专利名称：电热水壶水沸腾的判断方法
技术领域：
本发明涉及一种电热水壶的控制方法，特别是一种电热水壶水沸腾的判断方法。
背景技术：
电热水壶给人们的生活和工作带了方便，传统的电热水壶判断及控制水沸腾的方法是利用双金属片做成的蒸汽开关，水沸腾后要有足量的水蒸汽使蒸汽开关动作而切断加热电源，此种方法存在的不足之处是由于要有足量的水蒸汽进入蒸汽开关，增加了蒸汽通道及运动的机构，限制了整体外观造型设计，而且在水沸腾后切断加热电源时不够灵敏。现有技术的电热水壶判断水沸腾的另一种方法是采用传感器测量水温，当电热水壶里的水温达到设定的水沸腾的水温时，控制电路切断加热电源，实现水沸腾断电控制。这种方法存在的不足是在较高的海拔高度，即使水沸腾了也达不到设定的水沸腾温度，加热电源继续加热，存在安全事故的隐患。另外，一般由于测水温的传感器的误差的存在，极易产生水沸腾了还不能断电或水未沸腾而断电的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种电热水壶水沸腾的判断方法，要解决的技术问题是准确判断电热水壶里的水沸腾，关断加热电源。
本发明采用以下技术方案一种电热水壶水沸腾的判断方法，包括以下步骤一、在电热水壶里设置传感器、微处理器和控制电路；二、传感器实时检测电热水壶里水的温度、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度；三、微处理器计算水温变化率，并将水温变化率与前一周期的水温变化率进行比较；四、当水温变化率趋于平缓并最小时，向控制电路发出信号。
本发明计算水温变化率的周期在微处理器里预先设定。
本发明的周期由微处理器输入端口连接的电阻获取电热水壶加热功率的信号后，分档次设置。
本发明控制电路接收到微处理器的信号时，切断加热电源。
本发明的微处理器将当前水温、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度与前一周期的温度进行比较。
本发明的微处理器将水温和水温变化率进行存储。
本发明的水温变化率最小是指本次加热过程中的最小水温变化率。
本发明的微处理器预先设定最低水温变化率，水温变化率低于这个值时，微处理器向控制电路发出信号。
本发明的控制电路切断加热电源后，微处理器清除所储存的变化率和比较值。
本发明的控制电路接通加热电源时，传感器开始实时检测电热水壶里水的温度，当水温、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度等于或大于需要计算水温变化率的起点温度时开始计算水温变化率。
本发明与现有技术相比，采用微处理器计算水温变化率，利用水温变化率在加热过程中的改变来判断电热水壶里的水沸腾，从而发出信号使控制电路切断加热电源，能准确判断电热水壶里的水沸腾，实现水沸腾后及时断电的控制，杜绝产生安全事故的隐患。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。研究表明，水在加热至沸腾过程中，水温变化率是不同的，刚开始加热时水温变化率是平稳的并且变化率为最小，继续加热水温变化率会上升且变大，再继续加热，在接近水沸腾到水沸腾后，水温变化率又将趋于平稳并为最小。本发明的电热水壶水沸腾的判断方法利用这一特性，其包括以下步骤一、在电热水壶里设置传感器、微处理器和控制电路；二、控制电路接通加热电源时，传感器开始实时检测电热水壶中的水温、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度；三、当相关水温上升到一定温度时微处理器开始计算温度上升变化率，将水温变化率与前一周期的水温变化率进行比较，将水温与前一周期的水温进行比较，并进行存储；四、当温度上升变化率趋于平缓并最小时，即为本次加热程序中的最小温度变化率时，向控制电路发出信号；五、控制电路切断加热电源；六、切断加热电源后，程序返回初始状态，清除变化率及中间运算结果。
计算水温变化率的周期在微处理器里预先设定，本发明以负温度系数的热敏电阻NTC作为电热水壶的温度传感器，其电阻与温度负相关。热敏电阻NTC上的直流电压就反应了与水温的关系，经微处理器的模数转换得到的数字量就代表了水温，此代表水温的数字量与水温是负相关关系，在确定电热水壶加热功率的大小后，微处理器输入端口连接与加热功率相匹配阻值的分压电阻，并分档次设置计算水温变化率的周期。
温度变化率的计算方法代表当前水温的数字量作为减数，周期前代表水温的数字量作为被减数，其差值即为一个周期温度变化率。
电热水壶加热过程中水温上升的变化率与功率、水壶的容积，水位的高低有关，而功率与容积是常数，再综合考虑低水位到高水位，对于特定的电热水壶在计算温度变化率时，变化率周期是常数。在微处理器模数转换端口，分别设置不同的分压电阻，以获得程序查询值，计算变化率的周期，可通过实验获得后用设定程序的方式预先确定，尔后用不同阻值的电阻分别连接到微处理器的模数转换端口。为确保安全，微处理器还预先设定一个最低水温变化率，水温变化率低于这个值时，微处理器向控制电路发出信号，控制电路切断加热电源。
实施例1，对于水温上升较慢的电热水壶，功率较小1200W，电热水壶里设置负温度系数的热敏电阻NTC，微处理器CPU带多路A/D转换，控制电路为微处理器的输出端口连接的晶体管，接通电源，传感器实时检测电热水壶中水的温度，当其温度大于计算温度变化率的起始温度55℃时，开始计算温度变化率，并存储温度和计算的温度变化率，周期设置为10秒，微处理器计算水温变化率代表当时前10秒水温的数字量为被减数，代表当前水温的数字量为减数，其差值即为水温变化率，水温变化率≤1，趋于平缓，并为本次加热过程中的最小水温变化率＜1时，向控制电路发出信号，控制电路切断加热电源，程序返回初始状态，清除变化率及中间运算结果。
实施例2，对于水温上升较快的电热水壶，功率较大3000W，电热水壶里设置负温度系数的热敏电阻NTC，微处理器CPU带多路A/D转换，控制电路为微处理器的输出端口连接的电晶体，接通电源，传感器实时检测与电热水壶中水的温度，当其温度大于计算温度变化率的起始温度66℃时，开始计算温度变化率，并存储温度和计算的温度变化率，周期设置为2秒，微处理器计算水温变化率代表当时的水温相关的A/D转换数字量作为被减数，代表当时前2秒与水温相关的A/D转换数字量作为减数，其差值即为水温变化率，水温变化率≤1，趋于平缓，并为本次加热过程中的最小水温变化率＜1时，向控制电路发出信号，控制电路切断加热电源，程序返回初始状态，清除变化率及中间运算结果。
实施例3，对于中等功率水温上升速度的电热水壶，2000W，电热水壶里设置负温度系数的热敏电阻NTC，微处理器CPU带多路A/D转换，控制电路为微处理器的输出端口连接的电晶体，接通电源，传感器实时检测与电热水壶中与水温相关的温度，当其温度大于计算温度变化的起始温度60℃时，开始计算温度变化率，并存储温度和计算的温度变化率，周期设置为6秒，微处理器计算水温变化率代表当时前6秒与水温相关的A/D转换数字量作为被减数，代表当前与水温相关的A/D转换数字量作为减数，其差值即为水温变化率，水温变化率≤1，趋于平缓并为本次加热过程中的最小水温变化率＜1时，向控制电路发出信号，控制电路切断加热电源，程序返回初始状态，清除变化率及中间运算结果。
权利要求
1.一种电热水壶水沸腾的判断方法，包括以下步骤一、在电热水壶里设置传感器、微处理器和控制电路；二、传感器实时检测电热水壶里水的温度、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度；三、微处理器计算水温变化率，并将水温变化率与前一周期的水温变化率进行比较；四、当水温变化率趋于平缓并最小时，向控制电路发出信号。
2.根据权利要求1所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述计算水温变化率的周期在微处理器里预先设定。
3.根据权利要求2所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述周期由微处理器输入端口连接的电阻获取电热水壶加热功率的信号后，分档次设置。
4.根据权利要求3所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述控制电路接收到微处理器的信号时，切断加热电源。
5.根据权利要求4所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述微处理器将当前水温、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度与前一周期的温度进行比较。
6.根据权利要求5所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述微处理器将水温和水温变化率进行存储。
7.根据权利要求6所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述水温变化率最小是指本次加热过程中的最小水温变化率。
8.根据权利要求7所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述微处理器预先设定最低水温变化率，水温变化率低于这个值时，微处理器向控制电路发出信号。
9.根据权利要求8所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述控制电路切断加热电源后，微处理器清除所储存的变化率和比较值。
10.根据权利要求9所述的电热水壶水沸腾的判断方法，其特征在于所述控制电路接通加热电源时，传感器开始实时检测电热水壶里水的温度，当水温、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度等于或大于需要计算水温变化率的起点温度时开始计算水温变化率。
全文摘要
本发明公开了一种电热水壶水沸腾的判断方法，要解决的技术问题是准确判断电热水壶里的水沸腾，关断加热电源，本发明的方法包括以下步骤一、在电热水壶里设置传感器、微处理器和控制电路；二、传感器实时检测电热水壶里水的温度、与水接触的发热底盘的温度或水壶侧壁的温度；三、微处理器计算水温变化率，并将水温变化率与前一周期的水温变化率进行比较；四、当水温变化率趋于平缓并最小时，向控制电路发出信号，本发明与现有技术相比，利用水温变化率在加热过程中的改变来判断电热水壶里的水沸腾，从而发出信号使控制电路切断加热电源，能准确判断电热水壶里的水沸腾，实现水沸腾后及时断电的控制，杜绝产生安全事故的隐患。
文档编号A47J27/21GK1740929SQ200510037189
公开日2006年3月1日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者张默晗, 王耀伦 申请人:晶辉科技(深圳)有限公司