一种用于电热水设备的无线保护系统

摘要

本发明公开了一种用于电热水设备的无线保护系统，包括信号发送模块和信号接收模块；信号发送模块包括气胀式温度开关和跳码信号发送电路，气胀式温度开关内部设有一个可伸缩的气囊，气囊内部充满气体，气囊上方依次设有平行的下极板与上极板，上极板与电源VCC连接，下极板与跳码信号发送电路连接；当电热水设备内水的温度升高时，气囊受热膨胀，从而推动下极板上移，当水的温度达到报警温度时，气囊膨胀使得下极板与上极板接触，跳码信号发送电路得电工作，发送出要求电热水设备主供电回路断开的无线跳码控制信号，信号接收模块接收到无线跳码控制信号后与其内部的循环跳码进行比对，如果两者的编码相同，则控制系统切断主供电回路电源。

权利要求

1.一种用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：包括信号发送模块和信号接收模块；信号发送模块包括气胀式温度开关(1)和跳码信号发送电路，气胀式温度开关(1)内部设有一个可伸缩的气囊(11)，气囊(11)内部充满气体，气囊(11)上方依次设有平行的下极板(13)与上极板(12)，上极板(12)与电源VCC连接，下极板(13)与跳码信号发送电路连接；当电热水设备内水的温度升高时，气囊(11)受热膨胀，从而推动下极板(13)上移，当水的温度达到报警温度时，气囊(11)膨胀使得下极板(13)与上极板(12)接触，跳码信号发送电路得电工作，发送出要求电热水设备主供电回路断开的无线跳码控制信号，信号接收模块接收到无线跳码控制信号后与其内部的循环跳码进行比对，如果两者的编码相同，则切断主供电回路电源。

2.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述上极板(12)和下极板(13)的体积相等。

3.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述上极板(12)的体积大于下极板(13)的体积。

4.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述气胀式温度开关(1)外围侧壁(14)采用强力环形磁铁。

5.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述气囊(11)下方填充有导热硅胶(15)。

6.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述气囊(11)采用橡胶制成。

7.根据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述跳码信号发送电路包括型号为HCS301的遥控编码芯片H1，遥控编码芯片H1的按键输入接口和电源输入接口连接气胀式温度开关(1)的下极板(13)，遥控编码芯片H1的LED控制端口和电源输入接口之间连接发光二极管D1及限流电阻R2；遥控编码芯片H1的PWM脉宽调制输出接口连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R3的另一端还通过电阻R4接地，三极管Q1的集电极通过电感L1连接气胀式温度开关(1)的下极板(13)，三极管Q1的集电极与发射极之间并联电容C2，三极管Q1的发射极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，电容C3并联在电阻R5两端，三极管Q1的基极还连接晶体振荡器X1的一端，晶体振荡器X1的另一端接地，调制后的射频信号经电容C1耦合到天线上发送出去。

8.据权利要求1所述的用于电热水设备的无线保护系统，其特征在于：所述信号接收模块包括PIC12F683单片机，用于主供电回路接通和切断的智能控制，以及手动复位所述无线保护系统。

说明书

一种用于电热水设备的无线保护系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电热水设备领域，特别涉及一种用于电热水设备的无线保护系统。

背景技术

[0002] 家用电热水设备一般为开水煲、电水壶、电磁水壶等，现有技术中的电热水设备往往也具有防干烧的开关，原理是利用温度控制器内一个双金属片在95-100度时弯曲变形断开电源,热水设备内有水时一般温度不会超过100度，该开关可以实现保护作用。但干烧时温度会很高，温度控制器会断开电源，但由于断开电源一段时间，金属片温度会降低，双金属片又要弹回去，进行下一次开关动作，如此反复时间长了也会导致电源短路而水壶烧毁。

发明内容

[0003] 发明目的：本发明的目的是提供一种温度回滞量小，能快速切断主电源，不反复开关接通主电源，只能靠手动复位接通主电源，无线发射器电池使用寿命长、发射器可随意安装、移除，成本低的用于电热水设备的无线保护系统。

[0004] 技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 本发明所述的用于电热水设备的无线保护系统，包括信号发送模块和信号接收模块；信号发送模块包括气胀式温度开关和跳码信号发送电路，气胀式温度开关内部设有一个可伸缩的气囊，气囊内部充满气体，气囊上方依次设有平行的下极板与上极板，上极板与电源VCC连接，下极板与跳码信号发送电路连接；当电热水设备内水的温度升高时，气囊受热膨胀，从而推动下极板上移，当水的温度达到报警温度时，气囊膨胀使得下极板与上极板接触，跳码信号发送电路得电工作，发送出要求电热水设备主供电回路断开的无线跳码控制信号，信号接收模块接收到无线跳码控制信号后与其内部的循环跳码进行比对，如果两者的编码相同，则切断主供电回路电源。

[0006] 为了使得上极板与下极板接触后能够快速脱离，从而减小发送无线信号所需消耗的能量，延长信号发送电路的电池的使用寿命，所述上极板和下极板的体积相等。

[0007] 为了使得上极板与下极板接触后能够更加快速地脱离，从而进一步减小发送无线信号所需消耗的能量，进一步延长信号发送电路的电池的使用寿命，所述上极板的体积大于下极板的体积。这样上极热容量大，下极板的热容量小，当两极板接触时可快速降低气囊的温度，使气囊体积快速缩小，两极板脱离接触。

[0008] 为了使得气胀式温度开关能够吸附在电热水设备的任意部位，而且能够随时拔离电热水设备，所述气胀式温度开关外围侧壁采用强力环形磁铁。

[0009] 为了更好地导热，所述气囊下方填充有导热硅胶。

[0010] 进一步，所述气囊采用橡胶制成。

[0011] 进一步，所述跳码信号发送电路包括型号为HCS301的遥控编码芯片H1，遥控编码芯片H1的按键输入接口和电源输入接口连接气胀式温度开关的下极板，遥控编码芯片H1的LED控制端口和电源输入接口之间连接发光二极管D1及限流电阻R2；遥控编码芯片H1的PWM脉宽调制输出接口连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R3的另一端还通过电阻R4接地，三极管Q1的集电极通过电感L1连接气胀式温度开关的下极板，三极管Q1的集电极与发射极之间并联电容C2，三极管Q1的发射极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，电容C3并联在电阻R5两端，三极管Q1的基极还连接晶体振荡器X1的一端，晶体振荡器X1的另一端接地，调制后的射频信号经电容C1耦合到天线上发送出去。

[0012] 进一步，所述信号接收模块包括PIC12F683单片机，用于主供电回路接通和切断的智能控制，以及手动复位所述无线保护系统。

[0013] 有益效果：本发明利用气囊体积随温度变化能够快速伸缩的特性，上极板与下极板接触前两者温差较大，上极板与下极板接触后两者温差迅速减小，使得气囊迅速收缩，从而使得上极板与下极板接触后能够快速脱离，也即降低了气胀式温度开关的温度回滞量，使得气胀式温度开关闭合和断开时的温度点相差较小，气胀式温度开关在闭合后能在较短时间内断开，有效减少了信号发送电路发送无线信号的能量消耗，从而提高了信号发送电路电池的使用寿命，降低了成本。

附图说明

[0014] 图1为本发明的气胀式温度开关的结构示意图；

[0015] 图2为本发明的信号发送电路的电路图；

[0016] 图3为本发明的信号接收电路的电路图；

[0017] 图4为本发明的工作流程图。

具体实施方式

[0018] 下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。

[0019] 本发明公开了一种用于电热水设备的无线保护系统，包括信号发送模块和信号接收模块。信号发送模块包括气胀式温度开关1和跳码信号发送电路。如图1所示，气胀式温度开关1的外围侧壁14采用强力环形磁铁，顶壁16采用有机板材，气胀式温度开关1内部设有一个可伸缩的气囊11，气囊11内部充满气体，气囊11下方填充有导热硅胶15，气囊11上方依次设有平行的下极板13与上极板12，上极板12和下极板13的体积相等或上极板12的体积大于下极板13的体积，上极板12通过上极板导线121与电源VCC连接，下极板13通过下极板导线131与跳码信号发送电路连接。在使用时，由于气胀式温度开关1的外围侧壁14为强力环形磁铁，可以将气胀式温度开关1吸附在电热水设备表面，使得气囊11能够感测到电热水设备内部的水温。当用电热水设备进行烧水时，水温升高会使得气囊11内部的气体受热膨胀，也即使得气囊11受热膨胀，气囊11受热膨胀时能够推动下极板13上移，当水温达到100℃时，下极板13与上极板12接触，跳码信号发送电路得电，将型号为HCS301遥控编码芯片H1产生的无线跳码信号调制到315M射频后发送出去；信号接收模块将接收到的跳码信号进行解调并与型号为TDH6301的滚动码解码芯片内的循环跳码进行比对，如果两者相同，则认为是有效的控制信号，进而切断主供电回路。

[0020] 其中，跳码信号发送电路如图2所示，采用3V纽扣电池供电，包括型号为HCS301的遥控编码芯片H1，遥控编码芯片H1的按键输入接口和电源输入接口均连接气胀式温度开关1的下极板13，遥控编码芯片H1的LED控制端口和电源输入接口间连接一个发光二极管D1及限流电阻R2，遥控编码芯片H1的PWM脉宽调制输出接口连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，电阻R3的另一端还通过电阻R4接地，三极管Q1的集电极通过电感L1连接气胀式温度开关1的下极板13，三极管Q1的集电极与发射极之间并联电容C2，三极管Q1的发射极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，电容C3并联在电阻R5两端，三极管Q1的基极还连接晶体振荡器X1的一端，晶体振荡器X1的另一端接地，调制后的射频信号经电容C1耦合到天线上发送出去。信号发送电路中各个元器件的参数值为：L1＝2.5T，C1＝1pF、C2＝6.8pF，C3＝6.8pF，R1＝R2＝1KΩ，R3＝20KΩ，R4＝10KΩ，R5＝100Ω。

[0021] 信号接收模块如图3所示，包括超再生模块、型号为TDH6301的滚动码解码芯片和型号为PIC12F683的单片机，控制主回路电源通断的12V继电器。图3中，10K电阻和10μF电解电容为芯片上电复位电路，在上电时产生短时高电位；1K电阻为限流电阻；3.3K电阻为继电器驱动电路三极管8050基极电阻；继电器为12V直流驱动，常闭接法。

[0022] 超再生模块接收到315MHz调幅信号，并解调出其中的64Bit跳码密钥，送给滚动码解码芯片进行解码，因为滚动码解码芯片的L/MS端悬空，为脉冲型电平输出方式，所以在解码成功后将在D3脚输出约500ms的高电平。在解码前，信号接收模块要先进行学习，滚动码解码芯片的学习十分简便，只要在第一次使用前，编译码器进行一次"学习"，使编译码器的密码同步。学习过程如下：按下学习键，滚动码解码芯片的LRN灯亮，按下编码器任一键，滚动码解码芯片的LRN灯连续闪烁，表示学习成功。单片机采集到GP2脚的高电位后，控制GP0脚输出高电位使继电器吸合，主供电回路电力火线断开，电热水装置停止供电。当手动复位键按下时，主供电回路恢复供电。

[0023] 系统的工作流程图如图4所示，分为无线信号发送过程和无线信号接收过程，其中：

[0024] 无线信号发送过程包括如下的步骤；

[0025] 步骤1：气囊11感测到水温达到了100℃时，由于气囊11内气体体积的快速膨胀使得气囊11体积快速膨胀，向上推动下极板13直至与上极板12接触，也即气胀式温度开关1闭合；

[0026] 步骤2：遥控编码芯片H1产生无线跳码信号，将无线跳码信号调制成315MHz射频信号后发送出去；

[0027] 无线信号接收过程包括如下的步骤：

[0028] 步骤3：超再生模块接收到调制后的射频信号，并解调成为低频跳码信号，并送滚动码解码芯片进行解码；

[0029] 步骤4：将低频跳码信号与滚动码解码芯片内的循环跳码进行比对，如果两者相同，则认为是有效的控制信号，由单片机控制切断主供电回路。

[0030] 本发明的气囊11感测到水温为100℃时气胀式温度开关闭合，跳码信号发送电路产生无线跳码信号并调制到射频后发送出去，信号接收模块接收到射频信号后解码还原为原发射的无线跳码信号，并于与滚动码解码芯片内的循环跳码进行比对，如果两者相同，则切断主供电回路。此时上极板12与下极板13的温度差变小，气囊11迅速收缩使得上极板12与下极板13脱离时，气胀式温度开关1断开，信号发送模块停止发送温度开关信号。本发明的气胀式温度开关1的温度回滞量较小，减少了信号发送电路发送无线信号的能量消耗，提高了信号发送电路的电池的使用寿命，降低了成本。此外，由于气胀式温度开关1的外围侧壁14采用强力环形磁铁，使得气胀式温度开关1在使用中可以吸附在电热水设备的任意部位，并且在不用时也可以拔掉，这样如果操作者忘记电热水设备中的水何时烧开了或者感觉水没有烧开，就可以轻触按键接通主供电回路，从而在1-2分钟内就可以喝到开水。