CN110636657A - 电磁炉和电磁炉的控制方法 - Google Patents

电磁炉和电磁炉的控制方法 Download PDF

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    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
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Abstract

本发明提供一种电磁炉及电磁炉的控制方法，其中，所述电磁炉包括加速度传感器、温度传感器、控制模块和加热线圈：所述加速度传感器置于电磁炉表面或内部，用于获取锅内液体溢出信号，将锅内液体溢出信号发送给控制模块；温度传感器置于电磁炉上表面面板加热线圈的圆心处，用于获取锅底实时温度；所述控制模块分别与加速度传感器、温度传感器和加热线圈连接，用于当接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。所述电磁炉能够在防止锅内液体溢出的同时，继续完成锅内食物的烹饪，从而显著提高用户进行烹饪的有益效果。

Description

电磁炉和电磁炉的控制方法
技术领域
本发明涉及电器制造技术领域，更具体地，涉及电磁炉和电磁炉的控制方法。
背景技术
电磁炉又称为电磁灶，电磁炉的原理是电磁感应现象，即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流(原因可参考法拉第电磁感应定律)，这是涡旋电场推动导体中载流子(锅里的是电子而绝非铁原子)运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。因为电磁炉价格便宜，使用简便，功率大，很多用户喜欢用电磁炉煮粥、煲汤等含有汤汁的食物。
用现有技术电磁炉进行烹饪也需要几分钟到几十分钟不等才能完成含有汤汁食物的烹饪(因汤汁水量的不同，烧开的时间也会不相同)。如果用户是在煲汤或者煮粥，在整个煮粥或煲汤的过程中，用户需要经常走到电磁炉跟前去看汤汁有没有烧开或者溢出，如果汤汁没有烧开，需要继续加热；如果汤汁已经烧开，用户通过手动调低电磁炉的加热功率，通过较低功率将汤或粥焖熟，避免汤汁溢出。如果用户是在蒸鱼或者蒸煮其他食物，则用户需要不停的跑到电磁炉附近查看电磁炉功率是否合适，如果火候太大了，需要将功率调低；如果火候合适，继续蒸煮。上述现有技术中的电磁炉在蒸煮过程中给用户带来很大的时间的浪费，使其不能专注于处理其他事情。
综上所述，现有技术中亟待提供一种能防溢出同时完成食物烹饪的电磁炉。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电磁炉及电磁炉的控制方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种电磁炉，包括加速度传感器、温度传感器、控制模块和加热线圈：
所述加速度传感器置于电磁炉表面或内部，用于获取锅内液体溢出信号，将锅内液体溢出信号发送给控制模块；
温度传感器置于电磁炉上表面面板加热线圈的圆心处，用于获取锅底实时温度；
所述控制模块分别与加速度传感器、温度传感器和加热线圈连接，用于当接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种电磁炉的控制方法，包括：
获取锅内液体溢出信号与锅底实时温度；
确认接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。
本发明上述实施例提供一种电磁炉及电磁炉的控制方法，所述电磁炉能够在防止锅内液体溢出的同时，继续完成锅内食物的烹饪，从而显著提高用户进行烹饪的有益效果。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电磁炉的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种电磁炉的控制方法整体流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1，示出本发明一种电磁炉的整体结构示意图，总体上，包括加速度传感器101、温度传感器102、控制模块103和加热线圈104：
所述加速度传感器101置于电磁炉表面或内部，用于获取锅内液体溢出信号，将锅内液体溢出信号发送给控制模块103；
温度传感器102置于电磁炉上表面面板加热线圈104的圆心处，用于获取锅底实时温度；
所述控制模块103分别与加速度传感器101、温度传感器102和加热线圈104连接，用于当接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈104停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈104加热功率。
具体地，首先获取锅内液体溢出信号和锅底实时温度；其中，锅内液体溢出信号通过置于电磁炉表面或内部的加速度传感器获取。不难理解，当锅内液体发生溢出时，同时伴随着蒸汽的上升，蒸汽的上升必然会引起锅盖的上下震动，从而带动电磁炉炉体震动，当锅盖的上下震动加速度值达到预设阈值时，产生一个锅内液体溢出信号，并将所述锅内液体溢出信号发送给控制模块。进一步，所述锅底实时温度能够通过置于电磁炉上表面面板加热线圈的圆心处的温度传感器获取，本发明实施例在此不作特殊限定。
优选的，所述温度传感器包括NTC温度传感器和一个相应的单片机，当单片机检测到NTC温度传感器发送来的温度信息达到锅盖使用地的水沸点时，则产生一个锅内液体溢出信号。
进一步，当所述控制模块接收到锅内液体溢出信号时，可以判定为锅内液体已经发生了溢出，控制模块控制加热线圈停止加热预设时长，以使得锅内已经产生的泡沫落下；之后，控制模块基于获取到的锅底实时温度，通过实时调整加热线圈加热功率，以使得锅底实时温度符合预先设定的锅内温度变化曲线，最终达到保证食物正常烹饪完成的同时不溢出液体的有益效果。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述锅内液体溢出信号还能够通过以下步骤获取：锅底实时温度达到所述电磁炉使用地的水沸点，进而产生溢出信号。
不难理解，当置于电磁炉表面或内部的加速度传感器并没有发送来锅内液体溢出信号，但置于电磁炉上表面面板加热线圈的圆心处的温度传感器采集到锅底实时温度达电磁炉使用地的水沸点时，可以认定锅内液体即将或已经发生溢出，产生一个锅内液体溢出信号。此实施例锅内液体溢出信号可以作为本发明上述实施例中基于加速度传感器产生液体溢出信号的一个补充或并列方案，本发明实施例在此不作具体限定。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述加速度传感器进一步用于：当采集到的电磁炉上表面面板上下震动加速度值超过预设阈值时，产生锅内液体溢出信号，并发送给控制模块。
不难理解，当液体在锅中被加热到沸腾的过程中，是由液态逐步转向气态的过程，液体在加热的过程中，不断有靠近锅内加热部分的液体被汽化，形成气泡在水中上升，上升到水面时气泡破裂，形成水蒸汽，水蒸气散发到液体表面。通常在烧水，煲汤或者煮粥过程中，先是有许多小的水滴被汽化，形成小水泡上升、破裂。在液体开始逐渐被烧开的过程中，锅内的水滴逐渐被汽化，形成气泡上升、破裂，形成水蒸汽，水蒸气散发到液体表面，聚集在锅内。通常在烧水，煲汤或者煮粥过程中，锅内的水蒸汽由少慢慢变多，聚集在锅内。在这个过程中，锅内的气压也会发生变化。通常在烧水，煲汤或者煮粥过程中，刚开始的时候，锅内的水蒸汽少；随着锅内的液体逐渐温度逐渐升高，锅内的水蒸汽逐渐增多，当锅内的水被完全烧开后，锅内的水蒸汽最多。在这个过程中，锅内的气压也会发生变化。当锅内的水沸腾时，锅内的气压达到一定的极限，蒸汽会把锅盖顶开，当锅盖被顶开后，锅内的液体产生的气泡就会从锅盖被掀开的地方冒出来，这就是溢出的现象。
当锅盖被掀开之后，锅内的气压会被释放掉一些，因此，锅内的气压会减小，然后锅盖会掉下去。在锅盖掉下去之后，锅内的气压会继续增大，当增加到足以将锅盖顶起来之后，锅盖再次被掀起来，锅内的气压会被释放掉一些，因此，锅内的气压会再次减小，然后锅盖再次会掉下去。如此往复，锅盖就产生了一个相比锅内的汤水没有溢出前的明显震动现象。所以，通过加速度传感器计算锅盖的加速度，进而计算锅盖的震动加速度值，可以间接的检测出锅内液体的溢出状态。在一个实施例中，随着锅内温度的升高，加速度传感器采集到的加速度值也不断升高，英雌可以通过检测加速度绝对值达到预设阈值，进而判断锅内液体即将发生溢出。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述控制模块还用于：当所述锅底实时温度在任一预设时长的时间段内上升速率超过预设阈值时，控制加热线圈停止加热。
不难理解，当锅内对于液体进行加热时，锅内实时温度的上升曲线是十分平缓的，如果某一时间段内锅底实时温度的上述速率超过预设速率阈值时，可以认定为此时锅内液体即将或已经烧干，控制模块控制加热线圈停止加热。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述控制模块还用于：当锅底实时温度低于第一预设阈温度值，且接收到锅内液体溢出信号时，不控制加热线圈停止加热。
其中，在锅底温度大约低于60℃的时候,锅内液体是不会溢出的,因此,本实施例中，当锅底的温度小于第一预设阈值的时候,检测到的锅内液体溢出信号视为外界的干扰信号，从而降低了的溢出信号的误判率。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述控制模块还用于：获取当锅底实时温度介于预设温度值范围内时，加速度传感器采集到的加速度值的平均值a1；相应地，
当实时采集到的加速度值大于a1预设数值，或为a1预设比值时，加速度传感器产生锅内液体溢出信号，并发送给控制模块。
其中，当锅底或锅内温度值在40℃到50℃左右的时候，加速度传感器采集到的数值是比较平稳均匀的，考虑到不同锅体、不同食物种类及食物数量，取预设温度值范围内的加速度值经过处理后作为后面溢出信号判断处理的一个基准。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉，所述控制模块包括微控制模块MCU和绝缘栅双极型晶体管IGBT；MCU用于通过调整IGBT开关状态控制加热线圈停止加热，之后用于基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线通过调整IGBT开关状态，实时调整加热线圈加热功率。
置于电磁炉内部的微控制单元(Microcontrol ler Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，可以通过控制绝缘栅双极型晶体管IGBT实现对于加热线圈的开关或加热功率调整。
置于电磁炉内部的绝缘栅双极型晶体管IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。适合应用于电压为600V及以上的变流系统。
如图2所示，示出本发明实施例一种电磁炉的控制方法的整体流程示意图，包括以下步骤：
S1,获取锅内液体溢出信号与锅底实时温度；
S2,确认接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。
在本发明具体实施例中，能够通过加速度传感器获取加速度信号，加速度信号既包含方向又包含数值，基于加速度信号进而获取电磁炉面板的上下震动加速度值，当锅盖上下震动加速度值超过预设阈值时，即产生锅内液体溢出信号。加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等，本发明实施例在此不作具体限定。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉的控制方法,获取锅内液体溢出信号，包括：当采集到的电磁炉上表面面板上下震动加速度值超过预设阈值时，产生锅内液体溢出信号。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉的控制方法,获取锅内液体溢出信号，包括：获取当锅底实时温度介于预设温度值范围内时，电磁炉上表面面板上下震动加速度值的平均值a1；
当实时采集到的加速度值大于a1预设数值，或为a1预设比值时，产生锅内液体溢出信号。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种电磁炉的控制方法,当锅底实时温度低于第一预设阈温度值，且接收到锅内液体溢出信号时，不控制加热线圈停止加热。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明实施例的保护范围。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁炉，其特征在于，包括加速度传感器、温度传感器、控制模块和加热线圈：
所述加速度传感器置于电磁炉表面或内部，用于获取锅内液体溢出信号，将锅内液体溢出信号发送给控制模块；
温度传感器置于电磁炉上表面面板加热线圈的圆心处，用于获取锅底实时温度；
所述控制模块分别与加速度传感器、温度传感器和加热线圈连接，用于当接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。
2.根据权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述锅内液体溢出信号还能够通过以下步骤获取：锅底实时温度达到所述电磁炉使用地的水沸点，进而产生溢出信号。
3.根据权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述加速度传感器进一步用于：当采集到的电磁炉上表面面板上下震动加速度值超过预设阈值时，产生锅内液体溢出信号，并发送给控制模块。
4.根据权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述控制模块还用于：当所述锅底实时温度在任一预设时长的时间段内上升速率超过预设阈值时，控制加热线圈停止加热。
5.根据权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述控制模块还用于：当锅底实时温度低于第一预设阈温度值，且接收到锅内液体溢出信号时，不控制加热线圈停止加热。
6.根据权利要求1所述的电磁炉，其特征在于，所述控制模块还用于：获取当锅底实时温度介于预设温度值范围内时，加速度传感器采集到的加速度值的平均值a1；相应地，
当实时采集到的加速度值大于a1预设数值，或为a1预设比值时，加速度传感器产生锅内液体溢出信号，并发送给控制模块。
7.一种电磁炉的控制方法，其特征在于，包括：
获取锅内液体溢出信号与锅底实时温度；
确认接收到锅内液体溢出信号时控制加热线圈停止加热预设时长，之后基于锅底实时温度和预先设定的锅内温度变化曲线实时调整加热线圈加热功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，获取锅内液体溢出信号，包括：当采集到的电磁炉上表面面板上下震动加速度值超过预设阈值时，产生锅内液体溢出信号。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，获取锅内液体溢出信号，包括：获取当锅底实时温度介于预设温度值范围内时，电磁炉上表面面板上下震动加速度值的平均值a1；
当实时采集到的加速度值大于a1预设数值，或为a1预设比值时，产生锅内液体溢出信号。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
当锅底实时温度低于第一预设阈温度值，且接收到锅内液体溢出信号时，不控制加热线圈停止加热。
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