专利名称：热调控装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种加热装置，且特别是指一种料理食物用的热调控装置及其方法。
背景技术：
随着科技的发展，现代人料理食物时，基于安全与方便的考虑，已很少直接使用火，而是代以电热装置。常见的电热装置包括电热管与电热片。电热管与电热片的原理是提供一个大型的电阻，以供电流通过时发热；由此，控制电流大小，再佐以侦测温度的安全装置，便可以实现稳定、无烟且安全的热源，以供料理食物。然而，电热装置在设计上，仍有许多必须考虑的问题。具体而言，采用电热片时，至少有两个问题需要处理:第一，加热面积受限于电热片的既定大小，在尺寸配置上较缺乏弹性；第二，电热片因为本身有相当的体积存在，为了克服自体不同部位的热膨胀系数差异，性价比相对较低。因此，目前基于成本与实际需求的考虑，多采用电热管，来实现电热装置；其不仅有设计上可以视需求弯曲排列以配合各种尺寸的优势，更由于结构单纯而在使用上有相当的强健性。具体而言，电热管是直接将呈装食物的器皿直线加热到所设定的温度目标值；但是，这样的加热方式，其实会造成食物受热不均，例如在食物上呈现与电热管位置相对应的长条状过热区域或烧焦区域。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明其中一目的就是在提供一种热调控装置，对电热单元佐以适当的热调控机制，以克服上述承载单元受热不均的问题。根据本发明一实施方式，提出一种热调控装置，包括一承载单元、一线状电热单元、一温度侦测单元，以及一控制单元。电热单元是用以加热承载单元；温度侦测单元是用以侦测承载单元的温度，进而产生一温度实际值；控制单元则是根据温度实际值与一温度目标值，产生一波段式热调控指令予电热单元。其中，波段式热调控指令是由多个致能时段(Enable period)与多个除能时段(Disable period)所交错组成(Interlaced)。由此，电热单元在致能时段中，加热承载单元，且在除能时段中，停止加热承载单元，使承载单元得以在除能时段中，因自体热传导而达温度均匀。如此一来，即可克服现有技术的问题。此外，在本发明其它实施方式中，热调控装置可以在细节上有多种进一步的设计方案。具体而言，控制单元可以采用方波、弦波或三角波来实现波段式热调控指令；以数字控制机制为例，控制单元可以用脉波宽度调变方式(PWM)产生波段式热调控指令，进而使电热单元在固定时间内，提供较剧烈的火力给承载单元，以达快速升温的效果；另一方面，控制单元也可以用脉波频率调变方式(PFM)来产生波段式热调控指令，进而使电热单元对承载单元的加热时间拉长，但温度控制精准度上升。更具体地说，热调控装置还可以包括一对照表，对照表可以内建在控制单元；对照表内可以根据温度实际值与温度目标值的差值，提供多个预设调控指令，让控制单元以查表的方式，选用一个或多个预设调控指令来实现波段式热调控指令。举例而言，对照表在设计上可以在温度实际值远离温度目标值时，以脉波宽度调变方式呈现预设调控指令，且在温度实际值接近温度目标值时，以脉波频率调变方式呈现预设调控指令。由此，当承载单元温度远低于目标时，可以快速加热；而当承载单元温度接近目标时，对加热开始进行较缓慢而精准的控制。本发明的其中另一目的就是在提供一种热调控方法，以克服加热方式会面临的各局部受热不均的问题。故本发明提出一种热调控方法，其侦测一承载单元的一温度实际值；比对温度实际值与一温度目标值，产生一差值；依据差值对承载单元进行间歇性加热。根据本发明一实施方式，提出一种热调控方法，包括下列步骤:首先，侦测一承载单元的一温度实际值；然后，比对温度实际值与一温度目标值，产生一差值；接下来，根据差值，提供一波段式热调控指令以控制一电热单元来加热承载单元。其中，波段式热调控指令是由多个致能时段与多个除能时段所交错组成。由此，电热单元在致能时段中，加热承载单元；且在除能时段中，停止加热承载单元，使承载单元得以在除能时段中，因自体热传导而达温度均匀。此外，在本发明其它实施方式中，波段式热调控指令可以是方波、弦波或三角波等形式。具体而言，以数字控制机制为例，波段式热调控指令可以用脉波宽度调变方式编成，进而使电热单元在固定时间内，提供较剧烈的火力给承载单元，以达快速升温的效果；另一方面，波段式热调控指令也可以用脉波频率调变方式来编成，进而使电热单元对承载单元的加热时间拉长，但温度控制精准度上升。更具体地说，热调控方法还可以包括设计一对照表。对照表可以是由多个温度区间值与相对应的多个预设调控指令所组成；由此，比对差值与对照表，便可根据差值与多个温度区间值的关系，利用上述多个预设调控指令产生波段式热调控指令。更进一步地说，热调控方法可以在对照表中设计如下:在差值较大时，以脉波宽度调变方式呈现预设调控指令；且在差值较小时，以脉波频率调变方式呈现预设调控指令。由此，当承载单元温度远低在目标时，可以快速加热；而当承载单元温度接近目标时，对加热开始进行较缓慢而精准的控制。综上所述，依本发明的热调控装置及其方法，可具有一或多个下述优点:(I)对温度进行精准的控制，实现加热均匀的效果。(2)对加热时间进行调整，以期温度均匀分布在承载单元，以免食材烧焦。
图1为本发明一实施方式的热调控装置的功能方块图。图2为图1的控制单元140的结构示意图。图3为图2的波段式热调控指令142的波形图。图4为本发明一实施方式的热调控方法的步骤流程图。主要组件符号说明100:热调控装置
110:承载单元120:线状电热单元
121:加热模式130:温度侦测单元131:温度实际值140:控制单元141:温度目标值142:波段式热调控指令143:对照表200:热调控方法210 241:步骤
具体实施例方式请参阅图1，其为本发明一实施方式的热调控装置的功能方块图。图1中，热调控装置100包括承载单元110、线状电热单元120、温度侦测单元130，与控制单元140。举例来说，热调控装置100可以是一个用钢杯来调理料理的简易电子炉。本实施例的电热单元是以线状加热单元，例如线状电热单元120，为例。所谓线状电热单元120，例如电热管，会直接焊接铝盘，铝盘再与钢杯实体接触且高度热传导而组成承载单元110。请注意，其它各种加热方式如面加热或点加热的方式，仍不脱离本发明的范畴。温度侦测单元130从承载单元110取得温度实际值131后，传递给控制单元140。控制单元140比对温度实际值131与温度目标值141后，产生波段式热调控指令142给线状电热单元120。具体地说，控制单元140可以设计有好几种产生波段式热调控指令142的方式。从脉波宽度调变的角度来看，控制单元140可以用公式计算的方式产出波段式热调控指令142，例如以数学公式呈现:温度实际值131与温度目标值141的绝对差值，正比于总致能时段与总除能时段的比值。举例来说，当温度目标值141是加热到100度，而温度实际值131是30度，则两者差值为70 ;此时可设计总致能时段与总除能时段的比值为2，亦即单位时间内总加热时间20秒必须用切割总待机时间10秒所产生的除能时段来加以间隔。反之，若温度实际值131是60度，则两者差值仅为40 ;此时可设计总致能时段与总除能时段的比值为1，亦即单位时间内总加热时间15秒必须用切割总待机时间15秒所产生的除能时段来加以间隔。另一方面，当温度实际值131与温度目标值141的绝对差值很小时，波段式热调控指令142的设计也可以导入脉波频率调变方式的观念，也就是设计较频繁的加热-待机时间切换，以避免温度实际值131在某一次致能时段中，即被提升到超出温度目标值141太多。此部份的设计理念，后续会再说明。控制单元140产生波段式热调控指令142的方式，从另一个角度观之，亦可采查表方式执行；具体而言，请参考图2，图2是图1的控制单元140的结构示意图。图2中，控制单元140可以内建或从外部读入一个对照表143，对照表143可以针对不同的差值大小,设计相应的预设调控指令；由此，波段式热调控指令142即可由上述的预设调控指令中择一或组合多笔来完成。当然，查表的方式是节省运算速度，以少量内存搭配低阶运算器来实现控制单元140。此处即提供设计者因应实际需求，进行调整变动的空间，而亦不脱离本发明的教导。
为求周延，更进一步地说明图2所示的对照表143的使用方式如下:透过对照表143的设计，总加热时间可以随着承载单元110的温度实际值131与温度目标值141的差异变化而变化，例如下表一即为对照表143的一适例。表一
权利要求
1.一种热调控装置，其特征在于，其包括: 一承载单元； 一电热单元，用以加热该承载单元； 一温度侦测单元，用以侦测该承载单元的温度，进而产生一温度实际值；以及 一控制单元，是根据该温度实际值与一温度目标值，产生一波段式热调控指令予该电热单元； 其中，该波段式热调控指令是由多个致能时段与多个除能时段所交错组成； 其中，该电热单元在这些致能时段中，加热该承载单元，且在这些除能时段中，停止加热该承载单元，使该承载单元得以这在些除能时段中，因自体热传导而达温度均匀。
2.如权利要求1所述的热调控装置，其特征在于，该控制单元是以脉波宽度调变方式产生该波段式热调控指令。
3.如权利要求1所述的热调控装置，其特征在于，该控制单元是以脉波频率调变方式产生该波段式热调控指令。
4.如权利要求1所述的热调控装置，其特征在于，还包括一对照表，该对照表是根据该温度实际值与该温度目标值的差值，提供多个预设调控指令，以供该控制单元选用为该波段式热调控指令。
5.如权利要求4所述的热调控装置，其特征在于，该对照表是在该温度实际值远离该温度目标值时，以脉波宽度调变方式呈现该预设调控指令，且在该温度实际值接近该温度目标值时，以脉波频率调变方式呈现该预设调控指令。
6.一种热调控方法，其特征在于，包括下列步骤: 侦测一承载单元的一温度实际值； 比对该温度实际值与一温度目标值，产生一差值；以及根据该差值，提供一波段式热调控指令以控制一电热单元加热该承载单元； 其中，该波段式热调控指令是由多个致能时段与多个除能时段所交错组成； 其中，该电热单元在这些致能时段中，加热该承载单元，且在这些除能时段中，停止加热该承载单元，使该承载单元得以在这些除能时段中，因自体热传导而达温度均匀。
7.如权利要求6所述的热调控方法，其特征在于，该波段式热调控指令是以脉波宽度调变方式编成。
8.如权利要求6所述的热调控方法，其特征在于，该波段式热调控指令是以脉波频率调变方式编成。
9.如权利要求6所述的热调控方法，其特征在于，还包括比对该差值与一对照表，该对照表是由多个温度区间值与相对应的多个预设调控指令所组成，以根据该差值与这些温度区间值的关系，利用这些预设调控指令产生该波段式热调控指令。
10.如权利要求9所述的热调控方法，其特征在于，该对照表是在该差值较大时，以脉波宽度调变方式呈现该预设调控指令，且在该差值较小时，以脉波频率调变方式呈现该预设调控指令。
11.一种热调控方法，其特征在于，包括下列步骤: 侦测一承载单元的一温 度实际值； 比对该温度实际值与一温度目标值，产生一差值；以及依据该差值对该承载单元 进行间歇性加热。
全文摘要
本发明揭示一种热调控装置，包括一承载单元、一电热单元、一温度侦测单元，与一控制单元。电热单元用以加热承载单元；温度侦测单元侦测承载单元的温度，产生一温度实际值；控制单元根据温度实际值与一温度目标值，产生一波段式热调控指令。波段式热调控指令是由多个致能时段与多个除能时段所交错组成。电热单元在致能时段中，加热承载单元，且在除能时段中，停止加热承载单元，使承载单元得以在除能时段中，因自体热传导而达温度均匀。
文档编号G05D23/30GK103186149SQ20111045232
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者黄晋益 申请人:亚弘电科技股份有限公司