一种自动加液体加热装置的制作方法

本实用新型涉及液体加热领域，尤其涉及一种自动加液体加热装置。

背景技术：

目前居民消费者使用的饮水机、饮料机、茶水机缺乏自动添加液体后自动加热的功能。工业使用的液体加热容器同样缺乏这一功能，达不到恒温保持的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

为实现上述目的，本实用新型提供一种自动加液体加热装置，包括添加器、加热装置本体、温度传感器、加热器、控制装置和至少一个薄膜压力传感器，其中，温度传感器和加热器均位于加热装置本体内部，添加器和控制装置位于加热装置本体的外部，控制装置连接添加器、温度传感器、加热器、薄膜压力传感器；温度传感器用于测量加热装置本体内的液体的温度，并将温度以电信号的形式反馈给控制装置；薄膜压力传感器，位于加热装置本体的下方，用于测量加热装置本体内的液体的重量，并将重量以电信号的形式反馈给控制装置；控制装置，用于控制添加器向加热装置本体内添加液体，以及控制加热器向对加热装置本体内的液体进行加热。

优选地，薄膜压力传感器的薄膜压力信号通过惠斯通电桥进行转换。

优选地，加热装置本体的下方设置有加热底座，加热底座包括耦合器、面板机械层和位于面板机械层上的多个物理层，多个物理层从下到上依次为粘结层、保护层和耐磨层，耦合器位于多个物理层的中心，并贯穿多个物理层；薄膜压力传感器位于保护层中的预设区域。

优选地，耐磨层的厚度范围为5um-100um，保护层的厚度范围为5um-100um，粘结层的厚度范围为5um-100um。

优选地，耐磨层的材料为以下材料中的至少一种：三氧化二铝、氮化硅、二氧化硅、碳化硅、聚酯和绝缘树脂。

优选地，保护层的材料为以下材料中的至少一种：三氧化二铝、氮化硅、二氧化硅、碳化硅、聚酯和绝缘树脂。

优选地，薄膜压力传感器的个数为2。

优选地，薄膜压力传感器的个数为3。

本实用新型可以实现在自动添加液体后自动进行加热，另外，采用薄膜压力传感器，可以减小整个装置的体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种自动加液体加热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种薄膜压力传感器和添加器的工作电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种添加液体后自动加热的工作原理图；

图4为本实用新型实施例提供的一种薄膜压力传感器的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种薄膜压力传感器的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的一种惠斯通电桥的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种加热底座的剖视图；

图8为本实用新型实施例提供的另一视角下的加热底座的剖视图；

图9为本实用新型实施例提供的一种步骤21后得到的剖视图；

图10为本实用新型实施例提供的一种步骤22后得到的剖视图；

图11示意了设置2个薄膜压力传感器时的布局情况；

图12示意了设置3个薄膜压力传感器时的布局情况；

附图标记说明：

1-添加器，2-加热装置本体，3-温度传感器，4-加热器，5-薄膜压力传感器，6-控制装置，7-面板机械层，8-粘结层，9-保护层，10-耐磨层，11-耦合器，12-温度信号线，13-电源线，14-离型膜层；

51-应变电阻敏感材料，52-第一压力信号线，53-第二压力信号线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1，本实用新型实施例提供一种自动液体加热装置，包括添加器1、加热装置本体2、温度传感器3、加热器4、控制装置6和至少一个薄膜压力传感器5，其中，温度传感器3和加热器4均位于加热装置本体2内部，添加器1位于加热装置本体2的上方，控制装置位于加热装置本体2的下方，控制装置6连接添加器1、温度传感器3、加热器4、薄膜压力传感器5。

温度传感器3用于测量加热装置本体2内的液体的温度，并将温度以电信号的形式反馈给控制装置6。

薄膜压力传感器5，位于加热装置本体2的下方，用于测量加热装置本体内3的液体的重量，并将重量以电信号的形式反馈给控制装置6；

控制装置6，用于控制添加器1向加热装置本体2内添加液体，以及控制加热器4向对加热装置本体2内的液体进行加热。

其中，当检测到加热装置本体2内的液体低于第一预设值时，温度传感器3反馈给控制装置6，控制装置6控制加热器进行加热。

当检测到加热装置本体2内的液体到达或者超过第二预设值时，薄膜压力传感器5将液体的重量转化为电信号反馈控制装置6，控制装置6控制添加器1停止向加热装置本体2内添加液体。

其中，控制装置可以选用处理器，对温度和重量转化的电信号进行判断，以做出相应的动作。处理器可以选用pic16f676。

控制装置也可以采用继电器对相应阈值做出判断，然后做出相应动作，如图2，是对液体重量做出判断以及相应动作的原理图,输入端连接薄膜压力传感器5的输出端，当输入电压未到达预设阈值时，继电器relay5v上面的选择开关导通s1，添加器1所在回路导通，添加器1持续加水，当输入电压达到预设阈值时，继电器relay5v上面的选择开关导通s2，添加器1所在回路断开。同样的，利用继电器可以实现对温度判断以及相关相应动作的响应。对于添加液体后自动加热的功能，可以通过相关逻辑电路的设计实现，例如图3所示意的电路图，其大致原理如下：

在图2的基础上，添加液体满足预设阈值后，s2所在支路导通，该支路上的继电器对应的选择开关导通s4，作为加热的必要条件之一，同时温度达到预设阈值后，通过继电器导通s5，将s4、s5通过与门逻辑电路连接到加热器上，实现添加液体后的自动加热。

在一个示例中，加热装置本体2的下方设置有加热底座，如图7-8所示，加热底座包括耦合器11、面板机械层7和位于面板机械层7上的多个物理层，多个物理层从下到上依次为粘结层8、保护层9和耐磨层10，耦合器11位于多个物理层的中心，并贯穿所述多个物理层。前述的薄膜压力传感器5位于保护层9中的预设区域。其中，薄膜压力传感器5引出两根压力信号线：第一压力信号线52，第二压力信号线53,耦合器11下方还引出电源线13和温度信号线12。

在一个示例中，耐磨层10是一层非常薄的薄膜，不影响薄膜压力传感器5的线性测量关系。耐磨层10主要解决划痕问题，利于经久耐用。耐磨材料可以是三氧化二铝、氮化硅、二氧化硅、碳化硅、聚酯、绝缘树脂的一种或多种。

在一个示例中，保护层9是一层非常薄的薄膜，起到固定薄膜压力传感器5、压力信号导线以及防水、绝缘的功能，材料，可以是三氧化二铝、氮化硅、二氧化硅、碳化硅、聚酯、绝缘树脂的一种或多种。

在一个示例中，粘结层8用于将结构粘结在面板机械层7上固定，采用结构胶粘剂，厚度12um-580um。

在一个示例中，压力信号线由金属铜制成，用于传输信号。

在一个示例中，粘结层下方还设置有离型膜层，在与面板机械层结合前,离型膜层用于在保护粘结层。

下面介绍薄膜压力传感器5：

如图4-6，薄膜压力传感器5包括用于感应液体压力的应变电阻敏感材料51，与应变电阻敏感材料51连接的第一压力信号线52和第二压力信号线53。

采用薄膜压力传感器，利用应变电阻敏感材料获知垂向压力，进一步转化为电信号。

在一个示例中，应变电阻敏感材料可以是氮化钛、氮化镓、氮化钒、氮化钽、氮化锆、砷化镓、硫化钐、碳合金、以及钛、镨、铈、镓、镧、钒、锆、钇、钕、碳及其氧化物的一种或多种。

在一个示例中，薄膜压力传感器可以采用市售品，或者采用cvd镀膜技术一体制造。

薄膜压力传感器产生的薄膜压力信号通过惠斯通电桥进行转换，如图6所示，其中，惠斯通电桥输出压力电压信号为：

r1:薄膜压力传感器等效电阻，可以是1个、2个、3个等多个薄膜压力传感器串联或并联得到；

r2,r3,r4:电桥匹配电阻，选取合理的电阻使得vfo工作于线性区间；

e:恒压恒流电源。

本实用新型实施例还提供一种加热底座的制作方法，包括如下步骤

步骤11：制作保护层的底层。

示例性的，使用聚酯(pet)薄膜制作，要求拉平、无褶痕，厚度5um-100um。

步骤12：制作保护层的中间层(传感器层)。

示例性的，将薄膜压力传感器放置于预设位置，并将铜箔连接好，厚度20um-800um。

步骤13：制作保护层的顶层。

示例性的，使用聚酯(pet)薄膜制作，要求拉平、无褶痕，厚度5um-100um。

步骤14：制作耐磨层。

示例性的，材料可以是二氧化硅膜，聚氨酯膜等，采用镀层、涂敷等技术制作。

步骤15：将以上层加金属块加压力压实，保证无气泡。

步骤16：将以上层放入烘干箱，70℃±10℃保温1-4小时。

步骤17：制作粘结层。

示例性的，粘结层主要使用结构胶粘剂制作，用于结构胶粘聚酯(pet)和目标结构层，厚度12um-580um。

步骤18：制作离型膜层

离型膜层用于在使用前保护粘结层，是与粘结层材料配套的材料。

步骤21：在上述结构的中心位置切割挖空多余材料。

示例性的，在中心位置按照预设大小挖空上半圆和下半圆。

该步骤结束后的一种加热底座剖视图如图9所示。

步骤22：弯折压力信号线

在压力信号线靠近空心的位置将压力信号线项粘结层方向弯折90°。

该步骤结束后的一种加热底座剖视图如图10所示。

步骤23；将标准水壶耦合器、图10示出的装置、面板机械层装配在一起，得到加热底座。

在前面的实施例中只设置了1个薄膜压力传感器，本实用新型实施例还提供了更多个数的薄膜压力传感器，如图11，设置了2个薄膜压力传感器。如图12，设置了3个薄膜压力传感。

应当理解，根据设计需求，上述薄膜压力传感器的数量是可以改变的。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。