CN110244801A - 煮饭设备及煮饭控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种煮饭设备及煮饭控制方法；所述煮饭设备，包括煲体(100)，煲体(100)内部形成有用于容纳内锅(200)的容纳空间；煮饭设备还包括安装在煲体(100)上、用于加热容纳于容纳空间中的内锅(200)的加热装置(300)；煮饭设备还包括用于接触内锅(200)以感测内锅(200)温度的测温结构(400)；煲体(100)上开设有用于打开容纳空间的门体(110)；煲体(100)上开设有用于连通容纳空间和外界环境的通气孔(120)；煮饭设备还包括设置在通气孔(120)中、用于感测蒸汽的气敏传感器(500)。本发明的煮饭设备及煮饭控制方法设计巧妙，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及日用电器领域，尤其涉及一种煮饭设备及煮饭控制方法。
背景技术
目前的煮饭设备通常采用对其内锅进行加热，以使得内锅内部的米和水受 热，从而实现煮饭过程；同时，煮饭设备通常会采用温控器实现对煮饭过程的 控制：在内锅的加热过程中，内锅内部的水没有蒸发完全时，由于水沸点恒定， 内锅的温度会维持在一定范围内，温控器会继续实现对内锅的加热；当内锅内 部的水快要蒸发完全时，内锅的温度会迅速升高以突破预设温度阈值，温控器 会停止对内锅的加热，此时，煮饭过程终止。这种煮饭设备无法精确控制煮饭 过程，无法控制煮饭过程水的蒸发量，内锅底部还会因局部过热而形成锅巴， 影响饭食的品质。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，提出了一种煮饭设备及煮饭控制方 法。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
本发明提出了一种煮饭设备，包括煲体，煲体内部形成有用于容纳内锅的 容纳空间；煮饭设备还包括安装在煲体上、用于加热容纳于容纳空间中的内锅 的加热装置；煮饭设备还包括用于接触内锅以感测内锅温度的测温结构；煲体 上开设有用于打开容纳空间的门体；煲体上开设有用于连通容纳空间和外界环 境的通气孔；煮饭设备还包括设置在通气孔中、用于感测蒸汽的气敏传感器。
本发明上述的煮饭设备中，加热装置包括设置在煲体底壁上、用于加热内 锅的电磁感应加热线圈组件，以及用于控制给电磁感应加热线圈组件供电的电 磁感应加热控制器。
本发明上述的煮饭设备中，电磁感应加热线圈组件顶部设置有用于支撑内 锅的隔离板；当内锅支撑在隔离板上时，电磁感应加热线圈组件与内锅之间形 成6mm-15mm的间隙。
本发明还提出了一种基于上述煮饭设备的煮饭控制方法，包括如下步骤：
步骤S1、预设糊化时间t2；获取内锅的质量M锅；
步骤S2、将大米倒入到内锅中，再向内锅中倒入水，以使得水位淹没大 米并超过2mm-1.5cm；接着将内锅放置在容纳空间中，关闭门体；然后通过加 热装置对内锅加热以使内锅的温度达到T0，并持续一段时间；其中，T0取值 于30℃-55℃；
获取加热装置在内锅温度恒定于T0期间时的平均输出功率W0；再计算内 锅的热量耗散平均功率W放：
W放＝W0；
步骤S3、通过加热装置继续对内锅加热以使得内锅的温度达到T1，并获 取加热装置在内锅温度由T0上升到T1期间所输出的能量Q升，获取内锅温度 由T0上升到T1所耗费的时间t1；其中，T1取值于60℃-85℃；
计算步骤S2中倒入内锅中的大米质量M米和水质量M水：
其中，C锅表示内锅的比热容；
C米表示大米的比热容；
C水表示水的比热容；
α取值于1-1.4；
再通过加热装置继续对内锅加热，直至气敏传感器所探测到的蒸汽浓度达 到γ，接着通过加热装置以W糊的输出功率对内锅加热t2的时间；这里，γ取 值于70％-100％；
W糊＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]/t2+W0；
λ表示水在一个大气压下100℃时的汽化潜热；
δ取值于0.7-0.9；
β生取值于0.1-0.15；
β熟取值于0.55-0.70；
步骤S4、加热装置停止对内锅加热，直到气敏传感器所探测到的蒸汽浓 度降低到92％γ-98％γ；再启动加热装置对内锅加热，直到气敏传感器所探测 到的蒸汽浓度达到γ-1.5γ并维持一段时间；然后终止加热装置对内锅加热。
本发明上述的煮饭控制方法中，获取加热装置在内锅温度恒定于T0期间 时的平均输出功率W0包括如下步骤：
获取加热装置在内锅温度恒定于T0期间所输出的能量以及输出能量所持 续的时间，然后依据其计算得到平均输出功率W0。
本发明的煮饭设备及煮饭控制方法因为采用电加热方式，使得烹饪过程消 耗的能量能够精确度量，从而可以更精细地计算出实际烹饪的米水质量，最终 实现蒸发量的精确控制。保证烹饪的准确性与一致性，避免了内锅底部形成锅 巴的情况，设计巧妙，实用性强。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1示出了本发明的优选实施例的煮饭设备的结构结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领 域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一 步详细的说明。
如图1所示，图1示出了本发明的优选实施例的煮饭设备的结构结构示意 图。该煮饭设备包括煲体100，煲体100内部形成有用于容纳内锅200的容纳 空间；煮饭设备还包括安装在煲体100上、用于加热容纳于容纳空间中的内锅200的加热装置300；煲体100上开设有用于打开容纳空间的门体110，在这 里，门体110可以开设于煲体100的顶部或侧面。煮饭设备还包括用于接触内 锅200以感测内锅200温度的测温结构400。在本实施例中，测温结构400设 置在煲体100的朝向门体110的内壁上。
进一步地，在本实施例中，如图1所示，煲体100上开设有用于连通容纳 空间和外界环境的通气孔120；煮饭设备还包括设置在通气孔120中、用于感 测蒸汽的气敏传感器500。气敏传感器500通过感测蒸汽的浓度，而根据感测 到的蒸汽浓度能够获知内锅内的煮饭情况；而通过相应的控制电路并根据感测 到的蒸汽浓度能够实现煮饭过程的自动控制。
进一步地，如图1所示，加热装置300包括设置在煲体100底壁上、用于 加热内锅200的电磁感应加热线圈组件310，以及用于控制给电磁感应加热线 圈组件310供电的电磁感应加热控制器320。当内锅200设置在容纳空间中时， 内锅200与电磁感应加热线圈组件310之间具有一定的间隙。也就是说，所述 内锅200与电磁感应加热线圈组件310不接触。如此，防止所述内锅200被反 复地推入或拉出的过程中与所述电磁感应加热线圈组件310频繁的摩擦而对 电磁感应加热线圈组件310造成磨损。优选地，在本实施例中，电磁感应加热线圈组件310顶部设置有用于支撑内锅200的隔离板330。当内锅200支撑在 隔离板330上时，电磁感应加热线圈组件310与内锅200之间形成6mm-15mm 的间隙，能保证所述电磁感应加热线圈组件对内锅200的加热效果达到最佳。 隔离板由绝缘材料制成，本实施例中，所述隔离板采用微晶玻璃。可以理解， 加热装置300还可以采用热盘加热装置。
进一步地，本发明提出了一种基于上述煮饭设备的煮饭控制方法，包括如 下步骤：
步骤S1、预设糊化时间t2；获取内锅200的质量M锅；
步骤S2、将大米倒入到内锅200中，再向内锅200中倒入水，以使得水 位淹没大米并超过2mm-1.5cm；接着将内锅200放置在容纳空间中，关闭门体 110；然后通过加热装置300对内锅200加热以使内锅200的温度达到T0，并 持续一段时间；其中，T0取值于30℃-55℃；
获取加热装置300在内锅200温度恒定于T0期间时的平均输出功率W0； 再计算内锅200的热量耗散平均功率W放：
W放＝W0；
在本步骤中，获取加热装置300在内锅200温度恒定于T0期间时的平均 输出功率W0包括如下步骤：
获取加热装置300在内锅200温度恒定于T0期间所输出的能量以及输出 能量所持续的时间，然后依据其计算得到平均输出功率W0。
当内锅200温度恒定于T0期间时，加热装置300给内锅200输送的能量 与内锅200耗散的热量达到平衡，于是，就有W放＝W0。
步骤S3、通过加热装置300继续对内锅200加热以使得内锅200的温度 达到T1，并获取加热装置300在内锅200温度由T0上升到T1期间所输出的能 量Q升，获取内锅200温度由T0上升到T1所耗费的时间t1；其中，T1取值于 60℃-85℃；
计算步骤S2中倒入内锅200中的大米质量M米和水质量M水：
其中，C锅表示内锅200的比热容；
C米表示大米的比热容；
C水表示水的比热容；
α取值于1-1.4；
再通过加热装置300继续对内锅200加热，直至气敏传感器500所探测到 的蒸汽浓度达到γ，接着通过加热装置300以W糊的输出功率对内锅200加热 t2的时间；这里，γ取值于70％-100％；
W糊＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]/t2+W0；
λ表示水在一个大气压下100℃时的汽化潜热；
δ取值于0.7-0.9；
β生取值于0.1-0.15；
β熟取值于0.55-0.70；
在本步骤中，在内锅200温度由T0上升到T1期间，内锅200所吸收的热 量Q锅有：
Q锅＝C锅M锅ΔT＝C锅M锅(T1-T0)； (1)
其中，C锅表示内锅200的比热容；
M锅表示内锅200的质量；
ΔT表示内锅200温度由T0上升到T1期间的温度差；
在内锅200温度由T0上升到T1期间，内锅200的耗散热量Q放1为：
Q放1＝W放t1＝W0t1； (2)
将内锅200内部大米和水的总质量记为M总，则有：
M水＝M总/(1+α)；
M米＝αM总/(1+α)；
其中，α为米水比，取值于1-1.4；
于是，在内锅200温度由T0上升到T1期间，大米所吸收的热量Q米有：
Q米＝C米M米ΔT＝C米αM总(T1-T0)/(1+α)； (3)
在内锅200温度由T0上升到T1期间，水所吸收的热量Q水有：
Q水＝C水M水ΔT＝C水M总(T1-T0)/(1+α)； (4)
Q升＝Q米+Q水+Q锅+Q放1； (5)
联立计算式(1)-(5)，有：
(C米α+C水)M总(T1-T0)/(1+α)＝Q升-W0t1-C锅M锅(T1-T0)
当气敏传感器500所探测到的蒸汽浓度达到γ时，内锅200内的大米转入 糊化阶段，内锅200内的水温仍然为沸点温度；糊化阶段持续t2时间，于是， 糊化阶段内锅200的耗散热量Q放2为：
Q放2＝W放t2＝W0t2；
从开始加热到糊化阶段结束时，水的蒸发量M汽化为：
M汽化＝M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)；
其中，β生表示生大米的含水量，取值于0.1-0.15；
β熟表示熟大米的含水量，取值于0.55-0.70；
于是，水在糊化阶段的汽化热Q汽化为：
Q汽化＝λδM汽化＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]；
其中，λ表示水在一个大气压下100℃时的汽化潜热，具体为2257.2kJ/Kg；
δ表示糊化阶段，水在糊化阶段占整个加热过程的蒸发量占比，δ取值于 0.7-0.9；
于是，加热装置300在糊化阶段的输出总能量Q糊化为：
Q糊化＝Q汽化+Q放2＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]+W0t2；
糊化功率W糊为：
W糊＝Q糊化/t2＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]/t2+W0。
步骤S4、加热装置300停止对内锅200加热，直到气敏传感器500所探 测到的蒸汽浓度降低到92％γ-98％γ；再启动加热装置300对内锅200加热， 直到气敏传感器500所探测到的蒸汽浓度达到γ-1.5γ并维持一段时间；然后终 止加热装置300对内锅200加热。
本发明的煮饭设备及煮饭控制方法因为采用电加热方式，使得烹饪过程消 耗的能量能够精确度量，从而可以更精细地计算出实际烹饪的米水质量，最终 实现蒸发量的精确控制。保证烹饪的准确性与一致性，避免了内锅底部形成锅 巴的情况，设计巧妙，实用性强。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进 或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种煮饭设备，其特征在于，包括煲体(100)，煲体(100)内部形成有用于容纳内锅(200)的容纳空间；煮饭设备还包括安装在煲体(100)上、用于加热容纳于容纳空间中的内锅(200)的加热装置(300)；煮饭设备还包括用于接触内锅(200)以感测内锅(200)温度的测温结构(400)；煲体(100)上开设有用于打开容纳空间的门体(110)；煲体(100)上开设有用于连通容纳空间和外界环境的通气孔(120)；煮饭设备还包括设置在通气孔(120)中、用于感测蒸汽的气敏传感器(500)。
2.根据权利要求1所述的煮饭设备，其特征在于，加热装置(300)包括设置在煲体(100)底壁上、用于加热内锅(200)的电磁感应加热线圈组件(310)，以及用于控制给电磁感应加热线圈组件(310)供电的电磁感应加热控制器(320)。
3.根据权利要求1所述的煮饭设备，其特征在于，电磁感应加热线圈组件(310)顶部设置有用于支撑内锅(200)的隔离板(330)；当内锅(200)支撑在隔离板(330)上时，电磁感应加热线圈组件(310)与内锅(200)之间形成6mm-15mm的间隙。
4.一种基于如权利要求1-3中任意一项所述的煮饭设备的煮饭控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、预设糊化时间t2；获取内锅(200)的质量M锅；
步骤S2、将大米倒入到内锅(200)中，再向内锅(200)中倒入水，以使得水位淹没大米并超过2mm-1.5cm；接着将内锅(200)放置在容纳空间中，关闭门体(110)；然后通过加热装置(300)对内锅(200)加热以使内锅(200)的温度达到T0，并持续一段时间；其中，T0取值于30℃-55℃；
获取加热装置(300)在内锅(200)温度恒定于T0期间时的平均输出功率W0；再计算内锅(200)的热量耗散平均功率W放：
W放＝W0；
步骤S3、通过加热装置(300)继续对内锅(200)加热以使得内锅(200)的温度达到T1，并获取加热装置(300)在内锅(200)温度由T0上升到T1期间所输出的能量Q升，获取内锅(200)温度由T0上升到T1所耗费的时间t1；其中，T1取值于60℃-85℃；
计算步骤S2中倒入内锅(200)中的大米质量M米和水质量M水：
其中，C锅表示内锅(200)的比热容；
C米表示大米的比热容；
C水表示水的比热容；
α取值于1-1.4；
再通过加热装置(300)继续对内锅(200)加热，直至气敏传感器(500)所探测到的蒸汽浓度达到γ，接着通过加热装置(300)以W糊的输出功率对内锅(200)加热t2的时间；这里，γ取值于70％-100％；
W糊＝λδ[M米+M水-M米(1-β生)/(1-β熟)]/t2+W0；
λ表示水在一个大气压下100℃时的汽化潜热；
δ取值于0.7-0.9；
β生取值于0.1-0.15；
β熟取值于0.55-0.70；
步骤S4、加热装置(300)停止对内锅(200)加热，直到气敏传感器(500)所探测到的蒸汽浓度降低到92％γ-98％γ；再启动加热装置(300)对内锅(200)加热，直到气敏传感器(500)所探测到的蒸汽浓度达到γ-1.5γ并维持一段时间；然后终止加热装置(300)对内锅(200)加热。
5.根据权利要求4所述的煮饭控制方法，其特征在于，获取加热装置(300)在内锅(200)温度恒定于T0期间时的平均输出功率W0包括如下步骤：
获取加热装置(300)在内锅(200)温度恒定于T0期间所输出的能量以及输出能量所持续的时间，然后依据其计算得到平均输出功率W0。
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