[实用新型]一种基于热成像技术的混水阀及含有该混水阀的水龙头

说明书

技术领域

本实用新型属于水龙头技术领域，涉及一种基于热成像技术的混水阀及含有该混水阀的水龙头。

背景技术

现有的水龙头一般是由手柄、阀芯、进水编织管、换向器和安装小配件等组成，在使用时，需要操作者通过肢体(如手)触觉进行水温感知，测量混合后水温是否合适。此类水龙头在使用时操作不便，并且容易导致水龙头中的机械式混水阀的使用寿命缩短。此外，机械式混水阀还存在出水忽冷忽热、水温调节不便、机械结构容易损坏等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够自动调节输出水温的基于热成像技术的混水阀及含有该混水阀的水龙头。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于热成像技术的混水阀，该混水阀包括阀体、并列设置在阀体内的热水腔及冷水腔以及设置在热水腔与冷水腔之间的温水腔，所述的阀体上设有与热水腔相连通的热水进水管、与冷水腔相连通的冷水进水管以及与温水腔相连通的温水出水管，所述的热水腔内设有热水流量控制机构，所述的冷水腔内设有冷水流量控制机构，所述的混水阀还包括设置在阀体上并分别与热水流量控制机构、冷水流量控制机构电连接的热成像传感器。热水进水管内的热水通入热水腔内，冷水进水管内的冷水通入冷水腔内，在热水流量控制机构及冷水流量控制机构的控制下，热水及冷水进入温水腔内混合，成为温水，之后由温水出水管流出。其中，热成像传感器能够快速收集某一区域内大量的温度信息，并生成热成像图，经图像处理后获得被控对象的温度信息，再由温度控制系统根据该温度信息以及使用者的需求，通过热水流量控制机构及冷水流量控制机构控制热水及冷水的流量比，使混水阀输出满足使用者需求的合适温度。温度控制系统使用单片机技术进行控制。

作为优选的技术方案，所述的热成像传感器位于阀体外侧。

所述的热水流量控制机构及冷水流量控制机构均包括沿阀体的轴向设置在阀体内的阀芯以及与阀芯传动连接的步进电机，该步进电机与热成像传感器电连接。热水腔内的阀芯与热水腔相适配，将热水腔的出口封闭；冷水腔内的阀芯与冷水腔相适配，将冷水腔的出口封闭。在热成像传感器的作用下，步进电机控制相应一侧阀芯的开度，以调节热水或冷水的流量。

所述的阀芯与步进电机的输出轴之间设有连杆，并通过连杆与步进电机的输出轴传动连接。步进电机的输出轴通过连杆控制阀芯的位置。

所述的阀芯的端部开设有与连杆相适配的阀芯腔。阀芯能够通过阀芯腔与连杆作相对运动，阀芯腔提供了运动的空间。

所述的阀芯腔的内壁上设有内螺纹，所述的连杆的外壁上设有外螺纹。当步进电机带动连杆转动时，在连杆的作用下，阀芯沿阀体轴向往复移动，以调节开度。

所述的阀芯的外壁上沿轴向开设有导向槽，所述的阀体的内壁上设有与导向槽相适配的导向键。导向键与导向槽相配合，对阀芯进行周向限位，使阀芯只能沿轴向往复移动，连杆的外螺纹与阀芯腔的内螺纹相配合，当连杆转动时，阀芯沿轴向往复移动。

所述的步进电机与连杆之间设有第二密封圈。

所述的阀体的两端均设有阀盖，所述的阀盖与阀体之间设有垫片，所述的阀盖与步进电机、连杆之间分别设有第一密封圈、第三密封圈。阀盖将阀体的两端封闭，并结合密封圈及垫片，保证混水阀的密封性能。

作为优选的技术方案，所述的热成像传感器为红外热成像传感器。红外热成像传感器能够对一定区域内的温度进行检测。

所述的温水腔内设有温度传感器。该温度传感器用于采集温水端出水温度，作为温度调节的负反馈。

作为优选的技术方案，所述的热水腔及冷水腔内均设有温度传感器。用于采集相应的水温，便于进行温度调节。

一种水龙头，该水龙头含有所述的基于热成像技术的混水阀。

作为优选的技术方案，所述的热成像传感器分别与热水箱及冷水箱电连接。热水箱内设有加热器，为热水进水管提供热水；冷水箱内设有冷却器，为冷水进水管提供冷水。为了能够将出水温度快速调节至需要的输出温度，利用PID控制系统，通过控制热水箱及冷水箱内的水温，使输出温度得到快速响应。

本实用新型的工作原理为：

利用热成像能快速收集大量温度信息的优点，使该水龙头在复杂情况下，仍然能够快速采集温度信息，经过图像处理后获得被控对象的温度信息，再由温度控制系统根据其温度信息以及使用者的需求控制出水温度。

其中，图像处理系统通过人的体温范围来进行初步的条件筛选，再算出出现次数最多的温度数据，以确定被控对象的主体温度。