CN104302029B - 一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，包括有灶具座、加热器、用于检测灶具座上是否放置有金属锅胆的受控LC振荡模块、以及用于在检测到灶具座上无金属锅胆时控制加热器火力减小的加热控制模块，所述受控LC振荡模块驱动信号输入端上电连接有振荡驱动模块和振幅信号检测端上电连接有用于检测受控LC振荡模块输出电压值是否偏离预设值以便于加热控制模块判断灶具座上是否放置有金属锅胆的电压检测模块，所述振荡驱动模块振荡控制信号输入端与加热控制模块振荡控制信号输出端连接，所述电压检测模块电压检测信号输出端与加热控制模块电压检测信号输入端电连接。本案结构简单易实现，检测准确，安全可靠实用性好。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置。
[背景技术]
目前，一般灶具如电磁炉检锅方式主要是电流互感器检锅和脉冲电路检锅两种，其原理分别如下：
1、电流互感器检锅其采用检锅变压器进行电流互感，经检锅变压器次级感应出随初级电流大小而同步变化的电压，送到CPU相应功能脚上检测，在无锅具时，线盘和谐振电容震荡时间长，能量衰减慢，流过检锅变压器初级电流较少，检锅变压器次级电压就低，CPU判断无锅，在有锅具时，由于有合适材质的锅具的加入，线盘和谐振电容之间的震荡阻尼加大，能量衰减快，在检锅变压器初级变化的电流大，在次级感应出的电压大，CPU判断有锅。但是这种采用检锅变压器来检锅的方式具有电路结构复杂，判断不准确的特点。
2、脉冲检锅方式采用脉冲发生电路和脉冲个数比较器，无锅具时，线盘和谐振电容的自由震荡时间长，能量衰减长，在单位时间内，脉冲个数少，在有锅具时，由于锅具的阻尼加入，能量衰减很快，单位时间内脉冲的个数就比无锅具时要多很多。但是这种脉冲检锅方式对电路设计要求很严格，判断难度大，其实施费用高。
另，上述两种检锅方式都不利于单独在电磁炉以外的灶具中使用。
因此，有必要解决如上问题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其结构简单易实现，检测准确。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，包括有用于放置金属锅胆的灶具座100，所述灶具座100上设有加热器1、用于振动产生交变磁场来检测灶具座100上是否放置有金属锅胆的受控LC振荡模块2、以及用于在检测到灶具座100上无金属锅胆时控制加热器1火力减小的加热控制模块3，所述受控LC振荡模块2驱动信号输入端上电连接有振荡驱动模块4和振幅信号检测端上电连接有用于检测受控LC振荡模块2输出电压值是否偏离预设值以便于加热控制模块3判断灶具座100上是否放置有金属锅胆的电压检测模块5，所述振荡驱动模块4振荡控制信号输入端与加热控制模块3振荡控制信号输出端连接，所述电压检测模块5电压检测信号输出端与加热控制模块3电压检测信号输入端电连接。
如上所述的受控LC振荡模块2包括第二电阻R2、第一电感线圈L1、以及第三电容C3，所述第二电阻R2一端作为受控LC振荡模块2驱动信号输入端与振荡驱动模块4驱动信号输出端连接，第二电阻R2另一端与所述第一电感线圈L1一端、第三电容C3一端相连接后作为受控LC振荡模块2振幅信号检测端与电压检测模块5电压检测信号输入端相连接，所述第一电感线圈L1另一端与第三电容C3另一端相连接后接地。
如上所述的振荡驱动模块4包括有晶振芯片Y1、第一CD4069反相器U1、第二CD4069反相器U2、第一电阻R1、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、以及第一NPN三极管Q1，所述第七电阻R7一端作为振荡驱动模块4振荡控制信号输入端与所述加热控制模块3振荡控制信号输出端连接，第七电阻R7另一端与所述第一NPN三极管Q1基极连接，第一NPN三极管Q1集电极通过第八电阻R8与第一电阻R1一端、第一CD4069反相器U1正向输入端、晶振芯片Y1一端、以及第一电容C1一端相连接，第一NPN三极管Q1发射极与第一电容C1另一端、第二电容C2一端相连接后接地，第二电容C2另一端与晶振芯片Y1另一端、第一CD4069反相器U1反向输出端、第一电阻R1另一端、以及第二CD4069反相器U2正向输入端相连接，所述第二CD4069反相器U2电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，第二CD4069反相器U2反向输出端作为振荡驱动模块4驱动信号输出端与所述受控LC振荡模块2驱动信号输入端连接。
所述电压检测模块5包括顺次电连接在所述受控LC振荡模块2与加热控制模块3之间的检波电路51和电压信号放大电路52。
如上所述的检波电路51包括第四电容C4、第五电容C5、第三电阻R3、以及第一二极管D1、第二二极管D2，所述电压信号放大电路52包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、以及有运放芯片LM324，所述第四电容C4一端作为电压检测模块5电压检测信号输入端与所述受控LC振荡模块2振幅信号检测端连接，第四电容C4另一端与第一二极管D1负极、第二二极管D2正极相连接，所述第一二极管D1正极与第三电阻R3一端、第五电容C5一端、第五电阻R5一端相连接后接地，所述运放芯片LM324电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，所述第三电阻R3另一端与第二二极管D2负极、第五电容C5另一端相连接后通过第四电阻R4与运放芯片LM324正向输入端连接，所述第五电阻R5另一端与第六电阻R6一端、运放芯片LM324反向输入端相连接，所述第六电阻R6另一端与运放芯片LM324信号输出端相连接后作为电压检测模块5电压检测信号输出端与所述加热控制模块3电压检测信号输入端相连接。
如上所述，所述灶具座100为燃气灶座，所述加热器1为燃气灶燃烧器，所述加热控制模块3包括控制器和用于调节燃气灶燃烧器火力大小的电子燃气阀，所述电子燃气阀控制信号输入端与所述控制器控制信号输出端相连接；或所述灶具座100为电饭煲座，所述加热器1为电饭煲发热盘，所述电饭煲发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块3控制信号输出端电连接；或所述灶具座100为电磁炉座，所述加热器1为电磁炉发热盘，电磁炉发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块3控制信号输出端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、感应式检测，其检测方便，当无金属锅胆时，加热控制模块通过电压检测模块检测到受控LC振荡模块振荡时的输出电压是唯一的，可记为特定电压值，而当检测到的输出电压值小于特定电压值时，表明灶具座上放置了金属锅胆，加热控制模块在无金属锅胆时控制加热器火力减小，其安全可靠实用性好。
2、采用他激式振荡驱动控制方式，其控制方便灵活，受控LC振荡模块驱动信号输入端与加热控制模块之间连接有振荡驱动模块，便于受控LC振荡模块在频率一定的驱动信号下进行他激式振荡，以便于受控LC振荡模块真实振荡时振幅信号检测端上的输出电压与预设值的比较。
3、受控LC振荡模块振幅信号检测端与加热控制模块之间顺次连接有检波电路和电压信号放大电路，通过检波电路进行滤波整流稳压后输出，有效调理出受控LC振荡模块振荡时振幅信号检测端的输出电压，通过电压信号放大电路进行电压放大，便于对输出电压进行精准的检测。
4、本发明不需采用变压器电路或脉冲个数比较器，具有结构简单易实现，判断精确的特点。
[附图说明]
图1是本发明的结构图
图2是本发明的电路图。
[具体实施方式]
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-2所示，一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，包括有用于放置金属锅胆的灶具座100，所述灶具座100上设有加热器1、用于振动产生交变磁场来检测灶具座100上是否放置有金属锅胆的受控LC振荡模块2、以及用于在检测到灶具座100上无金属锅胆时控制加热器1火力减小的加热控制模块3，所述受控LC振荡模块2驱动信号输入端上电连接有振荡驱动模块4和振幅信号检测端上电连接有用于检测受控LC振荡模块2输出电压值是否偏离预设值以便于加热控制模块3判断灶具座100上是否放置有金属锅胆的电压检测模块5，所述振荡驱动模块4振荡控制信号输入端与加热控制模块3振荡控制信号输出端连接，所述电压检测模块5电压检测信号输出端与加热控制模块3电压检测信号输入端电连接。
所述受控LC振荡模块2包括第二电阻R2、第一电感线圈L1、以及第三电容C3，所述第二电阻R2一端作为受控LC振荡模块2驱动信号输入端与振荡驱动模块4驱动信号输出端连接，第二电阻R2另一端与所述第一电感线圈L1一端、第三电容C3一端相连接后作为受控LC振荡模块2振幅信号检测端与电压检测模块5电压检测信号输入端相连接，所述第一电感线圈L1另一端与第三电容C3另一端相连接后接地。
所述振荡驱动模块4包括有晶振芯片Y1、第一CD4069反相器U1、第二CD4069反相器U2、第一电阻R1、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、以及第一NPN三极管Q1，所述第七电阻R7一端作为振荡驱动模块4振荡控制信号输入端与所述加热控制模块3振荡控制信号输出端连接，第七电阻R7另一端与所述第一NPN三极管Q1基极连接，第一NPN三极管Q1集电极通过第八电阻R8与第一电阻R1一端、第一CD4069反相器U1正向输入端、晶振芯片Y1一端、以及第一电容C1一端相连接，第一NPN三极管Q1发射极与第一电容C1另一端、第二电容C2一端相连接后接地，第二电容C2另一端与晶振芯片Y1另一端、第一CD4069反相器U1反向输出端、第一电阻R1另一端、以及第二CD4069反相器U2正向输入端相连接，所述第二CD4069反相器U2电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，第二CD4069反相器U2反向输出端作为振荡驱动模块4驱动信号输出端与所述受控LC振荡模块2驱动信号输入端连接。
如上所述的电压检测模块5包括顺次电连接在所述受控LC振荡模块2与加热控制模块3之间的检波电路51和电压信号放大电路52。
如上所述的检波电路51包括第四电容C4、第五电容C5、第三电阻R3、以及第一二极管D1、第二二极管D2，所述电压信号放大电路52包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、以及有运放芯片LM324，所述第四电容C4一端作为电压检测模块5电压检测信号输入端与所述受控LC振荡模块2振幅信号检测端连接，第四电容C4另一端与第一二极管D1负极、第二二极管D2正极相连接，所述第一二极管D1正极与第三电阻R3一端、第五电容C5一端、第五电阻R5一端相连接后接地，所述运放芯片LM324电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，所述第三电阻R3另一端与第二二极管D2负极、第五电容C5另一端相连接后通过第四电阻R4与运放芯片LM324正向输入端连接，所述第五电阻R5另一端与第六电阻R6一端、运放芯片LM324反向输入端相连接，所述第六电阻R6另一端与运放芯片LM324信号输出端相连接后作为电压检测模块5电压检测信号输出端与所述加热控制模块3电压检测信号输入端相连接。
如上所述，所述灶具座100为燃气灶座，所述加热器1为燃气灶燃烧器，所述加热控制模块3包括控制器和用于调节燃气灶燃烧器火力大小的电子燃气阀，所述电子燃气阀控制信号输入端与所述控制器控制信号输出端相连接；或所述灶具座100为电饭煲座，所述加热器1为电饭煲发热盘，所述电饭煲发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块3控制信号输出端电连接；或所述灶具座100为电磁炉座，所述加热器1为电磁炉发热盘，电磁炉发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块3控制信号输出端电连接。
本案的工作原理及过程如下：
受控LC振荡模块2上第一电感线圈L1是产生涡流的发射线圈，也是接收涡流的接收线圈。
工作时，加热控制模块3开启振荡驱动模块4，振荡驱动模块4上晶振电路输出一定频率的驱动信号，为受控LC振荡模块2提供一个交变电流，交变电流经过第一电感线圈L1形成交变磁场，当受控LC振荡模块2上方无金属锅胆时，加热控制模块3通过电压检测模块5检测到受控LC振荡模块2振荡时的输出电压是唯一的，可记为特定电压值；而当受控LC振荡模块2上方有金属锅胆时，此时第一电感线圈L1周围的磁场会在金属锅胆上产生涡流，金属锅胆上的涡电流又形成磁场向空中传播，返回的磁场会被第一电感线圈L1接收，引起第一电感线圈L1的等效电感发生变化，从而使振幅信号检测端输出电压值偏离特定电压值，经过电压检测模块5的检测和信号放大后送到加热控制模块3，加热控制模块3得知电压发生改变后，控制控制加热器1火力减小或控制关闭加热器1。
如上所述，作为优化实施方式，设计时使振荡驱动模块4上晶振电路输出驱动信号的频率值等于受控LC振荡模块2的谐振频率值，这样当受控LC振荡模块2上方无金属锅胆时，受控LC振荡模块2进行谐振，回路呈现的阻抗最大，谐振时受控LC振荡模块2振幅信号检测端上输出电压也最大；而当受控LC振荡模块2上方有金属锅胆时，此时第一电感线圈L1周围的磁场会在金属锅胆上产生涡流，金属锅胆上的涡电流又形成磁场向空中传播，返回的磁场会被第一电感线圈L1接收，引起第一电感线圈L1的等效电感发生变化，导致受控LC振荡模块2失谐，从而使振幅信号检测端检测到的输出电压降低，经过电压检测模块5的检测和信号放大后送到加热控制模块3，加热控制模块3得知电压发生改变后，控制控制加热器1火力减小或控制关闭加热器1。
如上所述，作为优化实施方式，当受控LC振荡模块2振幅信号检测端输出电压值偏离特定电压值的差额超过一定范围时，加热控制模块3才判断灶具座100上无金属锅胆，才控制加热器1火力减小或控制关闭加热器1。
如上所述，本案保护的是一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，一切与本案结构相同的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于包括有用于放置金属锅胆的灶具座(100)，所述灶具座(100)上设有加热器(1)、用于振动产生交变磁场来检测灶具座(100)上是否放置有金属锅胆的受控LC振荡模块(2)、以及用于在检测到灶具座(100)上无金属锅胆时控制加热器(1)火力减小的加热控制模块(3)，所述受控LC振荡模块(2)驱动信号输入端上电连接有振荡驱动模块(4)和振幅信号检测端上电连接有用于检测受控LC振荡模块(2)输出电压值是否偏离预设值以便于加热控制模块(3)判断灶具座(100)上是否放置有金属锅胆的电压检测模块(5)，所述振荡驱动模块(4)振荡控制信号输入端与加热控制模块(3)振荡控制信号输出端连接，所述电压检测模块(5)电压检测信号输出端与加热控制模块(3)电压检测信号输入端电连接，所述振荡驱动模块(4)包括有晶振芯片(Y1)、第一CD4069反相器(U1)、第二CD4069反相器(U2)、第一电阻(R1)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、以及第一NPN三极管(Q1)，所述第七电阻(R7)一端作为振荡驱动模块(4)振荡控制信号输入端与所述加热控制模块(3)振荡控制信号输出端连接，第七电阻(R7)另一端与所述第一NPN三极管(Q1)基极连接，第一NPN三极管(Q1)集电极通过第八电阻(R8)与第一电阻(R1)一端、第一CD4069反相器(U1)正向输入端、晶振芯片(Y1)一端、以及第一电容(C1)一端相连接，第一NPN三极管(Q1)发射极与第一电容(C1)另一端、第二电容(C2)一端相连接后接地，第二电容(C2)另一端与晶振芯片(Y1)另一端、第一CD4069反相器(U1)反向输出端、第一电阻(R1)另一端、以及第二CD4069反相器(U2)正向输入端相连接，所述第二CD4069反相器(U2)电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，第二CD4069反相器(U2)反向输出端作为振荡驱动模块(4)驱动信号输出端与所述受控LC振荡模块(2)驱动信号输入端连接，所述检波电路(51)包括第四电容(C4)、第五电容(C5)、第三电阻(R3)、以及第一二极管(D1)、第二二极管(D2)，所述电压信号放大电路(52)包括第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、以及有运放芯片LM324，所述第四电容(C4)一端作为电压检测模块(5)电压检测信号输入端与所述受控LC振荡模块(2)振幅信号检测端连接，第四电容(C4)另一端与第一二极管(D1)负极、第二二极管(D2)正极相连接，所述第一二极管(D1)正极与第三电阻(R3)一端、第五电容(C5)一端、第五电阻(R5)一端相连接后接地，所述运放芯片LM324电源正极输入端外接电源VCC及电源负极输入端接地，所述第三电阻(R3)另一端与第二二极管(D2)负极、第五电容(C5)另一端相连接后通过第四电阻(R4)与运放芯片LM324正向输入端连接，所述第五电阻(R5)另一端与第六电阻(R6)一端、运放芯片LM324反向输入端相连接，所述第六电阻(R6)另一端与运放芯片LM324信号输出端相连接后作为电压检测模块(5)电压检测信号输出端与所述加热控制模块(3)电压检测信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于所述受控LC振荡模块(2)包括第二电阻(R2)、第一电感线圈(L1)、以及第三电容(C3)，所述第二电阻(R2)一端作为受控LC振荡模块(2)驱动信号输入端与振荡驱动模块(4)驱动信号输出端连接，第二电阻(R2)另一端与所述第一电感线圈(L1)一端、第三电容(C3)一端相连接后作为受控LC振荡模块(2)振幅信号检测端与电压检测模块(5)电压检测信号输入端相连接，所述第一电感线圈(L1)另一端与第三电容(C3)另一端相连接后接地。
3.根据权利要求1所述的一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于所述电压检测模块(5)包括顺次电连接在所述受控LC振荡模块(2)与加热控制模块(3)之间的检波电路(51)和电压信号放大电路(52)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于所述灶具座(100)为燃气灶座，所述加热器(1)为燃气灶燃烧器，所述加热控制模块(3)包括控制器和用于调节燃气灶燃烧器火力大小的电子燃气阀，所述电子燃气阀控制信号输入端与所述控制器控制信号输出端相连接。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于所述灶具座(100)为电饭煲座，所述加热器(1)为电饭煲发热盘，所述电饭煲发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块(3)控制信号输出端电连接。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带有金属锅胆检测功能的新型灶具加热装置，其特征在于所述灶具座(100)为电磁炉座，所述加热器(1)为电磁炉发热盘，电磁炉发热盘控制信号输入端与所述加热控制模块(3)控制信号输出端电连接。
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2014
- 2014-10-20 CN CN201410559242.4A patent/CN104302029B/zh active Active
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