自动控温节能的电磁加热全玻璃壶的制作方法

本发明涉及电磁加热节能的全玻璃养生水壶的技术领域，特别是一种用于玻璃壶底面的自动控温节能的电磁加热全玻璃壶。

背景技术

目前，市面上的电磁加热式玻璃器皿，包括包括微晶面板、线圈盘、控制装置和底壳。以玻璃器皿在底部覆贴导磁膜作用为加热的壶体，玻璃壶直接放置在电磁加热底座上导磁加热，主要存在以下问题：

一是：在长期使用过程中，玻璃壶底部与电磁加热底座的面板频繁摩擦，使玻璃壶体底部的电磁加热层容易磨损脱离；

二是：电磁加热座的上面、玻璃壶底面均为光滑平面，电磁加热过程中，直接将玻璃壶放置在电磁加热座的顶面，很容易发生误碰导致玻璃壶位移或不小心打翻，加热过程中溅出高温液体容易使周围人员被烫伤；

三是：电磁加热玻璃壶使用过程中，需要人员守在电磁加热玻璃壶旁边，需要人工根据加热效果，判断是否已经完成加热，并手动控制供电的通断，一旦人员离开很容易出现干烧现象，不符合国家制定的安规要求。

四是：由于此类玻璃器皿都是高硼硅玻璃吹制，底部厚薄不均，膨胀系数较大，在频繁的冷热急变的环境下容易破裂。

另外，由于壶底加热后热量较高并囤积在电磁加热底座的面板上，在加热过程中电磁加热底座升温发烫，容易烫伤人员，并且使电磁加热底座内贴近面板的元器件，例如线圈盘、电路板等容易受到热辐射或导热温度过高而影响使用寿命，同时也浪费了电能，使用成本较高，不受消费者的欢迎。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种自动控温功能、防干烧、节能的电磁加热玻璃壶。

本发明提出一种自动控温节能的电磁加热全玻璃壶，包括玻璃杯体、装配在所述玻璃杯体底部的耐高温防裂玻璃底板、设置在耐高温防裂玻璃底板下方的电磁加热座，所述耐高温防裂玻璃底板设置有与槽配合的电磁加热层，所述耐高温防裂玻璃底板装配在所述玻璃杯体底部，其特别之处于：所述耐高温防裂玻璃底板的底部或者玻璃杯体的侧面设置有用于传感玻璃杯体内液体温度的温度传感器，所述耐高温防裂玻璃底板凸出于底面设置有第一耦合器，所述电磁加热座的上部凸出顶面设置有第二耦合器，第一耦合器设置有外圈金属片，第二耦合器设置有内圈金属触片和外圈金属触片，所述温度传感器的输出端连接第一耦合器外圈，第一耦合器和第二耦合器的外圈相耦合实现信号连通，所述第二耦合器的外圈连接有单片机控制模块，所述单片机控制模块连接有继电器，所述继电器与第二耦合器的内圈之间串联连接电源端和电磁感应线圈。

在上述技术方案中，所述耐高温防裂玻璃底板下底面设有若干同心凹槽，凹槽内涂覆有导磁浆料，导磁浆料外表面设有氧化镁粉，耐高温防裂玻璃所述底板下底面喷涂一层耐高温玻璃微珠反光漆，所述耐高温玻璃微珠反光漆外面涂覆一层气凝胶保温层。

在上述技术方案中，所述电磁加热座上表面设置有控制面板，所述控制面板上设有若干个功能触控按钮、温度显示液晶屏、功率触控屏和定时触控屏，所述电磁加热座内部设置有电路控制板，若干个功能触控按钮、功率触控屏和定时触控屏连接到所述电路控制板的输入端，所述电路控制板输出端连接所述温度显示液晶屏。

在上述技术方案中，所述第一耦合器的外圈金属片设有径向开口槽，用于防止电磁加热座内部电磁线产生磁感应涡流。

在上述技术方案中，所述玻璃杯体底部外侧设置有外置液位计，第一耦合器设置有内圈金属片，第二耦合器设置有内圈金属触片，所述外置液位计的输出端连接第一耦合器内圈，第一耦合器内圈金属片和第二耦合器的内圈金属触片相耦合实现信号连通，所述第二耦合器的内圈金属触片连接单片机控制模块的输入端。通过外贴外置液位计，从玻璃杯体外部连续、完全不接触玻璃杯体内的液体和气体，精确地测量玻璃杯体内的液位，并将水位信号转换为电信号，通过第一耦合器和第二耦合器相耦合传递到单片机。

本发明的耐高温防裂玻璃底板采用的玻璃材质为本申请人申请的发明专利，专利申请号为201710936522.6，公开的高强度防裂耐高温玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(一)、将如下质量份数的原料粉粹：

石英8.5-8.8，碳酸钠0.2-0.3，石灰0.3-0.4，硼硅酸盐0.6-0.65；氧化钾0.1-0.15；

(二)、将上述粉粹后的原料干燥处理，均匀混合；

(三)、熔制：混合后的原料加入到池窑或坩埚窑内，逐渐升温至1700-1800℃加热，形成均匀无气泡的液态玻璃，保温至20-24小时；

(四)、将熔制后的液态玻璃经过流槽砖进入盛有熔融锡液的锡槽中，玻璃液的密度小于锡液的密度，玻璃液浮在锡液表面上，在玻璃液本身的重力及表面张力作用下，均匀地摊平在锡液表面上；

(五)、定型：玻璃液上表面受到高温区的抛光作用使玻璃液的两个表面平整，成平板的定型后，冷却至800-900℃，保温2-4小时；

(六)、退火：冷却后进入退火窑，在400-500℃下退火3-4小时，自然冷却至常温，得到高强度防裂耐高温玻璃平板。

采用上述方法制备的玻璃板，具有优良的耐高温性能：软化点温度约为1300℃，在1000℃下可长时间使用，最高使用瞬时温度可达1500℃；在高温下的化学稳定性，是一种良好的耐化学侵蚀材料；热膨胀系数极小、并能承受剧烈的温度变化，玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能，可见光透过率在92％以上，电绝缘性能好，作为电加热壶的加热底盘，，该类高温玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能，使用安全。

本发明的耐高温防裂玻璃底板采用的玻璃材质还可以为石英玻璃，微晶玻璃，这两种材质均可承受800-1000℃的高温，膨胀系数小，厚薄均匀，耐震性好的特点。

本发明的耐高温防裂玻璃底板采用胶水固定在玻璃杯体底部，再将塑胶卡环或者用不锈钢环用螺丝拧紧固定在玻璃杯体底部外部，起到耐高温防裂玻璃底板不用滑脱的作用。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过在耐高温防裂玻璃底板设置凸出于底面的第一耦合器，在电磁加热座的上部设置凸出顶面的第二耦合器，在使用过程中，通过第一耦合器和第二耦合器镶嵌，将装配有耐高温防裂玻璃底板的玻璃杯体限位固定在电磁加热座上，有效防止在使用过程中玻璃壶底部与电磁加热底座的面板摩擦，大大减少了玻璃壶体底部的电磁加热层磨损，有效防止了电磁加热层脱落；

2、使用过程中，通过第一耦合器和第二耦合器镶嵌将玻璃杯体限位固定在电磁加热座上，防止了误碰导致玻璃壶位移或不小心打翻的现象，杜绝了加热过程中溅出高温液体致周围人员被烫伤；

3、本发明通过温度传感器将玻璃杯体的温度实时传感到单片机上，当玻璃杯体内达到设定的温度值时，单片机控制继电器的断开，整个电磁加热座的供电回路断开，有效防止了干烧，增强了电磁加热玻璃壶的安全性能，符合国家强制性安规的要求。

4、本发明在耐高温防裂玻璃底板下底面设有若干同心凹槽，凹槽内涂覆有导磁浆料，增加了导磁浆料与耐高温防裂玻璃底板的接触面积，在导磁传热时，传热速度快、传热效率高，而且导磁浆料经高温烧结后与玻璃熔融为一体，接触更加紧密牢固，热量更利于被加热液体均匀吸收；

5、耐高温玻璃微珠反光漆，能将向外辐射的热能反射回被加热的液体中，同时气凝胶保温层能有效阻止热空气的对流造成的热量损失，从而大大提高了热利用率，经过实验证明，本发明加热过程中，热利用率达到85％-92％，加热过程中电磁加热底座上仅仅吸收到8％-15％的热量，有效防止电磁加热底座升温发烫，防止电磁加热底座内贴近面板的元器件在高温中损坏，同时节约了大量能耗，降低了使用成本；

6、耐高温防裂玻璃底板下底面氧化镁粉填满凹槽后，使传递到玻璃上的热量更加充分、均匀，增加了热能利用的效率，节约了电能，降低了使用成本。

7、本发明采用的玻璃板为本申请人的专利制备的防热耐高温玻璃板，或者石英玻璃、微晶玻璃，在制造过程中厚薄均匀，热膨胀系接近为0，在冷热急变的环境下不容易破裂，提高了使用寿命，全玻璃壶，无重金属析出，卫生干净，晶莹剔透，美观，深受消费者的欢迎。

附图说明

图1为本发明耐高温防裂玻璃底板(2)装配在玻璃杯体(1)底部的结构示意图；

图2为本发明的电磁加热座(3)剖视图；

图3为本发明的电磁加热座(3)俯视结构示意图；

图4是本发明的第一耦合器(5)的剖视结构示意图；

图5是本发明的温度传感器及电磁感应线圈回路控制原理框图。

图中：1-玻璃杯体；2-耐高温防裂玻璃底板；3-电磁加热座；4-温度传感器；5-第一耦合器；6-第二耦合器；7-电磁感应线圈；8-凹槽；9-控制面板；10-开槽，11-单片机控制模块；12-继电器；13-外置液位计。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明提出的自动控温节能的电磁加热全玻璃壶，如图1和图2所示，包括玻璃杯体1、装配在玻璃杯体1底部的耐高温防裂玻璃底板2、设置在耐高温防裂玻璃底板2下方的电磁加热座3，耐高温防裂玻璃底板2设置有与槽配合的电磁加热层，耐高温防裂玻璃底板2装配在玻璃杯体1底部，耐高温防裂玻璃底板2的底部或者玻璃杯体1的侧面设置有用于传感玻璃杯体1内液体温度的温度传感器4，耐高温防裂玻璃底板2凸出于底面设置有第一耦合器5，电磁加热座3的上部凸出顶面设置有第二耦合器6，第一耦合器5设置有外圈金属片，第二耦合器6设置有内圈金属触片和外圈金属触片，温度传感器4的输出端连接第一耦合器5外圈，第一耦合器5和第二耦合器6的外圈相耦合实现信号连通，第二耦合器6的外圈连接有单片机控制模块11，单片机控制模块11连接有继电器12，如图5所示，继电器12与第二耦合器6的内圈之间串联连接电源端和电磁感应线圈7。第一耦合器5的外圈金属片设有径向开口槽10，用于防止电磁加热座3内部电磁线产生磁感应涡流。

玻璃杯体1底部外侧设置有外置液位计13，第一耦合器5设置有内圈金属片，第二耦合器6设置有内圈金属触片，所述外置液位计13的输出端连接第一耦合器5内圈，第一耦合器5内圈金属片和第二耦合器6的内圈金属触片相耦合实现信号连通，所述第二耦合器6的内圈金属触片连接单片机控制模块的输入端。

耐高温防裂玻璃底板2下底面设有若干同心凹槽8，凹槽内涂覆有导磁浆料，再用氧化镁粉填平凹槽8，然后放入高温烤炉中加热烧结，待导磁浆料跟玻璃熔融成一体后，采用缓慢梯度降温至常温的方法进行冷却，在冷却后的玻璃导磁发热盘底部喷涂一层耐高温玻璃微珠反光漆，待耐高温玻璃微珠反光漆干燥后，在耐高温玻璃微珠反光漆外面涂覆气凝胶保温层，即得到成品的耐高温防裂玻璃底板2。

如图3所示，电磁加热座3上表面设置有控制面板9，控制面板9上设有若干个功能触控按钮、温度显示液晶屏、功率触控屏和定时触控屏，电磁加热座3内部设置有电路控制板，根据功能触控按钮的所对应的功能，转换为加热功率和加热时间，电路控制板控制电磁感应线圈7产生的功率和加热时间。温度显示液晶屏显示正在加热的时间，功率触控屏设定加热过程中功率，定时触控屏设定加热开始时间和加热完成时间。

本发明工作过程中，通过温度传感器4检测玻璃杯体1内液体温度，当液体温度达到温度传感器4没有达到设定的温度(如100℃)时，温度传感器4将电信号通过第一耦合器5和第二耦合器6的外圈输出到单片机，单片机控制继电器12正常工作，电磁感应线圈7与电源之间通电，电磁加热玻璃壶自动断电正常工作；当液体温度达到温度传感器4设定的温度(如100℃)时，温度传感器4将电信号通过第一耦合器5和第二耦合器6的外圈输出到单片机，单片机控制继电器12断开，电磁感应线圈7与电源之间断开，停止供电，电磁加热玻璃壶自动断电停止工作；

同时，玻璃杯体1底部外侧设置有外置液位计13，检测玻璃杯体1的液面高度，当玻璃杯体1的液面高于玻璃杯体1最低液位时，外置液位计13将检测的液位信号通过第一耦合器5和第二耦合器6的内圈输出到单片机，单片机控制继电器12正常工作，电磁感应线圈7与电源之间通电，电磁加热玻璃壶自动断电正常工作；当玻璃杯体1的液面低于玻璃杯体1最低液位时，外置液位计13将电信号通过第一耦合器5和第二耦合器6的内圈输出到单片机，单片机控制继电器12断开，电磁感应线圈7与电源之间断开，停止供电，电磁加热玻璃壶自动断电停止工作；

当温度传感器4和外置液位计13正常工作时，双重保险防止电磁加热玻璃壶干烧；两者中有一个出现故障，另一个正常工作，仍然可以有效防止电磁加热玻璃壶干烧。

本发明采用的导磁浆料由质量百分比为25％铁镍合金粉、60％银、15％釉浆混合制成，而且铁镍合金粉、银为过3000目以上的粉体混合均匀后再与釉浆均匀混合，耐高温玻璃微珠反光漆表面涂有一层耐高温保温密封胶层5，耐高温保温密封胶层5可以为gl-1250或其它材料代替。

本发明的电磁加热座通电后，交流电线圈作为电磁炉的磁场交变源，使玻璃导磁发热盘产生感应电流，在环形导磁膜内形成若干涡流，电子激烈碰撞产生热能，导磁膜层跟玻璃同时受热，将热量传递到壶内对液体进行加热，这样吸热面积大、热阻小；玻璃导磁发热盘底部喷涂一层耐高温玻璃微珠反光漆，耐高温玻璃微珠反光漆外面涂覆气凝胶保温层，热能利用效率高，节能效果明显。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他的相关技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。