一种电子温度显示装置及使用该装置的液体加热器

技术领域

本实用新型涉及一种电子器件组件，特别是一种电子温度显示装置及一种 电子温度显示装置连接方式，使电子温度显示装置与器具的连接更合理、更 易实现。同时本实用新型还涉及一种使用该电子温度显示装置的液体加热器。

背景技术

液体加热器，如电水壶，在传统技术下，使用一个机械式温度控制系统 来进行温度控制。这种系统包括一个当液体加热器中的液体加热到既定温度 后自动断电的自动温度控制器，一般当液体加热器中的液体到达沸点后动作， 以切断供电通路，同时这种温度控制系统还提供一种防止液体加热器异常加 热的过热保护装置，当液体加热器中没有液体或者由于前面所述自动温度控 制器失效后，液体加热器可以发现这种异常加热而动作，切断供电通路，以 防止出现不可预料的危险。

随着消费者对产品功能的要求越来越高，为了满足消费者使用不同温度 的液体的需求，让消费者看到液体加热器中的液体温度的技术方案被提出， 最常见的是将一个水银温度计或酒精温度计安装在液体加热器上，让消费者 通过读取数值来得知液体温度。但这种方案的缺点在于安装结构受限，且对 温度计的防护要求很高，一旦出现测温头破裂，将对液体造成不可想象的污 染。有些方案提出在液体加热器中使用热电偶或传感器，通过将温度物理信 息转换成电子信号，再通过数字显示器显示出来，一般将热电偶压接在液体 加热器中与液体温度变化最紧密的位置。因为液体加热器严格的安全规定， 如果通过变压器将电压降至安全电压再接入温度装置线路，则需要一个体积 比较庞大的变压器，使得产品的体积和重量大增加，影响产品的使用；如果 使用直流电源，则需要单独提供一种电源，这样产品的电路比较复杂，且造 成用完后的电池造成的环境污染。对于使用家用供电电源的交流电，则安全 规定所要求的热电偶与液体的电气距离需要通过一定距离的隔离来实现，而 这种隔离则会影响检测的灵敏性。如何克服上述技术障碍，提供一种能方便 使用家用供电电源地交流电、体积和使用方式又不会变得很呆板的应用到液 体加热器中的电子温度显示装置及一种改进的液体加热器是十分必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电子温度显示装置及一种电子温度显示 装置与液体加热器的连接方式，以使液体加热器的安装结构更为简单，并使 电子温度显示装置所检测的温度更加准确，安全性能更高。

本实用新型的另一目的在于提供一种使用该电子温度显示装置的液体加 热器，使产品的整体结构更简单，使用更方便，电子温度显示装置的准确性 和安全性大大提高。

本实用新型提供一种应用到液体加热器中的电子温度显示装置，包括：信 号收集单元、信号分析单元以及温度显示单元，各单元之间依次进行电连接， 所述信号收集单元收集所述液体加热器中液体的温度物理信息并转化成电信 号并传送到信号分析单元，所述信号分析单元是将所述电信号进行分析并将 正确的电信号转化成所述温度显示单元的驱动信息并传送到所述温度显示单 元，所述温度显示单元接收所述驱动信息并转化成显示液体加热器中液体的 温度值信息。

其特征在于，

所述信号收集单元包括一温度检测元件，所述温度检测元件设置在液体 加热器中容纳液体的容器中靠近或位于底部的位置

所述信号收集单元收集温度信息并转化为电信号，所述信号收集单元包 括一温度检测元件，所述温度检测元件为一热敏元件。所述温度检测元件为 一热电偶或传感器。所述电连接是由电导体或印刷电路进行连接。所述温度 检测元件设置在液体加热器中容纳液体的容器中靠近或位于底部的位置，与 所述容器中的液体直接接触。经试验，在同等条件下，直接与液体接触后测 试的温度数据比间接测试液体温度的灵敏度提高约3-5摄氏度，且反应时间 也快约0.5-2秒钟。

所述信号收集单元包括一由热导率较高的材料制成的壳体内，所述温度 检测元件封装在所述壳体内，并用热导率较高的绝缘材料进行填充。这样， 在安全规定作为高压电进行电气考量的低电压低电流元件也被进行了足够的 电气隔离。因绝缘材料具有高热导率，检测温度的准确性又得到保证。

所述信号分析单元是将所述信号进行分析并将正确的信号转化成所述温 度显示单元的驱动信息，所述分析是将所述电信号的值与所述信号分析单元 内的基准数据进行相对比较，从而计算出所述电信号的物理信息，并转变成 为驱动信号，发送至所述温度显示单元。所述基准数据根据消费者的日常使 用习惯可设置成不同精度的单位。发明者认为一摄氏度的精度单位对于液体 加热器在一般使用状态下是可以接受的。所述信号分析单元的控制部分为集 成芯片。所述集成芯片被加入一个信号检测程序对一定时间段内的检测值进 行比对，剔除因电路波动引起的个别异常信号。

所述温度显示单元包括一显示屏。温度显示单元将所述信号分析单元发 送来的驱动信息进行转化，由所述显示屏显示为消费者容易识别的数据信息。 所述显示屏优先选用一液晶显示屏或数码显示屏。发明者优先考虑使用液晶 显示屏，以达到更为美观的视觉效果。所述显示屏的温度更新速率优先设置 为每秒钟1-3次，但不局限在此数值内。

按照本实用新型提供的一种用于液体加热器的电子温度显示装置具有如 下优点：

1，由于所述信号收集单元的温度检测元件封装在所述壳体内，并用热导 率较高的绝缘材料进行填充，使得电子线路与外界的电气隔离得到保 证，提高了液体加热器的电气安全性能。

2，由于所述信号分析单元的控制部分为集成芯片。集成芯片的程序及对 比数据可进行不同设置，可满足不同消费习惯的需求。程序中设置了 剔除因电路波动引起的个别异常信号的功能，使得检测的准确性大大 提高。

3，由于所述温度显示单元显示消费者容易识别的数据信息，使得液体加 热器中的液体温度能快速准确的被识别。

本实用新型同时提供一种液体加热器，包括带有电气电路的本体，所述 本体包括一个容纳液体的容器，其特征在于：所述电气电路包括一温度控制 电路和一如权利要求1所述的电子温度显示装置，所述电子温度显示装置安 装在所述所述本体内部，所述信号收集单元的温度检测元件设置在所述容器 中，所述电子温度显示装置与所述温度控制电路并联连接在所述电气电路中。

所述电子温度显示装置的安全及正常的运行是一个比较重要的技术要 素，液体加热器内存在的液体或液体加热后的水蒸气会对所述电子温度显示 装置电路产生一定的威胁。因此，所述电子温度显示装置应与所述液体加热 器的容器部分完全隔离，且需要注意在使用实用过程中对液体及蒸气的浸入 进行防范。考虑到在家用供电电源下，安全规定所要求的电气距离及电气强 度。所述信号收集单元的温度检测元件所在的壳体设置成一台阶形状剖面， 在所述液体加热器的容器的侧壁或底面上开设一与所述壳体可配合的孔，通 过在所述台阶形状处加一密封圈并与所述孔配合以进行密封，防止液体的溢 出。所述密封圈由弹性软质非金属材料制成。所述温度检测元件的壳体与所 述液体加热器中的液体直接接触。

所述电子温度显示装置的显示屏设置在所述液体加热器的侧面或顶部表 面。这样可以使方便消费者在使用中看到所显示的温度信息。

所述液体加热器包括一透明防护罩。所述防护罩的内部与液体加热器的 外部及容纳液体的容器完全隔离。这种隔离保证所述容器中的液体和水蒸气 不会进入所述防护罩的内部。所述电子温度显示装置设置在所述防护罩的内 部。

本实用新型中的电子温度显示装置各功能单元间的电气连接应优选的采 用直接电气连接，以保证电气连接过程中出现的电子物理特性的变化对整个 控制精度的干扰减少到最小。安装的位置及固定方式在设置时与加热部件或 功能部件保证一定的安全距离，不会因热量或其它的变化而对传递过程的准 确性产生破坏。

按照本实用新型提供的一种用于液体加热器具有如下优点：

1，由于将本实用新型提供的电子温度显示装置设置到液体加热器中可 简化液体加热器的结构，使得液体加热器结构简单占用空间少。

2，由于所述信号收集单元的温度检测元件可直接检测到所述液体加热 器中液体的温度，使得所检测的温度值更加准确，对于温度变化的响 应也更灵敏。

3，所述电子温度显示装置不会受到所述加热元件通断电的影响，使得消 费者在液体加热器不加热但电源接通的情况下也可以看到液体温度， 使得液体加热器的使用更加方便灵活。

4，由于使用了专门的防护罩对电子温度显示装置进行了隔离，使得电子 温度显示装置的运行更加安全。

附图说明

图1为本实用新型电子温度显示装置的电路功能分配流程图；

图2为本实用新型电子温度显示装置中的信号收集单元的温度检测元件 的一个封装结构示意图；

图3为本实用新型电子温度显示装置中的显示屏的一个实施例；

图4为本实用新型电子温度显示装置应用在液体加热器中的的电路功能 分配流程图；

图5为安装有本实用新型电子温度显示装置的液体加热器的容器的一个 局部安装剖视图；

图6为安装有本实用新型电子温度显示装置的液体加热器的防护罩的一 个方向的局部安装剖视图；

图7为安装有本实用新型电子温度显示装置的液体加热器的防护罩的另 一个方向上的局部安装剖视图；

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式加以说明。

如图1所示为本实用新型电子温度显示装置的电路功能分配流程图。从 中可以看出本实用新型所提供的电子温度显示装置主要包括：信号收集单元、 信号分析单元以及温度显示单元，各个单元之间依次进行电连接，供电电源 经过降压整流后供给到信号收集单元、信号分析单元以及温度显示单元。液 体加热器中的液体的温度物理信息被信号收集单元感测到，经其内部转化后 以电信号的方式传送到信号分析单元，信号分析单元对电信号进行分析后转 化为驱动信号传送到温度显示单元，作为最后的显示终端，消费者可以获得 液体加热器的温度信息。信号收集单元的温度检测元件使用现在市场上普遍 使用的热敏元件，例如传感器，它的电阻值会因为温度变化而变化，术语称 为“B值”。将其应用在电子电路中就成为一种电信号，将其与信号分析单元 连接。信号分析单元的核心部件是一个集成芯片，也就是常说的单片机。单 片机的程序中包含有所配用的传感器的温度阻值对比数据库。通过将传感器 和基准电阻串联分压，将分压值从单片机的模/数(A/D)转换输入引脚输入， 在单片机内部将此电阻值转换成对应的数字值。如果，被测温度发生变化， 则传感器的阻值随之变化，从而传感器与基准电阻的分压值亦发生变化。分 压值转换成的数字值也会变化。查此数字值和单片机中预先存储的温度阻 值对比数据库，就可知道被测温度值。单片机同时将这种温度值通过烧录在 单片机中的程序转化为一种驱动信号。所述温度显示单元的核心部件是一个 液晶屏。如现有技术一样液晶屏的显示分为很多个字段。每一个字段通过对 应的COM脚和SEG脚通电来显示。而所述驱动信息是控制是否对特定COM脚 和SEG脚通电来将显示温度数据信息。

电子技术的发展使得传感器测温的速率很高，在一个单位时间内所述信 号分析单元可以收集很多个检测信号，当由于电路波动使得所述很多个检测 信号有一部分是异常的，没有反应真实的温度信息，这时所述单片机中的信 号检测程序采用数据比对及排序分析，剔除异常信号。比如在一个单位时间 内，传感器传来76.7、76.7、75、86、76.7、76.7六个阻值。程序就会将 其中的75和86两个温度值剔除。使得一个单位时间内的数值反应就是准确 的液体温度。

图2为本实用新型电子温度显示装置中的信号收集单元的温度检测元件 的一个封装结构示意图。从图中可以看出所述温度检测元件包括一壳体3，两 导线21、22，探头4、定位台1、绝缘密封材料5。壳体3是用高导热性的材 料制成。探头4设置在壳体1内部中心位置，并由两导线21、22连接延伸到 壳体1外部。探头4与壳体1之间用绝缘密封材料5进行绝缘密封，以保证 良好的电气隔离。绝缘密封材料5具有良好导热性，故探头的检测值与外壳 所在的温度是基本一致的。壳体3的外部固定连接一个定位台1，定位台1的 作用是用于与液体加热器装配用。

图3为本实用新型电子温度显示装置中的显示屏的一个实施例。从图中 可以看出，显示屏6上有三数字字符和一个温度单位符号“℃”。如现有技术， 这样的字符可以显示0-199℃之间的任何温度数值信息。显示屏6通过其焊脚 61焊接在线路板7上，线路还包括两组连接线8、9。其中连接线8是线路板 的供电导线，连接线9连接如图所示的温度检测元件的两导线21、22。这样 显示屏显示的信息很容易被消费者所理解。

图4为本实用新型电子温度显示装置应用在液体加热器中的的电路功能 分配流程图。供电电源有两个相互独立的分支，其中一个如现有技术的温度 控制电路，用于液体加热器的电气控制，用于对液体加热器的功能部件供电。 并根据设计要求进行通断电。另一分支就是本实用新型所述的电子温度显示 装置的供电分支。在这电路中如图1所示的一样，供电电源经过降压整流后 供给到信号收集单元、信号分析单元以及温度显示单元。液体加热器中的液 体的温度物理信息被信号收集单元感测到，经其内部转化后以电信号的方式 传送到信号分析单元，信号分析单元对电信号进行分析后转化为驱动信号传 送到温度显示单元，作为最后的显示终端，消费者可以获得液体加热器的温 度信息。因为电气控制线路与电子温度显示装置并联在供电电源中，彼此间 相互独立工作。在温度控制电路断开，也就是液体加热器的功能部件不工作 的情况下，电子温度显示装置依然工作，使得消费者仍然可以看到液体温度， 使得液体加热器的使用更加方便灵活。

图5为安装有本实用新型电子温度显示装置的液体加热器的容器的一个 局部安装剖视图。从图中看出，如图2所示的温度检测元件安装在液体加热 器上。所述液体加热器包括容器10，在容器10的侧面底部开设一个孔101， 所述温度检测元件的外壳3与孔101套了一个密封圈11并被定位台1压紧。 在定位台1的上面用一个压板13压紧。并通过两螺丝121、122锁附到设置 在容器侧壁上的两个锁孔102、103中进行紧固。这样，安装方便，密封效果 好，因为所述温度检测元件的外壳与容器10中的液体直接接触，使得检测温 度更准确。

图6和图7为安装有本实用新型电子温度显示装置的液体加热器的防护 罩的两个不同方向上的局部安装剖视图。防护罩14一是封闭式的透明盒子。 但不是整体成型的，可以用现有很多技术进行安装后的封闭接合，如超声波 焊接，胶水粘接等等，在防护罩内部通过两个设在防护罩内部的定位筋141、 142进行定位固定。两个连接线8、9从防护罩上的孔161、162中穿出，并用 密封胶151、152进行密封。这样，电子温度显示装置就与外界完全隔离，避 免了液体或水蒸气的浸入，使得电子温度显示装置的运行更加安全。同时透 明防护罩对于显示屏又进行一层保护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用 新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实 用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然 可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和 范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。