一种消毒柜及其控制方法与流程

本发明涉及消毒柜技术领域，特别涉及一种能够根据外部环境参数调节其工作参数的消毒柜，还涉及该消毒柜的控制方法。

背景技术：

为了保证人们摄入食物的健康卫生，在家庭、酒店、宾馆、餐馆、学校等场所均采用消毒柜对餐具进行消毒。现有的消毒柜，除了对其内的餐具进行消毒工作外，还需要对其内的餐具进行烘干工作，以避免餐具在潮湿的环境中滋生细菌。为了进行人性化的烘干工作，消毒柜内部通常设置有温度传感器、湿度传感器等器件，从而实现消毒对其内放置的餐具进行智能烘干工作。

如授权公告号为cn1977979a(申请号为200510105296.4)的中国发明专利《智能跟踪监测消毒柜及其跟踪监测消毒方法》，以及授权公告号为cn2025900000u(申请号为201220215421.2)的中国实用新型专利《一种智能烘干食具消毒柜》，其中公开的消毒柜内均设置有能够监测消毒柜内温度值、湿度值的温度传感器、湿度传感器，进而根据检测获取的温度值和湿度值实现对消毒柜烘干工作的自动控制。这些消毒柜在进行烘干工作时，完全依赖设置在柜体内的温度传感器和湿度传感器传递给控制器的数据，进行烘干策略选择，忽视了所处环境的温湿度对消毒柜烘干效果和烘干效率的影响，如在外部环境温度较高、湿度较低的环境中，完全可以利用外部环境进行餐具的干燥工作。显然目前市场上的消毒柜并没有充分利用环境因素对消毒柜的影响，能耗相对较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够根据外部环境调节消毒的烘干策略，进而减小消毒柜能耗的消毒柜及其控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种消毒柜，包括

柜体，所述柜体内具有容置腔；

控制电路板；

加热装置，设置在所述柜体内并与所述控制电路板电连接，用于根据控制电路板的控制命令进行加热工作；

风机装置，设置在所述柜体内并与所述控制电路板电连接，用于根据控制电路板的控制命令进行空气循环流动工作；

内部温湿度传感器，设置在所述柜体内并与所述控制电路板电连接，用于检测获取柜体内的温度和相对湿度信号进而传送给控制电路板；

其特征在于：还包括

外部温湿度传感器，与所述控制电路板电连接，用于检测获取环境温度和相对湿度信号进而传送给控制电路板，以供控制电路板根据环境温度和相对湿度信号控制调节加热装置、风机装置的工作时间。

作为改进，所述柜体的容置腔内设置具有放置区的抽拉架，所述柜体上还设置有与所述控制电路板电连接的驱动装置，所述驱动装置的驱动端与所述抽拉架驱动连接，所述驱动装置能在所述控制电路板的控制下驱动所述抽拉架进行抽合动作。

简单地，所述驱动装置包括电机、联动杆以及驱动杆，所述电机与控制电路板电连接，所述联动杆的一端与所述电机的驱动端相连接，所述联动杆的另一端与所述驱动杆的一端传动连接，所述驱动杆的另一端与所述抽拉架的后端传动连接。

为了充分利用柜体内的容置腔空间，所述柜体的容置腔内设置有至少两个空间相连通的抽拉架，所述驱动装置与至少一个抽拉架驱动连接。

为了方便控制电路板以及内部温湿度传感器的安装，并且避免柜体内部环境对控制电路板、内部温湿度传感器工作性能的影响，所述柜体上设置有与所述容置腔相隔离的安装腔，所述控制电路板、内部温湿度传感器均设置在所述安装腔内，并且内部温湿度传感器的检测端伸入在所述柜体的容置腔内。

优选地，所述风机装置设置在所述柜体的容置腔内的顶部，所述加热装置设置在所述柜体的容置腔内的底部。

美观地，所述外部温湿度传感器嵌设在所述柜体的外表面上。

优选地，所述柜体内设置有非高温消毒装置。

一种消毒柜的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

s1、初始化，设置风机装置启动工作温度阈值w1，设置加热装置启动工作温度阈值w2；设置驱动装置启动工作相对湿度阈值h1，设置柜体内达标相对湿度阈值h2；

s2、控制器控制启动消毒柜的烘干工作；

s3、外部温湿度传感器实时检测消毒柜外部环境温度信号和相对湿度信号，并传送给控制电路板，控制电路板根据外部温湿度传感器传送的温度信号和相对湿度信号相应的计算环境温度数据w1和环境相对湿度数据h1；内部温湿度传感器实时检测柜体的容置腔内的温度信号和相对湿度信号，并传送给控制电路板，所述控制电路板根据内部温湿度传送的温度信号和相对湿度信号，相应的计算柜体容置腔内的温度数据w2和相对湿度数据h2；

s4、控制电路板根据当前的环境温度数据w1计算当次烘干工作时间t0；

s5、控制电路板控制加热装置启动工作；

s6、判断当前柜体内的温度数据w2是否达到风机装置启动工作温度阈值w1，如果是则进行s7；

如果否，则控制电路板控制加热装置继续工作直至达到风机装置启动工作温度阈值w1；

s7、控制电路板控制加热装置停止工作，并控制风机装置启动工作以促使柜体的容置腔内的空气进行流动；

s8、判断当前柜体内的温度数据w2是否低于加热装置启动工作温度阈值w2，如果是，则进行s5；如果否则控制电路板控制风机装置继续工作直至达到加热装置启动工作温度阈值w2；

s9、判断烘干工作时间是否达到t0，如果是，则控制电路板控制加热装置和风机装置停止工作；

s10、控制电路板将当前的环境相对湿度数据h1与驱动装置启动工作相对湿度阈值h1、柜体内达标相对湿度阈值h2进行比较；

如果h1≤h2，则进行s11；

如果h2＜h1≤h1，则进行s12；

如果h1＞h1，则进行s13；

s11、控制电路板控制驱动装置启动工作以驱动柜体打开一条换气缝隙，当控制电路板计算获取柜体内的相对湿度数据h2≤h2后，则控制电路板控制驱动装置工作以驱动柜体关闭；

s12、控制电路板控制驱动装置启动工作以驱动柜体打开一条换气缝隙，当控制电路板计算获取柜体内的相对湿度数据h2＝h2后，则控制电路板控制驱动装置工作以驱动柜体关闭，然后进行步骤s13；

s13、控制电路板控制风机装置启动工作直至控制电路板计算获取柜体内的相对湿度数据h2＝h2，控制电路板控制风机装置停止工作；

s14、消毒柜的烘干工作完成。

为了避免高热空气在排出过程烫伤使用者，s1中，设置驱动装置工作温度阈值w3，s9中，烘干工作时间达到t0后，控制电路板控制加热装置停止工作的同时控制风机装置启动工作直至当前柜体内的温度的达到驱动装置工作温度阈值w3。

为了加快对餐具的烘干，在s11和s12中，当柜体打开一条换气缝隙后，控制电路板也控制风机装置进行工作，风机装置在柜体打开一条换气缝隙期间的工作时间t由控制电路板根据当前的环境相对湿度数据h10计算获取。

更精确地，采用多次实验获取不同环境湿度环境条件下，风机装置在柜体打开一条换气缝隙期间的最佳工作时间数组[t1,t2,……,ti,……,tn]，其中i、n为自然数，然后对最佳工作时间数组中的数据采用数据拟合算法获取风机装置在柜体打开一条换气缝隙期间的工作时间的计算公式：

t＝20+(h10-60)*b(公式1)；

其中，t为当次风机装置的工作时间，单位为分钟；b为风机装置的时间系数。

更精确地，采用多次实验获取不同环境温度下需要的烘干周期时间数组[t01,t02,……,t0i,……,t0m]，其中i、m为自然数，然后对烘干周期时间数组中的数据采用数据拟合算法获取烘干周期时间计算公式：

t0＝60+(25-w1)*a+δt(公式2)；

其中，t0的单位为分钟，a为烘干时间系数，δt为相对湿度补偿常数。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的消毒柜增设了外部温湿度传感器，如此可以实时获取外部环境的温度数据和湿度数据，当外部环境的温度和湿度能够辅助消毒柜进行烘干工作的前提下，如在夏季温度较高、秋季湿度较低的季节，可以充分利用外部环境进行自然晾干，如此可以相应减短消毒柜内加热装置和风机装置的工作时间，利用外部环境辅助进行消毒柜内餐具的烘干。如此既实现了餐具的有效烘干工作，又能降低消毒柜的能耗，节能环保。

附图说明

图1为本发明实施例中消毒柜的结构示意图；

图2为本发明实施例中驱动装置与抽拉架的配合安装图；

图3为本发明实施例中消毒柜的电气结构框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本实施例中的消毒柜，包括柜体1、控制电路板2、加热装置3、风机装置4、内部温湿度传感器5、外部温湿度传感器6、驱动装置8以及非高温消毒装置。

其中柜体1内部具有用于放置待消毒、烘干餐具的容置腔，非高温消毒装置设置在容置腔内。本实施例中，在柜体1的容置腔内沿上下方向设置两层抽拉架7，该抽拉架7上具有用于放置餐具的放置区。两个抽拉架7可以相对于柜体1进行抽拉动作。两个抽拉架7在容置腔内之间的空间相互连通。

该柜体1的顶部具有一个安装腔11，安装腔11与容置腔相隔离设置，控制电路板2、内部温湿度传感器5则安装在该安装腔11内。并且内部温湿度传感器5的检测端伸入在柜体1的容置腔内，该内部温湿度传感器5与控制电路板2电连接，在工作时，内部温湿度传感器5检测获取柜体1内的温度和相对湿度信号进而传送给控制电路板2。

外部温湿度传感器6嵌设在柜体1的前表面上。本实施例中，柜体1的前面板的顶部为触摸板，外部温湿度传感器6嵌设在触摸板内。该外部温湿度传感器6控制电路板2电连接，用于检测获取环境温度和相对湿度信号进而传送给控制电路板2，控制电路板2可以根据环境温度和相对湿度信号计算加热装置3、风机装置4的工作时间，进而控制加热装置3、风机装置4进行工作。

本实施例中的加热装置3采用石英加热管，该加热装置3设置在柜体1的容置腔内的底部。风机装置4设置在柜体1的容置腔内的顶部。加热装置3、风机装置4分别与控制电路板2电连接，加热装置3、风机装置4根据控制电路板2的控制进行工作。

驱动装置8包括电机81、联动杆82以及驱动杆83，电机81与控制电路板2电连接，联动杆82的一端与电机81的驱动端相连接，联动杆82的另一端与驱动杆83的一端传动连接，驱动杆83的另一端与其中一个抽拉架7的后端传动连接。工作时，当需要打开抽拉架时，控制电路板2控制电机81正转，然后电机81的驱动端带动联动杆82的一端向后移动，使得联动杆82的另一端向前移动，进而带动驱动杆83向前运动，驱动杆83相应驱动抽拉架7向外移动，进而实现抽拉架7的打开，使得柜体1的容置腔与外部环境相连通。当需要关闭抽拉架7时，则控制电路板2控制电机81反转，进而使得抽拉架7复位关闭。本实施例中，驱动装置8安装在柜体1底部的后部，驱动装置8的驱动端与安装在下方的抽拉架7的后端传动连接。该驱动装置8能在控制电路板2的控制下驱动抽拉架7进行抽合动作，进而实现抽拉架7相对于柜体1的打开和关闭。

前述消毒柜的控制方法，包括如下步骤：

s1、初始化，设置风机装置4启动工作温度阈值w1，本实施例中w1＝72℃；设置加热装置3启动工作温度阈值w2，本实施例中w2＝67℃；设置驱动装置8工作温度阈值w3，本实施例中w3＝55℃；设置驱动装置8启动工作相对湿度阈值h1，本实施例中h1＝80％；设置柜体1内达标相对湿度阈值h2，该柜体1内达标相对湿度阈值h2根据不同的使用场合具体设置；

s2、控制器控制启动消毒柜的烘干工作；

s3、外部温湿度传感器6实时检测消毒柜外部环境温度信号和相对湿度信号，并传送给控制电路板2，控制电路板2根据外部温湿度传感器6传送的温度信号和相对湿度信号相应的计算环境温度数据w1和环境相对湿度数据h1；内部温湿度传感器5实时检测柜体1的容置腔内的温度信号和相对湿度信号，并传送给控制电路板2，所述控制电路板2根据内部温湿度传送的温度信号和相对湿度信号，相应的计算柜体1容置腔内的温度数据w2和相对湿度数据h2；

s4、控制电路板2根据当前的环境温度数据w1计算当次烘干工作时间t0；其中t0由公式2计算获取；

t0＝60+(25-w1)*a+δt(公式2)；

其中，t0的单位为分钟，a为烘干时间系数，δt为相对湿度补偿常数。

本实施例中，w1<5℃时，δt＝10；5℃≤w1≤15℃时，δt＝5；w1＞15℃时，δt＝0；w1<25℃时，a＝0.5；w1≥25℃时，a＝0.6。

公式2的获取方法为：采用多次实验获取不同环境温度下需要的烘干周期时间数组[t01,t02,……,t0i,……,t0m]，其中i、m为自然数，然后对烘干周期时间数组中的数据采用数据拟合算法获取烘干周期时间计算公式；

s5、控制电路板2控制加热装置3启动工作；

s6、判断当前柜体1内的温度数据w2是否达到风机装置4启动工作温度阈值w1，如果是则进行s7；

如果否，则控制电路板2控制加热装置3继续工作直至达到风机装置4启动工作温度阈值w1；

s7、控制电路板2控制加热装置3停止工作，并控制风机装置4启动工作以促使柜体1的容置腔内的空气进行流动；

s8、判断当前柜体1内的温度数据w2是否低于加热装置3启动工作温度阈值w2，如果是，则进行s5；如果否则控制电路板2控制风机装置4继续工作直至达到加热装置3启动工作温度阈值w2；

s6至s8则能使得加热装置3和风机装置4循环工作，将柜体1内温度维持在67℃～72℃，保证柜体1内的餐具上水分尽快蒸发；采用公式2获取烘干工作时间t0能够实现的效果为：当环境温度较低时，增长烘干时间；当环境温度较高时，减少烘干时间，使柜体1内67℃～72℃保持的时间不会随着外界环境温度的变化产生较大的变化；

s9、判断烘干工作时间是否达到t0，如果是，则控制电路板2控制加热装置3，同时控制风机装置4启动工作直至当前柜体1内的温度的达到驱动装置8工作温度阈值w3；

s10、控制电路板2将当前的环境相对湿度数据h1与驱动装置8启动工作相对湿度阈值h1、柜体1内达标相对湿度阈值h2进行比较；

如果h1≤h2，则进行s11；

如果h2＜h1≤h1，则进行s12；

如果h1＞h1，则进行s13；

s11、控制电路板2控制驱动装置8启动工作以驱动柜体1打开一条换气缝隙，当控制电路板2计算获取柜体1内的相对湿度数据h2≤h2后，则控制电路板2控制驱动装置8工作以驱动柜体1关闭；

s12、控制电路板2控制驱动装置8启动工作以驱动柜体1打开一条换气缝隙，当控制电路板2计算获取柜体1内的相对湿度数据h2＝h2后，则控制电路板2控制驱动装置8工作以驱动柜体1关闭，然后进行步骤s13；

s13、控制电路板2控制风机装置4启动工作直至控制电路板2计算获取柜体1内的相对湿度数据h2＝h2，控制电路板2控制风机装置4停止工作；

s14、消毒柜的烘干工作完成。

在s11和s12中，当柜体1打开一条换气缝隙后，控制电路板2也控制风机装置4进行工作，风机装置4在柜体1打开一条换气缝隙期间的工作时间t由控制电路板2根据当前的环境相对湿度数据h10，由公式1计算获取。

t＝20+(h10-60)*b(公式1)；

其中，t为当次风机装置4的工作时间，单位为分钟；b为风机装置4的时间系数，本实施例中b＝0.1。

公式1的获取方法为：采用多次实验获取不同环境湿度环境条件下，风机装置4在柜体1打开一条换气缝隙期间的最佳工作时间数组[t1,t2,……,ti,……,tn]，其中i、n为自然数，然后对最佳工作时间数组中的数据采用数据拟合算法获取风机装置4在柜体1打开一条换气缝隙期间的工作时间的计算公式。

公式1实现的效果为：当外界相对湿度较低时，单位时间内外界空气能够带走柜体1内较多的湿气，故风扇运行的时间可以适当降低；反之，则风扇运行时间适当加多。