CN102128677A - 一种电磁炉的水沸腾检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁炉的水沸腾检测装置，其包括声音传感器和声音放大电路，所述声音传感器电气连接声音放大电路，并由所述声音放大电路电气连接单片机，所述单片机内设有电磁加热控制电路，通过所述声音传感器所接收水沸腾的声音，其不仅能检测到水沸腾，而且还能自动关机，在准确判断水是否沸腾的过程中并不受背景噪声的影响，其电路结构简单，且声响误差在15秒之内。

Description

一种电磁炉的水沸腾检测装置

技术领域

本发明涉及一种电磁炉烧水方法，详而言之涉及一种电磁炉的水沸腾检测裝置，通过在单片机内设置额定的声强值，利用水沸腾时声响的持续强度而控制电磁炉的开关状态。

背景技术

电磁炉，具有即用即热特性而被大众广泛应用，其应用到工业上的高温热融塑料、家居上的无火煮食等方面都有着良好的加热效果。

专利号为：94244165.6公开了一种测振式水沸腾检测装置，其把开水器盛水容器烧开水时，利用水沸腾所引起的振动原理传递给振动敏感元件，由振动敏感元件转换成电信号，该信号经电路放大、确认处理，变成音频信号，再由扬声器发出报警信号。专利号为：200720055611.1则公开了一种开水传感器，其包括封闭外壳，设置在封闭外壳内的压电效应陶瓷片，与压电陶瓷片其中的一面接触压重块，两根输出信号线的内端分别焊在压电效应陶瓷片的银极和铜板上引出至封闭外壳外，其中所述的压重块位于压电效应陶瓷片的铜板一侧，主要用于对烧水时水沸腾的信号检测。然而，综观该两技术，均主要是根据水体的振动而进行检测。当水体的振动发生变化的时候，便直接影响机体的通电情况。

另外，有的电磁炉在炉面上设置有温度传感器，检测锅具内的水温，但是存在误差较大，温度过于持久而导致传感器的容易失灵现象，使烧开水的自动效果很差，要么出现水未烧开即关机，要么就是一直不关机的现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明是为一种水沸腾的检测装置，其主要目的在于利用水沸腾时所产生的声强效果，当所述声强达到预定分贝值时，即可关闭电磁炉的通电状态。

因此本发明包括声音传感器和声音放大电路，结合单片机内设置的电磁加热控制电路组成，通过所述声音传感器所接收到的声音检测水的沸腾程度。

使用单片计算机控制的电磁炉控制电路中添加声频检测电路，通过对特定范围频率内的声音进行放大，输出高低电平或脉冲，并传送给单片机，由单片机对信号进行处理并判断来确定水是否烧开沸腾。

其中，电磁炉工作时声频信号由背景声响和水加热时的信号叠加而成，所述背景声响是由风扇，电磁加热产生的振动锅响等。

另，水加热时产生的气泡破裂的有用信号，其分离控制电路主要由信号强度调节电路构成(为可调电阻)。

背景声响信号强度可视作为恒定音量，刚开始加热时有用信号强度很小，通过调节使混合信号强度远小于电路动作(输出翻转)的信号强度，这样背景信号就不会使电路动作，相当于分离出去，随着温度的升高，水加热信号(有用信号)强度增加，加大到一定值，使电路动作，输出翻转。

其中，所述声音放大电路模块包括有前置放大电路、频率选择电路、信号强度调节电路、放大电路和波形输出电路，其中，由所述声音传感器电气连接前置放大电路，所述前置放大电路是电气连接频率选择电路，所述频率选择电路电气连接所述放大电路，所述放大电路电气连接信号强度调节电路，所述信号强度调节电路电气连接所述波形输出电路，由所述波形输出电路设有的输出端口电气连接所述单片机设有的输入端口。

所述波形输出电路设有第一电阻和第一三极管，其中，第一三极管为NPN管，且第一电阻电气连接第一三极管的基极，此时第一三极管的集电极电气连接第二电阻，并于该第一三极管的集电极电气连接第二电阻之间引伸出的信号输出端电气连接单片机的信号输入端，该信号输出端所输出的信号为低电平信号。

所述波形输出电路内设有第一电阻电气连接第一三极管的基极，而第二电阻的一端电气连接第一三极管的集电极，第二电阻的另一端并联连接第三电阻和第四电阻，其中第三电阻的一端电连接第二三极管的集电极，所述第四电阻电连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管和第二三极管是为NPN管，因此在第三电阻和第二三极管的集电极之间引伸出的信号输出端是电气连接单片机的信号输入端，而所述信号输出端的输出信号为高电平信号。

另，所述声音传感器安装于电磁炉外壳下表面距陶瓷板最近处。

进一步，声音放大电路处理信号为高低电平或脉冲信号，通过调整电路参数，在水温为70度时声音最大，电平翻转，并且持续8秒钟以上作为第一个识别信号，所述单片机当水沸腾时声音变化，再次翻转，此时计数到n个脉冲后即判断为沸腾。

本发明的有益效果在于其不仅能检测到水沸腾，而且还能自动关机，在准确判断水是否沸腾的过程中并不受背景噪声的影响，其电路结构简单，且声响误差在15秒之内。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明声音传感器的安装示意图。

图3是本发明的声音放大电路模块的第一较佳实施例示意图。

图3a是图3低电平的示意图。

图4是本发明的声音放大电路模块的第二较佳实施例示意图。

图4a是图4高电平的示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本检测装置包括有一电源3是电气连接有电流检测模块31和电压检测模块32，其中所述电压检测模块32是为总电源而供电于其他各部件，声音传感器1和声音放大电路模块13，是电气连接单片机2内设置的电磁加热控制电路，由所述声音传感器1所接收到的声音检测水的沸腾程度，其中，所述声音传感器1是电气连接所述声音放大电路模块13，通过声音传感器1接收到电磁炉上的声音，再利用所述声音放大电路模块13的放大原理，把相应信号传输至所述单片机2内，所述声音放大电路模块13包括有前置放大电路131、频率选择电路132、放大电路133、信号强度调节电路134和波形输出电路135，其中，由所述声音传感器1电气连接前置放大电路131，由该前置放大电路131放大声音传感器1的音频信号，所述前置放大电路131是电气连接频率选择电路132，所述频率选择电路132电气连接所述放大电路133，所述放大电路133电气连接信号强度调节电路134，所述信号强度调节电路134电气连接所述波形输出电路135，由所述波形输出电路135设有的输出端口电气连接所述单片机2设有的输入端口，如图3所示。

所述单片机2电气连接有IGBT温度检测模块11、锅底温度检测模块12，而单片机2内由功率控制模块21、温度控制模块22、无锅检测模块23、电压报警模块24、IGBT温度报警模块25及锅底温度报警模块26一体组合而成，其中，所述IGBT温度检测模块11电气连接所述IGBT温度报警模块25，是用于监控IGBT的温度，所述锅底温度检测模块12电气连接所述锅底温度报警模块26，从而限制锅底温度过高的现象。

所述电压检测模块32更电气连接有励磁线圈4，是用于加热位于励磁线圈4上的烹饪锅P，且励磁线圈4电气连接有同步模块41、振荡模块42、IGBT驱动模块43、过压保护模块44和电流负反馈控制模块45，其中，所述过压保护模块44是电气连接所述电压检测模块32，以调节电压后，再把电源通过电气连接输送电源至所述IGBT驱动模块43，所述单片机2电气连接所述电流负反馈控制模块45，通过所反馈的电流量输送至所述振荡模块42。

再，所述单片机2电气连接风扇5、语音模块6和键盘显示屏7，值得注意的是所述的风扇5转动时所产生的声响为一恒定分贝响声，因而在单片机2所设置的声响量是叠加进去，也就是说，在电磁炉工作时声频信号是存有背景响声以及水加热发出的响声信号叠加而成，而水加热时产生的气泡破裂的有用信号，其分离控制电路主要由信号强度调节电路(是为可调电阻20)构成。背景声响信号强度可视作一恒定音量，刚开始加热时有用信号强度很小，通过调节使混合信号强度远小于电路动作(输出翻转)的信号强度，这样背景信号就不会使电路动作，相当于分离出去，随着温度的升高，水加热信号(有用信号)强度增加，加大到一定值，使电路动作，输出翻转。声音放大电路模块13处理的信号为高低电平或脉冲信号，通过调整电路参数，在水温为70度时声音最大，作电平翻转，并且持续8秒钟以上作为第一个识别信号，所述单片机2在水沸腾时声音变化，再次翻转，此时计数到n个脉冲后即判断为水的沸腾状态。

如图2所示，所述声音传感器1是位于陶瓷板B的下方位置，以作收集声响之用，其声响误差在15秒之内，所述单片机2是电气连接在电路板A上，因此，在使用单片机2的控制电路中加入声频检测电路，通过对特定范围频率内的声音进行放大，输出高低电平或脉冲，并传送给单片机，由单片机2对信号进行处理并判断来确定水是否烧开沸腾。

如图3和图3a所示出声音放大电路模块13的第一较佳实施例，其内设置的波形输出电路135设有第一电阻1351和第一三极管1355，其中，第一三极管1355为NPN管，且第一电阻1351电气连接第一三极管1355的基极b，此时第一三极管1355的集电极c电气连接第二电阻1352，并于该第一三极管1355的集电极c电气连接第二电阻1352之间引伸出的信号输出端1357电气连接单片机2的信号输入端，该信号输出端1357所输出的信号为低电平信号。

如图4和图4a所示出声音放大电路模块13的第二较佳实施例，所述波形输出电路135’内设有第一电阻1351’电气连接第一三极管1355’的基极b，而第二电阻1352’的一端电气连接第一三极管1355’的集电极c，第二电阻1352’的另一端并联连接第三电阻1353’和第四电阻1354’，其中第三电阻1353’的一端电连接第二三极管1356的集电极c，所述第四电阻1354’电连接所述第二三极管1356的基极b，且所述第一三极管1355’和第二三极管1356是为NPN管，因此在第三电阻1353’和第二三极管1356的集电极c之间引伸出的信号输出端1357’是电气连接单片机2的信号输入端，而所述信号输出端1357’的输出信号为高电平信号。

根据上述说明，并结合附图作为本发明的较佳实施方式，然，本发明的其它等效实施方式并不局限于此，按所述具体实施进行了解，上述实施方式揭示了本发明的具体功能和结构特性。

Claims (5)

1.一种电磁炉的水沸腾检测装置，其包括声音传感器（1）和声音放大电路（13），其特征在于所述声音传感器（1）电气连接声音放大电路（13），并由所述声音放大电路（13）电气连接单片机（2），所述单片机（2）内设有电磁加热控制电路，通过所述声音传感器所接收水沸腾的声音。

2.根据权利要求1所述的电磁炉的水沸腾检测装置，其特征在于：所述声音放大电路模块（13）包括有前置放大电路（131）、频率选择电路（132）、放大电路（133）、信号强度调节电路（134）和波形输出电路（135），其中，由所述声音传感器（1）电气连接前置放大电路（131），所述前置放大电路（131）是电气连接频率选择电路（132），所述频率选择电路（132）电气连接所述放大电路（133），所述放大电路（133）电气连接信号强度调节电路（134），所述信号强度调节电路（134）电气连接所述波形输出电路（135），由所述波形输出电路（135）设有的输出端口电气连接所述单片机（2）设有的输入端口。

3.根据权利要求2所述的电磁炉的水沸腾检测装置，其特征在于：所述波形输出电路（135）设有第一电阻（1351）和第一三极管（1355），其中，第一三极管（1355）为NPN管，且第一电阻（1351）电气连接第一三极管（1355）的基极（b），第一三极管（1355）的集电极（c）电气连接第二电阻（1352），并于该第一三极管（1355）的集电极（c）电气连接第二电阻（1352）之间引伸出的信号输出端（1357）电气连接单片机（2）的信号输入端，该信号输出端（1357）所输出的信号为低电平信号。

4.根据权利要求3所述的电磁炉的水沸腾检测装置，其特征在于：所述波形输出电路（135’）内设有第一电阻（1351’）电气连接第一三极管（1355’）的基极（b），而第二电阻（1352’）的一端电气连接第一三极管（1355’）的集电极（c），第二电阻（1352’）的另一端并联连接第三电阻（1353’）和第四电阻（1354’），其中第三电阻（1353’）的一端电连接第二三极管（1356）的集电极（c），所述第四电阻（1354’）电连接所述第二三极管（1356）的基极（b），所述第一三极管（1355’）和第二三极管（1356）是为NPN管，第三电阻（1353’）和第二三极管（1356）的集电极（c）之间引伸出的信号输出端（1357’）是电气连接单片机（2）的信号输入端，所述信号输出端（1357’）为高电平信号输出端。

5.根据权利要求1所述的电磁炉的水沸腾检测装置，其特征在于：所述声音传感器（1）所述声音传感器（1）是位于一陶瓷板（B）的下方位置。

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