[发明专利]探测和控制液体沸腾的方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及液体加热控制技术领域，尤其涉及一种探测和控制液体沸腾的方法及装置。

背景技术

控制液体沸腾的公知技术有：

第一种技术：采用温控器控制液体的沸腾温度，即在盛装液体的器皿上设置温控器，当液体的温度上升到温控器的控制温度时，温控器起跳，断开主电路。这种技术的优点是：结构简单，成本低，有许多应用。例如：饮水机中加热饮用水的热罐通常采用这种技术，用于在保温瓶中加热饮用水的“热得快”也有采用这种技术的产品。这种技术的缺点是很难实现在液体温度上升到沸腾温度时断电，实际应用中经常出现：要么液体还没有沸腾就断电停止加热，要么液体已经沸腾还继续通电加热，其原因如下：

1.感温元件的灵敏度、感温元件与被加热液体之间的热阻、电气元件的制造误差和温控器的安装位置等因素，均影响温控器的控制精度；

2.液体的沸腾温度不是一个定值，它随液体中杂质含量和大气压力等因素的变化而变化。

第二种技术：在液体中或者在盛装液体器皿的器壁上设置测温探头，通过测量液体的温度或者测量液体温度的上升速度进行控制。

采用测量液体温度的方法与第一种方法(采用温控器控制液体的沸腾温度)没有本质区别，同样很难实现在液体温度上升到沸腾温度时断电。

采用测量液体温度的上升速度进行控制的原理是：液体加热后，其温度开始上升；在加热初期，液体的温度较低，通过器壁向环境散失的热量较少，液体蒸发带走的热量也较少，所以液体温度的上升速度较快；当液体温度上升到接近沸腾温度时，液体的温度较高，向环境散失的热量较多，液体蒸发带走的热量也较多，所以液体温度的上升速度较慢；当液体温度上升到沸腾温度时，液体的温度不再上升，即液体温度的上升速度等于零；控制系统一旦检测出液体温度的上升速度为零并且温度值达到或者接近沸腾温度时即可判定液体处于沸腾状态，立即断开电加热器电源。这种技术可以实现在液体温度上升到沸腾温度时断电，中国专利申请号为200510037189.2的专利文件中公开了这种技术。但是，这种技术必须在液体中或者在盛装液体器皿的器壁上设置测温探头，使得盛装液体的器皿不便于清洗，其应用受到一定限制。

第三种技术：在盛装液体的器皿(器壁或者盖)上设置发声器(声音报警器)，该发声器的动力源是流速较高的蒸汽，液体沸腾后会产生大量的蒸气，蒸气流经发声器时发出声音，人们在听到发声器发出响亮的声音后手动关断电源。这种方法可以实现在液体温度上升到沸腾温度时断电。但是，这种方法不能实现自动控制，即不能做到液体加热时无人职守，因而存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术现状的不足而提供一种探测和控制液体沸腾的方法，本发明的另一目的是提供一种采用该方法探测和控制沸腾的液体加热装置，该加热装置可以确保液体温度能上升到沸腾温度，沸腾后自动断开电加热器电源，同时发出声音报警，使用安全；此外，由于盛装液体的器皿上不设置任何电气元件，故器皿的清洗十分方便。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种探测和控制液体沸腾的方法，其包括发声器、接声器和电气线路板，发声器设置在盛装液体的器皿上，发声器具有当高速蒸汽从中穿过时能发出声音的结构，当液体加热至沸腾温度时，发声器发出声音，接声器接收到声音信号后，将该声音信号转换成电信号并由电气线路板断开电加热器电源。

所述的器皿具有使液体沸腾时产生的大量蒸汽基本上全部从发声器中穿过的结构。其具体结构是：所述的器皿由本体和器皿盖组成，本体上设一个大开口，大开口处设置器皿盖，即器皿内部与外界大气之间只有通过发声器实现内外相通。

所述的发声器可以采用气流回旋方式发声(口哨的发声原理)；可以采用簧片振动的方式发声(口琴的发声原理)，也可以采用其它方式发声。

所述的接声器是指可以将接收到的声音信号转换成电信号的装置，它有多个名称，例如可称为声音传感器，可称为话筒，也可称为麦克风，接声器可采用包括驻极体的结构，也可采用其它结构。

加热液体的电加热器，可以是采用电热丝的电加热器，可以是采用电磁感应加热的电加热器，可以是采用微波加热的电加热器，也可以是其它形式的电加热器。当采用电磁感应加热的电加热器时，盛装液体的器皿应采用金属材料制造。当采用微波加热的电加热器时，盛装液体的器皿应采用非金属材料(玻璃、陶瓷或者耐高温塑料等)制造。