CN202567790U

CN202567790U - 可自动检测水位的智能电水壶

Info

Publication number: CN202567790U
Application number: CN 201220195698
Authority: CN
Inventors: 吴定会; 彭秀辉; 孟鹏涛; 刘承换; 马萍; 赵金梁
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-03

Abstract

本实用新型涉及一种可自动检测水位的智能电水壶，是一种可自动检测水位并且能将水烧到一百摄氏度的智能电水壶。其壶体内设有温度传感器，壶体底部内部有一块单片机集成电路板，单片机集成电路板的输出端连接着壶体外侧的一组数码管，壶体内还设有最高限水位探头和最低限水位探头，所述温度传感器、最高限水位探头和最低限水位探头的输出端均连接单片机集成电路板的输入端；在壶体的把手上设有水位监测开关和加热开关。优点是：水位检测开关用于检测水位是否安全，只有当水位介于最低水位和最高水位之间时，对水加热才是可行的；在水位安全的条件下加热开关用来控制是否对水进行加热；压力阀用来控制壶体内部压力，增大水的沸点。

Description

可自动检测水位的智能电水壶

技术领域

本实用新型涉及一种电热水壶，具体是一种可自动检测水位的智能电水壶。

背景技术

目前，市场上的电水壶内壁都标有上限水位线和下限水位线，然而人们在使用时往往忽略上下限水位线，当壶内的水位低于下限水位线或高于上限水位线时，容易造成水烧干或沸腾后溢出的情况，从而引发安全事故；同时，市场上的电水壶不能时刻显示当时的水温，当水烧开时，用户不能明确当时的水温是否达到所需要的温度，用户想要喝水时不知道水温是否太高；现实生活中的电水壶在水烧开时温度往往不能达到一百摄氏度，特别是高原地区沸点较低因而不能彻底杀菌等问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可自动检测水位的智能电水壶，可自动检测电水壶的上限和下限水位线，并且能够通过调节壶顶处的压力阀的重量来调节水的沸点，数码管实时显示水温。

按照本实用新型提供的技术方案，所述可自动检测水位的智能电水壶，包括外接220V电源的底座和底座上的壶体，壶体底部的电路通过触点与底座连通，壶体上方连接有壶盖，其特征是：所述壶体内设有一个温度传感器，壶体底部内部有一块单片机集成电路板，单片机集成电路板的输出端连接着壶体外侧的一组数码管，壶体内还设有最高限水位探头和最低限水位探头，所述温度传感器、最高限水位探头和最低限水位探头的输出端均连接单片机集成电路板的输入端；在壶体的把手上设有水位监测开关和加热开关，所述水位监测开关和加热开关通过壶体内、外壁夹层内的线包连接单片机集成电路板。

所述单片机集成电路板的输出端连接有蜂鸣器和发光二极管指示灯，所述发光二极管指示灯设置在壶体外侧。

所述壶盖顶部装有具有封闭性的可调节式压力阀，壶盖和壶体之间通过密封圈密封。

所述可调节式压力阀为分片式压力阀，包括压力片、连接杆、羁绊头、阀顶，多个压力片层叠穿过连接杆上端，连接杆下端为羁绊头，所述压力片位于阀顶内。

所述线包外包覆有绝热层。所述单片机集成电路板与壶体加热部件之间由绝热层隔离。

所述单片机集成电路板中包括：单片机的输出端连接MOSFET管的栅极，MOSFET管漏极接220V电源，MOSFET管源极通过加热开关和加热电阻接地，单片机的电源端接稳压芯片的输出端，稳压芯片的输入端通过水位监测开关接220V电源。

本实用新型的优点是：检测水位线消除了用户使用电水壶的安全隐患，实时显示水温给用户提供了便捷的人机交互界面，可调节式压力阀的存在可以使电水壶在低于大气压的情况下顺利且安全的使用；且操作方式与普通电水壶没有差别，易于操作。

附图说明

图1是本实用新型内部电路原理图。

图2是本实用新型总体结构示意图。

图3是压力阀结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图2所示，本实用新型包括外接220V电源的底座2和底座2上的壶体10，壶体10底部的电路通过接电触点14与底座2连通，壶体10上方连接有壶盖13。所述壶体10内设有一个温度传感器4，壶体10底部内部有一块单片机集成电路板9，单片机集成电路板9的输出端连接着壶体10外侧的一组数码管3，壶体10内还设有最高限水位探头12和最低限水位探头11，所述温度传感器4、最高限水位探头12和最低限水位探头11的输出端均连接单片机集成电路板9的输入端；在壶体10的把手上设有水位监测开关7和加热开关8，所述水位监测开关7和加热开关8通过壶体10内、外壁夹层内的线包5连接单片机集成电路板9。单片机集成电路板9的输出端连接有蜂鸣器和发光二极管指示灯，所述发光二极管指示灯设置在壶体10外侧。

底座2通过三线插头1与220V交流电源相连，当将壶体10放于底座2上时，可通过电平转换成5V直流电压给单片机集成电路板9供电。

壶盖13顶部装有具有封闭性的可调节式压力阀6，壶盖13和壶体10之间通过密封圈密封。

本实用新型电水壶的特点在于只有当壶体内水位处于安全水位范围内时才能正常加热。壶体内部设有一对最低限水位探头11和一对最高限水位探头12（对应图1的J2、J3），当按下水位监测开关7时，若壶体10内的水位低于最低限水位探头11，探头11断开的信号通过导线传给单片机集成电路板9，单片机集成电路板9则会使蜂鸣器发出警报并让二极管发光，此时加热开关8按下后无效，此时无法加热。此装置的一大特点是：在壶体壶柄处装有被编程控制的MOSFET管开关。当水位监测开关7没有闭合时，因为MOSFET管断开加热电路使得加热开关8闭合无效。当水位介于最低限水位探头11和最高限水位12时，最低限水位探头11内可导通，最高限水位探头12不导通，此时加热开关8按下后有效，可对水进行加热。当加水时水位高于最高限水位探头12时，最高限水位探头导通的信号会通过导线传给单片机集成电路板9，单片机集成电路板9则会使蜂鸣器发出警报并让二极管发光，此时加热开关8按下后无法加热。实现此功能的具体电路如图1所示，单片机型号为AVRMEGA8，单片机的10脚接MOSFET管的栅极，MOSFET管漏极接220V电源，源极通过开关K2和加热电阻R1接地，单片机的电源端VCC接稳压芯片的输出端，稳压芯片的输入端通过开关K1接220V电源。图1中的开关K1对应图2中水位监测开关7，图1中的开关K2对应图2中的加热开关8，当K1按下后，220V交流电压通过稳压芯片给单片机供电并使其工作，给MOSFET管栅极一个高电位，使其导通，这时可以按下开关K2，则加热电阻R1可以给水正常加热；假如，没有按下开关K1，就按下了开关K2，则因为MOSFET管栅极一个低电位不能使220V电压通过K2使电水壶加热；当开光K1与K2都闭合后，水位线没有达到理想的水位，那么MOSFET管栅极还是一个低电位，MOSFET管不导通，无法给水加热。

本实用新型电水壶的另一个特点在于可以实时显示水温。其壶体底部装有温度传感器4（对应图1的J1）深入水中并与电路板9相联，水温的变化引起温度传感器4的信号改变，信号经过导线传到单片机集成电路板9中，单片机通过内部计算将电水壶内的水温时刻显示在数码管3上，以满足人们时刻了解水温的需求。

本实用新型的另一个特点在于壶盖13具有可封闭性，在壶盖13上有可调节式分片压力阀6，可以通过调节压力阀6的重量来控制壶体内部烧水时的气压，气压越大，水的沸点越高，此设计可以满足高原地区因气压过小造成水沸点较低，水中大部分细菌无法消灭的缺点。本实用新型的壶体10采用可耐高压的优质材料制成。采用分片式压力阀，如图3所示，包括压力片15、连接杆16、羁绊头17、阀顶18，多个压力片15层叠穿过连接杆16上端，连接杆16下端为羁绊头17，所述压力片15位于阀顶18内。通过精确计算，每增放一片压力片15，水的沸点可提高一摄氏度，在一定温度范围内可自主控制热水壶将水加热到自己所需要的温度。

当未设置压力阀，水在外界大气压下加热时，水的沸点一般在一百摄氏度以下，水烧开后，温度在92~98摄氏度时，温度传感器4电流变化引起输入电流变化，单片机接到信号控制水位监测开关7和加热开关8自动断电。当控制压力阀使压力升高，水的沸点超过一百摄氏度时，加热过程中，当水温达到一百摄氏度时，水温的信号通过温度传感器4告知单片机，单片机集成电路9则会控制水位监测开关7和加热开关8自动断电。

本实用新型电水壶的内壁采用隔热材料制成，线包5外包覆有绝热层。单片机集成电路板9与壶体10加热部件之间也由绝热层隔离。不仅保护在检测过程中因温度过高出现线路烧毁的现象，而且也保护了人们在倒水时的安全性。

Claims

1.可自动检测水位的智能电水壶，包括外接220V电源的底座（2）和底座（2）上的壶体（10），壶体（10）底部的电路通过触点与底座（2）连通，壶体（10）上方连接有壶盖（13），其特征是：所述壶体（10）内设有一个温度传感器（4），壶体（10）底部内部有一块单片机集成电路板（9），单片机集成电路板（9）的输出端连接着壶体（10）外侧的一组数码管（3），壶体（10）内还设有最高限水位探头（12）和最低限水位探头（11），所述温度传感器（4）、最高限水位探头（12）和最低限水位探头（11）的输出端均连接单片机集成电路板（9）的输入端；在壶体（10）的把手上设有水位监测开关（7）和加热开关（8），所述水位监测开关（7）和加热开关（8）通过壶体（10）内、外壁夹层内的线包（5）连接单片机集成电路板（9）。

2.如权利要求1所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述单片机集成电路板（9）的输出端连接有蜂鸣器和发光二极管指示灯，所述发光二极管指示灯设置在壶体（10）外侧。

3.如权利要求1所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述壶盖（13）顶部装有具有封闭性的可调节式压力阀（6），壶盖（13）和壶体（10）之间通过密封圈密封。

4.如权利要求3所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述可调节式压力阀（6）为分片式压力阀，包括压力片（15）、连接杆（16）、羁绊头（17）、阀顶（18），多个压力片（15）层叠穿过连接杆（16）上端，连接杆（16）下端为羁绊头（17），所述压力片（15）位于阀顶（18）内。

5.如权利要求1所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述线包（5）外包覆有绝热层。

6.如权利要求1所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述单片机集成电路板（9）与壶体（10）加热部件之间由绝热层隔离。

7.如权利要求1所述的可自动检测水位的智能电水壶，其特征是，所述单片机集成电路板（9）中包括：单片机的输出端连接MOSFET管的栅极，MOSFET管漏极接220V电源，MOSFET管源极通过加热开关（8）和加热电阻（R1）接地，单片机的电源端接稳压芯片的输出端，稳压芯片的输入端通过水位监测开关（7）接220V电源。