CN201422951Y - 单片机智能防爆控制电热袋 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单片机智能防爆控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体上设置有单片机智能防爆控装置，其包括有单片机、降压限流电路、电加热器控制开关和压力传感装置，单片机上至少具有电源连接端、压力信号检测端和加热器控制输出端，降压限流电路与单片机上的电源连接端相连，为单片机提供所需电源，单片机上的压力信号检测端连接有压力传感装置，其加热器控制输出端与电加热体之间串接有电加热器控制开关，压力传感装置设置在当袋腔内的水压或气压高于设定值时可被触控的袋体或电插头上。此款电热袋，在袋腔水压或气压过高时，通过单片机智能控制保护，具有使用安全、产品出厂时无需灌注液体，既省掉了注水工艺，又可以降低包装和运输成本，而且达到智能化精确控制，以及具备功能扩展的作用。

Description

单片机智能防爆控制电热袋

技术领域

本实用新型涉及电热取暖袋技术领域，尤其是一种利用单片机智能防爆控制的电热袋。

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，袋体上设置有袋腔，袋腔内存储有液体，电加热体沉浸入液体内；加热时，通过电加热体而使液体发热，以供人们取暖使用。上述结构的电热袋，存在以下不足之处：(1)由于袋体上没有设置袋腔内注水过满而作出提示或保护的装置，即：对袋腔内水压过大，而作出提示保护的水压保护装置，因此，产品在出厂时，厂家一般会先往袋腔内注入适量的液体，以便人们可直接使用；故此，传统结构的电热袋，不但增加了注水工艺，影响加工效率，而且，给电热袋的包装、运输带来了极大的不便，增加了包装和运输成本；再有，在电热袋使用一段时间后，使用者需要往袋腔内补充液体，然而，受袋体上没有设置水压保护装置影响，使用者补充液体过多或过小，都会影响电热袋的取暖效果，甚至因过压而对电热袋造成损害。(2)现有的电热袋，为防止袋体内腔在加热时气压过大，一般会在袋体上安装防爆装置，如：触头开关；工作时，利用袋体受热膨胀触动触头开关，触头开关切断加热电路，由于触头开关串接在加热电路上，而加热电路直接与外部交流电电源连接，因此，通以交流电的触头开关，长期吸合或断开动作，容易产生拉弧现象，存在一定的安全隐患；再有，电热袋的加热电路，仅通过触头开头的机械式吸合或断开动作控制，欠缺智能化的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种单片机智能防爆控制的电热袋，此款电热袋在袋腔水压或气压过高时，可通过单片机智能控制保护，具有使用安全、产品出厂时无需灌注液体，既省掉了注水工艺，又可以降低包装和运输成本，而且达到智能化精确控制，以及具备功能扩展的作用。

本实用新型的目的是这样实现的；

一种单片机智能防爆控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体具有袋腔，袋腔内设置有电加热体，所述袋体上还设置有单片机智能防爆控装置，单片机智能防爆控制装置包括有单片机、降压限流电路、电加热器控制开关和压力传感装置，单片机上至少具有电源连接端、压力信号检测端和加热器控制输出端，降压限流电路与单片机上的电源连接端相连，为单片机提供所需电源，单片机上的压力信号检测端连接有压力传感装置，其加热器控制输出端与电加热体之间串接有电加热器控制开关，压力传感装置设置在当袋腔内的水压或气压高于设定值时可被触控的袋体或电插头上。此款电热袋，通过在加热电路上设置单片机智能防爆控制装置，该防爆控制装置包括单片机、降压限流电路、电电加热器控制开关和压力传感装置，单片机由降压限流电路提供所需的低压直流电源，当袋腔内的水压或气压高于设定值时，单片机根据压力传感装置检测到的信号，关断电加热器控制开关，禁止电加热器加热，达到防爆保护作用，真正实现智能化精确控制，提高使用的安全性；再者，由于压力传感装置具有检测袋腔水压的作用，因此，产品出厂时无需灌注液体，可让使用者自己灌注，既省掉了注水工艺，又可以降低包装和运输成本；更有的是，单片机具有功能扩展的作用，为电暖袋具备多功能提供了一个所需的平台。

本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为最佳的实施方式，所述电加热器控制开关可以是可控硅，可控硅一脚接地，二脚和三脚连接在电加热器与单片机加热器控制输出端之间；工作时，当袋腔内的水压或气压高于设定值时，单片机根据压力传感装置检测到的信号，作出处理，关断可控硅，禁止电加热器加热，达到防爆保护作用；可控硅具有成本低、工作稳定和控制精确的特点。

作为压力(气压)传感装置具体的安装方式，所述袋体上设置有与袋腔连通的传感装置容置区间，压力传感装置安装在所述传感装置容置区间上，传感装置容置区间上设置有可受袋腔气压升高而触控压力传感装置的传感装置触控体；袋体在加热时，袋腔内的气压会随之增大，从而推动传感装置触控体(或使传感装置触控体形变)，直至袋腔内气压达到设定值时，压力传感装置被传感装置触控体触控(闭合)，单片机获得过压信号，从而关断可控硅，使电加热器停止加热；当袋腔内的气压小于设定值时，压力传感装置失去了传感装置触控体的影响，而复位(断开)，单片机获得常压信号，从而使可控硅接通，电加热器重新加热；整个过压控制的动作过程，充分结合了机械控制(触控)和智能控制(单片机控制可控硅)，使电热袋的(气压)过压防爆控制效果更佳，其实施更佳。

所述压力传感装置可以是包括磁头和干簧管，它们的位置相互靠近，干簧管与单片机上的压力信号检测端电性连接，磁头设置在传感装置触控体上。袋腔过压时，磁头由传感装置触控体带动，并靠近干簧管位置，使干簧管接通，单片机获得过压信号，关断可控硅；相反，若袋腔内压力为常压，磁头离开干簧管，干簧管断开，单片机获得常压信号，使可控硅接通。

所述压力传感装置也可以是包括导电硅胶和PCB线路板压力开关，PCB线路板压力开关安装在传感装置容置区间上，导电硅胶设置在传感装置触控体上；若袋腔气压过大，导电硅胶由传感装置触控体带动，并连接至PCB线路板上的压力开关，使PCB线路板接通，单片机获得过压信号；相反，若袋腔内压力为常压，导电硅胶离开PCB线路板上的压力开关，PCB线路板上的压力开关断开，单片机获得常压信号。

上述气压式的压力传感装置的结构方式，还可以有很多种，这里不再一一列举。

所述传感装置触控体可以是硅胶薄膜、或皮簧、或皮簧及其推杆组合体；它们能够受袋腔压力影响，而形变或推动触控压力传感装置。

作为水压压力传感装置具体的安装方式，所述袋体上设置有与袋腔连通的传感装置容置区间，压力传感装置安装在所述传感装置容置区间上，袋腔内设置有可受袋腔水压升高而触控压力传感装置的传感装置触控浮球；即：袋腔内若注水过多，浮球浮起而推动并触控压力传感装置，单片机获得过压信号，关断可控硅；相反，若袋腔内注水正常，浮球处于常位高度，单片机获得常压信号，使可控硅接通。

作为上述水压过压保护的更具体方案，所述传感装置触控浮球与压力传感装置之间为推杆式连接，即：袋腔内水压升高，浮球浮起而使推杆移动触控压力传感装置；另，若浮球与压力传感装置之间设置为拉断式连接，即：浮球浮起而使拉断与压力传感装置接触，利用相反信号进行水压过高保护；再者，浮球与压力传感装置为拉断式连接，还可以为袋体倒向放置充电，提供安全保护，即：袋体倒向放置，浮球往另一面水平浮起，而拉断与压力传感装置的连接，使单片机获得信息，而作出相应保护。

作为功能扩展的实例，所述单片机智能防爆控装置还包括有感温头、数码显示器、熔断器和蜂鸣器：

感温头设置在袋腔内，并与单片机上的温度信号采集端连接，工作时，感温头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；由于袋体内采用精确度较高的感温探头监测袋体内腔温度，并通过单片机控制，从而提高了电热袋控温的精确度；再者，感温探头配合单片机，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；

数码显示器安装在袋体上，并与单片机上的数码显示端连接，熔断器串接在电加热器上，蜂鸣器与单片机上的蜂鸣输出端连接；单片机通过感温头采样A/D转换成数字信号，让人们能够更为直观地观看电热袋的实时加热数值；再有，熔断器串接在电加热器上，以使电加热器过热保护，蜂鸣器与单片机上的蜂鸣输出端连接，以使袋体出现单片机设定警告提示时，能及时发出声音提示。

单片机还可配合其它功能设备，如：所述单片机智能防爆控装置还包括有多档位温度按键，多档位温度控键与单片机上的档位连接端电性连接；以使单片机可自动选择控制各档位温度值，满足不同的使用要求。

本实用新型的有益效果是：

(1)、本实用新型的电热袋，通过在加热电路上设置单片机智能防爆控制装置，该防爆控制装置包括有单片机、降压限流电路、电电加热器控制开关和压力传感装置，单片机由降压限流电路提供所需的低压直流电源，当袋腔内的水压或气压高于设定值时，单片机根据压力传感装置检测到的信号，关断电加热器控制开关，禁止电加热器加热，达到防爆保护作用，真正实现智能化精确控制，提高使用的安全性；再者，由于压力传感装置具有检测袋腔水压的作用，因此，产品出厂时无需灌注液体，可让使用者自己灌注，既省掉了注水工艺，又可以降低包装和运输成本；更有的是，单片机具有功能扩展的作用，为电暖袋具备多功能提供了一个所需的平台；

(2)上述结构的电热袋，利用可控硅作电加热器控制开关，其电源由降压限流电路提供，工作时，当袋腔内的水压或气压高于设定值时，单片机根据压力传感装置检测到的信号，关断可控硅，禁止电加热器加热，达到防爆保护作用；可控硅具有成本低、工作稳定和控制精确的特点；

(3)此款电热袋，其(气压)压力传感装置设置有传感器容置区间，袋体在加热时，袋腔内的气压会随之增大，从而推动传感装置触控体(或使传感装置触控体形变)，直至袋腔内气压达到设定值时，压力传感装置被传感装置触控体触控(闭合)，单片机获得过压信号，从而关断可控硅，使电加热器停止加热；当袋腔内的气压小于设定值时，压力传感装置失去了传感装置触控体的影响，而复位(断开)，单片机获得常压信号，从而使可控硅接通，电加热器加热，整个过压控制的动作过程，充分结合了机械控制(触控)和智能控制(单片机控制可控硅)，使电热袋的过压防爆控制效果更佳，其实施更佳；再有，压力传感装置可选择磁头和干簧管，也可以选择导电硅胶和PCB线路板压力开关，其同样能够受压而被触控(闭合)，从而将过压信号传递给单片机；

作为水压压力传感装置，通过在袋腔内设置可受袋腔水压升高而触控压力传感装置的传感装置触控浮球；即：袋腔内若注水过多，浮球浮起而推动并触控压力传感装置，单片机获得过压信号，关断可控硅；相反，若袋腔内注水正常，浮球处于常位高度，单片机获得常压信号，使可控硅接通；再有，若传感装置触控浮球与压力传感装置之间为推杆式连接，即：袋腔内水压升高，浮球浮起而使推杆移动触控压力传感装置；另，若浮球与压力传感装置之间设置为拉断式连接，即：浮球浮起而使拉断与压力传感装置接触，利用相反信号进行水压过高保护；再者，浮球与压力传感装置为拉断式连接，还可以为袋体倒向放置充电，提供安全保护，即：袋体倒向放置，浮球往另一面水平浮起，而拉断与压力传感装置的连接，使单片机获得信息，而作出相应保护；

(4)、此款电热袋，还包括有感温头，感温头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；由于袋体内采用精确度较高的感温探头监测袋体内腔温度，并通过单片机控制，从而提高了电热袋控温的精确度；再者，感温探头配合单片机，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、蜂鸣器等，以扩展其功能作用，满足不同的使用要求。

附图说明

图1是实用新型的单片机智能防爆控制电热袋结构示意图；

图2是图1的A处放大图；

图3是图2的另一实施例示意图；

图4是实用新型的单片机智能防爆控制电热袋另一结构示意图；

图5是图4的B处放大图；

图6是图5的另一实施例示意图；

图7是本实用新型电热袋的电路控制原理方框图；

图8是图7的电路控制具体实施图。

具体实施方式

实施例一：如图1至图3，以及图7和图8所示，一种单片机智能防爆控制电热袋，包括袋体1及其电加热体2，袋体1具有袋腔3，袋腔3内设置有电加热体2，所述袋体1上还设置有单片机智能防爆控装置4，单片机智能防爆控制装置4包括有单片机5、降压限流电路6、电加热器控制开关7和压力传感装置8，所述电加热器控制开关7可以是可控硅，单片机是MCU处理器-SN8P2711，单片机5上至少具有电源连接端51、压力信号检测端52和加热器控制输出端53，降压限流电路6与单片机5上的电源连接端51相连，为单片机5提供所需电源，单片机5上的压力信号检测端52连接有压力传感装置8，其加热器控制输出端53与电加热体2之间串接有电加热器控制开关7，压力传感装置8设置在当袋腔3内的水压或气压高于设定值时可被触控的袋体1上，或如图6所示，压力传感装置8设置电插头9上。

压力传感装置8以检测袋腔3内气压为例，其具体实施如下：所述袋体1上设置有与袋腔3连通的传感装置容置区间10，压力传感装置8安装在所述传感装置容置区间10上，传感装置容置区间10上设置有可受袋腔3气压升高而触控压力传感装置8的传感装置触控体11。所述压力传感装置8包括有磁头81和干簧管82，它们的位置相互靠近，干簧管82与单片机5上的压力信号检测端52电性连接，磁头81设置在传感装置触控体11上；其中，所述传感装置触控体11可以是硅胶薄膜、或皮簧、或皮簧及其推杆组合体。

作为功能扩展的实例，所述单片机智能防爆控装置4还包括有感温头13、数码显示器14、熔断器15和蜂鸣器16，感温头13设置在袋腔3内，并与单片机上的温度信号采集端54连接，数码显示器14安装在袋体1上，并与单片机上的数码显示端55连接，熔断器15串接在电加热器2上，蜂鸣器16与单片机上的蜂鸣输出端56连接。

所述单片机智能防爆控装置4还包括有多档位温度按键17，多档位温度控键17与单片机上的档位连接端57电性连接。

工作原理：袋体1加热时，袋腔3内的气体压力增大，使传感装置触控体11变形或移动，从而带动磁头81接近干簧管82，直至袋腔3内的气体压力达到单片机5的压力设定值时，磁头81到达干簧管82最佳位置，而使干簧管82吸合接通，单片机5检测到压力相关信号，马上切断可控硅，使电加热体2断开，停止加热，实现防爆保护的作用；当袋腔3内的气体压力低于单片机5的压力设定值时，传感装置触控体11慢慢复位，使磁头81离干簧管82位置，而使干簧管82断开，单片机5检测到相关信号，可控硅马上被接通，使电加热体2重新回复接通状态。

实施例二：如图3所示，为压力传感装置8以检测袋腔3内气压的另一实施例，该实施例与实施例一相同，不同之仅为，所述压力传感装置8是导电硅胶83和PCB线路板压力开关84，PCB线路板压力开关84安装在传感装置容置区间上10，导电硅胶83设置在传感装置触控体11上；若袋腔3气压过大，导电硅胶83由传感装置触控体11带动，并连接至PCB线路板上的压力开关84，使PCB线路板接通，单片机5获得过压信号；相反，若袋腔3内压力为常压，导电硅胶83离开PCB线路板上的压力开关84，PCB线路板上的压力开关84断开，单片机5获得常压信号。

实施例三：如图4和图5所示，为压力传感装置8以检测袋腔3内水压过高的实施例，其结构与实施例一相似，不同点仅为，所述袋体1上设置有与袋腔3连通的传感装置容置区间10，压力传感装置8安装在所述传感装置容置区间10上，袋腔3内设置有可受袋腔3水压升高而触控压力传感装置8的传感装置触控浮球12。所述传感装置触控浮球12与压力传感装置8之间为推杆式或拉断式控制连接。

工作原理：袋腔3内若注水过多，浮球12浮起而推动并触控压力传感装置8，单片机5获得过压信号，关断可控硅；相反，若袋腔3内注水正常，浮球12处于常位高度，单片机5获得常压信号，使可控硅接通；再者，若浮球12与压力传感装置8之间设置为拉断式连接，即：浮球12浮起而使拉断与压力传感装置8接触，利用相反信号进行水压过高保护；或者，浮球12与压力传感装置8为拉断式连接，还可以为袋体1倒向放置充电，提供安全保护，即：袋体1倒向放置，浮球12往另一面水平浮起，而拉断与压力传感装置8的连接，使单片机5获得信息，而作出相应保护。

Claims (10)

1.单片机智能防爆控制电热袋，包括袋体(1)及其电加热体(2)，袋体(1)具有袋腔(3)，袋腔(3)内设置有电加热体(2)，其特征是，所述袋体(1)上还设置有单片机智能防爆控装置(4)，单片机智能防爆控制装置(4)包括有单片机(5)、降压限流电路(6)、电加热器控制开关(7)和压力传感装置(8)，单片机(5)上至少具有电源连接端(51)、压力信号检测端(52)和加热器控制输出端(53)，降压限流电路(6)与单片机(5)上的电源连接端(51)相连，为单片机(5)提供所需电源，单片机(5)上的压力信号检测端(52)连接有压力传感装置(8)，其加热器控制输出端(53)与电加热体(2)之间串接有电加热器控制开关(7)，压力传感装置(8)设置在当袋腔(3)内的水压或气压高于设定值时可被触控的袋体(1)或电插头(9)上。

2.根据权利要求1所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述电加热器控制开关(7)是可控硅。

3.根据权利要求2所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述袋体(1)上设置有与袋腔(3)连通的传感装置容置区间(10)，压力传感装置(8)安装在所述传感装置容置区间(10)上，传感装置容置区间(10)上设置有可受袋腔(3)气压升高而触控压力传感装置(8)的传感装置触控体(11)。

4.根据权利要求3所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述压力传感装置(8)包括有磁头(81)和干簧管(82)，它们的位置相互靠近，干簧管(82)与单片机(5)上的压力信号检测端(52)电性连接，磁头(81)设置在传感装置触控体(11)上。

5.根据权利要求3所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述压力传感装置(8)是导电硅胶(83)和PCB线路板压力开关(84)，PCB线路板压力开关(84)安装在传感装置容置区间上(10)，导电硅胶(83)设置在传感装置触控体(11)上。

6.根据权利要求5所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述传感装置触控体(11)是硅胶薄膜、或皮簧、或皮簧及其推杆组合体。

7.根据权利要求2所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述袋体(1)上设置有与袋腔(3)连通的传感装置容置区间(10)，压力传感装置(8)安装在所述传感装置容置区间(10)上，袋腔(3)内设置有可受袋腔(3)水压升高而触控压力传感装置(8)的传感装置触控浮球(12)。

8.根据权利要求7所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述传感装置触控浮球(12)与压力传感装置(8)之间为推杆式或拉断式控制连接。

9.根据权利要求4或5或7所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述单片机智能防爆控装置(4)还包括有感温头(13)、数码显示器(14)、熔断器(15)和蜂鸣器(16)，感温头(13)设置在袋腔(3)内，并与单片机上的温度信号采集端(54)连接，数码显示器(14)安装在袋体(1)上，并与单片机上的数码显示端(55)连接，熔断器(15)串接在电加热器(2)上，蜂鸣器(16)与单片机上的蜂鸣输出端(56)连接。

10.根据权利要求9所述单片机智能防爆控制电热袋，其特征是，所述单片机智能防爆控装置(4)还包括有多档位温度按键(17)，多档位温度控键(17)与单片机上的档位连接端(57)电性连接。

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