一种无线感温的防溢玻璃加热壶论文和设计-李一峰

全文摘要

本实用新型公开一种无线感温的防溢玻璃加热壶。该防溢玻璃加热壶包括底座、设置在底座上端面的发热盘、可放置在发热盘上加热的玻璃壶体以及固定在玻璃壶体外侧壁的壶把手，内置在壶把手中的无线温度传感器以及设置在底座内用于根据玻璃壶体内的实际加热温度控制发热盘的加热功率以防止在加热过程中出现剧烈沸腾导致水或食物溢出玻璃壶体的控制电路板，且无线温度传感器与控制电路板无线通信相连。本实用新型采用内置在壶把手内的无线温度传感器对玻璃壶体内的实际加热温度，使玻璃壶体与带发热盘的底座可可分离设置且不存在定位需要从而方便用户使用。

主设计要求

1.一种无线感温的防溢玻璃加热壶，包括底座（1）、设置在底座（1）上端面的发热盘（2）、可放置在发热盘（2）上加热的玻璃壶体（3）以及固定在玻璃壶体（3）外侧壁的壶把手（4），其特征在于，还包括：内置在壶把手（4）中用于检测玻璃壶体（3）内的实际加热温度的无线温度传感器（5）以及设置在底座（1）内用于根据玻璃壶体（3）内的实际加热温度控制发热盘（2）的加热功率以防止在加热过程中出现剧烈沸腾导致水或食物溢出玻璃壶体（3）的控制电路板，且无线温度传感器（5）与控制电路板无线通信相连。

设计方案

2.根据权利要求1所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，无线温度传感器（5）设置在壶把手（4）的下末端内，无线温度传感器（5）的感温探头（51）靠近玻璃壶体（3）外侧壁或与玻璃壶体（3）外侧壁接触设置。

3.根据权利要求1所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，由于壶把手（4）的下末端位于玻璃壶体（3）的中部或中部偏下位置，无线温度传感器（5）的感温探头（51）对着玻璃壶体（3）的中部或中部偏下位置。

4.根据权利要求1所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，壶把手（4）包括固定在玻璃壶体（3）外侧壁的把手本体（41）该把手本体（41）的下末端设有的容纳腔（412），无线温度传感器（5）设置在容纳腔（412）内。

5.根据权利要求4所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，该把手本体（41）的上末端设有挂钩（411），该挂钩（411）挂接在玻璃壶体（3）的上端缘；玻璃壶体（3）的外侧壁套设有固定圈（32），把手本体（41）的下末端与固定圈（32）固定相连。

6.根据权利要求5所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，固定圈（32）设有固定部（321），该固定部（321）上设有固定孔（322）；固定圈（32）的内侧面设有带外凸螺孔（331）的固定块（33）；由螺钉34穿过容纳腔（412）和固定孔（322）后与固定块（33）的外凸螺孔（331）螺合相连以将把手本体（41）的下末端与固定圈（32）固定相连。

7.根据权利要求6所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，在把手本体（41）与玻璃壶体（3）的外侧壁之间设有垫片（42），垫片（42）的下末端设有通孔（421），定圈（32）的固定部（321）穿过通孔（421）后与把手本体（41）的下末端可拆卸的固定相连。

8.根据权利要求1-7任何一项所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，控制电路板包括与外部交流电AC相连的供电电路（61）、与无线温度传感器（5）无线通信相连的主控电路（62）、与发热盘（2）串接的功率调节器（65），该功率调节器（65）的控制端与主控电路（62）的其中一个控制端口相连，而发热盘（2）串接在供电电路（61）的两个输出端之间。

9.根据权利要求8所述无线感温的防溢玻璃加热壶，其特征在于，主控电路（62）包括单片机以及与单片机相连的无线通信芯片，该由无线通信芯片与无线温度传感器（5）无线相连；而功率调节器（65）为可控硅，单片机的其中一个端口与可控硅的控制端相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及家用电器，尤其是涉及一种无线感温的防溢玻璃加热壶。

背景技术

现有的加热壶一般设有防溢结构以确保在加热壶内水或食物加到一定温度出现沸腾时不会溢出的防溢结构以及防止加热壶内没有东西出现干烧的防干烧结构，以提高加热壶的使用安全。

以采用玻璃壶身结构的养生壶为例。为了防溢出，现有养生壶常用两个探针对壶内液位进行检测，一探针设置于壶身底部，另一探针设置于壶身顶部。由于壶身底部探针需要一直与液面接触，长期工作会导致探针氧化结垢，影响探针检测的准确性，从而导致控制器的误判从而容易出现溢出现象。另外，壶底需要使用金属加热底部，从而导致玻璃壶整体结构复杂且手感笨重不便用户使用。

实用新型内容

本实用新型提出一种无线感温的防溢玻璃加热壶，使玻璃壶体与带发热盘的底座可可分离设置且不存在定位需要从而方便用户使用。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种无线感温的防溢玻璃加热壶，包括底座1、设置在底座1上端面的发热盘2、可放置在发热盘2上加热的玻璃壶体3以及固定在玻璃壶体3外侧壁的壶把手4，内置在壶把手4中用于检测玻璃壶体3内的实际加热温度的无线温度传感器5以及设置在底座1内用于根据玻璃壶体3内的实际加热温度控制发热盘2的加热功率以防止在加热过程中出现剧烈沸腾导致水或食物溢出玻璃壶体3的控制电路板，且无线温度传感器5与控制电路板无线通信相连。

其中，无线温度传感器5设置在壶把手4的下末端内，无线温度传感器5的感温探头51靠近玻璃壶体3外侧壁或与玻璃壶体3外侧壁接触设置。

其中，由于壶把手4的下末端位于玻璃壶体3的中部或中部偏下位置，无线温度传感器5的感温探头51对着玻璃壶体3的中部或中部偏下位置。

其中，壶把手4包括固定在玻璃壶体3外侧壁的把手本体41该把手本体41的下末端设有的容纳腔412，无线温度传感器5设置在容纳腔412内。

其中，该把手本体41的上末端设有挂钩411，该挂钩411挂接在玻璃壶体3的上端缘；玻璃壶体3的外侧壁套设有固定圈32，把手本体41的下末端与固定圈32固定相连。

其中，固定圈32设有固定部321，该固定部321上设有固定孔322；固定圈32的内侧面设有带外凸螺孔331的固定块33；由螺钉34穿过容纳腔412和固定孔322后与固定块33的外凸螺孔331螺合相连以将把手本体41的下末端与固定圈32固定相连。

其中，在把手本体41与玻璃壶体3的外侧壁之间设有垫片42，垫片42的下末端设有通孔421，定圈32的固定部321穿过通孔421后与把手本体41的下末端可拆卸的固定相连。

其中，控制电路板包括与外部交流电AC相连的供电电路61、与无线温度传感器5无线通信相连的主控电路62、与发热盘2串接的功率调节器65，该功率调节器65的控制端与主控电路62的其中一个控制端口相连，而发热盘2串接在供电电路61的两个输出端之间。

其中，主控电路62包括单片机以及与单片机相连的无线通信芯片，该由无线通信芯片与无线温度传感器5无线相连；而功率调节器65为可控硅，单片机的其中一个端口与可控硅的控制端相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1. 本实用新型的防溢玻璃加热壶采用内置在壶把手内的无线温度传感器对玻璃壶体内的实际加热温度，无线温度传感器与底座内的控制电路板之间建立无线通信，从而玻璃壶体或壶把手无需与底座之间存在导线或耦合器相连，让玻璃壶体和底座形成两个可分离的部件，从而让防溢玻璃加热壶整体简洁、使用安全且易于对玻璃壶体和发热盘进行清理。

3. 防溢玻璃加热壶通过无需温度传感器可以准确的检测玻璃壶体内的实际加热温度，并于实际加热温度靠近预设的加热目标温度T0时，控制发热盘降低加热功率以防止玻璃壶体内的水或食物沸腾溢出达到防溢效果，并于玻璃壶体内的实际加热温度达到预设的加热目标温度T0时使发热盘停止加热以防止干烧，确保玻璃加热壶的使用可靠性与安全性。

3. 无线温度传感器内置在壶把手的下末端，不占用空间且靠近玻璃壶体的外侧壁也不会受到发热盘太多的影响从而可以确保检测结果的准确性。

4. 由于不需要类似传统养生壶将发热盘与玻璃壶体设置为一体，也不需要像采用感应加热的玻璃壶体底部设置感应发热的感应发热底部，且玻璃壶体可以随意放置于发热盘上而不存在定位或方向等放置问题，从而可以让玻璃壶体结构简单且小巧以方便用户使用。

附图说明

图1是玻璃加热壶的立体分解结构示意图。

图2是玻璃壶体的分解结构示意图。

图3是玻璃加热壶的结构示意图。

图4是图3中透视局部A的放大示意图。

图5是控制电路板的电路原理框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

结合图1和图2所示。本实用新型公开一种无线感温的防溢玻璃加热壶，包括底座1、设置在底座1上端面的发热盘2、可放置在发热盘2上加热的玻璃壶体3、固定在玻璃壶体3外侧壁的壶把手4、内置在壶把手4中用于检测玻璃壶体3内的实际加热温度的无线温度传感器5以及设置在底座1内用于根据玻璃壶体3内的实际加热温度控制发热盘2的加热功率以防止在加热过程中出现剧烈沸腾导致水或食物溢出玻璃壶体3的控制电路板，且无线温度传感器5与控制电路板无线通信相连。

其中，无线温度传感器5采用能够从目前市场采购的任何一款现有产品，无线温度传感器5与控制电路板之间使用Zigbee、WiFi或433MHz无线射频等现有任何一种无线通信连接。并且，若无线温度传感器5的感温探头51是通过红外线感测温度，则无线温度传感器5设置在壶把手4中且感温探头51无需与玻璃壶体3外侧壁接触设置。若无线温度传感器5的感温探头51是采用PTC热敏电阻，则无线温度传感器5设置在壶把手4中且感温探头51需与玻璃壶体3外侧壁接触设置。再者，无线温度传感器5设置在壶把手4的下末端内，由于壶把手4的下末端一般位于玻璃壶体3的中部或中部偏下位置，从而可以让无线温度传感器5的感温探头51对着玻璃壶体3的中部或中部偏下位置。

需要说明的是，无线温度传感器5检测的是玻璃壶体3的外侧壁的温度，玻璃壶体3的外侧壁的温度和玻璃壶体3内食物或水的实际加热温度有着一定的差距，两者之间存在一定的比例系数或差数可预先经过测试后确定。因此，本实用新型所讲无线温度传感器5的检测结果是指对玻璃壶体3的中部或中部偏下位置的外侧壁温度后经过预先确定的比例系数或差数换算得到的玻璃壶体3内食物或水的实际加热温度。

进一步结合图3和图4所示。壶把手4包括把手本体41及可盖合在把手本体41上的把手端盖43；该把手本体41的上末端设有可挂接在玻璃壶体3上端缘的挂钩411，该把手本体41的下末端设有的容纳腔412，其中，无线温度传感器5设置在该容纳腔412内并通过夹装、点胶固定等方式固定在容纳腔412内并使感温探头51对着玻璃壶体3外侧壁甚至与玻璃壶体3外侧壁之间接触设置；玻璃壶体3外侧壁设有环状的限位槽31，该限位槽31位于玻璃壶体3的中部或中部偏下位置，在限位槽31上套设有固定圈32，把手本体41的下末端与固定圈32可拆卸的固定相连而把手本体41的上末端通过挂钩411挂接在玻璃壶体3上端缘从而实现将把手本体41固定在玻璃壶体3的外侧壁。

其中，固定圈32设有固定部321，该固定部321上设有固定孔322，利用螺钉34穿过把手本体41下末端的容纳腔412与固定孔322螺合相连，从而将把手本体41下末端与固定圈32的固定部321之间固定相连。为了提高把手本体41下末端与固定圈32之间的连接牢固度，固定部321从固定圈32上外凸设置，在固定圈32的内侧面设有带外凸螺孔331的固定块33，螺钉34穿过容纳腔412和固定孔322后与固定块33的外凸螺孔331螺合相连。

并且，在把手本体41与玻璃壶体3的外侧壁之间设有垫片42，垫片42一般使用橡胶或硅胶材料制成以提高把手本体41与玻璃壶体3的外侧壁之间的结合紧密度，且垫片42的下末端设有通孔421，定圈32的固定部321穿过该通孔421后与把手本体41的下末端可拆卸的固定相连。当然，无线温度传感器5的感温探头51也通过通孔421对着玻璃壶体3外侧壁甚至与玻璃壶体3外侧壁之间接触设置。

控制电路板包括：与外部交流电AC相连的供电电路61，发热盘2串接功率调节器65后连接在供电电路61的两个输出端；与供电电路61的输出端相连的主控电路62（比如主控电路62为单片机及其外围电路），无线温度传感器5检测获得的玻璃壶体3内的实际加热温度数据传送给主控电路62，且主控电路62的其中一个控制端口与功率调节器65的控制端相连以产生控制信号让功率调节器65改变发热盘2的功率。另外，还可以设置与发热盘2串接的温控器64，该温控器64的控制端与主控电路62的其中一个控制端口。

比如，主控电路62包括型号是STC89C52的单片机以及与该单片机的SPI总线接口相连的无线通信芯片，比如无线通信芯片采用型号是NRF24L01芯片，由无线通信芯片与无线温度传感器5建立无线通信从而接收无线温度传感器5发送的检测结果，并将检测结果通过的SPI总线接口传送给单片机，从而单片机能够实时获知玻璃壶体3内的实际加热温度。其中，有关NRF24L01芯片具体与STC89C52单片机各引脚如何相连，NRF24L01芯片如何与无线温度传感器5建立无线通信等技术手段乃本领域技术人员的公知常识，在此不进行详述。

其中，温控器64的控制端与单片机的P1.0端口相连，当主控电路62判断玻璃壶体3的加热温度达到设定温度时输出使温控器64断开的控制信号，从而让发热盘2断开与供电电路61相连，避免发热盘2继续发热；功率调节器65为可控硅，单片机的P2.0端口与可控硅的控制端相连，单片机的P2.0端口可以输出不同占空比的控制信号来使可控硅对应具有不同的导通时间达到改变发热盘2的发热功率的目的。

因此，本实用新型可以根据无线温度传感器5检测到玻璃壶体3内的实际加热温度通过功率调节器65对发热盘2的加热功率进行调节：如果玻璃壶体3内的水或食物在达到沸腾程度时停止或间接加热让壶内沸腾程度不那么剧烈，达到防溢出的效果并确保玻璃壶体3内的水或食物能够经过足够加热不会出现煮不开的现象；如果玻璃壶体3内没加水或者水过少停止加热以达到防干烧的效果。

比如，一个典型实例中，本实用新型的玻璃加热壶在加热过程中根据玻璃壶体3内的实际加热温度通过调节发热盘2的发热功率来实现防溢加热控制，具体如下：用户选择加热菜单（比如烧水、熬粥等）后，主控电路62获取该加热菜单所预设的加热目标温度T0，然后，主控电路62输出第一控制信号给功率调节器65使发热盘2按额定功率P0进行加热，因此，玻璃壶体3的实际加热温度会逐步上升；当玻璃壶体3内的实际加热温度达到T1时，主控电路62输出第二控制信号给功率调节器65使发热盘2降低加热功率至P1；当玻璃壶体3内的实际加热温度达到T2时，主控电路62输出第三控制信号给功率调节器65使发热盘2进一步降低加热功率P2，因此，P2＜P1＜P0；当玻璃壶体3内的实际加热温度达到T3（0＜T1＜T2＜T3＜T0）时，主控电路62在预设时间段内输出第四控制信号给功率调节器65使发热盘2按加热功率P3（P3≤P2）进行间歇性加热。

假设额定功率P0时第一控制信号让功率调节器65在单位时间内导通时间是100%，因此，若P1=0.8P0时，只需要使第二控制信号让功率调节器65在单位时间内导通时间是80%即可。依次类推，不再一一举例。

比如，用户选择加热菜单是熬粥，加热目标温度T0=100℃。开始时，发热盘2进行全功率（额定功率）P0进行加热。当玻璃壶体3内的实际加热温度达到80-85℃（即T1为80-85℃）时，使发热盘2按额定功率P0的2\/3加热（即P1=2\/3P0）以防止发热盘2温度过高不能有效控制玻璃壶体3内的加热温度；当玻璃壶体3内的实际加热温度达到92-96℃（即T2为92-96℃）时，使发热盘2按额定功率P0的1\/2加热（即P2=1\/2P0）；当降低加热功率进行加热后，玻璃壶体3内的实际加热温度继续上升达到98-99℃（即T3为98-99℃）时，主控电路62启动一个时长20-30分钟的倒计时定时器，在定时时间内进入间歇性加热阶段，即额定功率减半（即P3=1\/2P0）加热28秒，然后中断18秒，下一步再次循环上一个过程，如此反复，始终让玻璃壶体3内的水或食物保持文火加热防止过于沸腾溢出，实现防溢加热控制。

当然，在玻璃壶体3内的实际加热温度达到预设的加热目标温度T0，主控电路62产生使温控器64断开的控制信号，温控器64断开使发热盘2断开与供电电路61从而发热盘2停止发热，从而避免发生干烧或发热盘2过热。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

设计图

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