CN108627541B - 判断被加热装置材质的方法和电路及电磁加热设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电磁加热技术领域，提供一种判断被加热装置材质的方法及应用该方法的电路，该方法包括：检测单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数Pulse1；检测下一单位时间T1内被加热装置的谐振脉冲数Pulse2；根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定；以及在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质。
Description
技术领域
本发明涉及电磁加热技术领域，具体地，涉及一种判断被加热装置材质的方法和电路，以及应用该法和电路的电磁加热设备。
背景技术
在电磁加热设备中应用的被加热装置，由于材料电阻率过大或过小，会造成电磁加热设备负荷异常而启动自动保护。例如电磁炉，由于电磁炉是依靠锅底直接感应磁场产生涡流发热的，因此应选用符合电磁炉设计负荷要求的铁质(含铁不锈钢)炊具，其他材质的炊具由于材料电阻率过大或过小，会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护，不能正常工作。因此电磁加热设备对于被加装置材质的判定成为了是其重要的组成部分。
目前的电磁加热设备在判断被加热装置材质时，当被加热装置先放在电磁加热设备上，然后再开机加热时，因为锅具与电磁加热装置之间的距离已固定，检测出的谐振脉冲数理论上也是固定的，因此不会错判材质种类。但是如果先开机，然后再将锅具放置于电磁加热设备上时，由于此时被加热装置与电磁加热设备间的相对位置不固定，每次检测到的谐振脉冲数也不一致，因而存在可能错误地判断材质种类的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测被加热装置材质的方法，并同时提供应用该方法的电路，该方法和电路能够保证即使被加热装置与电磁加热设备之间的相对位置发生变化，也能够准确检测被加热装置的材质，从而保证电磁加热设备正常工作，并起到有效地保护电磁加热设备的目的。
本发明的另一方面还提供了一种应用所述检测被加热装置材质的方法和电路的电磁加热设备，该电磁加热设备能够准确判断被加热装置的材质，从而选到与该材质相适应的加热功率，使电磁加热设备正常工作，并保护电磁加热设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种判断被加热装置材质的方法，该方法包括：检测单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数Pulse1；检测下一单位时间T1内被加热装置的谐振脉冲数Pulse2；根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定；以及在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质。
其中，所述根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定可以包括：计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|；将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，判定所述被加热装置的谐振脉冲数已稳定。
其中，所述检测被加热装置材质的方法还可以包括：设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem；根据所述谐振脉冲数Pulse2和所述中值Pulsem判断被加热装置材质；当Pulse2大于Pulsem时判定被加热装置材质为第一材质；反之，判定被加热装置材质为第二材质。
其中，所述预定值优选为不超过200的值。
其中，所述检测被加热装置材质的方法还可以包括：当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，判定被加热装置的谐振脉冲数的变化不稳定，并使Pulse1＝Pulse2，继续检测所述单位时间T1内的谐振脉冲数，并使该谐振脉冲数为Pulse2。然后继续进行上述步骤，直到检测到稳定的谐振脉冲数，再进行后续的判定步骤。
所述检测被加热装置材质的方法优其可用于检测304材质和430材质的被加热装置，此时，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。304材质和430材质为家用锅具材质中最常用的两种不锈钢材质。
根据本发明的另一方面，还提供了一种判断被加热装置材质的电路，该电路包括：定时模块，用于设定单位时间T1；检测模块，所述单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数；控制模块，用于根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定，并在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质。
优选地，所述控制模块可以包括：数据处理模块，用于计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|，并将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，判定所述被加热装置的谐振脉冲数已稳定。所述预定值例如可以设定为200，当|Pulse1-Pulse2|>200，就说明目前的谐振脉冲数还不稳定。所述预定值的具体的参考值可以在电路开发阶段多次验证后选定适合的值，其优选为不超过200的值。
优选地，所述控制模块可以包括：中值设定模块，设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem；所述控制模块根据所述谐振脉冲数Pulse2和所述中值Pulsem判断被加热装置材质，当Pulse2大于Pulsem时判定被加热装置材质为第一材质；反之，所述控制模块判定被加热装置材质为第二材质。
优选地，所述控制模块当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，判定被加热装置的谐振脉冲数的变化不稳定，并使Pulse1＝Pulse2，继续检测当IGBT开通时间T2时，检测时间T1内的谐振脉冲数，并使该谐振脉冲数为Pulse2。进而，所述检测被加热装置材质的电路继续检测谐振脉冲数是否稳定，直到检测到稳定的谐振脉冲数再进一步判定被加热装置的材质。
所述检测被加热装置材质的电路可以用于，例如电磁炉中，可用于电磁炉的锅具的材质通常为304材质或430材质，此时，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。
在电磁加热设备中通常利用半桥或全桥式谐振回路作为加热电路。在谐振回路中，一般用功率晶体管，例如IGBT和谐振电容构成谐振回路的上下桥的桥臂，用于加热的线圈盘连接在全桥或半桥的对角线上，上下桥的IGBT由驱动电路驱动以特定的频率导通或截止，从而在谐振回路中产生交流信号，该交流信号在谐振回路的电容电感(即谐振电容和线圈盘)的作用下产生振荡，从而产生高频电信号。该高频电信号通过线圈盘藕合到被加热装置的受热面，例如锅具的底部，可在锅具的底部产生旋涡状的电流，使锅具快速生热，在此过程中会产生谐振脉冲。被加热装置的材质不同时，通过线圈盘耦合的高频交流电在材质间产生的作用也不同，因而在单位时间内在电路中产生的谐振脉冲数也不同。本发明即利用这种不同材质产生的不同的谐振脉冲数实现被加热装置的材质的检测。其中，谐振回路的构成是本领域内的公知技术。
通过上述技术方案，所述检测被加热装置材质的方法和电路可以对相邻的固定时间内的谐振脉冲数进行检测并对比，当其差值较小时，说明被加热装置已稳定地放置在电磁加热设备上，从而能够准确地检测被加热装置的材质，使加热过程不会因误检测而被中断。
本发明的再一方面还提供了一种电磁加热设备，该电磁加热设备包括所述的判断被加热装置材质的电路。该电磁加热设备利用所述检测被加热装置材质的方法和电路能够准确检测被加热装置的材质，从而可以选用合适的功率运行，避免因功率不适应被加热装置的材质而不能正常运行，同时保护电磁加热设备中的电路，延长使用寿命。
本发明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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的实施例一的检测被加热装置材质的方法的流程图；
图2是根据本发明的实施例二的检测被加热装置材质的方法的流程图；
图3是根据本发明的实施例三的检测被加热装置材质的电路的结构图；
图4是根据本发明的实施例四的检测被加热装置材质的电路的结构图。
附图标记说明
10：检测模块 20：控制模块
30：定时模块 40：中值设定模块
50：数据处理模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明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，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明的实施例一的检测被加热装置材质的方法的流程图。如图1图示，所述检测被加热装置材质的方法包括以下步骤：
在步骤S100中，检测单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数Pulse1。
在步骤S200中，检测下一单位时间T1内被加热装置的谐振脉冲数Pulse2。在两次或多次检测单位时间T1内的谐振脉冲数时，构成谐振回路的上下桥IGBT的开通时间最好是相同的，例如，用于驱动IGBT导通或截止的PWM的波形的占空比最好相同。
在步骤S300中，根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定。
在步骤S400中，所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质。该预设值可以根据实际应用的不同情况设定。
图2是根据本发明的实施例二的检测被加热装置材质的方法的流程图。如图2所示，所述实施例一中的步骤S300还可优选地包括以下步骤：
在步骤S310中，设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem。
在步骤S320中，计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|。
在步骤S330，将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，判定所述被加热装置的谐振脉冲数已稳定，此时可以前往步骤S400，进一步根据所述谐振脉冲数Pulse2与预设值比较，在本实施例中，该预设值是所述中值Pulsem，根据比较的结果判断被加热装置材质；而当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，说明此时检测到的被加热装置的谐振脉冲数还不稳定，被加热装置还没有稳定地放置在电磁加热设备中，此时可以前往步骤S340。
在步骤S340，将当前的Pulse2的值赋予Pulse1。然后回到步骤S200，再一次检测所述单位时间T1内的谐振脉冲数Pulse2，并重复接下来的步骤。在被加热装置被放置到电磁加热装置上的过程中，电磁加热装置的工作状会从不稳定状态逐渐趋于稳定，当判断当前的谐振脉冲数不稳定时，将当前的Pulse2的值赋予Pulse1，然后再次重复步骤S200检测下一所述单位时间T1内的谐振脉冲数，并将该谐振脉冲数作为Pulse2的值，并再次根据差值|Pulse1-Pulse2|与预定值的比较结果来判断谐振脉冲数是否稳定，由此，能够提高判断过程的准确性。需要说明的是，在循环检测谐振脉冲数并判断谐振脉冲数是否稳定的过程中，图3中的步骤S310可以只进行一次。
其中，当在步骤S330中检测到谐振脉冲数已稳定时，可以通过以下步骤判断被加热装置的材质，即步骤S400可以包括以下步骤：
在步骤S410中，比较Pulse2与所述中值Pulsem的大小，当Pulse2大于Pulsem时前往步骤S420，判定被加热装置材质为第一材质；反之，前往步骤S430，判定被加热装置为第二材质。
上述描述的检测被加热装置材质的方法例如可以用来判定304材质和430材质，此时，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。
图3是根据本发明的实施例三的检测被加热装置材质的电路的结构图。如图3所示，该电路包括：定时模块30，用于设定单位时间T1；检测模块10，所述单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数；控制模块20，用于根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定，并在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质。
图4是根据本发明的实施例四的检测被加热装置材质的电路的结构图。如图4所示，所述控制模块还可以包括：中值设定模块40，设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem；数据处理模块50，用于计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|，并将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，根据所述谐振脉冲数Pulse2和所述中值Pulsem判断被加热装置材质。实际应用中，应用所述检测被加热装置的电路的电磁加热设备在开发阶段可以通过预选测得预期在该电磁加热设备中使用的被加热装置的材质的谐振脉冲数，并计算测得的相应材质的谐振脉冲数的中值作为所述中值Pulsem。
所述控制模块20在判定谐振脉冲数已稳定时，进一步判定被加热装置的材质，控制模块可以当Pulse2大于Pulsem时判定被加热装置材质为第一材质；反之，所述控制模块判定被加热装置材质为第二材质。
所述控制模块20当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，可以判定被加热装置的谐振脉冲数的变化不稳定，并使Pulse1＝Pulse2，继续检测单位时间T1内的谐振脉冲数，并使新测得的该谐振脉冲数为Pulse2，并继续判断当前谐振脉冲数是否稳定，直到检测到的谐振脉冲数Pulse1和Pulse2的差值小于预定值，判定谐振脉冲数稳定后再进行被加热装置材质的判定。使Pulse1＝Pulse2的目的是，当判断谐振脉冲数的变化不稳定时，取时间上最近的两次检测到的谐振脉冲数做为判断谐振脉冲数是否稳定的基准，从而提高判断的准确性。
目前常用于电磁加热设备的被加热装置的材质通常选用不锈钢材质，特别是在食品用锅具中，通常最常用的是304材质和430材质，此时，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。其中，304材质和430材质为家用锅具材质中最常用的两种不锈钢材质。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明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的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种判断被加热装置材质的方法，其特征在于，该方法包括：
检测单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数Pulse1；
检测下一单位时间T1内被加热装置的谐振脉冲数Pulse2；
根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定；以及
在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质，
其中，所述根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定包括：
计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|；以及
将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，判定所述被加热装置的谐振脉冲数已稳定，
该方法还包括：
当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，判定被加热装置的谐振脉冲数的变化不稳定，并使Pulse1＝Pulse2，继续检测所述单位时间T1内的谐振脉冲数，并使该谐振脉冲数为Pulse2。
2.根据权利要求1所述的判断被加热装置材质的方法，其特征在于，该方法还包括：
设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem；
根据所述谐振脉冲数Pulse2和所述中值Pulsem判断被加热装置材质，
当Pulse2大于Pulsem时判定被加热装置材质为第一材质；反之，判定被加热装置材质为第二材质。
3.根据权利要求2所述的判断被加热装置材质的方法，其特征在于，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。
4.根据权利要求1所述的判断被加热装置材质的方法，其特征在于，所述预定值为不超过200的值。
5.一种判断被加热装置材质的电路，其特征在于，该电路包括：
定时模块，用于设定单位时间T1；
检测模块，用于检测所述单位时间T1内的被加热装置的谐振脉冲数Pulse1及下一单位时间T1内被加热装置的谐振脉冲数Pulse2；
控制模块，用于根据所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2判断当前所检测的谐振脉冲数是否稳定，并在所述谐振脉冲数稳定的情况下，将所述谐振脉冲数Pulse2与一预设值进行比较，并根据比较结果判断所述被加热装置的材质，
其中，所述控制模块包括：
数据处理模块，用于计算所述谐振脉冲数Pulse1和所述谐振脉冲数Pulse2的差值|Pulse1-Pulse2|，并将所述差值|Pulse1-Pulse2|与预定值比较，当|Pulse1-Pulse2|小于预定值时，判定所述被加热装置的谐振脉冲数已稳定，
所述控制模块当|Pulse1-Pulse2|大于预定值时，判定被加热装置的谐振脉冲数的变化不稳定，并使Pulse1＝Pulse2，继续检测当IGBT开通时间T2时，检测时间T1内的谐振脉冲数，并使该谐振脉冲数为Pulse2。
6.根据权利要求5所述的判断被加热装置材质的电路，其特征在于，该电路还包括，
中值设定模块，设定第一材质和第二材质的谐振脉冲数的中值Pulsem；
所述控制模块根据所述谐振脉冲数Pulse2和所述中值Pulsem判断被加热装置材质，并当Pulse2大于Pulsem时判定被加热装置材质为第一材质；反之，所述控制模块判定被加热装置材质为第二材质。
7.根据权利要求6所述的判断被加热装置材质的电路，其特征在于，所述第一材质为304材质，所述第二材质为430材质。
8.根据权利要求5所述的判断被加热装置材质的电路，其特征在于，所述预定值为不超过200的值。
9.一种电磁加热设备，其特征在于，该电磁加热设备包括权利要求5-8中任一项所述的判断被加热装置材质的电路。
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