CN1381703A - 全自动智能化电水箱 - Google Patents

Abstract

本发明是一种全自动智能化电水箱,包括水箱体、水位、水温传感器,水压、水流开关及执行器件、电动流量调节阀、电磁阀、电加热器,主要特征是主、副分体式箱体及副水箱水汽一体化结构,电动三通阀巧妙连接主、副水箱出水口,在系统入水口后面装有过滤器、浊度传感器,经组合电磁阀连接一三通,此三通另两端分别连接主水箱溢流口及排污管,由微电脑智能控制检测水压、水位、控制排污、清洗、上水、加热、蒸汽等,是新型家用储水设备。

Description

全自动智能化电水箱

本发明涉及一种水箱，特别是涉及一种可以作为家用冷、热水供水中心的全自动智能化电水箱。

当前我国水资源不足的矛盾非常突出，我国人均水资源拥有量不足世界人均水资源量的四分之一。在我国六百余个城市中缺水的城市超过50％。缺水造成的直接后果就是城市自来水管网供水压力低，间断供水现象严重。而缺水的现象在我国还将长期持续，这样一来城市许多居民被迫贮存生活用水。纵观国内贮水容器生产企业，所生产的产品几乎清一色的是封闭式热水器，封闭式热水器的一大弊病是它是靠自来水管网压力工作的，当管网压力较低或无水时，即使热水器贮满水，也放不出水，无法充当家用供水中心的角色。

本发明的目的在于，为克服已有技术的不足，提供一种具有贮水功能的，不依赖外界水源压力，不受自来水间断供水限制的，兼有供热水、小洗、蒸汽等功能的全自动智能化控制的电水箱。

以下方式可实现本发明：

一种全自动智能化电水箱，包括箱体、保温层、电磁阀，箱体内安装有电加热器、水位传感器、温度传感器和水流开关，箱体分为主、副两体，主水箱体下方出水管依次连接水流开关、电动流量调节阀，淋浴喷头成串列状连接在水流开关上，主水箱内部安装有喷淋请洗管，该管呈环状，连接在主水箱进水管接头上，副箱体部分安装有副水箱，一个带有A端、B端和AB端的电动三通阀的A、B端分别连接在主水箱侧壁上的出水口和副水箱底部的出入水口，电动三通阀AB端连接浴室出水管，在水箱系统入水口后面还装有过滤器、压力开关、浊度传感器、组合电磁阀，组合电磁阀的一个口连接主水箱进水接头，第二个口连接一个三通的一个口，三通另两端分别连接主水箱溢水管及排污管，组合电磁阀第三口连接副水箱清洗接口，所述的水流传感器、温传感器、浊度传感器及水流开关、压力开关的输出信号端，都连接到微电脑微处理器的信号输入端，微处理器的输出信号端，经控制继电器分别连接到该电水箱执行器件电动三通阀、流量调节阀、电加热器和组合电磁阀上。

副水箱内的电加热器、水位传感器、温度传感器及副体内的水流开关、压力开关的输出信号端连接到微电脑微处理器的信号输入端，微处理器的控制信号输出端，经控制继电器连接到副水箱的电加热器、电动三通开关阀上。

本发明是一种敞开式贮水器，而且不受外部供水压力低和停水影响，在有自来水的地方都能使用；双层壳体强度高，多路供水接口设计使厨房等外部用水设备供水充足；本发明独创蒸汽发生器与副水箱一体化设计，即可使用热水又可使用同一箱体洗蒸汽浴；联接在浴室出水口上的外部用水设备可用来简单洗漱，还可联接妇洗器等设备；微电脑全自动控制的自动上水设计，只要自来水管路有0.02mpa以上水压，微电脑就可自动完成上水程序，实现主水箱的贮水功能；微电脑控制还可实现工作过程的温度、水位、加热时间的预置，污水水头排污自动控制、自动上水控制、定温加热控制、洗浴喷头流量控制、小洗控制、蒸汽发生控制、主、副水箱的自动清洗控制，浴室照明、风扇控制等自动控制，是家用贮水箱的更新换代产品，而且在显示控制板上的显示屏，把系统全部工作状态都直观醒目地显示出来，方便用户使用。

图1是本发明整体结构主视图；

图2是图1的左视图；

图3是微电脑控制原理框图；

图4是微电脑控制电原理图；

图5是显示控制板面板图。

实施例：

全自动智能化电水箱，为分体式结构，分为主水箱体和副水箱体，主水箱部分包括水箱内箱体1、水箱外壳体2、聚胺酯保温层3，箱体1内由联接法兰17安装电加热器16和温度传感器19。压力水位传感器18安装在箱体1底部。在箱体1底部经淋浴出水口13、水流开关22、电动流量调节阀4与沐浴喷头5相连。箱内还安有溢水管6、出水接头7、管壁带多孔的环状喷淋清洗管8、多路供水口11。进水软管14一端与管8连结，另一端连接到组合电磁阀36的36-1口。自来水经接头38、浊度传感器51、过滤器40、水压开关39、组合电磁阀36-1口，进水管14、喷淋清洗管8、进入主水箱，控制组合电磁阀36-1口的启闭，即可控制主水箱的进水。副体部分的安装板25上装有副水箱29，一个带有A端、B端和AB端的电动三通阀26的A、B端，分别连接在主水箱侧壁上的出水口和副水箱底部的出入水口，电动三通阀的AB端连接浴室出水管，在水箱系统入水口后面还装有过滤器40、压力开关39、浊度传感器51、组合电磁阀36，组合电磁阀36的一个口36-1，经进水软管14连接主水箱进水接头，第二个口36-2连接一个三通45的一个口，三通45另两端分别连接主水箱溢水管6及排污管50，组合电磁阀36第三口连接副水箱清水流开关49，浴室出水接头28连结水流开关。副水箱29位于安装板25上部，显示控制板37位于下部。清洗接口30、水管31位于副水箱29上部，插入副水箱29内的蒸汽输出管32，经聚氨酯保温套管34连接蒸汽接口33。组合电磁阀36连接水压开关39、过滤器40、浊度传感器51。副水箱29内还装有温度传感器41、浮子式水位传感器42、温度开关43、加热器47。副体内还装有微电脑板44、三通45、装饰外壳46、泄流管48、溢流排污接口50、连接法兰53、浴室可控外部电接口54。由于本产品结构是敞开式设计，依靠水箱自身的水位压力来工作，其部件间的位置和口径很重要。从主水箱部分来看，主水箱是按吊棚内暗装的要求设计的，因此其厚度受到严格的限制，设计厚度不超过400MM。在水箱内体1的内壁上，设有一个环形的喷淋清洗管8，在此环形管上按一定角度排列有若干喷孔，环型管距水箱内体顶部距离为50MM，由于喷孔是向下、向水箱内侧壁方向喷水，而且每股水柱喷在主水箱内壁上都有重叠，所以形成瀑布冲洗水箱内体，强力冲掉水箱内壁的水垢。加热器19安装在主水箱内体1的侧下部，离底部越近，其水箱水的温度梯度越小。水流开关22、电动流量调节阀4和喷头5都安装在主水箱底部内壳体1与外壳体2之间的保温层内，成串列式安装，并选用了大口径的部件，这组淋浴通道通径不小于15mm，保证了淋浴效果，最大流量可达10L/min。副水箱体29安装在浴室吊棚下方的墙壁上，用增强编织软管与主水箱联接。副水箱体的安装高度可根据个人的爱好而定，副水箱与浴室吊棚间可用装饰板遮挡。在副水箱体的安装板25上装有电动三通阀26，水流开关49。技术要求电动三通阀26-B口低于副水箱29出水口50MM。泄流管48与浴室出水联接管平行，因其是在有较大压差下导流，因此其位置关系不重要。安装板25的下部安装了自来水进入管路，其部件包括自来水接头38、浊度传感器51、过滤器40、压力开关39及组合电磁阀36，这些部件按结构图串列水平安装，在自来水压力下工作，其位置关系不重要。副水箱体的最下部有一封闭的空间，在此空间内安装有微电脑板44、显示控制板37。从微电脑板引出二条电缆54、55，其中54为浴室可控电接口，该接口引入浴室吊棚内固定，供接浴室取暖器、排风扇及洗浴照明灯用。55为电脑控制优先级大功率插座，此电缆引至厨房，供大功率厨房电器使用。

检测组件由温度传感器19、41，水位传感器18、42，水压开关39，水流开关22、49，浊度传感器51组成。检测组件的作用是向微电脑44传送水温、水位、水压、水流、水浊度信息，微电脑依据这些数据对系统进行智能化控制。执行组件由电动流量调节阀4、电动三通阀26、组合电磁阀36、加热器17、47组成，执行微电脑44发出的控制指令、打开或关闭相应的管路或调节流量，完成相应的功能。保护组件由温度开关20、43，漏电保护电源插头(图中未画出)、漏电保护电路组成。温度开关超温关断保护加热器16、47、起防干烧作用。漏电保护插头内置漏电保护器，当泄漏电流超过30ma时切断主电源。漏电保护电路设在微电脑板上，与漏电保护插头形成双重保护，确保人身安全。

工作过程如下：在显示控制板上设有参数预置区，能对本产品的水温、水位、加热起始时间、标准北京时间进行预置，当揿下确认键后预置参数即被微电脑记忆，微电脑将自动地按预置参数运行，控制执行器件达到预置的水温、水位、起始加热时间。达到预置参数设定值时，微电脑将自动关闭系统。揿动温度予置键后即可向微电脑输入数字信息，揿下高、低调节键，显示器中水温的数字栏开始变化，该数字变化的范围为0-80度，定格在需要的数值后揿下确认键，微电脑即将此予置参数记忆下来，将主水箱水温加热至予置温度(予置的温度只是主水箱的水温，副水箱水温是微电脑自动控温，无须予置)。揿动水位予置健后向微电脑输入水位予置信息，揿动高、低调节健，显示器中的水位标尺发生变化，该标尺变化的范围为0-30即0cm-30cm，定格在需要的数值后揿动确认健，微电脑将此参数记忆，上水时自动将水位控制在预置的水位高度。

当主水箱上水时揿动显示控制板上的注水键，向微电脑输入一个键值，微电脑44首先检测与P9接口连接器相接的水压开关39的状态，当水压开关39的状态为导通时，表明自来水压力超过0.02mpa，可以上水，微电脑发出指令，通过驱动芯片IC2向连接在P5接口的组合电磁阀36-1口供电，电磁阀36-1口打开，自来水经接头38、浊度传感器51、过滤器40、水压开关39、电磁阀36-1口、进水软管14、喷淋清洗管8进入主水箱，当进水达到预置水位时微电脑依据联接在微电脑板P6接线端子上的水位传感器18的频率参数将电磁阀36-1口关闭，结束上水。当水压开关39的状态为断开时，表明自来水停水或压力过低，达不到0.02mpa上水条件，此时微电脑处于等待状态，待自来水压力增高或来水时，微电脑自动转入上水程序，直至上水过程结束。上水过程中自来水由接口38进入，流经浊度传感器51，在浊度传感器51上产生模拟信号，经微电脑板P3接线端子进入数/模转换电路，微电脑根据数值确定是净水还是污水。当确认有污水流经水浊度传感器51时，微电脑发出指令，驱动芯片IC2通过微电脑板44上P5接口连接器向组合电磁阀36供电，打开电磁阀36-2口，污水水头经浊度传感器51、过滤器40、水压开关39、组合电磁阀36-2口、三通45B口、从45C口流出，经泄流管48从泄流排污口50排出。污水水头排放干净，浊度传感器51的信号增强达到一定数值时，微电脑判定水已变清向驱动芯片IC2发出指令，关闭P5连接器电源，电磁阀36-2关闭，完成排污过程。在执行上水程序过程中，一旦浊度传感器51检测到水头污水流过，微电脑则立即中断上水程序，转入水头排污程序，直至水质变清时自动上水。

揿动显示控制板功能选择区的恒温加热键，向微电脑输入一个键值，微电脑将控制继电器J1置于高电平、继电器吸合，其输出触点通过微电脑板44上P4接口连接器向加热器16供220V交流电源，主水箱水开始加热，当水被加热至予置温度时，微电脑根据温度传感器19的数据将加热器16关闭，低于予置温度2度时微电脑再次将J1控制端置于高点平，向加热器16供电，如此循环，使主水箱水温始终保持在设定温度的2度以内。

为满足节水洗浴和舒适洗浴的不同要求，本发明特别设计了喷头流量调节电动阀4，其控制原理如下：揿动显示控制板37上功能区内淋浴流量调节键，向微电脑输入一个键值，激活微电脑流量调节程序，这时就可掀动显控板37上的大、小调节键，微电脑44将发出连续电脉冲，通过专用驱动芯片来驱动电动调节阀电机。脉冲电源是通过电脑板上P4口联接器传送至电动调节阀4的。按住大键电脑连续发出正脉冲，流量加大，松开按键调整停止。按住小键微电脑连续发出负脉冲，电动调节阀反转，流量减小。在最大流量和最小流量位置装有微型限位开关，防止超行程。

小洗功能为家庭简单洗漱而设计，具有节水、节电、加温快速的特点。小洗功能由副水箱中的水来实现，副水箱水容量为5L、加热时间为3分钟，其控制原理如下：揿动显示控制板37上的小洗键，向微电脑输入一个键值，激活小洗控制程序，微电脑按程序要求自动工作。第一步给副水箱29注水，微电脑发出正脉冲信号，通过专用驱动芯片将脉冲信号放大，再通过微电脑板上P4口联接器将脉冲信号加载至电动三通阀26的驱动电机上。此时电动三通阀将转动至A-AB-B全通的位置。因AB端是电动三通阀的出水口，是联接外部用水的通道，由于外部用水设备龙头此时处于关闭状态，因此电动三通阀的AB端可看作是封闭的，所以主水箱的水经连接软管15、电流三通阀A口、从电动三通阀B口流出，经联接管27进入副水箱29。副水箱的水位传感器42在副水箱上水过程中不断地将水位模拟信号经微电脑板44上P9接口的联接器进入数模转换电路，经A/D转换后的数字信号进入微电脑进行处理。微电脑不断地将此信号与程序中固定的水位高度值进行比较，当副水箱水位达到程序设定值时，微电脑再次发出连续脉冲，经驱动芯片放大后经P4接口联接器加载至电动三通阀26驱动电机，使电动三通阀位置停在A-AB通的状态。接着程序的第二步开始工作，即给副水箱加热器供电。微电脑将控制继电器j2控制端置于高电平、控制继电器吸合，其触点通过P4口联接器向副水箱加热器47加载220V交流电源，副水箱水开始加热。水温传感器41将温度模拟信号经微电脑板P1口联接器传送至数模转换电路，经A/D转换后的数字信号进入微电脑44处理，微电脑将此参数与程序中固定温度值进行比较，当副水箱水温达到程序设定值时，微电脑44将控制继电器j2控制端置于低电平，控制继电器释放，加热器47断电，加热停止。同时微电脑发出脉冲，经驱动芯片放大经P4口联接器加载至电动三通阀26的驱动电机，使电动三通阀位置转向B-AB通状态，同时发出音响信号，提示可以使用，这时只要打开外部用水设备的龙头，就可以使用5L适宜温度的热水。小洗热水的流通路线如下：副水箱29→联接管27→电动三通阀B端→电动三通阀AB端→联接管35→水流开关49→浴室出水接头28→外部用水设备。水流开关49在小洗状态时不起作用，在使用主水箱水的状态下，水流开关49起出水断电的作用，打开联接在浴室出水口上的外部用水设备龙头、水流开关49将发出开关量信号，经微电脑板44上P9接口联接器传至微电脑，微电脑接此信号将控制继电器J1关闭，使加热器16断电，以达到出水断电的安全目的，关闭外部用水设备的龙头、微电脑44将自动恢复加热器16的供电。小洗程序的结束有两种情况，一是当副水箱29的水用尽时，水位传感器42-1的开关量信号经微电脑P9接口联接器传送至微电脑44，微电脑结束小洗程序；二是副水箱29的水未用尽，微电脑延时20分钟将小洗程序关闭。

美容洗面水控制原理

本发明具有提供连续交替冷热水功能，用连续交替冷热水洗面具有美容的效果，其控制原理如下：掀动显示控制板37美容水键，其键值输入微电脑44，激活美容水程序，微电脑即按前述给副水箱注水、加温。当温度达到适宜时微电脑44发出提示音响，这时如打开连接在浴室出水口28上的外部用水设备龙头，水流经水流开关49，此开关量信号经微电脑板上P9口联接器输入至微电脑，微电脑即发出连续正、负脉冲，每组脉冲间隔三秒，经驱动芯片放大后，通过P4接口联接器加载至电动三通阀26电动机，程序控制三通阀26电动机正转或反转，使电动三通阀26状态在A-AB通、B-AB通之间进行转换，在两个位置定位三秒钟，这样冷水就从主水箱→联接软管15→电动三通阀26→A口→电动三通阀26AB口→联接管35→水流开关49→浴室出水接头28→外部用水设备龙头流出，持续三秒后，微电脑发出负脉冲，控制电动三通阀26，使电动三通阀26的状态调整至B-AB通，这样电动三通阀A端被关闭，主水箱冷水通路被切断，副水箱热水从副水箱29流出，流经路线为副水箱29→联接管27→电动三通阀26-B口→电动三通阀26-AB口→联接管35→水流开关49→浴室出水接头28→外部用水设备龙头流出。电动三通阀26在B-AB通位置停留三秒钟后，在微电脑控制下电动三通阀26又转向A-AB通状态，循环往复，直至副水箱29水用尽，副水箱水位传感器42的数据值降到程序中最低水位数据值时，微电脑将电动三通阀26的状态调整至A-AB通的初始状态，美容水程序结束。

副水箱一箱两用，即水汽两用，在作为蒸汽发生器使用时其控制原理如下：揿动显示控制板37上的蒸汽键，向微电脑输入开关量信号，激活蒸汽发生程序。程序控制第一步给副水箱注水，其控制过程和小洗注水过程基本相同，只是程序中设置的水位高度数据不一致。当充水至高出副水箱时加热器47顶部10mm时，微电脑44发出电脉冲，经驱动芯片放大通过微电脑P4接口联接器加载至电动三通阀26的电动机上，将注水时电动三通阀的A-B-AB通状态调整至A-AB状态，B端被关闭充水结束。接下来程序给加热器47加电，微电脑44将控制继电器J2控制端置于高电平、继电器吸合，其电源输出触点经微电脑板上P4接口联接器给加热器47加载220V交流电压，副水箱开始加温，约3-5分钟，副水箱水即达到沸腾状态，蒸汽经联接管32→蒸汽接头33→外部蒸汽喷口喷出。随着水分的蒸发，副水箱29中水位将下降，当水位降至安全最低水位时，水位传感器42通过微电脑板44上的P9接口联接器向微电脑44输入一个开关量信号，微电脑接此信号按程序要求发出电脉冲，经驱动芯片放大，从P4接口联接器加载至电动三通阀26的驱动电机，将电动三通阀26的位置调整到A-AB-B通的状态，通过主水箱及其管路给副水箱29补水，补水至设计高度后，微电脑44依据水位传感器42水位数据，将电动三通阀26调整至A-AB通状态，周而复始连续不断地进行。蒸汽功能键为双功能键，当要结束蒸汽使用时，只要再次按下此键，微电脑将控制继电器J2输入端置于低电平，控制继电器释放、加热器47电源被切断，同时将电动三通阀26固定于A-AB通状态，供汽过程结束。

已有的封闭式热水器采用高位取水，依靠低位的冷水将高位的热水顶出，因此水垢及沉淀物易附着在内胆的胆壁及胆底，虽然采用了镁棒技术，但还会产生沉淀和水垢。本发明在设计中采用了清洗技术，能有效地清洗内箱体的水垢和沉淀物，其原理和控制如下：主水箱的清洗有两种方法，即日常清洗和彻底清洗。日常清洗在平时给主水箱上水时附带进行，无需特别操作。上水时自来水经连接软管14进入主水箱内的喷淋清洗管8，喷淋清洗管8为环状，管壁按一定角度均匀布有喷射孔，自来水经这些喷射孔喷射进水箱，喷射孔射流的方向是箱壁，由于喷淋清洗管呈环型，自来水经喷射孔在水箱上水过程中强力冲刷主水箱内箱体1的内壁。由于水的结垢是一种缓慢的、积累的过程，所以每一次上水及使用所结水垢比较松散与箱体附着力较低，经喷淋清洗管的强力冲刷很容易地将这些污物冲刷至箱底，由于淋浴口13、出水接口7及多路供水接口11均高出箱底，因此不影响净水的使用。彻底清洗的目地是将内箱体底部的沉淀物彻底排出，所以本产品特别设计了清洗程序。首先打开联接在浴室出水口上外部用水设备龙头，排出主水箱水。掀动显示控制板功能选择区内的水箱清洗键，其键值被输入微电脑44，微电脑发出电脉冲送至驱动芯片放大，经P4接口联接器给电动三通阀26加载电泳冲，将电动三通阀26凋整至B-AB通状态，主水箱联接软管15的水在电动三通阀26A端被关闭。之后微电脑向驱动芯片IC2发出指令通过P5接口联接器向电磁阀36-1口供电，电磁阀36-1口打开，自来水经电磁阀36-1口，联接软管14，喷淋清洗管8喷射进入主水箱，造成沉渣泛起，水位传感器18时时通过P6接口联接器向微电脑44传入水位数据，微电脑将此水位数据与清洗程序规定的水位数据相比较，当传感器数据与程序中水位数据相符合时，微电脑发出指令，驱动芯片IC2停止向连接在P5接口连接器上的电磁阀36供电，36-1口失电，上水清洗停止。之后微电脑44发出电脉冲送至驱动芯片放大，经P4接口联接器加载至电动三通阀26，将电动三通阀26调整至A-AB通状态，由于联接至浴室出水口28上的外部用水设备龙头已打开，主水箱内混浊污水将从主水箱-联接软管15、电动三通阀26A口→AB口→水流开关49→浴室出水口→外部用水设备龙头排出。当主水箱水排净时，微电脑依据水位传感器18数据，重新将电动三通阀26调整至B-AB通状态，重复上水、喷淋、排放程序，反复三次，最后将电动三通阀调整至A-AB通初始状态，主水箱清洗结束。

主水箱清洗程序结束后，清洗程序转入副水箱29清洗程序。微电脑首先向驱动芯片IC2发出指令，IC2通过P5接口联接器向电磁阀36-3口供电，电磁阀36-3口打开，自来水通过电磁阀36-3口、水管31、副水箱清洗口30进入副水箱，利用副水箱接口30的喷嘴冲刷副水箱内壁。微电脑44控制喷射时间，延时喷淋后微电脑44指令控制IC2，关闭电磁阀36电源，电磁阀36-3口关闭，进水喷淋停止。此时微电脑发出电脉冲，经驱动放大，从P5接口联接器加载至电动三通阀26，将电动三通阀26转为B-AB通状态，清洗后的浊水将从副水箱29→联接管27→电动三通阀B口→AB口→联接管35→水流开关49→浴室出水接口28→外部用水设备龙头排出。副水箱水排尽后(依据水位传感器42数据)微电脑将重新将电动三通阀状态调整至A-AB通状态，并重复上水喷淋、清洗、排放程序，如此反复三次，完成副水箱的清洗，最后微电脑44将电动三通阀26调整至A-AB通初始状态，整个清洗水箱程序结束。

浴室照明原理：

本发明设有浴室照明及风扇控制电接口54，只要将洗浴照明灯和浴室排风扇接入相应的端子即可由显示控制板37集中控制。掀揿动显示控制板37上的照明键，向微电脑输入一个键值，微电脑将控制继电器J6置于高电平，控制继电器吸合，其输出端触头向连接在线路板端子上的可控电接口电缆加载220V交流电源，使接在可控电接口端子盒中的洗浴照明灯点亮，此控制电路具有延时熄灭功能，再次掀动显示控制板37上的照明/关闭双功能键，微电脑将延时10秒钟后，将控制继电器j6输入端置于低电平，其输出触点释放，关闭洗浴照明灯。

排风扇控制原理与洗浴照明灯相同，其控制继电器为J5，此控制电路不具延时功能，揿动显控板37风扇控制键风扇启动，再揿动一次风扇控制键风扇关闭。

语音报警电路为身体虚弱者所设，如在洗浴、蒸汽浴过程中，身体突然出现不适，可揿动此键，此键值被输入微电脑，立即驱动语音报警电路，发出报警语音声响，提示他人救助。显控板37上语音呼唤报警键是双功能键，按一下报警，再按一下警报解除。

在显示控制板37上设计有大屏幕液晶显示屏。系统的全部工作状态都醒目直观地显现出来，显示方式即有图形也有文字，包括当前状态、水位、水温、时间等信息。此显示屏也给予置参数提供了直观的显示。

电水箱微电脑控制原理：

微电脑主要由六个部分组成，IC1、IC9、晶振及电容C1、C2构成单片机最小系统[一]，IC4A、IC4B、IC4C及部分阻容元件构成模拟量输入部分[二]，IC7D、IC7E及二极管、电阻构成水箱水位检测电路[三]，IC2、IC3、IC4、IC6、IC7A、IC7B、IC7C、IC7F及继电器J1、J2、J3、J4、J5、J6构成控制输出部分[四]，B2、R10、D5、T2、R13、P7构成后备电池部分[五]，B1、V1及部分电容构成直流电源部分[六]。

ICI和IC9组成的单片机最小系统[一]接受其它部分送来的状态和控制信号，并按预定的要求作出相应的控制。

部分[二]中IC4A为电压比较器LM339，插座P1接电阻式温度传感器。通过电阻R1、R2的分压，在比较器IC4A的正输入端形成一个稳定的参考电位。IC4A负输入端与IC1的第32脚相连，IC1的第32脚是集电极开路输出。由IC4A、R1、R2、C7、C6及接线端P1上接的电阻式传感器组成的电路可测接线端P1上接的电阻的阻值。首先使IC1的第32脚为低电平，电容C6充分放电，然后使IC1的第32脚呈高阻态，由电源VCC经接线端P1上接的电阻式传感器给电容C6充电，使IC4A负端电位升高，当负端电位高于正端电位时，比较器输出端发生由高电平到低电平的跳变。通过由IC1记录C6由充电到使IC4A输出端发生跳变的时间即可知道接线端P1上接的电阻式传感器的阻值，从而完成A/D转换。以IC4B、IC4C为比较器的两路电路的工作原理与前述的以IC4A为比较器的电路的工作原理同。

部分[三]中P6是水位传感器接口，此部分电路可在IC7E输出端送给微处理器IC1一个频率和水位高度有关的脉冲信号。

第[四]部分的IC5为双二/四译码器，IC6、IC7为倒向器，它们把IC1的输出信号译码倒向后送给驱动器件IC2和IC3，由此驱动控制加热、浴霸、风扇和照明的继电器，进水、泻水头的电磁阀以及带动调节阀门的步进电机。

部分[五]是以7805为稳压芯片的线性稳压电源。

第[六]部分是后备电池电路，当接线端子P7接通时直流电源VCC通过D5、R10给3.6V电池充电，同时通过D5给需要后备电池的电路供电。停电时，VCC电压消失，后备电池的电压使三极管T2饱和导通，后备电池开始供电。

微电脑电路原理：

一、开关量输入电路

由接线端子P9与IC1的第1、2、3、4、13、35、36、37、38、39脚及排电阻RP1组成，其中P9的第1、12脚为地线输出，第2、3、4、5脚与地线一起构成副水箱4段水位开关量输入电路(接系统结构图中序号42所指“水位传感器”)，第6脚与地线构成水流开关输入电路(接系统结构图中序号22所指“水流开关”)，第7脚与地线构成电动三通阀开输入信号电路(接系统结构图中序号26所指“电动三通阀”所输出)，第8脚与地线构成电动三通阀关输入信号电路(接系统结构图中序号26所指“电动三通阀”所输出)，第9脚与地线构成电动流量调节阀开输入信号电路(接系统结构图中序号4所指“电动流量调节阀”所输出)，第10脚与地线构成电动流量调节阀关输入信号电路(接系统结构图中序号4所指“电动流量调节阀”所输出)，第12脚与地线构成水压开关输入信号(接系统结构图中序号39所指“水压开关”)。

二、主水箱水位测量电路

由二极管D1、D2、D3、D4，电阻R6、R8、R9，电容C12、E3，集成电路IC7D、IC7E，接线端子P6，微控制器IC1第14脚构成主水箱水位测量电路(P6接系统结构图中序号18所指“水位传感器”)。

三、模拟量输入电路

由电阻R1、R2，电容C6、C7，集成电路IC4A，接线端子P1，微控制器IC1第12、32脚构成主水箱温度测量电路(P1接系统结构图中序号19所指“温度传感器”)，由电阻R3、R4，电容C8、C9，集成电路IC4B，接线端子P2，微控制器IC1第12、33脚构成副水箱温度测量电路(P2接系统结构图中序号41所指“温度传感器”)，由电阻R5、R7，电容C10、C11，集成电路IC4C，接线端子P3，微控制器IC1第12、34脚构成自来水浊度测量电路(P3接系统结构图中序号51所指“浊度传感器”)。

四、开关量输出电路

接线端子P5第1脚为+12V电源，第2脚为地。接线端子P4第1脚接火线，第2脚为火线经保险管输出端，第3脚空闲。由集成电路IC1第5、6脚，集成电路IC5A，集成电路IC2第1、2、3、4、18、17、16、15脚，接线端子P5第3、4、5、6脚与+12V电源构成电动三通阀驱动电路(P5第3、4、5、6脚与+12V电源接系统结构图中序号26所指“电动三通阀”驱动端)。由集成电路IC1第7、8脚，集成电路IC5B，集成电路IC2第5、6、7、8、14、13、12、11脚，接线端子P5第7、8、9、10脚与+12V电源构成电动流量调节阀驱动电路(P5第7、8、9、10脚与+12V电源接系统结构图中序号4所指“电动流量调节阀”驱动端)。集成电路IC1第21脚，集成电路IC6A，集成电路IC3第1、18脚，接线端子P5第11脚与+12V电源构成主水箱进水电磁阀驱动电路(P5第11脚与+12V电源接系统结构图中序号36-1所指“电磁阀”驱动端)。集成电路IC1第22脚，集成电路IC6B，集成电路IC3第2、17脚，接线端子P5第12脚与+12V电源构成副水箱进水电磁阀驱动电路(P5第12脚与+12V电源接系统结构图中序号36-3所指“电磁阀”驱动端)。由集成电路IC1第23脚，集成电路IC6C，集成电路IC3第3、16脚，接线端子P5第13脚与+12V电源构成水头排污电磁阀驱动电路(P5第13脚与+12V电源接系统结构图中序号36-2所指“电磁阀”驱动端)。由集成电路IC1第24脚，集成电路IC6D，集成电路IC3第4、15脚，继电器J1常开接点，接线端子P4第2、4脚构成主水箱加热器控制电路(P4第2、4脚接系统结构图中序号16所指“水电隔离加热器”)。由集成电路IC1第25脚，集成电路IC6E，集成电路IC3第5、14脚，继电器J2常开接点，接线端子P4第2、5脚构成副水箱加热器控制电路(P4第2、5脚接系统结构图中序号47所指“加热器”)。由集成电路IC1第26脚，集成电路IC6F，集成电路IC3第6、13脚，继电器J3常开接点，接线端子P4第2、6脚构成浴霸1控制电路(P4第2、6脚接系统结构图中序号54所指“可控外部设备电接口”)。由集成电路IC1第27脚，集成电路IC7A，集成电路IC3第7、12脚，继电器J4常开接点，接线端子P4第2、7脚构成浴霸2控制电路(P4第2、7脚接系统结构图中序号54所指“可控外部设备电接口”)。由集成电路IC1第28脚，集成电路IC7B，集成电路IC3第8、11脚，继电器J5常开接点，接线端子P4第2、8脚构成浴室照明灯控制电路(P4第2、8脚接系统结构图中序号54所指“可控外部设备电接口”)。由集成电路IC1第17脚，集成电路IC7F，电阻R12，三极管T1，继电器J6常开接点，接线端子P4第2、9脚构成浴室风扇控制电路(P4第2、9脚接系统结构图中序号54所指“可控外部设备电接口”)。

五、键盘显示接口

由接线端子P8与微控制器IC1第10、11、15、16、及+5V电源VCC地线GND构成键盘显示接线电路，P8接系统结构图中序号37所指“控制显示板”。

  软件流程：

一、主程序流程

①系统初始化；

②键盘扫描；

③有键按下则转入相应处理，完成后转至④处；

④A/D转换；

⑤水位及其它开关量读入；

⑥按控制要求调整开关量输出；

⑦显示；

⑧转至②处；

二、辅助程序流程图

1、记时程序(可由中断方法实现)；

①在主程序中将记时器初始化；

②以秒为能显示的最小记时单位，每分钟60秒，每小时60分钟的进位方法记时；

2、电源监测程序(可由中断方法实现)；

①电源正常时，一切程序正常执行；

②电源断电，使用后备电池供电时，只给微处理器和液晶显示及温度、水位检测

电路供电，且使微处理器处于休眠状态。此时微处理器可定时唤醒或电源正常

唤醒，定时唤醒时，程序只执行1个循环，随后再进入休眠状态；电源正常唤醒

时，一切程序正常执行，即进入正常状态。

三、控制要求

1、清洗主水箱

①由键盘按键转入，在水压开关检测到自来水有水且主水箱中没有超过30升的温度高于37℃的温水的情况下进行；

②主水箱中有水时，使电动三通阀转至主水箱出水位置，将主水箱中水放净，若没水，直接进入过程③；

③打开主水箱进水阀，由主水箱进水管向水箱中喷入3厘米高水位的清水；

④使电动三通阀转至主水箱出水位置，将主水箱中水放净；

⑤重复④⑤三次，然后转至⑥；

⑥结束。

2、清洗副水箱

①由键盘按键转入，在水压开关检测到自来水有水的情况下进行；

②副水箱中有水时，使电动三通阀转至副水箱出水位置，将副水箱中水放净，若没水，直接进入过程③；

③打开副水箱进水阀，由副水箱进水管向水箱中喷入3厘米高水位的清水；

④使电动三通阀转至副水箱出水位置，将副水箱中水放净；

⑤重复④⑤三次，然后转至⑥；

⑥结束。

3、主水箱进水

①由键盘按键或用户设置的进水时间到转入，在水压开关检测到自来水有水且主水箱中水位不超过用户设置高度的情况下进行；

②打开主水箱进水阀，由主水箱进水管向主水箱中注入清水，水位达到用户设置高度时，关闭主水箱进水阀，停止进水。

4、主水箱加热

①由键盘按键转入或用户设置的加热时间到转入，在主水箱中水的温度低于用户设置温度、没有进行小洗加热或蒸汽加热或打开浴室取暖设备且主水箱中的水位不低于主水箱中加热器高度的情况下进行。按定时加热键转入过程②，按定温加热键转入过程④，按恒温加热键转入过程⑥；

②用户设置的加热时间到，驱动主水箱加热继电器，使主水箱加热器通电；

③主水箱水温达到用户设置温度(加热过程中出现自来水停水，且设置温度高于45℃时，按设置温度为45℃处理)后释放主水箱加热继电器，使主水箱加热器断电，此过程结束；

④驱动主水箱加热继电器，使主水箱加热器通电；

⑤转至过程③；

⑥驱动主水箱加热继电器，使主水箱加热器通电；

⑦主水箱水温达到用户设置温度后释放主水箱加热继电器，使主水箱加热器断电；

⑧主水箱水温低于用户设置温度后转至过程⑤。

5、小洗

①由键盘按小洗键转入，在主水箱有水或副水箱中有水，或水压开关检测到自来水有水，没有进行主水箱加热、使用浴室取暖设备且主、副水箱中水的温度低于50℃的情况下进水位置，驱动副水箱加热继电器，使副水箱加热器通电；

④副水箱内水温达到45℃后，释放副水箱加热继电器，使副水箱加热器断电，使电动三通阀处于副水箱出水位置；

⑤副水箱中水放净或等待5分钟以后，使电动三通阀处于主水箱出水位置，此过程结束。

6、蒸汽

①由键盘按小洗键转入，在主水箱或副水箱中有水，或水压开关检测到自来水有水、且没有进行主水箱加热、使用浴室取暖设备、非小洗状态的情况下进行。

②主水箱中有水时，使电动三通阀处于三通位置，由主水箱向副水箱注水。主水箱中无水时打开副水箱进水电磁阀，由自来水管道直接向副水箱注水

③副水箱中水位高于加热器时，驱动副水箱加热继电器，使副水箱加热器通电，否则，释放副水箱加热继电器，使副水箱加热器断电。副水箱中水位高于上方1厘米位置时，使电动三通阀处于主水箱放水位置。

④副水箱中水位低于加热器上方1厘米位置时，转至过程②

7、美容水

①由键盘按美容水键转入，在主水箱有水或副水箱中有水，或水压开关检测到自来水有水，没有进行主水箱加热、使用浴室取暖设备且主、副水箱中水的温度低于50℃的情况下进行；

②主水箱中有水时，使电动三通阀处于三通位置，由主水箱向副水箱注水。主水箱中无水时打开副水箱进水电磁阀，由自来水管道直接向副水箱注水；

③副水箱注满水后关闭进水通道，使电动三通阀处于主水箱出水位置，驱动副水箱加热继电器，使副水箱加热器通电；

④副水箱内水温达到45℃后，释放副水箱加热继电器，使副水箱加热器断电；

⑤使电动三通阀交替处于主、副水箱出水位置，直到复按美容水键或主、副水箱中水放净，使电动三通阀交替处于主水箱出水位置。

8、混水

①由键盘按小混水键转入，在主水箱中水高于用户设置温度，且水压开关检测到自来水有水的情况下进行；

②打开主水箱进水电磁阀，由自来水管道向主水箱注清水；

③当主水箱中水温达到或低于用户设置温度或主水箱水满时，关闭主水箱进水电磁阀，停止混水。

9、喷淋出水调节

按水流增大或减少键，使驱动电机向正或反两个方向运转，从而带动调节阀开或闭，以此实现喷淋处热水出水流量的调节。

10、设置

对时、加热时间及温度设置由面板键盘操作来完成，设置的数据存放在非易失性存储器中，掉电之后依然能够保存。

11、水头排污

所有操作中，凡涉及向主水箱或副水箱中进水的操作，一旦发现有水垢或污物，立即关闭打开的进水电磁阀，开启水头排污电磁阀，通过溢流排污管泄掉污水。

12、开启附属电器

通过面板按键操作可开启两个浴室取暖设备，一个照明灯和风扇。开启浴室取暖设备时，必须在没有主水箱加热和小洗或蒸汽加热的情况下进行。

能完成上述功能的软件有多种编法，硬件方案也有很多，使用不同的微控制器还会有不同的软硬件搭配方案，本说明书中所给的只是一种特定方案。

Claims (6)

1、一种全自动智能化电水箱，包括箱体、保温层、电磁阀，箱体安装有电加热器、水位传感器、温度传感器和水流开关，其特征是：箱体分为主、副两体，主水箱体下方出水管连接水流开关。电动流量调节阀，淋浴喷头成串列状连接在水流开关上，主水箱内部安装有喷淋请洗管，该管呈环状，连接在主水箱进水管接头上，副箱体部分安装有副水箱，一个带有A端、B端和AB端的电动三通阀的A、B端分别连接在主水箱侧壁上的出水口和副水箱底部的出水口，电动三通阀AB端连接浴室出水管，在副水箱系统入水口后面还装有过滤器、压力开关、浊度传感器、组合电磁阀，组合电磁阀的一个口连接主水箱进水接头，第二个口连接一个三通的一个口，三通另两端分别连接主水箱溢水管及排污管，组合电磁阀第三口连接副水箱清洗接口，所述的水流传感器、温传感器、浊度传感器及水流开关、压力开关的输出信号端，都连接到微电脑微处理器的信号输入端，微处理器的输出信号端，经控制继电器或驱动电路分别连接到该电水箱执行器件电动三通阀、流量调节阀、电加热器和组合电磁阀上。

2、根据权利要求1所述的全自动智能化电水箱，其特征是：主水箱经电动三通阀连接到副水箱的入水口，三通阀的第三端经一个水流开关连接到外部用水器的开关上，副水箱内的电加热器、水位传感器、温度传感器及水流开关的输出信号端连接到微电脑微处理器的信号输入端，微处理器的控制信号输出端，经控制继电器或驱动电路连接到副水箱电加热器和电动三通阀。

3、根据权利要求2所述的全自动智能化电水箱，其特征是：在副水箱上还设有蒸汽输出管，联接到蒸器输出接口。

4、根据权利要求2所述的全自动智能化电水箱，其特征是：在副水箱上部还设有喷嘴式水箱清洗管。

5、根据权利要求1所述的全自动智能化电水箱，其特征是：所述的微电脑由五个部分组成，第一部分微处理器接收其它部分送来的状态信号和发出控制信号；第二部分是比较和A/D转换部分，该部分输出端连接微处理器输入端，微处理器输出进入第三部分译码驱动电路，驱动进水、排污，主、副水箱加热、浴霸、照明等控制电路动作，第四部分入端是水位传感器接口，其输出端连接微处理器输入端，给微处理器提供一个频率和水位高度有关的脉冲信号，第五部分是稳压电源，给微电脑提供工作电压。

6、根据权利要求1所述的全自动智能化电水箱，其特征是：微电脑还设有后备电池电路，它由三极管、二极管、充电电池和一个接线端子组成。

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