本发明涉及热水器内胆保护领域，具体涉及一种用于电热水器的智能防腐电子阳极控制器。
背景技术：
安全耐用的电热水器内胆是保证电热水器质量的关键，电热水器的内胆需要具备强度高、耐高温、抗腐蚀、性能稳定的特征，电热水器内胆内表面的处理非常重要，它是决定电热水器使用年限的主要依据，因此对内胆的制备工艺的要求很高，想要保证电热水器的使用寿命及安全性，必须有效阻止内胆的氧化，减少内胆腐蚀。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种智能防腐电子阳极控制器，通过在电极阳极和内胆之间增加一个电流，从而在电热水器内胆壁上产生少量氢气气泡，这些气泡可以有效阻止内胆的氧化。
本发明的技术方案如下：一种智能防腐电子阳极控制器，包括控制模块和电极；
所述电极包括固定底座，所述固定底座为上端面为圆形的t形底座，固定底座的上端面设置有阳极接线端子和阴极接线端子，下部连接阳极；
所述控制模块由电源模块、电流输出模块、断水断线检测模块、单片机u4、状态指示灯模块五部分构成；
所述单片机u4为芯片stc15w202s；
所述电源模块包括变压器t1、稳压芯片u1、蓄电池bt1，变压器t1的初级端连接供电接口j1，输出端连接由d1、d2、d3、d4组成的桥式整流二极管的输入端，整流二极管的输出端负极接地，正极端连接稳压芯片u1的引脚1，桥式整流二极管的输出端之间连接有电容c1，整流二极管的输出端正极通过二极管d6连接到接线端子j2a的引脚2，稳压芯片u1的引脚2接地，引脚3连接电容c2的正极，电容c2的负极接地，电容c2与电容c3并接，所述蓄电池bt1的正极依次连接电阻r10和二极管d7，所述稳压芯片u1为芯片78l05。
所述电流输出模块包括三极管q1、运算放大器u2和继电器k1，运算放大器u2的输出端通过电阻r1连接三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接运算放大器u2的反相输入端，集电极连接接线端子j2a的引脚1，接线端子j2a的引脚2经二极管d6与整流桥的输出端正极连接，接线端子j2a对应连接所述电极的接线端子j2b，运算放大器u2的同相输入端连接分为两路，一路通过电容c5连接gnd，一路通过电阻r11连接单片机u4的引脚p55，运算放大器u2的供电正极端连接接线端子j2a的引脚2，负极端接地，继电器k1的常闭触点连接接线端子j2a的引脚1，继电器k1的输入端连接电源vcc，公共端连接gnd，继电器k1的线圈与二极管d10并接，运算放大器u2为运算放大器lm358。
所述断水断线检测模块包括电压比较器u3，所述电压比较器u3的反相输入端通过电阻r3连接接线端子j2a的引脚1，电阻r4一端连接在电阻r3和电压比较器u3的反相输入端之间，另一端接gnd，电压比较器u3同相输入端通过电阻r5连接电源vcc，电阻r5串接电阻r6，电阻r6的一端连接电压比较器u3同相输入端，另一端接gnd，电压比较器u3的输出端连接单片机u4的引脚p54，引脚p54经过电容c6接地，u3的反相输入端经r4接地。
所述状态指示灯模块包括状态指示灯d8和d9，所述状态指示灯d8和d9的正极连接电源vcc，负极通过电阻r8和r9分别连接至单片机u4的引脚p31和p30。
优选的，所述单片机u4连接有编程端口j1、电流增加按键k1和电流降低按键k2，所述编程端口j1的引脚4接地，引脚3连接单片机u4的引脚p31，引脚2连接单片机u4的引脚p30，引脚1连接电源vcc，电流增加按键k1一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p30，电流增加按键k2一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p31，j1是编程端口，主要用来对单片机进行烧录程序，k1、k2是用来调整输出电流的，当需要修改输出电流时，将按键按下，然后，再打开电源，即进入了电流设置程序，按k1按键为增加，k2按键为降低，设置好后，单片机u4会自动保存参数，重新上电，即可按照最新设置输出电流。
优选的，所述电源模块并接的电容c3和蓄电池bt1正极之间连接有二极管d5。
优选的，所述电极的阳极接线端子与阴极接线端子之间设置有绝缘层，固定底座与阳极之间设置有内部绝缘层，保证安全。
本发明的智能防腐电子阳极控制器，通过将电极插入热水器内部，将接线端子用引线连接到电子阳极控制器控制模块的输出正端，将阴极接线端子连接至电子阳极控制器控制模块的输出端的负端，在正常工作时，由于阳极为正电压，阴极接线端子为负电压，在热水器内部有水的时候，电流从阳极流出，经过水流向阴极，由于电解原理，在热水器内胆的内壁上会聚集氢离子气泡，从而阻止了电热水器内胆的氧化和腐蚀。
本发明的智能防腐电子阳极控制器，通过电流的流动，阻止了电热水器内胆的氧化，从而使内胆耐腐蚀，提高电热水器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的控制模块控制原理图；
图2为本发明的电极结构示意图。
图中:1-固定底座；2-阳极接线端子；3-阴极接线端子；4-阳极；5-绝缘层；6-内部绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步详细的描述：
如图1-图2所示，一种智能防腐电子阳极控制器，包括控制模块和电极；
所述电极包括固定底座1，所述固定底座1为上端面为圆形的t形底座，固定底座1的上端面设置有阳极接线端子2和阴极接线端子3，下部连接阳极4，所述阳极接线端子2和阴极接线端子3之间设置有绝缘层5，固定底座1与阳极4之间设置有内部绝缘层6。
所述控制模块由电源模块、电流输出模块、断水断线检测模块、单片机、状态指示灯模块五部分构成；
所述单片机u4为芯片stc15w202s；单片机电路主要是用来控制电流输出、故障检测和当前状态指示。单片机u4是通过控制引脚p55输出方波的占空比来控制电压信号的，p54是故障检测引脚，所述单片机u4连接有编程端口j1、电流增加按键k1和电流降低按键k2，所述编程端口j1的引脚4接地，引脚3连接单片机u4的引脚p31，引脚2连接单片机u4的引脚p30，引脚1连接电源vcc，电流增加按键k1一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p30，电流增加按键k2一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p31，j1是编程端口，主要用来对单片机进行烧录程序。k1、k2是用来调整输出电流的，当需要修改输出电流时，将按键按下，然后，再打开电源，即进入了电流设置程序，按k1按键为增加，k2按键为降低，设置好后，单片机u4会自动保存参数，重新上电，即可按照最新设置输出电流。
所述电源模块包括变压器t1、稳压芯片u1、蓄电池bt1，变压器t1的初级端连接供电接口j1，输出端连接由d1、d2、d3、d4组成的桥式整流二极管的输入端，整流二极管的输出端一端接地，一端连接稳压芯片u1的引脚1，桥式整流二极管的输出端之间连接有电容c1，稳压芯片u1的引脚1通过二极管d6连接单片机u4的引脚gnd，稳压芯片u1的引脚2接地，引脚3连接电容c2的正极，电容c2的负极接地，电容c2并接电容c3，所述蓄电池bt1的正极依次连接电阻r10和二极管d7，所述并接的电容c3和蓄电池bt1正极之间连接有二极管d5，所述稳压芯片u1为芯片78l05。
所述电源模块实现了变压、整流、滤波、稳压的功能，电路供电为ac220v,由供电接口j1接入，将电压送到变压器t1的初级端，交流电经过电磁耦合，由变压器t1次级输出ac9v电压，然后由d1～d4四只整流二极管1n4007进行整流，然后输出12.7v的直流电压，由电容c1对电压进行滤波，生成一个比较稳定的直流电压，然后把电压送入稳压芯片u1即芯片78l05的输入端，由稳压芯片u1进行稳压，输出一个稳定的dc5v电压，为整个电路提供电源，c2、c3是dc5v的滤波电容，用来保证电压的稳定性，bt1是dc5v的锂电池，在断电时，为电极的阳极提供5v电压，保证一段时间内，对热水器内胆的保护，d5是充电二极管，在供电时，由充电二极管d5为锂电池供电，电阻r10是供电的限流电阻，在切断外部电源时，锂电池就会通过限流电阻r10，二极管d7把电压送到输出接线端子j2a的引脚2，即正极端，再由接线端子j2b送到电极阳极。
所述电流输出模块包括三极管q1、运算放大器u2和继电器k1，运算放大器u2的输出端通过电阻r1连接三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接运算放大器u2的反相输入端，集电极连接接线端子j2a的引脚1，接线端子j2a的引脚2经电容c4连接gnd，接线端子j2a对应连接所述电极的接线端子j2b，运算放大器u2的同相输入端连接分为两路，一路通过电容c5连接gnd，一路通过电阻r11连接单片机u4的引脚p55，运算放大器u2的供电正极端连接接线端子j2a的引脚2，负极端连接gnd，继电器k1的常闭触点连接接线端子j2a的引脚1，继电器k1的输入端连接电源vcc，公共端连接gnd，继电器k1的线圈与二极管d10并接，运算放大器u2为运算放大器lm358；
电流输出模块主要由芯片u2运算放大器lm358和及其附属配件构成，输出电流由单片机u4控制，引脚p55是输出控制引脚，输出一定占空比的脉冲方波信号，输出占空比为0%～50%，方波再通过电阻r11,然后由c5进行滤波，形成一个稳定的电压dc0-2.5v，然后送到运算放大器u2同相输入端，运算放大器u2输出端通过电阻r1送到三极管q1的基极，整流桥整流后的电压dc12.7v经过二极管d6连接到输出接线端子j2a的引脚2，电流通过电极的阳极4和热水器内部的水后，由接线端子j2a引脚1接至三极管q1的集电极，被控制的电流经集电极和发射极的电流由取样电阻r2送入运算放大器u2的反相输入端，从而形成了一个由单片机u4芯片引脚p55所控制稳定的电流输出电路。k1是一个dc5v的继电器，由于使用了常闭点，在没有提供外部电源的时候，继电器的公共端与gnd连接，这是为了给锂电池通过r10向接线端子输出电压提供通路。当外部提供电源时，继电器k1的常闭点释放，切断接线端子j2a的引脚1和gnd之间的连接，用来保证电流输出电路正常为电子阳极提供稳定的电流。
所述断水断线检测模块包括电压比较器u3，所述电压比较器u3的反相输入端通过电阻r3连接接线端子j2a的引脚1，电阻r4一端连接在电阻r3和电压比较器u3的反相输入端之间，另一端接gnd，电压比较器u3同相输入端通过电阻r5连接电源vcc，电阻r5串接电阻r6，电阻r6的一端连接电压比较器u3的同相输入端，另一端连接gnd，电压比较器u3的输出端连接单片机u4的引脚p54，引脚p54经过电容c6接地，u3的反相输入端经r4接地。
在热水器内部没有水或者电极阳极接线端子断开时，接线端子j2p的第1引脚会浮空，电压比较器u3的反相输入端会被电阻r4接地，电压变成0v，由于电压比较器u3的同相输入端是由r5、r6分压所得，r5的上端接到vcc,r6的下端接到gnd，所以，电压比较器u3的同相输入端电压是2.5v，那比较器就会输出高电平,然后送至单片机u4的引脚p54。
在热水器内部有水，且电极阳极引线没有故障时，电压由输出接口j2a的引脚1引入，接至电阻r3,然后由r3和r4进行分压，在电流超过1ma时，分压电压就会大于2.5v，这样由于电压比较器u3的同相输入端低于反相输入端，电压比较器u3就会输出低电平，然后送至单片机的引脚p54，这样单片机u4检测引脚p54就可以分辨出电流输出是否存在故障。
所述状态指示灯模块包括状态指示灯d8和d9，所述状态指示灯d8和d9的正极连接电源vcc，负极通过电阻r8和r9分别连接至单片机u4的引脚p31和p30，状态指示灯d8和d9分别为工作指示灯和故障指示灯，工作指示灯d8的正极端直接连接至vcc，负极端经过限流电阻r8连接至单片机u4的引脚p31，需要点亮时，单片机u4直接拉低单片机u4的引脚p31，故障指示灯d9的正极端直接连接至vcc，负极端经过限流电阻r9连接至单片机u4的引脚p30，需要点亮时，单片机u4直接拉低单片机u4的引脚p30。
具体实施时，热水器开有带螺纹的圆孔，使用时，将本申请的电极插入热水器内部，将电极拧紧，将阳极接线端子2用引线连接到电子阳极控制器控制模块的输出端正端引脚2，将阴极接线端子3连接至电子阳极控制器控制模块的输出端的负端引脚1，在正常工作时，由于阳极4为正电压，阴极接线端子3为负电压，在热水器内部有水的时候，电流从阳极流出，经过水流向阴极，由于电解原理，在热水器内胆的内壁上会聚集氢离子气泡，从而阻止了热水器内胆的氧化和腐蚀。
1.一种智能防腐电子阳极控制器，其特征在于包括控制模块和电极；
所述电极包括固定底座，所述固定底座为上端面为圆形的t形底座，固定底座的上端面设置有阳极接线端子和阴极接线端子，下部连接阳极；
所述控制模块由电源模块、电流输出模块、断水断线检测模块、单片机u4、状态指示灯模块五部分构成；
所述单片机u4为芯片stc15w202s；
所述电源模块包括变压器t1、稳压芯片u1、蓄电池bt1，变压器t1的初级端连接供电接口j1，输出端连接由d1、d2、d3、d4组成的桥式整流二极管的输入端，整流二极管的输出端负极接地，正极端连接稳压芯片u1的引脚1，桥式整流二极管的输出端之间连接有电容c1，整流二极管的输出端正极通过二极管d6连接到接线端子j2a的引脚2，稳压芯片u1的引脚2接地，引脚3连接电容c2的正极，电容c2的负极接地，电容c2与电容c3并接，所述蓄电池bt1的正极依次连接电阻r10和二极管d7，所述稳压芯片u1为芯片78l05；
所述电流输出模块包括三极管q1、运算放大器u2和继电器k1，运算放大器u2的输出端通过电阻r1连接三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接运算放大器u2的反相输入端，集电极连接接线端子j2a的引脚1，接线端子j2a的引脚2经二极管d6与整流桥的输出端正极连接，接线端子j2a对应连接所述电极的接线端子j2b，运算放大器u2的同相输入端连接分为两路，一路通过电容c5连接gnd，一路通过电阻r11连接单片机u4的引脚p55，运算放大器u2的供电正极端连接接线端子j2a的引脚2，负极端接地，继电器k1的常闭触点连接接线端子j2a的引脚1，继电器k1的输入端连接电源vcc，公共端连接gnd，继电器k1的线圈与二极管d10并接，运算放大器u2为运算放大器lm358；
所述断水断线检测模块包括电压比较器u3，所述电压比较器u3的反相输入端通过电阻r3连接接线端子j2a的引脚1，电阻r4一端连接在电阻r3和电压比较器u3的反相输入端之间，另一端接gnd，电压比较器u3同相输入端通过电阻r5连接电源vcc，电阻r5串接电阻r6，电阻r6的一端连接电压比较器u3同相输入端，另一端接gnd，电压比较器u3的输出端连接单片机u4的引脚p54，引脚p54经过电容c6接地，u3的反相输入端经r4接地；
所述状态指示灯模块包括状态指示灯d8和d9，所述状态指示灯d8和d9的正极连接电源vcc，负极通过电阻r8和r9分别连接至单片机u4的引脚p31和p30。
2.根据权利要求1所述的智能防腐电子阳极控制器，其特征在于所述单片机u4连接有编程端口j1、电流增加按键k1和电流降低按键k2，所述编程端口j1的引脚4接地，引脚3连接单片机u4的引脚p31，引脚2连接单片机u4的引脚p30，引脚1连接电源vcc，电流增加按键k1一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p30，电流增加按键k2一端接地，另一端连接单片机u4的引脚p31，j1是编程端口，主要用来对单片机进行烧录程序，k1、k2是用来调整输出电流的，当需要修改输出电流时，将按键按下，然后，再打开电源，即进入了电流设置程序，按k1按键为增加，k2按键为降低，设置好后，单片机u4会自动保存参数，重新上电，即可按照最新设置输出电流。
3.根据权利要求1所述的智能防腐电子阳极控制器，其特征在于所述电源模块并接的电容c3和蓄电池bt1正极之间连接有二极管d5。
4.根据权利要求1所述的智能防腐电子阳极控制器，其特征在于所述电极的阳极接线端子与阴极接线端子之间设置有绝缘层，固定底座与阳极之间设置有内部绝缘层，保证安全。
技术总结