记一次1.7L苏泊尔SWF17S18A热水壶维修过程。
我在拆开水壶后只想感叹:人类真是聪明!
我一直以为电热水壶通过MCU配合温度检测模块来判断水是否沸腾进而“跳闸”断电,通过电热丝的配合来实现反馈调节实现控制温度,这一切的猜测源于我对“九阳”系列产品的观察:


首先,是贵(哈哈哈),九阳相较于部分同类产品价格稍微高一些,(也就是片面的说法:“钱认得货”),用料相对也会扎实一点。
然后是水壶的内部有一个“小揪揪”,和水壶内液体直接接触,所以猜测是一个温感部件。
最后,对比其他的烧水壶直接“蹬~”一下跳闸,九阳的会反复沸腾1~3次,在第三次沸腾的时候断开加热电路,这样可能是在对比温度变化。在水沸腾后,温度几乎不会发生变化,从而判断沸腾状态。
对于九阳的进阶功能,温控(45℃、55℃、65℃、85℃、),则更能判断使用了温度传感器配合加热丝,通过反馈调节来控温。
但是,对于“蹬~”一下跳闸的类型的水壶,看起来就没有那么复杂了,因为我也观察到了3个现象。
1.开盖的时候比不开盖的时候要更难跳闸。
2.多次烧水后,开关不易闭合,也就是工作一段时间后要“休息冷却”。
3.壶内侧靠近把手顶部的地方有个开口。
苦于这壶的质量都很“哇塞”,一直没有“肢解”他们的机会,终于!!!就在今天!!!(踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫!)它的“屁屁”(耦合器)抽筋裂开了。

我拿起螺丝刀,反手就拆开了它,意想不到的事情发生了,根本!!!就!!!没有任何电路板!!!!没有任何奇怪的电子元件!!!!物理跳闸!!!!!我惊了!!!!直接上图:

通过物理结构实现开关闭合,通过“核心部件”实现跳闸,“核心部件”上网查了一下,学名:温控弹片,顾名思义,通过温度的变化,实现弹起与落下。于是我试着用打火机烤合闸后的弹片部位,“蹬~”很清脆的声音:
为何弹片在水壶底部却能检测到壶内水体的温度呢?
原因在水壶手柄与壶内的连通管道:

沸腾时,大量的蒸汽通过管道冲向水壶底部的温控弹片附近,温度达到后弹开跳闸。
那么,温控片是如何实现随温度变化而弹起的呢?如果水壶干烧怎么办?
原理很简单,金属片由不同的金属压制而成,由于不同的金属受热膨胀系数不同,从而产生弹起效果,如下:

如果干烧怎么办呢?
那么就再加上俩接触底部的防止干烧的高温弹片:

这个弹片直接接触壶底,温度过高会直接跳闸。
维修:
由于壶底耦合器的损坏,于是在网上购买了新的耦合器(苏泊尔的这种是一体化的,费用参考:5CNY)。
对于其他的不锈钢电水壶,大部分也是由温控片控制的,开关在壶把手的地方,那么弹片也就在把手开关位置,这样耦合器损坏了,可以直接更换耦合器,费用更便宜,2~3CNY。
如果是温控弹片的老化,造成不易跳闸或者无法合闸,可以直接购买温控片(价格更便宜)进行更换。
新三年,旧三年,缝缝补补又三年~~~

感受:
在家烧水需要有人在,不能人走壶还在工作。如果弹片老化或者损坏,无法自动跳闸,可能导致火灾!
通过物理金属片,实现了免去昂贵的MCU,使制造成本大幅度降低。
参考文献:
[1]刘策军.双金属温控片的构造与弯曲[J].物理通报,1994,(08):36.
对温度是怎么监测的了? 温控弹跳,怎么做到加热到沸腾就会弹跳,会不会出现80度就弹跳
监测:
对于壶内有水的加热情况:水在沸腾时,会产生大量蒸汽,涌入壶内壁接近顶端的小孔,孔内有管道直接连接到底部的温控弹片(部分水壶位于把手开关处),从而监测温度,达到温度后弹跳。
对于壶内无水干烧的情况:壶底部的另外两个较小的温控片,直接紧贴壶底来监测壶底温度。干烧的时候温度达到预定温度(高于100摄氏度)会弹跳。
排除特殊情况(高海拔、残次品、蒸汽管连接状态不佳等),一般不会出现80℃弹跳,厂家的沸腾弹跳温度通常设置在100℃左右(GB/T 22089-2021,98℃-100℃),这种设置可以避免因温控器精度问题导致的提前或延迟弹跳。干烧温控弹片的弹跳温度会略高于沸腾弹跳温度。
(弹跳温度的设置与材料和设计有关:通过选用不同的两片金属,设计特定的弹跳形状。由于热膨胀系数不同,而在特定温度的时候产生足够弹跳的内应力。)