[发明专利]热水器电源自动控制器

说明书

技术领域

本发明热水器电源自动控制器涉及的是一种热水器电源的控制器，特别适用于厨房热水宝热水器使用，是一种能够通过水管中水的流量来自动控制热水器电源开关的装置。

背景技术

目前市场上常见的厨房热水宝，在家庭装修时为了美观通常装设于橱柜中，并长期处于通电状态，这样不仅对设备本身使用寿命和安全产生影响，而且浪费了大量的电能，如果为了节电而经常开关也很不方便。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种热水器电源自动控制器，利用水流量传感器测试打开热水龙头时水管中的水流量，通过控制电路来控制热水器电源通断，不打开热水水龙头时热水器电源关闭，当需要用热水打开热水龙头时热水器电源自动打开进行加热，从而实现热水器电源的自动控制。

本发明热水器电源自动控制器是采取以下技术方案实现的：热水器电源自动控制器包括水流量传感器和控制电路，水流量传感器安装在热水器的出水管口，水流量传感器的检测头安装在热水器的出水管内部，信号输出线经出水管上的引出孔与控制电路相连接；控制电路安装在热水器外壳的电源旁，控制电路利用热水器的自身交流电源、经整流集成块整流后得到控制电路所需的直流电源VCC；水流量传感器的输出端与控制电路输入端串联，控制电路包括电压比较器LM111、电阻R1、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管V1、继电器K、可调电阻RP和晶体二极管VD1，电压比较器LM111的同相输入端P1与水流量传感器相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器的输出端与电阻R1一端相连，电阻R1的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管V1的基极相连，晶体三极管V1的集电极与继电器K一端相连，继电器K另一端与热水器相连，在继电器K上并联一个晶体二极管VD1，其中电阻R1可以限制电压比较器LM111输出电流；电容C1用以提高输入触发器FF1的信号的稳定性；晶体三极管VD1用来保护继电器K的线圈。

所述的水流量传感器采用市售的JR-A368-3型水流量传感器。

所述的继电器K采用市售的CD4098继电器。

所述的引出孔采用高压橡胶密封圈密封，以防漏水。

所述的整流集成块采用DB107整流器。

所述的触发器FF1和触发器FF2采用市售的40106A施密特触发器。

工作原理：水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极的旋转磁场，切割磁感应线，产生脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，由水流量传感器的输出信号通过控制器判断水流量的值从而决定了是否开启热水器电源。

本发明中水流量传感器的输出信号采用电压比较器来进行分析。电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。传输特性：当Ui＜Ur时，运放输出Uo低电平；当Ui＞Ur时，运放输出Uo高电平。因此，以Ur为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映出两种状态，高电位和低电位。

采用了集成电压比较器LM111可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。其特点是比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且不需外加限幅电路就可直接驱动TTL、CMOS和ECL等集成数字电路；有些芯片带负载能力很强，还可直接驱动继电器和指示灯。

在实际中信号会受到各方面的干扰，波形会存在许多杂波成分，需要用触发器FF1和触发器FF2对波形进行处理，本发明中利用了施密特触发器进行波形处理。施密特触发器最重要的特点是能够把变化缓慢的输入信号整形成边沿陡峭的矩形脉冲。同时，施密特触发器还可利用其回差电压来提高电路的抗干扰能力。

根据热水器机型的不同，选择最佳的启动流量，可实现超低压(0.02MPa以下)启动。