CN106136851B - 加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加热装置，包括：超声测温模块，设置于所述锅具的内部，所述超声测温模块用于对所述锅具的工况温度进行测试；无线通信模块，连接至所述超声测温模块，所述无线通信模块的组件分离地设置于所述锅具的内部和所述炉具的内部，用于获取所述工况温度，以控制所述炉具根据所述工况温度调整加热功率。通过该技术方案，实现了对加热装置的工况温度的无线精确测温，同时简化了加热装置的结构，提高了用户操作的便捷性，进而提高了用户体验。

Description

加热装置

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，更具体而言，涉及一种加热装置。

背景技术

相关技术中，通常采用电阻式温度传感器对加热装置进行接触式测温，但是存在诸多缺点：

(1)接触式测温基于热传导效应，热传导过程中会造成热量损失，降低被测信号；

(2)接触式测温对被测加热装置的位置要求较高，一旦被测加热装置远离电阻式温度传感器，即有可能影响测试结果的准确性；

(3)电阻式温度传感器的散热过程慢，严重地影响测试过程的动态响应特性。

因此，如何设计出一种能够无线测温且动态响应特性高的加热装置成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种能够实现无线测温的加热装置。

为此，本发明的一个目的在于，提供一种新的加热装置。

为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例提供了一种加热装置，包括：超声测温模块，设置于所述锅具的内部，所述超声测温模块用于对所述锅具的工况温度进行测试；无线通信模块，连接至所述超声测温模块，所述无线通信模块的组件分离地设置于所述锅具的内部和所述炉具的内部，用于获取所述工况温度，以控制所述炉具根据所述工况温度调整加热功率。

根据本发明的实施例的加热装置，通过超声测温模块发出的超声波辐射及其反射波来对锅具的工况温度进行非接触式检测，并利用无线通信模块来实现工况温度的传输，降低了对锅具和炉具设置位置的限制，简化了测温装置的组装方式，同时，提高了测试灵敏度。

具体地，超声测温模块主要基于超声波辐射及其发射波的时间差来确定工况温度，而在测温过程中，首先确定超声波辐射的路径的长度，以获得理论时间差，因此，时间差变量仅收到工况温度变量影响，也即根据时间差变量和工况温度变量的函数模型确定工况温度。

值得特别指出的是，由于超声测温模块可测微小信号及其变化量，因此，超声测温模块的动态响应特性高，同时满足了对工况温度的动态测试和静态测试的要求。

其中，加热装置包括电磁炉组件、电饭煲组件、电热水壶组件和料理机组件等家用电器，加热装置的锅具用于盛放待加热的食物，加热装置的炉具用于对锅具提供热能，超声测温模块可以设置于锅具的内侧壁，或锅具的底部侧壁，或锅具的顶部侧壁，另外，也可设置多个超声测温模块及其相应的无线通信模块，以实现对锅具的不同区域的工况温度的测试，微处理器对不同区域的工况温度进行综合处理从而进一步地提高测试的准确度。

另外，根据本发明上述实施例提供的电水壶的功率控制电路，还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述无线通信模块，包括：无线发送模块，设置于所述锅具上，所述无线发送模块通过无线信道连接至所述超声测温模块，以获取所述工况温度并转发至对应的无线接收模块；所述无线接收模块，设置于所述炉具的内部，所述无线接收模块用于通过所述无线信道获取所述工况温度并转发至所述炉具的加热控制模块，以供所述加热控制模块根据所述工况温度调整加热功率。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线发送模块，将超声测温模块测得的工况温度直接发送至炉具内的无线接收模块，实现了炉具和锅具的分离设置，同时，保证了分离设置情况下的温度实时测控。

具体地，通过设定无线接收模块和无线发送模块，降低了对温度传输过程的硬件设置的限制，另外，进一步地降低了工况温度传输过程的功耗损失。

根据本发明的一个实施例，所述无线发送模块包括第一蓝牙通信模块、第一Wi-Fi通信模块和第一微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线发送模块，将测试模块测得的工况温度直接发送至烹饪炉具的无线接收模块，进行实现烹饪炉具和烹饪容器的分离设置，同时，保证了分离设置情况下的温度实时测控，具体地，将无线通信模块(无线接收模块或无线发送模块)设定为Wi-Fi通信模块、蓝牙通信模块或微小区通信模块，均可创建无线信道，以实现工况温度的无线传输。

根据本发明的一个实施例，所述对应的无线接收模块包括与所述第一蓝牙通信模块配合工作的第二蓝牙通信模块、与所述第二Wi-Fi通信模块配合工作的第二Wi-Fi通信模块，以及与第二微小区通信模块配合工作的第二微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线接收模块和无线发送模块，降低了对工况温度传输过程的硬件设置的限制，进一步地降低了工况温度传输过程的功耗损失。

优选地，无线接收模块和无线发送模块之间的通信连接可以通过自动识别，而不必用户手动搜索或密码验证，有效地简化了操作步骤，例如在无线接收模块为第二蓝牙通信模块，以及无线发送模块为第一蓝牙通信模块时，可以预定制式以使第一蓝牙通信模块和第二蓝牙通信模块创建通信连接。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块包括：超声波发生器，用于在获取测温指令后产生超声波辐射；温度计算单元，连接至所述超声波发生器，所述温度计算单元用于确定所述超声波辐射和所述超声波辐射的反射波之间的时间差，以根据所述时间差确定所述工况温度。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设置超声波发生器和温度计算单元，提高了测试工况温度的效率和动态响应特性，具体地，超声波发生器可以采用超声换能器，其中，超声换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆片换能器、背衬、引出电缆和超声接收器组成，另外，超声波换能器也可模仿超声波马达，也即将马达定子作为转换器，利用压电晶体的逆变效应让马达定子处于超声波频率的振动，从而满足超声测温模型小型化的需求。

值得说明的是，上述超声波发生器发出的声能脉冲不是正弦波，所以该声能脉冲中包含了很丰富的高次谐波群，而锅具会对这些高次谐波群中的各频点，有不同程度的吸收和不同程度的反射率，这样就使发生器接收到的超声波产生失真也即锅具在煮饭菜的过程中，在不同的状况下，这个经过锅具反射回的超声波有不同程度的失真，并且它的失真能真实地反映锅具内的液体的温度的变化情况。因此，只要将发出的超声波与接收到的超声波进行比对分析，便能得到锅具内的液体的温度的变化信息。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块可拆卸地组装于所述锅具的内侧壁，其中，所述内侧壁包括底部内侧壁和/或侧部内侧壁。

根据本发明的实施例的加热装置，通过将超声测温模块可拆卸地组装于锅具的内侧壁，一方面用户可根据实际需要选择是否对锅具进行超声测温，从而增强了锅具的通用性，另一方面，可对超声测温模块或锅具进行单独维修保养或随意更换，从而可最大限度地利用锅具或超声测温模块。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁中的一个设置有限位槽，所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁中的另一个设置有限位柱，所述限位槽和所述限位柱可配合地组装在一起，以完成所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁的组装。

根据本发明的实施例的加热装置，通过将超声测温模块和锅具的内侧壁以限位槽和限位柱的形式进行组装，从而实现了超声测温模块与锅具的快速组装，具体地，限位槽可设置在超声测温模块或锅具的内侧壁上。

根据本发明的另一个实施例，所述超声测温模块设置有至少两个第一限位孔，所述锅具的内侧壁设置有至少两个第二限位孔，通过一个限位栓贯穿于一个所述第一限位孔和一个所述第二限位孔，以完成所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁的组装。

根据本发明的实施例的加热装置，超声测温模块和锅具的内侧壁通过第一限位孔、第二限位孔、及限位栓的形式相组装，具体地，限位栓贯穿上述第一限位孔及第二限位孔。

根据本发明的一个实施例，加热装置还包括：提示模块，连接至所述无线接收模块，所述提示模块用于获取所述工况温度，以提示给用户。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设置提示模块，直观地将工况温度提示给用户，方便用户根据工况温度调节烹饪过程的功率，以提高烹饪效果，提升了用户的使用体验。

具体地，提示模块包括声音提示、光信号提示、或直接显示的文字提示等，其中，提示模块的作用包括：一方面用于将锅具的工况温度提示给用户，让用户掌握锅具的具体工作信息，另一方面，提示信号用于在锅具超出预设工况温度时，产生报警信号，以避免锅具发生干烧的情况。

根据本发明的一个实施例，所述加热控制模块包括谐振加热单元和/或电阻式热盘加热单元。

根据本发明的实施例的加热装置，加热控制模块可包括多种加热方式的加热模块，优选为谐振加热单元或电阻式热盘加热单元，从而便可实现对加热功率的准确控制，其中，谐振加热组件包括电容和电感组成的振荡电路，电阻式热盘包括加热电阻丝及其开关电路，具体地，通过上述电路，可以实现多频率、多功率的工作模式，有利于降低功耗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的加热装置的结构示意图；

图2示出了根据图1所示的加热装置的超声波发生器的结构示意图；

图3示出了根据图2所示的超声波发生器的超声换能器的结构示意图；

图4示出了根据图3所示的超声换能器的压电晶片的结构示意图，

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

1锅具，2炉具，21加热控制模块，3超声测温模块，31超声波发生器，311超声波发送模块，312超声波接收模块，313超声波发生模块，3131压电晶片，3132振动元件，41无线发送模块，42无线接收模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图4对根据本发明的实施例的加热装置进行具体说明。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例的加热装置，加热装置包括锅具1和炉具2，还包括：超声测温模块3，设置于所述锅具1的内部，所述超声测温模块3用于对所述锅具1的工况温度进行测试；无线通信模块，连接至所述超声测温模块3，所述无线通信模块的组件分离地设置于所述锅具1的内部和所述炉具2的内部，用于获取所述工况温度，以控制所述炉具2根据所述工况温度调整加热功率。

根据本发明的实施例的加热装置，通过超声测温模块3发出的超声波辐射及其反射波来对锅具1的工况温度进行非接触式检测，并利用无线通信模块来实现工况温度的传输，降低了对锅具1和炉具2设置位置的限制，简化了测温装置的组装方式，同时，提高了测试灵敏度。

具体地，超声测温模块3主要基于超声波辐射及其发射波的时间差来确定工况温度，而在测温过程中，首先确定超声波辐射的路径的长度，以获得理论时间差，因此，时间差变量仅收到工况温度变量影响，也即根据时间差变量和工况温度变量的函数模型确定工况温度。

值得特别指出的是，由于超声测温模块3可测微小信号及其变化量，因此，超声测温模块3的动态响应特性高，同时满足了对工况温度的动态测试和静态测试的要求。

其中，加热装置包括电磁炉组件、电饭煲组件、电热水壶组件和料理机组件等家用电器，加热装置的锅具1用于盛放待加热的食物，加热装置的炉具2用于对锅具1提供热能，超声测温模块3可以设置于锅具1的内侧壁，或锅具1的底部侧壁，或锅具1的顶部侧壁，另外，也可设置多个超声测温模块3及其相应的无线通信模块，以实现对锅具1的不同区域的工况温度的测试，微处理器对不同区域的工况温度进行综合处理从而进一步地提高测试的准确度。

另外，根据本发明上述实施例提供的电水壶的功率控制电路，还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述无线通信模块，包括：无线发送模块41，设置于所述锅具1上，所述无线发送模块41通过无线信道连接至所述超声测温模块3，以获取所述工况温度并转发至对应的无线接收模块42；所述无线接收模块42，设置于所述炉具2的内部，所述无线接收模块42用于通过所述无线信道获取所述工况温度并转发至所述炉具2的加热控制模块21，以供所述加热控制模块21根据所述工况温度调整加热功率。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线发送模块41，将超声测温模块3测得的工况温度直接发送至炉具2内的无线接收模块42，实现了炉具2和锅具1的分离设置，同时，保证了分离设置情况下的温度实时测控。

具体地，通过设定无线接收模块42和无线发送模块41，降低了对温度传输过程的硬件设置的限制，另外，进一步地降低了工况温度传输过程的功耗损失。

根据本发明的一个实施例，所述无线发送模块41包括第一蓝牙通信模块、第一Wi-Fi通信模块和第一微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线发送模块41，将测试模块测得的工况温度直接发送至烹饪炉具2的无线接收模块42，进行实现烹饪炉具2和烹饪容器的分离设置，同时，保证了分离设置情况下的温度实时测控，具体地，将无线通信模块(无线接收模块42或无线发送模块41)设定为Wi-Fi通信模块、蓝牙通信模块或微小区通信模块，均可创建无线信道，以实现工况温度的无线传输。

根据本发明的一个实施例，所述对应的无线接收模块42包括与所述第一蓝牙通信模块配合工作的第二蓝牙通信模块、与所述第二Wi-Fi通信模块配合工作的第二Wi-Fi通信模块，以及与第二微小区通信模块配合工作的第二微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设定无线接收模块42和无线发送模块41，降低了对工况温度传输过程的硬件设置的限制，进一步地降低了工况温度传输过程的功耗损失。

优选地，无线接收模块42和无线发送模块41之间的通信连接可以通过自动识别，而不必用户手动搜索或密码验证，有效地简化了操作步骤，例如在无线接收模块42为第二蓝牙通信模块，以及无线发送模块41为第一蓝牙通信模块时，可以预定制式以使第一蓝牙通信模块和第二蓝牙通信模块创建通信连接。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块3包括：超声波发生器31，用于在获取测温指令后产生超声波辐射；温度计算单元，连接至所述超声波发生器31，所述温度计算单元用于确定所述超声波辐射和所述超声波辐射的反射波之间的时间差，以根据所述时间差确定所述工况温度。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设置超声波发生器31和温度计算单元，提高了测试工况温度的效率和动态响应特性，具体地，超声波发生器31可以采用超声换能器，其中，超声换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆片换能器、背衬、引出电缆和超声接收器组成，另外，超声波换能器也可模仿超声波马达，也即将马达定子作为转换器，利用压电晶体的逆变效应让马达定子处于超声波频率的振动，从而满足超声测温模型小型化的需求。

值得说明的是，上述超声波发生器31发出的声能脉冲不是正弦波，所以该声能脉冲中包含了很丰富的高次谐波群，而锅具1会对这些高次谐波群中的各频点，有不同程度的吸收和不同程度的反射率，这样就使发生器接收到的超声波产生失真也即锅具1在煮饭菜的过程中，在不同的状况下，这个经过锅具1反射回的超声波有不同程度的失真，并且它的失真能真实地反映锅具1内的液体的温度的变化情况。因此，只要将发出的超声波与接收到的超声波进行比对分析，便能得到锅具1内的液体的温度的变化信息。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块3可拆卸地组装于所述锅具1的内侧壁，其中，所述内侧壁包括底部内侧壁和/或侧部内侧壁。

根据本发明的实施例的加热装置，通过将超声测温模块3可拆卸地组装于锅具1的内侧壁，一方面用户可根据实际需要选择是否对锅具1进行超声测温，从而增强了锅具1的通用性，另一方面，可对超声测温模块3或锅具1进行单独维修保养或随意更换，从而可最大限度地利用锅具1或超声测温模块3。

根据本发明的一个实施例，所述超声测温模块3和所述锅具1的内侧壁中的一个设置有限位槽，所述超声测温模块3和所述锅具1的内侧壁中的另一个设置有限位柱，所述限位槽和所述限位柱可配合地组装在一起，以完成所述超声测温模块3和所述锅具1的内侧壁的组装。

根据本发明的实施例的加热装置，通过将超声测温模块3和锅具1的内侧壁以限位槽和限位柱的形式进行组装，从而实现了超声测温模块3与锅具1的快速组装，具体地，限位槽可设置在超声测温模块3或锅具1的内侧壁上。

根据本发明的另一个实施例，所述超声测温模块3设置有至少两个第一限位孔，所述锅具1的内侧壁设置有至少两个第二限位孔，通过一个限位栓贯穿于一个所述第一限位孔和一个所述第二限位孔，以完成所述超声测温模块3和所述锅具1的内侧壁的组装。

根据本发明的实施例的加热装置，超声测温模块3和锅具1的内侧壁通过第一限位孔、第二限位孔、及限位栓的形式相组装，具体地，限位栓贯穿上述第一限位孔及第二限位孔。

根据本发明的一个实施例，加热装置还包括：提示模块，连接至所述无线接收模块42，所述提示模块用于获取所述工况温度，以提示给用户。

根据本发明的实施例的加热装置，通过设置提示模块，直观地将工况温度提示给用户，方便用户根据工况温度调节烹饪过程的功率，以提高烹饪效果，提升了用户的使用体验。

具体地，提示模块包括声音提示、光信号提示、或直接显示的文字提示等，其中，提示模块的作用包括：一方面用于将锅具1的工况温度提示给用户，让用户掌握锅具1的具体工作信息，另一方面，提示信号用于在锅具1超出预设工况温度时，产生报警信号，以避免锅具1发生干烧的情况。

根据本发明的一个实施例，所述加热控制模块21包括谐振加热单元和/或电阻式热盘加热单元。

根据本发明的实施例的加热装置，加热控制模块21可包括多种加热方式的加热模块，优选为谐振加热单元或电阻式热盘加热单元，从而便可实现对加热功率的准确控制，其中，谐振加热组件包括电容和电感组成的振荡电路，电阻式热盘包括加热电阻丝及其开关电路，具体地，通过上述电路，可以实现多频率、多功率的工作模式，有利于降低功耗。

下面结合图2至图4所示对超声波发生器的具体组件进行说明。

如图2所示，超声波发生器31的一种实施方式为：超声波发射结构311、超声波接收结构312和超声波换能器313。

如图3所示，超声波换能器313的一种实施方式为：通过压电晶片3131产生超声波辐射，并通过超声波辐射面3132发出超声波辐射。

如图4所示，即为压电晶片3131的一种具体实施方式，另外，a和b表示对压电晶片施加交流电负载的电源，在对压电晶片3131施加电负载后以超声波频率振动，从而产生超声波辐射。

综上所述，考虑到相关技术中提出的如何设计出一种能够无线测温且动态响应特性高的加热装置的技术问题，本发明提出了一种加热装置，通过超声测温模块发出的超声波辐射及其反射波来对锅具的工况温度进行非接触式检测，并利用无线通信模块来实现工况温度的传输，降低了对锅具和炉具设置位置的限制，简化了测温装置的组装方式，同时，提高了测试灵敏度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种加热装置，所述加热装置包括炉具和锅具，其特征在于，所述加热装置还包括：

超声测温模块，设置于所述锅具的内部，所述超声测温模块用于对所述锅具的工况温度进行测试；

无线通信模块，连接至所述超声测温模块，所述无线通信模块的组件分离地设置于所述锅具的内部和所述炉具的内部，用于获取所述工况温度，以控制所述炉具根据所述工况温度调整加热功率；

所述超声测温模块可拆卸地组装于所述锅具的内侧壁，其中，所述内侧壁包括底部内侧壁和/或侧部内侧壁；

所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁中的一个设置有限位槽，所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁中的另一个设置有限位柱，所述限位槽和所述限位柱可配合地组装在一起，以完成所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁的组装；或

所述超声测温模块设置有至少两个第一限位孔，所述锅具的内侧壁设置有至少两个第二限位孔，通过一个限位栓贯穿于一个所述第一限位孔和一个所述第二限位孔，以完成所述超声测温模块和所述锅具的内侧壁的组装；

所述超声测温模块包括：

超声波发生器，用于在获取测温指令后产生超声波辐射；

温度计算单元，连接至所述超声波发生器，所述温度计算单元用于确定所述超声波辐射和所述超声波辐射的反射波之间的时间差，以根据所述时间差确定所述工况温度；

所述超声波发生器可以采用超声换能器，其中，超声换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆片换能器、背衬、引出电缆和超声接收器组成。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述无线通信模块，包括：

无线发送模块，设置于所述锅具上，所述无线发送模块通过无线信道连接至所述超声测温模块，以获取所述工况温度并转发至对应的无线接收模块；

所述无线接收模块，设置于所述炉具的内部，所述无线接收模块用于通过所述无线信道获取所述工况温度并转发至所述炉具的加热控制模块，以供所述加热控制模块根据所述工况温度调整加热功率。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述无线发送模块包括第一蓝牙通信模块、第一Wi-Fi通信模块和第一微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

4.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述无线接收模块包括与所述第一蓝牙通信模块配合工作的第二蓝牙通信模块、与所述第一Wi-Fi通信模块配合工作的第二Wi-Fi通信模块，以及与第一微小区通信模块配合工作的第二微小区通信模块中的一种或多种通信模块的任意组合。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的加热装置，其特征在于，还包括：

提示模块，连接至所述无线接收模块，所述提示模块用于获取所述工况温度，以提示给用户。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述加热控制模块包括谐振加热单元和/或电阻式热盘加热单元。