CN110326961B - 一种电蒸箱自动加水控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电蒸箱自动加水控制方法及系统，所述方法包括以下步骤：电蒸箱启动，储水设备向加热装置输水，初始供水量为Q₀；加热装置工作，使电蒸箱内温度达到第一预设温度T₁；当电蒸箱内温度达到第二预设温度T₂，储水设备向加热装置输水，补水供水量为Q_n。所述系统能够实现上述的电蒸箱自动加水控制方法。与现有技术相比，本发明的优点在于，通过对电蒸箱加热区域进行温度检测，判断加热装置是否缺水，当加热装置内的水烧干后，电蒸箱内温度下降，此时储水设备会自动向加热装置补充新的水，避免电蒸箱由于水分烧干自动停止工作，保证食物具有良好的烹饪效果。

Description

一种电蒸箱自动加水控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电蒸箱技术领域，具体而言，涉及一种电蒸箱自动加水控制方法及系统。

背景技术

随着人们对健康生活的日益关注，电蒸箱作为一种符合饮食健康理念的厨房电器设备受到广大消费者的欢迎。电蒸箱的加热原理是由电蒸箱内的加热装置将水转化为高温蒸汽，在电蒸箱内部形成高温高压的加热环境，通过蒸汽加热的食物味道鲜美，能锁住食物内的水分和营养。

现有的电蒸箱一般采用预先设定的控制模式，即用户在电蒸箱开始工作前根据需要加热的食物选择加热程序，加热程序控制加热装置的进水量和加热时间。电蒸箱开始工作时，根据程序设定的水量将水输送到加热装置后停止进水，然后加热装置持续发热，将水转化为蒸汽，到达预设时间后加热完成。这种控制方式完全根据预设程序进行，在加热过程中不再调整。但在电蒸箱实际使用过程中，往往会出现还未到达预设的加热时间，加热装置内的水就用尽的情况，此时电蒸箱的储水设备不会再向加热装置供水，使得电蒸箱内没有新的蒸汽补充，原有的蒸汽会有部分流失，且与外部环境换热会导致电蒸箱内的温度下降。电蒸箱在低于预设温度的情况下继续加热至预设时间，食物实际吸收的热量减少，影响食物的烹饪效果。

发明内容

本发明解决的问题是：如何在电蒸箱加热过程中出现水烧干的情况时，实现自动补水。

为解决上述问题，本发明提供一种电蒸箱自动加水控制方法，包括以下步骤：

电蒸箱启动，储水设备向加热装置输水，初始供水量为Q₀；

加热装置工作，使电蒸箱内温度达到第一预设温度T₁；

当电蒸箱内温度达到第二预设温度T₂，储水设备向加热装置输水，补水供水量为Q_n。

进一步的，所述第一预设温度T₁与所述第二预设温度T₂之间满足关系： 10℃≥T₁-T₂≥3℃。限定第一预设温度与第二预设温度的差值在合理的范围，既要避免两者温差太小引起误操作，又要防止电蒸箱内温度下降过多才进行补水，影响加热效果。

进一步的，所述第一预设温度T₁介于105℃～120℃之间。此为电蒸箱正常工作时能达到的加热温度，电蒸箱对食物的预设加热时间根据此温度设定。

进一步的，所述第二预设温度T₂介于95℃～105℃之间。根据实验测量，下降到此温度时即可判定加热装置内缺水。

进一步的，所述初始供水量Q₀与所述补水供水量Q_n之间满足关系： 10≥(Q₀：Q_n)≥1。补水量不宜过大，否则会降低蒸汽转化效率，加热装置无法及时向电蒸箱内补充蒸汽；补水量也不能过小，否则会导致补水频繁，使电蒸箱内温度出现波动。

进一步的，所述补水供水量Q_n满足公式：

其中，t₀为电蒸箱启动时设定的加热总时间，t₁为电蒸箱内温度第一次达到第二预设温度T₂的时间，t_i为电蒸箱第i次与第i-1次达到第二预设温度T₂的时间差，C为补偿加水量。

根据供水量与烧干的时间的关系计算出剩余时间的所需要的水量，对补水量进行合理控制，在补水次数与蒸汽转化效率之间达到平衡，使电蒸箱内温度尽量平稳。

进一步的，电蒸箱自动加水控制方法还包括以下步骤：当加热装置的温度达到干烧指示温度T_h，加热装置停止工作。检测加热装置内的温度，当储水设备中的水用尽时或水管堵塞时无法向加热装置补水，加热装置内的水烧干后温度会急剧上升，达到干烧指示温度表明加热装置内补水异常，此时停止加热装置工作，防止设备损坏。

进一步的，所述储水设备与所述加热装置的输水管道上设有电磁阀，所述储水设备向所述加热装置输水的供水量通过所述电磁阀的打开时间控制。通过电磁阀打开时间控制供水量，实现自动控制。

进一步的，所述储水设备与所述加热装置的输水管道上设有流量计，所述储水设备向所述加热装置输水的供水量根据所述流量计的计量结果控制。通过流量计计量供水量，计量更加精确。

与现有技术相比，本发明的优点在于，通过对电蒸箱加热区域进行温度检测，判断加热装置是否缺水，当加热装置内的水烧干后，电蒸箱内温度下降，此时储水设备会自动向加热装置补充新的水，避免电蒸箱内的温度大幅下降，使电蒸箱的加热区域始终保持在较高的温度，保证食物具有良好的烹饪效果。

本发明还提供一种电蒸箱自动加水控制系统，包括内胆、控制器、加热装置和储水设备，所述加热装置安装在所述内胆中，所述加热装置与所述储水设备通过进水管连接，所述进水管上设有电磁阀和流量计，所述内胆中设有温度传感器，所述温度传感器和所述电磁阀均与所述控制器电性连接。

所述电蒸箱自动加水控制系统能实现上述的电蒸箱自动加水控制方法，其相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为具有电蒸箱的集成灶的外部结构图；

图2为具有电蒸箱的集成灶的内部结构图；

图3为图2中A部的局部放大图；

图4为图2中B部的局部放大图；

图5为电蒸箱自动加水控制系统的模块图。

附图标记说明：

1-电蒸箱，2-内胆，3-箱门，4-加热装置，5-储水设备，6-控制器，7- 温度传感器，8-进水管，9-电磁阀，10-流量计，11-灶台，12-风箱，13-操作面板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合图1和图2所示，本实施例提供一种具有电蒸箱1的集成灶，其主体包括电蒸箱1、灶台11和风箱12。其中风箱12设置在电蒸箱1和灶台11的后部，风箱12内设有抽风装置，用于吸收集成灶使用时产生的油烟。灶台11设置在电蒸箱1的上方，灶台11上设有加热用的灶具。该集成灶结合了燃气灶加热、蒸煮食物和抽油烟的功能，能够整体节省厨房空间，方便实用。

在灶台11与电蒸箱1之间设有操作面板13，操作面板13上设有灶具开关和电蒸箱1控制按钮，分别用于控制灶具和电蒸箱1工作。

电蒸箱1包括内胆2和可启闭的箱门3，内胆2具有加热腔，加热腔内安装有加热装置4。电蒸箱1具有储水设备5，储水设备5与加热装置4通过进水管8连通，用于给加热装置4供水。电蒸箱1工作时，箱门3关闭完全覆盖住加热腔，加热装置4将储水设备5输送的水转化成蒸汽扩散到加热腔中，加热腔内形成高温高压的封闭加热空间，对加热腔内的食物进行蒸汽加热，通过电蒸箱1加热的食物能最大限度锁住水分和营养，符合饮食健康的要求。

本实施例中，操作面板13上设有镂空的安装孔，电蒸箱1的储水设备 5为安装在安装孔内的水盒。水盒为可抽拉结构，一般状态下，水盒嵌入操作面板13隐藏，使集成灶外观美观；需要加水时，可以将水盒抽出，从水盒顶部的注水口加水。储水设备5与电蒸箱1的加热区域分离，不需要打开箱门3即可对储水设备5加水，操作简便，避免出现蒸汽泄漏烫伤用户的危险情况。在其他实施方式中，储水设备5可以是各种结构的水箱或水盒，储水设备5可以安装在电蒸箱1内部，也可以与电蒸箱1的加热区域分离，其安装位置可以根据实际需要设置。

本实施例中，所述加热装置4为发热盘，其设置在内胆2的底部，与内胆2之间固定连接，其连接部位设有密封圈，防止蒸汽外泄。发热盘与内胆2也可以是一体成型结构，进一步加强内胆2的密封性能。发热盘成下凹结构，具有一定的储水空间，发热盘的壁面上设有与进水管8连通的进水嘴，发热盘下方设有加热机构，加热机构可以是加热管、加热丝或加热膜，加热机构与发热盘接触。电蒸箱1工作时，储水设备5向发热盘内输送定量的水，这些水进入发热盘的下凹空间，加热机构工作，将热量传递给发热盘，发热盘均匀加热其下凹空间内存放的水，使水转化为蒸汽扩散到加热腔内部。发热盘底部设有温度探头，用于检测发热盘温度，当发热盘温度过高时发出报警信号，使发热盘停止工作，避免干烧损坏设备。

在其他实施例方式中，加热装置4为还可以是发热管或蒸汽发生器，发热管和蒸汽发生器一般设置在内胆2的侧壁上，从加热腔的侧面散发蒸汽。

另外，加热装置4的安装位置一般要低于储水设备5的安装位置，这样储水设备5中的水可以通过重力自流到加热装置4中，不需要添加额外的液体输送设备，节省制造和使用成本。

结合图2至图5所示，本实施例中所述的电蒸箱1具有自动加水控制系统，系统包括：内胆2，具有作为食物加热空间的加热腔；加热装置4，安装在内胆2中，用于将水转化为蒸汽；储水设备5，与加热装置4通过进水管8连通，用于向加热装置4供水；电磁阀9，设置在进水管8上，用于控制供水管路的通断；温度传感器7，设置在内胆2中，用于监测内胆2加热腔的环境温度；控制器6，与温度传感器7、电磁阀9、加热装置4电性连接，用于控制电蒸箱1的各电气元件工作。

电蒸箱1在加热过程中会出现加热装置4内的水烧干的情况，本实施例的自动加水控制系统在出现此情况时对加热装置4进行自动补水，防止加热腔内的温度大幅下降。该自动加水控制方法包括以下步骤：

S100：电蒸箱1根据预设程序启动，预设程序主要设定电蒸箱1的加热功率和加热总时间t₀。控制器6向电磁阀9发出信号，电磁阀9打开，进水管8导通，储水设备5内的水输送进加热装置4，达到初始供水量Q₀后，控制器6向电磁阀9发出关闭信号，电磁阀9关闭断开管路。此步骤中供水量根据电磁阀9的持续打开时间控制，即电磁阀9打开时间越长，供水量越多，供水量与电磁阀9打开时间之间对应关系通过参数计算和试验结果得到，预先在电蒸箱1的控制程序中输入。

S200：加热装置4内暂时存放了Q₀的待加热水，控制器6向加热装置 4发出信号，使加热装置4开始工作，将水加热蒸发转化为蒸汽，蒸汽散发至内胆2的加热腔中使温度升高，温度传感器7实时监测加热腔内温度并向控制器6反馈，当加热腔内的温度达到第一预设温度T₁表示电蒸箱1正常工作。第一预设温度T₁介于105℃～120℃之间，此为电蒸箱1正常工作时能达到的加热温度，而电蒸箱1对不同食物的预设加热时间根据此温度设定，要在加热过程中使加热腔内温度尽量保持在第一预设温度T₁。

S300：当加热装置4内水烧干，加热腔中的温度会出现下降，温度传感器7将检测数据反馈给控制器6，当电蒸箱1内温度下降至第二预设温度T₂，控制器6向电磁阀9发出打开信号，使电磁阀9打开，进水管8导通，将储水设备5内的水输送至加热装置4，达到补水供水量Q_n时电磁阀9关闭，补水供水量Q_n也根据电磁阀9的持续打开时间控制。此步骤中的第二预设温度T₂介于95℃～105℃之间，此温度由试验测量确定，下降到此温度时即可判定加热装置4内缺水。

S400：重复上述步骤S200和S300，直到电蒸箱1工作时间达到设定的加热总时间t₀，控制器6停止加热装置4发热，电蒸箱1停止工作。

本实施例的自动加水控制方法，通过对电蒸箱1的加热腔进行温度检测，判断加热装置4是否缺水，根据判断结果自动向加热装置4补充新的水，避免电蒸箱1内的温度大幅下降，使加热腔内环境始终保持在较高的温度，保证食物具有良好的烹饪效果。

本实施例的自动加水控制方法还包括此步骤：

S500：电蒸箱工作时持续检测加热装置4的温度，当加热装置4的温度达到干烧指示温度T_h，控制器6发出警报并停止加热装置4工作。当储水设备中的水用尽时或水管堵塞时无法向加热装置补水，加热装置内的水烧干后温度会急剧上升，此步骤中的干烧指示温度T_h介于120℃～140℃之间，此温度由试验测量确定，加热装置4达到此温度时即可判定加热装置4 内补水异常，处于干烧状态，此时系统自动停止加热装置4工作，防止设备损坏。

结合图4所示，在本实施中，所述温度传感器7的数量为一个，其安装位置位于加热腔的上部角落，在此位置一般蒸汽聚集较少，温度略低于加热腔的中部和下部，温度传感器7的安装位置会影响上述自动加水控制方法中的设定的第一预设温度T₁和第二预设温度T₂。在其他实施方式中，温度传感器7的数量可以为多个，分别安装在加热腔的不同位置，这样可以增加温度测量的准确性，防止因单个设备损坏引起控制系统误操作的风险。

优选的，限定第一预设温度T₁与第二预设温度T₂的差值，使第一预设温度T₁与第二预设温度T₂之间满足关系：10℃≥T₁-T₂≥3℃。在此范围内，第一预设温度T₁与第二预设温度T₂的差值不会太大，在电蒸箱1内温度还没有大幅下降前即可完成补水操作，使温度快速回升；其差值也不会太小，不会因为电蒸箱1内正常的温度波动引起误操作补水。

结合图5 所示，在另一实施例中，电蒸箱1的自动加水控制系统在上述实施例的基础上增加了流量计10，流量计10安装在进水管8上，用于计量储水设备5向加热装置4输送的水量。流量计10与控制器6电性连接，可以向控制器6反馈计量数据，并且控制器6可向流量计10发送供水量需求。流量计10与电磁阀9之间连锁控制，当流量计10计量的流量达到设定值时，电磁阀9自动关闭，实现系统的自动控制。通过本系统实现的自动加水控制方法包括以下步骤：

S100：电蒸箱1根据预设程序启动，预设程序设定电蒸箱1的加热功率及加热总时间t₀。控制器6向电磁阀9发出打开信号，电磁阀9打开，进水管8导通，储水设备5内的水输送进加热装置4。流量计10的累积流量达到的初始供水量Q₀时向电磁阀9发出关闭信号，输水管路断开。本方法根据流量计10的计量结构控制供水量，计量更加精确，实现精细控制。

S200：控制器6向加热装置4发出信号，使加热装置4开始工作，将加热装置4内的水转化为蒸汽，蒸汽散发至内胆2的加热腔中使温度升高，温度传感器7实时监测加热腔内温度并向控制器6反馈，当加热腔内的温度达到第一预设温度T₁表示电蒸箱1正常工作。

S300：当电蒸箱1内温度下降至第二预设温度T₂，控制器6向电磁阀 9发出打开信号，使进水管8导通，将储水设备5内的水输送至加热装置4。流量计10的累积流量达到的补水供水量Q_n时向电磁阀9发出关闭信号，输水管路断开。

S400：重复上述步骤S200和S300。电蒸箱1内温度第一次达到第二预设温度的时间为t₁，第二次达到第二预设温度的时间为t₂，第n次达到第二预设温度的时间为t_n。当电蒸箱1工作时间达到加热总时间t₀时，控制器6停止加热装置4加热，电蒸箱1停止工作。

优选的，所述初始供水量Q₀一般要大于补水供水量Q_n，两者之间满足关系：10≥(Q₀：Q_n)≥1。这样使补水量不会过大，因为补水量太大，会导致加热装置4供能无法满足需要，蒸汽转化效率低，电蒸箱1内温度回升慢，影响食物加热效果；补水量也不能过小，补水量太小会导致新补充的水很快被烧干，需要频繁补水，使电蒸箱1内温度出现波动，也会影响食物加热效果。

优选的，可以根据供水量与烧干的时间的关系计算出剩余时间的所需要的水量，根据计算结果对补水量进行合理控制，在补水次数与蒸汽转化效率之间达到平衡，使电蒸箱1内温度尽量平稳，实现食物良好的烹饪效果。比如步骤S300中第一次达到第二预设温度T₂的时间为t₁，系统进行补水操作，根据公式计算第一次补水供水量Q₁，计算公式为：

如果在经过一次补水后电蒸箱1内温度一直保持平稳，系统不再补水，至加热总时间t₀时电蒸箱1停止工作。

如果在到达加热总时间t₀前，电蒸箱1内温度第二次下降至第二预设温度T₂，t₂为电蒸箱1第二次与第一次达到第二预设温度T₂的时间差，系统进行第二次补水操作，根据公式计算第二次补水供水量Q₂，计算公式为：

以此类推，在到达加热总时间t₀前，当电蒸箱1内温度每次下降至第二预设温度T₂系统即进行补水，第n次补水供水量Q_n的计算公式为：

优选的，可以根据实际使用情况对补水供水量Q_n的计算公式进行校正，得到补水供水量Q_n的计算公式：

其中，t₀为电蒸箱1启动时设定的加热总时间，t₁为电蒸箱1内温度第一次达到第二预设温度T₂的时间，t_i为电蒸箱1第i次与第i-1次达到第二预设温度T₂的时间差，C为补偿加水量。

补偿加水量C可以为正数也可以是负数，根据实际使用情况试验得到，是一个预设的参数，用于调整实际需要的补水量与理论计算之间的关系，使补水次数与蒸汽转化效率之间达到平衡，尽量减少电蒸箱1内温度波动，让电蒸箱1内温度长时间维持在第一预设温度T₁附近，使食物能够获得预设的加热效果。

本实施例的电蒸箱1自动加水控制系统能实现在电蒸箱1加热过程中自动加水，系统通过对电蒸箱1加热区域进行温度检测，判断加热装置4 是否缺水，当加热装置4内的水烧干后，电蒸箱1内温度下降，此时储水设备5会自动向加热装置4补充新的水，避免电蒸箱1内的温度大幅下降，使电蒸箱1的加热区域始终保持在较高的温度，保证食物具有良好的烹饪效果。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

电蒸箱启动，储水设备向加热装置输水，初始供水量为Q₀；

加热装置工作，使电蒸箱内温度达到第一预设温度T₁；

当电蒸箱内温度达到第二预设温度T₂，储水设备向加热装置输水，补水供水量为Q_n，所述补水供水量Q_n满足公式：

其中，t₀为电蒸箱启动时设定的加热总时间，t₁为电蒸箱内温度第一次达到第二预设温度T₂的时间，t_i为电蒸箱第i次与第i-1次达到第二预设温度T₂的时间差，C为补偿加水量；

所述初始供水量Q₀与所述补水供水量Q_n之间满足关系：10≥(Q₀：Q_n)≥1。

2.根据权利要求1所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，所述第一预设温度T₁与所述第二预设温度T₂之间满足关系：10℃≥T₁-T₂≥3℃。

3.根据权利要求1所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，所述第一预设温度T₁介于105℃～120℃之间。

4.根据权利要求1所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，所述第二预设温度T₂介于95℃～105℃之间。

5.根据权利要求1所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：当加热装置的温度达到干烧指示温度T_h，加热装置停止工作。

6.根据权利要求1-5任一所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，所述储水设备与所述加热装置的输水管道上设有电磁阀，所述储水设备向所述加热装置输水的供水量通过所述电磁阀的打开时间控制。

7.根据权利要求1-5任一所述的电蒸箱自动加水控制方法，其特征在于，所述储水设备与所述加热装置的输水管道上设有流量计，所述储水设备向所述加热装置输水的供水量根据所述流量计的计量结果控制。

8.一种电蒸箱自动加水控制系统，其特征在于，用于实施如权利要求1-7任一所述的电蒸箱自动加水控制方法，包括内胆(2)、控制器(6)、加热装置(4)和储水设备(5)，所述加热装置(4)安装在所述内胆(2)中，所述加热装置(4)与所述储水设备(5)通过进水管(8)连接，所述进水管(8)上设有电磁阀(9)和流量计(10)，所述内胆(2)中设有温度传感器(7)，所述温度传感器(7)和所述电磁阀(9)均与所述控制器(6)电性连接。

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