基于非接触式红外温度传感器监测热水壶状态的装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于非接触式安装的红外温度传感器监测热水壶状态的装置。

背景技术：

家用电热水壶是一种家用烧水器具，因为具有使用方便、烧水快捷等功能而被广泛使用。现有技术中的电热水壶,大多是设置在壶体上的自动保护装置,来监测热水壶内的水温，当水温达到沸点时，保护开关就断电。这种热水壶只能一种壶对应一种壶座才可使用，不能与电磁炉或电陶炉配合使用。而现在茶具中，用来冲茶的开水都是用不锈钢壶或陶壶与电磁炉或电陶炉配合使用的，对于这种热水壶的水温监测，一般是人工监测。

为了解决上述问题，中国专利文献CN104013303公开了一种热水壶监测装置，包括红外线测温模块，用于测量所述热水壶的表面温度；第一处理模块，用于根据所述热水壶的表面温度判断所述热水壶的状态，所述热水壶的状态包括烧开状态和干烧状态；其中，当所述热水壶的表面温度达到临界温度时，判断所述热水壶的状态为烧开状态，当所述热水壶的表面温度超过临界温度且稳定上升时，判断所述热水壶的状态为干烧状态；第一报警模块，用于在所述第一处理模块的控制下输出告警信息；设置模块，用于当收到用户设置指令时将当前所述热水壶的表面温度设置为所述临界温度。该热水壶监测装置通过使用红外线测温模块对热水壶进行非接触式的测温，监测装置和热水壶本身分离，降低了报警装置的复杂性和故障率；通过使用处理模块实时判断热水壶的烧水状态并由报警模块发出警告，增强了烧水的安全性并节约了能源。

但是，中国专利文献CN104013303公开的热水壶监测装置，在热水壶第一次使用时需要人为的设置临界温度，如果没有设置临界温度或者设置的临界温度与所使用的水壶不对应，那么该热水壶监测装置就会在监测过程中发出错误的报警信息或产生误动作。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本实用新型向社会提供一种结构简单、故障率低，不需要人为的设置临界温度的基于非接触式红外温度传感器监测热水壶状态的装置。

本实用新型的基本原理是：在不密封的容器内加热水，当水到达沸点时，温度不再上升，（容器是不密封的，气压不变，温度不变）。容器的温度也不会再明显上升。

基于以上的原理，可以红外传感器来测试容器的温度，来判断热水壶内的水的状态。当热水壶内的水温度低于沸点时，热水壶的表面温度会随着壶内的水温上升而上升，则为水被加热状态；当热水壶内的水温到达沸点时，壶内水温无明显变化，如果测到热水壶表面温度在一定时间内，热水壶表面温度无明显变化，可判断热水壶内的水处于沸点状态，此时的热水壶表面温度值可记录为y_沸值；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且当前温度稳定上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态。

本实用新型的技术方案是：提供一种基于非接触式红外温度传感器监测热水壶状态的装置，用于根据热水壶的表面温度判断所述热水壶是烧开状态或干烧状态，该装置包括：

红外温度传感器，所述红外温度传感器1与所述热水壶呈非接触式设置，用于测量所述热水壶的表面温度；

第一处理模块，所述第一处理模块根据所述热水壶的表面温度来判断所述热水壶的状态，其中，当所述红外温度传感器测到热水壶表面温度低于沸点，且热水壶的表面温度持续上升，则判断为热水壶内的水在被加热状态；当热水壶表面温度达到某一温度值，且该温度值在预定时间内基本稳定，则判断热水壶内的水处于沸点状态，此时，记录热水壶表面温度值为y_沸值；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且热水壶的表面温度持续上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态；

第一报警模块，用于在所述第一处理模块的控制下输出告警信息。

作为对本装置的改进，本装置还可包括通信模块，通过所述通信模块向移动终端发送所述热水壶的状态。

作为对本装置的改进，所述通信模块是蓝牙通信模块或WIFI网络通信模块。

作为对本装置的改进，所述移动终端包括第二处理模块，用于根据所接收到的所述热水壶的状态输出报警指令， 第二报警模块，用于接收所述报警指令并输出告警信息。

作为对本装置的改进，所述第一报警模块还包括音乐播放器，用于在所述热水壶的状态为烧开状态时，播放指定音频文件；蜂鸣器，用于在所述热水壶的状态为干烧状态时，发出蜂鸣声。

作为对本装置的改进，所述第二报警模块还包括音乐播放器，用于在所述热水壶的状态为烧开状态时，播放指定音频文件；蜂鸣器，用于在所述热水壶的状态为干烧状态时，发出蜂鸣声。

本实用新型由于采用了红外温度传感器对热水壶进行非接触式的测温，监测装置和热水壶本身分离，不仅降低了报警装置的复杂性和故障率；本实用新型不用预先人工设置临界温度，无论是什么材质的热水壶，均可实现自动监测热水壶的烧水状态，并由报警模块发出警告,增强了烧水的安全性并节约了能源。

附图说明

图1是本实用新型装置一种实施例的结构示意图。

图2是银壶、铝壶和不锈钢壶烧水试验的曲线示意图。

图3是铁壶烧水试验的曲线示意图。

图4是陶壶烧水试验的曲线示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

请参见图1，图1揭示的是一种基于非接触式红外温度传感器监测热水壶状态的装置，用于根据热水壶的表面温度判断所述热水壶是烧开状态或干烧状态，该装置包括：

红外温度传感器100，所述红外温度传感器100与所述热水壶呈非接触式设置，用于测量所述热水壶的表面温度；

第一处理模块200，所述第一处理模块200根据所述热水壶的表面温度来判断所述热水壶的状态，其中，当所述红外温度传感器100测到热水壶表面温度低于沸点，且热水壶的表面温度持续上升，则判断为热水壶内的水在被加热状态；当热水壶表面温度达到某一温度值，且该温度值在预定时间内基本稳定，则判断热水壶内的水处于沸点状态，此时，记录热水壶表面温度值为y_沸值；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且热水壶的表面温度持续上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态；

第一报警模块300，用于在所述第一处理模块200的控制下输出告警信息。本实施例中，所述第一报警模块300还包括音乐播放器，用于在所述热水壶的状态为烧开状态时，播放指定音频文件；蜂鸣器，用于在所述热水壶的状态为干烧状态时，发出蜂鸣声。

本实用新型人分别用铁壶、不锈钢壶、银壶、铝壶和陶壶对本装置作了试验（壶的容积为300－500毫升），其中，不锈钢壶、银壶、铝壶的试验数据接近，归纳为一类；试验时，红外温度传感器对准热水壶的中上部分，红外温度传感器的朝向最好向上斜，以免热源（本实施例中采用300KW电陶炉）对红外温度传感器产生干忧；红外温度传感器与热水壶的距离控制在150－250mm范围内；预定的测温时间间隔值设定为10－30秒为佳。本实施例中，红外温度传感器与热水壶的距离是200mm，时间间隔值设定为30秒，其试验结果如图2、图3和图4所示，其中图2是不锈钢壶、银壶、铝壶的试验函数图，图3是铁壶的试验函数图，图4是陶壶的试验函数图（图2－图4中数据是取每种不同的壶多次试验后的平均值绘制的参考图）。

从图2可以看出，不锈钢壶、银壶、铝壶的佛点时的热水壶表面为98摄氏度，即y_沸值＝98摄氏度，起始温度值为60摄氏度，从60摄氏度到热水壶表面为98摄氏度总共用时220秒，至少在两个测温点，如在测温点240秒和270秒所测的热水壶表面温度基本稳定（设定相邻两个测温点的差值小于1摄氏度，即为基本稳定），则判断所述热水壶的状态为烧开状态；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且当前温度持续上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态（图中未画出）。

从图3可以看出，铁壶的佛点时的热水壶表面为97摄氏度，即y_沸值＝97摄氏度，起始温度值为60摄氏度，从60摄氏度到热水壶表面为98摄氏度总共用时270秒，至少在两个测温点，如在测温点300秒和330秒所测的热水壶表面温度基本稳定（设定相邻两个测温点的差值小于1摄氏度，即为基本稳定），则判断所述热水壶的状态为烧开状态；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且当前温度持续上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态（图中未画出）。

从图4可以看出，陶壶的佛点时的热水壶表面为95摄氏度，即y_沸值＝95摄氏度，起始温度值为60摄氏度，从60摄氏度到热水壶表面为95摄氏度总共用时330秒，至少在两个测温点，如在测温点360秒和390秒所测的热水壶表面温度基本稳定（设定相邻两个测温点的差值小于1摄氏度，即为基本稳定），则判断所述热水壶的状态为烧开状态；当所述热水壶的表面温度超过y_沸值，且当前温度持续上升时，则判断所述热水壶的状态为干烧状态（图中未画出）。

本实用新型不用预先人工设置临界温度，无论是什么材质的热水壶，均可实现自动监测热水壶的烧水状态，并由报警模块发出警告,增强了烧水的安全性并节约了能源。

优选的，本装置还可包括通信模块400，通过所述通信模块400向移动终端500发送所述热水壶的状态；所述通信模块400是蓝牙通信模块或WIFI网络通信模块。

优选的，所述移动终端500包括第二处理模块510，用于根据所接收到的所述热水壶的状态输出报警指令，第二报警模块520，用于接收所述报警指令并输出告警信息；所述第二报警模块520还包括音乐播放器，用于在所述热水壶的状态为烧开状态时，播放指定音频文件；蜂鸣器，用于在所述热水壶的状态为干烧状态时，发出蜂鸣声。