CN201302224Y - 一种单片机智能控制电热袋 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单片机智能控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体内存储有液体，电加热体沉浸入液体内，所述袋体上设置有可控硅和单片机，可控硅串接在电加热体与单片机之间，单片机通过控制可控硅导通角而控制电加热体工作，袋体内腔还设置有温度传感器，单片机与温度传感器电连接。该实用新型的电热袋具有结构简单、合理，温控精确度高、安全，复位可由人们操控，并具有功能扩展、人性化操控的优点。

Description

一种单片机智能控制电热袋

技术领域

本实用新型涉及电热取暖袋技术领域，尤其是一种适用于袋内存储有导热液体的单片机智能控制电热袋。

背景技术

现有的电热取暖袋，其结构一般包括有袋体及其电加热体，袋体内存储有液体，电加热体沉浸入液体内。为了防止袋体内的电加热体干烧，电加热体表面上固定有温控器，温控器串联在袋体的加热电路上。工作时，利用温控器感应电加热体的发热温度，当电加热体的表面温度达到温控器设定值时，温控器会断开使整个加热电路断电，停止加热，以实现一定的防干烧作用。但是，上述结构的电热取暖袋，存在以下不足之处：(1)、温控器内的触头断电保护，属机械性质的开关，明显地，机械式开关的断电和复位，其温控的精确度在正负3度以上，因此，其温控精度不高；再者，机械式开关经过长时间多次动作，会存在很严重的金属疲劳，导致温控器温控不准确，甚至失效，以致电暖袋存在安全隐患；更有的是，温控器要复位，受其机械特性影响，需要一段时间后才能完全复位，给使用带来很大的不便；(2)、作为温控开关的温控器，不具备功能扩展的作用；例如：由于温控器设定的温控参数不能修改，因此，现有的电热袋不能设定为多档位控温。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的种种不足，而提供一种结构简单、合理，温控精确度高、安全，复位可由人们操控，并具有功能扩展、人性化操控的单片机智能控制电热袋。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种单片机智能控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体内存储有液体，电加热体沉浸入液体内，所述袋体上设置有可控硅和单片机，可控硅串接在电加热体与单片机之间，单片机通过控制可控硅导通角而控制电加热体工作，袋体内腔还设置有温度传感器，单片机与温度传感器电连接。该实用新型的电热袋，通过在袋体上设置可控硅和单片机，以及在袋腔内安装有温度传感器，工作时，温度传感器及时地采集袋体内的温度信息，并将相关信息传送至单片机，由单片机实时控制可控硅导通角，而控制电加热体工作；由于袋体内采用精确度较高的温度传感器监测袋体内腔温度，并通过单片机控制可控硅，从而提高了电热袋控温的精确度；再者，温度传感器配合单片机，可以检测温度上升斜率即：检测单位时间温升的速度，上升斜率过高判定干烧，若上升斜率过低为防爆装置保护和电路故障，当检测到故障时，可以通过附加提示设备如：发光二极管闪烁来提示用户，除提高其使用的安全性外，还可实时地、直观地给人们显示袋体加热状况；另，感温探头作为实时监测袋体内腔温度，并将相关数据及时传递至具有可编程特性的单片机，人们通过修改单片机参数，使控温断电保护及时复位，实现复位的人性化操控；更有的是，单片机还可配合其它功能设备；如：多档位控温等，以扩展其功能作用，满足不同的使用要求。

本实用新型还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的实施，所述温度传感器是NTC热敏电阻，温度传感器通过导线吊挂在袋体内腔，当袋体受热膨胀，袋壁鼓起并拉动导线，使袋体内腔的温度传感器离开液面，此时，单片机根据温度传感器传送的数据，对比设定的参数判定，控制可控硅导通角，而使加热电路通断，以实现防爆的效果；或温度传感器直接固定在电加热体上，工作时，当电加热体温度过高，单片机判定干烧；当袋体受热膨胀，袋壁鼓起并拉动电加热体导线，使袋体内腔的电加热体离开液面，此时，单片机根据温度传感器传送的数据，对比设定的参数判定，判定防爆装置保护和电路故障，而控制可控硅导通角。

作为更优先的方案，所述电加热体的外表面上开有容置凹槽，温度传感器置于容置凹槽内并紧贴凹槽的壁部，以便温度传感器能更好地接触电加热体外表面，以使温度传感器的温度监测更趋准确。

所述电加热体是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温度传感器固定在导热壳体表面上；当然，电加热体还可以是其它加热体，如：电热丝等。

所述电加热体是双螺旋电热线，双螺旋电热线由最内层至最外层分别包括芯轴、内层PTC螺旋电阻丝、NTC热敏层、外层螺旋电阻丝和外绝缘层，温度传感器固定在双螺旋电热线的外绝缘层表面。该结构的双螺旋电热线，其芯轴起固定内层PTC螺旋电阻丝作用；内层PTC螺旋电阻丝具有PTC特性，即：PTC正温度系数，温度越高其电阻率越大，能够实时输出随温度变化的信号；NTC热敏层具有NTC特性，即：NTC负温度系数，温度越高其电阻率越小，同样能够实时输出随温度变化的信号；外层螺旋电阻丝主要作用是发热功能；而外绝缘层主要是电绝缘作用。在袋体内设置双螺旋电热线作为电加热元件，其抗弯曲强度很高，不易受压形变；再者，双螺旋电热线可实现袋体全线控温的效果，有利于其整体受热均衡，因此，在双螺旋电热线的外绝缘层表面上固定感温探头，能使感温探头对双螺旋电热线的温度监测更趋准确。具有PTC和NTC特性的双螺旋电热线，利用其传感特性，配以电子控制线路，再配以可控硅，随着袋内温度改变，控制可控硅导通角大小，进而自动反馈控制电热线电流大小，由于双螺旋电热线全线路均具有传感特性，因此，达到全线路控温的效果。

为方便人们能够及时地、直观地观看袋体加热状况，可以在袋体上还设置有可显示工作状态的发光二极管，发光二极管与单片机电连接。

作为单片机的具体位置固定，单片机可以固定在袋体外壁的表面，或袋体的电插座，或袋体的电插头上。

所述袋体上还设有液晶显示屏，液晶显示屏通过信号线与单片机电连接，以方便用户直观监测袋体的加热情况。

所述单片机上设有IC芯片，IC芯片分别连接有开关档位和蜂鸣器；电热袋可以根据用户需要选择自己需要的温度点开关档位，由开关档位向IC发出各种指令；另，当加热到温度设定点时，蜂鸣器发出鸣叫信号，以提示用户拨掉电源。为了向各电子配件提供所需要的电压，所述袋体上还设置有限流降压、稳压电路，限流降压、稳压电路的输出端分别连接IC芯片、蜂鸣器、温度传感器和液晶显示器；这里的电压可以是直流5V。

所述可控硅可以由继电器和三极管的组合代替。

本实用新型的有益效果是：

(1)、本实用新型的电热袋，通过在袋体上设置可控硅和单片机，以及在袋腔内安装有温度传感器，工作时，温度传感器及时地采集袋体内的温度信息，并将相关信息传送至单片机，由单片机实时控制可控硅导通角，而控制电加热体工作；由于袋体内采用精确度较高的温度传感器监测袋体内腔温度，并通过单片机控制可控硅，从而提高了电热袋控温的精确度；再者，温度传感器配合单片机，可以检测温度上升斜率即：检测单位时间温升的速度，上升斜率过高判定干烧，若上升斜率过低为防爆装置保护和电路故障，当检测到故障时，可以通过附加提示设备如：发光二极管闪烁来提示用户，除提高其使用的安全性外，还可实时地、直观地给人们显示袋体加热状况；另，感温探头作为实时监测袋体内腔温度，并将相关数据及时传递至具有可编程特性的单片机，人们通过修改单片机参数，使控温断电保护及时复位，实现复位的人性化操控；更有的是，单片机还可配合其它功能设备；如：多档位控温等，以扩展其功能作用，满足不同的使用要求，实现智能控制的效果；

(2)、本实用新型的电热袋，仅通过在袋体上设置单片机和可控硅，以及在袋腔内安装有温度传感器，即可实现本实用新型的目的，其具有结构简单、合理的优点；

(3)、本实用新型电热袋上增设的单片机、可控硅和温度传感器，可应用的电加热体为电热管加热体或双螺旋电热线上，能使温度传感器，即感温探头对电热管加热体或双螺旋电热线的温度监测更趋准确，袋体使用更安全。

附图说明

图1是实用新型的单片机智能控制电热袋的结构示意图；

图2是图1的另一实施例示意图；

图3是本实用新型电热袋上的电加热体为双螺旋电热线的实施例示意图；

图4是图3中双螺旋电热线的立体剖视图；

图5是本实用新型电暖袋单片机智能控制的电路图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种单片机智能控制电热袋，包括袋体1及其电加热体2，袋体1内存储有液体3，电加热体2沉浸入液体1内，所述袋体1上设置有可控硅13和单片机4，可控硅13串接在电加热体2与单片机4之间，单片机4通过控制可控硅13导通角而控制电加热体2工作，袋体1内腔还设置有温度传感器5，即感温探头，单片机4与温度传感器5电连接。其中，温度传感器5为NTC热敏电阻，温度传感器5直接固定在电加热体2上，其具体实施方式是，在所述电加热体2的外表面上开有容置凹槽201，温度传感器5置于容置凹槽201内并紧贴凹槽的壁部。

所述电加热体2是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温度传感器5固定在导热壳体表面上。

所述袋体1上还设置有可显示工作状态的发光二极管7，发光二极管7与单片机4电连接；袋体1上还设有液晶显示屏10，液晶显示屏10通过信号线与单片机4电连接。单片机4可以选择固定在袋体1外壁的表面，或袋体1的电插座8，或袋体1的电插头9上。

所述单片机上设有IC芯片401，IC芯片401采用8P2711型号，IC芯片分别连接有开关档位11和蜂鸣器12，见图5所示。

所述袋体1上还设置有限流降压、稳压电路14，限流降压、稳压电路14的输出端分别连接IC芯片401、蜂鸣器12、温度传感器5和液晶显示器10。

实施例2：如图2所示，其结构与实施例1相似，不同之处是：温度传感器5通过导线6吊挂在袋体1内腔，当袋体1受热膨胀，袋壁鼓起并拉动导线6，使袋体1内腔的温度传感器5离开液面，此时，单片机4根据温度传感器5传送的数据，对比设定的参数判定，控制可控硅13导通角，以使加热电路通断，以实现防爆的效果。

实施例3：如图3和图4所示，其结构与实施例1相似，不同之处是：所述电加热体2是双螺旋电热线，为使袋体1受热均匀，在袋体1内可以固定有带孔的固定板14，双螺旋电热线穿设在固定板14的孔内，双螺旋电热线由最内层至最外层分别包括芯轴202、内层PTC螺旋电阻丝203、NTC热敏层204、外层螺旋电阻丝205和外绝缘层206，感温探头5固定在双螺旋电热线的外绝缘层206表面。该结构的双螺旋电热线，其芯轴202起固定内层PTC螺旋电阻丝203作用；内层PTC螺旋电阻丝203具有PTC特性，即：PTC正温度系数，温度越高其电阻率越大，能够实时输出随温度变化的信号；NTC热敏层204具有NTC特性，即：NTC负温度系数，温度越高其电阻率越小，同样能够实时输出随温度变化的信号；外层螺旋电阻丝205主要作用是发热功能；而外绝缘层206主要是电绝缘作用。在袋体内设置双螺旋电热线作为电加热元件，其抗弯曲强度很高，不易受压形变；再者，双螺旋电热线可实现袋体全线控温的效果，有利于其整体受热均衡，因此，在双螺旋电热线的外绝缘层206表面上固定温度传感器5，能使感温探头温度传感器5对双螺旋电热线的温度监测更趋准确，以提高其使用的安全性。再者，该实施方式，把单片机4、发光二极管7、液晶显示屏10、可控硅13等均设置在电插头9上。

如图5所示，是本实用新型电热袋单片机智能控制电路的其中一个实施例；其包括限流降压、稳压电路14、电加热管、可控硅、单片机、蜂鸣器12、温度传感器5和液晶显示器10和开关档位等，限流降压、稳压电路14包括保险丝F1、电阻R1、R3和R7，二极管D1、D2和D3，电容C3和C4，交流电220V通过限流降压、稳压电路14后，输出5V直流电，供各电子器件所需电流；单片机上设有IC芯片，IC芯片型号为8P2711，IC芯片分别连接有电阻R4、R6、R8、R10、R11、R12、R13、R14、R16和R19，且并接有电容C1104，其中，电阻R19与电加热管之间还串接有可控硅，开关档位一端接地，另一端与IC芯片相连，NTC热敏电阻温度传感器两端并接有电容C104，电阻R9一端为5V电源输入端，另一端接电容C104，蜂鸣器12与IC芯片一端脚之间设有电容C4，三极管Q1与IC芯片一端脚相连，三极管Q2基极先连接电阻R16后，再与IC芯片上与Q1相连的一端脚相接。

所述实施例中的可控硅13可以由继电器和三极管代替(未视出)，这里不再详述。

上述电路的实施例，仅为本实用新型的其中一实施方式，并不是对本实用新型作出穷尽性的限制。

Claims (10)

1.一种单片机智能控制电热袋，包括袋体(1)及其电加热体(2)，袋体(1)内存储有液体(3)，电加热体(2)沉浸入液体(1)内，其特征是，所述袋体(1)上设置有可控硅(13)和单片机(4)，可控硅(13)串接在电加热体(2)与单片机(4)之间，单片机(4)通过控制可控硅(13)导通角而控制电加热体(2)工作，袋体(1)内腔还设置有温度传感器(5)，单片机(4)与温度传感器(5)电连接。

2.根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述温度传感器(5)是NTC热敏电阻，温度传感器(5)通过导线(6)吊挂在袋体(1)内腔，或温度传感器(5)直接固定在电加热体(2)上。

3.根据权利要求2所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体(2)的外表面上开有容置凹槽(201)，温度传感器(5)置于容置凹槽(201)内并紧贴凹槽的壁部。

4.根据权利要求2所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体(2)是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温度传感器(5)固定在导热壳体表面上。

5.根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体(2)是双螺旋电热线，双螺旋电热线由最内层至最外层分别包括芯轴(202)、内层PTC螺旋电阻(203)、NTC热敏层(204)、外层螺旋电阻(205)和外绝缘层(206)，温度传感器(5)固定在双螺旋电热线的外绝缘层(206)表面。

6.根据权利要求1或4或5所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述袋体(1)上还设置有可显示工作状态的发光二极管(7)，发光二极管(7)与单片机(4)电连接。

7.根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述单片机(4)固定在袋体(1)外壁的表面，或袋体(1)的电插座(8)，或袋体(1)的电插头(9)上。

8.根据权利要求6所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述袋体(1)上还设有液晶显示屏(10)，液晶显示屏(10)通过信号线与单片机(4)电连接。

9.根据权利要求8所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述单片机上设有IC芯片(401)，IC芯片(401)分别连接有开关档位(11)和蜂鸣器(12)，所述袋体(1)上还设置有限流降压、稳压电路(14)，限流降压、稳压电路(14)的输出端分别连接IC芯片(401)、蜂鸣器(12)、温度传感器(5)和液晶显示器(10)。

10.根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述可控硅(13)可以由继电器和三极管代替。

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