CN116772241A - 一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气燃气灶控制技术领域，具体公开了一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法，包括灶面，灶面上方活动连接有圈座，圈座上开设有保护槽，保护槽内设置有与其形状尺寸相匹配且为空心结构的圈盖，圈盖两侧开设有火孔，圈盖下方开设有使圈盖内部与保护槽相连通的穿口，圈盖下方设置有控制其在保护槽内上下移动的驱动件，驱动件设置在灶面内，本发明在发现汤汁溢出时，可以通过驱动件控制圈盖向下移动，直到设置在圈盖上的火孔完全进入保护槽内，这样滴落的汤汁就不会进入火孔内，从而尽可能避免火孔的堵塞，通过对灶面上的图像信息以及承重信息进行分析处理，实现自动化的保护，提升灶具的智能程度。
Description
技术领域
本发明涉及天然气燃气灶控制技术领域，具体的，涉及一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法。
背景技术
天然气燃气灶是家庭厨房常用设备之一，炖煮也是常用的家庭烹饪方法，然而多种情况会使得炖煮过程中产生汤汁的溢出，天然气燃气灶一般具有内圈火盘和外圈火盘，溢出的汤汁一般无法滴落到内圈火盘，但是会滴落到外圈火盘上，如果滴落在外圈火盘的火孔内，会产生部分杂质，长期以往会堵住外圈火盘的火孔导致其无法产生火焰。
现有的天然气燃气灶中，如公开号为CN201277632Y的中国专利中公开了一种改进的汤盘及使用该汤盘的家用厨电集成灶，其公开了一种改进的汤盘，包括由底面和侧壁围成的盘体，所述的侧壁底部上设有若干个开口线，开口线上部区域朝盘体中心方向翘起形成防溅板，开口线上、下两部分错开形成的间隙为进气通道。其通过汤盘来收集从锅具中滴落的汤汁，但是仍然会有部分汤汁顺着锅具滴落到外圈火盘上，仍然具有堵塞外圈火盘，降低外圈火盘的有效使用寿命的问题。
鉴于此，本发明提出了一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法，用于解决传统灶具汤汁溢出条件下会有部分滴落到火盘的火孔内导致火孔堵塞，降低火盘有效使用寿命的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法，解决以下技术问题：
如何解决传统灶具汤汁溢出条件下会有部分滴落到火盘的火孔内导致火孔堵塞，降低火盘有效使用寿命的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种天然气燃气灶火焰调节机构及其调节方法，包括：
灶面，所述灶面上方活动连接有圈座，所述圈座上开设有保护槽，所述保护槽内设置有与其形状尺寸相匹配且为空心结构的圈盖，所述圈盖两侧开设有火孔，所述圈盖下方开设有使圈盖内部与保护槽相连通的穿口，所述圈盖下方设置有控制其在保护槽内上下移动的驱动件，所述驱动件设置在灶面内；
数据获取组件，用于获取灶面的图像信息以及承重信息；
控制调节模块，其对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面上方火焰大小以及所述驱动件的控制策略。
通过上述技术方案：在发现汤汁溢出时，可以通过驱动件控制圈盖向下移动，直到设置在圈盖上的火孔完全进入保护槽内，这样滴落的汤汁就不会进入火孔内，从而尽可能避免火孔的堵塞，此外通过对灶面上的图像信息以及承重信息进行分析处理，从而获取驱动件的启动策略，实现自动化的保护，提升灶具的智能程度。
作为本发明的进一步技术方案：所述圈盖下方连接有若干连接杆，所述圈座上开设有滑动槽，所述滑动槽一端设置于保护槽底面上另一端向下延伸至圈盖底面，所述连接杆上连接有滑动块，所述滑动块滑动连接在滑动槽内，所述驱动件驱动滑动块于滑动槽内上下移动。
作为本发明的进一步技术方案：所述灶面上设置有控制旋钮，所述控制旋钮用于控制灶面上方火焰大小且其控制优先级别高于所述控制调节模块。
本发明还提供了一种天然气燃气灶火焰调节方法，包括如下步骤：
S1、在点火后检测驱动件状态，若驱动件不处于支撑状态，控制驱动件进入并维持支撑状态；
S2、检测控制旋钮状态，若控制旋钮停止转动没有超过预设时间则进入第一控制状态；若控制旋钮停止转动超过预设时间则进入第二控制状态；其中，第一控制状态由旋钮控制灶面上方的火焰大小，第二控制状态由控制调节模块控制灶面上方火焰大小以及驱动件；
S3、于第二控制状态下，获取受加热的锅具的图像以及承重信息，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面上方火焰大小以及驱动件的控制策略。
通过上述技术方案：通过旋钮状态判定是否进入第二控制状态，在进入第二控制状态的情况下，需要通过数据获取组件获取灶面的图像信息以及承重信息，通过状态的判断，可以尽可能减少进入第二控制状态的时间，从而节约电能的使用，对于部分内置电池的灶面具有极大意义，此外在进入第二控制状态下，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，可以有效减少无效信息的干扰，增加分析的准确度。
作为本发明的进一步技术方案：对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面上方火焰大小的控制策略的过程包括：
根据受加热的锅具的图像，判断是否有汤汁溢出；
若是，控制调节模块将灶面上方火焰向下调整；
若否，继续加热。
作为本发明的进一步技术方案：控制调节模块将灶面上方火焰向下调整的过程还包括：
根据受加热的锅具的图像，判断锅具是否为保温型锅具，保温型锅具为砂锅、搪瓷锅或者珐琅锅中的一种；
在受加热的锅具进入第二控制状态直到汤汁溢出的检测时间段内，由承重信息抽离出灶面上方锅具质量变化数据；
仅于锅具为保温型锅具且在检测时间段内灶面上方锅具质量变化幅度较小的情况下，关闭灶面上方火焰；否则将灶面上方火焰调整至最小。
作为本发明的进一步技术方案：对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对驱动件的控制策略的过程包括：
根据公式:
获取溢出系数Ovr，其中τ1、τ2和τ3为预设权重系数，V(t)是溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，V0(t)是标准状态下溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，t1是汤汁溢出是时间点，t2是汤汁达到危险线的时间点，危险线是距离锅具底面为预设高度的虚拟线，N是汤汁达到危险线时可识别边界线的数量，F(S)是关于锅具面积的转化函数，其取值范围为[0,1]，IF是锅具是否为保温型锅具的判断函数，若是则取值为1，否则为0。
作为本发明的进一步技术方案：生成对驱动件的控制策略的过程包括的过程包括：
将溢出系数Ovr与预设区间[O1，O2]进行比对；
若Ovr大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面上，由控制调节模块控制驱动件活动端向下移动，使得圈盖上的火孔进入保护槽内，从而避免汤汁滴落到圈盖的火孔内；
若Ovr位于[O1，O2]内，则判断汤汁具有滴落风险，获取边界线位置，于汤汁达到锅具底面时，由控制调节模块控制驱动件活动端向下移动；
若Ovr小于[O1，O2]，则判断汤汁无滴落风险。
通过上述技术方案：在汤汁没有达到危险线之前，Ovr为零，也就是说在在汤汁没有达到危险线之前不会触发对驱动件的控制，当达到危险线时，只有分析获取溢出系数Ovr位于大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面上，由控制调节模块控制驱动件活动端向下移动，使得圈盖上的火孔进入保护槽内，从而避免汤汁滴落到圈盖的火孔内，这种方式可以减少启动驱动件的次数，优化和精确控制系统。
作为本发明的进一步技术方案：所述获取边界线扩张速度的步骤包括：
由轮廓识别算法从锅具表面获取可识别的轮廓；
将识别的轮廓与未溢出汤汁状态下识别的锅具轮廓进行比对，获取汤汁所有边界线的位置；
以最下方边界线向下的移动速度作为边界线扩张速度。
本发明的有益效果：
(1)本发明在发现汤汁溢出时，可以通过驱动件控制圈盖向下移动，直到设置在圈盖上的火孔完全进入保护槽内，这样滴落的汤汁就不会进入火孔内，从而尽可能避免火孔的堵塞，此外通过对灶面上的图像信息以及承重信息进行分析处理，从而获取驱动件的启动策略，实现自动化的保护，提升灶具的智能程度。
(2)本发明通过旋钮状态判定是否进入第二控制状态，在进入第二控制状态的情况下，需要通过数据获取组件获取灶面的图像信息以及承重信息，通过状态的判断，可以尽可能减少进入第二控制状态的时间，从而节约电能的使用，对于部分内置电池的灶面具有极大意义，此外在进入第二控制状态下，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，可以有效减少无效信息的干扰，增加分析的准确度。
(3)本发明在汤汁没有达到危险线之前，Ovr为零，也就是说在在汤汁没有达到危险线之前不会触发对驱动件的控制，当达到危险线时，只有分析获取溢出系数Ovr位于大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面上，由控制调节模块控制驱动件活动端向下移动，使得圈盖上的火孔进入保护槽内，从而避免汤汁滴落到圈盖的火孔内，这种方式可以减少启动驱动件的次数，优化和精确控制系统。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明火焰调节机构的整体结构剖面结构示意图；
图2是本发明火焰调节机构的部分剖面结构示意图；
图3是本发明控制旋钮优先级实现电路原理图；
图4是本发明调节方法步骤流程图。
附图标记说明：
10、灶面；11、驱动件；
20、圈座；21、圈盖；22、火孔；23、连接杆；24、保护槽；25、滑动块；26、滑动槽。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3所示，在一个实施例中，提供了一种天然气燃气灶火焰调节机构，包括：
灶面10，灶面10上方活动连接有圈座20，圈座20上开设有保护槽24，保护槽24内设置有与其形状尺寸相匹配且为空心结构的圈盖21，圈盖21两侧开设有火孔22，圈盖21下方开设有使圈盖21内部与保护槽24相连通的穿口，圈盖21下方设置有控制其在保护槽24内上下移动的驱动件11，驱动件11设置在灶面10内，驱动件11优选为采用丝杆原理的电动推杆，具有位置固定的功能；
数据获取组件，用于获取灶面10的图像信息以及承重信息；
控制调节模块，其对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面10上方火焰大小以及驱动件11的控制策略。
通过上述技术方案：于本实施例中提供了保护火孔22的结构以及相应的控制部分，具体的，在发现汤汁溢出时，可以通过驱动件控制圈盖21向下移动，直到设置在圈盖21上的火孔22完全进入保护槽24内，这样滴落的汤汁就不会进入火孔22内，从而尽可能避免火孔22的堵塞，此外通过对灶面10上的图像信息以及承重信息进行分析处理，从而获取驱动件11的启动策略，实现自动化的保护，提升灶具的智能程度。
圈盖21下方连接有若干连接杆23，圈座20上开设有滑动槽26，滑动槽26一端设置于保护槽24底面上另一端向下延伸至圈盖21底面，连接杆23上连接有滑动块25，滑动块25滑动连接在滑动槽26内，驱动件11驱动滑动块25于滑动槽26内上下移动。
灶面10上设置有控制旋钮，控制旋钮用于控制灶面10上方火焰大小且其控制优先级别高于控制调节模块，本实施例中控制优先级别高于控制调节模块的具体实施方式参考图3，第一电阻R1与第二电阻R2串联，控制旋钮控制第一电阻R1的阻值，控制调节模块控制第二电阻R2的阻值，第一电阻R1与第二电阻R2分别并联有开关K1和开关K2，其中开关K1由三级管和带有计时器的控制电路组成，带有计时器的控制电路在检测到控制旋钮转动时产生电信号使得三极管处于导通状态，达到计时器预设的时间后断开电信号从而使得三级管断路，其中三级管导通状态下开关K2关闭，三级管断路状态下开关K2开启，通过上述电路实现优先级的控制。
本发明还提供了一种天然气燃气灶火焰调节方法，参考图4，包括如下步骤：
S1、在点火后检测驱动件11状态，若驱动件11不处于支撑状态，控制驱动件11进入并维持支撑状态；
S2、检测控制旋钮状态，若控制旋钮停止转动没有超过预设时间则进入第一控制状态；若控制旋钮停止转动超过预设时间则进入第二控制状态，需要说明的是，本实施例中在进入第二控制状态之前需要控制调整第二可变电阻的阻值使得切换电路后维持控制电磁阀的电流保持不变；其中，第一控制状态由旋钮控制灶面10上方的火焰大小，第二控制状态由控制调节模块控制灶面10上方火焰大小以及驱动件11；
S3、于第二控制状态下，获取受加热的锅具的图像以及承重信息，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面10上方火焰大小以及驱动件11的控制策略。
通过上述技术方案：于本实施例中先通过旋钮状态判定是否进入第二控制状态，在进入第二控制状态的情况下，需要通过数据获取组件获取灶面10的图像信息以及承重信息，通过状态的判断，可以尽可能减少进入第二控制状态的时间，从而节约电能的使用，对于部分内置电池的灶面具有极大意义，此外在进入第二控制状态下，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，可以有效减少无效信息的干扰，增加分析的准确度。
对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面10上方火焰大小的控制策略的过程包括：
根据受加热的锅具的图像，判断是否有汤汁溢出；
若是，控制调节模块将灶面10上方火焰向下调整；
若否，继续加热。
控制调节模块将灶面10上方火焰向下调整的过程还包括：
根据受加热的锅具的图像，判断锅具是否为保温型锅具，保温型锅具为砂锅、搪瓷锅或者珐琅锅中的一种；
在受加热的锅具进入第二控制状态直到汤汁溢出的检测时间段内，由承重信息抽离出灶面10上方锅具质量变化数据；
仅于锅具为保温型锅具且在检测时间段内灶面10上方锅具质量变化幅度较小的情况下，关闭灶面10上方火焰；否则将灶面10上方火焰调整至最小。
对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对驱动件11的控制策略的过程包括：
根据公式:
获取溢出系数Ovr，其中τ1、τ2和τ3为预设权重系数，由经验数据获取，V(t)是溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，由图像信息获取，V0(t)是标准状态下溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，需要说明的是，标准状态是溢出发生最低界线的状态，t1是汤汁溢出是时间点，t2是汤汁达到危险线的时间点，危险线是距离锅具底面为预设高度的虚拟线，N是汤汁达到危险线时可识别边界线的数量，F(S)是关于锅具面积的转化函数，其取值范围为[0,1]，锅具面积是固定位置获取的图像中锅具的面积，IF是锅具是否为保温型锅具的判断函数，若是则取值为1，否则为0。
生成对驱动件11的控制策略的过程包括的过程包括：
将溢出系数Ovr与预设区间[O1，O2]进行比对；
若Ovr大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面10上，由控制调节模块控制驱动件11活动端向下移动，使得圈盖21上的火孔22进入保护槽24内，从而避免汤汁滴落到圈盖21的火孔22内；
若Ovr位于[O1，O2]内，则判断汤汁具有滴落风险，获取边界线位置，于汤汁达到锅具底面时，由控制调节模块控制驱动件11活动端向下移动；
若Ovr小于[O1，O2]，则判断汤汁无滴落风险。
通过上述技术方案：于本实施例中提供了溢出系数Ovr的获取方式以及对比过程，其通过公式 获取，可以理解，在汤汁没有达到危险线之前，Ovr为零，也就是说在在汤汁没有达到危险线之前不会触发对驱动件11的控制，当达到危险线时，只有分析获取溢出系数Ovr位于大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面10上，由控制调节模块控制驱动件11活动端向下移动，使得圈盖21上的火孔22进入保护槽24内，从而避免汤汁滴落到圈盖21的火孔22内，这种方式可以减少启动驱动件11的次数，优化和精确控制系统。
获取边界线扩张速度的步骤包括：
由轮廓识别算法从锅具表面获取可识别的轮廓；
将识别的轮廓与未溢出汤汁状态下识别的锅具轮廓进行比对，获取汤汁所有边界线的位置；
以最下方边界线向下的移动速度作为边界线扩张速度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种天然气燃气灶火焰调节机构，其特征在于，包括：
灶面(10)，所述灶面(10)上方活动连接有圈座(20)，所述圈座(20)上开设有保护槽(24)，所述保护槽(24)内设置有与其形状尺寸相匹配且为空心结构的圈盖(21)，所述圈盖(21)两侧开设有火孔(22)，所述圈盖(21)下方开设有使圈盖(21)内部与保护槽(24)相连通的穿口，所述圈盖(21)下方设置有控制其在保护槽(24)内上下移动的驱动件(11)，所述驱动件(11)设置在灶面(10)内；
数据获取组件，用于获取灶面(10)的图像信息以及承重信息；
控制调节模块，其对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面(10)上方火焰大小以及所述驱动件(11)的控制策略。
2.根据权利要求1所述的一种天然气燃气灶火焰调节机构，其特征在于，所述圈盖(21)下方连接有若干连接杆(23)，所述圈座(20)上开设有滑动槽(26)，所述滑动槽(26)一端设置于保护槽(24)底面上另一端向下延伸至圈盖(21)底面，所述连接杆(23)上连接有滑动块(25)，所述滑动块(25)滑动连接在滑动槽(26)内，所述驱动件(11)驱动滑动块(25)于滑动槽(26)内上下移动。
3.根据权利要求1所述的一种天然气燃气灶火焰调节机构，其特征在于，所述灶面(10)上设置有控制旋钮，所述控制旋钮用于控制灶面(10)上方火焰大小且其控制优先级别高于所述控制调节模块。
4.一种天然气燃气灶火焰调节方法，应用于如权利要求1-3任一项所述的天然气燃气灶火焰调节机构，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在点火后检测驱动件(11)状态，若驱动件(11)不处于支撑状态，控制驱动件(11)进入并维持支撑状态；
S2、检测控制旋钮状态，若控制旋钮停止转动没有超过预设时间则进入第一控制状态；若控制旋钮停止转动超过预设时间则进入第二控制状态；其中，第一控制状态由旋钮控制灶面(10)上方的火焰大小，第二控制状态由控制调节模块控制灶面(10)上方火焰大小以及驱动件(11)；
S3、于第二控制状态下，获取受加热的锅具的图像以及承重信息，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面(10)上方火焰大小以及驱动件(11)的控制策略。
5.根据权利要求4所述的一种天然气燃气灶火焰调节方法，其特征在于，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对灶面(10)上方火焰大小的控制策略的过程包括：
根据受加热的锅具的图像，判断是否有汤汁溢出；
若是，控制调节模块将灶面(10)上方火焰向下调整；
若否，继续加热。
6.根据权利要求5所述的一种天然气燃气灶火焰调节调节方法，其特征在于，控制调节模块将灶面(10)上方火焰向下调整的过程还包括：
根据受加热的锅具的图像，判断锅具是否为保温型锅具；
在受加热的锅具进入第二控制状态直到汤汁溢出的检测时间段内，由承重信息抽离出灶面(10)上方锅具质量变化数据；
仅于锅具为保温型锅具且在检测时间段内灶面(10)上方锅具质量变化幅度较小的情况下，关闭灶面(10)上方火焰；否则将灶面(10)上方火焰调整至最小。
7.根据权利要求4所述的一种天然气燃气灶火焰调节方法，其特征在于，对获取的图像信息以及承重信息进行分析，生成对驱动件(11)的控制策略的过程包括：
根据公式:
获取溢出系数Ovr，其中τ1、τ2和τ3为预设权重系数，V(t)是溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，V0(t)是标准状态下溢出汤汁边界线扩张速度关于时间的函数关系，t1是汤汁溢出是时间点，t2是汤汁达到危险线的时间点，N是汤汁达到危险线时可识别边界线的数量，F(S)是关于锅具面积的转化函数，其取值范围为[0,1]，IF是锅具是否为保温型锅具的判断函数，若是则取值为1，否则为0。
8.根据权利要求7所述的一种天然气燃气灶火焰调节方法，其特征在于，生成对驱动件(11)的控制策略的过程包括的过程包括：
将溢出系数Ovr与预设区间[O1，O2]进行比对；
若Ovr大于[O1，O2]，则判断汤汁会滴落到灶面(10)上，由控制调节模块控制驱动件(11)活动端向下移动，使得圈盖(21)上的火孔(22)进入保护槽(24)内，从而避免汤汁滴落到圈盖(21)的火孔(22)内；
若Ovr位于[O1，O2]内，则判断汤汁具有滴落风险，获取边界线位置，于汤汁达到锅具底面时，由控制调节模块控制驱动件(11)活动端向下移动；
若Ovr小于[O1，O2]，则判断汤汁无滴落风险。
9.根据权利要求7所述的一种天然气燃气灶火焰调节方法，其特征在于，所述获取边界线扩张速度的步骤包括：
由轮廓识别算法从锅具表面获取可识别的轮廓；
将识别的轮廓与未溢出汤汁状态下识别的锅具轮廓进行比对，获取汤汁所有边界线的位置；
以最下方边界线向下的移动速度作为边界线扩张速度。
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