换能器和烹饪设备的制作方法

本实用新型涉及烹饪设备技术领域，具体的，涉及换能器和烹饪设备。

背景技术：

电磁炉等烹饪设备通过加热来实现食物的烹饪，目前人们发现超声振动能够提高食物的营养，但目前这种非热效应(非热效应是指电磁场通过使生物体温度升高的热作用以外的方式改变生理生化过程的效应，比如超声振动)并没有实现的方法，也就很难实现增强烹饪过程中食物的超声振动。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种换能器，该换能器可以将电能转换为机械能，当其应用于烹饪设备时，可使烹饪容器及食物产生超声振动，进而提高食物的口感和营养。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种换能器。根据本实用新型的实施例，所述换能器包括：壳体，所述壳体限定出容纳空间；振动杆，所述振动杆的一端伸入所述容纳空间中，并连接在所述壳体上，且所述振动杆的一部分由磁致伸缩材料形成，以形成伸缩段；磁场发生部件，所述磁场发生部件设置在所述容纳空间中，用于为所述磁致伸缩材料提供交变磁场；振动板，所述振动板可拆卸的连接在所述振动杆远离所述壳体的一端。发明人发现，磁致伸缩材料在交变磁场的作用下产生能量密度较高的超声振动，进而磁致伸缩材料的超声振动就会带动振动杆在与之相同的频率下振动，之后振动杆会将该超声振动传递到振动板上，并使振动板的振动频率与磁致伸缩材料的振动频率保持一致，最终使与振动板相接触的物体发生超声振动，实现电能向机械能的转换，比如，当该换能器应用于烹饪设备时，可设置振动板与烹饪容器相接触，如此，振动板的超声振动就可以传递到烹饪容器及其中的食物，使得烹饪容器及其中的食物发生超声振动，该超声振动可以使得食物产生空化效应，即使得食物产生局部高温和高压，有利于提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

可选的，所述壳体关于所述振动杆对称。

可选的，所述壳体包括底壁、侧壁和顶壁，所述底壁、侧壁和顶壁共同限定出封闭的所述容纳空间，所述振动杆穿过所述顶壁伸入所述容纳空间中，且所述顶壁由金属或金属合金材料形成。

可选的，所述换能器还包括：挡板，所述挡板设置在所述顶壁上方，所述振动杆穿过所述挡板；弹簧，所述弹簧设置在所述挡板和所述顶壁之间，且处于压缩状态。

可选的，所述振动板关于所述振动杆对称。

可选的，所述振动杆包括可拆卸连接的连接段和变幅段，所述连接段设置在所述容纳空间中，且所述伸缩段位于所述连接段上，所述变幅段设置在所述容纳空间外部。

可选的，伸缩段的长度为2～15毫米，变幅段的长度为12～90毫米。

在本实用新型另一方面，本实用新型提供了一种烹饪设备。根据本实用新型的实施例，包括前面所述的换能器。由此，通过该换能器，可使得用于该烹饪设备的烹饪容器及其中的食物发生超声振动，该超声振动可以使得食物产生空化效应，即使得食物产生局部高温和高压，有利于提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

可选的，所述烹饪设备还包括：频率跟踪系统，用于检测烹饪容器的本征频率；磁场频率调节组件，用于根据所述烹饪容器的本征频率调节所述磁场发生部件产生的交变磁场的频率。

可选的，所述烹饪设备为电磁炉，且所述电磁炉的加热线圈设置在所述换能器的壳体上方，所述振动杆穿过所述加热线圈的中心孔并向所述电磁炉面板的开口延伸，且所述换能器的振动板与所述烹饪容器的底部配合设置。

可选的，所述电磁炉还包括密封部件，所述密封部件用于密封所述电磁炉面板的开口和所述振动杆或所述振动板。

可选的，所述密封部件为硅胶密封圈。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例中换能器的结构示意图。

图2是本实用新型另一个实施例中换能器的结构示意图。

图3是本实用新型又一个实施例中换能器的结构示意图。

图4是本实用新型又一个实施例中换能器的结构示意图。

图5是本实用新型又一个实施例中换能器的结构示意图。

图6是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图7是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图8是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图9是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图10是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图11是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

图12是本实用新型又一个实施例中电磁炉的结构示意图。

附图标记：

10-壳体；11-容纳空间；12-底壁；13-侧壁；14-顶壁；20-振动杆；21-伸缩段；22-连接段；23-变幅段；30-磁场发生部件；40-振动板；50-挡板；60-弹簧；70-外接电路；80-电磁炉；81-加热线圈；811-加热线圈的中心孔；82-电磁炉面板；821-电磁炉面板的上表面；822-电磁炉面板的开口；90-控制电路；100-烹饪容器

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种换能器。根据本实用新型的实施例，参照图1，换能器包括：壳体10，壳体10限定出容纳空间11；振动杆20，振动杆20的一端伸入容纳空间11中，并连接在壳体10上，且振动杆20的一部分由磁致伸缩材料形成，以形成伸缩段21；磁场发生部件30，磁场发生部件30设置在容纳空间11中，用于为磁致伸缩材料提供交变磁场；振动板40，振动板40可拆卸的连接在振动杆20远离壳体10的一端。发明人发现，磁致伸缩材料在交变磁场的作用下产生能量密度较高的超声振动，进而磁致伸缩材料的超声振动就会带动振动杆在与之相同的频率下振动，之后振动杆会将该超声振动传递到振动板上，并使振动板的振动频率与磁致伸缩材料的振动频率保持一致，最终使与振动板相接触的物体发生超声振动，实现电能向机械能的转换，而且振动板的设置，可扩大振动面积，最终扩大与振动板相接处的物体的振动面积，以及振动的均匀性。比如，当该换能器应用于烹饪设备时，可设置振动板与烹饪容器相接触，如此，振动板的超声振动就可以传递到烹饪容器及其中的食物，且保证烹饪容器及其中的食物均可全部发生超声振动，该超声振动可以使得食物产生空化效应，即使得食物产生局部高温和高压，有利于提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

根据本实用新型的实施例，所述壳体的具体形状没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求进行灵活设计。在本实用新型的实施例中，壳体的形状包括但不限于圆柱形或直四棱柱等棱柱形等形状。由此，便于设计和制作。

根据本实用新型的实施例，为了提高振动的均匀性，可设计壳体关于振动杆对称。由此，磁致伸缩材料可位于壳体的中间位置，有利于提高振动的均匀性，也使得换能器具有一定的美观性。需要说明的是，此处的对称是指壳体关于振动杆轴对称。

根据本实用新型的实施例，参见图2，壳体10包括底壁12、侧壁13和顶壁14，底壁、侧壁和顶壁共同限定出封闭的容纳空间，振动杆20穿过顶壁14伸入容纳空间11中，且顶壁14由金属或金属合金材料形成。由此，可将伸缩段设置于容纳空间中，当伸缩段在磁场的作用下工作时，由金属或金属合金形成的顶壁可以保护磁场发生部件产生的磁场不受外界电磁场的干扰，以防影响伸缩段的振动频率。根据本实用新型的优选实施例，整个壳体可均由不锈钢制备得到，由此，可以更好地保护磁致发生部件产生的磁场不受外界电磁场的干扰。同时，将换能器应用于其他电磁产品时，也可以防止换能器的磁场发生部件产生的磁场对其他电磁部件产生影响。

根据本实用新型的实施例，为了使得与振动板相接触的物体振动均匀，可设计振动板关于振动杆对称。由此，振动杆的超声振动可均匀的传递给振动板，也可使得振动板处于均匀振动状态，最终提高与振动板相接触的物体的振动均匀性。需要说明的是，此处的对称是指振动板关于振动杆轴对称。

根据本实用新型的实施例，振动板的形状没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本实用新型的实施例中，振动板的形状包括但不限于圆形或方形。由此，便于设计和制备。

根据本实用新型的实施例，形成振动板的具体材料也没有限制要求，本领域技术人员根据实际需求灵活选择即可。在本实用新型的一些实施例中，可以保持振动板的形成材料与振动杆的形成材料一致，比如振动板与振动杆的形成材料均为金属或不锈钢等金属合金材料。由此，振动板与振动杆的形成材料保持一致，在振动杆将超声振动传递于振动板时，两者具有更好的兼容性，减少能量损失；选用金属或不锈钢等非金属材料，也可以保证超声振动更有效的传递，减少能量损失。

根据本实用新型的实施例，振动板可拆卸的连接在振动杆远离壳体的一端，其中，可拆卸连接的具体方式没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设计。在本实用新型的实施例中，上述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接等等。由此，便于设计制作，还有利于振动杆与振动板之间超声振动的传递，最大程度的减少能量损失。

根据本实用新型的实施例，为了便于设计换能器的具体结构，参照图3，振动杆20包括可拆卸连接(比如螺纹连接)的连接段22和变幅段23，连接段22设置在容纳空间11中，且伸缩段21位于连接段22上，变幅段23设置在容纳空间11外部。由此，可便于对每个不同结构的单独设计，且当某个结构部件损坏时，也便于进行更换。具体的，本领域技术人员可根据实际需求将伸缩段设置在连接段的偏顶壁的位置、中间位置或者偏底壁位置，优选的，伸缩段不与底壁接触设置，可防止长时间的振动时对底壁造成损伤；本领域技术人员可以根据实际需求设计变幅段的长度、直径以及与变幅段相连接的振动板的厚度和面积大小，使得变幅段与振动板整体具有较小的声阻抗，进而使得变幅段和振动板具有最大的振动幅度，最终使得与振动板相接触的物体具有最大程度的振幅，进而提高电能转化为机械能的转化率。

根据本实用新型的实施例，形成连接段(不包括伸缩段)和变幅段材料也没有限制要求，形成连接段(不包括伸缩段)和变幅段材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员根据实际需求灵活选择即可。在本实用新型的一些实施例中，形成连接段(不包括伸缩段)和变幅段材料选自金属或不锈钢等非金属材料，最佳的，与振动板的材料保持一致。如此，在振动杆将超声振动传递于振动板时，两者具有更好的兼容性，减少能量损失。

根据本实用新型的实施例，磁致伸缩材料的具体种类没有限制要求，本领域技术人员可以根据换能器的应用等实际需求灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，需使得磁致伸缩材料具有较大的振幅，则可以选择镍、坡莫合金和铁氧体中的至少一种；在本实用新型的另一些实施例中，需使得磁致伸缩材料具有较小的振幅，则可以选择铁的二元合金和Tb-Dy-Fe材料等稀土超磁致伸缩材料中的至少一种。由此，选择范围广泛，且本领域技术人员可根据不同需求选择不同的磁致伸缩材料，满足用户的不同需求。当然，本领域技术人员还可以根据需求选择其他任一种的磁致伸缩材料，本申请对此并没有限制要求。

根据本实用新型的实施例，伸缩段和变幅段的长度彼此相互影响，本领域技术人员可以根据伸缩段和变幅段的材料以及伸缩段的使用频率灵活调节伸缩段和变幅段的长度，使其两者之间的声阻抗最小。在本实用新型的一些实施例中，伸缩段的长度为2～15毫米，变幅段的长度为12～90毫米。由此，伸缩段和变幅段相互匹配，使其两者之间的声阻抗最小，最大程度提高振幅伸缩段和变幅段，进而提高与振动板相接触的物体的振动幅度，既提高与振动板相接触的物体的振动强度。当该换能器应用于烹饪设备时，烹饪容器及其中的食物的振动也会达到最大，保证烹饪容器及其中的食物均可全部发生超声振动，使食物产生空化效应，更好的提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

根据本实用新型的实施例，磁场发生部件的具体种类也没有限制要求，只要能产生一定强度的磁场即可。在本实用新型的实施例中，磁场发生部件为驱动线圈。由此，给驱动线圈提供一定大小的交流电，驱动线圈就可以产生一定强度的磁场，具体的，交变电流越大，磁场强度越大，磁致伸缩材料的振动频率也就越大，所以，本领域技术人员可根据所需的振动频率，给驱动线圈提供特定大小的交变电流，使得振动杆、振动板以及与振动板相接触的物体在所需频率下发生超声振动。在本实用新型的一些实施例中，磁场发生部件可以为多个，最佳的，多个磁场发生部件沿伸缩段外周均匀分布。如此，可提高伸缩段的振动均匀性，继而提高振动板的振动均匀性。

根据本实用新型的实施例，如前所述，通过设计变幅段长度和直径以及振动板的厚度和面积大小，可以使得变幅段和振动板具有最大的振幅，为了进一步提高变幅段和振动板的振幅，参照图4，换能器还包括：挡板50，挡板50设置在顶壁14上方，振动杆20穿过挡板50；弹簧60，弹簧60设置在挡板50和顶壁14之间，且处于压缩状态。由此，当弹簧处于压缩状态时，弹簧的压力通过顶壁传递给伸缩段，磁致伸缩材料在压力作用下，其产生的超声振动的振幅会有一定程度的提高，由此进一步提高振动杆和振动板的振幅，最终提高与振动板相接触的物体的振动幅度和强度。需要说明的是，弹簧处于压缩状态是指弹簧被挡板和顶壁压缩，产生垂直于挡板和顶壁的力。

根据本实用新型的实施例，挡板的形成材料也没有限制要求，只要可以给弹簧施加一定的力即可。在本实用新型的一些实施例中，形成挡板的材料可以选自金属或不锈钢等金属合金。由此，使用效果较佳，不易损坏，还可以进一步的防止磁致发生部件产生的磁场受到外界电磁场的干扰。

根据本实用新型的实施例，对弹簧施加的力的大小也没有限制要求，本领域技术人员根据实际需求灵活选择即可，在此不作限制需求。

根据本实用新型的实施例，参照图5，上述换能器还可以进一步的包括外接电路70，通过外接电路70与电源电连接，以此对磁场发生部件提供交变电流，使之产生交变磁场。

根据本实用新型的实施例，所述换能器还可以进一步包括换能器控制系统，用于控制换能器的振动频率，具体的，通过该换能器控制系统来改变换能器的磁场发生部件交变电流的大小，以使磁场发生部件产生不同强度和频率的交变磁场，使得换能器可以具有多种不同的振动频率，以满足换能器不同的使用需求，当然，该换能器控制系统还可以包括控制换能器工作的开关。

在本实用新型另一方面，本实用新型提供了一种烹饪设备。根据本实用新型的实施例，包括前面所述的换能器。由此，通过该换能器，可使得用于该烹饪设备的烹饪容器及其中的食物发生超声振动，该超声振动可以使得食物产生空化效应，即使得食物产生局部高温和高压，有利于提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

根据本实用新型的实施例，由于烹饪容器在不同的温度下以及烹饪不同的食物时，会具有不同的本征频率，为了保证烹饪容器可以在本征频率下振动，烹饪设备还包括频率跟踪系统，用于检测烹饪容器的本征频率；磁场频率调节组件，用于根据所述烹饪容器的本征频率调节所述磁场发生部件产生的交变磁场的频率。由此，当频率跟踪系统检测到烹饪容器的本征频率发生变化时，可以通过磁场频率调节组件改变对磁场发生部件交变电流的大小，改变磁场发生部件产生的交变磁场的频率，进而改变磁致伸缩材料的振动频率，使得振动杆和振动板在烹饪容器的本征频率下进行超声振动，由此，可以根据不同食物调节烹饪容器的本征频率，可以提高换能器以及烹饪容器的使用寿命，还可以优化食物的营养价值。

需要说明的是，上述烹饪容器可以烹饪设备的一部分，比如电饭煲；也可以是烹饪设备以外的部分，比如电磁炉。

根据本实用新型的实施例，参照图6-11，烹饪设备为电磁炉80，且电磁炉80的加热线圈81设置在换能器的壳体10上方，振动杆20穿过加热线圈81的中心孔811并向电磁炉面板82的开口822延伸，且换能器的振动板40与烹饪容器100的底部配合设置。由此，在电磁炉使用时，振动板40与烹饪容器100的底部配合设置，如此，振动板的超声振动就会传递给烹饪容器，使烹饪容器及其中的食物在一定频率和振幅下进行超声振动，该超声振动可以使得食物产生空化效应，即使得食物产生局部高温和高压，有利于提高食物的乳化作用，进而提高食物的营养和口感。

根据本实用新型的实施例，振动板与烹饪容器的底部配合设置的具体方式没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，参照图6和图7，振动杆20并未穿过电磁炉面板，且振动板40嵌入电磁炉面板的开口822中，且与电磁炉面板的上表面821齐平，如此，对烹饪容器并没有限制要求，多种不同的烹饪容器均可应用于该电磁炉；在本实用新型的另一些实施例中，参照图8和图9，振动杆20穿过电磁炉面板，且振动板40恰与电磁炉面板的上表面821接触设置，振动板嵌入烹饪容器的底部，如此，振动板可以更好的将超声振动转递给烹饪容器，减少能量损失；在本实用新型的又一些实施例中，参照图10和图11，振动杆20穿过电磁炉面板，且振动板40与电磁炉面板的上表面821间隔设置，振动板40嵌入烹饪容器的底部，如此，振动板不与电磁炉面接触，故而振动板的超声振动全部传递给烹饪容器，也可以避免振动板的超声振动给电磁炉面板的带来的负面影响。

根据本实用新型的实施例，加热线圈、烹饪容器和电磁炉面板的具体种类没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择即可，在此不作限制要求。

根据本实用新型的实施例，在烹饪时避免不了水的使用，为了防止水滴漏到电磁炉的电路板(该电路板包含有加热线圈的电热电控系统)中，电磁炉还包括密封部件(图中未示出)，密封部件用于密封电磁炉面板的开口822和振动杆20(参照图8-11)或振动板40(参照图6-7)。由此，可以防止水滴漏到电路板中，造成电磁炉短路，影响电磁炉的使用寿命。但是，需注意的是，密封后，不能影响振动杆的纵向(垂直于电磁炉面板的方向)振动，如此，振动杆才可以更好的将伸缩段的超声振动传递给振动板，最大程度的减少能量损失。

根据本实用新型的实施例，密封部件的具体种类没有限制要求，只要可以将电磁炉面板的开口与振动杆密封即可。在本实用新型的一些实施例中，密封部件为硅胶密封圈。由此，密封性能极好，防水不漏；完全无毒无味，使用安全；在高强温下不变形，不产生有害物质；良好的抗拉力性能，使用寿命较长。

根据本实用新型的实施例，当上述换能器包含有换能器控制系统，那么可以将频率跟踪系统和磁场频率调节组件设置于换能器控制系统中，并将电热电控系统和换能器控制系统集中于同一电路板中，形成一个控制电路90，结构示意图参照图12，通过换能器控制系统来改变磁场发生部件的交变电流的大小。如此，电路集中设置，便于控制和管理。

本领域技术人员可以理解，上述只是介绍了当换能器应用于电磁炉时的状况，并不能理解为对换能器应用的限制，或者是对上述烹饪设备的限制，换句话说，本申请的上述烹饪设备除了可以是电磁炉，还可以是微波炉、电饭煲等各种烹饪设备，在此不再一一描述。

在本实用新型的又一方面，本实用新型提供了一种控制前面所述的烹饪设备的方法。根据本实用新型的实施例，所述方法包括：

S100：确定烹饪容器的本征频率。

根据本实用新型的实施例，由于烹饪容器在在不同的温度下以及烹饪不同的食物时，会具有不同的本征频率，通过频率跟踪系统时刻追踪烹饪容器的本征频率。

S200：调节换能器中磁场发生部件产生交变磁场的频率，以使得换能器中振动杆和振动板的振动频率与烹饪容器的本征频率一致。

根据本实用新型的实施例，当换能器设置有换能器控制系统时，可以通过换能器控制系统调节换能器中磁场发生部件产生的磁场强度，进而改变磁致伸缩材料超声振动的频率，以使得换能器中振动杆超声振动的频率与烹饪容器的本征频率一致。由此，可以根据不同食物调节烹饪容器的本征频率，可以提高换能器以及烹饪容器的使用寿命，还可以优化食物的营养价值。

发明人发现，上述控制方法易操作，便于控制，上述控制方法可使得烹饪容器在烹饪不同食材时，均可保证其振动频率为本振频率，如此，既可以优化食物的营养，也可以提高换能器的使用寿命。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。