一种分体式电热器具沸腾检测系统及方法与流程

本发明涉及沸腾检测，特别是涉及一种分体式电热器具沸腾检测系统及方法。

背景技术：

1、电热器具在对内部的液体(水，粥等)进行加热时，检测液体是否沸腾，是决定下一部工作状态的关键节点。现有的沸腾检测一般是采用温度传感器进行检测，但是，针对分体式电热器具，由于内胆是可以移动拿出的，所以内胆在清洗、移动过程中，表面会被氧化和污染，时间长久后，内胆底部也会变形，这些都会影响温度传感器与内胆的接触状态，温度传感器与内胆的接触状态如果发生变化，就会导致测得的温度与胆内的温度不符，从而导致加热过头或加热不足，造成液体没有沸腾就断电，或液体沸腾过度而溢出，特别是液体溢出时，会发生一些安全隐患。另外，当胆内液体较浓稠度不同时(如煮粥、煮水)，沸腾时反映在胆底的温度也不同，这也给利用温度传感器准确判断胆内液体是否沸腾造成一定的困难。因此，设计一种分体式电热器具沸腾检测系统及方法是十分有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种分体式电热器具沸腾检测系统及方法，能够实现沸腾检测，通过两种检测方法实现沸腾检测，进行相互验证，提高了检测的精准度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种分体式电热器具沸腾检测系统，包括：分体式电热器具的内胆，其特征在于，还包括振动传感器、超声波发射模块、超声波获取模块及处理器，所述内胆的底部设置所述振动传感器，所述内胆的外部一侧设置所述超声波发射模块，另一侧设置所述超声波获取模块，所述振动传感器、超声波发射模块及超声波获取模块均电性连接所述处理器；

4、所述振动传感器用于采集内胆的振动信号，并将其发送至处理器；

5、所述超声波发射模块用于向内胆的内部发射超声波信号；

6、所述超声波获取模块用于接收经过内胆内部后的超声波信号；

7、所述处理器用于对振动信号进行处理，并根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，以及根据发射的超声波信号及经过内胆内部后的超声波信号对判断得到的内胆内部液体的沸腾状态进行验证。

8、本发明还提供了一种分体式电热器具沸腾检测方法，应用于上述的分体式电热器具沸腾检测系统，包括如下步骤：

9、步骤1：获取振动传感器的振动信号；

10、步骤2：对获取的振动信号进行处理，根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第一判断结果；

11、步骤3：处理器控制超声波发射模块向内胆内部发射超声波信号，超声波获取模块接收经过内胆内部的超声波信号；

12、步骤4：处理器根据发射的超声波信号以及经过内胆内部后的超声波信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，并根据第一判断结果及第二判断结果，得到最终结果。

13、可选的，步骤2中，对获取的振动信号进行处理，具体为：

14、处理器对获取的振动信号进行低通滤波，其中，低通滤波器的截止频率为30hz，用于过滤干扰，通过互相关运算对低通滤波后的振动信号进行低频周期性信号提取，其中，互相关运算的表达式为：

15、

16、设置采样率为100hz，相关长度为4秒，样点数为400，将样点分为2组，即x及y，其中，x为原信号，样点数为400，y取x前一半的数据，样点数为200，根据互相关运算的表达式进行互相关运算，同时采用分段运算，即采集4秒，获取400个样点，进行一次互相关运算，以此类推，得到相关系数r(m)的波形，通过检测尖峰之间的间隔时间，即可测定周期信号的频率。

17、可选的，步骤2中，根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，具体为：

18、若测定得到周期信号的频率，则判断产生周期性振动，则判定内胆内部的液体处于沸腾状态，否则，继续进行振动信号的采集及处理，直至测定得到周期信号的频率。

19、可选的，步骤3中，处理器控制超声波发射模块向内胆内部发射超声波信号，超声波获取模块接收经过内胆内部的超声波信号，具体为：

20、若处理器判定内胆内部的液体处于沸腾状态时，处理器控制超声波发射模块向内胆的内部发射第一超声波信号，第一超声波信号穿过内胆内部的液体后变为第二超声波信号，超声波获取模块接收第二超声波信号，超声波发射模块及超声波获取模块分别将所述第一超声波信号及第二超声波信号发送至处理器。

21、可选的，步骤4中，处理器根据发射的超声波信号以及经过内胆内部后的超声波信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，并根据第一判断结果及第二判断结果，得到最终结果，具体为：

22、处理器根据第一超声波信号及第二超声波信号计算回波损耗，并根据回波损耗判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，若第一判断结果与第二判断结果相同，则判断内胆内部液体为沸腾状态，否则，为不沸腾状态。

23、可选的，，处理器根据第一超声波信号及第二超声波信号计算回波损耗，具体为：

24、处理器获取第一超声波信号中的第一功率pi以及第二超声波信号中的第二功率pr，计算回波损耗为：

25、

26、可选的，根据回波损耗判断内胆内部液体的沸腾状态，具体为：

27、若第一超声波信号呈周期性变化，则在每个周期结束后延迟第一预设时间，获取多个回波损耗，获取多个回波损耗中的最大值、最小值及平均值，根据获取的最大值、最小值及平均值判断内胆内部液体是否沸腾；

28、若第一超声波信号为恒定信号，则每隔第二预设时间，获取多个回波损耗，获取多个回波损耗中的最大值、最小值及平均值，根据获取的最大值、最小值及平均值判断内胆内部液体是否沸腾。

29、可选的，根据获取的最大值、最小值及平均值判断内胆内部液体是否沸腾，具体为：

30、若获取的回波损耗中的最大值与最小值的差值大于0.1倍的平均值，则判断内胆内部的液体沸腾，否则判断内胆内部的液体未沸腾。

31、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的分体式电热器具沸腾检测系统及方法，该方法包括获取振动传感器的振动信号，对获取的振动信号进行处理，根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第一判断结果，处理器控制超声波发射模块向内胆内部发射超声波信号，超声波获取模块接收经过内胆内部的超声波信号，处理器根据发射的超声波信号以及经过内胆内部后的超声波信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，并根据第一判断结果及第二判断结果，得到最终结果；通过振动信号进行沸腾状态的检测，通过超声波信号对第一次的检测结果进行验证，提高了检测的精准度。

技术特征：

1.一种分体式电热器具沸腾检测系统，包括：分体式电热器具的内胆，其特征在于，还包括振动传感器、超声波发射模块、超声波获取模块及处理器，所述内胆的底部设置所述振动传感器，所述内胆的外部一侧设置所述超声波发射模块，另一侧设置所述超声波获取模块，所述振动传感器、超声波发射模块及超声波获取模块均电性连接所述处理器；

2.一种分体式电热器具沸腾检测方法，应用于权利要求1所述的分体式电热器具沸腾检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，步骤2中，对获取的振动信号进行处理，具体为：

4.根据权利要求3所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，步骤2中，根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，具体为：

5.根据权利要求4所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，步骤3中，处理器控制超声波发射模块向内胆内部发射超声波信号，超声波获取模块接收经过内胆内部的超声波信号，具体为：

6.根据权利要求5所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，步骤4中，处理器根据发射的超声波信号以及经过内胆内部后的超声波信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，并根据第一判断结果及第二判断结果，得到最终结果，具体为：

7.根据权利要求6所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，处理器根据第一超声波信号及第二超声波信号计算回波损耗，具体为：

8.根据权利要求7所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，根据回波损耗判断内胆内部液体的沸腾状态，具体为：

9.根据权利要求8所述的分体式电热器具沸腾检测方法，其特征在于，根据获取的最大值、最小值及平均值判断内胆内部液体是否沸腾，具体为：

技术总结
本发明提供了一种分体式电热器具沸腾检测系统及方法，该方法包括：获取振动传感器的振动信号，对获取的振动信号进行处理，根据处理后的振动信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第一判断结果，处理器控制超声波发射模块向内胆内部发射超声波信号，超声波获取模块接收经过内胆内部的超声波信号，处理器根据发射的超声波信号以及经过内胆内部后的超声波信号判断内胆内部液体的沸腾状态，得到第二判断结果，并根据第一判断结果及第二判断结果，得到最终结果。本发明提供的分体式电热器具沸腾检测系统及方法，能够实现沸腾检测，通过两种检测方法实现沸腾检测，进行相互验证，提高了检测的精准度。

技术研发人员：周卫星,简汉文,刘喻芬,叶德文
受保护的技术使用者：肇庆金雅乐电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13