阳极棒消耗检测装置及电热水器的制作方法

本实用新型涉及电热水器技术领域，具体而言，涉及一种阳极棒消耗检测装置及电热水器。

背景技术：

目前，市面上的电热水器内胆大部分为金属材质，为防止内胆腐蚀，通常在电热水器的内胆上安装阳极棒，采用牺牲阳极的方式来减缓内胆腐蚀。但是，阳极棒一般都设置在内胆内部，用户想要知道阳极棒的消耗情况，只能将阳极棒拆下，而阳极棒的拆装非常麻烦，并且容易出现拆早或者拆晚的问题。

对于上述问题，常用的解决方式是在电热水器上安装阳极棒消耗提示装置，通过检测阳极棒与内胆之间的内胆保护电流并与标准电流值进行比较，以此来判断是否需要更换阳极棒。内胆保护电流的检测通常采用继电器，这种方式可靠性较差，并且不检测内胆保护电流时内胆与阳极棒直接相连，阳极消耗速度较快。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种阳极棒消耗检测装置及电热水器，用以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种阳极棒消耗检测装置，应用于电热水器，包括阳极棒及电加热器，阳极棒安装于电热水器的内胆中且阳极棒与内胆导通连接，电加热器与内胆之间绝缘安装；阳极棒消耗检测装置还包括内胆保护电流检测模块、微 控制器及显示屏，内胆保护电流检测模块、微控制器及显示屏依次电连接；内胆保护电流检测模块包括第一电阻和运算放大器，内胆与电加热器通过第一电阻电连接，且第一电阻、运算放大器及微控制器依次电连接；内胆保护电流检测模块用于检测第一电阻两端的电压值并经运算放大器放大后传输至微控制器；微控制器用于实时读取该电压值，并通过计算将该电压值转换为内胆保护电流值，再对计算得到的多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒的消耗情况，并通过显示屏对消耗情况进行显示。

进一步地，所述阳极棒消耗检测装置还包括报警模块，所述报警模块与所述微控制器电连接；所述微控制器还用于将所述内胆保护电流值与预设电流值进行比较，若在预设比较次数内，所述内胆保护电流值均小于预设电流值，则发送提示信号至所述报警模块；所述报警模块用于根据所述提示信号发出警报，以提示用户及时更换所述阳极棒。

进一步地，所述电加热器包括第一法兰，所述第一法兰绝缘安装于第二法兰与所述内胆之间，并通过所述第二法兰用螺栓固定于所述内胆上。

进一步地，所述第一电阻的一端与所述第一法兰电连接，另一端与所述内胆电连接。

进一步地，所述内胆保护电流检测模块的一端与所述第一法兰电连接，另一端与所述内胆电连接。

进一步地，所述阳极棒通过排污塞安装于所述内胆上。

进一步地，所述微控制器为单片机。

进一步地，所述阳极棒消耗检测装置还包括按键模块，所述按键模块与所述单片机电连接。

进一步地，所述显示屏为LCD或者OLED。

一种电热水器，包括外壳、内胆及上述的阳极棒消耗检测装置，所述外壳与所述内胆连接，且所述阳极棒消耗检测装置与所述内胆连接。所述阳极棒消耗检测装置包括阳极棒及电加热器，阳极棒安装于电热水器的内 胆中且阳极棒与内胆导通连接，电加热器与内胆之间绝缘安装；阳极棒消耗检测装置还包括内胆保护电流检测模块、微控制器及显示屏，内胆保护电流检测模块、微控制器及显示屏依次电连接；内胆保护电流检测模块包括第一电阻和运算放大器，内胆与电加热器通过第一电阻电连接，且第一电阻、运算放大器及微控制器依次电连接；内胆保护电流检测模块用于检测第一电阻两端的电压值并经运算放大器放大后传输至微控制器；微控制器用于实时读取该电压值，并通过计算将该电压值转换为内胆保护电流值，再对计算得到的多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒的消耗情况，并通过显示屏对消耗情况进行显示。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种阳极棒消耗检测装置及电热水器，通过在电加热器与内胆之间串联第一电阻来减小阳极棒消耗的电流，降低水电解反应的速度，从而延长了阳极棒的消耗时间，解决了现有技术中阳极棒消耗速度较快的问题；另外，通过微控制器将第一电阻两端的电压值转换为内胆保护电流值，根据内胆保护电流值整合分析阳极棒的消耗情况，并通过显示屏对消耗情况进行显示，能够更加直观准确的显示阳极棒的消耗情况，解决了现有技术中采用继电器可靠性较差的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的 本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例所提供的电热水器的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的阳极棒消耗检测装置的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的阳极棒消耗检测装置的结构框图。

图4为图1中I部位的局部放大图。

图标：100-电热水器；110-内胆；111-排污塞；130-阳极棒消耗检测装置；131-阳极棒；132-电加热器；1321-电热管；1322-第一法兰；150-紧固装置；151-第二法兰；152-绝缘垫圈；153-螺栓；133-内胆保护电流检测模块；1331-运算放大器；134-微控制器；135-人机交互模块；1351-显示屏；1352-报警模块；1353-按键模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1示出了本实用新型实施例所提供的电热水器100的结构框图。电热水器100包括外壳、内胆110、阳极棒消耗检测装置130，外壳与内胆110连接，且阳极棒消耗检测装置130与内胆110连接。

在本实施例中，内胆110可以是金属材料，例如，镀锌板内胆、无氧紫铜内胆、不锈钢内胆等。

请结合参照图2和图3，阳极棒消耗检测装置130包括阳极棒131、电加热器132、内胆保护电流检测模块133、微控制器134及人机交互模块135。阳极棒131安装于电热水器100的内胆110中且二者导通连接，电加热器132与内胆110之间绝缘安装，内胆保护电流检测模块133、微控制器134及人机交互模块135依次电连接。

在本实施例中，阳极棒131可以通过排污塞111安装于内胆110上，阳极棒131和内胆110直接连接并导通。作为一种实施方式，阳极棒131可以是，但不限于镁棒。

请参照图4，电加热器132通过紧固装置150固定安装于内胆110上，电加热器132包括电热管1321及第一法兰1322，电热管1321和第一法兰1322可以是一体成型的。紧固装置150包括第二法兰151、绝缘垫圈152 及螺栓153，电加热器132的第一法兰1322通过绝缘垫圈152绝缘安装于第二法兰151与内胆110之间，并通过第二法兰151用螺栓153固定与内胆110上。

在本实施例中，绝缘垫圈152可以是胆口密封圈，胆口密封圈将电加热器132的第一法兰1322与内胆110的连接处完全包裹，使得电加热器132与内胆110之间绝缘连接。

在本实施例中，内胆保护电流检测模块133与微控制器134电连接，包括第一电阻R1、运算放大器1331及外围电路，内胆110与电加热器132通过第一电阻R1电连接，且第一电阻R1、运算放大器1331及微控制器134电连接，内胆保护电流检测模块133用于检测第一电阻R1两端的电压值并经运算放大器1331放大后传输至微控制器134。

在本实施例中，第一电阻R1一端与电加热器132的第一法兰1322电连接，另一端与内胆110电连接，由于内胆110与阳极棒131之间是直接导通的，相当于第一电阻R1串联于阳极棒131及电加热器132之间，第一电阻R1可以减小阳极棒131消耗的电流，降低水电解反应的速度，从而延长阳极棒131的消耗时间。

作为一种实施方式，第一电阻R1的电阻值可以根据内胆110的材料、以及电加热器132的材料、功率、温度等条件，通过计算或者实验进行相应调整，使得其在延长阳极棒131的消耗时间的同时，也对电加热器132进行保护。

作为一种实施方式，由于第一电阻R1串联于内胆110及电加热器132之间，因此内胆保护电流检测模块133的一端与电加热器132的第一法兰1322电连接，另一端可以与内胆110电连接，使得内胆110在结构上改动较小，从而使得内胆110通用性更高，同时降低了改造成本。

在本实施例中，运算放大器1331用于将第一电阻R1两端的电压值进行放大后传输至微控制器134，以保证微控制器134能根据第一电阻R1两 端的电压值计算出内胆保护电流值。

作为一种实施方式，可以在内胆保护电流检测模块133检测第一电阻R1两端的电压值前断开电加热器132的电源，并且只在预设温度段内进行检测，这样可以提高检测的第一电阻R1两端的电压值的准确性，预设温度段可以是，但不限于30℃～35℃、45℃～55℃、45℃～78℃等。

在本实施例中，微控制器134分别与内胆保护电流检测模块133和人机交互模块135电连接，微控制器134用于实时读取内胆保护电流检测模块133检测的电压值，并通过计算将该电压值转换为内胆保护电流值，并将计算得到的多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒131的消耗情况，并将阳极棒131的消耗情况发送至人机交互模块135，提升用户体验。

在本实施例中，微控制器134可以是一种集成电路芯片，具有运算处理能力，微控制器134可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、语音处理器以及视频处理器等，还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。作为一种实施方式，微控制器134可以是，但不限于单片机。

在本实施例中，人机交互模块135包括显示屏1351、报警模块1352及按键模块1353，显示屏1351、报警模块1352及按键模块1353均与微控制器134电连接。微控制器134还用于对多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒131的消耗情况，并通过显示屏1351对阳极棒131的消耗情况进行显示。

作为一种实施方式，由于各地水质不同，导致用户家庭自来水电导率差异较大，微控制器134在检测到用户初次使用电热水器100时，在满足内胆保护电流检测模块133在预设温度段内检测第一电阻R1两端的电压值的条件下，进行多次检测(检测次数≥5次)内胆保护电流值后得到初始的平均内胆保护电流值i1，根据试验数据可以推测出阳极棒131消耗的电流 值i2。

微控制器134在检测到用户非初次使用电热水器100时，每间隔预设时间(例如3天)进行一次内胆保护电流检测，并记录下内胆保护电流的升降趋势，从而实时分析阳极棒131的消耗情况。

在本实施例中，显示屏1351可以是LCD或者OLED。

在本实施例中，微控制器134还用于将内胆保护电流值与预设电流值进行比较，若在预设比较次数(例如，3次)内，内胆保护电流值均小于预设电流值，则发送提示信号至报警模块1352。报警模块1352用于根据提示信号发出警报，以提示用户及时更换阳极棒131。作为一种实施方式，预设电流值可以根据多次试验获得，当内胆保护电流值小于预设电流值时，表示阳极棒131即将消耗完，需要进行更换，此时可以通过报警模块1352提醒用户进行更换。

在本实施例中，报警模块1352可以是，但不限于声光报警器。

在本实施例中，按键模块1353用于用户进行相关操作，例如，用户需要查看阳极棒131的消耗情况时，则通过按键模块1353将显示屏1351切换到相应的界面，或者通过按键模块1353将显示屏1351点亮。按键模块1353可以是，但不限于键盘。

在本实施例中，第一，通过在电加热器与内胆之间串联第一电阻来降低阳极棒与内胆及电加热器之间因发生原电池反应而产生的电流，延长了阳极棒的使用时间；第二，内胆保护检测电流检测模块中省去了继电器，实时检测内胆保护电流，增强了阳极棒消耗检测装置的可靠性；第三，在内胆与电加热器之间设置内胆保护检测电流检测模块，内胆结构上改动较小，通用性更高，改造成本低；第四，通过显示屏更加直观准确的显示阳极棒的消耗情况。

本实用新型实施例所提供的阳极棒消耗检测装置130的工作原理是：首先，内胆保护电流检测模块133检测第一电阻R1两端的电压值并通过运 算放大器1331放大后传输至微控制器134；其次，微控制器134实时读取该电压值，并通过计算将该电压值转换为内胆保护电流值，再对计算得到的多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒131的消耗情况，并通过显示屏1351对阳极棒131的消耗情况进行显示；再次，微控制器134将内胆保护电流值与预设电流值进行比较，若在预设比较次数(例如，3次)内，内胆保护电流值均小于预设电流值，则发送提示信号至报警模块1352；最后，报警模块1352根据提示信号发出警报，以提示用户及时更换阳极棒131。

综上所述，本实用新型提供的一种阳极棒消耗检测装置及电热水器，所述电热水器包括外壳、内胆及阳极棒消耗检测装置，外壳与内胆连接，且阳极棒消耗检测装置与内胆连接。所述阳极棒消耗检测装置包括阳极棒及电加热器，阳极棒安装于电热水器的内胆中且阳极棒与内胆导通连接，电加热器与内胆之间绝缘安装；阳极棒消耗检测装置还包括内胆保护电流检测模块、微控制器及显示屏，内胆保护电流检测模块、微控制器及显示屏依次电连接；内胆保护电流检测模块包括第一电阻和运算放大器，内胆与电加热器通过第一电阻电连接，且第一电阻、运算放大器及微控制器依次电连接；内胆保护电流检测模块用于检测第一电阻两端的电压值并经运算放大器放大后传输至微控制器；微控制器用于实时读取该电压值，并通过计算将该电压值转换为内胆保护电流值，再对计算得到的多个内胆保护电流值进行整合分析得到阳极棒的消耗情况，并通过显示屏对消耗情况进行显示。本实用新型提供的一种阳极棒消耗检测装置及电热水器，通过在电加热器与阳极棒之间串联第一电阻来减小阳极棒消耗的电流，降低水电解反应的速度，从而延长了阳极棒的消耗时间，解决了现有技术中阳极棒消耗速度较快的问题；另外，通过微控制器将第一电阻两端的电压值转换为内胆保护电流值，根据内胆保护电流值整合分析阳极棒的消耗情况，并通过显示屏对消耗情况进行显示，能够更加直观准确的显示阳极棒的消耗情况，解决了现有技术中采用继电器可靠性较差的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。