专利名称：一种电热炊具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电热炊具的温度控制技术。
背景技术：
现有技术中电炊具的测温控制主要通过在盖部设置一 NTC热敏电阻进行控温，其实现形式见附图1所示，NTC热敏电阻一般为由玻璃2'封装，外套一绝缘套管3'，两端引出导线4'，整体封装于一端封闭的金属套5'内，金属套的封闭端伸入锅盖，金属套将锅内的蒸汽温度传递给NTC热敏电阻，热敏电阻阻值发生变化，再通过单片机实现控制，为传热均勻，NTC热敏电阻在封装时往往还需在金属套内注入导热硅脂6'以实现传热的均勻性。NTC热敏电阻进行控温，其有以下缺点1.NTC热敏电阻为负温度系数，其阻值随温度升高而降低，其变化为非线性，控制困难，精确度不高。2. NTC热敏电阻的反应速度慢，其在未封装于金属套内时的反应滞后已达到5秒以上，而现有的电炊具一般为液体加热器，NTC热敏电阻不能实现完全绝缘，其在玻璃封装体外需外套一绝缘套管，再套入一端封闭的金属套内，才能实现直接检测锅内蒸汽温度，由于绝缘套管导热性差，而且其导热还是通过锅内蒸汽温度传递到金属套再传递给NTC热敏电阻进行控制，导致其实际运用时的反应速度严重滞后，达到15秒以上，不能对锅内蒸汽温度实现真正意义上的精确控制。3.现采用的NTC热敏电阻一般为玻璃封装，其在安装，使用或运输时都易出现损坏，安装时如出现破损，而产品又不实施全检，则会导致产品出厂后出现控制问题，给消费者使用带来影响，尤其使用时一旦出现破损导致阻值变化大，无法控制，可能还会对消费者安全带来威胁。4.现有NTC热敏电阻成分一般为金属氧化物混合烧结而成，由于不同的电炊具产品需要的控制温度不同，精度不同(包括阶段控制精度，例如电压力锅产品要求在100度左右的阻值较为精确，而电饭煲产品要求在90度左右的阻值较为精确)，而对于非线性的NTC 热敏电阻来说，其制造厂家必须按照不同产品不得控制要求进行样品制作，其通用性不广泛，同时，阶段精度的控制要求导致NTC热敏电阻在制造产品时其合格率也比较低，通常为 80%左右。5.电炊具采用NTC热敏电阻组件，制作工艺比较繁杂，金属套一般为车削加工，工序较多，成本较高，金属套中间为一封闭深孔以便NTC热敏电阻插入，为保证良好接触以保证传热，孔径只能略大于NTC热敏电阻尺寸，造成插入时困难，孔深度也比较深，插入热敏电阻时往往只能凭感觉确认NTC热敏电阻是否到位，造成很多成品实际上都存在NTC热敏电阻未安装到位，控制出现问题。NTC热敏电阻在封装时往往还需在金属套内注入导热硅脂以实现传热的均勻性，NTC热敏电阻整体组装到金属套后还需进行固定或封胶。以保证NTC 热敏电阻不会出现移动影响阻值，同时保证其密封性，整个组装工序十分繁杂且合格率较低，大部分产品在销售后短期就出现控制问题的往往是由于热敏电阻组件部分出现问题。电热炊具的温度控制尤为关键，特别是对于电压力锅产品，其上压后对应的温度与压力关系为1度/5kPa，温度的偏差带来的压力误差很大，对产品的安全带来威胁。本领域技术人员一致寻找能替代NTC电阻器的温度控制技术。PTC热敏电阻是 Positive Temperature Coeff icient的缩写，意思是正的温度系数，通常PTC是指正温度系数热敏电阻，是典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性能的增高，在现有技术中PTC多用于体管温度补偿电路、测温控温电路、过热保护电路中，但是现有技术PTC热敏电阻也是封装在管中，存在同样工艺繁复，测温误差大的缺陷。
实用新型内容本实用新型旨在解决的根本技术问题在于提供一种能够快速响应、加工成本低、 更利于大规模量产、密封可靠性好的电热炊具。针对以上根本技术问题，本实用新型相应的解决技术方案是一种电热炊具，包括带有烹饪腔的本体、温度变化检测元件和控温电路，其特征在于温度变化检测元件为正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于基材表面。正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)是一种具温度敏感性的半导体电阻，由半导体陶瓷材料组成，利用的原理是温度引起电阻变化。若电子和空穴的浓度分别为n、p， 迁移率分别为μη、μ P，则半导体的电导为σ =Q(Iiyr^pyp)因为η、ρ、μ η、μ ρ都是依赖温度T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线.根据温度特性曲线，得出温度和电阻的关系进而获得温度值。为降低加工成本，实现广区域内温度检测，本实用新型电热炊具中所述温度变化检测元件的基材为烹饪腔的周壁。这样正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于烹饪腔的周壁，如内壁或外壁都能简化安装和加工成本。所述温度变化检测元件设在电热炊具上能检测温度变化的部位。能检测温度变化的部位如安装于电热炊具盖部或烹饪腔的周壁。进一步，所述温度变化检测元件的基材为金属或非金属。温度变化检测元件为包括热敏电阻和基材，具有PTC特性的热敏电阻浆料通过印刷方式印刷于在金属或非金属表为保护温度变化检测元件安全性，温度变化检测元件还具有覆盖其上的绝缘层， 当基材为金属时，绝缘层在正温度系数热敏电阻和基材之间或者在正温度系数热敏电阻的两侧表面；当基材为或非金属时，绝缘层覆盖正温度系数热敏电阻的另一侧表面。PTC热敏电阻外层通过印刷方式印刷有绝缘层，由于PTC热敏电阻为正温度系数，其阻值随温度的升高而增大，其变化为线性，反应速度快，其在印刷绝缘层后的反应速度仍然可达到2秒以内，同时通过印刷的方式可大大降低PTC热敏电阻的成本，更利于大规模量产，通过印刷绝缘层的方式实现绝缘，其绝缘层厚度很薄，基本不影响传热速度，同时又可简单实现绝缘与密封，绝缘成本低，密封可靠性好。所述温度变化检测元件与电热炊具发生的蒸汽相通。直接检测锅内蒸汽温度并进行控制。[0019]所述正温度系数热敏电阻与电热炊具发生的蒸汽相通；或者基材与电热炊具发生的蒸汽相通。当温度变化检测元件的基材为烹饪腔的周壁，正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于烹饪腔的内侧壁或外侧壁。作为一种实施方式，考虑到电热炊具产生的蒸汽或锅内可能有油或酸碱，对绝缘层要求过高的情况。所述正温度系数热敏电阻的绝缘层侧面再连接有一导热金属，该导热金属与电热炊具发生的蒸汽相通或者贴设于烹饪腔的周壁。通过增加一个导热介质(金属)来实现传热，同时使绝缘层不会出现绝缘或耐腐蚀性达不到要求)，正温度系数热敏电阻通过检测金属温度变化进行控制，PTC热敏电阻通过接触方式紧贴此金属，PTC热敏电阻通过检测金属温度变化进行控制。所述电热炊具为电饭煲、电压力锅，水壶、炖锅、豆浆机、烤盘或油炸锅。相比现有技术电热炊具，本实用新型有益效果如下1. PTC热敏电阻为正温度系数，其阻值随温度升高而增大，呈直线变化，线性好，反应速度快，其在印刷绝缘层后的反应速度仍然可达到2秒以内，灵敏度高，可实现真正意义的精确控温，控压准确。2.通过印刷方式可大大降低PTC热敏电阻的整体成本，印刷方式的优势就在于其工艺的简单化，其采用简单的丝印工艺就可以进行制作，同时其通过印刷很薄的绝缘层就可以实现绝缘，同时也不影响其测温的精度，这是常规PTC电阻器无法实现的，常规的PTC 电阻器同NTC电阻器的结构形式是基本一致的复杂装配结构。本实用新型更利于大规模量产。3.通过印刷方式将通过印刷方式印刷于在金属或非金属表面，其工艺简单，工艺可控性好，印刷后阻值准确，表面耐刮耐磨性好，在安装使用时不易出现损坏。4.由于PTC热敏电阻为正温度系数，其阻值随温度的升高而增大，其变化为线性， 其生产加工简单，阻值一致性好，互换性强，外形、规格标准化，可制作为标准件运用于不同产品，而不会受限于不同产品的阻值和阶段控制精度的要求。5.通过印刷方式将PTC热敏电阻印刷于在金属或非金属表面，其只需将印刷好的金属或非金属简单固定于电热炊具容易检测温度的部位即可，其不受组装过程的影响，不会出现NTC热敏电阻组装时各种问题。6.不同反应的PTC热敏电阻还可以串联在一起，实行不同点的温度保护，这样可以使得在如电子、电器等零件在不同温度阶段起到最经济最优良的保护，而NTC热敏电阻无法实现串联控制。
图1为现有技术NTC电阻器结构图。图2-1、图2-2、图2-3和图2_4为本实用新型温度检测元件的几种形式。图3是本实用新型电热炊具实施例1的整体结构示意图。图4是图3A处的放大图。图5是本实用新型PTC印刷电阻示意图。图6是本实用新型电热炊具实施例2的整体结构示意图。[0036]图7是图6B处的放大图。图8-15是实施例3-10的结构示意图。图16和图17是实施例1的检测原理图。
具体实施方式
以下通过参考附图对本实用新型技术方案做进一步的描述本实用新型的电热炊具的温度变化检测元件为正温度系数热敏电阻，正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于基材表面。所述印刷工艺为现有技术的丝印工艺。结构形式如图2-1、图2-2、图2-3和图2-4所示，图2_1中正温度系数热敏电阻1 一侧印刷有绝缘层 3，再整体印刷于基材2表面，基材为金属基材，可选自铝片不锈钢(304、403)等金属片。图 2-2中的温度变化检测元件，与图2-1不同的是温度系数热敏电阻1另外一侧也印刷有绝缘层3ο图2-3中正温度系数热敏电阻1印刷于基材2表面，基材为非金属基材，所述非金属基材可以为玻璃、陶瓷、塑料或者釉面或搪瓷基材。图2-4中温度变化检测元件与图2-3不同的是，在正温度系数热敏电阻1另一面也印刷有绝缘层3。实施例1图3-图5所示电热炊具是电压力锅，包括有主要由外锅5、内锅4构成的锅体和锅盖、以及设置在锅体与内锅之间的电压力锅控制电路板8，所述锅盖包括有锅内盖6和固定各部件的中座7。中座7上设置一桶状的连接座8，连接座8垂直插入锅盖的通孔中并伸入锅内，正温度系数热敏电阻1印刷于基材2上而形成温度变化检测元件，在正温度系数热敏电阻1 的外层印刷绝缘层，正温度系数热敏电阻还复合由电极片9，电极片与温度信号线电连接， 温度信号线由柔性导线制成，用于连接到电路控制板上，电极片可以选择铜、镍、金、银等导电金属制成。基材2上端安装一弹簧10，弹簧的一端顶在锅盖上盖的内部凸台上，弹簧10用于将基材与连接座压紧接触，连接座上还可以设有用于密封的橡胶0型圈11，正温度系数热敏电阻1通过连接座的中空蒸汽通道与锅内蒸汽相通，从而直接准确检测锅内温度，当锅内温度升高时，正温度系数热敏电阻的阻值随之增大，控制器通过正温度系数热敏电阻的阻值变化来进行锅内温度的精确控制，安全可靠性好，控制精度高。正温度系数热敏电阻1包括导电相、无机粘结剂和有机载体。导电相材料选择钌酸铜，无机粘结剂是以硼硅玻璃为主体加入5%质量分数的无机改性剂制成，将导电相材料和机粘结剂淹研磨均勻后加入有机载体调浆，采用氧化铝作为基板，通过200目丝网在基板上印刷出正温度系数热敏电阻如图5所示，并通过厚膜烧结炉烧制，然后用激光修调电阻至要求值。本实施例温度变化检测元件测试(1)检测目的测量正温度系数热敏电阻在25°C室温条件下突变至85°C水温中， 传感器响应时间。(2)测试设备电压数据采集仪，直流电源。
6[0051](3)测试元件NTC温度传感器和正温度系数热敏电阻(通实施例1所制。)(4) NTC温度传感器的测试原理见图16，测试条件，Vcc = 4. 98BV, R = 25k，RTNC =108K(23°C )。数据采集仪分别在室温23°C以及87°C水温中采集电压Vcc及Vs，采集频率为 0. IS/次，NTC在23°C以及87°C水温中。正温度系数热敏电阻，一侧裸露，另一侧密封在一个小的腔体，防止温度传到背面，热量通过0.38mm的陶瓷基板传到正温度系数热敏电阻感温，测温原理见图17。测试条件，Vcc = 4. 07V, R=L 36k, Rptg = 664 欧姆 K(23°C )。数据采集仪分别在室温23°C以及85°C水温中采集电压Vcc及Vs，采集频率为 0. IS/次，正温度系数热敏电阻在23°C以及87°C水温中。测试结果部分数据见附表权利要求1.一种电热炊具，包括带有烹饪腔的本体、温度变化检测元件和控温电路，其特征在于温度变化检测元件为正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于基材表面。
2.根据权利要求书1所述的电热炊具，其特征在于温度变化检测元件的基材为烹饪腔的周壁。
3.根据权利要求书1所述的电热炊具，其特征在于所述温度变化检测元件设在电热炊具上能检测温度变化的部位。
4.根据权利要求书1所述的电热炊具，其特征在于温度变化检测元件的基材为金属或非金属。
5.根据权利要求书1-4之一所述的电热炊具，其特征在于温度变化检测元件还具有覆盖其上的绝缘层，当基材为金属时，绝缘层在正温度系数热敏电阻的两侧表面；当基材为非金属时，绝缘层覆盖正温度系数热敏电阻的另一侧表面。
6.根据权利要求5所述电热炊具，其特征在于，所述温度变化检测元件与电热炊具发生的蒸汽相通。
7.根据权利要求6所述电热炊具，其特征在于，所述正温度系数热敏电阻与电热炊具发生的蒸汽相通；或者基材与电热炊具发生的蒸汽相通。
8.根据权利要求5所述电热炊具，其特征在于温度变化检测元件的基材为烹饪腔的周壁，正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于烹饪腔的内侧壁或外侧壁。
9.根据权利要求5所述电热炊具，其特征在于所述正温度系数热敏电阻的绝缘层侧面再连接有一导热金属，该导热金属与电热炊具发生的蒸汽相通或者贴设于烹饪腔的周壁。
10.根据权利要求1所述电热炊具，其特征在于，所述电热炊具为电饭煲、电压力锅，水壶、炖锅、豆浆机、烤盘或油炸锅。
专利摘要一种电热炊具，包括带有烹饪腔的本体、温度变化检测元件和控温电路，所述温度变化检测元件为正温度系数热敏电阻，正温度系数热敏电阻通过印刷方式印刷于基材表面,相比现有技术电热炊具，本实用新型用PTC热敏电阻控温，其阻值随温度升高而增大，呈直线变化，线性好，反应速度快，其在印刷绝缘层后的反应速度仍然可达到2秒以内，灵敏度高，可实现真正意义的精确控温，控压准确。且通过印刷方式可大大降低PTC热敏电阻的整体成本，印刷方式的优势就在于其工艺的简单化，其采用简单的丝印工艺就可以进行制作，同时其通过印刷很薄的绝缘层就可以实现绝缘也不影响其测温的精度，更利于大规模量产。
文档编号A47J27/08GK202234702SQ20112017993
公开日2012年5月30日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者蔡才德, 高晖 申请人:浙江苏泊尔家电制造有限公司