專利名稱：水體恒溫控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水體加熱和恒溫控制系統(tǒng)，特別是一種魚缸水體 恒溫控制系統(tǒng)。 技術(shù)背景
目前水族業(yè)廣泛使用的水體恒溫控制系統(tǒng)，其加熱元件普遍使用 密封在玻璃外殼內(nèi)并纏繞在陶瓷支架上的電熱絲，玻璃外殼浸入水體 中，電熱絲通電發(fā)熱加熱玻璃外殼內(nèi)的空氣及玻璃外殼進(jìn)而加熱水
體；其溫度控制單元主要由安裝在上述玻璃外殼開口附近的塑料腔體 內(nèi)的雙金屬片,變形溫控開關(guān)組成。上述雙金屬片因熱膨脹系數(shù)不 同而在水體溫度變化到一定程度時引起開關(guān)的開啟和關(guān)閉。為避免溫
控開關(guān)隨水體局部溫度的小范圍變化而平凡動作，縮小開關(guān)壽命，在 溫控開關(guān)觸點附近還連接著磁性材料，以磁性材料的遲滯作用來實現(xiàn) 整個溫控過程的"施密特觸發(fā)器"工作特征。上述水體恒溫控制系統(tǒng) 的缺點在于(1)因為雙金屬片機(jī)械變形溫控開關(guān)的動作溫差在3攝 氏度左右，制約了水體溫控的精度，同時，因為陶瓷支架的熱慣性大， 而且玻璃外殼和殼內(nèi)空氣都是熱的不良導(dǎo)體，這三者的熱量儲備進(jìn)一 步擴(kuò)大了水體實際溫差范圍。(2)因為在水體溫度明顯^f氐于動作溫差 下限時，在由玻璃殼體和殼內(nèi)空氣組成的不良導(dǎo)熱環(huán)境中，電熱絲因 長時間持續(xù)發(fā)熱而發(fā)出紅光，造成能量浪費，系統(tǒng)熱效率降低。(3)玻璃殼體本身易碎，而且玻璃殼體與前述塑料腔體之間的連接由于殼 內(nèi)空氣長時間熱脹冷縮而容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致安全問題，因此通常這
種水體恒溫控制系統(tǒng)的使用壽命也是比較短的。(4)體積龐大，無法
隱蔽安裝，影響魚缸審美效果。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種溫控 精確、熱效率高、安全性好、小巧美觀的水體恒溫控制系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的，本實用新型的解決方案是 一種水體恒溫控制 系統(tǒng)，由發(fā)熱單元、監(jiān)測單元及控制單元組成，其特征在于所M 熱單元由絕緣材料包裹電阻絲組成并直接浸入水體。
上述發(fā)熱單元的絕緣材料是一種柔性材料。
上述水體恒溫控制系統(tǒng)的監(jiān)測單元由絕緣材料包裹熱敏電阻組成。
上述水體恒溫控制系統(tǒng)的控制單元由交流電過零負(fù)脈沖生成部 分和執(zhí)行信號生成部分組成.
與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本實用新型水體恒溫控制系統(tǒng)的優(yōu)點在 于(1)水體溫差范圍小，即恒溫控制精度高。(2)熱效率高。(3) 安全系數(shù)大，系統(tǒng)使用壽命長。(4)體積小，易于隱蔽安裝；尤其是 發(fā)熱單元可制成多種外形，滿足各種安裝環(huán)境和加工工藝要求。

圖1為本實用新型水體恒溫控制系統(tǒng)電路圖。
如圖1所示，整個水體恒溫控制系統(tǒng)的控制單元由交流電過零負(fù)脈沖生成部分和執(zhí)行信號生成部分組成。
其中，交流電過零負(fù)脈沖生成部分的工作原理如下市電經(jīng)電阻 R2降壓、穩(wěn)壓二極管W1、 W2穩(wěn)壓，再經(jīng)二級管D3、 D4、 D5、 D6 橋式整流后形成交流電過零負(fù)脈沖。該脈沖通過電阻R3加在三極管 BG的基極和發(fā)射極之間。由于三極管BG被接成射極跟蹤器，該脈沖 在三極管BG的射極通過二極管D7加在555時基集成電路的觸發(fā)腳2 上。在這里，作為射極跟蹤器的三極管BG擴(kuò)大了上述過零負(fù)脈沖的 輸出負(fù)載能力，使得電位器R5阻值發(fā)生變化時，加在在555時基集 成電路觸發(fā)腳2上的過零負(fù)脈沖的寬度和幅度幾乎不受影響，這樣就 保證了 負(fù)脈沖信號的精度。
執(zhí)行信號生成部分的工作原理如下市電經(jīng)電容C1、電阻R1降 壓，通過二極管D1、 D2整流，穩(wěn)壓二極管W3穩(wěn)壓和電容C5濾波 后，生成相對穩(wěn)定的直流電源，提供給以555時基集成電路為核心的 控制電路。555時基集成電^設(shè)計成脈沖啟動式暫穩(wěn)態(tài)電路，暫穩(wěn) 態(tài)時長遠(yuǎn)小于半個交流電波長。當(dāng)交流電過零時，二極管D7沒有輸 出(即在負(fù)脈沖階段)，加在555時基集成電路觸發(fā)腳2上的電位是 由熱敏電阻R4和電位器R5、電阻R6對電源電壓的分壓比決定的， 改變電位器R5的阻值就在一定范閨內(nèi)設(shè)定了溫度。當(dāng)溫度降低時， 熱敏電阻R4阻值變大，加在555時基集成電路觸發(fā)腳2上的電位降 低，當(dāng)該電位降低到電源的1/3電壓時，555時基集成電路內(nèi)部工作 啟動it^暫穩(wěn)態(tài)，輸出腳3為高電平，通過電阻R8觸發(fā)可控硅T1使 之導(dǎo)通，加熱器R9發(fā)熱；反之，加熱器R9不發(fā)熱。從上述水體恒溫控制系統(tǒng)電路工作原理說明可知，除了在交流電
過零的階段，二極管D7總是輸出高電平，555時基集成電路的觸發(fā) 腳2被鉗位于高電平，555時基集成電路不被觸發(fā)，這樣，就實現(xiàn)了 對可控硅T1的過零觸發(fā)，避免了在交流電沒有過零時因可控硅T1的 開關(guān)動作而干擾電網(wǎng)，同時也避免了因可控硅T1電流的迅速改變而 產(chǎn)生電磁輻射，影響附近收音機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備的正常工作。
在本實施例中，二極管D7起到與后級的隔離作用，它使流過熱 敏電阻R4的電流避免被電阻R3旁路而影響控制要求。
在本實施例中，電容C2起到濾波作用，它可以去除雜波和交流 成分對整個系統(tǒng)的干擾。
在本實施例中，作為加熱器R9的電阻絲由柔性絕緣材料包裹并 直接浸入水體，所謂柔性絕緣材料是一種防透水、耐腐蝕、不易老化 的硅膠軟管。由硅膠軟管包裹電阻絲組成的發(fā)熱單元質(zhì)量小、比熱小， 所以熱慣性小，這樣， 一旦電阻絲開始發(fā)熱，硅膠軟管及其周邊水體 即刻升溫， 一旦電阻絲停止發(fā)熱，珪膠軟管及其周邊水體即刻停止升 溫，整個7JC體恒溫控制系統(tǒng)的發(fā)熱控制響應(yīng)速度顯著提高。此外，薄 壁的硅膠軟管在內(nèi)包裹電阻絲，在外與水體充分接觸，發(fā)熱單元散熱 迅速，避免了持續(xù)發(fā)熱造成發(fā)光現(xiàn)象，減小了能量浪費，提高了整個 水體恒溫控制系統(tǒng)的熱效率。
在本實施例中，監(jiān)測單元由絕緣材料包裹熱敏電阻組成，完全直 接浸沒于7jc體中，且其位置緊挨發(fā)熱單元，位于水流被加熱后的區(qū)域。 所謂絕緣材料是一種防透水、耐腐蝕、不易老化并具有一定柔性的塑料導(dǎo)熱套管。這樣的受熱單元質(zhì)量小、比熱小，所以熱慣性小，加之 薄壁的塑料導(dǎo)熱套管在內(nèi)包裹熱敏電阻，在外與水體充分接觸，因此 監(jiān)測單元的水溫敏感性高，提高了整個7JC體恒溫控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度 和精度。
可見，上述發(fā)熱單元和監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)特點顯著地提高了水體恒 溫控制系統(tǒng)的恒溫控制精度和熱效率。
此外，從上述對發(fā)熱單元、監(jiān)測單元及控制單元的工作原理和結(jié)
構(gòu)特點的描述可以看出，水體恒溫控制系統(tǒng)不再需務(wù)使用玻璃外殼、
陶瓷支架等不同物理特性的剛性零件，這樣，就避免了系統(tǒng)因其零件 易碎及零件間出現(xiàn)漏水而引發(fā)安全問題。整個水體恒溫控制系統(tǒng)不僅
體積和質(zhì)量大幅度減小，易于隱蔽安裝，便于制成多種外形，而且成 本降低，壽命延長，安全系數(shù)大幅度提高。
權(quán)利要求1.一種水體恒溫控制系統(tǒng)，由發(fā)熱單元、監(jiān)測單元及控制單元組成，其特征在于所述發(fā)熱單元由絕緣材料包裹電阻絲組成并直接浸入水體。
2. 如權(quán)利要求1所述的水體恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于所 述絕緣材料是一種柔性材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的水體恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于監(jiān) 測單元由絕緣材料包裹熱敏電阻組成。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的7jc體恒溫控制系統(tǒng)，其特征 在于控制單元由交流電過零負(fù)脈沖生成部分和執(zhí)4亍信號生成部分組 成。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的水體恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于 所迷絕緣材料是一種硅膠軟管。
6. 如權(quán)利要求3所述的水體恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于所 述絕緣材料是一種具有一定柔性的塑料導(dǎo)熱套管。
專利摘要一種水體恒溫控制系統(tǒng)，由發(fā)熱單元、監(jiān)測單元及控制單元組成，其特征在于所述發(fā)熱單元由絕緣材料包裹電阻絲組成并直接浸入水體。水體恒溫控制系統(tǒng)的監(jiān)測單元由絕緣材料包裹熱敏電阻組成。水體恒溫控制系統(tǒng)的控制單元由交流電過零負(fù)脈沖生成部分和執(zhí)行信號生成部分組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本實用新型水體恒溫控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于(1)水體溫差范圍小，即恒溫控制精度高。(2)熱效率高。(3)安全系數(shù)大，系統(tǒng)使用壽命長。其他優(yōu)點包括體積、質(zhì)量大幅度減小，易于隱蔽安裝，便于制成多種外形，滿足各種安裝環(huán)境和加工工藝要求，而且成本降低。
文檔編號G05D23/24GK201159860SQ20072030343
公開日2008年12月3日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者歐陽彪 申請人:歐陽彪