一种带有非接触式传感装置的灶具及该灶具的控制方法与流程

本发明涉及一种灶具，尤其是一种带有非接触式传感装置的灶具，以及该灶具的控制方法。

背景技术：

一直以来，人们对燃气灶具的安全性都非常关注，所以通常都会在燃气灶中设置多种保护装置。燃气灶在使用过程当中，火焰遇到风吹或者沸水溢出等意外情况而熄灭时，会引起燃气外泄，从而引发安全事故，因此，引入锅底温度传感装置显得非常必要，可以避免干烧、空烧，以及更好地控制火力大小以配合各种烹饪过程。

目前现有的燃气灶具对锅具温度监测和锅具使用状态的监测等技术使用极少，即使有使用也是采用机械接触式结构直接对锅底进行接触测量，这样的方式在使用过程中的误差较大，火焰对其干扰厉害，长时间的使用加速与锅底接触的探头老化等问题。接触式温度传感器也给清洁带来较大的影响。

为此，也已有了一些非接触检测的方式，如申请号为201110083272.9的中国专利公开的一种自动控温燃气灶及控温方法，在燃烧器的中心位置设有感温元件，包括测温感应线圈和励磁线圈，煮食锅底部设有与励磁线圈对应的磁感应强度根据温度变化而变化的磁性感温元件，励磁线圈对测温感应线圈进行励磁，在测温感应线圈和磁性感温元件之间形成一个感温检测磁场，用于将磁性感温元件在不同温度下产生的磁信号转换为电信号并输出，以检测煮食锅的温度。上述这种方式检测的并不是锅具底部的直接温度，需要在锅底增加装置，而且该感温元件受到火焰的干扰，温度偏差极大。

又如申请号为201410175957.X的中国专利公开的一种触摸式按键智能燃气灶，将非接触式红外测温模块安装于燃气灶底盘下，探头通过灶焰中心的圆孔，直接探测到锅底中心位置的温度。上述这种方式，只能检测锅底的温度，功能比较单一，而且红外测温模块和燃气灶的安装方式并无具体的结构公开，而采用常规的燃气灶则难以实现这种方案。

此外，为了防止空烧，而造成对环境的污染、恶化厨房环境，目前也有一些方案，通过设置传感器检测炉灶上锅具有无的状态，从而来自动调节燃气灶火焰。如申请号为201320536433.X的中国专利公开的一种燃气灶火焰自动调节器，包括红外线传感器，红外线传感器探头对准灶台上的金属锅的一侧，工作时，通过红外发射、红外接收检测燃气炉灶上是否有锅，当有锅时，红外线传感器导通，最终控制燃烧火焰变大，而当无锅时，红外线传感器截止，最终使燃烧火焰变小。这种燃气灶，红外线传感器设置在炉灶的一侧，从侧向检测锅具的有无状态，然而这样的检测方式，红外信号容易受到火焰的干扰，导致检测的结果出现偏差；此外，由于锅具的尺寸、形状各异，从侧向检测时不仅容易使得检测结果出现偏差，更容易出现误检测，而且也很容易被其他的物件干扰，对传感器的位置也有着非常高的要求，而传感器的设置甚至有可能给烹饪的进程带来不便。

技术实现要素：

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种精准实现锅底温度检测和锅具状态监测的带有非接触式传感装置的灶具。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述灶具的控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种带有非接触式传感装置的灶具，包括面板、燃烧器和非接触式的传感装置，所述传感装置包括测温模块和测距模块，其特征在于：所述面板上形成有透光区，所述传感装置设置在所述面板下方、并与所述面板的透光区对应，所述燃烧器位于面板上方部分的中间位置开设有供所述传感装置的检测信号穿过的通孔。

优选的，为便于设置传感装置的感测模块，所述传感装置包括与所述面板相对固定的安装支架，所述测温模块和测距模块设置在所述安装支架内，并且所述测温模块和测距模块的感应面朝向所述面板上方。

为使得传感装置与面板稳定的安装，又能避免面板对感测模块的影响，所述传感装置还包括设置在所述安装支架下方的支架托底，所述支架托底的周边设置有至少一个向上延伸的角片，所述角片的高度高于所述安装支架的顶面，所述角片与所述面板固定。

为避免安装支架相对面板移动，所述支架托底的周边还设置有向上延伸的卡扣和限位凸包，所述卡扣的顶部朝向所述安装支架弯折，并且所述卡扣的高度与所述安装支架的高度适配，所述卡扣的位置与所述限位凸包相对，从而所述卡扣和限位凸包限定安装支架在水平方向和竖直方向上的位置。

优选的，为便于通过传感装置的检测信号，所述燃烧器包括基座、混气座、以及覆盖在所述混气座上方的火盖，所述通孔包括开设在所述火盖中间的第一通孔、以及开设在所述混气座上与所述第一通孔对应的第二通孔，所述基座连接在所述混气座下方靠近周缘的位置。

为便于清洁燃烧器下方的面板部分，所述基座位于所述面板下方、并且基座内形成有燃气通道，所述混气座内形成有与所述基座内的燃气通道连通的混气室，所述混气室和燃气通道之间通过位于所述面板上方的连接立柱连通，所述连接立柱位于所述混气座下方靠近周缘的位置。

为减少燃烧器整体的尺寸，便于灶具整机的内部结构的设计，所述基座位于所述连接立柱下方，所述燃烧器还包括在所述混气座下方的引射管，所述引射管的端部连接到所述基座、从而与所述基座内的燃气通道连通。

为提高二次空气的补充，提高燃烧器的燃烧效率，所述火盖上开设有与所述混气室对应的火孔，所述火孔位于所述第一通孔外周，所述混气室位于所述第二通孔外周。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的灶具的控制方法，包括如下步骤：

1)将锅具置于灶具上后，打开供应燃气的燃气通路，并对灶具进行点火操作；

2)当所述灶具的燃烧器点火成功后，所述传感装置的测温模块和测距模块进行检测：

2.1)所述测温模块得到所述锅具的实时锅底温度值、并传输到灶具的控制线路板，所述控制线路板将实时锅底温度值与预设的第一温度预设值和第二温度预设值比较，第一温度预设值大于第二温度预设值，第一温度预设值为干烧的上限温度，第二温度预设值为用户设定的与烹饪规则相应的温度：

2.1.1)当实时锅底温度超过第二温度预设值时，所述控制线路板控制所述燃烧器的火力减小；

2.1.2)当实时锅底温度值超过第一温度预设值时，所述控制线路板判断锅具内干烧，并将燃气通路关闭后使得燃烧器熄火，此后等待一定时间后再回到步骤1)；

2.2)所述测距模块得到与所述锅具的锅底之间的距离：

2.2.1)当未检测到锅具时，则控制线路板控制燃烧器的火力减小后切换到小火模式，待锅具重新放回后，所述测距模块得到与所述锅具的距离在设定范围内，则控制线路板再次控制所述燃烧器的火力增大切换到大火模式；

2.2.2)当测距模块检测到所述锅具的锅底之间的距离超过预设的最高距离限定值或最低距离限定值后，等待一定时间，控制线路板控制关闭燃气通路，回到步骤1)。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将具有测温模块和测距模块的传感装置设置在面板下方，由面板下方发出检测信号穿过燃烧器，由此可避免燃烧器的火焰干扰，使得测量的结果准确，进而精确地自动控制灶具的工作；通过设置与传感装置匹配的燃烧器，不仅避免了燃烧器影响传感装置测量的准确性，同时又使得燃烧器下方的面板便于清洁，而且混合气体从混气座偏离中心的位置进入，在引射管的长度不变的情况下，燃烧器的整体尺寸较小，便利了灶具整机的内部结构设计。

附图说明

图1为本发明的灶具的结构示意图；

图2为本发明的灶具的俯视图；

图3为本发明的灶具的局部剖视图；

图4为本发明的灶具隐藏锅支架的侧视图；

图5为本发明的灶具的传感装置的结构示意图；

图6为本发明的灶具的传感装置的分解结构示意图；

图7为本发明的灶具的燃烧器的结构示意图；

图8为本发明的灶具的燃烧器的分解结构示意图；

图9为本发明的灶具的控制方法的流程图。

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。

参见图1～图4，一种带有非接触式传感装置的灶具，包括面板1、锅支架2、燃烧器3、非接触式的传感装置4以及旋钮5。锅支架2置于面板1上，而燃烧器3置于锅支架2内侧、并且部分位于面板1上方、部分位于面板1下方。在本实施例中，面板1上设有两个锅支架2、以及对应的两个燃烧器3、传感装置4和旋钮5。锅具6支撑于锅支架2上。

面板1上、与燃烧器3的中心对应的位置形成有透光区11，面板1的透光区11下方设置有上述的传感装置4。由于传感装置4安装在面板1的下方，因此不会受到油污、杂质等的污染，也不会受到火焰的辐射等，可以长时间地保持其可靠性、耐久性和测量的精确度。

参见图5和6，传感装置4包括安装支架41、设置在安装支架41内的测温模块42、测距模块43和传感器校正模块44，测温模块42和测距模块43的感应面朝向面板1上方。测温模块42可以采用红外或激光透过面板1的透光区11对锅具6底部进行温度检测。而测距模块43则可以采用红外或激光透过面板1的透光区11来检测与锅具6底部之间的距离，从而判定锅支架2上是否放置有锅具6。而传感器校正模块44为两个，分别对测温模块42和测距模块43检测的数据进行初步的校正。由此，传感装置4可根据烹饪规则的不同，以提供实时火力大小控制或是在干烧、空烧时进行保护。

传感装置4还包括设置在安装支架41下方的支架托底49，支架托底49与安装支架41的形状和尺寸适配，支承在安装支架41下方。支架托底49的周边设置有向上延伸的至少一个角片45，角片45的顶部朝远离安装支架41的方向延伸，角片45的高度高于安装支架41的顶面，从而可用于与面板1固定，在本实施例中，角片45和面板1之间通过硅酮胶粘接固定。支架托底49的周边还设置有卡扣46和限位凸包47，卡扣46至少为一个，其由支架托底49向上延伸，并且在顶部朝向安装支架41弯折而形成，卡扣46的高度与安装支架41的高度适配；限位凸包47在支架托底49的周边向上延伸而凸起，限位凸包47的位置与卡扣46相对。上述的安装支架41与支架托底49安装时，首先将安装支架41从限位凸包47的一侧插入到支架托底49上，直至安装支架41的边缘卡入到卡扣46内而使得安装支架41整体支承在支架托底49上，并且在与卡扣46相对的一侧能通过限位凸包47限位，而卡扣46由于具有弯折的部分，则将安装支架41在竖直方向上限位。安装支架41的侧面设置有接线端子48，以便于将上述的测温模块42、测距模块43和传感器校正模块44电连接到灶具的控制线路板，测温模块42和测距模块43检测到的数据如何通过控制线路板对燃烧器3进行控制，将在下文详细描述。

参见图7和图8，燃烧器3包括基座31、混气座32、火盖33、引射管和喷嘴，其中，引射管包括内引射管341和外引射管342，喷嘴包括内喷嘴351和外喷嘴352，与供应燃气的燃气通路连通，内喷嘴351与内引射管341连接，外喷嘴352与外引射管342连接。基座31内形成有独立的内燃气通道311和外燃气通道312，内引射管341与基座31的内燃气通道311连通，外引射管342与基座31的外燃气通道312连通。

混气座32呈上开口的圆柱形，而火盖33则呈圆盘状，混气座32内形成有环形的第一分隔壁321和第二分隔壁322，混气座32还包括位于周边的环形侧壁323，第一分隔壁321、第二分隔壁322同心地间隔布置，并且第二分隔壁322位于第一分隔壁321径向内侧。优选的，第一分隔壁321、第二分隔壁322与环形侧壁323同心。由此混气座32的第一分隔壁321和第二分隔壁322之间、位于火盖33下方的空间形成内混气室324，第一分隔壁321和混气座32的环形侧壁323之间、位于火盖33下方的空间形成外混气室325。其中，内混气室324和基座31的内燃气通道311连通，外混气室325与基座31的外燃气通道312连通。

在本实施例中，再参见图3，混气座32和基座31之间通过一个封闭的连接立柱36而实现连接，连接立柱36位于混气座32下方靠近周缘的位置。基座31位于连接立柱36下方，而引射管的端部连接到基座31，使得混合气体的入口位于偏离中心的一侧边缘，由此与常用的引射管与基座的连接处位于圆形混气座中心下方的相比，引射管的长度不变的情况下，也能大大的减小燃烧器3的总体长度尺寸(由于引射管几乎横贯在混气座32下方，因此仅部分露出于混气座32下方外)，方便灶具整机内部的结构设计。

火盖33具有圆形的第一通孔331、位于第一通孔331的外周开设的内环火孔332、以及靠近火盖33周缘开设的外环火孔333，内环火孔332与混气座32的内混气室324对应，而外环火孔333则与混气座32的外混气室325对应。混气座32位于第二分隔壁322径向内侧形成有与第一通孔331对应的第二通孔326。火盖33采用一体式，内环火孔332和外环火孔333排列在火盖33的上表面，并且中心具有第一通孔331，第一通孔331可以具有较大的尺寸，由此使得在实际燃烧过程中的空气从火焰内侧和外侧都能大量补充，燃烧和换热效率可以大大提高。而且第一通孔331和第二通孔326的设置，也能便于传感装置4对锅具6进行检测。此外，参见图3和4，混气座32和基座31之间除连接立柱36外无其他任何连接，混气座32、火盖33和连接立柱36位于面板1上方，基座31、引射管和喷嘴位于面板1下方。在清洁时可方便地直接用手穿过第一通孔331和第二通孔326伸到混气座32的下方，对面板1进行擦拭，操作方便又无清洁死角。

燃烧器3使用时，由燃气通路而来的一路燃气经由内喷嘴351喷出流经内引射管341进入内燃气通道311后再均流到内混气室324，最后从内环火孔332流出并燃烧；另一路燃气则由外喷嘴352喷出流经外引射管342进入外燃气通道312后再均流到外混气室325，最后从外环火孔333流出并燃烧。可替代的，燃气通路也可以采用单通道、或者多于本实施例所示的双通道(三通道或以上)。

参见图9，本灶具的控制方法，包括如下步骤：

1)将锅具6置于灶具的燃烧器3上方，通过锅支架2支撑，灶具整机上电、燃气主气路接通；

2)解锁铜锁保护触发电路自检；

3)如果电路自检正常，则进入下一步骤，如果电路自检非正常，则关报警提示并显示故障；

4)打开燃气通路并进行点火操作；

5)在正常状态下，燃烧器3点火成功；非正常状态下，燃烧器3点火不成功，关闭燃气通路后，回到步骤4)；

6)当燃烧器3点火成功后，传感装置4的测温模块42和测距模块43进行检测，如图3箭头所示，为红外或激光的线路，从燃烧器的通孔中穿过：

6.1)测温模块42得到实时锅底温度值，与控制线路板中的第一温度预设值和第二温度预设值比较，第一温度预设值大于第二温度预设值，第一温度预设值为干烧的上限温度，第二温度预设值为用户设定的与烹饪规则相应的温度：

6.1.1)当实时锅底温度超过第二温度预设值时，如用户设定在炒菜时，最高温度不超过250℃，则当炒菜时温度超过250℃时，控制线路板根据测温模块42的反馈，控制电控阀体(灶具的部件)将燃烧器3的火力调节开启后将火力减小到一个设定值以防止温度继续过快升高；

6.1.2)当实时锅底温度值超过第一温度预设值时，如高温超过350℃，则控制线路板判断锅具6内干烧，通过反馈后将燃气通路关闭，燃烧器3熄火，可以有效防止着火、锅具6烧坏等安全隐患，并且在等待一定时间后，如等待一分钟后再回到步骤4)；

6.2)测距模块43得到与锅具6的锅底之间的距离：

6.2.1)当测距模块43未检测到锅具6时，即烹饪过程中锅具6移开一定时间后没有放回到锅支架2上，则控制线路板根据测距模块43的反馈，控制电控阀体将燃烧器3的火力调节开启后将火力减小而切换到小火模式，待锅具6重新放回后再次切换到大火模式，这样可以有效节约燃气和减少废气的排放，提高灶具使用安全性；

6.2.2)当测距模块43检测到与锅具6的锅底之间的距离超过预设的最高距离限定值或最低距离限定值后，判断为异常，影响燃烧器的工况，在等待一定时间后，如超过三分钟后，控制线路板控制关闭燃气通路，回到步骤4)。