CN105972649B - 一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉及防辐射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉及防辐射方法，电磁炉包括电磁炉壳体、耦合线圈，还包括电磁炉壳体周边的磁敏传感器，设于电磁炉壳体面向操作者的红外线传感器，控制器的输出连接有报警装置、显示器和耦合线圈。本发明检测到的电磁强度的数值大于设定值时，控制器可以选择执行安全优先模式和烹饪优先模式。本发明在电磁炉的周边设有磁敏传感器和红外线传感器，分别用以用于检测电磁泄漏数值和人与电磁炉的距离，并与控制器中存储的电磁强度—距离数组作对比；以确定在某一距离时，人所处的环境是否磁泄漏超标，具有高度的自动化和人性化，能够减少电磁辐射对人体造成的伤害。

Description

一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉及防辐射方法

技术领域

本发明涉及一种降低或消除电磁炉辐射领域，尤其是涉及一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉及防辐射方法。

背景技术

电磁辐射是一种以电磁波的形式通过空间传播的能量流，它无处不在，无时不在，无色无味无形，它可以穿透包括人体在内的多种物质，当电磁辐射超过人体的安全辐射剂量时，它又称频谱污染或电噪音污染，长时间的、过量的电磁辐射对人体会造成极大的伤害。资料研究表明：不同频率的电磁波对人体辐射效果是不一样的。电磁辐射在不同的场合下对人体的各个部分的辐射和危害是各不相同的。

人体在高强度的电磁波照射下，吸收辐射能量，在体内转化为热量，产生生物反应。人体内有极性分子也有非极性分子。极性分子在电场作用下，正、负电荷向相反的方向运动而极化，在交变极化和取向的过程中都会由于碰撞和磨擦而产生热量。在电气变频率高时，产生的热量来不及散失，导致机体温度上升，从而影响到体内器官的正常工作。

人体受到长时间强度不大的电磁辐射时，虽然人体的温度没有明显升高，但会引起人体细胞膜共振，出现膜电位改变，使细胞活动能力受限。因此，非至热效应也被称为：谐振效应。

热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久而久之成为长期性病态，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发预想不到的病变。对电磁辐射源的固有危险性的评价可根据安全系统工程学的一般原理，危险性定义为事故频率和事故后果严重程度的乘积，即危险性一方面取决于事故的易发性，一方面取决于事故一旦发生后果的严重性。

电磁炉工作原理是采用磁场感应电流的加热原理，通过耦合线圈产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，在锅具底部金属部分产生涡流，涡流使锅具铁分子高速无规则运动从而产生热能。在工作过程就会产生电磁泄漏，泄漏的电磁炉就会对人们产生电磁辐射。因此，只要可以控制人与电磁炉的距离，即检测电磁泄漏在安全范围内，或者通过减少耦合线圈的功率即可防止电磁炉辐射。

发明内容

本发明专利公开了一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉及防辐射方法，能够检测到磁泄漏是否在安全范围内，又能够通过减少耦合线圈的功率继而防止电磁炉辐射，能够从电磁炉泄漏本质出发，理想地屏蔽消除电磁辐射。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉，包括电磁炉壳体、耦合线圈，还包括至少1个磁敏传感器，所述磁敏传感器设置在电磁炉壳体的周边；设于电磁炉壳体面向操作者的红外线传感器，用于检测人与电磁炉的距离；所述磁敏传感器经模数转换器后与控制器电性连接，红外线传感器的输入信号与控制器电性连接，控制器的输出连接有报警装置、显示器和耦合线圈。

优选的，所述显示器为LED型显示器。

优选的，所述显示器为LCD型显示器。

优选的，所述控制器为基于DSP的控制器。

优选的，所述磁敏传感器为四个，均匀地分布在电磁炉壳体的四周。

优选的，所述耦合线圈和控制器之间设有PID调节器，以提高系统的控制精度。

本发明还公开了一种防止电磁炉辐射方法，包括如下步骤：

第1步:磁敏传感器分布在电磁炉壳体的周边，用于检测电磁炉壳体四周磁泄漏的强度，并通过模数转换器转换成具体的电磁强度数值送入控制器；

第2步:当电磁炉开始工作时，根据电磁炉不同的功率参数，即当前耦合线圈的电流，控制器将启用该功率对应的电磁强度(intensity)——距离(distance)数组；

红外线传感器开始检测人与电磁炉壳体的距离，经过模数转换器转换成具体数值和上述电磁强度的数值送入控制器中，与控制器5中存储的电磁强度(intensity)——距离(distance)数组作对比；

第3步:如果电磁强度的数值小于或等于电磁强度(intensity)数组中对应距离(distance)数组所指的值，此时判定电磁炉辐射在安全范围内，电磁炉正常工作，控制器重复步骤2，继续检测电磁强度(intensity)和距离(distance)两个数值；

第4步:如果检测到的电磁强度的数值大于电磁强度(intensity)数组中对应距离(distance)数组所指的值，此时判定电磁炉辐射强度对人体有害，控制器开始执行如下工作：

4.1安全优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器将调节耦合线圈的工作电流，以减少其工作时的功率大小，从而使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内；当控制器调节耦合线圈的工作电流至功率最低时，依然无法使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内时，开启警报，提醒人远离电磁炉，当人的距离在电磁辐射安全距离以外时，关闭警报；

4.2烹饪优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器将驱动报警装置响起，耦合线圈的工作电流不变，提醒人们远离电磁炉一段距离，同时，在此过程中，红外线传感器和磁敏传感器不间断地工作，直至当人的距离在电磁辐射安全距离以外，关闭警报。

优选的，为提高系统的控制精度，在所述耦合线圈和控制器之间设有PID调节器。

优选的，在步骤4.1中，在显示器中显示此时人所在位置的电磁炉辐射数值的大小。

优选的，在步骤4.2中，在显示器中显示此时人所在位置的电磁炉辐射设置的大小。

本发明的优异效果：

本发明在电磁炉的周边设有磁敏传感器和红外线传感器，分别用以用于检测电磁泄漏数值和人与电磁炉的距离，并与控制器中存储的电磁强度(intensity)——距离(distance)数组作对比；以确定在某一距离时，人所处的环境是否磁泄漏超标，具有高度的自动化和人性化，能够减少电磁辐射对人体造成的伤害。

运用本发明的防止电磁炉辐射方法，在检测到的电磁强度的数值大于电磁强度(intensity)数组中对应距离(distance)数组所指的值时，判定电磁炉辐射强度对人体有害，控制器可以选择执行安全优先模式或烹饪优先模式，可以适用不同用户的不同需求。

附图说明

此处所说明的附图用以提供对本发明的进一步理解，构成本发明申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图1是本发明电磁炉一种实施例的结构示意图；

附图2是本发明一种实施例的原理框图；

附图3是本发明一种实施例的DSP控制器软件设计流程图。

图中：

1、电磁炉壳体，

2、耦合线圈，

3、模数转换器

4、模数转换器，

5、DSP控制器

6、报警装置，

7、磁敏传感器，

8、显示器，

9、红外线传感器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的技术内容，本领域的技术人员可由本说明书揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点和功效。本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同的观点和应用，在不违背本发明的精神下进行各种修饰和变更。

以下结合附图1、2对本发明作进一步详细的说明。

一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉，包括电磁炉壳体1、耦合线圈2，还包括至少1个磁敏传感器7，所述磁敏传感器7设置在电磁炉壳体1的周边；设于电磁炉壳体1面向操作者的红外线传感器9，用于检测人与电磁炉的距离；所述磁敏传感器7经模数转换器3、4后与控制器5电性连接，红外线传感器9的输入信号与控制器5电性连接，控制器5的输出连接有报警装置6、显示器8和耦合线圈2。

优选的，所述显示器8为LED型显示器，或者，所述显示器8为LCD型显示器。

数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛DSP技术图解的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。为此，优选的，所述控制器5为基于DSP的控制器。

优选的，所述磁敏传感器7为四个，均匀地分布在电磁炉壳体1的四周。这样对于磁泄漏的检测比较全面和到位。磁敏传感器中，霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。它主要用于无刷直流电机(霍尔电机)中，这种电机用于磁带录音机、录像机、XY记录仪、打印机、电唱机及仪器中的通风风扇等。另外，霍尔元件及霍尔传感器还用于测转速、流量、流速及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。

磁敏传感器是传感器产品的一个重要组成部分,随着我国磁敏传感器技术的发展,其产品种类和质量将会得到进一步发展和提高,进军汽车,民用仪表等这些量大面广的应用领域即将实现.国产的电流传感器,高斯计等产品日前已经开始走入国际市场,与国外产品的差距正在快速缩小。

工业生产过程中，对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。据此，优选的，所述耦合线圈2和控制器5之间设有PID调节器，以提高系统的控制精度。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

参见附图3是本发明一种实施例的DSP控制器软件设计流程图。

基于一种具有电磁泄露提醒功能的电磁炉，本发明还公开了一种防止电磁炉辐射方法，包括如下步骤：

第1步:磁敏传感器7分布在电磁炉壳体1的周边，用于检测电磁炉壳体1四周磁泄漏的强度，并通过模数转换器3、4转换成具体的电磁强度数值送入控制器5；

第2步:当电磁炉开始工作时，根据电磁炉不同的功率参数，即当前耦合线圈2的电流，控制器5将启用该功率对应的电磁强度(intensity)——距离(distance)数组；

红外线传感器9开始检测人与电磁炉壳体1的距离，经过模数转换器3、4转换成具体数值和上述电磁强度的数值送入控制器5中，与控制器5中存储的电磁强度(intensity)——距离(distance)数组作对比；

优选的，为提高系统的控制精度，在所述耦合线圈2和控制器5之间设有PID调节器。通过设置的PID调节器，可以更加优化和细节地控制耦合线圈2的工作电流。

第3步:如果电磁强度的数值小于或等于电磁强度(intensity)数组中对应距离(distance)数组所指的值，此时判定电磁炉辐射在安全范围内，电磁炉正常工作，控制器5重复步骤2，继续检测电磁强度(intensity)和距离(distance)两个数值；

第4步:如果检测到的电磁强度的数值大于电磁强度(intensity)数组中对应距离(distance)数组所指的值，此时判定电磁炉辐射强度对人体有害，控制器5开始执行如下工作：

4.1安全优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器5将调节耦合线圈2的工作电流，以减少其工作时的功率大小，从而使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内；当控制器5调节耦合线圈2的工作电流至功率最低时，依然无法使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内时，开启警报，提醒人远离电磁炉，当人的距离在电磁辐射安全距离以外时，关闭警报；在本步骤中，显示器8中显示此时人所在位置的电磁炉辐射的大小，以生成对操作者的直接提醒。

4.2烹饪优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器5将驱动报警装置6响起，耦合线圈2的工作电流不变，提醒人们远离电磁炉一段距离，同时，在此过程中，红外线传感器9和磁敏传感器7不间断地工作，直至当人的距离在电磁辐射安全距离以外，关闭警报。在本步骤中，显示器8中显示此时人所在位置的电磁炉辐射的大小，以生成对操作者的直接提醒。

由于人受到的电磁辐射强度是随着人离电磁炉内耦合线圈2(辐射源)的距离而呈逐渐递减的趋势的，因此可以通过人离电磁炉的距离控制电磁炉辐射。而国内尚未有相关标准说明电磁炉辐射的安全辐射标准，因此可以参考国际通用标准0.2ut以下为安全，并根据不同档位的电磁炉功率在控制中心内建立几个数组。如电磁炉工作在1800W时，根据附表1可将数组设为：

Distance(距离)＝[101520]

intensity(电磁强度)＝[1.21.381.48]

下面结合实测数据对本发明作进一步描述。

当人体靠近电磁炉时，红外线传感器9和电磁强度检测装置开始工作，红外线传感器9检测到的人与电磁炉壳体1的距离如为17.8cm，经过模数转换后将数值送到控制器5中，由于15cm≤17.8cm≤20cm，因此在控制器5内对应数组元素为distance[1]，数组元素distance[1]指向数组元素intensity[1]。电磁强度检测装置同时工作，检测电磁炉壳体1附近的电磁辐射强度如1.56μT，经过模数转换器把数据送入控制器5，由于1.56μT≥intensity[1]＝1.38μT，此时控制器5驱动执行机构工作，即报警装置6响起，提醒人们远离电磁炉一段距离，显示器8上显示1.56μT，耦合线圈2功率减小。

附表1 辐射安全范围标准表

人与电磁炉的距离	漏磁的安全电磁强度
		5cm	≤1.0ut
10cm	≤1.2ut
		15cm	≤1.38ut
20cm	≤1.48ut

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

虽然本专利已参照较佳的实施例及附图予以说明，然而上述的说明应视为举例性而非限制性，熟悉此项技术者根据本发明的精神所做的变化及修改，均应属于本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种电磁炉防辐射方法，所述电磁炉包括电磁炉壳体和耦合线圈，还包括：

至少1个磁敏传感器，所述磁敏传感器设置在电磁炉壳体的周边；

设于电磁炉壳体面向操作者的红外线传感器，用于检测人与电磁炉的距离；

所述磁敏传感器经模数转换器后与控制器电性连接，红外线传感器的输入信号与控制器电性连接，控制器的输出连接有报警装置、显示器和耦合线圈；

其特征在于：

包括如下步骤：

第1步:磁敏传感器分布在电磁炉壳体的周边，用于检测电磁炉壳体四周磁泄漏的强度，并通过模数转换器转换成具体的电磁强度数值送入控制器；

第2步:当电磁炉开始工作时，根据电磁炉不同的功率参数，即当前耦合线圈的电流，控制器将启用该功率对应的电磁强度——距离数组；

红外线传感器开始检测人与电磁炉壳体的距离，经过模数转换器转换成具体数值和上述电磁强度的数值送入控制器中，与控制器中存储的电磁强度——距离数组作对比；

第3步:如果电磁强度的数值小于或等于电磁强度数组中对应距离数组所指的值，此时判定电磁炉辐射在安全范围内，电磁炉正常工作，控制器重复步骤2，继续检测电磁强度和距离两个数值；

第4步:如果检测到的电磁强度的数值大于电磁强度数组中对应距离数组所指的值，此时判定电磁炉辐射强度对人体有害，控制器执行安全优先模式或烹饪优先模式；

4.1安全优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器将调节耦合线圈的工作电流，以减少其工作时的功率大小，从而使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内；当控制器调节耦合线圈的工作电流至功率最低时，依然无法使人所在位置的电磁辐射强度降到安全范围之内时，开启警报，提醒人远离电磁炉，当人的距离在电磁辐射安全距离以外时，关闭警报；

4.2烹饪优先模式：

当人所在位置的电磁辐射强度大于安全强度时，控制器将驱动报警装置响起，耦合线圈的工作电流不变，提醒人们远离电磁炉一段距离，同时，在此过程中，红外线传感器和磁敏传感器不间断地工作，直至当人的距离在电磁辐射安全距离以外，关闭警报。

2.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

为提高系统的控制精度，在所述耦合线圈和控制器之间设有PID调节器。

3.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

在步骤4.1中，在显示器中显示此时人所在位置的电磁炉辐射数值的大小。

4.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

在步骤4.2中，在显示器中显示此时人所在位置的电磁炉辐射数值的大小。

5.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

所述显示器为LED型显示器。

6.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

所述显示器为LCD型显示器。

7.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

所述控制器为基于DSP的控制器。

8.根据权利要求1所述的一种电磁炉防辐射方法，其特征在于：

所述磁敏传感器为四个，均匀地分布在电磁炉壳体的四周。