專利名稱：熱水器電源自動(dòng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器涉及的是一種熱水器電源的控制器，特別適用于廚房熱水寶熱水器使用，是一種能夠通過水管中水的流量來自動(dòng)控制熱水器電源開關(guān)的裝置。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上常見的廚房熱水寶，在家庭裝修時(shí)為了美觀通常裝設(shè)于櫥柜中，并長 期處于通電狀態(tài)，這樣不僅對(duì)設(shè)備本身使用壽命和安全產(chǎn)生影響，而且浪費(fèi)了大量的電能， 如果為了節(jié)電而經(jīng)常開關(guān)也很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足之處提供一種熱水器電源自動(dòng)控制器，利用水流量 傳感器測(cè)試打開熱水龍頭時(shí)水管中的水流量，通過控制電路來控制熱水器電源通斷，不打 開熱水水龍頭時(shí)熱水器電源關(guān)閉，當(dāng)需要用熱水打開熱水龍頭時(shí)熱水器電源自動(dòng)打開進(jìn)行 加熱，從而實(shí)現(xiàn)熱水器電源的自動(dòng)控制。本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的熱水器電源自動(dòng)控 制器包括水流量傳感器和控制電路，水流量傳感器安裝在熱水器的出水管口，水流量傳感 器的檢測(cè)頭安裝在熱水器的出水管內(nèi)部，信號(hào)輸出線經(jīng)出水管上的引出孔與控制電路相連 接；控制電路安裝在熱水器外殼的電源旁，控制電路利用熱水器的自身交流電源、經(jīng)整流集 成塊整流后得到控制電路所需的直流電源VCC ；水流量傳感器的輸出端與控制電路輸入端 串聯(lián)，控制電路包括電壓比較器LM111、電阻R1、電容Cl、觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、晶體三極 管VI、繼電器K、可調(diào)電阻RP和晶體二極管VD1，電壓比較器LMlll的同相輸入端Pl與水流 量傳感器相連，電壓比較器LMlll的反相輸入端P2與可調(diào)電阻RP相連，電壓比較器LMlll 的P4腳接地，電壓比較器的輸出端與電阻Rl—端相連，電阻Rl的另一端與觸發(fā)器FFl的輸 入端相連，并經(jīng)電容Cl接地，觸發(fā)器FF2與觸發(fā)器FFl相串聯(lián)，觸發(fā)器FF2的輸出端與晶體 三極管Vl的基極相連，晶體三極管Vl的集電極與繼電器K 一端相連，繼電器K另一端與熱 水器相連，在繼電器K上并聯(lián)一個(gè)晶體二極管VD1，其中電阻Rl可以限制電壓比較器LMlll 輸出電流；電容Cl用以提高輸入觸發(fā)器FFl的信號(hào)的穩(wěn)定性；晶體三極管VDl用來保護(hù)繼 電器K的線圈。所述的水流量傳感器采用市售的JR-A368-3型水流量傳感器。所述的繼電器K采用市售的⑶4098繼電器。所述的引出孔采用高壓橡膠密封圈密封，以防漏水。所述的整流集成塊采用DB107整流器。所述的觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2采用市售的40106A施密特觸發(fā)器。工作原理水流量傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)來測(cè)量磁性物理量。在霍爾 元件的正極串入負(fù)載電阻，同時(shí)通上5V的直流電壓并使電流方向與磁場(chǎng)方向正交。當(dāng)水通過渦輪開關(guān)殼推動(dòng)磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生脈沖電 平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號(hào)頻率與磁性轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速又與水流量 成正比，由水流量傳感器的輸出信號(hào)通過控制器判斷水流量的值從而決定了是否開啟熱水 器電源。本發(fā)明中水流量傳感器的輸出信號(hào)采用電壓比較器來進(jìn)行分析。電壓比較器是集 成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將一個(gè)模擬量電壓信號(hào)和一個(gè)參考固定電壓相比較，在二者幅 度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。傳輸特性當(dāng)Ui <Ur時(shí)， 運(yùn)放輸出Uo低電平；當(dāng)Ui > Ur時(shí)，運(yùn)放輸出Uo高電平。因此，以Ur為界，當(dāng)輸入電壓Ui 變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)，高電位和低電位。采用了集成電壓比較器LMl 11可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成二值信號(hào)，即只有高電平和低 電平兩種狀態(tài)的離散信號(hào)。其特點(diǎn)是比集成運(yùn)放的開環(huán)增益低，失調(diào)電壓大，共模抑制比 小；但其響應(yīng)速度快，傳輸延遲時(shí)間短，而且不需外加限幅電路就可直接驅(qū)動(dòng)TTL、CMOS和 ECL等集成數(shù)字電路；有些芯片帶負(fù)載能力很強(qiáng)，還可直接驅(qū)動(dòng)繼電器和指示燈。在實(shí)際中信號(hào)會(huì)受到各方面的干擾，波形會(huì)存在許多雜波成分，需要用觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2對(duì)波形進(jìn)行處理，本發(fā)明中利用了施密特觸發(fā)器進(jìn)行波形處理。施密特觸發(fā) 器最重要的特點(diǎn)是能夠把變化緩慢的輸入信號(hào)整形成邊沿陡峭的矩形脈沖。同時(shí)，施密特 觸發(fā)器還可利用其回差電壓來提高電路的抗干擾能力。根據(jù)熱水器機(jī)型的不同，選擇最佳的啟動(dòng)流量，可實(shí)現(xiàn)超低壓(0. 02MPa以下)啟動(dòng)。水流量傳感器安裝在熱水器的出水管口，當(dāng)用戶打開熱水水龍頭，水流量傳感器 檢測(cè)到水管水流動(dòng)時(shí)輸出高電平，電壓比較器LMl 11的P2腳電位大于電壓比較器LMl 11的 P3腳電位，電壓比較器LMlll的P7腳輸出高電平，經(jīng)過觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2兩級(jí)觸發(fā) 器對(duì)波形整形，晶體三極管Vl處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器K動(dòng)作，接通熱水器電源；當(dāng)關(guān)閉水龍 頭，水流量傳感器輸出低電平，電壓比較器LMlll的P2腳電位小于電壓比較器LMlll的P3 腳電位，電壓比較器LMlll的P7腳輸出低電平，經(jīng)兩級(jí)施密特觸發(fā)器對(duì)波形整形，晶體三極 管Vl處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器K不動(dòng)作，熱水器斷電不工作。本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器設(shè)計(jì)合理、判斷準(zhǔn)確，利用水流量傳感器測(cè)試打開 熱水龍頭時(shí)水管中的水流量，通過控制電路來控制熱水器電源的通斷，不打開熱水水龍頭 時(shí)熱水器電源關(guān)閉，當(dāng)需要用熱水打開熱水龍頭時(shí)熱水器電源自動(dòng)打開進(jìn)行加熱，從而實(shí) 現(xiàn)熱水器電源的自動(dòng)控制。大大地節(jié)約了能源，為人們生活提供極大的方便。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器的電路原理圖。圖2是本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖1 2，本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器熱水器電源自動(dòng)控制器包括水流 量傳感器1和控制電路，水流量傳感器1安裝在熱水器2的出水管3 口，水流量傳感器1的檢測(cè)頭安裝在熱水器2的出水管3內(nèi)部，信號(hào)輸出線經(jīng)出水管上的引出孔與控制電路相連接；控制電路安裝在熱水器2外殼的電源4旁，控制電路利用熱水器2的自身交流電源經(jīng)整 流集成塊整流后得到控制電路所需的直流電源VCC ；水流量傳感器1的輸出端與控制電路 輸入端串聯(lián)，控制電路包括電壓比較器LM111、電阻R1、電容Cl、觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、晶 體三極管VI、繼電器K、可調(diào)電阻RP和晶體二極管VDl，電壓比較器LMl 11的同相輸入端Pl 與水流量傳感器相連，電壓比較器LMlll的反相輸入端P2與可調(diào)電阻RP相連，電壓比較器 LMlll的P4腳接地，電壓比較器的輸出端與電阻Rl —端相連，電阻Rl的另一端與觸發(fā)器 FFl的輸入端相連，并經(jīng)電容Cl接地，觸發(fā)器FF2與觸發(fā)器FFl相串聯(lián)，觸發(fā)器FF2的輸出 端與晶體三極管Vl的基極相連，晶體三極管Vl的集電極與繼電器K 一端相連，繼電器K另 一端與熱水器相連，在繼電器K上并聯(lián)一個(gè)晶體二極管VD1，其中電阻Rl可以限制電壓比較 器LMlll輸出電流；電容Cl用以提高輸入觸發(fā)器FFl的信號(hào)的穩(wěn)定性；晶體三極管VDl用 來保護(hù)繼電器K的線圈。所述的水流量傳感器1采用市售的JR-A368-3型水流量傳感器。所述的繼電器K采用市售的⑶4098繼電器。所述的引出孔采用高壓橡膠密封圈密封，以防漏水。所述的整流集成塊采用DB107整流器。所述的觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2采用市售的40106A施密特觸發(fā)器。水流量傳感器1安裝在熱水器2的出水管3 口，當(dāng)用戶打開熱水水龍頭，水流量傳 感器1檢測(cè)到水管水流動(dòng)時(shí)輸出高電平，電壓比較器LMlll的P2腳電位大于電壓比較器 LMlll的P3腳電位，電壓比較器LMlll的P7腳輸出高電平，經(jīng)觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2兩 級(jí)施密特觸發(fā)器對(duì)波形整形，晶體三極管Vl處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器K動(dòng)作，接通熱水器電 源；當(dāng)關(guān)閉水龍頭，水流量傳感器輸出低電平，電壓比較器LMlll的P2腳電位小于電壓比較 器LMlll的P3腳電位，電壓比較器LMlll的P7腳輸出低電平，經(jīng)觸發(fā)器FFl和觸發(fā)器FF2 兩級(jí)施密特觸發(fā)器對(duì)波形整形，晶體三極管Vl處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器K不動(dòng)作，熱水器2斷 電不工作。
權(quán)利要求
一種熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于包括水流量傳感器和控制電路，水流量傳感器安裝在熱水器的出水管口，水流量傳感器的檢測(cè)頭安裝在熱水器的出水管內(nèi)部，信號(hào)輸出線經(jīng)水管上的引出孔與控制電路相連接；控制電路安裝在熱水器外殼的電源旁，控制電路經(jīng)整流集成塊整流后得到所需的直流電源VCC；水流量傳感器的輸出端與控制電路輸入端串聯(lián)，控制電路包括電壓比較器LM111、電阻R1、電容C1、觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、晶體三極管V1、繼電器K、可調(diào)電阻RP和晶體二極管VD1，電壓比較器LM111的同相輸入端P1與水流量傳感器相連，電壓比較器LM111的反相輸入端P2與可調(diào)電阻RP相連，電壓比較器LM111的P4腳接地，電壓比較器的輸出端與電阻R1一端相連，電阻R1的另一端與觸發(fā)器FF1的輸入端相連，并經(jīng)電容C1接地，觸發(fā)器FF2與觸發(fā)器FF1相串聯(lián)，觸發(fā)器FF2的輸出端與晶體三極管V1的基極相連，晶體三極管V1的集電極與繼電器K一端相連，繼電器K另一端與熱水器相連，在繼電器K上并聯(lián)一個(gè)晶體二極管VD1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于所述的水流量傳感器采 用JR-A368-3型水流量傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于所述的繼電器K采用 CD4098繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于所述的引出孔采用高壓 橡膠密封圈密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于所述的整流集成塊采用 DB107整流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器電源自動(dòng)控制器，其特征在于所述的觸發(fā)器FFl和觸 發(fā)器FF2采用40106A施密特觸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明熱水器電源自動(dòng)控制器涉及的是一種熱水器電源的控制器，特別適用于廚房熱水器熱水器使用。包括水流量傳感器和控制電路，水流量傳感器安裝在熱水器的出水管口，水流量傳感器的檢測(cè)頭安裝在熱水器的出水管內(nèi)部，信號(hào)輸出線經(jīng)水管上的引出孔與控制電路相連接；控制電路安裝在熱水器外殼的電源旁，控制電路經(jīng)整流集成塊整流后得到所需的直流電源VCC；水流量傳感器的輸出端與控制電路輸入端串聯(lián)，控制電路包括電壓比較器LM111、電阻R1、電容C1、觸發(fā)器FF1、觸發(fā)器FF2、晶體三極管V1、繼電器K、可調(diào)電阻RP和晶體二極管VD1。利用水流量傳感器測(cè)試打開熱水龍頭時(shí)水流量，通過控制電路控制熱水器電源通斷。
文檔編號(hào)F24H9/20GK101865532SQ20101022811
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者華旭奮, 楊小平 申請(qǐng)人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院