CN105784155A - 一种防止锅具干烧的无线测温装置及其工作方法 - Google Patents

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谭蓁
史井雄
严力峰
曾令均
郑军妹
茅忠群
诸永定
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Abstract

本发明涉及一种防止锅具干烧的无线测温装置及其工作方法，其特征在于：包括压电式无源无线温度传感器，设置在邻近待测温锅具或待测温食物的位置，包含有石英晶体及与之相连的第一收发天线，探温信号收发模块，包括第二收发天线，能接收和/或发出脉冲电磁波的电磁波收发电路，设置在灶具内部或橱柜内部或吸油烟机内部或厨房中除锅具以外的其他物品内。本发明利用电磁波进行信号传递及石英晶体的压电效应，实现压电式无源无线温度测量的无源无线设计，不仅不用在面板或灶具燃烧器上开孔，解决了现有测温方式在燃烧器中心安装锅底温度传感器造成对灶具中心火的影响，保证了灶具的原有完整性，而且可实时监测锅具的温度，实现对烹饪的精确控制。

Description

一种防止锅具干烧的无线测温装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种无线测温装置及其工作方法，更具体的说是涉及一种应用于燃气灶、电磁灶或电热灶对锅具的测温，以便实现锅具精确、智能控温，以及防止干烧。
背景技术
现有的灶具测温技术中，有采用热敏电阻通过自由伸缩杆支撑且紧贴锅具底部，通过温度与电阻的线性相关性测量锅底温度；又有如红外测温，通过锅具的红外热辐射来测量锅具温度。
然而，由于现有技术局限性，热敏电阻测温方式需要给热敏电阻探头提供电源，也就不可避免的需要在灶具面板上或者灶具燃烧器等结构上进行开孔，这限制了原有灶具的结构。如专利号：201310280858.3中使用的方法，在燃烧器中心安装锅底温度传感装置会造成对中心火的影响，还会因无法完全密封而导致溢液或杂物进入灶具内部而污染和破坏灶具，从而影响使用效果和寿命。红外测温方式则需要完好的接收锅具的红外热辐射，而在灶具实际使用时很难完全避开火焰的干扰以及保证灶具面板的清洁性，使得红外测温很难精确测量锅具实际温度。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种测量方便准确、具有较好的抗干扰能力的防止锅具干烧的无线测温装置。
本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种防止锅具干烧的无线测温装置的工作方法。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种防止锅具干烧的无线测温装置，其特征在于：包括
压电式无源无线温度传感器，设置在邻近待测温锅具或待测温食物的位置，包含有石英晶体及与之相连的第一收发天线；
探温信号收发模块，包括第二收发天线，能接收和/或发出脉冲电磁波的电磁波收发电路，设置在灶具内部或橱柜内部或吸油烟机内部或厨房中除锅具以外的其他物品内。
探温信号收发模块放置在灶具内部或放置在橱柜内部或油烟机内，从而无需与压电式无源无线温度传感器进行电气及物理连接。
所述压电式无源无线温度传感器可以放置在灶具支架的叶片上，且能上下自由移动以便确保与锅具有效接触，同时无需与其他电器件进行物理连接。
所述压电式无源无线温度传感器也可以直接贴设于锅底侧壁。
所述压电式无源无线温度传感器还可以制成探针形状，直接与锅具内待测温食物接触。
为了更好应用于灶具，保证压电式无源无线温度传感器能有效工作，所述压电式无源无线温度传感器除了与待测温锅具或待测温食物接触部位之外的其他部位外设有隔热层。
所述的探温信号收发模块还包括有能根据电磁波收发电路接收的电磁波频率强度计算温度值的温度分析电路。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：上述无线测温装置的工作方法为，其特征在于：探温信号收发模块的电磁波收发电路间断性发出脉冲电磁波，压电式无源无线温度传感器的第一收发天线接收到脉冲电磁波后，将引起压电式无源无线温度传感器中石英晶体材料发生机械振动，压电式无源无线温度传感器中石英晶体随温度的变化其本征固有频率也会发生变化，从而产生随温度变化的压电效应的电磁波，同时压电式无源无线温度传感器的第一收发天线将压电效应产生的电磁波发射出去，该电磁波被探温信号收发模块的第二收发天线和电磁波收发电路接收，然后探温信号收发模块的温度分析电路分析压电式无源无线温度传感器返回的电磁波后得到压电式无源无线温度传感器的具体温度，从而得到压电式无源无线温度传感器接触的待测温锅具或待测温食物的温度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用电磁波进行信号传递及石英晶体的压电效应，实现压电式无源无线温度测量的无源无线设计，压电式无源无线温度传感器可自由灵活的放置在可有效接触锅壁或者锅内的任何位置，不仅不用在面板或灶具燃烧器上开孔，解决了现有测温方式在燃烧器中心安装锅底温度传感器造成对灶具中心火的影响，保证了灶具的原有完整性，而且可实时监测锅具的温度，实现对烹饪的精确控制，有效解决现有灶具测温的不足，并为灶具实现智能温控及智能烹饪提供一种有效测温方案。
附图说明
图1为本发明实施例一中无线测温装置结构示意图；
图2为本发明实施例二中无线测温装置结构示意图；
图3为本发明实施例三中无线测温装置结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
如图1所示的防止锅具干烧的的无线测温装置，与灶具配套实用，灶具可以为燃气灶，也可以为电磁炉，其包括
压电式无源无线温度传感器1，放置在灶具支架的叶片31上，且能上下自由移动以便确保与锅具4有效接触，压电式无源无线温度传感器包含石英晶体及与之相连的第一收发天线，压电式无源无线温度传感器的具体结构可以采用现有常规技术，如公开号为103557955A，申请号为201310490432.0的中国发明专利公开的结构；另外，本发明中，压电式无源无线温度传感器除了与待测温锅具或待测温食物接触部位之外的其他部位外设有隔热层；
探温信号收发模块2，放置在灶具3内部，该探温信号收发模块包括第二收发天线，能间断性发出脉冲电磁波的电磁波收发电路，和能根据电磁波收发电路接收的电磁波频率强度计算温度值的温度分析电路；
上述探温信号收发模块也可以放置在橱柜内部或油烟机内，或其他能接收第一收发天线发出的电磁波的位置。
上述无线测温装置的工作方法为：在测温时，探温信号收发模块的电磁波收发电路间断性发出脉冲电磁波，脉冲电磁波的频率为430MHz～440MHz，压电式无源无线温度传感器的第一收发天线接收到该波段电磁波并传输至石英晶体，当接收的电磁波频率与石英晶体本征固有频率相对接近甚至相等时，石英晶体发生最强的压电效应而产生对应电场，压电式无源无线温度传感器的第一收发天线将石英晶体压电效应产生的电场以相对应频率的电磁波发射给探温信号收发模块，由于石英晶体在不同温度下的本征固有频率不一致，从而在不同温度下发生压电效应产生不同强度及频率的电场；在探温信号收发模块接收到压电式无源无线温度传感器发送回来的不同电磁波，通过温度分析电路分析得到压电式无源无线温度传感器当前的温度，由于压电式无源无线温度传感器与锅具底部紧密贴合同时热传导良好，两者温度可认定为一致，因此得到锅具测温点当前的温度。
该装置解决了传统测温方式对灶具结构的限制，也解决了红外测温方式抗干扰能力差的问题，方便实现灶具的智能温控，譬如：锅底干烧保护、煎炸、煲汤、煮水等功能。
实施例二
与实施例一不同的是，压电式无源无线温度传感器1直接贴设于锅具4底侧壁，参见图2所示。
实施例三
与实施例一不同的是，压电式无源无线温度传感器1做成探针形状，直接与锅具4内食物接触，参见图3所示。

Claims (7)

1.一种防止锅具干烧的无线测温装置，其特征在于：包括
压电式无源无线温度传感器，设置在邻近待测温锅具或待测温食物的位置，包含有石英晶体及与之相连的第一收发天线；
探温信号收发模块，包括第二收发天线，能接收和/或发出脉冲电磁波的电磁波收发电路，设置在灶具内部或橱柜内部或吸油烟机内部或厨房中除锅具以外的其他物品内。
2.根据权利要求1所述的无线测温装置，其特征在于：所述压电式无源无线温度传感器放置在灶具支架的叶片上，顶部能与待测温锅具接触。
3.根据权利要求1所述的灶具的无线测温装置，其特征在于：所述压电式无源无线温度传感器直接贴设于锅底侧壁。
4.根据权利要求1所述的灶具的无线测温装置，其特征在于：所述压电式无源无线温度传感器制成探针形状，直接与锅具内待测温食物接触。
5.根据权利要求1所述的灶具的无线测温装置，其特征在于：所述压电式无源无线温度传感器除了与待测温锅具或待测温食物接触部位之外的其他部位外设有隔热层。
6.根据权利要求1、2或3或4或5所述的灶具的无线测温装置，其特征在于：所述的探温信号收发模块还包括有能根据电磁波收发电路接收的电磁波频率强度计算温度值的温度分析电路。
7.一种如权利要求6所述的无线测温装置的工作方法，其特征在于：探温信号收发模块的电磁波收发电路间断性发出脉冲电磁波，压电式无源无线温度传感器的第一收发天线接收到脉冲电磁波后，将引起压电式无源无线温度传感器中石英晶体材料发生机械振动，压电式无源无线温度传感器中石英晶体随温度的变化其本征固有频率也会发生变化，从而产生随温度变化的压电效应的电磁波，同时压电式无源无线温度传感器的第一收发天线将压电效应产生的电磁波发射出去，该电磁波被探温信号收发模块的第二收发天线和电磁波收发电路接收，然后探温信号收发模块的温度分析电路分析压电式无源无线温度传感器返回的电磁波后得到压电式无源无线温度传感器的具体温度，从而得到压电式无源无线温度传感器接触的待测温锅具或待测温食物的温度。
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