[实用新型]一种电热煮水电子控制器

说明书

本实用新型涉及一种利用电热元件煮水的电子自动控制器。

现有的电热煮水器在煮水时，只要稍不注意，就有可能将水烧干而导致电热元件烧坏。中国专利ZL95239818为解决上述缺点，设计了一种电热煮水电子控制器，具有传感器、外壳、电子控制电路，其原理是无水时，传感器的测水信号传感器与电子控制电路的测水信号处理器、集成逻辑电路及驱动器使加热电源关闭；当水煮沸时，传感器的测温信号传感器与电子控制电路的测水信号处理器、集成逻辑电路及驱动器使加热电源关闭。同时电子控制电路还具有再沸延滞电路，防止煮沸后温度稍降就重新加热。但此实用新型在实际使用时，会由于使用者不在场而重复煮沸浪费电能，甚至将水烧干而损坏电热元件。另外，插脚直接按在电子控制电路的塑料外壳上，时间长了，会使外壳老化，失去绝缘性，造成控制器不能安全使用。

本实用新型的目的是设计一种水煮沸后能及时提醒并且能长时间安全使用的电热煮水电子控制器。

本实用新型具有传感器、电子控制电路、外壳和电热元件，传感器由测温信号传感器与测水信号传感器组成，传感器与电子控制电路通过导线电连接，电子控制电路固定在外壳中，具有低压电源输入口、测温信号处理器、测水信号处理器、集成逻辑电路、驱动器、再沸延滞电路及执行开关电路，集成逻辑电路由双输入逻辑运算门电路、反相器及RS触发器组成，外壳上通过导线连接一电源插头，插头的输出端与电子控制电路的低压电源输入口电连接，在驱动器即电流放大电路上连接有煮沸提示电路，煮沸提示电路具有煮沸提示蜂鸣器，蜂鸣器的输入端接电流放大电路中的发光二极管LD₂的输出端，蜂鸣器的输出端接电流放大电路中的三极管V₁、V₂、V₃、电阻R₇与二极管D₂。

本实用新型的测温信号传感器为由无毒导热绝缘材料封装的锗二极管，测水信号传感器为金属电极，与电热元件都固定在基座上，考虑到水煮沸后拔出电热元件很烫且随处放不卫生，本实用新型为电热元件设计一个防护套管。

测温信号处理器与测水信号处理器为分压电路；逻辑运算门电路为与非门，其输出接RS触发器的一个输入端，逻辑运算门电路的输出还有一支路，该支路上接反相器，反相器的输出接RS触发器的另一个输入端；驱动器和煮沸提示电路为电流放大和煮沸提示电路；执行开关电路为继电器开关电路，执行开关电路具有220V交流电电压的输入口及输出口，低压直流电源的输出接电子控制电路的低压电源输入口；该低压直流电源是电容降压低压稳压直流电源。电容降压低压稳压直流电源通过电子控制电路的低压电源输入口分别接测温信号处理器、集成逻辑电路及驱动器和煮沸提示电路的电源输入端；测水信号处理器的电源输入端为220V交流电输入端，该输入端接安全限流电阻R₂，R₂接金属电极P₂，另一金属电极P₁接测水信号处理器的信号输入端的安全限流电阻R₂′；测温信号传感器的输出接测温信号处理器，测水信号传感器的输出接测水信号处理器，测温信号处理器及测水信号处理器的输出分别接集成逻辑电路的双输入逻辑运算门电路，所述的集成逻辑电路为CMOS电路，集成逻辑电路的RS触发器的输出接驱动器和煮沸提示电路，电源插头的一条220V交流电压的输入导线接电容降压低压稳压直流电源的输入端，电热元件的输入端和测水信号处理器的电源输入端；另一条220V交流电压的输入导线接电容降压低压稳压直流电源的输入端和执行开关电路的电源输入端，驱动器和煮沸提示电路的输出接执行开关电路。本实用新型工作时，接通电源，此时因为金属电极暴露在空气中，所以无电流信号输出，使测水信号处理器的分压器的输出为低电平。采用与非门作为集成逻辑电路的双输入逻辑运算门电路时，该低电平输至与非门的一个输入端，使与非门输出高电平，而RS触发器的Q端的输出为低电平，Q端的输出为高电平，处于复位状态，从而使驱动器和煮沸提示电路输出低电平，同时使蜂鸣器鸣叫，导致执行开关电路220V交流电的开关断开。当将电热元件、测温信号传感器及测水信号传感器浸入水中后，金属电极将电路接通，在测水信号处理器的分压器的输出端形成高电平输出至与非门的一个输入端；同时，测温信号传感器的锗二极管的反向饱和电流随温度而变化，在较低温度时，电流较小，分压电路产生的压降较小，而使其输出至与非门另一个输入端为高电平。这时与非门的两个输入端均为高电平，必然使与非门的输出为低电平，这样就使RS触发器发生翻转，处于置位状态，从而使驱动器和煮沸提示电路输出高电平，而导致执行开关电路的220V交流电开关接通，连接在该开关上的电热元件即可对水进行加热。当水被加热至一定温度时，锗二极管中所通过的反向饱和电流达到一定数值，使分压电路产生较大压降，而使输出至与非门一个输入端的电平下降为低电平，这时与非门输出高电平，使RS触发器复位，从而使驱动器和煮沸提示电路输出低电平，同时使蜂鸣器鸣叫，而导致执行开关电路中的220V的交流电的加热电源开关断开。当将传感器和电热元件取出电容器时，即使测温信号传感器因温度降低会导致与非门的一个输入端为高电平，但测水信号传感器因无电流通过会导致与非门的另一个输入端为低电平，这样仍保持与非门输出为低电平，RS触发器保持复位状态，从而保持执行开关电路中的220V交流电的加热电源开关的断开。