具有智能控制功能的制氢装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有智能控制功能的制氢装置，包括控制电路和阳极电极和阴极电极，所述控制电路包括电源模块、显示模块、电流检测电路、驱动模块、输出电路、开关单元和控制器，所述阳极电机和阴极电极与输出电路连接，这种具有智能控制功能的制氢装置通过微型计算机控制外部电源对阳极电极和阴极电极的输出，电路简洁智能；具有过流保护功能，制氢过程安全可靠；可设定启动和关闭时间，操控简便，根据使用需求，灵活调节制氢的时间，并将工作时长以倒计时方式在LED数码管上显示，用户一目了然，避免因为制氢时间过长到出现的危险情况，保证了用户安全可靠的利用氢水。
【专利说明】具有智能控制功能的制氢装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电解水制氢【技术领域】，尤其涉及一种具有智能控制功能的制氢装置。
【背景技术】
[0002]氢水顾名思义即是含有氢气的水，自从发现氢气的医学效应和生物学效应以来，近年来，国际医学界和生物学界都在积极研究。其中具有代表性的研究者是日本东京大学的太田教授和上海第二军医大学的孙学军教授。目前比较流行的观点认为氢气具有选择性抗氧化作用；对生物体有害的自由基，氢气能主动性选择与其结合生成水。医学界普遍认为自由基学说是疾病的和衰老的根本原因之一，氢气选择性中和有害自由基，为氧化损伤产生的疾病提供了一种治疗方法，更重要的是对人体预防疾病的发生和衰老提供了一种预防措施，氢气是所有元素中质量最轻的元素，常温常压下以气体形式存在。人体利用氢气的方法之一就是将氢气溶入高纯度的水中，借助水为载体进入身体，在体内散发从而对人体因有害自由基产生的氧化起到一个还原作用。
[0003]最常使用的电解水制氢，多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本虽然较高，但产品纯度大，相对于水煤气法制氢、焦炉煤气冷冻制氢、石油热裂的合成气和天然气制氢等其它的制氢方法方便实施，一般的电解制氢/水机与其它家用电器相同插上电就可以制氢<，对于一般的普通市民来说，电解制氢是最符合他们的生活习惯。
[0004]目前市面上有很多电解制氢装置，虽然达到基本的制氢水的目的，但是大多仍然在采用控制功能单一的老式模拟电路，有些虽然利用单片机这样的智能芯片来控制整个电解电路，但是目的是用来提高制氢量和提高氢水的氢的浓度，而忽略了最重要、与用户的生命财产息息相关的使用安全的问题。众所周知，氢气是易燃易爆气体，一旦在制氢时失去对系统的控制，后果不堪设想。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是:为了解决现有的制氢装置在控制系统上忽略的安全性的问题，本实用新型提供了一种具有智能控制功能的制氢装置来解决上述问题。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有智能控制功能的制氢装置，包括控制电路和阳极电极和阴极电极，所述控制电路包括电源模块、显示模块、电流检测电路、驱动模块、输出电路、开关单元和控制器，所述阳极电机和阴极电极与输出电路连接；
[0007]所述电源模块的一端接外部电源，另外一端输出稳压直流电源VCC ；
[0008]所述电流检测电路的输入端接外部电源，输出端与控制器连接；
[0009]所述外部电源通过驱动模块与输出电路连接，输出电路的二个输出端分别与阳极电极和阴极电极连接，所述驱动模块信号输入端与控制器连接；[0010]所述显示模块和开关单元均与控制器连接。
[0011]所述控制器，利用脉冲信号触发驱动电路导通，将外部电压与输出电路接通；建立安全标准并根据电流检测电路的测量信号来控制驱动电路的通断；根据开关单元设定的工作时间进行倒计时并在显示模块上显示。
[0012]作为优选，所述电源模块包括整流桥B2和三端稳压器Ul，所述整流桥B2的二个交流输入端接外部电源，正输出端和负输出端通过滤波电路分别与三端稳压器Ul的输入端和接地端连接，所述三端稳压器Ul的输出端输出稳压直流电源VCC，用于包括控制器在内的其它模块的工作电源。
[0013]具体的，所述控制器为微型计算机U2，型号为STC12C5A60S2，所述微型计算机U2的VCC端接入稳压直流电源VCC。
[0014]制氢装置在使用过程中会出现电流过大的问题，输出到阳极电机和阴极电极时容易造成烧毁和性能降低，所述电流检测电路包括互感器Tl和整流桥B3，所述互感器Tl的二个输入端接外部电源，二个输出端与所述整流桥B3的二个交流输入端连接，所述整流桥B3的正输出端和负输出端通过电阻R14、R13、电容C10、C11和二极管D5的分压滤波后接入微型计算机U2的Pl.5 口，将安全电流的上限设置为400ma，Pl.5 口检测到电流超过安全上限，便能及时停止工作，保护电机。
[0015]所述驱动模块包括双向可控硅T2、光电耦合器OPI和三极管Q7，所述三极管Q7的基极接分别接电阻R26和R21的一端，电阻R26的另外一端接地，电阻R21的另外一端与微型计算机U2的P3.5 口连接，所述光电耦合器OPl的二个输入端分别接稳压直流电源VCC和电阻R23的一端，电阻R23的另外一端接三极管Q7的集电极，所述光电稱合器OPl的一个输出端与双向可控硅T2的第二阳极A2连接，另外一端通过电阻R25与双向可控硅T2的控制极G连接，所述双向可控硅的第一阳极Al和第二阳极A2上还并联有电容器C13，所述输出电路包括整流桥B4，所述外部电源的一个输入端接第一阳极Al，另一个输入端接整流桥B4的一个交流输入端；第二阳极A2与整流桥B4的另一个交流输入端连接，整流桥B4的正输出端与阳极电极连接，负输出端与阴极电极连接，这种驱动模块触发简单，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，保证P3.5 口输出的脉冲信号稳定传输至控制极G，保证双向可控硅可靠触发。
[0016]另外，还包括过零检测电路，所述过零检测电路包括电阻R7、R8、R9、R10、电容器C9三极管Q4，所述整流桥B2的正输出端和负输出端通过电阻R8、R9、RlO的分压和电容器C9的滤波之后分别于三极管Q4的基极和发射极连接，集电极分别与微型计算机U2的P3.2口和电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与直流稳压电源VCC连接，整流桥B2的正输出端和负输出端的输出信号在零点附近时，三极管Q4截止，基极电压被电阻R7拉至高电平，P3.2 口接到外部中断信号，进入外部中断程序，控制P3.5 口输出脉冲信号，触发驱动模块，这样能有效保证双向可控硅的安全触发。
[0017]所述开关单元包括开关K6、K7、K8、发光二极管D7、D8和D9，所述开关K6、K7、K8的三端分别接微型计算机U2的P2.5 口、P2.4 口和P2.1 口，另外三端接地，所述二极管D7、D8和D9的三个负极分别通过电阻R28、R29和R30接微型计算机U2的P4.0 口、P2.2 口和P2.3 口，三个正极接稳压直流电源VCC开关K6、K7、K8可以启动微型计算机U2和设置工作时间。[0018]为了方便用户准确的掌握装置的工作时间，所述显示模块包括三极管Q5、Q6和LED数码管SMG，所述LED数码管SMG的二个位码端口分别与三极管Q5和Q6的集电极连接，八个段码端口分别通过电阻R15、R16、R17、R18、R19、R20、R22和R24接微型计算机U2的PO 口，所述三极管Q5的基极通过电阻Rll接接微型计算机U2的P2.7 口，发射极接稳压直流电源VCC，所述三极管Q6的基极通过电阻R12接接微型计算机U2的P2.6 口，发射极接稳压直流电源VCC，时间以倒计时形式显示在LED数码管SMG上。
[0019]在过流保护中，不仅仅要及时切断电路，还包括报警模块，所述报警模块包括三极管Q8、电阻R34和扩音器B5，所述扩音器B5的一端接地，另一端接三极管Q8的集电极，三极管Q8的发射极接稳压直流电源VCC，基极接电阻R34的一端，电阻R34的另外一端接微型计算机U2的P3.4 口。
[0020]本实用新型的有益效果是，这种具有智能控制功能的制氢装置通过微型计算机控制外部电源对阳极电极和阴极电极的输出，电路简洁智能；具有过流保护功能，制氢过程安全可靠；可设定启动和关闭时间，操控简便，根据使用需求，灵活调节制氢的时间，并将工作时长以倒计时方式在LED数码管上显示，用户一目了然，避免因为制氢时间过长到出现的危险情况，保证了用户安全可靠的利用氢水。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0022]图1是本实用新型具有智能控制功能的制氢装置最优实施例的电路分布路。【具体实施方式】
[0023]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0024]如图1所示，本实用新型提供了一种具有智能控制功能的制氢装置，包括控制电路和阳极电极和阴极电极，控制电路包括电源模块、显示模块、电流检测电路、驱动模块、输出电路、开关单元和控制器，电源模块包括整流桥B2和三端稳压器Ul，整流桥B2的二个交流输入端接外部电源，正输出端和负输出端通过滤波电路分别与三端稳压器Ul的输入端和接地端连接，三端稳压器Ul的输出端输出稳压直流电源VCC，用于包括控制器在内的其它模块的工作电源，控制器为微型计算机U2，型号为STC12C5A60S2，微型计算机U2的VCC端接入稳压直流电源VCC，电流检测电路包括互感器Tl和整流桥B3，互感器Tl的二个输入端接外部电源，二个输出端与整流桥B3的二个交流输入端连接，整流桥B3的正输出端和负输出端通过电阻R14、R13、电容CIO、Cll和二极管D5的分压滤波后接入微型计算机U2的Pl.5 口，将安全电流的上限设置为400ma，Pl.5 口检测到电流超过安全上限，便能及时停止工作，保护电机，驱动模块包括双向可控硅T2、光电耦合器OPl和三极管Q7，三极管Q7的基极接分别接电阻R26和R21的一端，电阻R26的另外一端接地，电阻R21的另外一端与微型计算机U2的P3.5 口连接，光电耦合器OPl的二个输入端分别接稳压直流电源VCC和电阻R23的一端，电阻R23的另外一端接三极管Q7的集电极，光电稱合器OPl的一个输出端与双向可控硅T2的第二阳极A2连接，另外一端通过电阻R25与双向可控硅T2的控制极G连接，双向可控硅的第一阳极Al和第二阳极A2上还并联有电容器C13，输出电路包括整流桥B4，外部电源的一个输入端接第一阳极Al，另一个输入端接整流桥B4的一个交流输入端；第二阳极A2与整流桥B4的另一个交流输入端连接，整流桥B4的正输出端与阳极电极连接，负输出端与阴极电极连接，这种驱动模块触发简单，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，保证P3.5 口输出的脉冲信号稳定传输至控制极G，保证双向可控硅可靠触发，另外，还包括过零检测电路，过零检测电路包括电阻R7、R8、R9、R10、电容器C9三极管Q4，整流桥B2的正输出端和负输出端通过电阻R8、R9、R10的分压和电容器C9的滤波之后分别于三极管Q4的基极和发射极连接，集电极分别与微型计算机U2的P3.2 口和电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与直流稳压电源VCC连接，整流桥B2的正输出端和负输出端的输出信号在零点附近时，三极管Q4截止，基极电压被电阻R7拉至高电平，P3.2 口接到外部中断信号，进入外部中断程序，控制P3.5 口输出脉冲信号，触发驱动模块，这样能有效保证双向可控硅的安全触发，开关单元包括开关K6、K7、K8、发光二极管D7、D8和D9，开关K6、K7、K8的三端分别接微型计算机U2的P2.5 口、P2.4 口和P2.1 口，另外三端接地，二极管D7、D8和D9的三个负极分别通过电阻R28、R29和R30接微型计算机U2的P4.0 口、P2.2 口和P2.3 口，三个正极接稳压直流电源VCC开关K6、K7、K8可以启动微型计算机U2和设置工作时间，为显示模块包括三极管Q5、Q6和LED数码管SMG，LED数码管SMG的二个位码端口分别与三极管Q5和Q6的集电极连接，八个段码端口分别通过电阻R15、R16、R17、R18、R19、R20、R22和R24接微型计算机U2的PO 口，三极管Q5的基极通过电阻Rll接接微型计算机U2的P2.7 口，发射极接稳压直流电源VCC，三极管Q6的基极通过电阻R12接接微型计算机U2的P2.6 口，发射极接稳压直流电源VCC，时间以倒计时形式显示在LED数码管SMG上，还包括报警模块，报警模块包括三极管Q8、电阻R34和扩音器B5，扩音器B5的一端接地，另一端接三极管Q8的集电极，三极管Q8的发射极接稳压直流电源VCC，基极接电阻R34的一端，电阻R34的另外一端接微型计算机U2的P3.4 口。
[0025]结合实施例和附图1，简单描述一下这种具有智能控制功能的制氢装置的工作方式:当K8触发时，LED数码管SMG上显示最近一次设定的电解时间，进入准备状态，按K7选定需要电解的时间，然后按K6键开始工作，LED数码管SMG上设定的电解时间开始倒计时，过零检测电路在外部电源零点附近输出高电平进微型计算机U2的外部中断P3.2 口，P3.5口随即发送脉冲信号触发驱动模块导通，外部电源与输出电路连通，阳极电极和阴极电机通电开始电解；当电流检测电路输出电流大于400mA时，微型计算机U2发出指令，P3.5 口的输出，以保护电路及电极。
[0026]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:包括控制电路和阳极电极和阴极电极，所述控制电路包括电源模块、显示模块、电流检测电路、驱动模块、输出电路、开关单元和控制器，所述阳极电机和阴极电极与输出电路连接； 所述电源模块的一端接外部电源，另外一端输出稳压直流电源VCC ； 所述电流检测电路的输入端接外部电源，输出端与控制器连接； 所述外部电源通过驱动模块与输出电路连接，输出电路的二个输出端分别与阳极电极和阴极电极连接，所述驱动模块信号输入端与控制器连接； 所述显示模块和开关单元均与控制器连接， 所述控制器，利用脉冲信号触发驱动电路导通，将外部电压与输出电路接通；建立安全标准并根据电流检测电路的测量信号来控制驱动电路的通断；根据开关单元设定的工作时间进行倒计时并在显示模块上显示。
2.如权利要求1所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述电源模块包括整流桥B2和三端稳压器Ul，所述整流桥B2的二个交流输入端接外部电源，正输出端和负输出端通过滤波电路分别与三端稳压器Ul的输入端和接地端连接，所述三端稳压器Ul的输出端输出稳压直流电源VCC。
3.如权利要求2所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述控制器为微型计算机U2，型号为STC12C5A60S2，所述微型计算机U2的VCC端接入稳压直流电源VCC。
4.如权利要求3所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述电流检测电路包括互感器Tl和整流桥B3，所述互感器Tl的二个输入端接外部电源，二个输出端与所述整流桥B3的二个交流输入端连接，所述整流桥B3的正输出端和负输出端通过电阻R14、R13、电容CIO、Cll和二极管D5的分压滤波后接入微型计算机U2的Pl.5 口。
5.如权利要求4所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述驱动模块包括双向可控硅T2、光电耦合器OPl和三极管Q7，所述三极管Q7的基极接分别接电阻R26和R21的一端，电阻R26的另外一端接地，电阻R21的另外一端与微型计算机U2的P3.5 口连接，所述光电耦合器OPl的二个输入端分别接稳压直流电源VCC和电阻R23的一端，电阻R23的另外一端接三极管Q7的集电极，所述光电稱合器OPl的一个输出端与双向可控桂T2的第二阳极A2连接，另外一端通过电阻R25与双向可控硅T2的控制极G连接，所述双向可控硅的第一阳极Al和第二阳极A2上还并联有电容器C13，所述输出电路包括整流桥B4，所述外部电源的一个输入端接第一阳极Al，另一个输入端接整流桥B4的一个交流输入端；第二阳极A2与整流桥B4的另一个交流输入端连接，整流桥B4的正输出端与阳极电极连接，负输出端与阴极电极连接。
6.如权利要求5所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:还包括过零检测电路，所述过零检测电路包括电阻R7、R8、R9、R10、电容器C9三极管Q4，所述整流桥B2的正输出端和负输出端通过电阻R8、R9、R10的分压和电容器C9的滤波之后分别于三极管Q4的基极和发射极连接，集电极分别与微型计算机U2的P3.2 口和电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与直流稳压电源VCC连接。
7.如权利要求6所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述开关单元包括开关K6、K7、K8、发光二极管D7、D8和D9，所述开关K6、K7、K8的三端分别接微型计算机U2的P2.5 口、P2.4 口和P2.1 口，另外三端接地，所述发光二极管D7、D8和D9的三个负极分别通过电阻R28、R29和R30接微型计算机U2的P4.0 口、P2.2 口和P2.3 口，三个正极接稳压直流电源VCC。
8.如权利要求7所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:所述显示模块包括三极管Q5、Q6和LED数码管SMG，所述LED数码管SMG的二个位码端口分别与三极管Q5和Q6的集电极连接，八个段码端口分别通过电阻R15、R16、R17、R18、R19、R20、R22和R24接微型计算机U2的PO 口，所述三极管Q5的基极通过电阻Rll接接微型计算机U2的P2.7口，发射极接稳压直流电源VCC，所述三极管Q6的基极通过电阻R12接接微型计算机U2的P2.6 口，发射极接稳压直流电源VCC。
9.如权利要求8所述的具有智能控制功能的制氢装置，其特征在于:还包括报警模块，所述报警模块包括三极管Q8、电阻R34和扩音器B5，所述扩音器B5的一端接地，另一端接三极管Q8的集电极，三极管Q8的发射极接稳压直流电源VCC，基极接电阻R34的一端，电阻R34的另外一端接微型计算 机U2的P3.4 口。
【文档编号】H02H3/08GK203602721SQ201320798035
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】郭骁才, 朱太来, 王发国 申请人:苏州快健药业科技有限公司