CN105444213A - 锅具的加热控制方法及加热状态检知方法 - Google Patents

锅具的加热控制方法及加热状态检知方法 Download PDF

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Abstract

一种锅具的加热控制方法及加热状态检知方法,包含下列步骤:控制供输至加热装置的瓦斯流量为一第一瓦斯流量;监测锅具受热时的一升温斜率,在升温斜率绝对值在一第一时段内维持小于一第一斜率值时,判断该锅具内部为沸腾状态,此时控制减少供应的瓦斯流量至一第二瓦斯流量,继续加热;升温斜率绝对值在该第一时段内大于一第二斜率值则判断为空烧状态,中止供输瓦斯至加热装置。

Description

锅具的加热控制方法及加热状态检知方法
技术领域
[0001] 本发明是与瓦斯器具控制有关,特别是指一种锅具的加热控制方法及加热状态检知方法。
背景技术
[0002] 按,目前用于烹煮大量食材的器具通常是以瓦斯锅为主,以瓦斯饭锅为例,瓦斯饭锅相较于电子饭锅的优点在于瓦斯费较电费便宜,而且燃烧瓦斯所产生的热能大于使用电力产生的热能,使得锅具内的米和水可充分混合,煮好的饭口感较佳,且烹煮的时间短。
[0003] 公知的瓦斯饭锅的加热装置利用一热膨胀开关感应锅具的温度,在该锅具的温度上升到默认的温度时(目前的瓦斯饭锅多设定在135°C),热膨胀开关作动阻断瓦斯的供应,而停止加热。在整个烹煮的过程中,是以大火持续加热,因此在锅底的米饭很容易烧焦,为此,必须在锅底铺上饭巾使米不会直接接触锅底以避免烧焦;再者,无论锅具内的食材份量多寡,在相同的加热条件下,即使是有经验的使用者,亦无法确保每次煮出来的米饭质量稳定。此外,机械式的膨胀开关使用得愈久,其故障机率愈高;轻者锅具内的食物不熟,重者食物烧焦,更甚者恐有造成火灾的疑虑。
[0004] 又,公知的瓦斯锅用于煮汤时,持续的大火加热只会破壤食材的外观,无法将食材的精华熬煮到汤里,且亦无法控制烹煮的时间,使用上颇有不便。因此,公知的瓦斯锅的设计仍未臻完善,尚有待改进之处。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种锅具的加热控制方法,可精确地对锅具进行加热。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种锅具的状态检知方法,可依据锅具升温的斜率判断锅具的加热状态。
[0007] 为实现上述目的,本发明提供的锅具的加热控制方法,是应用于一加热装置,该加热装置燃烧瓦斯以对该锅具进行加热用,该加热控制方法包含下列步骤:
[0008] a、控制供输至该加热装置的瓦斯流量为一第一瓦斯流量;
[0009] b、监测该锅具受热时的一升温斜率,其中,在该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持小于一第一斜率值时,改变供输至该加热装置的瓦斯流量为一第二瓦斯流量,且该第二瓦斯流量小于该第一瓦斯流量。
[0010] 本发明所提供的锅具的加热状态检知方法,是于加热过程中执行,包含有下列步骤:
[0011] 监测该锅具受热时的一升温斜率;以及
[0012] 利用该升温斜率的绝对值判断当前该锅具内部加热的状态。
[0013] 由此,通过该锅具的加热控制方法,可依据升温的斜率精确地对锅具加热并判断锅具内部的加热状态。
附图说明
[0014] 图1为本发明第一较佳实施例瓦斯器具的架构图。
[0015] 图2为本发明第一较佳实施例的加热控制方法流程图。
[0016] 图3A为本发明第一较佳实施例加热过程中温度传感器的电位数值曲线图。
[0017] 图3B为本发明第一较佳实施例加热过程中升温斜率绝对值曲线图。
[0018] 图4为本发明第二较佳实施例的加热控制方法流程图。
[0019] 附图中符号说明:
[0020] 100瓦斯器具,10瓦斯阀,12瓦斯管路,20加热装置,30温度传感器,40控制单元,42模拟/数字转换电路,44运算电路,46控制电路,48定时器,50显示单元,200锅具,A区段,B区段,C区段。
具体实施方式
[0021] 为能更清楚地说明本发明,举较佳实施例并配合附图详细说明如后。
[0022] 请参阅图1,为应用本发明第一较佳实施例加热控制方法的瓦斯器具100,用以加热一以锅具200,该瓦斯器具100包含有一瓦斯阀10、一加热装置20、一温度传感器30、一控制单元40与一显示单元50。其中:
[0023] 该瓦斯阀10设置于连通至该加热装置20的一瓦斯管路12上,该瓦斯阀10是受控制地调节供输至该加热装置20的瓦斯流量。实际中,该瓦斯阀10可采用瓦斯比例阀、步进阀等受控制讯号驱动而改变通过的瓦斯流量的方式设计。该加热装置20接收来自该瓦斯阀10的瓦斯并燃烧,以加热置于其上方的锅具200。
[0024] 该温度传感器30为一负温度系数热敏电阻传感器(NTC Thermistor),该温度传感器30接触该锅具200的底部,用于监测该锅具200的温度,并依据该锅具200的温度输出一对应的模拟的电讯号。
[0025] 该控制单元40电性连接该温度传感器30、该瓦斯阀10与该显示单元50。该控制单元40包含有一模拟/数字转换电路42、一运算电路44、一控制电路46与一定时器48。该模拟/数字转换电路42将该温度传感器30所输出的电讯号转换成数字的电位数值并输出到该运算电路44,由于该温度传感器30为负温度系数,因此,对应其输出的电讯号的电位数值是随着温度上升而下降。该运算电路44以所接收的电位数值为基础计算该锅具200受热时的一升温斜率,并依据所计算的升温斜率的绝对值判断当前该锅具200加热的状态,并通过该控制电路46输出对应的控制讯号至该瓦斯阀10。该定时器48则用于计时加热时间。
[0026] 以此,利用上述结构设计,通过图2所示的加热控制方法,即可进行烹煮米饭。图3A与图3B所示分别为实际上锅具200烹煮米饭过程中该温度传感器30输出的电讯号所对应的电位数值以及升温斜率绝对值的曲线图。
[0027] 在该加热装置20的瓦斯引燃后,该定时器48开始计时加热时间;该控制单元40控制该瓦斯阀10使供输至该加热装置20的瓦斯流量为一第一瓦斯流量,以开始对该锅具200加热,使该锅具200的温度上升,而所对应的电位数值随着该锅具200温度上升而下降,如图3A与图3B所示的区段A所示。
[0028] 在加热过程中,该模拟/数字转换电路42将该温度传感器30输出的电讯号转换为电位数值,该运算电路44每隔2秒擷取一次电位数值,并利用前一次擷取的电位数值与当次擷取的电位数值计算升温斜率,以监测该锅具200的升温斜率,获得现阶段的温度变化状态。为便于比较,将所计算的升温斜率取绝对值,所计算的升温斜率的绝对值愈高代表升温速率愈快,而升温斜率趋近于O时,代表锅具的温度呈稳定状态。
[0029] 在该运算电路44所计算的升温斜率的绝对值介于一第一斜率值与一第二斜率值之间时,代表水尚未沸腾,维持供给第一瓦斯流量的瓦斯予该加热装置20,以继续加热该锅具200,本实施例中,该第一斜率值为0.2,该第二斜率值为I。
[0030] 继续加热的过程中,由于该锅具200内的水接近100°C时,升温斜率的绝对值会愈趋减小,在升温斜率的绝对值在一第一时段内维持小于该第一斜率值时,判断该锅具内的水为沸腾状态(如图3A与图3B所示的区段B),其中该第一时段在本实施例中为10秒的时间,在10秒的时段内升温斜率的绝对值维持在小于0.2时即判断为沸腾状态。同时,该运算电路44记录当下的擷取的电位数值并设定为一比较值,该比较值是作为判断煮饭完成关火的判断依据,此部分容后再述。此外,判断该锅具200内的水为沸腾后,该控制单元40控制该瓦斯阀10使供输至该加热装置20的瓦斯流量为一第二瓦斯流量,其中,该第二瓦斯流量小于该第一瓦斯流量,以减小火力避免该锅具200底部的食材烧焦。前述判断该锅具内部为沸腾状态及减少瓦斯流量的步骤即为本发明的加热状态检知方法。
[0031] 此外,在加热的过程中(区段A),若在该第一时段内升温斜率的绝对值维持大于该第二斜率值,代表锅具内的水量太少使得加热速率太快,呈现空烧状态,此时,该控制单元40控制该瓦斯阀10阻断瓦斯,中止供输瓦斯至该加热装置20,同时,发送该警示讯息至该显示单元50,以提醒用户。
[0032] 在沸腾状态中(区段B),在每次计算的升温斜率绝对值为该第一斜率值(0.2)以下且电位数值维持一第一预定时间均固定不变时,则该运算电路44将当前擷取的电位数值与该比较值做比较,在当前擷取的电位数值小于该比较值时,则将当前的电位数值设为新的比较值,本实施例中该第一预定时间为10秒。如此,即可取得该锅具200内部温度维持在最接近100°C时的电位数值。再利用该比较值对应一第一基准值,本实施例中,该第一基准值为该比较值与一补偿值的平均,其中该补偿值为经验值,是于区段A中升温斜率绝对值降低至0.5〜0.6间所对应的电位数值,利用该比较值与该补偿值进行平均可减少该温度传感器30造成的误差。实际中,亦可直接以该比较值作为该第一基准值。
[0033] 随着该加热装置20持续加热,锅具200内部的水将逐渐收干,使得温度逐渐上升,而在瓦斯正常供应下,升温斜率的绝对值也逐渐增大,(如图3A与图3B所示的区段C)。而在升温斜率绝对值在一第二时段内维持大于一第三斜率值且小于一第四斜率值时,当该运算电路44擷取的电位数值下降达到一预定值以下时,控制单元40控制该瓦斯阀10阻断供输至该加热装置20的瓦斯,其中该预定值是该第一基准值的一第一预定倍率。此外,若在升温斜率绝对值在该第二时段内维持大于该第四斜率值时,则该控制单元40发送该警示讯息至该显示单元50,以提醒用户。
[0034] 本实施例中,该三斜率值为I,该第四斜率值为3,该第二时段为15秒,该第一预定倍率为0.89。换言之,在该运算电路44计算的升温斜率的绝对值在15秒的时段内大于I且小于3后,若该运算电路44擷取的电位数值下降至该第一基准值的0.89倍以下时即停止加热。如此,即完成烹煮米饭的程序。实际中,亦可直接以升温斜率绝对值在该第二时段内维持大于该第三斜率值后,停止加热;若在该第二时段内维持大于该第四斜率值时,则发送该警示讯息至该显示单元50,以提醒用户。
[0035] 除了以该第一基准值乘上该第一预定倍率作为停止加热的判断依据外,实际中,亦可于所计算的升温斜率的绝对值在第二时段内维持大于该第三斜率值且在第二时段结束前,取当下的电位数值并设定为一第二基准值,而该预定值则设定为该第二基准值的一第二预定倍率。本实施例中,是将该第二时段开始后的前5秒的电位数值设为该第二基准值,该第二倍率为0.95倍,亦即,将升温斜率的绝对值大于该第三斜率值且维持经过5秒时的电位数值记录为该第二基准值,而第二时段结束后,在取得的电位数值降低到该预定值以下时停止加热。由于本实施例的温度传感器30采用负温度系数热敏电阻传感器,其本身存在着具有感测误差的缺点,即使在锅具200的温度稳定时,该运算电路44取得的电位数值及升温斜率可能仍会有变动,而设定该第一、第二时段设定的目的在于取得稳定的升温斜率绝对值,避免感测误差影响判断结果。
[0036] 为了避免烹煮的时间过久,在火焰点燃后该定时器48所计时的总加热时间超过一临界时间时,该控制单元40将控制该瓦斯阀10阻断瓦斯,并发送该警示讯息至该显示单元50,以提醒用户烹煮时间过长。
[0037] 在上述中,利用升温斜率的绝对值的大小作为瓦斯流量切换的依据,可精确地检知该锅具200内的加热状态,在沸腾状态时将火力调小;在空烧状态阻断瓦斯以停止加热。相较于传统的机械式膨胀开关,更具有精确侦测锅具200温度的效,且稳定性高不易故障。
[0038] 此外,若直接以温度传感器对应的电位数值作为切换瓦斯流量的判断点,容易因温度传感器制程上的误差或组件本质上的感测误差,使得相同温度下,得到的电位数值有所差异,致使较无法准确地在同一温度点切换瓦斯流量。利用升温斜率的绝对值可有效避免前述缺点。即使原有的温度传感器30损坏而需更换另一温度传感器30,亦不会因为两个温度传感器30间的误差而需再重新校正。又,温度传感器30直接接触锅具200外部的底面,锅具200内外实际上会有温度差,而利用升温斜率的绝对值可准确地反应出锅具200内部达到沸腾状态。
[0039]另外,在停止加热的判断上,利用该第一、第二基准值乘上预定倍率作为停止加热时的预定值可精确地控制停止加热的温度点,以在相同的温度点停止加热。当然,若采用的在温度传感器30精确度较高,则可直接设定一数值作为做为该停止加热的预定值。
[0040] 在第二实施例中,通过图4所示的加热控制方法,即可进行煮汤的程序。与上述实施例不同的是,用于煮汤时,在供输至该加热装置20的瓦斯流量切换为第二瓦斯流量后,该定时器48计时一第二预定时间,在该第二预定时间到达后控制该瓦斯阀10阻断供输至该加热装置20的瓦斯。由此,通过前述的步骤即可以二阶段的火力煮汤,达到熬煮食材的目的,且具有自动控制烹煮时间的效果。
[0041] 在第三实施例中,该瓦斯器具100亦可在开始加热该锅具200前进行另一加热状态检知方法,以判断是否空烧。在瓦斯点燃后开始加热起算的一第一预定时间内,升温斜率的绝对值在一第一时段内维持大于一第二斜率值时,贝U判断为空烧状态,同时控制该瓦斯阀10阻断供输至该加热装置20的瓦斯。同时,发送一警示讯息至该显示单元50,以提醒用户。
[0042] 本实施例中,该第一预定时间为180秒,该第一时段为10秒,该第二斜率值为1.5,在运算电路44所计算的升温斜率在10秒维持1.5以,则判断为空烧状态。以此,可避免在火焰点燃后因锅具200内水量不足而发生空烧。
[0043] 以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已,举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构或等效方法的变化,理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (16)

1.一种锅具的加热控制方法,应用于一加热装置,该加热装置燃烧瓦斯以对该锅具进行加热用,该加热控制方法包含下列步骤: a、控制供输至该加热装置的瓦斯流量为一第一瓦斯流量; b、监测该锅具受热时的一升温斜率,其中,在该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持小于一第一斜率值时,改变供输至该加热装置的瓦斯流量为一第二瓦斯流量,且该第二瓦斯流量小于该第一瓦斯流量。
2.根据权利要求1所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b中,于监测该锅具的升温斜率的绝对值在该第一时段内维持大于一第二斜率值时,中止供输瓦斯至该加热装置,且该第二斜率值大于该第一斜率值。
3.根据权利要求1所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b后,于监测该锅具的升温斜率的绝对值在一第二时段内维持大于一第三斜率值时,中止供输瓦斯至该加热装置,且该第三斜率值大于该第一斜率值。
4.根据权利要求3所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b后,于监测该锅具的升温斜率大于一第四斜率值时,发出一警示讯息,且该第四斜率值大于该第三斜率值。
5.根据权利要求1所述锅具的加热控制方法,其中,该升温斜率是以侦测该锅具温度所产生的电讯号经转换成电位数值为基础计算而得到。
6.根据权利要求5所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b后,于监测该锅具的升温斜率的绝对值在一第二时段内维持大于一第三斜率值后,且所取得的电位数值达到一预定值后,中止供输瓦斯至该加热装置。
7.根据权利要求6所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b后,包含有设定一基准值,该预定值为该基准值乘以一预定倍率。
8.根据权利要求7所述锅具的加热控制方法,其中,该基准值是该锅具的升温斜率的绝对值小于该第一斜率值时的电位数值。
9.根据权利要求7所述锅具的加热控制方法,其中,该基准值等于该第二时段结束前的电位数值。
10.根据权利要求1所述锅具的加热控制方法,其中,步骤b中,改变供输至该加热装置的瓦斯流量为该第二瓦斯流量且经过一预定时间后,中止供输瓦斯至该加热装置。
11.根据权利要求1所述锅具的加热控制方法,其中,该升温斜率是通过一负温度系数热敏电阻传感器监测该锅具的温度,并计算而得到。
12.—种锅具的加热状态检知方法,应用于一加热装置,该加热装置燃烧瓦斯以加热该锅具;该加热状态检知方法是于加热过程中执行,包含有下列步骤: 监测该锅具受热时的一升温斜率;以及 利用该升温斜率的绝对值判断当前该锅具内部加热的状态。
13.根据权利要求12所述锅具的加热状态检知方法,其中,该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持小于一第一斜率值时,判断该锅具内部为沸腾状态。
14.根据权利要求12所述锅具的加热状态检知方法,其中,该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持小于一第一斜率值时,控制减少供输至该加热装置的瓦斯流量。
15.根据权利要求12所述锅具的加热状态检知方法,其中,该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持大于一第二斜率值时,判断为空烧状态。
16.根据权利要求12所述锅具的加热状态检知方法,其中,该升温斜率的绝对值在一第一时段内维持大于一第二斜率值时,中止供输瓦斯至该加热装置。
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