CN109990905B - 电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置及测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置，包括位于电磁灶面板的下方的红外探头、红外光源，与红外探头、红外光源电连接的控制器，红外光源位于红外探头旁且与红外探头在电磁灶面板上的检测区域相匹配。本发明还涉及一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，在电磁灶面板上未放置非透红外目标体时，获取红外探头检测红外光源开关状态下获取的红外能量差；在电磁灶面板上放置非透红外目标体后，获取红外探头检测红外光源开关状态下获取的红外能量差，进而计算获取电磁灶上非透红外目标体的反射率以及发射率。本发明中的测定装置结构简单，测定方法操作方便容易，能够在用户使用过程中进行测定。
Description
技术领域
本发明涉及温度检测技术领域，特别涉及一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置，还涉及电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法。
背景技术
在现有测温技术中，有接触测温和非接触测温两大类。接触测温一般使用热敏电阻或是热电偶等热敏器件。接触测温本身就会有延迟，因为待测物体要传热给热敏器件，才能进行测量。并且热敏器件的温度耐受能力有限，应用在高温器件测温环境中老化速度快，并且在一些应用环境中也无法实现与测温目标物的直接接触，应用范围受限。
非接触测温主要是红外测温，通常采用红外温度传感器进行测温。红外温度传感器主要利用辐射热效应，使得使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使红外温度传感器中某一性能随着温度的变化而发生变化，进而获取温度信号。
根据光学原理，α+ρ+τ＝1，其中α表示吸收率，ρ表示反射率，τ表示透射率。根据基尔霍夫定律可知，α＝e，其中e表示发射率，对于不透明材质的物体，τ＝0，则有e+ρ＝1，即不透明物体表面的反射率越高和发射率成反比。红外测温中，发射率的测定是必须进行的工作。而红外温度传感器在生产时会使用发射率接近1的黑体进行温度标定。不同的生产商选用的黑体的反射率不尽相同，但是红外温度传感器中的发射率则设定为一个固定值。同样温度的物体，会因为材质的不同而导致物体的发射率不同，进而会引起温度测量误差。
授权公告号为CN101435721B(申请号为200810134154.4)的中国发明专利《红外目标温度校正系统和方法》，其中即采用发射率接近于1的目标进行校正工作。在实际测温过程中，非透红外目标体的发射率与红外温度传感器选定的发射率很难保持一致，这种反射率的差距会直接影响红外温度传感器对目标体温度的测量结果，导致检测获取的温度结果会存在较大的误差。
电磁灶上放置的锅具等进行测温时，由于有电磁灶的面板阻隔因素，电磁灶上放置物品的红外测温相应比较繁琐。利用电磁灶内的红外温度传感器对放置在电磁灶上的物品进行测温时，存在以下难题：锅底表面发射率未知；面板红外线透过率未知；面板也有较高的温度，也会发射红外线。为了解决这些测温的难题，则出现了在面板上对应红外温度传感器的位置开孔，或是红外温度传感器外置。开孔会降低电磁灶面板的强度，存在安全隐患，并且影响电磁灶美观清洁，实用性差。而将红外温度传感器外置设置则很难测量电磁灶上物品底部的温度，仅能测量物品侧面的温度。如此，在测温过程中溅射到红外温度传感器上的油污、环境的腐蚀等外界因素会直接影响红外温度传感器的测温精度，存在测温干扰因素多、不美观、不利于清洁等问题，实用性也差。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够方便检测放置到电磁灶上待测温的目标体的反射率，进而提高目标体温度检测准确率的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够方便检测到放置到电磁灶上各种非透红外目标体的红外参数测定方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置，其特征在于：包括
红外探头，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板的下方；
红外光源，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板的下方，所述红外光源位于红外探头旁；
控制器，与所述红外探头、红外光源电连接，用于接收红外探头传送的检测信号以及控制所述红外光源的打开和关闭。
为了能够获取电磁灶面板的透射率，还包括能与所述控制器电连接的备用红外探头，所述备用红外探头用于放置在电磁灶面板上方与所述红外探头呈镜像对称的位置使用。
可选择地，还包括能打开或者关闭的备用红外光源，所述备用红外光源用于放置在电磁灶面板上方与所述红外光源呈镜像对称的位置使用。
优选地，所述红外探头、红外光源集成设置在一块电路板上。
优选地，所述控制器也集成设置在所述电路板上。
为了实时完成电磁灶面板上不同非透红外目标体的反射率的测定，所述电磁灶的面板上还设置有与所述控制器电连接的按键以向控制器发送启动电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定的命令。
所述红外光源的设置位置与所述红外探头在电磁灶面板上的检测区域相匹配，以使得所述红外探头能够检测到红外光源经反射的红外光。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：包括以下步骤
S1、获取控制器中存储的电磁灶面板的透射率τ0，获取控制器中存储的红外光源可接收能量的总和Es；
S2、在电磁灶面板上未放置非透红外目标体的前提下，控制器控制打开和关闭红外光源；
红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E1并传送至控制器，红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E2并传送至控制器；
S3、在电磁灶面板上放置非透红外目标体，且将非透红外目标体放置在红外探头的检测区域内，控制器控制打开和关闭红外光源；
红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E5并传送至控制器，红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E6并传送至控制器；
S4、控制器计算红外光源发射的红外能量经过电磁灶面板透射后，进而经过非透红外目标体底面反射，再经过电磁灶面板透射，最终被红外探头接收到的红外能量Er；
Er＝(E5-E6)-(E1-E2)＝Es*τ0*ρ1*τ0； (公式1)
其中ρ1为非透红外目标体的反射率；
根据公式1可得，
S5、非透红外目标体的透射率τ1＝0，根据公式2计算非透红外目标体的发射率e1＝1-ρ1。
作为改进，在未放置电磁灶面板的情况下红外探头能够接收的红外光源能量的总和Es的获取方法为：
S-A、将备用红外探头放置在电磁灶面板安装位置上方与红外探头呈镜像对称的位置；
S-B、控制红外光源保持关闭状态，在未安装放置电磁灶面板时，备用红外探头检测获取的红外光源的红外能量数据E并传送至控制器；
S-C、打开红外光源，备用红外探头检测获取的红外光源的红外能量数据E0并传送至控制器；
S-D、控制器计算备用红外探头在未放置电磁灶面板的情况下能够接收的红外光源能量的总和Et＝E0－E；
Es＝Et＝E0－E。
作为改进，电磁灶面板的透射率τ0的获取方法为：
S100、将电磁灶面板安装在所述安装位置；
S200、在电磁灶面板上未放置非透红外目标体的前提下，控制器控制打开和关闭红外光源；
备用红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E3并传送至控制器，备用红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E4并传送至控制器；
S300、控制器计算电磁灶面板的透射率为
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中，在对电磁灶上放置的非透红外目标体的反射率进行测定时，通过开关红外光源，进而通过红外探头在红外光源打开和关闭状态下获取的能量差，实时计算放置在电磁灶上放置的非透红外目标体的反射率和发射率等红外参数，如此在对电磁灶上的非透红外目标体进行温度检测时，检测结果会更加准确，同时也方便用户在使用过程中实时进行，给红外探头对电磁灶上放置的物品温度的准确检测提供了可能。并且本发明中电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置结构简单，即在现有的红外测温结构中增加一个红外光源即可。而相应采用的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法操作非常简单。
附图说明
图1为本发明实施例中电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置的结构示意图。
图2为本发明实施例中电磁灶面板的红外参数进行测定时的结构示意图。
图3为本发明实施例中电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图3所示，本实施例中的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置，包括红外探头1、红外光源3、控制器4、按键7。另外，在电磁灶生产期间，为了准确的获取各电磁灶面板2准确的红外参数以及红外光源3可接收能量总和，该电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置还包括有备用红外探头5或者备用红外光源，为了保证光源发出红外光的稳定性，本实施例中，仅采用备用红外探头5。
红外探头1设置在电磁灶内并位于电磁灶面板2的下方并距离电磁灶面板2一定的距离，从而在电磁灶面板2上具有一片能够使得红外探头1检测到红外光的检测区域。本实施例中的红外探头1可以直接采用电磁灶内的温度传感器中的红外探头体。
备用红外探头5在使用时放置在电磁灶面板2上方且与红外探头1呈镜像对称的位置使用。
红外光源3，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板2的下方，红外光源3位于红外探头1旁，并且红外光源3的设置位置与红外探头1在电磁灶面板2上的检测区域相匹配，以使得红外探头1能够检测到红外光源3经反射的红外光。
控制器4分别与红外探头1、备用红外探头5、红外光源3以及按键7电连接，该控制器4可以直接采用电磁灶内的总控制器，也可以采用一个独立的控制器4用于接收红外探头1传送的检测信号以及控制红外光源3的打开和关闭。为了安装方便，红外探头1、红外光源3以及控制器4可以集成设置在一块电路板6上。
可以通过操作按键7以向控制器4发送启动电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定的命令，进而控制器4控制红外探头1、红外光源3工作，进而实现电磁灶上非透红外目标体8的反射率的测定。在测定过程中，用户按照提示在电磁灶上放置待测定的如锅具等非透红外目标体8。
电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法包括以下步骤：
S1、获取控制器4中存储的电磁灶面板2的透射率τ0，获取控制器4中存储的红外光源3可接收能量的总和Es；
该电磁灶面板2的透射率τ0以及红外光源3可接收能量的总和Es在电磁灶生产的时候可以额外增加使用备用红外探头5进行测定，进而将测定结果存储在控制器4中，方便用户在使用过程中对电磁灶上锅具等非透红外目标体8进行反射率测定时调取使用；
在电磁灶的生产过程中，红外光源3可接收能量的总和Es的获取方法具体如下：
在电磁灶面板2安装前进行以下步骤：
S-A、将备用红外探头5放置在电磁灶面板2安装位置上方与红外探头1呈镜像对称的位置；
S-B、控制红外光源3保持关闭状态，在未安装放置电磁灶面板2时，备用红外探头5检测获取的红外光源3的红外能量数据E并传送至控制器4；
S-C、打开红外光源3，备用红外探头5检测获取的红外光源3的红外能量数据E0并传送至控制器4；
S-D、控制器4计算备用红外探头5在未放置电磁灶面板2的情况下能够接收的红外光源3能量的总和Et＝E0－E；
Es＝Et＝E0－E；
电磁灶面板2的透射率τ0的获取方法为：
S100、将电磁灶面板2安装在其安装位置；
S200、在电磁灶面板2上未放置非透红外目标体8的前提下，控制器4控制打开和关闭红外光源3；
备用红外探头5检测红外光源3打开时获取的红外能量数据E3并传送至控制器4，备用红外探头5检测红外光源3关闭时获取的红外能量数据E4并传送至控制器4；
S300、控制器4计算电磁灶面板2的透射率为
S2、在电磁灶面板2上未放置非透红外目标体8的前提下，控制器4控制打开和关闭红外光源3；
红外探头1检测红外光源3打开时获取的红外能量数据E1并传送至控制器4，红外探头1检测红外光源3关闭时获取的红外能量数据E2并传送至控制器4；
S3、当提示用户放置非红外目标体后，用户在电磁灶面板2上放置非透红外目标体8，且将非透红外目标体8放置在红外探头1的检测区域内，控制器4控制打开和关闭红外光源3；
红外探头1检测红外光源3打开时获取的红外能量数据E5并传送至控制器4，红外探头1检测红外光源3关闭时获取的红外能量数据E6并传送至控制器4；
S4、控制器4计算红外光源3发射的红外能量经过电磁灶面板2透射后，进而经过非透红外目标体8底面反射，再经过电磁灶面板2透射，最终被红外探头1接收到的红外能量Er；
Er＝(E5-E6)-(E1-E2)＝Es*τ0*ρ1*τ0； (公式1)
其中ρ1为非透红外目标体8的反射率；
根据公式1可得，
S5、非透红外目标体8的透射率τ1＝0，根据公式2计算非透红外目标体8的发射率ε1＝1-ρ1。
如此，用户将电磁灶买回去使用时，可以实时测取电磁灶上放置锅具的反射率，进而通过红外探头1检测锅具的工作温度时，其检测结果更加准确，方便电磁灶各使用功能的使用。
Claims (7)
1.一种电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：采用电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置，所述电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置包括
红外探头(1)，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(2)的下方；
红外光源(3)，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(2)的下方，所述红外光源(3)位于红外探头(1)旁；
控制器(4)，分别与所述红外探头(1)、红外光源(3)电连接；
备用红外探头(5)，与所述控制器(4)电连接，用于放置在电磁灶面板(2)上方与所述红外探头(1)呈镜像对称的位置使用；
所述电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置的测定方法，包括以下步骤：
S1、获取控制器(4)中存储的电磁灶面板(2)的透射率τ0，获取控制器(4)中存储的红外光源(3)可接收能量的总和Es；
S2、在电磁灶面板(2)上未放置非透红外目标体(8)的前提下，控制器(4)控制打开和关闭红外光源(3)；
红外探头(1)检测红外光源(3)打开时获取的红外能量数据E1并传送至控制器(4)，红外探头(1)检测红外光源(3)关闭时获取的红外能量数据E2并传送至控制器(4)；
S3、在电磁灶面板(2)上放置非透红外目标体(8)，且将非透红外目标体(8)放置在红外探头(1)的检测区域内，控制器(4)控制打开和关闭红外光源(3)；
红外探头(1)检测红外光源(3)打开时获取的红外能量数据E5并传送至控制器(4)，红外探头(1)检测红外光源(3)关闭时获取的红外能量数据E6并传送至控制器(4)；
S4、控制器(4)计算红外光源(3)发射的红外能量经过电磁灶面板(2)透射后，进而经过非透红外目标体(8)底面反射，再经过电磁灶面板(2)透射，最终被红外探头(1)接收到的红外能量Er；
Er＝(E5-E6)-(E1-E2)＝Es*τ0*ρ1*τ0； (公式1)
其中ρ1为非透红外目标体(8)的反射率；
根据公式1可得，
S5、非透红外目标体(8)的透射率τ1＝0，根据公式2计算非透红外目标体(8)的发射率ε1＝1-ρ1；
其中，电磁灶面板(2)的透射率τ0的获取方法为：
S100、将电磁灶面板(2)安装在安装位置；
S200、在电磁灶面板(2)上未放置非透红外目标体(8)的前提下，控制器(4)控制打开和关闭红外光源(3)；
备用红外探头(5)检测红外光源(3)打开时获取的红外能量数据E3并传送至控制器(4)，备用红外探头(5)检测红外光源(3)关闭时获取的红外能量数据E4并传送至控制器(4)；
S300、控制器(4)计算电磁灶面板(2)的透射率为其中，E为红外光源(3)保持关闭状态，在未安装放置电磁灶面板(2)时，备用红外探头(5)检测获取的红外光源(3)的红外能量数据；E0为打开红外光源(3)，备用红外探头(5)检测获取的红外光源(3)的红外能量数据。
2.根据权利要求1所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：在未放置电磁灶面板(2)的情况下红外探头(1)能够接收的红外光源(3)能量的总和Es的获取方法为：
S-A、将备用红外探头(5)放置在电磁灶面板(2)安装位置上方与红外探头(1)呈镜像对称的位置；
S-B、控制红外光源(3)保持关闭状态，在未安装放置电磁灶面板(2)时，备用红外探头(5)检测获取的红外光源(3)的红外能量数据E并传送至控制器(4)；
S-C、打开红外光源(3)，备用红外探头(5)检测获取的红外光源(3)的红外能量数据E0并传送至控制器(4)；
S-D、控制器(4)计算备用红外探头(5)在未放置电磁灶面板(2)的情况下能够接收的红外光源(3)能量的总和Et＝E0－E；
Es＝Et＝E0－E。
3.根据权利要求1所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：所述电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定装置还包括能打开或者关闭的备用红外光源，所述备用红外光源用于放置在电磁灶面板(2)上方与所述红外光源(3)呈镜像对称的位置使用。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：所述红外探头(1)、红外光源(3)集成设置在一块电路板(6)上。
5.根据权利要求4所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：所述控制器(4)也集成设置在所述电路板(6)上。
6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：所述电磁灶的面板上还设置有与所述控制器(4)电连接的按键(7)以向控制器(4)发送启动电磁灶上非透红外目标体(8)的红外参数测定的命令。
7.根据权利要求1至3任一权利要求所述的电磁灶上非透红外目标体的红外参数测定方法，其特征在于：所述红外光源(3)的设置位置与所述红外探头(1)在电磁灶面板(2)上的检测区域相匹配，以使得所述红外探头(1)能够检测到红外光源(3)经反射的红外光。
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