CN110553287A - 一种基于温敏变色玻璃的电磁灶及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于温敏变色玻璃的电磁灶，包括具有腔体的基体、覆盖设置在基体上的面板、设置在面板的加热区下方的线圈组以及设置在腔体内的控制电路板和温度检测装置，温度检测装置、线圈组分别与控制电路板电连接，温度检测装置包括非透光材料制成的套筒以及设置在套筒内的光源和图像采集器，光源、图像采集器分别与控制电路板相连接；面板的加热区设置为温敏变色玻璃，套筒的两端分别抵在面板和基体的底面之间，光源能够打光在温敏变色玻璃下表面上，使得图像采集器采集温敏变色玻璃下表面的图像。该基于温敏变色玻璃的电磁灶能够直观显示温度变化，并且能够通过图像采集器和控制电路板的配合间接且精确的获取温度信号。
Description
技术领域
本发明涉及烹饪用具技术领域，特别涉及一种基于温敏变色玻璃的电磁灶，还涉及该电磁灶的控制方法。
背景技术
目前市场上电磁灶的温控方式分为接触式和非接触式，而接触式温控电磁灶通常使用热电偶或热敏电阻采集电磁灶的工作温度，采集的温度与实际温度偏差较大。而非接触式温控电磁灶主要利用红外测温的方式进行温控，由于红外线受到锅具吸收率的影响而导致出现测温偏差。
随着材料的发展，为很多技术创新提供了可能。如公开为CN106543380A(申请号为201610915418.4)的中国发明专利申请《温敏变色材料及其制备方法和单向透视温敏型玻璃》，以及公开号为CN106519093A(申请号为CN201611058089.2)的中国发明专利申请《一种温敏变色有机玻璃的制备方法》，其中公开了能够根据温度变化而发生颜色变化的玻璃，如此则为温度测试和显示提供了新的方式。但是目前并没有温敏变色玻璃的相关应用技术。
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直观显示温度变化，并且能够获取精确的温度信号的基于温敏变色玻璃的电磁灶。
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电磁灶面板上加热全区域温度能够保持稳定的电磁灶的控制方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种基于温敏变色玻璃的电磁灶，包括具有腔体的基体、覆盖设置在所述基体上的面板以及设置在所述腔体内的控制电路板，其特征在于：还包括设置在所述腔体内的温度检测装置，所述温度检测装置包括非透光材料制成的套筒以及设置在所述套筒内的光源和图像采集器，所述光源、图像采集器分别与控制电路板相连接；所述面板的加热区设置为温敏变色玻璃，所述套筒的顶端抵住所述面板的下表面，使所述光源能把光照射在所述温敏变色玻璃下表面上，并使得所述图像采集器采集温敏变色玻璃下表面的图像。
所述面板的加热区下方设置有与控制电路板电连接的加热装置。
所述加热装置为线圈组，所述线圈组包括至少一个线圈，各线圈分别与控制线路板电连接，所述温度检测装置的数量与所述线圈的数量相同，各套筒的上端分别自各线圈的中心穿过。
为了方便分区域控制加热区的面板温度，使得加热控制更加精准，所述线圈组包括对应于所述面板的中心设置在所述面板下方的中心线圈，还包括沿所述中心线圈外周均匀分布设置的至少三个线圈。
为了方便实现图像采集器和LED灯的分布设置，所述温度检测装置还包括设置在所述套筒内的安装座，所述图像采集器设置在所述安装座的中心，所述光源包括多个LED灯，多个LED灯沿所述图像采集器的外周设置在所述安装座上。
优选地，所述安装座设置在所述套筒的底部内。
方便地，所述面板的上表面上设置有分别与控制电路板电连接的显示器和按键。
优选地，所述图像采集器为摄像头。
为了方便用户直观地的获取面板加热区当前的大致温度，所述面板的上表面上设置有具有多个温度对应颜色的对比色卡。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种电磁灶的控制方法，其特征在于：包括温度控制方法，所述温度控制方法为：控制电路板控制光源打开；控制电路板控制各图像采集器采集对应套筒围设范围内的温敏变色玻璃下表面的图像；控制电路板对各图像采集器采集的图像进行处理以计算获取面板加热区的工作温度数据；控制电路板根据获取的工作温度数据控制调节线圈组的加热功率。
为了实现面板温度的精确调节，控制电路板对各图像采集器采集的图像进行处理以计算获取线圈组中各线圈上方面板的温度数据，控制电路板将各线圈上方面板的温度数据进行对比，同时将各线圈上方面板的温度数据与目标温度数据进行对比，进而对应调节各线圈的加热功率，使得面板加热区上各区域面板温度平衡维持在目标温度。
为了保证面板加热区的加热平衡性，当调节各线圈的加热功率后，面板加热区上部分区域的温度在第一设定时间内仍然达不到目标温度，则控制电路板控制降低面板加热区上温度较高区域对应的线圈的功率，使得面板加热区上各区域面板温度平衡维持在平衡温度，如果超出第二设定时间面板加热区上部分区域面板温度仍然无法达到平衡温度值控制电路板控制关闭电磁灶，同时发出报警信息。
作为改进，还包括锅具放置位置检测方法，所述锅具放置位置检测方法为：设置用于判断锅具偏离加热区的温度偏差阈值和偏差时长阈值；
控制电路板对各图像采集器采集的图像进行处理以计算获取线圈组中各线圈上方面板的温度数据，控制电路板将各线圈上方面板的温度数据进行对比，如果其中两个温度数据的差值超出温度偏差阈值，并且超出温度偏差阈值的时间超出偏差时长阈值，则判断面板上放置的锅具偏离加热区，控制电路板控制提示重新放置锅具，如果控制电路板检测设定操作时间内有两个温度数据的差值仍然超出温度偏差阈值，则控制电路板控制关闭电磁灶。
再改进，还包括溢液检测方法，所述溢液检测方法为：当控制电路板检测到其中一个图像采集器采集的图像颜色数据变化曲率偏离线圈对面板加热的温度变化曲率时，则控制电路板判断出现溢液的情况，控制控制电路板发出提示用户进行安全操作的信息；
当超过设定的溢液处理时间后，控制电路板检测到电磁灶仍未关闭，同时检测到图像采集器采集的图像颜色数据变化曲率仍然偏离线圈对面板加热的温度变化曲率，则控制电路板控制电磁灶关闭。
进一步改进，还包括干烧检测方法，所述干烧检测方法为：当控制电路板检测到图像采集器采集的图像颜色数据超出设定的干烧预警颜色数据阈值的时间超出干烧预警时间后，控制电路板控制降低线圈组的加热功率，线圈组的加热功率降低超出第三设定时间后，图像采集器采集的图像颜色数据仍然呈上升趋势，则控制电路板控制关闭电磁灶。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该基于温敏变色玻璃的电磁灶，通过温敏变色玻璃的颜色变化反应电磁灶加热区的温度变化，进而通过图像采集器采集获取温敏变色玻璃的色彩图像计算获取电磁灶的加热温度。一方面用户在使用时，可以通过面板加热区的颜色变化直观的进行温度判断。另一方面该基于温敏变色玻璃的电磁灶解决了现有技术中通过接触式温度采集的准确性差的问题，同时又避免了红外温度检测受锅具吸收率的影响而导致出现测温偏差的问题，结构简单且温度调节更加精准，检测的温度数据更加准确。
附图说明
图1为本发明实施例中基于温敏变色玻璃的电磁灶主视图。
图2为本发明实施例中线圈组的分布设置图。
图3为本发明实施例中图像采集器、光源在安装座上的分布设置图。
图4为本发明实施例中基于温敏变色玻璃的电磁灶的剖视图。
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4所示，本实施例中的基于温敏变色玻璃的电磁灶，包括基体1、面板2、加热装置、控制电路板4、温度检测装置5，其中加热装置采用线圈组，线圈组包括多个线圈3，各线圈3、温度检测装置5均与控制电路板4相连接。
其中基体1具有腔体，面板2则覆盖设置在基体1上，该面板2上具有加热区21，加热区21处的面板2设置为温敏变色玻璃。根据需要，面板2可以采用两种不同的材质，加热区21周围采用现有的面板2材料，加热区21的温敏变色玻璃则嵌设在中心。或者整个面板2均采用温敏变色玻璃。线圈组设置在温敏变色玻璃的下方，本实施例中的线圈组包括设置面板2下方中心的中心线圈3以及沿中心线圈3外周均匀分布设置的至少三个线圈3。各线圈3均与控制电路板4相连接，在控制电路板4的控制下调节器加热功率。
温度检测装置5设置在基体1的腔体内，温度检测装置5设置的个数与线圈3的个数相等。该温度检测装置5包括套筒51、图像采集器53、光源52、安装座54。其中套筒51采用非透光材料制成，每个线圈的中心穿设一个套筒51，套筒51的上下两端分别抵在面板2的下表面和基体1的底面之间。安装座54设置在套筒51的底部内，图像采集器53安装在安装座54上表面的中心。光源52和图像采集器53设置在所述套筒51内，光源52、图像采集器53分别与控制电路板4相连接。光源52包括多个LED灯，多个LED灯沿图像采集器53的外周设置在所述安装座54上。本实施例中的图像采集器53采用摄像头。图像采集器53与控制电路板4相连接，各LED灯直接连接电磁灶内的供电电源或者连接在控制电路板4的供电电路输出端。工作时，各LED灯的光线能够打光在温敏变色玻璃下表面上，进而方便摄像头拍摄套筒51围设区域内温敏变色玻璃下表面的图像，摄像头将采集的图像发送至控制电路板4中，控制电路板4中的控制器经过图像处理算法获取对应的温度数据。
用户通过面板2加热区21的颜色变化获取当前电磁灶的大致加热温度。为了使得用户更精确直观的获取当前面板2的温度范围，在面板2的上表面上可以设置有具有多个温度对应颜色的对比色卡8，为了更加直观，还可以在对比色卡8上标出各颜色对应的温度，用户可以通过直观的颜色比对，获取当前面板2温度所属的温度范围。
此外，为了方便电磁灶操作和显示，面板2的上表面上设置有分别与控制电路板4电连接的显示器6和按键7。用户可以通过按键7操作电磁灶，如此可以实现电磁灶不同的使用功能，对于不同的使用功能，电磁灶加热的目标温度不同。该按键7为广义的按键，即可以是一个实体按键，也可以是一个触摸感应件，也可以是一个信号接收件。在获取到关于按键的信号后，则能实现对电磁灶的操作。显示器6还可以根据控制电路板4的控制显示实时的温度数值，方便用户查看。为了更加美观，显示器6和按键7可以一体设置有触摸屏。
本实施例中，前述电磁灶的控制方法可以包括温度控制方法、锅具放置位置检测方法、溢液检测方法、干烧检测方法。
其中温度控制方法为：电磁灶通电后，光源52通电，控制电路板4控制光源52打开；
电磁灶开始工作后，控制电路板4控制各图像采集器53分别采集对应套筒51围设范围内的温敏变色玻璃下表面的图像；
控制电路板4通过对各图像采集器53采集的图像进行处理，进而计算获取线圈组中各线圈3上方面板2的温度数据；
控制电路板4通过对各温度数据进行综合计算获取面板2加热区21的工作温度数据；同时，控制电路板4还可以将各温度数据与目标温度数据进行对比，同时对比各温度数据，进而根据对比结果分别调节各线圈3的加热功率，使得面板2加热区21上各线圈3上方区域面板2的温度平衡达到目标温度；
当调节各线圈3的加热功率后，面板2加热区21上部分区域的温度在第一设定时间内仍然达不到目标温度，则控制电路板4控制降低面板2加热区21上温度较高区域对应的线圈3的功率，使得面板2加热区21上各区域面板2温度维持平衡，保持在一个相较于目标温度较低的平衡温度，但是如果超出第二设定时间面板2加热区21上部分区域面板2温度仍然无法达到平衡温度值，控制电路板4则控制关闭电磁灶，同时发出报警信息，该报警信息可以通过显示器6进行显示，或者通过蜂鸣器进行报警。
锅具放置位置检测方法为：设置用于判断锅具偏离加热区21的温度偏差阈值和偏差时长阈值；
控制电路板4对各图像采集器53采集的图像进行处理以计算获取线圈组中各线圈3上方面板2的温度数据；
控制电路板4将各温度数据进行对比，即对各线圈3上方面板2的温度进行对比；如果其中两个温度数据的差值超出温度偏差阈值，并且超出温度偏差阈值的时间超出偏差时长阈值，则判断面板2上放置的锅具偏离加热区21，控制电路板4控制显示屏显示重新放置锅具的提示信息；
如果控制电路板4检测到设定操作时间内有两个温度数据的差值仍然超出温度偏差阈值，则控制电路板4控制关闭电磁灶。
溢液检测方法为：当控制电路板4检测到其中一个图像采集器53采集的图像颜色数据变化曲率偏离线圈3对面板2加热的温度变化曲率时，则控制电路板4判断电磁灶上出现溢液的情况，控制控制电路板4通过显示器6发出提示用户进行安全操作的信息；
当超过设定的溢液处理时间后，控制电路板4检测到电磁灶仍未关闭，同时检测到图像采集器53采集的图像颜色数据变化曲率仍然偏离线圈3对面板2加热的温度变化曲率，则控制电路板4控制电磁灶关闭。
干烧检测方法为：当控制电路板4检测到图像采集器53采集的图像颜色数据超出设定的干烧预警颜色数据阈值的时间超出干烧预警时间后，控制电路板4控制降低线圈组的加热功率，线圈组的加热功率降低超出第三设定时间后，图像采集器53采集的图像颜色数据仍然呈上升趋势，则控制电路板4控制关闭电磁灶。
Claims (15)
1.一种基于温敏变色玻璃的电磁灶，包括具有腔体的基体(1)、覆盖设置在所述基体(1)上的面板(2)以及设置在所述腔体内的控制电路板(4)，其特征在于：还包括设置在所述腔体内的温度检测装置(5)，所述温度检测装置(5)包括非透光材料制成的套筒(51)以及设置在所述套筒(51)内的光源(52)和图像采集器(53)，所述光源(52)、图像采集器(53)分别与控制电路板(4)相连接；所述面板(2)的加热区(21)设置为温敏变色玻璃，所述套筒(51)的顶端抵住所述面板(2)的下表面，使所述光源(52)能把光照射在所述温敏变色玻璃下表面上，并使得所述图像采集器(53)采集温敏变色玻璃下表面的图像。
2.根据权利要求1所述的电磁灶，其特征在于：所述面板(2)的加热区(21)下方设置有与控制电路板(4)电连接的加热装置。
3.根据权利要求1所述的电磁灶，其特征在于：所述加热装置为线圈组，所述线圈组包括至少一个线圈(3)，各线圈(3)分别与控制线路板电连接，所述温度检测装置(5)的数量与所述线圈(3)的数量相同，各套筒(51)的上端分别自各线圈(3)的中心穿过。
4.根据权利要求3所述的电磁灶，其特征在于：所述线圈组包括对应于所述面板(2)的中心设置在所述面板(2)下方的中心线圈(3)，还包括沿所述中心线圈(3)外周均匀分布设置的至少三个线圈(3)。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的电磁灶，其特征在于：所述温度检测装置(5)还包括设置在所述套筒(51)内的安装座(54)，所述图像采集器(53)设置在所述安装座(54)的中心，所述光源(52)包括多个LED灯，多个LED灯沿所述图像采集器(53)的外周设置在所述安装座(54)上。
6.根据权利要求5所述的电磁灶，其特征在于：所述安装座(54)设置在所述套筒(51)的底部内。
7.根据权利要求1至4任一权利要求所述的电磁灶，其特征在于：所述面板(2)的上表面上设置有分别与控制电路板(4)电连接的显示器(6)和按键(7)。
8.根据权利要求1至4任一权利要求所述的电磁灶，其特征在于：所述图像采集器(53)为摄像头。
9.根据权利要求1至4任一权利要求所述的电磁灶，其特征在于：所述面板(2)的上表面上设置有具有多个温度对应颜色的对比色卡(8)。
10.一种如权利要求3至9任一权利要求所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：包括温度控制方法，所述温度控制方法为：控制电路板(4)控制光源(52)打开；控制电路板(4)控制各图像采集器(53)采集对应套筒(51)围设范围内的温敏变色玻璃下表面的图像；控制电路板(4)对各图像采集器(53)采集的图像进行处理以计算获取面板(2)加热区(21)的工作温度数据；控制电路板(4)根据获取的工作温度数据控制调节加热装置的加热功率。
11.根据权利要求10所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：控制电路板(4)对各图像采集器(53)采集的图像进行处理以计算获取线圈组中各线圈(3)上方面板(2)的温度数据，控制电路板(4)将各线圈(3)上方面板(2)的温度数据进行对比，同时将各线圈(3)上方面板(2)的温度数据与目标温度数据进行对比，进而对应调节各线圈(3)的加热功率，使得面板(2)加热区(21)上各区域面板(2)温度平衡维持在目标温度。
12.根据权利要求11所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：当调节各线圈(3)的加热功率后，面板(2)加热区(21)上部分区域的温度在第一设定时间内仍然达不到目标温度，则控制电路板(4)控制降低面板(2)加热区(21)上温度较高区域对应的线圈(3)的功率，使得面板(2)加热区(21)上各区域面板(2)温度平衡维持在平衡温度，如果超出第二设定时间面板(2)加热区(21)上部分区域面板(2)温度仍然无法达到平衡温度值控制电路板(4)控制关闭电磁灶，同时发出报警信息。
13.根据权利要求11所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：还包括锅具放置位置检测方法，所述锅具放置位置检测方法为：设置用于判断锅具偏离加热区(21)的温度偏差阈值和偏差时长阈值；
控制电路板(4)对各图像采集器(53)采集的图像进行处理以计算获取线圈组中各线圈(3)上方面板(2)的温度数据，控制电路板(4)将各线圈(3)上方面板(2)的温度数据进行对比，如果其中两个温度数据的差值超出温度偏差阈值，并且超出温度偏差阈值的时间超出偏差时长阈值，则判断面板(2)上放置的锅具偏离加热区(21)，控制电路板(4)控制提示重新放置锅具，如果控制电路板(4)检测设定操作时间内有两个温度数据的差值仍然超出温度偏差阈值，则控制电路板(4)控制关闭电磁灶。
14.根据权利要求10所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：还包括溢液检测方法，所述溢液检测方法为：当控制电路板(4)检测到其中一个图像采集器(53)采集的图像颜色数据变化曲率偏离线圈(3)对面板(2)加热的温度变化曲率时，则控制电路板(4)判断出现溢液的情况，控制控制电路板(4)发出提示用户进行安全操作的信息；
当超过设定的溢液处理时间后，控制电路板(4)检测到电磁灶仍未关闭，同时检测到图像采集器(53)采集的图像颜色数据变化曲率仍然偏离线圈(3)对面板(2)加热的温度变化曲率，则控制电路板(4)控制电磁灶关闭。
15.根据权利要求10所述的电磁灶的控制方法，其特征在于：还包括干烧检测方法，所述干烧检测方法为：当控制电路板(4)检测到图像采集器(53)采集的图像颜色数据超出设定的干烧预警颜色数据阈值的时间超出干烧预警时间后，控制电路板(4)控制降低线圈组的加热功率，线圈组的加热功率降低超出第三设定时间后，图像采集器(53)采集的图像颜色数据仍然呈上升趋势，则控制电路板(4)控制关闭电磁灶。
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