，可控硅Ql具有良好的開關(guān)特性，能夠及時、準(zhǔn)確、迅速的控制電阻絲發(fā)熱體3的通斷。
[0025]電壓過零檢測模塊包括電阻R18、R15，市電經(jīng)R18、R15限流后接入單片機(jī)TOl引腳，通過電壓過零檢測模塊檢測市電過零情況，并向單片機(jī)提供中斷請求，單片機(jī)獲得控制周期的起點(diǎn)信號，單片機(jī)通過選擇合適的導(dǎo)通角控制可控硅的導(dǎo)通，通過調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出過零脈沖的延時時間，控制可控硅Ql的導(dǎo)通時間，從而調(diào)節(jié)可控硅Ql的輸出功率，以實(shí)現(xiàn)控制電阻絲發(fā)熱體的通斷及其功率。此外，通過開關(guān)鍵KEY調(diào)節(jié)本裝置的恒溫溫度，實(shí)現(xiàn)一鍵完成加熱溫度的循環(huán)設(shè)置。
[0026]電容感應(yīng)模塊由一定面積的金屬片21作為檢測電極，金屬片21內(nèi)側(cè)表面連接有彈簧22，彈簧22另一端連接在加熱控制電路板2上，通過彈簧22的變形張力，使金屬片21緊貼在絕緣管I內(nèi)壁，使金屬片21能夠較敏感的檢測到絕緣管I外空間介質(zhì)的分布電容變化，而且這種設(shè)計方式便于本發(fā)明組裝拆卸，也可以用貼于絕緣管I內(nèi)壁的金屬膜作為檢測電極。金屬片21連接積分電容C3后，接入單片機(jī)PA2引腳，單片機(jī)PAl引腳接入金屬片和積分電容C3之間。由金屬片21米集絕緣管I外空間介質(zhì)的分布電容，分布電容的變化影響積分電容C3的積分時間，通過單片機(jī)檢測積分電容C3的積分時間，并將這一積分時間設(shè)為閾值；當(dāng)該電加熱裝置浸入液體中時，金屬片21檢測到絕緣管I外空間介質(zhì)的分布電容變大，其充電速度亦變大，單片機(jī)檢測積分電容的積分時間相對于上述閾值變小。因此，單片機(jī)通過金屬片21檢測絕緣管I外空間介質(zhì)分布電容的變化，再檢測積分電容C3的積分時間，并將該積分時間與設(shè)定的閾值相比較，當(dāng)積分時間等于或大于閾值時，便可判斷為電加熱裝置未浸入液體中，單片機(jī)停止向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql截止，電阻絲發(fā)熱體3斷電。
[0027]溫度檢測模塊24由電源模塊提供+5V電壓，包括由熱敏電阻R1、電阻R3組成的液體溫度檢測單元和由熱敏電阻R2、電阻R5組成的功率控制器件溫度檢測單元。采集電氣節(jié)點(diǎn)ADl處電壓接入單片機(jī)PD5引腳，作為當(dāng)前體溫度值，單片機(jī)將該結(jié)果與設(shè)定的溫度范圍比較，若檢測的液體溫度低設(shè)定溫度范圍下限，則單片機(jī)向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql導(dǎo)通，電阻絲發(fā)熱體3通電加熱；若檢測的液體溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍上限，單片機(jī)停止向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql截止，電阻絲發(fā)熱體3斷電。采集電氣節(jié)點(diǎn)AD2處電壓接入單片機(jī)roe引腳，檢測測當(dāng)前可控硅QI的工作溫度，單片機(jī)將該結(jié)果與設(shè)定的溫度比較，若檢測結(jié)果達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，單片機(jī)停止向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql截止，從而保障可控硅Ql的可靠輸出，同時保障電路的安全性。
[0028]顯示模塊包括數(shù)字顯示單元23和加熱指示單元，其中數(shù)字顯示單元23由兩位數(shù)碼管ZF及限流電阻R7?R13組成，通過對2位LED字符分4次掃描，有效降低了顯示模塊的功耗，單片機(jī)將電容感應(yīng)模塊以及溫度檢測模塊24的檢測結(jié)果進(jìn)行分析，并將該分析結(jié)果輸入顯示模塊，當(dāng)電加熱裝置未浸入液體中時，數(shù)字顯示單元23顯示“0F”，當(dāng)電加熱裝置浸入液體中時，數(shù)字顯示單元23顯示當(dāng)前液體溫度或設(shè)置溫度，從而使用戶能直觀得知水族箱體內(nèi)液體狀態(tài)以及電加熱裝置的工作狀態(tài)。加熱指示單元包括反相并聯(lián)的發(fā)光二極管LEDl和二極管Dl，當(dāng)可控硅導(dǎo)通，電阻絲發(fā)熱體3通電加熱，發(fā)光二極管LEDl亮，便于用戶直觀看到電阻絲發(fā)熱體3的工作狀態(tài)。
[0029]上述加熱控制電路板2置于絕緣、隔熱材料制成的保護(hù)殼內(nèi)，保護(hù)殼由殼蓋41和殼底42構(gòu)成，優(yōu)選殼蓋41和殼底42結(jié)合呈圓筒狀，在殼蓋41內(nèi)根據(jù)加熱控制電路板2器件分布設(shè)置有4個隔熱層43，有效阻止了熱傳遞的三種方式(傳導(dǎo)、對流、輻射)，保障溫度檢測模塊24檢測結(jié)果真實(shí)可靠。
[0030]使用上述電加熱裝置的加熱方法，包括以下步驟:
步驟1、金屬片21采集絕緣管I外空間介質(zhì)的分布電容，并將其結(jié)果輸出給單片機(jī)；步驟2、單片機(jī)檢測與金屬片21相并聯(lián)的積分電容C3的積分時間，即絕緣管I外空間介質(zhì)的電容積分時間，若積分時間等于或大于閾值，則單片機(jī)停止向可控硅輸出過零脈沖，可控硅截止，電阻絲發(fā)熱體3斷電，同時單片機(jī)向顯示模塊輸出停止信號，數(shù)字顯示單元23顯示“0F”，加熱指示單元的發(fā)光二極管LEDl滅；
步驟3、若積分時間小于閾值，由熱敏電阻檢測液體溫度并將檢測結(jié)果輸入單片機(jī)，當(dāng)液體溫度低于設(shè)定溫度范圍下限時，單片機(jī)向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql導(dǎo)通，電阻絲發(fā)熱體3通電加熱，單片機(jī)同時向顯示模塊輸出信號，數(shù)字顯示單元23顯示當(dāng)前液體溫度或設(shè)置溫度，發(fā)光二極管LEDl亮；當(dāng)液體溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍上限時，單片機(jī)停止向可控硅Ql輸出過零脈沖，可控硅Ql截止，電阻絲發(fā)熱體3斷電，單片機(jī)控制模塊同時向顯示模塊輸出信號，數(shù)字顯示單元23顯示當(dāng)前液體溫度，發(fā)光二極管LEDl滅。
[0031]本發(fā)明通過設(shè)置在絕緣管I內(nèi)的金屬片21作為檢測電極，檢測絕緣管I外空間介質(zhì)的分布電容，并通過單片機(jī)檢測與檢測電極并聯(lián)的積分電容的積分時間，從而以非接觸方式檢測出加熱裝置是否浸入液體中，不但通夠有效防止電加熱裝置干燒，還解決了接觸式檢測電極易腐蝕的技術(shù)問題，減小電加熱裝置的安全隱患，延長其使用壽命，而且以金屬片21作檢測電極降低了電加熱裝置的制作成本。此外，當(dāng)上述電加熱裝置浸入液體時，積分電容C3的積分時間較短，即閾值較小，故本發(fā)明的靈敏度較高。
[0032]如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:包括絕緣管(I)和位于絕緣管內(nèi)的加熱控制電路板(2)，所述加熱控制電路板(2)包括電容感應(yīng)模塊和單片機(jī)控制模塊，所述電容感應(yīng)模塊包括檢測電極和積分電容，所述檢測電極與積分電容并聯(lián)接入單片機(jī)控制模塊的1 口，所述電容感應(yīng)模塊用于采集絕緣管(I)外空間介質(zhì)的分布電容，所述單片機(jī)控制模塊用于檢測積分電容的積分時間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述檢測電極緊貼于所述絕緣管(I)的內(nèi)壁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述檢測電極為金屬片(21)或金屬膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述金屬片(21)通過彈簧(22)固定連接在所述加熱控制電路板(2)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述加熱控制電路板(2)還包括溫度檢測模塊(24)和功率控制器件(25)，所述溫度檢測模塊(24)輸出端連接單片機(jī)控制模塊的輸入端，所述功率控制器件(25)的輸入端連接單片機(jī)控制模塊的輸出端，所述功率控制器件(25 )輸出端連接有電阻絲發(fā)熱體(3 )。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述溫度檢測模塊(24)包括液體溫度檢測單元和功率控制器件溫度檢測單元。7.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述控制電路板(2)外設(shè)置有保護(hù)殼，保護(hù)殼位于所述絕緣管內(nèi)，保護(hù)殼包括殼蓋(41)和殼底(42)，殼蓋(42)內(nèi)設(shè)置有隔熱層(43)。8.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述加熱控制電路板(2)還包括顯示模塊，所述顯示模塊包括數(shù)字顯示單元(23)和加熱指示單元，數(shù)字顯示單元(23)的輸入端連接單片機(jī)控制模塊的輸出端，加熱指示單元與所述電阻絲發(fā)熱體(3)并聯(lián)。9.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的一種水族箱體用電加熱裝置，其特征在于:所述加熱控制電路板(2 )還包括電源模塊，所述電源模塊包括阻容降壓單元和三端集成穩(wěn)壓器。10.一種用于水族箱體的電加熱方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、電容感應(yīng)模塊通過檢測電極采集絕緣管外空間介質(zhì)的分布電容，并將其結(jié)果輸出給單片機(jī)處理模塊； 步驟2、單片機(jī)處理模塊檢測電容感應(yīng)模塊中積分電容的積分時間，若積分時間小于閾值，則由溫度檢測模塊檢測液體溫度并將檢測結(jié)果輸入單片機(jī)控制模塊，當(dāng)液體溫度低于設(shè)定溫度范圍下限時，單片機(jī)控制模塊輸出脈沖，通過控制功率控制器件使電阻絲發(fā)熱體通電，單片機(jī)控制模塊同時向顯示模塊輸出信號，顯示模塊顯示當(dāng)前液體溫度或設(shè)置溫度；當(dāng)液體溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍上限時，單片機(jī)控制模塊無輸出脈沖，控制功率控制器件使電阻絲發(fā)熱體斷電，單片機(jī)控制模塊同時向顯示模塊輸出信號，顯示模塊顯示當(dāng)前液體溫度或設(shè)置溫度； 步驟3、若積分時間大于閾值，則單片機(jī)處理模塊無脈沖輸出，加熱控制模塊停止加熱，同時向顯示模塊輸出停止信號，顯示模塊顯示“0F”。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水族箱體用電加熱裝置，包括絕緣管和位于絕緣管內(nèi)的加熱控制電路板，加熱控制電路板包括電容感應(yīng)模塊和單片機(jī)控制模塊電容感應(yīng)模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的輸入端連接。本發(fā)明還公開了一種用于水族箱體的電加熱方法，包括電容感應(yīng)模塊的檢測電極采集絕緣管外空間介質(zhì)的電容、單片機(jī)控制模塊檢測積分電容的積分時間、單片機(jī)控制模塊控制功率控制器件的輸出。本發(fā)明通過設(shè)置在絕緣管內(nèi)的電容感應(yīng)模塊檢測絕緣管外空間介質(zhì)電容，并通過單片機(jī)控制模塊檢測該電容的積分時間，從而以非接觸方式檢測出加熱裝置是否浸入液體中，解決了接觸式檢測電極易腐蝕的技術(shù)問題，且檢測靈敏度高，減小電加熱裝置的安全隱患，延長其使用壽命。
【IPC分類】A01K63/06
【公開號】CN105210980
【申請?zhí)枴緾N201510653479
【發(fā)明人】杜春海
【申請人】成都高度電子科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月12日