CN101518409A - 一种电炊具及其加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于家用电器领域，特别涉及一种电炊具及其加热控制方法，所述电炊具包括锅体、锅盖、内锅和设置在内锅下的加热器；锅体内设有控制部件、温度传感器；控制部件包括主控制器、第一计时器、第二计时器、温度增量存储器、总工作时间存储器，所述主控制器分别与加热器、温度传感器、第一计时器、第二计时器、温度增量存储器、总工作时间存储器电连接；其加热控制方法包括预热阶段A和加热升温阶段B，加热升温阶段B中主控制器根据第二计时器计得的单位时间Δt所对应产生的内锅温度增量ΔT和温度增量存储器中预设的温度增量、第一计时器计得的总工作时间t和总工作时间存储器中预设的总工作时间，控制加热器继续加热或加热升温阶段B结束。本发明能准确判断锅内食物的份量和沸腾状态，控制简单，成本低，适用于各类上盖分离的电炖锅、紫砂锅。

Description

一种电炊具及其加热控制方法

技术领域

本发明属于家用电器领域，特别涉及一种能准确检测食物温度和沸腾状态的电炊具，本发明还涉及该电炊具的加热控制方法。

背景技术

目前市场出售的电脑式电炊具，如紫砂锅、电饭锅等，一般都是通过锅体底部的感温器来感知锅底温度是否达到预设温度值，从而间接判断食物的沸腾状态。上述温度预设值都存在比水的沸点要高的情形，当煮食份量有差别时，如煮小份量食物，当感知锅底温度达到预设温度值时，锅内食物往往已经沸腾开，难以避免溢出的现象；如煮大份量食物时，当感知锅底温度已达到预设温度值，但锅内食物温度可能仍然较低。特别对于紫砂内锅，上述情况更加严重。

现有技术中，如中国专利ZL200420044253.0“一种准确检测锅胆温度的电热锅”公开了一种在锅盖上设有电连接的感温器和信号发射装置，在锅体上设有无线信号接收装置的测温技术。虽然可以准确判断沸腾状态，但涉及零部件多，结构复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电炊具及其加热控制方法，其能准确判断食物是否沸腾，而且无须增加新的零部件，结构简单，成本低。

为了实现上述发明目的，本发明包括如下技术方案：一种电炊具，包括锅体、锅盖、内锅和设置在内锅下的加热器；锅体内设有控制部件、检测内锅温度的温度传感器；控制部件包括主控制器、计算总工作时间t的第一计时器；主控制器分别与加热器、温度传感器、第一计时器电连接，其特征在于：所述控制部件还包括用于计算工作时间单位值Δt的第二计时器；预设有N个食物份量等级的沸腾时工作时间增加一个单位值Δt所对应内锅的温度升高值的温度增量存储器；预设有N个食物份量等级的从开始到沸腾所需时间的总工作时间存储器；所述主控制器分别与第二计时器、温度增量存储器、总工作时间存储器电连接。

更进一步的，为了测量内锅温度，所述温度传感器设于内锅下，并与内锅底相接触。

本发明还涉及一种电炊具加热控制方法，包括加热升温阶段B；所述加热升温阶段B包括如下步骤：

B1：主控制器驱动加热器以大功率或大调功比加热，控制第一计时器计算总工作时间t；

B2：温度传感器测得第二计数器计一个单位时间值Δt时所对应的温度增量ΔT；主控制器根据该温度增量ΔT和温度增量存储器中预设的对应N个食物份量等级下沸腾时工作时间增加一个单位值Δt所对应产生的温度增量，控制加热器继续加热或加热升温阶段B结束。

更进一步的，所述温度增量存储器中预设的温度增量所对应的食物份量等级包括N个不同的份量等级，步骤B2包括如下步骤：

B21：主控制器将温度增量ΔT与温度增量存储器中最小食物份量所对应的温度增量ΔT1比较，当ΔT大于ΔT1时，主控制器判断锅内食物尚未沸腾，驱动加热器继续加热，主控制器控制第二计时器重新计算工作时间增量Δt，温度传感器继续计算单位时间值Δt所对应的温度增量ΔT，然后与温度增量ΔT1比较；

B22：当ΔT不大于ΔT1时，主控制器循环依次将温度增量ΔT与温度增量存储器中各组相邻的第m等级份量、第m+1等级份量所对应的温度增量ΔTm、ΔT(m+1)比较，当ΔT不大于ΔTm，而大于ΔT(m+1)时，主控制器将此时第一计时器计得的总工作时间t与总工作时间存储器中预设的第m等级份量所对应的总工作时间tzm进行比较：若t小于tzm，主控制器判断锅内食物尚未达到沸腾，驱动加热器继续加热，第二计时器重新开始计时，并进入步骤B21；若t不小于tzm，主控制器判断锅内食物为第m等级份量，并已达到沸腾，加热升温阶段B结束；

B23：当ΔT与温度增量存储器中最大食物份量所对应的温度增量ΔT_N比较，且ΔT小大于ΔT_N时，主控制器判断锅内食物为第N等级最大份量，且已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

另一种情况是：所述温度增量存储器中仅预设一个温度增量ΔTb，其对应一个固定的食物份量等级时，步骤B2包括如下步骤：当ΔT大于ΔTb时，主控制器判断锅内食物尚未沸腾，第二计时器(7)重新开始计时，主控制器计算温度增量ΔT，并等待下一次的ΔT与ΔTb进行比较；若ΔT不大小于ΔTb，主控制器判断锅内食物已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

为了使内锅充分均匀受热，确保沸腾状态判断准确，所述预热阶段A包括如下步骤：主控制器控制第一计时器从零开始计算工作时间t，并驱动加热器以小功率或小调功比加热，直至第一计时器计得的时间t达到预设时间t1。

所述加热升温阶段B后设有维持沸腾阶段C。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明的电炊具不需要增加额外的零部件，而是通过实时检测的温度增量ΔT和温度增量存储器中预先设定的温度增量、实时检测的总工作时间t和总工作时间存储器中预先设定的总工作时间，判断锅内食物是否已达到沸腾，并控制加热器继续加热或加热升温阶段B结束。这样能准确判断锅内食物的份量和沸腾状态，控制简单，成本低，适用于各类上盖分离的电炖锅、紫砂锅等。

附图说明

图1为本发明实施例紫砂锅结构示意图；

图2为本发明实施例紫砂锅电路模块示意图；

图3为本发明实施例紫砂锅在工作时的温度、时间和加热功率的关系曲线示意图；

图4为本发明实施例紫砂锅各个食物份量的温度、时间的关系曲线示意图；

图5为本发明实施例紫砂锅判断锅内食物沸腾的流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明的实施例进行详细说明。

如图1、2所示，本实施例紫砂锅包括：锅体1，上盖2，内锅3，对内锅进行加热的加热器4，设在煲体内检测内锅底部温度的温度传感器5，和控制部11。其中控制部11包括对总工作时间t进行计时的第一计时器6、对单位时间Δt进行计时的第二计时器7、主控制器8、预设有N个不同食物份量等级所对应的温度增量的温度增量存储器9和总工作时间存储器10。

温度增量存储器9中预设了当食物在达到沸腾时第二计时器7计得一个单位时间Δt(如30秒)时所对应的内锅前后温度增量ΔT若干个。这些温度增量ΔT根据食物的份量，从最小份量到最大份量分为N个不同份量等级：ΔT1、ΔT2、ΔT3、……、ΔT_N，其中ΔT1为最小份量对应的温度增量，ΔT_N为最大份量对应的温度增量，食物份量越大，所对应的温度增量值越小；总工作时间存储器10中预设有除最大份量外的其他不同份量等级的食物从开始到达到沸腾所需耗费的总工作时间，分别为：tz1、tz2、tz3、……、tz(N—1)，其中tz1为最小份量对应的总工作时间，食物份量越大，所对应的总工作时间值越大。上述各预设的参数值都是根据大量的反复实验得到的。

主控制器8分别与加热器4、温度传感器5、第一计时器6和第二计时器7之间电连接，接收温度传感器5、第一计时器6、第二计时器7的输出信号，并通过将实时检测的温度增量ΔT与温度增量存储器9中预设数据的比较，以及第一计时器6计得的时间和总工作时间存储器10中数据的比较，来控制加热器4的加热状态或通、断电动作。

本实施例为了表述的清楚简单，仅将食物份量设为小份量、中份量、大份量等3个份量等级，温度增量存储器9中预设的温度增量依次为ΔT1＝3℃、ΔT2＝2℃、ΔT3＝1℃，总工作时间存储器10中预设的总工作时间依次为tz1＝20分、tz2＝30分。

如图3、图4、图5所示，本实施例紫砂锅工作时判断食物沸腾的方法包括预热阶段A和加热升温阶段B：

预热阶段A：第一计时器6从零开始计时t，主控制器8驱动加热器4以较小的调功比加热，如加热60秒，不加热60秒，循环进行，直至第一计时器6计得的时间t达到预设时间t1(如3分钟)，预热阶段A结束，进入加热升温阶段B。

预热阶段A的目的是使内锅充分均匀受热，特别对于陶瓷、紫砂类材质内锅，低功率加热能使热量充分传递到内锅的各个部分，避免内锅局部受热导致的内锅破裂等问题，延长产品的使用寿命。此外，预热阶段A的预设时间t1可以保证内锅在加热t1时间后有一个比较稳定的温升趋势，便于加热升温阶段B中参数的准确判断。

加热升温阶段B：第一计时器6继续计时，第二计时器7从零开始计时，当第二计时器7计得的时间达到一个单位时间Δt(如30秒)时，主控制器8将计算温度传感器5检测的内锅温度的增量ΔT，即第二计时器7计得的时间达到一个单位时间Δt时的温度与第二计时器7从零开始计时时的温度之间的增量，并将该温度增量ΔT与温度增量存储器9中预设的小份量所对应的温度增量ΔT1(3℃)进行如下比较：

若ΔT大于ΔT1(3℃)，主控制器8判断锅内食物尚未沸腾，驱动加热器4继续加热，同时第二计时器7重新开始计时，主控制器8重新计算温度增量ΔT，等待下一次的ΔT与ΔT1进行比较。

若ΔT不大于ΔT1(3℃)，主控制器8将ΔT与温度增量存储器9中预设的中份量所对应的温度增量ΔT2(2℃)进行如下比较：

若ΔT大于ΔT2(2℃)，主控制器8接收第一计时器6的计得的总工作时间t，并将t与总工作时间存储器10中预设的小份量所对应的总工作时间tz1(20分)进行比较：若t小于tz1(20分)，主控制器8判断锅内食物不是小份量，并且尚未达到沸腾，驱动加热器4继续加热，同时第二计时器7重新开始计时，主控制器8重新计算温度增量ΔT，等待下一次的ΔT与ΔT2(2℃)进行比较；若t不小于tz1(20分)，主控制器8判断锅内食物为小份量，并已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

若ΔT不大于ΔT2(2℃)，主控制器8将ΔT与温度增量存储器9中预设的大份量所对应的时间增量ΔT3(1℃)进行如上述步骤所述的比较：若ΔT大于ΔT3(1℃)，主控制器8接收第一计时器6的计得的总工作时间t，并将t与总工作时间存储器10中预设的中份量所对应的总工作时间tz2(30分)进行比较：若t小于tz2(30分)，主控制器8判断锅内食物不是中份量，且尚未达到沸腾，驱动加热器4继续加热，同时第二计时器7重新开始计时，主控制器8重新计算温度增量ΔT，等待下一次的ΔT与ΔT3(1℃)进行比较；若t不大于tz2(30分)，主控制器8判断锅内食物为中份量，并已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

若ΔT不大于ΔT3(1℃)，主控制器8判断锅内食物为大份量，并已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

本实施例紫砂锅根据前述加热升温阶段判断锅内食物的沸腾状态和份量等级，这样就能在后续的工作阶段如维持沸腾采取合适的加热调功比进行加热，即保证烹饪效果，有避免溢出现象。

本实施例中加热器的额定加热功率为500W。

本实施例中的各阶段加热调功比也可以是调功比相对应的功率，如预热阶段A的加热功率为250W；加热升温阶段B的加热功率为500W。

本发明的另外一个实施例是：本发明适用于只对一个固定份量的食物进行烹饪的紫砂锅。如煲汤用的紫砂锅，内锅上标识有水位线，每次煲汤时使用者都需要加水到水位线附近。这种紫砂锅与前述分有N个食物份量等级的紫砂锅不同的是：温度增量存储器9中预设的温度增量只有1个，即ΔTb＝1℃，而总工作时间存储器10中则不需要预设总工作时间参数，相应的，在加热升温阶段B中，主控制器8驱动加热器4大功率加热，当第二计时器7计得的时间达到一个单位时间Δt时，主控制器8计算温度传感器5检测的内锅温度增量ΔT，并将该温度增量ΔT与时间增量存储器9中预设的时间增量ΔTb(1℃)进行比较：

若ΔT大于ΔTb(1℃)，主控制器8判断锅内食物尚未沸腾，第二计时器7重新开始计时，主控制器8重新计算温度增量ΔT，等待下一次的ΔT与ΔTb进行比较；

若ΔT不大于ΔTb(1℃)，主控制器8判断锅内食物已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

本发明可以准确的判断锅内食物的份量和沸腾状态，控制简单，成本低，适用于各类锅盖分离的电炖锅、紫砂锅、电饭锅等电炊具。

Claims (7)

1、一种电炊具，包括锅体(1)、锅盖(2)、内锅(3)和设置在内锅(3)下的加热器(4)；锅体(1)内设有控制部件(11)、检测内锅温度的温度传感器(5)；控制部件(11)包括主控制器(8)、计算总工作时间t的第一计时器(6)；主控制器(8)分别与加热器(4)、温度传感器(5)、第一计时器(6)电连接，其特征在于：所述控制部件(11)还包括用于计算工作时间单位值△t的第二计时器(7)；预设有N个食物份量等级的沸腾时工作时间增加一个单位值△t所对应内锅(3)的温度升高值的温度增量存储器(9)；预设有N个食物份量等级的从开始到沸腾所需时间的总工作时间存储器(10)；所述主控制器(8)分别与第二计时器(7)、温度增量存储器(9)、总工作时间存储器(10)电连接。

2、根据权利要求1所述的电炊具，其特征在于：所述温度传感器(5)设于内锅(3)下，并与内锅(3)底相接触。

3、一种电炊具加热控制方法，包括预热阶段A和加热升温阶段B；其特征在于：所述加热升温阶段B包括如下步骤：

B1：主控制器(8)驱动加热器(4)以大功率或大调功比加热，控制第一计时器(6)计算总工作时间t；

B2：温度传感器(5)测得第二计数器(7)计一个单位时间值△t时所对应的温度增量△T；主控制器(8)根据该温度增量△T和温度增量存储器(9)中预设的对应N个食物份量等级下沸腾时工作时间增加一个单位值△t所对应产生的温度增量，控制加热器(4)继续加热或加热升温阶段B结束。

4、根据权利要求3所述的电炊具加热控制方法，其特征在于：所述温度增量存储器(9)中预设的温度增量所对应的食物份量等级包括N个不同的份量等级，步骤B2包括如下步骤：

B21：主控制器(8)将温度增量△T与温度增量存储器(9)中最小食物份量所对应的温度增量△T1比较，当△T大于△T1时，主控制器(8)判断锅内食物尚未沸腾，驱动加热器(4)继续加热，主控制器(8)控制第二计时器(7)重新计算工作时间增量△t，温度传感器(5)继续计算单位时间值△t所对应的温度增量△T，然后与温度增量△T1比较；

B22：当△T不大于△T1时，主控制器(8)循环依次将温度增量△T与温度增量存储器(9)中各组相邻的第m等级份量、第m+1等级份量所对应的温度增量△Tm、△T(m+1)比较，当△T不大于△Tm，而大于△T(m+1)时，主控制器(8)将此时第一计时器(6)计得的总工作时间t与总工作时间存储器(10)中预设的第m等级份量所对应的总工作时间tzm进行比较：若t小于tzm，主控制器(8)判断锅内食物尚未达到沸腾，驱动加热器(4)继续加热，第二计时器(7)重新开始计时，并进入步骤B21；若t不小于tzm，主控制器(8)判断锅内食物为第m等级份量，并已达到沸腾，加热升温阶段B结束；

B23：当△T与温度增量存储器(9)中最大食物份量所对应的温度增量△T_N比较，且△T不大于△T_N时，主控制器(8)判断锅内食物为第N等级最大份量，且已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

5、根据权利要求3所述的电炊具加热控制方法，其特征在于：所述温度增量存储器(9)中仅预设一个温度增量△Tb，其对应一个固定的食物份量等级时，步骤B2包括如下步骤：当△T大于△Tb时，主控制器(8)判断锅内食物尚未沸腾，第二计时器(7)重新开始计时，主控制器(8)计算温度增量△T，并等待下一次的△T与△Tb进行比较；若△T不大小于△Tb，主控制器(8)判断锅内食物已达到沸腾，加热升温阶段B结束。

6、根据权利要求3～5任一项所述的电炊具加热控制方法，其特征在于：所述预热阶段A包括如下步骤：主控制器(8)控制第一计时器(6)从零开始计算工作时间t，并驱动加热器以小功率或小调功比加热，直至第一计时器(6)计得的时间t达到预设时间t1。

7、根据权利要求6所述的电炊具加热控制方法，其特征在于：所述加热升温阶段B后设有维持沸腾阶段C。

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