一種具有半導體溫差發電的安全裝置的製作方法

2023-10-10 02:16:39 2

本發明涉及電熱水器用水安全技術領域，尤其涉及一種具有半導體溫差發電的安全裝置。

背景技術：

電熱水器是一種以電作為能源進行加熱的熱水器。我國每年都有多起因使用電熱水器而引起的人身傷亡事故，究其原因，大部分都是由於環境漏電所造成的(無地線、或地線失效、地線帶電、自來水管帶電等現象)。

一篇公開號為cn204329335u的中國發明專利公開一種帶出水斷電保護裝置的電熱水器，包括外殼、發熱管、控制器、內膽、漏電保護器和熱斷路器，外殼設置進水管和出水管，其特徵在於：進水管設置水流量傳感器，水流量傳感器與控制器電連接，水流量傳感器包括磁性轉子和霍爾傳感器，磁性轉子轉動並轉速隨流量變化而變化,霍爾傳感器輸出相應的脈衝信號反饋給控制器,判斷是否關閉發熱管。當出水管打開，出水的同時進水管進水，發熱管斷電，而熱水器停止出水且注滿水，發熱管通電，實現電熱水器出水斷電。

現有技術通過水流量傳感器收集到用戶有用水行為後，通過邏輯控制驅動斷開漏電保護插頭的脫扣器，使電熱水器三極斷開，保證了用戶洗浴安全。但對於已經售出的電熱水器，特別對於使用普通電源線或沒有通訊功能漏保的電熱水器無法實現上述功能。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於免維護、使用壽命長、讓普通電熱水器在出水時電源三極自動切斷、停止用水後電源三極自動閉合的安全裝置。

為達到以上目的，本發明採用如下技術方案。

一種具有半導體溫差發電的安全裝置，其特徵在於，包括相互通訊的無電洗盒子和智能插座。

所述無電洗盒子包括：第一微控制器、半導體溫差發電模塊、電源模塊、水流量傳感器和第一通訊模塊，所述微控制器與水流量傳感器、第一通訊模塊連接，所述電源模塊為微控制器供電，所述半導體溫差發電模塊為電源模塊充電。

所述半導體溫差發電模塊包括：冷水管、熱水管和設置冷水管、熱水管之間的半導體溫差發電片，所述半導體溫差發電片與電源模塊連接。

所述智能插座包括：第二微控制器、插腳座、插腳、降壓電路、漏電檢測電路、脫扣器和第二通訊模塊，所述降壓電路將市電降壓後為第二微控制器供電，所述漏電檢測電路、脫扣器和第二通訊模塊與第二微控制器連接，所述脫扣器用來控制插腳座和插腳之間的脫開、接合。

作為改進地，所述電源模塊包括法拉電容或充電電池，半導體溫差發電模塊發電時經充電電路給法拉電容或充電電池充電蓄能，當無電洗盒子處於休眠或喚醒狀態，均由法拉電容或充電電池作為電源供電。

作為改進地，所述水流量傳感器包括：安裝在冷水管或熱水管上的導流筒，設置在導流筒內的磁性轉子，以及安裝在冷水管或熱水管外與磁性轉子對應的霍爾元件；所述第一微控制器與霍爾元件連接，所述電源模塊為第一微控制器、霍爾元件、第一通信模塊供電。

作為改進地，所述第一通訊模塊、第二通訊模塊同為藍牙通信模塊、wifi通信模塊、紅外光通信模塊、rf射頻模塊、zigbee通信模塊、modbus通信模塊或數據通訊線。

作為改進地，在第二微控制器上連接有報警裝置，當第二微控制器收到漏電檢測電路反饋的信號時，控制插腳座、插腳脫開斷電，並控制報警裝置發出報警信號。

作為改進地，當水流量傳感器檢測到水流信號時，第一微控制器控制第一通訊模塊發送斷電指令給第二微控制器，第二微控制器收到指令使脫扣器切斷電源三極；當水流量傳感器檢測不到水流信號，第一微控制器控制第一通訊模塊發送通電指令給第二微控制器，第二微控制器收到指令使脫扣器接通電源三極。

作為改進地，在第一微控制器發送斷電或通電指令後，若第二微控制器切斷或接通電源三極，且第一微控制器收到第二微控制器發回的斷電或通電確認指令，表示脫扣器已經脫扣或吸扣成功；若第一微控制器發送斷電或通電指令後未收到第二微控制器發回的斷電或通電確認指令，第一微控制器連續發送指令一段時間，若均未收到第二微控制器斷電或通電確認指令，則發出故障提醒。

作為改進地，所述無電洗盒子安裝在電熱水器的進水管和出水管上，所述冷水管與進水管串接，所述熱水管與出水管串接，所述智能插座安裝在電熱水器的供電線路上

本發明的有益效果是：

一、所述無電洗盒子可自發電，用戶不需要更換乾電池，節約使用成本，可靠性高；且實現無電洗盒子的免維護，使用壽命長。

二、所述智能插座自帶漏電保護功能，漏電時智能插座切斷電源三極，避免用戶被觸電。

三、該安全裝置間接使電熱水器實現出水斷電，無需拔插頭洗浴，對使用普通電源線或普通漏保的電熱水器進行安全升級，帶給用戶更好的安全體驗。

附圖說明

圖1所示為本發明提供的安全裝置應用結構示意圖。

圖2所示為無電洗盒子結構示意圖。

圖3所示為智能插座結構示意圖。

圖4所示為電源模塊結構示意圖。

附圖標記說明：

1：無電洗盒子，2：智能插座，3：電熱水器，4：進水管，5：出水管。

1-1：第一微控制器，1-2：半導體溫差發電模塊，1-3：電源模塊，1-4：水流量傳感器，1-5：第一通訊模塊。

2-1：第二微控制器，2-2：插腳座，2-3：插腳，2-4：降壓電路，2-5：漏電檢測電路，2-6：脫扣器，2-7：第二通訊模塊。

具體實施方式

為方便本領域技術人員更好地理解本發明的實質，下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細闡述。

如圖1所示，一種具有半導體溫差發電的安全裝置，包括相互通訊的無電洗盒子1和智能插座2，所述無電洗盒子1安裝在電熱水器3的進水管4和出水管5上，所述智能插座2安裝在電熱水器3的供電線路上。通水時，無電洗盒子1發送斷電指令給智能插座2切斷電源三極；斷水時，無電洗盒子1發送通電指令給智能插座2接通電源三極。

其中，如圖2所示，所述無電洗盒子1包括：第一微控制器1-1、半導體溫差發電模塊1-2、電源模塊1-3、水流量傳感器1-4和第一通訊模塊1-5，所述微控制器1-1與水流量傳感器1-4、第一通訊模塊1-5連接，所述電源模塊1-3為微控制器1-1供電，所述半導體溫差發電模塊1-2為電源模塊1-3充電。

本實施例中，所述半導體溫差發電模塊1-2包括：冷水管、熱水管和設置冷水管、熱水管之間的半導體溫差發電片，所述半導體溫差發電片與電源模塊1-3連接；所述冷水管、熱水管分別串接在電熱水器的進水管、出水管上。

如圖3所示，所述智能插座2包括：第二微控制器2-1、插腳座2-2、插腳2-3、降壓電路2-4、漏電檢測電路2-5、脫扣器2-6和第二通訊模塊2-7，所述降壓電路2-4將市電降壓後為第二微控制器2-1供電，所述漏電檢測電路2-5、脫扣器2-6和第二通訊模塊2-7與第二微控制器2-1連接，所述脫扣器2-6用來控制插腳座2-2和插腳2-3之間的脫開、接合。

本實施例中，優選漏電檢測電路2-5包括：感應線圈，所述感應線圈檢測流經零火線間和地線的電流或電壓。實際工作中，當零火線間或地線發生漏電時，感應線圈輸出電信號給第二微控制器2-1，第二微控制器2-1處理後通過驅動電路使脫扣器2-6脫扣，電熱水器電源三極斷開，並進行聲音或光警報，提示用戶對線路以及電熱水器進行漏電排查，以進行漏電保護。

如圖4所示，所述電源模塊1-3包括法拉電容或充電電池，半導體溫差發電模塊發電時經充電電路給法拉電容或充電電池充電蓄能，當無電洗盒子處於休眠或喚醒狀態，均由法拉電容或充電電池作為電源供電。

本實施例中，優選水流量傳感器包括：安裝在冷水管或熱水管上的導流筒，設置在導流筒內的磁性轉子，以及安裝在冷水管或熱水管外與磁性轉子對應的霍爾元件；所述第一微控制器與霍爾元件連接，所述電源模塊為第一微控制器、霍爾元件、第一通信模塊供電。

優選第一通訊模塊、第二通訊模塊同為藍牙通信模塊。在其他實施方式中，所述一通訊模塊、第二通訊模塊同為wifi通信模塊、紅外光通信模塊、rf射頻模塊、zigbee通信模塊、modbus通信模塊或數據通訊線。

本實施例提供的一種具有半導體溫差發電的安全裝置，其工作原理為：當水流量傳感器檢測到水流信號時，第一微控制器控制第一通訊模塊發送斷電指令給第二微控制器，第二微控制器收到指令使脫扣器切斷電源三極；當水流量傳感器檢測不到水流信號，第一微控制器控制第一通訊模塊發送通電指令給第二微控制器，第二微控制器收到指令使脫扣器接通電源三極。

特別地，在第一微控制器發送斷電或通電指令後，若第二微控制器切斷或接通電源三極，且第一微控制器收到第二微控制器發回的斷電或通電確認指令，表示脫扣器已經脫扣或吸扣成功；若第一微控制器發送斷電或通電指令後未收到第二微控制器發回的斷電或通電確認指令，第一微控制器連續發送指令一段時間，若均未收到第二微控制器斷電或通電確認指令，則發出故障提醒，實現故障保護功能。

以上具體實施方式雖然對本發明實質的進行了詳細說明，並不能以此來對本發明的保護範圍進行限制。顯而易見地，在本發明實質的啟示下，本技術領域普通技術人員還可進行許多改進和修飾，需要注意的是，這些改進和修飾都落在本發明的權利要求保護範圍之內。