一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法与流程

本发明涉及一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法，适用于烹饪锅具内的水位检测，该发明的一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法可以在锅内水位低于设定水位时发出报警信息，给工作人员提出警示，在水位低于设定水位持续时间超过设定时间时，发出保护信息，属于厨房安全防护领域。

背景技术：

食物烹饪过程中，锅内水位很难准确判断，为防止锅具干烧，操作者需要不停的查看，即使这样，也难免出现食物焦糊、锅具干烧等现象，类似事情的发生，轻则造成食物浪费、灶具损伤，重则出现漏气、漏电甚至引发火灾，严重威胁人们的财产和人身安全。研究和制造一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法对提高人们的生活质量、消除食物烹饪过程中的安全隐患具有重要意义。

目前，国内外针对水位报警保护的装置多用于工业领域，但这种装置缺点是价格昂贵、体积大，操作运行需要专业人员，不适合用在厨房锅具使用；目前作为厨房锅具的水位报警保护主要采用温度控制、时间控制和闹铃警示等方法，温度控制和时间控制一般用于电加热锅具，适用范围少，闹铃警示方法适应性强，操作简单，但不具备水位检测功能，只是对水位状态的估计，属于间接防护，受限于使用环境和人的经验认知，防护效果有限。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法。

一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置，包括：锅体、电极体、控制器、连接器；连接器穿过锅盖的通孔，两端分别在锅盖的两侧，电极体一端插入水中，另一端连接连接器的锅内部分，控制器在锅外与连接器和锅体连接，电极体与锅体及其构件无直接电连接。

所述的电极体是采用与锅体材质不同的导电性材料制作的。

所述的连接器两端分别具有与电极体和控制器配套的连接部。

所述的控制器包括信息监测单元、信息处理单元和接口单元。

所述的一种基于锅体电位监测的水位报警保护方法，包括如下步骤：

1)锅内水位高于设定水位时，电极体与水接触，电极体与锅体之间有电位差v，控制器持续监测电极体与锅体之间的电位差v；

2)控制器周期性监测记录电极体与锅体之间的电位差，将当前监测记录周期的上一周期记录的电位差标记为v1；

3)将当前监测的电极体与锅体之间的电位差v与v1进行运算，得出当前监测的锅体和电极体之间的电位差v与v1之间的变化率k，其表达式为：k＝v1/v；

4)控制器预设电位差变化率基准值k0，在k＜k0时，控制器继续监测记录电极体与锅体之间的电位差；

5)控制器通过比较k与k0的大小判断水位状态，k＜k0时，锅内水位正常，k≥k0时，锅内水位低于设定水位；

6)随着烹饪过程持续，锅内水位降低，当水位低于设定水位时，电极体与锅体之间的电位差出现跃变，此时出现k≥k0的现象，在第一次出现k≥k0时，控制器将第一次出现k≥k0的上一监测记录周期的电位差记录值v1标记为v0，此后，当前监测的锅体和电极体之间的电位差v将与v0进行运算，其表达式为：k1＝v0/v；

7)在k1≥k0时，控制器发出报警信息。

6、所述的一种基于锅体电位监测的水位报警保护方法，当k1≥k0持续时间超过设定时间后，控制器发出保护信息。

本发明的一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法，操作简单，只需要将电极体插入水中，电极体通过连接器连接控制器，控制器与锅体连接，装置即按流程工作，操作人员完成操作后即可安心的进行其它事情，本发明实用性强，适用于所有导电性材质的锅具，本发明利用锅具及其构件以及锅内的水作为系统的组成部分，尤其是锅体参与电位信号采集，简化了信号传输途径，使得锅内信号向锅外传输变得简单可靠。

该发明的一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法可以准确识别水位状态，适时发出报警保护信息。

使用本发明，避免了干烧现象的发声，消除了漏电、漏气和发生火灾的安全隐患，对提高人们的生活质量具有重大意义。

附图说明

图1为本发明系统构造图。

图2为本发明控制器电路框图。

图中各标号表示：

1锅体、2电极体、3控制器、4连接器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置及方法作以下详细说明。

如图1所示，一种基于锅体电位监测的水位报警保护装置，包括：锅体1、电极体2、控制器3、连接器4；连接器4穿过锅盖的通孔，两端分别在锅盖的两侧，电极体2一端插入水中，另一端连接连接器4的锅内部分，控制器3在锅外与连接器4和锅体1连接，电极体2与锅体1及其构件无直接电连接。本发明的锅体1和电极体2具有导电性，连接器4可以利用锅盖的手柄固定孔穿过锅盖，这种方式下可以利用锅盖的手柄将连接器4固定在锅盖上，连接器4也可以通过锅盖的气孔穿过锅盖；还有一种方式是利用专用锅盖的专用通孔穿过和固定连接器4。

如图1所示，电极体2与锅体1之间以烹饪锅具内的水为介质，电极体2的信号通过连接器4实现电位信息由锅内到锅外的传输，锅体1的电位信息通过锅体自身由锅内传输到锅外。

所述的电极体2是采用与锅体1材质不同的导电性材料制作的，制作电极体2的材料包括但不仅限于金属材料、合金材料、复合型高分子导电材料、结构型高分子导电材料等，也可以通过对某一材料进行表面处理制作电极体2。

所述的连接器4两端分别具有与电极体2和控制器3配套的连接部，连接部的构造方便与电极体2和控制器3的连接。

如图2所示，所述的控制器3包括信息监测单元、信息处理单元和接口单元，锅体1与电极体2的电位信息通过接口单元进入控制器3的信息监测单元，然后进入信息处理单元，经信息处理单元识别判断，在水位低时，通过接口单元发出报警或保护信息。

所述的一种基于锅体电位监测的水位报警保护方法，包括如下步骤：

1)锅内水位高于设定水位时，电极体2与水接触，电极体2与锅体1之间有电位差v，控制器3持续监测电极体2与锅体1之间的电位差v；

2)控制器3周期性监测记录电极体2与锅体1之间的电位差，将当前监测记录周期的上一周期记录的电位差标记为v1；

3)将当前监测的电极体2与锅体1之间的电位差v与v1进行运算，得出当前监测的锅体1和电极体2之间的电位差v与v1之间的变化率k，其表达式为：k＝v1/v，在水位状态不发生变化时，两个记录周期的电位差相对稳定；

4)控制器3预设电位差变化率基准值k0，在k＜k0时，控制器3继续监测记录电极体2与锅体1之间的电位差；

5)控制器3通过比较k与k0的大小判断水位状态，k＜k0时，锅内水位正常，k≥k0时，锅内水位低于设定水位；

6)随着烹饪过程持续，锅内水位降低，当水位低于设定水位时，电极体2与锅体1之间的电位差出现跃变，此时出现k≥k0的现象，在第一次出现k≥k0时，控制器3将第一次出现k≥k0的上一监测记录周期的电位差记录值v1标记为v0，此后，当前监测的锅体1和电极体2之间的电位差v将与v0进行运算，其表达式为：k1＝v0/v；

7)在k1≥k0时，控制器3发出报警信息。

6、所述的一种基于锅体电位监测的水位报警保护方法，当k1≥k0持续时间超过设定时间后，控制器3发出保护信息。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对上述说明加以改进或变换，所以，所附权利要求意欲解释为包括实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。