專利名稱：電扇電毯保健保安控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子調(diào)節(jié)式的自動(dòng)控制器，也是一種能提供可聽和可見指示的聲光報(bào)警裝置，進(jìn)一步是指一種特別適用于電扇和電毯保健保安的控制器，它屬于當(dāng)今國(guó)際上正在發(fā)展的“快睡商品”范疇。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已有控制電風(fēng)扇的各種定時(shí)器和控制電熱毯的各種控溫器，這些控制器是單功能的，利用率低，而且定時(shí)控制方式缺少對(duì)環(huán)境狀態(tài)的信息反饋而不十分合理。
本實(shí)用新型的目的，在于提供一種冬夏可用的、可以感受周圍環(huán)境的風(fēng)速、溫度及濕度的綜合熱效應(yīng)、并根據(jù)人們對(duì)這種熱效應(yīng)的舒適度要求而自動(dòng)開關(guān)電扇或電毯的控制器，同時(shí)使得在夏天臨晨電扇環(huán)境溫度太低或冬天電毯電熱溫度太高時(shí)能發(fā)出“著涼”或“失火”的聲光報(bào)警，以提醒人們防止著涼感冒或 發(fā)生火災(zāi)事故。
本實(shí)用新型是以如下方式實(shí)現(xiàn)的，參見

圖1所示的電氣方框原理圖。本實(shí)用新型的電路部分由溫度傳感電路(1)、溫度限值設(shè)定電路(2)、回差功能比較電路(3)、觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)、雙向可控硅BCR(5)、分壓電路(6)與(7)、著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)、失火發(fā)光報(bào)警電路(9)、方波振蕩電路(10)、斷續(xù)聲響振蕩電路(11)、喇叭DY(12)、直流穩(wěn)壓電源(13)及雙刀雙擲的工作方式控制開關(guān)K1(包括K1－1及K1－2)組成，開關(guān)K1具有“夏天”和“冬天”兩種工作狀態(tài)，溫度限值設(shè)定電路(2)具有一個(gè)手動(dòng)可調(diào)的溫度限值設(shè)定電位器以設(shè)定溫度限制值的大小。溫度傳感電路(1)具有一個(gè)溫度傳感元件，該元件裝在一個(gè)與本實(shí)用新型控制器主體相電連接的一個(gè)溫度傳感探頭的探頭盒內(nèi)，探頭盒內(nèi)還裝有一個(gè)用吸水性好的材料做成的儲(chǔ)水器，儲(chǔ)水器的一部分搭在溫度傳感元件上并裸露在空氣中，以感受空氣中溫度、濕度及風(fēng)速的影響而形成濕球溫度效應(yīng)，并傳給溫度傳感元件。本實(shí)用新型在夏天與電扇連用時(shí)，事先應(yīng)加清水浸透儲(chǔ)水器，并將溫度傳感探頭放在吹電扇的人體附近，如放置在床上或桌子上。當(dāng)環(huán)境溫度低、濕度小和風(fēng)速大時(shí)，均使溫度傳感元件上的溫度下降；而當(dāng)環(huán)境溫度高、濕度大并無風(fēng)時(shí)，溫度傳感元件感受的溫度也高。由于該探頭綜合敏感了溫度、濕度及風(fēng)速的溫度效應(yīng)，相似于人體對(duì)上述三因素的綜合感覺，因此本實(shí)用新型控制器據(jù)此發(fā)出的對(duì)電扇的開關(guān)操作也就符合人體的舒適度要求。本實(shí)用新型在冬天與電毯連用時(shí)，探頭內(nèi)不必加水，如要增加快速性還可以去掉儲(chǔ)水器，使溫度傳感元件裸露于空氣之中，探頭放在被子里，以感受電毯對(duì)被褥和人體的加溫。無論在夏天或冬天使用，溫度傳感電路(1)都能將溫度傳感元件感受到的高低不同的溫度轉(zhuǎn)變成大小不同的傳感電信號(hào)。當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)K1置于“夏天”位置時(shí)，來自溫度傳感電路(1)的傳感輸出電信號(hào)與來自溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)同時(shí)送給回差功能比較電路(3)輸入端進(jìn)行比較，設(shè)傳感輸出電信號(hào)的電壓低于設(shè)定輸出電信號(hào)的電壓時(shí)，表示溫度傳感元件感受的溫度比設(shè)定溫度偏高，此時(shí)回差功能比較電路(3)輸出低電平；反之則表示溫度傳感元件感受的溫度比設(shè)定溫度偏低，此時(shí)回差功能比較電路(3)輸出高電平。回差功能比較電路(3)的作用還在于可以防止在臨界溫度時(shí)頻繁開關(guān)電器。觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)接受回差功能比較電路(3)輸出的高或低電平信號(hào)，設(shè)電路(3)輸出低電平時(shí)電路(4)產(chǎn)生振蕩并輸出觸發(fā)脈沖，電路(3)輸出高電平時(shí)電路(4)停振而無脈沖輸出。觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)的輸出端與雙向可控硅BCR(5)的觸發(fā)輸入端相接。因本實(shí)用新型與電扇或電毯用時(shí)，雙向可控硅BCR(5)的反并聯(lián)兩端應(yīng)與圖1虛線框中所示的具有電源的電扇或電毯負(fù)載(14)兩端接通。所以當(dāng)振蕩電路(4)輸出觸發(fā)脈沖時(shí)則雙向可控硅BCR(5)導(dǎo)通，從而使電扇運(yùn)轉(zhuǎn)降溫；反之，當(dāng)振蕩電路(4)無觸發(fā)脈沖輸出時(shí)則雙向可控硅BCR(5)截止，從而使電扇停轉(zhuǎn)。在K1置于“夏天”位置時(shí)，溫度傳感電路(1)輸出的傳感電信號(hào)還經(jīng)分壓電路(6)降壓后送到著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)的輸入端，電路(8)的輸入端還同時(shí)接受溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)，這兩個(gè)輸入信號(hào)相比較，并且人為地調(diào)整到使溫度傳感元件感受的溫度低于溫度限值設(shè)定電路(2)的限制設(shè)定溫度的一定比值時(shí)，著涼發(fā)光報(bào)警電罰 )作出發(fā)光報(bào)警。方波振蕩電路(10)接受著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)輸出的報(bào)警信號(hào)而起振，其振蕩信號(hào)輸送到斷續(xù)聲響振蕩電路(11)，產(chǎn)生音頻信號(hào)使喇叭(12)發(fā)聲報(bào)警。
當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)K1置于“冬天”位置時(shí)，來自溫度傳感電路(1)的溫度傳感輸出電信號(hào)與來自溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)同時(shí)送給回差功能比較電路(3)的輸入端進(jìn)行比較，設(shè)傳感輸出電信號(hào)的電壓低于設(shè)定輸出電信號(hào)的電壓時(shí)，表示溫度傳感元件感受的溫度比設(shè)定溫度偏高，此時(shí)回差功能比較電路(3)輸出高電平；反之則表示溫度傳感元件感受的溫度比設(shè)定溫度偏低，此時(shí)回差功能比較電路(3)輸出低電平。觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)接受回差功能比較電路(3)輸出的低或高電平信號(hào)而產(chǎn)生振蕩或不起振。在開關(guān)K1置于“冬天”位置時(shí)的觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)及雙向可控硅BCR(5)與其它電路的連接及本身工作原理均與K1置于“夏天”位置時(shí)相同，最終使得電熱毯加熱或停止加熱。在K1置于“冬天”位置時(shí)，溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)還經(jīng)分壓電路(7)降壓后送到失火發(fā)光報(bào)警電路(9)的輸入端，電路(9)輸入端還同時(shí)接受溫度傳感電路(1)輸出的傳感電信號(hào)，這兩個(gè)輸入信號(hào)相比較，并且人為地調(diào)整到使溫度傳感元件感受的溫度高于溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定溫度的一定比值時(shí)，失火發(fā)光報(bào)警電路(9)作出發(fā)光報(bào)警。方波振蕩電路(10)接受失火發(fā)光報(bào)警電路(9)輸出的報(bào)警信號(hào)而起振，其振蕩信號(hào)輸送到斷續(xù)聲響振蕩電路(11)，產(chǎn)生音頻信號(hào)使喇叭(12)發(fā)聲報(bào)警。
總結(jié)上述開關(guān)K1的兩種工作方式可知，當(dāng)開關(guān)K1置于“夏天”位置時(shí)，溫度傳感電路(1)輸出的傳感電信號(hào)電壓若低于溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出電壓，則表示溫度傳感探頭的環(huán)境溫度偏高，此時(shí)雙向可控硅BCR(5)被觸發(fā)導(dǎo)通，使電扇運(yùn)轉(zhuǎn)降溫；反之則表示溫度傳感探頭的環(huán)境溫度偏低，此時(shí)雙向可控硅BCR(5)截止，使電扇停轉(zhuǎn)，并在溫度下降到設(shè)定值和一定比例時(shí)，電路作出“著涼”的聲光報(bào)警。當(dāng)開關(guān)K1置于“冬天”位置時(shí)，溫度傳感電路(1)輸出的傳感信號(hào)電壓若低于溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出電壓，則表示溫度傳感探頭的環(huán)境溫度偏高，此時(shí)雙向可控硅BCR(5)截止，使電毯停止加熱，并在溫度上升到設(shè)定值的一定比例時(shí)，電路發(fā)出“失火”的聲光報(bào)警。
在“夏天”工作方式時(shí)，由于失火發(fā)光報(bào)警電路(9)同時(shí)接受分壓電路(7)和溫度限制設(shè)定電路(2)的輸出信號(hào)，并且前者低于后者，所以不會(huì)發(fā)生“失火”報(bào)警。同樣的道理，在“冬天”工作方式時(shí)也不會(huì)發(fā)生“著涼”報(bào)警。
由上可見，本實(shí)用新型控制器特別適用于控制居室的電風(fēng)扇和床上取暖的電熱毯，使這些降溫和取暖的電器按照人們工作及睡眠時(shí)所需的舒適度自動(dòng)開關(guān)，防止人離或入睡之后過度使用這些電器引起的疾病和安全事故，使人在舒適安全的條件下更快入睡和提高睡眠效率，因此它不失為一種適用的保健保安節(jié)能家電產(chǎn)品。它還可以作為空調(diào)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)控制器，克服現(xiàn)有空調(diào)機(jī)僅能根據(jù)其進(jìn)、出口溫度進(jìn)行控制的不足之處。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型電路方框原理圖；圖2為本實(shí)用新型的一種具體電路圖；圖3為溫度傳感探頭的一種具體結(jié)構(gòu)的正視圖；圖4為圖3探頭的側(cè)視圖；圖5為圖3探頭和后視圖。
參見圖2，溫度傳感電路(1)由運(yùn)算放大器F1、溫度傳感元件Q、電阻R1與R2及穩(wěn)壓二極管D1組成。R1與D1構(gòu)成電壓基準(zhǔn)，F(xiàn)1與R2組成一個(gè)給Q供電的恒流源。Q可以使用硅二極管或硅三極管的PN結(jié)，也可使用其它負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。溫度限值設(shè)定電路(2)由運(yùn)算放大器F2、溫度限值電位器RV1、微調(diào)電位器RV2及電阻R5與R6組成。F2、RV2及R5組成給RV1供電的恒流源，為調(diào)整RV1的調(diào)節(jié)范圍，RV1串聯(lián)了R6，RV1上的最大壓降與溫度傳感元件Q的溫度從20℃到40℃的電壓變化量相等，據(jù)此調(diào)定RV1、R6及RV2。運(yùn)算放大器F3及電阻R9、R10與R11構(gòu)成回差功能比較電路(3)，回差設(shè)計(jì)為溫度電壓的5％至10％，折合20℃至40℃調(diào)節(jié)范圍內(nèi)回差為1℃至4℃，取消R10可以消除回差。運(yùn)算放大器F4、電阻R12至R17、電容C1、二極管D3與D4及發(fā)光二極管D5組成高頻低占空比的觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)，在F3輸出低電平時(shí)起振，觸發(fā)雙向可控硅BCR(5)，以使電扇或電毯得電工作；在F3輸出高電平時(shí)電路(4)停振，緣色的發(fā)光二極管D5亮，表示電扇或電毯停止供電不工作。
運(yùn)算放大器F5、二極管D6及發(fā)光二極管D8組成著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)，運(yùn)算放大器F6、二極管D7及發(fā)光二極管D9組成失火發(fā)光報(bào)警電路(9)。運(yùn)放F5及F6作為報(bào)警比較器，它們的負(fù)輸入端均由開關(guān)K1提供基準(zhǔn)電壓，而其正輸入端分別從F1及F2輸出端的由R3與R4組成的分壓電路(6)及由R7與R8組成的分壓電路(7)取得信號(hào)。在“夏天”使用方式時(shí)，F(xiàn)5及F6的負(fù)輸入端的基準(zhǔn)電壓取自F2的輸出。顯然，由于F6的正輸入僅為F2輸出信號(hào)經(jīng)R7與R8分壓所得的部分，永遠(yuǎn)不能高于其負(fù)輸入端的電壓，因此F6輸出只能為低電平，即在“夏天”工作方式時(shí)不會(huì)發(fā)生“失火”報(bào)警。而F5的正輸入端所接的是F1的輸出經(jīng)R3與R4分壓所得的電壓，當(dāng)溫度足夠低使F1輸出足夠高時(shí)，F(xiàn)5的正輸入端電壓仍可高于負(fù)輸入端電壓，使F5輸出高電平并發(fā)出“著涼”報(bào)警。調(diào)整R3及R4，使溫度低達(dá)限制設(shè)定值70～80％時(shí)報(bào)警。在“冬天”使用方式時(shí)，F(xiàn)5及F6的負(fù)輸入端接的是F1的輸出電壓，同樣，F(xiàn)5的正輸入端因接入的是F1輸出的經(jīng)R3與R4分壓后的電壓，永遠(yuǎn)不能高于其負(fù)輸入端的電壓，F(xiàn)5輸出端總是低電平，即在“冬天”工作方式時(shí)不會(huì)發(fā)生“著涼”報(bào)警。而F6的正輸入端因經(jīng)由R7與R8分壓器接在F2輸出端上，因此，只要溫度足夠高，使F1的輸出電壓足夠低，則F6的負(fù)輸入端電壓仍可低于其正輸入端電壓，使F6輸出高電平并發(fā)出“失火”報(bào)警。調(diào)整R7及R8，使溫度升為限制設(shè)定值的120～130％時(shí)報(bào)警。
運(yùn)算放大器F7、電阻R18至R22及電容C2組成一個(gè)1Hz至2Hz的方波振蕩電路(10)，電路(10)接受F5或F6分別通過D6與R18或D7與R18對(duì)它的控制。無論F5或F6哪一個(gè)發(fā)生高電平報(bào)警信號(hào)，F(xiàn)7均能起振。F5或F6輸出的報(bào)警高電平分別經(jīng)對(duì)應(yīng)的黃色“著涼”報(bào)警發(fā)光二極管D8或紅色的“失火”報(bào)警發(fā)光二極管D9及D8與D9公用的限流電阻R29接向F7的輸出端，在F5或F6輸出報(bào)警高電平時(shí)，隨著F7振蕩輸出的高低電壓變化，對(duì)應(yīng)的D8或D9報(bào)警燈一滅一亮地閃爍，形成燈光報(bào)警。
運(yùn)算放大器F8、電阻R23至R28及電容C3組成斷續(xù)聲響振蕩電路(11)。運(yùn)放F7的輸出電平經(jīng)R23控制運(yùn)放F8，當(dāng)F7振蕩到高電平時(shí)，F(xiàn)8起振，產(chǎn)生1000Hz至3000Hz的信號(hào)經(jīng)R28驅(qū)動(dòng)電陶瓷喇叭DY(12)發(fā)出斷續(xù)的報(bào)警聲，頻率調(diào)整至于陶瓷晶片諧振；當(dāng)F7為低電平時(shí)，F(xiàn)8停振，因此喇叭不發(fā)聲。
直流穩(wěn)壓電源(13)由集成穩(wěn)壓塊W、二極管D10與D11及電容C4至C6組成。220V交流市電經(jīng)C4降壓，用D10、D11及C5組成恒流式的倍壓整流電路。為購(gòu)笮牡緶飯ぷ韉繆刮榷?，经过W再給后續(xù)電路供電，C6接在W的輸出端。
參見圖3至圖5，溫度傳感探頭由探頭盒(15)、蓋板(16)、溫度傳感元件Q(17)、儲(chǔ)水器(18)、不干膠標(biāo)簽(19)、電纜線(20)及插頭(21)組成。探頭盒(15)內(nèi)的儲(chǔ)水器(18)可用脫脂紗布或其它毛細(xì)效果好的吸水力強(qiáng)的海綿或泡沫塑料制成，其大部分面積用蓋板(16)蓋住，以減少蒸發(fā)，僅讓搭在溫度傳感元件Q(17)上、位于蓋板(16)小縫下的局部裸露在空氣中。探頭蓋(15)背面貼有不干膠標(biāo)簽(19)。探頭盒(15)通過電纜線(20)及插頭(21)與本實(shí)用新型控制器主體相電連接?？刂破髦黧w的殼體及探頭盒均可用工程塑料注塑而成。
權(quán)利要求1.一種電子自動(dòng)調(diào)節(jié)式的電扇電毯保健保安控制器，也是一種聲光報(bào)警裝置，其特征在于，它的電路部分由溫度傳感電路(1)、溫度限值設(shè)定電路(2)、回差功能比較電路(3)、觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)、雙向可控硅BCR(5)、分壓電路(6)與(7)、著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)、失火發(fā)光報(bào)警電路(9)、方波振蕩電路(10)、斷續(xù)聲響振蕩電路(11)、喇叭DY(12)、直流穩(wěn)壓電源(13)及雙刀雙擲的工作方式控制開關(guān)K1組成，開關(guān)K1具有“夏天”和“冬天”兩種工作位置A)溫度傳感電路(1)具有一個(gè)溫度傳感元件Q(17)，元件Q(17)裝在一個(gè)溫度傳感探頭的探頭盒(15)內(nèi)，探頭盒(15)內(nèi)還裝有一個(gè)儲(chǔ)水器(18)，儲(chǔ)水器(18)的一部分搭在溫度傳感元件Q(17)上并裸露在空氣中；B)溫度限值設(shè)定電路(2)具有一個(gè)手動(dòng)可調(diào)的溫度限值設(shè)定電位器BV1；C)當(dāng)開關(guān)K1置于“夏天”或“冬天”工作位置時(shí)，來自溫度傳感電路(1)的傳感輸出電信號(hào)與來自溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)同時(shí)送給回差功能比較電路(3)的輸入端進(jìn)行比較，觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)接受回差功能比較電路(3)輸出的高或低電平信號(hào)，觸發(fā)脈沖振蕩電路(4)的輸出端與雙向可控硅BCR(5)的觸發(fā)輸入端相接；D)當(dāng)開關(guān)K1置于“夏天”工作位置時(shí)，溫度傳感電路(1)輸出的傳感電信號(hào)還經(jīng)分壓電路(6)降壓后送到著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)的輸入端，電路(8)的輸入端還同時(shí)接受溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)，方波振蕩電路(10)接受著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)輸出的報(bào)警信號(hào)而起振，電路(10)的振蕩信號(hào)輸送到斷續(xù)聲響振蕩電路(11)，電路(11)產(chǎn)生音頻信號(hào)送給喇叭DY(12)發(fā)聲報(bào)警；E)當(dāng)K1置于“冬天”工作位置時(shí)，溫度限值設(shè)定電路(2)的設(shè)定輸出信號(hào)還經(jīng)分壓電路(7)降壓后送到失火發(fā)光報(bào)警電路(9)的輸入端，電路(9)的輸入端還同時(shí)接受溫度傳感電路(1)輸出的傳感電信號(hào)，方波振蕩電路(10)接受失火發(fā)光報(bào)警電路(9)輸出的報(bào)警信號(hào)而起振，電路(10)的振蕩信號(hào)輸送到斷續(xù)聲響振蕩電路(11)，電路(11)產(chǎn)生音頻信號(hào)送給喇叭DY(12)發(fā)聲報(bào)警。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，溫度傳感電路(1)還具有由電阻R1與穩(wěn)壓二極管D1構(gòu)成的電壓基準(zhǔn)及由運(yùn)算放大器F1與電阻R2構(gòu)成的給溫度傳感元件Q充電的恒流源，溫度限值設(shè)定電路(2)還具有由運(yùn)算放大器F2、微調(diào)電位器RV2及電阻R5組成的給溫度限值電位器RV1充電的恒流源，RV1上串聯(lián)了電阻R6。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制器，其特征在于回差功能比較電路(3)由運(yùn)算放大器F3及電阻R9、R10與R11構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，由運(yùn)算放大器F5、二極管D6及發(fā)光二極管D8組成著涼發(fā)光報(bào)警電路(8)，由運(yùn)算放大器F6、二極管D7及發(fā)光二管D9組成失火發(fā)光報(bào)警電路(9)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的控制器，涮卣髟謨?cè)栔vㄕ竦吹緶罰 0)由運(yùn)算放大器F7、電阻R18至R22及電容C2組成。
6.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于斷續(xù)聲響振蕩電路(11)由運(yùn)算放大器F8、電阻R23至R28及電容C3組成。
專利摘要電扇電毯保健保安控制器同時(shí)又是一種聲光報(bào)警裝置，其電路包括電扇或電毯的開關(guān)控制及聲光報(bào)警兩大部分。它具有“夏天”和“冬天”兩種工作方式，夏天可與電扇連用，冬天可與電毯連用，能感受周圍環(huán)境的風(fēng)速、溫度和濕度的綜合熱效應(yīng)，并根據(jù)人們對(duì)這種熱效應(yīng)的舒適度要求而自動(dòng)開關(guān)電扇或電毯，還可在電扇環(huán)境溫度太低或電毯電熱溫度太高時(shí)發(fā)出“著涼”或“失火”的聲光報(bào)警，以提醒人們防止著涼感冒或發(fā)生火災(zāi)事故。
文檔編號(hào)G05D23/30GK2052130SQ89212309
公開日1990年1月31日 申請(qǐng)日期1989年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月31日
發(fā)明者唐德堯 申請(qǐng)人:唐德堯