一种电磁发热的烤肉炉判断所烤肉的生熟程度的方法与流程

本发明涉及电磁炉领域技术，尤其是指一种电磁发热的烤肉炉判断所烤肉的生熟程度的方法。

背景技术：

以电磁场直接换能的发热装置，以下称为“电磁炉”。电磁炉的应用广泛，其中有以电磁发热的烤肉炉。传统的电阻发热式烤肉炉，其烤肉的发热片一般是由铝压铸成形，底部或内部连结到发热体，而一般的发热体是以数毫米直径的铜管包装发热电阻线制成，发热片的面积与发热体的横切面面积比很大，要均衡地使发热片加热比较困难，一般方案是加大发热片的体积，用较大的热容，平均热能去克服。

与传统的电阻发热式烤肉炉比较，电磁炉的换能方式是发热片直接将电磁波吸收，由本身的涡流产生热能，其换能效率一般超过90％，电磁波覆盖面积很大，发热片可均衡发热，可以用较轻的重量，达到均衡传导所需热能到烤肉的目的。

正因为两者存在基本的分别，电磁发热式烤肉炉存在多个特性：

1、高效率的换能，发热片吸收电磁波产生涡流直接发热。

2、发热片的体积视乎能否吸收最大功率时的电磁波，以及能够不饱和地换能，按此原理所达至的重量下限，相较于传统的电阻发热式烤肉炉细小，可大大节省成本。

3、发热片的重量(mg)×物料的比热容(sg)×发热片的温度(tg)，是发热片所存的热能。在重量及比热容不变的情况下，温度是所存能量的线性关系。

4、在烤肉的情况下，输入能量减去发热片所存的能量，便是传导到肉的能量。

5、因此，量度发热片的温度轨迹，便可以知道所烤肉所吸收的能量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电磁发热的烤肉炉判断所烤肉的生熟程度的方法，其不需要外加传感器得知烤肉的生熟度。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种电磁发热的烤肉炉判断所烤肉的生熟程度的方法，采用电磁发热的烤肉炉，烤肉炉有换能线圈及其与之连接的驱动变流器、igbt模块以及与换能线圈构成lc谐振电路的谐振电容，电磁发热烤肉炉的换能是基于每次igbt被脉冲触发，脉冲将igbt模块的g极充电，使igbt模块导通，电流从电源经过lc并联电路，再经igbt模块的d极致s极到地；电流将以磁能量储存在l线圈中；当磁能量被良好导磁的发热片吸收，会由涡流产生热力；当脉冲完毕，igbt模块的电流截止；未被吸收的能量，为电容充电；lc并联谐振决定电路电压的截止时段长度；烤肉炉换能周期包括触发与截止时段；换能是以每秒2-3万次的频率操作；正因为能量被发热片完整地吸收，所以效率非常高，电源所提供的能量，除了基本的如igbt的电子开关损耗，电路的铜耗铁耗，90％以上都传导到发热片上；发热片的重量(mg)×物料的比热容(sg)×发热片的温度(tg),是发热片所存的热能；在重量及比热容不变的情况下，发热片的温度是所存能量的线性关系；在空载的情况下，电源所提供的能量视为等同于发热片所存的能量，而此能量从量度发热片的温度而得知；而在负载的情况下，电源所提供的能量视为等同于发热片所存的能量加上烤肉所吸收的能量，而烤肉所吸收的能量从量度发热片的温度计算得知；从了解烤肉时所吸收能量的变化，预知所烤的肉的生熟程度；在烤肉前，发热片预热到某温度，使发热片接触到被烤的肉时，能快速地将肉接触发热片的一面结焦，以锁死血水；在接触时肉表层的热能：表层重量×肉比热容×温度会与已预热的发热片的能量以传导方式交换；交换后的等效热能，从量度发热片的温度得知；在烤肉过程中，随着肉中未气化的血水渐渐减少，将水分气化所需的能量减少，脱水的肉表层厚度增加，而脱水后肉的蛋白质与脂肪的传热能力改变，发热片温度上升轨迹不同；过程中，肉的生熟度由生、半生熟、中等熟、较熟、或全熟变化，量度输入电能，与发热片温度的变化，减去已知的固定系统损耗及不同发热片温度对环境的热损耗，不需要外加传感器即可计算烤肉的生熟程度。

优选的，所述电磁发热的烤肉炉包括一个带有固定发热片的电磁炉。

优选的，所述电磁炉装置包括两个发热片面上下相向、可同时加热肉的两面的电磁炉。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

本发明通过上述量度所烤肉的生熟程度的方法，不需要外加传感器得知烤肉的生熟度。正是通过上述方法，使烤肉炉能更有效地应用电磁发热技术，简易地利用电磁发热的特性，完善烤肉炉的智能化。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的总体电气原理框图；

图2是本发明之较佳实施例中烤肉时固定发热片的温度图；

图3是本发明之较佳实施例烤肉时能量的吸收轨迹及生熟程度图；

图4是本发明之较佳实施例烤肉工作示意图；

图5是本发明之较佳实施例另一种较佳实施例的烤肉工作示意图；

图6是本发明之较佳实施例的局部电路图。

具体实施方式

本发明揭示了一种电磁发热的烤肉炉判断所烤肉的生熟程度的方法，采用电磁发热的烤肉炉，烤肉炉有换能线圈及其与之连接的驱动变流器、igbt模块以及与换能线圈构成lc谐振电路的谐振电容，电磁发热烤肉炉的换能是基于每次igbt模块被脉冲触发，脉冲将igbt模块g极充电，使igbt模块导通，电流从电源经过lc并联电路，再经igbt模块的d极致s极到地。电流将以磁能量储存在l线圈中。当磁能量被良好导磁的发热片吸收，会由涡流产生热力。当脉冲完毕，igbt模块的电流截止。未被吸收的能量，会为电容充电。lc并联谐振决定了电路电压的截止时段长度。烤肉炉换能周期包括触发与截止时段。换能通常是以每秒2-3万次的频率操作。正因为能量被发热片完整地吸收，所以效率非常高，电源所提供的能量，除了基本的如igbt模块的电子开关损耗，电路的铜耗铁耗，90％以上都传导到发热片上。发热片的重量(mg)×物料的比热容(sg)×发热片的温度(tg),是发热片所存的热能。在重量及比热容不变的情况下，发热片的温度是所存能量的线性关系。在空载(没有烤肉)的情况下，电源所提供的能量可视为等同于发热片所存的能量，而此能量可从量度发热片的温度而得知。而在负载(烤肉)的情况下，电源所提供的能量可视为等同于发热片所存的能量加上烤肉所吸收的能量，而烤肉所吸收的能量也可以从量度发热片的温度计算而得知。从了解烤肉时所吸收能量的变化，可以预知所烤的肉的生熟程度。在烤肉前，发热片预热到某温度，使发热片接触到被烤的肉时，能快速地将肉接触发热片的一面结焦，以锁死血水。在接触时肉表层的热能：表层重量×肉比热容×温度(mm×sm×tm)会与已预热的发热片的能量以传导方式交换。交换后的等效热能，可以从量度发热片的温度得知。在烤肉过程中，随着肉中未气化的血水渐渐减少，将水分气化所需的能量减少，脱水的肉表层厚度增加，而脱水后肉的蛋白质与脂肪的传热能力改变，发热片温度(因为mg×sg不变,温度是发热片的能量)上升轨迹不同。过程中，肉的生熟度会由生、半生熟、中等熟、较熟、或全熟等变化，量度输入电能，与发热片温度的变化，减去已知的固定系统损耗，及不同发热片温度对环境的热损耗，不需要外加传感器便可计算烤肉的生熟程度。

所述电磁发热的烤肉炉包括一个带有固定发热片的电磁炉，如图1所示，所述的电磁炉具有换能线圈11及其与之连接的驱动变流器14、igbt模块13、以及与换能线圈11构成lc谐振电路的谐振电容12，发热装置的控制方法是基于测量所述lc谐振电路流经igbt模块13的电流，及所述lc谐振电路两端的电压，对该电流及电压进行分析后，根据分析结果控制驱动变流器14以安全的输出去驱动换能线圈11工作；其中，测量流经igbt模块13的电流是由换能线圈讯号检测器进行，对该电流的分析是单片机控制器504进行，驱动变流器14的单片机控制器504共同进行；所述换能线圈讯号检测器与单片机控制器504以及驱动变流器14相互连接。烤肉的生熟程度的判別方法是由发热片温度检测裝置102，101电压讯号检测装置和202电流讯号检测装置组成。

具体而言，上述方法中，将所述换能线圈11与谐振电容12形成并联后再与电流传感器201串联，再与所述igbt模块13连接，电流传感器201电流讯号检测装置连接202(其精度足够检测线圈电流值)，在换能线圈11两端并联一电压讯号检测装置101(其精度足够检测线圈的电压)；再将电流讯号检测装置202和电压讯号检测装置101分别与所述单片机控制器504连接。

图4是烤一块20mm厚的牛肉实测发热片温度。牛肉预热到43℃，而发热片预热到200℃。烤肉接触到发热片时，烤肉表面瞬间到达100℃，随即上升，而发热片170℃。发热片温度跟随图4变化，三分钟后实测肉的表面温为82℃，而肉心温度为58℃。

图5是烤一块20mm厚的牛肉时所吸收能量的计算值，肉接触发热片时吸收最大能量，表面瞬间到达100℃，使血水蒸发并形成焦。随着肉中未气化的血水渐渐减少，将水分气化所需的能量减少，脱水的肉表层厚度增加，热能的吸收进一步减少。整个吸热过程如图5。

结合图4、图5所示实施例，判断烤肉的生熟程度方法是基于将发热片温度检测装置102，电压讯号检测装置101其乘积得出电磁炉的输入功率，对时间积分后得出总能量输入，减去从发热片温度测量装置102所量到的温度tm，乘以其物料重量mm及比一热容sm，及减去已知的固定系统损耗，及不同发热片温度对环境的热损耗，得知烤肉所吸收的总能量。从能量的吸收轨迹，可判断烤肉的生熟程度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。