CN107348831B - 一种修正加热时间的电饭锅以及其加热控制方法 - Google Patents
一种修正加热时间的电饭锅以及其加热控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出的基于修正加热时间的电饭锅以及加热控制方法，电饭锅包括锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖，所述内锅下部设有称重传感器，所述称重传感器用于检测内锅中大米和水的质量，并将质量信号传递给控制器。加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收质量传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长。加热控制方法，其基于上述电饭锅，所述控制器控制加热器对内锅进行加热以，所述电饭锅煮饭分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段。
Description
技术领域
本发明属于电饭锅技术领域，特别涉及一种电饭锅以及其加热控制方法。
背景技术
早期的电饭锅通常在蒸煮米饭时仅有两个阶段，即“煮饭”和“保温”，每个阶段都采用固定的功率对米饭进行烹饪，其中“煮饭”阶段的时长是设定的，“保温”的时长是根据用户需要进行实际选择。为了提高米饭的口感，改进的电饭锅将“煮饭”阶段又详细分为五个子阶段：即吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，这五个子阶段的加热功率均不同，其中加热阶段是重要的一段，因为加热的时长决定了锅内的水到达沸点的时长，也决定了之后几个阶段的温度，如果加热的时间不够，则达不到需要的温度，造成米饭夹生，而加热时间过长，则造成温度过高的“干锅”情况。
目前的电饭煲大多采用温度控制的办法，即以固定的功率将锅里的水加热到100℃后自动转为下一阶段，但是温度控制加热时长有几点不足，首先检测的温度要第一是内锅金属层的温度，第二是检测的温度是锅内蒸汽的温度，第一种检测方式由于金属的导热性要高于水，因此测得的内锅温度高于内锅中水的温度；而第二种检测方式由于蒸汽在温度传感器表面液化放热的原因，传感器检测的蒸汽的温度通常高于实际锅内水的温度，都会使得电饭煲过早切换煮饭阶段，造成烹饪时间不足和温度偏低；其次，这种加热方式没有考虑到大米多少的因素，例如放500g大米和200g大米在加热的过程中，上层蒸汽达到100℃的时间可能差不多，因此电饭煲在实际加热的时长可能是一样的，但是500g大米和200g大米在同样的加热时间内，其各个部分的温度是不同的，因为大米的加热需要一个从米堆四周向米堆中心传热的过程，如果大米放的多，时间加热时间不够，造成大米整体内外的温度不一致，容易造成米饭周围糊锅、中间夹生的情况。
发明内容
本发明提出一种电饭锅，其包括锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖，所述内锅下部设有称重传感器，所述称重传感器用于检测内锅中大米和水的质量，并将质量信号传递给控制器。加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收质量传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长。所述电饭锅还具有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于锅盖内表面，用于测量内锅中蒸汽的温度，所述第二温度传感器位于锅体外侧，用于检测锅体表面温度。
本发明提出一种电饭锅加热控制方法，其基于上述电饭锅，所述控制器控制加热器对内锅进行加热以，所述电饭锅煮饭分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，其中加热阶段包括以下步骤：
步骤1：控制器控制加热器对内锅进行加热，直至第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1，当所述t1达到100℃时，此加热期间的时长T0即基础加热时长；
步骤2：第二温度传感器检测锅体表面温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到锅体表面温度的第二温度t2；
步骤:3：控制器通过内锅下部的称重传感器传送的质量信号确定上述T0内质量变化量Δm；
步骤4：控制器根据所述质量变化量Δm、第一温度t1、第二温度t2计算出修正加热时长Tc；
步骤5：控制器继续向加热器发送控制信号，继续对内锅进行加热，加热时长为Tc。
步骤6：整个加热阶段的加热时长T＝T0+Tc；
其中步骤4中，控制器根据以下公式计算出Tc：
在上式中，P为加热器的加热功率，K为内锅散热系数，A为内锅散热面积，r水为水的汽化潜热。
根据本发明提出的基于修正加热时间的电饭锅以及加热控制方法，其有效地克服了现有电饭锅温度测量不准、加热时间无法根据实际蒸煮量进行调整的缺点，保障了对不同的蒸煮量进行加热时米饭温度的均匀性和准确性，提升了米饭的口感。
说明书附图
图1为现有技术中电饭锅蒸煮米饭流程；
图2为本发明电饭锅加热阶段控制流程。
具体实施方式
下面结合几个实施例对本发明进行进一步说明。
本发明提出一种电饭锅，其包括锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖，所述内锅下部设有称重传感器，所述称重传感器用于检测内锅中大米和水的质量，并将质量信号传递给控制器。加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收质量传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长。所述电饭锅还具有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于锅盖内表面，用于测量内锅中蒸汽的温度，所述第二温度传感器位于锅体外侧，用于检测锅体表面温度。其中，所述电饭锅蒸煮米饭的过程分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，在加热阶段，控制器控制加热器对内锅进行加热，直至第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1，当所述t1达到100℃时，此加热期间的时长T0即基础加热时长，第二温度传感器检测锅体表面温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到锅体表面温度的第二温度t2，控制器根据所述质量变化量Δm、第一温度t1、第二温度t2计算出修正加热时长Tc，整个加热阶段的加热时长T＝T0+Tc。
在优选实施例中，控制器向加热器发送控制信号使得加热器以恒定功率对内锅进行加热。
在一个实施例中，本发明提出一种电饭锅的加热控制方法，所述控制方法基于上述实施例中的电饭锅，所述电饭锅蒸煮米饭的过程分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，其中加热阶段的控制方法包括以下步骤：
步骤1：控制器控制加热器对内锅进行加热，直至第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1，当所述t1达到100℃时，此加热期间的时长T0即基础加热时长；
步骤2：第二温度传感器检测锅体表面温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到锅体表面温度的第二温度t2；
步骤:3：控制器通过内锅下部的称重传感器传送的质量信号确定上述加热期间T0内质量变化量Δm；
步骤4：控制器根据所述质量变化量Δm、第一温度t1、第二温度t2计算出修正加热时长Tc；
步骤5：控制器继续向加热器发送控制信号，继续对内锅进行加热，加热时长为Tc。
步骤6：整个加热阶段的加热时长T＝T0+Tc。
其中步骤4中，控制器根据以下公式计算出Tc：
在上式中，P为加热器的加热功率，K为内锅散热系数，A为内锅散热面积，r水为水的汽化潜热。
在优选实施例中，米和水的比例为1:1。
进一步地，本领域技术人员可以理解，所述加热器的加热功率P如果采用变功率加热方式，所述控制器能够控制并获取所述加热器的加热功率P，此时，加热功率P、第一温度t1、第二温度t2都是关于时间T的函数，控制器控制加热器对内锅进行进一步加热的同时，实时获取加热器的加热功率P、第一温度t1、第二温度t2，将上述公式等号左边的部分进行时间积分，直到积分结果等于上述公式等号右边的常数Δmr水。在近似的计算过程中，可认为第一温度t1为恒定值。在可替换的加热方式中，加热器在Tc时间内的加热功率P为恒定功率。
K的值由内锅的材料决定，A为内锅散热面积，其与锅体的高度、直径相关。
所述控制器包括存储单元，所述存储单元中存有对所述温度信号相对应的数据表格，控制器通过查表方式得到所述第一和第二温度值。所述温度传感器、控制器、加热器和称重传感器的设置以及信号处理、控制方法均为现有技术，在此不再赘述。
以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电饭锅加热控制方法，所述电饭锅包括锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖，所述内锅下部设有称重传感器，所述称重传感器用于检测内锅中大米和水的质量，并将质量信号传递给控制器；加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收称重传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长；所述电饭锅还具有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于锅盖内表面，用于测量内锅中蒸汽的温度，所述第二温度传感器位于锅体外侧，用于检测锅体表面温度；所述控制器控制加热器对内锅进行加热，分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段；其特征在于，所述加热阶段的控制方法包括：
步骤1：控制器控制加热器对内锅进行加热，直至第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1，当所述t1达到100℃时，此加热期间的时长T0即基础加热时长；
步骤2：第二温度传感器检测锅体表面温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到锅体表面温度的第二温度t2；
步骤3：控制器通过内锅下部的称重传感器传送的质量信号确定上述加热期间T0内质量变化量Δm；
步骤4：控制器根据所述质量变化量Δm、第一温度t1、第二温度t2计算出修正加热时长Tc；
其中步骤4中，控制器根据以下公式计算出Tc：
在上式中，P为加热器的加热功率，K为内锅散热系数，r水为水的汽化潜热；
所述加热器的加热功率P采用变功率加热方式，所述控制器能够控制并获取所述加热器的加热功率P，此时，加热功率P、第一温度t1、第二温度t2都是关于时间T的函数，控制器控制加热器对内锅进行进一步加热的同时，实时获取加热器的加热功率P、第一温度t1、第二温度t2，将上述公式等号左边的部分进行时间积分，直到积分结果等于上述公式等号右边的常数Δmr水，K的值由内锅的材料决定，A为内锅散热面积，其与锅体的高度、直径相关；
步骤5：控制器继续向加热器发送控制信号，继续对内锅进行加热，加热时长为Tc；
步骤6：所述加热阶段的加热时长T＝T0+Tc。
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