CN112432207A - 一种燃气灶烧水防溢锅控制方法 - Google Patents

一种燃气灶烧水防溢锅控制方法 Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开一种燃气灶烧水防溢锅控制方法。所述方法包括：燃气灶开始烧水后，实时测量锅底温度；测量锅底温度升高ΔT所用的时间，结合火力档位估算锅内水的质量m；根据水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线，获得质量为m的水沸腾时锅底温度Tf，所述关系曲线通过试验获得；如果当前时刻的锅底温度T≥Tf，将火力档位调至较低的档位。本发明由于基于水质量估算水沸腾时的锅底温度进而进行溢锅控制，相对现有技术基于温度变化和时间参数进行溢锅判断，提高了控制精度。

Description

一种燃气灶烧水防溢锅控制方法
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种燃气灶烧水防溢锅控制方法。
背景技术
目前，大气式燃气灶在售产品中多为基本功能的产品，即只提供基本燃烧功能的灶具，当无人看管时，烹饪过程中可能出现干烧、溢锅等现象。为此，具有智能功能的燃气灶产品也逐渐开始在市面上售卖，这些具有智能功能的燃气灶一般都含有测温装置，通过测温探头温度的变化来进行干烧判断，防止由于锅内温度过高而引起干烧或者起火的风险。防干烧判断一般较准，但是防溢锅算法一般都是根据测温探头温升的变化以及时间的变化来判断锅内食物是否溢锅。只根据温度变化和时间参数进行溢锅判断或者防溢锅处理，其控制精准度和灵敏度都有待提高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种燃气灶烧水防溢锅控制方法，通过估算水的质量预测水沸腾时锅底的温度，当锅底温度上升至此温度时减小火力以防止溢锅。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃气灶烧水防溢锅控制方法，包括以下步骤：
步骤1，燃气灶开始烧水后，实时测量锅底温度T；
步骤2，测量锅底温度从T1升高到T2所用的时间Δt，结合火力档位估算锅内水的质量m；
步骤3，根据水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线，获得质量为m的水沸腾时锅底温度Tf；所述关系曲线通过试验获得；
步骤4，如果当前时刻的锅底温度T≥Tf，将火力档位调至较低的档位。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过测量锅底温度从T1升高到T2所用的时间Δt，结合火力档位估算锅内水的质量m，根据水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线，获得质量为m的水沸腾时锅底温度Tf，如果当前时刻的锅底温度T≥Tf，将火力档位调至较低的档位，实现了防溢锅自动控制。本发明由于基于水的质量估算水沸腾时的锅底温度进而进行溢锅控制，相对现有技术基于温度变化和时间参数进行溢锅判断，提高了控制精度。
附图说明
图1为本发明实施例一种燃气灶烧水防溢锅控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例一种燃气灶烧水防溢锅控制方法，流程图如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S101、燃气灶开始烧水后，实时测量锅底温度T；
S102、测量锅底温度从T1升高到T2所用的时间Δt，结合火力档位估算锅内水的质量m；
S103、根据水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线，获得质量为m的水沸腾时锅底温度Tf；所述关系曲线通过试验获得；
S104、如果当前时刻的锅底温度T≥Tf，将火力档位调至较低的档位。
在本实施例中，步骤S101主要用于实时测量锅底温度。智能燃气灶一般都设置测温探头，利用所述探头可测量烧水时锅底的温度。由于锅内一般不设测温装置，不便于直接测量锅内水的温度，因此，本实施例利用锅底温度替代锅内水温进行判断或近似估算。
在本实施例中，步骤S102主要用于估算锅内水的质量。根据锅底温度的变化量及所用的时间Δt，结合燃气灶的火力档位，有很多方法估算锅内水的质量。比如，根据燃气灶提供的能量乘以效率等于锅和水吸收的热量列出锅内水的质量满足的方程式，解方程便可求得水的质量。也可以借助试验手段，先测出不同火力档位下锅底温度从某一温度升至另一温度(如从40℃升至60℃)所用时间与水的质量的关系曲线m-Δt，根据所述关系曲线估算水的质量。燃气灶不同的火力档位分别对应不同的功率，档位越高，功率越大，如某品牌的燃气灶共设有1、2、3、4、5五个档位，对应的功率分别为0.5kw、1kw、2kw、3.5kw、4.5kw。
在本实施例中，步骤S103主要用于估算水沸腾时的锅底温度。本实施例根据预先通过试验得到的水沸腾时的锅底温度与水的质量的关系曲线，预测已估算出质量的水沸腾时的锅底温度。试验时，可分别对不同质量的水进行加热，比如，500克，1000克，1500克，2000克，分别读取并记录水沸腾时的锅底温度，便可得到所述关系曲线。为了提高精度，可选取尽量多的不同质量的水进行试验以增加数据点的数量；并多次重复试验，取多次试验结果的平均值作为最后的测量结果。
在本实施例中，步骤S104主要用于防溢锅控制。将实时获取的锅底温度T与上一步得到的水沸腾时的锅底温度Tf进行比较，若T≥Tf，说明水已开始沸腾，为了防止溢锅，将火力档位设置为较低的档位。为了使水早点烧开，开始时一般都将火力档位设置为最高档，因此当水开始沸腾时需要降低火力档位。当然，如果当前火力档位已是较低的档位，可保持当前档位不变。
作为一种可选实施例，所述S102按以下方法估算水的质量：
燃气灶开始烧水后，测量锅底温度从T1升高到T2时所用的时间Δt0；根据当前火力档位下水的质量m与所用时间Δt的关系曲线m-Δt，计算时间Δt0对应的水的质量m0，m0即为锅内水的质量；
所述关系曲线m-Δt按以下试验方法得到：
测量某一火力档位下，当锅底温度从T1升高到T2时，不同质量的水所用的时间，从而得到所述火力档位下水的质量m与所用时间Δt的关系曲线m-Δt；
改变火力档位，重复上述试验步骤，直到得到每一火力档位下的关系曲线m-Δt。
本实施例给出了根据关系曲线m-Δt估算锅内水的质量的一种技术方案。本实施例需要先通过试验测出关系曲线m-Δt。有了所述关系曲线，即可根据锅底温度从T1升高到T2(如从40℃升至60℃)的耗时估算锅内水的质量。从理论上讲，需要测出每个火力档位对应的关系曲线，但由于实际上开始烧水时一般都用较高的火力档位，因此只需测出最高的两个档位对应的关系曲线即可。另外，该试验可与测量S103的关系曲线(水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线)的试验同时进行。为了提高精度，可尽量增加不同质量的水的数量，并进行多次重复试验。可以采用线性拟合法得出一个简单的线性关系曲线；也可以通过机器学习的方法得到一个高精度的预测模型。
作为一种可选实施例，所述S103的关系曲线表达式为：
Figure BDA0002770334150000041
式中，m为水的质量，单位为g(克)；Tf为水沸腾时的锅底温度，单位为℃(摄氏度)。
本实施例给出了一种具体的水沸腾时锅底温度与锅内水的质量的关系曲线。如上式所示，上式是一个分段函数，即水的质量处于不同范围时对应的锅底温度，是通过试验测出不同质量的水(如500、1000、1500和2000克)沸腾时的锅底温度得到的。值得说明的是，本实施例只是给出了一种较佳的实施方式，并不否定或排斥其它可行的实施方式。例如，也可以将上式每个质量范围对应的常数值改为一个线性函数，相当于利用线性插值法计算两个数据点之间的数值，这样可使每一个水的质量对应一个锅底温度值。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种燃气灶烧水防溢锅控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，燃气灶开始烧水后，实时测量锅底温度T；
步骤2，测量锅底温度从T1升高到T2所用的时间Δt，结合火力档位估算锅内水的质量m；
步骤3，根据水沸腾时锅底温度与水的质量的关系曲线，获得质量为m的水沸腾时锅底温度Tf；所述关系曲线通过试验获得；
步骤4，如果当前时刻的锅底温度T≥Tf，将火力档位调至较低的档位。
2.根据权利要求1所述的燃气灶烧水防溢锅控制方法，其特征在于，所述步骤2按以下方法估算水的质量：
燃气灶开始烧水后，测量锅底温度从T1升高到T2时所用的时间Δt0；根据当前火力档位下水的质量m与所用时间Δt的关系曲线m-Δt，计算时间Δt0对应的水的质量m0，m0即为锅内水的质量；
所述关系曲线m-Δt按以下试验方法得到：
测量某一火力档位下，当锅底温度从T1升高到T2时，不同质量的水所用的时间，从而得到所述火力档位下水的质量m与所用时间Δt的关系曲线m-Δt；
改变火力档位，重复上述试验步骤，直到得到每一火力档位下的关系曲线m-Δt。
3.根据权利要求1所述的燃气灶烧水防溢锅控制方法，其特征在于，所述步骤3的关系曲线表达式为：
Figure FDA0002770334140000011
式中，m为水的质量，单位为g；Tf为水沸腾时的锅底温度，单位为℃。
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