14连接到水泵23的入口，水泵23的出口连接加热器进水管S11，水泵23的控制接线端连接电源控制模块12，并受控制电路板14的控制；加热器进水管S14接入饮水即时加热器13的入口，饮水即时加热器13的出口通过加热器出水管S12连接饮水输出口112。

水泵23的进水端通过第二输出水管S14连通流量监测传感器22，出水端通过加热器进水管S11连通饮水即时加热器13，并且流量监测传感器22借助于水泵23的隔离作用避免与饮水即时加热器13所在水路直接相连，减少因水温变化时的热胀冷缩导致的流量测量误差。

在图3基础上，以下结合图8进一步说明电源控制模块12和控制电路板14如何相互作用来控制水泵23的出水流量的大小。在图8中，电源控制模块12外接交流电的两个交流接线端12A和12B，通过整流变压电路1201将输入的交流电转换为直流电，通过直流电源线D0向控制电路板14供电。另外，整流变压电路1201还输出另外一个支路直流电到可控硅1203的输入端。这里，直流电源线D0接入控制电路板14的电源及控制接口1406，为整个控制电路板14供电，另外，控制电路板14上的处理器1401输出对水泵23的功率控制信号，该功率控制信号通过电源及控制接口1406的电机输出功率控制接线端，进一步通过功率控制线D05接入到电源控制模块12上的可控硅1203的控制端，而可控硅1203的输出端则通过功率输出线D06与水泵23的控制端电连接。

进一步的，对水泵23而言，该水泵23输出功率的大小是由其控制端的信号决定，而水泵23的控制端的信号则是脉冲宽度调制(PWM)信号，通过调整这种信号的占空比可以调整输出功率的大小，通常是占空比越大则输出功率越高。因此，当来自功率控制线D05的功率控制信号作用到可控硅1203的控制端，就可以使得可控硅1203导通或截止，从而使得整流变压电路1201输出的一路直流电通过可控硅1203以PWM信号的样式作用到水泵23的控制端，并且该PWM信号的占空比受到来自控制电路板14上的处理器1401的功率控制信号的控制，因此可以通过改变由处理器1401输出的功率控制信号的占空比，来控制输入到水泵23的控制端的PWM信号的占空比，实现对水泵23输出功率大小的调整控制。

进一步的，根据前述内容，当对饮水即时加热器13的加热输出功率相同的情况下，可以通过控制水泵23的功率大小来改变进入饮水即时加热器13的水流量的大小，从而控制不同水温的饮水流出。这是因为，当饮水即时加热器13的加热功率相同，则水流量越大则水温度越低，而水流量越小则水温度越高，由此通过水流量大小来实现对出水水温的控制。饮水即时加热器13还包括温度传感器，温度传感器包括热敏电阻，与出口设在同一水平位置，由于出口与饮水机输水口112距离接近，送水过程中热量损失较少，其水温测量更加准确。

控制面板113的显示屏还包括出水温度显示窗，出水温度显示窗通过数码显示字进行温度显示，其显示数值由处理器1401处理温度传感器所测数据得出。控制电路板14还包括童锁键、温度选择键和温度监测接口1403，且饮水即时加热器13上的温度传感器上设有第四导线D14与控制电路板14的温度监测接口1403电连接。童锁键用于锁定其他按键，避免误触导致的用水参数改变和热水烫伤，温度选择键用于切换出水温度，包括45、60、85和98，单位为℃。

优选的，在饮水即时加热器13开始加热之前，先通过水泵23向饮水即时加热器13的加热腔注入饮用水，持续时间通常在一秒以内，然后再开始加热，由此保证加热腔不干烧。

此外，在电源控制模块12、饮水即时加热器13和控制电路板14的各接线端都套有耐高温绝缘套，加热腔的密封板还与电源连接线中的接地线电连接，防止接线端误触发生短路。

饮水即时加热器13的加热过程还受电源控制模块12和控制电路板14的控制。当控制电路板14检测到水桶10内水量不足时，向电源控制模块12发送加热器断电信号，关闭加热功能，实现缺水保护的效果；当控制电路板14监测到加热腔温度过高时，向电源控制模块12发送加热器断电信号。

在饮水即时加热器的温度可以监测的情况下，使用水泵可以更加精确地控制出水温度。当用户使用饮水机接水时，控制电路板中的处理器以脉宽调制方式，控制水泵23在单位时间里的有效工作时长，进而调节饮水即时加热器13的进水流速。其具体控制方式是读取当前流量监测接口和温度监测接口获取的流量信息和温度信息，根据饮水即时加热器的加热功率进行匹配计算，控制水泵的输出功率，从而保证出水温度能够进行准确控制。

在饮水即时加热器13功率有限且恒定的情况下，当用户需要98℃的饮用水时，可以减少水泵23输出功率，从而降低进水速率，使得饮水即时加热器13中的水流速减慢，获取足够的加热时长，最终达到用户的温度要求；与此类似的，当用户需要45℃的饮用水时，用水温度较低，可以增加水泵23的输出功率，减少饮水即时加热器13中的加热时长，最终达到用户的温度要求。

通过上述设置，用户可以通过设置出水温度和出水量，从而获得定量、定温的饮用水，且相比于其他实施例来说，通过水泵的直接供水，使得水路中的流量精确可控，随之相应的加热过程也更加稳定。

图9是即时加热饮水机第五实施例的示意图。本实施例是在上述图7所示实施例基础上的进一步改进，相同部分不再赘述，其中，该饮水机实施例还包括三通连接件24、水质检测传感器25和第三输出水管S15。

其中，该实施例中同样包括饮水机壳体11，饮水机壳体11设置有水桶放置口111、饮水输出口112和控制面板113，以及在饮水机壳体11的内部设置有电源控制模块12，在饮水机壳体11内部，与控制面板113对应设置有控制电路板14，电源控制模块12向控制电路板14供电。

进一步的，在水桶放置口111下方设置有饮水容纳盒21，饮水容纳盒21连接有第一输出水管S13，并且饮水容纳盒21内设置有饮水监测传感器211，饮水监测传感器211通过第一导线D11与控制电路板电14连接；第一输出水管S13连接到流量监测传感器22的入口，流量监测传感器22通过第二导线D12与控制电路板14电连接，流量监测传感器22的出口连接第二输出水管S14；第二输出水管S14连接到水泵23的入口，水泵23的出口连接第三输出水管S15，水泵的控制接线端连接电源控制模块12，并受控制电路板14的控制；第三输出水管S15串接到一个三通连接件24的第一接口，三通连接件24的第二接口接入水质检测传感器25，水质检测传感器25通过第三导线D13与控制电路板14电连接，三通连接件24的第三接口连接加热器进水管S11；加热器进水管S11接入饮水即时加热器13的入口，饮水即时加热器13的出口通过加热器出水管S12连接饮水输出口112。

其中，控制面板113对饮用水的出水温度进行设置，当有饮用水从饮水即时加热器13中流过时，控制电路板14根据设置的温度值对饮水即时加热器13进行加热控制。另外，控制电路板14还设置有无线通信模块，无线通信模块1413用于传输控制电路板采集的用水数据。优选的，该控制电路板14还包括水质检测接口1404，通过水质检测接口1404和第三导线D13与水质检测传感器25电连接。当水路中水质不符合处理器1401中预先设置的水质范围时，则电源控制模块12中的蜂鸣器会发出饮水机警报。当蜂鸣器的警报音发出两分钟之后，如果水路中的水质依然不合格，则控制面板停止工作，所有按键不可点击，用户需要断电并更换水源，点击启动停止键，持续放水，直至饮水机正常工作。

优选的，水质检测传感器25检测到饮用水的水质不达标时，将水质不达标的检测数据通过第三导线D13及控制电路板14上的水质检测接口1404，传输给处理器1401，处理器1401对应转换为水质不达标信号，再通过无线通信模块将水质不达标信号传输给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商更换供水。

通过设置水质检测器，一方面保证饮水机的水源水质合格，在保障用户饮水安全的同时，也避免劣质饮用水加热过程中产生水垢，降低饮水即时加热器的使用寿命，损坏电路组件。

优选的，该控制电路板14还包括无线通信模块1413，具体为由移动、联通或电信提供网络通信功能的物联网卡，无线通信模块用于将控制电路板采集的传感数据传输给用户通信终端，传感数据包括用水温度、用水量、剩余水量、水桶替换次数等。基于无线通信的条件下，饮水机还具有一键换水功能，在非童锁状态下长按水量选择键五秒，即可向饮用水运营商发送换水请求，由饮用水运营商提供上门换水服务，减少用户换水过程中的人力、时间投入。

基于与上述即时加热饮水机的同一构思，还提供了饮水即时加热方法的一个优选实施例。

在该实施例中，通过饮水机对桶装饮用水进行加热，该饮水机包括饮水机壳体，饮水机壳体设置有水桶放置口、饮用水输出口和控制面板。如图10所示，该方法包括的步骤有：

步骤S101：参数设置，控制面板对应设置有控制电路板，先通过所述控制面板上的温度选择键对流出的饮用水的预设温度值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设温度值。

步骤S102：启动出水，第一次按下所述控制面板上的启动停止键，水桶中的饮用水开始流进所述饮水机的水路通道。

步骤S103：流动加热，在所述水路通道上设置有饮水即时加热器，当所述饮用水流经所述饮水即时加热器时，所述饮水即时加热器在所述控制电路板的作用下对流经的所述饮用水进行加热控制，当所述饮用水从所述饮用水输出口流出时即可得到温度值与所述预设温度值相同的饮用水。

进一步优选的，在所述饮水即时加热器上设置有温度传感器，所述温度传感器对所述饮水即时加热器的温度进行实时监测，并将监测的温度值传输给所述控制电路板。因此，在所述流动加热S103中，所述温度传感器监测的饮水即时加热器的温度值与所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值之间建立有对应关系，根据所述对应关系，通过监测饮水即时加热器的温度值即可获得从所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值。这里的对应关系是指饮水即时加热器的温度值与饮用水的温度值的差值关系，由前述可知，温度传感器设置在饮水即时加热器的外表面，而饮用水从饮水即时加热器内部的加热腔流过，二者的温度并不相等，实际应用中，可以通过多次测量检测这种对应关系，从而在内存中建立对应数据表，当监测到温度传感器的温度值后就可以通过该对应关系数据表查询到水温的温度值。

进一步的，在所述流动加热步骤S103之后还包括步骤S104：结束出水，第二次按下所述控制面板上的启动停止键，则所述饮用水输出口停止出水，并且所述饮水即时加热器停止加热。

对于图10所示饮水即时加热方法实施例，与图1至图3所示即时加热饮水机实施例相对应，属于同一构思，相关内容可以参见对图1至图3所示实施例的说明，这里不再赘述。

结合图4和图5所示实施例，基于同一构思，在饮水即时加热方法另一实施例中，在所述水桶放置口下方设置有饮水容纳盒，并且所述饮水容纳盒内设置有饮水监测传感器，所述饮水监测传感器与所述控制电路板电连接。因此，在图10所示的启动出水步骤S102中，还可以包括所述饮水监测传感器对所述水桶中的饮用水的剩余水量进行监测，当监测到所述水桶中缺水时，所述控制电路板通过所述饮水监测传感器得到缺水信号，所述控制电路板发出缺水报警，且不再进入流动加热步骤S103。也就是说，当检测到缺水时，不再进行加热，否则会出现干烧现象，这是对饮水机的一种保护，提高了安全性。

优选的，在所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述缺水信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。这样，可以在饮水机发现缺水后自动通过无线通信方式向饮用水供应商传递缺水信息，增加了缺水提醒功能，让用户有更好的使用体验。

结合图6所示实施例，基于同一构思，在饮水即时加热方法另一实施例中，在所述饮水容纳盒与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有流量监测传感器，所述流量监测传感器与所述控制电路板电连接。因此，在所述参数设置步骤S101中还包括通过所述控制面板上的水量选择键对饮用水的预设出水水量值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设出水水量值。在所述流动加热步骤S103中还包括所述流量监测传感器对流经的饮用水进行流量监测，监测的流量数据传输给所述控制电路板，由所述控制电路板根据所述流量数据有对流经的饮用水进行累积计算，当累积计算的饮用水的水量等于所述预设出水水量值时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。

可以看出根据本实施例，可以实现对饮用水出水水量的设置，并且在出水量符合设定值时，能够自动停止出水，这样保证了温度可设、出水量可设，具有较好的智能化。

结合图7和图8所示实施例，基于同一构思，在饮水即时加热方法另一实施例中，在所述流量监测传感器与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有控制饮用水在所述水路通道中流量的水泵，所述水泵的输出功率由所述控制电路板进行控制，在所述流动加热步骤S103中还包括通过所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制。

优选的，所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制的方法是根据所述预设出水水量和预设温度值确定水泵的输出功率，从而控制流经所述饮水即时加热器的流量。

这里，当预设出水水量和预设温度值设定以后，所述控制电路板可以根据情况分别设置流量，例如当设置温度较高，如80度水温，而出水水量要求较多，如400ml，这时在饮水即时加热器的加热功率一定的情况下，控制水泵的输出功率要低一些，这样使得流经所述饮水即时加热器的流量较小，流经饮水即时加热器的时间较长一些，获得的加热时长也相应增多。又例如当设置温度较低，如40度水温，而出水水量要求较多，如400ml，这时在饮水即时加热器的加热功率一定的情况下，控制水泵的输出功率要高于前一种情况，这样使得流经所述饮水即时加热器的流量较大，流经饮水即时加热器的时间较短一些，获得的加热时长也相应减少。这些对应关系可以通过产品试验进行统计计算，最后把优化的结果值进行存储，当用户选择不同的出水温度和出水水量时，能够快速的得到对输出流量的控制。根据前述图7和图8，以及对图3实施例的描述，还可以进一步对饮水即时加热器的加热进行控制，例如由连续加热改为断续加热，控制加热的过程进度。或者进一步把温度监测、加热控制和流量控制进行综合优化，使得加热和流量控制具有变频功能，进一步减少功耗，提高效率和节省成本。

结合图9所示实施例，基于同一构思，在所述水泵与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有水质检测传感器，所述水质检测传感器与所述控制电路板电连接，在所述流动加热步骤S103中还包括通过所述水质检测传感器对流经的所述饮用水的水质进行检测，当检测到水质不达标信号时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。由此进一步增强了对水质的质量监控，提高了用水的安全性。

优选的，所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述水质不达标信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商重新供水。

通过以上实施例可知，即时加热饮水机在饮水机壳体内设置饮水即时加热器，并在水桶放置口设置包含浮球开关的饮水容纳盒，在饮水容纳盒的出水管处连通流量监测传感器，在流量监测传感器的另一端连通水泵，并且水泵还连通饮水即时加热器，饮水即时加热器的排水管连通饮水输出口，形成完整的饮用水流动渠道。当用户使用饮水机接水时，选择用水量和用水温度，也可以直接点击启动停止键，等待饮水机出水；与此同时，饮水检测器检测饮水容纳盒中是否缺水，在水量充足的情况下，控制面板读取当前流量数据、用水温度、用水量，进而调节水泵的运行功率，使得饮用水的流速与饮水即时加热器的功率匹配，在其加热腔中获得足够的加热时长；在计算水泵的运行功率后，还可以判断当前水质是否合格，才能决定是否加热，而其判断依据来自控制电路板14对水质的检测数据，将其传输的数据交由控制电路板14的处理器处理。在确保水量充足、水质合格的条件下，水泵开始供水，饮水即时加热器进行加热，加热温度可以预先设定。由此可见，整个加热过程只进行一次加热，且可以对水量、水质都进行检测，保证用户的使用安全和饮水安全，在饮水机的使用上还提供定量、定温供水功能，并结合物联网卡实现一键换水，使得用户饮水更加便捷。

仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种饮水即时加热方法，通过饮水机对桶装饮用水进行加热，所述饮水机包括饮水机壳体，所述饮水机壳体设置有水桶放置口、饮用水输出口和控制面板，其特征在于，包括：

参数设置，所述控制面板对应设置有控制电路板，先通过所述控制面板上的温度选择键对流出的饮用水的预设温度值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设温度值；

启动出水，第一次按下所述控制面板上的启动停止键，水桶中的饮用水开始流进所述饮水机的水路通道；在所述水桶放置口下方设置有饮水容纳盒，并且所述饮水容纳盒内设置有饮水监测传感器，所述饮水监测传感器与所述控制电路板电连接，在所述启动出水中，还包括所述饮水监测传感器对所述水桶中的饮用水的剩余水量进行监测，当监测到所述水桶中缺水时，所述控制电路板通过所述饮水监测传感器得到缺水信号，所述控制电路板发出缺水报警，且不再进入流动加热；所述饮水监测传感器通过第一导线与所述控制电路板电连接；所述饮水监测传感器为浮球开关，所述浮球开关包括浮标、磁簧开关和支撑柱，浮标套在支撑柱的轴向上浮动，且无法脱离支撑柱，浮球开关设置在饮水容纳盒的底部，第一导线由两根线组成的双绞线，分别连接磁簧开关的两端，并与控制电路板电连接，当水桶内水量充足时，饮水容纳盒内具有高水位，浮标上浮，使磁簧开关接通，表示当前水量充足；当水桶内水量不足时，饮水容纳盒内水位较低不足以支撑浮标上浮至磁簧开关的接通位置，使磁簧开关断开，表示当前水量不足或耗尽，控制电路板通过第一导线判断浮球开关的开关状态，了解水桶中的水是否用完，进而确定是否关闭加热功能、发出缺水警报；

流动加热，在所述水路通道上设置有饮水即时加热器，当所述饮用水流经所述饮水即时加热器时，所述饮水即时加热器在所述控制电路板的作用下对流经的所述饮用水进行加热控制，当所述饮用水从所述饮用水输出口流出时即可得到温度值与所述预设温度值相同的饮用水；所述饮水即时加热器为平板状结构，包括金属材质的密封板和加热板沿周边无缝焊接而成，并且所述密封板和加热板之间设置有供水流动的加热腔，所述加热腔设置有饮用水流入的入口和饮用水流出的出口，入口设置在加热腔的下部，出口设置在加热腔的上部，通过加压的方式让饮用水流经饮水即时加热器内部；密封板上设有多处朝向加热腔内部用于改变饮用水在加热腔内流向的凹陷；所述加热板包括基板、设置在所述基板上的加热导线和覆盖在所述加热导线上的耐高温绝缘层；加热导线为平面导线、呈迂回弯曲状分布贴覆在基板上；在饮水即时加热器的一个交流电接线端串接一个温控开关，温控开关设置在加热板的基板上，由此感知基板上的温度，当加热温度过高时，温控开关自动断开。

2.根据权利要求1所述的饮水即时加热方法，其特征在于，在所述饮水即时加热器上设置有温度传感器，所述温度传感器对所述饮水即时加热器的温度进行实时监测，并将监测的温度值传输给所述控制电路板，在所述流动加热中，所述温度传感器监测的饮水即时加热器的温度值与所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值之间建立有对应关系，根据所述对应关系，通过监测饮水即时加热器的温度值即可获得从所述饮用水输出口流出的饮用水的温度值。

3.根据权利要求2所述的饮水即时加热方法，其特征在于，在所述流动加热之后还包括结束出水，即第二次按下所述控制面板上的启动停止键，则所述饮用水输出口停止出水，并且所述饮水即时加热器停止加热。

4.根据权利要求2所述的饮水即时加热方法，其特征在于，所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述缺水信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商增加供水。

5.根据权利要求4所述的饮水即时加热方法，其特征在于，在所述饮水容纳盒与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有流量监测传感器，所述流量监测传感器与所述控制电路板电连接，在所述参数设置中还包括通过所述控制面板上的水量选择键对饮用水的预设出水水量值进行设置，并由所述控制面板上的显示窗显示所述预设出水水量值；在所述流动加热中还包括所述流量监测传感器对流经的饮用水进行流量监测，监测的流量数据传输给所述控制电路板，由所述控制电路板根据所述流量数据对流经的饮用水进行累积计算，当累积计算的饮用水的水量等于所述预设出水水量值时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。

6.根据权利要求5所述的饮水即时加热方法，其特征在于，在所述流量监测传感器与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有控制饮用水在所述水路通道中流量的水泵，所述水泵的输出功率由所述控制电路板进行控制，在所述流动加热中还包括通过所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制。

7.根据权利要求6所述的饮水即时加热方法，其特征在于，所述水泵对流经所述饮水即时加热器的饮用水的流量进行控制的方法是根据所述预设出水水量和预设温度值确定水泵的输出功率，从而控制流经所述饮水即时加热器的流量。

8.根据权利要求7所述的饮水即时加热方法，其特征在于，在所述水泵与所述饮水即时加热器之间的水路通道上设置有水质检测传感器，所述水质检测传感器与所述控制电路板电连接，在所述流动加热中还包括通过所述水质检测传感器对流经的所述饮用水的水质进行检测，当检测到水质不达标信号时，由所述控制电路板控制所述饮水即时加热器停止加热，并且所述饮用水输出口停止出水。

9.根据权利要求8所述的饮水即时加热方法，其特征在于，所述控制电路板上还设置有无线通信模块，所述水质不达标信号还通过所述无线通信模块发送给饮用水供应商，提示所述饮用水供应商重新供水。

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