CN114923203A - 一种用于发热体的控温结构及其控温方法 - Google Patents

一种用于发热体的控温结构及其控温方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于发热体的控温结构及其控温方法，其中发热体的控温结构包括发热体，还包括：隔热板，所述发热体设置在所述隔热板上，并且在所述隔热板上开设有通孔；固定支架，所述固定支架设置在所述隔热板的底部位置处；热电偶，所述热电偶感应端穿过所述通孔后抵接于所述发热体上；弹簧，所述弹簧下端抵接于所述固定支架上，其上端抵接于所述热电偶上，通过所述弹簧将所述热电偶限定在所述隔热板与所述固定支架的中间位置处；控制器，所述控制器分别与所述发热体、所述热电偶电性连接。其结构简单，可有效发热体的加热工作进行温度控制，从而有效提高产品控温的精准度以及延长产品的使用寿命。

Description

一种用于发热体的控温结构及其控温方法
技术领域
本发明涉及厨电技术领域，尤其涉及一种用于发热体的控温结构及其控温方法。
背景技术
三头燃气灶具(炉头两大一小)，从而使灶具可以同时烹饪几种菜式，但小炉头是采用玻璃镀膜发热体进行加热工作，因此，玻璃镀膜发热体的导电的连接方式存在如下几个问题：(1)玻璃镀膜发热体其发热效率高，升温速度快，温升大，不利于烹饪，不利于精准调节火力(2)玻璃镀膜发热体的升温过快，会导致温度冲温超标，从而影响玻璃镀膜发热体的寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种用于发热体的控温结构，其结构简单，可有效发热体的加热工作进行温度控制，从而有效提高产品控温的精准度以及延长产品的使用寿命。
此外，本发明还提出了一种发热体的控温方法，其方法简单可行，可利于对发热体进行温度控制，从而有效解决发热体控温的精准性、均匀性以及冲温等问题。
上述第一个目的是通过如下技术方案来实现的：
一种用于发热体的控温结构，包括发热体，还包括：
隔热板，所述发热体设置在所述隔热板上，并且在所述隔热板上开设有通孔；
固定支架，所述固定支架设置在所述隔热板的底部位置处；
热电偶，所述热电偶感应端穿过所述通孔后抵接于所述发热体上；
弹簧，所述弹簧下端抵接于所述固定支架上，其上端抵接于所述热电偶上，通过所述弹簧将所述热电偶限定在所述隔热板与所述固定支架的中间位置处；
控制器，所述控制器分别与所述发热体、所述热电偶电性连接。
在一些实施方式中，还包括定位板，所述定位板位于所述固定支架与所述隔热板的中间位置处，在所述定位板上开设有过孔，所述热电偶的外侧壁抵接于所述过孔的内侧壁以对所述热电偶的横向移动进行限定。
在一些实施方式中，在所述隔热板的底壁上凹设有凹槽，所述定位板设置在所述凹槽内。
在一些实施方式中，在所述热电偶的外侧壁上凸设有凸台，所述凸台上端抵接于所述隔热板的底壁上，其下端抵接于所述弹簧上，通过所述弹簧与所述隔热板的共同作用以对所述热电偶的竖向移动进行限定。
在一些实施方式中，所述热电偶在远离于其感应端的一端与外部导线连接，在所述固定支架的底壁上开设有开口，所述导线穿过所述开口后往外延伸设置。
在一些实施方式中，当所述弹簧的横截面为圆形时，所述弹簧上端横截面的直径小于其下端横截面的直径。
在一些实施方式中，所述热电偶包括NTC电阻、陶瓷壳体和特氟龙软管，其中所述NTC电阻设置在所述陶瓷壳体内，在所述NTC电阻的外部裹设有特氟龙软管，并且所述NTC电阻与外部导线相连接。
在一些实施方式中，还包括连接构件，通过所述连接构件以使所述固定支架与所述隔热板装配在一起。
在一些实施方式中，所述热电偶包括第一热电偶和第二热电偶，其中所述第一热电偶位于所述发热体的中间位置处，所述第二热电偶位于所述发热体的边缘位置处，并且所述控制器分别与所述第一热电偶、所述第二热电偶、所述发热体电性连接。
上述第二个目的是通过如下技术方案来实现的：
一种发热体的控温方法，包括上述任一实施方式所述的控温结构，所述发热体的控温方法包括如下步骤：
输入烹饪所需的预设加热温度值；
所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作；
所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第一温度值，同时所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第二温度值；
将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制。
在一些实施方式中，所述将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制的步骤包括：
若所述第一温度值小于所述预设加热温度值与预设温升值之间的差值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度时，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制；
若所述第一温度值大于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值时，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制；
若所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值时，或者若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第二温度值且所述第二温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第一温度值大于所述预设加热温度值时，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制；
若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第一温度值且所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度值时，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制。
在一些实施方式中，所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作后的步骤还包括：
所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作后；
所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第三温度值，或者所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第三温度值；
所述发热体按照所述第三温度值进行温度控制，直至所述第三温度值与所述预设加热温度值之间的差值满足预设温差范围值。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
1.本发明用于发热体的控温结构，其结构简单，可有效发热体的加热工作进行温度控制，从而有效提高产品控温的精准度以及延长产品的使用寿命。
2.本发明发热体的控温方法，其方法简单可行，可利于对发热体进行温度控制，从而有效解决发热体控温的精准性、均匀性以及冲温等问题。
附图说明
图1是本发明实施例中控温结构的结构示意图；
图2是本发明实施例中控温结构的分解示意图；
图3是本发明实施例中控温结构的剖面图；
图4是本发明实施例中热电偶的剖面图；
图5是本发明实施例中控温方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明请求保护的技术方案范围。
实施例一：
如图1至4所示，本实施例提供一种用于发热体的控温结构，包括发热体1，还包括：
隔热板2，发热体1设置在隔热板2上，并且在隔热板2上开设有通孔；
固定支架3，固定支架3设置在隔热板2的底部位置处；
热电偶4，热电偶4感应端穿过通孔后抵接于发热体1上；
弹簧5，弹簧5下端抵接于固定支架3上，其上端抵接于热电偶4上，通过弹簧5将热电偶4限定在隔热板2与固定支架3的中间位置处；
控制器，控制器分别与发热体1、热电偶4电性连接。
在本实施例中，发热体1优选为玻璃镀膜发热体1制成，当然还可根据实际需求选择其他更为合适的发热构件，发热体1设置在隔热板2上以避免发热体1加热工作所产生的热量辐射至隔热板2外部，在隔热板2的底壁上开设有通孔，固定支架3设置在隔热板2的底壁上且固定支架3与通孔位置处相对应设置，弹簧5下端抵接于固定支架3上，其上端抵接于热电偶4上，通过弹簧5将热电偶4限定在隔热板2与固定支架3的中间位置处，并且热电偶4感应端穿过通孔后抵接于发热体1上以使热电偶4感应端对发热体1的温度进行检测，其结构简单，可有效发热体1的加热工作进行温度控制，从而有效提高产品控温的精准度以及延长产品的使用寿命。
进一步地，还包括定位板6，定位板6位于固定支架3与隔热板2的中间位置处，在定位板6上开设有过孔61，热电偶4的外侧壁抵接于过孔61的内侧壁以对热电偶4的横向移动进行限定。
优选地，在隔热板2的底壁上凹设有凹槽，定位板6设置在凹槽内。
具体地，在热电偶4的外侧壁上凸设有凸台41，凸台41上端抵接于隔热板2的底壁上，其下端抵接于弹簧5上，通过弹簧5与隔热板2的共同作用以对热电偶4的竖向移动进行限定。
优选地，热电偶4在远离于其感应端的一端与外部导线连接，在固定支架3的底壁上开设有开口31，导线穿过开口31后往外延伸设置。
进一步地，当弹簧5的横截面为圆形时，弹簧5上端横截面的直径小于其下端横截面的直径。
在本实施例中，在隔热板2底壁的中间位置处上凹设有凹槽，定位板6设置在凹槽内，当然，在隔热板2底壁的边缘位置处没有设有凹槽，那么定位板6则直接安装在隔热板2上，在固定支架3的左右两侧上分别折弯设置有折弯板，螺钉构件依次穿过折弯板、定位板6后与隔热板2的底壁连接，从而将固定支架3和定位板6依次固定安装在隔热板2上。
更优地，在热电偶4的周向侧壁上凸设有凸台41，凸台41上端抵接于隔热板2的底壁上，其下端抵接于弹簧5上，弹簧5在远离于热电偶4的一端抵接于固定架上，通过弹簧5与隔热板2的共同作用以对热电偶4的竖向移动进行限定，同时由于凸台41的外侧壁抵接于过孔61的内侧壁以对热电偶4的横向移动进行限定，从而保证热电偶4的感应端与发热体1之间连接的稳定性。此外，当弹簧5的横截面为圆形时，弹簧5上端横截面的直径小于其下端横截面的直径，从而使弹簧5呈上端为小，下端为大的结构，即弹簧5优选为呈倒三角状态，热电偶4在远离于其感应端的一端与外部导线连接，在固定支架3的底壁上开设有开口31，导线依次穿过弹簧5的内部空间、开口31后与外部电源或者控制器连接。
进一步地，热电偶4包括NTC电阻42、陶瓷壳体43和特氟龙软管44，其中NTC电阻42设置在陶瓷壳体43内，在NTC电阻42的外部裹设有特氟龙软管44，并且NTC电阻42与外部导线相连接。
在本实施例中，为确保控温的精准，热电偶4的感应端需要尽量直接接触玻璃发热体1表面，考虑该发热体1属于导电区域，因此特意采用了陶瓷壳体43的热电偶4，使用的时候，热电偶4感应端紧贴于发热体1的表面上，NTC电阻42选用耐高温NTC材质制成，NTC电阻42设置在陶瓷壳体43内且位于陶瓷壳体43在接近于发热体1的一端上，从而使NTC电阻42接近发热体1的表面，进而利于热电偶4对发热体1的温度进行检测。此外，由于玻璃镀膜发热体1的基体为微晶玻璃,其耐温最高可以高达800℃，因此，在玻璃发热体1上镀上了远红外发热膜。
优选地，还包括连接构件，通过连接构件以使固定支架3与隔热板2装配在一起。
特别地，热电偶4包括第一热电偶和第二热电偶，其中第一热电偶位于发热体1的中间位置处，第二热电偶位于发热体1的边缘位置处，并且控制器分别与第一热电偶、第二热电偶、发热体1电性连接。
在本实施例中，第一热电偶位于发热体1的中间位置处以使第一热电偶获取到发热体1中心处的温度值，第二热电偶位于发热体1的边缘位置处，即第二热电偶对发热体1外边缘位置处的温度进行检测以获取到发热体1外边缘位置处的温度值，当然发热体1外边缘位置处也同样处于发热体1的发热区范围内。
实施例二：
如图5所示，本实施例提供一种发热体的控温方法，包括如实施例一任一所描述的控温结构，为实现控温精准和发热均匀的效果，同时确保冲温能得到合理的控制，通过获取到发热体中心处的第一温度值以及发热体外边缘位置处的第二温度值，然后将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制，其方法简单可行，可利于对发热体进行温度控制，从而有效解决发热体控温的精准性、均匀性以及冲温等问题。
本实施例中所述发热体的控温方法包括如下步骤：
步骤S101，输入烹饪所需的预设加热温度值。
步骤S102，所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作。
在本实施例中，所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第三温度值，或者所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第三温度值；所述发热体按照所述第三温度值进行温度控制，直至所述第三温度值与所述预设加热温度值之间的差值满足预设温差范围值。
更优地，发热体进行发热工作的时候，控制器对发热体的加热温度进行控温，因为该发热体的升温速度快，所以刚开始升温的时候采用通断时间的方式进行逐步升温。例如：通2秒后再断2秒，逐步升温，此外，确保在发热体冲温的临界点前，热电偶可以实施控制。当温度上升至设定温度后，通过热电偶反馈的温度，自动调整发热体通断的时间比例来维持温度的平稳性。
步骤S103，所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第一温度值，同时所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第二温度值。
步骤S104，将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制。
在本实施例中，锅具放于发热体的表面上，锅具会发生吸热现象或者焖热现象，该热量会通过热电偶的信号反馈到控制器上。
在本实施例中，若所述第一温度值小于所述预设加热温度值与预设温升值之间的差值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度时，即T1<(T0-50K)，且T2>T0，如此即可断定当前锅具的底部刚好处于发热体的中间发热区域上，从而产生吸热的情况，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制，并且同时控制发热体自动调整功率；
若所述第一温度值大于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值时，即T1>T0，且T2<(T0-50K)，如此即可断定当前锅具底部已经覆盖住发热体的全部发热区域，从而产生焖热的情况，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制，并且同时控制发热体自动降低功率以使温度维持在预设加热温度附近；
若所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值时，即T1<T0且T2<T0时，或者若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第二温度值且所述第二温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第一温度值大于所述预设加热温度值时，即T1>T0，且(T0-50K)<T3<T0时，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制；
若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第一温度值且所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度值时，即T2>T0，且(T0-50K)<T1<T0时，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制；
在本实施例中，T1为第一温度值，T2为第二温度值，T0为预设加热温度值，50K为预设温升值。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于发热体的控温结构，包括发热体(1)，其特征在于，还包括：
隔热板(2)，所述发热体(1)设置在所述隔热板(2)上，并且在所述隔热板(2)上开设有通孔；
固定支架(3)，所述固定支架(3)设置在所述隔热板(2)的底部位置处；
热电偶(4)，所述热电偶(4)感应端穿过所述通孔后抵接于所述发热体(1)上；
弹簧(5)，所述弹簧(5)下端抵接于所述固定支架(3)上，其上端抵接于所述热电偶(4)上，通过所述弹簧(5)将所述热电偶(4)限定在所述隔热板(2)与所述固定支架(3)的中间位置处；
控制器，所述控制器分别与所述发热体(1)、所述热电偶(4)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，还包括定位板(6)，所述定位板(6)位于所述固定支架(3)与所述隔热板(2)的中间位置处，在所述定位板(6)上开设有过孔(61)，所述热电偶(4)的外侧壁抵接于所述过孔(61)的内侧壁以对所述热电偶(4)的横向移动进行限定。
3.根据权利要求2所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，在所述隔热板(2)的底壁上凹设有凹槽，所述定位板(6)设置在所述凹槽内。
4.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，在所述热电偶(4)的外侧壁上凸设有凸台(41)，所述凸台(41)上端抵接于所述隔热板(2)的底壁上，其下端抵接于所述弹簧(5)上，通过所述弹簧(5)与所述隔热板(2)的共同作用以对所述热电偶(4)的竖向移动进行限定。
5.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，所述热电偶(4)在远离于其感应端的一端与外部导线连接，在所述固定支架(3)的底壁上开设有开口(31)，所述导线穿过所述开口(31)后往外延伸设置。
6.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，当所述弹簧(5)的横截面为圆形时，所述弹簧(5)上端横截面的直径小于其下端横截面的直径。
7.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，所述热电偶(4)包括NTC电阻(42)、陶瓷壳体(43)和特氟龙软管(44)，其中所述NTC电阻(42)设置在所述陶瓷壳体(43)内，在所述NTC电阻(42)的外部裹设有特氟龙软管(44)，并且所述NTC电阻(42)与外部导线相连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，还包括连接构件，通过所述连接构件以使所述固定支架(3)与所述隔热板(2)装配在一起。
9.根据权利要求1至8任一所述的一种用于发热体的控温结构，其特征在于，所述热电偶(4)包括第一热电偶和第二热电偶，其中所述第一热电偶位于所述发热体(1)的中间位置处，所述第二热电偶位于所述发热体(1)的边缘位置处，并且所述控制器分别与所述第一热电偶、所述第二热电偶、所述发热体(1)电性连接。
10.一种发热体的控温方法，其特征在于，包括如权利要求9所述的控温结构，所述发热体的控温方法包括如下步骤：
输入烹饪所需的预设加热温度值；
所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作；
所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第一温度值，同时所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第二温度值；
将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制。
11.根据权利要求10所述的一种发热体的控温方法，其特征在于，所述将所述第一温度值、所述第二温度值分别与所述预设加热温度值进行比较，根据比较结果控制所述发热体按照所述第一温度值或者所述第二温度值进行温度控制的步骤包括：
若所述第一温度值小于所述预设加热温度值与预设温升值之间的差值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度时，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制；
若所述第一温度值大于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值时，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制；
若所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值小于所述预设加热温度值时，或者若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第二温度值且所述第二温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第一温度值大于所述预设加热温度值时，所述发热体按照所述第一温度值进行温度控制；
若所述预设加热温度值与所述预设温升值之间的差值小于所述第一温度值且所述第一温度值小于所述预设加热温度值，并且所述第二温度值大于所述预设加热温度值时，所述发热体按照所述第二温度值进行温度控制。
12.根据权利要求10所述的一种发热体的控温方法，其特征在于，所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作后的步骤还包括：
所述发热体按照所述预设加热温度值进行加热工作后；
所述第一热电偶对所述发热体中间位置处的温度进行检测以获取到第三温度值，或者所述第二热电偶对所述发热体的边缘位置处的温度进行检测以获取到第三温度值；
所述发热体按照所述第三温度值进行温度控制，直至所述第三温度值与所述预设加热温度值之间的差值满足预设温差范围值。
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