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1、智能速热水龙头的制作方法专利名称：智能速热水龙头的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种速热水龙头，特别是一种智能速热水龙头。背景技术：市场上现有的速热水龙头都是加热管全功率加热为前提，通过阀门改变水流的大小来进行出水的温度控制，然而当阀门固定出水的流量恒定时，随着工作时间的增加，必将导致出水温度的不断升高，影响用户的使用。这样不仅耗电，也可能使出水温度过高而烫伤，也有可能因无限制发热烧坏产品而引发火灾等严重的后果。公告日为2010年3月10日授权的专利号为200920301640. 0公开了一种可以根据使用情况自由调节控制出水温度、具有漏电检测安全保护的冷热两用型电热水龙头。该电热水龙头通过人
2、为的改变可调电阻的阻值，调节SCR导通角，实现无极调节功能的作用， 同时利用继电器开关断开和闭合实现漏电保护的功能。该种电热水龙头虽具有冷热两用， 可以人为自由调节出水温度；但是此电热水龙头无智能控制温度，无温度显示，调节水温只能盲目操作，并且继电器还存在易产生火花、使用寿命短等缺点。实用新型内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在的缺点而设计提供一种智能速热水龙头，该智能速热水龙头具有温度显示系统、恒温控制系统、超温警报系统、随意设定温度等多种功能，按要求设定水温、不超温、不浪费、更安全，从而达到节水省电的效果。本实用新型的技术方案为一种智能速热水龙头，主要包括安装在水龙头壳体上的电路控制装
3、置、水流调节阀座、安装在水流调节阀座上的手柄、与水流调节阀座连通的储水腔和进水口、与储水腔连通水龙头管道出水口，其特征在于还包括设在水流调节阀座上的温度显示屏、安装在储水腔内加热管、温度传感器以及水流触动开关等；设有三个孔位水流调节阀座的一个孔位连通进水口、一个孔位连通储水腔、 还有一个孔位连通水流触动开关；所述的电路控制装置主要包括信号处理单片机CPU控制电路，漏电保护电路， 温度显示电路，将220V交流转换为直流电源供给整个电路控制装置的电源转换电路，由在储水腔内温度传感器采集温度信号送入信号处理单片机CPU的温度采集电路，超温报警电路，键盘控制电路，及主要控制储水腔内加热管由过零检测电路
4、和变功率加热电路两部电路组成的恒温控制电路。本实用新型与现有技术相比具有以下优点产品能在接入交流电源的同时自动检测线路漏电的情况，判定不存在漏电的情况下才安全启动电路控制装置，提高了使用安全性；同时这种新型的智能速热水龙头采取智能温度控制系统，对速热水龙头进行无人自动控制，控制过程由温度传感器测量出水流的实际温度与设定温度进行比较，根据温度的偏差的大小和正负进行智能控制，当温度低于设定温度时，加大加热管的加热功率，使得水温迅速达到所设定值；相反当温度高于设定温度时，系统发出警报并迅速减低加热管的加热功率或停止加热，使得水温迅速降到所设定值；同时结合水流情况和出水温度自动进行调节达到设定的热水温
5、度，不会烫伤；另外本热水龙头还具有出热水速度快，不浪费冷水，使用调节操作方便和体积小等优点。以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。图1为本实用新型产品正面结构示意图。图2为本实用新型产品侧面剖面结构示意图。图3为本实用新型的电路控制装置的电路原理方框图。图4为电源转换电路图。图5为恒温控制电路图。图6为温度采集电路图。图7为超温报警电路图。图8为键盘控制电路图。图9为温度显示电路图。图10为漏电保护电路图。图11为整个系统电路图。图中1、进水口 2、储水腔3、水流调节阀 4、显示屏 5、手柄6、出水口 7、 水流触动开关8、加热管9、温度传感器具体实施方式图1和图2为本实施例的结构
6、示意图本实施例的一种智能速热水龙头，主要包括安装在水龙头壳体上的与水隔离电路控制装置、水流调节阀座3、安装在水流调节阀座上的手柄5、与水流调节阀座连通的储水腔2和进水口 1、与储水腔2连通水龙头管道出水口 6、 其特征在于还包括设在水流调节阀座上的温度显示屏4，安装在储水腔2内加热管8、温度传感器9 以及水流触动开关7等；设有三个孔位水流调节阀座3的一个孔位连通进水口 1、一个孔位连通储水腔2、还有一个孔位连通水流触动开关7。如图1和图2所示本实施例的一种智能速热水龙头的操作方法为当手柄5转向打开冷水水流调节座阀时，冷水由进水口 1直接进入储水腔2，储水腔内的加热管8不加热， 此时储水腔2内的
7、水为冷水，与储水腔连通的水龙头管道出水口 6流出的水为冷水；当手柄 5转向打开热水水流调节座阀时，冷水由水流调节座阀的进水口 1流进另一个与水流触动开关7连通的孔位，水流触动开关7在水压的作用下闭合，储水腔内加热管8进行加热，加热后的储水腔2内的水为热水，水龙头的管道出水口 6流出的水就为热水，同时显示屏显示出水温度、设定温度和时间。如图3所示电路控制装置主要包括信号处理单片机CPU控制电路，漏电保护电路，温度显示电路，将220V交流转换为直流电源供给整个电路控制装置的电源转换电路， 由在储水腔内温度传感器Rltl采集温度信号送入信号处理单片机CPU的温度采集电路，超温报警电路，键盘控制电路，
8、及主要控制储水腔内加热管R4由过零检测电路和变功率加热电6路两部电路组成的恒温控制电路。所述的电路控制装置电路工作原理为接通电源时，漏电保护电路自动检测线路漏电的情况，判定不存在漏电的情况下才启动系统开始工作，通过温度采集电路对水温进行实时监测，采集数据反馈给单片机CPU，经单片机CPU转换、计算和设定温度进行对比，输出控制信号控制加热功率为0-3000瓦加热管，当温度偏低时进行提高功率加热，超温报警系统不工作；当温度偏高时降低加热功率或停止加热，同时会响应超温报警。用户可以通过按键对时间和设定温度进行设定和调整，单片机CPU将输出信号给显示温度、时间和设定温度的显示电路，把采集的水温、用户设
9、定的温度和当前的时间进行显示。如图4所示所述的电源转换电路主要由电阻R13、电容C2、整流桥U6、稳压管D1和滤波电容仏组成；其之间的电路连接为电阻R13和电容C2并联后一端接220V电源的火线、 另一端接整流桥U6的1脚，220V电源的零线接整流桥U6的3脚，整流桥U6的脚4和稳压管 D1阳极相接、整流桥U6的2脚和稳压管D1阴极相接、稳压管D1阳极与滤波电容C3负极相接该点为直流电源的负极、稳压管DJA极与滤波电容(3正极相接该点为直流电源的电源正极 Vcc,电源转换电路将220V交流转换为5V的直流电源供给整个电路控制装置。所述的电源转换电路其电路工作原理为输入交流220V电源经过电阻R
10、13、电容C2 阻容降压，整流桥U6进行整流后，由稳压管D1进行稳压和滤波电容C3进行滤波，为整个系统提供稳定的5V直流电源。如图5所示所述的恒温控制电路包括过零检测电路和变功率加热电路两部分； 过零检测电路主要由电阻R5、光耦U2和电阻R7组成；其之间的电路连接为电阻R5的一端接220V交流电的火线、另一端接光耦U2的1脚；光耦U2的2脚接220V交流电的零线，光耦 U2的3脚接上拉电阻R7后接直流电源的正极，光耦U2的3脚直接接单片机CPU的4脚，光耦队的4脚接直流电源的负极；变功率加热电路主要由加热管R4、水流触动开关S4、继电器 K1、电阻R1、双向光耦U1、电阻R2、晶闸管Q1、电阻
11、R3组成，其之间的电路连接为单片机CPU 的5脚接双向光耦U1的2脚、双向光耦U1的1脚接上拉电阻R2后接直流电源的正极，双向光耦U1的3脚接双向晶闸管Q1的门极G，双向光耦U1的3脚串电阻R1后接双向晶闸管Q1 的主电极A1，双向光耦U1的4脚串电阻R3接双向晶闸管Q1的主电极A2,同时交流电220V的火线接水流触动开关S4通过继电器K1接通双向晶闸管Q1的门极A1，零线接通加热管R4后接双向晶闸管Q1的主电极A2，当水流触动开关S4闭合时构成回路。所述的恒温控制电路其电路工作原理为通过电阻R5、光耦U2和电阻R7组成过零检测电路结合单片机CPU输出不同占空比的方波，通过电阻R2、双向光耦U
12、1、电阻R1、晶闸管 Q1电阻R3来控制晶闸管Q1的导通角，输出占空比不同的方波，使得晶闸管的导通角能受到智能控制，这样加热管R4的功率也受到本系统的智能控制，综上所述该智能即热电水龙头加热管R4的加热功率为0-3000瓦，使得温度能控制范围为20-60C，因此我们可通过键盘设定温度20-60C，恒温控制是单片机CPU对实时的出水温度和设定的恒温值进行精确的比较，调整输出的占空比来改变双向晶闸管Q1的导通角，进行加热管的变功率控制，达到迅速的、高效的控制出水的温度。该方案的采用改变功率来控制加热管的方法较现有技术用继电器机械的控制加热管的优点在于能按照设定的温度来控制水温，减小了加热管的冲击电
13、流，可延长加热管使用寿命，从而提高电路控制系统的使用寿命。 如图6所示所述的温度采集电路主要由电阻R9、温度传感器Rltl组成，其之间的电路连接为安装在储水腔内温度传感器Rltl的一端接直流电源的负极，温度传感器Rltl的另一端与电阻R9串接后接直流电源的正极，温度传感器Rltl的输出端与信号处单片机CPU的脚3输入端连接；所述的温度采集电路其电路工作原理为随着出水温度的变化温度传感器Rltl的电阻值也相应的跟着变化，利用此原理，通过单片机CPU实时对温度传感器Rltl的阻值的读取来间接读出温度，从而实现温度采集功能。该对温度的测量采用接触式测温(温度传感器和水直接接触)。如图7所示超温报警电
14、路主要由三极管Q2、电阻R6、蜂鸣器U4组成，三极管Q2的基极接电阻R6后接单片机CPU的2脚，三极管Q2发射极接蜂鸣器U4,蜂鸣器U4接直流电流负极，三极管Q2基电极接直流电流正极。所述的超温报警电路其电路工作原理为当出水温度超过设定温度时，单片机 CPU的2脚将输出高电平，通过电阻R6使得三极管Q2基极为高电平，三极管Q2导通使得蜂鸣器U4报警提醒用户；相反，温度低于设定温度时，单片机CPU的2脚将输出低电平，通过电阻R6使得三极管Q2基极为低电平，三极管Q2关蜂鸣器U4不报警。如图8所示键盘控制电路主要由按钮S1、按钮S2、按钮S3、电阻R8、电阻R11、电阻 R12组成，其之间的电路连
15、接为按钮S1、按钮S2、按钮S3并接，在并接的按钮S1和按钮S2之间接有一个电阻R11,在并接的按钮S2和按钮S3之间接有一个电阻R12 ；并接后按钮S1、按钮 S2、按钮S3的一端接直流电流的负极、另一端与上拉电阻R8串接后接直流电流的正极接信号处单片机CPU的7脚。所述的键盘控制电路其电路工作原理为按钮S1为功能键、按钮S2为上键、按钮S3 为下键来调节设定温度和时间的设定值，先按按钮S1进入调整状态，在相应的值上闪烁，按钮S2为上键、按钮S3为下键进行值的上下调整，调整合适的值后，再按按钮S1进行确认调整结束。如需再一次调整，重复上述步骤进行调整。当在设定温度闪烁时为调整设定温度， 当在
16、时间闪烁时，为调整时间。如图9所示温度显示电路采用蓝色液晶显示屏，由单片机CPU的8-13脚直接输出驱动信号送至显示电路，显示实时的温度、设定温度和时间。能直观的、清楚明了的了解智能速热水龙头的工作状态，安全放心使用，是非常人性化的设计理念，满足客户产品多功能的需求。如图10所示所述的漏电保护电路主要由电阻R14、电阻R15、光耦U7、三极管03、继电器K1、二极管D2组成，其之间电路连接线为由220V交流电的火线接电阻R14、电阻R14接光耦U7的1脚，光耦U7的2脚接连通大地的地线；光耦U7的3脚接电阻R15和三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极继电器K1的1脚和二极管D2的阳极，光耦U7的4脚和三极管的集电极连接后接直流电源的负极，继电器K1的2脚、二极管D2的阴极和电阻R13接直流电源正极。所述的漏电保护的工作原理为，当机体发生意外漏电时，光耦U7的导通，光耦的3 脚为低电平，此时三极管Q3导通，继电器K1得电，常闭开关断开，立即切断220V的交流电压，起到漏电保护的作用。漏电保护电路在漏电的情况下才工作，正常情况下处于检测
