CN209283540U - 一种电加热恒温控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电加热恒温控制装置，属于温度控制装置领域。输入电源的火线通过电源开关与开关电源的交流输入火线端和固态继电器的负载输入端相电连接，输入电源的零线与开关电源的交流输入零线端和加热电源输出端口的零线端相电连接，开关电源的直流输出正极端通过串联分流电阻分别与固态继电器的触发电源输入正极端、其中一根电接点温度计引线的一端相电连接，开关电源的直流输出负极端与固态继电器的触发电源输入负极端相电连接，另一根电接点温度计引线的一端与开关电源的直流输出负极端相电连接，固态继电器的负载输出端与加热电源输出端口的火线端相连接。本实用新型具有无机械触点，不打火花以及恒温控制原理简单的优点。

Description

一种电加热恒温控制装置

技术领域：

本实用新型属于温度控制装置领域，具体涉及一种电加热恒温控制装置。

背景技术：

现有的电加热恒温控制装置中，使用电接点温度计和电磁继电器的协同动作实现恒温控制的目的，如图1-2所示，工作原理如下：

转动电接点温度计2中的调节帽13，调节帽13中的磁铁带动电接点温度计2中的磁钢片16转动并带动金属螺杆4转动，又转变为滑动片14的上下移动，金属性的游丝15下端位置改变，恒温控制温度改变。进行相应调节时，顺时针方向旋转调节帽13，游丝15下端位置上提，恒温控制温度提高；逆时针方向旋转调节帽13，游丝15下端位置降低，恒温控制温度降低。

将滑动片14上沿调整到需要控制温度对应的刻度位置，游丝15下端处于一定高度处，此时游丝15下端与水银柱液面处于脱离状态，两根电接点温度计引线3之间为断路，电磁继电器20动作使得加热电源开关闭合，电加热器1开始加热，如图1所示。

随着电加热器1的加热，被加热介质的温度上升，电接点温度计2中水银柱液面上升。当水银柱液面上升到与游丝15下端恰好接触时，两根电接点温度计引线3之间经过游丝15、水银、固定丝19形成通路，电磁继电器20动作使得加热电源开关断开，如图2所示。

电源断开后，由于电加热器1余热被加热介质的温度会继续上升一段时间，最终因被加热介质的温度高于周边环境温度，散热使得温度开始下降，水银柱液面逐渐下降，一直到水银柱液面与游丝15下端脱离时，电磁继电器20动作重又使得加热电源开关闭合，电加热器1重又开始加热。

如上所述，电接点温度计2水银柱液面与游丝15之间的离开、接触，两根电接点温度计引线3之间断路、通路，使得电磁继电器20动作控制加热电源开关闭合、断开，如此不断循环，电接点温度计2水银柱液面在对应游丝15下端位置附近波动，被加热介质的温度在相应温度附近波动，达到恒温控制的目的。转动电接点温度计2中调节帽13改变游丝15下端的位置，即可改变需要恒温控制的温度。

使用电接点温度计和电磁继电器进行恒温控制，工作原理简单，设备费用低廉。但是电磁继电器存在下列问题：

1、因电磁继电器的机械触点，动作时会打火花，不能在易燃、易爆场所使用；

2、电磁继电器动作要耗费一定时间，反应慢，恒温控制时温度波动较大；

3、现在市售电磁继电器因生产厂家为了降低生产成本不舍得使用抗氧化性能较好的贵金属材料制备电磁继电器触片，而造成使用过程中可能因为打火花产生氧化膜，导电性降低，打火花变得更加厉害，结果触片焊死，温度失控。

目前商品化恒温控制装置中通常以热电偶或热敏电阻作为探温元件，使用温控仪或者带PID功能的精密温控仪进行恒温控制。普通温控仪控温精度不高。精密温控仪可以实现高精度恒温控制，但价格较高。无论是普通温控仪或者精度温控仪恒温控制原理均较为复杂，控温装置组装在仪表盒中，无法满足大中专院校恒温控制原理实验教学中恒温控制原理简单、直观的要求。

实用新型内容：

本实用新型为了解决上述存在的问题，提供一种电加热恒温控制装置，该电加热恒温控制装置具有无机械触点，不打火花以及恒温控制原理简单的优点。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种电加热恒温控制装置，包括电接点温度计和两根电接点温度计引线，电接点温度计包括金属螺杆和液体导电介质，其中一根电接点温度计引线的另一端与金属螺杆连接，另一根电接点温度计引线的另一端连接有固定丝，固定丝插入液体导电介质中，还包括输入电源、电源开关、与电加热器相电连接的加热电源输出端口、开关电源、分流电阻和固态继电器，输入电源的火线通过电源开关与开关电源的交流输入火线端和固态继电器的负载输入端相电连接，输入电源的零线与开关电源的交流输入零线端和加热电源输出端口的零线端相电连接，开关电源的直流输出正极端通过串联分流电阻分别与固态继电器的触发电源输入正极端、其中一根电接点温度计引线的一端相电连接，开关电源的直流输出负极端与固态继电器的触发电源输入负极端相电连接，另一根电接点温度计引线的一端与开关电源的直流输出负极端相电连接，固态继电器的负载输出端与加热电源输出端口的火线端相连接。

优选地，所述输入电源的火线和所述电源开关之间串联有熔断器。

优选地，所述熔断器为保险管。

优选地，所述保险管为10A-15A、250VAC玻璃保险管。

优选地，所述固态继电器的负载输出端和所述输入电源的零线之间连接有加热提醒装置。

优选地，所述加热提醒装置为加热指示灯。

优选地，所述加热指示灯为蓝色或红色250V发光二极管指示灯。

优选地，所述输入电源的端口为带玻璃保险管插口的三脚单相电源插口，所述电源开关为带指示灯三脚一档船型开关，所述加热电源输出端口为三芯25A航空插口，所述液体导电介质为水银。

优选地，所述开关电源为90V-260V交流输入，12V-32V、2.4-5A直流输出的开关电源；所述固态继电器为电阻直流输入控制型，负载额定电压40V-480VAC、额定电流5A-30A，触发电压4V-32VDC的固态继电器；所述电接点温度计为可调节控温范围为-30℃-+50℃、-30℃-+100℃、-30℃-+150℃、-30℃-+200℃、-30℃-+300℃，分别对应的分度值为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃的电接点温度计；所述分流电阻的大小为1kΩ-2kΩ。

优选地，所述电加热恒温控制装置还包括机箱，所述加热指示灯和所述电源开关均设置在所述机箱的正面侧壁上，所述机箱的背面侧壁上设有电接点温度计引线的接线端子和输入电源的端口，所述加热电源输出端口也设置在所述机箱的背面侧壁上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.转动电接点温度计中的调节帽至滑动片上沿与待恒温控制温度刻度对齐，此时电接点温度计的游丝下端与液体导电介质液面之间脱离，两根电接点温度计引线之间为断路状态，开关电源输出直流电压施加到固态继电器的触发电源输入端上，固态继电器交流负载两个端子之间导通，电加热器开始加热，被加热介质温度逐渐升高，电接点温度计液体导电介质液面不断上升，至液体导电介质液面与游丝下端接触时，两根电接点温度计引线成为通路状态，出现开关电源分流情形，施加在固态继电器触发电源输入端上的电压不足以触发固态继电器，交流负载两个端子之间为断路状态，电加热器停止加热，此时被加热介质的温度高于环境温度，因此在电加热器停止加热后，散热使得被加热介质的温度逐渐降低，电接点温度计液体导电介质液面逐渐下降，至液体导电介质液面与游丝下端脱离时，两根电接点温度计引线之间重又回归断路状态，开关电源输出电压又触发固态继电器交流负载两个端子之间成为通路，电加热器又开始加热。

电加热恒温控制装置进行恒温控制时，通过转动电接点温度计中的调节帽改变游丝下端位置，即可调整被加热介质到恒温控制温度。

电加热恒温控制装置中各个电子元器件连接并安装在机箱中，完成电加热恒温控制装置的组装后，通过加热电源输出端口将恒温控制装置与电加热器连接。转动电接点温度计中的调节帽，调整滑动片上沿与待控制温度刻度对齐。插上电源，打开电源开关，经数秒钟预热后装置进入正常工作状态，电加热器开始加热。待被加热介质温度上升至目标控制温度后，恒温控制装置自动停止加热，此后由于电加热器的余热温度会继续上升一定时间，之后开始下降，至略低于目标控制温度时，恒温控制装置又自动开始加热。

保持恒温控制装置中电源开关打开状态，即能保证被加热介质的温度在某一温度附近波动，达到恒温控制的目的。

2.本实用新型中所述输入电源的火线和所述电源开关之间串联有熔断器，熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开。

3.本实用新型中所述熔断器为保险管，保险管会在电流异常升高到一定的高度和一定温度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用，可大大加强电路安全系数。

4.本实用新型中所述保险管为10A-15A、250VAC玻璃保险管，对电路的保护效果好。

5.本实用新型中所述固态继电器的负载输出端和所述输入电源的零线之间连接有加热提醒装置，电加热器加热时，加热提醒装置启动；电加热器停止加热时，加热提醒装置关闭；这样便于操作人员了解电加热器的工作状态。

6.本实用新型中所述加热提醒装置为加热指示灯，便于操作人员识别。

7.本实用新型中所述加热指示灯为蓝色或红色250V发光二极管指示灯，性能稳定和可靠。

附图说明：

附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为基于电磁继电器的电加热恒温控制装置加热状态的结构示意图；

图2为基于电磁继电器的电加热恒温控制装置停止加热状态的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型中机箱的正视图；

图5为本实用新型中机箱的后视图。

附图标记：1、电加热器；2、电接点温度计；3、电接点温度计引线；4、金属螺杆；5、输入电源；6、电源开关；7、加热电源输出端口；8、开关电源；9、固态继电器；10、分流电阻；11、熔断器；12、加热提醒装置；13、调节帽；14、滑动片；15、游丝；16、磁钢片；17、机箱；18、接线端子；19、固定丝；20、电磁继电器。

具体实施方式：

如图1-5所示，一种电加热恒温控制装置，包括电接点温度计2和两根电接点温度计引线3，电接点温度计2包括金属螺杆4和液体导电介质，其中一根电接点温度计引线3的另一端与金属螺杆4连接，另一根电接点温度计引线3的另一端连接有固定丝19，固定丝19插入液体导电介质中，还包括输入电源5、电源开关6、与电加热器1相电连接的加热电源输出端口7、开关电源8、分流电阻10和固态继电器9，输入电源5的火线通过电源开关6与开关电源8的交流输入火线端和固态继电器9的负载输入端相电连接，输入电源5的零线与开关电源8的交流输入零线端和加热电源输出端口7的零线端相电连接，开关电源8的直流输出正极端通过串联分流电阻10分别与固态继电器9的触发电源输入正极端、其中一根电接点温度计引线3的一端相电连接，开关电源8的直流输出负极端与固态继电器9的触发电源输入负极端相电连接，另一根电接点温度计引线3的一端与开关电源8的直流输出负极端相电连接，固态继电器9的负载输出端与加热电源输出端口7的火线端相连接。

输入电源5的火线和电源开关6之间串联有熔断器11，熔断器11是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开。

熔断器11为保险管，保险管会在电流异常升高到一定的高度和一定温度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用，可大大加强电路安全系数。

保险管为10A-15A、250VAC玻璃保险管，对电路的保护效果好。

固态继电器9的负载输出端和输入电源5的零线之间连接有加热提醒装置12，电加热器1加热时，加热提醒装置12启动；电加热器1停止加热时，加热提醒装置12关闭；这样便于操作人员了解电加热器1的工作状态。

加热提醒装置12为加热指示灯，便于操作人员识别。

加热指示灯为蓝色或红色250V发光二极管指示灯，性能稳定和可靠。

输入电源5的端口为带玻璃保险管插口的三脚单相电源插口，电源开关6为带指示灯三脚一档船型开关，加热电源输出端口7为三芯25A航空插口，液体导电介质为水银。

开关电源8为90V一260V交流输入，12V-32V、2.4-5A直流输出的开关电源8；固态继电器9为电阻直流输入控制型，负载额定电压40V-480VAC、额定电流5A-30A，触发电压4V-32VDC的固态继电器9；电接点温度计2为可调节控温范围为-30℃-+50℃、-30℃-+100℃、-30℃-+150℃、-30℃-+200℃、-30℃-+300℃，分别对应的分度值为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃的电接点温度计2；分流电阻10的大小为1kΩ-2kΩ。

电加热恒温控制装置还包括机箱17，加热指示灯和电源开关6均设置在机箱17的正面侧壁上，机箱17的背面侧壁上设有电接点温度计引线3的接线端子18和输入电源5的端口，加热电源输出端口7也设置在机箱17的背面侧壁上。

转动电接点温度计2中的调节帽13至滑动片14上沿与待恒温控制温度刻度对齐，此时电接点温度计2的游丝15下端与液体导电介质液面之间脱离，两根电接点温度计引线3之间为断路状态，开关电源8输出直流电压施加到固态继电器9的触发电源输入端上，固态继电器9交流负载两个端子之间导通，电加热器1开始加热，被加热介质温度逐渐升高，电接点温度计2液体导电介质液面不断上升，至液体导电介质液面与位于金属螺杆4下端的游丝15下端接触时，两根电接点温度计引线3成为通路状态，出现开关电源8分流情形，施加在固态继电器9触发电源输入端上的电压不足以触发固态继电器9，固态继电器9交流负载两个端子之间为断路状态，电加热器1停止加热，此时被加热介质的温度高于环境温度，因此在电加热器1停止加热后，散热使得被加热介质的温度逐渐降低，电接点温度计2中液体导电介质液面逐渐下降，至液体导电介质液面与游丝15下端脱离时，两根电接点温度计引线3之间重又回归断路状态，开关电源8输出电压又触发固态继电器9交流负载两个端子之间成为通路，电加热器1又开始加热。

电加热恒温控制装置进行恒温控制时，通过转动电接点温度计2中的调节帽13改变游丝15下端位置，即可调整被加热介质到恒温控制温度。

电加热恒温控制装置中各个电子元器件连接并安装在机箱17中，完成电加热恒温控制装置的组装后，通过加热电源输出端口7将恒温控制装置与电加热器1连接。转动电接点温度计2中的调节帽13，调整滑动片14上沿与待控制温度刻度对齐。插上电源，打开电源开关6，经数秒钟预热后装置进入正常工作状态，电加热器1开始加热。待被加热介质温度上升至目标控制温度后，恒温控制装置自动停止加热，此后由于电加热器1的余热温度会继续上升一定时间，之后开始下降，至略低于目标控制温度时，恒温控制装置又自动开始加热。

保持恒温控制装置中电源开关6打开状态，即能保证被加热介质的温度在某一温度附近波动，达到恒温控制的目的。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.一种电加热恒温控制装置，包括电接点温度计和两根电接点温度计引线，电接点温度计包括金属螺杆和液体导电介质，其中一根电接点温度计引线的另一端与金属螺杆连接，另一根电接点温度计引线的另一端连接有固定丝，固定丝插入液体导电介质中，其特征在于：还包括输入电源、电源开关、与电加热器相电连接的加热电源输出端口、开关电源、分流电阻和固态继电器，输入电源的火线通过电源开关与开关电源的交流输入火线端和固态继电器的负载输入端相电连接，输入电源的零线与开关电源的交流输入零线端和加热电源输出端口的零线端相电连接，开关电源的直流输出正极端通过串联分流电阻分别与固态继电器的触发电源输入正极端、其中一根电接点温度计引线的一端相电连接，开关电源的直流输出负极端与固态继电器的触发电源输入负极端相电连接，另一根电接点温度计引线的一端与开关电源的直流输出负极端相电连接，固态继电器的负载输出端与加热电源输出端口的火线端相连接。

2.根据权利要求1所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述输入电源的火线和所述电源开关之间串联有熔断器。

3.根据权利要求2所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述熔断器为保险管。

4.根据权利要求3所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述保险管为10A-15A、250VAC玻璃保险管。

5.根据权利要求1或2所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述固态继电器的负载输出端和所述输入电源的零线之间连接有加热提醒装置。

6.根据权利要求5所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述加热提醒装置为加热指示灯。

7.根据权利要求6所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述加热指示灯为蓝色或红色250V发光二极管指示灯。

8.根据权利要求1所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述输入电源的端口为带玻璃保险管插口的三脚单相电源插口，所述电源开关为带指示灯三脚一档船型开关，所述加热电源输出端口为三芯25A航空插口，所述液体导电介质为水银。

9.根据权利要求6所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述开关电源为90V-260V交流输入，12V-32V、2.4-5A直流输出的开关电源；所述固态继电器为电阻直流输入控制型，负载额定电压40V一480VAC、额定电流5A-30A，触发电压4V-32VDC的固态继电器；所述电接点温度计为可调节控温范围为-30℃-+50℃、-30℃-+100℃、-30℃-+150℃、-30℃-+200℃、-30℃-+300℃，分别对应的分度值为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃的电接点温度计；所述分流电阻的大小为1kΩ-2kΩ。

10.根据权利要求6所述的电加热恒温控制装置，其特征在于：所述电加热恒温控制装置还包括机箱，所述加热指示灯和所述电源开关均设置在所述机箱的正面侧壁上，所述机箱的背面侧壁上设有电接点温度计引线的接线端子和输入电源的端口，所述加热电源输出端口也设置在所述机箱的背面侧壁上。