本发明专利技术公开了一种浓度可控的超声波豆浆机装置及其控制方法。装置包括腔体、顶盖、底座、打磨装置、加热装置、检测装置、顶盖显示控制模块和腔体辅助控制模块；所述打磨装置包括机械刀片打磨器和超声打磨器；所述检测装置包括超声发射换能器、超声接收换能器、温度传感器；控制方法中，通过机械切割针对大颗粒物进行打磨，而超声波打磨则可以实现小颗粒的进一步精细化。本发明专利技术结合机械切割和超声波打磨的优势，相互补充，缩短打磨时间和提升打磨质量，还使得豆浆打磨得更充分，口感更细腻该装置不仅可以利用超声波的机械效应实现精细打磨和搅拌，还可以通过超声波在豆浆中传播速度的测量获得豆浆浓度的信息，从而实现豆浆浓度的可控化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及豆浆机
，具体涉及浓度可控的超声波豆浆机装置及其工作方 法。
技术介绍
豆浆是中华民族的传统美食，历史悠久，深入人心，老少咸宜。传统的豆浆制作过 程较为繁琐，然而随着科技的进步，豆浆机的出现让原本复杂的工艺过程得以简化。现如 今，随着人们生活水平的逐渐提高，豆浆机也渐渐成为了人们家中的一个常用工具。 现在市面上的主流豆浆机大多都已经较为成熟，能够实现豆浆的打磨和加热一体 化的功能，操作方便。但是随着人们对生活质量要求的提高，对豆浆机也提出了更多更高的 要求，比如豆浆的细滑程度，而这个和豆浆的打磨方式有关。现有豆浆机的豆子打磨是通过 装置内刀片的快速机械转动，对豆子进行多次切割来实现的。但是为了使打磨更加充分，豆 浆机除了尽可能加快刀片转动速度外，只能通过增加打磨时间来增加切割的次数，效率不 高，并且由于切割所需功率较大，不能连续切割。正因如此，为了提高整个制作豆浆的效率， 在暂停切割的时候进行加热，即用间隙式的加热。另外，通过刀片机械旋转切割出的豆浆 经常会出现打磨不够充分的情况，存有豆渣，这使得豆浆的口感大打折扣；为了避免豆渣存 在，有的豆浆机配置网罩对豆渣进行过滤，这又造成腔体清洗上的麻烦。在专利《一种超声 粉碎豆浆机》（专利号申请号201220514269. 8)提出使用超声波打磨来代替刀片打磨的方 法，该方法利用超声波的空化作用和机械效应来粉碎液体中的颗粒，需要的功率较高，由于 一开始豆子的颗粒比较大，而超声波传递的机械能在液体中形成有效的搅动与流动是针对 于比较小的液体颗粒，所以作用时间长，效率不高。 另一方面，豆浆的浓度也会影响到豆浆的口感和营养价值。对于普通消费者来说， 熟练和准确地掌握豆子与水的比例并不是一件十分容易的事情，这就可能制作出浓度让自 己不满意的豆浆，而现在市面上的豆浆机并不能对豆浆浓度进行调整和控制。 对于豆浆浓度的测定属于液体浓度测量范畴，测量液体浓度的传统方法是化学方 法，该法主要是通过添加化学试剂，使溶液产生化学反应，生成不溶解的物质，再测量生成 物质的质量，由质量守恒原理推算出原液体的浓度。另外，利用超声波的传播特性受到压 强、温度、介质特质的组成、浓度等条件的影响，在不同的条件下，超声波的反射系数、投射 系数、传播速度、衰减系数等传播特性都不同的原理，也可以测量液体的浓度。显然通过添 加化学试剂来测量豆浆的浓度是不合适的，若要测量豆浆的浓度，只有依据液体的物理特 性，不破坏豆浆本身的成分的超声测量才是可取的。 与此同时，豆浆机基本上都采用顶盖加上腔体分离式的结构，这种结构有两种实 现方式，一是腔体只是纯粹存储豆浆，所有的电路控制都放置在顶盖；二是加热装置放置在 腔体，其余的电路控制放置在顶盖，这样顶盖和腔体之间需要有线连接，所以需要有防水的 电耦合装置，使得顶盖放置在腔体上之后，能控制加热装置何时加热等。电耦合装置是裸露 在外面的，虽然防水，但是老化之后仍然存在安全隐患，且不方便清洗。 综上所述，目前市面上的豆浆机，有如下方面需要进一步改进： 1.豆子以切割为主，导致打磨不够充分，烹制出来的豆浆口感较粗糙；残留豆渣 多，不易清洗； 2.豆浆打磨效率较低，往往通过增加打磨时间来使得打磨更充分一点； 3.豆浆浓度不可调整和控制，豆浆没有制作好之前，无法提前预设和预知豆浆的 口感。 4.豆浆机顶盖和腔体之间的通信采用电耦合装置，存有一定的安全隐患，且不方 便清洗。
技术实现思路
为了克服现有豆浆机打磨不充分、打磨效率低和无法调节豆浆浓度的不足，现提 出，该装置不仅可以利用超声波的机械 效应实现精细打磨和搅拌，还可以通过超声波在豆浆中传播速度的测量获得豆浆浓度的信 息，从而实现豆浆浓度的可控化。 本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。 一种浓度可控的超声波豆浆机装置，包括腔体、顶盖、底座、打磨装置和加热装置， 所述腔体由外壳和内腔组成，其还包括检测装置、顶盖显示控制模块和腔体辅助控制模块； 外壳和内腔之间形成一个夹层，夹层中安装检测装置和加热装置，所述打磨装置包括机械 刀片打磨器和超声打磨器；所述检测装置包括超声发射换能器、超声接收换能器、温度传感 器；超声发射换能器和超声接收换能器分别位于腔体相互正对的两侧且位于所述夹层中， 在内腔中分别露出一个探头便于发射和接收；超声发射换能器发射线性调频超声波，超声 接收换能器接收透过豆浆的透射波；这两个换能器配合顶盖显示控制模块和腔体辅助控制 模块，共同完成豆浆浓度探测的工作；所述温度传感器安装在内腔壁上且与超声发射换能 器和超声接收换能器在同一高度，用于进行温度探测，及时向顶盖显示控制模块反馈实时 的温度信息，用于计算豆浆浓度和并作为加热进程中的温度信息；腔体辅助控制模块用于 实现机械刀片打磨器、检测装置与顶盖显示控制模块之间的无线通信。 进一步优化地，所述机械刀片打磨器可拆卸式安装在内腔的最底端，用于对黄豆 进行初级切割；机械刀片打磨器通过底座直接连通电源；所述超声打磨器安装在豆浆机的 顶盖上，其发射的超声波对已经经过初级切割后的黄豆颗粒进行微米级打磨。 进一步优化地，所述加热装置通过夹层直接连通电源，用于完成豆浆制作的工序 中最后的煮沸工作。 进一步优化地，顶盖与腔体之间为分离式结构且能相互闭合。 进一步优化地，所述顶盖显示控制模块包含主控单元、无线收发单元、处理单元、 外部显示设备和操作面板，主控单元通过无线收发单元发送指令给腔体辅助控制模块，然 后通过腔体辅助控制模来控制机械刀片打磨器、检测装置和加热装置的工作；超声打磨器 直接与主控单元连接并由主控单元直接控制；无线收发单元把主控单元需发送的指令传给 腔体辅助控制模块，并接收由腔体辅助控制模块中的无线收发单元传回的信号，传回的信 号包括由检测装置获取的超声波接收信号和由温度传感器获得的温度信号；处理单元包括 声速计算单元、存储器和浓度计算单元，声速计算单元根据检测装置的发射超声波和接收 超声波进行超声声速计算；存储器用于存放反映声速、温度和豆浆浓度对应关系的经验曲 面数据和口感经验数据；浓度计算单元根据声速计算单元计算出来的声速和由温度传感器 处获得的温度数据与存储器内的经验曲面数据进行对比分析，得到豆浆浓度值，并根据口 感经验数据得到口感状况；外部显示设备和操作面板用于人机交互以及在主控单元控制下 发出提不音，提不音包括浓度检测完成的提不音和?衆制作完成的提不音。 进一步优化地，所述顶盖显示控制模块还包括微型电池，微型电池为顶盖显示控 制模块的主控单元、无线收发单元、处理单元、外部显示设备和操作面板提供电源。 进一步优化地，所述腔体辅助控制模块包含无线收发单元和辅助控制单元；其中 无线收发单元负责和顶盖显示控制模块进行无线通信，包括：接收顶盖显示控制当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种浓度可控的超声波豆浆机装置 ，包括腔体、顶盖、底座、打磨装置和加热装置，所述腔体由外壳和内腔组成，其特征在于还包括检测装置、顶盖显示控制模块和腔体辅助控制模块；外壳和内腔之间形成一个夹层，夹层中安装检测装置和加热装置，所述打磨装置包括机械刀片打磨器和超声打磨器；所述检测装置包括超声发射换能器、超声接收换能器、温度传感器；超声发射换能器和超声接收换能器分别位于腔体相互正对的两侧且位于所述夹层中，在内腔中分别露出一个探头便于发射和接收；超声发射换能器发射线性调频超声波，超声接收换能器接收透过豆浆的透射波；这两个换能器配合顶盖显示控制模块和腔体辅助控制模块，共同完成豆浆浓度探测的工作；所述温度传感器安装在内腔壁上且与超声发射换能器和超声接收换能器在同一高度，用于进行温度探测，及时向顶盖显示控制模块反馈实时的温度信息，用于计算豆浆浓度和并作为加热进程中的温度信息；腔体辅助控制模块用于实现机械刀片打磨器、检测装置与顶盖显示控制模块之间的无线通信。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹燕，阳赵阳，邝伟辉，韦岗，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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