CN103048028A - 电加热厨具的液位检测方法及使用该检测方法的豆浆机 - Google Patents
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Abstract
电加热厨具的液位检测方法，包括检测当前电压；获取t时间段内的温升；计算该电厨具的加热电阻的额定电阻值；根据热量方程得
，根据体积方程
，将液料体积分别与预设的容量上限和容量下限比较，当液料体积大于容量上限时发出液位过满报警，当液料体积小于容量下限时发出液位过低报警。豆浆机设有电机的机头，电机轴伸出机头的端部设置有粉碎刀具，单片机控制器，所述机头设置在杯体上，单片机控制器中具有水位检测模块，水位检测模块包括计时单元，计算单元，判断单元和报警单元；水位检测模块分别与测温单元连接。本发明通过软件方法即可获取容器内的液位，无需专门配备液位检测硬件，节约制造成本。
Description
技术领域
本发明属于厨房小家电领域，特别是一种电加热厨具的液位检测方法及使用该检测方法的豆浆机。
技术背景
电水壶和豆浆机等电加热厨具的水位过低或过高都会造成安全隐患，因此需要对这类液体电加热厨具进行水位显示。
中国专利ZL200420078560.5披露了一种饮料制备装置，通过在盛放液体的容器外部设置下端与容器底部相通的连通管，该连通管与盛放液体的容器利用U形管等液位原理来显示或者测量容器内液体的水位。并在盛放液体的容器底部开设一个孔，该孔作为连通管和向外取水的共用出水口，并设有T形分支管，用于连通容器、连通管和向外取水的通道。并且为了防止取出盛水容器时液体回流，在容器出口处设置止回阀。现在大部分的电水壶采用这种液位显示装置。这种液位显示装置的缺点在于：1、当从容器的出水口向外泵水时，由于吸力效应，连通管内水位下降速度要大于容器内的水位下降速度，使得水位检测不准确。2、容器上必须设置有连通管才能实现液位检测和显示。
为了克服水位检测不准确的缺点，中国专利ZL201020538962.X披露了一种豆浆机的水位检测电路，包括发射电路模块、发射探头、接受电路模块、接收探头、电源电路、声压电路模块、MCU中央控制器，其中发射电路模块、接收电路模块分别与MCU中央控制器相连；电源电路分别对升压电路模块、MCU中央控制器、接受电路模块供电；声压电路模块与发射电路模块相连，发射探头和接收探头均为超声波探头。该水位检测电路时通过发射探头发射超声波信号，当超声波碰到豆浆机内水平面反射回来，接收探头接收到反射回来的超声波信号，通过计算获得超声波发射和接收信号间的时间差，结合超声波的波速来计算得到豆浆机的水位。这种水位检测电路的缺点是：必须在豆浆机内配备该水位检测电路才能实现水位检测。
发明内容
为了克服现有技术必须装配液位检测装置才能实现液位检测的缺点，本发明提供了一种通过软件方法来实现液位检测的电加热厨具的液位检测方法及使用该检测方法的豆浆机。
电加热厨具的液位检测方法，包括以下步骤：
1）、检测电厨具当前电压U；
2）、获取t时间段内电厨具内液料的温升 
；
3）、计算该电厨具的加热电阻的额定电阻值
，其中
是电厨具的额定电压，是电厨具的额定功率；计算获得电厨具的当前功率
；
4）、根据热量方程
和
可得
，其中Q为吸热量，c为液料的比热容，m为液料的质量；
5）、根据体积方程
，其中
为液料的密度，
为液料体积；
6）、将液料体积
分别与预设的容量上限和容量下限比较，当液料体积大于容量上限时发出液位过满报警，当液料体积小于容量下限时发出液位过低报警。
使用该检测方法的豆浆机，包括设有电机的机头，电机轴伸出机头的端部设置有粉碎刀具，单片机控制器，所述机头设置在杯体上，其特征在于：所述的单片机控制器包括具有能够检测杯体内液位的水位检测模块，水位检测模块包括获取加热时间的计时单元，计算液料体积的计算单元，判断当前液位是否出错的判断单元和报警单元；水位检测模块分别与能够获取豆浆机实际电压值的电压检测单元和感应加热时间内的液料温度变化值的测温单元连接；
计算单元中预存有液料体积公式，实际液料体积
；其中，U为电压检测单元获取的当前实际电压，t为计时单元获取的加热时间，
为测温单元获取的温度变化值，
是预存的豆浆机额定电压，
是预存的豆浆机额定功率，c为液料的比热容，
为液料的密度；
判断单元中预存有容量上限值和容量下限值，当实际液料体积大于容量上限值时，报警单元发出液位过高警报；当实际液料体积小于容量下限值时，报警单元发出液位过低警报。
警报单元包括蜂鸣报警器，液位过高显示灯和液位过低显示灯。
机头上设有可显示杯体内液体体积的显示屏，计算单元的计算结果通过显示屏显示。
本发明通过对单片机控制器进行二次编程即可实现水位检测，无需增设水位检测硬件，降低制造成本。
附图说明
图1是水位检测方法的流程图。
图2是水位检测模块的框架示意图。
图3是电压检测单元的电路图。
图4是测温单元的电路图。
具体实施方式
实施例1
电加热厨具的液位检测方法，包括以下步骤：
1）、检测电厨具当前电压U；
2）、获取t时间段内电厨具内液料的温升
；
3）、计算该电厨具的加热电阻的额定电阻值
，其中
是电厨具的额定电压，
是电厨具的额定功率；计算获得电厨具的当前功率
；额定电压和额定功率是生产时即已确定的已知数据，一般标记于家电的铭牌上；
4）、根据热量方程
和
可得
，其中Q为吸热量，c为液料的比热容，比热容可以通过查表或者有限次试验获得，是已知数据，m为液料的质量；
5）、根据体积方程
，其中
为液料的密度，
为液料体积；
6）、将液料体积
分别与预设的容量上限和容量下限比较，当液料体积大于容量上限时发出液位过满报警，当液料体积小于容量下限时发出液位过低报警。
该电厨具主要是指豆浆机和电水壶等加热液体的厨具，当然，该液位检测方法也可以用在电饭煲、电炖锅或者电压力锅，用于判断蒸炖食物时水量是否过得多而导致溢锅。
本实施例通过软件方法即可获取容器内的液位，无需专门配备液位检测硬件，节约制造成本。
实施例2
使用该检测方法的豆浆机，包括设有电机的机头，电机轴伸出机头的端部设置有粉碎刀具，单片机控制器，所述机头设置在杯体上，所述的单片机控制器包括具有能够检测杯体内液位的水位检测模块，水位检测模块包括获取加热时间的计时单元，计算液料体积的计算单元，判断当前液位是否出错的判断单元和报警单元；水位检测模块分别与能够获取豆浆机实际电压值的电压检测单元和感应加热时间内的液料温度变化值的测温单元连接；电压检测单元和测温单元是豆浆机的常用器件。
计算单元中预存有液料体积公式，实际液料体积
；其中，U为电压检测单元获取的当前实际电压，t为计时单元获取的加热时间，
为测温单元获取的温度变化值，
是预存的豆浆机额定电压，
是预存的豆浆机额定功率，c为液料的比热容，
为液料的密度；
判断单元中预存有容量上限值和容量下限值，当实际液料体积大于容量上限值时，报警单元发出液位过高警报；当实际液料体积小于容量下限值时，报警单元发出液位过低警报。
警报单元包括蜂鸣报警器，液位过高显示灯和液位过低显示灯。
机头上设有可显示杯体内液体体积的显示屏，计算单元的计算结果通过显示屏显示。
本实施例通过对单片机控制器进行二次编程即可实现水位检测，无需增设水位检测硬件，降低制造成本。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.电加热厨具的液位检测方法，包括以下步骤：
1）、检测电厨具当前电压U；
2）、获取t时间段内电厨具内液料的温升 ；
3）、计算该电厨具的加热电阻的额定电阻值
，其中
是电厨具的额定电压，
是电厨具的额定功率；计算获得电厨具的当前功率 
；
4）、根据热量方程
和
可得
，其中Q为吸热量，c为液料的比热容，m为液料的质量；
5）、根据体积方程
，其中
为液料的密度，
为液料体积；
6）、将液料体积
分别与预设的容量上限和容量下限比较，当液料体积大于容量上限时发出液位过满报警，当液料体积小于容量下限时发出液位过低报警。
2.使用如权利要求1所述的液位检测方法的豆浆机，包括设有电机的机头，电机轴伸出机头的端部设置有粉碎刀具，单片机控制器，所述机头设置在杯体上，其特征在于：所述的单片机控制器包括能够检测杯体内液位的水位检测模块，水位检测模块包括获取加热时间的计时单元，计算液料体积的计算单元，判断当前液位是否出错的判断单元和报警单元；水位检测模块分别与能够获取豆浆机实际电压值的电压检测单元和感应加热时间内的液料温度变化值的测温单元连接；
计算单元中预存有液料体积公式，实际液料体积
；其中，U为电压检测单元获取的当前实际电压，t为计时单元获取的加热时间，
为测温单元获取的温度变化值，
是预存的豆浆机额定电压，
是预存的豆浆机额定功率，c为液料的比热容，
为液料的密度。
3.如权利要求2所述的豆浆机，其特征在于：警报单元包括蜂鸣报警器，液位过高显示灯和液位过低显示灯。
4.如权利要求2或3所述的豆浆机，其特征在于：所述机头上设有可显示杯体内液体体积的显示屏，计算单元的计算结果通过显示屏显示。
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