CN201302224Y - 一种单片机智能控制电热袋 - Google Patents
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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
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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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Foshan Shunde District Meimei Innovation Electrical Appliance Co., Ltd. Assignor: Deng Jianwei Contract record no.: 2011440000106 Denomination of utility model: Singlechip intelligent-control electrothermal bag Granted publication date: 20090902 License type: Exclusive License Record date: 20110303 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090902 Termination date: 20150916 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |