专利名称：水体恒温控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水体加热和恒温控制系统，特别是一种鱼缸水体 恒温控制系统。 技术背景
目前水族业广泛使用的水体恒温控制系统，其加热元件普遍使用 密封在玻璃外壳内并缠绕在陶瓷支架上的电热丝，玻璃外壳浸入水体 中，电热丝通电发热加热玻璃外壳内的空气及玻璃外壳进而加热水
体；其温度控制单元主要由安装在上述玻璃外壳开口附近的塑料腔体 内的双金属片,变形温控开关组成。上述双金属片因热膨胀系数不 同而在水体温度变化到一定程度时引起开关的开启和关闭。为避免温
控开关随水体局部温度的小范围变化而平凡动作，缩小开关寿命，在 温控开关触点附近还连接着磁性材料，以磁性材料的迟滞作用来实现 整个温控过程的"施密特触发器"工作特征。上述水体恒温控制系统 的缺点在于(1)因为双金属片机械变形温控开关的动作温差在3摄 氏度左右，制约了水体温控的精度，同时，因为陶瓷支架的热惯性大， 而且玻璃外壳和壳内空气都是热的不良导体，这三者的热量储备进一 步扩大了水体实际温差范围。(2)因为在水体温度明显^f氐于动作温差 下限时，在由玻璃壳体和壳内空气组成的不良导热环境中，电热丝因 长时间持续发热而发出红光，造成能量浪费，系统热效率降低。(3)玻璃壳体本身易碎，而且玻璃壳体与前述塑料腔体之间的连接由于壳 内空气长时间热胀冷缩而容易产生裂缝，导致安全问題，因此通常这
种水体恒温控制系统的使用寿命也是比较短的。(4)体积庞大，无法
隐蔽安装，影响鱼缸审美效果。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种温控 精确、热效率高、安全性好、小巧美观的水体恒温控制系统。
为达到上述目的，本实用新型的解决方案是 一种水体恒温控制 系统，由发热单元、监测单元及控制单元组成，其特征在于所M 热单元由绝缘材料包裹电阻丝组成并直接浸入水体。
上述发热单元的绝缘材料是一种柔性材料。
上述水体恒温控制系统的监测单元由绝缘材料包裹热敏电阻组成。
上述水体恒温控制系统的控制单元由交流电过零负脉冲生成部 分和执行信号生成部分组成.
与现有技术相比，使用本实用新型水体恒温控制系统的优点在 于(1)水体温差范围小，即恒温控制精度高。(2)热效率高。(3) 安全系数大，系统使用寿命长。(4)体积小，易于隐蔽安装；尤其是 发热单元可制成多种外形，满足各种安装环境和加工工艺要求。
图1为本实用新型水体恒温控制系统电路图。
如图1所示，整个水体恒温控制系统的控制单元由交流电过零负脉沖生成部分和执行信号生成部分组成。
其中，交流电过零负脉沖生成部分的工作原理如下市电经电阻 R2降压、稳压二极管W1、 W2稳压，再经二級管D3、 D4、 D5、 D6 桥式整流后形成交流电过零负脉沖。该脉沖通过电阻R3加在三极管 BG的基极和发射极之间。由于三极管BG被接成射极跟踪器，该脉沖 在三极管BG的射极通过二极管D7加在555时基集成电路的触发脚2 上。在这里，作为射极跟踪器的三极管BG扩大了上述过零负脉冲的 输出负载能力，使得电位器R5阻值发生变化时，加在在555时基集 成电路触发脚2上的过零负脉沖的宽度和幅度几乎不受影响，这样就 保证了 负脉沖信号的精度。
执行信号生成部分的工作原理如下市电经电容C1、电阻R1降 压，通过二极管D1、 D2整流，稳压二极管W3稳压和电容C5滤波 后，生成相对稳定的直流电源，提供给以555时基集成电路为核心的 控制电路。555时基集成电^设计成脉沖启动式暂稳态电路，暂稳 态时长远小于半个交流电波长。当交流电过零时，二极管D7没有输 出(即在负脉冲阶段)，加在555时基集成电路触发脚2上的电位是 由热敏电阻R4和电位器R5、电阻R6对电源电压的分压比决定的， 改变电位器R5的阻值就在一定范闺内设定了温度。当温度降低时， 热敏电阻R4阻值变大，加在555时基集成电路触发脚2上的电位降 低，当该电位降低到电源的1/3电压时，555时基集成电路内部工作 启动it^暂稳态，输出脚3为高电平，通过电阻R8触发可控硅T1使 之导通，加热器R9发热；反之，加热器R9不发热。从上述水体恒温控制系统电路工作原理说明可知，除了在交流电
过零的阶段，二极管D7总是输出高电平，555时基集成电路的触发 脚2被钳位于高电平，555时基集成电路不被触发，这样，就实现了 对可控硅T1的过零触发，避免了在交流电没有过零时因可控硅T1的 开关动作而干扰电网，同时也避免了因可控硅T1电流的迅速改变而 产生电磁辐射，影响附近收音机、电视机等设备的正常工作。
在本实施例中，二极管D7起到与后级的隔离作用，它使流过热 敏电阻R4的电流避免被电阻R3旁路而影响控制要求。
在本实施例中，电容C2起到滤波作用，它可以去除杂波和交流 成分对整个系统的干扰。
在本实施例中，作为加热器R9的电阻丝由柔性绝缘材料包裹并 直接浸入水体，所谓柔性绝缘材料是一种防透水、耐腐蚀、不易老化 的硅胶软管。由硅胶软管包裹电阻丝组成的发热单元质量小、比热小， 所以热惯性小，这样， 一旦电阻丝开始发热，硅胶软管及其周边水体 即刻升温， 一旦电阻丝停止发热，珪胶软管及其周边水体即刻停止升 温，整个7JC体恒温控制系统的发热控制响应速度显著提高。此外，薄 壁的硅胶软管在内包裹电阻丝，在外与水体充分接触，发热单元散热 迅速，避免了持续发热造成发光现象，减小了能量浪费，提高了整个 水体恒温控制系统的热效率。
在本实施例中，监测单元由绝缘材料包裹热敏电阻组成，完全直 接浸没于7jc体中，且其位置紧挨发热单元，位于水流被加热后的区域。 所谓绝缘材料是一种防透水、耐腐蚀、不易老化并具有一定柔性的塑料导热套管。这样的受热单元质量小、比热小，所以热惯性小，加之 薄壁的塑料导热套管在内包裹热敏电阻，在外与水体充分接触，因此 监测单元的水温敏感性高，提高了整个7JC体恒温控制系统的响应速度 和精度。
可见，上述发热单元和监测单元的结构特点显著地提高了水体恒 温控制系统的恒温控制精度和热效率。
此外，从上述对发热单元、监测单元及控制单元的工作原理和结
构特点的描述可以看出，水体恒温控制系统不再需务使用玻璃外壳、
陶瓷支架等不同物理特性的刚性零件，这样，就避免了系统因其零件 易碎及零件间出现漏水而引发安全问题。整个水体恒温控制系统不仅
体积和质量大幅度减小，易于隐蔽安装，便于制成多种外形，而且成 本降低，寿命延长，安全系数大幅度提高。
权利要求1.一种水体恒温控制系统，由发热单元、监测单元及控制单元组成，其特征在于所述发热单元由绝缘材料包裹电阻丝组成并直接浸入水体。
2. 如权利要求1所述的水体恒温控制系统，其特征在于所 述绝缘材料是一种柔性材料。
3. 如权利要求1所述的水体恒温控制系统，其特征在于监 测单元由绝缘材料包裹热敏电阻组成。
4. 如权利要求1或2或3所述的7jc体恒温控制系统，其特征 在于控制单元由交流电过零负脉沖生成部分和执4亍信号生成部分组 成。
5. 如权利要求1或2所述的水体恒温控制系统，其特征在于 所迷绝缘材料是一种硅胶软管。
6. 如权利要求3所述的水体恒温控制系统，其特征在于所 述绝缘材料是一种具有一定柔性的塑料导热套管。
专利摘要一种水体恒温控制系统，由发热单元、监测单元及控制单元组成，其特征在于所述发热单元由绝缘材料包裹电阻丝组成并直接浸入水体。水体恒温控制系统的监测单元由绝缘材料包裹热敏电阻组成。水体恒温控制系统的控制单元由交流电过零负脉冲生成部分和执行信号生成部分组成。与现有技术相比，使用本实用新型水体恒温控制系统的主要优点在于(1)水体温差范围小，即恒温控制精度高。(2)热效率高。(3)安全系数大，系统使用寿命长。其他优点包括体积、质量大幅度减小，易于隐蔽安装，便于制成多种外形，满足各种安装环境和加工工艺要求，而且成本降低。
文档编号G05D23/24GK201159860SQ20072030343
公开日2008年12月3日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者欧阳彪 申请人:欧阳彪