CN113600255A - 一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法，包括壶体、加热板和芯棒，还包括底座、壶柄、开关、插头、电线、支撑架、连接线和智能插座。壶体设置在底座上，壶体内侧底部设置加热板，壶柄设置在壶体侧段，开关设置在壶柄上，芯棒一端与加热板活动连接，另一端与连接线活动连接，连接线与智能插座连接，插头连接电线，电线穿过底座与壶体连接，支撑架固定在底座上，智能插座一面设置插孔与插头配合使用，另一面设置插脚连接电源。本申请的一种自动控制温度的恒温水浴器，以热水壶作为水浴器的容器，使用加热板和芯棒分别加热的工作模式，可以自动控制水浴器的加热和自动补偿水温冷却、保持温度恒定的效果。

Description

一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法

技术领域

本发明涉及水浴器领域，具体为一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法。

背景技术

水浴器主要用于实验室中蒸馏、干燥、浓缩及温渍化学药品或生物制品，也可用于恒温加热和其它温度试验，是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、化验室、分析室、教育科研的必备工具。恒温水浴锅是水浴器的一种，其内水平放置不锈钢管状加热器，水槽的内部放有带孔的铝制搁板。上盖上配有不同口径的组合套圈，可适应不同口径的烧瓶。左侧有放水管，恒温水浴锅右侧是电气箱，电气箱前面板上装有温度控制仪表、电源开关。电气箱内有电热管和传感器。该温度控制系统采用了优质电子元件，控温灵敏、性能可靠、使用方便。其工作原理：传感器将水槽内水的温度转换为电阻值，经过集成放大器的放大、比较后，输出控制信号，有效地控制电加热管的平均加热功率，使水槽内的水保持恒温。当被加热的物体要求受热均匀，温度不超过100℃时，可以用水浴加热。

现有的恒温水浴锅因为受实验环境影响，加热温度不能超过100摄氏度，且通常为100摄氏度，因为水的沸点为100摄氏度，所以只需将水加热沸腾即可。对于常温至100摄氏度之间的某个固定值的恒温控制，现有的水浴锅控制效果很差，且水浴锅无法自动补偿散热部分能量。水浴锅通常用铜或铝制作，有多个重叠的圆圈，适于放置不同规格的器皿。这就造成实验人员要想观察水浴锅内的实验现象必须先打开上盖，打开上盖就会损失大量热量，造成温度降低，且上方水域冷却快，造成温度不均匀。同时其余不使用的其它口径套圈也使水浴锅始终大量散热，浪费能源。因为一般水浴锅上方水温丧失快，降温严重，而电热管通常水平布置，所以会造成上下水域水温有温差，上方水域加热效果差的效果。所以急需一种可以自动控制设定的恒定温度值，且不会因为开口散热造成温度降低影响实验的水浴器。

本发明提供一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法，以热水壶作为水浴器的容器，使用加热板和芯棒分别加热的工作模式，可以自动控制水浴器的加热和补偿散热能量达到恒温效果。不会因为开口散热导致温度快速下降，芯棒上下贯穿壶体，上下区域的水量受热均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动控制温度的恒温水浴器及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种自动控制温度的恒温水浴器，包括壶体、加热板和芯棒，还包括底座、壶柄、开关、插头、电线、支撑架、夹子、连接线和智能插座。壶体活动设置在底座上，壶体内侧底部设置加热板，用于加热水至沸腾，壶柄设置在壶体侧段，开关设置在壶柄上，芯棒一端进入壶体，用于加热水至某个固定值、补偿温度下降和保持水温恒定，另一端与连接线活动连接，连接线与智能插座连接，夹子设置在支撑架上，芯棒上下穿过夹子并固定在夹子上，芯棒还可以支撑夹子。插头连接电线穿过底座与壶体连接，支撑架固定在底座上。智能插座一面设置插孔与插头配合使用，另一面设置插脚连接电源，侧边设置接口与连接线连接。

进一步地，所述支撑架包括支撑杆、横杆和固紧手柄，支撑杆竖直固定在底座上，用于支撑固紧手柄、芯棒、连接线和夹子，横杆水平设置并与支撑杆垂直，一端通过固紧手柄与支撑杆连接，另一端设置夹子。固紧手柄包括调节器和2个手柄，调节器呈圆柱体，侧面设置互相垂直的两圆孔，分别贯穿支撑杆和横杆，调节器两端面设置螺纹孔，两端螺纹孔分别与两圆孔接通。手柄一端为外螺纹圆柱，另一端为带竖直凸棱的旋转面，通过手柄进入螺纹孔分别压紧支撑杆和横杆，分别控制芯棒和夹子的高度和水平位置，最终确定芯棒和夹子的位置。还可以通过固紧手柄间接对容器的深度进行调节。

进一步地，所述壶体上端设置壶盖，壶盖上侧设置凸面镜，壶盖呈锥形，凸面镜与壶盖底面呈30度倾斜设置，壶盖关闭时，使用者可以从凸面镜处有30度的覆盖视野范围查看壶体内部的水量。凸面镜为涂层防雾凸面镜，用于直接观察壶体内部。因为水浴器使用过程中，壶体内水会加热，凸面镜遇到热气会雾化妨碍视野，所以需要在镜面设置高吸水率透光高聚物作为防雾涂层。水浴器使用时，壶盖与壶体最大打开角度为60度，此时用户从壶体另一个面依然有30度的覆盖视野范围查看容器内的实验现象，无论壶盖开启还是关闭，用户都可以获得很好的观察视野。

进一步地，所述连接线与芯棒连接处设置转换器，转换器上端接入连接线，下端接入芯棒，中间设置螺纹螺母与夹子活动连接，转换器用于加固夹子和芯棒，节省了固定夹子的结构。所述夹子一侧设置沉孔与横杆连接并固定，上下贯穿设置螺纹孔与转换器连接，使转换器穿过，另一侧设置若干圆孔和开口，开口接通圆孔，用于放入容器。

进一步地，所述圆孔内壁及与开口处设置弹性材料，既可以适应不同口径的容器，也可以利用其弹性夹紧容器。圆孔与容器接触面内侧间隔设置吸湿层，吸湿层覆盖在弹性材料上，以防止容器受潮滑落夹子。容器上端固定在圆孔处，下端放置在壶体内加热。夹子具有多种不同规格圆孔，相同规格螺纹孔，用户根据自身需要选择性使用具体夹子规格。所述夹子规格包括圆孔直径3mm、5mm、8mm、10mm、15mm、20mm，3mm直径可放3-5mm规格容器，5mm直径可放5-8mm规格容器，8mm直径可放8-10mm规格容器，10mm直径可放10-15mm规格容器，15mm直径可放15-20mm规格容器，20mm直径可放20-25mm规格容器。

进一步地，所述壶体底部设置温度检测计和压力检测计，所述智能插座包括显示屏、升温按钮、降温按钮、控制模块、定时按钮和电源开关，所述控制模块分别与显示屏、升温按钮、降温按钮、电源开关电性连接，用于控制壶体内部的温度，控制模块通过控制芯棒的电阻值的大小实现温度的变化。显示屏显示实际温度值、设定温度值和设定定时值，通过升温按钮和降温按钮调节设定温度值，每次重新打开显示屏，默认设定温度值为上次使用完后的设定温度值。所述控制模块包括定时器，用于设置恒温水浴时间。定时时间从实际温度首次达到设定温度值时开始计算。

进一步地，所述芯棒一端穿过壶盖并与电热板电性连接，同时可以支撑自身和夹子，用于加热，且芯棒具有三种加热功率，分别为恒温功率、补偿功率和加热功率。所述压力检测计和温度检测计通过芯棒和连接线将信号传送至控制模块，分别用于检测壶体内剩余水量和实际温度值。控制模块依据压力检测计和温度检测计计算芯棒需要加热的时间。

进一步地，所述壶体外侧还设置报警器，报警器包括蜂鸣器和闪光灯。报警器与控制模块电性连接。当压力检测计检测到壶体内水量少于一半时，报警器报警。一般使用水浴器需要将容器实验部分完全被热水包裹，当壶体内水量蒸发一半时，已经无法满足水浴条件，需要及时加水。当压力检测计检测到壶内水量少于十分之一时，控制模块控制智能插座自动断电，防止壶体干烧以及引发事故。

一种自动控制温度的恒温水浴器的控制方法：

控制模块控制加热水沸腾及保持恒温的方法为，当设定温度值为100摄氏度或作为热水壶使用时，控制模块控制加热板加热，至温度检测计检测水温为100摄氏度时，控制模块自动断开电热板电路，芯棒通电处于恒温功率P0，当温度检测计检测水温低于99.9摄氏度时（温度公差设置为±0.1摄氏度），控制模块控制芯棒处于补偿功率P1，加热时间为t，t=C*M*(T-T0)/(P1*L1)，如果加热后实际温度值未达到设定温度值，则以当前温度检测计反馈的实际温度值重新计算加热时间，其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体内水的质量，T为设定温度值，这里为100摄氏度，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L1为补偿功率下芯棒加热能量转化为水温的效率，为固定值。

控制模块加热设定值温度的方法为，控制模块控制芯棒处于加热功率P3，加热时间为t1，t1=C*M*（T-T0）/（P3*L3），其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体内水的质量，T为设定温度值，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L3为加热功率下芯棒加热能量转化为水温的效率，为固定值。

控制模块控制芯棒保持壶体内水温恒定的方法为，当温度检测计检测水温低于设定温度值T超过±0.1摄氏度公差范围时，控制模块控制芯棒处于补偿功率P1，加热时间为t2，t2=C*M*(T-T0)/(P1*L1)，如果加热后实际温度值未达到设定温度值，则以当前温度检测计反馈的实际温度值重新计算加热时间，其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体内水的质量，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L1为补偿功率下芯棒加热能量转化为水温的效率，为固定值。

实际使用过程中，由于壶盖敞开，壶内水温始终保持下降趋势，所以控制模块时刻控制芯棒处于加热状态，现有的技术也不可能保证水温恒定，或多或少都会有能量损失，需要及时补充能量，芯棒加热功率随温度下降快慢变化，达到动态平衡的效果。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、以热水壶作为水浴器的容器，使用加热板和芯棒分别加热的工作模式，可以自动控制水浴器的加热和保持温度恒定的效果，不会因为开口敞开造成水温下降影响实验的情况，控制模块始终保持壶体内水温保持动态平衡，补偿损失的热量，芯棒上下贯穿壶体加热，壶体上下水域受热均匀。

2、壶盖上端设置一定倾斜角的凸透镜，可以使实验员以较佳的视野观察实验容器内的实验现象。采用温度低于设定值补偿的动态平衡补偿加热法，可以有效控制壶体内温度恒定，不超出设定公差值。

3、夹子可拆卸且可以选择性使用不同规格直径的容器，兼容性高，夹子开口使用弹性材料，每个开口都可承受一定范围规格的容器，弹性材料还用于夹紧容器，不会受容器直径与开口不匹配而导致设备无法使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的三维示意图；

图2是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的主视图；

图3是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的壶盖关闭时的示意图；

图4是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的壶盖打开时的示意图；

图5是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的固紧手柄的三维示意图；

图6是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器的智能插座的三维示意图；

图7是本发明一种自动控制温度的恒温水浴器弹性材料与吸湿层位置关系平面展开图；

图中：1、壶体，2、芯棒，201、壶盖，202、凸面镜，3、底座，4、壶柄，5、开关，6、插头，7、电线，8、支撑架，801、支撑杆，802、横杆，803、调节器，804、手柄，9、夹子，901、弹性材料，902、吸湿层，10、连接线，101、插孔，102、插脚，103、接口，11、智能插座，12、转换器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本发明提供技术方案：本发明一种自动控制温度的恒温水浴器，包括壶体1、加热板和芯棒2，还包括底座3、壶柄4、开关5、插头6、电线7、支撑架8、夹子9、连接线10和智能插座11。壶体1活动设置在底座3上，壶体1内侧底部设置加热板，用于加热水至沸腾，壶柄4设置在壶体1侧段，开关5设置在壶柄4上，芯棒2一端进入壶体1，用于加热水至某个固定值和补偿温度下降，另一端与连接线10活动连接，夹子9设置在支撑架8上，芯棒2上下穿过夹子9并固定在夹子9上。连接线10与智能插座11连接。插头6连接电线7穿过底座3与壶体1底部连接，底座3设置固定盘，用于放置壶体1。支撑架8固定在底座3上。智能插座11一面设置插孔101与插头6配合使用，另一面设置插脚102连接电源，侧边设置接口103与连接线10连接。

本发明作为热水壶单独使用，仅需拆除支撑架8即可，芯棒2、夹子9、连接线10和插座都随支撑架8拆除，插头6直接插入电源，电热板工作烧水。作为水浴器使用，插头6必须插入智能插座11，由智能插座11控制电热板的运行，开关5不作用。

支撑架8包括支撑杆801、横杆802和固紧手柄804，支撑杆801和横杆802都为细直圆柱杆。支撑杆801竖直固定在底座3上，用于支撑固紧手柄804、芯棒2、连接线10和夹子9，横杆802水平设置并与支撑杆801垂直，一端通过固紧手柄804与支撑杆801连接，另一端设置夹子9。固紧手柄804包括调节器803和2个手柄804，调节器803呈圆柱体，侧面设置互相垂直两圆孔，分别贯穿支撑杆801和横杆802，使横杆802与支撑杆801垂直。调节器803两端面中心位置设置螺纹孔，两端螺纹孔分别与两圆孔垂直且接通。手柄804呈T字型，窄端为外螺纹圆柱，宽端为带凸棱的旋转面，用户手持螺旋面，通过手柄804旋转进入螺纹孔，分别压紧支撑杆801和横杆802，压紧的位置可以控制芯棒2和夹子9的高度和水平位置，最终确定芯棒2和夹子9的位置。还可以通过固紧手柄间接对容器的水浴深度进行调节。

壶体1上端设置壶盖201，壶盖201上侧设置凸面镜202，用于直接观察壶体1内部。壶盖201呈圆锥形，凸面镜202与壶盖201底面呈30度倾斜设置，壶盖201关闭时，使用者可以从凸面镜202处有30度的覆盖视野范围查看壶体1内部的水量。凸面镜202为涂层防雾凸面镜202，因为水浴器使用过程中，壶体1内水会加热，凸面镜202较冷的镜面遇到热气会产生雾化水滴妨碍观察，所以需要在镜面设置高吸水率透光高聚物作为防雾涂层，这样凸面镜202的镜面就不会形成水雾，有利于观察容器内部的实验现象。水浴器使用时，壶盖201与壶体1最大打开角度为60度，此时用户从壶体1另一个面依然有30度的覆盖视野范围查看容器内的实验现象，无论壶盖201开启还是关闭，用户都可以获得很好的观察视野。壶体1上侧设置发光圈，发光圈上端设置密封垫、光源向下，当壶盖201关闭时，壶盖201与壶体1之间接触端为密封垫，密封垫用于密封壶盖201与壶体1，防止本发明作为热水器烧水时，热量从壶盖201与壶体1的缝隙大量流失。当电源开关开启时，发光圈发光，用于辅助用户观察容器内部使用现象，防止室内光线差影响观察效果。

连接线10与芯棒2连接处设置转换器12，转换器12为空心圆柱体，上端接入连接线10，下端接入芯棒2，芯棒2与连接线10在转换器12内完成电性连接，中间外端设置螺纹螺母与夹子9活动连接，转换器12用于连接和固定夹子9和芯棒2、连接线10，节省了夹子9的固定结构。夹子9呈M型，一侧设置沉孔与横杆802连接并固定，上下贯穿设置螺纹孔与转换器12活动连接，转换器12穿过夹子9并与夹子9垂直，夹子9另一侧设置2个圆孔和与圆孔对应的开口，开口为喇叭口，方便容器进入。2个圆孔的直径都为10mm，容纳容器直径范围为10-15mm，容器为试管，开口接通圆孔。

圆孔内壁及与开口处设置弹性材料901，既可以适应不同口径的容器，也可以利用弹性夹紧容器，容器从开口进入圆孔，由弹性材料夹紧。圆孔与容器接触面内侧间隔设置吸湿层902，吸湿层902覆盖在弹性材料901上，吸湿层902可以吸收容器在水浴过程进入开口的部分水蒸气，保持没有吸湿层902覆盖部分的弹性材料901保持干燥，这样容器就不会因受潮滑落夹子9。容器上端固定在圆孔处，下端放置在壶体1内加热。夹子9具有多种不同规格圆孔，相同规格螺纹孔，用户根据自身需要选择性使用具体夹子9规格。

壶体1底部设置温度检测计和压力检测计。智能插座11包括显示屏、升温按钮、降温按钮、控制模块、定时按钮和电源开关，控制模块分别与显示屏、升温按钮、定时按钮、降温按钮、电源开关电性连接，用于控制壶体1内部的水温，控制模块通过控制芯棒2的电阻值的大小实现温度的变化控制。显示屏显示实际温度值、设定温度值和设定定时值，通过升温按钮和降温按钮调节设定温度值，每次打开显示屏默认设定温度值为上次使用完后的设定温度值。所述控制模块包括定时器，用于设置恒温水浴时间。定时时间从实际温度首次达到设定温度值时开始计算。

芯棒2呈竖直圆柱体，一端穿过壶盖201并与电热板电性连接，同时可以支撑自身和夹子9，且芯棒2具有三种加热功率，分别为恒温功率、补偿功率和加热功率。压力检测计和温度检测计通过芯棒2和连接线10将信号传送至控制模块，分别用于检测壶体1内剩余水量和实际温度值。控制模块依据压力检测计和温度检测计计算芯棒2需要加热的时间。

壶体1外侧还设置报警器，报警器包括蜂鸣器和闪光灯。当芯棒2与壶体1电线7连接时，按下电源开关，闪光灯常亮。报警器与控制模块电性连接。当压力检测计检测到壶体1内水量少于一半时，蜂鸣器持续响起报警。因为一般使用水浴器需要将容器实验部分完全被热水包裹，当壶体1内水量蒸发一半时，已经无法满足水浴条件，需要及时加水。当压力检测计检测到壶内水量少于十分之一时，控制模块控制智能插座11自动断电，闪光灯闪烁，防止壶体1干烧以及引发事故。当实际温度达到设定温度值时，蜂鸣器响三声，闪光灯熄灭，提醒用户可以进行恒温水浴实验。

工作原理：

1、作为热水壶单独使用时，拆除支撑架8，芯棒2、夹子9、连接线10和插座都随支撑架8拆除，插头6直接插入电源，壶盖201关闭，按下开关5，电热板工作烧水，水温达到100摄氏度时，开关5自动关闭，电热板断电不工作。

2、作为水浴器使用时，提前安装好支撑架8，通过固紧手柄804使芯棒2插入壶体1底部并与壶体1电性连接，插头6插入智能插座11，插脚102插入电源插座，按下电源开关，通过升温按钮和降温按钮设置设定温度，通过定时按钮设定定时时间值，电源开关开启且芯棒2与壶体1电性连接，闪光灯常亮，从夹子9的开口处放入容器进行水浴实验。定时时间到，蜂鸣器报警，控制模块控制智能插座11断电。

A.若设定温度为100摄氏度，智能插座11控制电热板加热水温至100摄氏度，此时闪光灯熄灭，蜂鸣器响三声，之后断开电热板电路，接通芯棒2，控制模块控制芯棒2处于恒温功率，保持温度恒定，若热水壶内水温下降过快而芯棒2加热来不及补偿水温下降，则当水温低于允许公差值时，控制模块控制芯棒2处于补偿功率，依据控制模块自动计算并执行补偿功率下芯棒2的加热时长，若水温重新回到设定温度值的允许值，则控制模块控制芯棒2处于恒温功率，否则以当前温度为实际温度值重新计算并重复加热步骤至水温达到设定温度值的允许值。

B.若设定温度值不为100摄氏度，电热板断电，控制模块控制芯棒2处于加热功率至水温达到设定温度值，闪光灯熄灭，蜂鸣器响三声，之后，控制模块控制芯棒2处于恒温功率，保持温度恒定，若热水壶内水温下降过快而芯棒2加热来不及补偿水温下降，则当水温低于允许公差值时，控制模块控制芯棒2处于补偿功率，依据控制模块算法自动计算并执行补偿功率下芯棒2的加热时长，若水温重新回到设定温度值的允许值，则控制模块控制芯棒2处于恒温功率，否则以当前温度为实际温度值重新计算并重复步骤至水温达到设定温度值的允许值。

一种自动控制温度的恒温水浴器的控制方法：

控制模块控制加热水沸腾及保持恒温的方法为，当设定温度值为100摄氏度或作为热水壶使用时，控制模块控制加热板加热，至温度检测计检测水温为100摄氏度时自动断开电热板电路，芯棒2通电处于恒温功率P0，当温度检测计检测水温低于99.9摄氏度时（温度公差设置为±0.1摄氏度），控制模块控制芯棒2处于补偿功率P1，加热时间为t，t=C*M*(T-T0)/(P1*L1)，如果加热后实际温度值未达到设定温度值，则以当前温度检测计反馈的实际温度值重新计算加热时间，其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体1内水的质量，T为设定温度值，这里为100摄氏度，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L1为补偿功率下芯棒2加热能量转化为水温的效率，为固定值。

控制模块加热设定值温度的方法为，控制模块控制芯棒2处于加热功率P3，加热时间为t1，t1=C*M*（T-T0）/（P3*L3），其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体1内水的质量，T为设定温度值，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L3为加热功率下芯棒2加热能量转化为水温的效率，为固定值。

控制模块控制芯棒2保持壶体1内水温恒定的方法为，当温度检测计检测水温低于设定温度值T超过±0.1摄氏度公差范围时，控制模块控制芯棒2处于补偿功率P1，加热时间为t2，t2=C*M*(T-T0)/(P1*L1)，如果加热后实际温度值未达到设定温度值，则以当前温度检测计反馈的实际温度值重新计算加热时间，其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体1内水的质量，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L1为补偿功率下芯棒2加热能量转化为水温的效率，为固定值。

实际使用过程中，由于壶盖201敞开，芯棒2不加热状态下，壶内水温始终保持下降趋势，所以控制模块时刻控制芯棒2处于加热状态，现有的技术也不可能保证水温恒定，或多或少都会有能量损失，需要及时补充能量，达到动态平衡的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如前、后和上、下等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还是包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动控制温度的恒温水浴器，包括壶体（1）、加热板和芯棒（2），其特征在于：所述一种自动控制温度的恒温水浴器还包括底座（3）、壶柄（4）、开关（5）、插头（6）、电线（7）、支撑架（8）、夹子（9）、连接线（10）和智能插座（11），所述壶体（1）活动设置在底座（3）上，壶体（1）内侧底部设置加热板，壶柄（4）设置在壶体（1）侧段，开关（5）设置在壶柄（4）上，芯棒（2）一端进入壶体（1），另一端与连接线（10）活动连接，连接线（9）与智能插座（11）连接，夹子（9）设置在支撑架（8）上，芯棒（9）上下穿过并固定在夹子（9）上，插头（6）连接电线（7），电线（7）穿过底座（3）与壶体（1）连接，支撑架（8）固定在底座（3）上，所述智能插座（11）一面设置与插头（6）配合使用的插孔（101），另一面设置插脚（102）连接电源，侧边设置接口（103）与连接线（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述支撑架（8）包括支撑杆（801）、横杆（802）和固紧手柄，所述支撑杆（801）竖直固定在底座（3）上，横杆（802）水平设置并与支撑杆（801）垂直，一端通过固紧手柄与支撑杆（801）连接，另一端设置夹子（9），所述固紧手柄包括调节器（803）和2个手柄（804），调节器（803）呈圆柱体，侧面设置互相垂直两圆孔，分别贯穿支撑杆（801）和横杆（802），调节器（803）两端面设置螺纹孔，两端螺纹孔分别与两圆孔接通，所述手柄（804）一端为外螺纹圆柱，另一端为带凸棱的旋转面，通过手柄（804）进入螺纹孔分别压紧支撑杆（801）和横杆（802）。

3.根据权利要求2所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述壶体（1）上端设置壶盖（201），壶盖（201）上侧设置凸面镜（202），壶盖（201）呈锥形，凸面镜（202）与壶盖（201）底面呈30度倾斜设置，所述凸面镜（202）为涂层防雾凸面镜，用于直接观察壶体（1）内部，所述壶盖（201）开启时，其底面与水平面夹角为60度。

4.根据权利要求2所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述连接线（9）与芯棒（2）连接处设置转换器（12），转换器（12）上端接入连接线（9），下端接入芯棒（2），中间设置螺纹螺母与夹子（9）活动连接，所述夹子（9）一侧设置沉孔与横杆（802）连接，上下贯穿设置螺纹孔与转换器（12）连接，另一侧设置若干圆孔和开口，开口接通圆孔，用于放入容器。

5.根据权利要求4所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述圆孔内壁及与开口处设置弹性材料（901），圆孔与容器接触面内侧间隔设置吸湿层（902），吸湿层（902）覆盖在弹性材料（901）上，所述夹子（9）具有多种不同规格圆孔，相同规格螺纹孔，用户根据容器直径大小选择夹子（9）规格。

6.根据权利要求4所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述壶体（1）底部设置温度检测计和压力检测计，所述智能插座（11）包括显示屏、升温按钮、降温按钮、控制模块、定时按钮和电源开关，所述控制模块包括定时器，用于设置恒温水浴时间，控制模块分别与显示屏、升温按钮、降温按钮、定时按钮、电源开关电性连接，控制模块通过控制芯棒（2）的电阻值的大小实现温度的控制。

7.根据权利要求6所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述芯棒（2）一端穿过壶盖（201）并与电热板电性连接，芯棒具有三种加热功率，分别为恒温功率、补偿功率和加热功率，所述压力检测计和温度检测计通过芯棒（2）和连接线（9）将信号传送至控制模块，分别用于检测壶体（1）内剩余水量和实际温度值。

8.根据权利要求6所述的一种自动控制温度的恒温水浴器，其特征在于：所述壶体（1）外侧还设置报警器，报警器包括蜂鸣器和闪光灯，报警器与控制模块电性连接，用于壶体（1）内水量不足时自动报警。

9.一种根据权利要求7所述的自动控制温度的恒温水浴器的控制方法，其特征在于：所述控制模块控制加热水沸腾及保持恒温的方法为，当设定温度值为100摄氏度或作为热水壶使用时，控制模块控制加热板加热至温度检测计检测水温为100摄氏度，之后，自动断开电热板电路，控制芯棒（2）通电处于恒温功率P0，当温度检测计检测水温低于100摄氏度时，控制模块控制芯棒（2）处于补偿功率P1，加热时间为t，t=C*M*(T-T0)/(P1*L1)，如果加热后实际温度值未达到设定温度值，则以当前温度检测计反馈的实际温度值重新计算加热时间，其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体（1）内水的质量，T为设定温度值，这里为100摄氏度，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L1为补偿功率下芯棒（2）加热能量转化为水温的效率。

10.一种根据权利要求7所述的自动控制温度的恒温水浴器的控制方法，其特征在于：所述控制模块加热设定值温度的方法为，控制模块控制芯棒（2）处于加热功率P3，加热时间为t1，t1=C*M*（T-T0）/（P3*L3），其中C为水的比热容，M为压力检测计反馈给控制模块的壶体（1）内水的质量，T为设定温度值，T0为温度检测计反馈给控制模块的实际温度值，L3为加热功率下芯棒（2）加热能量转化为水温的效率。

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