基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生活電器電熱水壺領(lǐng)域，具體涉及基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺。
【背景技術(shù)】
[0002]電熱水壺已經(jīng)慢慢成為普通家庭的燒開水的工具，電熱水壺操作簡(jiǎn)單，安全可靠，只需將自來水接在壺體內(nèi)，然后將裝有自來水的壺體放在電源基座上，開打電源開關(guān)，電熱水壺就開始加熱壺體內(nèi)的水，當(dāng)水沸騰以后，電源自動(dòng)斷開。電熱水壺受到人們普遍的喜愛。
[0003]目前市場(chǎng)出現(xiàn)有各種各樣的電熱水壺，其大部分電熱水壺包括壺體以及設(shè)置于壺體底部的底座，在壺體的上設(shè)置有手柄，在手柄中安裝有溫控開關(guān)。所述的溫控開關(guān)是采用機(jī)械噴氣式的彈片熱脹冷縮原理方式而構(gòu)成，在使用過程中，現(xiàn)有電熱水壺若水煮開后壺體的氣壓或溫度因泄漏，容易導(dǎo)致溫控開關(guān)不自動(dòng)跳閘或水久開后不停。若手柄內(nèi)溫控開關(guān)表面殘留水或在潮濕環(huán)境下，使得220伏高壓交流電通過手柄內(nèi)部的溫控開關(guān)傳遞到手柄，導(dǎo)致容易使用時(shí)漏電及帶電傷人。
[0004]傳統(tǒng)的電熱水壺判斷及控制水沸騰的方法是利用雙金屬片做成的蒸汽開關(guān)，水沸騰后要有足量的水蒸汽使蒸汽開關(guān)動(dòng)作而切斷加熱電源，此種方法存在的不足之處是:由于要有足量的水蒸汽進(jìn)入蒸汽開關(guān)，增加了蒸汽通道及運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，限制了整體外觀造型設(shè)計(jì)，而且在水沸騰后切斷加熱電源時(shí)不夠靈敏?，F(xiàn)有技術(shù)的電熱水壺判斷水沸騰的另一種方法是采用傳感器測(cè)量水溫，當(dāng)電熱水壺里的水溫達(dá)到設(shè)定的水沸騰的水溫時(shí)，控制電路切斷加熱電源，實(shí)現(xiàn)水沸騰斷電控制。這種方法存在的不足是:在較高的海拔高度，即使水沸騰了也達(dá)不到設(shè)定的水沸騰溫度，加熱電源繼續(xù)加熱，存在安全事故的隱患。另外，一般由于測(cè)水溫的傳感器的誤差的存在，極易產(chǎn)生水沸騰了還不能斷電或水未沸騰而斷電的現(xiàn)象。
[0005]另外，如果蒸汽開關(guān)失效，壺內(nèi)的水會(huì)一直燒下去，直到水被燒干，發(fā)熱元件溫度急劇上升，位于發(fā)熱盤底部的有兩個(gè)雙金屬片，會(huì)因?yàn)闊醾鲗?dǎo)作用溫度急劇上升，膨脹變形，斷開電源。因此現(xiàn)有的電熱水壺一般能起到自動(dòng)斷電，斷電后不重新加熱和防止干燒的三重安全保護(hù)。
[0006]現(xiàn)有的電熱水壺存在的問題如下:水燒開后至自動(dòng)斷電的時(shí)間非常短，且電熱水壺的壺蓋都是閉合的狀態(tài)。因此此時(shí)的水還處于沒有徹底燒開的水。研究證明，鹵代烴、氯仿含量與水溫變化及沸騰持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短密切相關(guān)。水溫達(dá)到90°C時(shí)，鹵代烴含量由原來的每升53微克上升到191微克，氯仿由每升43.8微克上升到177微克，均超過國家標(biāo)準(zhǔn)2倍。當(dāng)水溫升到100°C，鹵代烴和氯仿的含量分別下降到110微克和99微克，仍超過國家標(biāo)準(zhǔn)。如果繼續(xù)沸騰，持續(xù)3分鐘后，鹵代烴和氯仿含量分別降至9.2微克和8.3微克，此時(shí)才成為安全的飲用水。
[0007]針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽開關(guān)存在的缺陷，使得電熱水壺在自動(dòng)燒水的過程中，能在水沸騰時(shí)自動(dòng)打開壺蓋，并在壺蓋持續(xù)打開一段時(shí)間后自動(dòng)閉合壺蓋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺，
[0009]包括熱水壺本體、自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、電子開關(guān)、電源和溫度傳感器，所述熱水壺本體包括壺蓋和加熱電阻，其中，
[0010]所述電子開關(guān)的一端用于連接外接電源，另一端連接所述加熱電阻；
[0011]所述電源分別連接所述溫度傳感器和單片機(jī)；
[0012]所述單片機(jī)包括溫度采集模塊、沸騰判斷模塊和控制模塊，所述溫度采集模塊用于采集所述溫度傳感器的溫度信號(hào)，所述沸騰判斷模塊用于根據(jù)溫度采集模塊采集到的溫度計(jì)數(shù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的水溫變化率，并根據(jù)所述水溫變化率判定熱水壺中的水是否達(dá)到沸騰狀態(tài)，所述控制模塊用于在所述沸騰判斷模塊判定為沸騰狀態(tài)時(shí)控制所述自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)打開壺蓋；以及在預(yù)定的時(shí)間后控制所述電子開關(guān)斷開電路并控制所述自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)關(guān)閉壺蓋。
[0013]具體地，所述自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在壺蓋下方的與壺蓋底部相連通的密封盒，機(jī)座固定在所述密封盒內(nèi)部的電機(jī)，與電機(jī)輸出軸同心設(shè)置的主動(dòng)齒輪，與主動(dòng)齒輪嚙合的從動(dòng)齒輪，與從動(dòng)齒輪軸連接的連接桿，設(shè)置在從動(dòng)齒輪一端的第一限位開關(guān)，設(shè)置在從動(dòng)齒輪另一端的第二限位開關(guān)，以及設(shè)置在密封盒側(cè)壁上的觸頭，其中連接桿設(shè)置在壺蓋的本體凹槽中。
[0014]優(yōu)選地，所述從動(dòng)齒輪為扇形齒輪；所述密封盒內(nèi)設(shè)置有玻璃纖維隔熱層。
[0015]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與所述電子開關(guān)之間的電路上還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)的驅(qū)動(dòng)模塊。
[0016]優(yōu)選地，所述溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器。
[0017]優(yōu)選地，所述電源為AC/DC電源。
[0018]優(yōu)選地，所述電子開關(guān)為晶閘管。
[0019]可替換地，所述電子開關(guān)為繼電器。
[0020]應(yīng)用本發(fā)明，具有如下有益效果:本發(fā)明采用沸騰判斷模塊，根據(jù)溫度采集模塊采集到的溫度計(jì)算預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的水溫變化率，并根據(jù)所述水溫變化率判定熱水壺中的水是否達(dá)到沸騰狀態(tài)，這種判斷方法避免了蒸汽開關(guān)失靈帶來的一系列沸騰判斷問題，使沸騰判斷更加準(zhǔn)確。此外，本發(fā)明通過設(shè)置自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)，可以在水沸騰后自動(dòng)打開壺蓋繼續(xù)加熱，直到預(yù)定的時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉壺蓋，從而使水中的有害物質(zhì)充分揮發(fā)，提高水質(zhì)。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一、二提供的基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一、二提供的基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺的閉蓋狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一、二提供的基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺的開蓋狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]實(shí)施例一:
[0027]請(qǐng)參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明提供了一種基于水溫變化率控制的自動(dòng)開閉蓋電熱水壺，
[0028]包括熱水壺本體、自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、電子開關(guān)、電源和溫度傳感器，所述熱水壺本體包括壺蓋和加熱電阻，其中，
[0029]所述電子開關(guān)的一端用于連接外接電源，另一端連接所述加熱電阻；
[0030]所述電源分別連接所述溫度傳感器和單片機(jī)；
[0031]所述單片機(jī)包括溫度采集模塊、沸騰判斷模塊和控制模塊，所述溫度采集模塊用于采集所述溫度傳感器的溫度信號(hào)，所述沸騰判斷模塊用于根據(jù)溫度采集模塊采集到的溫度計(jì)數(shù)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的水溫變化率，并根據(jù)所述水溫變化率判定熱水壺中的水是否達(dá)到沸騰狀態(tài)，所述控制模塊用于在所述沸騰判斷模塊判定為沸騰狀態(tài)時(shí)控制所述自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)打開壺蓋；以及在預(yù)定的時(shí)間后控制所述電子開關(guān)斷開電路并控制所述自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)關(guān)閉壺蓋。
[0032]參見圖2與圖3，所示分別為本發(fā)明實(shí)施例的電熱水壺自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)的閉蓋和開蓋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，其用于對(duì)采用鉸接方式設(shè)置的壺蓋10和壺體20進(jìn)行自動(dòng)開閉蓋，包括固定設(shè)置在壺蓋10下方的與壺蓋底部相連通的密封盒301，機(jī)座固定在密封盒301內(nèi)部的電機(jī)302，與電機(jī)輸出軸同心設(shè)置的主動(dòng)齒輪303，與主動(dòng)齒輪303嚙合的從動(dòng)齒輪304，與從動(dòng)齒輪軸連接的連接桿308，設(shè)置在從動(dòng)齒輪一端的第一限位開關(guān)305，設(shè)置在從動(dòng)齒輪另一端的第二限位開關(guān)307，以及設(shè)置在密封盒側(cè)壁上的觸頭306，其中連接桿308設(shè)置在壺蓋的本體凹槽中。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的電熱水壺自動(dòng)開閉蓋機(jī)構(gòu)的工作過程如下:
[0034](I)開蓋
[0035]單片機(jī)在檢測(cè)到水達(dá)到沸騰狀態(tài)后，輸入高電平控制電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到觸頭觸碰到第二限位開關(guān)的位置時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0036](2)閉蓋
[0037]預(yù)定時(shí)間(如3分鐘)后觸發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到觸頭觸碰到第一限位開關(guān)的位置時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]進(jìn)一步的，在其他的具體應(yīng)用示例中，為了減小電熱水壺所占的空間體積，設(shè)置從動(dòng)齒輪為扇形齒輪。為了阻斷了廢水熱量對(duì)電機(jī)的熱損傷，防止電機(jī)在工作過程中過熱，密封盒內(nèi)設(shè)置有玻璃纖維隔熱層。
[0039]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與所述電子開關(guān)之間的電路上還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述電子開關(guān)