CN110595622A - 一种红外测温方法及加热设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种红外测温方法及加热设备。该红外测温方法包括：通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经面板透射至面板另一侧的中红外线；根据中红外线的辐射能量获取被加热体的温度。通过这种方式，能够提高被加热体温度测量的精度，能够提高加热设备的控温精度。

Description

一种红外测温方法及加热设备

技术领域

本申请涉及电器技术领域，特别是涉及一种红外测温方法及加热设备。

背景技术

精准测温能够给电磁炉等烹饪设备的烹饪用户带来极致烹饪的良好体验，是自动控温烹饪以及防干烧中重要技术。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有技术中，烹饪设备等加热设备通常采用长红外测温模块或者短红外测温模块对被加热体的温度进行测量，但长红外线的穿透力不强，且被加热体发出的短红外线较弱，导致这些红外测温模块能探测到的红外线很微弱，测温精度较低。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是如何提高被加热体温度测量的精度，以提高加热设备的控温精度。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种红外测温方法。所述红外测温方法包括：通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经所述面板透射至所述面板另一侧的中红外线；根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体的温度。

在一具体实施例中，所述根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体温度的步骤包括：根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体的第一温度检测值；检测所述中红外测温装置所处环境的环境温度以获得第二温度检测值；根据所述第一温度检测值和所述第二温度检测值对所述第一温度检测值进行补偿以获取所述被加热体的实际温度。

在一具体实施例中，所述通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经所述面板透射至所述面板另一侧的中红外线的步骤包括：通过中红外测温装置分别探测从所述被加热体的多个位置辐射的中红外线；所述根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体温度的步骤包括：分别根据多个所述中红外线的辐射能量获取所述多个位置的温度；根据所述多个位置的温度获取所述被加热体的平均温度。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种加热设备。所述加热设备包括：面板和中红外测温装置，所述面板的一侧用于放置被加热体，所述红外检测装置设置于所述面板的另一侧，用于检测从所述被加热体辐射且经所述面板透射的中红外线，以获取所述被加热体的温度。

在一具体实施例中，所述加热设备还包括增透层，所述红外检测装置包括中红外检测器，所述增透层设置在所述面板的所述另一侧的表面上，所述中红外检测器设置于所述增透层背离所述面板的一侧，所述增透层用于增加所述面板对所述中红外线的透射率。

在一具体实施例中，所述红外检测装置包括中红外检测器和滤光片，所述滤光片设置在所述面板的所述另一侧的表面上，所述中红外检测器设置于所述滤光片背离所述面板的一侧，所述滤光片用于对从所述面板的另一侧出射的电磁波进行过滤，以获取所述中红外线，并透射至所述中红外检测器。

在一具体实施例中，所述红外检测装置包括中红外检测器和中红外聚焦透镜，所述中红外聚焦透镜设置在所述面板的所述另一侧，所述中红外检测器设置于所述中红外聚焦透镜背离所述面板的一侧，所述中红外聚焦透镜用于将从所述面板的所述另一侧出射的中红外线会进行汇聚，并透射至所述中红外检测器。

在一具体实施例中，所述红外检测装置包括中红外检测器、玻璃滤光片及硅聚焦透镜，所述玻璃滤光片设置于所述面板与所述硅聚焦透镜之间，所述硅聚焦透镜设置在所述玻璃滤光片与所述中红外检测器之间。

在一具体实施例中，所述加热设备进一步包括：加热盘，设置于所述面板的所述另一侧，所述中红外检测器的中心在所述面板上的投影与所述加热盘的中心在所述面板上的投影不重叠。

在一具体实施例中，所述增透层局部覆盖所述面板，且所述增透层的面积与所述中红外检测器的探测面的面积之差小于预设差值，且所述增透层在所述探测面所在平面的投影与所述光探测面重叠。

在一具体实施例中，所述中红外检测器为热电堆传感器。

本申请实施例的有益效果是：本申请的红外测温方法包括：通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经面板透射至面板另一侧的中红外线；根据中红外线的辐射能量获取被加热体的温度。通过这种方式，本申请通过中红外测温装置探测被加热体辐射且经面板透射的中红外线，因在加热过程中，被加热体能产生较多的中红外线(被加热体发出的中红外的能量要比短红外高两数量级以上)，且中红外线的穿透力较强，因此在不改变面板结构的情况下，面板也能透射较多的中红外线，因此，能够提高中红外测温装置的温度检测精度，能够提高加热设备的控温精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是加热设备一结构示意图；

图2是加热设备一结构示意图；

图3是加热设备一结构示意图；

图4是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图5是本申请红外测温方法一实施例的流程示意图；

图6是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图7是本申请红外测温方法一实施例的流程示意图；

图8是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图9是本申请红外测温方法一实施例的流程示意图；

图10是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图11是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图12是本申请加热设备一实施例的结构示意图；

图13是本申请加热设备一实施例中中红外测温装置的结构示意图；

图14是本申请加热设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，在烹饪设备10进行烹饪时，通常需要获取被加热体130的温度，以根据被加热体130的温度进行控温烹饪，例如根据被加热体130的温度调节烹饪设备10的加热功率等。为实现烹饪设备10对被加热体130的温度检测，可以通过烹饪设备10的面板110背离被加热体130的一侧的温度传感器120测量面板110的温度，其中，温度传感器120与面板110接触设置；然后温度传感器120将测量的温度通过有线线路(图未示)发送至烹饪设备10的处理器(图未示)。但温度传感器120容易被面板110等组件的热噪声及热串扰干扰，且有线线路设计复杂，因此，这种测温方式不能及时准确的测量出被加热体130的温度，难以实现控温烹饪，防烧干效果也不佳。

为解决上述问题，如图2所示，可采用长红外检测器210代替上述温度传感器120，且将长红外检测器210与面板110间隔设置，即非接触式设置，能够减少面板110的热噪声及热串扰对长红外检测器210的干扰；但长红外线的穿透力不强，会导致被加热体130辐射至面板110的大部分长红外线被反射，只有少部分长红外线穿过面板110，被长红外检测器210接收，导致长红外检测器210的检测精度不高；为增加长红外线的穿透力，可以在面板110上开设窗口140，以增加长红外线的穿透率；进一步还可以在窗口140处填充长红外先透射率较高的材料，以进一步增加长红外线的穿透率；但在面板110上开设窗口140会增加加工成本，面板110的强度也会降低，且面板110与窗口140材料边界的结合稳定性不高，会降低面板110的质量，降低烹饪设备10的寿命。

为解决避免在面板110上开设窗口140，如图3所示，可以在面板110背离被加热体130的一侧设置短红外检测器310，短红外检测器310与面板110间隔设置，即非接触式设置。通过短红外检测器310探测被加热体130辐射的短红外线，因短红外线的穿透力较强，因此无需在面板110上开设窗口140。但在烹饪设备10的烹饪温度范围内，被加热体130辐射的短红外线十分微弱，需要非常灵敏的短红外检测器310，但成本较高；且环境光对短红外线的干扰较大，因此短红外检测器310检测精度也不高。短红外光电探测器来实现精确测。

为解决上述问题，本申请进一步提出一种加热设备，如图4所示，本实施例加热设备40包括中红外测温装置41、处理器42及面板43，面板43的一侧用于放置被加热体44，红外检测装置41设置于面板43的另一侧，用于检测从被加热体44辐射且经面板43透射的中红外线，以获取被加热体44的温度。

其中，面板43的一侧与其另一侧背向设置。

其中，加热设备40可以为电磁炉或微波炉等；被加热体44可以是烹饪锅体或者适合被加热的器具等。

其中，面板43为微晶玻璃板，其具有自然柔和的质感、零吸水性、无污染、强度大、颜色丰富、耐候性及耐久性好、容易弯曲成型等特点，能够满足电磁炉等加热设备的抗机械冲击及抗冷热冲击能力强等的需求。在其它实施例中，面板还可以是钢化玻璃板等。

进一步地，处理器42通过连接线45与中红外测温装置41电连接。其中，连接线45可以是独立的线缆或者电路板(图未示)上的铜层布线等。

其中，中红外线的波长范围为3-5μm，中红外检测器41的探测波长范围为3-5μm。

本申请进一步提出一种红外测温方法，可用于上述加热设备40。如图5所示，本实施例的红外测温方法包括以下步骤：

步骤S501：通过中红外测温装置41探测从位于面板43一侧的被加热体44辐射且经面板43透射至面板43另一侧的中红外线。

步骤S502：根据中红外线的辐射能量获取被加热体44的温度。

中红外测温装置41将探测到的中红外线的辐射能量转换为便于测量或观察的电能，并将电能转换成电压或者电流信号；处理器42根据中红外测温装置41输出的电压或者电流信号推算被加热体44的温度。具体的，处理器42采集该电压或者电流信号，以获取电压值或者电流值，然后从预设表中查询与该电压值或者电流值对应的预设温度为被加热体44的温度。

区别于现有技术，本实施例通过中红外测温装置探测被加热体辐射且经面板透射的中红外线，因在烹饪温度范围内，被加热体能产生较多的中红外线，且中红外线的穿透力较强，因此在不改变面板结构的情况下，面板也能透射较多的中红外线，因此，能够提高中红外测温装置的温度检测精度，能够提高加热设备的控温精度。

为提高温度检测的精度，本申请进一步提出一种加热设备的红外检测方法，可以用于如图6所示的加热设备40，其中，加热设备40进一步包括温度传感器61，温度传感器61靠近红外检测装置41设置，且与处理器42电连接。如图7所示，本实施例的红外检测方法可以包括以下步骤：

步骤S701：通过中红外测温装置41探测从位于面板43一侧的被加热体44辐射且经面板43透射至面板43另一侧的中红外线。

步骤S701与上述步骤S501类似，这里不赘述。

步骤S702：根据中红外线的辐射能量获取被加热体44的第一温度检测值。

步骤S702与上述步骤S502类似，这里不赘述。

步骤S703：检测中红外测温装置41所处环境的环境温度以获得第二温度检测值。

通过温度传感器61获取中红外测温装置41所处环境的环境温度；温度传感器61与红外检测装置41同温环境设置，例如，在电磁炉中，中红外测温装置41与温度传感器61设置在电磁炉的面板内侧，即壳体内；又例如，在微波炉中，中红外测温装置41与温度传感器61设置在微波炉的面板外侧，即壳体外，以保证中红外测温装置41与温度传感器61处于同温环境。

步骤S703：根据第一温度检测值和第二温度检测值对第一温度检测值进行补偿以获取被加热体44的实际温度。

处理器42从温度传感器61获取第二温度检测值，并根据第一温度检测值和第二温度检测值对第一温度检测值进行补偿以获取被加热体44的实际温度。

具体的，处理器42根据第一温度检测值和第二温度检测值获取温度补偿值，并根据温度补偿值对第一温度检测值进行补偿以获取被加热体44的温度；其中，第一温度检测值以及第二温度检测值呈正相关关系。

区别于现有技术，本实施例的红外检测方法能够根据中红外测温装置所处环境的温度对获取的被加热体的温度进行补偿，以获取被加热体的实际温度，能够减少热噪声及热串扰的干扰，提高中红外测温装置的温度检测的精度。

为提高温度检测的精度，本申请进一步提出一实施例的加热设备的红外检测方法，可以用于如图8所示的加热设备40，其中，加热设备40进一步包括多个导光件81，多个导光件81设置在面板43与中红外测温装置41之间。其中，多个导光件81分别与面板43的多个位置对应设置，用于分别将透过面板43的多个位置的中红外线导向中红外测温装置42；进一步的，导光件81靠近中红外测温装置41的一端设置有遮挡件(图未示)，处理器42与遮挡件连接，处理器42控制遮挡件移动，以选择性让多个导光件81中的其中一个导光件81将透过面板43的中红外线导向中红外测温装置42。

其中，导光件81靠近中红外测温装置42的一端与中红外测温装置42中中红外检测器(图未示)的探测面对应设置。

如图9所示，本实施例的红外检测方法可以包括以下步骤：

步骤S901：通过中红外测温装置41分别探测从被加热体44的多个位置辐射的中红外线。

步骤S901与上述步骤S501类似，这里不赘述。

步骤S702：分别根据多个中红外线的辐射能量获取多个位置的温度。

步骤S702可以与上述步骤S502或者与步骤S701-S703类似，这里不赘述。

步骤S703：根据多个位置的温度获取被加热体44的平均温度。

在其它实施例中，还可以根据被加热体的具体结构，为每个检测位置设置不同的权重，根据多个位置的温度及权重获取温度的加权均值。

区别于现有技术，本实施例的红外检测方法能够获取被加热体多个位置的温度，并获取多个位置的温度的平均值作为被加热体的实际温度，能够避免被加热体某个位置温度检测有误带来温度检测精度降低的问题，因此本实施例的红外测温方法能够提高温度检测的精度。

进一步的，处理器42根据被加热体44的温度调节加热设备40的加热功率或者通过加热设备40的输出装置(图未示)向用户推送被加热体44的温度，该输出装置可以是显示屏或者扬声器等。

在另一实施例中，如图10所示，本实施例加热设备40还包括增透层412，中红外测温装置41包括中红外检测器411，增透层412设置在面板43的背离被加热体44一侧的表面上，中红外检测器411设置于增透层412背离面板43的一侧，增透层412用于增加面板43对中红外线的透射率。

其中，增透层412具体可以是增透膜层，可以通过镀膜或者粘贴等工艺设置在面板43上；增透层412能够减少面板43对被加热体44辐射的中红外线的反射。进一步地，增透层412的厚度和材料可以根据中红外线波长进行选择，以使增透层412对中红外线的透射率较高，而对其它波长的红外线活着电磁波透射率较低。

其中，增透层412局部覆盖面板43，且增透层412的面积与中红外检测器411的探测面的面积之差小于预设差值，且增透层412在探测面所在平面的投影与光探测面重叠。该预设差值范围可以是1mm、3mm或5mm等。

区别于现有技术，本实施例通过在面板43靠近中红外检测器411的一侧设置增透层412，能够增加面板43透射至中红外测温装置411的中红外线，能够提高中红外测温装置411的检测精度，提高加热设备40的控温精度。

在另一实施例中，如图11所示，红外检测装置41包括中红外检测器411及滤光片413，滤光片413设置在面板43背离被加热体44的一侧的表面上，中红外检测器411设置于滤光片413背离面板43的一侧，滤光片413用于对从面板43的背离被加热体44的一侧出射的电磁波进行过滤，以获取中红外线，并透射至中红外检测器411。

当然，滤光片413还可以对中红外检测器411所处环境中的电磁波进行过滤。

滤光片413的滤光波长与中红外线的波长相等或者相近，滤光片413的厚度和材料可以根据中红外线波长进行选择，以使滤光片413透过中红外线，对其它波长的红外线进行滤除，能够减少其它波长电磁波的干扰，能够提高温度检测的精度。

在其它实施例中，为进一步提高温度检测精度，还可以在面板靠近滤光片的一侧设置增透层，其结构及原理这里不赘述。

在另一实施例中，如图12所示，红外检测装置41包括中红外检测器411及中红外聚焦透镜414，红外聚焦透镜414设置在面板43的背离被加热体44一侧的表面上，中红外检测器411设置于红外聚焦透镜414背离面板43的一侧，红外聚焦透镜414用于将从面板43的离被加热体44一侧出射的中红外线会进行汇聚，并透射至中红外检测器411。

红外聚焦透镜414能够将从面板43的离被加热体44一侧出射的中红外线会进行汇聚，避免中红外线的损耗，能够增加测量信噪比，能够提高温度检测的精度。

在其它实施例中，为进一步提高温度检测精度，还可以在面板靠近滤光片的一侧设置增透层，其结构及原理这里不赘述。

在另一实施例中，如图13所示，还可以采用玻璃滤光片和硅聚焦透镜来代替。这个方案的优点是这两个原价在市场上都有现成的产品且价格比较合理，因而是可以快速实现的方案。不过因为中红外路径中器件增加，加上硅聚焦透镜面的反射损失，测量的信噪比和灵敏度会比技术方案-II有所减低。

玻璃滤光片416及硅聚焦透镜415代替上述中红外聚焦透镜414，其中，玻璃滤光片416设置面板43与硅聚焦透镜415之间，硅聚焦透镜415设置在玻璃滤光片416与中红外检测器411之间。因玻璃滤光片416及硅聚焦透镜415的成本较低，能够节约成本；且硅聚焦透镜415能够改善玻璃滤光片416的增加对中红外线的损耗，不会降低温度测量的精度。

在另一实施例中，如图14所示，加热设备40进一步包括加热盘45，设置于面板43背离被加热体44的一侧，中红外检测器411的中心在面板43上的投影与加热盘45的中心在面板43上的投影不重叠。

具体地，中红外检测器411的中心在面板43上的投影与加热盘45的中心在面板43上的投影之间的距离为加热盘45半径R的2/3-1/10～2/3+1/10倍。具体可以是2/3-1/10倍、2/3倍或2/3+1/10倍等。

其中，中红外检测器411的中心在面板43上的投影与加热盘45的中心在面板43上的投影之间的距离为加热盘45半径R的2/3倍为最佳，因为该位置加热盘45的加热温度通常最高，被加热体44辐射的中红外线最多。

本申请上述实施例中的红外检测器411为热电堆传感器，能够降低成本。当然，在其它实施例中，还可以采用硒化铅红外检测器或者热释红外检测器等代替热电堆传感器。

本申请的红外检测器与面板采用非接触式设置。

本申请实施例能够将中红外测温装置中的各个组件进行集成化处理，以提高加热设备的集成度。

本申请上述实施例中的各种组件可以进行多种形式的组合，这些组合均属于本申请所要保护的技术方案。

本申请的上述实施例的加热设备为烹饪设备，在其它实施例中，加热设备还可以烘烤设备等。

本申请的红外测温方法还可以用于烘烤设备等加热设备。

区别于现有技术，本申请加热设备的红外测温方法包括：通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经面板透射至面板另一侧的中红外线；根据中红外线的辐射能量获取被加热体的温度。通过这种方式，本申请通过中红外测温装置探测被加热体辐射且经面板透射的中红外线，因加热过程中，被加热体能产生较多的中红外线(被加热体发出的中红外的能量要比短红外高两数量级以上)，且中红外线的穿透力较强，因此在不改变面板结构的情况下，面板也能透射较多的中红外线，因此，能够提高中红外测温装置的温度检测精度，能够提高加热设备的控温精度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种红外测温方法，其特征在于，所述红外测温方法包括：

通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经所述面板透射至所述面板另一侧的中红外线；

根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体的温度。

2.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于，所述根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体温度的步骤包括：

根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体的第一温度检测值；

检测所述中红外测温装置所处环境的环境温度以获得第二温度检测值；

根据所述第一温度检测值和所述第二温度检测值对所述第一温度检测值进行补偿以获取所述被加热体的实际温度。

3.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于，所述通过中红外测温装置探测从位于面板一侧的被加热体辐射且经所述面板透射至所述面板另一侧的中红外线的步骤包括：

通过中红外测温装置分别探测从所述被加热体的多个位置辐射的中红外线；

所述根据所述中红外线的辐射能量获取所述被加热体温度的步骤包括：

分别根据多个所述中红外线的辐射能量获取所述多个位置的温度；

根据所述多个位置的温度获取所述被加热体的平均温度。

4.一种加热设备，其特征在于，所述加热设备包括：面板和中红外测温装置，所述面板的一侧用于放置被加热体，所述红外检测装置设置于所述面板的另一侧，用于检测从所述被加热体辐射且经所述面板透射的中红外线，以获取所述被加热体的温度。

5.根据权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备还包括增透层，所述红外检测装置包括中红外检测器，所述增透层设置在所述面板的所述另一侧的表面上，所述中红外检测器设置于所述增透层背离所述面板的一侧，所述增透层用于增加所述面板对所述中红外线的透射率。

6.根据权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述红外检测装置包括中红外检测器和滤光片，所述滤光片设置在所述面板的所述另一侧的表面上，所述中红外检测器设置于所述滤光片背离所述面板的一侧，所述滤光片用于对从所述面板的另一侧出射的电磁波进行过滤，以获取所述中红外线，并透射至所述中红外检测器。

7.根据权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述红外检测装置包括中红外检测器和中红外聚焦透镜，所述中红外聚焦透镜设置在所述面板的所述另一侧，所述中红外检测器设置于所述中红外聚焦透镜背离所述面板的一侧，所述中红外聚焦透镜用于将从所述面板的所述另一侧出射的中红外线会进行汇聚，并透射至所述中红外检测器。

8.根据权利要求4所述的加热设备，其特征在于，所述红外检测装置包括中红外检测器、玻璃滤光片及硅聚焦透镜，所述玻璃滤光片设置于所述面板与所述硅聚焦透镜之间，所述硅聚焦透镜设置在所述玻璃滤光片与所述中红外检测器之间。

9.根据权利要求5所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备进一步包括：加热盘，设置于所述面板的所述另一侧，所述中红外检测器的中心在所述面板上的投影与所述加热盘的中心在所述面板上的投影不重叠。

10.根据权利要求5所述的加热设备，其特征在于，所述增透层局部覆盖所述面板，且所述增透层的面积与所述中红外检测器的探测面的面积之差小于预设差值，且所述增透层在所述探测面所在平面的投影与所述光探测面重叠。

11.根据权利要求5所述的加热设备，其特征在于，所述中红外检测器为热电堆传感器。