CN101750433A - 一种检测敞开容器内液体沸点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测敞开式容器内液体沸点的方法，属于液体温度自动检测技术领域。用于温度时间比较的控制器通过从置于该液体内的温度传感器及其温度检测器输入的被加热液体温度信号和从计时器输入的检测单位时间进行比较运算，获得实时温度梯度，当该温度梯度从大至小直至趋于零时，启动控制器内延时电路，按预设值延时后控制发热体驱动电路关闭发热体停止加热。本方法适用于任何海拔高度的任何液体的沸点检测及既可充分沸腾又不会沸腾不止。
Description
技术领域
本发明涉及液体温度自动检测技术领域，特别是一种敞开式容器内液体沸点的检测方法。
背景技术
在现有技术中，往往需要敞开式容器内的液体加热到沸点后即停止加热，如现有的容积式开水器，就要求把储水箱内的水煮沸后不再继续沸腾，它只是采用单纯的温控器控制到某点温度即停止加热。
采用单纯的温控器控制水温及沸点的办法，会出现一些难以克服的缺陷：由于水的沸点会随海拔高度的不同或水质的变化而改变沸点，或由于温控器温控点的漂移而造成当温控点低于沸点时水未煮沸即停止加热，当温控点高于沸点则会沸腾不止。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于寻求一种敞开式容器内液体沸点自动检测方法，它既能不受海拔高度、液体成份、浓度等客观环境因素影响，又能简便可靠地检测出被加热液体的沸腾状态并使其维持一段时间。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种敞开式容器内液体沸点检测方法，包括由温度传感器、温度检测器、计时器、用于温度时间比较的控制器组成的温度梯度检测及控制电路以及由发热体及其驱动电路组成的执行机构，所述被加热液体从常温加热至沸腾状态要经历四个阶段：(1)低温段，温度梯度大；(2)高温段，温度梯度变小；(3)近沸点段，温度梯度趋于零；(4)沸腾段，温度梯度为零；所述控制器通过从温度检测器输入的被加热液体温度信号和从计时器输入的检测单位时间进行比较运算，获得实时温度梯度，当该温度梯度从大至小直至趋于零时，启动控制器内延时电路，按预设值延时后控制发热体驱动电路关闭发热体停止加热。所述发热体为电发热体。所述电发热体为电发热管。所述发热体为燃气燃烧器。
附图1显示了敞开式容器内液体在一定容积一定功率的加热状态下被加热液体温度随加热时间上升的温度时间曲线，其中，Y轴代表液体温度，X轴代表加热时间。当上述曲线在0-1时间段范围内，被加热液体温度远离沸点，其温度的上升与时间成线性关系，此段即为低温段；在1-2时间段范围内，被加热液体温度慢慢接近沸点，即为高温段，开始产生蒸汽，由于蒸汽会带走部分热量，因而在这一时间区间内，液体温度上升速率逐渐变缓，到达时间坐标2点即近沸点后，继续加热液体使其温度到达沸点，即图1中的3点，在2-3时间段范围内，曲线为近沸点段，往后一段延时时间3-4内即为沸腾段，该液体温度不会再升高。图1中曲线的低温段温度梯度为Δ1，高温段温度梯度为Δ2，近沸点段温度梯度为Δ3，沸腾段温度梯度为Δ4，Δ1＞Δ2＞Δ3＞Δ4，Δ4＝0。
与上述方法等同的另一种检测方式是，在远离该液体沸点温度时，检测出每增加一个单位温度所需时间的平均值，并以此作为参照物，在加热过程中，在每个单位温度段的起点开始计时并进行温度-时间比较，当检测到每增加一个单位温度段所需时间不断增加时，被加热液体温度接近沸点，当检测到被加热液体到达某个温度后一段时间内都不会继续上升，就可以确定该液体已进入沸腾状态阶段。用来表示被加热液体温度的单位可以是摄氏或华氏。
与现有技术相比较，本发明具有如下显著效果：由于本方法是依据被加热液体从常温加热到沸腾状态过程中，其温度梯度是从大至小直至趋于零这样一个物理特性去检测和控制被加热液体的沸腾状态，因而这种检测方法与被加热液体所处的海拔高度等环境因素无关，也与被加热液体本身组份、比重等物理化学性质无关；同时，这种检测和控制方法能使被加热液体既实现完全沸腾，也不会沸腾不止；此外，这种检测及控制方法简便可靠，易于实施。
附图说明
图1是敞开式容器内液体从常温加热至沸腾状态过程的温度时间曲线图。
图2是本发明应用于电开水器时的液体沸点检测及控制电路方框结构图。
具体实施方式
实施例
通过下面应用实例对本发明作进一步详细阐述。
参照图2所示，本例电开水器要求其储水箱1内的水煮沸后在1-2分钟内自动停止加热。储水箱1为敞开式结构，工作时，当电发热管驱动电路3驱动电发热管2加热时，温度检测器6通过一端置于储水箱1内水中的温度传感器7检测其水温，选取单位温度为1摄氏度。在水温远离沸点的低温段内，例如25℃-60℃范围内，计时器5、温度检测器6输出相关信号至控制器4，通过控制器4计算出储水箱1内水温每上升1摄氏度所需平均时间，从而获得实时温度时间比值，即实时温度梯度。设定该水温每上升1摄氏度所需时间为上述平均时间的1.5-3倍时为接近沸点段，控制器4记忆该沸点温度后，通过定时器进行一段延时，保持完全沸腾，延时结束后，通过电发热管驱动电路3停止电加热管2加热。
本实施例测得的平均时间为30秒，沸腾时间设定为80秒。保证达到饮用水的卫生指标。
本实施例的电开水器可以在不同海拔或其他各种不同使用条件下都能方便可靠地检测到沸点温度，并保证其储水箱1内的水既可以沸腾，又不会沸腾不止。
Claims (4)
1.一种敞开式容器内液体沸点检测方法，包括由温度传感器、温度检测器、计时器、用于温度时间比较的控制器组成的温度梯度检测及控制电路以及由发热体及其驱动电路组成的执行机构，所述被加热液体从常温加热至沸腾状态要经历四个阶段：(1)低温段，温度梯度大；(2)高温段，温度梯度变小；(3)近沸点段，温度梯度趋于零；(4)沸腾段，温度梯度为零；其特征在于：所述控制器通过从温度检测器输入的被加热液体温度信号和从计时器输入的检测单位时间进行比较运算，获得实时温度梯度，当该温度梯度从大至小直至趋于零时，启动控制器内延时电路，按预设值延时后控制发热体驱动电路关闭发热体停止加热。
2.根据权利要求1所述的敞开式容器内液体沸点检测方法，其特征在于：所述发热体为电发热体。
3.根据权利要求2所述的敞开式容器内液体沸点检测方法，其特征在于：所述电发热体为电发热管。
4.根据权利要求1所述的敞开式容器内液体沸点检测方法，其特征在于：所述发热体为燃气燃烧器。
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