CN104033934B - 一种电磁炉磁泄露检测与提醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁炉磁泄露检测与提醒系统，包括依次连接的检测模块、模数转换器、处理单元、控制器、执行模块和反馈模块等。通过检测人与电磁炉的距离和电磁炉四周磁泄漏的强度，判断人体是否处于电磁炉辐射安全范围内。当人体处于不安全范围时，触发报警装置响起，显示相关信息，同时控制电磁炉内耦合线圈的工作电流减少工作功率。本发明具有较高的实用性，从电磁炉磁泄露的根本上解决了电磁炉辐射问题，能够检测电磁炉辐射是否在安全范围内，实现了电磁炉辐射的动态检测和提醒功能，具有实现简单、成本低、操作体验较好等优点。

Description

一种电磁炉磁泄露检测与提醒系统及方法

技术领域

本发明涉及一种降低电磁炉辐射方法，可以对电磁炉泄漏进行检测和提醒的系统，以预防和减少电磁炉辐射。

背景技术

电磁炉以其方便、快捷、无明火等特点受到越来越多人的青睐，但是电磁炉产生的电磁辐射引起的健康问题同时也受到了广泛的关注。资料显示，长期暴露在低频磁场下的人群，患白血病、恶性肿瘤等疾病的概率是普通人群的数倍。目前市场上出现一些防辐射服等防辐射产品，也有专利提出用金属网防止电磁炉产生的电磁泄漏，这些都不能从电磁炉磁泄露的根本上解决电磁炉辐射问题，且不能够检测电磁炉辐射是否在安全范围内。

电磁炉采用磁场感应电流的加热原理，通过耦合线圈产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，在锅具底部金属部分产生涡流，涡流使锅具铁分子高速无规则运动从而产生热能。电磁炉在工作过程就会产生电磁泄漏，泄漏的电磁波就会对人体产生电磁辐射。通过检测电磁泄漏在安全范围内，或者通过减少耦合线圈的功率可防止电磁炉辐射。

发明内容

本发明的目的在于设计一种电磁炉磁泄露与提醒检测系统，以及降低电磁炉辐射的方法，能检测到磁泄漏是否在安全范围内，并能够通过减少耦合线圈的功率从而防止电磁炉辐射。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电磁炉磁泄露检测与提醒系统，其特征在于，包括依次连接的检测模块、模数转换器、处理单元、控制器、执行模块和反馈模块，反馈模块连接检测模块。

优选地，所述的检测模块包括红外线测距离传感器和至少一个电磁强度检测装置，红外线测距离传感器和电磁强度检测装置皆连接模数转换器和反馈模块；所述的执行模块包括报警装置和电磁炉内耦合线圈，报警装置和电磁炉内耦合线圈皆连接控制器和反馈模块。

更优选地，所述的反馈模块包括PID调节器，PID调节器连接检测模块和执行模块。

更优选地，所述的电磁强度检测装置均匀分布于电磁炉壳体侧面，红外线测距离传感器位于电磁炉壳体的前侧。

更优选地，所述的执行模块还包括显示屏。

本发明还提供了一种电磁炉磁泄露检测与提醒方法，其特征在于，采用上述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统，具体步骤包括：通过红外线测距离传感器检测人与电磁炉的距离，电磁强度检测装置检测电磁炉四周磁泄漏的强度，检测到的距离和强度经模数转换后传递给处理单元，处理单元计算出该距离对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较，如果磁泄漏的强度的数值小于或等于安全电磁强度数值，不触发控制器工作，否则处理单元触发控制器工作，控制器执行减小电磁炉内耦合线圈的功率以及驱动报警装置后，通过反馈模块反馈信号给检测模块。

优选地，所述的处理单元计算出该距离对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较的具体步骤为：在处理单元内根据不同档位的电磁炉功率预设置漏磁的安全电磁强度数组，处理单元根据安全电磁强度数组和检测到的距离数值，利用插值算法拟合出该距离下对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较。

优选地，所述的控制器通过控制电磁炉内耦合线圈的工作电流来执行减小电磁炉内耦合线圈的功率。

本发明的原理为：本发明在电磁炉壳体四周安置一个以上的电磁强度检测装置，用于检测电磁炉四周磁泄漏的强度。在电磁炉壳体的前面安置红外线测距离传感器，用于检测人与电磁炉的距离。由于人受到的电磁辐射强度是随着人离电磁炉内耦合线圈(辐射源)的距离而呈逐渐递减的趋势，因此可以通过监测人离电磁炉的距离来控制电磁炉辐射，为此在电磁炉的处理单元内根据不同档位的电磁炉功率预设置一些漏磁的安全电磁强度数组。当电磁炉开始工作时，处理单元根据电磁炉不同的功率参数启用该功率对应的安全电磁强度数组，红外线测距离传感器开始检测人与电磁炉壳体的距离，经过模数转换器转换成具体的距离数值传送到处理单元中，同时，电磁强度检测装置检测电磁炉四周磁泄漏的强度，通过模数转换器转换成具体的电磁强度数值传送到处理单元中，如果电磁强度检测装置多于一个，则对数值进行加权平均得到一个泄漏电磁强度数值。处理单元将根据安全电磁强度数组和距离数值，利用插值算法拟合出该距离下对应的安全电磁强度数值，并与检测到的泄漏电磁强度数值进行比较，如果泄漏电磁强度的数值小于或等于该距离数值对应的安全电磁强度数值时，人体此时处于电磁炉辐射安全范围内，不触发控制器工作。处理单元持续检测该两个数值，如果检测到的泄漏电磁强度的数值大于该距离数值对应的安全电磁强度数值时，此时的电磁炉辐射强度对人体有害，处理单元继而将信号传递给控制器。控制器接收到驱动信号后开始工作，将驱动报警装置响起，提醒人们远离电磁炉一段距离，并在显示屏中显示此时电磁炉辐射的大小。同时，控制器将控制电磁炉内耦合线圈的工作电流，以减少其工作时的功率大小，实现无极功率调节(任意功率调节并不影响电磁炉特定档位功率的调节，例如无极功率调节控制范围在≥-150W，则电磁炉工作档位在1800W时，控制器可调节的功率上限为1650W)。在此过程中，红外线测距离传感器和电磁强度检测装置持续工作，直至检测到的泄漏电磁强度的数值小于或等于当前距离数值对应的安全电磁强度数值时。为提高系统的控制精度，在反馈控制模块，即控制器执行减小电磁炉内耦合线圈的功率以及报警装置后，反馈信号给处理单元时，加入PID调节器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明具有较高的实用性，从电磁炉磁泄露的根本上解决了电磁炉辐射问题，能够检测电磁炉辐射是否在安全范围内，实现了电磁炉辐射的动态检测和提醒功能，具有实现简单、成本低、操作体验较好等优点。

附图说明

图1为辐射安全范围标准表；

图2为电磁炉磁泄露检测与提醒系统结构示意图；

图3为电磁炉磁泄露检测与提醒系统模块连接图；

图4为电磁炉磁泄露检测与提醒系统控制框图；

图5为控制器设计流程图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并作详细说明如下。

实施例

如图3所示，为电磁炉磁泄露检测与提醒系统模块连接图，所述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统包括依次连接的检测模块、模数转换器、处理单元、控制器、执行模块和反馈模块，反馈模块连接检测模块。

如图1所示，为辐射安全范围标准表，参考国际通用标准0.2ut以下为安全标准，在处理单元内根据不同档位的电磁炉功率预设置一些漏磁的安全电磁强度数组，具体值可根据不同的应用场合进行调整。例如电磁炉工作在1800W时，可将数组设为：

distance＝[5 10 15 20]

intensity＝[1.0 1.2 1.38 1.48]

如图4所示，所述的检测模块包括红外线测距离传感器9和一个电磁强度检测装置7，红外线测距离传感器9和电磁强度检测装置7皆连接模数转换器4和PID调节器10，所述的执行模块包括报警装置6、显示屏9和电磁炉内耦合线圈2，报警装置6和电磁炉内耦合线圈2皆连接控制器5和PID调节器10。所述的反馈模块包括PID调节器。考虑到成本问题以及系统的可操作性，处理单元选用型号STC89C52RC，控制器选用型号TMS320C6455-1200，红外线传感器选用型号ST178；，电磁强度检测装置选用型号ME3830B，PID调节器选用NHR-5300。如图2所示，所述的处理单元3、模数转换器4、控制器5位于电磁炉壳体1内，报警装置6和显示屏8位于电磁炉壳体1上面，电磁强度检测装置7位于电磁炉壳体1侧面，若电磁强度检测装置7有多个，则优选均匀分布在电磁炉壳体1侧面。红外线测距离传感器9和PID调节器10位于电磁炉壳体1的前侧。

当电磁炉开始工作时，检测模块根据不同的功率启用对应的安全电磁强度数组，红外线测距离传感器9开始检测人与电磁炉壳体1的距离，同时，电磁强度检测装置7检测电磁炉四周磁泄漏的强度。检测到的距离和强度经模数转换后传递给处理单元3。处理单元3计算出该距离对应的安全电磁强度数值，并与检测到的泄漏电磁强度数值进行比较，如果泄漏电磁强度的数值小于或等于安全电磁强度数值，不触发控制器5工作。否则处理单元3触发控制器5工作，驱动执行模块。控制器5驱动报警装置6、在显示屏8中显示相关信息并执行减小电磁炉内耦合线圈2的功率以及后，通过反馈模块反馈信号给处理单元。

如图5所示，为控制器设计流程图，当控制器5被触发时，接收到处理单元3的信号后，驱动报警装置6(语音播报器)响起，提醒人们远离电磁炉一段距离，并在显示屏8中显示此时电磁炉辐射的大小。同时，控制器5将控制电磁炉内耦合线圈2的工作电流，以减少其工作时的功率大小，实现无极功率调节。在此过程中，红外线测距离传感器9和电磁强度检测装置7持续工作，直至检测到的泄漏电磁强度的数值小于或等于当前距离数值对应的安全电磁强度数值时。

结合实测数据，红外线测距离传感器9检测到的人与电磁炉壳体1的距离为17.8cm，由于15cm≤17.8cm≤20cm，因此安全电磁强度数值范围在1.38μT和1.48μT之间，根据当前距离数值进行差值计算拟合出当前的安全电磁强度数值为1.44μT。电磁强度检测装置检测到电磁炉壳体附近的电磁辐射强度为1.56μT，由于1.56≥1.44，此时控制器5驱动执行模块工作，即报警装置6响起，提醒人们远离电磁炉一段距离，在显示屏8上显示当前电磁辐射强度值1.56μT及相关信息，同时减小耦合线圈2功率以减少电磁波泄漏。

Claims (7)

1. 一种电磁炉磁泄露检测与提醒系统，其特征在于，包括依次连接的检测模块、模数转换器、处理单元、控制器、执行模块和反馈模块，反馈模块连接检测模块；所述的检测模块包括红外线测距离传感器（9）和至少一个电磁强度检测装置（7），红外线测距离传感器（9）和电磁强度检测装置（7）皆连接模数转换器（4）和反馈模块；所述的执行模块包括报警装置（6）和电磁炉内耦合线圈（2），报警装置（6）和电磁炉内耦合线圈（2）皆连接控制器（5）和反馈模块。

2.如权利要求1所述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统，其特征在于，所述的反馈模块包括PID调节器（10），PID调节器（10）连接检测模块和执行模块。

3.如权利要求1所述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统，其特征在于，所述的电磁强度检测装置（7）均匀分布于电磁炉壳体（1）侧面，红外线测距离传感器（9）位于电磁炉壳体（1）的前侧。

4.如权利要求1所述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统，其特征在于，所述的执行模块还包括显示屏（8）。

5.一种电磁炉磁泄露检测与提醒方法，其特征在于，采用权利要求1所述的电磁炉磁泄露检测与提醒系统，具体步骤包括：通过红外线测距离传感器（9）检测人与电磁炉的距离，电磁强度检测装置（7）检测电磁炉四周磁泄漏的强度， 检测到的距离和强度经模数转换后传递给处理单元（3），处理单元（3）计算出该距离对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较，如果磁泄漏的强度的数值小于或等于安全电磁强度数值，不触发控制器（5）工作，否则处理单元（3）触发控制器（5）工作，控制器（5）执行减小电磁炉内耦合线圈（2）的功率以及驱动报警装置（6）后，通过反馈模块反馈信号给检测模块。

6.如权利要求5所述的电磁炉磁泄露检测与提醒方法，其特征在于，所述的处理单元（3）计算出该距离对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较的具体步骤为：在处理单元（3）内根据不同档位的电磁炉功率预设置漏磁的安全电磁强度数组，处理单元（3）根据安全电磁强度数组和检测到的距离数值，利用插值算法拟合出该距离下对应的安全电磁强度数值，并与检测到的磁泄漏的强度数值进行比较。

7.如权利要求5所述的电磁炉磁泄露检测与提醒方法，其特征在于，所述的控制器（5）通过控制电磁炉内耦合线圈（2）的工作电流来执行减小电磁炉内耦合线圈（2）的功率。