利用电饭煲酿酒的方法与其控制模块技术

本发明专利技术是一种利用电饭煲酿酒的方法与其控制模块，解决家庭酿酒过程中的保温问题。利用电饭煲的电加热功能，再增加一个专门设计的电子恒温控制模块，串联于电饭煲原来的交流电路中，降低电饭煲的加热功率，控制加热电路的通或断，使得内部温度恒定在适合酿酒的指标上。电子恒温控制模块包含稳压电路、温度传感电路，电压比较电路，无触点延时开关电路等，由热敏电阻获取温度信息并转换成电压，通过电压比较器比较后输出，控制由晶闸管构成的无触点延时开关的通或断。控制模块只有两个接线端子与外部电路相连接。温度传感器与模块的线路板集成在一起，结构的整体性好，能够很方便地将控制模块安装于电饭煲的底部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及ー种电加热装置的温度控制电路，与负载一起串联在交流电路中作为电子开关用，属于电气自动化领域。对于酿酒过程的温度值把握，也与生物技术相关。ニ.
技术介绍
家庭里的电加热器具已经十分普及，如电饭煲、电热水器、电开水壶、电磁炉、电热毯等，人们的生活也从中受着便利。虽然电热器具众多，但是仍存在ー些需要恒温的操作的事务没有对应的电热器具，如家庭酿制米酒、面粉发酵等。通常，这些工作是完全依靠经验，利用发酵过程中产生的热量进行自然保温，来达到制作目的。但这种自然保温很难进行有效控制，尤其在发酵初期以及较为极端的环境下，制作质量难以保证，缺乏制作经验的人更加不好把握品质，甚至于出现微生物污染导致不能食用。发酵的质量与发酵菌种有关系外， 还与发酵过程的温度密切相关。如家庭酿制甜酒酿时，当实际发酵温度明显超出其最适发酵温度吋，发酵菌种的酶体系活性发生变化，从而导致米中的淀粉难以分解为小分子糖以及进ー步水解为こ醇。相反会造成乳酸和こ酸等次级产物的大量生成，从而影响酒酿的风味。如果温度控制得当，不但能够保证酒酿风味，还可以有效抑制杂菌的生长。实际上酿制过程的温度掌握是酿制质量的一个关键因素，如果利用电热器具针对性地控制酿制温度，则不管有、无酿制经验的人员，都能很容易制作出各自理想的食品。当然，家庭也不需要每天酿酒，只是偶尔改善一下口味。正因为如此，市场上也没有专用电热器具出售，造成了家庭食品制作设备的ー个空缺。目前，许多家庭的家用电器不断更新，如有很多电饭煲因为其功能落后、内胆涂层损伤、污垢严重等多种非质量原因被淘汰下来，而其加热功能、安全性能等都没有缺陷，丢弃显得有些可惜，搁置又嫌麻烦。其实电饭煲的结构上决定了它具有很好的保温性能和安全性能，经过适当改装，完全可以成为一个恒温酿酒罐。本人改装了几个，使用效果良好，很受欢迎。使闲置家里的旧物得以利用，关键是操作简单，性能可靠，经济实用。现在食品安全也是ー个客观存在的问题，由于多种经历使得自己对市场上的许多酒精制品实在不敢恭維，而食用自己酿制的米酒从来没有过不适的感觉。可见若家庭自己酿制米酒，其卫生质量更加容易得到保证。本专利所涉及的基础就是利用电饭煲改装成酿酒罐的恒温控制电路模块和方法，适用于家庭制酒、制醋、食品发酵等，也适用于实验室酵母培养、食用菌种类培养等场合。家庭酿制米酒在民间有着悠久的历史，所酿制的米酒是ー种民众喜爱的食品。除了米酒之外，还有许多其他发醇食品。家庭里配备ー个恒温发醇罐，可以在一定程度上提高生活品质。因此，本专利所涉及的装置与方法必定会有很好的推广前景。三.
技术实现思路
本专利技术针对于电饭煲的加热功率、保温温度进行控制，由自己所设计的具有紧凑结构、安装方便的专用模块连接于原电路中。从技术层面上看，具有以下内容特点在原有电饭煲电路的基础上，插入ー个电子控制模块，与电饭煲原有的电加热器、保温开关串联在一起，如附图I所示，以降低加热功率，控制加热电路的通或断，恒定电饭煲内腔的温度。电子控制模块由限流取电电路、稳压电路、温度传感电路，电压比较电路，无触点延时开关电路等组成。由热敏电阻获取温度信息并转换成电压，再通过定值电压比较器比较后输出，控制由晶闸管构成的无触点延时开关的通或断。晶闸管的导通角被设定在90°左右，最好控制在70° 110°之间，使得能够兼顾模块自身取电和电饭煲加热两个需要，具有从串联负载的回路中自取电功能。电子控制模块自身的工作电压依靠电容限流，再经过滤波稳压后获得。温度传感、控制电路等组成一体结构，集成在一块电路板上，控制模块外连部分只有两个接线端、一个导热兼位置固定螺丝孔。具有以上特征性的电子控制模块电原理图如附图2所示。其中的晶闸管T2可以是单向晶闸管也可以是双向晶闸管。整个电子控制模块安装于电饭煲的加热盘低部导热柱上，与原有的保温开关固定在一起。电子控制模块的顶部视图和底部视图如图3所示，其安装位置如附图4所示。电子控制模块有降低电热器具加热功率的作用，由控制晶闸管导通角的方法实 现，一般降至原加热功率的四分之一左右。这样做有ニ个目的一是用来减缓通电期间升温的速度，使温度更趋于平稳；ニ是在交流电的每ー个周期，使晶闸管都留出截止的时间段，这段时用来为模块自身供电，如附图5中的b至t2时间段。这ー时间段由R8X4和T1组成的延时触发完成(參考附图2)， \是双向触发ニ极管。这是ー个双向晶闸通用的触发电路，随着输入的交流电压增大时，通过R8向定时电容C4充电，C4上电压上升。当C4上的电压升至约33V时，双向触发ニ极管T1被击穿，定时电容C4中所储存的电荷通过T1、晶闸管T2触发端放电，晶闸管T2被开通，如附图5中的t2至t3时间段。交流电压过零吋，晶闸管再次被关闭。本专利技术有别于一般电路工作方式的特征是将晶闸管的导通角控制在90°左右，设计中R8、C4.数分别确定为240kQ、0. lyF。若将R8取为200k Ω也可以很正常地工作，实际使用中只要在这ー參考值附近就可以。这样，延时触发的时间约为交流电的四分之一周期，即5毫秒左右。由于采用了这种控制晶闸管导通角的方法，使得电子控制模块能够串联在加热回路中，既可以实现开关的作用，又可以获取自身电路工作所需的电压。对于电子控制模块电路的自身供电采用电容限流方式获取。因电容器在工作时不消耗电功率，使得模块自身功耗较小，发热量较小，工作可靠。限流电容上的电流超前交流电压90°，再加上本专利技术中将晶闸管导通角控制在90°左右，这样，在交流电的半个周期即180°内都可以通过限流电容提供电流，供电电流的时间利用率达到最高，限流电容的容量可以降至最小。交流电压与加热状态下限流电容上电流的相位关系如图5的波形曲线所示。实际限流电容规格取为O. lyF/630V，这样，在为模块自身提供足够工作电流的同时，还可以留出一定的裕量，保证在电网电压有所降低时也能正常工作。电容量确定的依据如下限流电容器容抗为:ル在半个周期内，电容上电流的有效值为zC =て夂=ニy = 6.8 —。平均到整个周期的平均电流约为3. 4mA，足够控制电路的用电需要。以上也就是采用电容限流方法的原因，如果采用电阻限流必定会造成自身功耗过大，直接影响测温效果，甚至于损坏模块。若采用其他电源电路，则成本増加，体积増大，都不是理想的选择。电压比较器LM393的输出为集电极开路形式，可以直接连接含有延时触发功能的晶闸管触发电路R8X4和1\。ニ极管D4是用于交流电压负半周期间，短接定时电容，使之无法再触发晶闸管开通。即交流电 压负半周期间，晶闸管处于关闭状态。同时，ニ极管D4的引入，使得电压比较器输出端不会被加上反向电压，保护了电压比较器免遭损坏。这ー处理方式也是本专利技术区别于其他控制电路的ー个特征。由此也可见，使用双向晶闸管和使用单向晶闸管的效果是ー样的。模块的位置固定部件与热传递部件合为一体，位于电路板的一个边角上，使得他能够用螺丝直接拧在电饭煲加热盘为保温开关而设置的导热柱上，如附图2所示。这种处理方式使得安装简便，并且热传导性能可靠，温度变化的感知速度快且可靠。由热敏电阻感知导热部件传递过来的温度，转换成电压的变化，再由电压比较器LM393输出。当温度低于设定值时，比较器输出口开路，晶闸管按照预定的导通角开通，电饭煲处于加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种利用电饭煲酿酒的方法及其控制装置，其特征是交流电路中附加电子控制模块与电饭煲原有的电加热器、保温开关串联在一起，以降低加热功率，控制加热电路的通或断，恒定电饭煲内腔的温度；电子控制模块由限流取电电路、稳压电路、温度传感电路，电压比较电路，无触点延时开关电路等组成；由半导体热敏电阻获取温度信息并转换成电压，再通过定值电压比较器比较后输出，控制由晶闸管构成的无触点延时开关的通或断；晶闸管的导通角被设定在70° 110°之间；电子控制模块自身的工作电压依靠电容限流，再经过滤波稳压后获得；温度传感、控制电路等组成一体结构，集成在一块电路板上，控制模块外连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈益敏，
申请(专利权)人：陈益敏，
类型：发明
国别省市：