CN110848754A - 燃气灶的控制方法和燃气灶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气灶的控制方法和燃气灶。该燃气灶的控制方法包括：检测灶具是否启动；若灶具启动，则检测该灶具上是否有锅具；若有锅具，则通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息；确定锅具的外表面温度；根据锅具信息确定锅具的内外温差值；根据锅具的外表面温度和锅具内外温差确定锅具的内表面温度。根据本发明的燃气灶的控制方法，能够对锅具进行精确测温，进而实现对锅具的精确控温。
Description
技术领域
本发明涉及燃气灶技术领域，具体而言，涉及一种燃气灶的控制方法和燃气灶。
背景技术
现有燃气灶中防干烧应用所使用的测温装置为热电偶或者热敏电阻等接触式温度传感器，测温装置直接接触锅底或者通过金属外壳接触锅底测温，测温装置必须与锅底接触。热量由锅底通过热传导传递给测温装置，接触不良会产生较大误差。为避免高温火焰直接加热测温装置，引起较大误差，燃烧器需要进行特殊设计，设计受限。
现有用于燃气灶的红外测温方案挑锅严重，其测温准确性受锅底发射率的影响很大。现有用于燃气灶的红外测温方案使用常用的全谱段红外探测器(常用的一般为5.5～14um)，当锅的发射率差异较大时，会带来很大的检测误差。比如，相同温度的黑铁锅与不锈钢亮底锅，由于两者的红外发射率相差较大，用相同的全谱段红外探测器探测，信号强度有较大差异，所得出的温度值误差可达几十度。少数方案使用耐高温金属片接触锅底，红外测温实际检测的是耐高温金属片的红外辐射强度，不受锅底发射率的影响，但是测温装置为接触式，没有发挥红外测温的非接触优点，失去了红外测温的意义，并且无法避免接触不良与火焰加热金属隔离环干扰的影响。
现有的红外测温仪一般只能检测红外发射率相近的目标，目标的红外发射率差异太大时，必须更换测温仪或者由操作者根据目标的已知发射率调整校正系数。不同锅底材料的发射率不同，如黑色铸铁与光亮不锈钢材料的红外发射率有较大差异，普通红外测温装置(一个波段)无法做到同时对常用锅具精确测温。
不同的锅具，锅的内外表面温差不同，比如薄不锈钢锅，内外表面温差很小，复底锅、砂锅的内外表面温差很大，因此即使校正发射率后，只能保证测锅外表面的温度是准确的，内表面的准确度无法保证。
由于无法做到精确测温，现有的具有红外测温功能的燃气灶所使用的测温装置只能实现防干烧功能，即检测到锅具温度过高，达到干烧温度时，发出警报声或者关闭阀门，无法精确测温，因此也无法实现精确控温。
发明内容
本发明的目的是提出一种燃气灶的控制方法和燃气灶，能够对锅具进行精确测温，进而实现对锅具的精确控温。
根据本发明的一个方面，提供了一种燃气灶的控制方法，包括：
检测灶具是否启动；
若灶具启动，则检测该灶具上是否有锅具；
若有锅具，则通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息；
确定锅具的外表面温度；
根据锅具信息确定锅具的内外温差值；
根据锅具的外表面温度和锅具内外温差值确定锅具的内表面温度。
优选地，锅具信息包括锅具种类和/或锅具颜色信息。
优选地，控制方法还包括：
获取锅具内表面的目标温度；
根据锅具内表面的当前温度和目标温度的差值对灶具火力进行调节。
优选地，获取锅具内表面的目标温度的步骤包括：
获取当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段；
根据预设温度变化曲线、当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段确定锅具内表面的目标温度。
优选地，控制方法还包括：
获取每次烹饪时用户的烹饪参数；
将获取到的烹饪参数通过RFID读写装置写入到RFID标签上；
根据RFID标签上所记录的每次烹饪时用户的烹饪参数获取用户的烹饪习惯，根据用户的烹饪习惯生成烹饪加热温度曲线。
优选地，控制方法还包括：
根据用户的烹饪模式对用户的烹饪参数进行分类储存。
根据本发明的另一方面，提供了一种燃气灶，包括灶具和锅具，灶具上设置有控制器和RFID读写装置，锅具上设置有RFID标签，RFID读写装置对应于RFID标签设置，RFID标签包括锅具类别、锅具颜色、与锅具类别和锅具颜色对应的发射率值、以及锅具类别所对应的内外温差值，控制器与RFID读写装置电气连接，并通过RFID读写装置获取RFID标签上的锅具信息。
优选地，灶具包括灶台和灶头，灶头设置在灶台上，RFID读写装置设置在灶台的底部，每一个RFID读写装置对应一个灶头。
优选地，燃气灶还包括红外测温装置，红外测温装置设置在灶台的底部或侧壁上，红外测温装置的感测端朝向锅具的底部。
优选地，RFID标签固定在锅具上，RFID标签具有陶瓷外壳。
本发明的燃气灶的控制方法，包括：检测灶具是否启动；若灶具启动，则检测该灶具上是否有锅具；若有锅具，则通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息；确定锅具的外表面温度；根据锅具信息确定锅具的内外温差值；根据锅具的外表面温度和锅具内外温差确定锅具的内表面温度。该燃气灶的控制方法，能够通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，从而获取锅具种类、材质等信息，然后根据锅具类别和锅具的颜色准确地确定锅具的发射率值，进而可以通过准确的发射率值以及锅具的内外温差值，结合红外测温装置来精确确定锅内温度，实现对锅具内表面温度的精确测量，解决红外测温装置挑锅的问题，还可以根据精确测量的温度实现对锅具的精确控温，有效解决了现有技术中燃气灶的红外测温装置不能精确测温的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例的灶具的结构示意图；
图2是本发明实施例的燃气灶的第一种结构示意图；
图3是本发明实施例的燃气灶的第二种结构示意图；
图4是本发明实施例的燃气灶的控制方法流程图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
红外测温的数学描述为
E＝αkT4
E为红外探测器接收到的能量
T为目标温度(锅底温度)
α为目标(锅底)的发射率，k为相关系数，为定值(斯特藩-玻尔兹曼常数)。
因此测得锅底温度为
E的值由测温探测器获得，E与探测器的输出信号值之间有对应关系，对于热电堆、光电探测器等不同探测器，对应关系有所不同。对于多数探测器，输出信号电压V∝E，
黑底锅的α一般可以到0.9，不锈钢亮底锅在0.4附近。普通红外测温方法认为α为固定值，使用不同的锅时使用相同的α计算，必然会引入测温误差。
不同的锅具，内外表面温差不同，比如薄不锈钢锅，内外表面温差很小，复底锅、砂锅的内外表面温差很大，因此即使校正发射率后，只能保证测锅外表面的温度是准确的，内表面的准确度无法保证。为了解决上述问题，特提出本方案。
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，燃气灶的控制方法包括：检测灶具是否启动；若灶具启动，则检测该灶具上是否有锅具；若有锅具，则通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息；确定锅具的外表面温度；根据锅具信息确定锅具的内外温差值；根据锅具的外表面温度和锅具内外温差值确定锅具的内表面温度。
该燃气灶的控制方法，能够通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，从而获取锅具种类、材质等信息，然后根据锅具类别和锅具的颜色准确地确定锅具的发射率值，进而可以通过准确的发射率值以及锅具的内外温差值，结合红外测温装置来精确确定锅内温度，实现对锅具内表面温度的精确测量，解决红外测温装置挑锅的问题，还可以根据精确测量的温度实现对锅具的精确控温，有效解决了现有技术中燃气灶的红外测温装置不能精确测温的问题。
测温红外探测器接收锅底本身发出的红外辐射能量，并转换为电信号V1；根据电信号V1获得锅底本身发出的红外辐射能量E1；
根据公式E1＝αkT4，可以计算锅底温度T；其中k为斯特藩-玻尔兹曼常数；由于发射率α与锅底材质，特别是颜色有关，因此通过获取锅底材质，以及锅具颜色，能够确定准确的发射率α，进而保证锅底温度测量的准确性。
在本实施例中，通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，可以获取准确的锅具信息，例如锅具种类、锅具材质和锅具颜色等，根据获取的锅具信息，能够准确判断锅具的红外发射率。
锅具信息包括锅具种类和/或锅具颜色信息。
在通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签的步骤之前还包括：启动燃气灶，然后启动红外测温装置，检测灶具上是否设置有锅具，或者通过RFID读写装置，读取信息，检测对应灶头上是否有锅具；如果检测到灶具有锅具，则控制RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息，如果未检测到灶具上有锅具，则仅发出警示信号或者直接关闭燃气灶，也可以在发出警示信号的同时关闭燃气灶。由于只有在灶具启动之后，在灶具上具有锅具的情况下，才能够通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，之后获取锅具的信息，进而通过红外测温装置对锅具温度进行测量，因此，首先确定有锅具，才控制RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，能够使得锅具的温控操作目标更加准确，去除干扰因素，避免做一些额外的无用功，提高燃气灶的控制方法的有效性和工作效率。
控制方法还包括：获取锅具内表面的目标温度；根据锅具内表面的当前温度和目标温度的差值对灶具火力进行调节。由于通过上述的控制方法能够获取精确的锅具内表面温度，因此可以根据目前的烹饪状态等确定锅具内表面的目标温度；然后根据当前温度和目标温度的差值对灶具火力进行调节，实现对锅内温度的精确控制，提高烹饪效果。
根据锅具内表面的当前温度和目标温度的差值对灶具火力进行调节的步骤包括：根据锅具内表面的当前温度和目标温度的差值确定阀门调节幅度；发出控制指令，按照确定的阀门调节幅度对控制火力大小的阀门进行调节。火力大小控制的实现方法是通过灶具cpu向火力调节机构，比如比例阀、燃气阀发出指令，通过控制阀门的开启大小控制灶具火力大小。
获取锅具内表面的目标温度的步骤包括：获取当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段；根据预设温度变化曲线、当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段确定锅具内表面的目标温度。通过这种方式，可以根据菜谱的不同实时控制火力，使锅具达到要求的温度值，在烹饪过程中的不同阶段，使锅具温度根据预设温度变化曲线而变化温度，从而获得较佳的烹饪效果。通过上述方式可以在精确测温的基础上实现精确控温，根据菜谱实时调整火力，在烹饪的不同阶段使用不同的火力，使得烹饪出来的菜肴更加美味。
控制方法还包括：获取每次烹饪时用户的烹饪参数；将获取到的烹饪参数通过RFID读写装置写入到RFID标签上；根据RFID标签上所记录的每次烹饪时用户的烹饪参数获取用户的烹饪习惯，根据用户的烹饪习惯生成烹饪加热温度曲线。
每次在用户烹饪过程中，控制器都能够根据用户选择的烹饪类型以及烹饪过程中的温度变化形成烹饪参数，因此可以收集这些烹饪参数，并对这些烹饪参数进行总结学习，通过神经网络等自适应学习方法生成每种不同的烹饪类型下用户的最佳温度曲线，之后就可以利用生成的温度曲线来对烹饪温度进行控制，使得用户的烹饪效果更加，且烹饪出的食物更加符合用户的口味。如果在烹饪过程中用户对温度进行了调节，则记录这些调节数据，然后将调节数据加入到生成的温度曲线中，对温度曲线进行修正。
控制方法还包括：根据用户的烹饪模式对用户的烹饪参数进行分类储存。通过对用户的烹饪模式和相应的烹饪参数进行分类，更加容易对烹饪参数进行归纳总结，可以生成不同烹饪模式下各自的烹饪曲线，控制更加灵活，烹饪效果更佳。
控制方法还包括：获取锅具内表面的温度；将锅具内表面的温度发送至显示模块显示出来。通过设置显示模块，并将锅具内表面温度显示出来，使得用户可以实时获取锅内温度，从而选取合适的烹饪温度和烹饪方式，能够达到较好的烹饪效果。
控制方法还包括：检测锅具内表面的温度是否达到预设温度阈值；当锅具内表面的温度达到或者超过预设温度阈值时，发出报警信号，同时逐步减小火力或直接关闭阀门。当锅具内表面温度超出阈值时，灶具可以进行发出报警声、通过手机等终端向用户报警、逐渐减少火力，或者直接关闭阀门，从而保证灶具的安全运行。
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，燃气灶包括灶具和锅具4，灶具上设置有控制器和RFID读写装置3，锅具4上设置有RFID标签，RFID读写装置3对应于RFID标签设置，RFID标签包括锅具类别、锅具颜色、与锅具类别和锅具颜色对应的发射率值、以及锅具类别所对应的内外温差值，控制器与RFID读写装置3电气连接，并通过RFID读写装置3获取RFID标签上的锅具信息。
灶具包括灶台1和灶头2，灶头2设置在灶台1上，RFID读写装置3设置在灶台1的底部，每一个RFID读写装置3对应一个灶头2。用户可以手持锅具4进行RFID标签的读取，也可以通过合理设定RFID读写装置3和RFID标签的位置，实现RFID标签的自动读取操作。
燃气灶还包括红外测温装置5，红外测温装置5设置在灶台1的底部或侧壁上，红外测温装置5的感测端朝向锅具4的底部。
RFID标签嵌入或黏贴在锅具4上，RFID标签具有陶瓷外壳，陶瓷具有耐高温的特性，可以对位于其内的RFID标签形成有效保护。RFID标签也可以置于把手中。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种燃气灶的控制方法，其特征在于，包括：
检测灶具是否启动；
若灶具启动，则检测该灶具上是否有锅具；
若有锅具，则通过RFID读写装置读取锅具上的RFID标签，获取锅具信息；确定锅具的外表面温度；
根据锅具信息确定锅具的内外温差值；
根据锅具的外表面温度和锅具内外温差值确定锅具的内表面温度。
2.根据权利要求1所述的燃气灶的控制方法，其特征在于，所述锅具信息包括锅具种类和/或锅具颜色信息。
3.根据权利要求1所述的燃气灶的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取锅具内表面的目标温度；
根据锅具内表面的当前温度和目标温度的差值对灶具火力进行调节。
4.根据权利要求3所述的燃气灶的控制方法，其特征在于，获取锅具内表面的目标温度的步骤包括：
获取当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段；
根据预设温度变化曲线、当前烹饪模式和当前所处的烹饪阶段确定锅具内表面的目标温度。
5.根据权利要求1所述的燃气灶的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取每次烹饪时用户的烹饪参数；
将获取到的烹饪参数通过RFID读写装置写入到RFID标签上；
根据RFID标签上所记录的每次烹饪时用户的烹饪参数获取用户的烹饪习惯，根据用户的烹饪习惯生成烹饪加热温度曲线。
6.根据权利要求5所述的燃气灶的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
根据用户的烹饪模式对用户的烹饪参数进行分类储存。
7.一种燃气灶，其特征在于，包括灶具和锅具，所述灶具上设置有控制器和RFID读写装置，所述锅具上设置有RFID标签，所述RFID读写装置对应于所述RFID标签设置，所述RFID标签包括锅具类别、锅具颜色、与锅具类别和锅具颜色对应的发射率值、以及锅具类别所对应的内外温差值，所述控制器与所述RFID读写装置电气连接，并通过所述RFID读写装置获取所述RFID标签上的锅具信息。
8.根据权利要求7所述的燃气灶，其特征在于，所述灶具包括灶台和灶头，所述灶头设置在所述灶台上，所述RFID读写装置设置在所述灶台的底部，每一个所述RFID读写装置对应一个所述灶头。
9.根据权利要求8所述的燃气灶，其特征在于，所述燃气灶还包括红外测温装置，所述红外测温装置设置在所述灶台的底部或侧壁上，所述红外测温装置的感测端朝向所述锅具的底部。
10.根据权利要求7所述的燃气灶，其特征在于，所述RFID标签固定在所述锅具上，所述RFID标签具有陶瓷外壳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200228 |