專(zhuān)利名稱(chēng)：電烤箱控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制電烤箱溫度的裝置，尤其是一種用于控制電烤箱溫度的模糊控制器。
技術(shù)背景電烤箱是采用紅外線對(duì)食品進(jìn)行烘烤的烹烤工具，烘烤的對(duì)象種類(lèi)繁多，樣式多樣，主要是面制品、肉類(lèi)、副食品等，但傳統(tǒng)電烤箱效果不甚理想。目前，市場(chǎng)上出售的電烤箱有機(jī)械溫控、電子溫控和電腦溫控等控制方式，它們的溫度控制裝置及其他控制裝置的控制值都是事先設(shè)定的，這就易使許多能量消耗在目的相異的各種動(dòng)作及因缺少靈活性而發(fā)生的各種多余動(dòng)作，造成器件的頻繁開(kāi)啟，不僅造成器件損壞也浪費(fèi)了大量能量。而且在微波加熱過(guò)程中，食物的含水量不同，其損耗系數(shù)就不同。一般情況下，含水量越多，食物的損耗系數(shù)越大，所需微波加熱的時(shí)間越短，效率越高。因此溫度控制過(guò)程中，還要將食物含水量考慮進(jìn)來(lái)，使電烤箱高度自動(dòng)化，減少人工操作，能執(zhí)行對(duì)各種不同食品的最佳烘烤，提高食品的烘烤質(zhì)量，能進(jìn)行食品的特殊烘烤，使烘烤過(guò)程節(jié)電節(jié)能，自動(dòng)消除層間的熱量禍合。模糊控制技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，人民對(duì)模糊控制產(chǎn)品有越來(lái)越多的需要，而新的模糊控制產(chǎn)品也會(huì)不斷的出現(xiàn)。在模糊控制中，當(dāng)輸入、輸出數(shù)目和語(yǔ)言變量劃分等級(jí)增大時(shí)，模糊控制規(guī)則數(shù)目迅速增加，給模糊控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難，還會(huì)影響模糊控制的性能。粗集理論能有效分析和處理大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并從中發(fā)現(xiàn)隱含知識(shí)，揭示潛在的規(guī)律，特別適用于智能控制。在電烤箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有一批具有豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家，他們從早期的簡(jiǎn)單控制方式為主積累了豐富的實(shí)際控制方法和經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)用該領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)、操作人員的實(shí)際方法和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合基于粗集理論的模糊控制理論和方法，會(huì)使電烤箱控制技術(shù)更進(jìn)一步的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，將人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、模糊控制與粗集理論方法相結(jié)合，構(gòu)成一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)家模糊控制器，使電烤箱具有先進(jìn)、可靠、功能齊全、節(jié)能、烘烤食品質(zhì)量極佳等一系列優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是電烤箱控制器，包括溫度傳感器接口、溫度傳感器、濕度傳感器接口、濕度傳感器、顯示電路、可控硅調(diào)功器、驅(qū)動(dòng)器、爐腔照明控制電路、控制器電源接口、電烤箱電源接口、單片機(jī)系統(tǒng)、顯示屏、功能選擇鍵、菜單鍵和控制器開(kāi)關(guān)，其中，所述控制器開(kāi)關(guān)與控制器電源接口、驅(qū)動(dòng)器、可控硅調(diào)功器及電烤箱電源接口連接；所述可控硅調(diào)功器與驅(qū)動(dòng)器連接；所述單片機(jī)系統(tǒng)與溫度傳感器、濕度傳感器、顯示電路、驅(qū)動(dòng)器及爐腔照明控制電路連接。所述控制器采用人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、模糊控制與粗集理論方法相結(jié)合的控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)電烤箱最佳溫度控制。[0008]所述濕度傳感器采用濕敏電容，并安裝在電烤箱的排氣孔附近用于測(cè)定食物的含水量，測(cè)定的值作為影響電烤箱溫度控制的指標(biāo)因素。所述溫度傳感器采用熱敏電阻，并安裝在爐腔內(nèi)用于檢測(cè)爐腔內(nèi)部的溫度。本實(shí)用新型應(yīng)用單片機(jī)專(zhuān)家模糊控制器對(duì)電烤箱進(jìn)行控制，將人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、模糊控制與粗集理論方法相結(jié)合，構(gòu)成一種基于粗集理論方法的專(zhuān)家模糊控制器。通過(guò)安裝濕度傳感器，將測(cè)定的食物含水量作為影響電烤箱溫度控制的指標(biāo)因素，使電烤箱控制器更加有效。與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于I、本實(shí)用新型將人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)與模糊控制相結(jié)合，構(gòu)成一種專(zhuān)家模糊控制器，使電烤箱控制合理、節(jié)能、可靠。2、針對(duì)模糊理論的“瓶頸”一模糊控制規(guī)則的確定問(wèn)題，引入了粗集理論，提出將二者結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于電烤箱控制器設(shè)計(jì)，使控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，更易于控制，能有效提高控制 器的性能。3、本實(shí)用新型利用安裝在電烤箱的排氣孔附近的濕度傳感器來(lái)測(cè)定食物含水量的多少，作為影響電烤箱溫度控制的指標(biāo)因素之一，使得烤箱的溫度控制更加完善，使食物的烤制達(dá)到滿意效果。

圖I為本實(shí)用新型電烤箱控制器的結(jié)構(gòu)正視圖。圖2為本實(shí)用新型電烤箱控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)視圖。圖中，I-溫度傳感器接口 ；2_溫度傳感器；3-濕度傳感器接口 ；4_濕度傳感器；5-顯示電路；6_可控硅調(diào)功器；7_驅(qū)動(dòng)器；8_爐腔照明控制電路；9_控制器電源接口 ；10-電烤箱電源接口 ； 11-單片機(jī)系統(tǒng)；12-顯示屏；13-功能選擇鍵；14菜單鍵；15-控制器開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
接通電烤箱電源后，按下控制器開(kāi)關(guān)15，單片機(jī)系統(tǒng)11開(kāi)始工作。溫度傳感器2采集獲得電烤箱箱溫及其變化率，濕度傳感器4采集獲得被加熱食物的含水量及其變化率。然后將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，將信號(hào)送入單片機(jī)系統(tǒng)11，單片機(jī)系統(tǒng)11隨時(shí)采樣與此時(shí)應(yīng)達(dá)到的箱體內(nèi)溫度及根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的食物含水量進(jìn)行比較，以當(dāng)時(shí)的箱體溫度、變化率及食物的含水量、變化率，通過(guò)將人工智能中的專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)、模糊控制與粗集理論方法相結(jié)合的控制技術(shù)處理后，輸出脈沖，確定合適的可控硅調(diào)功器6的導(dǎo)通角。在控制方法中，以使箱體內(nèi)溫度及食物含水量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，以實(shí)現(xiàn)最佳的溫度控制。本實(shí)用新型電烤箱有兩種工作模式手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。下面結(jié)合實(shí)例作進(jìn)一步說(shuō)明，其操作過(guò)程如下如附圖1、2所示，當(dāng)電烤箱電源接通后，按下控制器開(kāi)關(guān)15，然后通過(guò)按下菜單鍵14選擇工作模式,此時(shí)顯示屏12上有提示進(jìn)入手動(dòng)模式還是自動(dòng)模式。若選擇了手動(dòng)模式，繼而通過(guò)按下功能選擇鍵13 (上下左右鍵)設(shè)置溫度，時(shí)間，重量。若選擇自動(dòng)方式，則顯示屏?xí)霈F(xiàn)很多菜譜，比如烤蔬菜，紅薯，蛋糕，面包，烤雞，烤魚(yú)，香腸等選項(xiàng)。則可以通過(guò)功能選擇鍵13，選擇相應(yīng)的種類(lèi)，并進(jìn)行重量設(shè)置，而其他設(shè)置可以省去。這是因?yàn)樵摽刂破鞯膯纹瑱C(jī)內(nèi)已經(jīng)存儲(chǔ)了專(zhuān)門(mén)針對(duì)菜譜并結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，可以保證食物烘烤的最佳時(shí)間及最佳溫度的控制程序，因而烤質(zhì)會(huì)非常好?；谝陨显O(shè)置后，烤箱即開(kāi)始工作。本實(shí)用新型是對(duì)當(dāng)今模糊控制電器技術(shù)的一次有益的嘗試和發(fā)展。
權(quán)利要求1.電烤箱控制器，其特征在于，該控制器包括溫度傳感器接口(I)、溫度傳感器(2)、濕度傳感器接口(3)、濕度傳感器(4)、顯示電路(5)、可控硅調(diào)功器(6)、驅(qū)動(dòng)器(7)、爐腔照明控制電路(8)、控制器電源接口(9)、電烤箱電源接口(10)、單片機(jī)系統(tǒng)(11)、顯示屏(12)、功能選擇鍵(13)、菜單鍵(14)和控制器開(kāi)關(guān)(15)，其中，所述控制器開(kāi)關(guān)(15)與控制器電源接口(9)、驅(qū)動(dòng)器(7)、可控硅調(diào)功器(6)及電烤箱電源接口(10)連接；所述可控硅調(diào)功器(6)與驅(qū)動(dòng)器(7)連接；所述單片機(jī)系統(tǒng)(11)與溫度傳感器(2)、濕度傳感器(4)、顯示電路(5)、驅(qū)動(dòng)器(7)及爐腔照明控制電路(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電烤箱控制器，其特征在于，所述濕度傳感器(4)采用濕敏電容，并安裝在電烤箱的排氣孔附近用于測(cè)定食物的含水量，測(cè)定的值作為影響電烤箱溫度控制的指標(biāo)因素。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電烤箱控制器，其特征在于，所述溫度傳感器(2)采用熱敏電阻，并安裝在爐腔內(nèi)用于檢測(cè)爐腔內(nèi)部的溫度。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電烤箱控制器，包括溫度傳感器接口、溫度傳感器、濕度傳感器接口、濕度傳感器、顯示電路、可控硅調(diào)功器、驅(qū)動(dòng)器、爐腔照明控制電路、控制器電源接口、電烤箱電源接口、單片機(jī)系統(tǒng)、顯示屏、功能選擇鍵、菜單鍵和控制器開(kāi)關(guān)，控制器開(kāi)關(guān)與控制器電源接口、驅(qū)動(dòng)器、可控硅調(diào)功器及電烤箱電源接口連接；可控硅調(diào)功器與驅(qū)動(dòng)器連接；單片機(jī)系統(tǒng)與溫度傳感器、濕度傳感器、顯示電路、驅(qū)動(dòng)器及爐腔照明控制電路連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的控制中，把濕度傳感器測(cè)得的食物含水量作為影響電烤箱溫度控制的指標(biāo)之一，通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)電烤箱溫度進(jìn)行最佳的實(shí)時(shí)控制。
文檔編號(hào)G05B19/042GK202649750SQ201220176570
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者張松, 陳玉和 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)