专利名称：一种具有恒温功能的电火锅及该电火锅的恒温控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电加热技术，尤其是涉及一种具有恒温功能的电火锅及该电火锅的 恒温控制方法。
背景技术：
目前，常用的电火锅内设置有机械式的双金属片温控器，使用电火锅时，内部系统 通过调整双金属片的张力来控制温度。这种机械控制加热技术不能真正有效控制电火锅 的温度， 一般情况下仍然会经常烧开电火锅，仅仅是调整了电火锅烧开的时间而己，使 得电火锅频繁处于烧开状态，很多情况下由于频繁烧开而导致锅内食品营养的严重流失 或者受到破坏，并且存在使用不便和浪费电能的缺点。2003年12月31日中国公告的实用新型专利"一种功率可调的电火锅"(专利号 CN02272361.7)公开了一种功率可调电火锅，包括底座、装在底座上的外壳，设置在外 壳内的第一发热源和第二发热源，其中，第一发热源由设在外壳上的调温拨钮控制其工 作，第二发热源与安装在外壳上的加速开关串联，跨接在第一发热源上，使得第二发热 源的启停同时受调温拨钮和加速开关控制。这种功率可调的电火锅，用户可以在任何需 要的时候，根据情况进行功率选择，做到食物少时火力既满足要求又不费电，食物多时 真正达到了 "猛火"而节约加热时间，但这种电火锅仍然频繁处于被烧开状态。1995年5月17日中国公告的实用新型专利"电火锅调温节能插头"(专利号 CN94219173.0)公开了一种电火锅调温节能插头，它是在锅体的电源输入插座与输入电 源之间插入一个电子调温电路，该电路安装在一个几何形状为电源导线引入端与该插头 输出端相垂直的小盒内，使用电火锅时利用电子调温电路调节加到发热盘上的实际电 压，从而达到调节电火锅温度的目的，而使用者通常根据发光二极管的亮度强弱来判断 电火锅内温度的高低，再凭经验设定恒温温度，但实际上，这种电火锅根本无法精确调 节到想要设定的恒温温度，给使用者带来了极大的不便。上述各种解决方案均存在两大问题 一、上述电火锅在使用过程中仍会频繁处于烧 开状态，不仅破坏了食物的原有营养，而且在使用过程中也给使用者带来了不便，同时 频繁的烧开极大的浪费了电能；二、在电路失灵以及极端意外情况下，上述电火锅缺乏 安全保护，在实际使用中可能存在严重的安全隐患。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使电火锅的锅底温度维持在一定的温度范围内，而不会频繁处于烧开状态的，且有效地节省了电能的具有恒温功能的电火锅 及该电火锅的恒温控制方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种具有恒温功能的电火锅，该电 火锅内设置有加热单元，所述的电火锅内还设置有信号收集单元和信号处理单元，所述 的加热单元和所述的信号收集单元分别与所述的信号处理单元连接；所述的信号收集单 元包括用于检测锅底温度的锅温检测电路和用于检测恒温温度设定值的恒温检测电路， 所述的锅温检测电路紧贴设置在所述的电火锅的锅底内，所述的信号处理单元接收所述 的锅温检测电路和所述的恒温检测电路输出的代表温度的电压信号，所述的信号处理单 元中预设有温差设定值，通过判断锅底温度和恒温温度设定值之间的温差的绝对值是否 大于温差设定值，由所述的信号处理单元将控制信号传输给所述的加热单元，控制所述 的加热单元电气的通断，使锅底温度维持在恒温温度设定值加减温差设定值范围内。所述的温差设定值为2'C。所述的电火锅的底座上设置有温度调整旋钮，通过所述的温度调整旋钮设定恒温温 度设定值。所述的电火锅的锅底内紧贴设置有空烧保护器，所述的空烧保护器的第一端通过设 置在所述的电火锅底座上的电源接口接入交流电，所述的空烧保护器的第二端与所述的 加热单元通过一电源电路相互连接。所述的加热单元包括加热盘和加热控制电路，所述的加热控制电路连接有LED显 示电路；所述的加热控制电路通过控制信号控制所述的加热盘的通断状态，所述的电源 电路为设置在所述的加热控制电路与所述的空烧保护器之间的降压整流电路，用于将通 过电源接口接入的交流电转换为驱动所述的加热控制电路工作的驱动电源，和用于所述 的电火锅内的整个控制电路的工作电源。所述的信号处理单元包括微处理器和与所述的微处理器连接的复位电路，所述的微 处理器内设置有AD转换器(ADC， Analog to Digit Converter)。一种电火锅的恒温控制方法，其特征在于它包括以下步骤a. 对电火锅进行上电初始化；b. 利用锅温检测电路实时检测电火锅的锅底温度，并将锅底温度转换为电信号传输 给信号处理单元的微处理器；c. 利用恒温检测电路检测温度调整旋钮设定的恒温温度设定值，并将恒温温度设定 值转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；d. 判断锅底温度是否超过103士rC，如果超过，则确定为空烧，切断加热单元并返 回执行步骤b;否则，继续执行；e. 微处理器判断锅底温度减去恒温温度设定值的差值是否大于温差设定值，如果是，则切断加热单元并返回执行步骤b;否则，继续执行；f.微处理器判断恒温温度设定值减去锅底温度的差值是否大于温差设定值，如果 是，则维持加热单元进行加热，并返回执行步骤b，否则，直接返回执行步骤b。当所述的加热单元中的加热盘加热使所述的空烧保护器的温度达到108±3〔时，所 述的空烧保护器自动切断所述的加热单元。与现有技术相比，本发明的优点在于在电火锅内设置有信号收集单元和信号处理单 元，且信号收集单元包括用于测量锅底温度的锅温检测电路和用于测量恒温温度设定值 的恒温检测电路，通过判断锅底温度和恒温温度设定值之间的温差的绝对值是否大于预 设在信号处理单元中的温差设定值，使锅底温度维持在恒温温度设定值加减温差设定值 范围内，避免了电火锅处于频繁的烧开状态，同时节省了电资源；在电火锅的锅底内设 置有空烧保护器，当加热盘加热使空烧保护器的温度达到108士3'C时，空烧保护器将自 动切断加热单元，避免了电火锅内的整个控制电路失灵而损坏电火锅，有效地保护了电 火锅。
图1为本发明电火锅的内部控制系统的结构示意图；图2为本发明的空烧保护器、降压整流电路和加热控制电路的电路图； 图3为本发明的信号处理单元及信号收集单元的电路图； 图4为本发明恒温控制方法的控制过程示意图。
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l、图2和图3所示， 一种具有恒温功能的电火锅，该电火锅内设置有加热单 元l、信号收集单元2和信号处理单元3，加热单元1和信号收集单元2分别与信号处 理单元3连接；信号收集单元2包括检测锅底温度的锅温检测电路21和用于检测恒温 温度设定值的恒温检测电路22，锅温检测电路21紧贴设置在电火锅的锅底内，信号处 理单元3位于加热单元1下方并与加热单元1之间设置有隔热分离层(图中未画出)，以 免信号处理单元3因高温失去其处理功能。信号收集单元2采集温度信息并转化为电信 号传输给信号处理单元3，信号处理单元3中预设有温差设定值，通过判断锅底温度和 恒温温度设定值之间的温差的绝对值是否大于温差设定值，由信号处理单元3将控制信 号传输给加热单元l，控制加热单元1电气的通断，当锅底温度减去恒温温度设定值大 于温差设定值，将加热单元1切断，而当恒温温度设定值减去锅底温度大于温差设定值 时，维持加热单元1继续加热，这样使得锅底温度较好的维持在恒温温度设定值加减温 差设定值范围内。本实施例中的温差设定值的大小与锅温检测电路中感温元件的品质有关，常规情况下该温差设定值可以达到2°C。恒温温度设定值可以由人工通过设置在电火锅的底座上 的温度调整旋钮4设定，设定恒温温度设定值的误差小于温度调整旋钮4制造工艺确定的误差范围内，但是最小不小于rc。电火锅的锅底内紧贴设置有空烧保护器F1并远离加热单元1中的加热盘11，空烧 保护器F1的第一端通过设置在电火锅的底座上的电源接口接入220V交流电(市电)， 空烧保护器Fl的第二端与加热单元1通过一电源电路6相互连接；本实例中空烧保护 器F1选用集成自恢复保险丝器件KSD301，当加热单元1中的加热盘11加热使空烧保 护器F1的温度达到108i3'C时，空烧保护器F1自动切断加热单元l。上述信号处理单元3包括微处理器IC2 (即MCU)和与微处理器IC2连接的复位电 路31。本实施例中微处理器IC2采用型号为SN8P2711的单片机，其内部设置有具有 12位测量精度的AD转换器(ADC， Analog to Digit Converter);复位电路31包括第三 电阻R3、第四电阻R4和第五电容C5，第五电容C5的第一端接地，第五电容C5的第 二端分别与第三电阻R3的第一端和第四电阻R4的第一端连接，第三电阻R3的第二端 和第四电阻R4的第二端分别与微处理器IC2连接，有效地保证了微处理器IC2上电时 可以可靠复位。上述加热单元1包括加热盘11和加热控制电路12，加热控制电路12通过控制信号 控制加热盘11的通断状态。上述电源电路6为设置在加热控制电路12与空烧保护器Fl 之间设置的降压整流电路，降压整流电路用于将通过电源接口接入的220V交流电转换 为用于驱动加热控制电路12工作的驱动电源和用于电火锅内的整个控制电路的工作电 源5。加热控制电路12包括第一三极管Q1、第二电阻R2和继电器J1，继电器J1上连 接有第五二极管D5。降压整流电路包括交流小型磁饱和变压器T1和由第一二极管D1、 第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成的桥式整流电路61，交流小型磁 饱和变压器T1的初级和空烧保护器F1的第二端之间设置有第一电容C1，第一电容C1 的两端并联设置有第一电阻R1，桥式整流电路61连接有小功率三端稳压器IC1，小功 率三端稳压器IC1的接地端GND接地，小功率三端稳压器IC1的输入端Vin分别与桥 式整流电路61及第五二极管D5的负端和继电器Jl的公共连接端连接，小功率三端稳 压器IC1的输入端Vin与地之间设置有第二电容C2，小功率三端稳压器IC1的输出端 Vout与地之间设置有第三电容C3和第四电容C4，第一三极管Q1的集电极与第五二极 管D5和继电器J1的公共连接端连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1 的基极通过第二电阻R2与LED显示电路13连接，LED显示电路13为一发光二极管 D6，发光二极管D6的负端与第二电阻R2连接，发光二极管D6的正端与微处理器IC2 连接。本实施例中小功率三端稳压器IC1的型号为78L05;第一电容C1为降压电容； 第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4均为滤波电容。经过空烧保护器Fl的220V 交流电，通过第一电容C1降压后接入80V交流电压，第一电阻R1用于释放第一电容Cl上的电荷，接入初级电压为80V交流电压且变压比为10: 1的交流小型磁饱和变压器T1，在交流电(市电)发生波动时变压器T1也可基本维持其初级的电压80V不变， 变压器Tl的次级的电压8V在经过桥式整流电路51通过第二电容C2滤波后得到约9V 的直流电压，9V直流电压用于驱动加热控制电路32工作；9V直流电压经过小功率三 端稳压器IC1及第三电容C3和第四电容C4的进一步稳压和滤波得到稳定的5V直流电 压，用作电火锅内整个控制电路的工作电源5。在5V工作电源5和微处理器IC2之间设置有第七电阻R7，第七电阻R7的第一端 与工作电源5连接，第七电阻R7的第二端与微处理器IC2连接，第七电阻R7的第二 端连接有第八电阻R8，第八电阻R8的一端接地；第七电阻R7和第八电阻R8分压5V 工作电源5后通过微处理器IC2为AD转换器提供参考电压。上述锅温检测电路21包括第六电阻R6和第一热敏电阻RT1，第一热敏电阻RT1 紧贴设置在电火锅的锅底内；恒温检测电路22包括第五电阻R5和电位器W1，通过设 置在电火锅的底座上的温度调整旋钮4和电位器Wl配合，用于调整恒温温度设定值， 电位器W1的中心抽头引入微处理器IC2，用于检测恒温温度设定值。本发明的电火锅还可以将其内部的容器制作成水壶容器，可用于提供恒温开水。水 壶容器上面还可以进一步设置茶壶容器，利用水壶容器中的恒温开水产生的水蒸气加热 茶壶容器，茶壶容器内置茶叶和开水用于提供恒温茶水。一种上述的电火锅的恒温控制方法，如图4所示，它包括以下步骤a. 对电火锅内的硬件电路和微处理器IC2的软件环境进行上电初始化；b. 利用锅温检测电路实时检测电火锅的锅底温度，并将锅底温度转换为电信号传输 给信号处理单元的微处理器；c. 利用恒温检测电路检测温度调整旋钮设定的恒温温度设定值，并将恒温温度设定 值转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；d. 判断锅底温度是否超过103irC，如果超过，则确定为空烧，切断加热单元并返回执行步骤b;否则，继续执行；e. 微处理器判断锅底温度减去恒温温度设定值的差值是否大于温差设定值，如果 是，则切断加热单元并返回执行步骤b;否则，继续执行；f. 微处理器判断恒温温度设定值减去锅底温度的差值是否大于温差设定值，如果是，则维持加热单元进行加热，并返回执行步骤b。为了预防电火锅的整个控制电路失灵状态下的空烧，当加热单元1中的加热盘11加热使空烧保护器F1的温度达到108i3t:时，空烧保护器F1自动切断加热单元l。
权利要求
1、一种具有恒温功能的电火锅，该电火锅内设置有加热单元，其特征在于所述的电火锅内还设置有信号收集单元和信号处理单元，所述的加热单元和所述的信号收集单元分别与所述的信号处理单元连接；所述的信号收集单元包括用于检测锅底温度的锅温检测电路和用于检测恒温温度设定值的恒温检测电路，所述的锅温检测电路紧贴设置在所述的电火锅的锅底内，所述的信号处理单元接收所述的锅温检测电路和所述的恒温检测电路输出的代表温度的电压信号，所述的信号处理单元中预设有温差设定值，通过判断锅底温度和恒温温度设定值之间的温差的绝对值是否大于温差设定值，由所述的信号处理单元将控制信号传输给所述的加热单元，控制所述的加热单元电气的通断，使锅底温度维持在恒温温度设定值加减温差设定值范围内。
2、 根据权利要求1所述的一种具有恒温功能的电火锅，其特征在于所述的温差设 定值为2'C。
3、 根据权利要求1所述的一种具有恒温功能的电火锅，其特征在于所述的电火锅 的底座上设置有温度调整旋钮，通过所述的温度调整旋钮设定恒温温度设定值。
4、 根据权利要求1所述的一种具有恒温功能的电火锅，其特征在于所述的电火锅 的锅底内紧贴设置有空烧保护器，所述的空烧保护器的第一端通过设置在所述的电火锅 底座上的电源接口接入交流电，所述的空烧保护器的第二端与所述的加热单元通过一电 源电路相互连接。
5、 根据权利要求4所述的一种具有恒温功能的电火锅，其特征在于所述的加热单 元包括加热盘和加热控制电路，所述的加热控制电路连接有LED显示电路；所述的加 热控制电路通过控制信号控制所述的加热盘的通断状态，所述的电源电路为设置在所述 的加热控制电路与所述的空烧保护器之间的降压整流电路，用于将通过电源接口接入的 交流电转换为驱动所述的加热控制电路工作的驱动电源，和用于所述的电火锅内的整个 控制电路的工作电源。
6、 根据权利要求5所述的一种具有恒温功能的电火锅，其特征在于所述的信号处 理单元包括微处理器和与所述的微处理器连接的复位电路，所述的微处理器内设置有 AD转换器。
7、 一种电火锅的恒温控制方法，其特征在于它包括以下步骤a. 对电火锅进行上电初始化；b. 利用锅温检测电路实时检测电火锅的锅底温度，并将锅底温度转换为电信号传输 给信号处理单元的微处理器；c. 利用恒温检测电路检测温度调整旋钮设定的恒温温度设定值，并将恒温温度设定值转换为电信号传输给信号处理单元的微处理器；d. 判断锅底温度是否超过io3士rc，如果超过，则确定为空烧，切断加热单元并返回执行步骤b;否则，继续执行；e. 微处理器判断锅底温度减去恒温温度设定值的差值是否大于温差设定值，如果 是，则切断加热单元并返回执行步骤b;否则，继续执行；f. 微处理器判断恒温温度设定值减去锅底温度的差值是否大于温差设定值，如果 是，则维持加热单元进行加热，并返回执行步骤b，否则，直接返回执行步骤b。
8、根据权利要求7所述的一种电火锅的恒温控制方法，其特征在于当所述的加热 单元中的加热盘加热使所述的空烧保护器的温度达到108士3"C时，所述的空烧保护器自 动切断所述的加热单元。
全文摘要
本发明公开了一种具有恒温功能的电火锅及其恒温控制方法，该电火锅内设置有加热单元、信号收集单元和信号处理单元；信号收集单元包括用于检测锅底温度的锅温检测电路和用于检测恒温温度设定值的恒温检测电路，锅温检测电路紧贴设置在电火锅的锅底内，信号处理单元接收锅温检测电路和恒温检测电路输出的代表温度的电压信号，信号处理单元中预设有温差设定值，通过判断锅底温度和恒温温度设定值之间的温差的绝对值是否大于温差设定值，由信号处理单元将控制信号传输给加热单元，控制加热单元电气的通断，使锅底温度维持在恒温温度设定值加减温差设定值范围内，避免了电火锅处于频繁的烧开状态，同时节省了电资源。
文档编号A47J31/44GK101317734SQ20081006278
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者张卫强, 徐铁锋, 胡建平, 蒋刚毅 申请人:宁波大学