CN106500138A - 一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，包括燃气灶具和锅具，其特征在于：燃气灶具包括燃气灶灶体、灶头和气体电控阀总成，在燃气灶灶体中设有进气口、控制器和无线通讯模块；锅具包括锅体和手柄，在锅体的底部设有温度传感器，在手柄内设有温度检测模块，所述温度检测模块中设有温度信号处理单元和无线通讯单元；形成温度检测及自动控制锅体温度的无线通讯控制结构；控制器通过跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构确认锅体的位置及通过PID单元控制气体电控阀总成调整火力大小，构成锅具内温度精准控温电路结构。本发明具有与燃气灶具联动、实现温度自动控制及锅内温度控制及时、控制精度高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统。属于智能灶具及智能锅具领域。
背景技术
目前，在燃气灶具上使用的锅具大部分都没安装传感器，导致烹饪过程中烹饪者不知道锅内温度，全靠烹饪者的经验估算来控制，无法实现闭环控制，更无法实现烹饪过程的数字化和自动化。虽然有些厂家试图通过锅具表面涂层的颜色来提示烹饪者锅具内的温度，但该方式一般只能提供一个模糊的温度转折点，提示的温度不精确，而且随着清洗次数的增加表面涂层慢慢磨损，用一段时间后颜色变化就不明显了，未能解决锅具内温度的检测。
针对上述问题点，虽然有些厂家在后续推出的一些锅具产品，其内部集成了温度传感器和测温电路，检测到温度后通过手柄上的显示屏把锅具内温度显示出来，一定程度上解决了锅具内温度的检测和显示，烹饪者通过显示屏上的温度，一定程度上实现恒温控制，但该结构方式存在如下缺陷：(1)未能与燃气灶具联动，无法实现温度的自动控制。(2)烹饪者先观察到温度后再来控制燃气灶的火力，容易出现控制不及时造成温度过高的情况、锅具内温度的控制精度低。
综上所述，对于燃气灶具上锅具的精准控温来讲，需要设计一种可靠性高，自动判断锅具是否放在燃气灶具上，能够检测锅具内温度并且自动调整燃气灶具火力的精确控温系统来解决以上问题。
发明内容：
本发明的目的，是为了解决现有技术的锅具存在未能与燃气灶具联动、无法实现温度的自动控制及容易出现控制不及时造成温度过高的情况、锅具内温度的控制精度低的问题，提供了一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统。具有能与燃气灶具联动、实现温度的自动控制及锅内温度控制及时、控制精度高等特点。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，包括燃气灶具和锅具，其结构特点在于：燃气灶具包括燃气灶灶体、灶头和气体电控阀总成，在燃气灶灶体中设有进气口、控制器和无线通讯模块；锅具包括锅体和手柄，在锅体的底部设有温度传感器，在手柄内设有温度检测模块，所述温度检测模块中设有温度信号处理单元和无线通讯单元；温度传感器的信号输出端连接温度信号处理单元的信号输入端，温度信号处理单元的信号输出端连接无线通讯单元的输入端，无线通讯单元的输出端与燃气灶具的无线通讯模块无线电连接；气体电控阀总成的控制输入端连接控制器的控制信号输出端，控制器的信号输入端连接无线通讯模块的信号输出端，无线通讯模块的信号输入端无线连接手柄的无线通讯单元的输出端，形成温度检测及自动控制锅体温度的无线通讯控制结构；控制器内具有跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构及内置PID单元，通过跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构确认锅体的位置及通过PID单元控制气体电控阀总成调整火力大小，构成锅具内温度精准控温电路结构。
实际应用中，气体电控阀总成可以通过燃气灶具控制器控制燃气的通量，控制器接收到锅具温度后，先通过温度跟踪控制气体电控阀总成规律变化的火焰确认锅具是否放在对应的燃气灶具灶头上，然后根据烹饪者预设的温度通过PID算法控制气体电控阀总成调整火力大小，实现锅具内温度精准控温。
本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
进一步地，温度传感器嵌接在锅体底面的金属板内，其信号输出端即冷端沿锅体的侧壁一直延伸到手柄内部与温度检测模块相连，温度检测模块通过无线通讯单元，把检测到的温度传输到燃气灶具的无线通讯模块。
进一步地，所述温度传感器采用铠装热电偶。
进一步地，所述温度传感器与锅体底部上层的金属板紧密贴合，为非焊接连接结构，温度传感器整体嵌入到底部的金属板内。
进一步地，所述的温度传感器的工作温度为-20℃-1000℃。
进一步地，所述的无线通讯模块可以采用315MHz、433MHz、2.4GHz、Bluetooth、Zigbee、Z-Wave等无线射频通讯方式。
进一步地，所述的气体电控阀总成至少包括两级可靠性关断阀体。
进一步地，所述的气体电控阀总成中的阀体可以采用电磁阀，比例阀或者是步进电机阀。
本发明具有如下突出的特点和有益效果：
1、本发明由于在锅体的底部设有温度传感器，在手柄内设有温度检测模块，所述温度检测模块中设有温度信号处理单元和无线通讯单元；温度传感器的信号输出端连接温度信号处理单元的信号输入端，温度信号处理单元的信号输出端连接无线通讯单元的输入端，无线通讯单元的输出端与燃气灶具的无线通讯模块无线电连接；气体电控阀总成的控制输入端连接控制器的控制信号输出端，控制器的信号输入端连接无线通讯模块的信号输出端，无线通讯模块的信号输入端无线连接手柄的无线通讯单元的输出端，形成温度检测及自动控制锅体温度的无线通讯控制结构；控制器内具有跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构及内置PID单元，通过跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构确认锅体的位置及通过PID单元控制气体电控阀总成调整火力大小，构成锅具内温度精准控温电路结构；因此能够解决现有技术的锅具存在未能与燃气灶具联动、无法实现温度的自动控制及容易出现控制不及时造成温度过高的情况、锅具内温度的控制精度低的问题，具有与燃气灶具联动、实现温度的自动控制及锅内温度控制及时、控制精度高等特点。
2、本发明采用无线通讯的方式，把锅具检测到的温度同步到燃气灶具上，实现燃气灶具火力与锅具温度闭环控制，达到精确控制锅具温度的效果。锅具精确控温既能使做出来的菜色达到良好效果，色香味俱全，口感更佳，又能减少食物在烹饪过程中产生对人体的有害物质，健康饮食，同时减少在烹饪过程中使用的燃料及产生的油烟等有害气体，实现低碳、绿色烹饪，由于使用自动化控制并带安全保护，大大减少因燃气灶具产生的安全事故。本发明具有实用、健康、环保、安全等优点，易于制造生产，市场潜力巨大，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明具体实施例1的燃气灶具结构示意图。
图2为本发明具体实施例1的锅具结构示意图。
图3为图2中锅具的结构剖视图。
图4为本发明的锅具工作流程图。
图5为本发明的燃气灶具工作流程图。
参见图1-2，1-燃气灶灶体，2-灶头，3-气体电控阀总成，4-进气口，5-控制器，6-无线通讯模块，7-锅体，8-手柄，9-温度检测模块，10-温度传感器。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述。
参见图1-图3，本实施例包括燃气灶具和锅具，燃气灶具包括燃气灶灶体1、灶头2和气体电控阀总成3，在燃气灶灶体1中设有进气口4、控制器5和无线通讯模块6；锅具包括锅体7和手柄8，在锅体7的底部设有温度传感器10，在手柄8内设有温度检测模块9，所述温度检测模块9中设有温度信号处理单元和无线通讯单元；温度传感器10的信号输出端连接温度信号处理单元的信号输入端，温度信号处理单元的信号输出端连接无线通讯单元的输入端，无线通讯单元的输出端与燃气灶具的无线通讯模块6无线电连接；气体电控阀总成3的控制输入端连接控制器5的控制信号输出端，控制器5的信号输入端连接无线通讯模块6的信号输出端，无线通讯模块6的信号输入端无线连接手柄8的无线通讯单元的输出端，形成温度检测及自动控制锅体温度的无线通讯控制结构；控制器5内具有跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构及内置PID单元，通过跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构确认锅体7的位置及通过PID单元控制气体电控阀总成调整火力大小，构成锅具内温度精准控温电路结构。
本实施例中：
温度传感器10嵌接在锅体7底面的金属板内，其信号输出端即冷端沿锅体7的侧壁一直延伸到手柄8内部与温度检测模块相连，温度检测模块通过无线通讯单元，把检测到的温度传输到燃气灶具的无线通讯模块6。所述温度传感器10采用铠装热电偶。所述温度传感器10与锅体7底部上层的金属板紧密贴合，为非焊接连接结构，温度传感器10整体嵌入到底部的金属板内。所述的温度传感器10的工作温度为-20℃-1000℃。所述的无线通讯模块可以采用315MHz、433MHz、2.4GHz、Bluetooth、Zigbee、Z-Wave等无线射频通讯方式。所述的气体电控阀总成3至少包括两级可靠性关断阀体。所述的气体电控阀总成3中的阀体可以采用电磁阀，比例阀或者是步进电机阀。
实际应用中，气体电控阀总成3可以通过燃气灶具控制器控制燃气的通量，控制器接收到锅具温度后，先通过温度跟踪控制气体电控阀总成规律变化的火焰确认锅具是否放在对应的燃气灶具灶头上，然后根据烹饪者预设的温度通过PID算法控制气体电控阀总成调整火力大小，实现锅具内温度精准控温。
本实施例的工作原理：
灶头2与气体电控阀总成3的出气口直接相连，气体电控阀总成3的进气口接燃气灶具进气口4，气体电控阀总成3的控制线接燃气灶具控制器5，燃气灶具控制器5上装有无线通讯模块6，通过接收锅具实时温度数据，燃气灶具控制器5控制气体电控阀总成3即可调整到灶头2的燃气通量大小，从而改变灶头的火力，实现锅具内温度的精确控制。
参见图3，锅体7的底部上层的金属板与温度传感器10紧密贴合，以便使检测到温度的数据更加锅内底部温度的真实数据。
参见图3，锅体7的底部上层的金属板与温度传感器10不要焊接，整体嵌入到底部的金属板内，以保证锅具热胀冷缩的形变不会损坏温度传感器10。
参照图3，锅具在未加热的状态下，温度检测模块9只作温度检测，不传输温度数据，节省电能。当锅具加热到超过50℃时，温度检测模块9通过无线通讯模块6向燃气灶具发送温度数据。
参照图4，烹饪者操作燃气灶具开灶点火后，燃气灶具控制器5根据温度跟踪算法控制气体电控阀总成3产生火力变化，火力变大时从锅具传过来的温度数据持续上升，火力变小时从锅具传过来的温度数据上升变慢、维持不变或持续下降，从而判定锅具是否正确放在烹饪者操作的燃气灶具灶头2上。检锅成功后，燃气灶具控制器5以默认设定的温度值或烹饪者操作设定的温度值，根据PID算法控制气体电控阀总成3调整到灶头2的燃气通量大小，达到精确控制锅具温度的目的。过程中烹饪者可随时改变温度设定值，燃气灶具控制器5根据新温度设定值重新运算，控制气体电控阀总成3调整到灶头2的燃气通量大小，锅具再次达到烹饪者需要的温度。
以上对本发明所提供的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，包括燃气灶具和锅具，其特征在于：燃气灶具包括燃气灶灶体(1)、灶头(2)和气体电控阀总成(3)，在燃气灶灶体(1)中设有进气口(4)、控制器(5)和无线通讯模块(6)；锅具包括锅体(7)和手柄(8)，在锅体(7)的底部设有温度传感器(10)，在手柄(8)内设有温度检测模块(9)，所述温度检测模块(9)中设有温度信号处理单元和无线通讯单元；温度传感器(10)的信号输出端连接温度信号处理单元的信号输入端，温度信号处理单元的信号输出端连接无线通讯单元的输入端，无线通讯单元的输出端与燃气灶具的无线通讯模块(6)无线电连接；气体电控阀总成(3)的控制输入端连接控制器(5)的控制信号输出端，控制器(5)的信号输入端连接无线通讯模块(6)的信号输出端，无线通讯模块(6)的信号输入端无线连接手柄(8)的无线通讯单元的输出端，形成温度检测及自动控制锅体温度的无线通讯控制结构；控制器(5)内具有跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构及内置PID单元，通过跟踪控制气体电控阀总成规律变化的电路结构确认锅体(7)的位置及通过PID单元控制气体电控阀总成调整火力大小，构成锅具内温度精准控温电路结构。
2.根据权利要求1所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：温度传感器(10)嵌接在锅体(7)底面的金属板内，其信号输出端即冷端沿锅体(7)的侧壁一直延伸到手柄(8)内部与温度检测模块相连，温度检测模块通过无线通讯单元，把检测到的温度传输到燃气灶具的无线通讯模块(6)。
3.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述温度传感器(10)采用铠装热电偶。
4.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述温度传感器(10)与锅体(7)底部上层的金属板紧密贴合，为非焊接连接结构，温度传感器(10)整体嵌入到底部的金属板内。
5.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述的温度传感器(10)的工作温度为-20℃-1000℃。
6.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述的无线通讯模块采用315MHz、433MHz、2.4GHz、Bluetooth、Zigbee、Z-Wave等无线射频通讯方式。
7.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述的气体电控阀总成(3)至少包括两级可靠性关断阀体。
8.根据权利要求1或2所述的一种精确控温的燃气灶具和锅具控制系统，其特征在于：所述的气体电控阀总成(3)中的阀体可以采用电磁阀，比例阀或者是步进电机阀。
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