專利名稱：液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型家用電器，特別涉及一種液體電加熱器的保護(hù)控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液體電加熱器防干燒一般采用負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器，機(jī)械溫控器或二者的結(jié)合，當(dāng)溫度傳感器感應(yīng)到的溫度超溫或機(jī)械溫控器超溫后關(guān)閉發(fā)熱體，以達(dá)到保護(hù)效果，為被動(dòng)的保護(hù)。由于采用機(jī)械溫控器反應(yīng)遲鈍，而發(fā)熱體本身在啟動(dòng)加熱的過(guò)程中，由于發(fā)熱體本身的熱慣性與熱阻，導(dǎo)致發(fā)熱體實(shí)際溫度比溫度傳感器或機(jī)械雙金屬片溫控器檢測(cè)到的保護(hù)溫度高很多，導(dǎo)致保護(hù)不及時(shí)，影響發(fā)熱體壽命縮短。采用溫度傳感器，因傳感器本身的誤差，在發(fā)熱體上安裝位置的偏差，發(fā)熱體本身的工藝，導(dǎo)熱膏的多少等關(guān)系很大，且因其安裝位置一般溫度都很高，很容易失效，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，且增加了產(chǎn)品的成本。 采用機(jī)械溫控器，因機(jī)械溫控器反應(yīng)遲鈍，很難同時(shí)解決誤動(dòng)作和及時(shí)保護(hù)?，F(xiàn)有的干燒保護(hù)方法保護(hù)時(shí)間不確定，保護(hù)不及時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可及時(shí)保護(hù)的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法。本發(fā)明的目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)一種液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，包括以下步驟A、在液體電加熱器上安裝一個(gè)溫度控制器，將溫度控制器與加熱器發(fā)熱體和控制繼電器串聯(lián)，在溫度控制器兩端設(shè)置檢測(cè)其通斷的檢測(cè)模塊；B、微處理器通過(guò)程序控制，在啟動(dòng)液體加熱器加熱時(shí)，先進(jìn)行一個(gè)短時(shí)加熱程序， 即讓加熱器的發(fā)熱體短時(shí)間加熱，然后，短時(shí)間停止加熱；短時(shí)加熱和停止的時(shí)間根據(jù)發(fā)熱體本身的功率和發(fā)熱體的體積、密度、發(fā)熱體的比熱容、需保護(hù)的溫度來(lái)確定；C、微處理器根據(jù)檢測(cè)到溫控器的通斷狀態(tài)的變化，判斷液體加熱器是否干燒，從而發(fā)現(xiàn)干燒后，及時(shí)切斷發(fā)熱體的加熱電源。本發(fā)明充分利用發(fā)熱體加熱過(guò)程變化的特點(diǎn)，結(jié)合微控制器進(jìn)行控制和處理，通過(guò)程序控制發(fā)熱體加熱過(guò)程和檢測(cè)溫度傳感器狀態(tài)變化的控制方法，可準(zhǔn)確控制干燒時(shí)間，節(jié)約溫度傳感器，同時(shí)解決了機(jī)械溫控器反應(yīng)遲鈍的而造成發(fā)熱體溫度過(guò)高，影響發(fā)熱體壽命的缺陷，降低了機(jī)械溫控器控制精度的要求和控制電路元件的采購(gòu)成本。


圖I是本發(fā)明較佳實(shí)施例的電氣連接示意圖；圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
一種液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，包括以下步驟A、在液體電加熱器上安裝一個(gè)溫度控制器，將溫控器與加熱器發(fā)熱體和控制繼電器串聯(lián)，在溫控器兩端設(shè)置檢測(cè)其通斷的檢測(cè)模塊；B、微處理器通過(guò)程序控制，在啟動(dòng)液體加熱器加熱時(shí)，先進(jìn)行一個(gè)短時(shí)加熱程序， 即讓加熱器的發(fā)熱體短時(shí)間加熱，然后，短時(shí)間停止加熱；短時(shí)加熱和停止的時(shí)間根據(jù)發(fā)熱體本身的功率和發(fā)熱體的體積、密度、發(fā)熱體的比熱容、需保護(hù)的溫度等來(lái)確定；C、微處理器根據(jù)檢測(cè)到溫控器的通斷狀態(tài)的變化，判斷液體加熱器是否干燒，從而發(fā)現(xiàn)干燒后，及時(shí)切斷發(fā)熱體的加熱電源。其電氣連接如圖I所示，在液體電加熱器5上安裝一個(gè)溫度控制器4，這個(gè)溫度控制器4為雙金屬片溫度控制器。不需增加專門的溫度控制器，將溫控器4與加熱器發(fā)熱體5 和控制繼電器3串聯(lián)，在溫控器4兩端設(shè)置檢測(cè)其通斷的檢測(cè)模塊2，微處理器I通過(guò)程序控制，在啟動(dòng)液體加熱器加熱時(shí)，設(shè)置一個(gè)短時(shí)加熱程序，即讓加熱器的發(fā)熱體5預(yù)加熱時(shí)間為10—30秒,然后,停止加熱時(shí)間為10—30秒；根據(jù)實(shí)際選取較佳的預(yù)加熱時(shí)間和停止加熱時(shí)間，加熱15—20秒時(shí)間，停止加熱10—20秒時(shí)間；并且，微處理器I根據(jù)檢測(cè)到溫控器4的通斷狀態(tài)的變化，判斷液體加熱器是否干燒，從而發(fā)現(xiàn)干燒后，及時(shí)切斷發(fā)熱體5的加熱電源。所述短時(shí)加熱和停止的時(shí)間由下面的公式計(jì)算得出，PXton+OXtoff = η 發(fā)熱體 X (Τ2-Τ1) XV 發(fā)熱體 P其中P為發(fā)熱體功率、ton為發(fā)熱體工作時(shí)間、toff為關(guān)斷發(fā)熱體時(shí)間、η發(fā)熱體為發(fā)熱體的比熱容、(Τ2-Τ1)為發(fā)熱體的溫升、Τ2為溫控器的保護(hù)溫度、Tl為初始溫度、V 為體積、P為密度。根據(jù)發(fā)熱體的功率P(該功率數(shù)值是已知的定值)，Τ2(該溫度數(shù)值是已知的定值)，計(jì)算出ton, toff,在啟動(dòng)工作的時(shí)候,控制發(fā)熱體工作時(shí)間ton,然后關(guān)斷發(fā)熱體toff 時(shí)間，此時(shí)，判斷溫控器是否跳斷就能確定加熱體中是否有需加熱的液體。如圖2所示，微處理器在接受加熱要求指令后開始加熱程序，通過(guò)當(dāng)前溫度Tl由公式計(jì)算出預(yù)加熱時(shí)間ton和停止時(shí)間toff,先進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱時(shí)間ton到后停止加熱；溫控器檢測(cè)模塊檢測(cè)溫控器接通斷開狀態(tài)，若溫控器在停止時(shí)間toff內(nèi)斷開，檢測(cè)溫控器發(fā)送斷開信號(hào)給微處理器，微處理器清除加熱要求結(jié)束工作；若溫控器在停止時(shí)間 toff內(nèi)一直導(dǎo)通，檢測(cè)溫控器發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)給微處理器，微處理器給出正常工作指令。采用本發(fā)明在同一個(gè)水煲上與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)，起始溫度均為21攝氏度， 其發(fā)熱體的功率為2200W，所測(cè)試數(shù)據(jù)如下在干燒狀態(tài)下I、采用傳統(tǒng)溫控器進(jìn)行防干燒保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果采用溫度傳感器+機(jī)械溫控器，加熱16S后，電子系統(tǒng)關(guān)斷繼電器，測(cè)得發(fā)熱體最高溫度達(dá)到170度。若斷開溫度傳感器，只采用機(jī)械溫控器，工作26S后，機(jī)械溫控器跳斷，停止加熱， 測(cè)得發(fā)熱體最高溫度245度。2、采用本發(fā)明進(jìn)行防干燒保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果加熱15S后，通過(guò)程序關(guān)斷繼電器，等待 15S后，機(jī)械溫控器跳斷，測(cè)得發(fā)熱體最高溫度145度。
在加水狀態(tài)下I、采用傳統(tǒng)溫控器進(jìn)行防干燒保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果采用溫度傳感器+機(jī)械溫控器，一直加熱工作，直到結(jié)束。采用斷開溫度傳感器，只用機(jī)械溫控器，一直工作，直到結(jié)束。2、采用本發(fā)明進(jìn)行防干燒保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果加熱工作15S后，停止15S，然后繼續(xù)工作，直到結(jié)束。經(jīng)過(guò)對(duì)比以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在干燒防護(hù)方面，本發(fā)明具有溫度傳感器+機(jī)械溫控器的優(yōu)點(diǎn)，只是在工作過(guò)程多花費(fèi)了 15S的時(shí)間，相對(duì)只采用機(jī)械溫控器，在溫度保護(hù)上的優(yōu)勢(shì)顯而易見。本發(fā)明溫控器的選擇條件以正常工作不跳斷為基準(zhǔn)，盡可能選擇溫度低的；以非正常無(wú)水時(shí)加熱時(shí)一定跳斷，留有一定的余地。因在非干燒時(shí)，液體很大，限制了發(fā)熱體本身的溫度，以致達(dá)不到保護(hù)溫度T2，使其得以繼續(xù)加熱，而在干燒時(shí)，液體體積為0，故得下式PXt = η 發(fā)熱體 X (Τ2-Τ1) XV 發(fā)熱體 P以水煲ΚΕ0903為例，選擇140°C溫控器，設(shè)發(fā)熱體最高限制溫度設(shè)為150度，以保證干燒時(shí)溫控器一定跳斷。設(shè)發(fā)熱體功率為2200W，發(fā)熱體主要為不銹鋼304和鋁，其質(zhì)量分別為140g, 127g，其比熱容分別為O. 502J/(g°C ),0. 88J/(g°C )，設(shè)起始溫度Tl為25度:根據(jù)公式可以計(jì)算出時(shí)間t，得到200 X t = O. 502 X (150-25) X 140+0. 88 X (150-25) X 127得到t= IOS但考慮到熱損耗及發(fā)熱體本身會(huì)像水煲煲體傳熱，時(shí)間需延長(zhǎng),通過(guò)測(cè)試及實(shí)驗(yàn), 取時(shí)間為15S為合適。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于干燒時(shí)間完全可控，一致性好，保護(hù)及時(shí)；方法簡(jiǎn)單，不需成本，使生產(chǎn)成本降低；可靠性高。
權(quán)利要求
1.一種液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于包括以下步驟A、在液體電加熱器上安裝一個(gè)溫度控制器，將溫度控制器與加熱器發(fā)熱體和控制繼電器串聯(lián)，在溫度控制器兩端設(shè)置檢測(cè)其通斷的檢測(cè)模塊；B、微處理器通過(guò)程序控制，在啟動(dòng)液體加熱器加熱時(shí)，先進(jìn)行一個(gè)短時(shí)加熱程序，即讓加熱器的發(fā)熱體短時(shí)間加熱，然后，短時(shí)間停止加熱；短時(shí)加熱和停止的時(shí)間根據(jù)發(fā)熱體本身的功率和發(fā)熱體的體積、密度、發(fā)熱體的比熱容、需保護(hù)的溫度來(lái)確定；C、微處理器根據(jù)檢測(cè)到溫控器的通斷狀態(tài)的變化，判斷液體加熱器是否干燒，從而發(fā)現(xiàn)干燒后，及時(shí)切斷發(fā)熱體的加熱電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于所述短時(shí)加熱和停止的時(shí)間由下面的公式計(jì)算得出，PXton+OXtoff = n 發(fā)熱體 X (T2-T1) XV 發(fā)熱體 P其中P為發(fā)熱體功率、ton為發(fā)熱體工作時(shí)間、toff為關(guān)斷發(fā)熱體時(shí)間、n發(fā)熱體為發(fā)熱體的比熱容、(T2-T1)為發(fā)熱體的溫升、T2為溫控器的保護(hù)溫度、Tl為初始溫度、V為體積、P為密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于微處理器在接受加熱要求指令后開始加熱程序，通過(guò)當(dāng)前溫度Tl由公式計(jì)算出預(yù)加熱時(shí)間ton和停止時(shí)間toff，先進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱時(shí)間ton到后停止加熱；溫控器檢測(cè)模塊檢測(cè)溫控器接通斷開狀態(tài)，若溫控器在停止時(shí)間toff內(nèi)斷開，檢測(cè)溫控器發(fā)送斷開信號(hào)給微處理器，微處理器清除加熱要求結(jié)束工作；若溫控器在停止時(shí)間toff內(nèi)一直導(dǎo)通，檢測(cè)溫控器發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)給微處理器，微處理器給出正常工作指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于所述預(yù)加熱時(shí)間為10—30秒,停止加熱時(shí)間為10—30秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于所述預(yù)加熱時(shí)間為15—20秒,停止加熱時(shí)間為10—20秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，其特征在于所述溫度控制器為雙金屬片溫度控制器。
全文摘要
一種液體電加熱器干燒保護(hù)的控制方法，涉及液體電加熱器的保護(hù)控制方法。該方法包括以下步驟A、在液體電加熱器上安裝一個(gè)溫度控制器，將溫控器與加熱器發(fā)熱體和控制繼電器串聯(lián)，在溫控器兩端設(shè)置檢測(cè)其通斷的檢測(cè)模塊；B、微處理器通過(guò)程序控制，在啟動(dòng)液體加熱器加熱時(shí)，先進(jìn)行一個(gè)短時(shí)加熱程序，即讓加熱器的發(fā)熱體短時(shí)間加熱，然后，短時(shí)間停止加熱；短時(shí)加熱和停止的時(shí)間根據(jù)發(fā)熱體本身的功率和發(fā)熱體的體積來(lái)確定；C、微處理器根據(jù)檢測(cè)到溫控器的通斷狀態(tài)的變化，判斷液體加熱器是否干燒，從而發(fā)現(xiàn)干燒后，及時(shí)切斷發(fā)熱體的加熱電源。本發(fā)明可準(zhǔn)確控制干燒時(shí)間，節(jié)約溫度傳感器，同時(shí)解決了機(jī)械溫控器反應(yīng)遲鈍的而造成發(fā)熱體溫度過(guò)高，影響發(fā)熱體壽命的缺陷，降低了機(jī)械溫控器控制精度的要求和控制電路元件的采購(gòu)成本。
文檔編號(hào)F24H9/20GK102589137SQ201210025070
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者張默晗, 陳啟紅 申請(qǐng)人:晶輝科技(深圳)有限公司