一种电磁灶上测温目标体的测温装置及测温方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电磁灶上测温目标体的测温装置，包括位于电磁灶面板的下方的红外探头、红外光源，设置在电磁灶面板上并位于电磁灶面板上的红外检测区域旁的温度检测元件，与红外探头、红外光源、温度检测元件电连接的控制器，红外光源位于红外探头旁且与红外探头在电磁灶面板上的检测区域相匹配，红外探头内具有温敏器件。本发明专利技术还涉及一种电磁灶上测温目标体的测温方法，在实时计算测温目标体的红外参数，同时实时获取电磁灶面板温度、电路板温度，以及实时获取的红外探头获取的能量的基础上实现测温目标体温度的计算。本发明专利技术中的测温装置结构简单，测定方法操作方便容易，并且获取的温度数据更加准确。

A Temperature Measuring Device and Method for Target Body on Electromagnetic Cooker

【技术实现步骤摘要】
一种电磁灶上测温目标体的测温装置及测温方法
本专利技术涉及温度检测
，特别涉及一种电磁灶上测温目标体的测温装置，还涉及一种电磁灶上测温目标体的测温方法。
技术介绍
在现有测温技术中，有接触测温和非接触测温两大类。接触测温一般使用热敏电阻或是热电偶等热敏器件。接触测温本身就会有延迟，因为待测物体要传热给热敏器件，才能进行测量。并且热敏器件的温度耐受能力有限，应用在高温器件测温环境中老化速度快，并且在一些应用环境中也无法实现与测温目标物的直接接触，应用范围受限。非接触测温主要是红外测温，通常采用红外探头进行测温。红外探头主要利用辐射热效应，使得使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使红外探头中某一性能随着温度的变化而发生变化，进而获取温度信号。根据光学原理，α+ρ+τ＝1，其中α表示吸收率，ρ表示反射率，τ表示透射率。根据基尔霍夫定律可知，α＝ε，其中ε表示发射率，对于不透明材质的物体，τ＝0，则有ε+ρ＝1，即不透明物体表面的反射率越高和发射率成反比。红外测温中，发射率的测定是必须进行的工作。而红外探头在生产时会使用发射率接近1的黑体进行温度标定。不同的生产商选用的黑体的反射率不尽相同，但是红外探头中的发射率则设定为一个固定值。同样温度的物体，会因为材质的不同而导致物体的发射率不同，进而会引起温度测量误差。导致检测获取的温度结果会存在较大的误差。电磁灶上放置的锅具等进行测温时，由于有电磁灶的面板阻隔因素，电磁灶上放置物品的红外测温相应比较繁琐。利用电磁灶内的红外探头对放置在电磁灶上的物品进行测温时，存在以下难题：电磁灶上放置待测物品表面发射率未知；面板红外线透过率未知；面板也有较高的温度，也会发射红外线。为了解决这些测温的难题，则出现了在面板上对应红外探头的位置开孔，或是红外探头外置。开孔会降低电磁灶面板的强度，存在安全隐患，并且影响电磁灶美观清洁，实用性差。而将红外探头外置设置则很难测量电磁灶上物品底部的温度，仅能测量物品侧面的温度。如此，在测温过程中溅射到红外探头上的油污、环境的腐蚀等外界因素会直接影响红外探头的测温精度，存在测温干扰因素多、不美观、不利于清洁等问题，实用性也差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够在使用过程中检测测温目标体的反射率以实现测温目标体温度计算，进而提高温度检测准确率的电磁灶上测温目标体的测温装置及测温方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：包括红外探头，内置有能够获取温度信号的温敏器件，所述红外探头设置在电磁灶内并位于电磁灶面板的下方；红外光源，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板的下方，所述红外光源位于红外探头旁；温度检测元件，设置在所述电磁灶面板上并位于红外探头在电磁灶面板上的检测区域旁，用于检测电磁灶面板的温度；控制器，分别与所述红外探头、红外光源、温度检测元件电连接。为了能够获取电磁灶面板、电路板的红外参数，还包括能与所述控制器电连接的备用红外探头，所述备用红外探头用于放置在电磁灶面板上方与所述红外探头呈镜像对称的位置使用。优选地，所述红外探头、红外光源集成设置在一块电路板上。优选地，所述控制器也集成设置在所述电路板上。所述红外光源的设置位置与所述红外探头在电磁灶面板上的检测区域相匹配，以使得所述红外探头能够检测到红外光源经反射的红外光。一种电磁灶上测温目标体的测温方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取控制器中存储的电磁灶面板的透射率τ0、电磁灶面板的反射率为ρ0以及电磁灶面板的发射率为ε0，获取控制器中存储的电路板的发射率为ε2，获取控制器中存储的红外光源可接收能量的总和Es，获取控制器中存储的标准黑体辐射的红外能量中能够被红外探头接收到部分的能量E与标准黑体温度T的函数关系E＝f(T)；S2、在电磁灶面板上未放置测温目标体的前提下，控制器控制打开和关闭红外光源；红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E1并传送至控制器，红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E2并传送至控制器；S3、在电磁灶面板上放置测温目标体，且将测温目标体放置在红外探头的检测区域内，控制器控制打开和关闭红外光源；红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E5并传送至控制器，红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E6并传送至控制器；S4、控制器计算红外光源发射的红外能量经过电磁灶面板透射后，进而经过待测目标体底面反射，再经过电磁灶面板透射，最终被红外探头接收到的红外能量Er；Er＝(E5-E6)-(E1-E2)＝Es*τ0*ρ1*τ0；(公式1)其中ρ1为测温目标体的反射率；根据公式1可得，由于测温目标体的透射率τ1＝0，根据公式2计算测温目标体的发射率ε1；S5、控制器实时接收红外探头获取的红外能量数据e；e＝Ea+Eb+Ec+Ed；(公式4)其中Ea表示红外探头接收的电磁灶面板的下表面辐射的红外能量；Ea＝ε0*f(T0)；(公式5)T0表示电磁灶面板的温度，T0由温度检测元件检测获取并传送给控制器；Eb表示电磁灶面板的上表面辐射的红外能量经电磁灶上放置的测温目标体底部反射后，再经过电磁灶面板透射后而被红外探头接收的红外能量；Eb＝ε0*f(T0)*ρ1*τ0；(公式6)Ec表示电磁灶上放置的测温目标体底部辐射的红外能量经电磁灶面板透射后而别红外探头接收的红外能量；Ec＝ε1f(T1)*τ0；(公式7)其中T1表示电磁灶上放置的测温目标体的温度；Ed表示红外探头附近电路板辐射的红外能量经过电磁灶面板的下表面反射后而被红外探头接收的能量部分，以及电路板辐射的红外能量透过电磁灶面板后经测温目标体底部反射再透过电磁灶面板而被红外探头接收的能量部分之和；Ed＝ε2*f(T2)*(ρ0+τ0*ρ1*τ0；(公式8)其中T2表示电路板的温度，T2由红外探头内的温敏器件检测获取并传送给控制器；根据公式4至公式8，可得：e＝ε0*f(T0)+ε0*f(T0)*ρ1*τ0+ε1f(T1)*τ0+ε2*f(T2)*(ρ0+τ0*ρ1*τ0)；(公式9)S6、控制器根据公式9计算获取电磁灶上放置的测温目标体的温度T1。作为改进，在未放置电磁灶面板的情况下红外探头能够接收的红外光源能量的总和Es的获取方法为：S-A、将备用红外探头放置在电磁灶面板安装位置上方与红外探头呈镜像对称的位置；S-B、控制红外光源保持关闭状态，在未安装放置电磁灶面板时，备用红外探头检测获取的红外光源的红外能量数据E并传送至控制器；S-C、打开红外光源，备用红外探头检测获取的红外光源的红外能量数据E0并传送至控制器；S-D、控制器计算备用红外探头在未放置电磁灶面板的情况下能够接收的红外光源能量的总和Et＝E0－E；Es＝Et＝E0－E。作为改进，记电磁灶面板、电路板为基础目标体，基础目标体的红外参数的获取方法为：S100、放置基础目标体，使得红外探头和备用红外探头镜像对称分布在基础目标体检测面的两侧；S200、控制器控制打开和关闭红外光源；红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E11并传送至控制器，红外探头检测红外光源关闭时获取的红外能量数据E22并传送至控制器；备用红外探头检测红外光源打开时获取的红外能量数据E3并传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：包括红外探头(1)，内置有能够获取温度信号的温敏器件，所述红外探头(1)设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(6)的下方；红外光源(2)，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(6)的下方，所述红外光源(2)位于红外探头(1)旁；温度检测元件(3)，设置在所述电磁灶面板(6)上并位于红外探头(1)在电磁灶面板(6)上的检测区域旁，用于检测电磁灶面板(6)的温度；控制器(4)，分别与所述红外探头(1)、红外光源(2)、温度检测元件(3)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：包括红外探头(1)，内置有能够获取温度信号的温敏器件，所述红外探头(1)设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(6)的下方；红外光源(2)，设置在电磁灶内并位于电磁灶面板(6)的下方，所述红外光源(2)位于红外探头(1)旁；温度检测元件(3)，设置在所述电磁灶面板(6)上并位于红外探头(1)在电磁灶面板(6)上的检测区域旁，用于检测电磁灶面板(6)的温度；控制器(4)，分别与所述红外探头(1)、红外光源(2)、温度检测元件(3)电连接。2.根据权利要求1所述的电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：还包括能与所述控制器(4)电连接的备用红外探头(5)，所述备用红外探头(5)用于放置在电磁灶面板(6)上方与所述红外探头(1)呈镜像对称的位置使用。3.根据权利要求1或2所述的电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：所述红外探头(1)、红外光源(2)集成设置在一块电路板(7)上。4.根据权利要求3所述的电磁灶上测温目标体(8)的反射率测定装置，其特征在于：所述控制器(4)也集成设置在所述电路板(7)上。5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的电磁灶上测温目标体的测温装置，其特征在于：所述红外光源(2)的设置位置与所述红外探头(1)在电磁灶面板(6)上的检测区域相匹配，以使得所述红外探头(1)能够检测到红外光源(2)经反射的红外光。6.一种电磁灶上测温目标体的测温方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取控制器(4)中存储的电磁灶面板(6)的透射率τ0、电磁灶面板(6)的反射率为ρ0以及电磁灶面板(6)的发射率为ε0，获取控制器(4)中存储的电路板(7)的发射率为ε2，获取控制器(4)中存储的红外光源(2)可接收能量的总和Es，获取控制器(4)中存储的标准黑体辐射的红外能量中能够被红外探头(1)接收到部分的能量E与标准黑体温度T的函数关系E＝f(T)；S2、在电磁灶面板(6)上未放置测温目标体(8)的前提下，控制器(4)控制打开和关闭红外光源(2)；红外探头(1)检测红外光源(2)打开时获取的红外能量数据E1并传送至控制器(4)，红外探头(1)检测红外光源(2)关闭时获取的红外能量数据E2并传送至控制器(4)；S3、在电磁灶面板(6)上放置测温目标体(8)，且将测温目标体(8)放置在红外探头(1)的检测区域内，控制器(4)控制打开和关闭红外光源(2)；红外探头(1)检测红外光源(2)打开时获取的红外能量数据E5并传送至控制器(4)，红外探头(1)检测红外光源(2)关闭时获取的红外能量数据E6并传送至控制器(4)；S4、控制器(4)计算红外光源(2)发射的红外能量经过电磁灶面板(6)透射后，进而经过待测目标体底面反射，再经过电磁灶面板(6)透射，最终被红外探头(1)接收到的红外能量Er；Er＝(E5-E6)-(E1-E2)＝Es*τ0*ρ1*τ0；(公式1)其中ρ1为测温目标体(8)的反射率；根据公式1可得，由于测温目标体(8)的透射率τ1＝0，根据公式2计算测温目标体(8)的发射率ε1；S5、控制器(4)实时接收红外探头(1)获取的红外能量数据e；e＝Ea+Eb+Ec+Ed；(公式4)其中Ea...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元秋，严力峰，钟健，
申请(专利权)人：宁波方太厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33