CN107544582B

CN107544582B - 一种应用机械式继电器的温度控制方法和装置

Info

Publication number: CN107544582B
Application number: CN201710868853.0A
Authority: CN
Inventors: 李孝根
Original assignee: Midea Group Co Ltd; Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd; Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: CN107544582A

Abstract

本发明公开了一种应用机械式继电器的温度控制方法和装置，所述方法包括：实时获取检测温度；当所述检测温度小于预设的第一温度时，计算所述检测温度和所述第一温度之间的温度差值，并查找预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表，确定计算得到的所述温度差值对应的加热时长；以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。随着温度的上升，机械式继电器接通的时长变短，导致温度上升速度变慢，使得所述应用机械式继电器的温度控制，能够控制电器实现较小的温度波动。

Description

一种应用机械式继电器的温度控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种应用机械式继电器的温度控制方法和应用机械式继电器的温度控制装置。

背景技术

在需要进行功率调节的电器中，为了进行功率调节，需要设置继电器进行通断控制，继电器控制每个周期内电路导通时间的长短(占空比)，导通时间越长，功率越高。继电器一般为电磁式继电器。微波炉、烤箱等，在对温度进行控制时，要求温度波动幅度小，由于半导体开关元件(电子式继电器)可改变发热管的输出功率，可把温度波动降到最低，因此现有技术中多采用半导体开关元件。然而，由于该方式要求使用较多的零部件，导致电器的整体成本增加，又由于半导体开关元件发热较高的特性，使得其可信度下降。

在采用成本相对较低的电磁式继电器进行功率调节时，由于电磁式继电器在机械结构上只有导通(对应100％的功率输出)及断开(对应0％的功率输出)两种状态，且其切换的频率有限，因此不能实现要求温度波动小的功率控制。

发明内容

本发明提供一种应用机械式继电器的温度控制方法和应用机械式继电器的温度控制装置，用以解决现有技术中使用机械式继电器进行功率控制时，不能实现温度波动较小的温度控制问题。

依据本发明的一个方面，提供一种应用机械式继电器的温度控制方法，包括：

实时获取检测温度；

当所述检测温度小于预设的第一温度时，计算所述检测温度和所述第一温度之间的温度差值，并查找预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表，确定计算得到的所述温度差值对应的加热时长；

以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。

本发明还提供一种应用机械式继电器的温度控制装置，包括：

检测温度获取模块，用于实时获取检测温度；

加热时长获取模块，用于当所述检测温度小于预设的第一温度时，计算所述检测温度和所述第一温度之间的温度差值，并查找预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表，确定计算得到的所述温度差值对应的加热时长；

加热模块，用于以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。

本发明所提供的应用机械式继电器的温度控制方法，当检测温度到达预设的第一温度之前，根据计算检测到的温度值和第一温度之间的差值，查找与之对应的加热时长，并以第一工作周期为间隔，按照所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，随着温度的上升，机械式继电器接通的时长变短，导致温度上升速度变慢，使得所述应用机械式继电器的温度控制，能够控制电器实现较小的温度波动。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明方法实施例1中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图；

图2为本发明方法实施例2中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图；

图3为本发明方法实施例3中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图；

图4为本发明方法实施例4中的应用机械式继电器的温度控制方法中三个阶段的示意图；

图5为本发明方法实施例4中的应用机械式继电器的温度控制方法的流程图；

图6为本发明方法实施例4中应用机械式继电器的温度控制装置的结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明方法实施例1中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图，如图1所示的本发明方法实施例1中应用机械式继电器的温度控制方法，包括：

步骤1，实时获取检测温度。

具体地，在实际的应用中，选取被加热部位的加热腔中心位置处的温度作为检测温度，可通过设置在腔体上的温度传感器检测温度，基于检测到的温度通过所述机械式继电器来控制热源即发热管。

由于温度传感器并非设置于腔体中心，而是通过间接检测的方式，因此，温度传感器所检测到的温度与腔体中心的实际温度之间并不相同，并且，这两个温度相对于热源的温度响应速度也不同，腔体中心温度相对热源的温度变化实时变化，而温度传感器需要通过包裹在传感器壳体中，由于传感器壳体的热传导性的影响，其检测到的温度对热源的温度变化响应会产生延迟。只能获取温度传感器检测到的温度，而无法直接获得腔体中心的实际温度。由于这种不一致，使得现有技术无法再进一步降低温度波动的幅度。

步骤2，当所述检测温度小于预设的第一温度时，计算所述检测温度和所述第一温度之间的温度差值，并查找预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表，确定计算得到的所述温度差值对应的加热时长。

具体地，预设的第一温度，为设定好的需求温度。第二温度，为设定好的最高温度。在加热过程中，计算检测温度和第一温度之间的温度差值，可以以很小的时间间隔计算。根据温度差值，查找预设的第一对应关系后，确定与温度差值对应的加热时长，在预设的第一对应关系中，预先设定了在达到第二温度之前，每到达一个预设的温度差值，需要每次加热的时长，即加热时长，本发明通过机械式继电器的通断控制完成加热，每次导通时长长，则加热快，导通时间短，则加热慢，因此当检测温度较低时，可以设定较长的加热时长，随着加热的进行，当检测温度变高后，随着其与第一温度之间的温度差值越来越小，获取到的加热时长也越来越小，从而控制好达到第一温度的加热过程，温度上升比较平稳、可控。

例如，在第一对应关系中，设定如下：

温差差值为第一温度的50％以上时加热时长为A秒；

温差差值为第一温度的30％以上、50％以下时加热时长为B秒；

温差差值为第一温度的10％以上、30％以下时加热时长为C秒；

温差差值为第一温度的10％以下时加热时长为D秒以上。

步骤3，以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。

具体地，第一工作周期，可灵活设定，例如，设定第一工作周期为60秒，当温差差值为第一温度的50％以上时，每隔60秒导通机械式继电器加热A秒，到温度上升到温差差值为第一温度的30％以上、50％以下时,每隔60秒导通机械式继电器加热B秒。

在温度上升阶段，要求尽可能快地升温到第一温度，并且不会因为余热导致最高到达温度超出第一温度过多。为了防止最高到达温度超过最高容许温度T+X℃，将实时温度(检测温度)与第一温度比较，当实时温度越接近第一温度时，设定发热管的导通时间越短，即，实时温度越接近第一温度，发热管的输出功率越低。也就是说，按照一定的周期(例如上述的1分钟以上)来进行功率控制，根据当前温度相对于第一温度的差值，通过电磁继电器来使发热管以不同的导通时间即占空比来进行工作。这样一来，可以使得发热管断开后(即在上升阶段结束时刻)仍存在的余热强度减弱，减弱到使得最高到达温度无法超过最高容许温度T+X℃。在上升阶段中，由于发热管的断开动作到达第一温度时间被推迟，因此，在该阶段的初期需要最大限度地延长发热管的导通时间。

随着加热的进行，温度在到达预设的第一温度后会继续上升，当检测温度达到预设的第二温度时，断开机械式继电器，停止加热。例如第二温度＝第一温度+X℃。

在本实施例中的应用机械式继电器的温度控制方法，当检测温度到达预设的第一温度之前，根据计算检测到的温度值和第一温度之间的差值，查找与之对应的加热时长，并以第一工作周期为间隔，按照加热时长周期性地接通机械式继电器，随着温度的上升，机械式继电器接通的时长变短，导致温度上升速度变慢，使得应用机械式继电器的温度控制，能够控制电器实现较小的温度波动。

在其中一个实施例中，在第一对应关系包括温度差值和加热时长之间的对应关系中，包括所述温度差值和与所述温度差值对应的所述加热时长正相关。

具体地，根据温度差值，直接给出与之正相关的加热时长，温度差值越大，则加热时长越长。

在本实施例中，通过温度差值和加热时长正相关的对应关系，给出的第一对应关系，能够加热的进行，随着其与第一温度之间的温度差值越来越小，获取到的加热时长也越来越小，从而控制好达到第二温度的加热过程，温度上升比较平稳、可控。

图2为本发明方法实施例2中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图，如图2所示的本发明方法实施例2中应用机械式继电器的温度控制方法。包括：

步骤1，实时获取检测温度。

具体地，同实施例1的步骤1。

具体地，同实施例1的步骤2。

具体地，同实施例1的步骤3。

步骤4，当所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，所述第三温度小于所述第二温度。

具体地，持续加热时，通常需要将温度稳定在一个温度区间，预设的第三温度为温度稳定区间的温度下限，预设的第四温度为温度稳定区间的温度上限。当断开机械式继电器后，加热结束，检测温度持续下降，在后续需要继续保持温度时，会设定稳定温度的范围，将温度保持在在第四温度和第三温度之间，且第四温度大于第三温度。因此，当温度下降至预设的第三温度时，需要重新进行加热，加热时，按照预设的稳定上升时长，以第二工作周期为间隔，周期性的接通机械式继电器。稳定上升时长和第二工作周期，均可根据实际需求进行设定。

步骤5，当所述检测温度等于预设的第四温度时，停止按照所述稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器。直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回步骤4，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度。

具体地，当检测温度到达了第四温度时，断开机械式继电器停止加热。停止加热后，温度下降，返回步骤4后，当温度下降至第三温度时，以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通机械式继电器，开始加热，保持温度在预设的稳定范围内。

在本实施例中，当检测温度等于预设的第三温度时，以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通机械式继电器，加热使得温度上升，当检测温度等于预设的第四温度时，断开机械式继电器停止加热，重复上述步骤，使温度保持在一个稳定范围内。通过预设的稳定上升时长和第二工作周期，实现将温度控制在较小的波动控制内。

在其中一个实施例中，实施例2的所述步骤4之后，还包括当所述检测温度等于预设的第四温度时，以设定的第三工作周期为间隔，按照稳定下降时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回步骤4，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度，所述稳定下降时长小于所述稳定上升时长。

具体地，为使得温度在一定的范围内保持稳定，在检测到达第四温度时进行加热后，断开机械式继电器，停止加热后温度下降过快，利用预设的稳定下降时长和第三工作周期，周期性的接通机械式继电器，稳定下降时长小于稳定上升时长，使得整体的检测温度下降的比较平稳。

为了防止温度的急剧上升或急剧下降，采用周期地工作的时间控制和温度控制。即到达下限温度T-Y℃时,对发热管进行可以使温度缓慢上升的时间控制。相反，温度上升到上限值T+Y℃时,对发热管进行可以使温度缓慢下降的时间控制。

在本实施例中，在设定好的温度稳定范围内，当加热至第四温度后停止加热，为防止温度下降过快，通过预设的第三工作周期和稳定下降时长，使得温度在稳定范围内的波动较小。

图3为本发明方法实施例3中应用机械式继电器的温度控制方法的流程图，如图3所示的本发明方法实施例3中应用机械式继电器的温度控制方法，包括：

步骤1，实时获取检测温度。

具体地，同实施例1的步骤1。

具体地，同实施例1的步骤2。

具体地，同实施例1的步骤3。

步骤4’，以设定的第四工作周期为间隔，按照下降时长周期性地接通所述机械式继电器，所述下降时长小于所述稳定上升时长。

具体地，在加热到检测温度到达预设的第二温度时，为防止温度下降过快，在断开机械式继电器，让温度下降至稳定下限的过程中，按照下降时长，以第四工作周期为间隔，周期性的接通机械式继电器，使得温度能平稳下降。

在下降阶段时，若发热管处于完全断开状态(整个周期内都是断开)，则腔体中心温度会急剧下降。然而温度传感器会因为传感器壳体的传导热而缓慢下降。即，作为温度判断对象的腔体中心温度与作为实际控制对象的传感器检测温度之间存在延迟现象。由于这种响应特性差异的特点，腔体中心温度有波动幅度大，使得温度下降到温度下限值(T-Y℃，例如T-2.5℃)以下的趋势，为此，在本发明中，在该阶段中，以低功率而不是零功率使发热管工作，这样能够减缓腔体中心温度的下降速度。

具体地，同实施例2的步骤4。

步骤5，当所述检测温度等于预设的第四温度时，停止按照所述稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回步骤4，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度。

具体地，同实施例2的步骤5。

在本实施例中，当到达第二温度后，停止加热后，检测温度下降至第三温度之前，为防止温度下降速度过快导致的温度差值波动过大，在温度下降过程中，根据预设的下降时长和第四工作周期，周期性地接通机械式继电器，使得温度能够平稳下降。

图4为本发明方法实施例4中的应用机械式继电器的温度控制方法中三个阶段的示意图，在本实施例中，将温度分为三个控制阶段，分别为1上升阶段、2下降阶段和3稳定阶段。如图5所示，为本发明方法实施例4中的应用机械式继电器的温度控制方法的流程图，应用于烤箱、微波炉等具有烧烤功能(称为OVEN功能，采用辐射热方式)的设备中，包括：

步骤(1)，在温度上升时，对实时温度(即为检测温度)和第一温度进行比较。

步骤(2)，第一温度和实时温度的差值为第一温度的50％(例)以上，则导通接卸时继电器，发热管工作A秒以上。

步骤(3)，第一温度和实时温度的差值为第一温度的30％(例)以上，则导通接卸时继电器，发热管工作B秒以上。

步骤(4)，第一温度和实时温度的差值为第一温度的10％(例)以上，则导通接卸时继电器，发热管工作C秒以上。

步骤(5)，第一温度和实时温度的差值为第一温度的10％(例)以下，则导通接卸时继电器，发热管工作D秒以上。

步骤(6)，实时温度到达第一温度则过渡到下一阶段②下降期。

步骤(7)，为了使温度缓慢下降，发热管以低功率工作E秒，即以第四工作周期为间隔，按照下降时长周期性地接通机械式继电器。

步骤(8)，温度下降到最低温度时过渡到③稳定期

步骤(9)，在稳定期，在到达第二温度点之前按照上升-输出方式使温度上升，即以第一工作周期为间隔，按照加热时长周期性地接通机械式继电器。

步骤(10)，在稳定期如果达到第二温度则根据下降-输出方式进行温度下降，即以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通机械式继电器。

步骤(11)，再次达到最低温度时，转换为上升-输出方式进行升温处理。

步骤(12)，一直循环(10)和(11)步骤，直到烹调结束为止。

在本实施例中，第一工作周期和第二工作周期、第三工作周期及第四工作周期，均相等。且A>B>C>D、G>E、G>F。

在本实施例中，将加热过程分为三个阶段，每个阶段采用不同的控制方式控制机械式继电器的通断，当处于加热阶段时，利用检测温度和第一温度的温度差值，对应不同的加热时长，配合设定的时间间隔，周期性的导通机械式继电器，检测温度越接近设定时间，加热的时长越短，输出的热功率越小，使得机械式继电器在工作时，温度上升阶段、下降阶段和稳定阶段的温度波动小。

图6为本发明方法实施例4中应用机械式继电器的温度控制装置的结构图，如图6所示的本发明方法实施例4中应用机械式继电器的温度控制装置，包括：

检测温度获取模块10，用于实时获取检测温度。

加热时长获取模块20，用于当所述检测温度小于预设的第一温度时，计算所述检测温度和所述第一温度之间的温度差值，并查找预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表，确定计算得到的所述温度差值对应的加热时长；在所述预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表中，所述温度差值和与所述温度差值对应的所述加热时长正相关。

加热模块30，用于以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。

稳定上升模块40，用于当所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，所述第三温度小于所述第二温度；用于所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，所述第三温度小于所述第二温度。

第一稳定下降模块50，用于当所述检测温度等于预设的第四温度时，停止按照所述稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回所述以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器的步骤，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度。

第二稳定下降模块60，用于当所述检测温度等于预设的第四温度时，以设定的第三工作周期为间隔，按照稳定下降时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回所述以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器的步骤，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度，所述稳定下降时长小于所述稳定上升时长。

下降模块70，用于以设定的第四工作周期为间隔，按照下降时长周期性地接通所述机械式继电器，所述下降时长小于所述稳定上升时长。

在本实施例中，将加热过程分为三个阶段，每个阶段采用不同的控制方式控制所述机械式继电器的通断，当处于加热阶段时，利用检测温度和第一温度的温度差值，对应不同的加热时长，配合设定的时间间隔，周期性的导通所述机械式继电器，检测温度越接近所述设定时间，加热的时长越短，输出的热功率越小，使得所述机械式继电器在工作时，温度上升阶段、下降阶段和稳定阶段的温度波动小。

本发明还提供一种应用机械式继电器的加热控制装置，所述应用机械式继电器的加热装置包括处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的遥控器编码学习程序，以实现本发明提供的应用机械式继电器的加热控制方法中任一项所述的应用机械式继电器的加热方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现本发明提供的应用机械式继电器的加热控制方法中任一项所述的应用机械式继电器的加热方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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

1.一种应用机械式继电器的温度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取检测温度；

以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度；

其中，在以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度的步骤之后，所述方法还包括：

当所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，所述第三温度小于所述第二温度；

当所述检测温度等于预设的第四温度时，停止按照所述稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回所述以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器的步骤，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度。

2.如权利要求1所述的应用机械式继电器的温度控制方法，其特征在于，在所述预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表中，所述温度差值和与所述温度差值对应的所述加热时长正相关。

3.如权利要求1所述的应用机械式继电器的温度控制方法，其特征在于，在以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度的步骤之后，在当所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器的步骤之前，所述方法还包括：

以设定的第四工作周期为间隔，按照下降时长周期性地接通所述机械式继电器，所述下降时长小于所述稳定上升时长。

4.一种应用机械式继电器的温度控制装置，其特征在于，包括：

检测温度获取模块，用于实时获取检测温度；

加热模块，用于以设定的第一工作周期为间隔，按照确定的所述加热时长周期性地接通所述机械式继电器，直到所述检测温度等于预设的第二温度，所述第二温度大于所述第一温度；

还包括：

稳定上升模块，用于当所述检测温度等于预设的第三温度时，以设定的第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，所述第三温度小于所述第二温度；

第一稳定下降模块，用于当所述检测温度等于预设的第四温度时，停止按照所述稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器，直至所述检测温度等于所述第三温度时，返回所述以第二工作周期为间隔，按照稳定上升时长周期性地接通所述机械式继电器的步骤，所述第四温度小于所述第二温度且大于所述第三温度。

5.如权利要求4所述的应用机械式继电器的温度控制装置，其特征在于，在所述预先设定的温度差值和加热时长之间的对应关系表中，所述温度差值和与所述温度差值对应的所述加热时长正相关。

6.如权利要求4所述的应用机械式继电器的温度控制装置，其特征在于，还包括：

下降模块，用于以设定的第四工作周期为间隔，按照下降时长周期性地接通所述机械式继电器，所述下降时长小于所述稳定上升时长。