CN107305089A - 用于感测冰箱的温度的设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于感测冰箱的温度的设备，该冰箱具有深冷冻室。利用被设计用于解决以上问题的本公开，从温度感测单元输出的电压值根据预定放大比率被放大。由此，当在相同温度范围内测量温度时，从温度感测单元输出的电压值的范围可以显著地变宽。相应地，当室内温度改变1℃时给出的电压变化量增加至高于传统温度感测设备的情形，并且因此可以更加精确地并且准确地感测温度。本公开的温度感测设备特别地适合于具有低于典型冷藏室或者冷冻室的温度的深冷冻室的温度感测。

Description

用于感测冰箱的温度的设备
技术领域
本公开涉及一种用于感测冰箱的温度的设备，并且更加具体地涉及一种用于感测具有深冷冻室的冰箱的温度的设备。
背景技术
冰箱具有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。冰箱根据预定制冷循环排放产生的冷空气以降低隔室中的温度以保持食物处于冷冻状态或者低温状态中。典型地，冰箱包括作为存储室的冷冻室和冷藏室。冷冻室被构造成保持食物或者饮料处于冷冻状态中，并且冷藏室被构造成保持食物或者饮料处于低温。近来，已经投放了具有用于在短时间中将食物冷却到极低的温度并且保持食物处于极低的温度的单独隔室的冰箱，即具有深冷冻室的冰箱。具有深冷冻室的冰箱对于存储需要被保持在极低温度下的食物诸如金枪鱼而言是有用的。
在典型的冰箱中，冷藏室具有在0℃和5℃之间的温度范围，冷冻室具有在-15℃和-30℃之间的温度范围。作为对照，深冷冻室具有在-20℃和-60℃之间的温度范围，这低于典型冰箱的冷冻室的温度范围。
根据由用户设定的温度或者根据预定制冷循环，这种冰箱要求准确的并且精确的温度控制。如果不正确地执行温度控制，则存储在冰箱中的食物可能变坏或者腐烂。为了实现准确的并且精确的温度控制，需要准确地感测冷藏室或者冷冻室中的温度。
图1是示意根据现有技术用于感测冰箱的温度的设备的图。
如在图1中所示传统温度感测设备被安设在冰箱的冷藏室或者冷冻室中以感测冷藏室或者冷冻室中的温度。参考图1，根据现有技术用于感测冰箱的温度的设备包括用于感测室内温度的传感器102、连接到传感器102的基准电阻器R11、用于从从传感器102输出的电压值移除噪声的电阻器R12和电容器C11以及用于基于从传感器102输出的电压值确定室内温度的温度确定单元104。
传感器102根据隔室中的温度变化输出不同的电压值。输出的电压值被输入到温度确定单元104。温度确定单元104通过模拟数字转换器(ADC)将输入的电压值转换成数字值，并且基于经转换的数字值确定隔室中的当前温度。例如，如在图1中所示的传统温度感测设备参考如在表1中所示的数据基于经转换的数字值来确定隔室中的温度。
表1
温度 电压值 数字值 差值
-30 2.344 480 1.154
-29 2.349 481 1.120
-28 2.355 482 1.116
-27 2.360 483 1.139
-26 2.366 484 1.106
-25 2.371 486 1.130
-24 2.377 487 1.097
-23 2.382 488 1.093
-22 2.387 489 1.116
-21 2.393 490 1.084
-20 2.398 491 1.079
-19 2.403 492 1.102
-18 2.409 493 1.071
-17 2.414 494 1.066
-16 2.419 495 1.062
-15 2.424 496 1.085
-14 2.430 498 1.053
-13 2.435 499 1.049
-12 2.440 500 1.045
-11 2.445 501 1.067
-10 2.450 502 1.037
-9 2.455 503 1.032
-8 2.460 504 1.028
-7 2.465 505 1.024
-6 2.470 506 1.020
-5 2.475 507 1.042
-4 2.480 508 1.012
-3 2.485 509 1.008
-2 2.490 510 1.004
-1 2.495 511 1.000
0 2.500 512 0.996
如在表1中所示，在传统温度感测设备中包括的传感器102当室内温度是-30℃时指示2.344V作为电压值，并且当室内温度是0℃时指示2.500V作为电压值。相应地，需要在宽度为0.156V的电压范围内测量室内温度。另外，当室内温度改变1℃时，由传感器102指示的电压值改变大约0.005V。
利用根据现有技术的这种温度感测设备，需要基于非常少量的电压变化来检查隔室中的温度变化。特别地，如果这种传统温度感测设备被用于感测具有在-20℃和-60℃之间的温度范围的深冷冻室中的温度，则需要在宽度为大约0.23V的电压范围内测量室内温度。由于这个限制，难以使用根据现有技术的温度感测设备精确地并且准确地感测具有深冷冻室的冰箱的温度。
相应地，存在对于如下温度感测设备的需要，该温度感测设备能够比传统的温度感测设备更加准确地并且精确地感测具有深冷冻室的冰箱的温度。
发明内容
本公开的目的在于提供一种能够精确地并且准确地感测具有深冷冻室的冰箱的室内温度的温度感测设备。
本公开的另一个目的在于提供一种能够在比传统温度感测设备更宽的范围内精确地并且准确地感测温度的温度感测设备。
本公开的另一个目的在于提供一种用于通过精确的并且准确的温度感测改进具有深冷冻室的冰箱的温度显示和控制功能并且解决诸如不足冷却和过度冷却的问题的温度感测设备。
应该指出，本公开的目的不限于前述目的，并且根据以下说明，本领域技术人员将会清楚本公开的其它目的。另外，将会理解，能够利用在所附权利要求及其组合中叙述的方案实现本公开的目的和优点。
本公开的目的不限于上述目的，并且根据以下说明，本领域技术人员能够理解其它目的和优点。此外，将易于理解，能够利用在所附权利要求及其组合中叙述的方案实践本公开的目的和优点。
如上所述，深冷冻室具有在-20℃和-60℃之间的温度范围，这低于典型冰箱的冷冻室或者冷藏室的温度范围。然而，如果传感器被构造成对于1℃的室内温度变化指示大约0.005V的电压变化，则由于过小的每1℃的电压变化量，难以精确地感测温度。例如，利用传统的温度感测设备，需要根据小的电压变化感测温度变化，并且因此如果由于除了实际的温度变化之外的原因导致传感器的电压发生变化，则非常可能不正确地感测温度。
利用被设计用于解决以上问题的本公开，根据预定放大比率，从温度感测单元输出的电压值被放大。由此，当在相同的温度范围内测量温度时，从温度感测单元输出的电压值的范围可以显著地变宽。相应地，当室内温度改变1℃时给出的电压变化量增加至高于传统温度感测设备的情形，并且因此可以更加精确地并且准确地感测温度。
根据本公开的一个方面，一种用于感测冰箱的温度的设备包括：温度感测单元，温度感测单元用于根据深冷冻室中的温度变化输出电压值；电压放大单元，电压放大单元用于根据预定放大比率放大从温度感测单元输出的电压值并且输出放大电压值；和温度确定单元，温度确定单元用于基于由电压放大单元输出的放大电压值确定深冷冻室中的温度。
根据本公开的一个实施例，从温度感测单元输出的电压值被适当地放大以感测深冷冻室的特定温度范围，该特定温度范围指示比典型冰箱的冷藏室或者冷冻室的温度低的温度。由此，已经在传统上使用的温度感测设备可以被应用于带有深冷冻室的冰箱，并且深冷冻室的温度可以被更加精确地并且准确地感测。
利用根据本发明的实施例的温度感测设备，具有深冷冻室的冰箱的室内温度可以被更加精确地并且准确地感测。
另外，利用根据本发明的实施例的温度感测设备，可以在比传统温度感测设备更宽的范围内更加精确地并且准确地感测温度。
此外，根据本公开的一个实施例，通过精确并且准确的温度感测，具有深冷冻室的冰箱的温度的显示和控制功能可以得到改进并且诸如不足冷却和过度冷却的问题可以得到解决。
附图说明
图1是示意根据现有技术的、用于感测冰箱的温度的设备的构造的图。
图2是示意根据本公开一个实施例的、用于感测冰箱的温度的设备的构造的图。
图3是示意设备根据本公开另一个实施例的、用于感测冰箱的温度的构造的图。
图4示意根据本公开一个实施例的、用于显示冷冻室和冷藏室的温度的显示器单元。
图5示意根据本公开另一个实施例的、用于显示冷冻室和冷藏室的温度的显示器单元。
具体实施方式
参考附图，根据详细说明，以上目的、特征和优点将变得清楚。实施例被足够详细地描述以使得在本技术领域中的本领域技术人员能够易于实践本公开的技术思想。众所周知的功能或者构造的详细说明可以省略从而不会不必要地使本公开的主旨难以理解。在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。贯穿绘图地，相似的附图标记指的是相似的元件。
图2是示意根据本公开一个实施例的、用于感测冰箱的温度的设备的构造的图。
参考图2，根据本公开一个实施例的、用于感测冰箱的温度的设备包括温度感测单元22、电压放大单元24和温度确定单元206。在一个实施例中，用于感测冰箱的温度的设备可以进一步包括滤波器单元26。
温度感测单元22感测设置于冰箱的冷冻室或者冷藏室的温度，并且根据隔室温度的变化输出电压值。在这个实施例中，温度感测单元22感测具有特定温度范围，例如在-20℃和-60℃之间的范围的深冷冻室的温度，并且输出对应于该温度的电压值。
如在图2中所示，温度感测单元22包括传感器202和基准电阻器R24。温度感测单元22被构造成感测冷冻室例如深冷冻室中的温度变化。传感器202可以包括内部电阻器，该内部电阻器具有根据传感器旨在感测的场所的温度的变化而改变的电阻值。根据本公开的一个实施例，负温度系数(NTC)热敏电阻器和正温度系数(PTC)热敏电阻器可以被用作传感器202，负温度系数(NTC)热敏电阻器具有当该热敏电阻器的周围环境的温度增加时降低的内阻值，正温度系数(PTC)热敏电阻器具有当该热敏电阻器的周围环境的温度增加时增加的内阻值。
作为连接到传感器202的器件的基准电阻器R24分配从感测电源V21供应的电压。如上所述，温度感测单元22根据深冷冻室的温度的变化输出电压值。由温度感测单元22输出的电压值是当由感测电源V21供应的电压被在传感器202中包括的内部电阻器和基准电阻器R24分配时给出的值。在本公开的一个实施例中，基准电阻器R24的值可以被调节以使得温度感测单元22在相同温度下输出不同的电压值。在本公开的一个实施例中，基准电阻器R24可以具有1kΩ作为电阻值。
在本公开另一个实施例中，温度感测单元22可以进一步包括电容器21，如在图2中所示，电容器21用于稳定由基准电阻器R24或者传感器202的内部电阻器分配的分配电压。
如上构造的温度感测单元22根据在安设温度感测单元22的场所的温度的变化输出不同的电压值。输出的电压值被输入到电压放大单元24。
电压放大单元24根据预定放大比率放大从温度感测单元22输出的电压值并且输出放大电压值。如上所述，在这个实施例中，为了更加精确地并且准确地执行温度感测，从温度感测单元22输出的电压值被放大。由此，与传统技术相比较，对于相同的温度变化量，电压变化量可以增加。因为对应于温度变化量的电压变化量增加，所以根据电压变化的温度变化可以被更加清楚地识别，并且因此可以实现稳定并且精确的温度感测。
参考图2，电压放大单元24包括放大器件204、第一分配电阻器R21、第二分配电阻器R22和反馈电阻器R23。放大器件204根据预定放大比率放大输入电压的幅值。在本公开一个实施例中，操作放大器(OP AMP)可以被用作放大器件204。如在图2中所示，放大器件204接收由第一分配电阻器R21和第二分配电阻器R22分配的分配电压以及从温度感测单元22输出的电压V23。放大器件204根据预定放大比率放大从温度感测单元22输出的电压V23并且输出放大电压V24。
在本公开一个实施例中，可以取决于第一分配电阻器R21、第二分配电阻器R22和反馈电阻器R23的电阻值确定放大器件204的放大比率。如在图2中所示，第一分配电阻器R21和第二分配电阻器R22串联连接并且被构造成分配从基准电压V22输出的基准电压。反馈电阻器R23在第一分配电阻器R21和第二分配电阻器R22的连接点以及放大器件204的输出端子之间连接。在本公开一个实施例中，作为电阻值，第一分配电阻器R21可以具有1.2kΩ，第二分配电阻器R22可以具有1kΩ，并且反馈电阻器R23可以具有2kΩ。
温度确定单元206可以基于从电压放大单元24输出的放大电压值V24确定深冷冻室中的温度。在本公开一个实施例中，温度确定单元206可以包括用于将从电压放大单元24输出的放大电压值V24转换成数字值的模拟-数字转换器(ADC)(未示出)。使用ADC，温度确定单元206可以将从电压放大单元24输出的放大电压值V24转换成数字值，并且根据预定数据将对应于该数字值的温度确定作为深冷冻室的最终温度。
在本公开一个实施例中，如在图2中所示，温度感测设备可以进一步包括滤波器单元26，滤波器单元26用于从从电压放大单元24输出的放大电压值移除噪声。在本公开一个实施例中，如在图2中所示，滤波器单元26可以包括电阻器R25和电容器C22。
如上所述，深冷冻室具有在-20℃和-60℃之间的温度范围。相应地，在本公开一个实施例中，温度感测设备优选地感测在-20℃和-60℃之间的范围中的温度。然而，根据本公开的另一个实施例，在深冷冻室具有在-20℃和-60℃之间的范围以外的温度的情形中，温度感测设备可以感测在-10℃和-70℃之间的范围中的温度。
在设置有深冷冻室的冰箱开始操作之后，花费一定时间使得冷冻室被充分地冷却。相应地，在深冷冻室被充分地冷却之前的时段期间，高于或者等于-10℃的、存在于冰箱外侧的外部空气的温度可以由温度感测设备感测。因为外部空气的温度被感测，所以即使当冰箱正在正常地操作时，用户仍然可能误认为冰箱或者温度感测设备发生故障。特别地，如果在高温地区诸如非洲使用设置有深冷冻室的冰箱，则高达70℃的外部空气温度可以由温度感测设备感测。因此，在确定温度感测设备的可测量温度范围时，外部空气温度应该被加以考虑。相应地，在本公开一个实施例中，温度感测设备优选地感测在-70℃和70℃之间的范围内的、深冷冻室中的温度。
表2、表3和表4以比较方式示出当在-70℃和70℃之间的范围中测量温度时给出的、从传统温度感测设备输出的电压值(传统电压值)和从本公开的温度感测设备的温度感测单元22输出的电压值(本公开的电压值)。
表2
表3
表4
如在表2到表4中所示，传统温度感测设备使用在2.099V到2.798V之间的电压范围，即具有0.699V的宽度的电压范围以测量在-70℃和70℃之间的范围中的温度。作为对照，根据本公开一个实施例的温度感测设备使用在1.460V到4.725V之间的电压范围，即具有3.265V的宽度的电压范围以测量在相同范围中的温度。与传统温度感测设备相比较，本公开的温度感测设备对于相同的温度范围使用更宽的电压范围，并且因此适于感测要求精确并且准确的温度感测的深冷冻室的温度。
在传统温度感测设备和本公开的温度感测设备之间的电压范围差异引起单位温度变化量的电压变化量的差异。例如，利用传统温度感测设备，1℃的温度变化由大约0.005V的电压差表示。作为对照，利用本公开的温度感测设备，1℃的温度变化由大约0.03V的电压差表示。相应地，利用本公开的温度感测设备，温度间隔可以更加准确地并且精确地相互区别，并且因此与传统技术相比，可以更加精确地并且准确地执行温度感测。
例如，如果由于除了温度变化之外的原因，传感器202的电压值改变0.005V，则传统温度感测设备可以将这个改变误认为指示冷藏室或者冷冻室中的温度的变化。作为对照，利用根据本公开的温度感测设备，与传统情形相比较，可以显著地降低由于电压值的这种细小变化而引起错误的可能性。
图3是示意根据本公开另一个实施例的、用于感测冰箱的温度的设备的构造的图。
参考图3，根据本公开另一个实施例的、用于感测冰箱的温度的设备包括温度感测单元22、电压放大单元34和温度确定单元206。在本公开的一个实施例中，该用于感测冰箱的温度的设备可以进一步包括滤波器单元26。
如在图3中所示，温度感测单元22包括传感器202和基准电阻器R24。温度感测单元22、传感器202和基准电阻器R24的功能和构造与图2所示温度感测单元22、传感器202和基准电阻器R24相同，并且因此省略其详细说明。在本公开另一个实施例中，如在图3中所示，温度感测单元22可以进一步包括电容器21以稳定由基准电阻器R24或者温度感测单元22的内部电阻器分配的分配电压。
电压放大单元34根据预定放大比率放大从温度感测单元22输出的电压值并且输出放大电压值。在图3的实施例中，电压放大单元34包括集成电路(IC)器件302，IC器件302包括两个或者更多放大器件304、306。在IC器件302中包括的该两个或者更多放大器件304、306中的仅一个放大器件304被用于放大从温度感测单元22输出的电压值，并且另一个放大器件可以用于冰箱的其它功能。在本公开另一个实施例中，因为使用如上所述包括两个或者更多放大器件304、306的IC器件302，所以冰箱的制造效率可以增加，并且制造成本可以降低。
作为参考，图3所示放大器件304、第一分配电阻器R21、第二分配电阻器R22和反馈电阻器R23的功能和构造与图2所示放大器件204、第一分配电阻器R21、第二分配电阻器R22和反馈电阻器R23的功能和构造相同，并且因此省略其详细说明。
温度确定单元206可以基于从电压放大单元34输出的放大电压值V24确定深冷冻室中的温度。在本公开的一个实施例中，温度确定单元206可以包括模拟-数字转换器(ADC)(未示出)以将从电压放大单元34输出的放大电压值V24转换成数字值。使用ADC，温度确定单元206可以将由电压放大单元34输出的放大电压值V24转换成数字值，并且根据预定数据将对应于该数字值的温度确定作为深冷冻室的最终温度。
在本公开的一个实施例中，如在图3中所示，温度感测设备可以进一步包括滤波器单元26，滤波器单元26用于从从电压放大单元34输出的放大电压值移除噪声。在本公开的一个实施例中，如在图3中所示，滤波器单元26可以包括电阻器R25和电容器C22。
图4示意根据本公开的一个实施例的用于显示冷冻室和冷藏室的温度的显示器单元，并且图5示意根据本公开的另一个实施例用于显示冷冻室和冷藏室的温度的显示器单元。
在图2和3所示本公开的温度感测设备中包括的温度确定单元可以感测冷冻室或者冷藏室的温度，并且冷冻室或者冷藏室的感测温度可以如在图4中所示通过显示器单元402显示。在图4的实施例中，-48℃被显示作为冷冻室的温度，并且2℃被显示作为冷藏室的温度。
如果冷冻室或者冷藏室的温度在可感测温度范围以外，则在温度感测设备中包括的温度确定单元可以通过显示器单元402显示错误消息。例如，如果作为在冰箱中包括的冷冻室的温度感测的结果给出的深冷冻室的温度低于-70℃或者高于70℃，其中-70℃或70℃是可由温度感测设备感测的温度，则温度确定单元通过显示器单元402在冷冻室的温度显示区域上显示错误消息E。
在本公开的一个实施例中，在显示器单元402上显示的错误消息的类型或者形式可以由用户定义。例如，用户可以设定如果深冷冻室的温度在可由温度感测设备感测的温度范围以外则显示消息诸如“--”或者“EE”。
利用根据本发明的实施例的温度感测设备，可以更加精确地并且准确地感测具有深冷冻室的冰箱的室内温度。
另外，利用根据本发明的实施例的温度感测设备，可以在比传统温度感测设备更宽的范围内更加精确地并且准确地感测温度。
此外，根据本公开的一个实施例，通过精确并且准确的温度感测，具有深冷冻室的冰箱的温度的显示和控制功能可以得到改进，并且诸如不足冷却和过度冷却的问题可以得到解决。
在不偏离本公开的范围和精神的情况下，本发明所属领域的技术人员可以不同地替代、更改和修改上述公开。因此，本公开不限于上述示例性实施例和附图。

Claims (9)

1.一种用于感测冰箱的温度的设备，包括：
温度感测单元，所述温度感测单元用于根据深冷冻室中的温度变化而输出电压值；
电压放大单元，所述电压放大单元用于根据预定放大比率而放大从所述温度感测单元输出的所述电压值并且输出放大电压值；和
温度确定单元，所述温度确定单元用于基于由所述电压放大单元输出的所述放大电压值而确定所述深冷冻室中的温度。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
滤波器单元，所述滤波器单元用于从由所述电压放大单元输出的所述放大电压值移除噪声。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述温度确定单元在-70℃和70℃之间的范围内确定所述深冷冻室中的温度。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述电压放大单元在1.460V和4.725V之间的范围内放大从所述温度感测单元输出的电压值。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述温度感测单元包括：
传感器，所述传感器用于感测所述深冷冻室中的温度变化；
基准电阻器，所述基准电阻器用于分配从感测电源供应的电压。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电压放大单元包括：
放大器件，所述放大器件用于通过接收分配电压和从所述温度感测单元输出的电压而输出所述放大电压值；
第一分配电阻器和第二分配电阻器，所述第一分配电阻器和所述第二分配电阻器用于通过分配从基准电源输出的基准电压而输出所述分配电压；
反馈电阻器，所述反馈电阻器在所述第一分配电阻器和所述第二分配电阻器的连接点与所述放大器件的输出端子之间连接。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，作为电阻值，所述第一分配电阻器具有1.2kΩ，所述第二分配电阻器具有1kΩ，并且所述反馈电阻器具有2kΩ。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，当由所述电压放大单元输出的所述放大电压值在预定电压范围以外时，所述温度确定单元通过显示器单元显示错误消息。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电压放大单元包括放大集成电路，所述放大集成电路包括两个或者更多个放大器件。
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