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及其控制方法。
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精确确定发生干烧的时间点。
一方面,本发明提供了一种防干烧灶具的控制方法,包括:在燃气开关开启的时间内检测所述炊具及内部物料的重量,并计算其重量下降速度;判断所述重量下降速度是否大于第一速度阈值;若是,根据所述炊具及物料的加速度大小以及所述重量下降速度大小控制所述灶具燃气开关的开闭状态;和若否,根据所述炊具的温度值控制所述灶具燃气开关的开闭状态。
可选地,根据所述炊具及物料的加速度大小以及所述重量下降速度大小控制所述灶具燃气开关的开闭状态的步骤包括:检测所述炊具及物料的加速度大小;判断所述炊具及物料的加速度大小是否小于加速度阈值,且所述炊具及物料的重量下降速度大于第二速度阈值;若是,关闭所述灶具的燃气开关;其中所述第二速度阈值大于所述第一速度阈值。
可选地,检测所述炊具及物料的加速度大小的步骤之后还包括:根据所述加速度大小判断当前烹饪类型;根据当前烹饪类型确定所述加速度阈值以及所述第二速度阈值。
可选地,根据所述加速度大小判断当前烹饪类型的步骤包括:在燃气开关被开启后的第一预设时间段内连续记录所述加速度大小,并选取出现的加速度最大值;根据所述加速度最大值所处的区间范围确定当前烹饪类型;其中所述灶具的主控板内预置多个加速度最大值的区间范围,每个区间范围对应一种烹饪类型。
可选地,根据当前烹饪类型确定所述加速度阈值以及第二速度阈值的步骤包括:根据当前烹饪类型查询预置的干烧阈值条件选定加速度阈值以及第二速度阈值;所述干烧阈值条件预先储存于所述灶具的主控板内,其包含多种烹饪类型所对应的加速度阈值以及第二速度阈值。
可选地,根据所述炊具的温度值控制所述灶具燃气开关的开闭状态的步骤还包括:持续检测所述炊具的温度;判断所述温度是否大于预设的阈值温度;若是,关闭所述灶具的燃气开关。
可选地,检测所述炊具及物料的重量,并计算其重量下降速度的步骤包括:每间隔预定时间检测一次所述炊具及物料的重量;计算最后相邻两次检测的重量差值,除以所述预定时间得到重量下降速度;每间隔预定时间对重量下降速度进行一次数据更新。
可选地,关闭灶具的燃气开关的步骤包括:向提供燃气的燃气管的电磁阀发送电脉冲信号,以关闭电磁阀。
可选地,关闭灶具的燃气开关的步骤之后还包括:向用户发送提示信息,提示用户燃气开关关闭。
另一方面,本发明还提供了一种防干烧灶具,其包括:称重装置,用于检测炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度;温度检测装置,用于检测炊具的表面温度;和控制装置,其中存储有计算机程序,并且计算机程序运行时导致防干烧灶具执行上述任一项的防干烧灶具的控制方法。
本发明提供了一种防干烧灶具的控制方法,包括:在燃气开关开启的时间内检测所述炊具及内部物料重量下降速度;根据重量下降速度判断当前的烹饪过程中,炊具内部是否含有大量液体。若炊具内部含有大量液体,则证明当前烹饪类型是例如蒸煮等需要消耗大量水分的烹饪类型。这种情况下,炊具内的液体蒸发量大,而且炊具的振动较为剧烈,在炊具发生干烧时炊具加速度和重量下降速度均会发生明显变化。此时采用检测加速度大小以及重量下降速度大小的方式进行防干烧判断,相较于采用检测炊具温度的方式干烧的时间点判断更加准确。若炊具内含有的液体量较少,则证明当前烹饪类型是例如炒煎等水分消耗量很少的烹饪类型。这种情况下,炊具内的液体蒸发量小,而且炊具的振动小,在炊具发生干烧时炊具加速度和重量下降速度均不会发生明显变化,但是炊具的温度值会明显上升。此时采用检测炊具温度的方式进行防干烧判断,相较于检测加速度大小以及重量下降速度大小的方式,对发生干烧时间点的判断更加准确。本发明的防干烧灶具,首先判断当前的烹饪类型炊具内是否含有大量的水分,再根据实际情况选择合适的防干烧判断方式。因此,本发明的方法防干烧时间点的判断更加准确,提高了防干烧灶具的智能化水平。
进一步地,本发明的方法还包括:检测炊具及物料的加速度大小。判断炊具及物料的加速度大小是否小于加速度阈值,且炊具及物料的重量下降速度大于第二速度阈值。若是,则关闭灶具的燃气开关。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。当检测到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第二速度阈值时,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。
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。
具体实施方式
本发明提供了一种防干烧灶具,如图1所示,在本实施例中,该灶具为燃气灶。该燃气灶包括:灶体10、温度检测装置50、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。
温度检测装置50设置于台面板11靠近灶眼的位置,用于检测炊具的表面温度。在本实施例中,温度检测装置50可以为红外温度传感器,其检测探头朝上设置,即朝向炊具的底部,红外温度传感器通过检测炊具发射的热辐射红外光线确定炊具当前的温度值。红外温度传感器的温度检测原理是本领域技术人员熟知的,这里不再赘述
如图3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4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。
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5所示,具体地,检测部件32包括外壳321,其内部集成设置有重力传感器323和加速度传感器324。重力传感器323用于检测支架上炊具及其内部物料的总重量,由于支架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,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。加速度传感器324用于检测炊具的振动加速度。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。外壳321的上表面设置有感应按键322,感应按键322连接外壳321内部的两个传感器,两个传感器通过检测施加于感应按键上的压力得到重量和振动加速度等数据。
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的感应按键322上,固定板311可以通过竖直安装的螺钉固定于检测部件32的外壳321上,以确保固定板311和感应按键322之间不会发生水平方向上的相对移动,但是固定板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。
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以及温度检测装置50电路连接,并收集检测部件32以及温度检测装置50检测得到的数据,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保持开启或关闭灶眼20的燃气开关,或者根据温度检测装置50检测到的炊具温度值保持开启或关闭灶眼20的燃气开关。
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。
上述防干烧灶具还可以包括:底板40,其设置于检测部件32底部,用于承载称重装置30。在本实施例中,底板40位于底壳12下方,在灶具的具体安装过程中,可以将底板40通过多根吊杆吊设固定于底板40底面上。
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6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S602,在燃气开关开启的时间内检测炊具及内部物料的重量,并计算其重量下降速度。具体地,重量传感器可以每间隔预定时间检测一次炊具及物料的重量;然后计算最后相邻两次检测的重量差值,上述重量差值除以预定时间即得到该时间间隔内的重量下降速度。每间隔预定时间对重量下降速度进行一次数据更新。上述预定时间不宜过长,一般设定为5-10s。对于不同的烹饪类型,炊具及内部物料的重量下降速度不同。例如:炒菜时,炊具内部液体较少,炊具及内部物料的重量下降速度很小;而对于蒸煮而言,炊具内部液体较多,炊具及内部物料的重量下降速度很大。因此,根据检测得到的炊具及内部物料的重量下降速度可以区分当前的烹饪类型炊具内是否含有大量的液体。
步骤S604,判断重量下降速度是否大于第一速度阈值。上述第一速度阈值可以根据实验数据进行设定。
步骤S606,若步骤S604的判断结果为是,根据炊具及物料的加速度大小以及重量下降速度大小控制灶具燃气开关的开闭状态。若重量下降速度大于第一速度阈值,表明当前烹饪类型是诸如蒸煮等炊具内部所含液体较多的烹饪类型。这种情况下,炊具内的液体蒸发量大,而且炊具的振动较为剧烈,在炊具发生干烧时炊具加速度和重量下降速度均会发生明显变化,此时采用检测加速度大小以及重量下降速度大小的方式进行防干烧判断。
步骤S608,若步骤S604的判断结果为否,根据炊具的温度值控制灶具燃气开关的开闭状态。若上述重量下降速度小于第一速度阈值,表明当前烹饪类型是诸如炒煎等炊具内部所含液体较少的烹饪类型。这种情况下,炊具内的液体蒸发量小,而且炊具的振动小,不适宜采用检测加速度大小以及重量下降速度大小的方式进行防干烧判断。此时检测炊具的温度,根据炊具的温度进行防干烧判断。
图7是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的控制方法的流程图,该方法依次执行以下步骤:
步骤S702,在燃气开关开启的时间内检测炊具及内部物料的重量,并计算其重量下降速度。
步骤S704,判断重量下降速度是否大于第一速度阈值。上述第一速度阈值可以根据实验数据进行设定。
步骤S706,确定燃气开关被开启后,检测炊具及物料的加速度大小。
步骤S708,燃气开关被开启后的第一预设时间段内连续记录加速度大小,选取出现的加速度最大值,上述加速度最大值用于后续判断用户当前使用的烹饪类型。上述第一预设时间可以设定为5min。在本实施例中,加速度传感器324选取出第一预设时间段内出现的加速度最大值。在本发明另外一些实施例中,还可以计算第一预设时间内的平均加速度大小,后续步骤根据平均加速度大小确定烹饪类型。
步骤S710,根据加速度最大值所处的区间范围确定当前烹饪类型。对于不同的烹饪类型,炊具受到的力不同(这些力来自于炊具内部液体的振动),因此炊具的加速度大小会根据烹饪类型的不同而发生改变。在本实施例中,根据第一预设时间段内检测到的最大加速度值确定用户当前的烹饪类型。灶具的主控板内预置有加速度大小和烹饪类型的查询对照表,该对照表具有多个加速度最大值的区间范围,每个区间范围对应一种烹饪类型,灶具通过检测到的加速度最大值查询该对照表得到当前用户的烹饪类型。例如:在水煮模式下:加速度值一般为5毫g左右(其中,g为重力加速度值);在蒸煮模式下:加速度值一般大于1g。当加速度传感器324检测到最大加速度值为2g时,可以确定当前烹饪类型为蒸煮。上述列举的数据是为了便于理解本发明的实施例,不对本发明构成限制,上述数据也可以根据灶具型号的不同而发生改变。
步骤S712,根据当前烹饪类型查询预置的干烧阈值条件选定加速度阈值以及第二速度阈值。主控板内还预先储存有干烧阈值条件,其包含多种烹饪类型所对应的加速度阈值以及第二速度阈值。灶具确定当前烹饪类型后,再根据烹饪类型确定加速度阈值以及第二速度阈值,以用于后续步骤中确定炊具内是否发生干烧。对于不同的烹饪类型,发生干烧时,炊具的加速度值和重量下降速度不同,因此每种类型选用的阈值也不同。比如说:对于水煮模式,在干烧时,炊具的重量下降速度和加速度值较大,因此对应的选取的阈值也较大;而对于蒸煮模式,上述数值较小,因此选取的阈值也较小。
在本实施例中,防干烧灶具首先确定用户当前的烹饪类型,再根据不同的烹饪类型确定加速度阈值以及第二速度阈值。本实施例的灶具能够根据不同的烹饪情况选取适当的条件阈值,干烧时间点判断更加准确。
步骤S714,等待第二预设时间段,第二预设时间根据烹饪类型确定。在用户开始烹饪到炊具发生干烧时,需要一定的时间,在该时间内,可以暂停检测炊具及物料的重量下降速度和炊具的加速度大小,以减小检测部件的工作负担。步骤S716,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第二速度阈值。根据检测到的加速度大小和炊具及物料的重量下降速度确定炊具内是否发生干烧。
步骤S718,若步骤S716的判断结果为是,关闭灶具的燃气开关。优选地,在关闭灶具的燃气开关后,向用户发送提示信息,提示用户燃气开关关闭。在本实施例中,可以在主控板内设置蜂鸣器,在关闭灶具的燃气开关后,蜂鸣器发出响声,以提示用户。
步骤S720,若步骤S704的判断结果为否,检测炊具的温度值。利用温度传感器持续检测炊具表面的温度。
步骤S722,判断炊具的温度值是否大于阈值温度。在本实施例中,上述阈值温度设定为230℃,在本发明另外一些实施例中,也可以根据本领域技术人员的经验进行设定。当检测到炊具的温度值大于阈值温度时,表示其内部液体已被烧干。
步骤S724,若步骤S722的判断结果为是,关闭灶具的燃气开关。优选地,在关闭灶具的燃气开关后,向用户发送提示信息,提示用户燃气开关关闭。在本实施例中,可以在主控板内设置蜂鸣器,在关闭灶具的燃气开关后,蜂鸣器发出响声,以提示用户。若步骤S722的判断结果为否,表示炊具内未发生干烧,此时保持燃气开关开启。
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。