CN109953654A - 干烧判断方法及干烧预警系统 - Google Patents

Abstract

一种干烧判断方法及应用该方法的干烧预警系统，主要是利用位于烹煮容器上方的非接触型态热数组传感器，持续感测烹煮容器受热时的温度状况，依据所识别的分析区域的温度变化状况进行判断，当温度从无明显升温状况转变为急剧升温状况时，能精确判断为干烧状态而对使用者发出警示。

Description

干烧判断方法及干烧预警系统

技术领域

本发明涉及热数组传感器的应用，特别是指一种应用热数组传感器以分析判断干烧的方法及预警系统。

背景技术

炉火器具是现代化家庭中常规的设备，使用炉火进行烹煮或烹饪亦为生活中常见的料理手段，然而，对于习惯快节奏生活的使用者来说，使用时往往无法全程在现场看顾整个过程，因此当烹煮的时间估算错误或是疏忽时，容易造成干烧糊锅，导致锅具的温度过高，轻者会造成周遭环境电路、管路的损坏，或是塑料件熔化等状况，而重者则可能会引发周遭可燃物起火，造成火灾伤人等意外事件。

因此，防干烧是本领域业者首重的课题，市场上的产品多会配置各种的温度传感器、控制器或热保护气，用以在加热温度达设定值后能断开电路、停止加热，但判断的标准容易在使用上形成限制，难免因其他烹饪方式而误判熄火，而难以适用于各种不同的使用需求。

有鉴于此，研发出能精准感测判断且能广泛适用于各种使用状态的预防机制，是当下亟待改善的课题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种干烧判断方法及干烧预警系统，藉由非接触式的热数组传感器，能广泛适用于各式炉具或炊具，无须再改良或设计炉具结构的感测机制。

进而，本发明透过持续受热时的温度变化过程进行物理现象判断，能精确地根据变化过程来判断是否为干烧状态，有别于已知的单一温度判断标准机制，而不会在一般使用时造成熄火，有效改善使用限制的问题。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种干烧判断方法，用以判断一烹煮容器的受热状态，其至少包括下列步骤：

（a）提供位于该烹煮容器上方的热传感器，且该热传感器为非接触型态的热数组传感器；

（b）由该热传感器持续感测该烹煮容器的温度状况；

（c）从该热传感器的感测范围中识别出一分析区域；

（d）分析该分析区域的温度状况，当温度从无明显升温状况转变为急剧升温状况时，判断该烹煮容器内为干烧状态。

所述步骤（b）是于该烹煮容器受热时，由该热传感器持续感测该烹煮容器的温度状况。

所述步骤（c）是根据感测范围中该烹煮容器与周围环境的温度差异，识别出该烹煮容器的区域为该分析区域。

所述步骤（c）与步骤（d）之间包含有步骤(d0)，其是分析该分析区域的温度状况，当温度从平稳升温状况转变为无明显升温状况时，判断该烹煮容器内为沸腾状态。

此外，根据上述的干烧判断方法，本发明同时提供一种干烧预警系统，用以判断一烹煮容器的受热状态，并于干烧时提供预警，该系统包括：一热传感器，其设置于该烹煮容器上方的位置，包含一热数组感测元、一微处理器及一无线收发接口，其中，该热数组感测元具相当的感测范围与距离，用以持续感测该烹煮容器的温度状况，该微处理器用以撷取该热数组感测元测得的数组数据，并从中识别出一分析区域，该无线收发接口用以接收并输出该微处理器识别出的分析区域的温度信息；一处理单元，其与该热传感器讯号连接，用以接收该热传感器输出的温度信息，并从温度信息分析该分析区域的温度状况，当温度从无明显升温状况转变为急剧升温状况时，判断该烹煮容器内为干烧状态，并输出警示讯号；以及一警示单元，其与该处理单元连接，用以实时接收该警示讯号，并朝用户作出提示。

所述热数组感测元的感测距离为10-90cm。所述热数组感测元的感测范围至少35度的锥状范围。

所述处理单元及该警示单元设置于一警示装置中。

所述热传感器及该警示装置之间经由一网关装置讯号连接，其中，该网关装置设有一无线收发模块、一网络连接模块以及一连接两者且用以进行讯号转换的转换处理模块，该无线收发模块与该热传感器的该无线收发接口讯号连接，该网络连接模块通因特网与该处理单元设有的一网络连接接口讯号连接。

所述处理单元能进一步从温度信息分析该分析区域的温度状况，当温度从平稳升温状况转变为无明显升温状况时，判断该烹煮容器内为沸腾状态，并输出警示讯号。

为使本发明上述的目的、识别判断原理、特征及功效可获致更具体的了解，兹举本发明较佳的实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的系统架构示意图；

图2是本发明较佳实施例热传感器与烹煮容器的关系示意图；

图3是本发明较佳实施例判断干烧状态的一流程示意图；

图4a至4c分别是识别分析区域的可能态样示意图；

图5是本发明较佳实施例时间与温度变化的关系示意图；

图6是本发明实施例的另一流程示意图；

图7是本发明实施例进一步搭配控制开关应用的示意图。

符号说明：

10 热传感器

11 热数组感测元

12 微处理器

13 无线收发接口

20 警示装置

21 处理单元

211 网络连接接口

212 处理模块

22 警示单元

30 网关装置

31 无线收发模块

32 转换处理模块

33 网络连接模块

40 烹煮容器

41 控制开关

D 感测距离

R 感测范围

θ 夹角

A 分析区域

S1 平稳升温状况

S2 无明显升温状况

S3 急遽升温状况

(a)、(b)、(c)、(d0)、(d1)、(d)、(e) 步骤。

具体实施方式

请参阅图1，可知本发明实施例的主要架构包括有一热传感器10、一警示装置20及一网关装置30等部分，该热传感器10用以感测一烹煮容器的受热状态，将所测得的温度信息经网关装置30传送至该警示装置20，由该警示装置20的处理单元21判断该烹煮容器是否有干烧的情形，并于干烧时由警示单元22对用户发出预警。

其中，该热传感器10，可一并参图2所示，其设置于烹煮容器40上方的位置，主要包含有一热数组感测元11、一微处理器12及一无线收发接口13，该热数组感测元11具相当的感测范围R与感测距离D，能持续感测预定范围中包含该烹煮容器40的温度状况，而该微处理器12则撷取该热数组感测元11测得的数组数据，并与历史数据进行比对，从中识别出该烹煮容器40的范围当作一分析区域，决定该分析区域的温度信息为有效值，并透过该无线收发接口13对外输出。

该网关装置30，包含一无线收发模块31、一网络连接模块33及一转换处理模块32，该转换处理模块32介于前述两者间并分别与其连接，该无线收发模块31与该无线收发接口13连接，用以接收该无线收发接口13输出的信息（于本实施例此处为RF讯号传输），经该转换处理模块32进行转换后（将RF讯号转为数字讯号），由网络连接模块33将该热传感器10测得的温度信息经由因特网输出至警示装置20。

该警示装置20，包含相连接的一处理单元21及一警示单元22，该处理单元21中设有一网络连接接口211及处理模块212，该网络连接接口211通过因特网与该网络连接模块33连接，以接收该网络连接模块33经由因特网输出的信息，并提供至该处理模块212进行分析判断；该处理模块212能从持续感测的温度信息中分析该分析区域的温度状况，根据温度变化的状况判断出该烹煮容器40内为沸腾状态或干烧状态，并生成一警示讯号传送至该警示单元22，由该警示单元22对用户做出提示或警示。

于可行的实施例中，该热传感器10可依需求配设于该烹煮容器40上方的适当位置，诸如安装于炉具侧上方的壁面，并让感测距离D、感测范围R能涵盖默认烹煮容器40的位置；而该热传感器10中的热数组感测元11，其所具的感测范围R为一锥状的范围，该锥状的夹角θ以35°以上为佳，而其所具的感测距离D则以10-90cm为佳。

在烹煮的过程中，烹煮容器40受炉火加热，并以其材质的良好导热性将热能传递至其中的液体，而液体在吸收热能后温度能随之提升，根据热传导与平衡的原则，液体的温度概同于烹煮容器40的温度，二者于受热时温度概呈同步提升的状态；另外，众所周知的是，在正常稳定的压力下，当烹煮容器40与液体持续受热、温度提升至沸点时，液体再吸收的热能不会造成温度提升，而会使液体逐渐汽化转变为气态，因此烹煮容器40的温度能维持在该沸点温度浮动，多余的热能皆传递至液体以供汽化转变，但当烹煮容器40中的液体全部转化为气态后，便无液体供烹煮容器40作热能的导出，因此炉火提供的热能将造成该烹煮容器40温度急剧提升，本发明即藉由温度变化的状况来判断出是否为干烧状态，相较于以温度为判断标准的机制，能更精准地识别出符合干烧的型态，而不会造成平常使用上的限制。

再请一并参阅图3及图5，以烧开水为例，本发明实施例对于感测及判断干烧的过程，主要步骤如下：

步骤(a)，先提供有一热传感器10，让热传感器10设置于烹煮容器40上方的适当位置，该热传感器10为非接触型态的热数组传感器，且具有适当的感测范围R与感测距离D而能涵盖该烹煮容器40预定置放的位置。

步骤(b)，将烹煮容器40装水后至于炉具上，于该烹煮容器40在炉具上受热时，由该热传感器10同时开始进行感测（假设初始时的温度为常温25℃），且持续地感测该烹煮容器40的温度状况。

步骤(c)，在该烹煮容器40受热的过程中，利用材质（通常为金属）良好的导热特性，吸收炉火的热能并供应给其中装盛的水，让该烹煮容器40及其中的水呈现一种平稳升温状况S1；而在该烹煮容器40受热的过程中，温度会与周围环境产生差异变化，此时，该热传感器10中的微处理器12能根据测得的数组数据的历程进行分析判断，如图4a所示，其能自动根据感测范围R中该烹煮容器40的温度变化，而与周围环境的温度差异，识别出该烹煮容器40所在的区域为一分析区域A，并将该分析区域A持续测得的温度信息输出至处理单元21；又如图4b及图4c所示，根据实际上的配置，或是烹煮容器40的种类不同，难免有烹煮容器40未能居于感测范围R中央的位置，此时微处理器12仍能根据数组数据的历程进行分析判断，自动根据感测范围R中局部的烹煮容器40的温度变化，识别出该烹煮容器40局部的区域为分析区域A。

步骤(d)，处理单元21在接收该分析区域A的温度信息后，能根据该分析区域A的温度状况进行判断，当该烹煮容器40及其中的水持续受热，升温达水的沸点时（100℃），其中的水开始逐步汽化为水蒸气，而整体温度约保持在沸点温度，呈现一种无明显升温状况S2，此时处理单元21判断的温度状态从平稳升温状况S1转变为无明显升温状况S2；而后，当其中的水全部汽化为水蒸气（即将发生干烧），便无水来吸收烹煮容器40的热能，而该烹煮容器40的温度将快速提升，呈现一种急导导剧升温状况S3，此时处理单元21能判断到烹煮容器40的温度从无明显升温状况S2转变为急剧升温状况S3，故判断该烹煮容器40内为干烧状态，而输出干烧的警示讯号给警示单元22。

步骤(e)，于警示单元22接收警示讯号后，能藉由讯息、声音、震动等方式朝使用者作出提示，让使用者能得知此时的烹煮容器40为干烧状态，而能迅速应对处理。

请再配合参图6所示，于本发明实施例中，步骤(d)中可进一步划分出一步骤(d0)位于该步骤(d)前，其用以判断出沸腾状态，主要是根据该分析区域A的温度状况，在处理单元21判断到烹煮容器40的温度状况从平稳升温状况S1转变为无明显升温状况S2时，判断该烹煮容器内为沸腾状态，并输出沸腾的警示讯号给警示单元22；随后，能再进行有一步骤(d1)，是于警示单元22接收警示讯号后，能藉由讯息、声音、震动等方式朝使用者作出提示，让使用者能得知此时为沸腾状态，若使用者未能及时进行处置，将再续行步骤(d)及步骤(e)。

于实际上，警示装置20可以是便于用户携行的行动装置，藉由网络联机来接收热传感器10测得的温度信息，搭配app（处理单元21的处理模块212）来进行识别判断，当判断出沸腾状态或干烧状态时，能直接透过警示单元22（铃声、震动等）来朝使用者作出提示。

再者，于本发明可行的实施例中，于判断出干烧后，能进一步结合炉火的控制开关41作应用，可配合参见图7所示，当步骤(d)判断出干烧状态后，处理单元21除了输出警示讯号给警示单元22，能同时输出有控制讯号，经因特网与网关装置30的讯号转换，由网关装置30的无限收发模块31送出控制讯号至炉火的控制开关41；因此在步骤(e)警示单元22接收警示讯号并朝用户做出提示的同时，控制开关41也能接受控制讯号以控制炉火的关闭，加强安全防护的效果。于实际上，该控制开关41根据炉火的形式，可以为阀门控制组件或中继组件，用以使瓦斯阀门关闭或电源关闭。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例说明，而非用以限制本发明的专利保护范围，具体的保护范围应以申请专利范围为准，举凡依本发明技术手段所作的简单延伸变化或等效置换，皆应落入本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种干烧判断方法，用以判断一烹煮容器的受热状态，其特征在于，其至少包括下列步骤：

（a）提供位于该烹煮容器上方的热传感器，且该热传感器为非接触型态的热数组传感器；

（b）由该热传感器持续感测该烹煮容器的温度状况；

（c）从该热传感器的感测范围中识别出一分析区域；

（d）分析该分析区域的温度状况，当温度从无明显升温状况转变为急剧升温状况时，判断该烹煮容器内为干烧状态。

2.根据权利要求1所述的干烧判断方法，其特征在于，所述步骤（b）是于该烹煮容器受热时，由该热传感器持续感测该烹煮容器的温度状况。

3.根据权利要求1所述的干烧判断方法，其特征在于，所述步骤（c）是根据感测范围中该烹煮容器与周围环境的温度差异，识别出该烹煮容器的区域为该分析区域。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的干烧判断方法，其特征在于，所述步骤（c）与步骤（d）之间包含有步骤(d0)，其是分析该分析区域的温度状况，当温度从平稳升温状况转变为无明显升温状况时，判断该烹煮容器内为沸腾状态。

5.一种干烧预警系统，用以判断一烹煮容器的受热状态，并于干烧时提供预警，其特征在于，该系统包括：

一热传感器，其设置于该烹煮容器上方的位置，包含一热数组感测元、一微处理器及一无线收发接口，其中，该热数组感测元具相当的感测范围与距离，用以持续感测该烹煮容器的温度状况，该微处理器用以撷取该热数组感测元测得的数组数据，并从中识别出一分析区域，该无线收发接口用以接收并输出该微处理器识别出的分析区域的温度信息；

一处理单元，其与该热传感器讯号连接，用以接收该热传感器输出的温度信息，并从温度信息分析该分析区域的温度状况，当温度从无明显升温状况转变为急剧升温状况时，判断该烹煮容器内为干烧状态，并输出警示讯号；以及

一警示单元，其与该处理单元连接，用以实时接收该警示讯号，并朝用户作出提示。

6.根据权利要求5所述的干烧预警系统，其特征在于，所述热数组感测元的感测距离为10-90cm。

7.根据权利要求5所述的干烧预警系统，其特征在于，所述热数组感测元的感测范围至少35度的锥状范围。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的干烧预警系统，其特征在于，所述处理单元及该警示单元设置于一警示装置中。

9.根据权利要求8所述的干烧预警系统，其特征在于，所述热传感器及该警示装置之间经由一网关装置讯号连接，其中，该网关装置设有一无线收发模块、一网络连接模块以及一连接两者且用以进行讯号转换的转换处理模块，该无线收发模块与该热传感器的该无线收发接口讯号连接，该网络连接模块通因特网与该处理单元设有的一网络连接接口讯号连接。

10.根据权利要求8所述的干烧预警系统，其特征在于，所述处理单元能进一步从温度信息分析该分析区域的温度状况，当温度从平稳升温状况转变为无明显升温状况时，判断该烹煮容器内为沸腾状态，并输出警示讯号。