CN111479346A - 一种电磁炉的全自动加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁炉的全自动加热系统，包括加热器皿和底座；其特征在于：所述底座上设置有多功能耦合装置，所述加热器皿上设置有与多功能耦合装置配合的凹槽；所述加热器皿上设置有用于监测加热器皿内液面高度的电容式液位感应组件、及无线受电线圈，电容式液位感应组件电连接无线受电线圈，底座和/或多功能耦合装置上设置有与无线受电线圈对应的无线送电线圈；所述无线送电线圈电连接底座上的控制主板。本系统能在启动加热功能前有效检测液位、进而达到防干烧和防溢出等效果，且具有定位结构、能防止因为加热器皿移位而出现的安全事故。

Description

一种电磁炉的全自动加热系统

技术领域

本发明涉及一种电磁加热器具，具体是一种电磁炉的全自动加热系统。

背景技术

市场上采用电磁感应原理加热的电热水壶中，这么多年以来，电磁炉的全自动加热系统一直没有得到解决；此外，水壶与底座之间普遍没有定位结构，导致水壶难以准确的放置于电磁感应区域内、且容易出现误触碰移位现象，因此存在一定的安全隐患、且影响使用效果；另外，这种电热水壶不便于在水壶上设置液位检测器和温度检测器。

因此，有必要提出一种全自动加热系统，以弥补市场空缺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种电磁炉的全自动加热系统，本系统能在启动加热功能前有效检测液位、进而达到防干烧和防溢出等效果，且具有定位结构、能防止因为加热器皿移位而出现的安全事故。

本发明的目的是这样实现的：

一种电磁炉的全自动加热系统，包括加热器皿和底座；其特征在于：所述底座上设置有多功能耦合装置，所述加热器皿上设置有与多功能耦合装置配合的凹槽；所述加热器皿上设置有用于监测加热器皿内液面高度的电容式液位感应组件、及无线受电线圈，电容式液位感应组件电连接无线受电线圈，底座和/或多功能耦合装置上设置有与无线受电线圈对应的无线送电线圈；所述无线送电线圈电连接底座上的控制主板。

所述多功能耦合装置包括浮动部件和固定部件，浮动部件浮动式设置于固定部件上方，固定部件固定设置于底座上，所述无线送电线圈设置于浮动部件或固定部件上。

所述电容式液位感应组件包括一块以上液位感应片、及液位感应电路板；所述液位感应电路板分别与无线受电线圈和液位感应片电连接，液位感应电路板与控制主板有线或无线沟通互联。

所述液位感应电路板上设置有通讯发射模块，多功能耦合装置或底座上设置有与通讯发射模块配对的通讯接收模块，通讯接收模块通讯连接控制主板，通讯发射模块与通讯接收模块之间有线或无线传输数据。

所述液位感应片包括分别连接液位感应电路板的防溢感应片、正常加热感应片、快煮感应片和防干烧感应片；所述防溢感应片、正常加热感应片、快煮感应片和防干烧感应片自上向下排布。

所述液位感应片顶端与低端之间具有一定的高度差，液位感应片的液位检测范围覆盖若干液位检测高度，实现连续式液位检测。

所述液位感应片呈三角形、矩形或梯形。

所述加热器皿和/或多功能耦合装置和/或底座上设置有发光元件，加热器皿上的发光元件电连接液位感应电路板，多功能耦合装置和/或底座上的发光元件电连接控制主板。

本发明的有益效果如下：

通过设置电容式液位感应组件有效检测加热器皿中的液位，以便电磁炉上的控制系统根据实际情况启动相应的自动加热程序；如，当加热器皿中的液位达到一定高度时，控制系统控制加热模块以相应的正常烧水模式或快速烧水模块工作；当加热器皿中的液位达到预设的最高点时，控制系统控制加热模块停止工作，以防止烧水溢出；当加热器皿中没有液体时，控制系统控制加热模块不工作，并向加热器皿注液至最低点，保证不会出现干烧现象。控制系统可根据实际情况控制加热模块工作，实现全自动加热，而且整个过程能有效避免出现干烧和烧水溢出等现象，大大提高电磁炉的安全性，且可防止损坏内部的电气元件，进而可延长电磁炉的使用寿命。

通过设置多功能耦合装置与加热器皿上的凹槽相配合，达到耦合定位作用，对加热器皿起到有效的定位固定作用，以便于加热器皿轻松、准确的放置于底座上的电磁感应区域中，且避免误触碰移位，保证使用体验和提升安全性。

电容式液位感应组件和温度感应模块等电气元件基于自身的工作原理可不与水接触，进而有效避免加热器皿内的液体受到污染、避免结垢影响检测效果、使加热器皿内部结构平整以方便清洗。

附图说明

图1为本发明第一实施例中加热器皿与底座分解的立体示意图。

图2为本发明第一实施例中加热器皿与底座组合的侧向示意（局部剖视）。

图3为本发明第一实施例中加热器皿未与底座组合的局部剖视图。

图4为本发明第一实施例中加热器皿与底座组合的局部剖视图。

图5为本发明第一实施例中浮动部件的结构示意图。

图6为本发明第一实施例中固定部件的结构示意图。

图7为本发明第一实施例中多功能耦合装置组装状态一的示意图。

图8为本发明第一实施例中多功能耦合装置组装状态二的示意图。

图9为本发明第一实施例中无线送电的线路图。

图10为本发明第一实施例中无线受电的板线路图。

图11为本发明第二实施例中液位感应片方案一的示意图。

图12为本发明第二实施例中液位感应片方案二的示意图。

图13为本发明第二实施例中液位感应片方案三的示意图。

图14为本发明第三实施例中浮动部件与固定部件的分解示意图。

图15为本发明第三实施例中浮动部件的结构示意图。

图16为本发明第三实施例中多功能耦合装置组装状态一的示意图。

图17为本发明第三实施例中多功能耦合装置组装状态二的示意图。

图18为本发明第三实施例中多功能耦合装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图10，本实施例涉及的电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，由高频感应线圈盘（即励磁线圈）、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成，使用时，高频感应线圈盘中通入交变电流，内部线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。

本电磁炉的全自动加热系统，包括加热器皿A和底座C；底座C顶部中央设置有多功能耦合装置B，加热器皿A底部中央设置有与多功能耦合装置B配合的凹槽A1；加热器皿A上设置有用于监测加热器皿A内液面高度的电容式液位感应组件、及无线受电线圈9，无线受电线圈9连接无线受电电路20，电容式液位感应组件通过无线受电电路20电连接无线受电线圈9，无线受电线圈9位于凹槽A1顶部；多功能耦合装置B（或者底座C）上设置有与无线受电线圈9对应的无线送电线圈10，无线送电线圈10连接无线送电电路19；无线送电线圈10通过无线送电电路19电连接底座C上的控制主板8；当加热器皿A放置于底座C上时，多功能耦合装置B嵌入凹槽A1中有效定位，此时无线受电线圈9与无线送电线圈10相对应以组成无线充电系统，为电容式液位感应组件的作业提供必要的电能。

本电磁炉通过设置电容式液位感应组件有效检测加热器皿A中的液位，以便电磁炉上的控制系统根据实际情况启动相应的自动加热程序；如，当加热器皿A中的液位达到一定高度时，控制系统控制加热模块以相应的正常烧水模式或快速烧水模块工作；当加热器皿A中的液位达到预设的最高点时，控制系统控制加热模块停止工作，以防止烧水溢出；当加热器皿A中没有液体时，控制系统控制加热模块不工作，并向加热器皿A注液至最低点，保证不会出现干烧现象。控制系统可根据实际情况控制加热模块工作，实现全自动加热，而且整个过程能有效避免出现干烧和烧水溢出等现象，大大提高电磁炉的安全性，且可防止损坏内部的电气元件，进而可延长电磁炉的使用寿命。

进一步地，多功能耦合装置B包括浮动部件1和固定部件2，浮动部件1上下浮动式设置于固定部件2上方，固定部件2固定设置于底座C顶部，无线送电线圈10设置于浮动部件1（或固定部件2）内侧，无线送电线圈10靠近加热器皿A，以提升无线供电功能的可靠性。

进一步地，浮动部件1呈罩状，浮动部件1活动式覆盖在固定部件2上方；浮动部件1与固定部件2之间设置有用于驱动浮动部件1相对固定部件2向上弹性复位活动的弹性件6，以使浮动部件1顶面与加热器皿A底部凹槽A1的内顶壁弹性贴合，有效保证无线受电线圈9与无线送电线圈10紧贴；固定部件2上设置有固定限位部，浮动部件1上设置有浮动限位部，浮动限位部随浮动部件1活动，浮动部件1在弹性件6的作用下相对固定部件2向上弹性活动至指定位置时，固定限位部限位作用于浮动限位部上，以防止浮动部件1脱离固定部件2，有效保证多功能耦合装置B的整体。

固定限位部包括安装槽202、及两条分别设置于固定部件2外侧壁且顶端封闭的引导槽201；安装槽202一端位于固定部件顶端且开口设置、另一端分别连通两条引导槽201底部；浮动限位部为设置于浮动部件1内侧壁且活动在引导槽201中的凸扣101，通过引导槽201对凸扣101的导向作用，保证浮动部件1上下浮动，浮动部件1在弹性件6作用下相对固定部件2向上弹性复位活动至指定位置时，凸扣101相对活动至引导槽201顶部的封闭端，以限制浮动部件1继续向上浮动，保证浮动部件1不与固定部件2相分离；两条引导槽201顶部的封闭端高度不一，即浮动部件1具备两级调节。具体地，在安装槽202对凸扣101的有效引导下，凸扣101可顺利滑动至相应的引导槽201中；由于引导槽201可设置多条，且各引导槽201顶部的封闭端所在高度不一，所以可根据产品实际需要调整浮动部件1的复位高度，以使本多功能耦合装置可适应多种型号的电磁加热器具；当封闭端高度位置不同的引导槽201设置三条或四条时，浮动部件1具备三级或四级调节，如此类推。

固定部件2周侧设置有具有一定上下浮动弹性的防脱部204，防脱部204与浮动部件1边缘上下对应，外力小于防脱部204的弹力时，防脱部204阻挡凸扣101脱离所在的引导槽201。具体是，当安装浮动部件1时，用户必须克服防脱部204的弹力，以作用防脱部204向下移动，使安装槽202中的凸扣101可顺利活动至相应的引导槽201；当加热器皿A正常按压浮动部件1下移时，防脱部204可有效支撑浮动部件1，以防止其过度下移、导致其脱离引导槽201，确保浮动部件1不会轻易被拆出来；通过设置防脱部204，可进一步保证多功能耦合装置的整体性；且当固定部件2安装在底座C上时，防脱部204紧贴固定在底座C顶面而不能往下压，因此有效保证浮动部件1不会脱落。

底座C顶部中央设置有通孔C1，固定部件2底部向下延伸有与通孔C1插接的插接部203，插接部203为中通结构，连接无线送电线圈10和通讯接收模块18的线材7分别穿过过插接部203内腔连接控制主板8；线材7包括分别连接通讯接收模块18和用于输送电能的电源线、及用于输送开关信号的信号线。

进一步地，电容式液位感应组件包括一块以上液位感应片、及液位感应电路板11；液位感应电路板11分别与无线受电线圈9和液位感应片电连接，液位感应电路板11与控制主板8有线或无线沟通互联。具体地，感应电极片与储液容器A内壁之间有间距L，间距L以液体到达相应高度位置时感应电极片能产生电容值为宜，间距L优选为0.2cm；具体地，液位感应电路板11上设置有可检测液位感应片产生的电容值的芯片模块，芯片模块上设置有运行芯片和振荡电路，运行芯片分别连接振荡电路、及一块以上液位感应片；液位感应片产生的电容值发生变化时，振荡电路的频率随之发生变化，运行芯片根据振荡电路的频率变化判定液位；即当水位到达到达液位感应片的位置时，液位感应片的电容值就会发生变化，该电容值会使振荡电路的频率发生变化，运行芯片根据上述频率的变化控制开与关，从而达到监测水位的目的。

进一步地，液位感应电路板11上设置有通讯发射模块17，多功能耦合装置B上设置有与通讯发射模块17配对的通讯接收模块18，通讯接收模块18与无线送电线圈10是一体的，通讯接收模块18通讯连接控制主板8，通讯发射模块17与通讯接收模块18之间无线传输数据（无线通讯技术包括2.4G、433MHz、蓝牙、红外线等，本实施例优选2.4G或红外线；当采用红外线技术时，通讯发射模块17和通讯接收模块18分别设置在彼此之间的红外线传送不会受到遮挡的位置即可，或者将红外线路径上的部件采用透红外材料制成），实现液位感应电路板11与控制主板8的无线沟通互联；具体地，本实施例的通讯发射模块17具体为红外线发射器，通讯接收模块18具体为红外线接收器，红外线发射器发射的红外线向多功能耦合装置B（即加热器皿A底部中央）上的红外线接收器发送；无线送电线圈10、通讯接收模块18和无线充电电路19共同设置于一无线充电电路板上，通讯接收模块18外露于无线充电电路板以便接收来自红外线发射器的红外线信号。

进一步地，液位感应片包括分别连接液位感应电路板11的防溢感应片12、正常加热感应片13、快煮感应片14和防干烧感应片15；防溢感应片12、正常加热感应片13、快煮感应片14和防干烧感应片15自上向下排布，且分别位于预设的高度位置上。具体地，当液位到达防溢感应片12位置时，防溢感应片12产生的电容值变化，振荡电路的频率随之发生变化，芯片模块就会做出相应的判断然后发送一个信号指令给控制主板8，控制主板8进入警示模式，即控制主板8断开开关，禁止用户烧水，并提醒用户；液位到达正常加热感应片13位置时，正常加热感应片13产生的电容值变化，振荡电路的频率随之发生变化，芯片模块就会做出相应的判断然后发送一个信号指令给控制主板8，控制主板8进入正常工作模式；液位到达快煮感应片14位置时，快煮感应片14产生的电容值变化，振荡电路的频率随之发生变化，芯片模块就会做出相应的判断然后发送一个信号指令给控制主板8，控制主板8进入快煮模式；液位到达防干烧感应片15位置时，防干烧感应片15产生的电容值变化，振荡电路的频率随之发生变化，芯片模块就会做出相应的判断然后发送一个信号指令给控制主板8，控制主板8进入警示模式，由于此情况下加热器皿A仍然有液体，所以即使用户误操作启动加热模块，也不会出现干烧现象。

进一步地，加热器皿A和/或多功能耦合装置B和/或底座C上设置有发光元件，加热器皿A上的发光元件电连接液位感应电路板11，多功能耦合装置B和底座C上的发光元件电连接控制主板8。发光元件具有装饰和警示等作用，电磁炉正常工作状态下可设置发光元件有节凑的亮起、闪烁等，电磁炉异常工作状态下可设置发光元件以特殊的灯效工作、起到显著有效的警示作用。

进一步地，液位感应电路板11上设置有用于检测加热器皿A内液体温度的温度感应模块5，温度感应模块5感应到加热器皿A内液体温度的时候，温度感应模块5与液位感应电路板11一起以串口通讯的模式传送给通讯发射模块17；本实施例涉及的温度感应模块是热敏电阻等器件（或者是利用红外线感应方式达到检测液体温度目的的器件），其检测性能精准。

无线受电线圈9、相关的整流电路、液位感应电路板11、各液位感应片、及通讯发射模块17等电气元件直接以FPC柔性线路板的形式一体成型设置，具有安装方便，可靠性高等优点。

工作原理

1、当用户启动快速加热模式或正常加热模式时，控制主板8就会启动注液程序，以向加热器皿A内腔注液至相应的液位（即与快速加热模块对应的快煮感应片14高度，与正常加热模式对应的正常加热感应片13高度），然后进行加热；

2、当加热器皿A内液位低于最低水位（与防干烧感应片15对应的高度）时，控制主板8会自动注液至最低水位，保证加热器皿A内的水充足，不会干烧；

3、防干烧水位（即防干烧感应片15对应的高度）：如果水位低于这个位置，控制主板8会自动注液，直至液位到达快速烧水位（即快煮感应片14对应的高度）或正常烧水位（即正常加热感应片13对应的高度）的位置；

快速烧水位：控制主板8会注液到该位置才会停止注液；

正常烧水位：控制主板8会注液到该位置才会停止注液；

防溢水位（即防溢感应片12对应的高度）：如果水位到达这个位置的时（一般是人为注液），控制主板8会控制停止加热，并用语音、光效等方式提示用户水量过高，以提醒用户倒出多余水。

第二实施例

本实施例涉及的电磁炉的全自动加热系统不同于第一实施例之处在于：液位感应片顶端与低端之间具有一定的高度差，液位感应片的液位检测范围覆盖若干液位检测高度；液位感应电路板11上的芯片模块根据占空比（占空比是指在当前感应电容值C与最低位感应电容值C_min之差相对于最高位感应电容值C_max与最低位感应电容值C_min之差的比例，即占空比=（C-C_min）/（C_max-C_min））的变化达到液位检测的目的，实现连续式液位检测。具体是，加热器皿A内液体从最低位逐渐升到最高位的过程中，液位感应片产生的电容值会随之发生变化，通过占空比的形状来表示实时水位的变化，再由芯片模块对占空比进行分析处理，根据占空比数值的变化可得出液位位置，实现连续式液位检测。

进一步地，液位感应片的结构形状可以有以下方案：

方案一，如图11所示，液位感应片（图中的标号16）呈三角形，且互为反向的设置两块；

方案二，如图12所示，液位感应片（图中的标号16’）呈矩形，如图中上下延伸的长方形；

方案三，如图13所示，液位感应片（图中的标号16”）呈倒置的梯形。

本实施例中的液位感应片长度（顶端和底端之间的间距）覆盖防干烧水位与防溢水位，；液位感应电路板11能感应到不同水位的电容值，然后控制主板8根据不同的电容值采取相应控制措施。

其他未述部分同第一实施例，这里不再详细分析说明。

第三实施例

参见图14-图18，本实施例涉及的电磁炉的全自动加热系统不同于第一实施例之处在于：固定部件2上取消了安装槽202的设置。

进一步地，引导槽201顶部和底部分别封闭设置；凸扣101上设有引导斜面；组装多功能耦合装置B时，保证凸扣101与相应的引导槽201对应，用力压入浮动部件1即可。

其他未述部分同第一实施例，这里不再详细分析说明。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种电磁炉的全自动加热系统，包括加热器皿（A）和底座（C）；其特征在于：所述底座（C）上设置有多功能耦合装置（B），所述加热器皿（A）上设置有与多功能耦合装置（B）配合的凹槽（A1）；所述加热器皿（A）上设置有用于监测加热器皿（A）内液面高度的电容式液位感应组件、及无线受电线圈（9），电容式液位感应组件电连接无线受电线圈（9），底座（C）和/或多功能耦合装置（B）上设置有与无线受电线圈（9）对应的无线送电线圈（10）；所述无线送电线圈（10）电连接底座（C）上的控制主板（8）。

2.根据权利要求1所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述多功能耦合装置（B）包括浮动部件（1）和固定部件（2），浮动部件（1）浮动式设置于固定部件（2）上方，固定部件（2）固定设置于底座（C）上，所述无线送电线圈（10）设置于浮动部件（1）或固定部件（2）上。

3.根据权利要求1所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述电容式液位感应组件包括一块以上液位感应片、及液位感应电路板（11）；所述液位感应电路板（11）分别与无线受电线圈（9）和液位感应片电连接，液位感应电路板（11）与控制主板（8）有线或无线沟通互联。

4.根据权利要求3所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述液位感应电路板（11）上设置有通讯发射模块（17），多功能耦合装置（B）或底座（C）上设置有与通讯发射模块（17）配对的通讯接收模块（18），通讯接收模块（18）通讯连接控制主板（8），通讯发射模块（17）与通讯接收模块（18）之间有线或无线传输数据。

5.根据权利要求3所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述液位感应片包括分别连接液位感应电路板（11）的防溢感应片（12）、正常加热感应片（13）、快煮感应片（14）和防干烧感应片（15）；所述防溢感应片（12）、正常加热感应片（13）、快煮感应片（14）和防干烧感应片（15）自上向下排布。

6.根据权利要求3所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述液位感应片顶端与低端之间具有一定的高度差，液位感应片的液位检测范围覆盖若干液位检测高度，实现连续式液位检测。

7.根据权利要求3所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述液位感应片呈三角形、矩形或梯形。

8.根据权利要求1所述电磁炉的全自动加热系统，其特征在于：所述加热器皿（A）和/或多功能耦合装置（B）和/或底座（C）上设置有发光元件，加热器皿上的发光元件电连接液位感应电路板（11），多功能耦合装置（B）和/或底座（C）上的发光元件电连接控制主板（8）。

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