CN112631351A

CN112631351A - 液体加热器防干烧控制方法

Info

Publication number: CN112631351A
Application number: CN202011349101.1A
Authority: CN
Inventors: 刘秦汉; 童中银
Original assignee: Zhongshan Yalesi Electrical Appliance Manufacturing Co ltd
Current assignee: Zhongshan Yalesi Electrical Appliance Manufacturing Co ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-04-09

Abstract

本发明公开了一种液体加热器防干烧控制方法，包括以下步骤：1)设定检测点的检测温度；2)加热器加热，到达检测温度后停止加热；3)冷却时间T，并定时记录T时间内检测点的温度变化值△c；4)通过检测点的降温速度判断是否干烧。本发明是通过检测温度在冷却时的响应来判断是否干烧，检测点可以设置在易损件上，直接控制易损件的温度，响应速度快，可以有效避免热冲击造成损伤；同时由于采用确定的温度作为开始冷却的设置点，可以使得有没有液体的差异更加明显，从而提高判断的准确性；本控制方式适用于全玻璃的壶体使用，并且通过低功率的加热方式，能够有效地防止元器件的损坏。

Description

液体加热器防干烧控制方法

技术领域

发明涉及加热设备技术领域，更具体的说是涉及一种液体加热器防干烧控制方法。

背景技术

由于电热水壶、养生壶的便捷性，现代家庭中他们的使用越来越普遍。

养生壶或者电热水壶烧水，都是通过电加热的方式，以养生壶为例：具有底座以及安装于底座上的壶体，底座与壶体间通电连接，进行加热。现有的常用加热方法有发热管加热，厚膜加热，电磁膜加热等。

液体加热器在加热时防止干烧是一个很重要的问题，如果控制不好轻则造成器具的损坏，重则引其火灾造成重大损失。

目前，市面上液体加热类产品为防止漏装液体，使得发热体过热引起产品的损坏、火灾等都设置了干烧保护。目前，最常用方法是使用突跳来做干烧保护，温度超过一定限值后突跳动作，断开电源；但这一方法有一定的缺陷，由于突跳的动作存在一定的时延加上发热体的热惯性，使得保护温度难以准确控制，对于导热不良的非金属底,如全玻璃的养生壶等这一点更为突出，往往在突跳动作之前器件已经受到损伤。

发明内容

有鉴于此，发明提供了一种液体加热器防干烧控制方法。

容器中有没有加液体时加热和冷却的温度时间特性曲线是不一样的，由于液体的吸热，容器中有液体时冷却速度显著加快，这一点在加热水这种比热比较大的液体时尤为明显。但由于热的传导存在时延，连续加热时不易准确分别有水和没有水的差异，特别在电磁膜加热这种升温极快的加热方式下，很可能对器件造成损伤。因此加热到某个安全温度后冷却一段时间，可以有效规避这种风险。

另一方面，设置的检测点的温度在冷却时主要受三个方面的影响，一空气自然冷却；二壶体的冷却；三被加热液体的冷却。由于热量传递存在一定的延迟，被加热液体的影响滞后，同时检测的时间希望越短越好；如果检测点温度太高，开始冷却时，空气的冷却占主要部分，这样使得短时间内被加热液体的影响与空气冷却的影响相比变得不太明显，需要增加冷却的时间用以分别是否有水。检测点温度太低，冷却速度的数值太小，有水和没有水的温差值比较接近，由于环境温度的影响，不同批次产品参数的差异，也不易区分是否干烧。综合上述温度的设定存在一个较佳的值。如果不控制温度而是控制加热功率或加热时间则没有这个效果。

为了实现上述目的，发明采用如下技术方案：液体加热器防干烧控制方法，包括以下步骤：

1)设定检测点的检测温度；

2)加热器加热，到达检测温度后停止加热；

3)冷却时间T，并定时记录T时间内检测点的温度变化值△c；

4)通过检测点的降温速度判断是否干烧。

进一步的控制方法中，所述的步骤1)中，检测点的检测温度设定为 40～150℃之间。

进一步的控制方法中，所述的步骤1)中，检测点的检测温度为74℃。

进一步的控制方法中，使用隔热材料将检测点覆盖，减少空气冷却对冷却曲线的影响。

进一步的控制方法中，所述的步骤2)中，加热器在加热至检测温度的过程中，采用低功率加热，使检测点温度缓慢上升趋近于检测温度。

进一步的控制方法中，所述的步骤2)中，检测点的探测到温度到达检测温度后，开始记录实时温度，并在时间T内，以间隔时间t记录实时温度c。

进一步的控制方法中，所述的步骤3)中，通过时间T内温度变化值△c 计算出检测点的降温速度，当温度变化值△c≤X时，判断为干烧；否则为非干烧。

进一步的控制方法中，判断干烧具体方法是：通过降温速度与数据模型库中的参数进行对比，判断是否属于干烧；或者通过在时间T内，以间隔时间t 记录实施温度c所构成的降温曲线，与数据模型库中的曲线进行对比，判断是否属于干烧。

进一步的控制方法中，所述的时间T为8-20S；所述的X为5-15℃。

进一步的控制方法中，所述的时间T为10S，所述的X为10℃。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，发明具有以下有益技术效果：本发明是通过检测温度在冷却时的响应来判断是否干烧，检测点可以设置在易损件上，直接控制易损件的温度，响应速度快，可以有效避免热冲击造成损伤；同时由于采用确定的温度作为开始冷却的设置点，可以使得有没有液体的差异更加明显，从而提高判断的准确性；本控制方式适用于全玻璃的壶体使用，并且通过低功率的加热方式，能够有效地防止元器件的损坏。

附图说明：

图1本发明中第1个实施例的温度变化曲线图；

图2本发明中第2个实施例的温度变化曲线图；

图3本发明中第3个实施例的温度变化曲线图；

图4为发明中第4个实施例的温度变化曲线图。

具体实施方式

现在结合对本发明作进一步详细的说明。

液体加热器防干烧控制方法，包括以下步骤：

1)在壶体内设置检测点，检测点是用于检测实时温度的，并且设定了检测温度，设定温度,是70-80℃之间，优选为74℃；

2)加热器低功率加热，使检测点温度缓慢上升趋近于检测温度，到达检测温度74℃后停止加热，采用低功率加热是为了防止升温很迅速的加热方式对元器件造成损坏；

3)冷却时间T，以间隔时间t记录实时温度c；

4)通过降温速度与数据模型库中的参数进行对比，判断是否属于干烧；或者通过在时间T内，以间隔时间t记录实施温度c所构成的降温曲线，与数据模型库中的曲线或者数据进行对比，判断是否属于干烧。

通过上述可以知道，本发明主要是通过检测温度变化值而判断是否干烧的，而温度变化值的判断是由于在干烧的情况下，检测点温度的改变大致有以下三种主要原因：一是温度传递至壶体，使得检测点温度有所改变，二是由于空气交换带走的热量，使得检测点温度有所改变，三是温度被壶体内的水所吸收。

在干烧的情况下，检测点的温度主要由于壶体和空气的吸热而改变。

如果是在壶体内有水的情况下，那么检测点的温度，除了受壶体和空气吸热的影响外，还受到水吸热的影响；

空气和壶体对检测点的温度影响响应快，而壶体内的水对温度影响的响应有滞后；但水的热容量远远超过壶体和空气；

因此，在达到检测温度时，在停止加热的情况下，给一定的冷却时间让水的影响开始起作用，干烧状态比有水状态下检测点温度下降速度要慢或者慢得多，根据大量的数据测试，根据温度变化值对是否干烧进行判断是十分可靠的。

本发明的方法是应用于全玻璃的水壶中。

下面进一步以具体的图表说明干烧与非干烧的温度变化对比：

请参阅图1所示，在水壶空载的情况下，当检测点的温度到达54℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下表的a线所示；

在水壶中加入400ml水，当检测点的温度达到54℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下图表的b线所示；

那么可以得出，400ml水的情况下，在9-19s的时间区域内，温度变化值△c约为13℃，即从54℃下降为41℃；而干烧情况下，在9-19s的时间区域内，温度变化值△c约为4℃，即从54℃下降为50℃。

通过上述可以得知，有水状态下检测点温度下降速度快。

请参阅图2所示，使用隔热棉覆盖检测点，在水壶空载的情况下，当检测点的温度到达47℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下表的c线所示；

在水壶中加入400ml水，当检测点的温度达到47℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下图表的d线所示；

那么可以得出，400ml水的情况下，在5-15s的时间区域内，温度变化值△c约为8℃，即从47℃下降为39℃；而干烧情况下，在5-15s的时间区域内，温度变化值△c约为0.5℃，温度是略上升了0.5℃。

通过上述可以得知，有水状态下检测点温度下降速度快。

请参阅图3所示，使用隔热棉覆盖检测点，在水壶空载的情况下，当检测点的温度到达74℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下表的e线所示；

在水壶中加入600ml水，当检测点的温度达到74℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下图表的f线所示；

那么可以得出，600ml水的情况下，在9-19s的时间区域内，温度变化值△c约为13℃，即从74℃下降为61℃；而干烧情况下，在9-19s的时间区域内，温度变化值△c约为3℃，即从74℃下降为71℃。

通过上述可以得知，有水状态下检测点温度下降速度快。

而通过上述例子可以得出，在有水和没有水的状态下，在10s内温度变化值差别是比较大的，可以据此判断是否为干烧，可以进一步控制液体加热器停止加热发出警报，或者有水状态下控制液体加热器继续加热。

进一步的，当选定使用隔热棉覆盖检测点，并将检测点的温度设定为74 ℃时，从停止加热10秒开始，温度下降超过14℃则判定为有水，小于10 ℃则判定为干烧。

其它选定检测点的温度可以类似获得判定的参数。

通过上述方式，实现了防止干烧的功能。

而进一步地，数据模型库中的参数或者降温曲线，是经过不断的检测、测试得出的数据。

上述的图1-3的实施例，其检测点的检测温度都是到达100℃内的某一个温度点后，停止加热，通过T时间内的温度变化值判断壶体内有水或者没有水。

而玻璃壶的耐热性根据材质的不同而有所不同，但应用于电热壶、加热器、养生壶等产品上的玻璃壶温度一般都＞200℃；

而当设定的检测温度＞100℃时，干烧和非干烧状态下的温度变化曲线：

请参阅图4所示，使用隔热棉覆盖检测点，在水壶空载的情况下，当检测点的温度到达140℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下表的g线所示；

在水壶中加入100ml水，当检测点的温度达到140℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下图表的h线所示；

在水壶中加入1200ml水，当检测点的温度达到140℃时，停止加热，然后自然冷却降温，在T时间中温度的下降曲线如下图表的i线所示；

那么可以得出，100ml水的情况下，在6-16s的时间区域内，温度变化值△c约为75℃，即从140℃下降为65℃；1200ml水的情况下，在6-16s 的时间区域内，温度变化值△c约为85℃，即从140℃下降为55℃；而干烧情况下，在6-16s的时间区域内，温度变化值△c约为47℃，即从140℃下降为93℃。

通过上述图4是曲线变化可以得知，在干烧情况下温度的下降速度都比有水的情况下温度的下降速度慢；而同时有水的情况下，水量大的情况下温度下降速度更快。

最后，由于图4的实施例是在140℃的检测温度下进行的，其温度远远高于了周围环境稳定，因为环境温度对于干烧情况下检测点的温度下降也有所影响。

因此在高于100℃的检测温度下，干烧情况下检测点温度下降会大于低于100℃的检测温度下，检测点的下降温度。

但无论在高于100℃的检测温度下，或低于100℃的检测温度下，干烧状态下温度的下降速度都会比有水情况下温度的下降速度慢。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)设定检测点的检测温度；

2)加热器加热，到达检测温度后停止加热；

3)冷却时间T，并定时记录T时间内检测点的温度变化值△c；

4)通过检测点的降温速度判断是否干烧。

2.根据权利要求1所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：

所述的步骤1)中，检测点的检测温度设定为40～150℃之间。

3.根据权利要求2所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：

所述的步骤1)中，检测点的检测温度为74℃。

4.根据根据权利要求1所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：使用隔热材料将检测点覆盖，减少空气冷却对冷却曲线的影响。

5.根据权利要求1所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：

所述的步骤2)中，加热器在加热至检测温度的过程中，采用低功率加热，使检测点温度缓慢上升趋近于检测温度。

6.根据权利要求1所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：

所述的步骤2)中，检测点的探测到温度到达检测温度后，开始记录实时温度，并在时间T内，以间隔时间t记录实时温度c。

7.根据权利要求6所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：

所述的步骤3)中，通过时间T内温度变化值△c计算出检测点的降温速度，当温度变化值△c≤X时，判断为干烧；否则为非干烧。

8.根据权利要求1所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：判断干烧具体方法是：通过降温速度与数据模型库中的参数进行对比，判断是否属于干烧；或者

通过在时间T内，以间隔时间t记录实施温度c所构成的降温曲线，与数据模型库中的曲线进行对比，判断是否属于干烧。

9.根据权利要求7所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：所述的时间T为8-20S；所述的X为5-15℃。

10.根据权利要求9所述的液体加热器防干烧控制方法，其特征在于：所述的时间T为10S，所述的X为10℃。