一种温度控制的方法及装置与流程

本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及到加热过程中液体沸点的判断。

背景技术：

在烹饪中及时地识别液体的沸点非常重要，若判断液体的沸点时间过长，会浪费能源和将食物煮糊。若液体还没到沸点就停止加热，食物则可能没有煮熟。如果是烧开水的话，判断液体的沸点时间过长或者水还没到沸点就停止加热，都造成水中存在不少的有害物质，如亚硝酸盐和氯化物，对人体健康造成伤害。现有设备(电饭锅、烧水壶等)沸点一般的判断方法是通过内部温度传感器等，测量温度，然后通过测得温度对应实际温度判断沸点。然而由于灶具是明火燃烧，其加热过程容易受到外界风影响，而且还包括海拔高度、锅材质、液体量的多少等因素的影响，当每次到达沸点时，传感器反馈的温度都不一定相同；所以普通的沸点判断算法很难准确判断液体沸点。在实际情况中海拔高度或者锅材质这些因素一般都是固定的，液体的容量就成了影响判断加热过程中液体的沸点判断主要因素之一，如果不计算液体的容量，用固定的参数来判断液体的沸点，要么判断沸点的时间很长，要么可能会产生误判，或者时间滞后。

技术实现要素：

本发明的首要目的就是要解决现有技术中判断液体的沸点不够准确的技术问题，本发明提出一种温度控制装置。

一种温度控制装置，包括控制器、报警器、温度传感器和执行装置，所述报警器、温度传感器、执行装置均与控制器联接。在所示控制器中可以预设用于判断沸点的参数，这些参数视环境变化可以修改，这里环境包括海拔高度、散热条件、液体容量等。所述报警器用于当加热的液体温度达到沸点时报警通知用户。所述温度传感器用于检测液体的温度，当液体的温度不方便直接检测的时候，也可以检测盛装该液体的容器的温度来代替。所述执行装置用于在检测到液体达到沸点后，指令加热设备需要执行的相应动作。例如用电热水器烧水时，待水达到沸点时，执行装置就切断电热水器的电源，停止加热。又如，用燃气热水器烧水时，待水达到沸点时，执行装置就切断燃气热水器的燃气供应，停止加热。利用本温度控制装置，能够根据的加热环境预设不同的判断沸点的参数，而且待液体达到沸点后，还能执行相应的响应操作，避免液体久沸。

进一步的，所述执行装置包括阀门驱动装置和燃气调节阀，所述阀门驱动装置与控制器联接，所述燃气调节阀与所述阀门驱动装置联接。这是针对燃气灶具的设计的执行装置，控制器通过阀门驱动装置控制燃气调节阀，从而控制燃气的供应，这样能更好地控制液体的加热温度。

进一步的，所述控制器还联接有显示装置。显示装置用来给用户显示加热液体的实时温度。

本发明还披露一种燃气灶具，这种燃气灶具设有上述的温度控制装置，所述燃气调节阀设置在灶具的进气管上，所述温度传感器可移动或者可转动的方式设置在所述灶具上。燃气调节阀设置在灶具的进气管上是为了控制灶具的燃气供应，燃气调节阀可以控制燃气灶具进气的大小或者开闭。所述温度传感器可移动或者可转动的方式设置在所述灶具上，这样能更好地适合锅具的放置，对于不同规格的锅具，温度传感器可通过位置调动来适应不同规格的锅具。

进一步的，所述温度传感器与灶具上锅架齐平的方式设置在所述灶具上。对于大多数的锅具，将温度传感器与灶具上锅架齐平的方式设置在所述灶具上，温度传感器能与锅具的底部接触，检测锅具底部的温度，用于衡量锅具内的液体温度。

本发明还披露了一种使用上述的燃气灶具时判断液体沸点的方法，包含以下步骤：

100：判断容器中液体的容量；

200：根据容器中液体的容量来预设液体是否达到沸点参数；

300：根据所预设的参数来判断液体是否达到的沸点。

该方法根据液体的容量不同来设置不同的沸点参数，使判断加热过程中的液体沸点更准确。

进一步的，在步骤100中根据以下步骤来判断容器中液体的容量；

101：第一次采集液体的温度t1和时间m1；

102:第n次采集液体的温度tn和时间mn，n>1，每重复该步骤一次，n加1；

103：判断tn是否大于tb，若tn≧tb,则进入步骤104，否则进入步骤102，tb为该液体加热时温度上升速度发生第一次改变的阈值温度。

104：根据(tn-t1)和(mn-m1),以此为输入计算液体的容量。

进一步的，步骤200的细化步骤为：根据液体的容量由查表法或模糊推理法得出表征温升斜率变化的参数即时间段m和最大温度变化值h。如:变化斜率＝采集时间/该段时间变化温度幅值，将斜率按大小划分为四段，通过查表得出斜率对应时间m,m按斜率分段乘不同系数得h。例如，在判断液体容量时，t1＝50°，m1＝30，t2＝70°，m2＝120，k＝(t2-t1/m2-m1).斜率k与容量成比例。跟据段的划分为第一段，查表得出m，m乘第一段系数得出h。

进一步的，在步骤300中根据以下步骤来判断容器中液体的沸点：

301：采集n次温度tn，n>1，每重复该步骤一次，n加1；

302：设置tsum＝0，累积温差tsum＝tsum+(tn–tn-1)；

303：如果tsum绝对值小于最大温度变化值h,且连续大于m秒，则进入步骤304，否则进入步骤301；

304：如果tn≧tc,则判断tn为容器中液体的沸点，否则继续采集液体的温度，并回到步骤301。

以上步骤避免判断液体沸点时间滞后或者延长的问题。

进一步，在容器中的液体达到沸点后，还包括步骤400：所述控制器通过阀门驱动装置使燃气调节阀关闭灶具的进气管，报警器报警。不但及时通知用户液体以及沸腾，还能自动切断燃气供应，以实现烧开水，蒸煮功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明中的温度控制装置不仅能根据不同的使用环境设置不同的沸点判断参数，还可以在液体到达沸点后执行相应的动作，避免液体长期沸腾。

(2)本发明中的燃气灶具安装有温度控制装置，其温度传感器的安装方式可以适应不同规格的锅具。

(3)本发明中燃气灶具中液体沸点判断方法是根据液体容量不同，设置不同的判断沸点参数，这样判断液体沸点更加准确。

(4)本发明中燃气灶具中液体沸点判断方法在液体达到沸点后，还能够关闭燃气的供应和报警，能及时通知用户和以实现烧开水，蒸煮功能。

附图说明

图1为本发明的温度控制装置原理框架图；

图2为本发明燃气灶具的结构示意图；

图3为加热中液体温度与时间曲线；

图4为本发明判断液体沸点的方法的总流程图；

图5为本发明判断液体沸点的方法中判断容器中液体容量方法的流程图；

图6为本发明判断液体沸点的方法中判断是否达到沸点的流程图。

图中标记：

1-容器，11-控制器，12-温度传感器，13-燃气调节阀，2-燃气灶具，21-进气管，22-锅架。

具体实施方式

参见图1，温度控制装置包括，包括控制器、报警器、显示装置、温度传感器和执行装置，所述报警器、温度传感器、显示装置、执行装置均与控制器联接，在本实施例中执行装置包括阀门驱动装置和燃气调节阀，报警器为蜂鸣器。在所示控制器中可以预设用于判断沸点的参数和发出相应动作的指令。所述蜂鸣器用于当加热的液体温度达到沸点时报警通知用户。所述温度传感器用于检测液体的温度，当液体的温度不方便直接检测的时候，也可以检测盛装该液体的容器的温度来代替，所述阀门驱动装置与控制器联接，所述燃气调节阀与所述阀门驱动装置联接，所述燃气调节阀可安装在灶具的进气管上。参见图2，燃气灶具2包括温度控制装置、进气管21和锅架22，当然也包括其他实现烹饪功能的必要零部件，如火盖、打火针等。温度控制装置中的燃气调节阀13安装在燃气灶具的进气管21上，温度传感器12与锅架22齐平地安装在灶具2上。在本实施例中温度传感器12可相对灶具2移动或者转动，以适应不同规格的容器1。控制器11还联接有报警器、显示装置和阀门驱动装置，这些装置在图2中未显示出来。控制器11可根据用户的命令或者特定条件，例如容器1中液体已到沸点，控制燃气调节阀13以对燃气进气的大小或者开闭进行调节。

图3为液体加热过程中的温升曲线。在加热过程中，液体温度以特定的速度上升。然而，随着温度不断升高，在接近沸点过程中，液体不断挥发并带走热量，液体温度上升速度将减小，也就是在图3中阈值温度tb后，液体温度上升速度会减小。当液体加热到达沸点时，液体的散热和吸热达到平衡状态，也就是液体达到沸点后温度将不再增加，并一直保持到液体烧干为止。根据这个特点，只要温度保持一定时间不再变化，并且温度大于tc时可判断为沸点。在加热火力一定，热转换效率、散热条件一定时，温升斜率(也就是温度上升的速度)与液体的容量成比例。即因液体的容量的大小决定了温升斜率。为了精确判断容器1中液体的沸点，本发明还公布一种判断容器1中的液体沸点的方法。参见图4，判断液体沸点的方法总步骤如下：

100：判断容器1中液体的容量；

200：根据容器1中液体的容量来预设液体是否达到沸点参数；

300：根据所预设的参数来判断液体是否达到的沸点；

400：所述控制器11通过阀门驱动装置使燃气调节阀13关闭灶具的进气管21，报警器报警。

根据以上方法首先判断出容器1中液体的容量，在根据不同的容量来预设用于判断液体是否达到沸点参数，当沸点达到沸点时，温度控制装置要执行相应的动作，防止液体长期沸腾。参见图5，在上述步骤100中判断液体容量的具体步骤如下：

101：第一次采集液体的温度t1和时间m1；

102:第n次采集液体的温度tn和时间mn，n>1，每重复该步骤一次，n加1；

103：判断tn是否大于tb，若tn≧tb,则进入步骤104，否则进入步骤102，tb为判断沸点起始阈值温度。

104：根据(tn-t1)和(mn-m1),以此为输入计算液体的容量。

在通过以上步骤判断出液体容量后，在步骤200中根据容器1中液体的容量来预设液体是否达到沸点参数，具体地，在本实施例中是这样来预设参数的，步骤200：根据液体的容量由查表法或模糊推理法得出表征温升斜率变化的参数即时间段m和最大温度变化值h。利用这两个参数来判断液体是否达到沸点，即步骤300，参见图6，步骤300的具体步骤如下：

301：采集n次温度tn，n>1，每重复该步骤一次，n加1；

302：设置tsum＝0，累积温差tsum＝tsum+(tn–tn-1)；

303：如果tsum绝对值小于最大温度变化值h,且连续大于m秒，则进入步骤304，否则进入步骤301；

304：如果tn≧tc,则判断tn为容器中液体的沸点，否则继续采集液体的温度，并回到步骤301。

如果液体达到沸点，就如步骤400，执行切断燃气供应的操作，避免了判断液体沸点时间滞后或者延长的问题。

上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。