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一種智能燃氣灶的制作方法

文檔序號:11689515閱讀:264來源:國知局
一種智能燃氣灶的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種燃氣灶具,尤其涉及一種內(nèi)置控制器的依照烹飪程式自動煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅等烹飪的智能燃氣灶,屬于燃氣灶具領域。



背景技術:

現(xiàn)有技術的燃氣灶用于炒菜、煲湯、煮米飯、煮稀飯等烹飪時,需要用戶現(xiàn)場和遠程控制燃氣灶的火力大小和烹飪時間,以防止溢鍋或/和煮糊。對于熱炒菜,需要不停地翻炒、控制火力和時間,必然需要用戶現(xiàn)場操作,無法實現(xiàn)自動烹飪;但是,對于煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅等烹飪,食材入鍋,點火烹飪,不需要實時翻操,只需要控制燃氣灶的火力和烹飪時間,有望實現(xiàn)自動烹飪。而本發(fā)明的技術方案很好地解決上述問題,采用本發(fā)明的智能燃氣灶可以自動煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅,烹飪其間不需要用戶參與,用戶有無烹飪技能,均可以做出可口的食物。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的問題,提供一種智能燃氣灶,該燃氣灶內(nèi)置有控制器、溫度傳感器、電控燃氣閥及烹飪程式。烹飪食物時,控制器獲取與被烹飪食物相對應的烹飪程式,基于該烹飪程式,控制器操縱電控燃氣閥調(diào)整燃燒器火力的大小,自動烹飪食物,不需要用戶參與,用戶有無烹飪技能,均可以做出可口的食物。

本發(fā)明的技術方案是提供一種智能燃氣灶,其設計要點在于,所述燃氣灶包括:

燃燒器,適于加熱烹飪食物的鍋具;

溫度傳感器,用于檢測所述鍋具的溫度;

電控燃氣閥,主要由旋塞閥和驅(qū)動電機構(gòu)成,所述驅(qū)動電機和旋塞閥的閥桿軸連接,所述旋塞閥被設置在燃燒器的進氣管路中,用于控制燃燒器的火力;

控制器,適于獲取與被烹飪食物相對應的烹飪程式,烹飪程式被配置有與時間相關聯(lián)的鍋具溫度的設定值;在每個控制周期,控制器采用插值方法從烹飪程式中獲取鍋具溫度的設定值,基于溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值及鍋具溫度的設定值進行處理,生成控制信號操縱驅(qū)動電機動作,改變旋塞閥的閥開度,調(diào)整燃燒器火力的大小,使溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值達到鍋具溫度的設定值,直到烹飪程式被執(zhí)行完,完成食物的烹飪。

本發(fā)明的智能燃氣灶被配置有控制器、溫度傳感器和電控燃氣閥??刂破鳙@取與被烹飪食物相對應的烹飪程式。在烹飪過程中,控制器采集溫度傳感器所測量的鍋具溫度的測量值及從烹飪程式中獲取鍋具溫度的設定值,并依照鍋具溫度的設定值及測量值,生成控制信號操縱驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,改變旋塞閥的開度,調(diào)整燃氣灶火力的大小,使鍋具溫度的測量值達到烹飪程式中溫度的設定值,直至烹飪程式被執(zhí)行完,完成烹飪。在整個烹飪過程中,燃氣灶自動烹飪食材,無需用戶參與。

在應用實施中,本發(fā)明還有如下進一步優(yōu)選的技術方案。

可選地,所述烹飪程式還被配置有用于修正鍋具溫度的控溫偏差的溫度偏移值參數(shù);

在每個控制周期,使所述鍋具溫度的測量值達到從烹飪程式中獲取的鍋具溫度的設定值與溫度偏移值的和值。

可選地,所述燃燒器上被設置有用于檢測鍋具底部溫度的檢測孔,所述溫度傳感器和檢測孔裝配,優(yōu)選地所述檢測孔被設置在燃燒器中心側(cè),沿豎直方向布置。

可選地,所述溫度傳感器為紅外溫度傳感器,被設置在檢測孔的下端側(cè),紅外溫度傳感器的測量端部向上,對著所述檢測孔;或者,

所述溫度傳感器為熱電偶裝置,被設置于檢測孔內(nèi),熱電偶裝置的測量端部穿過檢測孔,凸出于燃燒器的上端面。

可選地,所述燃氣灶還包括點火針、火焰檢測針、接近傳感器和溢鍋傳感器中的至少一種;所述點火針用于對燃燒器進行點火,火焰檢測針用于探測燃燒器上有無火焰,接近傳感器用于探測燃氣灶上有無鍋具,溢鍋傳感器用于探測鍋具的溢鍋狀態(tài)。

可選地,所述控制器獲取火焰檢測針的檢測信號,基于火焰檢測針的檢測信號當確定燃燒器的火焰已熄滅,且烹飪程式未被執(zhí)行完時,控制器生成控制信號操縱點火針對燃燒器點火。

可選地,所述控制器獲取接近傳感器的探測信號,基于接近傳感器的探測信號當確定燃氣灶上有鍋具時,控制器生成控制信號操縱點火針對所述燃燒器點火。

可選地,所述烹飪程式包括程式表和程式參數(shù),所述程式表還被配置有與時間相關聯(lián)的火力控制方式及閥開度的設定值;所述程式參數(shù)被配置溫度偏移值的設定值或/和跳轉(zhuǎn)溫度、閥控開度、保溫溫度、控溫容差的設定值中的至少一項。

可選地,所述溢鍋傳感器為熱電偶,其測量端部被設置在燃氣灶的容水盤內(nèi);或者,

所述溢鍋傳感器為用于泡沫探測的超聲波傳感器或光電傳感器,被設置在鍋具的上方,其檢測端部和鍋具的內(nèi)部相對;或者,

所述溢鍋傳感器為用于位移探測的超聲波傳感器或光電傳感器,被設置在鍋具的上方,其檢測端部和鍋具的鍋蓋相對。

可選地,所述控制器獲取溢鍋傳感器的檢測信號,基于溢鍋傳感器的檢測信號,當確定發(fā)生溢鍋狀態(tài)時,控制器生成控制信號操縱電控燃閥減小開度,降低燃燒器的火力,消除溢鍋;或者,所述控制器減小烹飪程式中的溫度偏移值的設定值;或者,減小烹飪程式中與溢出狀態(tài)相對應的程式步溫度的設定值,直至消除溢鍋。

本發(fā)明的智能燃氣灶,被配置有燃燒器、電控燃氣閥、溫度傳感器和控制器,控制器內(nèi)置有烹飪程式。電控燃氣閥包括旋塞閥和驅(qū)動電機,所述驅(qū)動電機的輸出軸和旋塞閥的閥桿軸連接。電控燃氣閥的進氣口和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管相連通,出氣口和燃燒器的進氣口通過管路相連通,調(diào)整被輸送到燃燒器的燃氣的流量或壓力,改變?nèi)紵鞯幕鹆?。溫度傳感器被裝配在燃氣灶上,用于檢測鍋具底部的溫度。烹飪食物時,控制器獲取與被烹飪食物相對應的烹飪程式,烹飪程式被配置有與時間相關聯(lián)的鍋具溫度的設定值。烹飪過程中,控制器采集溫度傳感器所測量的鍋具溫度的測量值及從烹飪程式中獲取鍋具溫度的設定值,并依照鍋具溫度的設定值及鍋具溫度的測量值,生成控制信號操縱驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電機帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,改變旋塞閥的開度,調(diào)整燃氣的流量或壓力,控制燃氣灶火力的大小,使鍋具溫度的測量值達到烹飪程式中溫度的設定值,直至烹飪程式中配置的時間被執(zhí)行完,完成食物的烹飪。在整個烹飪過程中,無需用戶參與,燃氣灶自動烹飪食材。本發(fā)明的燃氣灶非常適用于自動煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅子。更為重要的是,基于所選擇的烹飪程式,燃氣灶還可以烹飪出有鍋巴的米飯。

有益效果

燃氣灶自動控制火力,烹飪食物,用戶無需參與。燃氣灶內(nèi)置有電控燃氣閥、溫度傳感器和控制器。電控燃氣閥裝配于燃燒器的進氣管路中,用于調(diào)整被輸送到燃燒器的燃氣的流量或壓力,溫度傳感器被裝配在燃氣灶上,用于檢測鍋具底部的溫度。烹飪食物時,控制器獲取與被烹飪食物相對應的烹飪程式,烹飪過程中,控制器基于鍋具溫度的測量值及烹飪程式中鍋具溫度的設定值,生成控制信號用以操縱驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電機帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,改變旋塞閥的閥開度,調(diào)整燃氣的流量或壓力,控制燃燒器火力的大小,使鍋具的溫度的測量值達到鍋具溫度的設定值,直至烹飪程式中的時間被執(zhí)行完,完成食物烹飪。在整個烹飪過程中,基于烹飪程式,燃氣灶自動控制燃燒器火力的大小和持續(xù)時間,完成食物烹飪,無需用戶參與。燃氣灶適用于自動煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅,更為重要的是,基于所選擇的烹飪程式,該燃氣灶還可以烹飪出有鍋巴的米飯。

附圖說明

圖1一種燃氣灶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2爐頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3圖1中a-a方向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4燃氣灶一種應用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5燃氣灶的另一種實施方式示意圖。

圖6控制器的控制原理框圖。

其中,11-燃燒器,111-爐頭,1111-外環(huán)底座,1112-內(nèi)環(huán)底座,1113-引射器,1113a-外環(huán)引射器,1113b-內(nèi)環(huán)引射器,1114-檢測孔,1114a-第1檢測孔,1114b-第2檢測孔,114-噴嘴,114a-外環(huán)噴嘴,114b-內(nèi)環(huán)噴嘴,112-外環(huán)火蓋,113-內(nèi)環(huán)火蓋,12-電控燃氣閥總成,121-電磁閥,122-旋塞閥,123-驅(qū)動電機,124-減速機,13-點火針,14-火焰檢測針,15-溫度傳感器,16-接近傳感器,17-溢鍋傳感器,18-燃氣灶殼體,181-灶底殼,182-灶頂殼,19-鍋支架,20-控制器,21-電源裝置。

具體實施方式

為了闡明本發(fā)明的技術方案及技術目的,下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明做進一步的介紹。本發(fā)明各實施方式中有關方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后等)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等,如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時,則該方向性指示也相應地隨之改變。需要說明的是,為了方便顯示本發(fā)明的某些細節(jié),以便于讀圖、識圖,其中,圖3-圖5中的爐頭部件未按照比例繪制。

本實施方式的一種智能燃氣灶,如圖1-6所示,所述燃氣灶包括燃燒器11、電控燃氣閥總成12、點火針13、火焰檢測針14、溫度傳感器15、接近傳感器16、溢鍋傳感器17、燃氣灶殼體18、鍋支架19、控制器20和電源裝置21。電控燃氣閥總成12包括電磁閥121和電控燃氣閥;所述電控燃氣閥主要由旋塞閥122和驅(qū)動電機123構(gòu)成,驅(qū)動電機123的輸出軸和旋塞閥122的閥桿軸連接,用于改變輸送到燃燒器的燃氣的流量或壓力,控制燃燒器的火力的大小。所述電磁閥121和旋塞閥122相連通并固定。燃燒器11的進氣口和電控燃氣閥總成12的出氣口分別連通,電控燃氣閥總成12的進氣口和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管相連通。點火針13和火焰檢測針14被固定在燃燒器11上,用于對燃燒器11進行點火以及探測燃燒器11上有無火焰。燃燒器11的中心部處被設置有檢測孔1114,溫度傳感器15和燃燒器11的檢測孔1114裝配,用于檢測置放于燃氣灶上鍋具00底部的溫度。接近傳感器16和燃燒器11的檢測孔1114相裝配,用于探測燃氣灶上有無鍋具00。溢鍋傳感器17和燃氣灶相裝配,其測量端部被設置于套裝在燃燒器11周圍的容水盤內(nèi),用于檢測鍋具00內(nèi)的液體有無溢出。電源裝置21將市電變換成控制器20所需的低壓直流電,用于向控制器20提供電能。所述電控燃氣閥總成12、點火針13、火焰檢測針14、溫度傳感器15、接近傳感器16、溢鍋傳感器17分別和控制器20電連接。所述控制器20內(nèi)置有用于烹飪食物的烹飪程式。烹飪程式被配置有和時間相關聯(lián)的鍋具溫度的設定值以及時間的設定值。烹飪食物時,控制器20獲取與待烹飪食物相適配的烹飪程式;在烹飪過程中,控制器20采集溫度傳感器15所檢測的鍋具溫度的測量值以及從烹飪程式中獲取鍋具溫度的設定值,基于鍋具溫度的測量值及鍋具溫度的設定值進行運算處理,生成控制信號操縱電控燃氣閥總成12動作,調(diào)整流通電控燃氣閥總成12的燃氣的流量/壓力,改變?nèi)紵骰鹆Υ笮?,使溫度傳感?5所檢測的鍋具溫度的測量值與鍋具溫度的設定值相當,直至烹飪程式被執(zhí)行完,完成烹飪。本實施方式的燃氣灶基于烹飪程式適合于自動地煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅。用戶只需將準備好的食材入鍋,選擇相應的烹飪程式,基于烹飪程式,控制器20控制燃氣灶點火、調(diào)整火力大小,加熱鍋具烹飪食物,使鍋具被加熱的溫度與烹飪程式中溫度的設定值相當,自動完成烹飪,無需用戶參于。

其中,所述燃燒器11,如圖1和圖2所示,包括爐頭111、外環(huán)火蓋112、內(nèi)環(huán)火蓋113、噴嘴114。所述爐頭111包括外環(huán)底座1111、內(nèi)環(huán)底座1112、引射器1113。外環(huán)底座1111的下端部設有三個用于和燃氣灶殼體固定的固定耳。引射器1113包括外環(huán)引射器1113a、內(nèi)環(huán)引射器1113b。噴嘴114包括外環(huán)噴嘴114a、內(nèi)環(huán)噴嘴114b。外環(huán)底座1111呈環(huán)狀體,內(nèi)置有上端開口的用于燃氣流通的環(huán)狀氣道。內(nèi)環(huán)底座1112為中部設有沿其軸線方向通孔的圓柱狀體,該通孔用于溫度傳感器15檢測鍋具00底部的溫度,被稱之為第1檢測孔1114a。內(nèi)環(huán)底座1112內(nèi)置有上端開口的用于燃氣流通的環(huán)狀氣道。內(nèi)環(huán)底座1112設置在外環(huán)底座1111的內(nèi)部,內(nèi)環(huán)底座1112和外環(huán)底座1111共軸線,內(nèi)環(huán)底座1112和外環(huán)底座1111相固定,內(nèi)環(huán)底座1112和外環(huán)底座1111之間設置有用于空氣流通的通氣孔。所述內(nèi)環(huán)底座1112和外環(huán)底座1111之間設置用于裝配點火針13和火焰檢測針14的沿豎直方向布置的兩個安裝孔。外環(huán)引射器1113a包括依次固定連接的收縮管部、混合管部和擴壓管部,外環(huán)引射器1113a的擴壓管部和外環(huán)底座1111相固定,并和外環(huán)底座1111的環(huán)狀氣道相連通,外環(huán)引射器1113a的收縮管部和外環(huán)噴嘴114a固定,所述外環(huán)噴嘴114a、外環(huán)引射器1113a和外環(huán)底座1111依次相連通,用于將燃氣輸送到外環(huán)底座1111內(nèi)的環(huán)狀氣道。內(nèi)環(huán)引射器1113b包括依次固定連接的收縮管部、混合管部和擴壓管部,內(nèi)環(huán)引射器1113b的擴壓管部和內(nèi)環(huán)底座1112相固定,并和內(nèi)環(huán)底座1112的環(huán)狀氣道相連通,內(nèi)環(huán)引射器1113b的收縮管部和內(nèi)環(huán)噴嘴114b固定,所述內(nèi)環(huán)噴嘴114b、內(nèi)環(huán)引射器1113b和內(nèi)環(huán)底座1112相連通,用于將燃氣輸送到內(nèi)環(huán)底座1112內(nèi)置的環(huán)狀氣道。所述內(nèi)環(huán)火蓋113的中部設有沿豎直方向的通孔,被標識為第2檢測孔1114b,內(nèi)環(huán)火蓋113內(nèi)置有下端面開口的環(huán)狀氣道,內(nèi)環(huán)火蓋113上設置有多個火孔,該火孔和環(huán)狀氣道連通,可以理解為內(nèi)環(huán)火蓋為環(huán)狀體。內(nèi)環(huán)火蓋113的環(huán)狀氣道和內(nèi)環(huán)底座1112的環(huán)狀氣道相配合。內(nèi)環(huán)火蓋113蓋合在內(nèi)環(huán)底座1112上,內(nèi)環(huán)火蓋113的下端面和內(nèi)環(huán)底座1112的上端面相貼合,內(nèi)環(huán)火蓋113和內(nèi)環(huán)底座1112內(nèi)部形成由環(huán)狀氣道構(gòu)成的環(huán)狀氣室,用于將然氣均勻分配到內(nèi)環(huán)火蓋113的各個火孔。所述第2檢測孔1114b和第1檢測孔1114a共軸線,并形成沿豎直方向的通孔,被稱之為檢測孔1114,用于溫度傳感器15檢測置放于燃燒器11上的鍋具底部的溫度以及接近傳感器16探測燃燒器11上有無鍋具。外環(huán)火蓋113為環(huán)狀體,外環(huán)火蓋113內(nèi)置有下端面開口的環(huán)狀氣道,外環(huán)火蓋113上設置有多個火孔,該火孔和所述環(huán)狀氣道相連通。所述外環(huán)火蓋113的環(huán)狀氣道和外環(huán)底座1111的環(huán)狀氣道相配合。外環(huán)火蓋113被蓋合在外環(huán)底座1111上,外環(huán)火蓋113的下端面和外環(huán)底座1111的上端面相貼合,外環(huán)火蓋113和外環(huán)底座1111內(nèi)部形成由環(huán)狀氣道構(gòu)成的環(huán)狀氣室,用于將然氣均勻分配到外環(huán)火蓋113的各個火孔。

其中,所述火焰檢測針14采用熱電偶火焰檢測針,其結(jié)構(gòu)可靠,故障率低。此外,所述火焰檢測針14還可以由離子火焰檢測針替代,其反應靈敏。

其中,所述溫度傳感器15選用熱電偶裝置。所述熱電偶裝置,如圖3所示,包括熱電偶、彈簧以及固定座。所述熱電偶被封裝成其端面呈圓形的柱狀體,其上端部為溫度的檢測端,下端部為滑動配合裝配端。固定座內(nèi)置有上端開口的沿豎直方向的柱狀盲孔;熱電偶的下端部可設置在固定座的盲孔內(nèi),并和固定座的盲孔滑動配合。所述熱電偶的下端部、彈簧依次裝配于固定座的盲孔內(nèi),熱電偶的下端部、彈簧和固定座的盲孔底端部依次貼合,彈簧處于被壓縮狀態(tài),熱電偶相對于固定座可以上下滑動。。

其中,所述接近傳感器16采用機械式接近開關,優(yōu)選價格低廉的輕觸型機械接近開關。一種可選的裝配方式,是將所述接近開關裝配在上述固定座盲孔的底部,位于彈簧的下方,即處于彈簧和固定座盲孔的底端部之間,這樣,所述熱電偶的下端部、彈簧、接近開關、固定座盲孔的底端部依次相貼合,彈簧處于被壓縮狀態(tài)。當燃氣灶上無鍋具時,彈簧雖處于被壓縮狀態(tài),但壓縮量小,彈簧的彈力較小,不能促使接近開關被觸發(fā)發(fā)出接近信號;但是當鍋具放在燃氣灶上后,熱電偶裝置受到鍋具重壓,如圖4所示,熱電偶裝置的熱電偶向下移動,彈簧進一步被壓縮,彈簧的彈力增大,觸發(fā)接近開關產(chǎn)生接近信號,表明燃氣灶上有鍋具。這樣接近傳感器16選用輕觸型機械式接近開關,并將機械式接近開關和溫度傳感器15集成為一個部件,做成一個測溫接近總成,方便于安裝和維護,更重要的是可以減少燃氣灶中裸露的零部件數(shù)量,另外選用機械式接近開關,還有利于降低接近傳感器16的成本。

需要說明的是:所述溫度傳感器15還可以選用非接觸測溫的紅外溫度傳感器,接近傳感器16可以選用非接觸型的光電接近傳感器。所述紅外溫度傳感器、光電接近傳感器通過固定架和燃燒器11相裝配,如圖5所示,紅外溫度傳感器、光電接近傳感器位于檢測孔1114的下端側(cè),紅外溫度傳感器及光電接近傳感器的檢測端部豎直向上布置,正對著檢測孔1114。所述紅外溫度傳感器通過檢測孔1114可以檢測置放于燃燒器上的鍋具00底部的溫度,光電接近傳感器通過檢測孔1114可以檢測燃燒器上有無鍋具00。另外,所述光電接近傳感器還可以被布置在燃氣灶的灶頂殼上(圖中未畫出)。

其中,所述溢鍋傳感器17可以選用熱電偶。構(gòu)成溢鍋傳感器17的熱電偶和燃燒器11相裝配,該熱電偶的檢測端部被設置于套裝在燃燒器11的容水盤內(nèi)。該熱電偶的檢測端部被燃燒器11輻射的熱量加熱,溫度較高,當鍋具發(fā)生溢鍋時,鍋具00內(nèi)的液體溢流,溢流的液體匯集于容水盤內(nèi),熱電偶的檢測端部接觸到溢流出的液體而被降溫,熱電偶的溫度快速下降,熱電偶所檢測的溫度曲線上形成降溫臺階,據(jù)此可以用于判斷鍋具00發(fā)生了溢鍋狀態(tài)。采用熱電偶作為溢鍋傳感器17,其成本較低,但是只能檢測到鍋具00內(nèi)液體溢出的溢鍋狀態(tài),不能檢測鍋具的溢鍋條件具備但尚未溢出的溢鍋狀況。例如,鍋具00內(nèi)液體沸騰后,繼續(xù)被加熱,鍋具內(nèi)液體的表面上產(chǎn)生大量泡沫,泡沫覆蓋整個液體表面,泡沫的高度逐漸升高,當泡沫的頂端面和鍋蓋相接觸時,發(fā)生溢鍋的條件具備,將要發(fā)生溢鍋,但是,構(gòu)成溢鍋傳感器17的熱電偶無法檢測到上述溢鍋條件具備尚未溢鍋的溢鍋狀態(tài),因此無法避免溢鍋的發(fā)生。

采用超聲波傳感器替代上述用于溢鍋檢測的熱電偶,該超聲波傳感器用于檢測液體表面產(chǎn)生的泡沫及其高度,可以很好地解決上述問題,避免溢鍋發(fā)生。所述超聲波傳感器被設置在鍋具的上方,如圖4所示,其檢測端部和鍋具的內(nèi)部相對,如經(jīng)鍋蓋上的檢測窗和鍋具的內(nèi)部正相對。超聲波傳感器通過檢測窗可以探測到鍋具00內(nèi)液體表面的泡沫及其高度。控制器20獲取超聲波傳感器的檢測信號,基于超聲波傳感器的檢測信號當確定鍋具00內(nèi)泡沫的高度達到預設的高度閾值時,控制器20判定鍋具00的溢鍋條件已具備,生成控制信號操控電控燃氣閥,減小閥開度,減小燃燒器11的火力,使鍋具00內(nèi)泡沫的高度降低甚至消除,可以確保鍋具00不發(fā)生溢鍋,保持燃氣灶及灶臺的整潔。另外,所述的超聲波傳感器還可以由用于泡沫檢側(cè)的光電傳感器所替代。因此,當溢鍋傳感器17選用用于泡沫探測的超聲波波傳感器或光電波傳感器時,在鍋具00溢鍋條件已具備但尚未溢鍋時,控制器20作出產(chǎn)生溢鍋狀態(tài)的判斷,生成控制信號操縱電控燃氣閥,減少燃燒器11的火力,消除鍋具00的溢鍋條件,可以避免溢鍋發(fā)生,以及避免溢流的液體污臟燃氣灶及灶臺。

其中,所述電控燃氣閥總成12,如圖1所示,包括電磁閥121和電控燃氣閥。所述電控燃氣閥包括旋塞閥122、驅(qū)動電機123和減速機124。旋塞閥122選用現(xiàn)有技術燃氣灶中通用的旋塞閥,該旋塞閥被設置有一個進氣口,兩個出氣口;所述的兩個出氣口,其中的一個為大流量出氣口,另一個為小流量出氣口。驅(qū)動電機123的輸出軸通過減速機124和旋塞閥122上的閥桿軸連接,驅(qū)動閥桿轉(zhuǎn)動,調(diào)整旋塞閥122的閥開度,改變流入燃燒器的燃氣的流量,以控制燃燒器11的火力大小。也可以理解為,驅(qū)動電機123的輸出軸和減速機124的輸入軸軸連接,減速機124的輸出軸和旋塞閥122的用于調(diào)整閥開度的閥桿軸連接。所述電磁閥121的進氣口用于和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管連通,電磁閥121的出氣口和旋塞閥122的進氣口連通,旋塞閥122的大流量出氣口用于和外環(huán)噴嘴114a的輸入口連通,旋塞閥122的小流量出氣口用于和內(nèi)環(huán)噴嘴114b的輸入口連通。所述驅(qū)動電機123為伺服電機、步進電機和變頻電機中的一種。當驅(qū)動電機123選用步進電機時,驅(qū)動電機123和旋塞閥122的閥桿可以直接軸連接,也可以通過減速機124進行軸連接。當驅(qū)動電機123選用伺服電機或變頻電機時,驅(qū)動電機123必需通過減速機124和旋塞閥122的閥桿軸連接。所述電磁閥121和旋塞閥122依次連通并裝配固定,驅(qū)動電機123通過減速機124和旋塞閥122上的閥桿軸連接,驅(qū)動電機123和旋塞閥122相固定,構(gòu)成所述的電控燃氣閥總成12。將電磁閥121、旋塞閥122、驅(qū)動電機123和減速機124集成為一個部件,做成電控燃氣閥總成12,方便燃氣灶的裝配連接及日常維護。

其中,所述燃氣灶殼體18,如圖1和圖3所示,包括灶底殼181和灶頂殼182。所述灶底殼181選用薄鋼板,采用沖壓工藝成型制成。灶底殼181內(nèi)的左、右兩邊側(cè)分別設有用于安裝燃燒器11、電控燃氣閥總成12的安裝位;以及用于安裝控制器20及電源裝置21的安裝位。灶頂殼182選用薄鋼板,采用沖壓工藝成型制成,灶頂殼182上被設置有兩組燃燒器11及旋塞閥的閥桿可以貫穿的通孔。

其中,所述控制器20,如圖6所示,包括處理器、存儲器、電磁閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、點火電路、傳感器電路、網(wǎng)絡模塊、鍵盤接口電路、顯示驅(qū)動電路、火力控制接口以及內(nèi)置于存儲器的烹飪程式。所述存儲器、電磁閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、點火電路、傳感器電路、網(wǎng)絡模塊、鍵盤接口電路、顯示驅(qū)動電路、火力控制接口分別和處理器電連接。觸控屏經(jīng)顯示驅(qū)動電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接,專用鍵盤經(jīng)鍵盤接口電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接。移動終端,如手機、平板電腦等,經(jīng)網(wǎng)絡模塊和控制器20內(nèi)置的處理器建立通信連接。點火針13經(jīng)點火電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接。驅(qū)動電機123經(jīng)電機驅(qū)動電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接。電磁閥121經(jīng)電磁閥驅(qū)動電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接?;鹧鏅z測針14、溫度傳感器15、接近傳感器16、溢鍋傳感器17分別經(jīng)傳感器電路和控制器20內(nèi)置的處理器電連接。烹飪程式被存儲于控制器20內(nèi)置的存儲器內(nèi)。所述烹飪程式被配置成和時間相關聯(lián)的被控變量的集合,存儲于存儲器內(nèi),通過控制被控變量以使燃燒器形成烹飪食物所需的火力。觸控屏、專用鍵盤、移動終端均可以用于對控制器20內(nèi)存儲的烹飪程式進行修改,設定新的烹飪程式,以及手動控制燃氣灶火力的大小及火力的持續(xù)時間。所述觸控屏、專用鍵盤、移動終端,根據(jù)需要可以選配其中的一種或幾種,本實施方式中優(yōu)選觸控屏和專用鍵盤。專用鍵盤上設有“點火”、“熄火”、“增大”、“減小”、“確認”鍵,用于手動控制燃氣灶點火、熄火、增大火力、減小火力以及修改烹飪程式。觸控屏的應用軟件界面上也設有“點火”、“熄火”、“增大”、“減小”、“確認”鍵,用于手動控制燃氣灶點火、熄火、增大火力、減小火力、以及修改烹飪程式。所述火力控制接口用以連接外部標準控制信號,如4-20ma的模擬控制信號,外部信號通過該火力控制接口可以控制燃燒器11的火力大小,方便與外圍設備(如智能鍋)協(xié)同使用。燃氣灶在與外圍設備協(xié)同工作時,控制器20所采集的溫度傳感器15的檢測信號不參于控制,只用于異常監(jiān)測。所述處理器、存儲器、電磁閥驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路、點火電路、傳感器電路、網(wǎng)絡模塊、鍵盤接口電路、顯示驅(qū)動電路、火力控制接口被設置在同一塊電路板上,并和觸控屏電連接,減少燃氣灶的零部件數(shù)量,有利降低故障率,更方便裝配安裝及日常維護。需要說明的是,所述的控制器20還可以由plc、pld等構(gòu)成。

其中,所述電源裝置21采用開關電源,用于將110v-250v的市電變換成控制器所需等級的電壓和電流,可選用輸出5v的直流電源。電源裝置21包括降壓電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路,為現(xiàn)有技術。

本實施方式的燃氣灶為雙灶頭燃氣灶,如圖1所示,兩灶頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)造相同??刂破?0被設計有兩組分別用于控制不同灶頭的控制接口。

位于左邊側(cè)的燃燒器11、電控燃氣閥總成12分別被安裝在灶底殼181左邊側(cè)部的兩個對應安裝位,如圖1左半部所示,所述電控燃氣閥總成12(即電磁閥121)的進氣口和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管173相連通,電控燃氣閥總成12(即旋塞閥122)的大流量出氣口通過管路和燃燒器11上的外環(huán)噴嘴114a的輸入口連通,電控燃氣閥總成12(即旋塞閥122)的小流量出氣口通過管路和燃燒器11上的內(nèi)環(huán)噴嘴114b的進氣口連通。位于左邊側(cè)的點火針13、火焰檢測針14被固定在該左邊側(cè)的燃燒器11爐頭111的兩個安裝孔內(nèi)。左邊側(cè)的容水盤套裝在燃燒器11的周圍,用于承接鍋具00內(nèi)溢出的液體。溢鍋傳感器17采用熱電偶,和左邊側(cè)的燃燒器11裝配,被設置于容水盤內(nèi),用于檢測鍋具00內(nèi)的液體有無溢出。溫度傳感器15采用熱電偶裝置,所述的由接近傳感器16和熱電偶裝置構(gòu)成的測溫接近總成,通過固定架被裝配在左邊側(cè)燃燒器11的檢測孔1114相裝配,熱電偶裝置的測量端部穿過檢測孔,凸出于燃燒器的上端面,和放置在燃燒器11上的鍋具的底部相貼合。

位于右邊側(cè)的燃燒器11、電控燃氣閥總成12分別被安裝在灶底殼181右邊側(cè)部的兩相對應的安裝位,如圖1右半部所示,構(gòu)成電控燃氣閥總成12的電磁閥121的進氣口和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管173相連通,構(gòu)成電控燃氣閥總成12的旋塞閥122的大流量出氣口通過管道和燃燒器11上的外環(huán)噴嘴114a的進氣口連通,構(gòu)成電控燃氣閥總成12的旋塞閥122的小流量出氣口通過管路和燃燒器11上的內(nèi)環(huán)噴嘴114b的進氣口連通。位于右邊側(cè)的點火針13、火焰檢測針14被固定在燃燒器11爐頭111的兩安裝孔內(nèi)。右邊側(cè)的容水盤套裝在位于右邊側(cè)的燃燒器11的周圍,用于承接鍋具00內(nèi)溢出的液體。右邊側(cè)的溢鍋傳感器17采用所述的超聲波傳感器,和燃氣灶的右邊側(cè)部相固定,超聲波傳感器的檢測端部和置放于燃燒器11上的鍋具00的內(nèi)部正相對,如圖4所示,可以探測到鍋具內(nèi)的泡沫。右邊側(cè)的接近傳感器16采用光電式接近傳感器、溫度傳感器15選用紅外溫度傳感器,該光電式接近傳感器和紅外溫度傳感器通過固定架和右邊側(cè)燃燒器11的檢測孔1114相裝配,位于檢測孔1114下端側(cè),光電式接近傳感器和紅外溫度傳感器的檢測端部處于檢測孔111的內(nèi)部或下端口,和置放于燃燒器上的鍋具正相對。

所述控制器20被安裝在灶底殼181的內(nèi),位于左邊側(cè)的安裝位;電源裝置21被安裝在灶底殼181的內(nèi),位于右邊側(cè)的安裝位。所述電源裝置21和控制器20電連接,向控制器20提供電能。位于左側(cè)邊的點火針13、火焰檢測針14、溫度傳感器15、接近傳感器16、溢鍋傳感器17和控制器20的其中一組控制接口分別電連接,裝配在右邊側(cè)燃燒器11上的點火針13、火焰檢測針14、溫度傳感器15、接近傳感器16、溢鍋傳感器17和控制器20的另一組控制接口分別電連接。灶頂殼182蓋合在灶底殼181上,左側(cè)的及右側(cè)的燃燒器11、電控燃氣閥總成12的閥桿貫穿灶頂殼182的通孔,并凸出于灶頂殼182。兩個鍋支架19分別被放置在灶頂殼182上,位于左邊側(cè)的鍋支架19和該左邊側(cè)的燃燒器11共軸線,位于右邊側(cè)的鍋支架19和該左邊側(cè)的燃燒器11共軸線。灶底殼181的四角裝配有4個支撐腿,位于灶底殼181的下底面的下方。需要說明的是,上述雙灶頭燃氣灶還可以采用兩個控制器20分別控制。

需要說明的是,所述溫度傳感器15還可以和鍋具的鍋底部裝配,直接檢測鍋底部的溫度。例如,溫度傳感器15采用熱電偶,被裝配在位于鍋具鍋底部壁內(nèi)的測溫孔內(nèi),以更精確地檢測鍋具的溫度。

其中,所述烹飪程式,包括程式表和程式參數(shù)。程式表主要由和時間相關聯(lián)的被控變量(如溫度)的設定值所構(gòu)成的數(shù)據(jù)表,包括多個程式步,每個程式步包括時間的設定值及被控變量(如溫度)的設定值。程式表中時間的設定值將持續(xù)到整個烹飪周期,涵蓋從食物入鍋點火、完成烹飪、到最后熄火。程式參數(shù)包括一個、二個或多個參數(shù),程式參數(shù)與程式表相關聯(lián),配合使用;修改程式參數(shù)可以優(yōu)化控制器20對烹飪過程的控制。烹飪程式被存儲在控制器的存儲器內(nèi)。具有烹飪技能的用戶通過觸控屏、專用鍵盤等人機交互界面可以自行修改和定義所需的烹飪程式,修改完成后的烹飪程式可以存儲于存儲器。一種可選的烹飪程式的程式表和程式參數(shù)如下所示,其中程式表包括7個程式步,每個程式步包括“溫度”、“火力控制方式”、“閥開度”被控變量項的設定值以及“時間”項的設定值。

程式表:

程式參數(shù):

保溫溫度(/℃):80;控溫容差(/%):2

溫度偏移值(/℃):5;采樣周期(/s):10。

所述“程式表”中的被控變量包括“溫度”、“火力控制方式”、“閥開度”以及“時間”。其中,“溫度”表示在食物烹飪的過程中鍋具要達到的目標溫度,優(yōu)選地指鍋具鍋底部內(nèi)表面的溫度?!盎鹆刂品绞健卑ā伴y控”和“溫控”兩種用于燃氣灶火力的控制方式,閥控方式表示調(diào)整電控燃氣閥的開度控制燃燒器火力加熱鍋具;溫控方式表示改變電控燃氣閥的開度調(diào)整燃燒器火力的大小,使鍋具溫度的測量值與其設定值相一致。“閥開度”表示在“閥控”方式階段電控燃氣閥所要達到的目標開度。在閥控方式階段,“閥開度”的設定值有效,控制器20操縱電控燃氣閥,使電控燃氣閥的開度達到閥開度的設定值,如90%的閥開度,可以用于在烹飪初階段,鍋具溫度較低,采用大火力加熱鍋具,為開環(huán)控制;在溫控方式階段,控制器20基于溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值及鍋具溫度的設定值,進行運算處理,生成相對應的控制信號改變電控燃氣閥的開度,調(diào)整燃燒器11火力的大小,使鍋具溫度的測量值和設定值相當,為閉環(huán)控制?!皶r間”表示在該程式步的時間段內(nèi)被控變量由上一程式步的設定值逐步變化到該程式步的設定值,可選用斜坡變化,僅適于描述數(shù)值可以連續(xù)變的“溫度”、“閥開度”被控變量;對于第1程式步,其上一程式步被控變量的設定值被理解取值為該第1程式步被控變量的設定值。

所述“程式參數(shù)”包括“保溫溫度”、“溫度偏移值”、“控溫容差”、“采樣周期”?!氨販囟取北碚魇澄锱腼兺瓿珊笫澄镄枰痪S護的溫度?!皽囟绕浦怠北碚鲗﹀伨邷囟鹊目販仄钸M行修正的修正參數(shù),用以修正溫度傳感器控制的鍋溫度相對于設定溫度的偏差,以使鍋具(鍋底部內(nèi)表面)被加熱的溫度與期望的設定溫度相一致。造成溫度傳感器產(chǎn)生控溫偏差的因素包括:測溫點的位置、溫度傳感器本身的差異、溫度傳感器裝配偏差、以及鍋具本身的差異(如厚、薄、材質(zhì))等。溫度傳感器檢測的鍋具溫度的測量值在數(shù)值上與從程式表中獲取的溫度的設定值與溫度偏移值的和值相一致,這樣鍋具的被加熱的溫度達到溫度的設定值。例如,鍋具底部內(nèi)表面的期望溫度為100℃,將溫度的設定值取值為100℃,由于溫度傳感器所檢測的測溫點位于鍋具底部的下表面,鍋具底部的下表面與內(nèi)表面間存在熱阻,則當溫度傳感器的檢測溫度為100℃時,鍋具底部內(nèi)表面的溫度小于100℃,如可能為98℃,沒有達到設定溫度,即存在2℃的偏差,這個溫度偏差可以通過溫度偏移值來修正,將溫度偏移值設為2℃。在此狀態(tài)下,溫度的設定值為100、溫度偏移值為2℃,則溫度傳感器檢測的溫度為102℃,當溫度傳感器檢測的溫度達到102℃時,鍋具內(nèi)表面的溫度達到設定的溫度100℃,即達到期望溫度。例如,當更換了溫度傳感器,由于溫度傳感器本身的差異以及裝配偏差,使得鍋具的熱工況發(fā)生了變化,使用前需要對鍋具熱工況進行調(diào)式,以使程式表適用于新熱工況的鍋具。一種可選的調(diào)式方法,如,在某一溫度設定值t0下加熱鍋具,采用高一級別的測溫計測量鍋底部內(nèi)表面的溫度值t1,調(diào)整燃氣灶火力的大小,使t1和t0相等,此時溫度傳感器所檢測的鍋溫度的測量值為tc,所述鍋溫度的測量值tc與溫度設定值t0間的差值可以作為溫度偏移值的初始設定值。此外,溫度偏移值還可以用于調(diào)整烹飪程式中各程式步溫度的設定值,如,溫度偏移值增加2℃,相當于烹飪程式中各程式步溫度的設定值增加2℃。修改溫度偏移值的設定值,相當于整體向上或向下平移程式表中各程式步溫度的設定值,可以使同一程式表適用于不同厚度、不同材質(zhì)的鍋具,以及可以修正溫度傳感器的裝配偏差及熱電偶本身的差異,以使程式表適用于鍋具?!翱販厝莶睢庇糜诒碚麇伨叩谋豢啬繕藴囟认鄬τ谂腼兂淌街袦囟仍O定值的波動幅度;例如,控溫容差為2%,表示控制器允許鍋具溫度的測量值(即被控目標溫度)和鍋具溫度設定值間的波動范圍的最大偏差的相對值為2%,比如:若鍋具溫度設定值為200℃、控溫容差為2%,則鍋具溫度的測量值(即被控目標溫度)在196-204℃之間,則認為鍋具溫度的測量值和鍋具溫度的設定值相當。溫度偏差的相對值在此定義為:溫度偏差的相對值=abs(溫度的測量值-溫度的設定值)/溫度的設定值*100%,下同。“采樣周期”表征控制器從程式表中獲取溫度的設定值、火力控制方式的設定值、閥開度的設定值以及從溫度傳感器獲取鍋具溫度的測量值的時間間隔,即控制器對燃氣灶火力大小實施控制的頻繁程度。采樣周期被設置的越小,控制器對燃氣灶火力大小的控制就越精確。

需要說明的是,當烹飪程式的程式參數(shù)中被配置有“跳轉(zhuǎn)溫度”及“閥控開度”的參數(shù)時,烹飪程式的程式表中可以省去“火力控制方式”及“閥開度”被控變量。因而,另一種可選的烹飪程式的程式表和程式參數(shù),如下所示,其程式表中僅包括“溫度”被控變量項以及“時間”項。

程式表:

程式參數(shù):

跳轉(zhuǎn)溫度(/℃):60;

閥控開度(/%):90;

保溫溫度(/℃):80;

溫度偏移值(/℃):5;

控溫容差(/%):2

采樣周期(/s):10。

烹飪程式中的“跳轉(zhuǎn)溫度”表征燃氣灶的火力控制方式由閥控方式向溫控方式轉(zhuǎn)換以及由溫控方式向閥控方式轉(zhuǎn)換時的溫度點。當鍋具溫度的測量值小于跳轉(zhuǎn)溫度的設定值,采用閥控方式控制燃氣灶的火力;當鍋具溫度的測量值高于跳轉(zhuǎn)溫度的設定值,采用溫控方式控制燃氣灶的火力。“閥控開度”表征在閥控方式時電控燃氣閥的所要達到的開度,如90%的閥開度。此種可選的烹飪程式,其程式表只有一個被控變量“溫度”,非常簡潔,不足的是,在閥控方式階段的電控燃氣閥的開度為一恒定值,但也足以滿足控制要求。

還需要說明的是,烹飪食物,整個烹飪過程可以全部采用溫度控制方式控制燃氣灶的火力,使鍋具的溫度達到從烹飪程式中獲取的溫度的設定值,此種情況,上述的程式參數(shù)中的“跳轉(zhuǎn)溫度”、“閥控開度”被控變量可以省略,此時,烹飪程式非常簡潔,烹飪程式的程式表中只有“溫度”被控變量,程式參數(shù)中只有“保溫溫度”、“溫度偏移值”、“控溫容差”參數(shù)。

在各個采樣周期,控制器20采用插值方法從烹飪程式的程式表中獲取溫度的設定值、閥開度等被控變量的設定值??梢岳斫鉃椋刂破?0根據(jù)采樣周期,如10s,將當前程式步的時間設定值對應的時間段劃分為多個對應的小時間段,每一小時間段對應于一個采樣周期,并依據(jù)上一程式步被控變量的設定值和當前程式步被控變量的設定值,采用插值法獲取各個采樣周期對應的被控變量的設定值。優(yōu)選地,采用線性內(nèi)差值法取值,則各程式步的溫度、閥開度被控變量將由上一程式步的設定值斜坡變化到該程式步的設定值,即斜坡變化。例如,對于上述提及的第一種程式表的示例,采樣周期為10s,在第2程式步的第9個采樣周期,即1分30秒所對應的采樣周期內(nèi),通過線性內(nèi)插值的方法,經(jīng)計算獲得在該采樣周期內(nèi)溫度的設定值為70℃、閥開度的設定值為80%,以及獲取火力控制方式為“閥控”方式。此外,所述線性內(nèi)插值法還可以由多項式插值、牛頓插值或其它插值方法進行替代,使各程式步間被控變量平滑過度替代斜坡變化。

控制器20為燃氣灶的控制中心,操縱燃氣灶自動烹飪食物。在每次烹飪食物時,控制器20基于所收到的烹飪觸發(fā)信號生成控制信號進行點火,包括生成控制信號操縱構(gòu)成電控燃氣的電磁閥和旋塞閥開啟,并使旋塞閥達到預設的開度;以及再生成控制信號操縱點火針對燃燒器點火,燃燒器被點燃,燃氣灶加熱鍋具。在烹飪的初期,基于烹飪程式,則火力控制方式被設為閥控方式,控制器20生成控制信號操縱驅(qū)動電機,使旋塞閥的開度達到閥開度的設定值,控制燃燒器11的火力加熱鍋具;當鍋具溫度較高時,基于烹飪程式火力控制方式被設為溫控方式,控制器20基于鍋具溫度的設定值及測量值,生成控制信號操控驅(qū)動電機,調(diào)整旋塞閥的開度,改變流入燃燒器11的燃氣的流量,控制燃燒器11火力的大小,使鍋具溫度的測量值與鍋具溫度的設定值相當,直至烹飪程式依次被執(zhí)行完,完成一次食物烹飪。最后控制器20生成控制信號關閉電磁閥,使燃燒器熄火。在烹飪過程中,燃氣灶自動控制火力,烹飪食物,無需用戶參與。本實施方式的智能燃氣灶適于煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅的自動烹飪。燃氣灶事先(即出廠前)內(nèi)置有與煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅相對應的烹飪程式。

接下來,以上述提及的第一種烹飪程式(不設置溫度偏移值參數(shù))為例,將智能燃氣灶自動烹飪食物的操作方法、烹飪的原理及控制過程,具體如下所述。

s1:食材準備。待烹飪用的鍋具被放置在燃氣灶的鍋支架上,打開鍋蓋,將準備好的食材放入鍋內(nèi),蓋上鍋蓋。

s2:選擇烹飪程式。通過燃氣灶上的觸控屏或鍵盤選取與待烹飪食物及鍋具材質(zhì)相適配的烹飪程式,控制器20從其內(nèi)存儲器中獲取相應的烹飪程式。

s3:點火烹飪。智能燃氣灶被設有“自動”和“手動”兩種烹飪方式,默認為“手動”烹飪方式。在“手動”烹飪方式,觸按“點火”鍵,燃氣灶被點火;另外,選擇“自動”烹飪方式,燃氣灶自動點火。點火時,用戶可以壓按鍵盤上的“點火”鍵點火,也可以輕敲觸控屏上的“點火”鍵點火。燃氣灶適合自動煲湯、煮米飯、煮稀飯和烙餅,其中烙餅若是雙面烙,需要人工翻餅一次,再選取烙餅烹飪程式一次。在“自動”烹飪方式下,燃燒器11若意外熄火,且烹飪程式未被執(zhí)行完時,控制器20生成控制信號操縱點火針13對燃燒器11進行再點火,繼續(xù)烹飪食物,直至烹飪程式被控制器執(zhí)行完,完成食物的烹飪。燃燒器11意外熄火,若多次(如3次)自動點火,均未成功,控制器發(fā)出報警信息,警示用戶參于操作,排除異常。

s4:出鍋。烹飪程式被執(zhí)行完后,控制器20生成控制信號觸發(fā)轟鳴器發(fā)出聲光報警,告知用戶可以取出鍋具內(nèi)烹飪好的食物。若未選取保溫功能時,控制器20生成控制信號操縱電控燃氣閥總成的電磁閥關閉,阻斷燃氣流通,使燃燒器熄滅。若選取保溫功能,用戶長時間不取食物,控制器20將依照程式參數(shù)中的“保溫溫度”的設定值,控制燃氣灶對鍋具加熱,使溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值和保溫溫度的設定值相當,使已烹飪好的食物的溫度維持在用戶所設定的溫度,食物更適合于隨時食用。

所述控制器20依照烹飪程式對燃燒器11的火力進行控制,加熱鍋具,自動烹飪食物。上述第一種烹飪程式的程式表包括7個程式步,其中第1程式步和第2程式步,燃氣灶的火力控制方式被設為閥控方式;第3程式步-第7程式步,燃氣灶的火力控制方式被設為溫控方式。燃氣灶被控制器20操縱點火后,控制器20執(zhí)行所述程式表的第1程式步,第1程式步采用閥控方式,第1程式步的閥開度的設定值為90%、溫度的設定值為60℃,在每個控制(/采樣)周期,控制器20從程式表的第1程式步中獲取閥開度的設定值為90%,基于所獲取的閥開度的設定值,控制器20生成控制信號,操縱驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電機帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,使旋塞閥的閥開度達到90%,控制燃燒器對鍋具進行大火加熱,使鍋具快速升溫??刂破?0采集溫度傳感器15的檢測信號,獲取鍋溫度的測量值,當鍋溫度的測量值達到第1程式步溫度的設定值60℃時,控制器20結(jié)束對程式表的第1程式步的執(zhí)行,轉(zhuǎn)為執(zhí)行第2程式步,第2程式步采用閥控方式,第2程式步的閥開度的設定值為70%、溫度的設定值為80℃,其表示在第2程式步的設定時間段內(nèi),閥開度的設定值從90%斜坡下降到70%,下同。在該第2程式步的每個控制周期,利用線性內(nèi)插值的方法,控制器20從第2程式步中獲取閥開度的設定值,基于所獲取的閥開度的設定值,例如第2程式步在1分30秒的采樣周期對應的閥開度設定值為80%,控制器20基于所獲取的閥開度設定值生成控制信號,操縱驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,驅(qū)動電機帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,使旋塞閥的閥開度達到80%,逐漸減少對鍋具加熱的火力,鍋具升溫速率減緩,可以避免熱慣性所導致的溢鍋及糊鍋。同時,控制器20采集溫度傳感器15所檢測的鍋溫度的測量值,并將鍋溫度的測量值和程式表中的第2程式步溫度的設定值80℃進行比較,當溫傳感器15所檢測的鍋溫度的測量值達到第2程式步溫度的設定值80℃時,燃氣灶的火力控制方式將由閥控方式轉(zhuǎn)換為溫控方式,控制器20結(jié)束對程式表的第2程式步的執(zhí)行,轉(zhuǎn)為執(zhí)行第3程式步。

第3程式步的火力控制方式被設為溫控方式,程式表中的閥開度的設定值無效。第3程式步的溫度的設定值為95℃,表示在第3程式步的時間段內(nèi),鍋溫度從80℃斜坡上升到95℃。在每個控制周期,控制器20獲取溫度傳感器15所檢測的鍋溫度的測量值,并利用線性內(nèi)差值的方法從程式表的第3程式步獲取鍋溫度的設定值以及火力控制方式的設定值?;鹆刂品绞降脑O定值為溫控方式,采用溫控方式調(diào)整燃燒器火力的大小。基于溫控方式,控制器20將所獲取的溫度傳感器15檢測的鍋溫度的測量值和所獲取的鍋溫度的設定值進行比較,當所采集的鍋具溫度的測量值小于所獲取的鍋具溫度的設定值,控制器20經(jīng)運算生成包括使電控燃氣閥閥開度增大的控制信號,發(fā)送給電機驅(qū)動電路,電機驅(qū)動電路操控驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動,帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,使旋塞閥的閥開度調(diào)大,增加燃燒器的火力,以使鍋具的溫度升高,直到溫度傳感器15所檢測的鍋溫度的測量值和所獲取的鍋溫度的設定值相當;當所采集的溫度傳感器15檢測的鍋溫度的測量值大于所獲取的鍋溫度的設定值,控制器20經(jīng)運算生成包括使電控燃氣閥閥開度減小的控制信號,發(fā)送給電機驅(qū)動電路,電機驅(qū)動電路操控驅(qū)動電機反向轉(zhuǎn)動,帶動旋塞閥反向轉(zhuǎn)動,使旋塞閥的閥開度調(diào)小,減小燃燒器的火力,使鍋具00的溫度降低,直到所采集的溫度傳感器15所檢測的鍋溫度的測量值和所獲取的鍋溫度的設定值相當。如上所述的溫度控制方式,控制器20基于鍋溫度的測值及設定值,生成控制信號操縱電控燃氣閥,調(diào)整燃燒器火力的大小,使鍋溫度的測量值和鍋溫度的設定值相當,直至第3程式步被執(zhí)行完。如此,控制器20依次執(zhí)行第3程式步-第7程式步??刂破?0對所獲取的鍋溫度的測量值、鍋溫度的設定值進行運算處理生成用于調(diào)整比例閥閥開度的控制信號時,所采用的運算處理的方法可以采用pi(比例積分)控制算法,也可以采用pd(比例微分)控制算法,還也可以采控制精度更高的ptd(比例積分微分)控制算法。所述pi控制算法、pd控制算法、pid控制算法為現(xiàn)有技術,在信號處理的教科書中均有記載,在此不再詳述。當烹飪程式的各個程式步依次被控制器20執(zhí)行完,一次烹飪過程完成,此時控制器20生成警報信號,觸發(fā)報警器發(fā)出轟鳴聲,告知用戶,該次烹飪過程已結(jié)束,可以享用美食。

在此需要說明的是,若采用“溫度偏移值”參數(shù),在自動烹飪的過程中,控制器依次執(zhí)行烹飪程式的各個程式步,在每個控制周期,控制器20將鍋具溫度的測量值同從烹飪程式中獲取的鍋具溫度的設定值與溫度偏移值的和值相比較,在功率控制階段,當鍋具溫度的測量值達到當前程式步溫度的設定值與溫度偏移值的和值時,則終止對該程式步的執(zhí)行;在溫度控制階段,基于鍋具溫度的測量值以及獲取的鍋具溫度的設定值與溫度偏移值的和值,進行運算處理生成控制信號調(diào)整燃氣灶火力的大小,使鍋具溫度的測量值達到所獲取的鍋具溫度的設定值與溫度偏移值的和值,直至烹飪程式被控制器執(zhí)行完,完成食物的烹飪。

在上述的自動烹飪的過程中,在每個控制周期,控制器20獲取火焰檢測針14的檢測信號,控制器20基于火焰檢測針14的檢測信號進行處理,當確定燃燒器11的火焰已經(jīng)熄滅,且烹飪程式中的時間未被執(zhí)行完,即烹飪程式未被執(zhí)行完時,控制器20生成控制信號操縱點火針13對燃燒器11進行點火,繼續(xù)烹飪食物,直至完成食物的烹飪;若多次點火未成功,則生成控制信號用于關閉電磁閥以及生成控制信號觸發(fā)報警裝置發(fā)出聲光報警,警示用戶參與處理,排除故障。作一種優(yōu)選的方案,控制器20獲取接近傳感器的檢測信號,基于接近傳感器的檢測信號,確定燃氣灶上有、無鍋具。在自動烹飪過程中,燃燒器11的火焰若意外熄滅,烹飪程式未被執(zhí)行完、且燃氣灶上有鍋具時,控制器20才生成控制信號操縱點火針13對所述燃燒器11進行點火,繼續(xù)烹飪食物,以避免燃氣灶空燒。當烹飪程式被執(zhí)行完或燃燒器熄火不能成功點火時,控制器生成控制信號用于關閉構(gòu)成電控燃氣閥總成的電磁閥,切斷氣源,以免燃氣泄漏,釀成事故。

在上述自動烹飪過程中,在每個控制周期,控制器20獲取溢鍋傳感器17的檢測信號,控制器20基于溢鍋傳感器17的檢測信號進行溢鍋狀態(tài)的判斷,當作出溢鍋狀態(tài)的判斷時,控制器20生成包括使燃氣灶火力減小的控制信號,用于操控電控燃氣閥減小開度,使燃燒器11火力減小,消除溢鍋,避免溢鍋繼續(xù)進行;同時控制器20進行溢鍋計數(shù)。當溢鍋計數(shù)大于預設的計數(shù)閾值,比如溢鍋計數(shù)大于3次時,特別是發(fā)生連續(xù)溢鍋計數(shù)時,控制器20還進行了以下溢鍋處理。

當溢鍋計數(shù)大于預設的計數(shù)閾值時,控制器20將從烹飪程式中所獲取的與發(fā)生溢鍋時刻所在控制周期相對應的溫度的設定值與當前程式步溫度的設定值進行比較,并將所述溫度的設定值與當前程式步溫度的設定值作差值計算,該差值在此進行標識,如被標識為第1調(diào)整量值。當所獲取的與發(fā)生溢鍋時刻所在控制周期相對應的溫度的設定值相對于當前程式步溫度的設定值較低時,例如,所述溫度的設定值與該程式步溫度的設定值間相差5-10℃,表明烹飪程式中當前程式步溫度的設定值過高,此時,控制器20減小烹飪程式中的溫度偏移值的設定值,使鍋具00的被控目標溫度整體向下平移,降低鍋的被控目標溫度,以消除溢鍋,避免溢鍋繼續(xù)進行。所述溫度偏移值的減小幅度可以參照第1調(diào)整量值進行確定,可選地取值為第1調(diào)整量值的部分量值,如減小幅度取第1調(diào)整量值的1/3、1/2或2/3等。當所獲取的與發(fā)生溢鍋時刻所在控制周期相對應的溫度的設定值相對于該程式步溫度的設定值較高時,如所述溫度的設定值與當前程式步溫度的設定值間相差2-5℃,即溢鍋時所對應的溫度的設定值已接近當前程式步溫度的設定值時,控制器20減小烹飪程式中當前程式步溫度的設定值,以及減小其溫度設定值不小于該程式步溫度設定值的各個程式步的溫度的設定值,減小鍋具的被控溫度以及鍋溫度上升的速率,逐步減少燃氣灶的火力,減少直至消除溢鍋。所述程式步溫度的設定值的減小幅度可以參照第1調(diào)整量值來確定,可選地取值為第1調(diào)整量值的部分量值,如減小幅度取值為第1調(diào)整量值的1/3、1/2或2/3等。需要說明的是,當溢鍋發(fā)生后,控制器20還可以同時減小烹飪程式中溫度偏移值的設定值以及當前程式步溫度的設定值,此種情況下為了避免超調(diào),導致鍋的被控目標溫度過低,則溫度偏移值的減小幅度與程式步溫度設定值的減小幅度之和應小于第1調(diào)整量值。控制器20對烹飪程式進行上述之一種的修改后,將溢鍋計數(shù)進行規(guī)0處理,恢復0值。

控制器20對烹飪程式進行修改后,如對程式步溫度的設定值或/和溫度偏移值的設定值進行減小修改后,控制器20基于溢鍋傳感器的信號又作出溢鍋狀態(tài)的判斷,并進行溢鍋計數(shù),當溢鍋計數(shù)大于計數(shù)閾值時,控制器20依上述方法再次修改烹飪程式,如此循環(huán)調(diào)整,直至烹飪程式被執(zhí)行完,完成整個烹飪過程。烹飪完成后,用戶可以保存控制器20所修改的烹飪程式,以備下次使用

此外,可以理解的是,溢鍋傳感器17若采用所述的超聲波傳感器或光電傳感器,溢鍋傳感器17檢測到鍋內(nèi)液體表面的泡沫及泡沫高度或鍋蓋的運動狀態(tài),在溢鍋正真發(fā)生前作出了出溢鍋條件具備的判斷,并進行溢鍋處理,可以減少甚至避免溢鍋的發(fā)生。如,鍋具00內(nèi)液體表面產(chǎn)生并集聚泡沫,當泡沫的高度達到設定的高度閾值時,如泡沫頂端面接觸鍋蓋,則溢鍋趨勢產(chǎn)生,有發(fā)生溢鍋的可能,控制器20作出溢鍋條件具備的溢鍋狀態(tài)的判斷,生成用以減小燃燒器火力的控制信號,操縱比例閥減小開度,降低燃燒器11的火力,減少鍋具00內(nèi)產(chǎn)生的泡沫,避免溢鍋發(fā)生,同時進行溢鍋計數(shù)。

在溫控方式階段,控制器20在對鍋具溫度進行控制時,為了避免控制器頻繁地操縱電控燃氣閥動作,引入“控溫容差”的概念。當鍋具溫度的測量值處于溫度的設定值和控溫容差所限制的溫度范圍內(nèi)時,被理解為鍋具溫度的測量值(即被控目標溫度)與鍋具溫度的設定值相當,不需要操縱電控燃氣閥動作,以調(diào)整燃燒器火力的大小,有利于延長電控燃氣閥的使用壽命及減小控制器的運行負荷。例如,可以理解為:控溫容差的設定值為2%、鍋具溫度的設定值為200℃,則鍋具溫度的設定值和控溫容差所限制的溫度波動范圍為196-204℃,即相對于鍋具溫度的設定值上下波動2%形成所述溫度范圍。當鍋具溫度的測量值高于所述溫度范圍的上限值204℃時,控制器20操縱電控燃氣閥動作,減小閥開度,減少燃燒器的火力,鍋具溫度的測量值開始下降,直到鍋具溫度的測量值低于所述溫度范圍的下限值196℃時,控制器操縱電控燃氣閥動作,增加電控燃氣閥的閥開度,增加燃氣流量,以增大燃燒器的火力,鍋具溫度的測量值開始上升,直到鍋具溫度的測量值高于設定值的上限值204℃時,才再次操縱電控燃氣閥減小閥開度,使燃燒器減小火力,如此循環(huán),電控燃氣閥被操縱的次數(shù)較少,有利減小控制器的運算負荷,更有利于延長電控燃氣閥的使用壽命。

以上整個烹飪過程中,不需要用戶參與,由燃氣灶自動完成。利用本實施方式的燃氣灶烹飪米飯,鍋具采用市面上常見的圓弧底鑄鐵鍋,如圖4所示。控制器20內(nèi)置有無鍋巴的烹飪程式及有鍋巴的烹飪程式。若選用無鍋巴的烹飪程式,可以烹飪出無鍋巴的米飯;若選用有鍋巴的烹飪程式,可以烹飪出的鍋巴米飯,有鍋巴的米飯比無鍋巴米飯的香味更濃更純厚,鍋巴金黃色,脆香可口。另外,烹飪米飯,通過改良烹飪程式,鍋具采用市面上常見的普通金屬鍋,也可以做到不粘鍋。例如,烹飪有鍋巴的米飯,在鍋巴形成后將鍋具的溫度先降低到一個較低值,如50度,再升高到一個較高的溫度,如140度,而后再降低溫度,再升高溫度,如此,2到3次。由于鍋巴和金屬鍋的熱膨脹系數(shù)相差較大,熱導系數(shù)相差大,在降溫和升高過程中,金屬鍋是熱的良導體,金屬鍋溫度降、升的快,而鍋巴是熱的不良導體,鍋巴溫度降、升的慢,則金屬鍋、鍋巴之間形成較大的溫度差,由于金屬鍋、鍋巴的熱導系數(shù)不同,則兩者間產(chǎn)生較大的熱應力,該熱應力促使鍋巴和金屬鍋之間產(chǎn)生相對位移,以緩釋熱應力達到熱平衡,如此鍋巴和鑄鐵鍋相互分離,實現(xiàn)鍋巴不粘鍋。使用本實施方式燃氣灶及普通厚底鋁或鐵鍋烙餅子,也可以做到餅子不粘鍋,其原理及方法,與烹飪有鍋巴的米飯相類似,在此不再重述。

本實施方式燃氣灶,被配置有燃燒器、電控燃氣閥總成、溫度傳感器、控制器。電控燃氣閥總成主要由依次連通的電磁閥和電控燃氣閥構(gòu)成,電控燃氣閥包括旋塞閥、驅(qū)動電機和減速機,驅(qū)動電機通過減速機和旋塞閥軸連接。旋塞閥選用現(xiàn)有技術燃氣灶中通用的旋塞閥,該旋塞閥被設置有一個進氣口,兩個出氣口,其中一個為大流量出氣口,另一個為小流量出氣口。燃燒器的內(nèi)、外環(huán)火的進氣口和構(gòu)成電控燃氣閥總成的旋塞閥的兩個出氣口分別相連通,構(gòu)成電控燃氣閥總成的電磁閥的進氣口和位于燃氣灶內(nèi)的輸氣管相連通。溫度傳感器通過固定架和位于燃燒器中部的檢測孔裝配,溫度傳感器檢測置放在燃燒器上的鍋具底部的溫度。所述控制器內(nèi)置有用于烹飪食物的烹飪程式,烹飪程式被配置有與時間相關聯(lián)的用于烹飪食物的鍋具溫度的設定值及時間的設定值。烹飪食物時,控制器獲取與被烹飪食物相對應的烹飪程式;控制器從烹飪程式中獲取鍋具溫度的設定值,以及采集溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值,控制器基于溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值及鍋具溫度的設定值進行運算處理,如采用pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法,生成控制信號操縱驅(qū)動電機動作,驅(qū)動電機帶動旋塞閥的閥桿轉(zhuǎn)動,改變旋塞閥的閥開度,調(diào)整流通旋塞閥的燃氣流量和燃氣壓力,控制燃燒器火力的大小,以使溫度傳感器所檢測的鍋具溫度的測量值與鍋具溫度的設定值相當,直至烹飪程式被控制器執(zhí)行完;最后控制器生成控制信號操縱構(gòu)成電控燃氣閥總成的電磁閥關閉,阻斷燃氣流通,使燃燒器熄火,完成烹飪。控制器自動調(diào)整燃燒器火力的大小及火力持續(xù)的時間,使鍋具溫度的測量值達到烹飪程式中鍋具溫度的設定值,直至烹飪程式中被設定的時間被控制器執(zhí)行完,烹飪過程完成,在整個烹飪過程中,不需要用戶參與。本實施方式的燃氣灶基于烹飪程式可以自動地煲湯、煮米飯、煮稀飯、烙餅等烹飪。用戶只需將鍋具放置在燃氣灶上,把準備好的食材放入鍋內(nèi),選擇烹飪方式,控制器從存儲器內(nèi)獲取與所選擇烹飪方式相對應的烹飪程式,控制器基于烹飪程式中鍋具溫度的設定值對燃氣灶進行控制,調(diào)整燃氣灶火力的大小,使鍋具被加熱的溫度與烹飪程式中鍋具溫度的設定值相當,直至烹飪程式中的時間被控制器執(zhí)行完,完成烹飪,整個烹飪過程無需用戶參于。

所述智能燃氣灶還被配置有溢鍋傳感器17,檢測鍋具的溢鍋狀態(tài)??刂破?0基于溢鍋傳感器17的檢測信號進行處理,當作出溢鍋狀態(tài)的判斷時,控制器20生成控制信號操縱電控燃氣閥減小開度,使燃燒器減小火力,消除溢鍋,并進行溢鍋計數(shù)。當溢鍋計數(shù)大于計數(shù)閾值,如1次或3次時,控制器減小烹飪程式中的溫度偏移值的設定值,或/和減小烹飪程式中與溢鍋發(fā)生相對應的程式步溫度的設定值以及其溫度定值不小于該程式步溫度的設定值的各個程式步溫度的設定值,以減少甚至避免溢鍋的發(fā)生。因而,控制器20可以自行優(yōu)化烹飪程式

所述燃氣灶還被配置有火焰檢測針和接近傳感器。在自動烹飪過程中,控制器獲取接近傳感器、火焰檢測針及溫度傳感器的檢測信號,控制器基于火焰檢測針的檢測信號,判斷燃氣灶上無火焰,且基于接近傳感器的檢測信號,判斷燃氣灶上有鍋具時,控制器才操縱點火針對燃燒器點火;當判斷燃氣灶上無鍋具,控制器不操縱點火針對燃燒器點火,以避免燃氣灶空燒,浪費燃氣。在自動烹飪過程中,燃氣灶若意外熄火,且烹飪程式中未被執(zhí)行完時,控制器依據(jù)接近傳感器的信號當判斷燃氣灶上有鍋具時,控制器才生成控制信號操縱點火針對燃燒器點火,繼續(xù)執(zhí)行未被執(zhí)行的烹飪程式,直到烹飪程式的設定時間被執(zhí)行完,整個烹飪過程完成。在自動烹飪過程中,當控制器判斷燃氣灶上無鍋具時,如鍋具被拿起,但烹飪程式的設定時間未被執(zhí)行完,延時一定的時間后,如1分鐘后,控制器將生成控制信號用以操縱構(gòu)成電控燃氣閥總成的電磁閥關閉,阻斷然氣流通,使燃燒器熄火,可以避免無鍋具時,燃氣灶空燒,浪費燃氣。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進,本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。

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