专利名称：无感温探头的可调恒温自控器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于恒温自控电器。
目前国内外电热恒温自控器均有如下三个或其中一、两个缺点。
1.在温度场内必须放入一个感温探头。这样在某些情况下，如用在电热毯上，往往因对感温探头的覆盖保温不好，则使自控器失控，且增加两条导电引线，也有所不便。
2.不可调。如用廉价的双金属片作感温探头，出厂前必须调好，再缝入电热毯中(或放到某温度场中)，那么使用时只能保持某一个固定的温度，但这个温度不能由使用者根据自己的需要随手调高或调低。
3.造价高。如用电子元件做成的自控器，虽可随手调整温度，但造价较高，难以推广到家庭。
针对上述存在的问题，本实用新型仍利用廉价的双金属片作主要部件，但原理独特，可以不用感温探头，结构独特，使用者所需的恒定温度，可以随手调高或调低，所以兼有无探头、可调、价廉三个优点。目前如用于自控电热毯，则这三个优点的价值就显得更突出。今
如下。
本自控器的结构与零部件的作用如图1与图2(外观及简化结构图)所示，自控器的壳体⑩是一个关闭比较严的塑料盒，全部零件均安装在盒内，其中控温电阻②与电热毯的电热丝①相联接(串联如图1或并联如图2)，其开关是共用的，由常开触头④与⑤构成，其中定触头⑤是银触点并将它铆在薄铜片⑥的顶端，动触点④是银触点并将它铆在与铜片相对并平行安装的双金属片⑦上，此双金属片升温时自动弯曲，使动触点④远离定触点⑤，反之降温时④靠近⑤。调温旋扭⑨与调温偏心轮⑧，固定结合为一体，均能同时绕固定在底板上的轴(11)转动，调温偏心轮⑧的边缘，是渐开线，当其最短半径垂直于铜片⑥时，动触点④与定触点⑤刚刚分离，并保持一个微小的间隙，可切断电源。当其最大半径垂直于铜片⑥时，调温偏心轮⑧，将触点④与⑤压到一起，并把它们推到线圈架的突起点(控温电阻的一个抽头)(12)上；并把它压紧，使电路固定为经常导通状态，电热毯全功率工作控温电阻②的大部分被短路，不发热，但在串联条件下，它的一部分即在图1中作指示灯(13)电源的那一部分，未被短路，指示灯(13)照常发光。如转动调温旋扭，使调温偏心轮⑧垂直于铜片⑥的半径，由短变长时，则可使被窝里所保持的温度度数增加，反之则降低。电容器(14)与开关④⑤并联，以减小电路通断时所产生的电火花。指示灯(13)可随时显示电路的通、断状态。
本自控器的工作原理在本电热系统中有两个温度场，其一是被窝(电热毯与棉被间的空间)其二是壳腔(自控器壳体内部的空间)，被窝与壳腔中的热源分别是电热毯的电热丝①与壳腔内的控温电阻②。因①与②是串联或并联在一起，且共用一个开关，所以被窝与壳腔内温度的升降是同步的必然联系。
自控恒温原理当转动调温旋扭，由“关”档至“1”档位置时，调温偏心轮⑧推动铜片⑥向外，使动触头④与静触头⑤接触，接通电路。电热丝①与控温电阻②分别给被窝与壳腔加热，当壳腔内的温度升高了一定度数，令其为△T2双金属片向外弯曲，使动触点的位移足以使④离开⑤，即自动断电降温。降温时，④再向里移动，再与⑤接触通电，如此反复。结果被窝与壳腔内总各自保持一定温度T1与T2或其中总保持一定的温升△T1与△T2。
恒温可调原理在被窝里，不同的人，在不同的情况下，所需要的温度T1是不同的。即实际上所需的温升△T1不同。使用者只要转动本自控器的调节旋扭，即可达此目的。其原理如下如按图3所示沿顺时针方向转动调节旋扭⑨，则调温偏心轮⑧，垂直于铜片的半径增大，那么静触头⑤接触动触头④以后，又向外推动双金属片⑦向外弯曲，它由此而产生的弯曲，称之为“外力弯曲”，其顶端的动触点④，由此而产生的位移称之为“外力位移”，令其值为△S。此时接通电路，被窝与壳体内的温度均不断上升，在壳体内上升的温度△T2，又使双金属片因受热而产生弯曲，由此而产生的弯曲，称之为“受热弯曲”，其顶端动触点④，由此而产生的位移，称之为“受热位移”令其值为△S’，由上段所述的双金属片自控恒温原理可知，在此情况下，双金属片能起自控恒温作用的条件是△S’
△S，即当△S’略大于△S时，④与⑤离开，断电降温。而当△S’略小于△S时，则④与⑤自动接触，通电升温，而△S’的取得，决定于△T2，在既有的各种确定的条件下，按壳腔内外热平衡的原理，△T2的值越大，则壳腔内控温电阻②供电发热的时间△t2也越长，严格地说，壳体内供电时间为△t2，断电时间为△t2’，则供电时间的百分比Q也越大，因Q＝△t2÷(△t2＋△t2’)。那么被窝里的供电时间百分比Q’也就越大，因为电热毯的电热丝①与控温电阻②中电流的通、断时间是完全一致的。所以Q’＝Q，Q越大，则人体在被窝中所得到的温度T1也就越高。反之亦然。总之随手转动调温旋扭，改变△S则可改变△T2，最后改变T1。又因这种联系是由本自控器设计制造时的固有参数决定的，不是依靠感温探头(或某种温度传感器)来反馈被控温度场与自控器之间的联系，所以使用时，自控器可以独立存在，任意放置，更不需要覆盖物，另外因它可无级调温，入睡后凭感觉需要调几次，即可确定最适合自己的位置。以后就不用再麻烦，如果情况有变，则随手再转动一下调温旋扭即可。
生产与使用时应注意的几点1.本自控器的主要技术参数由粗略计算和样品实验决定，本文中实施例的数据，仅可作参考2.“调起点”冬天开始使用前，要使④与⑤间相距0.5mm左右为最佳距离。这一点在使用前，使用者可打开盒盖，将⑥与⑦拨弄一下。即可。也可由工厂在出厂前调好，即据生产时的气温与冬季气温(一般预定为0℃)之间的气温差，将由此温差可能引起动触头④的“温度位移”，预留出来。
3.控温电阻的阻值与功率要与被控电热毯的阻值。功率相匹配，(单人与双人电热毯有区别)。
实施例本人据上述方法制成一个样品，在87年11月至88年2月，试用一冬，收到预期效果，该样品的主要参数如下A、配套电热毯是单人电热毯，其电热丝①的电阻值R1
1000ΩB、自控器壳体内的体积V＝(76×36×12)mm3。
C、调温电阻丝②的阻值R2＝50ΩD、作指示灯电源用的那部分分压电阻的阻值R’＝10ΩE、电容器(14)是日光灯通用起辉器中的电容，两个并联而成。
F、指示灯是发光二极管。
G、调温旋扭分10档，作为标记(其实是无级调温)试用结果是在室温为3℃条件下测试。
从调温起点至调温终点，其供电时间百分数Q的值为，15％＜Q＜70％。本人是中年男子习惯用6档Q
35％自己觉得最舒服，整夜如此。因为上床前用全功率快速给被窝加热，上床后被窝又增加一个不小的人体热源。此后如电热丝①供电时间百分数Q＝50％时一般人都要在半夜被热醒，(如市场上流行的二极管半波限流控制器)所以实际人们常用的Q值应为20％至40％，被窝内温度T1保持在20℃至35℃间为宜，通电、断电的时间秒数大概是起点1档。通电电时间约为5秒，断电时间为35秒，终点10档通电时间约为20秒，断电时间约为10秒。
壳腔内最高温度≤60℃。(防止塑料壳软化)
权利要求1.本实用新型是一种无感温探头的可调恒温自控器，其特征在于自控器内有一条电热丝(或其它电阻元件)，它与给温度场供热的电热热丝相串联(或并联)，且共用一个开关。自控器内有一可转动的偏心心轮(或其它传动机构)。与一对常开触头连动，组成调温机构。再加上指示灯，以及电容器与外壳等部件构成自控器。
2.由权利要求1.所述的无感温探头的可调恒温自控器，其外壳是一个基本密闭的绝缘材料所做成的盒子。
3.由权利要求1.所述的无感温探头的可调恒温自控器，其调温机构中的共用开关是由固定银触头的铜片与双金属片做成的。
专利摘要本实用新型除具有开、关电源这个功能外，新增三个独特的优点。目前特别适用于电热毯。1.不用感温探头，自控器内有一控温电阻②它与对温度场供热的电热丝①相串联(或并联)且共用一个电源开关④⑤，因此两者之间必然同时供电或同时断电，不需感温探头将温度场的变化反馈到自控器中去，所以随便把自控器放在什么地方，不加任何保温物，均能可靠工作。2.恒温可调。转动自控器内的调温偏心轮⑧，可以改变双金属片顶端银触点④的位置，因此能随手调高或调低，取得你要保持的恒定温度。
文档编号G05D23/01GK2036292SQ8820224
公开日1989年4月19日 申请日期1988年3月21日 优先权日1988年3月21日
发明者周永亮 申请人:周永亮