CN106963645A - 一种煎药壶 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药设备领域，具体地公开了一种煎药壶，其包括壶嘴、壶本体、壶盖、把手、热电偶和壶控制器，热电偶被装配于壶底部，壶控制器设置于把手内。壶控制器获取对应的煎煮程式，煎煮程式被配置有与时间相关联的温度的设定值，基于热电偶检测的壶温度的测量值和从煎煮程式中获取的温度的设定值进行处理，生成控制信号操纵用于加热煎药壶的加热装置，改变加热装置火力的大小，使壶温度的测量值达到温度的设定值，直至煎煮程式被执行完，完成中草药的煎煮。在整个煎煮过程中，壶控制器基于煎煮程式操纵加热装置，自动控制煎药壶的温度，完成煎药，用户无需参与，用户有无煎药技能，均可以煎煮出高药效的汤剂。

Description

一种煎药壶

技术领域

本发明涉及一种煎药装置，尤其涉及一种可以针对不同中草药处方分别配置相应煎煮方法的能实现自动煎药的煎药壶，属于医药设备领域。

背景技术

中药副作用小，不易形成抗药性，能做到标本兼治。随着社会的发展，人们健康意识的提高，越来越多的患者青睐于中医治病。中药药液的药效的高低，取决于煎煮方法是否得宜，即如何掌握火候和控制时间；不同中草药处方，往往需要与之相适配的煎煮方法，即使是中医人员，往往也需要多年的经验积累，才能煎出药效高的药液。患者取回中草药后往往自行煎煮，如在燃气灶上、电磁炉上，患者不停地调整火力，主要是防止溢流和煎糊，耗费大量的精力和时间；又由于不知如何控制火力和煎煮时间，提高药液的药效，使得所煎煮的药液的药效往往不高。为此，亟需开发一种煎药壶，煎药时获取与中药处方相适应的煎煮程式，并依煎煮程式完成浸药、升温、煎煮和降温，自动煎煮中草药，患者无需参与。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种煎药壶，该煎药壶配置有热电偶和壶控制器，壶控制器获取与中药处方要求相对应的煎煮程式；壶控制器根据煎煮程式中温度的设定值，生成煎煮所需火力大小的控制信号，操纵加热装置改变火力，完成浸药、升温、煎煮和降温，煎煮程式被执行完，完成煎药，患者无需参与。

本发明的一种煎药壶，其设计要点在于，所述煎药壶包括：

壶本体和壶盖，用于煎煮中草药，所述壶本体包括壶底部和壶身部，所述壶底部内置检测孔，壶身部的顶部设有壶口，壶盖和壶口相盖合；

热电偶，用于检测壶底部的温度，所述热电偶和检测孔装配；

壶控制器，用于煎煮控制，壶控制器获取与被煎中草药的煎煮要求相对应的煎煮程式，煎煮程式被配置有与时间相关联的温度的设定值；在每个控制周期，壶控制器从煎煮程式中获取温度的设定值，基于热电偶所检测的壶温度的测量值及温度的设定值进行处理，生成包括煎煮所需火力大小的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热煎药壶的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整火力大小，使壶温度的测量值达到温度的设定值，直至煎煮程式被壶控制器执行完，完成中草药煎煮。

在具体实施过程中，本发明的煎药壶还有如下进一步优选的技术方案。

作为优选地，所述煎煮程式包括程式表；

所述程式表被配置有与时间相关联的温度的设定值，由多个程式步构成，所述程式步包括时间的设定值和温度的设定值。

作为优选地，所述煎煮程式还包括程式参数，程式参数包括用于修正壶温度的控温偏差的温度偏移值；

在每个控制周期，使壶温度的测量值达到从煎煮程式中获取的温度的设定值与温度偏移值的和值。

作为优选地，所述检测孔沿径向布置，由壶底部的边缘沿径向向内延伸并终止于壶底部的中部，热电偶的测量端和检测孔的盲端部相贴合，检测壶底部中部的温度。

作为优选地，所述热电偶的测量端的相对端设置弹性件，弹性件处于被压缩的状态，以使热电偶的测量端和检测孔的盲端部充分贴合。

作为优选地，所述煎药壶还包括溢流传感器，用于检测煎药壶的溢流状态。

作为优选地，所述壶控制器采集溢流传感器的检测信号，基于溢流传感器的检测信号，当确定发生溢流状态时，壶控制器生成包括使所需煎煮火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，直至溢流状态消除；或者，

所述壶控制器减小煎煮程式中的温度偏移值的设定值，或/和减小煎煮程式中与溢流发生相对应的程式步的温度的设定值，使所需煎煮火力减小，直至溢流状态消除。

作为优选地，所述煎药壶壶身部的顶部设置沿周向延伸并环绕一周的翻边部，该翻边部位于壶口的外部，用于收集煎煮过程中溢出的液体。

作为优选地，所述溢流传感器选用热电偶，其和翻边部固定，该热电偶的检测端部位于翻边部的内侧，和位于壶盖上的沿径向布置的溢流孔相对；或者，

所述溢流传感器为用于泡沫探测的超声波传感器或光电传感器，被设置在煎药壶的上方，其检测端部和设置于壶盖上的窗口相对。

作为优选地，所述煎煮程式的程式表包括多个程式步，所述程式步构成中草药在煎煮过程中必需的浸药阶段、升温阶段、煎煮阶段。

本实施方式的煎药壶被配置有热电偶、壶控制器及内置于壶控制器的煎煮程式。煎药壶和加热装置通信连接，操纵加热装置产生煎药所需的火力。热电偶被装配在壶本体的壶底部，以检测壶底部中心处的温度。煎煮中草药时，壶控制器获取与被煎中草药处方要求相对应的煎煮程式，基于该煎煮程式，在每个控制/采样周期，壶控制器采集热电偶所检测的壶温度的测量值及从煎煮程式中获取温度的设定值，基于壶温度的测量值和温度的设定值进行运算处理，生成与煎煮所需火力大小相对应的控制信号，并将该控制信号发送给加热煎药壶的加热装置，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号调整该加热装置的火力，使热电偶所检测的壶温度的测量值达到从煎煮程式中获取的温度的设定值，壶控制器操纵加热装置的火力大小，使壶温度的测量值达到设定值，自动煎煮中草药，直到煎煮程式被执行完，完成中草药的煎煮，整个煎煮过程中不需要用户参与，用户有无煎煮知识及技能，均可以煎煮出高药效的中药汤剂。另外，热电偶的测量端部被设置在壶底部的中心部，检测壶底部中心处的温度，更能反应壶需要控制的温度，提高温度检测的精确性。

有益效果

煎药壶自动煎煮中草药，药液的药效高，用户无需参于。煎药壶被配置有热电偶和壶控制器。煎药壶和加热装置通信连接，操纵加热装置产生煎药所需的火力。热电偶被装配在壶本体的壶底部。煎煮中草药时，壶控制器获取与被煎中草药处方煎煮要求相应的煎煮程式，基于该煎煮程式，在每个控制周期，壶控制器采集热电偶所检测的壶温度的测量值及从煎煮程式中获取温度的设定值，基于壶温度的测量值和设定值进行运算处理，生成煎煮所需火力大小相应的控制信号，并将该控制信号发送给加热装置，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号调整该加热装置的火力，使热电偶所检测的壶温度的测量值达到设定值；壶控制器操纵加热装置的火力，使壶温度的测量值达到设定值，自动煎煮中草药，直到煎煮程式被执行完，完成中草药的煎煮，整个煎煮过程中不需要用户参与，用户有无煎煮知识及技能，均可以煎煮出高药效的中药汤剂。

附图说明

图1一种煎药壶的结构示意图。

图2煎药壶的分解示意图。

图3煎药壶的一种应用状态示意图。

图4煎药壶的另一种应用状态示意图。

图5控制器的原理框图。

其中，100-煎药壶，110-壶本体，111-壶底部，112-壶身部，113-壶口，114-翻边部，115-检测孔，116-固定孔，117-堵头，118-弹性件，120-壶嘴，130-壶盖，131-盖体部，132-提手部，133-凸缘部，134-溢流孔，135-窗口，140-把手，141-空腔，150-热电偶，160-溢流传感器，170-控制器。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。本发明实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实施方式的一种煎药壶，如图1-图2所示，所述煎药壶100包括壶本体110、壶嘴120、壶盖130、把手140、热电偶150、溢流传感器160、控制器170以及内置于控制器的煎煮程式。

所述壶本体110，如图2所示，包括圆形的壶底部111及壶身部112，所述壶底部111和壶身部112相固定，构成上端开口的容器，用于容纳液体。所述壶底部111和壶身部112一体成型，材质为陶，也可以选用瓷。壶身部112的顶部设置由内表面向内延伸凸台，该台阶环绕一周，构成壶口113。壶身部112的顶部设置向上延伸且向外倾斜的翻边部114，翻边部114沿壶身部的顶部环绕一周，该翻边部114位于壶口113的外部侧，用于收集煎煮过程中溢出的液体，避免溢出的液体洒落，以影响药效不足。翻边部114上设置有用于固定溢流传感器的固定孔，如图3所示。所述壶嘴120为内置有用于液体流通的通道的壳体，通道的直径从壶嘴的进口端到出口端逐渐缩小。所述壶嘴120的进口端部和壶身部112固定，位于壶身部112的中部偏上处，壶嘴120和壶身部112相连通，以方便倾倒药液。把手140呈耳子状，把手140内置有用于装配壶控制器170及供电电池的空腔141。把手140和壶身部112相固定，位于壶嘴120的相对侧。所述壶底部111的内部被设置用于容纳热电偶150的检测孔115。检测孔115沿径向布置，检测孔115由壶底部的边缘沿径向向内延伸，并终止于壶底部的中部。检测孔115的自由端部被设置用于装配堵头的固定孔116，固定孔116和检测孔115共轴线，位于壶底部111的边缘。

所述壶盖130，如图2所示，包括圆盘形的盖体部131和提手部132，提手部132和盖体部131的顶部相固定。所述盖体部131下底面的边缘处设有凸缘部133，凸缘部133环绕一周。凸缘部133的外径和壶口113的内径相配合。所述盖体部131的边部上设置溢流孔134，溢流孔134沿径向布置。溢流孔134位于凸缘部133的上方。溢流孔134用于壶本体内的液体溢流和回流，以及用于溢流传感器160更精确地检测溢流状态。

所述热电偶150的测量端位于其一端部。热电偶150插入检测孔115内，热电偶150的测量端和检测孔115的盲端部相贴合，用于检测壶底部中部的温度。构成弹性件118的弹簧、堵头117依次装配于固定孔116内，堵头117和固定孔116固定，热电偶150、弹性件118和堵头117依次相贴合，弹簧118处于被压缩状态，使得热电偶150的测量端和检测孔115的盲端部紧紧相贴合，以利于可以更精确地检测壶底部的温度。

所述溢流传感器160选用热电偶。该热电偶和翻边部114上的固定孔相装配并固定，该热电偶的检测端部位于翻边部114的内侧，与位于壶盖130上的溢流孔134正相对。可以理解为，当盖壶盖130时，需使壶盖130上的溢流孔134和用于溢流检测的热电偶的检测端正相对。如此布置，当煎药壶100发生溢流时，煎药壶100内的液体首先从溢流孔134流出，热电偶的检测端部可以及时地接触到溢流出的液体，热电偶的温度发生突变，热电偶所检测的温度曲线上形成突变台阶，据此可以用于判断煎药壶100发生了溢流状态。因而，采用热电偶可以检测煎药壶的溢流状态，但是必需是煎药壶内的液出溢流后，才能检测到溢流状态。

所述壶控制器170为煎药壶的控制中心。所述热电偶150、溢流传感器160和壶控制器170分别电连接。壶控制器170和供电电池被装配于把手140的空腔141内。本实施方式的煎药壶100需要和外部加热装置配合使用，煎药壶100和加热装置通信连接，以将所需火力大小的控制信号发送给加热装置。优选无线通信连接，方便于煎药壶的使用。所述加热装置用于加热煎药壶100，其可以是燃气灶、电阻炉或电磁炉等中的任一种被配置有火力信号接口的加热器。加热装置基于所接收的来自煎药壶100的控制信号，启动点火，调整火力的大小，以使煎药壶温度(以下简称壶温度)的测量值达到设定值。在煎煮中草药时，壶控制器170获取与中草药处方煎煮要求相适应的煎煮程式，煎煮程式被配置有与时间相关联的温度的设定值。在每个控制/采样周期，壶控制器170采集热电偶150所检测的壶温度的测量值及从煎煮程式中获取的温度的设定值，基于壶温度的测量值及温度的设定值进行运算处理生成包括所需火力对应的控制信号，壶控制器170将该控制信号发送给加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整该加热装置火力的大小，以使壶温度的测量值达到温度的设定值，直至煎煮程式被壶控制器执行完，完成中草药煎煮，整个煎煮过程，自动完成，患者无需参与。

需要说明的是，所述检测孔115还可为其端面呈矩形的孔。热电偶150被封装成片状，热电偶150的端面和检测孔115的端面形状相配合。该热电偶150的测量部被设置在热电偶的上表面。将热电偶150插入到检测孔115的内部，热电偶150的下表面和检测孔115的下内壁面之间设置弹性件118，如弹片，弹性件处于被压缩的状态，使热电偶150的测量部和检测孔115的上内壁面相紧紧贴合。此外，所述热电偶150的测量部还可以被设置在热电偶的下表面，热电偶150装于检测孔115内，热电偶150的上表面和检测孔115的上内壁面间设置弹片；另外，热电偶150的测量部还可以被设置在热电偶的侧面，热电偶150和检测孔115装配，热电偶150测量部的相对侧面和检测孔115的侧壁之间设置弹片，以使热电偶150的测量部和检测孔115紧紧贴合，提高温度检测的精确性。

所述壶控制器170，如图5所示，包括微处理器、存储器、传感器电路、网络模块、显示接口模块、按键接口模块、无线收发模块、信号接口模块，以及内置于存储器的煎煮程式。所述存储器、传感器电路、网络模块、显示接口模块、按键接口模块、无线收发模块、信号接口模块分别和微处理器电连接。液晶屏经显示接口模块和壶控制器170电连接；移动终端，如手机、平板电脑等，经网络模块和壶控制器170建立通信连接；热电偶150、溢流传感器160经传感器电路和壶控制器170分别电连接；按键模块经按键接口模块和壶控制器170电连接。壶控制器170通过信号接口模块或无线收发模块与加热装置建立通信连接，用于将包括所需火力大小对应的控制信号发送给加热装置，操纵加热装置点火、调整火力及熄火。煎煮程式被存储于壶控制器170内置的存储器内。所述按键模块、移动终端，根据需要可以选配其中的一种或两种，本实施方式中优选按键模块和移动终端。所述按键模块被设置在把手120上。按键模块上设有“点火”、“熄火”、“增大”、“减小”、“确认”键，移动终端的应用软件界面上也设有“点火”、“熄火”、“增大”、“减小”、“确认”键，用于手动操纵煎药壶100产生点火、熄火、增大火力、减小火力的控制信号以及修改煎煮程式。

其中，所述煎煮程式，包括程式表和程式参数。程式表被配置有和时间相关联的温度的设定值，为由时间的设定值和温度的设定值所构成的数据表。程式表包括多个程式步，其构成煎煮过程中所需的浸药阶段、升温阶段、煎煮阶段和降温阶段。程式表中时间的设定值将持续到整个煎煮周期，涵盖浸药、煎煮、到最后熄火。程式参数包括一个、二个或多个参数，程式参数与程式表相关联，配合使用，修改程式参数可以优化壶控制器170对煎煮过程的控制。煎煮程式被存储在壶控制器170的存储器内。具有中草药知识及煎煮技能的用户或中药师通过移动终端、按键模块人机交互界面可以自行修改和定义所需的煎煮程式，修改完成后的煎煮程式可以存储于存储器。一种可选的煎煮程式的程式表和程式参数如下所示，其中程式表包括7个程式步，程式步包括“温度”及“时间”的设定值。

程式表：

程式参数：

保温温度(/℃)：50；

温度偏移值(/℃)：5；

控温容差(/％)：2

采样周期(/s)：10。

所述“程式表”中包括“温度”及“时间”。其中，“温度”表示在煎煮过程中壶底部要达到的温度，可选地指壶底部内表面要达到的温度。“时间”表示在该程式步的时间段内温度由上一程式步温度的设定值逐步变化到该程式步温度的设定值，可选用斜坡变化，适于描述“温度”变化的快慢，如煎煮升温的快、慢；需要说明的是，对于第1程式步，其上一程式步温度的设定值理解为加热前热电偶所检测的壶底部的温度，也可以理解为取值该第1程式步温度的设定值，对于前一种理解，在第1程式步前还需要再加一个用于升温的程式步，该程式步温度的设定值与所述第1程式步相同。

所述“程式参数”包括“保温温度”、“温度偏移值”、“控温容差”、“采样周期”。“保温温度”表征中草药煎煮完成后药液需要被维护的温度，以使药液适合于服用。“温度偏移值”表征对壶温度的控温偏差进行修正的修正参数，用以修正热电偶控制的壶温度(壶底部内表面)相对于温度设定值的偏差，以使煎药壶被加热的温度与期望的设定温度相一致。造成热电偶产生控温偏差的因素包括：检测孔的位置、壶底部热阻的大小、热电偶本身的差异、热电偶装配偏差、热电偶老化钝化、以及煎药壶本身的差异(如厚、薄、材质)等等。热电偶检测的壶温度的测量值在数值上与从程式表中获取的温度的设定值与温度偏移值的和值相一致，这样煎药壶被加热的温度(底部内表面)达到温度的设定值。例如，煎药壶底部内表面的期望温度为100℃，将温度的设定值取值为100℃，由于热电偶被装配在位于壶底部内表面下方的检测孔内，壶底部内表面与检测孔间存在的热阻较大，则当热电偶的检测温度为100℃时，壶底部内表面的温度小于100℃，可能为98℃，没有达到设定温度，即存在2℃的偏差，这个温度偏差可以通过温度偏移值来修正，将温度偏移值设为2℃。在此状态下，温度的设定值为100、温度偏移值为2℃，则热电偶的检测温度应为102℃，当热电偶检测的温度达到102℃时，壶底部内表面的温度达到设定的温度100℃，即达到期望温度。例如，当更换了热电偶，由于热电偶本身的差异、装配偏差，使得煎药壶的热工况发生了变化，使用前需要对煎药壶进行调式，以使程式表适用于新工况的煎药壶。一种可选的调式方法，如，在某一温度设定值T₀下加热煎药壶，采用高一级别的测温计测量壶底部内表面的温度值T₁，调整加热装置火力的大小，使T₁和T₀相等，此时热电偶所检测的壶温度的测量值为Tc，所述壶温度的测量值Tc与温度设定值T₀间的差值作为温度偏移值的初始设定值。此外，温度偏移值还可以用于调整煎煮程式中各程式步温度的设定值，如，温度偏移值增加2℃，相当于煎煮程式中各程式步温度的设定值增加2℃。修改温度偏移值的设定值，可以使同一程式表适用于不同厚度、不同材质的煎药壶；以及可以修正热电偶的装配偏差及热电偶本身的差异，以使程式表适用于煎药壶。“控温容差”表征煎药壶的被控目标温度相对于煎煮程式中温度设定值的波动幅度；例如，控温容差为2％，表示壶控制器允许壶温度的测量值(即被控目标温度)和温度设定值间的波动范围的最大偏差的相对值为2％，比如：若温度的设定值为100℃、控温容差为2％，则壶温度的测量值(即被控目标温度)在98-102℃之间，则认为壶温度的测量值和温度的设定值相当，也即壶温度的测量值达到设定值。温度偏差的相对值在此定义为：温度偏差的相对值＝ABS(温度的测量值-温度的设定值)/温度的设定值*100％。“采样周期”表征壶控制器从程式表中获取温度的设定值以及从热电偶获取壶温度的测量值的时间间隔，即壶控制器对壶实施控制的频繁程度。采样周期被设置的越小，控制就越精确。

本实施方式的煎药壶100被配置有热电偶150和壶控制器170，所述煎药壶100和加热装置配合用，加热装置对煎药壶100加热，煎药壶100操纵加热装置，使加热装置产生煎药壶所需大小的火力。所述加热装置可以为燃气灶、电阻炉、电磁炉中的一种。该加热装置被配置有加热控制器，加热控制器内置无线收发模块或火力接口模块。煎药壶100的无线收发模块和加热装置的无线收发模块通过无线信道建立通信连接，用于向加热装置发送控制信号及接收加热装置的反馈信号，实现煎药壶100和加热装置协同工作。

接下来，将以上述提及的煎煮程式(不设置温度偏移值参数)、加热装置选用电阻炉为例，将本实施方式的煎药壶100自动煎煮中草药的操作流程，以及煎煮原理和控制过程，分别作如下所述。

煎药壶100的操作方法

S1：煎药壶准备。将煎药壶100置放在电阻炉上，采用无线信道使煎药壶100和电阻炉建立通信连接。

S2：中草药入壶。将煎药壶100的壶盖130打开，把准备好的中草药放入煎药壶内，盖上壶盖。

S3：煎煮程式选择。通过煎药壶100上的按键模块选取与待煎煮中草药处方要求相适配的煎煮程式，壶控制器170从其内存储器中读取相应的煎煮程式。

S4：点火煎煮。煎药壶100被设有“自动”和“手动”两种煎煮方式，默认为“手动”煎煮方式。选择“自动”煎煮方式，触按“点火”键，壶控制器170操纵电阻炉即刻点火，或者由时间驱动(即预约方式)操纵电阻炉点火；电阻炉接通电源，被“点火”，电阻炉加热煎药壶。

S5：煎煮完成。煎煮程式的时间被壶控制器170执行完，煎煮过程完成，完成中草药煎煮。壶控制器170生成控制信号触发轰鸣器发出报警，告知用户取药液。若未选取保温功能时，壶控制器170生成控制信号操纵电阻炉关闭电源；若选取保温功能，用户长时间不取药液，壶控制器170将依照程式参数中的“保温温度”的设定值，操纵电阻炉对煎药壶100加热，使煎煮温度的测量值和保温温度的设定值相当，以使煎煮好的药液的温度维持在用户所需的温度。

煎煮方法和控制过程

煎煮程式包括程式表和程式参数。所述程式表为由时间和温度所构成的表格，包括多个程式步，程式步的数量根据煎煮需要进行确定，无具体要求。程式表涵盖中草药在煎煮过程中必需的浸药阶段、升温阶段、煎煮阶段和降温阶段。为了提高中药药液的药效，有的中药处方要求常温浸药，有的要求在某温度范围内浸药，有的要求缓慢升温到最高温度，有的要求武火煎煮，有的要求文火煎煮等等，均可以通过程式表中的时间和温度的设定值来实现。煎煮程式的程式表的制定和修改需要在中药师的指导下进行，或由中药师制定。本实施方式煎煮程式的程式表，以表格形式存在，非常方便于参数修改，针对不同的中草药处方，设定相对应的程式表，有利于煎煮出药效更高的药液。

所述煎煮程式的程式表包括7个程式步，各个程式步均包括温度和时间的设定值。其中第1程式步，对应浸药阶段，浸药温度为35℃，浸药时长为30Min；第2-第3程式步，对应升温阶段，第2程式步较快速升温，经历3分钟从35℃升高到95℃，第3程式步的较第2程式步缓慢升温，经历2分钟从95℃升高到105℃，设置合适的升温速率，可以减少在升温过程中产生的泡沫，避免溢流发生；第4-第6程式步，对应煎煮阶段，萃取中草药的有效成分，第4程式步的煎煮温度为105℃、煎煮时长10Min，第5程式步经历1分钟将温度从105℃降到100℃，第6程式步的煎煮温度为100℃、煎煮时长10Min；第7程式步，对应降温阶段，历经5分钟将温度从100℃降低到70℃，使煎煮的药液以一定的降温速率降温。需要说明的是，中草药处方若是不要求完成煎煮的药液以一定的速率降温，可以不设值第7程式步。在每个采样周期，壶控制器170采用插值法从程式表中获取温度的设定值，可以理解为，壶控制器170根据采样周期，如10s，将当前程式步的时间设定值对应的时间段划分为多个对应的小时间段，每一小时间段对应于一个采样周期，并依据上一程式步温度的设定值和当前程式步温度的设定值，采用插值法获取各个采样周期对应的温度的设定值。如采用线性内差值法取值，各程式步的温度将由上一程式步温度的设定值斜坡变化到该程式步温度的设定值，即斜坡变化；对于第1程式步可以视为其上一程式步温度的设定值和该第1程式步温度的设定值相同，以统一获取温度设定值的方法。此外，所述线性内插值法还可以由多项式插值、牛顿插值或其它插值方法进行替代，使各程式步间温度平滑过度替代斜坡变化。如以第2程式步的线性内插值法取值为例，说明如何从程式表中获取温度的设定值，假设采样周期10s，第2程式步的第9个控制/采样周期，即第90s，对应于第2程式步的1分30秒处，采用线性内插法从第2程式步获取在该第9个控制周期的温度的设定值为65℃。

在自动煎煮过程中，所述壶控制器170基于所获取的煎煮程式，依次执行程式表的各个程式步，操控电阻炉的火力，加热煎药壶，使壶温度的测量值达到温度的设定值，自动煎煮中草药，直到程式表被依次执行完，完成中草药的煎煮，在煎煮的过程中，用户无需参与煎煮火力及时间的控制。

壶控制器170执行第1程式步。第1程式步为浸药阶段，在每个控制/采样周期，壶控制器170从第1程式步中获取温度的设定值，以及采集热电偶150的检测信号，获取壶温度的测量值，基于壶温度的测量值和设定值，生成控制信号，操纵电阻炉的火力，使壶温度的测量值和设定值相当，即达到设定值。当第1程式步的时间被执行完后，执行第2程式步。

在第2程式步的每个控制/采样周期，壶控制器170采集热电偶150的检测信号获取壶温度的测量值，并利用线性内差值的方法从第2程式步中获取温度的设定值。壶控制器170将所获取的壶温度的测量值和温度的设定值进行比较，当壶温度的测量值小于温度的设定值，壶控制器170经运算生成包括使电阻炉火力增大的控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于所接收的控制信号，生成控制信号用于增加电阻炉的火力，以使煎药壶100的温度升高，直到所获取的壶温度的测量值和温度的设定值相当；当所采集的壶温度的测量值大于所获取的温度的设定值时，壶控制器170经运算生成使电阻炉火力减小的控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于所接收的控制信号，生成控制信号减小电阻炉的火力，使煎药壶100的温度降低，直到所获取的壶温度的测量值达到温度的设定值；如此，直至壶控制器170执行完第2程式步。第2程式步被执行完后，壶控制器170采用上述控制方法依次执行第3程式步至第7程式步，直至程式表的各个程式步被执行完，完成中草药的煎煮。

壶控制器170对所获取的壶温度的测量值、温度的设定值进行运算处理生成调整电阻炉火力的控制信号时，所采用的运算处理方法可以是PI(比例积分)控制算法，也可以是PD(比例微分)控制算法，还也可以是控制精度更高的PID(比例积分微分)控制算法。所述发送到电阻炉的控制信号可以选用4-20mA的标准的模拟信号，如其对应着电阻炉0％-100％的功率占比，用以调整电阻炉火力的大小。

当煎煮程式被壶控制器170执行完，完成中草药的煎煮，此时壶控制器170生成控制信号，触发报警器发出轰鸣声，告知用户，煎煮结束，可以取药液。在整个煎煮过程中，用户无需参与，由煎药壶100自动完成。

在上述自动煎煮的过程中，在每个控制/采样周期，壶控制器170还获取溢流传感器160的检测信号，基于溢流传感器160的检测信号确定煎药壶发生溢流状态时，壶控制器170生成包括使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于所接收的控制信号生成控制信号操控电阻炉减小火力，直致煎药壶消除溢流，避免溢流继续进行；同时壶控制器170进行溢流计数。当溢流计数大于计数阈值，比如计数大于3次时，特别是发生连续溢流计数时，壶控制器170还进行了以下溢流处理。

当溢流计数大于计数阈值，壶控制器170将从煎煮程式中所获取的与发生溢流时刻所在控制周期相对应的温度的设定值与当前程式步温度的设定值进行比较，并将所述温度的设定值与当前程式步温度的设定值进行差值计算，并将该差值做标识，如在此被标识为第1调整量值。当所获取的与发生溢流时刻所在控制周期相对应的温度的设定值相对于当前程式步温度的设定值较低时，如所述温度的设定值与该程式步温度的设定值间相差4-8℃，表明程式表中该程式步温度的设定值过高，此时，壶控制器170减小程式参数中的温度偏移值的设定值，使煎药壶100的目标温度整体向下平移，降低壶的被控目标温度，以减少溢流的发生率；所述温度偏移值的设定值的减小幅度可以基于第1调整量值进行确定，可选为第1调整量值的部分量值，如减小幅度取第1调整量值的1/3、1/2或2/3等。当所获取的与发生溢流时刻所在控制周期相对应的温度的设定值相对于该程式步温度的设定值较高时，如所获取的温度的设定值与当前程式步的温度的设定值间相差1-3℃，即溢流时所对应的温度的设定值已接近当前程式步温度的设定值时，壶控制器170减小程式表中当前程式步温度的设定值，以及减小其温度设定值不小于该程式步温度设定值的各个程式步的温度的设定值，减小温度的设定值以及温度上升的速率，逐步减少加热装置的火力，减少甚至避免溢流的发生；所述程式步温度的设定值的减小幅度可以根据第1调整量值来确定，如取值为第1调整量值的部分量值，其减小幅度取值为第1调整量值的1/3、1/2或2/3等。需要说明的是，当溢流发生后，壶控制器170还可以同时减小煎煮程式中温度偏移值的设定值以及当前程式步温度的设定值，此种情况下为了避免超调，导致壶温度过低，则温度偏移值的减小幅度与程式步温度设定值的减小幅度之和应小于第1调整量值。壶控制器170对煎煮程式进行上述修改后，将溢流计数进行规0处理，恢复0值。

壶控制器170对煎煮程式的程式步温度的设定值或/和温度偏移值的设定值进行减小修改后，壶控制器170重新进行溢流计数，且溢流计数大于计数阈值时，壶控制器170依上述方法再次修改煎煮程式，如此循环调整，直至煎煮程式被执行完，完成对中草药的煎煮。煎煮完成后，用户可以保存壶控制器170所修改的煎煮程式，以备下次使用。

另外，需要说明的是：所述溢流传感器160还可以选用超声波传感器或光电传感器，其用于检测到壶内液体表面的泡沫及泡沫高度，可以检测到煎药壶将要发生溢流且尚未溢出的溢流状态，可以避免溢流的发生。溢流传感器160和煎药壶装配，如图4所示，其检测端部和壶盖130上的窗口135正相对，通过该窗口135可以探测到煎药壶内产生的泡沫。当煎药壶100内液体被加热到沸腾后，液体表面产生并集聚泡沫，当泡沫的高度达到设定的高度阈值时，如泡沫顶端面接触壶盖，则溢流趋势产生，有发生溢流的可能，壶控制器170作出产生溢流状态的判断，生成用以减小煎煮火力的控制信号，并发送给加热装置，同时壶控制器170进行溢流计数。加热装置基于所接收的控制信号，生成控制信号降低加热装置的火力，减少甚至消除煎药壶100内产生的泡沫，避免溢流发生。

在此，需要说明的是，若采用“温度偏移值”参数，在自动煎煮中草药的过程中，壶控制器依次执行煎煮程式的各个程式步，在每个控制周期，壶控制器170将壶温度的测量值同从煎煮程式中获取的温度的设定值与温度偏移值的和值相比较，基于壶温度的测量值以及获取的温度的设定值与温度偏移值的和值，进行运算处理生成控制信号调整加热装置的火力，使壶温度的测量值达到从煎煮程式中获取的温度的设定与温度偏移值的和值，直到煎煮程式被壶控制器执行完，完成中草药的煎煮。

本实施方式的煎药壶包括壶本体、壶盖、壶嘴和把手，被配置有热电偶、壶控制器及内置于壶控制器的煎煮程式。热电偶被装配于壶本体的壶底部，检测壶底部中部的温度。煎煮中草药时，壶控制器获取与被煎中草药处方的煎煮要求相对应的煎煮程式，基于该煎煮程式，在每个控制/采样周期，壶控制器采集热电偶所检测的壶温度的测量值及从煎煮程式中获取温度的设定值，基于壶温度的测量值和温度的设定值进行运算处理，如采用PI(比例积分)控制算法、PD(比例微分)控制算法或控制精度更高的PTD(比例积分微分)控制算法，生成与煎煮所需火力大小相对应的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热煎药壶的加热装置，加热装置可以是燃气灶、电阻炉和电磁炉中的一种，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号调整该加热装置的火力，使热电偶所检测的壶温度的测量值达到从煎煮程式中获取的温度的设定值，壶控制器操纵加热装置的火力大小，使壶温度的测量值达到设定值，基于煎煮程式自动煎煮中草药，直到煎煮程式的各个程式步依次被执行完，完成中草药的煎煮，整个煎煮过程中不需要用户参与，用户有无煎煮知识及技能，均可以煎煮出高药效的中药汤剂。另外，热电偶的测量端部被设置在壶底部的中心部，检测壶底部中心处的温度，更能反应壶需要控制的温度，提高温度检测的精确性。

煎药壶上还被配置有溢流传感器。壶控制器采集溢流传感器的检测信号，基于溢流传感器的检测信号，当作出煎药壶发生了溢流状态的判断时，壶控制器生成包括使煎煮火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给加热装置，加热装置的控制器基于该控制信号生成控制信号操纵加热装置减小火力，减弱溢流条件，直至煎药壶消除溢流。当溢流计数大于计数阈值时，壶控制器修改煎煮程式，减小煎煮程式的程式参数中的温度偏移值的设定值，以及减小煎煮程式的程式表中的与溢流发生相对应的程式步温度的设定值以及温度设定值不低于该程式步的各个程式步的温度的设定值，以减少直至消除溢流发生。所述溢流状态包括壶内液体溢出的状态，以及壶内泡沫高度达到溢流条件将要发生溢流尚未溢流的溢流状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种煎药壶，其特征在于，所述煎药壶包括：

壶本体和壶盖，用于煎煮中草药，所述壶本体包括壶底部和壶身部，所述壶底部内置检测孔，壶身部的顶部设有壶口，壶盖和壶口相盖合；

热电偶，用于检测壶底部的温度，所述热电偶和检测孔装配；

壶控制器，用于煎煮控制，壶控制器获取与被煎中草药的煎煮要求相对应的煎煮程式，煎煮程式被配置有与时间相关联的温度的设定值；在每个控制周期，壶控制器从煎煮程式中获取温度的设定值，基于热电偶所检测的壶温度的测量值及温度的设定值进行处理，生成包括煎煮所需火力大小的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热煎药壶的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整火力大小，使壶温度的测量值达到温度的设定值，直至煎煮程式被壶控制器执行完，完成中草药煎煮。

2.根据权利要求1所述的煎药壶，其特征在于：

所述煎煮程式包括程式表；

所述程式表被配置有与时间相关联的温度的设定值，由多个程式步构成，，构成中草药在煎煮过程中必需的浸药阶段、升温阶段和煎煮阶段；所述程式步包括时间的设定值和温度的设定值。

3.根据权利要求2所述的煎药壶，其特征在于：

所述煎煮程式还包括程式参数，程式参数包括用于修正壶温度的控温偏差的温度偏移值；

在每个控制周期，使壶温度的测量值达到从煎煮程式中获取的温度的设定值与温度偏移值的和值。

4.根据权利要求1所述的煎药壶，其特征在于：所述检测孔沿径向布置，由壶底部的边缘沿径向向内延伸并终止于壶底部的中部，热电偶的测量端和检测孔的盲端部相贴合，检测壶底部中部的温度。

5.根据权利要求4所述的煎药壶，其特征在于：所述热电偶的测量端的相对端设置弹性件，弹性件处于被压缩的状态，以使热电偶的测量端和检测孔的盲端部充分贴合。

6.根据权利要求1、2或3所述的煎药壶，其特征在于：所述煎药壶还包括溢流传感器，用于检测煎药壶的溢流状态。

7.根据权利要求6所述的煎药壶，其特征在于：

所述壶控制器采集溢流传感器的检测信号，基于溢流传感器的检测信号，当确定发生溢流状态时，壶控制器生成包括使所需煎煮火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，直至溢流状态消除；或者，

所述壶控制器减小煎煮程式中的温度偏移值的设定值，或/和减小煎煮程式中与溢流发生相对应的程式步的温度的设定值，以使所需煎煮火力减小，直至溢流状态消除。

8.根据权利要求6所述的煎药壶，其特征在于：所述煎药壶壶身部的顶部设置沿周向延伸并环绕一周的翻边部，该翻边部位于壶口的外部，用于收集煎煮过程中溢出的液体。

9.根据权利要求8所述的煎药壶，其特征在于：

所述溢流传感器选用热电偶，其和翻边部固定，该热电偶的检测端部位于翻边部的内侧，和位于壶盖上的沿径向布置的溢流孔相对；或者，

所述溢流传感器为用于泡沫探测的超声波传感器或光电传感器，被设置在煎药壶的上方，其检测端部和设置于壶盖上的窗口相对。

10.根据权利要求1-10所述的煎药壶，其特征在于：所述煎煮程式的程式表包括多个程式步，所述程式步构成中草药在煎煮过程中必需的浸药阶段、升温阶段、煎煮阶段。