一種溫控開(kāi)關(guān)壽命測試儀的設計方案
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
近年來(lái)，精美、實(shí)用、方便、快捷的電熱水壺開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，中國已成為世界最大電熱水壺市場(chǎng)。但據最新資料顯示：
電熱水壺的損壞或者不能正常工作，絕大部分是由于溫控部件損壞所造成的，因此本文提出了一種溫控開(kāi)關(guān)的壽命測試儀的設計方案，該方案能夠估計溫控部件的壽命、進(jìn)而能通過(guò)改進(jìn)溫控開(kāi)關(guān)從而達到延長(cháng)電熱水壺壽命的目的。
本方案所設計的測試儀器主要用于水壺溫控開(kāi)關(guān)壽命測試，裝好測試樣品，測試儀能自動(dòng)完成溫控開(kāi)關(guān)的壽命測試，測試階段不需要人工參與，測試結束或者途中發(fā)生故障都能發(fā)出聲光指示。經(jīng)驗證該儀器能實(shí)現自動(dòng)化的工作，大大減少測試人員工作負擔，提高測試效率。
0 引言
近年來(lái)，精美、實(shí)用、方便、快捷的電熱水壺開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。電熱水壺行業(yè)經(jīng)過(guò)十余年發(fā)展，目前國內擁有量達幾千萬(wàn)臺，中國已成為世界最大電熱水壺市場(chǎng)，且發(fā)展前景廣闊，估計僅是廣東地區，每年電熱水壺產(chǎn)量就超過(guò)了3000 萬(wàn)臺。但最新抽查顯示：市場(chǎng)上有約30% 的電熱水壺不合格，使得購買(mǎi)水壺的消費者權益難以保障。行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻低、規模企業(yè)少、作坊式企業(yè)的質(zhì)量意識差是導致電熱水壺質(zhì)量低劣的最直接原因。為規范電熱水壺市場(chǎng)，保障消費者的權益，我國《電水壺性能要求及試驗方法》安全標準已于2009 年5 月開(kāi)始實(shí)施。
電熱水壺產(chǎn)品質(zhì)量不合格，90% 以上都是由電熱水壺的開(kāi)關(guān)失效造成，電熱水壺開(kāi)關(guān)壽命較短，容易失效，使用一段時(shí)間后無(wú)法煮開(kāi)水的現象。本文研究目的在于研發(fā)并設計一臺電熱水壺的測試儀，用于測試電熱水壺開(kāi)關(guān)壽命，即電熱水壺開(kāi)關(guān)接通的次數。該測試儀不需要人員參與，只要裝好測試樣品開(kāi)關(guān)，測試完成或者發(fā)生故障都能發(fā)出聲光指示，全自動(dòng)化的工作，大大減少測試人員工作負擔，提高效率。本文研究的測試儀具有一定的創(chuàng )新性、實(shí)用性和工程性，并在廉江迪艾斯電器廠(chǎng)投入使用，效果良好，具有一定的經(jīng)濟效應和現實(shí)意義。
1 溫控開(kāi)關(guān)結構及易出現問(wèn)題部分
溫控開(kāi)關(guān)結構圖 如圖1 所示，主要是是采用碟形的雙金屬片 作為溫度傳感部件，如圖2 所示，溫控開(kāi)關(guān)的工作原理為：當溫度升高時(shí)，碟形片將產(chǎn)生相應的變形，而當溫度達到碟形片產(chǎn)生變形的值時(shí)，碟形片的突跳依靠其它器件的機械傳動(dòng)，使觸頭迅速動(dòng)作以接通或切斷電流。動(dòng)作溫度范圍：30℃ -300℃。
溫控開(kāi)關(guān)易出現的問(wèn)題有3 點(diǎn)：首先，當溫控開(kāi)關(guān)的雙金屬碟片本身跳變的溫度過(guò)高，電熱水壺的蒸汽無(wú)法使雙金屬碟片達到跳變的溫度，造成溫控開(kāi)關(guān)無(wú)法切斷電流，電熱水壺的水一直在沸騰無(wú)法停止造成危險;其次雙金屬片屬于機械加工的配件，跳變和復位是有機械壽命的，材料問(wèn)題或者加工問(wèn)題對雙金屬片壽命有直接影響，假設以1 個(gè)水壺1 天正常使用5 次為例，一年則接近2000 次，要保證水壺正常買(mǎi)賣(mài)使用5 年以上，則須保證溫控開(kāi)關(guān)或者雙金屬片壽命在10000 次以上;最后溫控開(kāi)關(guān)的小彈簧與雙金屬片一樣，也是機械加工的配件，其壽命也直接影響著(zhù)溫控開(kāi)關(guān)乃至電熱水壺的壽命。因此研究和設計溫控開(kāi)關(guān)壽命測試儀實(shí)質(zhì)上是測試雙金屬片和跳變小彈簧的壽命測試儀，在實(shí)際的生產(chǎn)測試中，選擇抽檢的方式進(jìn)行測試。
2 溫控開(kāi)關(guān)測試儀的技術(shù)方案
該測試儀器的總體系統圖 如圖3 所示，并可分為3 部分：
電路部分、機械部分和安裝底座部分。
第一、電路板部分：該部分以單片機(MCU)為智能控制的核心，通過(guò)DS18B20 溫度傳感器采集測試水壺的水溫，傳到MCU 作為處理，并在LED 或者數碼管中顯示，測試遇到故障或者測試完成會(huì )發(fā)出相應聲光指示。電路原理圖如圖4 所示。
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