CN105902186A - 一种烤箱及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烤箱及其工作方法，烤箱包括箱体，设置在箱体内的烹饪室，设置在箱体内位于烹饪室上方的上加热管，设置在箱体内位于烹饪室中部的中加热管，用于测量烹饪室内部温度的温度检测装置，设置在箱体背部、且能向烹饪室内吹旋转风的风扇，与温度检测装置、上加热管、中加热管和风扇连接的用于控制上加热管和中加热管工作的烤箱控制单元，其特征在于：所述温度检测装置包含位于烹饪室上部中间位置的第一温度传感器，和位于烹饪室上部侧边的第二温度传感器。与现有技术相比，本发明的烤箱能较好矫正食物上表面的温度偏差，使食物同层温度场保持均匀，从而能更精准的控制烤箱烘烤不同食物的需求。

Description

一种烤箱及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种烤箱及其工作方法。
背景技术
随着进出口贸易的发展，人们越来越喜爱西式烹饪方式。自制DIY糕点、烘烤肉类等饮食方式受到人们的争相追捧。因此，烤箱作为新的烹饪工具也受到了高度关注。
烤箱作为一个密闭、烘烤食物的器具，其内部容积较大，且一般采用温度传感器测量其内部温度；而烤箱内部温度传感器由于其体积小，安装方式有限等原因，致使其只能测量烤箱内壁周围某一点的温度，以该测量点的温度作为整体烤箱内部温度或将该温度视为被烹饪食物的温度，然后根据该温度进行后续加热控制，会会烹饪的精细程度带来较大的偏差。有些烤箱，为了增强烹饪室内空气对流换热效果，采用了旋转风扇以增强空气的扰动。由于一般风扇的单向旋转，易造成同层左右两侧换热情况不同，即左右两侧温度不均匀。由于上述原因，采用单一温度探头作为整个烤箱的温度依据，并不科学，极易导致食物在烘烤中出现色泽不均匀一致的情况。
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能精准控制食物加热温度的烤箱。
本发明进一步所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种上述烤箱的运行方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种烤箱，包括箱体，设置在箱体内的烹饪室，设置在箱体内位于烹饪室上方的上加热管，设置在箱体内位于烹饪室中部的中加热管，用于测量烹饪室内部温度的温度检测装置，设置在箱体背部、且能向烹饪室内吹旋转风的风扇，与温度检测装置、上加热管、中加热管和风扇连接的用于控制上加热管和中加热管工作的烤箱控制单元，其特征在于：所述温度检测装置包含位于烹饪室上部中间位置的第一温度传感器，和位于烹饪室上部侧边的第二温度传感器。
作为改进，所述烤箱控制单元包含有食物上表面温度换算模块，该食物上表面温度换算模块通过如下方式计算被烤制食物上表面的温度：
被烤制食物上表面中部温度＝C1ti+C2t1，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t1为第一温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(m2*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(m2*K)；
被烤制食物上表面侧边温度＝C1ti+C2t2，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t2为第二温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(m2*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(m2*K)。
再改进，所述烤箱控制单元内保存有不同食物的烤制流程，该烤制流程包含有：食物上表面在特定温度下需要烘烤的时间。
所述箱体内设有水箱，所述烹饪室上方设有“一”字型或“V”字型的能360旋转的喷洒头，所述喷洒头通过水泵与水箱连通，所述水泵与烤箱控制单元连接。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述结构烤箱的工作方法，其特征在于：烤箱控制单元实时采集第一温度传感器和第二温度传感器的温度，然后通过食物上表面温度换算模块计算出被烤制食物上表面中部和侧边的温度，当被烤制食物上表面温度中部与侧边温度差值大于等于第一阈值时，调节上加热管的发热量，当被烤制食物上表面温度中部与侧边温度差值小于第一阈值时，利用被烤制食物上表面中部和侧边的温度计算被烤制食物上表面平均温度，然后判断被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值，如果被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值大于1，则同时调整上加热管和中加热管的发热量，直至被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值小于等于1，然后按照被烤制食物的类型以及烤箱控制单元内预先保存的该类食物的烤制流程进行烤制。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明设置两个能分别采集烹饪室上部中间和上部侧边温度的温度传感器，以此两点来反应被烤制食物上表面的温度分布情况，能较好矫正食物上表面的温度偏差，使食物同层温度场保持均匀，从而能更精准的控制烤箱烘烤不同食物的需求。
附图说明
图1为本发明实施例中烤箱的结构示意图。
图2为本发明实施例中烤箱对加热管的工作控制逻辑图。
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。
如图1所示的烤箱，包含箱体8，设置在箱体8内的烹饪室9，设置在箱体内位于烹饪室9上方的上加热管2，设置在箱体内位于烹饪室中部的中加热管5，用于测量烹饪室内部温度的温度检测装置，设置在箱体背部中间位置、且能向烹饪室内吹旋转风的风扇4，与温度检测装置、上加热管、中加热管和风扇连接的用于控制上加热管和中加热管工作的烤箱控制单元(图中未示出)，所述温度检测装置包含位于烹饪室上部中间位置的第一温度传感器6，和位于烹饪室上部右侧的第二温度传感器1。
所述箱体内设有水箱(图中未示出)，所述烹饪室上方设有“一”字型或“V”字型的能360度旋转的喷洒头10，所述喷洒头10通过水泵(图中未示出)与水箱连接，所述水泵(图中未示出)与烤箱控制单元连接。当烤箱结束使用，需要对烤箱的烹饪室进行清洗时，通过烤箱控制单元启动水泵，水泵将水从水箱抽出，通过喷洒头10喷出，由于从水泵内抽出的水带有一定压力，在该压力下，喷洒头10能自动旋转，从而对烹饪室进行自清洁。
所述烤箱控制单元包含有食物上表面温度换算模块，该食物上表面温度换算模块通过如下方式计算被烤制食物上表面的温度：
被烤制食物上表面中部温度＝C1ti+C2t1，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t1为第一温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(m2*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(m2*K)；
被烤制食物上表面右侧温度＝C1ti+C2t2，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t2为第二温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(m2*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(m2*K)。
所述烤箱控制单元内保存有不同食物的烤制流程，该烤制流程包含有：食物上表面在特定温度下需要烘烤的时间。
上述烤箱的工作方法为：烤箱控制单元实时采集第一温度传感器和第二温度传感器的温度，然后通过食物上表面温度换算模块计算出被烤制食物上表面中部和右侧的温度，当被烤制食物上表面温度中部与右侧温度差值Δ2大于等于第一阈值t1时，调节上加热管的发热量，当被烤制食物上表面温度中部与右侧温度差值Δ2小于第一阈值t1时，利用被烤制食物上表面中部和右侧的温度计算被烤制食物上表面平均温度，被烤制食物上表面平均温度T’＝K1*T1+K2*T2，K1、K2为预先设置的系数，1>K1>K2>0,T1为被烤制食物上表面中部温度，T2为被烤制食物上表面右侧温度，然后判断被烤制食物上表面需求温度T与平均温度T’的差值，如果被烤制食物上表面需求温度T与平均温度T’的差值Δ1大于1，则同时调整上加热管和中加热管的发热量，直至被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值小于等于1，然后按照被烤制食物的类型以及烤箱控制单元内预先保存的该类食物的烤制流程进行烤制，参见图2所示。
本烤箱以位于中部的第一温度传感器为主，右侧的第二温度传感器为辅。当风扇工作时，风扇为顺时针转动，因此其经过中加热管的热空气亦具有顺时针转动惯量，其左侧、右侧、上侧出风方向如图1所示。这样，就可能造成烤盘3中食物右侧上表面有来自中加热管的热空气加热，而食物左侧上表面则比较少。即表现为食物右侧色泽深于左侧，因此只有第一温度传感器的情况下，其无法反应左右两侧的偏差，本发明设置了右侧的第二温度传感器，及采用两个温度传感器的温度进行逻辑控制，就能矫正偏差，从而更加合理的控制烤箱温度，使同层温度场均匀。

Claims (5)

1.一种烤箱，包括箱体，设置在箱体内的烹饪室，设置在箱体内位于烹饪室上方的上加热管，设置在箱体内位于烹饪室中部的中加热管，用于测量烹饪室内部温度的温度检测装置，设置在箱体背部、且能向烹饪室内吹旋转风的风扇，与温度检测装置、上加热管、中加热管和风扇连接的用于控制上加热管和中加热管工作的烤箱控制单元，其特征在于：所述温度检测装置包含位于烹饪室上部中间位置的第一温度传感器，和位于烹饪室上部侧边的第二温度传感器。
2.根据权利要求1所述的烤箱，其特征在于：所述烤箱控制单元包含有食物上表面温度换算模块，该食物上表面温度换算模块通过如下方式计算被烤制食物上表面的温度：
被烤制食物上表面中部温度＝C1ti+C2t1，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t1为第一温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(㎡*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(㎡*K)；
被烤制食物上表面侧边温度＝C1ti+C2t2，其中C1＝λ/(λ+h)；C2＝h/(λ+h)；ti为被烤制食物内部温度；t2为第二温度传感器测得的温度；λ为食物的导热系数，λ小于1W/(㎡*K)；h为对流换热系数，h＝3～10W/(㎡*K)。
3.根据权利要求1所述的烤箱，其特征在于：所述烤箱控制单元内保存有不同食物的烤制流程，该烤制流程包含有：食物上表面在特定温度下需要烘烤的时间。
4.根据权利要求1所述的烤箱，其特征在于：所述烹饪室上方设有“一”字型或“V”字型的能360旋转的喷洒头，所述喷洒头通过水泵与水箱连通，所述水泵与烤箱控制单元连接。
5.一种如权利要求3所述烤箱的工作方法，其特征在于：烤箱控制单元实时采集第一温度传感器和第二温度传感器的温度，然后通过食物上表面温度换算模块计算出被烤制食物上表面中部和侧边的温度，当被烤制食物上表面温度中部与侧边温度差值大于等于第一阈值时，调节上加热管的发热量，当被烤制食物上表面温度中部与侧边温度差值小于第一阈值时，利用被烤制食物上表面中部和侧边的温度计算被烤制食物上表面平均温度，然后判断被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值，被烤制食物上表面需求温度为预先设置值，如果被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值大于1，则同时调整上加热管和中加热管的发热量，直至被烤制食物上表面需求温度与平均温度的差值小于等于1，然后按照被烤制食物的类型以及烤箱控制单元内预先保存的该类食物的烤制流程进行烤制。
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