利用音频控制开合的开水器节水开关及其方法技术

本发明专利技术公开了一种利用音频控制开合的开水器节水开关及其方法，该开水器节水开关包括电控阀门以及音频采集装置；音频采集装置所采集的音频信号依次经过选频电路、放大电路的选频放大处理后经电控电路自动控制电控阀门的通断；选频电路基于向窄口盛水器内灌注水流时所引起的窄口盛水器内空气柱振动频率变化与窄口盛水器水位之间的关系建立。因此，本发明专利技术能够自动地根据窄口盛水器（5磅、8磅暖壶及其它的窄口容器）内的空气柱音频变化来判断是否已经注满开水，能够有效地避免现有技术中的一般开水水龙头在灌注开水时的浪费，同时，本发明专利技术具有安全、智能、人性化的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开水器节水开关，尤其是一种利用音频控制开关闭合/截断的开水器节水开关及其方法。
技术介绍
目前，商用开水器的开水灌取方式普遍为直接在炉体下部设置一个水龙头，通过手动扳动实现该水龙头开闭，一般向中间扳动实现开启出水，向两侧扳动实现闭合断水。打水时，人们一般都会选择最快的流速，而且在水瓶快满时，由于从人们从发现水满到采取行动关闭水龙头需要时间的缘故，往往都会在水溢出后才关上水龙头，由此就会导致开水的浪费，此项损失因人而异，老年人因反应较慢因此而导致的开水损失较大，而部分情况下其它事情导致注意力分散如与人闲聊而忘记关水龙头从而产生更大的开水浪费，由于烧开水耗能较多，相应耗电量也会增加。而且开水溅出后可能造成一定的安全隐患。为了节约用水，现在很多公共场合都是用感应设备来控制洗手用的水龙头的自动关闭，但是开水器的水龙头感应设备目前还未有较多的使用。已有的较为先进的开水器采用刷卡式，在暖壶快满的时候使用刷卡来实现开关的关闭，这样也需要用户必须时刻注意开水是否已满，而且刷卡方式也存在上面所说的浪费情况。大多数用户会等到水已经满以后再刷卡关闭电控阀门。本专利技术专利意在提供一种安全、智能化、人性化的利用音频变化的开水器节水开关。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种利用音频控制开水器节水开关开合的方法，其能够自动根据音频变化来判断水是否已经满，从而自动关闭开水开关。不仅防止开水的浪费，并且能安全、智能、人性化地为人们服务。为实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案一种利用音频控制开水器节水开关开合的方法，首先，在开水器节水开关上安装电控阀门；接着采用音频采集装置进行窄口盛水器内音频信号采集，然后，根据窄口盛水器内灌注水流时所引起的窄口盛水器内空气柱振动频率变化与窄口盛水器水位之间的关系设置选频电路，通过电控电路以自动控制电控阀门的通断。本专利技术的另一技术目的提供一种基于上述方法的利用音频控制开合的开水器节水开关，包括电控阀门以及音频采集装置；音频采集装置所采集的音频信号依次经过选频电路、放大电路的选频放大处理后经电控电路自动控制电控阀门的通断；选频电路基于向窄口盛水器内灌注水流时所引起的窄口盛水器内空气柱振动频率变化与窄口盛水器水位之间的关系建立。所述电控阀门与手动开关S2并联连接；所述放大电路通过手动开关Sl与电控阀门连接，且手动开关Si、S2皆为常开开关。所述放大电路包括运算放大器，所述电控电路包括三极管，所述运算放大器的信号输出端通过由电阻Rl和R3并联连接而成的分压电路与三极管的基极连接；三极管的发射极通过手动开关Sl与电控阀门连接，而三极管的集电极则与电控阀门连接。所述音频采集装置为驻极体话筒。根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果本专利技术所述的开水器节水开关，能够自动地根据窄口盛水器(5磅、8磅暖壶及其它的窄口容器)内的空气柱音频变化来判断是否已经注满开水，能够有效地避免现有技术中的一般开水水龙头在灌注开水时的浪费，同时，本专利技术具有安全、智能、人性化的优点。另外， 本专利技术考虑到安全性，同时提供手动开关服务。附图说明图1为利用音频变化的开水器节水开关电路图2为通过仿真软件protel获得的选频放大电路的频率_电压特性图； 其中VCC为直流电压5V，VEE为直流电压-5V。具体实施例方式附图非限制性地公开了本专利技术所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本专利技术的技术方案。如图1至2所示，本专利技术所述利用音频控制开水器节水开关开合的方法，首先，在开水器节水开关上安装电控阀门；接着采用音频采集装置进行窄口盛水器内音频信号采集，然后，根据窄口盛水器内灌注水流时所引起的窄口盛水器内空气柱振动频率变化与窄口盛水器水位之间的关系设置选频电路，通过电控电路以自动控制电控阀门的通断。如图1所示，利用音频控制开合的开水器节水开关，包括电控阀门以及音频采集装置，本实施例中，音频采集装置为驻极体话筒；音频采集装置所采集的音频信号依次经过选频电路、放大电路的选频放大处理后经电控电路自动控制电控阀门的通断；选频电路基于向窄口盛水器内灌注水流时所引起的窄口盛水器内空气柱振动频率变化与窄口盛水器水位之间的关系建立，所述的窄口盛水器为5磅、8磅暖壶及其它的窄口容器。本专利技术考虑到安全性，配置了手动开关服务，即将电控阀门与手动开关S2并联连接；同时将放大电路通过手动开关Sl与电控阀门连接，且手动开关S1、S2皆为常开开关。所述放大电路包括运算放大器，所述电控电路包括三极管，所述运算放大器的信号输出端通过由电阻Rl和R3并联连接而成的分压电路与三极管的基极连接；三极管的发射极通过手动开关Sl与电控阀门连接，而三极管的集电极则与电控阀门连接。本专利技术的技术原理当水流进暖壶时，暖壶内有空气柱，不断向暖壶里进水时，因为水在入壶时的振动会引起空气柱振动，又因为水越倒空气柱越短，空气柱振动频率就越高，即声调会越高。当听到空气柱振动的声调很高时，就说明水快满了。这是因为随着水流进暖壶，空气柱振动频率逐渐上升，在快满的时候，由于瓶口越来越窄，空气柱的频率会突然快速上升。本新型利用水流引起暖壶空气柱振动频率与水位存在一定的关系，从而感应壶内空气柱的柱波频率来判断暖壶水位并自动控制开水器开关，实现安全、节能、人性化的服务。本专利技术的工作原理是首先，如图2所示，通过对暖壶水流引起的空气柱音频变化采样结果的分析，可以看出暖壶中空气柱的频率从400左右逐渐上升，在快满的时候快速上升至900到1000左右，对于5磅、8磅的暖壶注水快满时频率都在900-1000左右，所以本专利技术取900作为判断暖壶水满的频率。然后，根据图1所示的电路图，采用驻极体话筒采集到音频信号(micin)，该音频信号通过选频电路的电容C3、电容C4后进入运算放大器0PA2132P (也可采用较为便宜的LM358运放)进行放大，选频电路由电容C3、电容C4、电阻R6、电阻R8构成，其中 C3=C4=0. 001 μ F、R6=R8=150KQ，利用三极管Ql对电控阀门Kl进行控制。同时为了安全着想，声频自动控制的同时，也同时满足人工手动控制，利用Sl和S2开关对继电器进行控制， 这样如果音频感应出现故障，也可以手动进行控制。Kl为电控阀门，Kl的控制点1与2连接时表明电控阀门打开，而其控制点1与3连接的时候，电控阀门关闭。通过手动或者刷卡电控等方式闭合开关Kl (即控制点1与2连接)，使电控阀门打开，这时候水管开始往暖壶里面注入开水，在开水快满时，驻极体话筒采集的音频信号经过选频放大后，驱动三极管工作，这时继电器导通，使电控阀门Kl断开(即控制点1与3连接)，实现电控阀门的自动关闭控制。当音频感应出现故障，水满时电控阀门没有关闭的时候，可以按下手动开关Si，以导通继电器使电控阀门断开。如果继电器一直处于接通状态无法停止的时候，可以通过闭合手动开关S2来使继电器停止工作。另外，所述的手动开关Si、S2均为按钮式开关。运算放大器0PA2132P的具体放大倍数需要根据驻极体话筒采集到音频信号的振幅来决定，假如极体话筒采集到音频信号的振幅为IV，这样通过选频放大电路得到的频率-电压关系图(如图2所示)，可以看出900Hz的时候输出电压OUT端为4V左右，这样通过分压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，杜垲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：