一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器与流程

本实用新型涉及饮用水制取设备领域，具体涉及一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器。

背景技术：

饮水器在日常生活中的应用非常广泛，一般饮水器都包括用于加热饮用水的热罐，目前探测热罐内水温的方法主要有：

1.在热罐内设置温度探头。此法理论上探测的温度误差比较小，误差产生的原因主要是元器件本身的制造误差。

2.在热罐外壁设置温度探头。此法理论上测得的温度误差较大，因为热罐的外壁和内部的水温是存在温度梯度的，通常水温大于热罐外壁温度。

然而，用上述方法难以测定水的沸点，即不易测出水在何时烧开。因为水的沸点是受海拔高度(气压)影响的。例如，在海平面高度，纯水的沸点是100摄氏度；而在海拔3000米处，纯水的沸点就是91摄氏度。

目前探测热罐内水是否沸腾的方法是：在热罐的排气通道内设置温度探头。因为水在未烧开时，产生的热蒸汽很少，流经排气通道的蒸汽也就很少，故该处温度不高；水沸腾时，会产生大量蒸汽，大量蒸汽通过排气通道就会导致排气通道的温度突然显著上升，故利用此原理可以探测到热罐内水是否沸腾。

虽然此法可以探测到水是否沸腾，然而如果热罐的上方是空的，则在结构上不能实现，因为温度探头不能悬在空中；或者蒸汽流过的空间是不确定的，即没有唯一固定的排气通道，则在结构上也无法实现。对于后面的两种情况， 要探测热罐内的水是否沸腾或者干烧，目前还没有实现该方法的产品。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器，其包括热罐、加热装置和电控器，所述加热装置用于加热所述热罐内的水，所述热罐上设有能够畅通地排放热罐内热蒸汽的排气口，所述加热装置与所述电控器电联接，其还包括红外线温度传感器，所述红外线温度传感器用于获取所述热罐外壁或排气口的温度数据，所述电控器与所述红外线温度传感器电联接。

较佳的，该饮水器还包括主机，所述主机上设置有出水龙头，所述红外线温度传感器设置在所述出水龙头的第一壳体上。

较佳的，该饮水器还包括主机，所述主机包括面板，所述红外线温度传感器设置在所述面板上。

较佳的，该饮水器还包括红外线反射体，所述主机上设置有出水龙头，所述红外线反射体设置在所述出水龙头的第二壳体上。

较佳的，所述加热装置设置在所述面板上，所述加热装置包括设置在所述面板上的电磁线圈和与之配套的电路组件，所述热罐的底部为金属材料。

较佳的，所述热罐的底部设有电源插头，所述主机上设有相应的电源插座。

较佳的，所述加热装置设置在所述热罐中盛水腔的下方。

较佳的，所述加热装置设置在所述热罐中盛水腔内。

较佳的，所述加热装置为电热元件。

与现有技术相比本实用新型具有的有益效果为：本实用新型提供的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器，能够在不同海拔高度位置测出饮水器内是否处于水沸腾状态或者干烧状态，并且适用于热罐的上方是空的，或者沸腾时罐内蒸汽流过的空间是不确定的等情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例一的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三中的热罐的另一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例四的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，为本实用新型的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方 法的饮水器的结构示意图，该饮水器包括台架1、主机2、热罐3、出水龙头5和红外线温度传感器6。台架1放置在地面上，主机2镶嵌在台架1上，出水龙头5设置在主机2上，红外线温度传感器6设置在出水龙头5的第一壳体51上，其用于测量热罐3的外壁温度。热罐3为可移动式热罐，热罐3上设有能够畅通地排放热罐内热蒸汽的排气口。

主机2包括壳体7、面板8、加热装置、加热用电控器9、净化用电控器10、水泵11、进水管12、预处理滤芯13、膜处理器14、浓水排放管15、节流阀16、冲洗电磁阀17、第一大阻力弹簧式单向阀18、第二大阻力弹簧式单向阀19、旁通阀20、净水泄放阀21、TDS探头22和TDS探头23。面板8上设有上伸的出水龙头5、加热按钮或开关，以及出水按钮或开关。红外线温度传感器6和加热按钮或开关与加热用电控器9电联接。水泵11和出水按钮或开关与净化用电控器10电联接。加热装置设置在热罐所在位置的面板8上，其包括设置在面板8上的电磁线圈和与之配套的电路组件，面板上与热罐接触处的上表面设有电绝缘面板。热罐的底部采用金属材料制造，按下加热按钮或开关，电路组件通电后通过电磁耦合使热罐底部器壁内产生涡流，利用涡流产生的电阻热加热罐内的水。

预处理滤芯13的进口接通进水管12，其出口连通膜处理器14的进口。膜处理器14的出口通过出水管与出水龙头5连通，膜处理器14的浓水排放口通过浓水排放管15放空或者与外部水箱连通。浓水排放管15上设置有节流阀16。冲洗电磁阀17的进出口分别连通节流阀16的进出口，冲洗按钮或开关设置在壳体7上，冲洗电磁阀17和冲洗按钮或开关与净化电控器10电联接。冲洗时，操作冲洗按钮或开关可以同时开启水泵11和冲洗电磁阀17，使水流快速流过膜处理器14的原水侧，对膜原水侧表面进行冲洗，将膜原水侧表面的沉积物冲刷 掉，从而延长膜处理器14的寿命。

第一大阻力弹簧式单向阀18的进口连通膜处理器14的出口，其出口与出水龙头5连通。第一大阻力弹簧式单向阀18需要水压克服弹簧阻力方能开启，故本实施例的饮水器在冲洗时，能够防止出水龙头5出水，造成水资源的浪费。但是，第一大阻力弹簧式单向阀18在正常出水时并不影响出水流量。

第二大阻力弹簧式单向阀19与节流阀16串联设置，其流向与节流阀16相同。膜处理器14滤芯内部一般会残存少量气体，从制水到待机的过程中，膜处理器14内部压力从高到低变化，膜处理器14内的气体会发生膨胀并将膜处理器14内的水挤出，因此在持续的一段时间内，会有水经过节流阀16不断流出，设置第二大阻力弹簧式单向阀19的作用就是防止饮水器待机时，膜处理器14中的水经节流阀16流出。

旁通阀20的进出口与预处理滤芯13的进出口连通，由于新的膜处理器14在初次使用前要进行冲洗调试，将膜表面的化学保护剂冲洗下来，冲洗调试时开启旁通阀20，带有膜表面化学保护剂的水经旁通阀20流出，从而防止化学保护剂流入预处理滤芯13缩短预处理滤芯使用寿命。

净水泄放阀21的进口连通膜处理器14的出口，净水泄放阀21的出口直接连通浓水排放管放空或者接入外部水箱。饮水器如果待机时间过长，膜处理器14原水侧的离子或污染物会穿过膜渗透到净水侧，导致下次使用初期水质变差，接入净水泄放阀21后，可以在使用初期开启该阀，将水质较差的部分水先释放出去，以此可以确保出水水质。

探头TDS22设置在预处理滤芯13的进水管12上，用于检测水源水的TDS值；TDS探头23设置在膜处理器14的出水管上，用于检测净化后水的TDS值。通过设置TDS探头22和TDS探头23，一方面便于用户观测膜处理器14对原水 的TDS去除效果，即让用户直接判断膜处理器14是否在正常工作；另一方面判断原水作为膜处理器14的进水在TDS数值上是否属于机器适应的范围内，如果TDS太高，则不能作为膜处理器的进水，以此来保护膜处理器中的膜。

实施例二

如图2所示，为本实用新型的又一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图，本实施例的饮水器与实施例一的饮水器的不同之处在于：本实施例的饮水器中的红外线温度传感器6设置在主机2的面板8上，该饮水器还包括红外线反射体4，该红外线反射体4设置在红外线温度传感器6上方的出水龙头5的第二壳体52上，其用于将热罐3表面或排气口发出的红外线折射到红外线温度传感器6上。通过设置红外线反射体，能够为不同的产品外观造型在结构设计方面提供方便。

实施例三

如图3所示，为本实用新型的又一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图，本实施例的饮水器与实施例一的饮水器的不同之处在于：本实施例的饮水器中热罐3的底部设有电源插头31，主机2的面板8上设有相应的电源插座81，加热装置32设置在热罐3中盛水腔的下方，当然，也可以设置在热罐3的盛水腔内，如图4所示。加热装置32是电热管或者是其它电热元件。电源插头31和加热装置32电连接。热罐3的电源插头31插入所述电源插座81中，连通电源，给热罐3内的水进行加热。

实施例四

如图5所示，为本实用新型的又一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器的结构示意图，本实施例的饮水器与实施例二的饮水器的不同之处在于：本实施例的饮水器中热罐3的底部设有电源插头31，主机2的面板8上设有相应的电源插座81，加热装置32设置在热罐3中盛水腔的下方，当然，也可以设置在热罐3的盛水腔内。加热装置32是电热管或者是其它电热元件。电源插头31和加热装置32电连接。热罐3的电源插头31插入所述电源插座81中，连通电源，给热罐3内的水进行加热。

现介绍利用上述饮水器如何实现的饮水器内水沸腾的探测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S101，加热装置通电，对热罐内水进行加热。

步骤S102，利用红外线测温传感器探测热罐外壁或排气口的温度。

加热装置通电同时，红外线温度传感器开始工作，实时探测热罐外壁或排气口的温度数据，将获取的温度数据传递给加热用电控器。

步骤S103，计算热罐外壁或排气口温度对时间的变化率K。

加热用电控器获取温度数据后计算热罐外壁或排气口温度对时间的变化率K，K的计算公式为： 。

式中：T₂为后一时刻测得的温度值，单位为℃；T₁为前一时刻测得的温度，单位为℃；t₂为从加热装置通电开始至后一时刻的持续加热时间，单位为秒；t₁为从加热装置通电开始至前一时刻的持续加热时间，单位为秒。

先对公式中K的物理含义进行解释：如果K大于零，说明随着加热过程的进行，在处于前一时刻和后一时刻之间的时段热罐内水温处于继续上升状态。K值越大，说明水温上升速度越快，K为最大值时对应水温上升速度最快，如果导致水温上升的原因只有电源提供给加热装置的电能，则此时电源提供的电能全 部或几乎全部用于升高水的温度。K值越小，说明水温上升速度越慢，K为零时对应水温不再上升，在加热器继续通电加热，且没有冷却装置的冷却效果能够抵消加热器的加热效果的条件下，则此时电源提供的电能全部或几乎全部用于将热罐内的水变成水蒸汽，即电能全部或几乎全部变成汽化潜热，罐内水处于沸腾状态，水的温度稳定地保持在沸点不变。如果K虽然大于零，但是接近于零，说明水温上升速度非常慢，即接近沸腾状态。考虑到热罐外壁温度通常总是小于内部的水温，此时热罐内的水可能已经沸腾，所以在罐内水温刚好上升到沸点的准确时刻K可能不等于零，是大于零的一个很小值，对于确定的装置，该值可以通过试验来确定，影响该值大小的因素包括罐壁的传热性能和热罐向四周的散热性能。如果K小于零，说明热罐内水温处于下降状态。通常在加热装置通电加热过程中，K值不会出现负值，除非在此过程中向热罐内加入冷水、冰、或其它低温物品。

步骤S104，当K值小于设定值K₀或等于零时，则判断热罐内水处于沸腾状态。其中，设定值K₀根据试验确定。

为了防止误判，步骤S104还包括热罐外壁或排气口温度不小于设定温度T₀。如将设定温度T₀设为50℃，当环境温度为20℃，罐内水温也为20℃，如果加热装置内部的电路出现断路，但加热装置电源已经接通。对于这种情况，有了设定温度T₀为50℃，就能够避免误判，否则，就会将20℃的水判断为沸腾状态。

T₀的取值范围为：饮水器周围环境最高温度＜T₀＜沸点-测量误差。例如，饮水器周围环境最高温度为45℃，测量误差为10℃，沸点为100℃，则T0的取值范围为：45℃＜T₀＜90℃。

上述饮水器内水沸腾探测方法还包括：

步骤S105，当判断罐内水处于沸腾状态后，加热装置立即断电停止加热。

现介绍利用上述饮水器如何实现的饮水器内干烧的探测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S201，加热装置通电，对热罐内水进行加热。

步骤S202，利用红外线测温传感器探测热罐外壁或排气口的温度。

加热装置通电同时，红外线温度传感器开始工作，实时探测热罐外壁或排气口的温度数据，将获取的温度数据传递给加热用电控器。

步骤S203，计算热罐外壁或排气口温度对时间的变化率K。

加热用电控器获取温度数据后计算热罐外壁或排气口温度对时间的变化率K，K的计算公式为： 。

式中：T₂为后一时刻测得的温度值，单位为℃；T₁为前一时刻测得的温度，单位为℃；t₂为从加热装置通电开始至后一时刻的持续加热时间，单位为秒；t₁为从加热装置通电开始至前一时刻的持续加热时间，单位为秒。

先对公式中K的物理含义进行解释：如果K大于零，说明随着加热过程的进行，在处于前一时刻和后一时刻之间的时段热罐内水温处于继续上升状态。K值越大，说明水温上升速度越快，K为最大值时对应水温上升速度最快，如果导致水温上升的原因只有电源提供给加热装置的电能，则此时电源提供的电能全部或几乎全部用于升高水的温度。K值越小，说明水温上升速度越慢，K为零时对应水温不再上升，在加热器继续通电加热，且没有冷却装置的冷却效果能够抵消加热器的加热效果的条件下，则此时电源提供的电能全部或几乎全部用于将热罐内的水变成水蒸汽，即电能全部或几乎全部变成汽化潜热，罐内水处于沸腾状态，水的温度稳定地保持在沸点不变。如果K虽然大于零，但是接近于零，说明水温上升速度非常慢，即接近沸腾状态。考虑到热罐外壁温度通常总是小于内部的水温，此时热罐内的水可能已经沸腾，所以在罐内水温刚好上升 到沸点的准确时刻K可能不等于零，是大于零的一个很小值，对于确定的装置，该值可以通过试验来确定，影响该值大小的因素包括罐壁的传热性能和热罐向四周的散热性能。如果K小于零，说明热罐内水温处于下降状态。通常在加热装置通电加热过程中，K值不会出现负值，除非在此过程中向热罐内加入冷水、冰、或其它低温物品。

步骤S204，当K值大于设定值K_f时，则判断热罐处于干烧状态。其中，设定值K_f根据试验确定。

为了防止对于直接向热罐加热水的情况而导致干烧误报，步骤S204还包括热罐外壁或排气口温度不小于设定温度T_f。如将设定温度T_f设为95℃，可以满足低海拔地区要求。T_f的取值范围为：不大于沸点且显著大于环境最高温度，也即饮水器周围环境最高温度＜T_f＜沸点。不大于沸点是基于安全考虑，及早断电防止事故发生；显著大于环境温度可以减少误报。例如，即使100℃的热水，倒入热罐后通常水温不会超过95℃。

上述饮水器内干烧探测方法还包括：步骤S205，当判断罐内处于干烧状态后，加热装置立即断电停止加热。

本实用新型提供的一种能够实现饮水器内水沸腾、干烧探测方法的饮水器，能够在不同海拔高度位置测出饮水器内水是否处于沸腾状态或者干烧状态，并且适用于热罐的上方是空的，或者沸腾时罐内蒸汽流过的空间是不确定的等情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。