一種小型水溫控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種小型水溫控制系統(tǒng)，適用于小容量水的溫度控制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展和生產(chǎn)生活的需要，人們對水溫控制的要求也越高和越多樣化，比如，給嬰兒沖泡奶粉過程中，如何快速得到設(shè)定溫度的溫水就給對水溫控制提出了新的要求。
[0003]兒科專家指出，嬰幼兒配方奶粉中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物以及維生素A、維生素D以及鈣、鐵等微量元素。開水的溫度很高，沖調(diào)奶粉時，會使奶粉中的乳清蛋白產(chǎn)生凝塊，影響孩子的消化吸收。沖調(diào)奶粉應(yīng)用溫水，避免其中營養(yǎng)物質(zhì)的損失。通常泡奶最適宜的溫度是40°C?50°C，不能用較燙的水沖泡之后等它冷卻。這就要求我們要設(shè)計出能夠快速產(chǎn)生設(shè)定溫度值的溫水。
[0004]除此以外，沖泡嬰兒奶粉的用水也是有講究的。一般符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水大致分為:自來水、礦泉水、純凈水。礦泉水雖然含有豐富的礦物質(zhì)，但是無論成人或幼兒，長期飲用某種礦泉水可能造成體內(nèi)某種元素吸收過多而影響健康。純凈水是指經(jīng)過物理方法除去水中的工業(yè)污染物、微生物及雜質(zhì)，同時也除去可利用的各種常量元素和大部分微量元素后的水。如果長期飲用純凈水可能會干擾機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。正是因為它的純凈，缺少了水里應(yīng)該含有的益生菌等，長期飲用反會導(dǎo)致營養(yǎng)攝入不足。沖奶粉最好選用煮沸冷卻后的自來水，即白開水。在給嬰兒沖泡奶粉時，奶粉的濃度也是非常需要注意的。在給嬰兒沖奶粉時，如先加奶粉，后加水，加到原定刻度，奶就加濃了。嬰兒吃過濃的奶，胃腸消化能力難以負(fù)擔(dān)，腎臟的排泄能力也難以承受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為滿足為嬰兒奶粉沖泡過程中快速提供指定溫度的溫水的需求，本發(fā)明提供一種小型水溫控制系統(tǒng)，采用自來水經(jīng)煮沸后再進(jìn)行混合，能夠快速產(chǎn)生設(shè)定溫度值的溫水，并通過液位檢測可以實現(xiàn)溫水容量的監(jiān)測與提示，能夠提示放出溫水的體積，這樣確保接水量的準(zhǔn)確，使所沖泡的奶粉濃度適宜。該系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、成本低廉的優(yōu)點。
[0006]
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種小型水溫控制系統(tǒng)，包括熱水箱、冷水箱、溫水箱，熱水箱安裝有加熱器，冷水箱安裝有冷卻器，溫水箱安裝有攪拌器，熱水箱安裝有進(jìn)水管，熱水箱通過第一出水管連接冷水箱，熱水箱通過第二出水管連接溫水箱；所述熱水箱內(nèi)安裝有第一溫度傳感器、第一液位傳感器。所述冷水箱通過第三出水管與溫水箱連接，所述冷水箱內(nèi)安裝有第二溫度傳感器、第二液位傳感器。所述溫水箱連接有通往接水口的第四出水管，所述溫水箱連接有排水管，所述溫水箱內(nèi)安裝有第三液位傳感器、第三溫度傳感器。所述加熱器、所述冷卻器、所述攪拌器、所述液位傳感器、所述溫度傳感器均連接人機(jī)交互控制模塊。
[0007]所述熱水箱頂部設(shè)有第一排氣孔，所述冷水箱頂部設(shè)有第二排氣孔，所述溫水箱頂部設(shè)有第三排氣孔。
[0008]所述進(jìn)水管上安裝有第一電磁閥，所述第一出水管上安裝有第二電磁閥，所述第二出水管上安裝有第三電磁閥，所述第三出水管上設(shè)有第四電磁閥，所述排水管上設(shè)置有第五電磁閥；所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥均連接人機(jī)交互控制模塊。
[0009]所述加熱器為電爐。
[0010]所述冷卻器包括散熱片、風(fēng)扇。
[0011 ] 所述人機(jī)交互控制模塊包括MCU控制模塊，所述MCU控制模塊連接按鍵輸入模塊、顯不模塊、聲光提不模塊。
[0012]所述進(jìn)水管設(shè)置有濾網(wǎng)。
[0013]所述溫水箱的第三液位傳感器輸出電壓隨模塊浸入液體深度的增加而增大，輸出電壓信號的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送給人機(jī)交互控制模塊；熱水箱中的第一液位傳感器和冷水箱中的第二液位傳感器只需要檢測液面是否達(dá)到傳感器安裝地方即可。
[0014]一種水溫控制方法，當(dāng)熱水箱中的第一液位傳感器檢測到箱內(nèi)水位低于設(shè)定值時，啟動進(jìn)水管的電磁閥向熱水箱進(jìn)水；當(dāng)冷水箱中的第二液位傳感器檢測到箱內(nèi)水位低于設(shè)定值時，啟動熱水箱的第一出水管上的電磁閥，往冷水箱中進(jìn)水，熱水箱下面安裝有加熱器對水進(jìn)行加熱，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測到水沸騰后，可以實現(xiàn)加熱器自動斷電。溫水箱內(nèi)從熱水箱來的進(jìn)水口比從冷水箱來的進(jìn)水口要低，因為熱水密度比冷水密度小，這樣安裝可以加使得冷熱水分子在豎直方向上的對流，加速冷熱水的混合；當(dāng)溫水箱中有很多水，且用戶設(shè)定的水溫與溫水箱中的溫度差距較大時，此時可能全加冷水或者全加熱水都不能達(dá)到所設(shè)定的溫度時，溫水箱會通過底部的排水管將溫水箱中以前的水排出，然后再控制冷熱水混合至所需的溫度。
[0015]—種小型水溫控制系統(tǒng)，在嬰兒奶粉沖泡過程中快速獲得提供指定溫度的溫水中的應(yīng)用。
[0016]本發(fā)明一種小型水溫控制系統(tǒng)，技術(shù)效果如下:
I)、該系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)算法采用PID控制原理，能夠快速:30秒內(nèi)，提供水溫在25°C?85°C的任意設(shè)定溫度的溫水，溫度±0.5°C，遠(yuǎn)滿足了嬰兒奶粉沖泡對水溫的要求，與其他溫控設(shè)備相比，大大提高了溫控速度和精度。
[0017]2)、設(shè)備利用液位檢測和溫度檢測可以避免無水干燒的情況發(fā)生，并可以實現(xiàn)水沸騰后自動斷電，從而保護(hù)了裝置。
[0018]3)、通過液位檢測可以實現(xiàn)溫水容量的監(jiān)測與提示，能夠提示放出溫水的體積，這樣確保接水量的準(zhǔn)確，使所沖泡的奶粉濃度適宜。
[0019]4)、給嬰兒沖泡奶粉所需的溫水不會太多，故溫水箱容積設(shè)計約為400mL，實現(xiàn)了小容量恒溫控制，耗電量小，節(jié)約了電能和水能資源。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明系統(tǒng)主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的控制連接圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1~圖3所示，一種小型水溫控制系統(tǒng)，包括熱水箱3、冷水箱22、溫水箱6，熱水箱3安裝有加熱器20，冷水箱22安裝有冷卻器24，溫水箱6安裝有攪拌器12。
[0022]熱水箱3的容積約為1500mL，冷水箱22的容積約為2500mL，溫水箱6的容積約為400mL。其中，溫水箱6容積最小，有助于冷熱水的快速混合，提高溫水產(chǎn)生的速度。冷水箱22的容積最大，有助于保證從熱水箱3加入熱水到冷水箱22后，冷水箱22水溫不會有大的變化。
[0023]所述加熱器20為電爐，對水進(jìn)行加熱。所述冷卻器24包括散熱片、風(fēng)扇，可以使熱水箱3通過管道流到冷水箱22的開水快速冷卻。攪拌器12可加速冷熱水混合。
[0024]熱水箱3安裝有進(jìn)水管15，熱水箱3通過第一出水管19連接冷水箱22，熱水箱3通過第二出水管5連接溫水箱6 ;所述熱水箱3內(nèi)安裝有第一溫度傳感器17、第一液位傳感器2。
[0025]第一液位傳感器2可以避免無水干燒的情況發(fā)生。
[0026]所述冷水箱22通過第三出水管27與溫水箱6連接，所述冷水箱22內(nèi)安裝有第二溫度傳感器25、第二液位傳感器23。
[0027]所述溫水箱6連接有通往接水口的第四出水管11，第四出水管11上安裝有手動開關(guān)。所述溫水箱6連接有排水管14，所述溫水箱6內(nèi)安裝有第三液位傳感器8、第三溫度傳感器10。溫水箱6內(nèi)從熱水箱3來的進(jìn)水口比從冷水箱22來的進(jìn)水口要低，形成冷熱水對流，加速冷熱水的混合。
[0028]所述加熱器20、所述冷卻器24、所述攪拌器12、所述液位傳感器、所述溫度傳感器均連接人機(jī)交互控制模塊9。
[0029]所述熱水箱3頂部設(shè)有第一排氣孔1，所述冷水箱22頂部設(shè)有第二排氣孔21，所述溫水箱6頂部設(shè)有第三排氣孔7。排氣孔是用于平衡水箱內(nèi)外氣壓。
[0030]所述進(jìn)水管15上安裝有第一電磁閥16，所述第一出水管19上安裝有第二電磁閥18，所述第二出水管5上安裝有第三電磁閥4，所述第三出水管27上設(shè)有第四電磁閥26，所述排水管14上設(shè)置有第五電磁閥13 ;所述第一電磁閥16、第二電磁閥18、第三電磁閥4、第四電磁閥26、第五電磁閥13均連接人機(jī)交互控制模塊9。
[0031]若當(dāng)溫水箱6中有很多水，且用戶設(shè)定的水溫與溫水箱6中的溫度差距較大時，此時可能全加冷水或者全加熱水都不能達(dá)到所設(shè)定的溫度時，溫水箱6會通過底部的排水管14將溫水箱6中以前的水排出，然后通過第三電磁閥4和第四電磁閥26控制冷熱水混合至所需的溫度。
[0032]所述人機(jī)交互控制模塊9包括MCU控制模塊，所述MCU控制模塊連接按鍵輸入模塊、顯示模塊、聲光提示模塊。MCU控制模塊采用DSPIC33FJ32MC204單片機(jī)，該單片機(jī)是一種高性能16位數(shù)字信號控制器，在工業(yè)級溫度范圍內(nèi)工作，適合本系統(tǒng)的應(yīng)用場合。
[0033]使用者通過按鍵輸入模塊溫度和預(yù)接水量，IXD顯示模塊顯示出當(dāng)前水溫和設(shè)置溫度以及溫水箱6中水的容量等信息。當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度后，系統(tǒng)通過聲光提示模塊提醒使用者可以接水，并同步顯示所接水的體