CN107048976A - 一种智能锅 - Google Patents

Abstract

本发明属于锅具领域，具体地公开了一种智能锅，其包括锅体、握柄、热电偶和锅控制器，热电偶被装配于锅体的底部，锅控制器设置于握柄内。锅控制器获取对应的烹饪程式，烹饪程式被配置有与时间相关联的锅温度的设定值，基于热电偶检测的锅温度的测量值和从烹饪程式中获取的锅温度的设定值进行处理，生成控制信号用以操纵加热智能锅的加热装置，改变加热装置火力的大小，使锅温度的测量值达到锅温度的设定值，直至烹饪程式被锅控制器执行完，完成食物的烹饪。在整个烹饪过程中，智能锅基于所获取的烹饪程式操纵加热装置，自动控制智能锅的温度，完成食物烹饪，无需用户参与，用户有无烹饪技能，均可以做出可口的食物。

Description

一种智能锅

技术领域

本发明涉及一种智能锅，尤其涉及一种内置锅控制器的并依照烹饪程式实现自动烹饪的智能锅，其适合于自动煲汤、煮米饭、煮稀饭、烙饼等，属于锅具领域。

背景技术

现有技术的智能锅，能检测锅的温度，根据所设定的温度，具有超温报警的功能，但不具备分析锅所需火力大小的功能，使用其烹饪时，往往需要用户现场和远程控制加热锅具的火力大小及时间，无法实现自动烹饪。但是，对于煲汤、煮米饭、煮稀饭、烙饼等烹饪，食材入锅，点火烹饪，不需要实时翻操，只需要控制锅被加热的火力和火力持续时间，则有望实现自动烹饪。本发明的智能锅可以很好地解决上述问题，该智能锅，适于自动煲汤、煮米饭、煮稀饭和烙饼，烹饪其间不需要用户参与，用户有无烹饪技能，均可以做出可口的食物。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种智能锅，该智能锅基于温度的设定值，自动控制所需火力的大小，自动烹饪食物，其适合于煲汤、煮米饭、煮稀饭和烙饼等烹饪，在烹饪其间不需要用户参与。

本发明的一种实施方式，提供一种智能锅，包括锅体，所述锅体由固定连接的锅身部和锅底部构成，其设计要点在于：

还包括热电偶和用于烹饪控制的锅控制器，所述热电偶和锅底部装配，用于检测锅底部的温度；

所述锅控制器获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，烹饪程式被配置有与时间相关联的锅温度的设定值；在每个控制周期，锅控制器采用插值方法从烹饪程式中获取锅温度的设定值，锅控制器基于热电偶所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取的锅温度的设定值进行处理，生成包括烹饪所需火力大小的控制信号，并将该控制信号发送给加热所述智能锅的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整火力大小，使锅温度的测量值达到设定值，直至烹饪程式被执行完，完成食物烹饪。

该实施方式的智能锅包括锅体、热电偶、锅控制器及内置于锅控制器的烹饪程式。烹饪食物时，锅控制器获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，基于该烹饪程式，锅控制器采集热电偶所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取的锅温度的设定值，基于锅温度的测量值和锅温度的设定值进行处理，生成包括加热锅体所需火力大小的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热锅体的加热装置，加热装置可以是燃气灶、电阻炉和电磁炉中的一种，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号用以调整加热装置的火力，使热电偶所检测的锅温度的测量值达到锅温度的设定值，锅控制器操纵加热装置的火力大小，使锅温度达到设定温度，自动烹饪食物，不需要用户参与，用户有无烹饪技能，均可以做出可口的食物。另外，热电偶测量锅底部中心处的温度，该处温度更能反应锅具需要控制的温度，提高温度检测的精确性。

在本发明的另一实施方式中，上述实施方式中的智能锅还被配置溢锅传感器，用于检测包括液体溢出的或溢锅条件具备将要溢出且尚未溢出的溢锅状态。

在该实施方式中，所述锅控制器采集溢锅传感器的检测信号，基于溢锅传感器的检测信号，当确定智能锅发生溢锅的状态时，锅控制器生成包括使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，加热装置的控制器基于该控制信号生成控制信号用于减小加热装置的火力，消除溢锅，减少甚至避免溢锅。同时，锅控制器进行溢锅计数，当溢锅计数大于计数阈值时，锅控制器减小烹饪程式中的温度偏移值的设定值，或/和减小烹饪程式中与溢锅发生相对应的程式步的温度的设定值，直至溢锅状态消除，自动优化烹饪程式。

有益效果

智能锅操控所需火力的大小，控制锅温度，自动烹饪食物，无需用户参与。所述智能锅被配置有热电偶、锅控制器及内置于锅控制器的烹饪程式，热电偶装配于智能锅的锅底部。烹饪食物时，锅控制器获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，基于该烹饪程式，在每个控制周期，锅控制器采集热电偶所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取锅温度的设定值，基于锅温度的测量值和锅温度的设定值进行处理，生成包括加热锅体所需火力的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热锅体的加热装置，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号用以调整加热装置的火力，使热电偶所检测的锅温度的测量值达到从烹饪程式获取的锅温度的设定值，直至烹饪程式中配置的时间被执行完。锅控制器操纵加热装置的火力大小，自动烹饪食物，不需要用户参与，用户有无烹饪技能，均可以做出可口的食物。

智能锅自动优化烹饪程式，避免溢锅发生。智能锅上被配置溢锅传感器，用于检测锅体内液体溢出的溢锅状态或溢出条件具备将要溢出且未溢出的溢锅的状态。所述锅控制器采集溢锅传感器的检测信号，基于溢锅传感器的检测信号，当确定锅体发生溢锅的状态时，锅控制器生成包括使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，加热装置的控制器基于该控制信号生成控制信号用于减小加热装置的火力，消除溢锅，避免溢锅发生。同时，锅控制器进行溢锅计数，当溢锅计数大于计数阈值时，锅控制器减小烹饪程式中的温度偏移值，或/和减小烹饪程式中与溢锅发生相对应的程式步的温度的设定值，以减少甚至消除溢锅发生。

附图说明

图1实施方式1的一种智能锅的结构示意图。

图2图1中智能锅的分解图。

图3图2中A区域的局部放大图。

图4另一种智能锅的结构示意图。

图5实施方式2的一种智能锅的结构示意图。

图6另一种智能锅的结构示意图。

图7再一种智能锅的结构示意图。

图8智能锅的控制原理框图。

其中，100-智能锅，110-锅体，111-锅身部，112-锅底部，113-检测孔，1131-检测部，1132-限位台阶，1133-第1卡持部，1134-堵头，1135-弹性件，114-锅身凹槽，115-锅身槽盖，1151-第2卡持部，1152-卡持台阶，130-热电偶，131-测量部，120-握柄，121-柄本体，122-第1隔热部，123-第2隔热部，140-锅控制器，150-溢锅传感器，160-集水槽，116-固定盖，1161-盖凹槽，117-收纳盖，1171-收纳凹槽。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。本发明实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

作为本发明的第一种实施方式，一种智能锅，如图1-图2所示，所述智能锅100包括锅体110、握柄120、热电偶130、锅控制器140以及内置于锅控制器140的烹饪程式。所述锅体110包括锅身部111及锅底部112，所述锅身部111和锅底部112相固定，构成上端开口的容器，可以容纳液体。所述锅身部111和锅底部112一体成型，材质可以选用铸铁，也可以选用铝、不锈钢等锅具制造中常用的材料。所述锅底部112被设置用于容纳热电偶130的检测孔113，检测孔113位于锅底壁内，热电偶130和检测孔113装配，用于检测锅底部112的温度，如锅底部112中部的温度。热电偶130和锅控制器140电连接。所述握柄120和锅身部111相固定。锅控制器140被设置于握柄120内。锅控制器140为智能锅的控制中心，用于控制智能锅的温度，使其达到设定温度，实现自动烹饪。本实施方式的智能锅适合于烹饪不需要时常翻操的食物，如煲汤、煮米饭、煮稀饭、烙饼等的烹饪。本发明的智能锅100和外部的加热装置配合使用，智能锅100和加热装置通信连接，优选无线通信连接，方便于锅具的使用。该加热装置用于加热所述智能锅100，其可以是燃气灶、电阻炉或电磁炉等。加热装置基于所接收的来自智能锅100的控制信号，启动点火，调整火力的大小，以使锅的温度达到温度的设定值。在烹饪食物时，锅控制器140获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，烹饪程式被配置有与时间相关联的锅温度的设定值，锅控制器140采集热电偶130所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取锅温度的设定值，基于锅温度的测量值及锅温度的设定值进行运算处理生成包括所需火力对应的控制信号，锅控制器140将所述控制信号发送给加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整其火力的大小，以使锅温度的测量值达到锅温度的设定值，直至烹饪程式被执行完，完成食物的烹饪。

其中，所述检测孔113为其端面呈圆形的孔，如图2和图3所示，该检测孔113被设置在锅底部112内，位于锅底部112的底壁的内部，沿径向布置。所述检测孔113为盲孔，如图2所示，从左向右依次包括盲端部、孔部及孔端部。检测孔113的盲端部位于锅底部112的中部侧，如正中心处；检测孔113的孔端部处于锅身部111和锅底部112的相连接区域，位于握柄120的下方，如正下方。检测孔113的孔端部处被设置限位台阶1132和第1卡持部1133，如图3所示，限位台阶1132被设置在检测孔113的孔端部的上方，位于锅内表面侧，限位台阶1132向孔内(即向下)方向突起，形成台阶；第1卡持部1133被设置在检测孔113的孔端部的下方，位于锅外表面侧，第1卡接部1133为沿径向由孔端部向外(即向右)延伸的凸部。这样，将检测孔113的盲端部作为锅底部112温度测量的检测部1131，则热电偶130检测锅中心部的温度，该处的温度能更精确地反应出锅的实际温度，有利提高温度测量的准确性。所述锅身部111的外表面上被设置锅身凹槽114和锅身槽盖115，如图2示。该锅身凹槽114可以为方形槽，沿着锅身部111的外表面从下向上方延伸，用于容纳热电偶线，热电偶线指热电偶130和控制器140间的连接导线。所述锅身凹槽114被设置在握柄120侧，位于握柄120的下方，如正下方，且位于检测孔113的孔端部的上方，如正上方。所述锅身凹槽114的下端部和检测孔113的孔端部相连通。如此布置，所述检测孔113、锅身凹槽114处于同一平面内。所述锅身槽盖115的曲率半径与锅身凹槽114所在处的锅身部111的曲率半径相一致，锅身槽盖115和锅身凹槽114相配合，锅身槽盖115的左右(面对着槽盖外表面看时)两侧壁上分别被设置多个向外凸出的卡瓜，锅身凹槽114的两侧壁上相应地设置多个向内凹陷的用于容纳并卡紧所述卡瓜的卡部。锅身槽盖115的下端部被设置有沿其端面向外延伸凸部，用于锅身槽盖115的下端部和检测孔113的孔端部相卡合固定，该凸部被称之为第2卡持部1151，第2卡持部1151的上方还被设置卡持台阶1152。热电偶130呈圆柱状，热电偶130的测量部131被设置在其端部，如图2所示的左侧的端部。将热电偶130从检测孔113的孔端部***到检测孔113内，热电偶130的测量部131和检测孔113的检测部1131(即盲端部)相贴合；再将堵头1134、构成弹性件1135的弹簧依次装入检测孔113的孔端部，堵头1134被限位台阶1132卡持，弹簧处于被压缩状态，弹簧向热电偶130施加向内(即向左)的压力，使得热电偶130的测量部131和检测孔113的检测部1131(即盲端部)紧紧贴合，可以减少热电偶130和检测孔113间的接触热阻，有利提高温度检测的精确度。另外，所述检测部1131连接着检测孔113的上、下两孔壁部，中间没有空隙，能更及时地、更真实地反应锅具的实际温度，有利提高锅温度检测的精确性。热电偶线将热电偶130和控制器140电连接，并将热电偶线置于锅身凹槽114内。所述热电偶线外部套有由石棉纤维(或氧化铝纤维)管构成的绝缘层。所述锅身槽盖115盖合在锅身凹槽114上，锅身槽盖115的卡瓜滑入锅身凹槽114的卡部内，第2卡持部1151滑入第1卡持部1133内，第2卡持部1151位于第1卡持部1133的上方，如图3所示，锅身槽盖115下端的卡持台阶1152卡持所述堵头1134，防止堵头1134滑脱。所述锅身槽盖115盖合锅身凹槽114上形成用于容纳热电偶线的槽孔，可以避免热电偶线裸露在锅外面，有益于延长热电偶线的使用寿命，且使锅更易于使用。

关于所述检测孔113可以被理解的是，所述锅底部112的外表面上还可以被设置相配合的锅底凹槽和锅底槽盖(图中未画出)。所述锅底凹槽沿锅底部的径向分布，锅底凹槽的一端终止于锅底部112的中部，另一端终止于锅底部112的边缘，如锅身部111和锅底部112的相连接区域。所述锅底槽盖的曲率半径和锅底凹槽所在处的锅底部112的曲率半径相同。所述锅底槽盖的两侧壁和锅底凹槽的两侧壁分别设置相卡紧配合的卡瓜和卡槽。所述锅底槽盖盖合在锅底凹槽上，形成所述的检测孔113。如此布置的检测孔113更方便于热电偶130的更换和维护。

关于所述检测孔113还可以被理解的是，所述智能锅100的锅底部112的外表面上设置用于固定热电偶的固定盖116，如图4所示。所述固定盖116和锅底部112相适配。所述固定盖116上被设置可容纳热电偶的盖凹槽1161，所述固定盖116盖合在锅底部112上，固定盖116和锅底部112围成由盖凹槽1161构成的所述检测孔113。所述智能锅100的锅身部111的外表面上设置用于收纳热电偶线的收纳盖117。所述收纳盖117和锅身部111相配合，收纳盖117的曲率半径和与其贴合装配处的锅身部111的曲率半径相一致。收纳盖117上被设置用于容纳热电偶线的收纳凹槽1171。

需要说明的是，所述检测孔113还可为其端面呈矩形的孔。热电偶130被封装成片状，热电偶130的端面和检测孔113的端面形状相配合。该热电偶130的测量部被设置在热电偶的上表面。将热电偶130***到检测孔113的内部，热电偶130的下表面和检测孔113的下内壁面之间设置弹性件1135，如弹片，弹性件处于被压缩的状态，使热电偶130的测量部和检测孔113的上内壁面相紧紧贴合。此外，所述热电偶130的测量部还可以被设置在热电偶的下表面，热电偶130装于检测孔113内，热电偶130的上表面和检测孔113的上内壁面间设置弹片；另外，热电偶130的测量部还可以被设置在热电偶的侧面，热电偶130和检测孔113装配，热电偶130测量部的相对侧面和检测孔113的侧壁之间设置弹片，以使热电偶130的测量部和检测孔113紧紧贴合，提高温度检测的精确性。

其中，所述握柄120，如图1和图2所示，包括柄本体121、第1隔热部122和第2隔热部123。柄本体121选用钢板，采用冲压成形工艺制造。第1隔热部122和第2隔热部123采用电木制造。柄本体121的一端部和第1隔热部122及第2隔热部123分别贴合，第1隔热部122位于该端部的上方，第2隔热部123位于该端部的下方，所述柄本体121、第1隔热部122和第2隔热部123通过螺栓固定。所述柄本体121的另一端和锅身部111固定连接。第2隔热部123内部设有柄凹槽，用于容纳所述的锅控制器140。

所述锅控制器140，如图8所示，包括微处理器、存储器、传感器电路、网络模块、显示接口模块、按键接口模块、无线收发模块、信号接口模块以及内置于存储器的烹饪程式。所述处理器、存储器、传感器电路、网络模块、显示接口模块、按键接口模块、无线收发模块、信号接口模块分别和微处理器电连接。液晶屏经显示接口模块和锅控制器140电连接；移动终端，如手机、平板电脑等，经网络模块和锅控制器140建立通信连接；热电偶130经传感器电路和锅控制器140电连接；按键模块经按键接口模块和锅控制器140电连接。锅控制器140通过信号接口模块或无线收发模块与加热装置建立通信连接，用于操纵加热装置点火、调整火力及熄火。烹饪程式被存储于锅控制器140内置的存储器内。所述烹饪程式被配置成和时间相关联的被控变量的集合，包括时间的设定值和温度的设定值，被存储于存储器内。按键模块、移动终端均可以用于对锅控制器140内存储的烹饪程式进行修改以及设定新的烹饪程式。所述按键模块、移动终端，根据需要可以选配其中的一种或两种，本实施方式中优选按键模块和移动终端。按键模块上设有“点火”、“熄火”、“增大”、“减小”、“确认”键，移动终端的应用软件界面上也设有“点火”、“熄火”、“增大”、“减小”、“确认”键，用于手动操控智能锅100。所述按键模块被设置在握柄120上。

其中，所述烹饪程式，包括程式表和程式参数。程式表主要由和时间相关联的被控变量(如温度)的设定值所构成的数据表，包括多个程式步，每个程步包括时间的设定值及被控变量(如温度)的设定值。程式表中时间的设定值将持续到整个烹饪周期，涵盖从食物入锅点火、完成烹饪、到最后熄火。程式参数包括一个、二个或多个参数，程式参数与程式表相关联，配合使用，修改程式参数可以优化锅控制器140对烹饪过程的控制。烹饪程式被存储在锅控制器140的存储器内。具有烹饪技能的用户通过移动终端、按键模块等人机交互界面可以自行修改和定义所需的烹饪程式，修改完成后的烹饪程式可以存储于存储器。一种可选的烹饪程式的程式表和程式参数如下所示，其中程式表包括7个程式步，每个程式步包括“温度”、“火力控制方式”、“功率比”被控变量的设定值以及“时间”的设定值。

程式表：

程式参数：

保温温度(/℃)：80；

温度偏移值(/℃)：5；

控温容差(/％)：2

采样周期(/s)：15。

所述“程式表”中的被控变量包括“温度”、“火力控制方式”、“功率比”以及“时间”。其中，“温度”表示在食物烹饪的过程中锅要达到的温度，优选地指锅底部内表面的温度。“火力控制方式”包括“功率”和“温度”两种控制方式，功率控制表示调整加热装置的加热功率来加热锅具；温度控制表示基于锅温度的设定值及测量值，改变加热装置的火力大小，使锅温度的测量值与其设定值相一致。“功率比”表示加热装置的当前功率占其额定功率的比例，对于电加热器件可理解为当前输出功率占额定功率的比例，对于燃气加热器件可理解为电控燃气阀的开度或理解为被输送到燃烧器的燃气流量(压力)占燃气额定流量(压力)的比例。“时间”表示在该程式步的时间段内被控变量由上一程式步的设定值逐步变化到该程式步的设定值，可选用斜坡变化，仅适于描述数值可以连续变的“温度”、“功率比”被控变量；对于第1程式步，其上一程式步被控变量的设定值被理解取值为该第1程式步被控变量的设定值。

所述“程式参数”包括“保温温度”、“温度偏移值”、“控温容差”、“采样周期”。“保温温度”表征食物烹饪完成后食物需要被维护的温度，以使食物随时适合于食用。“温度偏移值”表征对锅温度的控温偏差进行修正的修正参数，用以修正热电偶控制的锅温度相对于设定温度的偏差，以使锅(底部内表面)被加热的温度与期望的设定温度相一致。造成热电偶产生控温偏差的因素包括：测温点的位置、热电偶本身的差异、热电偶装配偏差、以及锅具本身的差异(如厚、薄、材质)等。热电偶检测的锅温度的测量值在数值上同从程式表中获取的温度的设定值与温度偏移值的和值相一致，以使锅具(锅底部内表面)的被加热的温度达到温度的设定值。例如，锅底部内表面的期望温度为100℃，将温度的设定值取值为100℃，由于热电偶所检测的测温点位于锅底部的下表面，锅底部的下表面与内表面间存在热阻，则当热电偶的检测温度为100℃时，锅底部内表面的温度小于100℃，如可能为98℃，没有达到设定温度，即存在2℃的偏差，这个温度偏差可以通过温度偏移值来修正，将温度偏移值设为2℃。在此状态下，温度的设定值为100、温度偏移值为2℃，则热电偶检测的目标温度为102℃，当热电偶检测的温度达到102℃时，锅底部内表面的温度达到设定的温度100℃，即达到期望温度。例如，当更换了热电偶，由于热电偶本身的差异以及装配偏差，使得锅具的热工况发生了变化，使用前需要对锅具热工况进行调式，以使程式表适用于新热工况的锅具。一种可选的调式方法，如，在某一温度设定值T₀下加热锅具，采用高一级别的测温计测量锅底部内表面的温度值T₁，调整燃气灶火力的大小，使T₁和T₀相等，此时热电偶所检测的锅温度的测量值为Tc，所述锅温度的测量值Tc与温度设定值T₀间的差值可以作为温度偏移值的初始设定值。此外，温度偏移值还可以用于调整烹饪程式中各程式步温度的设定值，如，温度偏移值增加2℃，相当于烹饪程式中各程式步温度的设定值同时增加2℃。修改温度偏移值的设定值，相当于整体向上或向下平移程式表中各程式步温度的设定值，可以使同一程式表适用于不同厚度、不同材质的锅具，以及可以修正热电偶装配偏差及热电偶本身的差异，以使程式表适用于锅具。“控温容差”表征锅具的被控目标温度相对于烹饪程式中温度设定值的波动幅度；例如，控温容差为2％，表示锅控制器允许锅温度的测量值(即被控目标温度)和锅温度设定值间的波动范围的最大偏差的相对值为2％，比如：若锅温度的设定值为200℃，则锅温度的测量值(即被控目标温度)在196-204℃之间，则认为锅温度的测量值和锅温度的设定值相当。温度偏差的相对值在此定义为：温度偏差的相对值＝ABS(温度的测量值-温度的设定值)/温度的设定值*100％，相对值的定义下同。“采样周期”表征锅控制器从程式表中获取温度的设定值、火力控制方式的设定值、功率比的设定值以及从热电偶获取锅温度的测量值的时间间隔，即锅控制器对锅实施控制的频繁程度。采样周期被设置的越小，控制器对锅的温度的控制就越精确。

需要说明的是，当烹饪程式的程式参数中被配置有“跳转温度”及“功率占比”参数时，烹饪程式的程式表中可以省去“火力控制方式”及“功率比”被控变量。因而，另一种可选的烹饪程式的程式表和程式参数，如下所示，其程式表中仅包括“温度”被控变量以及“时间”。

程式表：

程式参数：

跳转温度(/℃)：60；

功率占比(/％)：90；

保温温度(/℃)：80；

温度偏移值(/℃)：5；

控温容差(/％)：2

采样周期(/s)：15。

烹饪程式中的“跳转温度”表征智能锅所需火力的控制方式由功率控制向温度控制以及由温度控制向功率控制进行转换时的温度点，当锅温度的测量值小于跳转温度的设定值，采用功率控制方式控制所需要的火力，当锅具温度的测量值高于跳转温度的设定值，采用温度控制方式控制所需要的火力。“功率占比”表征在功率控制时加热装置的当前功率占其额定功率的比例，对于电加热器件可理解为当前输出功率占额定功率的比例，对于燃气加热器件可理解为电控燃气阀的开度或理解为被输送到燃烧器的燃气流量(压力)占燃气额定流量(压力)的比例。此种可选的烹饪程式，其程式表只有一个被控变量“温度”，非常简洁。

还需要再说明的是，烹饪食物，整个烹饪过程可以全部采用温度控制方式控制加热装置的火力，在每个控制周期，使锅底部的温度达到从烹饪程式中获取的温度的设定值，此种情况，上述程式参数中的“跳转温度”、“功率占比”被控变量可以省略，此时，烹饪程式非常简洁，烹饪程式的程式表中只有“温度”被控变量，程式参数中只有“保温温度”、“温度偏移值”、“控温容差”参数。

在各个采样周期，锅控制器140采用插值法从烹饪程式的程式表中获取温度、功率比等被控变量的设定值。可以理解为，锅控制器140根据采样周期，如15s，将当前程式步的时间设定值对应的时间段划分为多个对应的小时间段，每一小时间段对应于一个采样周期，并依据上一程式步被控变量的设定值和当前程式步被控变量的设定值，采用插值法获取各个采样周期对应的被控变量的设定值。优选地，采用线性内差值法取值，则各程式步的温度、功率比被控变量将由上一程式步的设定值斜坡变化到该程式步的设定值，即斜坡变化。例如，对于上述提及的第一种烹饪程式，采样周期为15s，在第2程式步的第6个采样周期，即1分30秒所对应的采样周期内，通过线性内插值的方法，经计算获得在该采样周期内温度的设定值为70℃、功率比的设定值为75％，以及获取火力控制方式为“功率”方式。此外，所述线性内插值法还可以由多项式插值、牛顿插值或其它插值方法进行替代，使各程式步间被控变量平滑过度替代斜坡变化。

本实施方式的智能锅100被配置有热电偶130和锅控制器140。所述智能锅100和加热装置配合用，加热装置加热智能锅100，智能锅100操纵加热装置，使加热装置产生智能锅所需大小的火力。所述加热装置可以为燃气灶、电阻炉、电磁炉中的一种。该加热装置被配置有加热控制器，加热控制器内置无线收发模块。智能锅100的无线收发模块和加热装置的无线收发模块通过无线信道建立通信连接，用于向加热装置发送控制信号及接收加热装置的反馈信号，实现智能锅100和加热装置协同工作。

接下来，将以上述提及的第一种烹饪程式(不采用温度偏移值参数)、加热装置选用电阻炉为例，将本实施方式的智能锅100自动烹饪食物的原理及控制过程，具体如下所述。

S1：食材准备。将本发明的智能锅100置放在加热装置上，打开锅盖，将准备好的食材放入智能锅内，盖上锅盖。

S2：选择烹饪方式。通过智能锅100上的按键模块或移动终端手机选取与待烹饪食物相适配的烹饪程式，锅控制器140从其内存储器中获取相对应的烹饪程式。

S3：点火烹饪。智能锅100被设有“自动”和“手动”两种烹饪方式，通过智能锅上的按键模块或移动终端手机选择“自动”烹饪方式，手动或预约方式触发点火，电阻炉接通电源，被“点火”，电阻炉加热智能锅。

所述锅控制器140依次执行烹饪程式中的各个程式步，操控电阻炉的火力，加热锅具，使锅的温度达到温度设定值，实现自动烹饪。上述第一种烹饪程式的程式表包括7个程式步，其中第1程式步和第2程式步，电阻炉的火力控制方式被锅控制器140操纵为功率控制；其中第3程式步-第7程式步，电阻炉的火力控制方式被锅控制器140操纵为温度控制。电阻炉被接通电源点火后，锅控制器140执行所述程式表的第1程式步，第1程式步采用温度控制，第1程式步的功率比的设定值为90％、温度的设定值为60℃，在每个控制(/采样)周期，锅控制器140从该第1程式步中获取的功率比的设定值为90％，基于所获取的功率比的设定值，锅控制器140生成控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于接收的控制信号调整电阻炉的功率，使其输出功率达到额定功率的90％，对智能锅100进行大火加热，使智能锅快速升温。锅控制器140采集热电偶130的检测信号，获取锅底部112温度的测量值，当锅底部温度的测量值达到第1程式步的温度的设定值60℃时，锅控制器140结束对第1程式步的执行，转为执行第2程式步，第2程式步采用功率控制，第2程式步的功率比的设定值为60％、温度的设定值为80℃，其表示在第2程式步的设定时间段内，功率比的设定值从90％斜坡下降到60％。在该第2程式步的每个控制周期，利用线性内插值的方法，锅控制器140从第2程式步中获取功率比的设定值，基于所获取的功率比的设定值，例如，采样周期为15s，在第2程式步的第6个控制周期，即1分30秒对应的控制周期，获取的功率比设定值为75％，锅控制器140基于75％功率比的设定值生成控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于接收的控制信号调整电阻炉的功率，使其输出功率达到额定功率的75％，逐渐减少对智能锅100加热的火力，智能锅100升温速率减缓，可以避免热惯性所导致的溢锅及糊锅。同时，锅控制器140获取热电偶130所检测的锅温度的测量值，并将锅温度的测量值和第2程式步的温度设定值80℃进行比较，当锅温度的测量值达到第2程式步温度的设定值80℃时，智能锅100被加热的火力控制方式将由功率控制转换为温度控制，锅控制器140结束对第2程式步的执行，并执行第3程式步，第3程式步采用温度控制方式控制电阻炉火力的大小，来加热智能锅100。第3程式步至第7程式步的火力控制方式为温度控制，采用温度控制方式控制电阻炉火力的大小。

在温度控制阶段，烹饪程式的程式表中的功率比的设定值无效，在每个控制/采样周期，锅控制器140获取热电偶130所检测的锅底部温度的测量值，并利用线性内差值的方法从程式表中获取锅温度的设定值以及火力控制方式的设定值。火力控制方式的设定值为温度控制，采用温度控制方式调整电阻炉火力的大小。锅控制器140将所获取的锅温度的测量值和锅温度的设定值进行比较，当锅温度的测量值小于锅温度的设定值，锅控制器140经运算生成包括使电阻炉火力增大的控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于所接收的控制信号，生成控制信号用于增加电阻炉的火力，以使智能锅100的温度升高，直到所采集的锅温度的测量值和锅温度的设定值相当，可以理解为其相对值小于某一值，如2％。当所采集的锅温度的测量值大于所获取的锅温度的设定值时，锅控制器140经运算生成使电阻炉火力减小的控制信号，发送给电阻炉，电阻炉的控制器基于所接收的控制信号，生成控制信号用于减小电阻炉的火力，使智能锅100的温度降低，直到所采集的锅温度的测量值和所获取的锅温度的设定值相当。如此，锅控制器140依次执行第3程式步到第7程式步，直至烹饪程式的各个程式步被执行完。锅控制器140对所获取的锅温度的测量值、锅温度的设定值进行运算处理生成调整电阻炉火力的火力信号时，所采用的运算处理方法可以是PI(比例积分)控制算法，也可以是PD(比例微分)控制算法，还也可以是控制精度更高的PID(比例积分微分)控制算法，来生成调整火力大小的控制信号，调电阻炉火力的大小，使热电偶130所检测的锅温度的测量值和锅温度的设定值相当。所述火力信号可以选用4-20mA的标准的模拟信号，如其对应着电阻炉5％-100％的功率占比，用以调整电阻炉火力的大小。所述PI控制算法、PD控制算法、PID控制算法为现有技术，在此不再详述。当烹饪程式被锅控制器140执行完后，一次烹饪过程完成，此时锅控制器140生成警报信号，触发报警器发出轰鸣声，告知用户，烹饪结束，可以享用美食。

S4：出锅。当轰鸣器发出声光报警后，可取出智能锅100内烹饪好的食物。若用户长时间不取食物，锅控制器140将依照程式参数中的“保温温度”的设定值，生成控制信号用以操纵电阻炉对智能锅100加热，使热电偶130所检测的锅温度的测量值和保温温度的设定值相当，使已烹饪好的食物的温度维持在用户所设定的温度，食物更适合于随时食用。

上述的采用智能锅100烹饪食物，在整个烹饪过程中，不需要用户参与，由智能锅100自动完成。利用本实施方式的智能锅100烹饪米饭，若选用无锅巴的烹饪程式，可以烹饪出无锅巴的米饭；若选用有锅巴的烹饪程式，可以烹饪出的锅巴米饭，有锅巴的米饭比无锅巴米饭的香味更浓更纯厚，锅巴金黄色，脆香可口。

在此需要说明的是，若采用“温度偏移值”参数，在自动烹饪的过程中，锅控制器140依次执行烹饪程式的各个程式步，在每个控制周期，锅控制器140将锅温度的测量值同从烹饪程式中获取的锅温度的设定值与温度偏移值的和值相比较，在功率控制阶段，当锅温度的测量值达到当前程式步温度的设定值与温度偏移值的和值时，则终止对该程式步的执行；在温度控制阶段，基于锅温度的测量值以及获取的锅具温度的设定值与温度偏移值的和值，进行运算处理生成所需火力大小的控制信号，并发送给加热智能锅的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整火力的大小，使锅温度的测量值达到所获取的锅温度的设定值与温度偏移值的和值，直至烹饪程式被锅控制器执行完，完成食物的烹饪。

本实施方式的智能锅包括锅体、热电偶、锅控制器及锅控制器内置的烹饪程式。热电偶被装配于锅体的底部。烹饪食物时，锅控制器获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，基于该烹饪程式，在每个控制/采样周期，锅控制器采集热电偶所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取锅温度的设定值，基于锅温度的测量值和锅温度的设定值进行处理，如采用PI(比例积分)控制算法、PD(比例微分)控制算法或控制精度更高的PID(比例积分微分)控制算法，生成与加热锅体所需火力大小相对应的控制信号，并将该控制信号发送给用于加热智能锅的加热装置，加热装置可以是燃气灶、电阻炉和电磁炉中的一种，加热装置的控制器基于接收的控制信号生成控制信号用以调整加热装置的火力，使热电偶所检测的锅温度的测量值达到从烹饪程式获取的锅温度的设定值，锅控制器操纵加热装置的火力大小，使锅温度达到设定值，自动烹饪食物，直到烹饪程式的各个程式步依次被执行完，完成食物的烹饪，整个烹饪过程中不需要用户参与，用户有无烹饪技能，均可以做出可口的食物。另外，热电偶测量锅底部中心处的温度，更能反应锅具需要控制的温度，提高温度检测的精确性。

作为本发明的第二种实施方式，提供了一种智能锅100，如图5所示，接下来仅将第二种实施方式和第一实施方式的相区别的技术方案部分具体描述如下。

所述智能锅100，如图5所示，还包括溢锅传感器150及集水槽160。所述溢锅传感器150和智能锅100相装配，用于检测锅体的溢锅状态，溢锅状态可以理解为包括锅内液体溢出的溢锅状态或溢出条件具备将要溢出且尚未溢出的溢锅状态。所述集水槽160被设置在锅身部111的顶部，位于锅身部111的外侧，且环绕锅身部111一周，用于收集锅体110所溢出来的液体，避免溢出的液体脏污加热装置及灶台。集水槽160的端面可以呈L型，其和锅身部111固定后形成呈U字型的用于容纳液体的槽。从握柄120的相对侧到握柄120侧，集水槽160的相对于锅底部的高度逐渐降低，位于握柄120侧的集水槽160的高度最低，以利于集水槽160内的液体向此处流动。集水槽160上被设置有用于液体流出的引流孔(图中未画出)，所述引流孔被设置在集水槽160高度的最低处，也就是说，引流孔位于握柄120的正下方。

其中，所述溢锅传感器150可以选用热电偶。构成溢锅传感器的热电偶和锅身部111相固定，如图5所示，所述热电偶的检测端部被设置在集水槽160内，位于握柄的正下方，如设置在引流孔内，这样布局，热电偶的检测端部能及时地接触到集水槽160所收集的液体，可以及时地检测锅体内液体溢出的溢锅状态，利于锅控制器140及时地进行下述的溢锅处理。在烹饪的过程中，当溢锅发生时，智能锅100内的液体溢流，溢流的液体汇集于集水槽150内，并向引流孔处流动，热电偶的测量端部将接触到溢流出的液体，热电偶的测量端部的温度快速变化，热电偶所检测的温度曲线发生突变，形成台阶，据此可以用于判断智能锅100发生溢锅，产生了溢锅的状态。采用热电偶作为溢锅传感器150，其成本较低，但是必需智能锅100内的液体溢出后才能检测到溢锅，确定所产生的溢锅的状态，而不能检测到智能锅100的溢锅条件具备将要溢出而尚未溢出的状态。例如，智能锅100被加热装置加热，锅内液体沸腾后，继续被加热，锅内液体的表面上将产生大量泡沫，泡沫覆盖整个液体表面，而后泡沫的高度逐渐升高，当泡沫的顶端面和锅盖相接触时，此时智能锅具备发生溢锅条件，将要发生溢锅，但还未发生溢锅，构成溢锅传感器150的热电偶是无法检测到锅内的上述的溢锅的状态，因此无法避免溢锅的发生。

采用超声波传感器替代上述用于溢锅检测的热电偶，该超声波传感器用于检测液体表面产生的泡沫及其高度，可以很好地解决上述的问题，能避免溢锅的发生。所述超声波传感器被设置在锅具的上方，如图6所示，作为溢锅传感器150的超声波传感器可以被固定在智能锅上，如握柄120上，超声波传感器的检测端部和锅内的液体相对；另外，也可以如图7所示的，将超声波传感器固定在智能锅100的锅盖上，超声波传感器的检测端部和锅盖上的检测窗正相对。超声波传感器(或通过检测窗)可以探测到智能锅100内液体表面集聚的泡沫及其高度。锅控制器140获取超声波传感器的检测信号，基于超声波传感器的检测信号确定泡沫的高度，当泡沫高度达到高度阈值时，智能锅100内的液体将要溢出且尚未溢出，锅控制器140作出溢锅状态的判定，并生成使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号生成控制信号，用于减小加热装置的火力，使智能锅100内的泡沫高度降低甚至泡沫消除，确保智能锅100不发生溢锅，保持加热装置及灶台的整洁。另外，所述的超声波传感器还可以由用于泡沫检侧的光电传感器所替代。因此，当溢锅传感器150选用用于探测泡沫的超声波波传感器或光电波传感器时，在智能锅100溢锅条件已具备将要溢锅但尚未溢锅时，锅控制器140操纵加热装置减少火力，使智能锅100的溢锅条件消除，可以避免溢锅发生，以及避免溢流的液体污脏加热装置及灶台。

另外，需要说明的是，所述溢锅传感器150还可以选用用于位移探测的超声波传感器或光电传感器，该溢锅传感器被设置在智能锅的上方，如图7所示，其可以和智能锅100的握柄部120相固定，其检测端部和智能锅的锅盖正相对，用于探测盖锅有无发生位移。当智能锅100发生溢锅时，智能锅的锅盖必将发生运动，如上下，左右移动，发生位移。因此，当锅控制器140基于溢锅传感器150的检测信号，基于该检测信号当确定锅盖发了位移，则作出产生溢锅状态的判断，此时，锅控制器140及时生成控制信号操纵加热装置减小火力，消除锅的溢锅条件，可以减少甚至避免溢锅的发生。

利用智能锅100烹饪食物，在每个控制/采样周期，锅控制器140获取溢锅传感器150的检测信号，基于溢锅传感器150的检测信号确定智能锅的溢锅的状态。锅控制器140基于溢锅传感器150的检测信号当确定产生了溢锅的状态时，生成使所需加热的火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给加热装置，加热装置的控制器基于所接收的控制信号生成控制信号用于操控加热装置减小火力，使智能锅消除溢锅，避免溢锅继续进行；同时锅控制器进行溢锅计数。当溢锅计数大于计数阈值，比如溢锅计数大于3次时，特别是发生连续溢锅计数时，锅控告制器140还进行了以下溢锅处理。

当溢锅计数大于计数阈值，锅控制器140将从烹饪程式中所获取的与溢锅时刻所在控制周期相对应的锅温度的设定值与当前程式步温度的设定值进行比较，并将所述锅温度的设定值与当前程式步温度的设定值作差值计算，并对该差值做标识，如在此被标识为第1调整量值。当所获取的与溢锅时刻所在控制周期相对应的锅温度的设定值相对于当前程式步温度的设定值较低时，如所述锅温度的设定值与该程式步温度的设定值间相差5-10℃，表明烹饪程式中程式步温度的设定值过高，此时，锅控制器140减小烹饪程式中的温度偏移值的设定值，使智能锅100的被控目标温度整体向下平移，降低锅的被控目标温度，以减少直至消除溢锅的发生；所述温度偏移值的设定值的减小幅度可以参照第1调整量值进行确定，可选地取值为第1调整量值的部分量值，如减小幅度取第1调整量值的1/3、1/2或2/3等。当所获取的与溢锅时刻所在控制周期相对应的锅温度的设定值相对于该程式步温度的设定值较高时，如所述锅温度的设定值与当前程式步的温度的设定值间相差2-5℃，即溢锅时刻控制周期所对应的锅温度的设定值已接近当前程式步温度的设定值时，锅控制器140减小烹饪程式中当前程式步温度的设定值，以及减小其温度设定值不小于该程式步温度设定值的各个程式步的温度的设定值，减小智能锅温度的设定值以及锅温度上升的速率，逐步减少加热装置的火力，减少直至消除溢锅；所述程式步温度的设定值的减小幅度可以参照第1调整量值来确定，可选为第1调整量值的部分量值，如减小幅度取值为第1调整量值的1/3、1/2或2/3等。需要说明的是，当溢锅发生后，锅控制器140还可以同时减小烹饪程式中温度偏移值的设定值以及当前程式步温度的设定值，此种情况下为了避免超调，导致锅温度过低，则温度偏移值的减小幅度与程式步温度设定值的减小幅度之和应小于第1调整量值。锅控制器140对烹饪程式进行上述修改后，将溢锅计数进行规0处理，恢复0值。

锅控制器140对烹饪程式的程式步温度的设定值或/和温度偏移值的设定值进行减小修改后，锅控制器140又进行溢锅计数，且溢锅计数大于计数阈值时，锅控制器140依上述方法再次修改烹饪程式，如此循环调整，直至烹饪程式被执行完，完成整个烹饪过程。烹饪完成后，用户可以保存锅控制器140所修改的烹饪程式，以备下次使用。

所述溢锅传感器150若选用所述的超声波传感器或光电传感器时，溢锅传感器150检测到锅内液体表面的泡沫及泡沫高度或锅盖的移动状态，可以避免溢锅的发生。如，当智能锅100内液体被加热到沸腾后，液体表面产生并集聚泡沫，当泡沫的高度达到设定的高度阈值时，如泡沫顶端面接触锅盖，则溢锅趋势产生，有发生溢锅的可能，锅控制器140作出溢锅条件具备的溢锅状态的判断，生成用以减小加热火力的控制信号，并发送给加热装置，同时锅控制器140进行溢锅计数。加热装置基于所接收的控制信号，生成控制信号用于降低加热装置的火力，减少甚至消除智能锅100内产生的泡沫，避免溢锅发生。

本实施方式的智能锅包括锅体、热电偶、锅控制器、溢锅传感器及锅控制器内置的烹饪程式。热电偶装配于锅体的锅底部，溢锅传感器被设置在智能锅上。锅控制器基于溢锅传感器的检测信号，作出溢锅状态的判断，并进行溢锅处理，减少甚至避免再次溢锅。所述锅控制器采集溢锅传感器的检测信号，基于溢锅传感器的检测信号，当确定锅体发生了溢锅的状态时，作出溢锅的判断，锅控制器生成使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，加热装置的控制器基于该控制信号生成控制信号用于减小加热装置的火力，减弱溢锅条件，消除锅体溢锅。同时，锅控制器进行溢锅计数，当溢锅计数大于计数阈值时，锅控制器减小烹饪程式中的温度偏移值的设定值，或/和减小烹饪程式中与溢锅发生相对应的程式步的温度的设定值以及温度设定值不低于该程式步的各个程式步的温度的设定值，以减少甚至消除溢锅发生。所述溢锅状态包括锅内液体溢出的状态，如用热电偶做为溢锅传感器，锅内泡沫高度达到高度阈值的溢锅条件具备尚未溢锅的状态，如采用泡沫检测的溢锅传感器，以及锅盖产生运动将要溢锅的状态，如采用位移检测的溢锅传感器。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种智能锅，包括锅体，所述锅体由固定连接的锅身部和锅底部构成，其特征在于：

还包括热电偶和用于烹饪控制的锅控制器，所述热电偶和锅底部装配，用于检测锅底部的温度；

所述锅控制器获取与被烹饪食物相对应的烹饪程式，烹饪程式被配置有与时间相关联的锅温度的设定值；在每个控制周期，锅控制器采用插值方法从烹饪程式中获取锅温度的设定值，锅控制器基于热电偶所检测的锅温度的测量值及从烹饪程式中获取的锅温度的设定值进行处理，生成包括烹饪所需火力大小的控制信号，并将该控制信号发送给加热所述智能锅的加热装置，加热装置基于所接收的控制信号调整火力大小，使锅温度的测量值达到设定值，直至烹饪程式被执行完，完成食物烹饪。

2.根据权利要求1所述的智能锅，其特征在于：

所述烹饪程式还被配置有用于修正锅温度的控温偏差的温度偏移值参数；在每个控制周期，使所述锅温度的测量值达到从烹饪程式中获取的锅温度的设定值与温度偏移值的和值。

3.根据权利要求1所述的智能锅，其特征在于：所述锅底部被设置用于容纳热电偶的检测孔，所述热电偶装配于该检测孔内。

4.根据权利要求3所述的智能锅，其特征在于：

所述检测孔为设置于锅底部的锅壁内的孔；或者，

所述锅底部的外表面上设置相配合的锅底凹槽和锅底槽盖，所述锅底槽盖盖合在锅底凹槽上构成所述的检测孔；或者，

所述锅底部的外表面上设置用于固定热电偶的固定盖，固定盖和锅底部相适配，所述固定盖上被设置可容纳热电偶的盖凹槽，所述固定盖盖合在锅底部上构成所述的检测孔。

5.根据权利要求4所述的智能锅，其特征在于：所述检测孔沿径向布置，检测孔的盲端部位于锅底部的中部侧，热电偶的测量部位于其端部，热电偶的测量部和所述盲端部相贴合；进一步优选地，所述热电偶的测量部的相对端部设置弹性件，弹性件处于被压缩的状态。

6.根据权利要求4所述的智能锅，其特征在于：所述热电偶被封装成其端面呈矩形的片状，该热电偶的测量部被设置在其表面，热电偶的测量部和检测孔的内壁面相贴合；进一步地，所述热电偶的测量部的相对面和检测孔内壁面间设置弹性件，弹性件处于被压缩的状态。

7.根据权利要求1或2所述的智能锅，其特征在于：还包括溢锅传感器，用于检测锅体发生的溢锅状态。

8.根据权利要求7所述的智能锅，其特征在于：

所述溢锅传感器选用热电偶，其检测端部被设置在位于锅身部顶部外侧的集水槽内；或者，

所述溢锅传感器为用于泡沫探测的超声波传感器或光电传感器，被设置在锅体的上方，其检测端部和智能锅的锅口相对；或者，

所述溢锅传感器为用于位移探测的超声波传感器或光电传感器，被设置在智能锅的上方，其检测端部和智能锅的锅盖相对。

9.根据权利要求7或8所述的智能锅，其特征在于；所述锅控制器采集溢锅传感器的检测信号，基于溢锅传感器的检测信号，当确定发生溢锅状态时，锅控制器生成包括使所需火力减小的控制信号，并将该控制信号发送给所述的加热装置，直至溢锅状态消除。

10.根据权利要求7或8所述的智能锅，其特征在于：所述锅控制器采集溢锅传感器的检测信号，基于溢锅传感器的检测信号，当确定发生溢锅状态时，锅控制器减小烹饪程式中的温度偏移值的设定值，或/和减小烹饪程式中与溢锅发生相对应的程式步的温度的设定值，直至溢锅状态消除。