CN209446089U - 一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路，烹饪器具包括烹饪腔、向所述烹饪腔内提供蒸汽的蒸汽发生器、向蒸汽发生器供水的水泵、设置在蒸汽发生器上的温控器以及控制芯片，注水检测电路包括：转换单元，连接温控器，用以获取电流信号，并将电流信号转换为电压信号，其中，温控器用以在蒸汽发生器的温度达到指定阈值时，改变电流信号；检测单元，连接转换单元，用以获取电压信号，并根据电压信号的变化，判断是否需要向蒸汽发生器内注水。由于锅炉内部已存在有温控器，不需要额外设置温度传感器，避免了安装温度传感器困难的问题，降低了成本，而且无安装限制和相应的安装工序，也提高了工作效率。

Description

一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路

技术领域

本申请涉及烹饪器具电控技术领域，尤其涉及一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路。

背景技术

蒸汽发生器(也称作锅炉，为方便描述，以下采用锅炉)，被广泛地应用于蒸汽烤箱等烹饪器具中，在实际工作时，锅炉利用输入的燃料中的化学能或者电能，将锅炉内部的水转化为具有一定热能的蒸汽，以使烹饪器具进行烹饪。

当锅炉内部有水时，锅炉可以保持在一个恒定的温度值，但是当锅炉内部的水烧干后，如果锅炉继续加热，会导致自身的温度上升，此时需要向锅炉内部进行注水。

现有技术中，通常采用通过温度传感器检测锅炉的温度，并在锅炉温度达到设定值后进行注水，但是上述方法仍存在以下缺陷：

首先，由于锅炉底部空间狭小，安装温度传感器较为困难，并且在锅炉局部有钎焊沙眼等结构时，容易使温度传感器检测到的结果不准确，对是否需要注水造成误判。然后，由于锅炉为强电部件，温度传感器为弱电部件，在局部范围内容易造成安规距离不够的问题。最后，采用温度传感器检测到的温度控制注水单元进行注水时，对软件的调试以及书写较为复杂。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路，所述烹饪器具包括烹饪腔、向所述烹饪腔内提供蒸汽的蒸汽发生器、向所述蒸汽发生器供水的水泵、设置在所述蒸汽发生器上的温控器以及控制芯片，所述注水检测电路包括：转换单元，连接所述温控器，用以获取电流信号，并将所述电流信号转换为脉冲电压信号，其中，所述温控器用以在所述蒸汽发生器的温度达到指定阈值时，改变所述电流信号；检测单元，连接所述转换单元，用以获取所述脉冲电压信号，并根据所述脉冲电压信号的变化，判断是否需要向所述蒸汽发生器内注水。

其中，烹饪器具可以包括蒸汽烤箱、蒸汽能锅以及蒸汽火锅设备等使用蒸汽进行烹饪的器具，在此以蒸汽烤箱为例，当用户使用蒸汽烤箱进行烹饪食物时，首先将待烹饪的食物放置进蒸汽烤箱的烹饪腔中，然后打开蒸汽烤箱的开关，设定烹饪的模式或时间。此时蒸汽烤箱中的控制芯片控制水泵工作，向蒸汽发生器内注水，然后控制芯片控制蒸汽发生器工作，将注入的水转化为水蒸气，用以向烹饪腔提供蒸汽，使得蒸汽烤箱通过蒸汽对烹饪腔内的食物进行烹饪。在到达预定时间后，蒸汽腔内的食物烹饪完毕，控制芯片控制蒸汽烤箱停止工作，即完成了对食物的烹饪。

在一个示例中，所述电流信号为强电的交流电流信号，所述脉冲电压信号为弱电的脉冲电压信号；所述转换单元包括：整流模块，用以获取所述强电的交流电流信号，并将所述强电的交流电流信号转换为强电的直流电流信号；隔离保护模块，用以获取所述强电的直流电流信号，并将所述强电的直流电流信号转换为所述弱电的脉冲电压信号。

在一个示例中，所述弱电的脉冲电压信号为方波信号。

在一个示例中，所述温控器的一端连接火线，所述整流模块和所述隔离保护模块以任意顺序构成串联，所述串联的一端连接所述温控器的另一端，所述串联的另一端连接零线。

在一个示例中，所述串联中还包括第一限流模块，用以限制通过所述串联的最大电流。

在一个示例中，所述整流模块包括第一二极管，用以获取所述强电的交流电流信号，并将所述强电的交流电流信号转换为强电的直流电流信号；所述隔离保护模块包括光耦，用以获取所述强电的直流电流信号，并将所述强电的直流电流信号转换为所述弱电的脉冲电压信号。

在一个示例中，所述隔离保护模块还包括第二二极管，用以保护所述光耦的发光二极管；其中，所述第二二极管的阴极与所述光耦的输入端阳极相连接，所述第二二极管的阳极与所述光耦的输入端阴极相连接。

在一个示例中，所述温控器包括突跳式温控器，用以在所述蒸汽发生器内的温度达到指定阈值时，切断所述电流信号；所述检测单元具体用以当所述脉冲电压信号的变化表明所述电流信号已被切断时，确定需要向所述蒸汽发生器内注水。

在一个示例中，所述检测单元包括：二进制数字信号转换模块，用以将所述脉冲电压信号转换为相应的二进制数字信号，所述相应的二进制数字信号的变化反映了所述脉冲电压信号的变化；判断模块，连接所述二进制数字信号转换模块，用以根据所述相应的二进制数字信号的变化，判断是否需要向所述蒸汽发生器内注水。

在一个示例中，所述检测单元还包括：连接于所述转换单元与所述二进制数字信号转换模块之间的以下至少一种模块：滤波模块，用以对所述脉冲电压信号滤波，以滤除干扰信号；第二限流模块，用以限制通过所述二进制数字信号转换模块的最大电流。

通过本申请提出标定方式能够带来如下有益效果：

1.由于锅炉内部已存在有温控器，不需要额外设置温度传感器，避免了安装温度传感器困难的问题，降低了成本，而且无安装限制和相应的安装工序，也提高了工作效率；

2.由于温控器的安装检测面积大，抗结构差异能力强，避免了在有钎焊沙眼等结构时温度传感器检测结果不准确的问题的产生；

3.通过转换单元将输入的电流信号转换为脉冲电压信号，可以使检测单元中的软件调试以及书写更加简单；

4.通过光耦将强电的电流信号转换为弱电的电压信号，起到了强弱电隔离的作用，有效避免了安规问题，提升了工作时的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用以解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种注水检测电路的结构原理图；

图2为本申请实施例中一种注水检测电路的电路图；

图3为本申请实施例中一种烹饪器具的结构原理图；

图4为本申请实施例中一种注水检测电路的软件检测原理图；

图5a为本申请实施例中经第一二极管D1转换之前的强电的交流电流信号的波形示意图；

图5b为本申请实施例中经第一二极管D1转换后的强电的直流电流信号的波形示意图；

图5c为本申请实施例中经光耦U1转换之后的弱电的脉冲电压信号的波形示意图。

其中，1、温控器，2、转换单元，201、整流模块，202、隔离保护模块，203、第一限流模块，3、检测单元，301、二进制数字信号转换模块，302、判断模块， 303、滤波模块，304、第二限流模块，4、加热单元。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

如图1所示，本申请的实施例公开了一种烹饪器具的蒸汽发生器(也称作锅炉，为方便描述，以下采用锅炉)的注水检测电路，所述烹饪器具包括烹饪腔、向所述烹饪腔内提供蒸汽的锅炉、向所述锅炉供水的水泵、设置在所述锅炉上的温控器1以及控制芯片，所述注水检测电路包括：转换单元2，检测单元 3。

其中，温控器1设置在锅炉上，用以在锅炉内的温度达到指定阈值时，改变该注水检测电路的电流信号。

具体地，温控器1可以一端连接火线，另一端与转换单元2连接。其中，温控器1可以是突跳式温控器、液涨式温控器或压力式温控器等，在此不做具体限定，改变该注水检测电路的电流信号可以是在该过锅炉内的温度达到指定阈值时，切断该电流信号。

转换单元2与温控器1连接，用以获取电流信号并将该电流信号转换为脉冲电压信号。

具体地，该转换单元2包括整流模块201、隔离保护模块202，该电流信号为强电的交流电信号，该脉冲电压信号为弱电的脉冲电压信号，其中，这里的“强电”和“弱电”中的强弱之分是相对而言的，在实际工作中，该强电的电流信号可以指适用于日常生活的220V的电流信号，该弱电的脉冲电压信号可以指适用于处理器工作的5V或12V的脉冲电压信号。整流模块201用以将获取到的强电的交流电流信号转化为强电的直流电流信号，整流模块201可以是通过不可控电路、半可控电路或全控电路实现整流的，隔离保护模块202用以将该强电的直流电流信号转化为弱电的脉冲电压信号，隔离保护模块202可以是光耦或A/D转换器。其中，整流模块201与隔离保护模块202以任意顺序构成串联，该串联的一端与温控器1连接，另一端与零线连接。

进一步地，当隔离保护模块202为光耦时，不仅可以将强电的直流电流信号转换为弱电的脉冲电压信号，也可以起到强弱电隔离的作用，增加了电路的安全性。

进一步地，该串联中还包括有第一限流模块203，该第一限流模块203与整流模块201以及隔离保护模块202以任意顺序构成串联，用以限制通过该串联的最大电流，对该电路进行保护。

进一步地，该脉冲电压信号可以为方波信号。通过检测方波信号来判断是否应该注水，相比于检测温度传感器发送的模拟信号，在调试以及书写软件时更加简单。

检测单元3与转换单元2连接，用以获取转换单元2发送的脉冲电压信号，并根据该边冲电压信号的变化，判断是否要向锅炉内注水。

具体地，检测单元3内包含有二进制数字信号转换模块301以及判断模块 302，其中，二进制数字信号转换模块301与转换单元2连接，用以将获取到的脉冲电压信号转换为相应的二进制数字信号，该二进制的数字信号的变化反应了脉冲电压信号的变化。判断模块302与二进制数字信号转换模块302连接，用以根据该二进制数字信号的变化，判断是否向锅炉内注水。其中，二进制数字信号转换模块301与判断模块302之间可以相互独立，也可以作为一个整体，在此不做进一步限定。

进一步地，检测单元3中还包含滤波模块303与第二限流模块304，滤波模块303与第二限流模块304设置在转换单元2与二进制数字信号转换模块301 之间，其中，滤波模块303用以对该脉冲电压信号滤波，以滤除干扰信号，第二限流模块304用以限制通过二进制数字信号转换模块301的最大电流，对注水检测电路进行保护。

在实际工作时，当温控器1检测到锅炉的温度达到指定阈值后，切断注水检测电路的电流信号，此时转换单元2无法获取电流信号，即无法将电流信号转换为脉冲电压信号，检测单元3中的二进制数字信号转换模块301也无法接收到脉冲电压信号，即无法将该脉冲电压信号转换为数字信号，然后判断模块 302也无法接收到数字信号，判断需要向锅炉内注水。其中，判断模块302可以设置在指定时长内未接收到数字信号后，判断需要向锅炉内注水，该指定时长可以根据实际生产过程中的具体情况设定，可以设定为1秒等。

具体地，软件检测原理如图4所示，可以通过干烧计时器对是否该进行注水检测进行判断。例如可以设在干烧计时器中，指定时长为变量HeatCnt，开始工作后，设HeatCnt＝0，并随着时间的增长，HeatCnt也同时增长。当检测到方波信号时，干烧计时器将HeatCnt恢复至0，并重复上述步骤；当未检测到方波信号时，判断HeatCnt的值是否大于或等于1S，如果否，则令HeatCnt继续随时间增长而增长；如果是，则判断方波信号消失，由处理器对锅炉内进行注水。

额外地，在判断模块302判断需要向锅炉内注水后，可以通过判断模块302 自身驱动水泵进行注水，也可以将该信号传送器其他驱动单元，驱动水泵进行注水，在此不做具体限定。

在一个实施例中，注水检测电路中还包括有加热单元4。加热单元4与温控器1连接，用以对锅炉的加热，并且在温控器1切断电流信号后，停止对锅炉的加热，以防止锅炉过热的情况发生。其中，加热单元4可以是电阻丝等可以将电能转化为热能的电气元件，加热单元4可以设置在锅炉底部，以使锅炉整体的加热更加均匀。

具体地，加热单元4一端与温控器1连接，另一端通过熔断体与零线连接。其中，温控器1在此作为缺水干烧检测同步保护使用，即锅炉内温度达到指定阈值后，切断电流信号，熔断体作为加热不跳断异常保护，即锅炉内温度已超过指定阈值后温控器1异常工作仍没有切断电流时，熔断体进行切断电流信号。其中，温控器1切断电流信号时所对应的温度的指定阈值小于熔断体切断电流信号时所对应的温度的指定阈值，例如将温控器1切断电流信号时对应的温度的指定阈值设置在110-170℃区间，将熔断体切断电流信号时对应的温度的指定阈值设置在130-195℃之间且大于温控器1对应的温度的指定阈值。

进一步地，可以将温控器1切断电流时对应的温度的指定阈值设置在 125-135℃之间，将熔断体切断电流时对应的温度的指定阈值设置在185-195℃之间，可以在保证锅炉温度不会上升到危险数值的情况下，更好的适应锅炉的正常工作。

具体地，加热单元4一端与温控器1连接，另一端与熔断体连接的同时，在温控器1与加热单元4之间引出导线，用以连接转换单元2。

如图2所示，本申请实施例公开了一种注水检测电路，包括与温控器1连接的转换单元2，与转换单元2连接的检测单元3，其中，温控器1的一端与火线连接。

转换单元2包括将获取的强电的交流电流信号转换成强电的直流电流信号的第一二极管D1，将该强电的直流电流信号转换成弱电的脉冲电压信号的光耦 U1，用以限制电流大小的第一限流电阻R1以及用以保护光耦U1、防止光耦U1 中的发光二极管反向电压过高的第二二极管D2。其中，经第一二极管D1转换之前的强电的交流电流信号如图5a所示，经第一二极管D1转换后的强电的直流电流信号如图5b所示，经光耦U1转换之后的弱电的脉冲电压信号如图5c所示，光耦U1输入端阳极连接温控器1的另一端，光耦U1输入端阴极连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第一限流电阻R1，第一限流电阻 R1连接零线，第二二极管D2的阳极连接光耦U1输入端阴极，第二二极管D2 的阴极连接光耦U1输入端阳极。其中，光耦U1也可以起到强弱电隔离的效果，将强电的直流电流信号与弱电的脉冲电压信号隔离。需要注意的是，光耦U1、第一二极管D1与第一轮限流电阻R1之间也可以以其他连接顺序构成串联，该串联的连接顺序并不对本申请实施例的效果构成影响。

检测单元3包括用以上拉的上拉电阻R3,用以限流的第二限流电阻R2，用以滤波的电容C1，用以将转换单元2发送的脉冲电压信号转换为二进制数字信号的处理器MCU1，用以根据所述处理器MCU1发出的二进制数字信号的变化判断是否要向锅炉内注水的处理器MCU2，其中，MCU1与MCU2可以是相互独立的，也可以是一个整体。转换单元2中的光耦U1的输出端集电极与第二限流电阻R2连接，第二限流电阻R2与处理器MCU1连接，处理器MCU1与处理器MCU2连接；光耦U1的输出端集电极还与电容C1一端连接，电容C1另一端接地；光耦U1的输出端集电极还与上拉电阻R3的一端连接，上拉电阻R3 的另一端输出5V信号；光耦U1的输出端发射极接地。

具体地，第一二极管D1与第二二极管D2可以选用1N4007，光耦U1可以选用PC817光耦，第一限流电阻R1阻值的范围可以在100K-150K之间，上拉电阻R3阻值可以为10K，第二限流电阻R2的阻值可以为10K，

具体地，该注水检测电路中可以包含加热单元4，加热单元4包括用以向锅炉提供热能的电阻丝R4，还包括用以在温控器1出现故障时，保护电路的熔断体FU。其中，电阻丝R4的一端与温控器1的另一端连接，电阻丝R4的另一端与熔断体FU的一端连接，熔断体FU的另一端与零线连接。

如图3所示，本申请的实施例公开了一种烹饪器具，包括：

提供电源的电源模块，与电源模块连接的处理器MCU101和处理器 MCU201，与处理器MCU201连接的显示模块、按键模块以及声音模块，与处理器MCU101连接的加热驱动模块、腔体温度检测模块、水泵模块以及炉门检测模块，与加热驱动模块连接的加热模块，以及与处理器MCU101连接的，并根据上述任一实施例中所述的一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路构成的注水检测模块。其中，该加热模块与上述任一实施例中所述的加热单元可以为同一结构也可以为不同结构，在此不做进一步限定。该处理器MCU101与处理器MCU201可以是相互独立的，也可以是一个整体。另外，处理器MCU101 与上述任一实施例中所述的处理器MCU1可以为同一个处理器，也可以为不同的处理器，处理器MCU201与上述任一实施例中所述的处理器MCU2可以为同一个处理器，也可以为不同的处理器，在此不做进一步限定。

具体地，电源模块通过开关电源电路和DC/DC电路将220V市电整流、降压、稳压为电控系统使用的12VDC和5VDC直流弱电,供应后级处理器MCU101、处理器MCU201以及加热模块等电路使用。

处理器MCU101用于各类传感信号的采集和各种负载的驱动控制，处理器 MCU201用于各种信号的分析处理和逻辑运行，处理器MCU101和处理器 MCU201之间通过串口进行数据交换，处理器MCU101将检测到的炉门开关信息、腔体温度AD信息，注水检测开关信息等上行传送到处理器MCU201，供处理器MCU201进行逻辑分析和计算，进而发送出下行数据，控制加热模块加热和水泵模块启停。

按键模块用于接受用户输入的信息，将用户设定信息传递给处理器MCU201 进行分析和控制，分析后的数据通过显示模块进行显示和通过串口将信息传递给处理器MCU101进行负载控制

炉门模块将实时的采集炉门的开闭信息，打开状态和闭合状态以0和1的逻辑信息传递给处理器MCU101。

腔体温度检测模块以高低温分区AD采集技术，将温度传感器模拟数据(电压)转换成16进制数字数据，采集到高温区数据和低温区数据

水泵模块和加热模块，将处理器MCU101传递来的开关信号，转换成具体电流信号，关闭或开启水泵和加热器

注水检测模块，将锅炉干烧温度信号转换成温控器电流信号，经过检测电路转换成方波电压信号，传达给处理器MCU101，处理器MCU101经过运算转换成数字信号0和1，通过串口将数字信号传递给处理器MCU201，处理器 MCU201经过逻辑运算判定，驱动水泵工作，由水泵进行对锅炉的注水。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种烹饪器具的蒸汽发生器的注水检测电路，所述烹饪器具包括烹饪腔、向所述烹饪腔内提供蒸汽的蒸汽发生器、向所述蒸汽发生器供水的水泵、设置在所述蒸汽发生器上的温控器以及控制芯片，其特征在于，所述注水检测电路包括：

转换单元，连接所述温控器，用以获取电流信号，并将所述电流信号转换为电压信号，其中，所述温控器用以在所述蒸汽发生器的温度达到指定阈值时，改变所述电流信号；

检测单元，连接所述转换单元，用以获取所述电压信号，并根据所述电压信号的变化，判断是否需要向所述蒸汽发生器内注水。

2.如权利要求1所述的注水检测电路，其特征在于，所述电流信号为强电的交流电流信号，所述电压信号为弱电的脉冲电压信号；

所述转换单元包括：

整流模块，用以获取所述强电的交流电流信号，并将所述强电的交流电流信号转换为强电的直流电流信号；

隔离保护模块，用以获取所述强电的直流电流信号，并将所述强电的直流电流信号转换为所述弱电的脉冲电压信号。

3.如权利要求2所述的注水检测电路，其特征在于，所述弱电的脉冲电压信号为方波信号。

4.如权利要求2所述的注水检测电路，其特征在于，所述温控器的一端连接火线，所述整流模块和所述隔离保护模块以任意顺序构成串联，所述串联的一端连接所述温控器的另一端，所述串联的另一端连接零线。

5.如权利要求4所述的注水检测电路，其特征在于，所述串联中还包括第一限流模块，用以限制通过所述串联的最大电流。

6.如权利要求2所述的注水检测电路，其特征在于，所述整流模块包括第一二极管，用以获取所述强电的交流电流信号，并将所述强电的交流电流信号转换为强电的直流电流信号；

所述隔离保护模块包括光耦，用以获取所述强电的直流电流信号，并将所述强电的直流电流信号转换为所述弱电的脉冲电压信号。

7.如权利要求6所述的注水检测电路，其特征在于，所述隔离保护模块还包括第二二极管，用以保护所述光耦的发光二极管；

其中，所述第二二极管的阴极与所述光耦的输入端阳极相连接，所述第二二极管的阳极与所述光耦的输入端阴极相连接。

8.如权利要求2所述的注水检测电路，其特征在于，所述温控器包括突跳式温控器，用以在所述蒸汽发生器内的温度达到指定阈值时，切断所述电流信号；

所述检测单元具体用以当所述脉冲电压信号的变化表明所述电流信号已被切断时，确定需要向所述蒸汽发生器内注水。

9.如权利要求2所述的注水检测电路，其特征在于，所述检测单元包括：

二进制数字信号转换模块，用以将所述脉冲电压信号转换为相应的二进制数字信号，所述相应的二进制数字信号的变化反映了所述脉冲电压信号的变化；

判断模块，连接所述二进制数字信号转换模块，用以根据所述相应的二进制数字信号的变化，判断是否需要向所述蒸汽发生器内注水。

10.如权利要求9所述的注水检测电路，其特征在于，所述检测单元还包括：

连接于所述转换单元与所述二进制数字信号转换模块之间的以下至少一种模块：

滤波模块，用以对所述脉冲电压信号滤波，以滤除干扰信号；

第二限流模块，用以限制通过所述二进制数字信号转换模块的最大电流。