專利名稱：小型恒溫孵化器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種家庭式孵化家禽的自動控溫孵化器。
依據禽蛋的孵化條件，進行人為的孵化家禽，使養禽業得到了發展，通常采用的孵化方法有人工孵化法和機器孵化法。
機器孵化批量大，只能適應孵化場，這就需從市場收購種蛋。養禽戶從產蛋→積存→上市出售→積存→運輸→孵化場→雛禽上市→購運回養禽戶這么一個生產周期而帶來這些問題，一是種蛋破損率高；二是周轉期長，影響出雛率；三是上市的幼雛生長發育尚不健全，被往返運輸顛簸造成成活率低；四是幼雛出售價格較高，限制了養禽戶的購買量；五是不利于培育繁殖優良品種；六是種蛋潛伏著各種瘟疫病毒，絕大多數養禽戶購買的幼雛飼養到0.2～0.5公斤時，就死于瘟疫，甚至傳染給成年禽。
人工孵化有利于發展以戶為基層單位的養禽業。人工孵化法有炕孵法、溫室孵法、平箱孵法、電熱地溫孵法、水溫孵法、盆孵法等，這些孵化法存在的問題有耗能高，溫度不易實現自動控制，難于管理，管理不慎時易造成災害。
采取人工同機器相結合的措施制作成的孵化器，可以解決這些問題。目前尚無這類定型產品，《電子世界》1983年第9期刊登的“小型恒溫器”是能夠進入家庭孵化的。但這種恒溫器作家庭孵化時，有這樣一些問題利用晶體管的ICBO作為測溫元件，由于晶體管的非線性容易引起測溫誤差；當開關管3DD15發生擊穿短路故障時，近2A的大電流經φ0.8mm鍍鋅鐵絲時，會產生過熱引起火災事故；整機功率消耗較大，在20W以上；其恒溫控制需反復調節三個電位器才能實現某一定值的溫度控制，這對一般養禽戶來說很難實施這一操作。
本實用新型的目的是要提供一種適用于家庭式孵化家禽的小型恒溫孵化器，它具有功耗低，容易操作，使用方便，能有效地防止災害事故的發生，可取代母雞的天然抱窩。
本實用新型的目的是這樣實現的熱敏電阻R3從孵化箱里檢拾來的蛋溫變化信息，傳遞給時基電路μA555的⑥腳和②腳，并根據電位器W所設定的溫度值進行檢測比較，溫度變化±0.2℃時使其翻轉，以指令無觸點電子開關③腳以及同其相聯接的BG1、BG2和BG3對電熱器電流的通斷控制，⑦腳和BG4對升溫指示LED1和降溫指示LED2的開關控制；用電熱褥芯線制成的電熱器，電子開關短路時的單根芯線電流僅300mA和最高發熱溫度在50℃以內，滿負荷時的功耗為15W；具有適度保溫層的電熱孵化箱停電2小時的蛋溫僅下降1℃，所以保證了實現整機的小型化和自動控溫，避免了操作中的觸電事故和過熱引起的火災事故。
整流電源及自動控溫組成恒溫器，一體裝在135×7×8mm的鋁制機殼內，鋁板厚度擬大于0.4mm為宜，機殼面板上設有一只調控溫度范圍的電位器旋鈕，使被控溫度調節在35.5～40℃之間任意值上，二只發光二極管作為升溫(紅光)、降溫(綠光)兼停電(全熄滅)指示，機殼側面設有電熱器接線柱和感溫器件熱敏電阻插孔；電熱器是用電熱褥芯線制成44.5×28cm的電熱褥，可鋪在孵化箱內，也可鋪在盆類容器里，熱敏電阻放置在電熱器上面的禽蛋中間，用木板制作的孵化箱內襯墊保溫層，電熱器鋪在箱底部的保溫層上，孵化雞、鴨蛋周期量在350枚內任選，入孵上蛋后，蓋上棉布褥，將電熱器和熱敏電阻的連接線分別接插在恒溫器機殼的接線柱和插孔上，接通電源即可孵化。
小型恒溫孵化器的電路原理見
圖1。自動控溫由μA555時基電路及其周圍元件組成信息檢測和無觸點電子開關電路。
信息檢測電路由R1、R2、R3、W、μA555的⑥腳和②腳組成，調整電位器W使恒定溫度值t°為38℃，當37.8℃≥t°≥38.2℃時，熱敏電阻R3檢拾來的這一高、低溫度信息傳遞給μA555的⑥腳和②腳，經μA555內部檢測比較達到翻轉條件時翻轉，以指令電子開關進行通斷控制。
無觸點電子開關，由μA555的③腳以及同其相連接的BG1、BG2和BG3組成控制電熱器RX1、RX2的電流開關，⑦腳和BG4組成控制升溫、降溫指示開關。當③腳輸出為高電平時，BG1、BG2和BG3截止，電熱器RX1、RX2的電源被切斷而不發熱升溫；⑦腳電位相應為高電平，升溫指示LED1不發光，BG4的基極因⑦腳的高電位而導通，降溫指示LED2發光。當③腳輸出為低電平時，BG1、BG2和BG3導通，直流電源向電熱器RX1、RX2供電發熱而升溫；⑦腳電位也相應為低電平，BG4被截止，降溫指示LED2無電流而熄滅，升溫指示LED1被點亮發光，BG1是BG2和BG3的復合倒向管，如果采用3DG12型的硅管也可，上述升、降溫過程正好反過來。電熱器的電流由BG2和BG3的發射極輸出，這樣有利于簡化散熱措施。
本孵化器是這樣工作的，調整電位器W，設定家禽孵化的最佳溫度為38℃，在入孵加溫前的蛋溫低于36℃的情況下，R3＋W≥(R1＝R2)，μA555的⑥腳電平V6≥ 2/3 Vcc，②腳電平V2≥1／3Vcc，③腳輸出低電平，電熱器通電加溫，升溫指示LED1發紅光顯示，熱敏電阻R3的阻值隨著蛋溫升高而減小。當溫度上升到38.2℃，R3的阻值減小到R3＋W＜(R1＝R2)時，使V6＜ 2/3 Vcc，V2＜ 1/3 Vcc，μA555被觸發翻轉，③腳輸出變為高電平，電熱器電源被切斷而自然降溫，降溫指示LED2被點亮發綠光顯示，升溫指示LED1被熄滅，R3阻值也開始增大。當溫度下降到37.8℃時，熱敏電阻R3阻值增大到滿足R3＋W＝(R1＝R2)條件，使V6＝2／3Vcc，V2＝1／3Vcc，雙穩態觸發器被復位，③腳輸出變為低電平，電熱器又通電加溫，溫度又上升。在實際使用中，溫度上升到略高于38℃(約38.1℃)時，電熱器電流即被切斷。溫度下降到略低于38℃(約37.9℃)時，μA555處于伐值間的線性放大工作階段，③腳和⑦腳均被置于半導通的懸浮輸出狀態，LED1、LED2均被點亮發光。流過電熱器的電流在0＜(IRX1＋IRX2)＜I總之間浮動，使電熱器輕度加溫，蛋溫逐漸上升到略高于38℃時，電子開關又截止，溫度被控制在不高于38.1℃和不低于37.9℃。停電時，LED1、LED2均不發光，也就起到了停電指示作用。
本孵化器所用元器件無特殊要求，所以制作容易。電源變壓器B采用DB－012－3型黑白電視機電源變壓器。μA555可采用5G1555等雙極型時基電路。晶體三極管挑選穿透電流Iceo小的管子，BG1采用2Z800或3AX83，β＞50，BG2、BG3采用3DD15，β＞30，BG4采用3DG201、3DG6之類的硅晶體管均可。二極管D1－D4采用2CZ33B型，或用1.5A／50V的整流二極管，DW采用2CW3型穩壓在9～10.5V的穩壓二極管，LED1、LED2采用LD601型。電解電容器C1采用100μf／50V，C2采用220μf／16V的，C3的容量大小，對μA555的翻轉速度有影響，宜采用0.01μf的瓷片電容。電阻R1、R2選用1／4W的RT型炭膜電阻，焊接上機前必須進行測量，以求達到R1＝R2，熱敏電阻R3采用常用的負溫度系數MF11型，標稱阻值1.3KΩ，這三只電阻的選配比為R1＝R2，R3＝(1.2～1.4)·R1，如果R3的標稱阻值低于這個配比，整機的靈敏度會變低，R3阻值的選用最好通過溫度測試后確定。本恒溫器R3試驗后采用的標稱阻值為1.39KΩ。串聯電位器W與R3的比值應選擇在0.1以內，比值大些溫度控制范圍會變寬，但靈敏度會降低。整個恒溫器裝制在鋁質機殼內，機殼面板采用環氧單面敷銅板制成圖2所示的線路板，元件焊在上面，無銅面為機殼面板的正面。利用機殼作散熱板，將BG2、BG3直接固定在機殼的后板上，BG1焊接在BG2、BG3的相應腳上。電熱器和熱敏電阻R3的接線柱和插孔裝于機殼側面，機殼空余部分鉆些通氣孔，以利通風散熱。有條件的話，可制成精致美觀的機殼，線路板也可因需設計。熱敏電阻R3封裝在銅皮筒內，以緩沖蛋溫的不均勻性。截取40W電熱褥的芯線總長度393cm，按圖3所給的布線尺寸排列，用棉線縫制在兩層棉布的中間，將每一接線點的電熱絲用細砂紙打磨1cm段，然后在上面密繞一層φ0.18mm的銅線，鍍上焊錫，這樣加工的焊點不僅牢靠，而且可避免接觸損耗和跳火引起事故。孵化箱用1cm厚的木板制成內容積為48×30×25cm的木箱，底部留些進氣縫隙或勻稱地鉆些氣孔，上部露天不釘木板，在箱內壁及底部襯墊1cm厚度的棉布褥子作保溫層，再將電熱器鋪在里面即可孵化上蛋，箱的上面蓋上棉布褥子，所蓋層數可根據箱內溫度情況增減，如果孵化的雞蛋在100只以內，可象母雞抱窩那樣用盆類容器進行孵化。
本實用新型由于采用變壓器將220V的交流電壓隔離，從次級輸出16.5V的低壓作為整機的工作電源，所以操作中無觸電事故發生，停電后可用蓄電瓶直接供電；由于采用μA555時基電路及其周圍元件組成自動控溫及無觸點電子開關電路，所以它的控溫靈敏度可做到小于±0.2℃，控溫值只需單調一只電位器旋鈕，使操作簡單，并且有升、降溫兼停電指示，便于管理；由于采用電熱褥芯線制作的電熱器，不僅有防潮、耐折，制作方便的性能，使孵化器簡化，無過熱和跳火引起的事故，而且設計的能耗低，滿負荷時的功耗15W，孵化雞蛋周期耗電量5度，滿孵時每枚雞蛋的平均耗電量0.0143度，折0.0037元，是TS75－1型孵化器每枚雞蛋平均耗電量的37％，是雞孵化30枚雞蛋平均每枚耗飼料折價0.0252元的14.7％；由于孵化箱有適度的保溫層，停電2小時的蛋溫僅下降1℃，此時間內無需采取其它加溫措施；所以可利用工余時間操作管理。
實用新型的具體結構由以下的實施實例及其附圖給出。
圖1是本實用新型提出的小型恒溫孵化器的電路原理圖；圖2是聯線及線路板圖；圖3是電熱器布線尺寸聯線圖。
下面結合
圖1、2、3詳細說明依據本實用新型提出的具體恒溫孵化器的細節及工作情況。
220V交流電壓經變壓器B的隔離，從次級繞組輸出16.5V的交流電壓，經D1～D4和C1整流濾波后作為整機的工作電源，BX1、BX2為電源保險管，DW、R4和C2將25V的直流空載電壓限流穩壓后獲得的10V電壓供給μA555的工作電源。
自動控溫由μA555時基電路及其周圍元件組成信息檢測和無觸點電子開關電路。R1、R2、R3、W、μA555的⑥腳和②腳組成溫度信息檢測電路，熱敏電阻R3為感溫元件，W為溫度值設定電位器，調整其阻值大小，可使溫度設定在35.5～40℃之間的任意值上，μA555的③腳以及同其相聯接的R5、BG1、BG2和BG3組成對電熱器RX1、RX2的電流開關控制，R5為限流電阻，改變其阻值，可改變BG2、BG3的飽和導通程度。μA555的⑦腳和BG4組成對升、降溫指示的開關控制。發光二極管LED1(紅色)為升溫指示，LED2(綠色)為降溫指示，R6、R7分別是它們的限流電阻。
電熱器按圖3所給的布線尺寸制作，芯線間距4cm，總寬度28cm，長度44.5cm，實際上是4根長97cm(不包括焊接點的長度)的單芯電熱褥芯線，并聯為RX1、RX2兩組，地線總端聯接電源線的負端，另兩端分別聯接BG2、BG3的發射極的接線柱上。
全部元件檢測焊接無誤后，接通電源，檢查整機能否正常工作。然后，將熱敏電阻R3和一只溫度計同置于一個溫度可調的容器內。將萬能表直流電流1000mA檔串接在保險管BX2的位置上測量I總，當電位器W置于溫度控制的最低端，即RW＝0Ω，容器溫度低于35.3℃時，I總＝900mA，升溫指示LED1發光；容器溫度上升到35.6℃時，I總＝0，升溫指示LED1熄滅，降溫指示LED2發光，容器溫度下降到接近35.4℃時，I總≈450mA，升、降溫指示均發光；容器溫度下降到35.3℃時，I總又回升到900mA。當電位器W置于溫度控制的最高端，RW＝100Ω，容器溫度在39.8～40.2℃范圍，I總則在900mA～0范圍變化，升、降溫指示也相應地變化，這樣電熱器的被控溫度在35.5～40℃之間可調控。
權利要求1.家庭式孵化家禽的自動控溫孵化器，該孵化器有電源變壓器將220V的交流電壓隔離變壓后經整流濾波的直流電壓作為整機的工作電源，有自動控溫和φ0.8mm鍍鋅鐵絲制作的孵化箱，本實用新型的特征是，熱敏電阻R3從孵化箱里檢拾來的溫度變化信息傳遞給μA555的⑥腳和②腳后，根據電位器W所設定的溫度值進行檢測比較，溫度變化±0.2℃時，即指令無觸點電子開關③腳以及同其相聯接的BG1、BG2和BG3對電熱器電流的通斷控制，⑦腳和BG4對升溫指示LED1和降溫指示LED2的開關控制的恒溫器，電熱孵化箱內的電熱器RX1、RX2是用電熱褥芯線制作與恒溫器相聯接，并受恒溫器控制。
2.根據權利要求1所述的孵化器，其特征是μA555的⑥腳、②腳、熱敏電阻R3、電位器W及電阻R1、R2的溫度信息檢測比較。
3.根據權利要求1所述的孵化器，其特征是μA555的、腳及BG1、BG2和BG3控制電熱器電流的無觸點電子開關。
4.根據權利要求1所述的孵化器，其特征是μA555的⑦腳和BG4控制升溫指示LED1、降溫指示LED2的無觸點電子開關。
5.根據權利要求1所述的孵化器，其特征是電熱孵化箱的電熱器RX1、RX2是電熱褥芯線制作的。
專利摘要該實用新型采取了降壓、自動控制和電熱器三位一體的家庭式孵化器。交流電壓220伏經變壓器降為16.5伏后作為整機工作電源，以避免發生觸電事故，從A555及其周圍元件組成的溫度檢測、無觸點電子開關自動控制電路，使溫度控制在35.5℃～40℃可調，靈敏度為±0.2℃，并兼控制升、降溫指示發光二極管。采用電熱褥芯線制作的電熱器，孵化350枚雞蛋耗電量少于2度，還可用于床上取暖。
文檔編號A01K41/00GK2047091SQ87214268
公開日1989年11月8日 申請日期1987年10月10日 優先權日1987年10月10日
發明者楊誼勝 申請人:楊誼勝