自動控溫器及電熱毯、孵化器、保溫櫃的電熱器的製作方法

2023-10-09 20:13:39 1

專利名稱：自動控溫器及電熱毯、孵化器、保溫櫃的電熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對電熱器電源進行自動控制的控溫器及用電熱線製作低溫式的電熱器。
用電熱線製作低溫式電熱器的發熱面大，溫升快且均勻柔和，無明火高溫現象，配用的三檔調溫開關，能夠調節電熱器的電源通態狀況而實現溫度調控。但是，既需要人工調控，又不能選擇適宜的溫度控制值，這對日常生活中的人來說，很難適應正常工作和睡眠的需要。中國專利A01K 41／00 87214268 X提出的小型恆溫孵化器及A47G 9／00 2051472 U和A47G 9／06 88204379 X提出的新型電熱褥，又存在有這樣一些問題，其控溫部分的溫控範圍窄＜15℃，控溫靈敏度±0.2℃，又易受電源紋波及外界雜波的幹擾，並產生高頻輻射幹擾波，影響電視機低頻段和收音機的正常接收；不適應電網電壓用電器的電源控制。孵化器及電熱毯的電熱器，均採用2CM以上的寬行距布線方法，這樣，就必須採取大電流工作方式，才能達到用電器的溫升要求，電熱線產生的熱量又很難使其行距間隙的溫升相近，不僅使電熱器的自身溫差大，也使得用電器的溫升速度慢；大電流工作下的電熱器，能夠提高溫升速度，卻增加了功耗，降低了耐壓性能，電熱線會因過熱產生質變出現鏽蝕、斷裂損壞或似斷非斷的現象，使用時極易出現局部過熱著火或跳火現象，引起火災事故；還會因電熱線的過熱燙傷兒童皮膚；在沒有對電熱器電源設置自動控溫器的情況下，往往因忘卻關掉電源而出現火災事故的現象時有發生。
本實用新型的目的是要提供一種改進的自動控溫器及電熱毯、孵化器、保溫櫃的電熱器，它既能對電熱器的電源通斷進行溫度自動控制，又能提高電熱器的升溫速度和耐壓性能，降低能耗，延長電熱器的使用壽命，杜絕燙傷及火災事故的發生，還能為電熱毯製成具有理療作用的電熱器，使睡眠舒適，增強體質。
本實用新型的目的是這樣實現的自動控溫器的溫度信息檢測電路的熱敏電阻R3、電位器R4和電容C3聯接在時基電路D的⑥腳上，D的②腳接電阻R5到地，溫度自動控制信號電平由D的③腳輸出；雙線電子開關是有兩個對稱獨立的單線電子開關的組合，與D的③腳相聯接的發光二極體Ho同光敏二極體VBa和VBb組成光電耦合器，電源開關元件晶閘管VQa和VQb控制極的工作電源，分別由Ca1和Cb1取自與其相對應的電源端，電源的相線和零線經雙線電子開關控制後與電熱器RB相聯接；電熱器RB包括電熱毯、孵化器和保溫櫃的電熱器，電熱線布線行距最好控制在0.1CM－2CM範圍，工作電流宜選在250MA內；RB為平面升溫式的電熱毯電熱器時，電熱線可分區域地疏密分布，密行距最好在0.7CM～1.5CM之間，以集電磁場和熱場的雙重能量作用於人體的腰肘和膕兩區四部位；RB為立體升溫式的電熱器時，電熱線分布貼附於箱體的內壁面上，主發熱的底面布線行距可選在0.1CM－1CM範圍，布線行距比宜取1220.4，孵化器電熱器的行距比順序為主底、副頂、補邊、強四角，保溫櫃電熱器的行距比順序為主底、副邊、補頂、強四角。
溫度信息檢測電路主要有時基電路D及其周圍元件構成的。D的②腳接電阻R5到地，為其設置一個≤1／3Vcc的低電平，電阻R2為⑥腳提供一個≥2／3Vcc的高電平，熱敏電阻R3和電位器R4串接在D的⑥腳與地之間，使溫度傳感信號和溫度範圍值點調設信號由⑥腳輸入。電容C3.4和電阻R5，分別濾去電源紋波和外界雜波進入⑥腳和②腳幹擾靈敏度，同時消除D內高頻輻射波的產生。經D檢測比較後的自動控制信號電平由③腳輸出，同時控制光電耦合器和升降溫指示的發光二極體H0－2，保證了它們的工作同步，R0和R6.7分別是它們的限流電阻。
雙線電子開關電路是有a.b兩個相同而又對稱獨立的單線電子開關的組合。單線電子開關a晶閘管VQa是電源開關元件，光敏二極體VBa是VQa控制極的光電耦合控制開關元件，限流降壓耦合電容Ca1，全波整流二極體Va1.2、濾波電器Ca2、電阻Ra1和穩壓限流二極體Va3、電阻Ra2一起組合成Vaa控制極整流濾波穩壓的工作電源電路。這個工作電源的取得，可由電容Ca1取自與其相對應的電源線B端，也可由二極體Va1的負極聯接到電源變壓器T的初極抽頭①端，後者省卻了二極體Va2.3，電容Ca1和電阻Ra1。單線電子開關a與b同理，T的抽頭電壓V①≈V②＝9V～12V。
電熱器RB。平面升溫式的電熱毯電熱器，電熱線布線行距主要採用2CM疏行距和1CM密行距混合布線方法，在留出人體踝下和肩上部位後的布線面積長度取125CM，中部布線成45CM長度的疏行距區，緊連其兩端各布線25CM長度的密行距區，在密行距區兩端向外各剩15CM長度的布線為疏行距區。立體升溫式的孵化器保溫櫃的電熱器，電熱器最好選用裸式電熱絲，用絕緣膠合劑粘貼在保溫櫃體的內壁上。
本實用新型是將溫度傳感和溫控範圍調設電阻聯接在D的⑥腳上，從而提高了壓阻的比值，使控溫器的靈敏度提高到小於±0.1℃，溫控範圍可做到100℃以下；由於D的②腳經電阻R5接地，⑥腳由電容C3接地，所以外界雜波和電源紋波不能竄入D幹擾靈敏度，並消除了D內高頻輻射的產生；由於升降溫指示和電子開關的控制信號同取於D的③腳，保證了它們的動作同步；由於晶閘管的特性，雙線電子開關能適應電網電源的雙線開關同步控制，也適用於電源的單線開關控制，還能關斷用電器相線火電感應，消除火線觸電現象發生；由於電熱器的布線行距增強了密度，所產生的熱量得以集中，工作電流相應地得到減少，從而降低了電熱器的功耗，提高了耐壓性能，一床雙人型電熱器的功耗僅是同類產品的45％左右，一個孵百枚雞蛋的孵化器周期耗電量僅3度內，電源電壓上升到380V無燙軟熔化塑包絕緣層的現象；由於電熱毯電熱器利用電磁場和熱場的雙重能量作用於人體，從而實現取暖和理療的雙重功效；由於立體升溫式電熱器的主次補償布線方式，箱體內空間的溫升快而均勻。
以下結合附圖的實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的自動控溫器電路原理圖；圖2是本實用新型的電熱毯電熱器布線原理圖；圖3是本實用新型的孵化器、保溫櫃電熱器的布線原理圖。
圖1中自動控溫器由溫度信息檢測電路和雙線電子開關電路構成。
溫度信息檢測電路的電子元器件有D為時基電路NE555，溫度信息傳感電阻R3，選用常用負溫度係數熱敏電阻，標稱阻值1K－4.7K，溫度範圍值點調設電阻R4，選用4.7K的小型電位器，R2≈3K，為D的⑥腳提供2／3Vcc的高電平，選用W／16的炭膜電阻，這三個電阻的標稱值以R2＜(R3＋R4)／2選配。熱敏電阻置於電熱器RB中，經聯接導線焊接在D的⑥腳與電位器R4的上端。聯接在D的⑥腳和⑤腳的濾波電容C3和C4，均選用0.01uf的瓷片電容。為D的②腳提供≤1／3Vcc低電平的R5≥100K，選用W／16的炭膜電阻。聯接D的③腳上的紅色升溫指示H1，綠色降溫指示H2，均選用φ3mm的發光二極體，它們的限流電阻R6≈3K，R7≈2.7K，選用W／16的炭膜電阻。直流工作電源電路的電源變壓器T，選用功耗1W，T的初級線圈引線與電源導線A、B聯接，在初級線圈繞組的兩端部位分別引出電壓為9V～12V的抽頭①和②，T的次級線圈輸出電壓為12V×2。全波整流二極體V1、2，選IN4001型，濾波電容C1、2，選用100uf／16V的電解電容，電阻R1≈100Ω，選用W／16的炭膜電阻。
雙線電子開關電路的電子元器件，隨著用電器的技術性能不同，選用元件的技術參數不同。用電器RB為純阻性低功耗的電熱器時，電路中的電子元器件主要有電源開關元件VQa.b選用TAG88型或BCR1AM600V的雙向晶閘管。光電耦合器的Ho選用紅色發光二極體，限流電阻Ro≈3K，以滿足Ho的工作電流≥4MA為宜，它們的F端與D的③腳相聯接，E端與溫度信息檢測電路的Vcc正端聯接。與Ho並列安裝在一起的國產通用光敏二極體VBa.b，是控制晶閘管控制極工作電源的光敏開關。限流降壓耦合電容Ca1≈Cb1≥0.1uf／250V，分別與其相對應的電源B、A端聯接。全波整流二極體Va1.2和Vb1.2均選用IN4004型，穩壓二極體Va3和Vb2選用穩壓6V0.5W的穩壓管，濾波電容選用Ca2≈Cb2≥4.7uf／25V的電解電容，電阻Ra1≈Rb1＝100Ω，限流電阻Ra2≈Rb2＝3.9k，均選用W／16的炭膜電阻，它們分別構成a.b兩個直流工作電源，分別經光敏二極體VBa和VBb控制後供給晶閘管VQa和VQb控制極的工作電源。雙線電子開關的電源輸入端與電源導線A、B端相聯接，輸出端C、D與電熱器RB的電源線聯接。
圖2中RB為電熱毯電熱器，電熱線線阻20Ω／M，電源電壓220V的工作電流為180MA～190MA。功耗40W～42W。布線面積長度中的25cm為兩個1cm的密行距區，其餘15cm和45cm均為2cm的疏行距區，寬度70cm是雙人型電熱毯電熱器的一種典型類型。電熱線的聯接導線①聯接到控溫器內C、D端，熱敏電阻R3縫於電熱器中部2cm行距的線間，其聯接導線②連接到控溫器內D的⑥腳和電位器R4的上端。
圖3中RB為孵化器的電熱器時，電熱線可選用踝式電熱線，線阻最好選用20Ω／m～50Ω／m，工作電流90mA～150mA，布線行距可取底面③0.5CM，頂面④1CM，四側邊面⑤2CM，四豎角⑥0.8CM。RB為保溫櫃的電熱器時，因其要求溫速快、溫度高30℃～100℃，所以工作電流在200mA～250mA範圍，電熱線的聯接導線①連接到控溫器內C、D端，熱敏電阻R3固定在側邊面的行線間，其聯接導線②連接到控溫器內D的⑥腳和電位器R4的上端。
本實用新型是這樣工作的。接通電源，220V電源從A、B端導線進入雙線電子開關電路和電源變壓器T，由藕合電容Ca1和Cb1及其整流濾波限流穩壓電路，分別供給晶閘管VQa和VQb控制極的工作電源。由T的次級線圈輸出的交流電壓經整流濾波後，供給溫度信息檢測電路的工作電源。轉動電位器R4的旋鈕，置其阻值於最低端。當用電器內電熱器RB的環境溫度低於電位器R4設定溫度值時，RB裡的熱敏電阻R3的阻值較大，使得(R3＋R4)／2≥R2，D的⑥腳電位V⑥≥2／3Vcc，③腳輸出低電平V③＝0，降溫指示H2截止無光，H1和H0則同時導通發光，H1發紅光顯示升溫，H0發光使光敏二級管VBa和VBb同時受光導通，晶閘管VQa和VQb控制極同時得到工作電源而開通，220V電源電壓經晶閘管VQa和VQb，從C、D端輸出供給電熱器RB工作電源，RB產生熱量升溫。隨著用電器內的溫度逐漸升高，熱敏電阻R3的阻值相應地減小。當用電器內溫度上升到高於電位器R4設定溫度值的＜0.1℃，時，熱敏電阻R3的阻值減小到(R3＋R4)／2＜R2，D的⑥腳電位下降到V⑥＜2／3Vcc，③腳輸出高電平V③＝1，降溫指示H2導通，綠光顯示降溫，H1和H0同時截止無光，光敏二級管VBa和VBb同時截止，晶閘管VQa和VQb的控制極電源被斷開，VQa和VQb同時關斷電熱器RB的電源，RB不能產生熱量，用電器內溫度會逐漸散發而降低，熱敏電阻R3的阻值相應地增大。當溫度的下降使熱敏電阻R3阻值增大到(R3＋R4)／2≥R2時，電路重複上述的工作過程。如果控溫器控制的用電器內溫度偏低或偏高，可調增或調減電位器R4的阻值即可。
RB為平面升溫式電熱毯電熱器的工作過程。控溫器的雙線電子開關開通RB的電源後，電流流經RB的電熱線而產生電磁和熱量，在RB兩個密行距區形成較強的電磁場和熱場，這加強的雙重能量是施加在睡眠人體的腰、肘和膕四部位。使用過程中，人體吸收的熱量逐漸增多，體內的寒氣逐漸地減少，在電磁場的作用下，熱量到達體內的部位，該部位的寒氣即被驅逐，血液循環得到加強。腰、肘、膕四部位的磁熱能量沿人體向上下兩個方向發展，腰部下行的與膕部上行的磁熱能量匯合後達到能量平衡。腰肘三部位的磁熱能量上行至肩匯合向上，膕部位的磁熱能量下行至足下，因RB的布線使肩上和踝下為無線區，所以，肩上和踝下形成風寒風溼的釋放區，腳掌由涼溼漸至暖爽，頭部逐漸感到輕鬆舒適，面部逐漸紅潤溫和。當睡眠溫度上升到設定溫度值時，RB的電源被控溫器自動關斷，電熱器RB既無電流，又無電磁波，也無相線火電現象。當睡眠溫度下降到低於設定的溫度值時，控溫器又開通電熱器RB的電源，重複上述工作過程。
權利要求1.一種自動控溫器及電熱器，有電源變壓器，聯接電源的導線，時基電路D及其周圍元件構成的溫度信息檢測，升降溫指示和無觸點電子開關電路，與其相聯接的電熱器，熱敏電阻置於電熱器的行線間，其特徵在於，自動控溫器的溫度信息檢測電路的熱敏電阻R3、電位器R4和電容C3聯接在時基電路D的⑥腳上，D的②腳接電阻R5到地，溫度自動控制信號電平由D的③腳輸出；雙線電子開關是有兩個對稱獨立的單線電子開關的組合，與D的③腳相聯接的發光二極體Ho同光敏二極體VBa和VBb組合成光電耦合器，電源開關元件晶閘管VQa和VQb控制極的工作電源，分別由Ca1和Cb1取自與其相對應的電源端，電源的相線和零線經雙線電子開關控制後與電熱器RB相聯接；電熱器包括電熱毯、孵化器和保溫櫃的電熱器，電熱線布線行距最好控制在01.CM～2CM範圍，工作電流宜選在250mA內；RB為平面升溫式的電熱毯電熱器時，電熱線可分區域地疏密分布，密行距最好在0.7CM～1.5CM之間，以集電磁場和熱場的雙重能量作用於人體的腰肘和膕兩區四部位；RB為立體升溫式的電熱器時，電熱線分布貼附於箱體的內壁面上，主發熱的底面布線行距可選在0.1CM～1CM範圍，布線行距比宜取1∶2∶2∶0.4CM，孵化器電熱器的行距比順序為主底、副頂、補邊、強四角，保溫櫃電熱器的行距比順序為主底、副邊、補頂、強四角。
2.依據權利要求1所述的自動控溫器及電熱器，其特徵是雙線電子開關晶閘管控制極的工作電源電路分別由電容Ca1.2，二極體Va1－3，電阻Ra1.2和電容Cb1.2，二極體Vb1－3，電阻Rb1.2構成。
3.依據權利要求1所述的自動控溫器及電熱器，其特徵是雙線電子開關晶閘管控制極的工作電源，可由二極體Va1、電容Ca2、電阻Ra2和二極體Vb1、電容Cb2、電阻Rb2分別從電源變壓器T的初級線圈抽頭①和②端取得，T的抽頭電壓V①≈V②＝9V～12V。
4.依據權利要求1所述的自動控溫器及電熱器，其特徵是電熱毯電熱器主要採用的布線疏行距2CM，布線面積長度125CM，中部布線成45CM長度的疏行距區，緊連其兩端各布線25CM長度的密行距區。
專利摘要自動控溫器及電熱毯、孵化器、保溫櫃的電熱器，熱敏電阻傳感的溫度信息經濾波後輸入給時基電路⑥腳，使控溫靈敏度＜±0.1℃，溫控範圍100℃。微功耗光耦合雙線電子開關關斷電源後，電熱器無火電，漏電及感應現象，是實現電源開關自動化的理想組件。
文檔編號G05D23/24GK2160935SQ932121
公開日1994年4月6日 申請日期1993年5月5日 優先權日1993年5月5日
發明者楊誼勝 申請人:楊誼勝