CN108954402B - 防干烧灶具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防干烧灶具，本发明的灶具包括称重装置和控制装置。本发明的防干烧灶具使用重量和振动加速度双重条件综合判断是否发生干烧，判断结果更加准确，能够精确确定关闭燃气开关的时间点，避免出现干烧或食物还未煮熟燃气开关就自动关闭的情况。上述防干烧灶具还包括：底板，其设置于称重装置底部，用于承载称重装置。底板的下表面还设置有开口向下的凹槽，以用于容纳上述检测部件中的电控板。由于称重装置设置于盛液盘的正下方，因此难以避免炊具内的液体溅落到称重装置上。为了防止液体落到检测部件的电控板上，特别地将电控板设置于底板的下表面，并安置于凹槽内，能够有效避免液体渗漏至电控板，提高了检测部件的工作可靠性。

Description

防干烧灶具

技术领域

本发明涉及厨具，特别涉及一种防干烧灶具。

背景技术

燃气灶为现代家庭中一种常用的灶具，其通过燃烧煤气产生明火以加热或烹饪食物。这种燃气灶一般在其面板上设置有控制火力大小和火力开关的旋钮，用户通过该旋钮开启/开闭燃气灶。但是，在某些情况下，用户可能在烹饪期间忘记关闭煤气灶，炊具内物料长时间加热，其液体熬干，出现干烧现象。若干烧持续进行，不仅会烧焦食物，造成浪费，严重的时候，还会导致炊具温度过高，引发火灾。因此，在燃气灶领域，如何智能地关闭燃气开关，从而防止干烧情况的出现成为重要的研究课题。

现有燃气灶为了解决上述问题，会在燃气灶表面或放置炊具位置的附近设置一个温度传感器，以检测炊具的温度。当炊具温度超过阈值温度时，则判定发生干烧，此时燃气开关自动切断，燃气灶停止工作。然而，由于用户每次烹饪方式的不同，不同情况下的发生干烧时的温度阈值并不相同，不能一概而论。但是，上述燃气灶一般只设置一个温度阈值点，这会造成对燃气灶发生干烧的时间点判断并不准确。比如，用户在油炸食物时，炊具温度比其他烹饪模式的温度要高，这种情况下可能会出现燃气灶实际上还没发生干烧，就自动切断了燃气开关，导致食物没有煮熟；或者用户在蒸煮食物时，炊具温度比其他烹饪模式的温度要低，这种情况下可能已经出现干烧情况，而燃气灶不能够及时切断燃气开关，产生安全隐患。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的防干烧灶具。

本发明的一个目的是为了防止灶具出现干烧。

本发明的另一个目的是为了提高检测部件的工作可靠性。

本发明的另一个目的是为了防止检测装置受到炊具的热量影响。

本发明提供了一种防干烧灶具，包括：灶体，其包括用于承载炊具的台面板，台面板上设置有灶眼；称重装置，设置于台面板的下方，用于检测灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度；其中称重装置包括：支撑部件，其顶端向上延伸以直接或间接地支撑炊具；检测部件，设置于支撑部件的底端，通过感应支撑部件传递的重量和/或振动加速度确定炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度；控制装置，与检测部件电路连接，配置成根据炊具及其内部物料的总重变化以及炊具的振动加速度大小关闭或保持开启灶眼的燃气开关；和底板，设置于称重装置底部，用于承载称重装置，底板的下表面还设置有开口向下的凹槽，以用于容纳检测部件的电控板。

可选地，检测部件还包括：铝块，设置于支撑部件的下方，以承载支撑部件；应变片，设置于铝块的上表面，与支撑部件接触，用于感测支撑部件传递的压力，并将压力信号转换为电信号；电控板，设置于凹槽内部，用于收集处理数据；重力传感器，设置于铝块上，连接应变片以接收应变片的电信号，重力传感器根据电信号确定炊具及其内部物料的总重；重力传感器还连接电控板以向电控板传输重量数据，和加速度传感器，集成于电控板上，用于检测炊具的振动加速度，并向电控板传输加速度数据。

可选地，检测部件还包括：柔性印刷电路板，连接重力传感器和电控板，以将重力传感器检测到的重量数据传输至电控板；其中底板开设有用于柔性印刷电路板穿过的走线孔。

可选地，底板以及铝块的至少部分表面涂覆热辐射材料。

可选地，上述防干烧灶具还包括：盖板，可拆卸地设置于凹槽的开口处，用于封闭凹槽。

可选地，台面板还包括：盛液盘，可上下浮动地设置于灶眼的外围，其上表面用于承载炊具，其下表面抵触支撑部件的顶端。

可选地，支撑部件包括：固定板，水平放置于铝块上；和多个支杆，每个支杆的底端固定连接固定板，其顶端向上延伸以支撑盛液盘。

可选地，固定板的底部还设置有凸块，凸块与应变片接触，以通过凸块将支撑部件受到的压力传递给应变片。

可选地，固定板通过竖直设置的螺钉定位于铝块上，螺钉的头部与固定板的上表面间隔设置，以允许固定板上下移动。

可选地，固定板为中心对称的十字形平板；支杆为4根，分别设置于十字形平板的四个端部。

本发明提供了一种防干烧灶具，本发明的灶具包括称重装置和控制装置。称重装置设置于台面板的下方，用于检测灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度。控制装置与检测部件电路连接，配置成根据炊具及其内部物料的总重变化以及炊具的振动加速度大小关闭或保持开启灶眼的燃气开关。当炊具内部物料发生干烧时，其内部水分急剧减少，导致炊具及物料的重量下降速度明显升高。同时，干烧时炊具内部几乎没有水分，沸腾不剧烈，而未发生干烧时，炊具内水分较多，沸腾剧烈。因此，干烧时炊具的振动会明显减弱，其振动加速度也会随之降低。因此，当炊具及物料的加速度小于加速度阈值，且炊具及物料的重量下降速度大于重量下降速度阈值时，则可以确定发生干烧。本发明的防干烧灶具，使用重量和振动加速度双重条件综合判断是否发生干烧，判断结果更加准确，能够精确确定关闭燃气开关的时间点，避免出现干烧或食物还未煮熟燃气开关就自动关闭的情况。

进一步地，上述防干烧灶具还包括：底板，其设置于称重装置底部，用于承载称重装置。在灶具的具体安装过程中，可以将底板通过多根吊杆吊设于底壳的下表面。底板的下表面还设置有开口向下的凹槽，以用于容纳上述检测部件中的电控板。由于称重装置设置于盛液盘的正下方，因此难以避免炊具内的液体溅落到称重装置上。在本发明中，为了防止液体落到检测部件的电控板上，特别地将电控板设置于底板的下表面，并安置于凹槽内，能够有效避免液体渗漏至电控板，提高了检测部件的工作可靠性。

更进一步地，底板以及铝块的至少部分表面涂覆热辐射材料。在本发明中，在铝块的上表面以及底板的上表面涂覆热辐射材料。这样由灶眼处产生的热量在传递至底板或铝块时会向外辐射，从而减少了通过底板或铝块传播的热量，以避免对电控板造成影响。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的底部示意图；

图3是根据本发明一个实施例的防干烧灶具去除锅架的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的前视图；

图5是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的内部结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的称重装置的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的固定板的示意图；

图8是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的检测部件和底板的示意图；

图9是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的检测部件和底板的分解示意图；和

图10是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的控制方法的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种防干烧灶具，如图1至4所示，在本实施例中，该灶具为燃气灶。该燃气灶包括：灶体10、称重装置30和控制装置。灶体10包括用于承载炊具的台面板11以及位于台面板11下方的底壳12，台面板11和底壳12共同限定出灶体10的容纳腔，该容纳腔主要用于容纳燃气管和灶具的主控板及相关电路元件。在底壳12的四个边角的位置设置有支脚14，以用于支撑灶体10。上述炊具包括但不限于炒锅、高压锅、平底锅等。台面板11上设置有灶眼20，灶眼20用于燃烧燃气产生火力，炊具放置于灶眼20正上方以加热烹煮食物。灶眼20的个数可以为1个或多个，在本实施例中，灶眼20的数量为两个，即一般所称“双灶”。灶眼20进一步包括：火盖、点火针等装置，其具体结构为本领域技术人员所熟知的，这里不再进行赘述。

如图5所示，称重装置30设置于台面板11的下方，用于检测灶眼20上炊具及其内部物料的总重量以及炊具的振动加速度。如图6所示，称重装置30进一步包括：支撑部件31和检测部件32。支撑部件31顶端向上延伸到达台面板11，以直接或间接地支撑炊具。在本实施例中，台面板11还包括：盛液盘111。盛液盘111设置于支撑部件31的正上方，用于盛接炊具内溅落的液体，以防止液体进入灶眼20内。盛液盘111设置于灶眼20的外围，其与台面板11的其他部分分离设置，因此其可以随着炊具的重量变化而轻微的上下浮动。其上表面承载炊具，其下表面抵触支撑部件31的顶端。也就是说，支撑部件31实际支撑盛液盘111，盛液盘111承载炊具，或者说支撑部间接支撑炊具。在本发明另外一些实施例中，也可以不设置盛液盘111，支撑部的顶端伸出台面板11(比如：穿过台面板11上预留的通孔)直接支撑炊具的底面。

上述防干烧灶具还可以包括：底板40，其设置于称重装置30底部，用于承载称重装置30。在灶具的具体安装过程中，可以将底板40通过多根吊杆吊设于底壳12的下表面。底板40的下表面还设置有开口向下的凹槽41，以用于容纳上述检测部件32中的电控板325。上述凹槽41为长方形凹槽41，该凹槽41由竖直设置的4块板合围形成。检测部件32的电控板325水平固定设置于上述凹槽41内。由于称重装置30设置于盛液盘111的正下方，因此难以避免炊具内的液体溅落到称重装置30上。在本实施例中，为了防止液体落到检测部件32的电控板325上，特别地将电控板325设置于底板40的下表面，并安置于凹槽41内，能够有效避免液体渗漏至电控板325，提高了检测部件32的工作可靠性。凹槽41的开口处还设置有一盖板42，上述盖板42可拆卸，用于封闭凹槽41。

检测部件32设置于支撑部件31的底端，通过感应支撑部件31传递的重量和/或振动加速度确定炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度。如图8、9所示，具体地，检测部件32包括：铝块321、应变片322、电控板325、重力传感器323和加速度传感器324。铝块321设置于支撑部件31的下方，以承载支撑部件31。应变片322设置于铝块321的上表面，并且与支撑部件31接触，用于感测支撑部件31传递的压力，并将压力信号转换为电信号。在本实施例中，应变片322为电阻应变片。电阻应变片是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。具体地，电阻应变片由敏感栅等元件构成，使用时将其牢固地粘贴在铝块321的测点上，应变片322受力后发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由相应元件测得其电阻变化大小，以确定出测点的压力值。

电控板325设置于凹槽41内部，用于收集并处理重力传感器323和加速度传感器324检测的数据。重力传感器323设置于铝块321上，重力传感器323连接应变片322以接收应变片322的电信号，用于检测炊具及其内部物料的总重。重力传感器323还连接电控板325以向电控板325传输重量数据。由于支撑部件31上可能还包括盛液盘111等装置，在检测炊具及其内部物料的总重量时，需要将盛液盘111等其余装置的重量从测量数据中扣除，以得到炊具及其内部物料的实际重量。

上述检测部件32还包括：柔性印刷电路板326。柔性印刷电路板326连接重力传感器323和电控板325，以将重力传感器323检测到的重量数据传送至电控板325。同时底板40开设有用于柔性印刷电路板326穿过的走线孔。柔性电路板(Flexible Printed CircuitBoard)又称“FPC柔性板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。利用FPC柔性板可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。在本实施例中，利用柔性印刷电路板326连接重力传感器323和电控板325，避免使用走线冗杂的电线进行连接，从而使得检测部件32的整体结构更加简单、紧凑。

加速度传感器324直接集成于电控板325上，用于检测炊具的振动加速度，并向电控板325传输加速度数据。加速度传感器324是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和调适电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器324包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

底板40以及铝块321的至少部分表面还涂覆有热辐射材料。在本实施例中，优选在铝块321的上表面以及底板的上表面涂覆热辐射材料。这样由灶眼20处产生的热量在传递至底板40或铝块321时会向外辐射，从而减少了通过底板40或铝块321传播的热量，以避免对电控板325造成影响。

在本实施例中，支撑部件31还进一步包括：固定板311和多个支杆312。固定板311水平放置于检测部件32的铝块321上，固定板311可以通过竖直安装的螺钉固定于铝块321上，以确保固定板311和铝块321之间不会发生水平方向上的相对移动。但是螺钉的头部与固定板311的上表面具有一定的间隔，因此固定板311能够在竖直方向的一定范围内移动。每个支杆312的长度相等且竖直延伸设置，每根支杆312的底端固定连接固定板311，在本实施例中，每根支杆312的底端通过螺钉与固定板311连接，在另外一些实施例中，也可以通过焊接或胶粘等方式连接。支杆312顶端向上延伸以支撑盛液盘111。在本实施例中，每根支杆312的靠近顶端的区段还具有弯折部，以用于加强支撑盛液盘111。为了使得盛液盘111更加稳固，在每根支杆312的顶端都设置有向上突出的限位凸起313，盛液盘111的相应位置设置有限位孔112，每个限位凸起313插入对应的限位孔112内，以保证盛液盘111不会相对于支撑部件31滑动。优选地，多个支杆312设置于靠近固定板311边缘的位置，且相邻两根杆之间以相同间隔均匀分布，以使得每根支杆312受力均匀、固定板311更加稳定。固定板311的底部还设置有凸块3111，凸块3111与铝块321上的应变片322接触，以通过凸块3111将支撑部件31受到的压力传递给应变片322。

在本实施例中，固定板311为中心对称的十字形平板；支杆312为4根，分别设置于十字形平板的四个端部。支撑部件31的一部分设置于灶体10的容纳腔内，另一部分设置于底壳12的下方。具体地，多根支杆312设置于容纳腔内，而固定板311设置于底壳12的下方，底壳12上还开设有多个用于支杆312穿过的通孔。

本实施例的支撑部件31整体呈中心对称结构，每根支杆312受力均匀，运行更加平稳，因此不会出现盛液盘111或炊具倾斜滑动的情况，从而检测部件32的测量数据更加准确。同时，支撑部件31中的支杆312将检测部件32与炊具分开，避免炊具的热量传递给检测部件32中的传感器，使得传感器中元件受热，导致数据测量不准确。优选地，在每根支杆312连接固定板311的末端还可以设置隔热部314，以进一步阻隔热量传递。上述隔热部314由隔热材料制成，例如：隔热橡胶、隔热塑料等。

控制装置与检测部件32电路连接，并接收电控板325采集到的重量数据和加速度数据。控制装置配置成根据炊具及其内部物料的总重变化以及炊具的振动加速度变化关闭灶眼20的燃气开关或调节灶眼20的燃气火力。

上述防干烧灶具还包括：锅架13。锅架13设置于盛液盘111上，且与盛液盘111同心设置，锅架13用于支撑炊具。锅架13进一步包括：四边形底框和多个设置于底框上表面的支撑片。四边形底框围绕灶眼20设置。每个支撑片都具有指向底框中心的尖端，以共同架起灶眼20上方的炊具。四边形底框的四条边靠近盛液盘111的边缘，并遮蔽盛液盘111上的定位孔和多个支杆312顶端的限位凸起313，以保证灶体10的外形完整、美观。

防干烧灶具还包括：燃气管、电磁阀。(为了更加清楚的展示称重装置，上述燃气管、电磁阀等装置未在图中示出。)燃气管连通灶眼20和外界燃气供气管道，用于向灶眼20提供燃气。燃气管连接灶眼20的一端进入灶体10的容纳腔，并从台面板11的下方连接灶眼20。燃气管的管路从相邻两根支杆312的中间间隙达到灶眼20的正下方。燃气管与两根支杆312间隔一定距离设置，以避免发生机械干涉。

电磁阀设置于燃气管上，用于打开或关闭燃气管。控制装置与电磁阀电路连接，以控制燃气管的开闭状态。控制装置可以通过向电磁阀发送电磁脉冲以实现自动关闭电磁阀。具体原理为本领域技术人员熟知的，这里不再赘述。

本发明还提供了一种防干烧灶具的控制方法。图10是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的控制方法的示意图，该方法用于在炊具出现干烧时自动切断灶具的燃气开关，以实现防干烧功能。上述控制方法一般性地包括以下步骤：

步骤S1002，在燃气开关开启的时间内检测炊具及物料的重量，并计算其重量下降速度。使用检测部件32中的重力传感器323检测炊具及物料的重量。

步骤S1004，检测炊具及物料的加速度大小。使用检测部件32中的加速度传感器324检测炊具的加速度，该加速度大小用于表征炊具的振动剧烈程度。在一般情况下，炊具内存在较多水分时，沸腾剧烈，炊具的振动也相对剧烈。若用户还未打开燃气开关或已主动关闭燃气开关，则停止上述重量和加速度的相关检测。

步骤S1006，判断炊具及物料的加速度是否小于加速度阈值，且炊具及物料的重量下降速度大于重量下降速度阈值。当炊具内部物料发生干烧时，其内部水分急剧减少，导致炊具及物料的重量下降速度明显升高。同时，干烧时炊具内部几乎没有水分，沸腾不剧烈，而未发生干烧时，炊具内水分较多，沸腾剧烈。因此，干烧时炊具的振动会明显减弱，其振动加速度也会随之降低。

步骤S1008，若步骤S1006的判断结果为是，则确定炊具内发生干烧，此时关闭灶具的燃气开关，停止加热。同时，检测部件32停止对重量和加速度的检测。本实施例的控制方法，使用重量和振动加速度双重条件综合判断是否发生干烧，判断结果更加准确，能够精确确定关闭燃气开关的时间点，避免出现干烧或食物还未煮熟燃气开关就自动关闭的情况。

本领域技术人员应理解，在没有特别说明的情况下，本发明实施例中所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等用于表示方位或位置关系的用语是以灶具的实际使用状态为基准而言的，这些用语仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种防干烧灶具，包括：

灶体，其包括用于承载炊具的台面板，所述台面板上设置有灶眼；

称重装置，设置于所述台面板的下方，用于检测所述灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或所述炊具的振动加速度；其中所述称重装置包括：

支撑部件，其顶端向上延伸以直接或间接地支撑所述炊具；

检测部件，设置于所述支撑部件的底端，通过感应支撑部件传递的重量和/或振动加速度确定所述炊具及其内部物料的总重量和/或所述炊具的振动加速度；

控制装置，与所述检测部件电路连接，配置成根据所述炊具及其内部物料的总重量 变化以及所述炊具的振动加速度大小关闭或保持开启所述灶眼的燃气开关；和

底板，设置于所述称重装置底部，用于承载所述称重装置，所述底板的下表面还设置有开口向下的凹槽，以用于容纳所述检测部件的电控板；

其中所述检测部件包括：

铝块，设置于所述支撑部件的下方，以承载所述支撑部件；

应变片，设置于所述铝块的上表面，与所述支撑部件接触，用于感测所述支撑部件传递的压力，并将压力信号转换为电信号；

所述电控板，设置于所述凹槽内部，用于收集处理数据；

重力传感器，设置于所述铝块上，连接所述应变片以接收所述应变片的电信号，所述重力传感器根据所述电信号确定所述炊具及其内部物料的总重；所述重力传感器还连接所述电控板以向所述电控板传输重量数据；和

加速度传感器，集成于所述电控板上，用于检测所述炊具的振动加速度，并向所述电控板传输加速度数据。

2.根据权利要求1所述的防干烧灶具，其中所述检测部件还包括：

柔性印刷电路板，连接所述重力传感器和所述电控板，以将所述重力传感器检测到的重量数据传输至所述电控板；其中

所述底板开设有用于所述柔性印刷电路板穿过的走线孔。

3.根据权利要求1所述的防干烧灶具，其中

所述底板以及所述铝块的至少部分表面涂覆热辐射材料。

4.根据权利要求1所述的防干烧灶具，还包括：

盖板，可拆卸地设置于所述凹槽的开口处，用于封闭所述凹槽。

5.根据权利要求1所述的防干烧灶具，其中所述台面板还包括：

盛液盘，可上下浮动地设置于所述灶眼的外围，其上表面用于承载炊具，其下表面抵触所述支撑部件的顶端。

6.根据权利要求5所述的防干烧灶具，其中所述支撑部件包括：

固定板，水平放置于所述铝块上；和

多个支杆，每个支杆的底端固定连接所述固定板，其顶端向上延伸以支撑所述盛液盘。

7.根据权利要求6所述的防干烧灶具，其中

所述固定板的底部还设置有凸块，所述凸块与所述应变片接触，以通过所述凸块将所述支撑部件受到的压力传递给所述应变片。

8.根据权利要求6所述的防干烧灶具，其中

所述固定板通过竖直设置的螺钉定位于所述铝块上，所述螺钉的头部与所述固定板的上表面间隔设置，以允许所述固定板上下移动。

9.根据权利要求6所述的防干烧灶具，其中

所述固定板为中心对称的十字形平板；

所述支杆为4根，分别设置于所述十字形平板的四个端部。

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