定时定温控制的加热管的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了定时定温控制的加热管，包括导线1、电热管2、继电器3，定时定温控制的加热管还包括控制模块4以及温度传感器5；导线1用于接通电源，导线1连接控制模块4，控制模块4的设置有调节温度和时间的装置；所述定时定温控制的加热管的电路结构包括火线（高电位）输入端7，零线（地线）输入端6和火线输入端7和零线输入端6由导线1连接；温度传感器5为正温度系数或负温度的电阻传感器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：可以对加热的温度和时间进行控制。提高了加热的效率，满足不同加热温度的需求，节约能耗，且实现方式简单。
【专利说明】 定时定温控制的加热管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电加热设备领域，尤其涉及一种定时定温控制的加热管。
【背景技术】
[0002]电热管是日常生活中的一种常用的电加热装置，通常用于保温瓶等加热。电热管是专门将电能转化为热能的电器元件，由于其价格便宜，使用方便，安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合。但通常的加热管只是简单地对液体进行加热，并不对加热液体的温度、加热时间进行控制。这样缺点显而易见:加热时间和温度不能控制，不能满足不同加热温度和加热时间的需要，或者液体加热温度过高，造成资源浪费；造成加热过度，液体可能被烧干造成加热管干烧，甚至损坏加热管。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提出一种定时定温控制的加热管，以解决上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]定时定温控制的加热管，包括导线1、电热管2、继电器3，所述定时定温控制的加热管还包括控制模块4以及温度传感器5 ;所述导线I用于接通电源，所述导线I连接控制模块4，所述控制模块4的设置有调节温度和时间的装置；所述温度传感器5为电阻传感器。
[0006]所述温度传感器5为正温度系数的电阻传感器。
[0007]所述温度传感器5为负温度系数的电阻传感器。
[0008]所述温度传感器5包含测量端501，所述测量端501必须被要加热的液体淹没；
[0009]所述所述定时定温控制的加热管的电路结构包括火线(高电位)输入端7，零线(地线)输入端6 ;所述输入端6和火线输入端7和零线输入端6由导线I连接；
[0010]所述控制模块4必须与火线(高电位)输入端7连接；
[0011]所述控制模块4包括参第一考电压输入端401、第二参考电压输入端402、温度传感器的等效电阻403、分压电阻404、第一温度控制开关405、第二温度控制开关406、第一比较器407和第二比较器408、计时模块409、逻辑输出模块410以及输出端411 ;所述第一参考电压输入端401和所述第二参考电压输入端402分别连接至所述第一比较器407和所述第二比较器408的正向输入端；所述温度传感器等效电阻403电阻一端接电源VDD，另一端接所述分压电阻404，所述分压电阻404的另一端接地；所述温度传感器等效电阻403与分压电阻404相连的一端通过所述第一温度控制开关405和所述第二温度控制开关406分别连接至所述第一比较器407和所述第二比较器408的反相输入端；所述第一比较器407、所述第二比较器408和所述计时模块409的输出信号输入给所述逻辑输出模块410 ;逻辑输出模块410的输出信号通过所述输出端411输出；
[0012]所述第一温度控制开关405和所述第二温度控制开关406为机械开关，可以手动设置；
[0013]所述控制模块中还包括计时模块409，所述计时模块409为简单的机械计时结构，输出电信号；
[0014]相对于所述逻辑输出模块410，所述第一比较器407、所述第二比较器408和所述计时模块409输入给所述逻辑输出模块410信号之间为逻辑“与”的关系。即:只要所述第一比较器407、所述第二比较器408和所述计时模块409它们任意一个输出为低电平，它们输出信号就可使所述逻辑输出模块410的所述输出端411通过继电器3控制电热管2停止加热；
[0015]所述逻辑输出模块410为普通的逻辑电路即可；所述逻辑输出模块410为3输入与门。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0017]本实用新型一种定时定温控制的加热管，可以对加热的温度和时间进行控制。提高了加热的效率，满足不同加热温度的需求，节约能耗，且实现方式简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提出的定时定温控制的加热管外观示意图。
[0019]图2为本实用新型提出定时定温控制的加热管的电路结构示意图。
[0020]图3为本实用新型提出定时定温控制的加热管电路结构中控制模块的原理图。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面结合实施方式及附图对本实用新型作进一步详细、完整地说明。
[0022]如图1所示，为本实用新型提出的温度和时间可以控制的电加热管外观示意图。该加热管包括导线1、电热管2、继电器3、控制模块4以及温度传感器5。
[0023]工作过程具体为:导线I接通电源，调节控制模块4的温度和时间设置，调节控制模块4通过控制继电器3给加热管2供电开始加热。同时温度传感器5的测量端501必须被要加热的液体淹没，以便测量温度。如果加热温度或时间达到预设的要求，加热停止。这里的温度传感器5为电阻传感器。
[0024]电阻传感器随着温度的变化，电阻阻值发生变化。电阻传感器根据随温度变化的性质不同，可以为正温度系数的电阻传感器(电阻值随温度增加而增加)，也可为负温度系数的电阻传感器(电阻值随温度增加而降低)。
[0025]加热管的电路结构如图2所示，包括火线(高电位)输入端7，零线(地线)输入端6、电热管2、控制模块4以及温度传感器5。火线输入端7和零线输入端6通过图1中的导线I连接。需要指出的是，控制模块4必须接在火线(高电位)输入端7的一侧。这样做的好处是:如果导线I接通电源，控制模块4可以断开电热管2和温度传感器5与火线的连接，以降低触电或漏电的风险。电路结构还应包括必要的电压转换模块(例如:直流转交流模块)以及继电器3，它们并没有在图2所示电路结构图中画出。
[0026]如图3所示为电路结构中的控制模块原理图。包括第一参考电压输入端401、第二参考电压输入端402、温度传感器的等效电阻403 (在这里温度传感器可以等效视为一个随温度变化的电阻)、分压电阻404、第一温度控制开关405、第二温度控制开关406(这里的开关405、406为机械开关，可以手动设置)、第一比较器407和第二比较器408、计时模块409、逻辑输出模块410以及输出端411。第一参考电压输入端401、第二参考电压输入端402分别连接至接第一比较器407和第二比较器408的正向输入端；温度传感器403 (在这里等效为电阻)一端接电源VDD，另一端接分压电阻404，分压电阻404的另一端接地。温度传感器403与分压电阻404相连的一端通过第一温度控制开关405和第二温度控制开关406分别连接至第一比较器407和第二比较器408的反相输入端；第一比较器407、第二比较器408和计时模块409的输出信号输入给逻辑输出模块410。逻辑输出模块410的输出信号通过输出端411输出。
[0027]工作过程如下:温度传感器5(这里以负温度系数的电阻传感器为例)将液体的温度转化电阻值403，这个电阻与分压电阻404串联后，通过第一温度控制开关405和第二温度控制开关406连接至比较器。即:电源Vdd经分压电阻404与温度传感器5的等效电阻串联后分压，分压电阻404上的分压值输入给比较器。
[0028]手动设置第一温度控制开关405或第二温度控制开关406，使第一比较器407或第二比较器408接入工作状态。而第一参考电压输入端401和第二参考电压输入端402接不同的参考电压，用于检测液体的两个不同温度。例如可以设置温度状态为分别高温温度状态或低温温度状态，它们对应设置两个不同的参考电压。假设第一参考电压输入端401对应低温温度状态的参考电压值，第二参考电压输入端402对应高温温度状态的参考电压值，当第一温度控制开关405设置为接通，第二温度控制开关406设置为断开，此时电热管工作在低温状态，如果液体被加热超过预设的低温温度，由温度传感器5 (负温度系数的电阻传感器)检测温度转化为的电阻403的阻值由大阻值电阻变为小阻值的电阻，分压电阻404分压值输入给比较器。分压电阻404分压值将大于第一参考电压输入端401的电压值，第一比较器407将输出的低电平信号给逻辑输出模块410，逻辑输出模块410的输出端411通过继电器3控制电热管2停止加热。
[0029]高温工作过程与上述低温工作过程类似，区别在于设置在第一温度控制开关405设置为断开，第二温度控制开关406设置为接通。这样的高温和低温的区别设置可以满足人们对于不同液体加热的需求。例如如果加热的水要饮用可以设置在高温状态，水可以被烧开；如果要加热的水只是用来洗漱等，只需设置在低温状态即可。这样的设置可以降低功耗、节省资源。需要注意的是第一温度控制开关405和第二温度控制开关406不能同时打开，以避免加热管工作在不稳定的状态。
[0030]如果温度传感器5为正温度系数的电阻传感器时，需要对电路作相应的调整即可。这里就不做详细介绍。
[0031]另外，控制模块中还有计时模块409，此模块为简单的机械计时结构，输出电信号。可以根据需要，设置液体的加热时间。
[0032]相对于逻辑输出模块410,第一比较器407和第二比较器408、计时模块409输入给逻辑输出模块410信号之间为逻辑“与”的关系。也就是说:只要第一比较器407和第二比较器408、计时模块409它们任意一个输出为低电平,它们输出信号就可使逻辑输出模块410输出端411通过继电器3控制电热管2停止加热。这里的逻辑输出模块410为普通的逻辑电路即可，最简单可以为3输入与门。
[0033]通过上述处理从而实现加热管的温度和时间的控制，最终降低整个系统的功耗，提高工作稳定性。
【权利要求】
1.定时定温控制的加热管，包括导线(I)、电热管(2)、继电器(3)，其特征在于:所述定时定温控制的加热管还包括控制模块(4)以及温度传感器(5);所述导线(I)用于接通电源，所述导线(I)连接控制模块(4)，所述控制模块(4)的设置有调节温度和时间的装置；所述温度传感器(5)为电阻传感器。
2.如权利要求1所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述温度传感器(5)为正温度系数的电阻传感器。
3.如权利要求1所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述温度传感器(5)为负温度系数的电阻传感器。
4.如权利要求2或3所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述温度传感器(5)包含测量端(501)，所述测量端(501)必须被要加热的液体淹没；所述定时定温控制的加热管的电路结构包括火线输入端(7)，零线输入端(6);所述零线输入端(6)和火线输入端(7)和零线输入端(6)由导线(I)连接；所述控制模块(4)必须与火线输入端(7)连接。
5.如权利要求4所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述控制模块(4)包括第一参考电压输入端(401)、第二参考电压输入端(402)、温度传感器的等效电阻(403)、分压电阻(404)、第一温度控制开关(405)、第二温度控制开关(406)、第一比较器(407)和第二比较器(408)、计时模块(409)、逻辑输出模块(410)以及输出端(411);所述第一参考电压输入端(401)和所述第二参考电压输入端(402)分别连接至所述第一比较器(407)和所述第二比较器(408)的正向输入端；所述温度传感器等效电阻(403) —端接电源VDD，另一端接所述分压电阻404，所述分压电阻404的另一端接地；所述温度传感器等效电阻(403)与分压电阻404相连的一端通过所述第一温度控制开关(405)和所述第二温度控制开关(406)分别连接至所述第一比较器(407)和所述第二比较器(408)的反相输入端；所述第一比较器(407)、所述第二比较器(408)和所述计时模块(409)的输出信号输入给所述逻辑输出模块(410);逻辑输出模块(410)的输出信号通过所述输出端(411)输出。
6.如权利要求5所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述第一温度控制开关(405)和所述第二温度控制开关(406)为机械开关。
7.如权利要求5所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述控制模块中还包括计时模块(409)，所述计时模块(409)为简单的机械计时结构，输出电信号。
8.如权利要求5所述的定时定温控制的加热管，其特征在于:所述第一比较器(407)、所述第二比较器(408)和所述计时模块(409)它们中任意一个输入信号为低电平，就可使所述逻辑输出模块(410)的所述输出端(411)通过继电器(3)控制电热管(2)断电，停止加热；所述逻辑输出模块(410)为3输入与门。
【文档编号】H05B3/02GK203775428SQ201420095854
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】汤勇, 庞佳, 向林山 申请人:湖南新韶光电器有限公司