CN108784340B - 液体加热微沸腾控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液体加热微沸腾控制方法，包含以下步骤：检测液体初始温度T0、将液体加热至T1、再将液体由T1加热至T2，并记录所用加热时长△t21；计算T1与T2间的液体温差△T21及液体加热效率e21，在液体温度达到T2后，计算加热效率n并计算匹配加热功率W，以计算出的匹配加热功率W对液体进行加热，设定测温间隔△t，每隔△t时长测量一次当前液体温度△T，重复N次并计算各相邻两个△T之间的差值；根据△T的差值变化动态调节△t时长值，随着△T差值的缩小而减小△t时长值，直至△T差值变化趋近于0时，判定液体达到微沸腾状态。本发明的液体加热微沸腾控制方法，可达到在不同海拔都能做到液体微沸腾的效果。

Description

液体加热微沸腾控制方法
技术领域
本发明涉及加热技术领域，特别涉及液体加热微沸腾控制方法。
背景技术
随着技术进步，各式各样的家电进入千家万户，其中加热类产品作为食物相关的品类更是在家庭中占比很高，然而因为海拔原因，液体的沸点有较大差异，海拔每上升300米，则液体沸点下降一度。在现有技术的加热类电器中其采用的液体加热方案绝大部分均以温控器为停止加热的器件来控制加热。但是温控器的停止点都是固定的，比如95℃。因此在高海拔地区，使用现有技术中的加热类电器加热液体时，由于海拔较高，液体沸点降低，则加热过程中往往会造成液体持续沸腾，导致液体溢出造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种液体加热微沸腾控制方法，可达到在不同海拔都能做到液体微沸腾的效果。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
液体加热微沸腾控制方法，所述液体加热微沸腾控制方法分为三个阶段，分别为初始升温阶段、正常升温阶段和微沸腾升温阶段，具体包含以下步骤：
A.初始升温阶段：检测液体初始温度T0、将液体加热至第一预设温度T1；
B.正常升温阶段：在液体被加热至第一预设温度T1后持续将液体加热到第二预设温度T2，记录液体由T1加热至T2时所需加热时长△t21；
C.计算T1与T2间的液体温差△T21及正常升温阶段的液体加热效率e21，其中，△T21＝T2-T1，e21＝△T21/△t21；
D.微沸腾升温阶段：在液体温度达到T2后，计算加热效率n，并根据计算的加热效率n计算匹配加热功率W，以计算出的匹配加热功率W对液体进行加热，其中，W＝W额*n，n＝e21/e0，W额为加热装置的额定功率，e0为根据实验大数据统计的加热效率值，且若e21＞e0时，则W＝W额；
E.执行动态调整算法，设定测温间隔△t，每隔△t时长测量一次当前液体温度△T，并重复N次，得到N个△T值并计算各相邻两个△T之间的差值，记录△T的差值变化动态；
F.根据△T的差值变化动态调节△t时长值，随着△T差值的缩小而减小△t时长值，直至△T差值变化趋近于0时，判断液体达到微沸腾状态；
G.根据用户需求进行液体恒温加热或者停止加热。
进一步地，所述步骤F中，每次调整△t时长值时均以当前△t时长值的一半作为新的△t时长值，由于随着液体温度的升高，当液体接近沸腾状态时，在加热过程中，其温度变化会越来越小，因此，可在液体接近微沸腾状态时，缩小每次测温的间隔时间，从而及时掌控液体的沸腾状态，有利于在液体到达微沸腾状态的第一时间即可获知。
进一步地，所述步骤E中还包含对加热装置采取分时通断或分时调节功率的方法调整加热装置对液体的加热状态，在动态调整算法中对加热装置采取分时通断或分时调节功率的方法调整其工作状态可在需要时降低其加热功率有利于实现恒温加热，从而更便于将液体加热到微沸腾状态。
进一步地，所述第一预设温度T1为45～50℃，在不同季节、环境温度等因素下，都会导致对液体的加热效果有不同的影响，但是该影响一般是在液体被加热到一定温度以后再持续加热时才会显现，因此，考虑不同季节、环境温度对加热的影响，一般将第一预设温度T1设定为45～50℃，则在将液体加热到该第一预设温度T1前可减少或省去对液体状态的检测。
进一步地，所述第二预设温度T2为75～80℃，考虑我国城市绝大部分地区都处于海拔6000米以下，因此设定第二预设温度T2为75～80℃。
进一步地，所述加热效率值e0＝0.95，该数据是通过进行大量实验统计后得到的出现概率最多的加热装置的加热效率值。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
在本发明的液体加热微沸腾控制方法中，通过液体加热微沸腾控制方法，可以有效避免在不同海拔高度对液体进行加热时，由于液体沸点不同造成的持续沸腾，从而有效地避免液体加热时因为持续沸腾而溢出造成的安全问题等，解决了实际需求，非常适合推广使用。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例：
液体加热微沸腾控制方法，所述液体加热微沸腾控制方法分为三个阶段，分别为初始升温阶段、正常升温阶段和微沸腾升温阶段，具体包含以下步骤：
A.初始升温阶段：检测液体初始温度T0、将液体加热至第一预设温度T1；
本实施例中液体初始温度T0为42℃，因此，本实施例中第一预设温度T1为50℃，则本步骤中即为将初始温度为42℃的液体加热至50℃。若液体初始温度T0小于40℃，则一般将第一预设温度T1为40℃。
B.正常升温阶段：在液体被加热至第一预设温度T1后持续将液体加热到第二预设温度T2，记录液体由T1加热至T2时所需加热时长△t21；一般若第一预设温度T1为50℃则将第二预设温度T2设定为80℃，若第一预设温度T1为40℃则将第二预设温度T2设定为75℃。
C.计算T1与T2间的液体温差△T21及正常升温阶段的液体加热效率e21，其中，△T21＝T2-T1，e21＝△T21/△t21；
D.微沸腾升温阶段：在液体温度达到T2后，计算加热效率n，并根据计算的加热效率n计算匹配加热功率W，以计算出的匹配加热功率W对液体进行加热，其中，W＝W额*n，n＝e21/e0，W额为加热装置的额定功率，e0为根据实验大数据统计的加热效率值，本实施例中e0取值为0.95，且若e21＞e0时，则W＝W额，本实施例中W额取值为400W。
E.执行动态调整算法，设定测温间隔△t，每隔△t时长测量一次当前液体温度△T，并重复4次得到4个△T值分别为T30,T31,T32,T33，计算各相邻两个△T之间的差值，得到3个温升差分别为△T301＝T31-T30，△T302＝T32-T31，△T303＝T33-T32，记录△T的差值变化动态；
F.根据△T的差值变化动态调节△t时长值，随着△T差值的缩小而减小△t时长值，具体为每次调整△t时长值时均以当前△t时长值的一半作为新的△t时长值，直至△T差值变化趋近于0时，判断液体达到微沸腾状态；
具体为，如果△T301不大于0.3，则判定其趋近于0，即判定液体达到微沸腾状态；
如果△T301大于0.3且△T303<△T302<△T301则说明加热效率降低，液体逼近微沸腾状态；此时即可以当前△t时长值的一半作为新的△t时长值进行温度测量及温差计算，直至△T301趋近于0，液体达到微沸腾状态；
如果△T301大于0.3，但没有达到△T303<△T302<△T301，则多次重复执行动态调整算法直至满足前述两种可判定液体达到或逼近微沸腾状。
G.根据用户需求进行液体恒温加热或者停止加热。
作为优选，所述步骤E中还包含对加热装置采取分时通断或分时调节功率的方法调整加热装置对液体的加热状态，在动态调整算法中对加热装置采取分时通断或分时调节功率的方法调整其工作状态可在需要时降低其加热功率有利于实现恒温加热，从而更便于将液体加热到微沸腾状态。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.液体加热微沸腾控制方法，所述液体加热微沸腾控制方法分为三个阶段，包括初始升温阶段、正常升温阶段，其特征在于，还包括微沸腾升温阶段，具体包含以下步骤：
A.初始升温阶段：检测液体初始温度T0、将液体加热至第一预设温度T1；
B.正常升温阶段：在液体被加热至第一预设温度T1后持续将液体加热到第二预设温度T2，记录液体由T1加热至T2时所需加热时长△t21；
C.计算T1与T2间的液体温差△T21及正常升温阶段的液体加热效率e21，其中，△T21＝T2-T1，e21＝△T21/△t21；
D.微沸腾升温阶段：在液体温度达到T2后，计算加热效率n，并根据计算的加热效率n计算匹配加热功率W，以计算出的匹配加热功率W对液体进行加热，其中，W＝W额*n，n＝e21/e0，W额为加热装置的额定功率，e0为根据实验大数据统计的加热效率值，且若e21＞e0时，则W＝W额；
E.执行动态调整算法，设定测温间隔△t，每隔△t时长测量一次当前液体温度△T，并重复N次，得到N个△T值并计算各相邻两个△T之间的差值，记录△T的差值变化动态；
F.根据△T的差值变化动态调节△t时长值，随着△T差值的缩小而减小△t时长值，直至△T差值变化趋近于0时，判定液体达到微沸腾状态；
G.根据用户需求进行液体恒温加热或者停止加热。
2.根据权利要求1所述的液体加热微沸腾控制方法，其特征在于，所述步骤F中，每次调整△t时长值时均以当前△t时长值的一半作为新的△t时长值。
3.根据权利要求1所述的液体加热微沸腾控制方法，其特征在于，所述步骤E中还包含对加热装置采取分时通断或分时调节功率的方法调整加热装置对液体的加热状态。
4.根据权利要求1所述的液体加热微沸腾控制方法，其特征在于，所述第一预设温度T1为45～50℃。
5.根据权利要求1所述的液体加热微沸腾控制方法，其特征在于，所述第二预设温度T2为75～80℃。
6.根据权利要求1所述的液体加热微沸腾控制方法，其特征在于，所述加热效率值e0＝0.95。
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