CN111297178B - 一种蒸箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸箱及其控制方法，控制方法包括以下步骤：S1，获取蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据；S2，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果；S3，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力。步骤S2中，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果包括采用不确定性分析方法判断各参数的置信区间，输出所述多特征参数融合结果。本发明根据多特征参数融合结果来调节所述蒸箱腔室内的压力，从而实现蒸箱腔室内压力的主动调节，即对蒸箱腔室内压力进行精准的调整与控制，并能够通过控制蒸箱腔室内的压力大小来加快烹饪进程，缩短烹饪时间。

Description

一种蒸箱及其控制方法

技术领域

本发明属于烹饪设备技术领域，具体地说，涉及一种蒸箱及其控制方法。

背景技术

蒸箱是一种将水转化为高温蒸汽，对食物进行100％蒸汽烹饪的厨房电器产品，具有强大的纯蒸功能，能快速实现蒸菜、蒸饭、蒸汤以及加热饭菜等烹饪，并且具有精确温控、锁定营养、降脂减盐、保持食物原汁原味和鲜味十足等功能。

泄压阀是蒸箱上的其中一个部件，其能够对蒸箱进行泄压排气。现有的控压蒸箱、压力蒸箱都是在蒸箱的蒸汽出口处增加一个纯机械式的泄压阀，当蒸箱腔体内部压力达到泄压阀所能承受的最大压力时，泄压阀打开，释放腔内压力。泄压阀是一种启闭件，受外力作用下处于常闭状态,当设备或管道内的介质压力升高超过规定数值。泄压阀直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使蒸汽泄压阀开启的，作用在阀瓣的机械载荷主要来自重锤或弹簧，这种几乎是固定的机械载荷。例如，弹簧式泄压阀当压力大于弹簧所能承受的最大压力时，弹簧被压缩，密封面打开，将压力通过泄气孔排出。

因此，现有的纯机械式的泄压阀只能实现对固定压力值的控制，无法针对不同食材对蒸箱腔体内部压力进行精准控制。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种蒸箱的控制方法，旨在通过对压力、流量、温度等多种参数进行相应的算法计算最佳的执行参数，实现对蒸箱腔室内压力的控制，从而实现腔内压力的主动调节。

本发明的另外一个目的是提供一种蒸箱，用于实施上述的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种蒸箱的控制方法，包括以下步骤：

S1，获取蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据；

S2，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果；

S3，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力。

进一步的，

步骤S2中，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果包括采用不确定性分析方法判断各参数的置信区间，输出所述多特征参数融合结果。

进一步的，

所述不确定性分析方法基于D-S证据理论、深度学习理论中的一种。

进一步的，

步骤S3中，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力包括根据当前时刻所述多特征参数融合结果判断所述蒸箱腔室内的压力条件是否符合设定的条件阈值区间，若是，以与所述条件阈值区间相对应的比例控制泄压单元的开度，和/或，以与所述条件阈值区间相对应的转速控制送风单元的转速，若否，执行步骤S1、S2；

优选的，条件阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

进一步的，

步骤S3中还包括，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第一时间阈值，若是，控制泄压单元的开度为最大，若否，返回根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力；

优选的，所述第一时间阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

进一步的，

步骤S1之前还包括步骤S0，判断当前时刻所述蒸箱腔室内的温度是否达到预设的第一温度阈值，若否，控制加热单元启动，若是，执行步骤S1；

优选的，控制加热单元以最大加热功率运行；

优选的，所述第一温度阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

进一步的，

步骤S2中还包括

S21，获取预设的第二温度阈值区间；

S22，判断当前时刻所述蒸箱腔室内的温度是否符合所述第二温度阈值区间，若是，控制加热单元调节加热功率，和/或，控制加热单元的启停时间；

优选的，所述第二温度阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

进一步的，

步骤S2中还包括

S23，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第二时间阈值，若是，控制加热单元关闭，若否，执行步骤S22；

优选的，所述第二时间阈值所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

一种蒸箱，用于实施如上所述的一种蒸箱的控制方法，包括

控制单元，

检测单元，与所述控制单元连接，用于检测蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据；

执行单元，与所述控制单元连接，用于调节所述蒸箱腔室内的压力；

优选的，所述检测单元包括压力传感器、温度传感器、流量传感器中其中至少两种；

优选的，所述执行单元包括泄压单元和/或送风单元。

进一步的，还包括

通讯单元，用于在所述控制单元、所述检测单元和所述执行单元之间进行通信，和/或，用于在所述控制单元与云服务端之间通信。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明通过获取蒸箱腔室内的压力、温度以及泄压单元的流量中其中至少两种参数的实时数据，再对获取的实时数据进行分析，得到多特征参数融合结果，根据所述多特征参数融合结果来调节所述蒸箱腔室内的压力，从而实现蒸箱腔室内压力的主动调节，即对蒸箱腔室内压力进行精准的调整与控制，并能够通过控制蒸箱腔室内的压力大小来加快烹饪进程，缩短烹饪时间。

2、本发明为了针对控制蒸箱腔室内压力做出正确决策，对多个参数特征的数据进行综合评价，计算各参数对蒸箱腔室内压力影响的概率及对决策方案的影响，从中选择最佳方案，得到多特征参数融合结果。

3、在对蒸箱腔室内压力进行主动控制的同时还检测蒸箱腔室内的温度，根据检测的温度控制加热单元的加热功率或者加热单元的启停，实现节能减耗的效果。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本发明蒸箱的控制方法流程示意图；

图2是本发明蒸箱的控制方法流程另一示意图；

图3是本发明泄压单元阀门开度示意图；

图4是本发明蒸箱的系统框架示意图；

图5是本发明蒸箱的硬件组成示意图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位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或元件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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提供一种蒸箱的控制方法，包括以下步骤：

S1，获取蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据；

S2，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果；

S3，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力。

具体的，蒸箱包括具有容纳空间的蒸箱腔室，在用户进行烹饪时，蒸箱腔室内充满蒸汽，在蒸汽的作用下对食物进行烹饪，使其符合用户的口味，在蒸箱腔室内设有压力传感器和温度传感器，分别用于采集蒸箱腔室内的压力数据和温度数据，蒸箱腔室还设有泄压单元，用于将蒸箱腔室内的部分蒸汽排出，控制蒸箱腔室内的压力保持在合适的范围内，泄压单元设有用于采集泄压单元排汽量的流量传感器，本发明通过获取蒸箱腔室内的压力、温度以及泄压单元的流量中其中至少两种参数的实时数据，再对获取的实时数据进行分析，得到多特征参数融合结果，所述多特征参数融合结果是利用多种参数的数据关联,来生成优于各单一传感器测量数据的最终融合结果，根据所述多特征参数融合结果来调节所述蒸箱腔室内的压力，从而实现蒸箱腔室内压力的主动调节，即对蒸箱腔室内压力进行精准的调整与控制，并能够通过控制蒸箱腔室内的压力大小来加快烹饪进程，缩短烹饪时间。

进一步的，步骤S2中，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果包括采用不确定性分析方法判断各参数的置信区间，输出所述多特征参数融合结果。

详细的，通过对单一因素的判断，例如蒸箱腔室的压力或温度或泄压单元的流量等，控制蒸箱腔室内的压力往往会造成压力调节不准确的问题，本发明为了针对控制蒸箱腔室内压力做出正确决策，对多个参数特征的数据进行综合评价，计算各参数对蒸箱腔室内压力影响的概率及对决策方案的影响，从中选择最佳方案，得到多特征参数融合结果。

在本发明的一些实施例中，所述不确定性分析方法基于D-S证据理论，这时由于本发明的多参数中包括压力和流量这两类冲突型参数，因此，在进行不确定性分析时是基于D-S证据理论。

在本发明的另外一些实施例中，所述不确定性分析方法还可基于深度学习理论等其他方式。

进一步的，控制方法步骤S3中，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力包括根据当前时刻所述多特征参数融合结果判断所述蒸箱腔室内的压力条件是否符合设定的条件阈值区间，若是，以与所述条件阈值区间相对应的比例控制泄压单元的开度，和/或，以与所述条件阈值区间相对应的转速控制送风单元的转速。

详细的，蒸箱还包括控制单元，控制单元包括PID控制器，将多特征参数融合结果输入 PID控制器后，控制器调取系统预设的蒸箱腔室内的关于压力的条件阈值区间，再将多特征参数融合结果与条件阈值区间进行匹配，判断当前的压力条件是否符合预设的条件阈值区间，如果符合，以与所述条件阈值区间相对应的比例控制泄压单元的开度，和/或，以与所述条件阈值区间相对应的转速控制送风单元的转速，实现对蒸箱腔室内压力的调节。

优选的，条件阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。例如，蒸箱具有不同的烹饪模式，纯蒸模式、纯烤模式，或者蒸烤结合模式等，针对不同的烹饪模式，系统预设有与该烹饪模式相对应的蒸箱腔室内的压力条件阈值，当然，针对同一烹饪模式，在不同的烹饪阶段，系统同样预设有与该阶段相对应的压力条件阈值区间。

条件阈值区间为包括蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据，条件阈值区间不仅仅是针对单一参数的一个绝对的范围，而是根据不同的参数组合后根据参数的性质设定的区间范围，条件阈值区间与所选择的参数数量以及种类相关。

控制单元控制通过控制泄压单元的开度以及送风单元的转速控制蒸箱腔室的压力。优选的，泄压单元和送风单元均可无级调整，例如，如图3所示为泄压单元开度条件示意图，泄压单元包括由多个叶片组成的阀门开关机构，阀门开关机构呈鸢尾花型结构，当开度为0时，所有叶片的中心端聚集在一起，将阀门关闭，随着叶片的旋转，各个叶片的中心逐渐呈圆圈状分散开，中心以及各叶片之间的缝隙构成阀门的开度，当开度为最大时，各叶片的中心位于其所能分散构成的最大圆圈上。

进一步的，泄压单元包括步进电机，步进电机优选变频电机，通过步进电机实现控制呈鸢尾花型结构的阀门开关机构开度，上述方案中，可实现对泄压单元的无级控制，提高控制的流畅性。

本发明的控制方法的步骤S3中还包括，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第一时间阈值，若是，控制泄压单元的开度为最大，若否，返回根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力；

优选的，所述第一时间阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

详细的，在烹饪结束前的一段时间内，优选为第一时间阈值的时间段，控制泄压单元的开度为最大，加快蒸箱腔室内的蒸汽循环，避免蒸箱腔室内的多种食物之间发生串味，影响食物的口感。

如前所述，本发明的蒸箱具有不同的烹饪模式，纯蒸模式、纯烤模式，或者蒸烤结合模式等，因此，第一温度阈值也与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应，分别为30s，60s，90s。

在本发明的一些实施例中，步骤S1之前还包括步骤S0，判断当前时刻所述蒸箱腔室内的温度是否达到预设的第一温度阈值，若否，控制加热单元启动，若是，执行步骤S1；

优选的，控制加热单元以最大加热功率运行；

优选的，所述第一温度阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

详细的，用户设定烹饪方式，烹饪开始，首先进行蒸箱初始化，蒸箱的所有设置恢复默认状态，由于蒸箱刚刚开始烹饪任务，蒸箱腔室内的压力还处于较低的水平，因此，无需进行压力调节，在此阶段内蒸箱首先进入快速加热阶段，所有加热单元全功率启动，加快升温，缩减升温时间，当温度达到一定时再进行蒸箱腔室内压力的调节。

如前所述，本发明的蒸箱具有不同的烹饪模式，纯蒸模式、纯烤模式，或者蒸烤结合模式等，因此，所述第一温度阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应，用户也可对该参数进行自主设定，系统设定所述第一温度阈值的范围对应分别为100-120℃，180-200℃，200-220℃。

进一步的，控制方法的步骤S2中还包括

S21，获取预设的第二温度阈值区间；

S22，判断当前时刻所述蒸箱腔室内的温度是否符合所述第二温度阈值区间，若是，控制加热单元调节加热功率，和/或，控制加热单元的启停时间；

优选的，所述第二温度阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

详细的，在对蒸箱腔室内压力进行主动控制的同时还检测蒸箱腔室内的温度，根据检测的温度控制加热单元的加热功率或者加热单元的启停，实现节能减耗的效果。

进一步的，步骤S2中还包括

S23，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第二时间阈值，若是，控制加热单元关闭，若否，执行步骤S22；

优选的，所述第二时间阈值所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

详细的，在烹饪结束前的一段时间内，优选为第二时间阈值的时间段，提前关闭加热单元，使蒸箱腔室内的食物“闷一会”，提高食物的口感，同时可进一步实现节能减耗的效果。

本发明还提供一种蒸箱，用于实施如上所述的一种蒸箱的控制方法。优选的，蒸箱为蒸烤一体机，将蒸、烤功能集成在一个设备上，减少设备的占用空间，更加符合用户的需求，节约设备占用空间，同时还可减少用户的经济成本。

具体的，蒸箱包括控制单、检测单元和执行单元，其中，检测单元与所述控制单元连接，用于检测蒸箱腔室内的压力、温度，泄压单元的流量中其中至少两种参数的数据；执行单元与所述控制单元连接，用于调节所述蒸箱腔室内的压力；

优选的，所述检测单元包括压力传感器、温度传感器、流量传感器中其中至少两种；

优选的，所述执行单元包括泄压单元和/或送风单元。

进一步的，还包括通讯单元，用于在所述控制单元、所述检测单元和所述执行单元之间进行通信，和/或，用于在所述控制单元与云服务端之间通信；

优选的，所述通讯单元包括但不限于WiFi、蓝牙、内部总线以及其他频段的无线通信；

详细的，如图4和图5所示，本发明的蒸箱系统架构大致分为四个部分，分别是感知层、传输层、应用层以及基础平台(供电等)，感知层主要实现蒸箱腔室内多种环境参数的感知，包括水汽压力传感器、温度传感器以及相关执行模块(变频电机、泄压单元、加热单元等)；传输层主要是数据通信链路，包括但不限于WiFi、蓝牙、内部总线以及其他频段的无线通信；应用层主要指控制单元的MCU，用于本地数据处理、实时控制以及远程云端监测与控制。

进一步的，本发明还可利用WiFi等通信模块实现蒸箱与云服务端的连接，在用户允许的前提下实现用户烹饪习惯的采集，描绘用户画像并实现菜谱推荐。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种蒸箱的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，获取蒸箱腔室内的压力、温度和泄压单元的流量；

S2，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果；

S3，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力；

步骤S2 中，根据所获得的数据分析得到多特征参数融合结果包括采用不确定性分析方法判断各参数的置信区间，输出所述多特征参数融合结果；

步骤S3 中，根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力包括根据当前时刻所述多特征参数融合结果判断所述蒸箱腔室内的压力条件是否符合设定的条件阈值区间，若是，以与所述条件阈值区间相对应的比例控制泄压单元的开度，和/或，以与所述条件阈值区间相对应的转速控制送风单元的转速，若否，执行步骤S1、S2。

2.根据权利要求1 所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

所述不确定性分析方法基于D-S 证据理论、深度学习理论中的一种。

3.根据权利要求1 所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

条件阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

4.根据权利要求3 所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

步骤S3 中还包括，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第一时间阈值，若是，控制泄压单元的开度为最大，若否，返回根据所述多特征参数融合结果调节所述蒸箱腔室内的压力。

5.根据权利要求4 所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

所述第一时间阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

6.根据权利要求1-5 任一所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

步骤S1 之前还包括步骤S0，获取当前时刻所述蒸箱腔室内的温度，判断是否达到预设的第一温度阈值，若否，控制加热单元启动，若是，执行步骤S1；

控制加热单元以最大加热功率运行；

所述第一温度阈值与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

7.根据权利要求1-5 任一所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

步骤 S2 中还包括

S21，获取预设的第二温度阈值区间；

S22，判断当前时刻所述蒸箱腔室内的温度是否符合所述第二温度阈值区间，若是，控制加热单元调节加热功率，和/或，控制加热单元的启停时间；

所述第二温度阈值区间与所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

8.根据权利要求7 所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：

步骤S2 中还包括

S23，判断当前时刻距离烹饪结束的时间是否小于第二时间阈值，若是，控制加热单元关闭，若否，执行步骤S22；

所述第二时间阈值所述蒸箱的不同烹饪模式相对应。

9.一种蒸箱，用于实施如权利要求1-8 任一所述的一种蒸箱的控制方法，其特征在于：包括

控制单元，

检测单元，与所述控制单元连接，用于检测蒸箱腔室内的压力、温度和泄压单元的流量；

执行单元，与所述控制单元连接，用于调节所述蒸箱腔室内的压力；

所述检测单元包括压力传感器、温度传感器、流量传感器；

所述执行单元包括泄压单元和/或送风单元。

10.根据权利要求9 所述的一种蒸箱，其特征在于：还包括

通讯单元，用于在所述控制单元、所述检测单元和所述执行单元之间进行通信，和/或，用于在所述控制单元与云服务端之间通信。

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