一、 过热保护系统
过热保护系统主要防止电机因长时间高负荷运转、通风不良、电压不稳或内部故障导致温度过高而损坏，甚至引发火灾。
核心元件：温度传感器
- 最常用的是负温度系数热敏电阻。它通常安装在电机绕组附近或电机外壳的关键散热部位。
- 工作原理： NTC 热敏电阻的电阻值会随着温度的升高而显著降低。控制电路会持续监测这个电阻值的变化。
控制逻辑与执行：
- 温度监测： 控制板上的微控制器通过测量与 NTC 串联的电阻上的分压，实时计算出 NTC 的阻值，从而推算出当前的温度。
- 预设阈值： 微控制器内部预设了至少两个关键温度阈值：
- 一级阈值（预警/降速）： 当检测到温度达到此阈值（例如 80-90°C），微控制器会认为电机负载过重或散热不良。此时，系统通常会自动降低电机转速，减少发热量，同时尝试通过风冷散热。用户界面可能显示“高温”或“H”等提示，但不会立即停机，给机器一个自我冷却的机会。
- 二级阈值（停机保护）： 如果温度继续上升，达到更高一级的临界阈值（例如 110-130°C），说明降速无效或情况严重。微控制器会立即切断电机电源，强制停机。同时，控制板上的蜂鸣器会发出警报声，显示屏通常会显示明确的“过热”或“E1”等错误代码。
- 自动恢复： 停机后，风扇通常会继续运转一段时间（即使主电源已切断，部分设计保留风扇供电），帮助散热。只有当温度下降到安全水平（远低于一级阈值）后，微控制器才会解除保护状态，允许用户重新启动机器。如果故障未排除（如通风口堵塞、电机故障），温度会很快再次升高并触发保护。
设计要点：
- 传感器位置： 必须放置在能准确反映电机核心温度的位置。
- 阈值设定： 需基于电机绝缘等级、散热设计进行严格测试设定，留有足够安全裕度。
- 响应速度： 系统需要快速响应温度变化。
- 冗余设计： 部分高端或商用机型可能采用双传感器或结合其他保护机制（如电流检测）进行双重保障。
二、 防溢系统
防溢系统主要防止杯体内的液体或泡沫在高速搅拌、加热过程中过度膨胀，从杯盖或杯口溢出，造成烫伤、机器内部污染甚至短路。
核心元件：溢液检测传感器
- 主流技术方案有以下几种，常结合使用：
- 电容式传感器： 在杯盖内侧或杯体上沿特定位置安装一对或多对电极（通常不可见）。当液体或泡沫接触到这些电极时，会改变电极之间的电容值。控制电路检测到这个电容变化，即可判断有液体/泡沫上升到危险高度。
- 电阻式/接触式传感器： 在杯盖内侧或杯体上沿设计一对导电触点（可能暴露或隐藏）。当导电的液体（如盐水、豆浆）或泡沫接触到这两个触点时，相当于在触点间形成了一条导电路径，产生一个微弱的电流信号，被控制电路检测到。
- 超声波传感器： 在杯盖下方安装超声波发射和接收器。通过测量发射的超声波从杯盖到液面再反射回来的时间，可以计算出液面高度。当液面高度接近预设的“危险线”时触发保护。
- 光学传感器： 在杯盖内部特定位置安装红外发射管和接收管。当没有液体时，发射的红外光能正常被接收管接收；当液体或泡沫上升到传感器位置，会阻挡或散射光线，导致接收管接收到的信号强度变化，从而触发保护。
控制逻辑与执行：
- 实时监测： 控制电路持续监测传感器信号。
- 触发条件： 一旦传感器检测到液体/泡沫达到预设的危险高度（通常在杯口或杯盖下方1-2厘米处），立即向微控制器发送信号。
- 保护动作（阶梯式响应）：
- 立即停止加热（如果正在加热）： 这是最快速有效的措施，停止热源能迅速抑制泡沫产生和液体膨胀。
- 大幅降低搅拌转速： 降低转速能显著减少泡沫生成和液体飞溅的动力。
- 短暂反向搅拌（部分高端机型）： 通过瞬间反转刀片方向，打散堆积的泡沫。
- 停止搅拌并报警： 如果上述措施无效或情况严重，最终会完全停止搅拌电机。同时，蜂鸣器报警，显示屏显示“防溢”或“E2”等错误代码。
- 解除保护： 当液面/泡沫下降，传感器不再检测到危险信号后，系统通常会解除报警状态，但用户需要手动检查并清理杯盖、杯口，确认安全后才能重新启动加热或高速搅拌程序。部分机型可能允许自动恢复，但需谨慎设计。
设计要点与挑战：
- 传感器灵敏度： 需要足够灵敏以检测到泡沫和粘稠液体，但又不能过于敏感导致误触发（如剧烈晃动产生的少量液体飞溅）。
- 抗干扰能力： 需要抵抗蒸汽、水垢、食材粘附等因素对传感器性能的影响。
- 传感器位置与清洁： 传感器位置应有效覆盖溢液风险区，且结构设计需便于清洁，防止食物残渣导致误报或失效。
- 泡沫处理： 泡沫是防溢的主要难点，其导电性和光学特性与液体不同，需要传感器和算法特别优化。
- 与杯盖联动： 防溢系统通常与杯盖的到位检测联动。如果杯盖未正确盖紧，即使传感器未触发，也应禁止启动高速搅拌或加热功能。
三、 联动与整体安全
系统协同： 过热保护和防溢系统并非孤立工作。例如，液体溢出可能导致短路或进入电机区域，引发过热；而过热也可能加速液体沸腾溢出。控制板会综合处理所有传感器的信号。
多重保护： 除了这两大系统，破壁机通常还包含：
- 杯盖到位检测： 防止杯盖未盖紧时启动高速搅拌。
- 杯体到位检测： 防止杯体未正确放置在主机上时启动。
- 电机过载/电流保护： 检测电机电流异常（如卡刀），自动停机。
- 电压保护： 防止过高或过低电压损坏设备。
安全认证： 合格的破壁机必须通过严格的安全认证（如中国的CCC、欧盟的CE/GS、美国的UL等），这些认证对温升、电气安全、机械强度、异常测试等都有强制性要求，确保上述保护系统在极端情况下依然有效。
总结
破壁机的过热保护系统通过温度传感器（如NTC）实时监测电机温度，在达到预设阈值时自动降速或强制停机并报警，待冷却后允许重启。防溢系统则通过杯盖或杯体上沿的传感器（电容式、电阻式、超声波或光学等）检测液体或泡沫上升到危险高度，触发停止加热、大幅降速、反向搅拌或最终停机等动作并报警，防止溢出。这两大系统是破壁机安全运行的核心保障，它们依赖于精确的传感器、合理的阈值设定、快速响应的控制逻辑以及可靠的执行机构，并与杯盖/杯体检测等其他安全措施协同工作，共同确保用户和设备的安全。购买时，务必选择符合安全认证标准的产品，并严格按照说明书操作和清洁维护。
