一种热水器用电子阳极系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种热水器用电子阳极系统，属于电热水器领域。


背景技术：

2.电热水器做为家庭常用的一种家用电器，其内胆通常采用金属搪瓷内胆，现有热水器内胆的搪瓷技术难以100%搪瓷到位，总有很细小的未搪瓷覆盖区，即为阳极区，另外，由于我国生活用水各地差异较大且为恶劣，热水器内胆经常出现被腐蚀而漏水的质量问题，因此，电热水器内胆防腐蚀保护直接影响了电热水器的使用寿命。
3.目前，为了防止热水器内胆被腐蚀，市场一般采用镁棒牺牲阳极的阴极保护法防腐，牺牲镁棒本身的方式达到保护内胆的目的，但此种牺牲镁棒保护方式，镁棒消耗快，一般在2-3年左右就消耗完毕需要定期更换，运营成本大，保护效果无法调节；另外镁棒消耗所产生的化合物易导致内胆结垢，容易二次污染水质。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、免更换、无污染水质的长期保护热水器内胆的热水器用电子阳极系统。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该热水器用电子阳极系统，其结构特点在于：包括搪瓷内胆、电子阳极钛棒、防腐控制器、导线a和导线b，所述电子阳极钛棒安装在搪瓷内胆上，所述电子阳极钛棒的一端位于搪瓷内胆内，所述电子阳极钛棒的另一端与导线a的一端连接，所述导线a的另一端与防腐控制器的正极连接，所述防腐控制器的负极与导线b的一端连接，所述导线b的另一端与搪瓷内胆连接。
6.进一步地，所述防腐控制器包括电源系统和控制系统，所述电源系统与控制系统连接。
7.进一步地，所述电源系统包括电源模块ac-dc、变压器smpy、电池battery和滤波器buck，所述电源模块ac-dc与变压器smpy连接，所述变压器smpy和电池battery均与滤波器buck连接，所述滤波器buck与控制系统连接。
8.进一步地，所述控制系统包括处理器mcu，所述处理器mcu上设置有引脚vout、引脚ad、引脚led和引脚beep。
9.进一步地，所述引脚vout与电阻r4串联，电阻r4与三极管q2的基极串联，三极管q2的集电极与电阻r2串联，电阻r2与电阻r1串联，电阻r1与电源系统连接，三极管q2的发射极与搪瓷内胆连接，三极管q1的基极与电阻r1和电阻r2串联，三极管q1的集电极与电源系统连接，三极管q1的发射极与电阻r3串联，电阻r3与电容e1串联，电容e1与电容c1并联，电容c1与电阻r5和电阻r6并联，电阻r5与电阻r6串联，电阻r6与电容c3并联，电容c3与二极管d2串联，二极管d2与电源系统连接，所述引脚ad与电阻r5和电阻r6串联，电阻r5和电阻r6与电源系统连接。
10.进一步地，所述引脚led与电阻r7串联，电阻r7与信号灯led串联，信号灯led与电
源系统连接。
11.进一步地，所述引脚beep与电阻r8串联，电阻r8与电阻r9和三极管q3的基极串联，电阻r9与三极管q3的发射极并联、且与搪瓷内胆连接，三极管q3的集电极与电阻r10串联，电阻r10与蜂鸣器buzzer串联，二极管d1与蜂鸣器buzzer并联，蜂鸣器buzzer与电源系统连接。
12.相比现有技术，本实用新型具有以下优点：采用牺牲阳极的阴极保护法原理，即在热水器内胆中放置镁棒，将镁棒作阳极，金属搪瓷内胆做阴极，二者形成原电池，镁棒代替搪瓷内胆金属发生氧化反应，防止内胆被腐蚀消耗导致锈穿漏水，镁棒代替内胆金属不断化学反应消耗，需要定期更换，同时镁棒产生的化合物分散在水中污染水质，导致内胆结垢，而电子阳极系统避免了上述缺陷。
13.电子阳极系统是具有恒电位输出的电子阳极系统，也可根据水质的不同自动调节输出电位，同时电源系统由市电和电池双电源系统组成防止市电异常断电时导致防腐蚀保护工作停止；该系统对搪瓷内胆有良好的保护效果，同时具有结构简单、安装方便、寿命长、根据热水器内胆实际状态调节保护电位，防止过电流保护，同时系统对热水器水质无污染及终生免维护等优点。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例的热水器用电子阳极系统的结构示意图。
15.图2是本实用新型实施例的防腐控制器的结构示意图。
16.图3是本实用新型实施例的控制系统的结构示意图。
17.图中：搪瓷内胆1、电子阳极钛棒2、防腐控制器3、导线a4、导线b5、电源系统6、控制系统7、
18.电源模块ac-dc、变压器smpy、电池battery、滤波器buck、
19.处理器mcu、引脚vout、引脚ad、引脚led、引脚beep、
20.电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、
21.三极管q1、三极管q2、三极管q3、
22.电容c1、电容c2、电容c3、
23.电容e1、
24.二极管d1、二极管d2、
25.蜂鸣器buzzer、
26.信号灯led。
具体实施方式
27.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
28.实施例。
29.参见图1至图3所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新
型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
30.本实施例中的热水器用电子阳极系统，包括搪瓷内胆1、电子阳极钛棒2、防腐控制器3、导线a4和导线b5，7电子阳极钛棒2安装在搪瓷内胆1上，7电子阳极钛棒2的一端位于搪瓷内胆1内，7电子阳极钛棒2的另一端与导线a4的一端连接，7导线a4的另一端与防腐控制器3的正极连接，7防腐控制器3的负极与导线b5的一端连接，7导线b5的另一端与搪瓷内胆1连接，7防腐控制器3包括电源系统和控制系统，7电源系统与控制系统连接。
31.本实施例中的7电源系统包括电源模块ac-dc、变压器smpy、电池battery和滤波器buck，7电源模块ac-dc与变压器smpy连接，7变压器smpy和电池battery均与滤波器buck连接，7滤波器buck与控制系统连接；7控制系统7包括处理器mcu，7处理器mcu上设置有引脚vout、引脚ad、引脚led和引脚beep。
32.本实施例中的7引脚vout与电阻r4串联，电阻r4与三极管q2的基极串联，三极管q2的集电极与电阻r2串联，电阻r2与电阻r1串联，电阻r1与电源系统6连接，三极管q2的发射极与搪瓷内胆1连接，三极管q1的基极与电阻r1和电阻r2串联，三极管q1的集电极与电源系统6连接，三极管q1的发射极与电阻r3串联，电阻r3与电容e1串联，电容e1与电容c1并联，电容c1与电阻r5和电阻r6并联，电阻r5与电阻r6串联，电阻r6与电容c3并联，电容c3与二极管d2串联，二极管d2与电源系统6连接，7引脚ad与电阻r5和电阻r6串联，电阻r5和电阻r6与电源系统6连接。
33.本实施例中的7引脚led与电阻r7串联，电阻r7与信号灯led串联，信号灯led与电源系统6连接。
34.本实施例中的7引脚beep与电阻r8串联，电阻r8与电阻r9和三极管q3的基极串联，电阻r9与三极管q3的发射极并联、且与搪瓷内胆1连接，三极管q3的集电极与电阻r10串联，电阻r10与蜂鸣器buzzer串联，二极管d1与蜂鸣器buzzer并联，蜂鸣器buzzer与电源系统6连接。
35.具体的说，图1中，电子阳极钛棒2的固定端与搪瓷内胆1固定，电子阳极钛棒2的另一端钛棒伸出到搪瓷内胆1中与水接触，与搪瓷内胆1固定的固定端采用绝缘材料与搪瓷内胆1隔绝固定，与水接触一端采用金属材料钛棒制成；防腐控制器3输出接线端子正极通过导线a4与电子阳极钛棒2连接，防腐控制器3输出接线端子负极通过导线b5与搪瓷内胆1连接，防腐控制器3通过脉宽调制电路输出合适的保护电位，电子阳极钛棒2在水中输出电流对搪瓷内胆1裸露的金属进行阴极保护，从而使搪瓷内胆1避免腐蚀得到保护。
36.该电子阳极钛棒2是根据电化学领域中阴极保护原理对热水器的搪瓷内胆1进行防腐蚀保护，电子阳极钛棒2必须通电状态下才能工作，电子阳极钛棒2在工作时给需保护的搪瓷内胆1提供大量的电子，使被保护的搪瓷内胆1处于电子过剩状态，搪瓷内胆1内各裸露金属表面各点达到同一负电位，被保护的搪瓷内胆1内裸露金属的电位低于周边环境，使裸露金属的金属原子不会失去电子而被腐蚀，实现对搪瓷内胆1的阴极保护，当电子阳极钛
棒2在防腐控制器3的外部供电断电时就不能正常工作，给被保护的搪瓷内胆1提供大量电子防止搪瓷内胆1内裸露金属腐蚀；因此在装有电子阳极系统的热水器在使用过程中应避免长时间切断电源无法正常工作，断电时必须有额外电源供电以保证防腐控制器3正常工作。
37.防腐控制器3由电源系统6和控制系统7两部分组成，电源系统6由电源模块ac-dc和电池battery双电源系统组成，当电源模块ac-dc正常接入时，通过变压器smpy隔离强弱电，输出安全的电源给控制系统7使用；当电源模块ac-dc异常断开后由备用电池battery给控制系统7供电，维持电子阳极系统正常工作，从而避免电源模块ac-dc长时间断电导致电子阳极系统无法正常工作，影响防腐效果。
38.控制系统7由恒电位输出电路、输出电位检测电路及声光报警电路组成，恒电位输出调节电路主要由处理器mcu及外围元器件组成，恒电位输出功能主要通过处理器mcu的a/d模数转换功能及时检测输出端的电位大小，通过软件判断是否达到保护电位，再利用处理器mcu的pwm脉宽调制功能来调节输出电位的大小，使输出电位始终稳定在规定范围之内，以实现输出电位的闭环控制；同时可通过信号灯led和蜂鸣器buzzer指示系统工作状态，当输出电压异常时，信号灯led以特定的方式显示，同时蜂鸣器buzzer鸣响，提示消费者对系统进行检修和维护，另外该电路还有输出电路的短路、断路检测功能。
39.电路工作原理如下：处理器mcu 的引脚vout控制pwm输出，当引脚vout为高电平时，三极管q2的基级和发射级正偏，三极管q2导通，电源系统6的电源电压va通过电阻r1、电阻r2、三极管q2构成回路，电阻r1分压导致三极管q1的发射级和基级正偏，三极管q1导通，然后电源系统6的电源电压va通过三极管q1、电阻r3对电容e1进行充电；电容e1上电压同时给电子阳极钛棒2供电，电阻r5和电阻r6构成输出电压采样电路，将电子阳极钛棒2上的电压送入处理器mcu的引脚ad采样口，处理器mcu控制内部的模/数转换模块，计算得出电子阳极钛棒2的输出电压是否在正常工作电压范围。
40.当电子阳极钛棒2的输出电压超过其正常工作电压时，处理器mcu控制引脚vout输出低电平，三极管q2的基极和发射极无正向偏置电压，三极管q2截止，电阻r1分压减小，三极管q1同样截止不导通，电容e1无法充电，输出电压将随负载继续工作而减小，当输出电压低于电子阳极钛棒2的正常工作电压时，处理器mcu将控制引脚vout再次输出高电平，继续开始对电容e1充电，这样周而复始，循环工作。
41.电路连接关系说明：
42.恒电位输出电路：处理器mcu的引脚vout串联电阻r4的一端, 电阻r4的另一端与三极管q2的基极串联，三极管q2的集电极与电阻r2、电阻r1串联然后接电源系统6的电源电压va，三极管q2的发射极接搪瓷内胆1；当处理器mcu的引脚vout为高电平时，三极管q2的基级和发射级正偏，三极管q2导通，然后三极管q1也导通，电源系统6的电源电压va通过三极管q1、电阻r3对电容e1进行充电，电容e1两端的电压随充电时间加长而升高，电容e1同时并联电容c1，滤出高频纹波，电容e1电压正端与电子阳极钛棒2的正极相连,给其供电。
43.声光报警电路：
44.蜂鸣器buzzer：处理器mcu的引脚beep串联电阻r8的一端，电阻r8的另一端与三极管q3的基极和电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端与三极管q3的发射极并联、连接搪瓷内胆1，三极管q3的集电极与电阻r10连接，二极管d1与蜂鸣器buzzer并联，蜂鸣器buzzer的一
端接电源系统6的电源vdd，电源系统6的另一端接电阻r10。
45.信号灯led：处理器mcu的引脚led连接电阻r7的一端，电阻r7的另一端与信号灯led的阴极串联，信号灯led的阳极接电源系统6的电源板vdd。
46.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。