防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备与流程

本发明涉及防干烧领域，尤其涉及一种防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备。

背景技术：

现有灶具的防干烧功能一般安装在炉头内或锅底下部，通常感温器与锅底面接触测温。

作为每一个家庭标配，其重要性不言而喻而行业领域也制定了多项关于燃气灶使用的标准。纵观这些标准，其关注点大都集中在安全、节能、环保等层面，而安全作为燃气灶的内核，却一直停留在意外熄火保护装置等意外事件上，缺乏一项针对忘关火导致烧干锅这种常见厨房隐患的标准，也忽略了火焰，油渍和油水长期积累的影响，导致测量温度不准确或者滞后。

燃气灶防干烧技术原理是：由感温器、隔热保护罩、连杆、截止针阀组成的燃气灶防干烧断气装置，感温器设在燃烧器的中间位置且与燃烧器上面的锅底相接触，截止针阀设在电子点火总成的供气口上，在受热器内水份煮干后通过感温器带动连杆动作使截止针阀动作，切断燃烧器的供气而达到停止加热效果。或者采用NTC热源追踪技术，能让燃气灶在大火不坐锅达3分钟时，实现智能熄火关气。当锅内油温超过230℃、锅底温度298℃时，能智能熄火关气，实现健康烹饪，避免因油温过高产生致癌物质。防干烧燃气灶，还能自动检测到各种状态。比如，当用户开着火忘记坐锅时，燃气灶就会自动感应到，并在5分钟内自动熄火。而当燃气灶的火焰被水意外浇灭或者被强风扑灭时，燃气灶也会自动切断气源，避免燃气泄漏，带来更加安全的厨房生活环境。现有的大多数是接触式防干烧传感器。

同时随着厨房电器的智能化的普及，对于食物的烹饪尚未形成一种良好的智能烹饪方式，现在有的方式一般通过烟灶联动来控制火力大小，但无法实现烹饪过程中的智能，无法解决消费者控制火候等技术缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提供一种防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备，将防干烧功能集成到烟机上，通过非接触式测温模块确定待测物体表面的温度状态，从而控制烟机和灶具，能够快速、准确地判断锅具是否存在干烧情况，保证了用户的人身和财产安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防干烧装置，其设置于烟机处，所述烟机与灶具至少部分相对放置，所述防干烧装置包括：

非接触式测温模块，用于检测待测物体表面的温度状态；以及所述非接触式测温模块还用于根据所述温度状态控制所述烟机和所述灶具，其中，所述温度状态包括待测物体的当前温度、温度持续时间以及温度改变速率，所述温度改变速率为当前温度与前一时刻温度变化的斜率值。

进一步的，所述非接触式测温模块为红外热电堆测温模块，该红外热电堆测温模块包括：

滤光片，用于滤除所述待测物体发射的杂光，确定所述待测物体发射的红外光，所述杂光不包括红外光；

红外热电堆传感器，用于接收所述红外光，确定输出电压；

主板，用于根据所述输出电压确定所述待测物体的当前温度；以及根据所述当前温度、温度持续时间和温度改变速率，产生控制信号，从而控制所述烟机和所述灶具。

进一步的，所述主板根据所述当前温度、温度持续时间和温度改变速率，产生控制信号，从而控制所述烟机和所述灶具，具体指：主板分别判断所述当前温度T、第一预定温度A与第二预定温度D、温度持续时间B与预定温度时间t、温度改变速率C与预定速率X的大小，产生对应的控制信号，从而控制所述烟机和所述灶具：

若T≤A，且B≤t；或者T≤A、B≥t、C≤X同时满足；或者T≥A、B≤t、C≤X同时满足，则产生第一控制信号，控制所述灶具维持当前状态；

若T≤A、B≥t、C≥X同时满足；或者T≥A、B≥t、C≤X同时满足，则产生第二控制信号，控制所述烟机的指示灯闪烁；

若T≥A、B≤t、C≥X，则产生第三控制信号，控制所述指示灯闪烁且所述烟机的蜂鸣器鸣叫一次；

若T≥A、B≥t、C≥X，则产生第四控制信号，控制所述蜂鸣器长鸣；

若T≥A+D、B≥t、C≥X，则产生第五控制信号，控制所述灶具的燃气控制阀关闭。

进一步的，所述A的范围为220℃～300℃；所述D的范围为20～50℃；所述t的范围为10～30s。

进一步的，所述主板还用于根据待测物体的特征，判断X的范围：

若所述待测物体仅为放置于所述灶具上的锅具，则确定所述X的范围为2～3℃/s；

若所述待测物体为所述锅具和放置于所述锅具中的待加热物，且所述待加热物为水，则确定所述X的范围为0.5～1℃/s；

若所述待测物体为所述锅具和所述待加热物，且所述待加热物包括油，则确定所述X的范围为0.8～1.5℃/s。

进一步的，所述非接触式测温模块的探测温度的区域面积不大于所述锅具底面的面积。

进一步的，所述红外热电堆传感器与所述锅具一一对应，且红外热电堆传感器的中心线和所述锅具的中心线在一条直线上。

一种防干烧方法，包括：

在烟机处设置一非接触式测温模块，烟机与灶具至少部分相对放置；

通过所述非接触式测温模块检测待测物体表面的温度状态，所述温度状态包括待测物体的当前温度、温度持续时间以及温度改变速率，所述温度改变速率为当前温度与前一时刻温度变化的斜率值；

根据所述温度状态控制所述烟机和所述灶具。

进一步的，根据所述温度状态控制所述烟机和所述灶具，具体指：分别判断所述当前温度T、第一预定温度A与第二预定温度D、温度持续时间B与预定温度时间t、温度改变速率C与预定速率X的大小，产生对应的控制信号，从而控制所述烟机和所述灶具：

若T≤A，且B≤t；或者T≤A、B≥t、C≤X同时满足；或者T≥A、B≤t、C≤X同时满足，则产生第一控制信号，控制所述灶具维持当前状态；

若T≤A、B≥t、C≥X同时满足；或者T≥A、B≥t、C≤X同时满足，则产生第二控制信号，控制所述烟机的指示灯闪烁；

若T≥A、B≤t、C≥X，则产生第三控制信号，控制所述指示灯闪烁且所述烟机的蜂鸣器呜叫一次；

若T≥A、B≥t、C≥X，则产生第四控制信号，控制所述蜂鸣器长鸣；

若T≥A+D、B≥t、C≥X，则产生第五控制信号，控制所述灶具的燃气控制阀关闭。

进一步的，还包括步骤：根据待测物体的特征，判断X的范围：

若所述待测物体仅为放置于所述灶具上的锅具，则确定所述X的范围为2～3℃/s；

若所述待测物体为所述锅具和放置于所述锅具中的待加热物，且所述待加热物为水，则确定所述X的范围为0.5～1℃/s；

若所述待测物体为所述锅具和所述待加热物，且所述待加热物包括油，则确定所述X的范围为0.8～1.5℃/s。

一种烟机，包括前述的防干烧装置。

一种烟灶成套设备，包括前述的烟机，以及与烟机至少部分相对放置的灶具。

相对于现有技术，本发明的防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备至少具有以下优势：

(1)与现有技术中的将防干烧功能集成在灶具上不同，本发明将防干烧功能集成到烟机上，避免了高温火焰、油渍、锅底积碳、接触时间等影响，且通过非接触式测温模块确定待测物体表面的温度状态，相较于传统金属热敏传感器测温，能够快速、准确地检测待测物体表面的温度状态(包括三个参数)，进而保证了判断干烧情况的准确性，并采取对应的控制动作，确保了用户的人身和财产安全；

(2)根据待测物体表面的温度状态即放置于所述灶具上的锅具底面的温度状态、和/或覆盖于所述锅具中的待加热物上表面的温度状态，分段报警和控制，提前进行干预，大大降低干烧险情出现，使得烟机和灶具更加智能和安全；

(3)根据灶具是否盛放了待加热物、以及待加热物的种类，选择不同的预定速率，降低了待测物体的种类不同导致的防干烧误判概率。

附图说明

图1为本发明实施例的烟灶成套设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的红外热电堆测温模块的结构示意图；

图3为本发明实施例的防干烧方法的步骤示意图。

<符号说明>

1-烟机；2-红外热电堆测温模块；3-待测物体；4-灶具；5-主板；6-红外波；7-环境空气；8-滤光片；9-红外传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有技术一般通过设置在灶具上采用金属热敏传感器测温对待测物体进行测温，测温结果容易受到高温火焰、油渍、锅底积碳、接触时间等影响，此外，其还通过烟灶联动来控制火力大小，存在无法实现烹饪过程中的智能，无法解决消费者控制火候等技术缺陷。有鉴于此，本发明提供了一种防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备，将防干烧功能集成到烟机上，避免了高温火焰、油渍、锅底积碳、接触时间等影响，且通过非接触式测温模块确定待测物体表面的温度状态，相较于传统金属热敏传感器测温，能够快速、准确地检测待测物体表面的温度状态，进而保证了判断干烧情况的准确性，并采取对应的控制动作，确保了用户的人身和财产安全。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种防干烧装置，其设置于烟机1处(可位于烟机1的任一处，优选为烟机1的内侧底部，以与灶具相对，实现更精准的防干烧监测)，所述烟机1与灶具4至少部分相对放置(请参照图1的烟灶成套设备)，防干烧装置的安装位置不限于油烟机1内侧底部，也可以作为烟机1的附件，独立安装在油烟机1上。

所述防干烧装置包括：非接触式测温模块，用于检测待测物体3表面的温度状态；以及所述非接触式测温模块还用于根据所述温度状态控制所述烟机1和所述灶具4。

其中，待测物体3表面包括放置于所述灶具上的锅具底面、和/或覆盖于所述锅具中的待加热物上表面，即当锅具中未放置有待加热物时，待测物体表面指所述灶具上的锅具底面；当锅具中放置有待加热物时，待测物体表面指至少部分覆盖于所述锅具中的待加热物上表面和灶具未被待加热物覆盖的部分锅具底面。所述温度状态包括当前温度、温度持续时间以及温度改变速率，温度改变速率为当前温度与前一时刻温度变化的斜率值；。

在本发明实施例中，用户可以根据实际需要，设置一采样周期(例如0.5～1s)，使得非接触式测温模块每隔一个采样周期采集待测物体3表面的温度状态。需要说明的是当前温度为该采样周期内检测到的温度的平均值，前一时刻温度为前一个采样周期内检测到的温度的平均值。

优选地，非接触式测温模块的探测温度的区域面积不大于所述锅具底面的面积，也就是说，当锅具中没有待加热物时，探测温度的区域只能为锅具的底面范围；当锅具中有待加热物时，探测温度的区域为至少部分覆盖于所述锅具中的待加热物上表面和灶具4未被待加热物覆盖的部分锅具底面。如此，便可避免非接触式测温模块探测到灶具4之外的范围，提高了温度检测的精确性。

其中，非接触式测温模块为红外热电堆测温模块2(也可以为其他传感器)，红外热电堆测温模块2的形式可以为单点式或者多点式，图2为本发明实施例的红外热电堆测温模块的结构示意图，如图2所示，该红外热电堆测温模块2包括：

滤光片8，用于滤除所述待测物体3发射的杂光，确定所述待测物体3发射的红外光，所述杂光不包括红外光；

红外热电堆传感器9，用于接收所述红外光，确定输出电压；其中，请参照图1，所红外热电堆传感器9优选与所述锅具一一对应，且红外热电堆传感器9的中心线和锅具的中心线在一条直线上，即所述红外热电堆传感器9的中心位于所述锅具的中心的正上方，提高了温度检测的准确性；

主板5，用于根据所述输出电压确定所述待测物体3的当前温度；以及根据所述当前温度、温度持续时间和温度改变速率，产生控制信号，从而控制所述烟机1和所述灶具4。

该红外热电堆测温模块2的工作过程为：发射红外波66，红外波6一部分被环境空气77吸收和反射，大部分经过滤光片88被传感器9吸收，通过主板510计算待测物体表面温度与环境温度的电势差，产生控制信号对烟机1和灶具4进行智能操作。任何物体表面都会辐射红外线，红外热电堆传感器9吸收红外线能量并输出一个与温度成正比例关系的电压信号。传感器的核心一般有两部分组成，热电堆和热敏电阻。如图1所示热电堆利用红外线辐射热效应，输出电压与温度函数关系为

其中T0为的温度，Ta为背景温度，e为被测物体发射率，e的范围值在0.8-1.0，C为常数。

也就是说，在确定输出电压U之后，主板5即可确定的温度T0。在此之后，主板5根据所述当前温度、温度持续时间和温度改变速率，产生控制信号，从而控制所述烟机1和所述灶具4，(请参照表1)具体指：主板5分别判断所述当前温度T、第一预定温度A与第二预定温度D、温度持续时间B与预定温度时间t、温度改变速率C与预定速率X的大小，产生对应的控制信号，从而采用对应的控制动作控制所述烟机1和所述灶具4：

若T≤A，且B≤t；或者T≤A、B≥t、C≤X同时满足；或者T≥A、B≤t、C≤X同时满足，则属于正常烹饪过程，没有干烧风险，产生第一控制信号，控制所述灶具4维持当前状态；

若T≤A、B≥t、C≥X同时满足；或者T≥A、B≥t、C≤X同时满足，则存在一定的干烧风险，产生第二控制信号，控制所述烟机1的指示灯闪烁，此为第一步预警；

若T≥A、B≤t、C≥X，则干烧风险更大，产生第三控制信号，控制所述指示灯闪烁且所述烟机1的蜂鸣器鸣叫一次，此为第二步预警；

若T≥A、B≥t、C≥X，则干烧风险进一步加大，产生第四控制信号，控制所述蜂鸣器长鸣，此为第三步预警；

若T≥A+D、B≥t、C≥X，则干烧风险最大，产生第五控制信号，控制所述灶具4的燃气控制阀关闭。

表1

可见，随着当前温度和温度持续时间的增加，从第一步预警至第三步预警，预警形式逐步增强，由指示灯闪烁，至指示灯闪烁且蜂鸣器鸣叫一次，直至蜂鸣器长鸣，通过分段报警和控制，提前进行干预，大大降低干烧险情出现，使得烟机1和灶具4更加智能和安全从而提醒用户干烧的可能性大小，能够有效防止干烧的发生。

在本发明实施例中，A的范围可以为220℃～300℃；所述D的范围可以为20～50℃；所述t的范围可以为10～30s，用户可以根据实际情况进行选择。

此外，考虑到灶具4是否盛放了待加热物、以及待加热物的种类，会对预定速率X造成不同的取值，因此，主板5还用于根据待测物体3的特征，选择了不同的预定速率X，从而降低待测物体3的种类不同导致的防干烧误判概率。

若所述待测物体3仅为所述锅具，则确定所述X的范围优选为2～3℃/s；

若所述待测物体3为锅具和待加热物，且所述待加热物为水，则确定所述X的范围优选为0.5～1℃/s；

若所述待测物体3为锅具和待加热物，且所述待加热物包括油，则确定所述X的范围优选为0.8～1.5℃/s。

当检测到的温度异常时，红外热电堆测温模块2的温感探头会自动探测到待测物体3的异常高温，红外热电堆测温模块2会自动迅速向烟机1的主控制板发出智能提醒，烟机1主控制板向灶具4无线通信，防止干烧的发生。烟机1与灶具4联动的通讯方式可以采用蓝牙、红外，也可以用RF射频通信，WIFI无线通信等方式。

控制和报警可以做分段处理，也可以一步控制，如发生险情，可以分不同温度，分不同的操作方式进行控制烟机1和灶具4，也可以进行一步关闭灶具4火力等。

还需说明的是，影响红外热电堆模块测温的主要因素有：

1、待测物体3的发射率，优选范围为0.9～0.98；

2、波长长度：滤光片8(例如硅基滤网片)过滤一定波长范围的杂光，杂光不包括红外光，硅基滤光片8的硬度较高，可以实现长久擦拭，不花擦，保证了器件的寿命和精度；

3、HL比，即灶具距离油烟机红外传感器的探测距离H与探测温度的区域的直径L的比例关系，可以为1/5～1/3，这样能够使得红外传感器与待测物体3表面的距离和探测区域的面积适中，实现更精准的温度检测，进而实现高精度的防干烧功能。其中，考虑到锅具底面的直径大小，L的范围优选为150～300mm，以保证红外传感器对待测物体3表面的温度的全面测量。

本发明实施例还提供了一种防干烧方法，包括以下步骤：

S1、在烟机处设置一非接触式测温模块，烟机与灶具至少部分相对放置；

S2、通过所述非接触式测温模块检测待测物体表面的温度状态。

待测物体表面包括放置于所述灶具上的锅具底面、和/或覆盖于所述锅具中的待加热物上表面，即当锅具中未放置有待加热物时，待测物体表面指所述灶具上的锅具底面；当锅具中放置有待加热物时，待测物体表面指至少部分覆盖于所述锅具中的待加热物上表面和灶具未被待加热物覆盖的部分锅具底面。所述温度状态包括待测物体的当前温度、温度持续时间以及温度改变速率，所述温度改变速率为当前温度与前一时刻温度变化的斜率值；

S3、根据所述温度状态控制所述烟机和所述灶具。

步骤S3具体包括步骤：

分别判断所述当前温度T、第一预定温度A与第二预定温度D、温度持续时间B与预定温度时间t、温度改变速率C与预定速率X的大小，产生对应的控制信号，从而控制所述烟机和所述灶具：

若T≤A，且B≤t；或者T≤A、B≥t、C≤X同时满足；或者T≥A、B≤t、C≤X同时满足，则产生第一控制信号，控制所述灶具维持当前状态；

若T≤A、B≥t、C≥X同时满足；或者T≥A、B≥t、C≤X同时满足，则产生第二控制信号，控制所述烟机的指示灯闪烁；

若T≥A、B≤t、C≥X，则产生第三控制信号，控制所述指示灯闪烁且所述烟机的蜂鸣器鸣叫一次；

若T≥A、B≥t、C≥X，则产生第四控制信号，控制所述蜂鸣器长鸣；

若T≥A+D、B≥t、C≥X，则产生第五控制信号，控制所述灶具的燃气控制阀关闭。

此外，主板还用于根据待测物体的特征，选择了不同的预定速率X，从而降低待测物体的种类不同导致的防干烧误判概率：

若所述待测物体仅为所述锅具，则确定所述X的范围为2～3℃/s；

若所述待测物体为锅具和待加热物，且所述待加热物为水，则确定所述X的范围为0.5～1℃/s；

若所述待测物体为锅具和待加热物，且所述待加热物包括油，则确定所述X的范围为0.8～1.5℃/s。

本发明实施例还提供了一种烟机，包括前述的防干烧装置。

本发明实施例还提供了一种烟灶成套设备，包括前述的烟机，以及与烟机至少部分相对放置的灶具。

综上，本发明的防干烧装置及方法、烟机、烟灶成套设备，将防干烧功能集成到烟机上，避免了高温火焰、油渍、锅底积碳、接触时间等影响，且通过非接触式测温模块确定待测物体表面的温度状态，相较于传统金属热敏传感器测温，能够快速、准确地检测待测物体表面的温度状态，进而保证了判断干烧情况的准确性，并采取对应的控制动作，确保了用户的人身和财产安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。