免沸节能火锅装置及其免沸控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种免沸节能火锅装置及其免沸控制方法。温度传感器安装在火锅侧壁上，温度传感器经导线与免沸控制组件连接，通过温度传感器对锅内温度检测，免沸控制组件先检测并记录锅内沸点，然后通过锅内温度与火锅沸点比较判断控制电磁炉的加热源进行功率控制，将火锅内部温度控制在沸点以下但接近沸点，达到节能节水且不影响火锅食用的目的。本发明专利技术实现沸点准确判断和锅内温度精确自动控制在沸点以下但接近沸点的合适温度，避免了水持续沸腾时浪费大量的热量和水分，起到了节能节水的作用，也方便人们使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种免沸节能火锅装置及其免沸控制方法，智能控制火锅内温度低于但接近沸点。
技术介绍
变点测沸技术是一种新的沸点检测技术。由于火锅成分复杂，加上使用所处海拔不同，导致火锅沸点不一，此技术可以准确地检测沸点，为之后其他控制提供精确基准。目前，人们日常生活中使用的可调功率的火锅，如电磁炉，是由锅具及与其相连的加热装置组成的。加热装置内部有调节功率的控制电路。这些控制电路通常有振荡电路、保护电路、脉宽调控电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路等，人们可以通过面板上的按钮来控制电路中电学原件的通断，进而控制加热的功率。使用的时候，人们通过主观感觉来调节加热的功率，这样一来不方便，二来因为调节不及时，会造成一定的能源损耗，煮火锅时尤为明显。另外，在煮火锅的过程中，为了保证锅内液体处于高温以达到煮熟食物的目的，通常使用一个较高的加热功率将火锅维持在沸腾状态。在此条件下，输入功率的一部分用于维持高温液体与锅体的散热，另一部分将水汽化，形成沸腾现象。但火锅汤液的沸点是基本固定的，第二部分做功并不能提高温度和效率。为此，每年中国约浪费掉230.0亿度电能以及散失水量0.23亿立方米，浪费极大。
技术实现思路
为了克服现有的火锅无自动调节功率功能或者调节不及时的缺点，以及煮火锅时汤料持续沸腾导致的电能，淡水浪费的问题，本专利技术提供一种免沸节能火锅装置及其免沸控制方法，不但可以检测火锅内沸点，调节加热的功率，将火锅汤料的温度控制在临近汤料沸点而不使其沸腾的温度，也可自动检测加菜过程，在火锅加菜后调节功率至最大。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一、一种免沸节能火锅装置：本专利技术包括安装在电磁炉内部的免沸控制组件和与免沸控制组件连接的温度传感器，温度传感器安装在火锅侧壁上，温度传感器经导线与免沸控制组件连接，通过温度传感器对锅内温度检测，免沸控制组件先通过变点测沸技术检测沸点，然后通过锅内温度与火锅沸点比较判断控制电磁炉的加热源进行功率控制，将火锅内部温度控制在沸点以下但接近沸点，达到节能节水的免沸。所述的温度传感器探头端穿过火锅侧壁伸入到其锅内液体中。所述的免沸控制组件包括安装在电磁炉内部的信号放大电路、A/D转化电路、信号处理电路和IGBT管驱动电路，温度传感器的信号输出端依次经信号放大电路、A/D转化电路、信号处理电路、IGBT管驱动电路后与电磁炉的加热线圈连接，采用信号处理电路控制IGBT驱动电路调节电磁炉的加热功率。所述的IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2和IGBT管Q3，IGBT管Q3的集电极与信号处理电路连接，IGBT管Q3的发射极分别经电阻R6和二极管ZD1连接到其基极，IGBT管Q3的发射极接地，IGBT管Q3的基极经电阻R7连接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电容C11后与其基极连接，IGBT管Q3的的集电极分别经电阻R43、二极管D5后与三极管Q2的发射极、集电极连接，三极管Q2的集电极经电容C1后接地，三极管Q2接电源电压，三极管Q1和三极管Q2的基极相连后经电阻R18后接电源电压；所述的信号处理电路向IGBT管驱动电路输入低电平，IGBT管Q3关断；输入高电平，IGBT管Q3导通。所述的信号处理电路采用单片机，采用单片机控制IGBT驱动电路进而调节功率。二、一种免沸节能火锅的免沸控制方法，其特征在于：采用上述装置，通过安装在火锅侧壁上的温度传感器对锅内液体检测温度，进而处理获得火锅的沸点，以检测获得的沸点T为基准，进入免沸控温模式，实时通过锅内温度与t0、t1进行比较判断控制电磁炉的加热源进行功率控制，将火锅锅内温度控制在合适温度t0～t1，达到节能节水的免沸。免沸是指温度接近沸点：t0～t1，即接近沸腾但不沸腾状态。所述的合适温度t0～t1为火锅的沸点以下且接近沸点，但高于火锅煮食安全温度t’所述火锅的沸点具体采用以下方式获得：在火锅首次加热过程中，采用最大功率加热，等时间间隔采集温度数据，并进而处理获得计算处理值与变点阈值比较获得沸点，若计算处理值小于等于变点阈值，则此时温度作为火锅的沸点，若计算处理值大于变点阈值，则此时温度不作为火锅的沸点，继续以最大功率加热。所述的计算处理值为温度方差值或者温度斜率值，所述的温度斜率值为一定时间内前半部分的温度数据的平均值与后半部分的温度数据的平均值之间斜率。通过所述免沸控制组件在首次沸腾时获得火锅沸点T，然后进入免沸控温模式，通过关停加热源将温度控制在接近沸点的第一近沸点温度t0与第二近沸点温度t1之间，t’<t0<t1<T，t’表示安全温度。记录沸点后立即采用低功率加热，待锅内温度低于t0时采用大功率加热，锅内温度高于t1时采用低功率加热，循环往复。所述低功率应使得锅内温度不足以维持t0及以上温度，所述大功率应使得锅内温度不能维持在t1以及以下温度。若由于外界因素，温度低于安全温度t’，则认为进行了加水、加菜等操作，立即满功率运行，再次让其沸腾，检测沸点，否则一直处于免沸控温模式。本专利技术结合了变点测沸技术与温度控制技术，通过变点测沸技术来检测沸点并记录。本专利技术的火锅主要指的是火锅一类的敞口煮食锅。在煮火锅过程中，温度传感器采集一系列的温度信号转化为电信号交由单片机处理。单片机通过计算一定时间间隔内的温度方差(或温度变化率)，将其与预定值进行比对，当方差小于预定值时，证明锅内的温度已达到恒定，记录此时温度为沸点，进入免沸控温模式。此时通过IGBT驱动电路，采用PWM技术或其他技术调节加热功率，将锅内液体的温度维持在预设温度，即液体的沸点以下适合温度。在此模式，若由于加菜等操作使得锅内温度突然下降至某一温度下限，则将功率调整为最大功率，重新循环，即检测沸点，进入恒温模式。由于锅内液体的沸点不恒定，难以通过事先设定低于液体沸点而不会对煮食物的时间及食物的口感产生影响。本专利技术的有益效果是：所需部件较简单，成本较低廉，实现火锅功率的自动调节，减少人手动调节功率次数与调节不及时的能耗。同时，将火锅内的液体控制在沸点以下而接近沸点的温度，在几乎不影响食物口感和煮熟速度的前提下节省了用水量与能量(经过改造电磁炉模型验证，在火锅使用过程，可实现节约73.3％的电量，减少74.7％的水分散失，以及附带减少约37.2％的亚硝酸盐产生的巨大效益)。附图说明图1是本专利技术温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免沸节能火锅装置，其特征在于：包括安装在电磁炉(2)内部的免沸控制组件和与免沸控制组件连接的温度传感器，温度传感器(3)安装在火锅(1)侧壁上，温度传感器(3)经导线与免沸控制组件连接，通过温度传感器(3)对锅内温度检测，免沸控制组件先通过变点测沸方法检测沸点并记录，然后通过锅内温度与火锅沸点比较判断控制电磁炉(2)的加热源进行功率控制，将火锅(1)内部温度控制在沸点以下但接近沸点，达到节能节水的免沸。

【技术特征摘要】
1.一种免沸节能火锅装置，其特征在于：包括安装在电磁炉(2)内部的
免沸控制组件和与免沸控制组件连接的温度传感器，温度传感器(3)安装在火
锅(1)侧壁上，温度传感器(3)经导线与免沸控制组件连接，通过温度传感
器(3)对锅内温度检测，免沸控制组件先通过变点测沸方法检测沸点并记录，
然后通过锅内温度与火锅沸点比较判断控制电磁炉(2)的加热源进行功率控
制，将火锅(1)内部温度控制在沸点以下但接近沸点，达到节能节水的免沸。
2.根据权利要求1所述的一种免沸节能火锅装置，其特征在于：所述的温
度传感器(2)探头端伸入到其锅内液体中。
3.根据权利要求1所述的一种免沸节能火锅装置，其特征在于：所述的免
沸控制组件包括安装在电磁炉(3)内部的信号放大电路、A/D转化电路、信号
处理电路和IGBT管驱动电路，温度传感器(2)的信号输出端依次经信号放大
电路、A/D转化电路、信号处理电路、IGBT管驱动电路后与电磁炉(2)的加
热线圈连接，采用信号处理电路控制IGBT驱动电路调节电磁炉(2)的加热功
率。
4.根据权利要求3所述的一种免沸节能火锅装置，其特征在于：所述的
IGBT驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2和IGBT管Q3，IGBT管Q3的集电
极与信号处理电路连接，IGBT管Q3的发射极分别经电阻R6和二极管ZD1连
接到其基极，IGBT管Q3的发射极接地，IGBT管Q3的基极经电阻R7连接到
三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电容C11后与其基极连接，IGBT
管Q3的的集电极分别经过电阻R43、二极管D5后与三极管Q2的发射极、集
电极连接，三极管Q2的集电极经电容C1后接地，三极管Q2接电源电压，三
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白清城，李嘉祺，陈帅帅，易宁彤，王沛玥，吴杰逊，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33