家用低能耗温度控制装置的制作方法

专利名称：家用低能耗温度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种家用温度控制装置，特别适用于发面、做
糟、食品保温、返潮食品复酥、孵育蛋禽、烘热鞋垫及婴儿衣裤。
专利申请号为88220923、X的“电热多用锅”，它由锅盖、锅体、调温器、铝条或铜条制作的感温装置、开式薄膜加热装置，换档开关、用保温材料制作的隔热板等组成。该发明存在一些问题，一是温度适用范围较高，即该装置主要是用于煎、炒、焖煮食物、要求加热温度高，即使保温，也需75℃左右，因此无法用来发面、发
糟等；二是热损耗大，因为只在锅底安装了保温隔热板，其它部分没有；三是温度为有级调温，温度调节适应性小；四是温度控制准确度及可靠性较低，因其采用铜片或铝片直接感受温度并控制温度，易出故障；五是加热装置集中加热锅底，整个锅受热不均匀；六是开式薄膜加热器价格较贵。
专利申请号为87211952的“高效节能电热保温两用锅”，该装置由保温层、锅体、锅盖及安装在锅盖中心的电加热器等组成。该装置锅体及锅盖均有保温层，保温效果好，但是其电加热装置安装在锅盖中部，盖上锅盖，电热器即自然插入锅内，对食品进行均匀加热。但是加热器主要只适用于加热液体或带有液体的食物，适用范围小，更无法用于发面、发
糟、孵小鸡等。
上述两项发明在用途上主要适合于加工食品，用途较窄。
而一般家庭发面做
糟，在环境温度较低时，常常采用在待发酵的面(米饭)容器外包棉衣、棉被或加上热水袋加温，操作麻烦，也难以掌握发酵时间，容易出现发酵不足或过发酵的情况。采用这种方式孵化蛋禽则更加难以实现了。
本实用新型的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种保温效果好、能耗低、能够无级调温和自动控温、安全可靠、成本较低、广泛适用于发酵保温和孵化蛋禽等方面的家用低能耗温度控制装置。
为实现上述目的，本实用新型提出如下技术解决方案，即提供一种家用低能耗温度控制装置，它包括可以放置物品的腔体，可以开启的带有隔热材料的用于关闭腔体的腔盖、电加热部件、敷设在腔体外壁上的隔热层，带有温度刻度标记的温度控制器及温度传感部件等，其特征是温度控制器由直流电源、温度设定电路、比较放大触发电路、温度传感电路、电加热电路构成，其中(1)直流电源至少由两个电容、一个整流二极管、一个稳压二极管构成，其输入端外接交流电源；(2)温度设定电路至少有两个电阻和一个电位器串联构成，其输入端与直流电源的输出端相连，其输出端与比较放大触发电路输入端的一个端点相连，该电位器的调节范围与温度控制器的温度刻度标记范围相对应，其温度范围为20度至45度；(3)温度传感电路至少由一个电阻和紧挨腔体外壁敷设的温度传感部件串联而成，其输入端与直流电源的输出端相连，其输出端与比较放大触发电路的另一个输入端相连，该电路所用温度传感部件可以是热敏电阻，也可以是普通晶体二极管串联而成，也可以是其它热敏元件；
(4)比较放大触发电路至少有一块集成电路与一个电阻构成，其输出端与电加热电路相连，集成电路由直流电源供电；(5)电加热电路至少由一个可控硅和均匀敷设在腔体外壁上的电加热部件串联后外接交流电源，可控硅的控制极与比较放大触发电路的输出端相连，电加热部件可以是开式薄膜加热器，也可以是外敷塑料保护层的电阻丝，也可以是其它能够紧贴腔体外壁和均匀敷设的电热器件；为了反映电加热电路的工作状态，可以在电加热电路上串联一个与一个电阻相并联的发光二极管。
使用温度控制器时，先将温度设定电路的电位器调到所需温度，这时，温度设定电路向比较放大触发电路输入端的一个端点输出恒定电压，而温度传感电路根据其感受的腔体温度向比较放大触发电路输入端的另一个端点输出另一个电压，该电压高于上述恒定电压时，比较放大触发电路的输出端向电加热电路可控硅的控制极输出触发电压，可控硅导通，电加热部件通电加温；随着温度升高，温度传感电路输出端电压逐步降低，即与温度设定电路输出端之间的电压差逐步缩小，可控硅的导通角也随之减小，当加热温度达到所调温度时，电压差等于零，此时，比较放大触发电路的输出电压为零，可控硅的导通角也为零，电加热部件停止加热；当温度下降时，温度传感电路输出端的电压又升高，并且与温度设定电路输出端之间形成电压差，比较放大触发电路的输出端又有电压输出，可控硅又导通，电加热部件又通电加热，如此反复，实现了自动控温。
为了提高上述直流电源的稳压性能，其直流电源输出端可以加装稳压电源集成电路。
本实用新型腔体容积可以设计为0.01至0.06立方米，可以用0.3至0.5毫米厚的铝板合金铝，不锈钢板或马口铁板制作，其形状可以制作成圆筒形、箱形或锅形。敷设在腔体外的隔热层可以用硅酸铝纤维、岩棉、石棉、棉花、玻璃纤维、丝棉或隔热 涂料等。在隔热层外可以设置安装金属、塑料、或纺织品制作的防护层，防护层表面可以设计各种图案。
上述温度控制器除电加热部件及温度传感部件外，均安装在一个控制盒中，内外壳体均采用可靠的绝缘，以保证使用安全。
现在结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。


图1为本实用新型实施例结构示意图。
图2为本实用新型电路方框图。
图3为本实用新型实施例一的电路原理图。
图4为本实用新型实施例二的电路原理图。
实施例一分别如图1、图2、图3所示，其腔盖(2)是用两层马口铁皮制作，中间填充岩棉隔热材料，腔体(1)是用0.4毫米厚的马口铁皮制作，腔体(1)容积为0.014立方米，腔体(1)的外壁均匀敷设有岩棉隔热层(4)，岩棉隔热层(4)外部设置有用塑料制作的用于防止隔热层损坏的防护层(7)。用于调节和控制温度的温度控制器(5)的电路方框图如图2所示，电路原理图如图3所示，它包括直流电源、温度设定电路、比较放大触发电路、温度传感电路、电加热电路，电流电源由电容C1与C2、整流二极管D3、稳压二极管D1构成。温度设定电路由电阻R3与R5及电位器R4构成，其输入端与直流电源输出端相连，输出端与比较放大触发电路的E端即集成电路A1(3140)的2端相连。温度传感电路由电阻R2与晶体二极管D4至D13相串联而成的温度传感部件(6)组成，其输入端与直流电源输出端相连，其输出端与比较放大触发电路输入端的另一个F端点即集成电路A1(3140)的3端相连。比较放大触发电路由集成电路A1(3140)与电阻R1组成，其输出端G与电加热电路的控制极相连。电加热电路由双向可控硅CTS1与电阻丝W1构成的电加热部件(3)串联而成，交流电源通过可控硅CTS1向电阻丝W1供电，可控硅CTS1的控制极与比较放大触发电路的输出端G相连，比较放大触发电路控制可控硅CTS1的导通角。电阻丝W1外敷塑料保护层，它与温度传感部件(6)即相互串联的晶体二极管D4至D13都均匀地敷设在腔体(1)的外壁与隔热层(4)之间并且紧贴在腔体(1)的外壁上。
该实施例的温度调节范围为25～50度，通过调节温度设定电路的电位器R4来实现，即将电位器的旋钮调到所需温度刻度指示，则温度设定电路向比较放大触发电路的E端输出衡定电压VE；而电压随温度变化的由晶体二极管D4至D13串联而成的温度传感部件(6)在腔体(1)中的温度低于所调温度时，温度传感电路向比较放大触发电路F端输出一个高于E端衡定电压VE的电压VF，此时，比较放大触发电路向电加热电路可控硅CTS1的控制极输出一个触发电压VG，可控硅CTS1导通，电加热部件(3)电阻丝W1通电。随着温度的升高，VF随之降低，VF与VE的电压差缩小，VG也随之减小，可控硅CTS1的导通角也逐步缩小。当加热温度达到所调温度时VF等于VE，VG为零，可控硅CTS1导通角为零，电加热部件(3)停止加热。由于隔热层(4)不能绝对隔热，即停止加热后热量要散失，使温度下降，VF又将大于VE，VG不为零，可控硅又导通，如此反复，实现自动控温。由于隔热层(4)保温良好，保温时所需功率在1瓦左右。
实施例二的结构与实施例一相似，其腔体是用铝合金制成，形状为箱式，腔盖为内部填充有硅酸铝纤维的能自由开启和关闭箱式腔体腔口，腔体的外侧均匀敷设有硅酸铝纤维的隔热层。隔热层外侧带有绒布制作的保护层。晶体二极管D16至D25串联而成的温度传感部件和由外敷塑料保护层的电加热部件电阻丝W2都均匀敷设在腔体与隔热层之间并且紧贴在腔体的外壁上。该实施例温度控制器的电路原理图如图4所示，它与实施例一的温度控制器相比，电路构成及所用元器件基本是一样的，只是在原直流电源电路的输出端增加了一个集成电路A3即三端稳压电源集成电路7815，以进一步增加直流电源输出电压的稳定性，可使温度控制精度达到±0.5度。此外，为了能看到电加热部件W2的工作状态，在电加热电路上增加了发光二极管D15和电阻R6。该温度控制器的使用方法与实施例一相同。
本实用新型可设计出各种场合所需的实施例，此处不一一列举。其在不同场合下所需温度及时间如附表所示。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点一、保温效果好，能耗低。据实验测定，当腔体(1)的容积为0.14立方米，室温为10度，发面温度为35度时，大约2.5小时可发面1千克，其中加温功率10瓦，加温时间30分钟，保温功率1瓦，保温2小时，实际耗电量为0.007度，以每度电0.22元计算，只需人民币0.0015元。在同等条件下发
糟或瓜子饼干烘酥加温半小时，功率为10瓦，保温23.5小时，功率为1瓦，实耗电量为0.029度，需人民币0.0065元。由此可见，该装置能耗十分低。
二是可以实现无级调温。它可使用户根据需要任意选择所需温度，十分方便。
三是可靠性高。该装置选用可控硅无触点开关控制电加热部件加热，不用换档，不会出现机械故障，同时由于其工作温度在20至50度之间，电阻丝的塑料保护层不易老化。
四是温度控制准确。该装置可以采用串联的晶体二极管作为温度传感部件和使用温度设定电路，感温和控温灵敏度高，线性度和重复性好，因此温度控制准确。
五是安全性好。电加热部件所用电阻丝外敷绝缘性能好的塑料防护套，能有效地防止漏电事故。
六是受热均匀。由于电加热部件所用的电阻丝是均匀地敷设在腔体外壁上，可以使腔体受热均匀，防止局部过热。
七是适用性广。该装置可以广泛地用于发
糟、发面、返潮食品复酥、婴儿衣裤烘热、孵化蛋禽等方面。
八是成本较低。该装置使用价格便宜的电阻丝作电加热部件；控制电路元件少，并且不用体积大、价格贵的变压器；其温度传感部件采用晶体二极管或者热敏电阻，价格也便宜，从而大大降低了温度控制器的成本，也降低了整个装置的成本。
附表
权利要求1.一种家用低能耗温度控制装置，它包括可以放置物品的腔体(1)、可以开启的带有隔热材料的用于关闭腔体(1)的腔盖(2)、电加热部件(3)、敷设在腔体(1)外壁上的隔热层(4)、带有温度刻度标记的温度控制器(5)及温度传感部件(6)等，其特征是温度控制器(5)由直流电源、温度设定电路、比较放大触发电路、温度传感电路、电加热电路构成，其中(1)直流电源至少由两个电容(C1、C2)、一个整流二极管(D3)、一个稳压二极管(D1)构成，其输入端外接交流电源；(2)温度设定电路至少有两个电阻(R3、R5)和一个电位器(R4)串联构成，其输入端与直流电源的输出端相连，其输出端与比较放大触发电路输入端的一个端点(E)相连，该电位器(R4)的调节范围与温度控制器(5)的温度刻度标记范围相对应；(3)温度传感电路至少由一个电阻(R2)与紧挨腔体(1)外壁敷设的温度传感部件(6)串联而成，其输入端与直流电源的输出端相连，其输出端与比较放大触发电路的另一个输入端(F)相连；(4)比较放大触发电路至少有一块集成电路(A1)与一个电阻(R1)组成，其输出端(G)与电加热电路相连，集成电路(A1)由直流电源供电；(5)电加热电路由一个可控硅(CTS1)和均匀敷设在腔体(1)外壁上的电加热部件(3)串联后外接交流电源，可控硅的控制极与比较放大触发电路的输出端(G)相连；当温度设定电路的电位器(R4)调到所需温度时，比较电路向放大触发电路输入端的一个端点(E)输出恒定电压，而温度传感电路与其所感受的温度相对应向比较放大触发电路输入端的另一个端点(F)输出另一个电压，该电压高于温度设定电路输出的恒定电压时，比较放大触发电路的输出端(G)向电加热电路可控硅(CTS1)的控制极输出触发电压，可控硅导通，电加热部件(3)通电加温；随着温度的升高，温度传感电路输出端(F)的电压逐步降低，即与温度设定电路输出端(E)之间的电压差逐步缩小，可控硅的导通角也随之减小，当加热温度达到所调温度时，电压差等于零，此时，比较放大触发电路输出端(G)的输出电压为零，可控硅(CTS1)导通角也为零，电加热部件(3)停止加热；当温度下降时，温度传感电路输出端(F)的电压又升高，并且与温度设定电路输出端之间形成电压差，比较放大触发电路的输出端(G)又有电压输出，可控硅(CTS1)又导通，电加热部件(3)又通电加温，如此反复，实现了自动控温。
2.按权利要求1所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是温度传感部件(6)是由普通晶体二极管串联而成。
3.按权利要求1所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是温度传感部件(6)至少由一个热敏电阻组成。
4.按权利要求1、2或3所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是电加热部件(3)是外敷塑料保护层的电阻丝(W1)。
5.按权利要求1、2或3所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是直流电源还带有一个三端稳压电源集成电路(A3)，该集成电路(A3)输入端与原直流电源的输出端相联。
6.按权利要求4所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是直流电源还带有一个三端稳压电源集成电路(A3)，该集成电路(A3)输入端与原直流电源输出端相联。
7.按权利要求1、2或3所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是电加热电路串联了一只与一个电阻(R6)相并联的发光二极管D15。
8.按权利要求4所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是电加热电路串联了一只与一个电阻(R6)相并联的发光二极管D15。
9.按权利要求5所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是电加热电路串联了一只与一个电阻(R6)相并联的发光二极管D15。
10.按权利要求6所述的家用低能耗温度控制装置，其特征是电加热电路串联了一只与一个电阻(R6)相并联的发光二 极 管D15。
专利摘要本实用新型涉及一种特别适用于发面、发醪糟、食品保温、返潮食品复酥、孵育禽蛋等的家用温度控制装置。它由腔盖、腔体、敷设在腔体外的隔热层、均匀敷设在腔体与隔热层之间的带有绝缘防护的电加热部件和由晶体二极管串联而成的温度传感部件、温度控制装置等构成。与现有技术相比，该装置具有能耗低、可以无级调温、温度控制装置体积小精度高、安全可靠、加温均匀、适用性广及成本较低等特点。
文档编号G05D23/24GK2081106SQ90215069
公开日1991年7月17日 申请日期1990年10月27日 优先权日1990年10月27日
发明者贾丰田, 杜钟泽 申请人:航空航天工业部第六二四研究所