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一种带有测温电路的加热装置及其控制方法


技术摘要:
本发明涉及一种带有测温电路的加热装置,所述加热装置包括主控制器和人机交互界面,所述测温电路包括电容测温模块;所述电容测温模块,包括相互连接的第一电容极和MCU控制模块;所述MCU控制模块用于测量电路中的电容值,所述MCU控制模块与主控制器连接;所述主控制器,  全部
背景技术:
常见的加热装置无法实现对温度的控制,当开启加热装置后将一直处于加热状 态,无法将加热温度控制在一个合理的范围内,为此,有些加热装置上设置了温度传感器, 最常见的是直接在靠近面板的位置安装测温探头,通过测温探头可以检测面板温度,然后 通过电路控制,将面板温度控制在一定范围内,这种方法虽然能够实现对温度的控制,但仍 然存在很多不足,比如,温度传感器对温度的检测具有一定的滞后性,这种测温方式响应时 间慢,同时直接接触高温的电子控件,会使其寿命大大缩短。由于受热不均、火焰对温度影 响,容易使温度检测的产生较大的误差。
技术实现要素:
本发明解决的技术问题是提供一种能够精准控制温度的带有测温电路的加热装 置,以及提供一种能够精确控制温度并节约能源的加热装置的温度检测和控制方法。 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案, 一种带有测温电路的加热装置,所述加热装置包括主控制器和人机交互界面,所 述测温电路包括电容测温模块; 所述电容测温模块,包括相互连接的第一电容极和MCU控制模块; 所述MCU控制模块用于测量电路中的电容值;所述MCU控制模块接电源和接地; 所述主控制器,所述主控制器的输入端与电容测温模块的输出端连接,用以控制 火力大小;MCU控制模块分别与主控制器连接;所述主控制器控制加热功率或燃气大小,且 控制加热装置的加热时间; 所述人机交互界面,所述人机交互界面与主控制器连接,并将用户输入的温度值 传输给主控制器。 优选的,所述测温电路包括第二电容极,所述第二电容极与第一电容极形成电容 结构,所述第一电容极和第二电容极之间的电容值记为C。所述第一电容极和和第二电容极 为金属材质,所述第一电容极和第二电容极之间设有非导电介质,所述非导电介质的介电 常数为ε,所述第一电容极和第二电容极的面积为S,所述第一电容极和第二电容极之间的 距离为d,d与C成反比,所述电容值C=εS/d。 优选的,所述加热装置为燃气灶、电磁炉、电陶炉或红外炉中的一种或多种。进一 步的,所述加热装置为燃气灶。 优选的,所述电容值C的变化范围2~30pF。所述电容值C具有初始电容值C0,所述 初始电容值C0的范围为10~30pF。 优选的,所述第一电容极和第二电容极为金属材质,所述第二电容极为锅具。所述 3 CN 111550835 A 说 明 书 2/5 页 锅具上设有感温层,所述感温层与第一电容极产生耦合阻抗。 优选的,所述感温层与第一电容极形成耦合阻抗,感温层能够接收磁场信号,感温 层存在温度变化初始临界值和温度变化结束临界值。更进一步的,所述感温层由精密合金 材料中的热敏电阻材料制成。更进一步的,所述精密合金材料为精密合金4J36、精密合金 4J32、铁锰合金4J59、恒弹性合金3J53、恒弹性合金3J53Y、恒弹性合金3J58、弹性合金3J54、 弹性合金3J58、弹性合金3J59、弹性合金3J53、弹性合金3J61、弹性合金3J62、弹性合金 Ni44MoTiAl、精密合金4J36、精密合金4J32或非晶态软磁合金(FeNiCo)78(SiB)22。 优选的,感温层在温度变化初始临界值和温度变化结束临界值所限定的温度区间 内,在所述电磁信号的作用下与耦合阻抗存在如下关系:K=|(R2-R1)/[R1×(T2-T1)]|,其 中,R1表示感温层温度为T1时,感温层与第一电容极所产生的耦合阻抗值;R2表示感温层温 度为T2时,感温层与第一电容极所产生的耦合阻抗值; T2-T1=1;K为(R2-R1)/[R1×(T2-T1)]的绝对值,且不小于0.05; 所述R1、R2是假定在特定条件下通过测得的第一电容极两端的耦合阻抗值,本专 利定义所述特定条件是指第一电容极是由直径为10mm,长度为10mm的TDKPC40磁棒,以直径 为0.2mm的铜线绕制300圈制得,且第一电容极与感温层距离定为5mm,功率为25kHz。 所述感温层由精密合金材料中的热敏电阻材料制成,更进一步的,所述精密合金 材料为精密合金4J36、精密合金4J32、铁锰合金4J59、恒弹性合金3J53、恒弹性合金3J53Y、 恒弹性合金3J58、弹性合金3J54、弹性合金3J58、弹性合金3J59、弹性合金3J53、弹性合金 3J61、弹性合金3J62、弹性合金Ni44MoTiAl、精密合金4J36、精密合金4J32或非晶态软磁合金 (FeNiCo)78(SiB)22。 一种带有测温电路的加热装置的控制方法,提供一种带有测温电路的加热装置, 所述加热装置上放置锅具,包括如下步骤: 步骤一 标定初始电容值C0; 步骤二 电容测温模块扫描电容值标定为C1; 步骤三  当C1<C0时则重复步骤二;直到C1≥C0,则进入下一步骤;当C1<C0时,若 用户没有放置金属锅具,而直接设定温度,MCU控制模块扫描电容值并未发生变化,MCU控制 模块会将此信号传输给主控制器,点火针不会点火,提高了加热装置的使用安全性;当金属 锅具与第一电容极的距离较大,不具备烹饪的条件,即使用户在人机交互界面输入温度值 传输到主控制器,主控制器也不会将信号传输给点火针和比例阀,能有效地防止锅具干烧; 步骤四  加热装置点火加热; 步骤五 电容值随温度的上升而变大,电容测温模块扫描电容值标定为C2,根据电 容值与温度关系,查表计算锅具的实际温度; 优选的,一种带有测温电路的加热装置的控制方法还包括以下步骤:所述主控制 器根据锅具的温度调整加热装置的火力大小。 更进一步的,当锅具达到固定温度值Tm时,则加热装置加大火力或继续加热;当锅 具小于固定温度值Tm时,则加热装置减少火力或停止加热。由于感温层具有固定的温度区 间,当感温层的温度达到温度变化结束临界值时,加热装置继续加热会浪费能源,因此根据 电容值来获得感温层即锅具的温度,来控制加热装置的火力大小或是否继续加热。 固定温度值Tm可以为感温层的温度变化初始临界值和温度变化结束临界值,如 4 CN 111550835 A 说 明 书 3/5 页 220~230度,250度,280,320~500度中的任意一种或多种。 与现有技术相比,本发明(1)利用第一金属电容极(第一电容极),将设有感温层的 锅具作为第二电容极,通过电容值的改变,实现精准控温,使得误操作几率小,提高加热装 置的使用安全性;(2)感温层超过一定温度则温度停止升高,因此根据检测的温度来控制加 热,可以有效节约能源。(3)此专利提出采用电容理论进行测温,测温方式采用的非传统形 式的电敏电阻等接触式测温。此测试温度方式具有延时滞后时间短,测温准确,且信号受外 界温度影响小,误差小的特点。 附图说明 图1为本发明的结构示意图。 图2为本发明的电路图。 图3为本发明实施例1的结构示意图。 图4为本发明的实施例2的流程图。 图5为本发明的实施例3的流程图。 图6和图7为本发明的电容值与温度之间的二种关系示意图。 附图标记说明电容测温模块1;第一电容极11;MCU控制模块12;第二电容极2;感温 层21;主控制器3;人机交互界面4;非导电介质5;熄火检测器6;点火针7;比例阀8。 具体实施例 下面结合
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