一种时间和温度可控的电加热管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电加热设备领域，尤其涉及一种时间和温度可控的电加热管。
【背景技术】
[0002]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。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。通常电热管典型结构一般由绝缘子、封口材料、引出棒、填充料、电热丝、金属护套管、接线端等部分组成。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:加热时间不能控制，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；加热温度不能控制，不能满足不同加热温度的需要，或者液体加热温度过高，造成资源浪费。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的上述问题，本发明提出一种时间和温度可控的电加热管，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]一种时间和温度可控的电加热管，包括导线1、电热管2、继电器3 ;所述温度和时间可控制的电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包含测量端501，所述测量端501必须被要加热的液体淹没。
[0006]所述温度传感器5为热电偶传感器或电阻传感器。所述温度传感器5为正温度系数的电阻传感器或负温度系数的电阻传感器。
[0007]所述温度和时间可控的电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；所述控制模块4必须与火线(高电位)输入端7连接。
[0008]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、温度传感器信号输入端403、第一温度控制开关405、第二温度控制开关406、比较器407和比较器408、计时模块409、逻辑输出模块410以及输出端404 ;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分别连接至所述比较器407和所述比较器408的正向输入端；所述温度传感器的电压信号由输入端403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分别连接至所述比较器407和所述比较器408的反相输入端；所述比较器407、所述比较器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404输出。
[0009]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、比较器407和比较器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分别连接至所述比较器407和所述比较器408的正向输入端；所述温度传感器等效电阻403’一端接电源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分别连接至所述比较器407和所述比较器408的反相输入端；所述比较器407、所述比较器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。
[0010]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；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。
[0011]相对于所述逻辑输出模块410，所述比较器407、所述比较器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:只要所述比较器407、所述比较器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404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为普通的逻辑电路即可；所述逻辑输出模块410为3输入与门。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0013]本发明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。
【附图说明】
[0014]图1为本发明提出的一种时间和温度可控的电加热管外观示意图。
[0015]图2为本发明提出一种时间和温度可控的电加热管的电路结构示意图。
[0016]图3为本发明提出一种时间和温度可控的电加热管电路结构中控制模块的原理图(热电偶传感器)。
[0017]图4为本发明提出一种时间和温度可控的电加热管电路结构中控制模块的原理图(电阻传感器)。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施方式及附图对本发明作进一步详细、完整地说明。
[0019]如图1所示本发明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。
[0020]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为热电偶传感器。热电偶传感器可以将温度转换为电压信号输出。
[0021]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)以及继电器3，它们并没有在图2所示电路结构图中画出。
[0022]温度传感器为热电偶传感器时，电路结构中的控制模块原理图如图3所示。包括第一参考电压输入端401、第二参考电压输入端402、温度传感器信号输入端403、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)、比较器407和比较器408、计时模块409、逻辑输出模块410以及输出端404。第一参考电压输入端401、第二参考电压输入端402分别连接至接比较器407和比较器408的正向输入端；温度传感器的电压信号由输入端403通过第一温度控制开关405和第二温度控制开关406分别连接至比较器407和比较器408的反相输入端；比较器407、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404输出。
[0023]工作过程如下:温度传感器5 (热电偶传感器)将液体的温度转化为电压信号通过温度传感器信号输入端403输入给比较器。手动设置第一温度控制开关405或第二温度控制开关406，使比较器407或比较器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401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 (热电偶传感器)检测温度转化的电压将大于第一参考电压输入端401的电压值，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404通过继电器3控制电热管2停止加热。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