电热水器水质检测控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电热水器水质检测控制电路，包括外部电源、以及分别于所述外部电源相电连接的温度传感器、无稳态多谐振荡器、单片机和显示设备，所述温度传感器用以感测电热水器中水的温度信号，并将该温度信号传输给所述单片机，所述无稳态多谐振荡器用以感测电热水器中水的电导率信号，并将该电导率信号亦传输给所述单片机，用以对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理的所述单片机控制所述显示设备显示相应的水质检测值，从而方便用户实时得知电热水器中水的水质状况，不仅提高了使用安全性，而且还有利于电热器的维修保养。
【专利说明】电热水器水质检测控制电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电热水器控制【技术领域】，具体提供一种电热水器水质检测控制电路。
【背景技术】
[0002]国美、大中等家电卖场联合进行了家电产品的大规模消费者调研，调研中显示，每年进行一次热水器清洗的家庭几乎接近零，甚至大部分都是5年以上使用但没有进行任何清洗和更换，因此电热水器使用过程中存在严重的水质问题，这不仅滋生细菌引起皮肤感染；而且还影响了电热管的正常发热，导致加热时间延长、费电，有时甚至还会出现因发热丝热能传导不出而使金属加热体表面壳体炸裂的现象。
【发明内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种电热水器水质检测控制电路，该控制电路能有效检测水质状况，提高了电热水器的使用安全性。
[0004]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种电热水器水质检测控制电路，包括外部电源、以及分别于所述外部电源相电连接的温度传感器、无稳态多谐振荡器、单片机和显示设备，其中，所述温度传感器用以感测电热水器中水的温度信号，并将该温度信号传输给所述单片机，所述无稳态多谐振荡器用以感测电热水器中水的电导率信号，并将该电导率信号亦传输给所述单片机，用以对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理的所述单片机控制所述显示设备显示相应的水质检测值。
[0005]作为本发明的进一步改进，所述温度传感器选用数字温度传感器和模拟温度传感器中的一种，且所述温度传感器与所述单片机通过RS485串口相连。
[0006]作为本发明的进一步改进，所述无稳态多谐振荡器由NE555时基电路、电阻、电容、极性电容和用以感测水的电导率信号的双排插针组成，其中，所述NE555时基电路的第一引脚接地，第三引脚通过RS485串口电连接于所述单片机，第四引脚和第八引脚一同电连接于所述电源的正极，第五引脚经串接所述电容后接地；另所述电阻的一端亦电连接于所述电源的正极，所述电阻的另一端与所述NE555时基电路的第七引脚相电连接，所述极性电容的正极电连接于所述NE555时基电路的第二引脚，所述极性电容的负极接地，所述双排插针的一端电连接于所述电阻的另一端，所述双排插针的另一端具有两个并联支路，且该两并联支路分别对应与所述NE555时基电路的第二引脚和第六引脚相电连接。
[0007]本发明的有益效果是:通过在电热水器上增设一水质检测控制电路，利用该控制电路中的温度传感器感测电热水器中水的温度信号，无稳态多谐振荡器感测电热水器中水的电导率信号，并均将该温度信号和电导率信号传输给所述单片机，所述单片机分别对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理，并控制所述显示设备显示相应的水的温度和电阻值，从而方便用户实时得知电热水器中水的水质状况，不仅提高了使用安全性，而且还有利于电热器的维修保养。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的工作原理示意图；
[0009]图2为本发明所述无稳态多谐振荡器的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面参照图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0011]本发明所述的一种电热水器水质检测控制电路，包括外部电源VCC、以及分别于所述外部电源VCC相电连接的温度传感器9、无稳态多谐振荡器10、单片机MCU和显示设备11，其中，所述温度传感器9用以感测电热水器中水的温度信号，并将该温度信号传输给所述单片机MCU，所述无稳态多谐振荡器10用以感测电热水器中水的电导率信号，并将该电导率信号亦传输给所述单片机MCU，用以对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理的所述单片机MCU控制所述显示设备11显示相应的水质检测值。
[0012]在本实施例中，所述温度传感器9选用DS18B20数字温度传感器和模拟温度传感器中的一种，且所述温度传感器9与所述单片机MCU通过RS485串口相连。
[0013]在本实施例中，所述无稳态多谐振荡器10由NE555时基电路1C、电阻R1、电容Cl、极性电容C2和用以感测水的电导率信号的双排插针PH组成，其中，所述NE555时基电路IC的第一引脚接地，第三引脚通过RS485串口电连接于所述单片机MCU，第四引脚和第八引脚一同电连接于所述电源VCC的正极，第五引脚经串接所述电容Cl后接地；另所述电阻Rl的一端亦电连接于所述电源VCC的正极，所述电阻Rl的另一端与所述NE555时基电路IC的第七引脚相电连接，所述极性电容C2的正极电连接于所述NE555时基电路IC的第二引脚，所述极性电容C2的负极接地，所述双排插针PH的一端电连接于所述电阻Rl的另一端，所述双排插针PH的另一端具有两个并联支路，且该两并联支路分别对应与所述NE555时基电路IC的第二引脚和第六引脚相电连接。
[0014]该电热水器水质检测控制电路的工作原理为:
[0015]I)、利用所述温度传感器9感测电热水器中水的温度信号，并将该温度信号传输给所述单片机MCU ；
[0016]2)、利用所述无稳态多谐振荡器10感测电热水器中水的电导率信号，并将该电导率信号传输给所述单片机MCU ；
[0017]3)、所述单片机MCU分别对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理，并控制所述显示设备11显示电热水器中水的温度和电阻值。
[0018]其中，所述无稳态多谐振荡器10的工作原理为:结合附图2作以下说明，所述电源VCC经所述电阻R4对所述电容Cl充电，使电容Cl两端的电压按指数规律上升，当电容Cl两端的电压Uc上升到2/3电源电压VCC时，所述NE555时基电路IC的第三引脚输出为低电平，将电容Cl两端电压从1/3电源电压VCC上升到2/3电源电压VCC的这段时间内所述NE555时基电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容Cl的充电时间有关；同时所述NE555时基电路内部的放电管导通，放电管开始放电，此时，所述NE555时基电路进入第二暂稳态，其维持时间TPL的长短与电容Cl的放电时间有关。随着电容Cl的放电，电容Cl两端的电压下降，当电容Cl两端的电压Uc下降到1/3电源电压VCC时，所述NE555时基电路IC的第三引脚输出为高电平，所述NE555时基电路内部的放电管截止，电源VCC再次对电容Cl充电，所述NE555时基电路又翻转到第一暂稳态。如此周而复始，形成振荡，所述NE555时基电路IC的第三引脚即可输出一系列的脉冲频率波形，并通过RS485串口传输给所述单片机MCU。
[0019]此外，水质与水的电导率的关系为:因一般水溶液中会含有各种溶解盐类，并以离子的形态存在，当水中插入一对电极并通电后，在电场的作用下，带电的离子就会产生一定方向的移动，从而使水溶液具有更强的导电性。水的导电能力的强弱程度，即水的电导率，反映了水中含盐量的多少，是反映水的纯净度的一个重要指标，水质越纯、温度越低，电离度越低，水的电导率也越低，超纯水是几乎不能导电。
[0020]溶液导电能力以电阻值来表示，导电能力越强，电阻值越小。因此，所述单片机MCU读取所述NE555时基电路IC输出的脉冲频率波形的频率，并可通过公式R=l/2* [I/(f*C*Ln2)-R0]得到水的电阻值，其中:f为NE555时基电路IC输出的脉冲频率波形的频率；C为上述电容Cl ；R0为上述电阻R4。
【权利要求】
1.一种电热水器水质检测控制电路，其特征在于:包括外部电源(VCC)、以及分别于所述外部电源(VCC)相电连接的温度传感器(9)、无稳态多谐振荡器(10)、单片机(MCU)和显示设备(11)，其中，所述温度传感器(9)用以感测电热水器中水的温度信号，并将该温度信号传输给所述单片机(MCU)，所述无稳态多谐振荡器(10)用以感测电热水器中水的电导率信号，并将该电导率信号亦传输给所述单片机(MCU)，用以对该温度信号和电导率信号进行转换和计算处理的所述单片机(MCU)控制所述显示设备(11)显示相应的水质检测值。
2.根据权利要求1所述的电热水器水质检测控制电路，其特征在于:所述温度传感器(9)选用数字温度传感器和模拟温度传感器中的一种，且所述温度传感器(9)与所述单片机(MCU)通过RS485串口相连。
3.根据权利要求1所述的电热水器水质检测控制电路，其特征在于:所述无稳态多谐振荡器(10)由NE555时基电路(1C)、电阻(R1)、电容(Cl)、极性电容(C2)和用以感测水的电导率信号的双排插针(PH)组成，其中，所述NE555时基电路(IC)的第一引脚接地，第三引脚通过RS485串口电连接于所述单片机(MCU)，第四引脚和第八引脚一同电连接于所述电源(VCC)的正极，第五引脚经串接所述电容(Cl)后接地；另所述电阻(Rl)的一端亦电连接于所述电源(VCC)的正极，所述电阻(Rl)的另一端与所述NE555时基电路(IC)的第七引脚相电连接，所述极性电容(C2)的正极电连接于所述NE555时基电路(IC)的第二引脚，所述极性电容(C2)的负极接地，所述双排插针(PH)的一端电连接于所述电阻(Rl)的另一端，所述双排插针(PH)的另一端具有两个并联支路，且该两并联支路分别对应与所述NE555时基电路(IC)的第二引脚和第六引脚相电连接。
【文档编号】G01K1/02GK104516285SQ201310444494
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】张永杰 申请人:樱花卫厨（中国）股份有限公司