專利名稱：一種電熱水壺及其工作方法
技術領域：
本發明涉及ー種小家電，具體涉及家用電熱水壺及其工作方法。
背景技術：
消費者非常熟悉電水壺，而電水壺行業領域的技術人員也非常熟悉電水壺的結 構，絕大多數普通的電水壺都是通過電水壺煮開水后產生的蒸汽來控制電水壺的斷電，這 種利用蒸汽來控制電水壺斷電是有缺陷的；缺陷一，裝有蒸汽導管的電水壺通過開水煮開 后產生的蒸汽進入蒸汽導管內，蒸汽管內的蒸汽冷卻后會形成冷凝水，而該冷凝水會流至 底部電控部分，這樣的結構其實是有安全隱患的；缺陷ニ，在較高的海拔高度，即使水沸騰 了也達不到設定的水沸騰溫度，原因是沒有產生足量的蒸汽，加熱電源繼續加熱，不能即時 切斷電源，存在安全事故的隱患；缺陷三，蒸汽導管置于壺內，或蒸汽開關安置于電水壺手 柄上，這些結構不利于清洗，更是不可置于水中直接清洗的并且，這種結構影響美觀。作為 替代檢測蒸汽溫度的技術方案，現有技術中，存在通過檢測電水壺的其他地方的溫度而進 行控制的技術方案。如公開號為CN 101472511A的中國發明專利申請披露了ー種利用電子 溫度傳感器檢測從發熱盤處檢測溫度的電加熱器結構。另外，授權公告號為CN 202005623 U的中國實用新型專利披露了一種類似方案的電水壺結構，此兩種技術方案改變了上述大 多數普通電水壺利用蒸汽控制機器斷電的做法，利用電子溫度傳感器檢測加熱盤處的溫度 來實現溫度檢測，具體地，該兩文獻所披露的電加熱器的溫度傳感器專利是通過在接觸板 上設置電子溫度傳感器，成本比較高。公開號為CN201782580U的中國實用新型專利披露了 一種電熱水壺的控制電路，包括發熱盤、加熱煮水電路和加熱保溫電路，設在底座內且位于 壺體的底部的發熱盤串聯在加熱煮水電路中，加熱保溫電路包括串聯的突跳式溫控器和控 制發熱盤功率的PCB板，發熱盤同時串聯在加熱保溫電路中，用以使發熱盤同時具有加熱 煮水和保溫的作用。在該文獻披露的電熱水壺的技術方案中，利用突跳式溫控器的固有エ 作性能來實現循環檢測、重復加熱，以達到保溫的效果。上述各技術方案，或者存在不能防 水、清洗不方便的技術缺陷，或者存在重復加熱的情形，需要改進。

發明內容
本發明的目的在于提供ー種能準確判斷液體沸騰狀態從而進行電子控制的、成本 低廉的、結構簡單的電熱水壺及其工作方法。本發明進ー步的目的在于提供可即時切斷電源避免重復煮水的電熱水壺。為達到發明目的本發明采用的技術方案是
ー種電熱水壺，包括設置有上耦合器的本體、與設置有下耦合器的底座組件、設置在所 述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連 接并在二者之間構成加熱回路，所述本體包括構成液體容納腔的容器，所述容器底部設置 有電熱元件，其特征在于所述容器的底壁下表面上設置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片 溫控器和所述電熱元件相串聯在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測單元，所述加熱回路中進一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據所檢測到 的加熱回路的通斷電信號來控制所述繼電器的導通或者斷開。進一步，所述控制電路中包含單片機，所述單片機通過引腳連接到所述電熱元件 與所述電流檢測單元之間的電路上。或者，所述控制電路中包含單片機，所述單片機通過引腳經由信號放大電路連接 到所述電熱元件與所述電流檢測單元之間的電路上。進一步，所述電流檢測單元是電阻或者電流互感器。進一步，所述單片機經由濾波電路接入所述控制電路中。進一步，所述電阻是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。進一步，所述控制電路中包含單片機，還包括與所述單片機連接并受其控制的蜂 鳴器和指示燈。上述發明所述的電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟
(1)接通電源，控制電路處于待機狀態；
(2)按下用戶操作裝置，單片機在檢測到來自于用戶操作裝置的使加熱回路導通的觸 發信號后，控制電路進入工作狀態，單片機發送導通指令至繼電器，使加熱回路導通，并且， 單片機開始檢測加熱回路中有無電流的循環；
(3)如果檢測到加熱回路中有電流，則單片機發送導通指令保持繼電器繼續導通，加熱 回路保持導通狀態；如果檢測到加熱回路中沒有電流，則單片機發送斷開指令關斷繼電器， 使加熱回路保持在斷開狀態并且所述控制電路回歸待機狀態。進一步，工作步驟(3)中，當容納腔內的液體的溫度達到某一預設溫度時，雙金屬 片溫控器斷開，從而加熱回路斷開，電流消失，此時，單片機檢測到加熱回路中的電流為零， 單片機發送斷開指令關斷繼電器，以使加熱回路保持在斷開狀態。進一步，單片機中設置有預設電平值，單片機通過把檢測到的加熱回路中的電平 與預設電平相比較，當檢測到的電平大于預設電平時，單片機判定加熱回路中無電流；當測 到的電平小于預設電平時，單片機判定加熱回路中有電流。進一步，還包括指示燈，所述待機狀態下，單片機循環檢查用戶操作元件是導通狀 態還是斷開狀態，繼電器處于斷電狀態，單片機對加熱回路中的電流的有無不進行檢測和 判斷，指示燈閃爍。進一步，步驟(I)至步驟(3)中，通過指示燈的點亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器 的名叫來表達不同的工作狀態。本發明的工作原理將電流檢測單元、雙金屬片溫控器和電熱元件串接在電路中， 然后在電流檢測單元與電熱元件之間通過電路接入單片機，當通過用戶操作裝置閉合控制 開關時電熱水壺進入工作狀態，此時將會有大電流流過電流檢測單元，單片機便會捕捉到 有電流流過加熱回路，當水燒開時雙金屬片溫控器會自動跳開，加熱回路電流變為零，從而 判斷此時水已燒開并由單片機斷開繼電器，之后若在無人操作用戶操作裝置的情況下，即 使雙金屬片溫控器恢復到導通狀態也不會出現再工作的現象，若待雙金屬片溫控器恢復后 有人操作用戶操作裝置，則電熱水壺會立刻進入工作狀態，從而達到精準判開的功能。本發明的有益效果
(I)通過檢測電流的方法來判斷水燒開與否；(2)用一個雙金屬片溫控器與電流檢測單元相互配合的方式完成水壺精準判開和防止 水壺出現重復工作現象的功能；
(3)節約能源，保護人身安全、防止過沸水飲用時給人體帶來的傷害，減輕人們擔心喝 到過沸水的精神負擔、提聞生活效率。


〔0019〕圖1是本發明的總電路框圖〔0020〕圖2是本發明的單片機與電熱元件和電流檢測單元之間的電路連接方式一的電路圖。〔0021〕圖3是本發明的單片機與電熱元件和電流檢測單元之間的電路連接方式二的電路圖。〔0022〕圖4是本發明的電流檢測單元是電阻時與單片機的連接電路圖。〔0023〕圖5是本發明的電流檢測單元是電流互感器時與單片機的連接方式一的電路圖。〔0024〕圖 6是本發明的電流檢測單元是電流互感器時與單片機的連接方式二的電路圖。〔0025〕圖7是本發明的流程圖。
具體實施例方式
〔0026〕 下面結合具體實施例來對本發明進行進一步說明，但并不將本發明局限于這些具 體實施方式。本領域技術人員應該認識到，本發明涵蓋了權利要求書范圍內所可能包括的 所有備選方案、改進方案和等效方案。
〔0027〕 實施例一
參照圖1，一種電熱水壺，包括設置有上耦合器的本體1、與設置有下耦合器的底座組 件2、設置在所述底座組件2中的控制電路10及用戶操作裝置5，所述本體1與所述底座組 件2通過上、下耦合器連接并在二者之間構成加熱回路11，所述本體1包括構成液體容納 腔的容器，所述容器底部設置有電熱元件4，所述容器的底壁下表面上設置有雙金屬片溫控 器3，所述雙金屬片溫控器3和所述電熱元件4相串聯在所述加熱回路11中，所述控制電路 10中包含有電流檢測單元7，所述加熱回路11中進一步包括與所述控制電路10相通訊的 繼電器8，所述控制電路10根據所檢測到的加熱回路11的通斷電信號來控制所述繼電器8 的導通或者斷開。
〔0028〕 所述控制電路10中包含單片機6，所述單片機6通過引腳連接到所述電熱元件4 與所述電流檢測單元7之間的電路上，見圖2。所述單片機6也可以通過引腳經由信號放大 電路12連接到所述電熱元件4與所述電流檢測單元7之間的電路上，見圖3。
〔0029〕 所述電流檢測單元7是電阻71，見圖4，或者是電流互感器72，見圖5、圖6。
〔0030〕 所述單片機6經由濾波電路接入所述控制電路10中。
〔0031〕 所述電阻71是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。
〔0032〕 所述控制電路10中包含單片機6，還包括與所述單片機6連接并受其控制的蜂鳴 器和指示燈9。
〔0033〕 本發明的工作原理當本體1放置到底座組件2上時，本體1上的上耦合器與底座 組件2上的下耦合器電耦合，再通過用戶操作裝置5導通電源，使加熱回路11導通，電熱元件4開始工作，加熱回路11的電流是經市電L線到雙金屬片溫控器3和電熱元件4，再流經 繼電器8和電流檢測單元7回到市電N線。將電流檢測單元7、雙金屬片溫控器3和電熱 元件4串接在加熱回路11中，然后在電流檢測單元7與電熱元件4之間通過電路接入單片 機6，當通過用戶操作裝置5閉合控制開關時電熱水壺進入工作狀態，此時將會有大電流流 過電流檢測單元7，單片機6便會捕捉到有電流流過加熱回路11，當水燒開時雙金屬片溫控 器3會自動跳開，加熱回路11電流變為零，從而判斷此時水已燒開并由單片機6斷開繼電 器8，之后若在無人操作用戶操作裝置5的情況下，即使雙金屬片溫控器3恢復到導通狀態 也不會出現再工作的現象，若待雙金屬片溫控器3恢復后有人操作用戶操作裝置5，則電熱 水壺會立刻進入工作狀態，從而達到精準判開的功能。實施例二
參照圖7，上述發明所述的電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟
(1)接通電源，控制電路10處于待機狀態；
(2)按下用戶操作裝置5，單片機在檢測到來自于用戶操作裝置5的使加熱回路11導 通的觸發信號后，控制電路10進入工作狀態，單片機6發送導通指令至繼電器8，使加熱回 路11導通，并且，單片機6開始檢測加熱回路11中有無電流的循環；
(3)如果檢測到加熱回路11中有電流，則單片機6發送導通指令保持繼電器8繼續導 通，加熱回路11保持導通狀態；如果檢測到加熱回路11中沒有電流，則單片機6發送斷開 指令關斷繼電器8，使加熱回路11保持在斷開狀態并且所述控制電路回歸待機狀態。工作步驟(3)中，當容納腔內的液體的溫度達到某一預設溫度時，雙金屬片溫控器 3斷開，從而加熱回路11斷開，電流消失，此時，單片機6檢測到加熱回路11中的電流為零， 單片機7發送斷開指令關斷繼電器8，以使加熱回路11保持在斷開狀態。單片機6中設置有預設電平值，單片機6通過把檢測到的加熱回路11中的電平與 預設電平相比較，當檢測到的電平大于預設電平時，單片機6判定加熱回路11中無電流；當 測到的電平小于預設電平時，單片機6判定加熱回路11中有電流。還包括指示燈9，所述待機狀態下，單片機6循環檢查用戶操作元件是導通狀態還 是斷開狀態，繼電器8處于斷電狀態，單片機6對加熱回路11中的電流的有無不進行檢測 和判斷，指示燈9閃爍。步驟(1)至步驟(3)中，通過指示燈9的點亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器的鳴叫 來表達不同的工作狀態。本實施例通過蜂鳴器鳴叫一聲來表示電源接通，當檢測到沒有電流時指示燈閃 爍，蜂鳴器會鳴叫5聲；檢測到有電流時蜂鳴器會鳴叫1聲，指示燈亮。當雙金屬片溫控器 斷開時蜂鳴器會鳴叫2聲，指示燈閃爍。
權利要求
1.一種電熱水壺，包括設置有上耦合器的本體、與設置有下耦合器的底座組件、設置在所述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連接并在二者之間構成加熱回路，所述本體包括構成液體容納腔的容器，所述容器底部設置有電熱元件，其特征在于所述容器的底壁下表面上設置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片溫控器和所述電熱元件相串聯在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測單元，所述加熱回路中進一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據所檢測到的加熱回路的通斷電信號來控制所述繼電器的導通或者斷開。
2.根據權利要求I所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機，所述單片機通過引腳連接到所述電熱元件與所述電流檢測單元之間的電路上。
3.根據權利要求I所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機，所述單片機通過引腳經由信號放大電路連接到所述電熱元件與所述電流檢測單元之間的電路上。
4.根據權利要求2或3所述的一種電熱水壺，其特征在于所述電流檢測單元是電阻或者電流互感器。
5.根據權利要求2或3所述的一種電熱水壺，其特征在于所述單片機經由濾波電路接入所述控制電路中。
6.根據權利要求4所述的一種電熱水壺，其特征在于所述電阻是康銅絲或者水泥電阻或者其他大功率電阻。
7.根據權利要求I至3任一項所述的一種電熱水壺，其特征在于所述控制電路中包含單片機，還包括與所述單片機連接并受其控制的蜂鳴器和指示燈。
8.根據權利要求I所述的一種電熱水壺的工作方法，包括以下工作步驟 (1)接通電源，控制電路處于待機狀態； (2)按下用戶操作裝置，單片機在檢測到來自于用戶操作裝置的使加熱回路導通的觸發信號后，控制電路進入工作狀態，單片機發送導通指令至繼電器，使加熱回路導通，并且，單片機開始檢測加熱回路中有無電流的循環； (3)如果檢測到加熱回路中有電流，則單片機發送導通指令保持繼電器繼續導通，加熱回路保持導通狀態；如果檢測到加熱回路中沒有電流，則單片機發送斷開指令關斷繼電器，使加熱回路保持在斷開狀態并且所述控制電路回歸待機狀態。
9.根據權利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于工作步驟(3)中，當容納腔內的液體的溫度達到某一預設溫度時，雙金屬片溫控器斷開，從而加熱回路斷開，電流消失，此時，單片機檢測到加熱回路中的電流為零，單片機發送斷開指令關斷繼電器，以使加熱回路保持在斷開狀態。
10.根據權利要求9所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于單片機中設置有預設電平值，單片機通過把檢測到的加熱回路中的電平與預設電平相比較，當檢測到的電平大于預設電平時，單片機判定加熱回路中無電流；當測到的電平小于預設電平時，單片機判定加熱回路中有電流。
11.根據權利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于還包括指示燈，所述待機狀態下，單片機循環檢查用戶操作元件是導通狀態還是斷開狀態，繼電器處于斷電狀態，單片機對加熱回路中的電流的有無不進行檢測和判斷，指示燈閃爍。
12.根據權利要求8所述的一種電熱水壺的工作方法，其特征在于步驟(I)至步驟(3)中，通過指示燈的點亮或者熄滅或者閃爍以及蜂鳴器的鳴叫來表達不同的工作狀態。
全文摘要
一種電熱水壺，包括設置有上耦合器的本體、與設置有下耦合器的底座組件、設置在所述底座組件中的控制電路及用戶操作裝置，所述本體與所述底座組件通過上、下耦合器連接并在二者之間構成加熱回路，所述本體包括構成液體容納腔的容器，所述容器底部設置有電熱元件，所述容器的底壁下表面上設置有雙金屬片溫控器，所述雙金屬片溫控器和所述電熱元件相串聯在所述加熱回路中，所述控制電路中包含有電流檢測單元，所述加熱回路中進一步包括與所述控制電路相通訊的繼電器，所述控制電路根據所檢測到的加熱回路的通斷電信號來控制所述繼電器的導通或者斷開。
文檔編號A47J36/32GK102657477SQ201210145319
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者左祥貴, 李永強 申請人:浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司