CN109999307B - 一种加湿器干烧状态的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种加湿器干烧状态的检测方法及装置，属于加湿器检测领域。本发明通过每隔预设时间检测并依次存储加湿器的底板温度，若存储的底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，如果每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则可确定加湿器处于干烧状态。相比于现有技术需要设置额外的感应器来检测水罐内水位情况，本发明只需根据加湿器底板温度即可确定加湿器是否处于干烧状态，节约了成本及后期对感应器维护的费用。

Description

一种加湿器干烧状态的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及加湿器检测领域，具体地涉及一种加湿器干烧状态的检测方法及装置。

背景技术

无创呼吸机提供正压通气治疗时，气体的湿度很大程度决定了患者的舒适度，若长时间直接吸入未经加温加湿的空气，导致支气管分泌物黏稠，不易吸出或咳出，形成痰痂，甚至阻塞气管套管，加重呼吸道堵塞，造成肺部感染，或者湿度不够也将会容易引发上呼吸道疾病。

一些附带加湿器的呼吸机提供的加热加湿方法中，要么不进行水罐内水量的检测，要么添加重力感应器或者水位感应器来检测水罐内水位情况，如果在无水的情况下存在干烧，那么将进一步降低气体的湿度，进一步引起患者不适，严重的可以引起相关疾病。

目前采用比较多的加湿加热方法有：

1)利用温度传感器，通过控制加热温度，当达到相应的温度后便停止加热，当不足预设温度时，加湿器开始加热，未进行水罐内无水时干烧状态的检测；

2)利用重力感应器对水罐进行重力检测，生成检测信号发送至控制器，控制器输出脉冲信号至控制开关的控制端；控制开关在其控制端接收到高电平时导通，接入电压至加热板，使加热板加热；

3)水灌内设有加热棒和浮板，浮板左侧设有金属片，水灌侧面上设有高水位感应器和低水位感应器，低水位感应器位于水槽底部，高水位感应器与低水位感应器均与控制器连接。

以上方法分别具有以下缺点：

对于方法1)，该方法并没有检测水罐中的水量，如果水罐中没有水，处于干烧状态，可能进一步降低气体的湿度，引起患者不适，严重的可以引起相关疾病；

对于方法2)，需要额外的重力感应器来支持；

对于方法3)，需要额外的水位感应器来支持。

因此，为降低无创呼吸机的成本，减少患者的负担，急需一种检测加热底板是否处在干烧情况的方法。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种加湿器干烧状态的检测方法及装置，通过每隔预设时间检测并依次存储加湿器的底板温度，若依次存储的每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则可确定加湿器处于干烧状态。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种加湿器干烧状态的检测方法，该方法包括：每隔预设时间检测所述加湿器的底板温度，并对检测的底板温度进行依次存储；如果存储的所述底板温度的个数达到N，且所述依次存储的第一个所述底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算所述依次存储的N个所述底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，其中N为正整数；将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较；如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定所述加湿器处于干烧状态。

可选的，根据以下步骤获取与所述每相邻两个温度的温度变化斜率各自对应的干烧斜率：从查找表中查找与所述每相邻两个温度的温度变化斜率各自对应的干烧斜率，其中所述查找表中预先存储有每一温度范围所对应干烧斜率。

可选的，与所述相邻两个温度中先存储的温度对应的底板温度范围所对应的所述干烧斜率为所述相邻两个温度的温度变化斜率对应的干烧斜率。

可选的，所述干烧斜率通过以下步骤计算：检测所述加湿器的进气口温度和出气口温度；根据以下公式计算所述干烧斜率k：

其中，P_all为所述加热底板电功率；v为流入所述加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为所述加湿器的出气口温度；T_w为所述加湿器的进气口温度；P_损为所述加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为所述加热底板的比热容；m_底为所述加热底板的质量。

可选的，在使用所述公式计算所述干烧斜率k时，P_损为一固定值。

可选的，所述方法还包括：如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值；如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率均不超过对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为所述加湿器当前档位的档位温度。

可选的，所述方法还包括：在将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较之后，删除所述依次存储的第一个所述底板温度。

相应的，本发明实施例还提供一种加湿器干烧状态的检测装置，该装置包括：第一检测模块，用于每隔预设时间检测所述加湿器的底板温度；存储模块，用于对检测的底板温度进行依次存储；处理模块，用于：如果存储的所述底板温度的个数达到N，且所述依次存储的第一个所述底板温度大于所述预设温度阈值T_th，则计算所述依次存储的N个所述底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，其中N为正整数；将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较；以及如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定所述加湿器处于干烧状态。

可选的，该装置还包括：第二检测模块，用于检测所述加湿器的进气口温度和出气口温度；根据以下公式计算所述干烧斜率k：

其中，P_all为所述加热底板电功率；v为流入所述加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为所述加湿器的出气口温度；T_w为所述加湿器的进气口温度；P_损为所述加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为所述加热底板的比热容；m_底为所述加热底板的质量。

可选的，该装置还包括：设置模块，用于：如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值；如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率均不超过对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值Tmax设置为所述加湿器当前档位的档位温度。

通过上述技术方案，本发明通过每隔预设时间检测并依次存储加湿器的底板温度，若存储的底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，如果每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则可确定加湿器处于干烧状态。相比于现有技术需要设置额外的感应器来检测水罐内水位情况，本发明只需根据加湿器底板温度即可确定加湿器是否处于干烧状态，节约了成本及后期对感应器维护的费用。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测方法流程图。

图2是本发明另一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测方法流程图。

图3为本发明实施例提供的加湿器水罐的干烧曲线。

图4为本发明实施例提供的加湿器水罐干烧时的分段线性拟合曲线。

图5为本发明一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测方法流程图，该方法包括：

步骤S101，每隔预设时间检测加湿器的底板温度，并进行依次存储。

其中，预设时间可以由用户自行设定，可例如为单位时间1s、1min。加湿器的底板温度可通过传感器进行检测，然后将检测的温度数据依次存储至缓冲区，需要说明的是，此处的依次存储即将检测到的底板温度按时间先后进行存储，举例而言，当传感器检测到底板的第一个温度值时，将该值存储在缓冲区输出口的第一位置，之后按照时间顺序排列将后续温度值依次存储在缓冲区输出口的第二位置、第三位置、……。

步骤S102，如果存储的底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率。

举例而言，当存储在缓冲区的底板温度的个数达到预设的个数N，且存储在缓冲区输出口的第一位置的底板温度值大于预设温度阈值T_th时，按照在缓冲区的排列位置，依次计算相邻两个底板温度的温度变化斜率，该温度变化斜率可通过下列公式表示：

i和j为时间；T_i，T_j分别为第i时刻和第j时刻的底板温度；k_Ti为第i时刻的温度变化斜率；Δt_i为预设时间，其中Δt_i＝j-i。

温度变化斜率为单位时间内相邻两个底板温度的温度变化，可以理解，当检测的相邻两个底板温度的时间间隔越小，则该时刻的温度变化斜率越精确。

步骤S103，如果每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定加湿器处于干烧状态。

可以理解，预设的底板温度个数N为正整数，若底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算出来的相邻两个底板温度的温度变化斜率有N-1个，该N-1个温度变化斜率各对应了一个预设的干烧斜率，由此通过比较该N-1个温度变化斜率与各自对应的干烧斜率的大小，可确定加湿器是否处于干烧状态。

在优选的实施例中，对加湿器干烧状态进行判断时，为排除测量误差进而提高判断的准确性，满足相邻两个温度的温度变化斜率超过对应的干烧斜率条件的个数可为最大限值，即每相邻两个温度的温度变化斜率均超过各自对应的干烧斜率时，判断加湿器为干烧状态。

通常情况下，若通过计算得到的一对相邻两个温度的温度变化斜率超过了对应的干烧斜率，则理论上由依次存储的该相邻两个温度之后的温度计算的温度变化率均应超过各自对应的干烧斜率，但考虑到加湿器进水口进水较慢或加热底板表面不平整导致水还未流至对底板温度进行检测的位置，从而可能存在之后计算出的温度变化斜率小于对应的干烧斜率的情况，本发明在存在温度变化斜率至少有一个超过对应的干烧斜率的情况下就确定加湿器为干烧状态，进而可采取相应的措施，进一步提高用户使用的安全性。通过以上方法，只需根据每隔预设时间检测的加湿器的底板温度数据，从而计算每相邻两个温度的温度变化斜率，并与各自对应的干烧斜率进行比较，即可判定出加湿器是否处于干烧状态，相比于需要设置额外的感应器对加湿器内的水进行检测，通过本方法更能节约成本。

图2是本发明另一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测方法流程图。该方法包括：

步骤201，每隔预设时间检测加湿器的底板温度，并进行依次存储。

具体的，可通过传感器检测加湿器底板的温度，并将检测的每个温度依次存储在温度缓冲区Tbuf(Temperature Buffer)中。需要说明的是，此处的依次存储即将检测到的底板温度按时间先后进行存储。其中，预设时间可以由用户自行设定，可例如为单位时间1s、1min。

步骤202，判断存储的底板温度的个数是否达到N个，若判断结果为“是”，则执行步骤203，反之，则继续判断存储的底板温度的个数是否达到N个。

N为正整数，其值可由用户自行设定，例如可设置为5，若温度缓冲区中存储的底板温度达到了5个，则可执行步骤203，若未达到，则继续等待，直至温度缓冲区中存储的底板温度达到5个。

步骤203，判断依次存储的第一个底板温度是否大于预设温度阈值T_th，若判断结果为“是”，则执行步骤205，反之执行步骤204。

其中，预设温度阈值T_th可根据一般情况下加湿器干烧时底板的温度进行设置，可例如为55℃，当存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th时，则可判定加湿器即将处于或可能正处于干烧状态。可以理解，存储的第一个底板温度是所有存储的底板温度中最开始的温度，正常情况下为所有存储的底板温度中的最小值，因此，只需将存储的第一个底板温度与预设温度阈值T_th进行比较。

步骤204，删除依次存储的第一个底板温度。

具体的，当存储的第一个底板温度不大于预设温度阈值T_th时，可认为加湿器正处于安全工作状态，没有干烧的风险，此时将依次存储的第一个底板温度进行删除，则温度缓存区中存储的底板温度还剩余N-1个，由于对加湿器底板温度是一直进行每隔预设时间的检测和存储的，因此当温度缓存区中存储的底板温度又达到N个时，又再一次进行比较存储的第一个底板温度与预设温度阈值Tth。

举例而言，当传感器检测到底板的第一个温度值时，可将该值存储在缓冲区输出口的第一位置，之后按照时间顺序排列将后续温度值依次存储在缓冲区输出口的第二位置、第三位置、……，直至第N个底板温度存储在缓冲区输出口的第N位置时，比较存储的位于缓冲区输出口的第一位置的第一个底板温度与预设温度阈值T_th的大小，若第一个底板温度不大于预设温度阈值T_th，则将位于缓冲区输出口的第一位置的第一个底板温度删除，而原本位于缓冲区输出口的第二位置的第二个底板温度上升到缓冲区输出口的第一位置，作为新的第一个底板温度，后续依次存储的底板温度也依次上升至新的位置，如此实现底板温度的循环存储。

步骤205，计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率。

具体的，按照在缓冲区的排列位置，依次计算相邻两个底板温度的温度变化斜率，该温度变化斜率可通过下列公式表示：

i和j为时间；T_i，T_j分别为第i时刻和第j时刻的底板温度；k_Ti为第i时刻的温度变化斜率；Δt_i为预设时间，其中Δt_i＝j-i。

温度变化斜率为单位时间内底板温度的温度变化，可以理解，当检测的相邻两个底板温度的时间间隔，即预设时间越小，则该时刻的温度变化斜率越精确。Δt_i可例如为1s，此时温度变化斜率为每秒钟底板温度的温度变化。

步骤206，将每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较。

可以理解，预设的底板温度个数为N，则计算出的每相邻两个温度的温度变化斜率有N-1个，通过查找表，可查找出与该N-1个温度变化斜率各对应的干烧斜率，从而进行比较。

需要说明的是，查找表中预先存储有每一底板温度范围所对应干烧斜率，而查找相邻两个温度的温度变化斜率对应的干烧斜率时，是将相邻两个温度中先存储的温度作为温度标准，根据其落入的查找表的温度范围得到对应的干烧斜率。

其中，查找表可根据以下方法进行制定：

设定底板的温升ΔT，并根据该温升ΔT选取几个温度作为底板的温度，并测定相应的出气口温度；根据各个底板的温度划分底板温度范围，可将预设温度阈值T_th设定为划分的温度范围的起始温度，例如设定为55℃，温度步长可设置为5℃，然后在干烧状态下控制加湿器底板温度为选取的底板温度，然后计算干烧斜率，该计算出的干烧斜率即为该底板温度对应的划分的底板温度范围的干烧斜率。干烧斜率即加湿器干烧状态下底板在单位时间内的温升，需要说明的是，通过该方法得到每个划分的底板温度范围都各自只对应一个干烧斜率，故需保证在每个划分的底板温度范围内，加湿器底板单位时间的温升变化不大，可近似认为相等，因此在设定温度步长时，需将该因素考虑在内。其中，单位时间可为1s。

其中，干烧斜率可通过以下步骤进行计算：

首先检测加湿器的进气口温度和出气口温度；然后根据以下公式计算干烧斜率k：

其中，P_all为加热底板电功率；v为流入加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为加湿器的出气口温度；T_w为加湿器的进气口温度；P_损为加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为加热底板的比热容；m_底为加热底板的质量。

其中，由于影响P_损的因素比较复杂，包括环境温度，风机出气口温度经过加湿器可能发生的降温，壳体的散热等等，因此在使用上述公式计算干烧斜率k时，可假设P_损为一固定值，所述固定值的范围可以是0至0.3，本发明实施例中P_损取值为0。

具体的，干烧斜率k的计算公式为通过以下过程得到：

加湿器工作过程中满足能量守恒定律，

P_all*t_n＝P_底*t_n+P_气*t_n+P_损*t_n

令

P_底*t_n＝Q_底

则

Q_底＝C_底*m_底*ΔT

P_气＝v*C_p*ρ*(T_n-T_w)

即

Q_底为加热底板吸收的热量；P_气为加湿器进出口空气所带走的热功率；ΔT为加热底板干烧时的温升；P_底为加热底板吸收的功率；t_n为加热底板加热时间。

此外，与上述N-1个温度变化斜率各对应的干烧斜率也可根据底板温度通过干烧斜率k的计算公式分别进行计算，从而进行比较，其中，相邻两个温度中先存储的温度为计算干烧斜率时的底板温度。

以下提供一具体实施例，将底板的温升ΔT设定为5℃，选取几个温度作为底板的温度，并测量相应的出气口温度，如表1所示。

表1

通过以上方法划分底板温度范围，并计算相应范围内的干烧斜率，已知：P_all＝32W；C_底＝0.5J/(g·℃)；m_底＝50g；C_p＝1J/(g·℃)；ρ＝1200g/m³；T_w＝20℃(室内温度)；流入空气的流量v＝35LPM＝2.1m³/h＝0.0006m³/s；假设P_损＝0W，从而得到各温度范围下的干烧斜率，如表2所示。

表2

通过表2，当底板温度在[80-85]和[85-90]与[90-95]和[95-100]内，干烧斜率的变化范围不大，近似认为可合并取平均值，即[80-90]，斜率为0.43，[90-100]，斜率为0.315，合并后实验数据如表3所示。

表3

表3为通过理论计算出的干烧斜率，下面通过实验的方法计算干烧斜率，并与其进行比较。

通过呼吸机干烧时实际采样到底板的温度，绘制成加湿器水罐的干烧曲线，如图3所示，干烧曲线为一非线性曲线，随着时间的延长，温度不断增大，但温度的增长幅度在不断减小。

图4为加湿器水罐干烧时的分段线性拟合曲线，可通过将图3中的曲线进行分段线性拟合得到。具体方法为：选取图3曲线上的两点，将两点通过直线连接起来，即可得到两点的斜率，该斜率即为实际的干烧斜率。两点越近，则该干烧斜率越准，在本方案中，可采用温升为5℃来对各点进行选取，如将55℃与60℃的点通过直线连接起来，即可得到55℃与60℃这段温度的干烧斜率。

图4中的各分段曲线表示了温度上升5℃所需的时间，从下到上的分段曲线的斜率依次对应图3中曲线从左到右的的斜率，该斜率随时间延长逐渐减小。

由图4可得到通过实验测得的干烧斜率，如表4所示。

表4

根据表3和表4可得到各温度范围内的干烧斜率的误差，如表5所示。

表5

由表5可看出，通过理论计算与实验得到的干烧斜率存在误差，由于理论计算时损耗功率P_损被假设为0可能直接导致了干烧斜率的误差，如果能得到实际的损耗功率P_损，那么根据理论计算公式则可以计算出实际的干烧斜率。在此对实际损耗的功率不做计算，此假设仅是提供一个计算干烧斜率的方法，实际应用中，会将大量实验中得到的干烧斜率作为判断干烧的阈值。

每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较之后，一方面根据比较后的结果执行步骤207，一方面将依次存储的第一个底板温度进行删除，以进行下一次循环。

步骤207，判断是否每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，若判断结果为“是”，则执行步骤208和步骤209，反之，执行步骤210。步骤208，将底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值。

可以理解，底板的最大温度阈值T_max可为加湿器底板在安全工作状态下所能承受的最高温度值，将该阈值T_max设置为加湿器工作时的安全阈值，可保证即使发生干烧情况，在底板温度不大于该阈值T_max时也不会产生安全问题。此外，为防止底板温度过高，还可设置报警温度，当达到该温度时提示患者及时加水。

步骤209，判定加湿器处于干烧状态。

在优选的实施例中，对加湿器干烧状态进行判断时，为排除测量误差进而提高判断的准确性，满足相邻两个温度的温度变化斜率超过对应的干烧斜率条件的个数可为最大限值，即每相邻两个温度的温度变化斜率均超过各自对应的干烧斜率时，判断加湿器为干烧状态。

步骤210，将底板的最大温度阈值T_max设置为加湿器当前档位的档位温度。

可以理解，若每相邻两个温度的温度变化斜率均未超过各自对应的干烧斜率，则判定加湿器不处于干烧状态，此时则可将底板的最大温度阈值T_max设置为加湿器当前档位的档位温度。

通常情况下，若通过计算得到的一对相邻两个温度的温度变化斜率超过了对应的干烧斜率，则理论上由依次存储的该相邻两个温度之后的温度计算的温度变化率均应超过各自对应的干烧斜率，但考虑到加湿器进水口进水较慢或加热底板表面不平整导致水还未流至对底板温度进行检测的位置，从而可能存在之后计算出的温度变化斜率小于对应的干烧斜率的情况，本发明在存在温度变化斜率至少有一个超过对应的干烧斜率的情况下就确定加湿器为干烧状态，进而采取相应的措施，可进一步提高用户使用的安全性。

通过以上方法，根据每隔预设时间检测的加湿器的底板温度数据计算每相邻两个温度的温度变化斜率，从而通过数值比较的方法判定加湿器是否处于干烧状态，并根据判定结果设定底板的安全阈值或当前档位的档位温度，以降低加湿器的安全风险。

图5为本发明一实施例提供的一种加湿器干烧状态的检测装置示意图，该装置包括：第一检测模块，该模块用于每隔预设时间检测加湿器的底板温度；存储模块，该模块用于对检测的底板温度进行依次存储；处理模块，该模块用于：如果存储的底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，其中N为正整数；将每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较；如果每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定加湿器处于干烧状态。

具体的，第一检测模块和存储模块分别用于每隔预设时间检测加湿器的底板温度并对该温度进行依次存储，需要说明的是，此处的依次存储即将检测到的底板温度按时间先后进行存储。其中，第一检测模块可以为传感器，存储模块可包括有缓冲区Tbuf(Temperature Buffer)，可以将底板的温度值进行依次存储。

当处理模块判断出存储模块依次存储的底板温度的个数达到N，且依次存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算依次存储的N个底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率。其中，N为正整数，其值可由用户自行设定；预设温度阈值T_th可根据一般情况下加湿器干烧时底板的温度进行设置，当存储的第一个底板温度大于预设温度阈值T_th时，则可判定加湿器即将处于或可能正处于干烧状态。可以理解，存储的第一个底板温度是所有存储的底板温度中最开始的温度，正常情况下为所有存储的底板温度中的最小值，因此，只需将存储的第一个底板温度与预设温度阈值T_th进行比较。

此外，当存储的第一个底板温度不大于预设温度阈值T_th时，可认为加湿器正处于安全工作状态，没有干烧的风险，此时将依次存储的第一个底板温度进行删除，则温度缓存区中存储的底板温度还剩余N-1个，由于对加湿器底板温度是一直进行每隔预设时间的检测和存储的，因此当温度缓存区中存储的底板温度又达到N个时，又再一次进行比较存储的第一个底板温度与预设温度阈值T_th。

举例而言，当传感器检测到底板的第一个温度值时，可将该值存储在缓冲区输出口的第一位置，之后按照时间顺序排列将后续温度值依次存储在缓冲区输出口的第二位置、第三位置、……，直至第N个底板温度存储在缓冲区输出口的第N位置时，比较存储的位于缓冲区输出口的第一位置的第一个底板温度与预设温度阈值T_th的大小，若第一个底板温度不大于预设温度阈值T_th，则将位于缓冲区输出口的第一位置的第一个底板温度删除，而原本位于缓冲区输出口的第二位置的第二个底板温度上升到缓冲区输出口的第一位置，作为新的第一个底板温度，后续依次存储的底板温度也依次上升至新的位置，如此实现底板温度的循环存储。

温度变化斜率为单位时间内底板温度的温度变化，可以理解，当检测的相邻两个底板温度的时间间隔，即预设时间越小，则该时刻的温度变化斜率越精确。

所述装置还包括：第二检测模块，用于检测加湿器的进气口温度和出气口温度，处理模块根据第二检测模块检测的加湿器的进气口温度和出气口温度，可通过以下公式计算干烧斜率k：

其中，P_all为所述加热底板电功率；v为流入所述加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为所述加湿器的出气口温度；T_w为所述加湿器的进气口温度；P_损为所述加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为所述加热底板的比热容；m_底为所述加热底板的质量。在使用以上公式计算干烧斜率k时，可假设P_损为一固定值。

根据以上公式处理模块可根据底板温度计算出干烧斜率，从而与每相邻两个温度的温度变化斜率进行比较，其中，相邻两个温度中先存储的温度为计算干烧斜率时的底板温度。此外，处理模块还可制定出底板温度范围与干烧斜率之间关系的查找表，查找表的具体制定方式在上述实施例中已进行具体阐述，在此不再赘述。

处理模块计算出每相邻两个温度的温度变化斜率后，将每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较，其中，通过查找表查找相邻两个温度的温度变化斜率对应的干烧斜率时，是将相邻两个温度中先存储的温度作为温度标准，根据其落入的查找表的温度范围得到对应的干烧斜率。

其中，处理模块将每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较之后，还将依次存储的第一个底板温度进行删除，以进行下一次循环。

所述装置还包括设置模块，如果处理模块通过比较判定出每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，即确定加湿器处于干烧状态，为防止干烧状态下发生安全问题，设置模块可将底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值，其中，底板的最大温度阈值T_max可为加湿器底板在安全工作状态下所能承受的最高温度值；如果每相邻两个温度的温度变化斜率均不超过对应的干烧斜率，此时可判定加湿器不处于干烧状态，则设置模块可将底板的最大温度阈值T_max设置为所述加湿器当前档位的档位温度。

在优选的实施例中，对加湿器干烧状态进行判断时，为排除测量误差进而提高判断的准确性，满足相邻两个温度的温度变化斜率超过对应的干烧斜率条件的个数可为最大限值，即每相邻两个温度的温度变化斜率均超过各自对应的干烧斜率时，判断加湿器为干烧状态。

通常情况下，若通过计算得到的一对相邻两个温度的温度变化斜率超过了对应的干烧斜率，则理论上由依次存储的该相邻两个温度之后的温度计算的温度变化率均应超过各自对应的干烧斜率，但考虑到加湿器进水口进水较慢或加热底板表面不平整导致水还未流至对底板温度进行检测的位置，从而可能存在之后计算出的温度变化斜率小于对应的干烧斜率的情况，本发明在存在温度变化斜率至少有一个超过对应的干烧斜率的情况下就确定加湿器为干烧状态，进而采取相应的措施，可进一步提高用户使用的安全性。

本实施例提供了一种加湿器干烧状态的检测装置，通过检测模块和存储模块分别对每隔预设时间加湿器的底板温度进行检测并依次存储，然后处理模块判定存储的第一个底板温度大于预设温度阈值后，计算依次存储的每相邻两个温度的温度变化斜率，并将该斜率与各自对应的干烧斜率进行比较，从而判定加湿器是否处于干烧状态，并根据判定结果设定底板的安全阈值或当前档位的档位温度，以降低加湿器的安全风险，本发明通过数值计算的方式，对加湿器的干烧状态进行判定，并根据判定结果相应设置安全阈值或档位温度，相比于现有技术中需要设置额外的传感器对水位进行检测从而判定干烧的方式，本发明具有更高的经济性。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种加湿器干烧状态的检测方法，其特征在于，该方法包括：

每隔预设时间检测所述加湿器的加热底板温度，并对检测的加热底板温度进行依次存储；

如果存储的所述加热底板温度的个数达到N，且所述依次存储的第一个所述加热底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算所述依次存储的N个所述加热底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，其中N为正整数；

将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较；以及

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定所述加湿器处于干烧状态，其中

所述干烧斜率通过以下步骤计算：

检测所述加湿器的进气口温度和出气口温度；

根据以下公式计算所述干烧斜率k：

其中，P_all为所述加热底板电功率；v为流入所述加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为所述加湿器的出气口温度；T_w为所述加湿器的进气口温度；P_损为所述加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为所述加热底板的比热容；m_底为所述加热底板的质量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下步骤获取与所述每相邻两个温度的温度变化斜率各自对应的干烧斜率：

从查找表中查找与所述每相邻两个温度的温度变化斜率各自对应的干烧斜率，其中所述查找表中预先存储有每一温度范围所对应干烧斜率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，与所述相邻两个温度中先存储的温度对应的加热底板温度范围所对应的所述干烧斜率为所述相邻两个温度的温度变化斜率对应的干烧斜率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使用所述公式计算所述干烧斜率k时，P_损为一固定值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值；

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率均不超过对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为所述加湿器当前挡 位的挡 位温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若存储的所述加热底板温度的个数达到N，且所述依次存储的第一个所述加热底板温度不大于所述预设温度阈值T_th，则删除所述依次存储的第一个所述加热底板温度；或

在将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较之后，删除所述依次存储的第一个所述加热底板温度。

7.一种加湿器干烧状态的检测装置，其特征在于，该装置包括：

第一检测模块，用于每隔预设时间检测所述加湿器的加热底板温度；

存储模块，用于对检测的加热底板温度进行依次存储；

第二检测模块，用于检测所述加湿器的进气口温度和出气口温度；

以及

处理模块，用于：

如果存储的所述加热底板温度的个数达到N，且所述依次存储的第一个所述加热底板温度大于预设温度阈值T_th，则计算所述依次存储的N个所述加热底板温度中每相邻两个温度的温度变化斜率，其中N为正整数；

将所述每相邻两个温度的温度变化斜率与各自对应的干烧斜率进行比较；

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则确定所述加湿器处于干烧状态，其中所述处理模块还用于根据以下公式计算所述干烧斜率k：

其中，P_all为所述加热底板电功率；v为流入所述加湿器的空气的流量；C_p为空气的定压比热容；ρ为空气的密度；T_n为所述加湿器的出气口温度；T_w为所述加湿器的进气口温度；P_损为所述加湿器工作过程中损耗的功率；C_底为所述加热底板的比热容；m_底为所述加热底板的质量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

设置模块，用于：

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率至少有一个超过各自对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为安全阈值；

如果所述每相邻两个温度的温度变化斜率均不超过对应的干烧斜率，则将所述加热底板的最大温度阈值T_max设置为所述加湿器当前挡 位的挡 位温度。

Images