一种检测液体沸腾的装置和电磁炉的制作方法

本实用新型涉及电磁炉，尤其涉及一种检测液体沸腾的装置和电磁炉。

背景技术：

由于电磁炉的功率大，水可以在较短的时间内烧开，因此，电磁炉已经存在于千家万户的厨房之中。但现有的电磁炉在工作过程中，只能通过用户操作来改变输出功率或者关闭电磁了，如果用户忘记操作可能引起安全事故。例如，在烧开水的使用场景中，存在沸水溢出或者水烧干的情况，这些情况的出现使电磁炉在使用过程中存在较大的安全隐患；在煮粥及煲汤的应用场景中，当锅内汤食沸腾后，无法立即进入文火慢炖状态，使电磁炉烹饪体验较差。因此，目前市场上的电磁炉还无法有效识别液体的沸腾状态，进而无法及时控制电磁炉进入安全加热状态，电磁炉控制的智能化水平亟待提高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种检测液体沸腾的装置和电磁炉，提高液体沸腾检测的准确性，以及电磁炉控制的智能化水平。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种检测液体沸腾的装置，所述装置应用于电磁炉，所述装置包括：处理器和存储器，以及安装在电磁炉上面板的沸腾识别模块；其中，

所述处理器通过总线与所述存储器和沸腾识别模块相连；

所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：

电磁炉在进入工作状态对烹饪器具加热时，通过沸腾识别模块采集至少N个振动加速度，N取大于2的整数；所述沸腾识别模块安装在所述电磁炉上面板；

基于所述N个振动加速度，确定所述电磁炉的振动加速度的变化规律；

当所述电磁炉的振动加速度的变化规律与预设规律匹配时，确定所述烹饪器具内的液体沸腾。

上述方案中，所述沸腾识别模块包括三轴加速度传感器；所述三轴加速度传感器用于采集所述至少N个振动加速度。

上述方案中，所述预设规律包括：振动加速度按照时间顺序进行先增大后减小的变化。

上述方案中，所述处理器还用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：基于所述N个振动加速度，确定最大振动加速度；所述最大振动加速度大于加速度阈值时，确定所述烹饪器具内的液体沸腾。

上述方案中，所述沸腾识别模块安装在所述上面板的上表面，所述上表面为接触烹饪器具的一面。

上述方案中，在确定所述烹饪器具内的液体沸腾之后，所述处理器还用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：在预设时间到达时，控制电磁炉进入保温状态。

上述方案中，所述电磁炉还包括用于检测烹饪器具重量的测重传感器；所述电磁炉在进入工作状态对烹饪器具加热时，所述处理器还用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：通过所述测重传感器采集所述烹饪器具与盛装液体的初始总重量；在加热过程中当检测到烹饪器具的当前总重量与初始总重量的差值大于重量阈值时，控制电磁炉进入断电状态。

本实用新型还提供了一种电磁炉，其特征在于，所述电磁炉包括前述任一项所述的检测液体沸腾的装置。

本实用新型实施例提供的一种检测液体沸腾的装置和电磁炉，该装置应用于电磁炉，该装置包括：处理器和存储器，以及安装在电磁炉上面板的沸腾识别模块；其中，处理器通过总线与存储器和沸腾识别模块相连；处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现以下步骤：电磁炉在进入工作状态对烹饪器具加热时，通过沸腾识别模块采集至少N个振动加速度，N取大于2的整数；沸腾识别模块安装在电磁炉上面板；基于N个振动加速度，确定电磁炉的振动加速度的变化规律；当电磁炉的振动加速度的变化规律与预设规律匹配时，确定烹饪器具内的液体沸腾。

使用上述装置在电磁炉工作时，通过检测电磁炉的振动加速度的变化规律，准确识别电磁炉所加热的液体是否进入沸腾状态，并基于检测到的沸腾状态实现对电磁炉的精准控制。如此，提高液体沸腾检测的准确性，以及电磁炉控制的智能化水平。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电磁炉的组成结构示意图；

图2为本实用新型实施例中检测液体沸腾的装置的组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例中振动加速度和温度的第一曲线示意图；

图4为本实用新型实施例中振动加速度和温度的第二曲线示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本实用新型实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本实用新型实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本实用新型实施例。

实施例一

本实用新型实施提供的装置应用于电磁炉，如图1所示，电磁炉10可以包括：加热区域101、沸腾识别模块102、通信总线103、控制板104和用户操作区域105。其中，沸腾识别模块102安装于电磁炉10的上面板，且位于上面板中部靠近加热区域101的位置处，沸腾识别模块102通过通信总线103与控制板104进行数据交互。

需要说明的是，水的沸腾过程原理如下：

1)水在器皿中被加热到沸腾的过程，是液态逐步转向气态的过程，水在加热的过程中，不断有靠近加热源的水滴被汽化，形成气泡在水中上升,上升到水面时气泡破裂发生振动；

2)通常在烧水过程中，先是有许多小的水滴被汽化，形成小水泡上升、破裂。在水开始烧开时，大量的水滴被汽化，形成大气泡上升、破裂就是我们看到的沸腾现象。这些气泡的形成、上升和破裂都会引起振动，这些振动的有一定规律的，同时这些振动的规律是可测的。

3)只要检测到水在加热过程中液体汽化产生气泡的大小变化情况，并且能测量到水在沸腾时汽化产生较大的气泡振动情况，就能正确地判断出水被烧开与否。

4)根据上面的1)至3)的原理，通过加速度传感器测量烧水过程引起电磁炉的振动情况，来间接的识别液体的沸腾。

基于上述沸腾原理，本实用新型实施例中给出了如图2所示的检测液体沸腾的装置的组成结构示意图，该装置应用与电磁炉，该装置20具体包括：处理器201和存储器202，以及安装在电磁炉上面板的沸腾识别模块203；其中，

处理器201通过总线与存储器202和沸腾识别模块203相连；

处理器201用于执行存储器202中存储的程序，以实现以下步骤：电磁炉在进入工作状态对烹饪器具加热时，通过沸腾识别模块采集至少N个振动加速度，N取大于2的整数；沸腾识别模块安装在电磁炉上面板；基于N个振动加速度，确定电磁炉的振动加速度的变化规律；当电磁炉的振动加速度的变化规律与预设规律匹配时，确定烹饪器具内的液体沸腾。

本发明实施例中，烹饪器具可以为水壶、锅具等任何可以承装液体进行加热的器具。

实际应用时，沸腾识别模块包括加速度传感器，通过加速度传感器检测电磁炉振动加速度，通过振动加速度的变化情况反应电磁炉的振动规律。

进一步地，预设规律包括：振动加速度按照时间顺序进行先增大后减小的变化。也就是说，至少需要采集到的3个或以上的振动加速度，才能来判断振动加速度的变化规律是否为先增大后减小，因此，N取大于2的整数。

需要说明的是，仅基于某一加速度阈值来判断液体是否处于沸腾状态时，由于液体沸腾时振动加速度的影响因素较多，如大气压，液体的纯净度和液体的温度、加热器皿的重量等，单纯依据加速度阈值判断沸腾状态的准确度较低。本发明实施例经实验发现，无论存在什么样的影响因素，液体从开始加热到沸腾过程存在相同的振动规律，本发明实施例通过检测电磁炉的振动规律来确定液体是否进入沸腾状态具有较高的准确性和实用性。

如图3所示，横坐标为加热时间，单位为秒；左纵坐标为加速度，右纵坐标为温度值，单位为℃；其中，曲线1表示温度随时间的变化规律，曲线2表示加速度随时间的变化规律，温度上升至90℃附近时，振动加速度最大，当水达到100℃，振动加速度降低；可以看出，水从加热至沸腾的过程，振动加速度的值不是持续增大的，存在一个先增大后减小的过程。

由图3可以看出，采集到的原始数据存在较大干扰，加速度的变化规律无法清楚的呈现，本实用新型实施例中对采集到的N个振动加速度经过一系列数据处理可以得到如图4所示的加速度随时间的变化规律，图4中坐标意义与图3中相同，图4中曲线1表示温度随时间的变化规律，曲线2表示加速度随时间的变化规律，曲线2清楚的表明在加热初始阶段振动加速度呈现上下起伏的不规律变化，在温度上升到一定值(如20℃)时，振动加速度持续上升，直到上升到波峰A处开始下降，将水烧开至100℃时，电磁炉的振动稳定，振动加速度降至波谷B处。可见，在水即将沸腾时，振动加速度的变化规律处于先增大后减小的状态，本实用新型实施例依据此原理可以有效识别液体沸腾状态。

在一些实施例中，加速度传感器可以为三轴加速度传感器，三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映电磁炉的振动情况。

在一些实施例中，处理器201还用于执行存储器202中存储的程序，以实现以下步骤：基于N个振动加速度，确定最大振动加速度；所述最大振动加速度大于加速度阈值时，确定所述烹饪器具内的液体沸腾。具体的，基于N个振动加速度，对原始数据进行处理后，利用处理后的数据拟合出振动加速度变化曲线，曲线的波峰位置处对应最大振动加速度。

需要说明的是，从图4中可以看出，在加热初始阶段振动加速度呈现上下起伏的不规律变化，某一加热时间段内加速度也可能呈现出先上升后下降的变化规律，但由液体沸腾带来的最大振动加速度为这个加热过程中的最大振动加速度。因此，可以根据最大振动加速度进一步判断这种变化规律是否由液体沸腾引起的，通过设定加速度阈值来排除其他加热时间段内加速度呈现的先上升后下降的状态，避免误判。

实际应用中，在确定烹饪器具内的液体沸腾之后，处理器201还用于执行存储器202中存储的程序，以实现以下步骤：在预设时间到达时，控制电磁炉进入保温状态。也就是说，当检测到水沸腾时，为了保证水完全烧开，需要控制电磁炉继续工作一段时间，如10秒、30秒、1分钟，待水沸腾一段时间后，控制电磁炉进入保温状态。如此，既能保证厨房安全，也能保障水的温度。

在一些实施例中，电磁炉还包括用于检测烹饪器具重量的测重传感器；测重传感器的数量可以为多个，以提高重量检测的准确性。

相应的，处理器201还用于执行存储器202中存储的程序，以实现以下步骤：电磁炉在进入工作状态对烹饪器具加热时，通过测重传感器采集烹饪器具与盛装液体的初始总重量；在加热过程中当检测到烹饪器具的当前总重量与初始总重量的差值大于重量阈值时，控制电磁炉进入断电状态。

也就是说，加热过程中烹饪器具和液体的总重量会随时间而减少，但在整个加热过程中重量损失有一定范围，为避免水烧干的情况出现，在检测到当前总重量与初始重量的差值大于重量阈值时，表明液体多次进入沸腾状态，使大量水分蒸发到空气中，造成重量损失过多。因此，当检测到重量损失大于重量阈值时，控制电磁炉关闭，避免水烧干。

通过本实用新型给出的装置，在电磁炉工作时，通过检测电磁炉的振动加速度的变化规律，准确识别电磁炉所加热的液体是否进入沸腾状态，并基于检测到的沸腾状态实现对电磁炉的精准控制。如此，提高液体沸腾检测的准确性，以及电磁炉控制的智能化水平。

本实用新型实施例还提供了一种电磁炉，该电磁炉包括上述任意一种检测液体沸腾的装置。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。