一种制冰机的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一制冰机的控制系统，包括：传感模块，用于实时检测供排水机构中与制冰腔连通的第三管路的排水流速；人机交互模块，用于用户指定的制冰模式；第一控制模块，用于控制升降机构驱动制冰腔底座与制冰腔本体拼合形成制冰腔；第二控制模块，用于控制供排水机构向制冰腔内进行二次供水；第三控制模块，用于控制制冷机构开始制冷，使得制冰腔本体和制冰腔底座自密封以及密封后制冰腔内的制冰液体凝结成冰；第四控制模块，用于根据当前时刻的排水流速判断当前冰块体积是否达到预设体积阈值，若是，判定当前已完成制冰；第五控制模块，用于当完成制冰后，控制制冷机构开始制热，以将制冰腔本体和制冰腔底座进行自解封，从而进行出冰。进行出冰。进行出冰。

【技术实现步骤摘要】
一种制冰机的控制系统
优先权申请
[0001]本申请要求2023年5月15日提交的中国专利技术专利申请【2023105451232】“【一种制冰机、制冰机系统、制冰方法】”、【2023106378111】“【制冰机的供水系统、制冰方法及制冰过程中的自密封方法】”的优先权，该优先权专利技术专利申请以引用方式全文并入。


[0002]本专利技术涉及制冰技术，尤其涉及一种制冰机的控制系统。

技术介绍

[0003]在家庭和商业应用中，冰通常形成为固体立方体，诸如月牙状立方体或大体矩形块。此类立方体的形状通常由冷冻过程中的环境决定。例如，制冰机可以接收液态水，并且此类液态水可以在制冰机内冻结以形成冰块。特别地，某些制冰机包含限定多个腔的冷冻模。该多个腔可以填充有液态水，并且此类液态水可以在该多个腔内冻结以形成固体冰块。在典型的制冰器具中，在冷冻过程中，待冻结的水中含有的杂质和气体可能会滞留在固化的冰块中。例如，由于杂质和气体无法逸出并且作为冰块表面的冷冻液体到固相的变化的结果，杂质和气体可能会滞留在冰块的中心或底部表面附近。与滞留的杂质和气体分离或者和滞留的杂质和气体一起，在冰块的外表面上可能会形成暗淡或浑浊的外观(例如，在冰块的快速冷冻期间)，因此，典型制冰器具所制得的冰块往往透明度较差。而产生不透明的主要原因在于：冰的晶体是一种比较特殊的六角晶系结构，每一个水分子的两个氢原子分别与另两个水分子的氧原子连接，而它的氧原子则与第三个水分子的某一个氢原子连接，由于氢键的特殊方向性，使得冰的晶体结构内部很“空旷”。因此在水结成冰的过程中，体积不是像大多数物质那样缩小，反而要胀大。这就是在水的相变结晶过程中如不施以针对性措施，杂质、溶解性固体和气泡就很难析出，导致生产不出透明冰的原因。
[0004]为了生成透明冰，以满足精品冰雕用冰、餐饮、娱乐、家用等各领域的商业需求，人们在生产和生活实践中积累了很多办法。例如，为了断裂一部分靠范德瓦耳斯力连接的“氢键”键合，使杂质和气泡析出，人们模仿河流冰冻过程，利用机械办法对水进行扰动，对结晶界面进行冲刷。中国专利申请CN116067059A、CN109883096A、CN109883097A、CN210107827U、CN210569417U、CN211400412U等专利技术能够制出透明冰，是基于上述原理。制冰机中为了确定冰块的厚度，从而确定什么时候来收集冰块或排出冰块，通常采用在制冰腔内设置相应的传感器来直接测量所形成的冰块厚度。然而，这种将传感器暴露于制冰液体中，需要非常谨慎地确保它不会被制冰液体影响，或者制冰液体残留在传感器上的不利影响，并且若该冰块是食用冰块，还需要考虑传感器是否符合食用安全卫生。基于此，美国专利号US6405546和US6705090中提出了一种用于测量冰厚度的系统，其利用压力传感器来确定制冰装置的集槽中的水的高度且因此可确定何时集槽中不再有期望的水量而是已在冷冻板上冻结成冰块以使得可以开始冰收获，也即通过观察向制冰装置供水的集水槽中剩余水量来判断冰块体积是否达到预期。然而，这种方式的问题在于：制冰是一个动态过程，并且制
冰过程中，水是不断提供的，同时未冻结的水也会不断地落入集水槽中，因此，若通过集水槽内剩余水量达到预设水位就判定冰块体积达到预期，可能使得实际冰块的体积大于预期冰块；并且，通过预先设定水位来表征冰块体积达到预期，然后触发停止制冰收获冰块，无法直观地体现制冰过程，从而无法制备趣味冰块。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种制冰机的控制系统，其一定程度地解决或减缓上述技术问题，能够更实现冰块厚度的非直接测量。
[0006]为了解决上述所提到的技术问题，本专利技术具体采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种制冰机的控制系统，所述制冰机包括：用于驱动制冰腔底座升降的升降机构，用于向所述制冰机的制冰腔内注入制冰液体和排出制冰过程中废液的供排水机构，用于对所述制冰腔内的制冰液体进行搅拌的搅拌机构，用于制冰的制冷机构；相应地，所述控制系统包括：传感模块，用于实时检测制冰过程中，所述供排水机构中与所述制冰腔连通的第三管路中排水流速V0；人机交互模块，用于响应于用户指定的制冰模式，生成相应的触发信号；所述制冰模式包括：制备透明冰块，或者，制冰趣味冰块；第一控制模块，与所述人机交互模块相连，用于根据所述触发信号生成第一控制指令并发送至所述升降机构，以控制所述升降机构驱动所述制冰腔底座上升，以与制冰腔本体拼合形成制冰腔；第二控制模块，用于当所述制冰腔底座与所述制冰腔本体拼合形成制冰腔后，生成第二控制指令并发送至所述供排水机构，以控制所述供排水机构向所述制冰腔内首次充入第一液位的制冰液体；所述第一液位高于所述制冰腔本体与所述制冰腔底座重叠部分的间隙的最低位置，且大于或等于所述间隙的最高位置；以及当所述制冰腔本体与所述制冰腔底座之间完成自密封之后，控制所述供排水机构再次向所述制冰腔内充入制冰液体，以使得所述制冰液体充盈所述制冰腔；第三控制模块，用于当所述供排水机构向所述制冰腔内首次输入第一液位的制冰液体后，生成第三控制指令并发送至所述制冰机构，以控制所述制冷机构开始制冷，使得所述间隙内的制冰液体凝结以将所述制冰腔本体和所述制冰腔底座自密封；以及当所述制冰腔内充盈所述制冰液体后，生成第四控制指令并发送至所述制冷机构，以控制所述制冷机构再次开始制冷，使得所述制冰腔内的制冰液体开始凝结成冰；第四控制模块，用于根据当前时刻的所述排水流速进行积分得到截止到当前时刻的总排水量A＝∫V0dt，并根据当前时刻的总排水量计算得到当前时刻的冰块体积A
′
＝10A，判断所述冰块体积是否达到预设体积阈值，若是，判断当前已完成制冰；第五控制模块，用于当所述第四控制模块判定当前完成制冰后，生成第五控制指令并发送至所述制冷机构，以控制所述制冷机构开始制热，以将所述制冰腔本体和所述制冰腔底座进行自解封，从而进行出冰。
[0008]在一些实施例中，所述控制系统还包括：第八控制模块，用于当所述制冰模式为制冰趣味冰块，且所述制冰腔内充盈所述制冰液体后，根据预存的气泡生成规划中趣味冰块中气泡的位置和形状，以及根据所述排水流速计算得到的当前结冰速度V，控制所述搅拌机构以预设的搅拌速度I，或搅拌速度II，或搅拌速度III搅拌制冰液体，从而制备得到含气泡的趣味冰块；其中，所述搅拌速度I＞当前结冰速度V＞所述搅拌速度II＞所述搅拌速度III，所述当前结冰速度V*(ρ
水
‑
ρ
冰
)＝排水流速V0。其中，ρ
水
和ρ
冰
分别是水和冰块的密度。
[0009]在一些实施例中，所述气泡生成规划具有包括：若当前时刻需要在冰块中制备含
圆柱形气泡状，将所述搅拌机构的搅拌速度设定为所述搅拌速度II；若当前时刻需要在冰块中制备含球形气泡的冰块，将所述搅拌机构的搅拌速度设定为所述搅拌速度III；若当前时刻不需要在冰块中制备气泡，将所述搅拌机构的搅拌速度设定为所述搅拌速度I。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冰机的控制系统，其特征在于，所述制冰机包括：用于驱动制冰腔底座升降的升降机构，用于向所述制冰机的制冰腔内注入制冰液体和排出制冰过程中废液的供排水机构，用于对所述制冰腔内的制冰液体进行搅拌的搅拌机构，用于制冰的制冷机构；相应地，所述控制系统包括：传感模块，用于实时检测制冰过程中，所述供排水机构中与所述制冰腔连通的第三管路中排水流速V0；人机交互模块，用于响应于用户指定的制冰模式，生成相应的触发信号；所述制冰模式包括：制备透明冰块，或者，制冰趣味冰块；第一控制模块，与所述人机交互模块相连，用于根据所述触发信号生成第一控制指令并发送至所述升降机构，以控制所述升降机构驱动所述制冰腔底座上升，以与制冰腔本体拼合形成制冰腔；第二控制模块，用于当所述制冰腔底座与所述制冰腔本体拼合形成制冰腔后，生成第二控制指令并发送至所述供排水机构，以控制所述供排水机构向所述制冰腔内首次充入第一液位的制冰液体；所述第一液位高于所述制冰腔本体与所述制冰腔底座重叠部分的间隙的最低位置，且大于或等于所述间隙的最高位置；以及当所述制冰腔本体与所述制冰腔底座之间完成自密封之后，控制所述供排水机构再次向所述制冰腔内充入制冰液体，以使得所述制冰液体充盈所述制冰腔；第三控制模块，用于当所述供排水机构向所述制冰腔内首次输入第一液位的制冰液体后，生成第三控制指令并发送至所述制冰机构，以控制所述制冷机构开始制冷，使得所述间隙内的制冰液体凝结以将所述制冰腔本体和所述制冰腔底座自密封；以及当所述制冰腔内充盈所述制冰液体后，生成第四控制指令并发送至所述制冷机构，以控制所述制冷机构再次开始制冷，使得所述制冰腔内的制冰液体开始凝结成冰；第四控制模块，用于根据所述传感模块监测到的当前时刻的所述排水流速计算得到截止到当前时刻的总排水量A＝∫V0dt，并根据当前时刻的总排水量计算得到当前时刻的冰块体积A
′
＝10A，判断所述冰块体积是否达到预设体积阈值，若是，判定当前已完成制冰；第五控制模块，用于当所述第四控制模块判定当前完成制冰后，生成第五控制指令并发送至所述制冷机构，以控制所述制冷机构开始制热，以将所述制冰腔本体和所述制冰腔底座进行自解封，从而进行出冰。2.根据权利要求1所述的一种制冰机的控制系统，其特征在于，还包括：第八控制模块，用于当所述制冰模式为制冰趣味冰块，且所述制冰腔内充盈所述制冰液体后，根据预存的气泡生成规划中趣味冰块中气泡的位置和形状，以及根据所述排水流速计算得到的当前结冰速度V，控制所述搅拌机构以搅拌速度I，或搅拌速度II，或搅拌速度III搅拌制冰液体，从而制备得到含气泡的趣味冰块；其中，所述搅拌速度I＞当前结冰速度V＞所述搅拌速度II＞所述搅拌速度III，所述当前结冰速度V*(ρ
水
‑
ρ
冰
)＝排水流速V0。3.根据权利要求2所述的一种制冰机的控制系统，其特征在于，所述气泡生成规划具有包括：若当前时刻需要在冰块中制备含圆柱形气泡状，将所述搅拌机构的搅拌速度设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵宇恒，王梓昂，刘震宇，
申请(专利权)人：重庆明月湖智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：