CN108413377B - 蒸汽发生器及其控制设备及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种蒸汽发生器及用于该蒸汽发生器的控制设备及控制方法，属于家电领域。该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制设备包括：第一电极及第二电极，分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处；以及控制装置，用于检测所述两个电极之间的电阻值，并根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。该方案成本低廉，且控制精度高。另外，通过借助电阻变化率而非单一零散的电阻值加以控制，可使得本方案具有一定抗干扰能力，提升控制精度。

Description

蒸汽发生器及其控制设备及控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体地涉及一种蒸汽发生器及用于该蒸汽发生器的控制设备及控制方法。

背景技术

消毒柜蒸汽发生器在工作时，其汽水分离器中的液位高度应保持一定，从而一方面使得该蒸汽发生器产生的蒸汽湿度维持在一定数值，另一方面防止该蒸汽发生器产生干烧的情形。目前市面上主要采用的控制液位的方法有浮球法及水泵通断时间控制法。

对于浮球法而言，其主要是通过在所述汽水分离器内放置浮球，该浮球可漂浮在所述汽水分离器内的水面上，当该浮球到达控制液位面时，可触发用于向所述汽水分离器提供水的水泵的导通或断开，从而实现所述汽水分离器内的液位控制。

对于所述水泵通断时间控制法，其主要是通过前期测定(例如，可通过多次试验)，确定出水泵的通断时间，例如可根据水泵的供水效率及所述蒸汽发生器的耗水效率，确定出一使得所述汽水分离器内的液位保持在预定液位水平的水泵导通持续时间及水泵断开持续时间。之后，可根据该水泵导通持续时间及水泵断开持续时间来对所述水泵进行控制，使得所述述汽水分离器内的液位保持在预定液位水平。

然而，本申请发明人发现上述浮球法存在成本较高的缺陷，而上述水泵通断时间控制法存在不能持续精确控制的缺陷，因为水泵经历长时间的使用之后会导致其流量产生衰减，进而之前确定的水泵导通持续时间及水泵断开持续时间可能不再能适应于当前的水泵状况，从而会导致汽水分离器内的液位逐渐偏移所欲控制的液位面。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种蒸汽发生器及用于该蒸汽发生器的控制设备及控制方法，其可克服上述浮球法及水泵通断时间控制法所存在的缺陷中的一者或多者、或可提供一种不同于上述浮球法及水泵通断时间控制法的全新方案。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于蒸汽发生器的控制设备，该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制设备包括：第一电极及第二电极，分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处；以及控制装置，用于检测所述两个电极之间的电阻值，并根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。

可选的，所述根据所述电阻值的变化率控制所述水泵的启停可包括：控制所述水泵开启；在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，控制所述水泵关闭；及在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，控制所述水泵开启。

可选的，所述下一控制阶段还可包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。

可选的，所述电阻值的变化率可通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数。

另一方面，本发明实施例提供一种用于蒸汽发生器的控制方法，该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制方法包括：检测分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处的第一电极及第二电极之间的电阻值；根据所述电阻值，计算该电阻值的变化率；以及根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。

可选的，所述根据所述电阻值的变化率控制所述水泵的启停可包括：控制所述水泵开启；在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，控制所述水泵关闭；及在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，控制所述水泵开启。

可选的，所述下一控制阶段还可包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。

可选的，所述电阻值的变化率可通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数。

另一方面，本发明实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述用于蒸汽发生器的控制方法。

另一方面，本发明实施例提供一种蒸汽发生器，该蒸汽发生器包含本申请上述用于蒸汽发生器的控制设备。

通过上述技术方案，仅需于蒸汽发生器内设两个电极，之后根据该两个电极之间的电阻值的变化率控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。该方案成本低廉，且控制精度高。另外，通过借助电阻变化率而非单一零散的电阻值加以控制，可使得本方案具有一定抗干扰能力，提升控制精度。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为根据本发明一实施例的带有蒸汽发生器的消毒柜的结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的蒸汽发生器的结构示意图；以及

图3为根据本发明一实施例的用于测定电极之间的电阻值的电路图；

图4为根据本发明一实施例的用于蒸汽发生器的控制方法的流程图；

图5为根据本发明一实施例的用于蒸汽发生器的另一控制方法的流程图；以及

图6为根据本发明一实施例的用于蒸汽发生器的再一控制方法的流程图。

附图标记说明

1汽水分离器 2 电极

3接头 4 发热体

5水泵 6 消毒柜箱体

7控制装置 R 电阻

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1为根据本发明一实施例的带有蒸汽发生器的消毒柜的结构示意图，图2为根据本发明一实施例的蒸汽发生器的结构示意图。如图1及图2所示，蒸汽发生器安装在所述消毒柜箱体6内，该蒸汽发生器可包含汽水分离器1、发热体4以及给所述汽水分离器及发热体4提供水的水泵5，所述水泵5经由接头3而分别与所述汽水分离器及发热体4的下端相连通，所述发热体4的上端经由接头3而与所述汽水分离器1上端相连通。通过借助所述汽水分离器所喷发的蒸汽，可将该蒸汽导入消毒柜箱体6内以对该消毒柜箱体6内的物品进行消毒。

所述蒸汽发生器的工作过程将在以下进行说明。首先，水经由水泵4抽入，分别经由接头3进入所述汽水分离器1的腔体内以及发热体4的腔体内，实现汽水分离器1的腔体内以及发热体4的腔体内的液位相同。所述发热体4发热，所产生的蒸汽经由接头3进入所述汽水分离器1的腔体，之后经由汽水分离器4的出口流出。注意，该汽水分离器1的腔体内以及发热体4的腔体内液位的高度决定了所述汽水分离器所喷发的蒸汽的湿度，为了使得蒸汽湿度维持在预定水平，需保证汽水分离器1的腔体内以及发热体4的腔体内液位处于预定高度。为此，本发明分别在汽水分离器1的腔体内的该预定高度处设置有第一电极，并在所述汽水分离器1的腔体底部设置了第二电极(该第一及第二电极均被表示为附图标记2)，控制装置7可用于检测所述两个电极之间的电阻值(该电阻值由汽水分离器1的腔体内以及发热体4的腔体内液位水平决定)，并根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。需要说明的是，所述第一及第二电极的布置位置并不限于图2所示的位置，所述第一及第二电极布置在其他可达到本发明目的的位置也是可以的，例如所述第二电极可布置在所述第一电极以下的任意位置均是可以的。

所述控制装置可为可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC，Application Specific IntegratedCircuit)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)电路、其他任何类型的集成电路(IC，Integrated Circuit)、状态机等等。其可与消毒柜内执行与消毒柜功能相关的控制的控制器为同一控制器。

对于第一电极与第二电极之间的电阻值的测定而言，可采取多种方式来对该电阻值或可代表该电阻值的其他电性参数进行测定。图3为根据本发明一实施例的用于测定电极之间的电阻值的电路图。如图3所述，可将第一及第二电极接入电路，第一电极可接入电源(例如，+5V电源)，第二电极经由下拉电阻R接地，之后可测量所述下拉电阻R的电压值，该电压值即可代表所述第一电极与第二电极之间的电阻值(即，所述第一电极与第二电极之间的水的电阻值)。所述第一电极设置汽水分离器1的腔体内的预定高度处，当汽水分离器1的腔体内的水位未达到该预定高度时，第一电极与第二电极之间为断路，该两者之间的电阻值无穷大，此时所述电压值的读数为0；当汽水分离器1的腔体内的水位达到所述预定高度时，第一电极与第二电极之间为通路，该两者之间的阻值即为第一电极与第二电极之间的水的电阻值，此时所述电压值的读数为非负数。

可选的，所述电阻值的变化率可通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数，例如，可为采用图3所示的电路所采集的电压值。当然，本发明并不限于此，该等式采用了电阻值连续4秒的读数，采用其他数量的读数亦是可行的，且上述公式也并非是唯一的，采用其他可反映电阻变化情况的公式亦是可行的。

图4为根据本发明一实施例的用于蒸汽发生器的控制方法的流程图。如图4所示，所述控制装置7可根据该图4所示的控制方法来控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。具体地，该控制方法包括：

步骤S410,检测分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处的第一电极及第二电极之间的电阻值；

步骤S420，根据所述电阻值，计算该电阻值的变化率；以及

步骤S430，根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。

具体而言，首先，控制装置7可控制水泵运行，以向所述汽水分离器及发热器的腔体内进水。在汽水分离器的腔体内的水位达到所述预定水平之前，所述第一电极及第二电极之间的电阻值是无穷大的，其电阻值的变化率为0。在所述汽水分离器的腔体内的水位达到所述预定水平之时，所述第一电极及第二电极会经由在汽水分离器的腔体内的水而相互连通，此时电阻值将由无穷大跳变为一有限的值，电阻变化率会出现一个反向跳变。所述控制装置7可在电阻变化率出现该反向跳变时，控制水泵停止运行。在水泵停止运行运行之后，由于整个蒸汽发生器产生蒸汽而对汽水分离器的腔体内的水的消耗，汽水分离器的腔体内的水位又会从所述预定水平到达该预定水平之下，此时第一电极及第二电极会出现短路，该两者之间的电阻值将变为无穷大，电阻变化率会出现一个正向跳变。所述控制装置7可在电阻变化率出现该正向跳变时，控制水泵开始运行。如此循环往复，可将汽水分离器的腔体内的水位维持在所述预定水平。

依旧以上述电阻值的变化率计算公式为例进行说明。控制装置可每一隔1秒采集一次电压值A(i)，并保留最近的4个数据(即，保留4秒内的数据A(0)-A(3)，该A(0)-A(3)是按照时间顺序排序的)，之后可对该4个数据进行以下处理，计算电阻变化率：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

之后，可记录k的历史最大值k_max，并将历史最大值k_max与给定的阈值k1及k2进行比较。

在k_max<k1的情况下，则表明汽水分离器的腔体内的水位还未达到预定水位，此时可控制水泵持续开启；在k_max>k1时，表明汽水分离器的腔体内的水位已达到预定水位(即，水泵已完成了初始的从汽水分离器的腔体内无水至汽水分离器的腔体内的水位到达预定水位的注入过程)，此时可进入下一阶段的控制(即，控制水泵不停的开启关断，以使得汽水分离器的腔体内的水位维持在预设水位)，该下一阶段的控制包括：

如果k>k1，则表明汽水分离器的腔体内的水位由预设水位之下变为预设水位或预设水位之上，此时可控制水泵关闭；

如果k<k2，则表明汽水分离器的腔体内的水位由预设水位或之上变为预设水位之下，此时可控制水泵开启。

如此，循环执行所述下一阶段的控制，可使得汽水分离器的腔体内的水位维持在所述预定水平。

图6为根据本发明一实施例的用于蒸汽发生器的再一控制方法的流程图。如图6所示，所述控制装置7可根据该图6所示的控制方法来控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。具体地，该控制方法包括：

步骤S510，检测分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处的第一电极及第二电极之间的电阻值；

步骤S520，根据所述电阻值，计算该电阻值的变化率；

步骤S530，控制所述水泵开启；

步骤S540，在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；

步骤S550，判断所述历史最大值是否小于第一预设值，在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，返回步骤S530，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：

步骤S560，判断所述电阻值的变化率是否大于所述第一预设值，在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，执行步骤570，控制所述水泵关闭，否则执行步骤S580。

步骤S580，判断所述电阻值的变化率是否小于第二预设值，在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，执行步骤590，控制所述水泵开启；否则，执行步骤S610。

步骤610，判断水泵连续开启时间是否超出了预设时间，在所述水泵连续开始开启时间超出了预设时间的情况下，执行步骤S620，控制所述水泵关闭；否则继续回到上述步骤S560。

该图6所示的实施例与图5所示实施例的不同之处在于，可选的，所述下一控制阶段还可包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。籍此，可避免控制故障而导致水泵持续运行，因为理论情况下，为了使得汽水分离器的腔体内的水位维持在所述预定水平，水泵的开启与关闭是交替进行的，且开启与关闭各自的持续时间均不会很长。

另一方面，本发明实施例提供一种用于蒸汽发生器的控制方法，该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制方法包括：检测分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处的第一电极及第二电极之间的电阻值；根据所述电阻值，计算该电阻值的变化率；以及根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平。

可选的，所述根据所述电阻值的变化率控制所述水泵的启停可包括：控制所述水泵开启；在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，控制所述水泵关闭；及在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，控制所述水泵开启。

可选的，所述下一控制阶段还可包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。

可选的，所述电阻值的变化率可通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数。

有关本发明所提供的用于蒸汽发生器的控制方法的具体细节及益处，可参阅上述针对用于蒸汽发生器的控制设备的描述，于此不再赘述。

另一方面，本发明实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述用于蒸汽发生器的控制方法。

另一方面，本发明实施例提供一种蒸汽发生器，该蒸汽发生器包含本申请上述用于蒸汽发生器的控制设备。

另一方面，本发明实施例提供一种消毒柜，该消毒柜包含上述蒸汽发生器。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例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，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于蒸汽发生器的控制设备，其特征在于，该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制设备包括：

第一电极及第二电极，分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处；以及

控制装置，用于检测所述两个电极之间的电阻值，并根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平，

其中，根据所述电阻值的变化率控制所述水泵的启停包括：

控制所述水泵开启；

在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；

在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：

在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，控制所述水泵关闭；及在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，控制所述水泵开启。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述下一控制阶段还包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述电阻值的变化率通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数。

4.一种用于蒸汽发生器的控制方法，其特征在于，该蒸汽发生器包含汽水分离器及给所述汽水分离器提供水的水泵，该控制方法包括：

检测分别处于所述汽水分离器内处于不同高度的位置处的第一电极及第二电极之间的电阻值；

根据所述电阻值，计算该电阻值的变化率；以及

根据该电阻值的变化率，控制所述水泵的启停，以使得所述汽水分离器内的水位维持在预定水平，

其中，根据所述电阻值的变化率控制所述水泵的启停包括：

控制所述水泵开启；

在所述水泵开启期间，确定所述电阻值的变化率的历史最大值；

在所述历史最大值小于第一预设值的情况下，保持所述水泵开启，在所述历史最大值大于所述第一预设值的情况下，进入下一控制阶段，该控制阶段包括循环执行以下操作：

在所述电阻值的变化率大于所述第一预设值的情况下，控制所述水泵关闭；及在所述电阻值的变化率小于第二预设值的情况下，控制所述水泵开启。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述下一控制阶段还包括：在所述水泵连续开启时间超出预设时间的情况下，控制所述水泵关闭。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述电阻值的变化率通过以下等式而被确定：

k＝(A(2)+3*A(3)-3*A(0)-A(1))/10

其中，k为所述电阻值的变化率，A(0)-A(3)分别为所述电阻值连续4秒的读数。

7.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述权利要求4-6中任一项所述的控制方法。

8.一种蒸汽发生器，其特征在于，该蒸汽发生器包含根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的控制设备。

9.一种消毒柜，其特征在于，该消毒柜包含根据权利要求8所述的蒸汽发生器。