CN114815919A - 用于烤箱的温度控制方法及烤箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于烤箱领域，具体提供一种用于烤箱的温度控制方法及烤箱。本发明旨在解决现有的烤箱进行食物烘焙时，容易导致食物受热不均匀的问题。为此目的，烤箱设置有温度检测装置以及多个加热装置，本发明的控制方法包括：获取食物待达到的设定温度T₀；根据温度检测装置的安装位置、烤箱内食物加热位置以及多个加热装置的安装位置设定温度补偿△T；根据T₀和△T确定“偏移后的设定温度T₁”，T₁＝T₀+△T；当T＜T₁时，加热装置交替开启；当T≥T₁时，加热装置停止加热。使得本发明的烤箱内的温场基本保持不变，更有利于食物的均匀加热。

Description

用于烤箱的温度控制方法及烤箱

技术领域

本发明属于烤箱技术领域，具体提供一种用于烤箱的温度控制方法及烤箱。

背景技术

随着人们生活质量的提高，人们对饮食的要求也越来越高，烤箱成为了人们进行食物烘焙的理想选择。

现有技术中，烤箱的烘焙模式通常采用所有加热管的同时开启和同时关闭来烘焙食物，但是，加热管数量的叠加未必就能带来好的烘焙效果，由于上下加热管的功率不同，食物放置的位置也很难位于烤箱正中心，因此，同时开启和同时关闭加热管会导致烤箱温场不均匀，甚至会出现食物一面已经被烤焦，另一面还没有熟透的情况出现，从而无法达到理想的烘焙效果。

相应的，本领域需要一种新的用于烤箱的温度控制方法及烤箱来解决现有的烤箱进行食物烘焙时，容易导致食物受热不均匀的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的烤箱进行食物烘焙时，容易导致食物受热不均匀的问题，本发明提供了一种用于烤箱的温度控制方法及烤箱，所述烤箱设置有温度检测装置以及多个加热装置，所述控制方法包括:获取食物待达到的设定温度T₀；根据所述温度检测装置的安装位置、所述烤箱内食物加热位置以及多个所述加热装置的安装位置设定温度补偿△T；根据T₀和△T确定“偏移后的设定温度T₁”，T₁＝T₀+△T；当T＜T₁时，所述加热装置交替开启；当T≥T₁时，所述加热装置停止加热；其中，T为食物的检测温度，偏移后的设定温度T₁用于表征当达到用户期望的所述食物待达到的设定温度T₀时，所述温度检测装置检测到的温度应当达到的数值。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“当T＜T₁时，所述加热装置交替开启”的步骤具体包括：设定强制保护温度T₂，其中，T₂＜T₀；设定循环周期的循环时间t；确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％；根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q，其中，Q＝C×M×(T₁-T)；当T₂≤T＜T₁时，所述加热装置交替开启，每个所述加热装置分别按照对应的加热时间t₁,...,t_n进行交替加热；其中，

t₁为加热时间百分比为a％、功率为P₁'的加热装置的加热时间，t_n为加热时间百分比为m％、功率为P_n'的加热装置的加热时间；a％+...+m％＝100％；n为加热装置的数量。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“当T₂≤T＜T₁时，所述加热装置交替开启，每个所述加热装置分别按照对应的加热时间t₁,...,t_n进行交替加热”的步骤之后，所述控制方法还包括：当T＜T₂时，所述加热装置交替开启，所述加热装置按照相应的加热时间a％*t，...，m％*t，进行全时交替加热，以使一个循环周期内无空余的未加热时间，直至T≥T₂。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，所述加热装置的加热时间百分比为预设的加热时间百分比。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％”的步骤具体包括：通过摄像头确定所述烤箱内的食物的具体位置；根据所述食物的具体位置和所述加热装置的功率来确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：获取预设食物种类信息，根据所述预设食物种类信息调取对应食物的比热容，并接收食物质量信息；根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：通过摄像头获取食物种类以及体积；根据所述食物种类调取食物的比热容，并根据食物的体积获取食物的质量；根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：通过重量检测装置获取食物的质量，并且通过比热容检测装置获取食物的比热容；根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

在上述用于烤箱的温度控制方法的优选技术方案中，所述加热装置包括上加热管、下加热管和背加热管，所述上加热管设于所述烤箱的内侧顶部，所述下加热管设于所述烤箱的内侧底部，所述背加热管设于所述烤箱的内侧背部。

本发明还提供了一种烤箱，所述烤箱为上述技术方案中所述的烤箱，并且包括处理器，所述处理器设置成能够执行上述技术方案中任一项所述的用于烤箱的温度控制方法。

本领域人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，烤箱设置有温度检测装置以及多个加热装置，控制方法包括：获取食物待达到的设定温度T₀；根据温度检测装置的安装位置、烤箱内食物加热位置以及多个加热装置的安装位置设定温度补偿△T；根据T₀和△T确定“偏移后的设定温度T₁”，T₁＝T₀+△T；当T＜T₁时，加热装置交替开启；当T≥T₁时，加热装置停止加热；其中，T为食物的检测温度，偏移后的设定温度T₁用于表征当达到用户期望的食物待达到的设定温度T₀时，温度检测装置检测到的温度应当达到的数值。

通过加热装置交替加热的方式，使烤箱内部形成冷热空气的强制对流，以达到烤箱内的温场更加均匀的目的，能够避免现有技术中加热装置同时加热导致的大功率的加热装置的加热时间太长，进而出现食物某一面被烤焦的现象出现，此外，由于烤箱内设置的温度检测装置通常会设于烤箱的腔体上，距食物加热位置具有一定的距离，通常情况下，该食物加热位置为烤箱的中心位置，因此，随着加热装置的开启，温度检测装置检测到的温度与实际的烤箱中心温度具有温度差，为了弥补这一点，保证食物能够烤熟且维持温场稳定，本发明设定了“食物待达到的设定温度T₀”的“偏移后的设定温度T₁”，在食物的检测温度未达到温度T₁时，进行交替加热，在超过温度T₁时，加热装置停止加热，从而使食物的检测温度围绕温度T₁上下波动，使烤箱内的温场基本保持不变，更有利于食物的均匀加热。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的用于烤箱的温度控制方法。附图中：

图1为本发明的用于烤箱的温度控制方法的主流程图；

图2为本发明的用于烤箱的温度控制方法的细分步骤流程图；

图3为本发明的烤箱的结构示意图。

附图标记列表:

1-烤箱；11-上加热管；12-背加热管；13-下加热管。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

如图1所示，为解决现有的烤箱进行食物烘焙时，容易导致食物受热不均匀问题，本发明的烤箱设置有温度检测装置以及多个加热装置，本发明的用于烤箱的温度控制方法具体包括如下步骤。

步骤S1：获取食物待达到的设定温度T₀。

用户在对食物进行烘焙时，会针对不同种类的食物输入不同的想要食物加热到的温度，此温度即为食物待达到的设定温度T₀。

步骤S2：根据温度检测装置的安装位置、烤箱内食物加热位置以及多个加热装置的安装位置设定温度补偿△T。

温度检测装置检测到的温度容易根据加热装置的开启而发生偏移，偏移的温度即为检测装置检测到的温度与食物加热位置处的温度的偏移温度，发生的偏移温度与温度检测装置的位置、烤箱内食物加热位置和多个加热装置的安装位置有关，因此，可以根据温度检测装置的安装位置、烤箱内食物加热位置以及多个加热装置的安装位置设定温度补偿△T，进一步地，可以根据温度检测装置的安装位置、烤箱内食物加热位置以及多个加热装置的安装位置首先建立一个温度偏移表，以提供基于哪个加热装置打开状态下，温度检测装置与食物加热位置处(通常情况下为烤箱的中心处)的温度偏移值，然后根据温度偏移表设定温度补偿△T。当然也可以是通过经验公式等其它方式获得温度偏移值。

步骤S3：根据T₀和△T确定“偏移后的设定温度T₁”，T₁＝T₀+△T。

“偏移后的设定温度T₁”用于表征当达到用户期望的食物待达到的设定温度T₀时，温度检测装置检测到的温度应当达到的数值。

步骤S4：当T＜T₁时，加热装置交替开启。

步骤S5：当T≥T₁时，加热装置停止加热。

通过设定“食物待达到的设定温度T₀”的温度阈值“偏移后的设定温度T₁”，在T＜T₁时，加热装置交替加热，此种情况下，烤箱内某处会处于小范围的温度波动，从而形成热胀冷缩状态，有利于热空气的流动，使食物受热更加均匀，在T≥T₁时，加热装置停止加热；从整个烹饪周期看，上述控制方法能够动态调整加热装置的工作状态，使加热温度随着温度T₁上下小范围波动，持续保持烤箱内温场的稳定，避免了食物同一面或者部分被持续加热，造成不熟与烤焦同时存在的情况出现；其中，T为食物的检测温度，即烤箱内检测到的动态变化的食物温度。

如图2所示，本发明的用于烤箱的温度控制方法的步骤S4还具体包括如下步骤。

步骤S41：当T₂≤T＜T₁时，加热装置交替开启，每个加热装置分别按照对应的加热时间t₁,...,t_n进行交替加热。

T₂为设定的强制保护温度，其中，T₂＜T₀，当T₂≤T＜T₁时，每个加热装置对应的加热时间

t为循环周期的循环时间，a％,...,m％为循环周期内每个加热装置的加热时间百分比，Q＝C×M×(T₁-T)，C为食物的比热容，M为食物的质量，t₁为加热时间百分比为a％、功率为P₁'的加热装置的加热时间，t_n为加热时间百分比为m％、功率为P_n'的加热装置的加热时间；a％+...+m％＝100％；n为加热装置的数量。

一个循环周期定义了动态循环运行的时间，该时间限制了继电器的动作的数量，以满足继电器生命周期的要求，通常情况下，一个循环周期的时间为60秒，如图3所示，作为一种实施方式，加热装置包括上加热管11、下加热管13和背加热管12，上加热管11设于烤箱1的内侧顶部，下加热管13设于烤箱1的内侧底部，背加热管12设于烤箱1的内侧背部。

下面本发明的烤箱1的加热装置以上加热管11、下加热管13和背加热管12进行说明，当上加热管11的加热时间百分比为a％，功率为P₁'；下加热管13的加热时间百分比为b％，功率为P₂'，背加热管12的加热时间百分比为m％，功率为Pn'时，此时可以计算其可以提供的最大功率P_最，P_最＝a％*P₁'+b％*P₂'+m％*P_n'；由于需要将食物的检测温度T上升至“偏移后的设定温度T₁”，此时上升需要T₁-T的温度即可，因此，此时可以计算出PID的输出需要的热量Q，Q＝C×M×(T₁-T)，其中，PID输出即用于控制烤箱温度输出的热量；并根据Q计算出此时需要输出的功率P，P＝Q/t₁；根据P和循环周期时间t，可以计算出上加热管11、下加热管13和背加热管12交替加热的总开启时间

从而计算出每个加热管的开启时间，其中，上加热管11开启时间

因此，可以得到公式

上述控制方法通过确定循环周期内加热时间百分比，来准确计算各个加热装置上升到温度T₁所需要的加热时间，通过动态控制逻辑来使各个加热装置循环交替加热，以达到烤箱温场更加均匀的目的，避免了食物同一面或有的点被持续加热，造成不熟与烤焦同时存在的情况出现，使食物的烘焙效果更加出色，此外，精准的时间控制还能避免不必要的电能消耗。

作为上述实施方案的一种可能的实施方式，加热装置的加热时间百分比可以为预设的加热时间百分比，此种预设的方式包括：可以为烤箱出厂设定的值，也可以为用户根据需要设定的值等。

作为上述实施方案中确定加热时间百分比的另外一种可能的实施方式，可以通过摄像头确定烤箱1内的食物的具体位置，然后根据食物的具体位置和加热装置的功率来确定循环周期内每个加热装置的加热时间百分比a％,...,m％。例如，当烤箱1内的食物处于烤箱1的中上部时，上加热管11距离食物较近，下加热管13距离食物较远，当上加热管11的功率较高，下加热管13的功率较低时，可以适当的降低上加热管11的加热时间百分比，适当的提高下加热管13的加热时间百分比，以达到更佳的烘焙效果。

步骤S42：当T＜T₂时，加热装置交替开启，加热装置按照相应的加热时间a％*t，...，m％*t，进行全时交替加热，以使一个循环周期内无空余的未加热时间，直至T≥T₂。

由于T₂为强制保护温度，通常情况下，该温度与食物待达到的设定温度T₀相差较大，在烤箱正常运行时，烤箱内的食物检测温度不会降低至此温度以下，此种情况通常发生在因烤箱门打开后又闭合时，或者，在对烤箱进行预热时，以提供最大的热量使烤箱内的温度快速回升，此时，各个加热装置按照相应的加热时间a％*t，...，m％*t进行全时交替加热，例如，当循环周期时间为60秒，上加热管11的加热时间百分比为25％，下加热管13的加热时间百分比为50％，背加热管12的加热时间为25％，此时，在一个循环周期内上加热管11和背加热管12的加热时间分别为15秒，下加热管13的加热时间为30秒，以使一个循环周期内无空余的未加热时间，直至当T≥T₂时，按照步骤S41的加热时间进行加热。

其中，根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”包括许多种，下面示例性地列举如下三种实施方式。

一是，获取预设食物种类信息，根据预设食物种类信息调取对应食物的比热容，并接收食物质量信息，然后根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

即烤箱预先存储有食物种类信息，该食物种类信息可以为通过大数据等方式获取的常用食物种类，也可以为所有食物种类，其中，每个食物种类具有相应的比热容并预先存储于烤箱；用户可以通过输入的方式，或者，按压烤箱上相对应食物种类的按键的方式进行加热食物种类的确定，进而使烤箱调取对应的食物比热容，此外，食物质量信息可以为用户预估的质量，也可以为用户对食物进行称重后的质量等。

二是，通过摄像头获取食物种类以及体积；根据食物种类调取食物的比热容，并根据食物的体积获取食物的质量；根据“偏移后的设定温度T1”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

即烤箱内设有摄像头，通过摄像头可以对食物的种类以及体积进行判断，并且每个食物的种类具有其相应的密度和比热容，因此，可以通过食物的种类和体积确定食物的比热容和质量，进而确定食物所需的加热热量，此种控制方法无需用户对食物的种类和质量进行判断，烤箱即可进行智能化判断，增加了用户的使用便利性，提升用户使用体验度。

三是，通过重量检测装置获取食物的质量，并且通过比热容检测装置获取食物的比热容；根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

即通过重量检测装置直接测量食物质量，该重量检测装置可以设置在烤箱的烤盘上，并通过比热容检测装置获取食物的比热容，进而确定食物所需的加热热量，使烤箱的控制更加智能化，提升用户的操作便利性。

当然获取食物的比热容的方法不仅限于上述三种实施方式，还可以为烤箱直接获取食物的比热容，例如，用户在进行烘焙之前对食物的比热容进行查询，然后输入比热容数值。

综上所述，本发明的烤箱通过动态控制逻辑使各个加热装置交替工作，烤箱内某处会处于小范围温度波动的热胀冷缩状态，有利于热空气的流动，以达到烤箱温度场更加均匀的目的，这样对食物的烘焙效果更加出色；其中，通过每个加热装置的加热时间百分比的确定，来准确确定每个加热装置循环交替的加热时间，从而使食物受热更加均匀，避免不必要的电能消耗；通过设定“偏移后的设定温度T₁”，动态调节加热装置的工作状态，使烤箱内的食物检测温度围绕T₁上下小范围波动，从而保证烤箱内温场的稳定，避免了食物同一面或有的点被持续加热，造成不熟与烤焦同时存在的情况。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在与限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。

此外，本发明还提供了一种烤箱，该烤箱为上述技术方案中的烤箱，并且包括处理器，处理器设置成能够执行具有上述任一实施方式中所述的用于烤箱的温度控制方法。

本领域技术人员可以理解，上述烤箱还包括一些其他公知结构，例如处理器、控制器、存储器等，其中，存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在附图中示出。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，例如，本发明的控制方法可以按照以下顺序进行：确定循环周期内每个加热装置的加热时间百分比a％,...,m％；根据“偏移后的设定温度T1”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q；设定强制保护温度T₂；设定循环周期的循环时间t；这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，所述烤箱设置有温度检测装置以及多个加热装置，所述控制方法包括：

获取食物待达到的设定温度T₀；

根据所述温度检测装置的安装位置、所述烤箱内食物加热位置以及多个所述加热装置的安装位置设定温度补偿△T；

根据T₀和△T确定“偏移后的设定温度T₁”，T₁＝T₀+△T；

当T＜T₁时，所述加热装置交替开启；

当T≥T₁时，所述加热装置停止加热；

其中，T为食物的检测温度，偏移后的设定温度T₁用于表征当达到用户期望的所述食物待达到的设定温度T₀时，所述温度检测装置检测到的温度应当达到的数值。

2.根据权利要求1所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“当T＜T₁时，所述加热装置交替开启”的步骤具体包括：

设定强制保护温度T₂，其中，T₂＜T₀；

设定循环周期的循环时间t；

确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％；

根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q，其中，Q＝C×M×(T₁-T)；

当T₂≤T＜T₁时，所述加热装置交替开启，每个所述加热装置分别按照对应的加热时间t₁,...,t_n进行交替加热；

其中，

t₁为加热时间百分比为a％、功率为P₁'的加热装置的加热时间，t_n为加热时间百分比为m％、功率为P_n'的加热装置的加热时间；a％+...+m％＝100％；n为加热装置的数量。

3.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“当T₂≤T＜T₁时，所述加热装置交替开启，每个所述加热装置分别按照对应的加热时间t₁,...,t_n进行交替加热”的步骤之后，所述控制方法还包括：

当T＜T₂时，所述加热装置交替开启，所述加热装置按照相应的加热时间a％*t，...，m％*t，进行全时交替加热，以使一个循环周期内无空余的未加热时间，直至T≥T₂。

4.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，所述加热装置的加热时间百分比为预设的加热时间百分比。

5.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％”的步骤具体包括：

通过摄像头确定所述烤箱内的食物的具体位置；

根据所述食物的具体位置和所述加热装置的功率来确定循环周期内每个所述加热装置的加热时间百分比a％,...,m％。

6.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：

获取预设食物种类信息，根据所述预设食物种类信息调取对应食物的比热容，并接收食物质量信息；

根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

7.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：

通过摄像头获取食物种类以及体积；

根据所述食物种类调取食物的比热容，并根据食物的体积获取食物的质量；

根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

8.根据权利要求2所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，“根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q”的步骤进一步包括：

通过重量检测装置获取食物的质量，并且通过比热容检测装置获取食物的比热容；

根据“偏移后的设定温度T₁”和“食物的检测温度T”的差值、食物的比热容C和质量M确定所需加热热量Q。

9.根据权利要求1所述的用于烤箱的温度控制方法，其特征在于，所述加热装置包括上加热管、下加热管和背加热管，所述上加热管设于所述烤箱的内侧顶部，所述下加热管设于所述烤箱的内侧底部，所述背加热管设于所述烤箱的内侧背部。

10.一种烤箱，其特征在于，所述烤箱为权利要求1中所述的烤箱，并且包括处理器，所述处理器设置成能够执行权利要求1-9中任一项所述的用于烤箱的温度控制方法。

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