测振式水沸腾检测装置的制作方法
专利名称：测振式水沸腾检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水沸腾检测装置，尤其是一种测振式沸腾检测装置。
现已广泛使用的自动开水器、开水炉中，大多是用双金属片、热电偶、磁性控温元件来检测水是否已沸腾，当水温达到预先设定的温度通常为100℃时，则发出报警信号；但水的沸点随水质、大气压力变化而变化，这样就会出现控制失误，不能真实地反映水是否已烧开；另一方面利用控温元件直接测控水温，不仅测温元件会生锈腐蚀、盛水容器要防水密封，影响使用寿命、可靠性，而且会使水质受到污染，对人体健康不利。
本实用新型的目的在于提供一种装在盛水容器外的利用水沸腾时引起盛水容器振动来检测水是否已烧开的测振式水沸腾检测装置。
本实用新型是这样来实现上述目的的利用水开沸腾时引起盛水容器的振动，在盛水容器外安装一个传感器，盛水容器的振动通过传感器内的压块、弹性金属片传递给振动敏感元件，振动敏感元件将振动转换成电信号，这个电信号经电路确认、放大，发出报警信号，告知水已烧开。
由于本实用新型是利用水沸腾时引起盛水容器的振动作为水开信号，所以本实用新型能真实地反映水是否已烧开，且本实用新型是装在盛水容器外，不会带来生锈腐蚀、密封等问题，提高开水器的可靠性。
下面接合附图对本实用新型作具体详细描述。
图1是本实用新型的传感器的具体结构图；图2是本实用新型的电路原理图。
参照图1，1是传感器盖，2是传感器座，传感器座2内有一个沉孔6，沉孔6的底部装有振动敏感元件4，振动敏感元件4之上装有弹性金属片3，金属片3上有压块5，压块5的上部穿过并凸出传感器盖1，以便接触盛水容器，将盛水容器的振动经弹性金属片3，传给振动敏感元件4，振动敏感元件4将振动转换成电信号。
参照图2，M是振动敏感元件(即图1中的4)，它将振动变成电信号，电阻R11与电容C11并联后，一端接运算放大器A1的反向输入端，另一端接运算放大器A1的输出端，组成一个电荷－电压转换器；电容C21的一端接运算放大器A2的输出端，另一端接在电阻R21与R22之间，组成二阶低通滤波器，二阶低通滤波器只能让频率低于或等于盛水容器的振动频率的电信号通过；电阻R32一端接运算放大器A3的反向输入端，另一端接运算放大器A3的输出端，组成电压放大器，将来自二阶低通滤波器的电信号放大；运算放大器A4的同相输入端接电阻R42的一端，其输出端接电阻R42的另一端，反相输入端接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接在串联电阻R44与R45之间，电阻R44的另一端接电源正极，电阻R45的另一端接电源负极，一起组成电压比较器；二极管D41与电阻R47串联后，与电阻R48并联，再与电容C41串联，组成延时限制器，电阻R47、R48的阻值大小、电容C41的容量决定了电容C41充电至电源电压所需时间；运算放大器A6的同相输入端接二极管D61的负极，其输出端与二极管D61的正极相联，其反向输入端接电阻R61，与电容C61一起组成自锁电压比较器；运算放大器A5与二极管D51、D62组成幅度限制器；运算放大器A7与电阻R73、R74组成音频振荡器，使直流信号转换成音频信号；三极管BG1和BG2组成功率放大器，扬声器Y发出报警信号。
参照图1、图2，开水器盛水容器的振动，经传感器压块5、弹性金属片3传给振动敏感元件4，振动敏感元件4将振动转换成电信号，通过由运算放大器A1组成的电荷－电压转换器，再进入由运算放大器A2组成的二阶低通滤波器；二阶低通滤波器只能让那些频率低于或等于盛水容器振动频率的电信号通过，而高于盛水容器振动频率的电信号不能通过，即高频振动(频率高于开水器盛水容器水沸腾时振动频率)和噪音振动的电信号不能通过，不会使延时限制器的电容C41形成积成电压，也就不会使自锁电压比较器输出的电平翻转；对于那些因对盛水容器充水、移动、搬动或触摸使容器内的水产生自由晃动而形成的振动，其特点是持续时间短、振动剧烈且属于阻尼振动，形成的电信号虽然能通过二阶低通滤波器，但会使二阶低通滤波器的输出电压大幅度上升，并引起由运算放大器A5组成的幅度限制器的输出电平出现短暂的翻转，从而导致由运算放大器A6组成的自锁电压比较器的电容C61的负极电压升高至接近电源电压，尽管这类振动能使电容C61的积存电压上升，但电容C41的积存电压始终低于电容C61的负极电压，也不会使自锁电压比较器输出的电平翻转；对于那些在烧水过程中提起或放下盛水容器、检查烧水状况而用手触摸容器或揭开容器盖所引起的振动，因振动强度大且没有规律、时间不长，这类振动的电信号会在使自锁电压比较器输出电平翻转、电容C41的积存电压在达到电源电压之前就消失，所以也不会使自锁电压比较器输出电平翻转；只有因盛水容器内的水沸腾引起的振动而产生的电信号，经过由运算放大器A1组成的电荷－电压转换器后，通过由运算放大器A2组成的二阶低通滤波器，进入电压放大器及电压比较器，进一步变成脉冲电压，并对延时限制器的电容C41反复充电，使电容C41的积极电压在交替充放电过程中逐渐升高，当电容C41的积存电压升高到电源电压时，自锁电压比较器的输出电平即开水沸腾电信号就会翻转并自锁起来，自锁电压比较器输出的电平经由运算放大器A7组成的音频振荡器转换成音频信号，经由三极管BG1和BG2组成的功率放大器放大，由扬声器发出报警信号，告知水已烧开，否则，扬声器不会发出报警信号。
权利要求1.一种测振式水沸腾检测装置，由位于传感器座(2)上的传感器盖(1)、报警扬声器Y组成，其特征在于传感器座(2)内的沉孔(6)的底部装有振动敏感元件(4)，振动敏感元件(4)上装有弹性金属片(3)，弹性金属片(3)上装有穿过并凸出传感器盖(1)、与开水器盛水容器的外壁接触的传递振动的压块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种测振式水沸腾检测装置，其特征在于盛水容器内水沸腾引起的振动经振动敏感元件(4)转换成电信号，经二阶低通滤波器、幅度限制器确认，由电压放大器、电压比较器、延时限制器、自锁电压比较器、音频振荡电路、功率放大器处理后，通过扬声器Y发出报警信号。
专利摘要一种测振式水沸腾检测装置，是把开水器盛水容器烧开水时水沸腾引起的振动经压块、弹性金属片传递给振动敏感元件，由振动敏感元件转换成电信号，这个电信号经电路放大、确认处理，变成音频信号，由扬声器发出报警信号，本实用新型结构牢固可靠，能真实地反映水已是否烧开，广泛适用各地区。
文档编号G01D21/00GK2212774SQ9424416
公开日1995年11月15日 申请日期1994年11月1日 优先权日1994年11月1日
发明者何荣燊 申请人:何荣燊
技术领域：
本实用新型涉及一种水沸腾检测装置，尤其是一种测振式沸腾检测装置。
现已广泛使用的自动开水器、开水炉中，大多是用双金属片、热电偶、磁性控温元件来检测水是否已沸腾，当水温达到预先设定的温度通常为100℃时，则发出报警信号；但水的沸点随水质、大气压力变化而变化，这样就会出现控制失误，不能真实地反映水是否已烧开；另一方面利用控温元件直接测控水温，不仅测温元件会生锈腐蚀、盛水容器要防水密封，影响使用寿命、可靠性，而且会使水质受到污染，对人体健康不利。
本实用新型的目的在于提供一种装在盛水容器外的利用水沸腾时引起盛水容器振动来检测水是否已烧开的测振式水沸腾检测装置。
本实用新型是这样来实现上述目的的利用水开沸腾时引起盛水容器的振动，在盛水容器外安装一个传感器，盛水容器的振动通过传感器内的压块、弹性金属片传递给振动敏感元件，振动敏感元件将振动转换成电信号，这个电信号经电路确认、放大，发出报警信号，告知水已烧开。
由于本实用新型是利用水沸腾时引起盛水容器的振动作为水开信号，所以本实用新型能真实地反映水是否已烧开，且本实用新型是装在盛水容器外，不会带来生锈腐蚀、密封等问题，提高开水器的可靠性。
下面接合附图对本实用新型作具体详细描述。
图1是本实用新型的传感器的具体结构图；图2是本实用新型的电路原理图。
参照图1，1是传感器盖，2是传感器座，传感器座2内有一个沉孔6，沉孔6的底部装有振动敏感元件4，振动敏感元件4之上装有弹性金属片3，金属片3上有压块5，压块5的上部穿过并凸出传感器盖1，以便接触盛水容器，将盛水容器的振动经弹性金属片3，传给振动敏感元件4，振动敏感元件4将振动转换成电信号。
参照图2，M是振动敏感元件(即图1中的4)，它将振动变成电信号，电阻R11与电容C11并联后，一端接运算放大器A1的反向输入端，另一端接运算放大器A1的输出端，组成一个电荷－电压转换器；电容C21的一端接运算放大器A2的输出端，另一端接在电阻R21与R22之间，组成二阶低通滤波器，二阶低通滤波器只能让频率低于或等于盛水容器的振动频率的电信号通过；电阻R32一端接运算放大器A3的反向输入端，另一端接运算放大器A3的输出端，组成电压放大器，将来自二阶低通滤波器的电信号放大；运算放大器A4的同相输入端接电阻R42的一端，其输出端接电阻R42的另一端，反相输入端接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接在串联电阻R44与R45之间，电阻R44的另一端接电源正极，电阻R45的另一端接电源负极，一起组成电压比较器；二极管D41与电阻R47串联后，与电阻R48并联，再与电容C41串联，组成延时限制器，电阻R47、R48的阻值大小、电容C41的容量决定了电容C41充电至电源电压所需时间；运算放大器A6的同相输入端接二极管D61的负极，其输出端与二极管D61的正极相联，其反向输入端接电阻R61，与电容C61一起组成自锁电压比较器；运算放大器A5与二极管D51、D62组成幅度限制器；运算放大器A7与电阻R73、R74组成音频振荡器，使直流信号转换成音频信号；三极管BG1和BG2组成功率放大器，扬声器Y发出报警信号。
参照图1、图2，开水器盛水容器的振动，经传感器压块5、弹性金属片3传给振动敏感元件4，振动敏感元件4将振动转换成电信号，通过由运算放大器A1组成的电荷－电压转换器，再进入由运算放大器A2组成的二阶低通滤波器；二阶低通滤波器只能让那些频率低于或等于盛水容器振动频率的电信号通过，而高于盛水容器振动频率的电信号不能通过，即高频振动(频率高于开水器盛水容器水沸腾时振动频率)和噪音振动的电信号不能通过，不会使延时限制器的电容C41形成积成电压，也就不会使自锁电压比较器输出的电平翻转；对于那些因对盛水容器充水、移动、搬动或触摸使容器内的水产生自由晃动而形成的振动，其特点是持续时间短、振动剧烈且属于阻尼振动，形成的电信号虽然能通过二阶低通滤波器，但会使二阶低通滤波器的输出电压大幅度上升，并引起由运算放大器A5组成的幅度限制器的输出电平出现短暂的翻转，从而导致由运算放大器A6组成的自锁电压比较器的电容C61的负极电压升高至接近电源电压，尽管这类振动能使电容C61的积存电压上升，但电容C41的积存电压始终低于电容C61的负极电压，也不会使自锁电压比较器输出的电平翻转；对于那些在烧水过程中提起或放下盛水容器、检查烧水状况而用手触摸容器或揭开容器盖所引起的振动，因振动强度大且没有规律、时间不长，这类振动的电信号会在使自锁电压比较器输出电平翻转、电容C41的积存电压在达到电源电压之前就消失，所以也不会使自锁电压比较器输出电平翻转；只有因盛水容器内的水沸腾引起的振动而产生的电信号，经过由运算放大器A1组成的电荷－电压转换器后，通过由运算放大器A2组成的二阶低通滤波器，进入电压放大器及电压比较器，进一步变成脉冲电压，并对延时限制器的电容C41反复充电，使电容C41的积极电压在交替充放电过程中逐渐升高，当电容C41的积存电压升高到电源电压时，自锁电压比较器的输出电平即开水沸腾电信号就会翻转并自锁起来，自锁电压比较器输出的电平经由运算放大器A7组成的音频振荡器转换成音频信号，经由三极管BG1和BG2组成的功率放大器放大，由扬声器发出报警信号，告知水已烧开，否则，扬声器不会发出报警信号。
权利要求1.一种测振式水沸腾检测装置，由位于传感器座(2)上的传感器盖(1)、报警扬声器Y组成，其特征在于传感器座(2)内的沉孔(6)的底部装有振动敏感元件(4)，振动敏感元件(4)上装有弹性金属片(3)，弹性金属片(3)上装有穿过并凸出传感器盖(1)、与开水器盛水容器的外壁接触的传递振动的压块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种测振式水沸腾检测装置，其特征在于盛水容器内水沸腾引起的振动经振动敏感元件(4)转换成电信号，经二阶低通滤波器、幅度限制器确认，由电压放大器、电压比较器、延时限制器、自锁电压比较器、音频振荡电路、功率放大器处理后，通过扬声器Y发出报警信号。
专利摘要一种测振式水沸腾检测装置，是把开水器盛水容器烧开水时水沸腾引起的振动经压块、弹性金属片传递给振动敏感元件，由振动敏感元件转换成电信号，这个电信号经电路放大、确认处理，变成音频信号，由扬声器发出报警信号，本实用新型结构牢固可靠，能真实地反映水已是否烧开，广泛适用各地区。
文档编号G01D21/00GK2212774SQ9424416
公开日1995年11月15日 申请日期1994年11月1日 优先权日1994年11月1日
发明者何荣燊 申请人:何荣燊
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