，可控硅Ql具有良好的开关特性，能够及时、准确、迅速的控制电阻丝发热体3的通断。
[0025]电压过零检测模块包括电阻R18、R15，市电经R18、R15限流后接入单片机TOl引脚，通过电压过零检测模块检测市电过零情况，并向单片机提供中断请求，单片机获得控制周期的起点信号，单片机通过选择合适的导通角控制可控硅的导通，通过调节单片机输出过零脉冲的延时时间，控制可控硅Ql的导通时间，从而调节可控硅Ql的输出功率，以实现控制电阻丝发热体的通断及其功率。此外，通过开关键KEY调节本装置的恒温温度，实现一键完成加热温度的循环设置。
[0026]电容感应模块由一定面积的金属片21作为检测电极，金属片21内侧表面连接有弹簧22，弹簧22另一端连接在加热控制电路板2上，通过弹簧22的变形张力，使金属片21紧贴在绝缘管I内壁，使金属片21能够较敏感的检测到绝缘管I外空间介质的分布电容变化，而且这种设计方式便于本发明组装拆卸，也可以用贴于绝缘管I内壁的金属膜作为检测电极。金属片21连接积分电容C3后，接入单片机PA2引脚，单片机PAl引脚接入金属片和积分电容C3之间。由金属片21米集绝缘管I外空间介质的分布电容，分布电容的变化影响积分电容C3的积分时间，通过单片机检测积分电容C3的积分时间，并将这一积分时间设为阈值；当该电加热装置浸入液体中时，金属片21检测到绝缘管I外空间介质的分布电容变大，其充电速度亦变大，单片机检测积分电容的积分时间相对于上述阈值变小。因此，单片机通过金属片21检测绝缘管I外空间介质分布电容的变化，再检测积分电容C3的积分时间，并将该积分时间与设定的阈值相比较，当积分时间等于或大于阈值时，便可判断为电加热装置未浸入液体中，单片机停止向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql截止，电阻丝发热体3断电。
[0027]温度检测模块24由电源模块提供+5V电压，包括由热敏电阻R1、电阻R3组成的液体温度检测单元和由热敏电阻R2、电阻R5组成的功率控制器件温度检测单元。采集电气节点ADl处电压接入单片机PD5引脚，作为当前体温度值，单片机将该结果与设定的温度范围比较，若检测的液体温度低设定温度范围下限，则单片机向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql导通，电阻丝发热体3通电加热；若检测的液体温度达到设定温度范围上限，单片机停止向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql截止，电阻丝发热体3断电。采集电气节点AD2处电压接入单片机roe引脚，检测测当前可控硅QI的工作温度，单片机将该结果与设定的温度比较，若检测结果达到预设温度，单片机停止向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql截止，从而保障可控硅Ql的可靠输出，同时保障电路的安全性。
[0028]显示模块包括数字显示单元23和加热指示单元，其中数字显示单元23由两位数码管ZF及限流电阻R7?R13组成，通过对2位LED字符分4次扫描，有效降低了显示模块的功耗，单片机将电容感应模块以及温度检测模块24的检测结果进行分析，并将该分析结果输入显示模块，当电加热装置未浸入液体中时，数字显示单元23显示“0F”，当电加热装置浸入液体中时，数字显示单元23显示当前液体温度或设置温度，从而使用户能直观得知水族箱体内液体状态以及电加热装置的工作状态。加热指示单元包括反相并联的发光二极管LEDl和二极管Dl，当可控硅导通，电阻丝发热体3通电加热，发光二极管LEDl亮，便于用户直观看到电阻丝发热体3的工作状态。
[0029]上述加热控制电路板2置于绝缘、隔热材料制成的保护壳内，保护壳由壳盖41和壳底42构成，优选壳盖41和壳底42结合呈圆筒状，在壳盖41内根据加热控制电路板2器件分布设置有4个隔热层43，有效阻止了热传递的三种方式(传导、对流、辐射)，保障温度检测模块24检测结果真实可靠。
[0030]使用上述电加热装置的加热方法，包括以下步骤:
步骤1、金属片21采集绝缘管I外空间介质的分布电容，并将其结果输出给单片机；步骤2、单片机检测与金属片21相并联的积分电容C3的积分时间，即绝缘管I外空间介质的电容积分时间，若积分时间等于或大于阈值，则单片机停止向可控硅输出过零脉冲，可控硅截止，电阻丝发热体3断电，同时单片机向显示模块输出停止信号，数字显示单元23显示“0F”，加热指示单元的发光二极管LEDl灭；
步骤3、若积分时间小于阈值，由热敏电阻检测液体温度并将检测结果输入单片机，当液体温度低于设定温度范围下限时，单片机向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql导通，电阻丝发热体3通电加热，单片机同时向显示模块输出信号，数字显示单元23显示当前液体温度或设置温度，发光二极管LEDl亮；当液体温度达到设定温度范围上限时，单片机停止向可控硅Ql输出过零脉冲，可控硅Ql截止，电阻丝发热体3断电，单片机控制模块同时向显示模块输出信号，数字显示单元23显示当前液体温度，发光二极管LEDl灭。
[0031]本发明通过设置在绝缘管I内的金属片21作为检测电极，检测绝缘管I外空间介质的分布电容，并通过单片机检测与检测电极并联的积分电容的积分时间，从而以非接触方式检测出加热装置是否浸入液体中，不但通够有效防止电加热装置干烧，还解决了接触式检测电极易腐蚀的技术问题，减小电加热装置的安全隐患，延长其使用寿命，而且以金属片21作检测电极降低了电加热装置的制作成本。此外，当上述电加热装置浸入液体时，积分电容C3的积分时间较短，即阈值较小，故本发明的灵敏度较高。
[0032]如上所述，则能很好的实现本发明。
【主权项】
1.一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:包括绝缘管(I)和位于绝缘管内的加热控制电路板(2)，所述加热控制电路板(2)包括电容感应模块和单片机控制模块，所述电容感应模块包括检测电极和积分电容，所述检测电极与积分电容并联接入单片机控制模块的1 口，所述电容感应模块用于采集绝缘管(I)外空间介质的分布电容，所述单片机控制模块用于检测积分电容的积分时间。2.根据权利要求1所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述检测电极紧贴于所述绝缘管(I)的内壁。3.根据权利要求2所述的水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述检测电极为金属片(21)或金属膜。4.根据权利要求3所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述金属片(21)通过弹簧(22)固定连接在所述加热控制电路板(2)上。5.根据权利要求1?4任一项所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述加热控制电路板(2)还包括温度检测模块(24)和功率控制器件(25)，所述温度检测模块(24)输出端连接单片机控制模块的输入端，所述功率控制器件(25)的输入端连接单片机控制模块的输出端，所述功率控制器件(25 )输出端连接有电阻丝发热体(3 )。6.根据权利要求5所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述温度检测模块(24)包括液体温度检测单元和功率控制器件温度检测单元。7.根据权利要求1?4任一项所述的水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述控制电路板(2)外设置有保护壳，保护壳位于所述绝缘管内，保护壳包括壳盖(41)和壳底(42)，壳盖(42)内设置有隔热层(43)。8.根据权利要求1?4任一项所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述加热控制电路板(2)还包括显示模块，所述显示模块包括数字显示单元(23)和加热指示单元，数字显示单元(23)的输入端连接单片机控制模块的输出端，加热指示单元与所述电阻丝发热体(3)并联。9.根据权利要求1?4任一项所述的一种水族箱体用电加热装置，其特征在于:所述加热控制电路板(2 )还包括电源模块，所述电源模块包括阻容降压单元和三端集成稳压器。10.一种用于水族箱体的电加热方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、电容感应模块通过检测电极采集绝缘管外空间介质的分布电容，并将其结果输出给单片机处理模块； 步骤2、单片机处理模块检测电容感应模块中积分电容的积分时间，若积分时间小于阈值，则由温度检测模块检测液体温度并将检测结果输入单片机控制模块，当液体温度低于设定温度范围下限时，单片机控制模块输出脉冲，通过控制功率控制器件使电阻丝发热体通电，单片机控制模块同时向显示模块输出信号，显示模块显示当前液体温度或设置温度；当液体温度达到设定温度范围上限时，单片机控制模块无输出脉冲，控制功率控制器件使电阻丝发热体断电，单片机控制模块同时向显示模块输出信号，显示模块显示当前液体温度或设置温度； 步骤3、若积分时间大于阈值，则单片机处理模块无脉冲输出，加热控制模块停止加热，同时向显示模块输出停止信号，显示模块显示“0F”。
【专利摘要】本发明公开了一种水族箱体用电加热装置，包括绝缘管和位于绝缘管内的加热控制电路板，加热控制电路板包括电容感应模块和单片机控制模块电容感应模块的输出端与单片机控制模块的输入端连接。本发明还公开了一种用于水族箱体的电加热方法，包括电容感应模块的检测电极采集绝缘管外空间介质的电容、单片机控制模块检测积分电容的积分时间、单片机控制模块控制功率控制器件的输出。本发明通过设置在绝缘管内的电容感应模块检测绝缘管外空间介质电容，并通过单片机控制模块检测该电容的积分时间，从而以非接触方式检测出加热装置是否浸入液体中，解决了接触式检测电极易腐蚀的技术问题，且检测灵敏度高，减小电加热装置的安全隐患，延长其使用寿命。
【IPC分类】A01K63/06
【公开号】CN105210980
【申请号】CN201510653479
【发明人】杜春海
【申请人】成都高度电子科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月12日