CN100549535C - 用于监视炉灶面热表面的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于监视炉灶面热表面的装置和方法。该装置包括显示单元、温度检测传感器和微处理器。显示单元显示热表面状态和在加热器操作时热板的操作错误。温度检测传感器安装为紧靠加热器以检测大于设定温度的加热器温度。微处理器将由温度检测传感器检测的大于设定温度的加热器温度与加热器操作一段时间之后预期的大于设定温度的加热器温度相比较，从而判断热表面和热板操作错误之一，并控制将要利用显示单元显示的判断结果。

Description

用于监视炉灶面热表面的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种烹饪装置，并且更具体地，涉及一种用于监视烹饪装置热表面的装置和方法，其能将炉灶面(cook top)的热表面告知用户。
背景技术
近年来，电烤箱、电子灶、电灶、煤气灶、煤气炉灶以及炉灶面用作家庭中烹饪食物的装置。
这些装置的炉灶面存在着很多与用户安全相关的问题，因为食物放在热板上加热并且用户不能用其裸眼观察到分离的火苗。例如，用户认为热板没有在高温下被加热，用其手接触热板，那么其手就被烧伤。
为了解决这个问题，通常，增加分离的发光元件，例如灯，并且当热板达到高温时发光元件在热板的预定位置处发光。
然而，根据相关技术，检测加热器温度并将热板的热表面告知用户。此时，仅根据加热器温度来提供警报，而不管在实际烹饪操作期间出现的错误。换言之，不能监视或判断与检测炉灶面热表面的结果相关的错误。替代地，在检测炉灶面的热表面时，仅提供考虑热表面的警报，而不能提供系统中异常的错误或原因。
例如，甚至在热板由于传感器的故障或者系统的异常而达到高温时，也没有提供警报，用户就可能会被烧伤。而且，即使热板没有达到高温，提供了警报，那么用户会感到不舒适。
发明内容
于是，本发明旨在一种用于监视烹饪装置热表面的装置和方法，其基本上避免了由于相关技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种用于监视烹饪装置热表面的装置和方法，其能识别烹饪装置热表面的错误并显示出来，此外还监视烹饪装置热表面的检测和显示。
本发明的另一目的是提供一种用于监视烹饪装置热表面的装置和方法，其允许当烹饪装置不正常地操作时用户易于理解到相关的异常。
本发明的其它优点、目的和特点将会部分地在下面的描述中阐述，部分地对于本领域普通技术人员而言在阅读下面的描述时会变得很明显或者可以从本发明的实践中学习到。本发明的目的和其它优点将会由在其写出的描述和权利要求中特别指出的结构以及附图来实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如同这里具体化的和宽泛地描述的，提供一种用于监视烹饪装置热表面的装置，该装置包括：显示单元，用于显示热表面的状态和在加热器操作时热板的操作错误；温度检测传感器，其安装为紧靠加热器以检测大于设定温度的加热器温度；和微处理器，用于将由温度检测传感器检测的大于设定温度的加热器温度与加热器操作一段时间之后预期的大于设定温度的加热器温度相比较，从而判断热表面和热板操作错误之一，并控制将要利用显示单元显示的判断结果
在本发明的另一方面，提供了一种用于监视烹饪装置热表面的装置，该装置包括：加热器；由加热器所加热的热板；温度检测传感器，用于检测热板的热表面是否达到大于或小于设定温度的温度；微处理器，用于将热板由温度检测传感器所检测的状态与热板在加热器操作一段时间之后预期的另一状态相比较，从而根据所比较的热板状态是否彼此相似来判断热表面和热板操作错误之一；和显示单元，用于显示微处理器的判断结果。
在本发明的又一方面，提供了一种用于监视烹饪装置热表面的方法，该方法包括：计数加热器处于接通/断开状态之一时所过去的时间；和即使在加热器处于接通/断开状态之一时所过去的时间超过预定的设定时间之后，当由用于检测加热器温度的温度检测传感器所检测的温度没有响应于与加热器的接通/断开状态之一相应的温度变化而变化时，显示错误。
根据本发明，能准确地检测烹饪装置的热表面并报警。当出现系统异常时，能方便地将适当的信号提供给用户。
将能理解到，本发明前面的概述和下面的详细描述都是示例性和解释性的并且意味着提供本发明如所述的进一步解释。
附图说明
包括在本说明书中用以提供对于本发明的进一步理解并且结合在本申请中且构成本申请一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的炉灶面的透视图；
图2是示出根据本发明用于检测炉灶面热表面的电路的视图；和
图3和4是根据本发明用于监视炉灶面热表面的方法的流程图。
具体实施方式
现在详细地参照本发明的优选实施例，其例子在附图中示出。
图1是根据本发明的炉灶面的透视图。
参照图1，通常的炉灶面包括主机10、多个喷燃器组件100、以及板件50。
喷燃器组件100包括在供应电能时发热的电热器110和120。电热器110和120根据加热方法能归类为利用感应加热方法的感应加热器、以及利用电阻的辐射加热器。
而且，板件50构成了喷燃器的上表面以使得各种烹饪容器能放在该上表面上以对应于安装喷燃器组件100的位置。各种喷燃器的位置印刷在板件50的表面上以使得用户能识别出各个喷燃器的搁置位置并将烹饪容器放在正确的位置上。
而且，温度检测传感器(未示出)紧靠电热器110和120地安装，并且根据温度检测传感器所检测到的加热器的加热温度来显示板件50的热状态。
为了显示板件50的热状态，显示单元30提供为一对一地对应于每个喷燃器，并且在板件50上提供板件50的热状态，以使得能从外面检查热状态。例如，当烹饪食物时加热器的加热温度升高到65℃以上时，允许对应于相关喷燃器的显示单元30发光并显示出板件50处于热状态。而且，显示单元30一直显示出热状态，直到具有附加热的加热器被冷却到65℃以下，即使烹饪食物已经完成。
图2是示出根据本发明用于检测炉灶面热表面的电路的视图。
参照图2，(图1的)显示单元30提供为一对一地对应于每个喷燃器，以使得当加热器1处于超过设定温度t0的加热状态或者仍具有残余热时，用户能识别出喷燃器的上表面的热状态。显示单元的具体类型并不限于图1所示的类型，而是能使用任何类型的显示单元，只要其将热状态显示给用户。
显示单元30在微处理器5的控制下操作，并且能使用七段发光二极管(LED)或液晶显示(LCD)设备以显示操作错误以及喷燃器的热表面。
而且，双金属传感器，即温度检测传感器2，紧密地安装至作为每个喷燃器热源的加热器1，以检测加热器1大于设定温度t0的加热温度。此时，双金属传感器根据温度变化而明显地弯曲，并且能设计为使得双金属传感器在期望的温度水平下变形。
开关部件3的触点利用使双金属传感器变形的性质在预先设定的温度t0内维持在切断状态。当加热器1升高到设定温度t0以上时，双金属传感器变形并且开关部件3的触点接通。也就是，当加热器1达到高于设定温度t0的加热温度时，开关部件3的触点被双金属传感器接通，并且供应交流电。
信号输出单元4通过开关部件3的开关操作来接收交流电、将所接收的交流电转换为能被微处理器5识别的直流电平、并将转换的直流电平输出到微处理器5。信号输出单元4包括通过接收交流电平功率而导电的双向光电二极管以及由光电二极管的发光所驱动的光电二极管，以便输出直流电平信号。
具有这种构造，当加热器1被加热到设定温度t0以上时，交流电的带电线路和开关部件3的触点导电，因此交流电借助于信号输出单元4输出为直流电平信号。
在喷燃器的操作期间，信号输出单元4的直流输出被传送到微处理器5以监视喷燃器上表面的热状态，并且此外，能用于检测与喷燃器的热状态的检测相关的操作错误。
下面将参照图3和4描述根据本发明用于监视烹饪装置的热表面的方法。
首先，参照图3，微处理器5识别根据加热器1的加热温度从信号输出单元4输出的直流信号(称为热状态警报信号)，并通过显示单元显示喷燃器的上表面是否处于热状态。也就是，应当显示喷燃器上表面的热状态的点是加热器1的加热温度达到设定温度t0的点。停止显示热状态的点是当加热器1冷却到设定温度t0以下的点。
同时，微处理器5在加热器1接收电能并开始操作时计数操作时间T1，并且在加热器1停止操作时计数冷却时间T2。
表1显示了加热器1达到最大温度tmax需要的时间(Tmax达到时间)(秒)，以及加热器从最大温度tmax冷却到显示热状态停止的设定温度t0以下所需的时间(T0冷却时间)(秒)。
表1
  P/L   T<sub>0达到时间</sub>   T<sub>max达到时间</sub>   全部时间   T<sub>0冷却时间</sub>   系数
  9   240   660   900   2400   0.28
  8   330   640   970   2060   0.31
  7   420   620   1040   1720   0.36
  6   510   600   1110   1380   0.43
  5   600   580   1180   1040   0.56
这里，驱动时间T1由一个第二单元在驱动加热器1时增加时间而计数。已经得到了表1所示的时间数据。
同时，冷却时间T2通过在停止驱动加热器1之后(也就是在执行冷却时)从驱动时间T1减去一个时间而计数。详细地，在冷却操作期间应减去的系数这样计算，使得当加热器1达到设定温度t0时冷却时间T2变为零。这个系数确定为计数将加热器1冷却下来时的冷却时间T2的常数以计算出虚拟冷却时间T2，以进行比较。
因此，自加热器1停止时过去预定时间之后的当前冷却时间T2确定为通过从T0冷却时间减去在加热器1停止之后已经过去的实际时间而获得的数值，并且用系数乘上减去的数值。
系数在上述过程中确定，因为随着电平的变化Tmax达到时间和T0冷却时 间以预定的速率变化。换言之，系数在上述过程中确定以使得驱动时间T1和冷却时间T2能与预定的比较值(例如600秒)相比较，而不管电平。
参照表2，加热器的电平(P/L)以基本周期和接通时间(on-time)操作。当一个周期内的接通时间很短时，加热器很可能不会达到热表面警报温度(即设定温度t0)。
表2
  P/L   接通时间(秒)   周期(秒)
  低   1.0   50.0
  1.0   2.0   50.0
  2.0   4.2   30.0
  3.0   7.2   30.0
  4.0   9.0   30.0
  5.0   10.8   30.0
  6.0   13.2   30.0
  7.0   15.6   30.0
  8.0   19.8   30.0
  9.0   26.4   30.0
  高   30.0   30.0
因此，通过实验获得的加热器能达到热表面警报温度t0的基本接通条件显示出，优选地在允许加热器达到热表面警报温度t0的电平下应用图3所示的算法，并且在不允许加热器达到热表面警报温度t0的电平下应用图4所示的算法。例如，在电平大于5时应用图3所示的算法，并且在电平小于4时应用图4所示的算法。
而且，能够形成这样的逻辑，使得即使在功能电平为5或更大时加热器开始操作时在最低的第五步骤期间在小于10分钟的时间内不执行监视操作，并且在加热器1接通之后监视温度并且执行熟化(aging)操作超过5秒钟。
首先，将参照图3详细描述在电平为5或更大时应用的监视热表面的方法。
在加热器1被驱动时，驱动时间T1由一个第二单元增加时间而计数。在加热器1被冷却下来时，冷却时间T2通过用对应于当前电平的系数乘上时间而计数(S11、S13和S15)。已经详细描述了计算冷却时间T2的方法。
随后，判断计数的驱动时间T1或冷却时间T2大于设定时间T0(S17)。
此时，设定时间T0可设定为最小的T0达到时间，例如表1的600秒，参照具有可应用图3算法的电平的最大T0达到时间的最小电平。
与判断驱动时间T1或冷却时间T2是否大于设定时间T0同时地，判断信号输出单元4是否输出当前热表面警报信号(S19)。
当作为S17和S19的判断结果驱动时间T1或冷却时间T2大于设定时间T0且输出当前热表面警报信号时，加热器1的驱动和热表面的检测都识别为正常的，并且初始化在出现错误时计数的错误时间T3(S21)。
同时，当尽管作为S17和S19的判断结果驱动时间T1或冷却时间T2大于设定时间T0但也没有输出当前热表面警报信号时，判断出在驱动加热器1时或者在温度检测过程期间已经出现了错误，并且开始计数错误时间T3(S23)。
此时，当错误状态维持并且错误时间T3过去超过1分钟时，显示相应的错误信息并且在驱动加热器的情况下停止驱动加热器(S25和S27)。
因此，当尽管比照最小的T0达到时间(即设定时间T0)，驱动时间T1或冷却时间T2大于设定时间T0，例如上面的600秒，但也没有检测到热表面警报信号时，就判断出在热板热表面的检测中出现了操作错误。
下面将参照图4详细描述在电平为4或更小时应用的监视热表面的方法。
在电平为4或更小的情况下，替代在驱动加热器1时应用的算法，可以应用在驱动停止之后用于冷却状态的算法。用于监视热表面的方法甚至应用于其中加热器1没有达到t0达到时间的电平，因为可能会由于比如传感器之类的零件异常而产生错误。在此情况下，仅在冷却时间执行校验以检查是否出现了错误以防止系统的资源被浪费。
详细地，当操作的加热器1停止并且被冷却下来时，利用上述方法计数冷却时间T2(S31和S33)。
此时，由于在4或更小的电平下加热器1没有达到热表面警报温度t0，t0冷却时间变为零并且实际冷却时间T2一直为零或更小。
也就是说，判断冷却时间T2是否为零以及是否输出了热表面警报信号(S35和S37)。当作为S35和S37的判断结果冷却时间T2为零或更小并且没有输出当前热表面警报信号时，驱动加热器1和检测热表面都识别为正常，并且初始化在出现错误时计数的错误时间T3(S39)。
同时，当尽管作为S35和S37的判断结果冷却时间T2为零或更小但也也输出当前热表面警报信号时，判断出在驱动加热器1时或者在温度检测过程期间已经出现了错误，并且开始计数错误时间T3(S41)。
此时，当错误状态维持并且错误时间T3过去超过1分钟时，显示相应的错误信息并且在驱动加热器的情况下停止驱动加热器(S43和S45)。
因此，当尽管在加热器1没有达到热表面警报温度t0的4或更小电平下无需显示热表面状态但也检测到了热表面警报信号时，就判断出在热板热表面的检测中出现了操作错误。
参照图3和4，当判断出在热板热表面的检测中出现了操作错误时，显示错误信息。此时，错误代码(例如“F5”)表示显示在显示单元上的相应错误数据，以使得用户能更容易地理解产品的异常类型。
根据本发明，除了加热器1的驱动时间T1或冷却时间T2之外，可以通过监视是否利用双金属传感器检测到加热器大于设定温度t0的加热温度来判断检测热表面以及热板热表面中的操作错误。
同时，尽管在上面实施例中示例性地描述了炉灶面，但是本发明并不限于炉灶面，而是能容易地修改和应用于各种烹饪装置。
根据本发明用于监视烹饪装置热表面的装置和方法能根据加热器的温度来警报喷燃器上表面的热表面，并且利用加热器的驱动时间或冷却时间来监视热表面检测错误。
而且，在喷燃器上表面的热表面没有正确地显示的情况下，告知用户其准确的异常类型，以使得用户能采取迅速必要的措施。因此，能防止使用产品时由于产品异常所引起的危险。
对于本领域的技术人员而言很明显，本发明能作出各种修改和变化。因而，本发明应当覆盖本发明的修改和变化，只要这些修改和变化落入所附权利要求及其等同概念的范围内。

Claims (17)

1.一种用于监视烹饪装置热表面的装置，该装置包括：
显示单元，用于显示热表面的状态和在加热器操作时热板的操作错误；
温度检测传感器，其安装为紧靠加热器以检测大于设定温度的加热器温度；和
微处理器，用于将由温度检测传感器检测到的大于设定温度的加热器温度与加热器操作一段时间之后预期的大于设定温度的加热器温度相比较，从而判断是否发生了热表面错误和热板操作错误之一，并控制显示单元显示判断结果。
2.根据权利要求1的装置，其中加热器的操作时间包括用于驱动加热器的驱动时间、以及用于在驱动之后停止加热器的冷却时间。
3.根据权利要求1的装置，还包括：
开关单元，用于当温度检测传感器检测到大于设定温度的加热器加热温度时开关交流电；和
信号输出单元，用于通过开关单元接收交流电、将交流电转换为直流电平信号、并将转换的直流电平信号输出到微处理器。
4.根据权利要求1的装置，其中温度检测传感器包括在大于设定温度的加热器加热温度之下变形的双金属传感器。
5.一种用于监视烹饪装置热表面的装置，该装置包括：
加热器；
由加热器加热的热板；
温度检测传感器，用于检测热板的热表面是否达到大于或小于设定温度的温度；
微处理器，用于将由温度检测传感器所检测的热板状态与在加热器操作一段时间之后预期的热板另一状态相比较，从而根据所比较的热板状态是否彼此相同来判断是否发生了热表面错误和热板操作错误之一；和
显示单元，用于显示微处理器的判断结果。
6.根据权利要求5的装置，其中所述加热器操作的一段时间包括用于驱动加热器的驱动时间，并且热板的另一状态包括大于设定温度的状态。
7.根据权利要求5的装置，其中所述加热器操作的一段时间包括在停止操作加热器之后过去的冷却时间，并且热板的另一状态包括大于设定温度的状态。
8.根据权利要求5的装置，还包括：
开关单元，用于当温度检测传感器检测到大于设定温度的温度时开关交流电；和
信号输出单元，用于通过开关单元接收交流电、将交流电转换为直流电平信号、并将转换的直流电平信号输出到微处理器。
9.根据权利要求5的装置，其中温度检测传感器包括在大于设定温度的温度之下变形的双金属传感器。
10.根据权利要求5的装置，其中加热器包括电驱动型加热器。
11.根据权利要求5的装置，其中要烹饪的食物放在热板上。
12.一种用于监视烹饪装置热表面的方法，该方法包括：
计数加热器处于接通/断开状态之一时所过去的时间；和
在加热器处于接通/断开状态之一时所过去的时间超过预定的设定时间之后，当由用于检测加热器温度的温度检测传感器所检测的温度没有响应于与加热器的接通/断开状态之一相应的温度变化而变化时，显示错误。
13.根据权利要求12的方法，其中所过去的时间对应于加热器的接通状态，并且所述温度变化是当加热器的温度没有超过预定的设定温度时的温度变化。
14.根据权利要求12的方法，其中所过去的时间对应于加热器的断开状态，并且所述温度变化是当加热器的温度超过预定的设定温度时的温度变化。
15.根据权利要求12的方法，其中预定的设定温度根据加热器的电平而不同。
16.根据权利要求12的方法，其中错误显示包括当错误维持预定时间时显示这个错误。
17.根据权利要求12的方法，其中利用用于将热表面告知用户的显示单元来表示由温度检测传感器所检测的温度。
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