CN105326386B - 水温沸点判断方法和装置以及电热水壶 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水温沸点判断方法，包括以下步骤：对水进行加热并检测当前水温；根据当前水温计算当前升温速度，若当前升温速度小于沸腾升温速度，则水温到达沸点，停止加热；否则继续加热。其能够在水温达到沸点时，及时的停止加热，有效减少了对水温沸点判断的时间上的滞后，能够防止水持续沸腾，有益人体的健康。本发明还公开一种水温沸点判断装置和电热水壶。

Description

水温沸点判断方法和装置以及电热水壶

技术领域

本发明涉及水温检测领域，尤其涉及一种水温沸点判断方法和装置以及电热水壶。

背景技术

现有带软件温控的电热水壶，大部分是使用单点测水温的感温包检测水温。该感温包普遍存在温度检测有抖动和延迟较大的缺陷。因此，通过该感温包检测水温，然后判断水温温度点或水温不变化的方式，来判断水壶中水的水温是否已达到沸点，需要的时间比较长，甚至会超过相关国标中水温98℃以后需30秒内正确判断出烧水完成的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种水温沸点判断速度较快的水温沸点判断方法和装置以及电热水壶。

一种水温沸点判断方法，包括以下步骤：

对水进行加热并检测当前水温；

根据所述当前水温计算当前升温速度，若所述当前升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，停止加热；否则继续加热。

在其中一个实施例中，所述根据所述当前水温计算当前升温速度，若所述当前升温速度小于沸腾升温速度，则水温到达沸点，停止加热水；否则继续加热步骤包括：

在所述当前水温低于第一预设温度时，通过所述当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度；其中，所述沸腾升温速度为所述第一升温速度与第一系数的乘积，且所述第一系数小于1；

在所述当前水温高于所述第一预设温度时，所述当前升温速度为第二升温速度，若所述第二升温速度小于所述沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，停止加热；否则，水温未达到沸点，并返回所述加热水并检测当前水温步骤。

在其中一个实施例中，所述第一系数为2/3。

在其中一个实施例中，确定所述第一升温速度的方法为：

获取多段第一时长内的所有所述当前温度；

每段所述第一时长内的所有所述当前温度确定出一个升温速度；

将确定出的所有所述升温速度中的最小值作为所述第一升温速度。

在其中一个实施例中，所述第一时长为10秒以上。

在其中一个实施例中，所述第一预设温度为80℃。

在其中一个实施例中，所述对水进行加热并检测当前水温步骤包括：

通过加热装置加热水；

经过第二时长后开始检测当前水温。

在其中一个实施例中，所述第二时长为10秒以上。

在其中一个实施例中，所述沸腾升温速度为预设值。

一种水温沸点判断装置，包括水温检测单元和数据处理单元；

所述水温检测单元用于在加热装置对水进行加热时检测当前水温；

所述数据处理单元用于根据所述水温检测单元检测到的当前水温计算当前升温速度，若所述当前升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，控制所述加热装置停止加热。

在其中一个实施例中，所述数据处理单元还包括第一升温速度计算模块和水温沸点判断模块：

所述第一升温速度计算模块，用于比较所述当前水温与第一预设温度的大小，在所述当前水温低于所述第一预设温度时，根据所述当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度；

所述水温沸点判断模块，用于比较所述当前水温与第一预设温度的大小，在所述当前水温高于所述第一预设温度时，计算当前水温的第二升温速度，比较所述第二升温速度与所述沸腾升温速度的大小，并在所述第二升温速度小于所述沸腾升温速度时，控制所述加热装置停止加热；

其中，所述沸腾升温速度为所述第一升温速度与第一系数的乘积，且所述第一系数小于1。

在其中一个实施例中，所述数据处理单元确定所述第一升温速度的方法为：

获取多段第一时长内的所述当前温度；

通过每段所述第一时长内的所述当前温度确定出一个升温速度；

将确定出的所有所述升温速度中的最小值作为所述第一升温速度。

在其中一个实施例中，所述水温检测单元在所述加热装置加热水第二时长以后开始检测当前水温。

一种电热水壶，包括加热装置和上述任意一种水温沸点判断装置。

上述水温沸点判断方法和装置以及电热水壶，检测当前水温，并根据检测到的当前水温计算当前升温速度，在当前升温速度小于沸腾升温速度时，判定水温已达到沸点，停止加热。其能够在水温达到沸点时，及时的停止加热，有效减少了对水温沸点判断的时间上的滞后，能够防止水持续沸腾，有益人体的健康。

附图说明

图1为打点仪记录的正式煮水过程温度变化即理论感温包检测示意图；横坐标为时间，纵坐标为温度；

图2为本发明水温沸点判断方法一个实施例的流程示意图；

图3为本发明水温沸点判断方法一个实施例中的根据当前水温计算当前升温速度，若当前升温速度小于沸腾升温速度，则水温到达沸点，停止加热；否则继续加热步骤的示意图；

图4为本发明水温沸点判断方法一个实施例中的详细流程示意图；

图5为本发明水温沸点判断装置一个实施例的结构示意图；

图6为本发明水温沸点判断装置一个实施例中的数据处理单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明水温沸点判断方法和装置以及电热水壶的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，中间的波峰波谷较多的曲线为水温的真实温度，下部的曲线为按照延迟参数为15秒计算出来的感温包检测到的理论温度，上部的曲线为对应的AD值变化曲线。从图1中可以看出，从开始加热到水温接近沸点的过程中，水温的理论值的升温速度基本保持在一个稳定的范围内。而当水温接近沸点时，水温的理论值的升温速度会有一个明显的下降。随着时间的后移，升温速度越来越小，直至水温到达沸点，保持温度不变，升温速度几乎为零。因此，可以通过检测水温的升温速度的变化来判断水温是否到达沸点，即煮水是否完成。

参见图2，一个实施例中，水温沸点判断方法可以包括以下步骤：

S201，对水进行加热并检测当前水温。

其中，可以通过加热装置对水进行加热。该加热装置可以为电阻元件等。可以通过感温包检测当前水温。

从图1中可以看出，刚开始加热的一段时间内的升温速度与之后的升温速度是明显不一致的，因此这段时间内的温度数据可以不作为参考。因此，可以在加热装置开始加热后，经过第二时长后，再开始检测当前水温，减小初始加热时的当前水温在后续计算中的影响，以使得检测到的当前水温数据在下一步应用中更加准确，同时也能节省能量的消耗。

其中，第二时长可以为十秒以上。例如，根据图1所示，可将第二时长设置为20秒左右。

S202，根据当前水温计算当前升温速度，若当前升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，停止加热；否则继续加热。

其中，沸腾升温速度为水接近沸点时，水温的升温速度。该沸腾升温速度可以根据经验或理论数据预设，在加热过程中，直接将当前升温速度与预设的沸腾升温速度进行比较。当前升温速度小于预设的沸腾升温速度，则判断为水温到达沸点，停止加热；否则继续加热。

而预设沸腾升温速度的方式可能存在适应性不够好的问题。对于不同的被加热的介质、不同的气压以及不同的加热装置等，沸腾升温速度可能还会存在一定的差异。对于此，参见图3，一个实施例中，步骤S202可以包括以下子步骤：

S301，在当前水温低于第一预设温度时，通过当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度。

具体的，在当前水温地域第一预设温度时，确定第一升温速度的方法可以为：

首先，获取多段第一时长内的所有当前温度。

其中，第一时长应该足够长，以消除第一时长内的个别当前温度对第一升温速度的影响。优选的，第一时长可以为10秒以上。当然，第一时长也不应过长，否则会影响整个过程的精确性。可以每隔固定的时间，就获取一次第一时长内的所有当前温度。

其次，每段第一时长内的所有当前温度确定出一个升温速度。

具体的，可以通过相关的优化算法计算出第一时长内所有当前温度确定的一个升温速度。此部分为本领域技术人员所熟知的技术，故在此不再赘述。

最后，将确定出的所有升温速度中的最小值作为第一升温速度。

可以理解的，由于沸腾升温速度与水温在第一预设温度之前的升温速度相比要小。因此，可以将最小的升温速度作为沸腾升温速度的参考值。具体的，沸腾升温速度为第一升温速度与第一系数的乘积。且第一系数小于1。而通过图1可以看出，沸腾升温速度比之前的升温速度要小很多，因此为了更加准确判定水温是否达到沸点，第一系数不应过于接近1。当然，第一系数也不应过于小，否则可能会导致对水温沸点的判断较为延迟的问题出现。优选的，一个实施例中，第一系数取值为2/3。

上述确定第一升温速度的方法，以第一预设温度之前的当前温度数据为依据，分段计算多个升温速度，并取其最小值为第一升温速度，具有较高的准确性和较好的适用性。

S302，在当前水温高于第一预设温度时，当前升温速度为第二升温速度，若第二升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，停止加热；否则，继续加热。

具体的，随着加热的进行，当前水温升到高于第一预设温度的温度时，根据第一升温速度的计算方法计算此时的升温速度。为便于表达，定义当前水温升到高于第一预设温度时，水温的升温速度为第二升温速度。

将第二升温速度与沸腾升温速度进行比较，当第二升温速度小于沸腾升温速度时，说明水温已达到沸点，煮水完成，应停止加热。否则，说明水温还未达到沸点，应继续加热。并实时测量当前水温以计算新的第二升温速度。直至第二升温速度小于沸腾升温速度。

优选的，第一预设温度可以根据检测水温的装置的延迟参数、加热装置的加热功率、当地气压和被加热水的体积综合评估进行设定。考虑到检测水温的装置的精密性及延迟参数，第一预设温度不应设置的过高，否则可能会影响第二升温速度的计算。同样的，第一预设温度也不能设置的过低，否则会影响第一升温速度的计算，最终影响沸腾升温速度的确定。一个实施例中，第一预设温度可以为80℃。

可以理解的，在水温低于第一预设温度时，不需要将当前的升温速度与沸腾升温速度进行对比；水温高于第一预设温度时，也不需再确定第一升温速度。因此，设置第一预设温度能够简化整个过程的处理，以降低对相关设备的性能要求。

参见图4，一个实施例中，以煮水为例对水温沸点判断方法进行进一步说明，具体包括以下步骤：

S401，初始化当前温度记录缓冲区。

其中，可以将检测到的当前温度放入当前温度记录缓冲区中。因此，在每次开始煮水时，应对当前温度记录缓冲区进行一个初始化。

S402，判断煮水时长是否已达到第二时长，若是，则执行步骤S403；否则，继续判断煮水时长是否已达到第二时长。

其中，第二时长为20秒。

S403，开始检测水温，并每隔固定时间将第一时长的当前温度推进温度记录缓冲区，计算升温速度并寻找最小升温速度，即第一升温速度。

其中，第一时长为10秒。

S404，比较当前温度与第一预设温度的大小，若当前温度大于第一预设温度，则执行步骤S405；否则，执行步骤S403。

S405，判断是否已寻找到最小升温速度，即第一升温速度，若是，则执行步骤S406，否则，执行步骤S407。

S406，将最小升温速度与第一系数的乘积作为沸腾升温速度。

S407，使用预设值作为沸腾升温速度。

S408，比较当前升温速度与沸腾升温速度的大小，若当前升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温达到沸点，停止加热，完成煮水；否则，执行步骤S409。

S409，继续检测当前温度，并记录当前温升速度，然后执行步骤S405。

上述水温沸点判断方法，检测当前水温，并根据检测到的当前水温计算当前升温速度，在当前升温速度小于沸腾升温速度时，判定水温已达到沸点，停止加热。其能够在水温达到沸点时，及时的停止加热，有效减少了对水温沸点判断的时间上的滞后，能够防止水持续沸腾，有益人体的健康。

基于统一发明构思，本发明还提出一种水温沸点判断装置。其可以通过上述水温沸点判断方法进行实施，故重复之处不再赘述。参见图5，一个实施例中，水温沸点判断装置包括水温检测单元110和数据处理单元120。其中，水温检测单元110用于在加热装置200对水进行加热时检测当前水温。数据处理单元120用于根据水温检测单元110检测到的当前水温计算当前升温速度。并在当前升温速度小于沸腾升温速度，判定水温到达沸点，控制加热装置200停止加热。

参见图6，一个实施例中，数据处理单元120包括第一升温速度计算模块121和水温沸点判断模块121。

具体的，第一升温速度计算模块121，用于比较当前水温与第一预设温度的大小。在当前水温低于所述第一预设温度时，第一升温速度计算模块121根据当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度。

水温沸点判断模块121，用于比较当前水温与第一预设温度的大小，在当前水温高于第一预设温度时，计算当前水温的第二升温速度。水温沸点判断模块121还用于比较第二升温速度与沸腾升温速度的大小，并在第二升温速度小于沸腾升温速度时，判定水温达到沸点，控制加热装置200停止加热。

其中，沸腾升温速度为第一升温速度与第一系数的乘积，且第一系数小于1。优选的，第一系数可以为2/3。

一个实施例中，数据处理单元120确定第一升温速度的方法为：

首先，获取多段第一时长内的所有当前温度；其次，通过每段第一时长内的所有当前温度确定出一个升温速度；最后，将确定出的所有升温速度中的最小值作为第一升温速度。具体过程可参见前述水温沸点判断方法中对应的内容，在此不再赘述。

另外，水温检测单元110在加热装置200加热水第二时长以后开始检测当前水温。其中，第二时长可以为10秒以上。

上述水温沸点判断装置，包括水温检测单元110和数据处理单元120，水温检测单元110检测当前水温，数据处理单元120根据检测到的当前水温计算当前升温速度，在当前升温速度小于沸腾升温速度时，判定水温已达到沸点，停止加热。其能够在水温达到沸点时，及时的停止加热，减少了对水温沸点判断的时间上的滞后，能够防止水持续沸腾，有益人体的健康。

一个实施例中，电热水壶包括加热装置200和上述任意一种水温沸点判断装置，且具有上述水温沸点判断装置所具有的优点。当然，该电热水壶也可以用于加热其他液体。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种水温沸点判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

对水进行加热并检测当前水温；

在所述当前水温低于第一预设温度时，通过所述当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度；

在所述当前水温高于所述第一预设温度时，所述当前升温速度为第二升温速度，若所述第二升温速度小于沸腾升温速度，则判定水温到达沸点，停止加热；否则，水温未达到沸点，并返回所述加热水并检测当前水温步骤；其中，所述沸腾升温速度为所述第一升温速度与第一系数的乘积，且所述第一系数小于1。

2.根据权利要求1所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述第一系数为2/3。

3.根据权利要求1所述的水温沸点判断方法，其特征在于，确定所述第一升温速度的方法为：

获取多段第一时长内的所有所述当前温度；

根据每段所述第一时长内的所有所述当前温度确定出一个升温速度；

将确定出的所有所述升温速度中的最小值作为所述第一升温速度。

4.根据权利要求3所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述第一时长为10秒以上。

5.根据权利要求1所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述第一预设温度为80℃。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述对水进行加热并检测当前水温步骤包括：

通过加热装置加热水；

经过第二时长后开始检测当前水温。

7.根据权利要求6所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述第二时长为10秒以上。

8.根据权利要求1所述的水温沸点判断方法，其特征在于，所述沸腾升温速度为预设值。

9.一种水温沸点判断装置，其特征在于，包括水温检测单元(110)和数据处理单元(120)；

所述水温检测单元(110)用于在加热装置(200)对水进行加热时检测当前水温；

所述数据处理单元(120)包括第一升温速度计算模块(121)和水温沸点判断模块(122)：

所述第一升温速度计算模块(121)，用于比较所述当前水温与第一预设温度的大小，在所述当前水温低于所述第一预设温度时，根据所述当前水温确定水温升温时的最低升温速度为第一升温速度；

所述水温沸点判断模块(122)，用于比较所述当前水温与第一预设温度的大小，在所述当前水温高于所述第一预设温度时，计算当前水温的第二升温速度，比较所述第二升温速度与沸腾升温速度的大小，并在所述第二升温速度小于所述沸腾升温速度时，控制所述加热装置(200)停止加热；

其中，所述沸腾升温速度为所述第一升温速度与第一系数的乘积，且所述第一系数小于1，所述数据处理单元(120)确定所述第一升温速度的方法为：

获取多段第一时长内的所述当前温度；

通过每段所述第一时长内的所述当前温度确定出一个升温速度；

将确定出的所有所述升温速度中的最小值作为所述第一升温速度。

10.根据权利要求9所述的水温沸点判断装置，其特征在于，所述水温检测单元(110)在所述加热装置(200)加热水第二时长以后开始检测当前水温。

11.一种电热水壶，其特征在于，包括加热装置(200)和权利要求9至10任意一项所述的水温沸点判断装置。