CN107560189A - 一种燃气热水器恒温智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃气热水器恒温智能控制装置，包括：数据采集单元，包括水温传感器及水位传感器，分别用于采集热水器内的水温及水位，得到模拟量的水温及水位信号；模数转换单元，用于将所述模拟量的水温及水位信号转换为数字量的水温及水位数据；控制器单元，用于获取所述数字量的水温及水位数据并根据所述水温及水位数据自动控制调整热水器的加热器的打开与关闭。该装置具有良好的恒温性能，满足使用过程中水温波动在设定值±2℃范围内；实现低的水流阻力，大的水量，并维持使用过程中水量相对稳定；快速的加热功能，少了开始使用或关机后重新启动时的冷水量；快速的水温恒定功能，以避免淋浴时出现冷热交替现象。
Description
技术领域
本发明涉及燃气热水器控制技术领域，特别涉及一种燃气热水器恒温智能控制装置。
背景技术
随着社会生产力的发展以及人们生活水平的提高，燃气热水器也在不断更新、发展，以满足人们对较高生活品质的追求。目前市场上燃气能热水器的控制系统大多存在功能单一、控制不方便等问题，很多控制器有水温波动范围较大，水量较小，加热时间较长，淋浴时有冷热交替等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃气热水器恒温智能控制装置，以解决现有的燃气热水器的控制系统所存在的功能单一、控制不方便等问题，以及很多控制器有水温波动范围较大，水量较小，加热时间较长，淋浴时有冷热交替等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种燃气热水器恒温智能控制装置，包括：
数据采集单元，包括水温传感器及水位传感器，分别用于采集热水器内的水温及水位，得到模拟量的水温及水位信号；
模数转换单元，用于将所述模拟量的水温及水位信号转换为数字量的水温及水位数据；
控制器单元，用于获取所述数字量的水温及水位数据并根据所述水温及水位数据自动控制调整热水器的加热器的打开与关闭。
较佳地，所述控制器单元包括一8031单片机，所述8031单片机设有硬件接口电路，所述硬件接口电路分别与热水器的蓄水箱内的温度和水位检测接口电路连接，其中，温度和水位检测接口电路分别包括所述水温传感器及水位传感器。
较佳地，所述水温传感器包括由热敏电阻组成的电阻桥、集成运放及压控振荡电路，其中热敏电阻组成的电阻桥在水温作用下产生的信号经集成运放放大后再由压控振荡电路转换为频率信号得到模拟量的水温信号，所述频率信号再由所述模数转换单元转换为水温数据。
较佳地，所述控制器单元通过光电耦合器控制加热器的开关，其中，所述光电耦合器的发光二极管由一与门控制，所述与门的输入端包括控制器单元的控制输出端、最低的水温及水位信号，当水位信号不是最低时且水温未超预设值时控制器单元的控制输出端输出信号控制发光二极管发光使所述开关接通，加热器开始加热，当水位信号是最低时，与门输出端被锁死为低电平控制开关断开，加热器停止工作。
本发明具有以下有益效果：
该装置具有良好的恒温性能，满足使用过程中水温波动在设定值±2℃范围内；实现低的水流阻力，大的水量，并维持使用过程中水量相对稳定；快速的加热功能，少了开始使用或关机后重新启动时的冷水量；快速的水温恒定功能，以避免淋浴时出现冷热交替现象。
附图说明
图1为本发明装置主要组成示意图；
图2为本发明装置优选实施例的硬件组成结构图；
图3为本发明装置优选实施例的水温检测电路组成图；
图4为本发明装置优选实施例的继电器输出电路组成图。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。
如图1所示，本实施例提供了一种燃气热水器恒温智能控制装置，该燃气热水器恒温智能控制装置具体包括：
数据采集单元1，包括水温传感器11及水位传感器12，分别用于采集热水器内的水温及水位，得到模拟量的水温及水位信号；
模数转换单元2，用于将所述模拟量的水温及水位信号转换为数字量的水温及水位数据；
控制器单元3，用于获取所述数字量的水温及水位数据并根据所述水温及水位数据自动控制调整热水器的加热器的打开与关闭。
此外，该控制器除核心的控制器单元外，还包括设定键和串行显示接口电路,继电器输出接口电路等，如图2所示。
在优选实施例中，如图2所示，控制器单元主要包括一8031单片机，该8031单片机设有硬件接口电路，其中，硬件接口电路分别与热水器的蓄水箱内的温度和水位检测接口电路连接，其中，温度和水位检测接口电路分别包括上述的水温传感器及水位传感器。此外，水位传感器的信号经244模块处理后输入8031单片机，而水温传感器的信号经压控电路处理后输入单片机。而单片机的控制输出端通过隔离电路与蓄水箱的辅助加热器连接以控制其工作过程。
该装置主要通过给燃气热水器加装自动控制功能实现恒温智能控制。具体地，主要是加装一个数据采集系统和一个微电脑控制板。选用8031单片机为核心控制器，组成热水器微控制系统。数据采集系统通过水温传感器和水位传感器分别采集水温、水位连续变化的模拟量信号，通过TLC0832模数转换器把模拟信号转换成数字信送到CPU8031中进行处理，结构简单，易于控制。
在进一步的优选实施例中，水温传感器包括由热敏电阻组成的电阻桥、集成运放及压控振荡电路，其中热敏电阻组成的电阻桥在水温作用下产生的信号经集成运放放大后再由压控振荡电路转换为频率信号得到模拟量的水温信号，频率信号再由所述模数转换单元转换为水温数据。具体地参考图3所示，该燃气热水器恒温智能控制装置通过利用热敏电阻组成电阻桥，经集成运放μA741放大，经压控振荡电路转换成频率信号送到8031的T0口(编程为计数器工作模式)，用检测输出脉冲频率的大小来换算成水温高低信号。整个系统结构简单，成本较低。
在另一优选实施例中，上述的控制器单元通过光电耦合器控制热水器的加热器的开关，其中，所述光电耦合器的发光二极管由一与门控制，与门的输入端包括控制器单元的控制输出端、最低的水温及水位信号。当水位信号不是最低时且水温未超预设值时控制器单元的控制输出端输出信号控制发光二极管发光使上述的开关接通，加热器开始加热，当水位信号是最低时，与门输出端被锁死为低电平控制开关断开，此时，加热器停止工作。
结合图4所示，该燃气热水器恒温智能控制装置用光电耦合器4N25作为对继电器线圈的控制端。上述的开关即为继电器，当4N25中的发光二极管导通时，继电器线圈中将有电流流过，使常开触点动作，接通加热器开始加热。当CPU向其管脚P1.6发清零信号时，P1.6经反相器后变为高电平，进入与门，此时若与门另一输入脚为高，则与门输出高电平，同时发光二极管点亮，指示工作状态为正在辅助加热。同时使光耦发光管发光，继电器动作，开始加热。与门的另一输入脚接的是水位检测最低位和次低位非门的输出端。当水位低到无法检测到时，与门输出端将被锁死为低电平，继电器将不会有机会动作，可以有效地防止干烧。
该装置通过设置8031单片机作为控制核心，同时，辅以4N25光电耦合器及IMP705看门狗电路芯片；使得装置整体具有良好的恒温性能，满足使用过程中水温波动在设定值上下较小的范围内；快速的加热功能，少了开始使用或关机后重新启动时的冷水量；快速的水温恒定功能，以避免淋浴时出现冷热交替现象。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种燃气热水器恒温智能控制装置，其特征在于，包括：
数据采集单元，包括水温传感器及水位传感器，分别用于采集热水器内的水温及水位，得到模拟量的水温及水位信号；
模数转换单元，用于将所述模拟量的水温及水位信号转换为数字量的水温及水位数据；
控制器单元，用于获取所述数字量的水温及水位数据并根据所述水温及水位数据自动控制调整热水器的加热器的打开与关闭。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器恒温智能控制装置，其特征在于，所述控制器单元包括一8031单片机，所述8031单片机设有硬件接口电路，所述硬件接口电路分别与热水器的蓄水箱内的温度和水位检测接口电路连接，其中，温度和水位检测接口电路分别包括所述水温传感器及水位传感器。
3.根据权利要求1或2所述的燃气热水器恒温智能控制装置，其特征在于，所述水温传感器包括由热敏电阻组成的电阻桥、集成运放及压控振荡电路，其中热敏电阻组成的电阻桥在水温作用下产生的信号经集成运放放大后再由压控振荡电路转换为频率信号得到模拟量的水温信号，所述频率信号再由所述模数转换单元转换为水温数据。
4.根据权利要求1所述的燃气热水器恒温智能控制装置，其特征在于，所述控制器单元通过光电耦合器控制加热器的开关，其中，所述光电耦合器的发光二极管由一与门控制，所述与门的输入端包括控制器单元的控制输出端、最低的水温及水位信号，当水位信号不是最低时且水温未超预设值时控制器单元的控制输出端输出信号控制发光二极管发光使所述开关接通，加热器开始加热，当水位信号是最低时，与门输出端被锁死为低电平控制开关断开，加热器停止工作。
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