專利名稱：一種電熱水壺及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種小家電，具體涉及家用電熱水壺及其工作方法。
背景技術(shù)：
消費(fèi)者非常熟悉電水壺，而電水壺行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員也非常熟悉電水壺的結(jié) 構(gòu)，絕大多數(shù)普通的電水壺都是通過電水壺煮開水后產(chǎn)生的蒸汽來(lái)控制電水壺的斷電，這 種利用蒸汽來(lái)控制電水壺?cái)嚯娛怯腥毕莸?；缺陷一，裝有蒸汽導(dǎo)管的電水壺通過開水煮開 后產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入蒸汽導(dǎo)管內(nèi)，蒸汽管內(nèi)的蒸汽冷卻后會(huì)形成冷凝水，而該冷凝水會(huì)流至 底部電控部分，這樣的結(jié)構(gòu)其實(shí)是有安全隱患的；缺陷ニ，在較高的海拔高度，即使水沸騰 了也達(dá)不到設(shè)定的水沸騰溫度，原因是沒有產(chǎn)生足量的蒸汽，加熱電源繼續(xù)加熱，不能即時(shí) 切斷電源，存在安全事故的隱患；缺陷三，蒸汽導(dǎo)管置于壺內(nèi)，或蒸汽開關(guān)安置于電水壺手 柄上，這些結(jié)構(gòu)不利于清洗，更是不可置于水中直接清洗的并且，這種結(jié)構(gòu)影響美觀。作為 替代檢測(cè)蒸汽溫度的技術(shù)方案，現(xiàn)有技術(shù)中，存在通過檢測(cè)電水壺的其他地方的溫度而進(jìn) 行控制的技術(shù)方案。如公開號(hào)為CN 101472511A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)披露了ー種利用電子 溫度傳感器檢測(cè)從發(fā)熱盤處檢測(cè)溫度的電加熱器結(jié)構(gòu)。另外，授權(quán)公告號(hào)為CN 202005623 U的中國(guó)實(shí)用新型專利披露了一種類似方案的電水壺結(jié)構(gòu)，此兩種技術(shù)方案改變了上述大 多數(shù)普通電水壺利用蒸汽控制機(jī)器斷電的做法，利用電子溫度傳感器檢測(cè)加熱盤處的溫度 來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，具體地，該兩文獻(xiàn)所披露的電加熱器的溫度傳感器專利是通過在接觸板 上設(shè)置電子溫度傳感器，成本比較高。公開號(hào)為CN201782580U的中國(guó)實(shí)用新型專利披露了 一種電熱水壺的控制電路，包括發(fā)熱盤、加熱煮水電路和加熱保溫電路，設(shè)在底座內(nèi)且位于 壺體的底部的發(fā)熱盤串聯(lián)在加熱煮水電路中，加熱保溫電路包括串聯(lián)的突跳式溫控器和控 制發(fā)熱盤功率的PCB板，發(fā)熱盤同時(shí)串聯(lián)在加熱保溫電路中，用以使發(fā)熱盤同時(shí)具有加熱 煮水和保溫的作用。在該文獻(xiàn)披露的電熱水壺的技術(shù)方案中，利用突跳式溫控器的固有エ 作性能來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)檢測(cè)、重復(fù)加熱，以達(dá)到保溫的效果。上述各技術(shù)方案，或者存在不能防 水、清洗不方便的技術(shù)缺陷，或者存在重復(fù)加熱的情形，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種能準(zhǔn)確判斷液體沸騰狀態(tài)從而進(jìn)行電子控制的、成本 低廉的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電熱水壺及其工作方法。本發(fā)明進(jìn)ー步的目的在于提供可即時(shí)切斷電源避免重復(fù)煮水的電熱水壺。為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
ー種電熱水壺，包括設(shè)置有上耦合器的本體、與設(shè)置有下耦合器的底座組件、設(shè)置在所 述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連 接并在二者之間構(gòu)成加熱回路，所述本體包括構(gòu)成液體容納腔的容器，所述容器底部設(shè)置 有電熱元件，其特征在于所述容器的底壁下表面上設(shè)置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片 溫控器和所述電熱元件相串聯(lián)在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測(cè)單元，所述加熱回路中進(jìn)一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據(jù)所檢測(cè)到 的加熱回路的通斷電信號(hào)來(lái)控制所述繼電器的導(dǎo)通或者斷開。進(jìn)一步，所述控制電路中包含單片機(jī)，所述單片機(jī)通過引腳連接到所述電熱元件 與所述電流檢測(cè)單元之間的電路上?；蛘?，所述控制電路中包含單片機(jī)，所述單片機(jī)通過引腳經(jīng)由信號(hào)放大電路連接 到所述電熱元件與所述電流檢測(cè)單元之間的電路上。進(jìn)一步，所述電流檢測(cè)單元是電阻或者電流互感器。進(jìn)一步，所述單片機(jī)經(jīng)由濾波電路接入所述控制電路中。進(jìn)一步，所述電阻是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。進(jìn)一步，所述控制電路中包含單片機(jī)，還包括與所述單片機(jī)連接并受其控制的蜂 鳴器和指示燈。上述發(fā)明所述的電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟
(1)接通電源，控制電路處于待機(jī)狀態(tài)；
(2)按下用戶操作裝置，單片機(jī)在檢測(cè)到來(lái)自于用戶操作裝置的使加熱回路導(dǎo)通的觸 發(fā)信號(hào)后，控制電路進(jìn)入工作狀態(tài)，單片機(jī)發(fā)送導(dǎo)通指令至繼電器，使加熱回路導(dǎo)通，并且， 單片機(jī)開始檢測(cè)加熱回路中有無(wú)電流的循環(huán)；
(3)如果檢測(cè)到加熱回路中有電流，則單片機(jī)發(fā)送導(dǎo)通指令保持繼電器繼續(xù)導(dǎo)通，加熱 回路保持導(dǎo)通狀態(tài)；如果檢測(cè)到加熱回路中沒有電流，則單片機(jī)發(fā)送斷開指令關(guān)斷繼電器， 使加熱回路保持在斷開狀態(tài)并且所述控制電路回歸待機(jī)狀態(tài)。進(jìn)一步，工作步驟(3)中，當(dāng)容納腔內(nèi)的液體的溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，雙金屬 片溫控器斷開，從而加熱回路斷開，電流消失，此時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到加熱回路中的電流為零， 單片機(jī)發(fā)送斷開指令關(guān)斷繼電器，以使加熱回路保持在斷開狀態(tài)。進(jìn)一步，單片機(jī)中設(shè)置有預(yù)設(shè)電平值，單片機(jī)通過把檢測(cè)到的加熱回路中的電平 與預(yù)設(shè)電平相比較，當(dāng)檢測(cè)到的電平大于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)判定加熱回路中無(wú)電流；當(dāng)測(cè) 到的電平小于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)判定加熱回路中有電流。進(jìn)一步，還包括指示燈，所述待機(jī)狀態(tài)下，單片機(jī)循環(huán)檢查用戶操作元件是導(dǎo)通狀 態(tài)還是斷開狀態(tài)，繼電器處于斷電狀態(tài)，單片機(jī)對(duì)加熱回路中的電流的有無(wú)不進(jìn)行檢測(cè)和 判斷，指示燈閃爍。進(jìn)一步，步驟(I)至步驟(3)中，通過指示燈的點(diǎn)亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器 的名叫來(lái)表達(dá)不同的工作狀態(tài)。本發(fā)明的工作原理將電流檢測(cè)單元、雙金屬片溫控器和電熱元件串接在電路中， 然后在電流檢測(cè)單元與電熱元件之間通過電路接入單片機(jī)，當(dāng)通過用戶操作裝置閉合控制 開關(guān)時(shí)電熱水壺進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)將會(huì)有大電流流過電流檢測(cè)單元，單片機(jī)便會(huì)捕捉到 有電流流過加熱回路，當(dāng)水燒開時(shí)雙金屬片溫控器會(huì)自動(dòng)跳開，加熱回路電流變?yōu)榱?，從?判斷此時(shí)水已燒開并由單片機(jī)斷開繼電器，之后若在無(wú)人操作用戶操作裝置的情況下，即 使雙金屬片溫控器恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)也不會(huì)出現(xiàn)再工作的現(xiàn)象，若待雙金屬片溫控器恢復(fù)后 有人操作用戶操作裝置，則電熱水壺會(huì)立刻進(jìn)入工作狀態(tài)，從而達(dá)到精準(zhǔn)判開的功能。本發(fā)明的有益效果
(I)通過檢測(cè)電流的方法來(lái)判斷水燒開與否；(2)用一個(gè)雙金屬片溫控器與電流檢測(cè)單元相互配合的方式完成水壺精準(zhǔn)判開和防止 水壺出現(xiàn)重復(fù)工作現(xiàn)象的功能；
(3)節(jié)約能源，保護(hù)人身安全、防止過沸水飲用時(shí)給人體帶來(lái)的傷害，減輕人們擔(dān)心喝 到過沸水的精神負(fù)擔(dān)、提聞生活效率。


〔0019〕圖1是本發(fā)明的總電路框圖〔0020〕圖2是本發(fā)明的單片機(jī)與電熱元件和電流檢測(cè)單元之間的電路連接方式一的電路圖?！?021〕圖3是本發(fā)明的單片機(jī)與電熱元件和電流檢測(cè)單元之間的電路連接方式二的電路圖?！?022〕圖4是本發(fā)明的電流檢測(cè)單元是電阻時(shí)與單片機(jī)的連接電路圖?！?023〕圖5是本發(fā)明的電流檢測(cè)單元是電流互感器時(shí)與單片機(jī)的連接方式一的電路圖。〔0024〕圖 6是本發(fā)明的電流檢測(cè)單元是電流互感器時(shí)與單片機(jī)的連接方式二的電路圖。〔0025〕圖7是本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式
〔0026〕 下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但并不將本發(fā)明局限于這些具 體實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的 所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
〔0027〕 實(shí)施例一
參照?qǐng)D1，一種電熱水壺，包括設(shè)置有上耦合器的本體1、與設(shè)置有下耦合器的底座組 件2、設(shè)置在所述底座組件2中的控制電路10及用戶操作裝置5，所述本體1與所述底座組 件2通過上、下耦合器連接并在二者之間構(gòu)成加熱回路11，所述本體1包括構(gòu)成液體容納 腔的容器，所述容器底部設(shè)置有電熱元件4，所述容器的底壁下表面上設(shè)置有雙金屬片溫控 器3，所述雙金屬片溫控器3和所述電熱元件4相串聯(lián)在所述加熱回路11中，所述控制電路 10中包含有電流檢測(cè)單元7，所述加熱回路11中進(jìn)一步包括與所述控制電路10相通訊的 繼電器8，所述控制電路10根據(jù)所檢測(cè)到的加熱回路11的通斷電信號(hào)來(lái)控制所述繼電器8 的導(dǎo)通或者斷開。
〔0028〕 所述控制電路10中包含單片機(jī)6，所述單片機(jī)6通過引腳連接到所述電熱元件4 與所述電流檢測(cè)單元7之間的電路上，見圖2。所述單片機(jī)6也可以通過引腳經(jīng)由信號(hào)放大 電路12連接到所述電熱元件4與所述電流檢測(cè)單元7之間的電路上，見圖3。
〔0029〕 所述電流檢測(cè)單元7是電阻71，見圖4，或者是電流互感器72，見圖5、圖6。
〔0030〕 所述單片機(jī)6經(jīng)由濾波電路接入所述控制電路10中。
〔0031〕 所述電阻71是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。
〔0032〕 所述控制電路10中包含單片機(jī)6，還包括與所述單片機(jī)6連接并受其控制的蜂鳴 器和指示燈9。
〔0033〕 本發(fā)明的工作原理當(dāng)本體1放置到底座組件2上時(shí)，本體1上的上耦合器與底座 組件2上的下耦合器電耦合，再通過用戶操作裝置5導(dǎo)通電源，使加熱回路11導(dǎo)通，電熱元件4開始工作，加熱回路11的電流是經(jīng)市電L線到雙金屬片溫控器3和電熱元件4，再流經(jīng) 繼電器8和電流檢測(cè)單元7回到市電N線。將電流檢測(cè)單元7、雙金屬片溫控器3和電熱 元件4串接在加熱回路11中，然后在電流檢測(cè)單元7與電熱元件4之間通過電路接入單片 機(jī)6，當(dāng)通過用戶操作裝置5閉合控制開關(guān)時(shí)電熱水壺進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)將會(huì)有大電流流 過電流檢測(cè)單元7，單片機(jī)6便會(huì)捕捉到有電流流過加熱回路11，當(dāng)水燒開時(shí)雙金屬片溫控 器3會(huì)自動(dòng)跳開，加熱回路11電流變?yōu)榱?，從而判斷此時(shí)水已燒開并由單片機(jī)6斷開繼電 器8，之后若在無(wú)人操作用戶操作裝置5的情況下，即使雙金屬片溫控器3恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài) 也不會(huì)出現(xiàn)再工作的現(xiàn)象，若待雙金屬片溫控器3恢復(fù)后有人操作用戶操作裝置5，則電熱 水壺會(huì)立刻進(jìn)入工作狀態(tài)，從而達(dá)到精準(zhǔn)判開的功能。實(shí)施例二
參照?qǐng)D7，上述發(fā)明所述的電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟
(1)接通電源，控制電路10處于待機(jī)狀態(tài)；
(2)按下用戶操作裝置5，單片機(jī)在檢測(cè)到來(lái)自于用戶操作裝置5的使加熱回路11導(dǎo) 通的觸發(fā)信號(hào)后，控制電路10進(jìn)入工作狀態(tài)，單片機(jī)6發(fā)送導(dǎo)通指令至繼電器8，使加熱回 路11導(dǎo)通，并且，單片機(jī)6開始檢測(cè)加熱回路11中有無(wú)電流的循環(huán)；
(3)如果檢測(cè)到加熱回路11中有電流，則單片機(jī)6發(fā)送導(dǎo)通指令保持繼電器8繼續(xù)導(dǎo) 通，加熱回路11保持導(dǎo)通狀態(tài)；如果檢測(cè)到加熱回路11中沒有電流，則單片機(jī)6發(fā)送斷開 指令關(guān)斷繼電器8，使加熱回路11保持在斷開狀態(tài)并且所述控制電路回歸待機(jī)狀態(tài)。工作步驟(3)中，當(dāng)容納腔內(nèi)的液體的溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，雙金屬片溫控器 3斷開，從而加熱回路11斷開，電流消失，此時(shí)，單片機(jī)6檢測(cè)到加熱回路11中的電流為零， 單片機(jī)7發(fā)送斷開指令關(guān)斷繼電器8，以使加熱回路11保持在斷開狀態(tài)。單片機(jī)6中設(shè)置有預(yù)設(shè)電平值，單片機(jī)6通過把檢測(cè)到的加熱回路11中的電平與 預(yù)設(shè)電平相比較，當(dāng)檢測(cè)到的電平大于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)6判定加熱回路11中無(wú)電流；當(dāng) 測(cè)到的電平小于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)6判定加熱回路11中有電流。還包括指示燈9，所述待機(jī)狀態(tài)下，單片機(jī)6循環(huán)檢查用戶操作元件是導(dǎo)通狀態(tài)還 是斷開狀態(tài)，繼電器8處于斷電狀態(tài)，單片機(jī)6對(duì)加熱回路11中的電流的有無(wú)不進(jìn)行檢測(cè) 和判斷，指示燈9閃爍。步驟(1)至步驟(3)中，通過指示燈9的點(diǎn)亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器的鳴叫 來(lái)表達(dá)不同的工作狀態(tài)。本實(shí)施例通過蜂鳴器鳴叫一聲來(lái)表示電源接通，當(dāng)檢測(cè)到?jīng)]有電流時(shí)指示燈閃 爍，蜂鳴器會(huì)鳴叫5聲；檢測(cè)到有電流時(shí)蜂鳴器會(huì)鳴叫1聲，指示燈亮。當(dāng)雙金屬片溫控器 斷開時(shí)蜂鳴器會(huì)鳴叫2聲，指示燈閃爍。
權(quán)利要求
1.一種電熱水壺，包括設(shè)置有上耦合器的本體、與設(shè)置有下耦合器的底座組件、設(shè)置在所述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連接并在二者之間構(gòu)成加熱回路，所述本體包括構(gòu)成液體容納腔的容器，所述容器底部設(shè)置有電熱元件，其特征在于所述容器的底壁下表面上設(shè)置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片溫控器和所述電熱元件相串聯(lián)在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測(cè)單元，所述加熱回路中進(jìn)一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據(jù)所檢測(cè)到的加熱回路的通斷電信號(hào)來(lái)控制所述繼電器的導(dǎo)通或者斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機(jī)，所述單片機(jī)通過引腳連接到所述電熱元件與所述電流檢測(cè)單元之間的電路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機(jī)，所述單片機(jī)通過引腳經(jīng)由信號(hào)放大電路連接到所述電熱元件與所述電流檢測(cè)單元之間的電路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種電熱水壺，其特征在于所述電流檢測(cè)單元是電阻或者電流互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種電熱水壺，其特征在于所述單片機(jī)經(jīng)由濾波電路接入所述控制電路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電熱水壺，其特征在于所述電阻是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機(jī)，還包括與所述單片機(jī)連接并受其控制的蜂鳴器和指示燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟 (1)接通電源，控制電路處于待機(jī)狀態(tài)； (2)按下用戶操作裝置，單片機(jī)在檢測(cè)到來(lái)自于用戶操作裝置的使加熱回路導(dǎo)通的觸發(fā)信號(hào)后，控制電路進(jìn)入工作狀態(tài)，單片機(jī)發(fā)送導(dǎo)通指令至繼電器，使加熱回路導(dǎo)通，并且，單片機(jī)開始檢測(cè)加熱回路中有無(wú)電流的循環(huán)； (3)如果檢測(cè)到加熱回路中有電流，則單片機(jī)發(fā)送導(dǎo)通指令保持繼電器繼續(xù)導(dǎo)通，加熱回路保持導(dǎo)通狀態(tài)；如果檢測(cè)到加熱回路中沒有電流，則單片機(jī)發(fā)送斷開指令關(guān)斷繼電器，使加熱回路保持在斷開狀態(tài)并且所述控制電路回歸待機(jī)狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于工作步驟(3)中，當(dāng)容納腔內(nèi)的液體的溫度達(dá)到某一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，雙金屬片溫控器斷開，從而加熱回路斷開，電流消失，此時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到加熱回路中的電流為零，單片機(jī)發(fā)送斷開指令關(guān)斷繼電器，以使加熱回路保持在斷開狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于單片機(jī)中設(shè)置有預(yù)設(shè)電平值，單片機(jī)通過把檢測(cè)到的加熱回路中的電平與預(yù)設(shè)電平相比較，當(dāng)檢測(cè)到的電平大于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)判定加熱回路中無(wú)電流；當(dāng)測(cè)到的電平小于預(yù)設(shè)電平時(shí)，單片機(jī)判定加熱回路中有電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于還包括指示燈，所述待機(jī)狀態(tài)下，單片機(jī)循環(huán)檢查用戶操作元件是導(dǎo)通狀態(tài)還是斷開狀態(tài)，繼電器處于斷電狀態(tài)，單片機(jī)對(duì)加熱回路中的電流的有無(wú)不進(jìn)行檢測(cè)和判斷，指示燈閃爍。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于步驟(I)至步驟(3)中，通過指示燈的點(diǎn)亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器的鳴叫來(lái)表達(dá)不同的工作狀態(tài)。
全文摘要
一種電熱水壺，包括設(shè)置有上耦合器的本體、與設(shè)置有下耦合器的底座組件、設(shè)置在所述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連接并在二者之間構(gòu)成加熱回路，所述本體包括構(gòu)成液體容納腔的容器，所述容器底部設(shè)置有電熱元件，所述容器的底壁下表面上設(shè)置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片溫控器和所述電熱元件相串聯(lián)在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測(cè)單元，所述加熱回路中進(jìn)一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據(jù)所檢測(cè)到的加熱回路的通斷電信號(hào)來(lái)控制所述繼電器的導(dǎo)通或者斷開。
文檔編號(hào)A47J36/32GK102657477SQ201210145319
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者左祥貴, 李永強(qiáng) 申請(qǐng)人:浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司