CN201166795Y - 一种温度识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种专用于电磁炉对所加热的锅具进行温度检测与控制的温度识别装置。包括有声敏传感器(1)、声音处理电路(2)、中央处理器(4)和功率调节器(5)，其中声敏传感器(1)的输出端与声音处理电路(2)的输入端连接，声音处理电路(2)的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器(4)的输出端与功率调节器(5)的输入端连接。上述中央处理器(4)还连接有程序存储器(3)。本实用新型由于采用通过检测压力锅内水的声音，根据检测到的水声音的变化来判断水的温度的结构，然后根据水温来控制功率调节器对电磁炉的功率输出进行调节。本实用新型能精确判断压力锅内水的温，能节约能源及能实现自动关机，有效的保护锅具和电磁炉。

Description

一种温度识别装置

技术领域：

本实用新型是一种专用于电磁炉对所加热的锅具进行温度检测与控制的温度识别装置，特别涉及一种专用于电磁炉对所加热的压力锅进行温度检测与控制的温度识别装置，属于电磁炉用温度识别装置的改造技术。

背景技术：

随着电磁炉技术的日渐成熟，越来越多的家庭喜欢选择这种加热快捷、干净无污染的烹调电器。目前也有部分家庭用电磁炉加热压力锅，但是现有的电磁炉测温方式是锅具的锅底温度通过陶瓷板传递给位于陶瓷板下面的温度传感器。由于热传递的原因，锅底的温度和传感器感应到的温度不能形成一个稳定、可量化的函数关系，并且锅底和陶瓷板及陶瓷板和传感器之间可能存在空隙，传感器感应到的温度与锅内的温度相差较大，用电磁炉加热压力锅，很难准确判断压力锅的温度。由于检测温度的不准，导致用电磁炉加热压力锅很难保证做出美味的食物，若加热时间短，则锅内压力小或根本就没有压力，起不到压力烹饪的作用；若较长时间连续加热压力锅，会导致锅内压力过大，浪费电能，甚至可能发生压力锅爆炸事故。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种结构简单、可靠、经济的温度识别装置。本实用新型通过检测压力锅内水的声音，根据检测到的水声音的变化来判断水的温度。

本实用新型的技术方案是：包括有声敏传感器、声音处理电路、中央处理器和功率调节器，其中声敏传感器的输出端与声音处理电路的输入端连接，声音处理电路的输出端与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端与功率调节器的输入端连接。

上述中央处理器还连接有程序存储器。

上述声敏传感器为压电陶瓷传感器。

上述中央处理器为单片微型计算机或数字信号处理器或集成电路控制器。

上述中央处理器为TMP86F 08的单片微型计算机，程序存储器集成在单片微型计算机内部。

上述声音处理电路包括有电阻(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7)，电容(C1、C2、C3、C4)，晶体管(VT1、VT2)，其中电阻(R1)与电容(C1)串联后与电阻(R2)并联，且电阻(R1)与电阻(R2)的公共端与电源连接，电容(C1)与电阻(R1)的连接端与声敏传感器(1)的输出端连接，电容(C1)的另一端连接晶体管(VT1)的基极，电阻(R3)并联在晶体管(VT1)的基极与集电极之间，电阻(R4)串联在晶体管(VT1)的集电极与地之间，电容(C2)与电阻(R6)串联后接在晶体管(VT1)的集电极与晶体管(VT2)的基极之间，晶体管(VT1)的发射极与电源连接，电阻(R5)的一端与晶体管(VT2)的集电极接，电阻(R5)的另一端与电源连接，晶体管(VT2)的发射极接地，电容(C 3)并联在晶体管(VT2)的集电极和发射级之间，电阻(R7)和电容(C4)组成的串联电路并联在晶体管(VT2)的集电极和发射级之间，且电阻(R7)和电容(C4)的公共端与中央处理器(4)的采样端口连接。

上述功率调节器包括有电阻(R8、R9)，电容(C5)，晶体管(VT3、VT4)，中央处理器的输出接口与晶体管(VT3、VT4)的基极连接，电阻(R8)并联在晶体管(VT3)的集电极和基极之间，电容(C5)并联在晶体管(VT4)的集电极和基极之间，电阻(R9)串联在晶体管(VT3)的发射极与晶体管(VT4)的发射极之间，晶体管(VT3)的集电极与电源连接，晶体管(VT4)的集电极接地。

本实用新型由于采用通过检测压力锅内水的声音，根据检测到的水声音的变化来判断水的温度的结构，在电磁炉加热压力锅的时候，声敏传感器采集压力锅内水的声音信号转化成声波电信号，传递给声音处理电路进行信号放大与滤波；声音处理电路对声波电信号进行放大与滤波之后，由中央处理器的数据采样接口对其进行采样，中央处理器对采样后的数据信息经过一系列运算、比较得到水温数据。然后根据水温来控制功率调节器对电磁炉的功率输出进行调节。本实用新型通过压力锅内水声检测，精确判断压力锅内水的温度，能节约能源及能实现自动关机，有效的保护锅具和电磁炉。本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的温度识别装置。

附图说明：

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型实施例的电路图。

具体实施方式：

实施例：

本实用新型的原理框图如图1所示，包括有声敏传感器1、声音处理电路2、中央处理器4和功率调节器5，其中声敏传感器1的输出端与声音处理电路2的输入端连接，声音处理电路2的输出端与中央处理器4的输入端连接，中央处理器4的输出端与功率调节器5的输入端连接。

本实施例中，上述声敏传感器1为压电陶瓷传感器S1。

上述中央处理器4还连接有程序存储器3。上述中央处理器4为单片微型计算机(MCU)或数字信号处理器(DSP)或集成电路控制器(IC)。本实施例中，上述中央处理器4采用型号为TMP86F08的单片微型计算机，程序存储器3集成在单片微型计算机内部。单片机TMP86F08的采样端口为AIN0。PWM端作为单片机的输出接口与功率调节器连接。其内部的程序存储器3增加了经过放大与滤波之后的声波电信号的采集与处理程序。

本实施例中，上述声音处理电路2包括有电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3、C4，晶体管VT1、VT2，其中电阻R1与电容C1串联后与电阻R2并联，且电阻R1与电阻R2的公共端与电源连接，电容C1与电阻R1的连接端与声敏传感器1的输出端连接，电容C1的另一端连接晶体管VT1的基极，电阻R3并联在晶体管VT1的基极与集电极之间，电阻R4串联在晶体管VT1的集电极与地之间，电容C2与电阻R6串联后接在晶体管VT1的集电极与晶体管VT2的基极之间，晶体管VT1的发射极与电源连接，电阻R5的一端与晶体管VT2的集电极接，电阻R5的另一端与电源连接，晶体管VT2的发射极接地，电容C3并联在晶体管VT2的集电极和发射级之间，电阻R7和电容C4组成的串联电路并联在晶体管VT2的集电极和发射级之间，且电阻R7和电容C4的公共端与中央处理器4的采样端口连接。

本实施例中，上述功率调节器5包括有电阻R8、R9，电容C5，晶体管VT3、VT4，中央处理器4的输出接口与晶体管VT3、VT4的基极连接，电阻R8并联在晶体管VT3的集电极和基极之间，电容C5并联在晶体管VT4的集电极和基极之间，电阻R9串联在晶体管VT3的发射极与晶体管VT4的发射极之间，晶体管VT3的集电极与电源连接，晶体管VT4的集电极接地。

本实用新型温度识别装置安装在电磁炉上，上述声敏传感器1置于电磁炉陶瓷板下面，声音处理电路2可以装在电磁炉显示板或者是主控板上，中央处理器4可以通过相关的声音特征来判断压力锅内的水温，如：水在20～60度之间发出的声音很小，在60～90度之间发出的声音依次增大，在沸腾后声音几乎不变。中央处理器4根据这些特征，结合用户选用的不同功能来合理调整输出功率，使烹饪的食物美味，同时也保证压力锅的安全。

本实用新型的具体工作原理如下：在电磁炉加热压力锅的状态下，当压力锅内的水烧开发出声音信号，声敏传感器S1采集该信号并转化为弱电信号，经电容C1滤掉其中的直流信号，剩下交流信号部分经VT1放大，其中，放大倍数由电阻R1、R2、R 3、R4决定，放大后又经过电容C2耦合给VT2进行共射放大，其放大倍数由电阻R5、R6、及晶体管本身的放大倍数决定，经过两级放大的电信号又由R7、C3、C4组成的II型滤波电路进行滤波。滤波之后的电信号经由单片机AIN0端口采样而进入单片机内部，然后根据单片机内部的程序存储器3中的采集与处理程序，分析电信号的特征，如幅值、频率等从而得到压力锅内的水温值。在根据水温值输出相应占空比的PWM方波信号。

当PWM端口输出高电平时，晶体管VT3导通，VT4截止。VT4的发射极为高电平，此时，可以使电磁炉的IGBT导通，电磁炉输出相应功率。

当PWM端口输出低电平时，晶体管VT 3截止，VT4导通，VT4的发射极为低电平，此时，可以使电磁炉的IGBT关断，电磁炉停止功率输出。

电阻R9为限流电阻，可以有效防止晶体管VT3和VT4同时导通而被烧毁。电阻R8为上拉电阻，防止PWM端输出的高电平幅值不够而导致无法使晶体管VT3导通。电容C5为PWM端输出低电平时提供一个负压使晶体管VT4可靠导通。

Claims (7)

1、一种温度识别装置，其特征在于包括有声敏传感器(1)、声音处理电路(2)、中央处理器(4)和功率调节器(5)，其中声敏传感器(1)的输出端与声音处理电路(2)的输入端连接，声音处理电路(2)的输出端与中央处理器(4)的输入端连接，中央处理器(4)的输出端与功率调节器(5)的输入端连接。

2、根据权利要求1所述的温度识别装置，其特征在于上述中央处理器(4)还连接有程序存储器(3)。

3、根据权利要求1所述的温度识别装置，其特征在于上述声敏传感器(1)为压电陶瓷传感器(S1)。

4、根据权利要求1所述的温度识别装置，其特征在于上述中央处理器(4)为单片微型计算机或数字信号处理器或集成电路控制器。

5、根据权利要求4所述的温度识别装置，其特征在于上述中央处理器(4)为TMP86F08的单片微型计算机，程序存储器(3)集成在单片微型计算机内部。

6、根据权利要求1至5任一项所述的温度识别装置，其特征在于上述声音处理电路(2)包括有电阻(R1、R2、R 3、R4、R5、R6、R7)，电容(C1、C2、C3、C4)，晶体管(VT1、VT2)，其中电阻(R1)与电容(C1)串联后与电阻(R2)并联，且电阻(R1)与电阻(R2)的公共端与电源连接，电容(C1)与电阻(R1)的连接端与声敏传感器(1)的输出端连接，电容(C1)的另一端连接晶体管(VT1)的基极，电阻(R3)并联在晶体管(VT1)的基极与集电极之间，电阻(R4)串联在晶体管(VT1)的集电极与地之间，电容(C2)与电阻(R6)串联后接在晶体管(VT1)的集电极与晶体管(VT2)的基极之间，晶体管(VT1)的发射极与电源连接，电阻(R5)的一端与晶体管(VT2)的集电极接，电阻(R5)的另一端与电源连接，晶体管(VT2)的发射极接地，电容(C3)并联在晶体管(VT2)的集电极和发射级之间，电阻(R7)和电容(C4)组成的串联电路并联在晶体管(VT2)的集电极和发射级之间，且电阻(R7)和电容(C4)的公共端与中央处理器(4)的采样端口连接。

7、根据权利要求6所述的温度识别装置，其特征在于上述功率调节器(5)包括有电阻(R8、R9)，电容(C5)，晶体管(VT3、VT4)，中央处理器(4)的输出接口与晶体管(VT3、VT4)的基极连接，电阻(R8)并联在晶体管(VT3)的集电极和基极之间，电容(C5)并联在晶体管(VT4)的集电极和基极之间，电阻(R9)串联在晶体管(VT3)的发射极与晶体管(VT4)的发射极之间，晶体管(VT3)的集电极与电源连接，晶体管(VT4)的集电极接地。

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