专利名称：一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置的制作方法
技术领域：
一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置技术领域本发明涉及一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置 背景技术现有电热水器在防漏电保护方面已普遍采用"防电墙"技术。该技 术是在人体和水之间装了一个很大的"电阻"， 一旦发生漏电现象，这个 "电阻"可以承担大部分的压降，从而使人体所承担的压降非常小。这个"电阻"通过在进、出水管上安装长度是其内孔半径平方长度53倍的绝 缘管来实现。如中国专利局公开的专利号为01135300.7，名称为防触电式电热 水器的发明专利。其公开的技术方案是在进水管和出水管处安装绝缘管。 为了提高流经绝缘管中水的电阻率，产生压降，大大降低流出绝缘管后 水中的带电电压，以达到人体的安全电压范围，即所说的"防电墙"技 术， 一般将绝缘管L的长度设为内孔半径r平方长度的53倍以上，艮卩 L>53r2。该方案中，其绝缘管的长度非常长，给安装使用带来了很大不便， 有的为了减少长度而把绝缘管做成弯曲形，螺旋型，M形等形状。而且， 在该方案中，并没有漏电后的电路断开保护装置以及报警装置，当热水 器漏电后，只是将流出绝缘管中水的带电电压降低到人体的安全电压范 围内，而对于漏电情况并没有做进一步的断电处理和报警提示用户。这 样就导致用户在热水器已经漏电的情况下还不知情，也就不会采取后续 的补救措施。上述情况发生后如不及时断开电源并通知用户，故障得不 到及时的排除，安全隐患仍存在，对用户而言，是不安全的。同时也会 造成热水器的故障率高，縮短使用寿命。如果只是在现有的"防电墙"热水器的基础上另外安装一个漏电保 护开关和报警装置，则还需另外设置安装探测热水器漏电信号的信号采 集装置，给安装带来了不便，同时增加了成本。不仅提高成本，而且结 构复杂，安装维护不方便。而且，这样的方案设计使"防电墙"技术与 漏电保护开关和报警装置之间不能相互配合，相互协作的进行漏电保护。 现有热水器中的漏电保护开关，其信号采集端大多直接接在内胆与 外壳上，如果内胆中的水由于某些情况发生轻微的带电现象，并不会对 用户造成触电危险，也会感应并立即断开电源，这就造成漏电保护开关 会经常误触动，给用户带来了不便。而且，如果内胆发生漏电，信号采 集端采集信号并输入漏电保护开关断开电源的这段时间，虽然很短，但 使用者确仍然存在被"电一下"的危险。另外，如果内胆发生了漏电情况，采集到的电压信号往往都在220V左右，这样的信号如直接输入至控 制电路中的，需要对控制电路添加可降压的功能模块或采用价格较高的 耐高压的控制模块。所以，现有的为了确保电路的使用安全，都会采用 具有过载和过压电路保护的漏电保护装置。这不仅使内部控制电路更加 复杂，而且增加了成本。 发明内容为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种用于电热水器上的阻 尼隔离信号采集装置。包括一绝缘管，绝缘管上设一信号采集件，信号 采集件采集从绝缘管流入热水器内胆中的水或从热水器内胆流出绝缘管 的水的电位信号，并将信号输入给热水器的漏电保护装置，将"防电强" 技术与现有漏电保护装置有效的结合在一起。本发明采用的技术方案为 一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采 集装置，包括一与电热水器的内胆相连通的绝缘管，还包括为电热水器上的漏电保护装置提供电位信号的信号采集件；所述信号采集件设于所 述绝缘管相对于内胆的远端上，所述信号采集件有一接触面，所述接触 面a与流经所述绝缘管的水相接触；本发明还采用如下附属技术方案所述绝缘管的一端安装有第一连接件，另一端安装有第二连接件，所述第二连接件为所述信号采集件， 所述第二连接件为导电的金属材料制成，所述第一连接件和第二连接件相互绝缘隔开；所述第一连接件与电热水器内胆上的进水管、出水管相
连接，第二连接件与电热水器的供水管路、排水管路相连接，所述第二连接件有一接触面，所述接触面与流经绝缘管的水相接触；所述绝缘管设计为一嵌件，所述第一连接件为一固定螺母，第二连 接件为一中空的固定螺栓；所述阻尼隔离信号采集装置还包括一固定轴， 所述固定轴的一端嵌入所述绝缘管的本体内，另一端与所述固定螺母相 活动连接；所述固定螺栓套接在绝缘管上， 一端嵌入所述绝缘管的本体 内，另一端的端面为接触面，与流经所述绝缘管的水相接触；在所述固 定螺栓上设有一信号引出端，所述信号引出端从所述绝缘管的本体中穿 出；所述阻尼隔离信号采集装置为2个，分别连接于电热水器内胆的进水 管、出水管上；所述绝缘管采用增强尼龙材料制成；所述绝缘管的内孔直径为4mm 8mm，所述绝缘管的长度在40mm 160mm^间；所述绝缘管的内孔直径为6mm,长度为120mm; 所述绝缘管的内孔直径为5ram，长度为73mm。采用本发明带来的有益效果(1)本阻尼隔离信号采集装置在绝缘 管上设一信号引出端，并连接于电热水器的漏电保护装置，在绝缘管对 漏电进行保护的基础上增加漏电开关保护和报警功能。使绝缘管与漏电 保护开关、报警装置结合为一体构成本发明的阻尼隔离信号采集装置， 相互配合进行漏电保护，使用更加安全，结构更为简化，安装方便。(2) 本发明绝缘管上的信号引出端采集供水管路和排水管路中的电位信号， 并输入至热水器的漏电保护装置中。 一旦内胆漏电，不仅对排水端的漏 电情况进行保护，而且还对供水端的漏电进行保护，排除因地线带电， 或供水管路带电的情况，进一步提高热水器的安全性。(3) —旦热水器 内胆漏电，绝缘管首先对漏电进行降压处理，信号引出端采集经降压后 的信号并输入至漏电保护装置中，切断电源的同时提醒用户。在防漏电 的基础上，做到安全隐患及时发现，及时排除。(4)由于信号引出端采
集的是经绝缘管降压后的信号，电压值已经大幅度下降，满足漏电保护 开关内控制电路各电器部件和控制芯片的工作承受电压，而不再需要过 载、过压电路保护或降压处理，从而简化了控制电路的结构，并节省了成本。(5)当内胆中的水由于某些情况发生轻微的带电现象时，由于电 压较低，经绝缘管降压后到信号采集端的电位信号已经可以忽略，这时 就不会产生误触动，提高了漏电保护装置的灵敏度和准确率。(6)本发 明的阻尼隔离信号采集装置中的绝缘管，其直径在4mm到6mm，长度L 在40mm到160mm。其长度远小于现有绝缘管的长度。带电水流在经过阻 尼隔离信号采集装置后，按国家检测标准电压为220V，使用水温为25士5 'C的，电阻率为1250i50Qxm的标准试验用水的情况下泄露电流不超过 5mA，完全满足GB4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全储水式热 水器的特殊要求》规范性附录AA对泄露电流的要求。结构更加小巧，不 占用空间，安装拆卸方便，便于系统进行优化。说明书附图图l为本发明阻尼隔离信号采集装置的立体结构示意图； 图2为本发明阻尼隔离信号采集装置的正面结构示意图； 图3是图2的剖示图； 图4是图2的A-A向剖示图；图5为本发明阻尼隔离信号采集装置的连接安装示意图，示出阻尼隔 离信号采集装置与控制电路和报警电路相连接；具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的详述如
图1至图5所示的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置， 包括一与电热水器的内胆相连通的绝缘管21，还包括为电热水器上的漏 电保护装置提供电位信号的信号采集件，绝缘管21的一端与电热水器的 内胆1相连通，信号采集件设于所述绝缘管21相对于内胆的远端上，信号 采集件有一接触面a，所述接触面a与流经所述绝缘管21的水相接触。也
就是与从绝缘管流入内胆的水或是从内胆流出绝缘管的水相接触，采集水中的电位信号。在本实施例中绝缘管21采用增强尼龙的绝缘材料制成。 绝缘管21起到的作用是当内胆漏电时，对流经绝缘管21的水进行降压处 理，使水的电压达到人体能够承受的安全电压。本发明中，绝缘管21的 长度在40咖至160mm之间，其内孔直径在4ran到8mm之间。优选的方案为绝 缘管的长度为120ram，内孔直径为6mm，或长度为73mm，内孔直径为5mm。如图1至图4所示，绝缘管21的一端安装有第一连接件，另一端安装 有第二连接件，第二连接件为导电的金属材料制成。在本实施例中，第 二连接件为信号采集件。第一连接件和第二连接件相互绝缘隔开。第一 连接件与电热水器内胆l上的进水管ll、出水管12相连接，第二连接件与 电热水器的供水管路、排水管路相连接并与管路中的水相接触。所述信 号采集件与所述第二连接件相连接，第二连接件有一接触面a，接触面a 与流经绝缘管21的水相接触。由于供水管路和排水管路需另外连接安装， 并属于现有成熟的技术，现有技术人员无需创造性的劳动就可实施，这 里没有在图中示出。在本发明给出的具体实施例中，如图1至图4所示，阻尼隔离信号采 集装置2为2个，分别连接于电热水器内胆的进水管ll、出水管(12)上。 安装于绝缘管21—端的第一连接件为固定螺母22，它与进水管ll和出水 管12相连接；安装于绝缘管21另一端的第二连接件为固定螺栓23，它与 固定螺母22之间相绝缘隔开。阻尼隔离信号采集装置2还包括一固定轴 24,绝缘管21为一嵌件，固定轴24的一端嵌入绝缘管21的本体内，另一 端与固定螺母22相活动连接，固定螺栓23的一端嵌入绝缘管21的本体内， 另一端的端面为接触面a，该接触面a与流经绝缘管21的水相接触以获取 水中的电位信号。在固定螺栓23上设有一信号引出端231，信号引出端231 从绝缘管21的本体中穿出。与漏电保护装置13的相连接。漏电保护装置 13包括控制电路和报警电路，报警电路包括带有漏电指示灯的灯光报警 电路和/或带有扬声器的声音报警电路。如图5所示，进水管11和出水管12上分别安装阻尼隔离信号采集装置 2，并通过阻尼隔离信号采集装置2与供水管路和排水管路相连接。绝缘 管21对水的电压产生降压作用。图5中，绝缘管21两端的箭头表示两端通 孔处电压发生了变化，经绝缘管21降压后的电压低于内胆1中的电压。当 内胆l带电时，绝缘管21不仅对出水口管12处的水进行降压处理，还同时 对进水管ll处的水进行降压处理，以确保与进水口ll相连接的供水管不 漏电。信号引出端231将固定螺栓23的接触面a获取到的经绝缘管21降压 后的电位信号，输入至漏电保护装置13。当内胆l不漏电时，信号是不变 的，当内胆漏电，信号就会发生变化，漏电保护装置13中的控制电路和 报警电路就会响应，切断电源并报警。当内胆l漏电时，信号引出端231 输入至漏电保护装置13中的信号经绝缘管21降压处理，使水中的带电电 压降低到人体的安全电压范围内，同时还满足了控制电路中各电器部件 和控制芯片对工作电压的要求，控制电路无需再进行降压处理。另外， 当内胆l中的水由于某些情况发生轻微的带电现象时，由于电压较低，经 绝缘管21降压后的电位信号十分微弱，已经可以忽略，这时就不会产生 误触动。只有在内胆l发生真实的漏电情况，内胆中的电压在220V左右或 更高时，这时经绝缘管21降压处理后，水中还带有一定的电压，该信号 被信号引出端231输入至漏电保护装置13中的控制电路和报警电路进行 断电和报警，但这时水中所带的电压已经降低到人体的安全范围内，并 不会对人体产生危险。提高了漏电保护装置13的灵敏度和准确率。避免 现有防漏电热水器在出现漏电情况下还存在被"电一下"的情况。并且， 此时绝缘管21已经暂时解决了漏电给用户带来的触电隐患， 一旦信号引 出端231将发生变化的信号输入到控制电路和报警电路后就会及时做出 响应，断开电源并报警，使用户在漏电后的第一时间获知，并及时采取 措施消除事故隐患。将漏电保护装置与绝缘管结合为一体，并相互配合， 起到双重保护。绝缘管21在控制电路接收变化的信号并做出反应的这个极短的时间 内，很好的起到了漏电保护的作用，避免用户在使用过程中由于该时间 内没有漏电保护而发生触电危险，进一步提高了漏电保护的安全性。本发明中，由于固定螺栓23的接触面a采集的是经绝缘管21降压后的 信号，故控制电路中不需再进行降压处理，也就不用再另设对输入的信
号电压进行处理的降压部件或是采用具有抗过压、过载能力的漏电保护 装置。除此以外，控制电路中一般包括温度控制电路，漏电断开保护电 路等。其电路组成和连接关系技术均是现有热水器产品中广泛应用的成熟技术，并且不是本发明技术方案的重点所在，所以这里不再对其内部 电路组成以及连接关系做赘述。
权利要求1、一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置，包括一与电热水器的内胆(1)相连通的绝缘管(21)，其特征在于还包括为电热水器上的漏电保护装置(13)提供电位信号的信号采集件；所述信号采集件设于所述绝缘管(21)相对于内胆的远端上，所述信号采集件有一接触面(a)，所述接触面a与流经所述绝缘管(21)的水相接触。
2、 根据权利要求l所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)的一端安装有第一连接件，另一 端安装有第二连接件，所述第二连接件为所述信号采集件，所述第二连 接件为导电的金属材料制成，所述第一连接件和第二连接件相互绝缘隔 开；所述第一连接件与电热水器内胆(l)上的进水管(ll)、出水管(12) 相连接，第二连接件与电热水器的供水管路、排水管路相连接，所述第 二连接件有一接触面a，所述接触面(a)与流经绝缘管(21)的水相接
3、 根据权利要求2所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)设计为一嵌件，所述第一连接件 为一固定螺母(22)，第二连接件为一中空的固定螺栓(23);所述阻 尼隔离信号采集装置(2)还包括一固定轴(24)，所述固定轴(24)的 一端嵌入所述绝缘管(21)的本体内，另一端与所述固定螺母(22)相 活动连接；所述固定螺栓(23)套接在绝缘管(21)上， 一端嵌入所述 绝缘管(21)的本体内，另一端的端面为接触面(a)，与流经所述绝缘 管(21)的水相接触；在所述固定螺栓(23)上设有一信号引出端(231)， 所述信号引出端(231)从所述绝缘管(21)的本体中穿出。
4、 根据权利要求2所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述阻尼隔离信号采集装置(2)为2个，分别连接 于电热水器内胆(1)的进水管(11)、出水管(12)上。
5、 根据权利要求l所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)采用增强尼龙材料制成。
6、 根据权利要求l所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)的内孔直径为4rara 8咖，所述绝 缘管(21)的长度在40mm 160mm之间。
7、 根据权利要求l所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)的内孔直径为6mm，长度为120mm。
8、 根据权利要求6所述的一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集 装置，其特征在于所述绝缘管(21)的内孔直径为5mm，长度为73mm。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电热水器上的阻尼隔离信号采集装置，包括一与电热水器的内胆相连通的绝缘管，还包括为电热水器上的漏电保护装置提供电位信号的信号采集件；所述信号采集件设于所述绝缘管相对于内胆的远端上，所述信号采集件有一接触面，所述接触面a与流经所述绝缘管的水相接触。本实用新型利用绝缘管降压产生的电位信号配合漏电保护装置对热水器进行漏电保护，使用更加安全可靠。绝缘管的长度远低于现有“防电墙”中绝缘管的长度，结构小巧，不占用空间，安装拆卸方便，系统容易进行优化。
文档编号G01R19/00GK201028805SQ20072014126
公开日2008年2月27日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者张慧宝, 邹国营 申请人:宁波帅康热水器有限公司