专利名称：一种单片机智能控制电热袋的制作方法
技术领域：
一种单片机智能控制电热袋
紗舰
本实用新型涉及电热取暖袋技术领域，尤其是一种适用于袋内存储有导热 液体的单片机智能控制电热袋。
背景技术：
现有的电热取暖袋，其结构一般包括有袋体及其电加热体，袋体内存储有 液体，电加热体沉浸入液体内。为了防止袋体内的电加热体干烧，电加热体表 面上固定有温控器，温控器串联在袋体的加热电路上。工作时，利用温控器感 应电加热体的发热温度，当电加热体的表面温度达到温控器设定值时，温控器 会断开使整个加热电路断电，停止加热，以实现一定的防干烧作用。但是，上 述结构的电热取暖袋，存在以下不足之处(1)、温控器内的触头断电保护，属 机械性质的开关，明显地，机械式开关的断电和复位，其温控的精确度在正负3 度以上，因此，其温控精度不高；再者，机械式开关经过长时间多次动作，会 存在很严重的金属疲劳，导致温控器温控不准确，甚至失效，以致电暖袋存在 安全隐患；更有的是，温控器要复位，受其机械特性影响，需要一段时间后才 能完全复位，给使用带来很大的不便；(2)、作为温控开关的温控器，不具备功 能扩展的作用；例如由于温控器设定的温控参数不能修改，因此，现有的电 热袋不能设定为多档位控温。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的种种不足，而提供一种结构简单、合理，温控精确度高、安全，复位可由人们操控，并具有功能扩展、 人性化操控的单片机智能控制电热袋。 本实用新型的目的是这样实现的
一种单片机智能控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体内存储有液体， 电加热体沉浸入液体内，所述袋体上设置有可控硅和单片机，可控硅串接在电 加热体与单片机之间，单片机通过控制可控硅导通角而控制电加热体工作，袋
体内腔还设置有温度传感器，单片机与温度传感器电连接。该实用新型的电热 袋，通过在袋体上设置可控硅和单片机，以及在袋腔内安装有温度传感器，工 作时，温度传感器及时地采集袋体内的温度信息，并将相关信息传送至单片机， 由单片机实时控制可控硅导通角，而控制电加热体工作；由于袋体内采用精确 度较高的温度传感器监测袋体内腔温度，并通过单片机控制可控硅，从而提高 了电热袋控温的精确度；再者，温度传感器配合单片机，可以检测温度上升斜 率即检测单位时间温升的速度，上升斜率过高判定干烧，若上升斜率过低为 防爆装置保护和电路故障，当检测到故障时，可以通过附加提示设备如发光 二极管闪烁来提示用户，除提高其使用的安全性外，还可实时地、直观地给人 们显示袋体加热状况；另，感温探头作为实时监测袋体内腔温度，并将相关数 据及时传递至具有可编程特性的单片机，人们通过修改单片机参数，使控温断 电保护及时复位，实现复位的人性化操控；更有的是，单片机还可配合其它功 能设备；如多档位控温等，以扩展其功能作用，满足不同的使用要求。
本实用新型还可以采用以下技术措施解决
作为更具体的实施，所述温度传感器是NTC热敏电阻，温度传感器通过导 线吊挂在袋体内腔，当袋体受热膨胀，袋壁鼓起并拉动导线，使袋体内腔的温
5度传感器离开液面，此时，单片机根据温度传感器传送的数据，对比设定的参 数判定，控制可控硅导通角，而使加热电路通断，以实现防爆的效果；或温度 传感器直接固定在电加热体上，工作时，当电加热体温度过高，单片机判定干 烧；当袋体受热膨胀，袋壁鼓起并拉动电加热体导线，使袋体内腔的电加热体 离开液面，此时，单片机根据温度传感器传送的数据，对比设定的参数判定， 判定防爆装置保护和电路故障，而控制可控硅导通角。
作为更优先的方案，所述电加热体的外表面上开有容置凹槽，温度传感器 置于容置凹槽内并紧贴凹槽的壁部，以便温度传感器能更好地接触电加热体外 表面，以使温度传感器的温度监测更趋准确。
所述电加热体是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温度 传感器固定在导热壳体表面上；当然，电加热体还可以是其它加热体，如电
热丝等。
所述电加热体是双螺旋电热线，双螺旋电热线由最内层至最外层分别包括
芯轴、内层PTC螺旋电阻丝、NTC热敏层、外层螺旋电阻丝和外绝缘层，温度 传感器固定在双螺旋电热线的外绝缘层表面。该结构的双螺旋电热线，其芯轴 起固定内层PTC螺旋电阻丝作用；内层PTC嫘旋电阻丝具有PTC特性，即 PTC正温度系数，温度越高其电阻率越大，能够实时输出随温度变化的信号； NTC热敏层具有NTC特性，即NTC负温度系数，温度越高其电阻率越小， 同样能够实时输出随温度变化的信号；外层螺旋电阻丝主要作用是发热功能； 而外绝缘层主要是电绝缘作用。在袋体内设置双螺旋电热线作为电加热元件， 其抗弯曲强度很高，不易受压形变；再者，双螺旋电热线可实现袋体全线控温 的效果，有利于其整体受热均衡，因此，在双螺旋电热线的外绝缘层表面上固定感温探头，能使感温探头对双螺旋电热线的温度监测更趋准确。具有PTC和 NTC特性的双螺旋电热线，利用其传感特性，配以电子控制线路，再配以可控 硅，随着袋内温度改变，控制可控硅导通角大小，进而自动反馈控制电热线电 流大小，由于双嫘旋电热线全线路均具有传感特性，因此，达到全线路控温的 效果。
为方便人们能够及时地、直观地观看袋体加热状况，可以在袋体上还设置 有可显示工作状态的发光二极管，发光二极管与单片机电连接。
作为单片机的具体位置固定，单片机可以固定在袋体外壁的表面，或袋体 的电插座，或袋体的电插头上。
所述袋体上还设有液晶显示屏，液晶显示屏通过信号线与单片机电连接， 以方便用户直观监测袋体的加热情况。
所述单片机上设有IC芯片，IC芯片分别连接有开关档位和蜂鸣器；电热 袋可以根据用户需要选择自己需要的温度点开关档位，由开关档位向IC发出各 种指令；另，当加热到温度设定点时，蜂鸣器发出鸣叫信号，以提示用户拨掉 电源。为了向各电子配件提供所需要的电压，所述袋体上还设置有限流降压、 稳压电路，限流降压、稳压电路的输出端分别连接IC芯片、蜂鸣器、温度传感 器和液晶显示器；这里的电压可以是直流5V。
所述可控硅可以由继电器和三极管的组合代替。
本实用新型的有益效果是
(1)、本实用新型的电热袋，通过在袋体上设置可控硅和单片机，以及在 袋腔内安装有温度传感器，工作时，温度传感器及时地采集袋体内的温度信息，
7并将相关信息传送至单片机，由单片机实时控制可控硅导通角，而控制电加热 体工作；由于袋体内采用精确度较高的温度传感器监测袋体内腔温度，并通过 单片机控制可控硅，从而提高了电热袋控温的精确度；再者，温度传感器配合 单片机，可以检测温度上升斜率即检测单位时间温升的速度，上升斜率过高 判定干烧，若上升斜率过低为防爆装置保护和电路故障，当检测到故障时，可 以通过附加提示设备如发光二极管闪烁来提示用户，除提高其使用的安全性 外，还可实时地、直观地给人们显示袋体加热状况；另，感温探头作为实时监 测袋体内腔温度，并将相关数据及时传递至具有可编程特性的单片机，人们通 过修改单片机参数，使控温断电保护及时复位，实现复位的人性化操控；更有 的是，单片机还可配合其它功能设备；如多档位控温等，以扩展其功能作用， 满足不同的使用要求，实现智能控制的效果；
(2) 、本实用新型的电热袋，仅通过在袋体上设置单片机和可控硅，以及在 袋腔内安装有温度传感器，即可实现本实用新型的目的，其具有结构简单、合 理的优点；
(3) 、本实用新型电热袋上增设的单片机、可控硅和温度传感器，可应用的 电加热体为电热管加热体或双螺旋电热线上，能使温度传感器，即感温探头对 电热管加热体或双螺旋电热线的温度监测更趋准确，袋体使用更安全。
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图1是实用新型的单片机智能控制电热袋的结构示意图； 图2是
图1的另一实施例示意图3是本实用新型电热袋上的电加热体为双螺旋电热线的实施例示意图；图4是图3中双螺旋电热线的立体剖视图； 图5是本实用新型电暖袋单片机智能控制的电路图。 具体实旆方式
实施例1:如
图1所示， 一种单片机智能控制电热袋，包括袋体1及其电加 热体2，袋体1内存储有液体3，电加热体2沉浸入液体1内，所述袋体l上设 置有可控硅13和单片机4,可控硅13串接在电加热体2与单片机4之间，单片 机4通过控制可控硅13导通角而控制电加热体2工作，袋体1内腔还设置有温 度传感器5，即感温探头，单片机4与温度传感器5电连接。其中，温度传感器 5为NTC热敏电阻，温度传感器5直接固定在电加热体2上，其具体实施方式是，在所述电加热体2的外表面上开有容置凹槽201,温度传感器5置于容置凹 槽201内并紧贴凹槽的壁部。
所述电加热体2是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温 度传感器5固定在导热壳体表面上。
所述袋体1上还设置有可显示工作状态的发光二极管7，发光二极管7与 单片机4电连接；袋体1上还设有液晶显示屏10,液晶显示屏10通过信号线与 单片机4电连接。单片机4可以选择固定在袋体1外壁的表面，或袋体1的电 插座8，或袋体l的电插头9上。
所述单片机上设有IC芯片401， IC芯片401采用8P2711型号，IC芯片分 别连接有开关档位11和蜂鸣器12,见图5所示。
所述袋体1上还设置有限流降压、稳压电路14，限流降压、稳压电路14 的输出端分别连接IC芯片401、蜂鸣器12、温度传感器5和液晶显示器10。实施例2:如图2所示，其结构与实施例l相似，不同之处是温度传感器 5通过导线6吊挂在袋体1内腔，当袋体1受热膨胀，袋壁鼓起并拉动导线6， 使袋体1内腔的温度传感器5离开液面，此时，单片机4根据温度传感器5传 送的数据，对比设定的参数判定，控制可控硅13导通角，以使加热电路通断， 以实现防爆的效果。
实施例3:如图3和图4所示，其结构与实施例l相似，不同之处是所述
电加热体2是双螺旋电热线，为使袋体1受热均匀，在袋体1内可以固定有带 孔的固定板14，双螺旋电热线穿设在固定板14的孔内，双螺旋电热线由最内层 至最外层分别包括芯轴202、内层PTC螺旋电阻丝203、 NTC热敏层204、外层 螺旋电阻丝205和外绝缘层206， M探头5固定在双螺旋电热线的外绝缘层 206表面。该结构的双螺旋电热线，其芯轴202起固定内层PTC螺旋电阻丝203 作用；内层PTC螺旋电阻丝203具有PTC特性，BP: PTC正温度系数，温度越 高其电阻率越大，能够实时输出随温度变化的信号；NTC热敏层204具有NTC 特性，艮P: NTC负温度系数，温度越高其电阻率越小，同样能够实时输出随温 度变化的信号*,外层螺旋电阻丝205主要作用是发热功能；而外绝缘层206主 要是电绝缘作用。在袋体内设置双螺旋电热线作为电加热元件，其抗弯曲强度 很高，不易受压形变；再者，双螺旋电热线可实现袋体全线控温的效果，有利
于其整体受热均衡，因此，在双螺旋电热线的外绝缘层206表面上固定温度传 感器5，能使感温探头温度传感器5对双螺旋电热线的温度监测更趋准确，以提 高其使用的安全性。再者，该实施方式，把单片机4、发光二极管7、液晶显示 屏10、可控硅13等均设置在电插头9上。
如图5所示，是本实用新型电热袋单片机智能控制电路的其中一个实施例；
10其包括限流降压、稳压电路14、电加热管、可控硅、单片机、蜂鸣器12、温度传感器5和液晶显示器10和开关档位等，限流降压、稳压电路14包括保险丝Fl、电阻R1、 R3和R7， 二极管D1、 D2和D3，电容C3和C4，交流电220V通过限流降压、稳压电路14后，输出5V直流电，供各电子器件所需电流；单片机上设有IC芯片，IC芯片型号为8P2711,IC芯片分别连接有电阻R4 、R6 、R8、 R10 、 Rll、 R12 、 R13、 R14、 R16和R19，且并接有电容C1104，其中，电阻R19与电加热管之间还串接有可控硅，开关档位一端接地，另一端与IC芯片相连，NTC热敏电阻温度传感器两端并接有电容C104，电阻R9 —端为5V电源输入端，另一端接电容C104，蜂鸣器12与IC芯片一端脚之间设有电容C4，三极管Ql与IC芯片一端脚相连，三极管Q2基极先连接电阻R16后，再与IC芯片上与Ql相连的一端脚相接。
所述实施例中的可控硅13可以由继电器和三极管代替(未视出)，这里不再详述。
上述电路的实施例，仅为本实用新型的其中一实施方式，并不是对本实用新型作出穷尽性的限制。
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权利要求1.一种单片机智能控制电热袋，包括袋体(1)及其电加热体(2)，袋体(1)内存储有液体(3)，电加热体(2)沉浸入液体(1)内，其特征是，所述袋体(1)上设置有可控硅(13)和单片机(4)，可控硅(13)串接在电加热体(2)与单片机(4)之间，单片机(4)通过控制可控硅(13)导通角而控制电加热体(2)工作，袋体(1)内腔还设置有温度传感器(5)，单片机(4)与温度传感器(5)电连接。
2. 根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述温度传感 器(5)是NTC热敏电阻，温度传感器(5)通过导线(6)吊挂在袋体(1)内 腔，或温度传感器(5)直接固定在电加热体(2)上。
3. 根据权利要求2所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体 (2)的外表面上开有容置凹槽(201)，温度传感器(5)置于容置凹槽(201)内并紧贴凹槽的壁部。
4. 根据权利要求2所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体 (2)是电热管加热体，电热管加热体被包裹在导热壳体内，温度传感器(5)固定在导热壳体表面上。
5. 根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述电加热体 (2)是双螺旋电热线，双螺旋电热线由最内层至最外层分别包括芯轴(202)、内层PTC螺旋电阻丝(203)、 NTC热敏层(204)、外层螺旋电阻丝(205)和 外绝缘层(206)，温度传感器(5)固定在双螺旋电热线的外绝缘层(206)表 面。
6.根据权利要求1或4或5所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述 袋体(1)上还设置有可显示工作状态的发光二极管(7)，发光二极管(7)与 单片机(4)电连接。
7. 根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述单片机 (4)固定在袋体(1)外壁的表面，或袋体(1)的电插座(8),或袋体(1)的电插头(9)上。
8. 根据权利要求6所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述袋体(l) 上还设有液晶显示屏(10),液晶显示屏(10)通过信号线与单片机(4)电连 接。
9. 根据权利要求8所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述单片机 上设有IC芯片(401 )， IC芯片(401)分别连接有开关档位(11)和蜂鸣器(12), 所述袋体(1)上还设置有限流降压、稳压电路(14),限流降压、稳压电路(14) 的输出端分别连接IC芯片(401)、蜂鸣器(12)、温度传感器(5)和液晶显示 器U0)。
10. 根据权利要求1所述单片机智能控制电热袋，其特征是，所述可控硅 (13)可以由继电器和三极管代替。
专利摘要本实用新型涉及一种单片机智能控制电热袋，包括袋体及其电加热体，袋体内存储有液体，电加热体沉浸入液体内，所述袋体上设置有可控硅和单片机，可控硅串接在电加热体与单片机之间，单片机通过控制可控硅导通角而控制电加热体工作，袋体内腔还设置有温度传感器，单片机与温度传感器电连接。该实用新型的电热袋具有结构简单、合理，温控精确度高、安全，复位可由人们操控，并具有功能扩展、人性化操控的优点。
文档编号F24D13/02GK201302224SQ20082020082
公开日2009年9月2日 申请日期2008年9月16日 优先权日2008年9月16日
发明者邓建威 申请人:邓建威