CN209820641U - 一种电磁感应测温电路及感应测温装置和烹饪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁感应测温电路，包括磁电转换子电路、检测子电路、驱动子电路和微处理器；磁电转换子电路的输出端与检测子电路的输入端电连接；检测子电路的输出端与微处理器的第一输入端电连接；微处理器的输出端与驱动子电路的输入端电连接；驱动子电路的输出端与磁电转换子电路的输入端电连接。本实用新型还公开了一种感应测温装置，包括上述的电磁感应测温电路；还公开了一种烹饪装置，包括上述的感应测温装置。本实用新型通过磁电转换子电路得到交变磁场，再经过分析检测子电路得到检测信号，微处理器通过检测信号得到加热温度变化情况。本实用新型结构简洁，反应迅速，能实时检测检测子电路中的电信号并真实反应加热温度变化情况。

Description

一种电磁感应测温电路及感应测温装置和烹饪装置

技术领域

本实用新型涉及测温技术领域，更具体地，涉及一种具有驱动功能的电磁感应测温电路。同时，本实用新型还涉及一种带有电磁感应测温电路的感应测温装置和烹饪装置。

背景技术

目前测温技术领域，仅通过热敏检测元件采集温度信号，再通过A/D模数转换器将采集到的温度信号转换成数字信号，以供微处理器读取温度，这种方式，不仅检测精度较低，而且电路成本相对较高。

实用新型内容

本实用新型克服了现有测温技术的缺陷，提供了一种新的具有驱动功能的电磁感应测温电路。本实用新型结构简洁，反应迅速，能实时检测振荡电路的电磁信号并真实反应被测的电加热模块的温度变化情况。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种通过电磁感应的电磁感应测温电路，所述的电磁感应测温电路通过电磁感应原理对电加热模块进行温度测量，所述的测温电路包括磁电转换子电路、检测子电路、驱动子电路和微处理器，其中，

所述的磁电转换子电路用于将电能转换为磁能，得到电磁信号；

所述的检测子电路用于对磁电转换子电路的电信号进行检测，得到检测信号；

所述的微处理器用于分析检测子电路的检测信号和输出脉冲信号；

所述的驱动子电路用于将微处理器的脉冲信号进行放大，得到驱动信号，驱动信号用于驱动磁电转换子电路；

其连接关系如下：

所述的磁电转换子电路的输出端与检测子电路的输入端电连接；

所述的检测子电路的输出端与微处理器的输入端电连接；

所述的微处理器的输出端与驱动子电路的输入端电连接；

所述的驱动子电路的输出端与磁电转换子电路的输入端电连接。

在一种优选的方案中，所述的磁电转换子电路包括电容和电感，其中，

所述的电感的一端作为磁电转换子电路的输入端，电感的另一端与电容的一端电连接；

所述的电容的另一端作为磁电转换子电路的输出端。

在一种优选的方案中，所述的驱动子电路包括放大子电路和功率放大子电路，其中，

所述的放大子电路用于提供对电流和电压进行提升，放大子电路的输入端作为驱动子电路的输入端；

放大子电路的输出端与功率放大子电路的输入端电连接；

功率放大子电路的输出端作为驱动子电路的输出端。

本优选方案中，放大子电路用于提高驱动子电路的增益，兼顾放大电压和放大功率的问题。

在一种优选的方案中，所述的放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一NPN型三极管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一NPN型三极管的基极电连接；

所述的第一NPN型三极管的发射极接地；

所述的第一NPN型三极管的集电极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一NPN型三极管的集电极作为放大子电路的输出端。

在一种优选的方案中，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二NPN型三极管和第一PNP型三极管，其中，

所述的第二NPN型三极管的基极作为功率放大子电路的输入端，第二NPN型三极管的发射极与第一PNP型三极管的发射极电连接；

所述的第一PNP型三极管的集电极接地；

所述的第二NPN型三极管的集电极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二NPN型三极管的发射极作为功率放大子电路的输出端。

在一种优选的方案中，放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一NPN型达林顿管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一NPN型达林顿管的基极电连接；

所述的第一NPN型达林顿管的发射极接地；

所述的第一NPN型达林顿管的集电极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一NPN型达林顿管的集电极作为放大子电路的输出端。

在一种优选的方案中，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二NPN型达林顿管和第一PNP型达林顿管，其中，

所述的第二NPN型达林顿管的基极作为功率放大子电路的输入端，第二NPN型达林顿管的发射极与第一PNP型达林顿管的发射极电连接；

所述的第一PNP型达林顿管的集电极接地；

所述的第二NPN型达林顿管的集电极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二NPN型达林顿管的发射极作为功率放大子电路的输出端。

本优选方案中，达林顿管相对于晶体管有更高的电流驱动能力。

在一种优选的方案中，所述的放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一P沟道型MOS管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一P沟道型MOS管的栅极电连接；

所述的第一P沟道型MOS管的漏极接地；

所述的第一P沟道型MOS管的源极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一P沟道型MOS管的源极作为放大子电路的输出端。

在一种优选的方案中，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二P沟道型MOS管和第一N沟道型MOS管，其中，

所述的第二P沟道型MOS管的栅极作为功率放大子电路的输入端，第二P沟道型MOS管的漏极与第一N沟道型MOS管的源极电连接；

所述的第一N沟道型MOS管的漏极接地；

所述的第二P沟道型MOS管的源极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二P沟道型MOS管的漏极作为功率放大子电路的输出端。

本优选方案中，MOS管相对于晶体管有效抑制“零点漂移”现象。

本专利还提供了一种感应测温装置， 所述感应测温装置包括上述的电磁感应测温电路，还包括能够感应磁电转换子电路所产生的电磁信号的感温层。

所述微处理器包括与检测子电路连接用以接收、检测检测子电路中电信号的检测分析模块。

所述感温层由坡莫合金或精密合金材料制成。

所述感应测温装置还包括温度调节装置，所述微处理器还包括控制模块，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与温度调节装置连接，所述控制模块根据检测分析模块的检测结果并通过温度调节装置调节感温装置的温度大小。

本专利还提供了一种烹饪装置，所述烹饪装置设有上述感应测温装置。

所述烹饪装置为燃气灶、电磁炉、电饭锅或压力锅。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型结构简洁，反应迅速，能实时检测振荡电路的电磁信号并真实反应被测的电加热模块的温度变化情况，且能快速提供符合需求的驱动电流。

附图说明

图1为实施例的模块电路图。

图2为实施例1的部分电路图。

图3为实施例2的部分电路图。

图4为实施例3的部分电路图。

图5为实施例4的结构示意图。

标号说明：51.炉头、52.炉架、53.面板、54.控制阀、55.进气管、57.电磁感应测温电路中的电感、4.锅具、5.燃气灶。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种具有负反馈功能的电磁感应测温电路，包括电感、电容、检测子电路、驱动电路和微处理器，其中，

微处理器的输出端与驱动电路的输入端电连接；

驱动电路的输出端与电感的一端电连接；

电感的另一端与电容的一端电连接；

电容的另一端与检测子电路的输入端电连接；

检测子电路的输出端与微处理器的输入端电连接。

其中，如图2所示，驱动电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q3，其中，

电阻R1的一端作为驱动电路的输入端，电阻R1的另一端与NPN型三极管Q3的基级电连接；

NPN型三极管Q1的集电极与电阻R2的一端电连接；

电阻R2的另一端接电源；

NPN型三极管Q3的发射极接地；

NPN型三极管Q3的集电极与NPN型三极管Q1的基级电连接；

NPN型三极管Q3的集电极与PNP型三极管Q2的基级电连接；

NPN型三极管Q1的集电极与电阻R3的一端电连接；

电阻R3的另一端接电源；

NPN型三极管Q1的发射级与PNP型三极管Q2的发射级电连接；

PNP型三极管Q2的集电极接地；

PNP型三极管Q2的发射级作为功率放大电路的输出端。

实施例2

如图3所示，驱动电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、NPN型达林顿管TR1、PNP型达林顿管TR2、NPN型达林顿管TR3，其中，

电阻R1的一端作为驱动电路的输入端，电阻R1的另一端与NPN型达林顿管TR3的基级电连接；

NPN型达林顿管TR1的集电极与电阻R2的一端电连接；

电阻R2的另一端接电源；

NPN型达林顿管TR3的发射极接地；

NPN型达林顿管TR3的集电极与NPN型达林顿管TR1的基级电连接；

NPN型达林顿管TR3的集电极与PNP型达林顿管TR2的基级电连接；

NPN型达林顿管TR1的集电极与电阻R3的一端电连接；

电阻R3的另一端接电源；

NPN型达林顿管TR1的发射级与PNP型达林顿管的TR2的发射级电连接；

PNP型达林顿管TR2的集电极接地；

PNP型达林顿管TR2的发射级作为功率放大电路的输出端。

实施例3

如图3所示，驱动电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、P沟道型MOS管M1、N沟道型MOS管M2、P沟道型MOS管M3，其中，

电阻R1的一端作为驱动电路的输入端，电阻R1的另一端与P沟道型MOS管M3的栅级电连接；

P沟道型MOS管M3的源极与电阻R2的一端电连接；

电阻R2的另一端接电源；

P沟道型MOS管M3的漏极接地；

P沟道型MOS管M3的源极与P沟道型MOS管M1的栅级电连接；

P沟道型MOS管M3的源极与N沟道型MOS管M2的栅级电连接；

P沟道型MOS管M1的源级与电阻R3的一端电连接；

电阻R3的另一端接电源；

P沟道型MOS管M1的漏级与N沟道型MOS管M2的源级电连接；

N沟道型MOS管M2的漏极接地；

N沟道型MOS管M2的源级作为功率放大电路的输出端。

实施例的工作过程：

由电感和电容组成的磁电转换电路将电能转成的电磁信号电磁信号。检测子电路对磁电转换子电路的电压或电流等电信号进行分压整流，得到检测信号。微处理器用于分析检测子电路的检测信号，驱动电路用于将微处理器的脉冲信号进行放大，得到驱动电流，驱动电流用于驱动磁电转换电路。

实施例4

本专利还提供了一种烹饪装置，如燃气灶，包括燃气灶5和置于燃气灶5上方的烹饪器具4，该烹饪器具优选为锅具4，所述燃气灶5包括炉头51、炉架52、面板53、进气管55和控制阀54，面板53上设有安装孔，炉头51设于安装孔内，炉架52设于面板53上，炉架52与炉头51呈同心圆排布，即炉架52设于炉头51的外围，用以支撑被加热物体。所述进气管55与炉头51连通，用以为燃气供应提供管道，所述进气管55上设有控制阀54，即温度调节装置，该控制阀54可以是电磁阀或其他具有调节燃气气流大小功能的阀。所述电磁感应测温电路中的电感57优选地固定在炉头51上方或下方。

作为另一优选实施例，所述锅具4上设有能够感应磁电转换子电路所产生的电磁信号的感温层41。所述感温层41既可以做成锅具整体，也可以作为锅具的一部分，通过铆接、焊接、熔射、印刷等方法使其与锅具主体复合在一起。当感温层11设置在锅具1底部时，其既可以单独组成锅具4底部，也可以复合在锅具4底部，成为锅具4底部的一部分，就其复合位置而言，感温层41既可以位于锅具4底部的上表面，也可以位于锅具4底部的下表面。所述锅具底部，即锅底部分既可以为单层设计，也可以为复合式设计，比如，锅底是由铝板、钢板、铜板或铁板中的一个或多个复合在一起形成的。当锅具4底部为复合设计时，所述感温层41还可以设于锅底上表面和下表面之间。当然，对于立体加热而言，所述感温层也可以设置在锅身部位。

另外的，所述感温层41也可以与锅具41分别设置，比如感温层41作为一个独立的部件设置在炉架上，然后在感温层上放置锅具等器皿。

所述感温层41具有高磁导率，所述感温层41为铁磁性或亚铁磁性材料制成，比如坡莫合金、精密合金，其磁导率在居里点时，会突降至零或接近零，所谓坡莫合金即铁镍合金，所述感温层41磁导率优选为2000～200000H/m，电阻率优选为30～130μΩ·cm。

就本实施例而言，所述精密合金材料优选为精密合金4J36（上海凯冶金属制品有限公司生产）或精密合金4J32（上海凯冶金属制品有限公司生产），所述感温层41厚度优选为0.1至3毫米，本实施例为1.5毫米。

所述感温层41呈片状结构，复合在锅具4的底部，也可以由粉末状或颗粒状的精密合金材料组成，并附着在锅具4底部。

对本专利来说，显然凡是具备以上电阻率或铁磁性随温度变化而变化的感温层材料均可以适用于本专利，本实施例优选使用的坡莫合金或精密合金材料的居里点温度在30摄氏度至500摄氏度之间精密合金材料，进一步优选居里点温度在70摄氏度至400摄氏度之间的精密合金材料，就精密合金材料的种类而言，本实施优选使用如下合金材料：

所谓坡莫合金又称铁镍合金，其中铁的含量为35～70%，进一步优选为63～67%，镍的含量30～65%，进一步优选为37～58%。铁镍合金具有高磁导率，且在居里点会突降至接近真空磁导率。

所述电磁感应测温电路、感温层41组成感应测温装置。

所述电磁感应测温电路的微处理器包括与所述检测子电路连接用以接收、检测检测子电路中电信号的检测分析模块，所述电信号可以是电压或电流等。

所述微处理器还包括控制模块，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与控制阀54等类似的温度调节装置连接，所述控制模块根据检测分析模块的检测结果并通过温度调节装置调节感温装置的温度大小。具体来说，所述磁电转换电路将电能转换为磁能，产生电磁信号，并作用于感温层，所述电磁信号与感温层作用并被感温层损耗衰减，磁电转换子电路和检测子电路中的电流、电压等电信号随感温层温度的变化而变化，并形成特定对应关系，即通过检测磁电转换子电路或检测子电路中电信号的变化即可推知感温层的温度。

在测温的基础上，本专利还能够实现对温度的控制，以电压信号为例，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与控制阀连接，检测分析模块检测出检测子电路中的电压信号后，经对比判断是否超出初始设定的最低或最高值，当超出范围时，控制模块将调节温度调节装置，即控制阀，控制燃气量大小，最终调节烹饪装置的火力大小，从而达到调节感温层41温度的作用；当未超出范围，将保持当前的火力，从而保证感温层的温度维持在一定区间。

上述烹饪装置除了燃气灶外，还可以是电磁炉、电饭锅、压力锅等。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电磁感应测温电路，其特征在于，所述的测温电路包括磁电转换子电路、检测子电路、驱动子电路和微处理器，其中，

所述的磁电转换子电路用于将电能转换成磁能，得到电磁信号；

所述的检测子电路用于对磁电转换子电路的电信号进行检测，得到检测信号；

所述的微处理器用于分析检测子电路的检测信号和输出脉冲信号；

所述的驱动子电路用于将微处理器的脉冲信号进行放大，得到驱动信号，驱动信号用于驱动磁电转换子电路；

其连接关系如下：

所述的磁电转换子电路的输出端与检测子电路的输入端电连接；

所述的检测子电路的输出端与微处理器的输入端电连接；

所述的微处理器的输出端与驱动子电路的输入端电连接；

所述的驱动子电路的输出端与磁电转换子电路的输入端电连接；

所述的磁电转换子电路包括电容和电感，

所述的电感的一端作为磁电转换子电路的输入端，电感的另一端与电容的一端电连接；

所述的电容的另一端作为磁电转换子电路的输出端；

所述的驱动子电路包括放大子电路和功率放大子电路，

所述的放大子电路用于提供对电流和电压进行提升，放大子电路的输入端作为驱动子电路的输入端；

放大子电路的输出端与功率放大子电路的输入端电连接；

功率放大子电路的输出端作为驱动子电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一NPN型三极管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一NPN型三极管的基极电连接；

所述的第一NPN型三极管的发射极接地；

所述的第一NPN型三极管的集电极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一NPN型三极管的集电极作为放大子电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二NPN型三极管和第一PNP型三极管，其中，

所述的第二NPN型三极管的基极作为功率放大子电路的输入端，第二NPN型三极管的发射极与第一PNP型三极管的发射极电连接；

所述的第一PNP型三极管的集电极接地；

所述的第二NPN型三极管的集电极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二NPN型三极管的发射极作为功率放大子电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一NPN型达林顿管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一NPN型达林顿管的基极电连接；

所述的第一NPN型达林顿管的发射极接地；

所述的第一NPN型达林顿管的集电极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一NPN型达林顿管的集电极作为放大子电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二NPN型达林顿管和第一PNP型达林顿管，其中，

所述的第二NPN型达林顿管的基极作为功率放大子电路的输入端，第二NPN型达林顿管的发射极与第一PNP型达林顿管的发射极电连接；

所述的第一PNP型达林顿管的集电极接地；

所述的第二NPN型达林顿管的集电极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二NPN型达林顿管的发射极作为功率放大子电路的输出端。

6.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的放大子电路包括第一电阻、第二电阻和第一P沟道型MOS管，其中，

所述的第一电阻的一端作为放大子电路的输入端，第一电阻的另一端与第一P沟道型MOS管的栅极电连接；

所述的第一P沟道型MOS管的漏极接地；

所述的第一P沟道型MOS管的源极与第二电阻的一端电连接；

所述的第二电阻的另一端接电源；

所述的第一P沟道型MOS管的源极作为放大子电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的测温电路，其特征在于，所述的功率放大子电路包括第三电阻、第二P沟道型MOS管和第一N沟道型MOS管，其中，

所述的第二P沟道型MOS管的栅极作为功率放大子电路的输入端，第二P沟道型MOS管的漏极与第一N沟道型MOS管的源极电连接；

所述的第一N沟道型MOS管的漏极接地；

所述的第二P沟道型MOS管的源极与第三电阻的一端电连接；

所述的第三电阻的另一端接电源；

所述的第二P沟道型MOS管的漏极作为功率放大子电路的输出端。

8.一种感应测温装置，其特征在于，所述感应测温装置包括权利要求1至7任一所述的电磁感应测温电路，还包括能够感应磁电转换子电路所产生的电磁信号的感温层。

9.根据权利要求8所述的感应测温装置，其特征在于，所述感应测温装置包括与检测子电路连接用以接收、检测检测子电路中电信号的检测分析模块。

10.根据权利要求8所述的感应测温装置，其特征在于，所述感温层由坡莫合金或精密合金材料制成。

11.根据权利要求9所述的感应测温装置，其特征在于，所述感应测温装置还包括温度调节装置，所述微处理器还包括控制模块，所述控制模块的输入端与检测分析模块连接，输出端与温度调节装置连接，所述控制模块根据检测分析模块的检测结果并通过温度调节装置调节感温装置的温度大小。

12.一种烹饪装置，其特征在于，所述烹饪装置设有权利要求8至11中任一所述感应测温装置。

13.根据权利要求12所述的烹饪装置，其特征在于，所述烹饪装置为燃气灶、电磁炉、电饭锅或压力锅。