电磁炉和电磁炉控制方法与流程

本发明涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种电磁炉和电磁炉控制方法。

背景技术：

电磁炉是一种常见的家用电器，利用电磁感应对放置在电磁炉上的锅具或水壶等设备进行加热，日常生活中经常用其进行食品加工或烧水。

目前，用户在使用电磁炉进行烧水时，往往是人眼观察到水开后，手动关闭电磁炉。由于水烧开时间与水量相关，时间不固定，因此可能存在因人为疏忽而导致没有及时发现水已烧开，未及时关闭电磁炉而导致水烧干的情况，该情况可能引发电磁炉损坏或火灾等安全事故。因此，现有电磁炉在烧水时存在无法自动停止的问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供了一种电磁炉和电磁炉控制方法，安全性较高。

本发明一方面提供一种电磁炉，包括：控制单元、加热单元、微晶板和信号生成单元；其中，

所述信号生成单元设置在所述微晶板的下方，用于根据所述微晶板的震动强度生成强度信号；

所述控制单元分别与所述加热单元和所述信号生成单元连接，所述控制单元用于在根据所述强度信号确定水烧开时，调整所述加热单元的工作状态。

通过在电磁炉的微晶板的下方设置信号生成单元，采集烧水过程中的微晶板的震动情况，并根据震动情况生成强度信号，控制单元根据强度信号来确定水是否烧开，并在水烧开时，调整电磁炉的加热单元的工作状态。因此，本发明提供了一种可检测水是否烧开的电磁炉，避免了水烧干可能引发的电磁炉损坏或火灾等安全事故，安全性较高。

如上所述的电磁炉，所述控制单元具体用于比较所述强度信号与最大信号，当所述强度信号大于所述最大信号时，根据所述强度信号更新所述最大信号；当所述强度信号小于所述最大信号时，确定水烧开。

如上所述的电磁炉，所述控制单元具体用于当所述强度信号小于所述最大信号时，判断所述强度信号与所述最大信号之间的差值是否大于预设阈值，若是，则确定水烧开。

通过比较强度信号与最大信号之间的差值与预设阈值之间的大小，提高了检测准确度。

如上所述的电磁炉，还包括：计时单元；

所述控制单元还与所述计时单元连接，用于获取时间信息；

所述控制单元还用于当所述强度信号小于所述最大信号，且所述强度信号与所述最大信号之间的差值小于所述预设阈值时，判断在预设时长内，所述控制单元接收到的所有强度信号是否均小于所述最大信号，若是，则确定水烧开。

通过增加计时单元，提高了水量较少时的水烧开情况的检测准确度。

如上所述的电磁炉，所述信号生成单元包括：上盖、滚珠、压电片、下盖和接触引脚；其中，

所述上盖设置所述电磁炉的微晶板的下方，所述下盖设置在所述上盖下方；

所述压电片设置在所述上盖与所述下盖之间；

所述滚珠设置在所述上盖与所述压电片形成的空间内，并在所述压电片上滚动；

所述压电片通过所述接触引脚与所述控制单元连接。

信号生成单元结构简单，便于实现和检修。

如上所述的电磁炉，还包括：信号采集单元；

所述信号采集单元的输入端与所述接触引脚连接，所述信号采集单元的输出端与所述控制单元连接。

如上所述的电磁炉，还包括：信号放大单元；

所述信号放大单元的输入端与所述信号采集单元的输出端连接，所述信号放大单元的输出端与所述控制单元连接。

通过设置信号采集单元和信号放大单元，为控制单元提供了更准确的强度信号，提高了水烧开情况检测的准确定。

如上所述的电磁炉，所述信号采集单元包括运算放大器；

所述运算放大器的同相输入端与所述接触引脚连接，所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。

如上所述的电磁炉，所述信号放大单元包括：运算放大器、第一电阻、第二电阻和电容；

所述运算放大器的同相输入端与所述信号采集单元的输出端连接；

所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻接地；

所述第二电阻和所述电容并联，形成并联支路；

所述运算放大器的反相输入端还通过所述并联支路与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述控制单元连接。

如上所述的电磁炉，所述信号生成单元为压电传感器，所述压电传感器用于采集所述电磁炉的微晶板的震动强度，根据所述震动强度生成电压信号。

如上所述的电磁炉，还包括功能设置单元，所述功能设置单元与所述控制单元连接；

所述控制单元用于根据所述功能设置单元发送的功能设置信号确定所述电磁炉的功能状态；

所述控制单元具体用于，若所述电磁炉的功能状态为烧水时，在根据所述强度信号确定水烧开时，控制所述加热单元停止加热。

下面介绍本发明提供的一种电磁炉控制方法，该方法与装置一一对应，应用于上述实施例中的电磁炉，具有相同的技术特征和技术效果，本发明实施例对此不再赘述。

本发明另一方面提供一种电磁炉控制方法，应用于如上所述的电磁炉，包括：

接收信号生成单元发送的强度信号，所述强度信号指示水的沸腾程度；

根据所述强度信号判断水是否烧开；

若是，则向加热单元发送调整信号，以使所述加热单元根据所述调整信号调整工作状态。

如上所述的电磁炉控制方法，所述接收信号生成单元发送的强度信号之前，还包括：

接收功能设置单元发送的功能设置信号，根据所述功能设置信号确定所述电磁炉的功能状态；

若所述电磁炉的功能状态为烧水，则所述向加热单元发送调整信号，以使所述加热单元根据所述调整信号调整工作状态，包括：

向加热单元发送调整信号，以使所述加热单元根据所述调整信号控制所述加热单元停止加热。

如上所述的电磁炉控制方法，所述根据所述强度信号判断水是否烧开，包括：

判断所述强度信号是否小于最大信号；

若否，则根据所述强度信号更新所述最大信号；

若是，则判断所述强度信号与所述最大信号之间的差值是否大于预设阈值；

若是，则确定水烧开。

如上所述的电磁炉控制方法，若所述强度信号与所述最大信号之间的差值小于所述预设阈值，还包括：

判断在预设时长内接收到的强度信号是否均小于所述最大信号；

若是，则确定水烧开。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地发明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的电磁炉实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的电磁炉实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的电磁炉实施例三的结构示意图；

图4为本发明提供的电磁炉实施例四的结构示意图；

图5为本发明提供的电磁炉实施例五的结构示意图；

图6为本发明提供的电磁炉实施例六的结构示意图；

图7为本发明提供的电磁炉控制方法实施例一的流程示意图。

附图标记：

10—控制单元； 20—加热单元； 30—微晶板；

40—信号生成单元； 50—计时单元； 60—信号采集单元；

70—信号放大单元； 80—功能设置单元； 41—上盖；

42—滚珠； 43—压电片； 44—下盖；

45—接触引脚； 61—运算放大器； 62—电阻；

63—电阻； 71—运算放大器； 72—第一电阻；

73—第二电阻； 74—电容； 75—电阻。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的电磁炉实施例一的结构示意图。如图1所示，电磁炉包括：控制单元10、加热单元20和微晶板30和信号生成单元40；其中

信号生成单元40设置在微晶板30的下方，用于根据微晶板30的震动强度生成强度信号；

控制单元10分别与加热单元20和信号生成单元40连接，控制单元10用于在根据强度信号确定水烧开时，调整加热单元20的工作状态。

具体的，电磁炉包括加热单元20和微晶板30，微晶板30设置在加热单元20上方，当市电电源向加热单元20供电时，水壶或锅具放置在微晶板30上即可被加热。示例性的，市电电源通常为220伏的交流电压。示例性的，当使用电磁炉烧水时，当水未烧开时，水壶中的水没有沸腾，微晶板30没有震动，当水快要烧开时，水壶底部靠近微晶板30的水先受热烧开，开始沸腾，微晶板30可感受到明显震动，当水壶中的所有水烧开时，沸腾的水转移到水壶顶部，水壶底部的水沸腾程度降低，微晶板30可感受到的震动降低。因此，在水烧开的过程中，微晶板30可感受到的震动程度由小增大，到达最大值后开始降低，当微晶板30感受到的震动程度开始降低时，说明水烧开，故可根据微晶板30感受到的震动程度的变化来判断水是否烧开。

具体的，电磁炉还包括控制单元10和信号生成单元40，信号生成单元40设置在微晶板30的下方，采集微晶板30的震动强度，并根据震动强度生成强度信号，微晶板30的震动强度可反映水的烧开程度。示例性的，信号生成单元40可以采用现有的压电传感器，压电传感器感应微晶板30的震动强度，将震动强度转变为电压信号，震动强度越大电压信号越大。

控制单元10与信号生成单元40的输出端连接，接收信号生成单元40生成的强度信号，并根据强度信号判断水是否烧开。控制单元10还与加热单元20连接，用于在根据强度信号确定水烧开时，调整加热单元20的工作状态，示例性的，可控制加热单元20停止加热，还可以控制加热单元20的工作状态由加热变为保温。

本发明提供的电磁炉，通过在电磁炉的微晶板的下方设置信号生成单元，采集烧水过程中的微晶板的震动情况，并根据震动情况生成强度信号，控制单元根据强度信号来确定水是否烧开，并在水烧开时，调整电磁炉的加热单元的工作状态。因此，本发明提供了一种可检测水是否烧开的电磁炉，避免了水烧干可能引发的电磁炉损坏或火灾等安全事故，安全性较高。

在具体控制过程中，控制单元10具体用于比较强度信号与最大信号，当强度信号大于最大信号时，根据强度信号更新最大信号；当强度信号小于最大信号时，确定水烧开。

具体的，在控制单元10接收用户输入的烧水指令后，控制市电电源向加热单20供电，开始烧水，同时将最大信号设置为0，同时，在接收到信号生成单元40发送到的强度信号后，比较最大信号与强度信号，通过根据二者中较大的值更新最大信号，使得最大信号表示当前烧水过程中的微晶板30感测的最大震动强度。当强度信号开始小于最大信号时，说明微晶板30感测的震动强度开始降低，控制单元10可确定水烧开，并向加热单元20采取对应措施，控制电磁炉温度。

在具体控制过程中，考虑到可能的信号采集时的误差、计算的误差，为提高检测精度，控制单元10具体用于当强度信号小于最大信号时，还需判断强度信号与最大信号之间的差值是否大于预设阈值，若是，则确定水烧开。

进一步的，在上述实施例的基础上，图2为本发明提供的电磁炉实施例二的结构示意图，如图2所示，电磁炉还包括计时单元50；

控制单元10还与计时单元50连接，用于获取时间信息；

控制单元10还用于当强度信号小于最大信号，且强度信号与最大信号之间的差值小于预设阈值时，判断在预设时长内，控制单元10接收到的所有强度信号是否均小于最大信号，若是，则确定水烧开。

具体的，由于水壶或锅具内的水量不同，水烧开后导致的震动强度下降程度不同，特别当水量较少时，水烧开后导致的震动强度下降较少，当预设阈值较大时，可能导致控制单元10无法检测出水已烧开。

为提高电磁炉安全性，在图1所示实施例的基础上增加计时单元50，计时单元50与控制单元10连接，向控制单元10提供时间信息。当控制单元10检测到强度信号小于最大信号，且强度信号与最大信号之间的差值小于预设阈值时，在预设时长内，判断强度信号是否一直小于最大信号；若是，则确定水烧开。即当控制单元10检测到强度信号持续在一段时间内均小于最大信号，则确认水已烧开，从而可提高水量较少时的检测精度。

进一步的，在图1或图2所示实施例的基础上，对信号生成单元40进行详细说明。图3为本发明提供的电磁炉实施例三的结构示意图，如图3所示，信号生成单元40包括：上盖41、滚珠42、压电片43、下盖44和接触引脚45；其中，

上盖41设置电磁炉的微晶板的下方，下盖44设置在上盖41下方；

压电片43设置在上盖41与下盖44之间；

滚珠42设置在上盖41与压电片43形成的空间内，并在压电片43上滚动；

压电片43通过接触引脚45与控制单元10连接。

具体的，如图3所示，在微晶板30的下方，信号生成单元40从上至下依次包括上盖41、滚珠42、压电片43和下盖44。其中接触引脚45和压电片43连接。可选的，接触引脚45固定在压电片43上，或者固定在下盖44上，本发明对此不做限定。可选的，上盖41和下盖44也可为其他形状，图3中仅示意性的以弧形为例，而并非对上盖41和下盖44的形状的限制。

示例性的，上盖41和下盖44组成一个容置空间，在上盖41和下盖44中间设置压电片43，压电片43利用正压电效应制成，当滚珠42在上盖41和压电片43形成的空间里滚动时，因滚动程度不同向压电片43施加了不同的强度，使得压电片43可通过接触引脚45向控制单元10提供不同大小的电压作为强度信号。示例性的，滚珠42的尺寸小于上盖41和压电片43形成的空间的尺寸，从而使得滚珠42可根据微晶板30的震动而产生不同程度的滚动。

可选的，如图3所示，信号生成单元40包括两个接触引脚45，两个接触引脚45均与压电片43连接，控制单元10通过一个接触引脚45接收压电片43产生的电压，另一个接触引脚45接地。

在具体使用过程中，滚珠42的滚动强度和频率随微晶板30的震动而变化。

进一步的，在图1至图3所示任一实施例的基础上，图4为本发明提供的电磁炉实施例四的结构示意图。如图4所示，电磁炉还包括信号采集单元60；

信号采集单元60的输入端与接触引脚45连接，信号采集单元60的输出端与控制单元10连接。

进一步的，如图4所示，电磁炉还包括信号放大单元70；

信号放大单元70的输入端与信号采集单元60的输出端连接，信号放大单元70的输出端与控制单元10连接。

具体的，信号生成单元40提供的电压信号幅度小且不够稳定，通过在信号生成单元40的输出端增加信号采集单元60和信号放大单元70，可使得控制单元10接收达到稳定的电压信号，提高水烧开检测的准确度。

进一步的，在图1至图4所示任一实施例的基础上，图5为本发明提供的电磁炉实施例五的结构示意图。如图5所示，信号采集单元60包括运算放大器61；

运算放大器61的同相输入端与接触引脚45连接，运算放大器61的反相输入端与运算放大器61的输出端连接，运算放大器61的输出端与控制单元10连接。

具体的，运算放大器61的同相输入端与信号生成单元40的输出端连接，接收信号生成单元40输出的电压信号。运算放大器61的反相输入端与运算放大器61的输出端连接，运算放大器61的输出端与控制单元10连接。

进一步的，运算放大器61的反相输入端通过电阻62接地，运算放大器61的正相输入端通过电阻63接地。

进一步的，如图5所示，信号放大单元70包括：运算放大器71、第一电阻72、第二电阻73和电容74；

运算放大器71的同相输入端与信号采集单元60的输出端连接；

运算放大器71的反相输入端通过第一电阻72接地；

第二电阻73和电容74并联，形成并联支路；

运算放大器71的反相输入端还通过并联支路与运算放大器71的输出端连接，运算放大器71的输出端与控制单元10连接。

具体的，当信号采集单元60采集到的电压信号较微弱时，可对该电压信号进行放大，以提高电压信号的分辨率并降低噪声。因此，在信号采集单元60与控制单元10之间，可以增加信号放大单元70。

具体的，信号放大单元70的结构如图5所示，包括：运算放大器71、第一电阻72、第二电阻73和电容74。其中，运算放大器71的同相输入端与信号采集单元60的输出端连接，运算放大器71的反相输入端通过第一电阻72接地。第二电阻73和电容74并联，形成并联支路；运算放大器71的反相输入端还通过并联支路与运算放大器71的输出端连接，运算放大器71的输出端与控制单元10连接。

通过调整第一电阻72和第二电阻73的阻值关系，可控制信号放大单元70的放大倍数。

进一步的，运算放大器71的输出端通过电阻75接地。

进一步的，在图1至图5所示任一实施例的基础上，图6为本发明提供的电磁炉实施例六的结构示意图。如图6所示，电磁炉还包括功能设置单元80，功能设置单元80与控制单元10连接；

控制单元10用于根据功能设置单元80发送的功能设置信号确定电磁炉的功能状态；

控制单元10具体用于，若电磁炉的功能状态为烧水时，在根据强度信号确定水烧开时，控制加热单元20停止加热。

具体的，电磁炉在使用时，可用于将锅具进行加热，实现食物加工，也可将水壶进行加热，将水壶中的水烧开。当使用电磁炉进行食物加热，例如煮粥时，即使电磁炉检测到锅具中的水已烧开，也无需调整加热单元20的工作状态。

示例性的，在现有电磁炉中增加功能设置单元80，用户可根据电磁炉的使用方式，通过功能设置单元80设置电磁炉当前的功能为烧水、煮粥、火锅等。控制单元10根据功能设置单元80输出的功能设置信号确定用户选择的电磁炉的工能状态。示例性的，功能设置单元80可以为按键，当用户按下按键，则表明用户将使用电磁炉进行烧水。

当控制单元10确定电磁炉的功能状态为烧水时，则在根据强度信号确定水烧开时，控制加热单元20停止加热。

若控制单元10确定电磁炉的功能状态不是烧水时，则控制单元10可不接收强度信号。

本发明实施例另一方面还提供的一种电磁炉控制方法，该方法可应用于上述任一实施例中的电磁炉，示例性的，可以由控制单元实现，本发明对此不做限定。该方法与装置实施例一一对应，具有相同的技术特征和技术效果，本发明实施例对此不再赘述。

本发明另一方面还提供一种电磁炉控制方法，应用于如图1至图6所示的任一实施例中的电磁炉。图7为本发明提供的电磁炉控制方法实施例一的流程示意图，如图7所示，该方法包括：

S701、接收信号生成单元发送的强度信号，强度信号指示水的沸腾程度；

S702、根据强度信号判断水是否烧开；若是，则执行S703；

S703、向加热单元发送调整信号，以使加热单元根据调整信号调整工作状态。

具体的，控制单元10接收信号生成单元40发送的强度信号，强度信号指示水的沸腾程度，然后根据该强度信号判断水是否烧开，当控制单元10确定水烧开时，则向加热单元20发送调整信号，以使加热单元20根据调整信号调整工作状态。

进一步的，在S701之前，控制单元10在判断水是否烧开前，还包括：

接收功能设置单元80发送的功能设置信号，根据功能设置信号确定电磁炉的功能状态。

具体的，控制单元10接收功能设置单元80发送的功能设置信号，当根据功能设置信号确定电磁炉的功能状态为烧水时，控制单元10接收强度信号，当控制单元10根据强度信号确定水烧开时，控制单元10向加热单元20发送调整信号，以使加热单元20根据调整信号控制加热单元20停止加热。

进一步的，对控制单元10根据强度信号判断水是否烧开进行详细说明。具体的，S702包括：

判断强度信号是否小于最大信号；

若否，则根据强度信号更新最大信号；

若是，则判断强度信号与最大信号之间的差值是否大于预设阈值；

若是，则确定水烧开。

具体的，考虑到电磁炉烧水过程中，强度信号的变化呈现先增大，达到一个最大信号后，再减小的规律。可在接收到每一强度信号后，判断该强度信号是否小于最大信号，若大于，则用该强度信号替换最大信号；若小于，则进一步判断强度信号与最大信号之间的差值是否大于预设阈值，若否，则表明水刚烧开，还需完全沸腾；若是，则确定水已完全烧开。

进一步的，考虑到当水量较少时，水最终烧开时的强度信号与最大信号相差不大，因此，当强度信号与最大信号之间的差值小于预设阈值时，还包括：

判断在预设时长内接收到的所有强度信号是否均小于最大信号；

若是，则确定水烧开。

具体的，当水量较少时，完全烧开时的强度信号相比最大信号降低较少，可能会误判为水未烧开而一直烧水，进而导致水烧干，为避免水烧干，可判断预设时长内接收到的所有强度信号是否均小于最大信号，当一直小于时，则可认为当前水量较少且水已烧开。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。