一種電磁爐的水沸騰檢測裝置的製作方法

2023-07-21 11:27:01 1

專利名稱：一種電磁爐的水沸騰檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁爐燒水方法，詳而言之涉及一種電磁爐的水沸騰檢測裝 置，通過在單片機內設置額定的聲強值，利用水沸騰時聲響的持續強度而控制電磁爐的開 關狀態。
背景技術：
電磁爐，具有即用即熱特性而被大眾廣泛應用，其應用到工業上的高溫熱融塑料、 家居上的無火煮食等方面都有著良好的加熱效果。專利號為94244165. 6公開了一種測振式水沸騰檢測裝置，其把開水器盛水容器 燒開水時，利用水沸騰所引起的振動原理傳遞給振動敏感元件，由振動敏感元件轉換成電 信號，該信號經電路放大、確認處理，變成音頻信號，再由揚聲器發出報警信號。專利號為 200720055611. 1則公開了一種開水傳感器，其包括封閉外殼，設置在封閉外殼內的壓電效 應陶瓷片，與壓電陶瓷片其中的一面接觸壓重塊，兩根輸出信號線的內端分別焊在壓電效 應陶瓷片的銀極和銅板上引出至封閉外殼外，其中所述的壓重塊位於壓電效應陶瓷片的銅 板一側，主要用於對燒水時水沸騰的信號檢測。然而，綜觀該兩技術，均主要是根據水體的 振動而進行檢測。當水體的振動發生變化的時候，便直接影響機體的通電情況。另外，有的電磁爐在爐面上設置有溫度傳感器，檢測鍋具內的水溫，但是存在誤差 較大，溫度過於持久而導致傳感器的容易失靈現象，使燒開水的自動效果很差，要麼出現水 未燒開即關機，要麼就是一直不關機的現象。
發明內容為解決上述問題，本實用新型是為一種水沸騰的檢測裝置，其主要目的在於利用 水沸騰時所產生的聲強效果，當所述聲強達到預定分貝值時，即可關閉電磁爐的通電狀態。因此本實用新型包括聲音傳感器和聲音放大電路，結合單片機內設置的電磁加熱 控制電路組成，通過所述聲音傳感器所接收到的聲音檢測水的沸騰程度。使用單片計算機控制的電磁爐控制電路中添加聲頻檢測電路，通過對特定範圍頻 率內的聲音進行放大，輸出高低電平或脈衝，並傳送給單片機，由單片機對信號進行處理並 判斷來確定水是否燒開沸騰。其中，電磁爐工作時聲頻信號由背景聲響和水加熱時的信號疊加而成，所述背景 聲響是由風扇，電磁加熱產生的振動鍋響等。另，水加熱時產生的氣泡破裂的有用信號，其分離控制電路主要由信號強度調節 電路構成(為可調電阻)。背景聲響信號強度可視作為恆定音量，剛開始加熱時有用信號強度很小，通過調 節使混合信號強度遠小於電路動作(輸出翻轉)的信號強度，這樣背景信號就不會使電路 動作，相當於分離出去，隨著溫度的升高，水加熱信號(有用信號)強度增加，加大到一定 值，使電路動作，輸出翻轉。[0011]其中，所述聲音放大電路模塊包括有前置放大電路、頻率選擇電路、信號強度調節 電路、放大電路和波形輸出電路，其中，由所述聲音傳感器電氣連接前置放大電路，所述前 置放大電路是電氣連接頻率選擇電路，所述頻率選擇電路電氣連接所述放大電路，所述放 大電路電氣連接信號強度調節電路，所述信號強度調節電路電氣連接所述波形輸出電路， 由所述波形輸出電路設有的輸出埠電氣連接所述單片機設有的輸入埠。所述波形輸出電路設有第一電阻和第一三極體，其中，第一三極體為NPN管，且第 一電阻電氣連接第一三極體的基極，此時第一三極體的集電極電氣連接第二電阻，並於該 第一三極體的集電極電氣連接第二電阻之間引伸出的信號輸出端電氣連接單片機的信號 輸入端，該信號輸出端所輸出的信號為低電平信號。所述波形輸出電路內設有第一電阻電氣連接第一三極體的基極，而第二電阻的 一端電氣連接第一三極體的集電極，第二電阻的另一端並聯連接第三電阻和第四電阻，其 中第三電阻的一端電連接第二三極體的集電極，所述第四電阻電連接所述第二三極體的基 極，所述第一三極體和第二三極體是為NPN管，因此在第三電阻和第二三極體的集電極之 間引伸出的信號輸出端是電氣連接單片機的信號輸入端，而所述信號輸出端的輸出信號為 高電平信號。另，所述聲音傳感器安裝於電磁爐外殼下表面距陶瓷板最近處。進一步，聲音放大電路處理信號為高低電平或脈衝信號，通過調整電路參數，在水 溫為70度時聲音最大，電平翻轉，並且持續8秒鐘以上作為第一個識別信號，所述單片機當 水沸騰時聲音變化，再次翻轉，此時計數到η個脈衝後即判斷為沸騰。本實用新型的有益效果在於其不僅能檢測到水沸騰，而且還能自動關機，在準確 判斷水是否沸騰的過程中並不受背景噪聲的影響，其電路結構簡單，且聲響誤差在15秒之 內。

圖1是本實用新型的電路原理圖。圖2是本實用新型聲音傳感器的安裝示意圖。圖3是本實用新型的聲音放大電路模塊的第一較佳實施例示意圖。圖3a是圖3低電平的示意圖。圖4是本實用新型的聲音放大電路模塊的第二較佳實施例示意圖。圖如是圖4高電平的示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1所示，本檢測裝置包括有一電源3是電氣連接有電流檢測模塊31和電 壓檢測模塊32，其中所述電壓檢測模塊32是為總電源而供電於其他各部件，聲音傳感器1 和聲音放大電路模塊13，是電氣連接單片機2內設置的電磁加熱控制電路，由所述聲音傳 感器1所接收到的聲音檢測水的沸騰程度，其中，所述聲音傳感器1是電氣連接所述聲音 放大電路模塊13，通過聲音傳感器1接收到電磁爐上的聲音，再利用所述聲音放大電路模 塊13的放大原理，把相應信號傳輸至所述單片機2內，所述聲音放大電路模塊13包括有 前置放大電路131、頻率選擇電路132、放大電路133、信號強度調節電路134和波形輸出電路135，其中，由所述聲音傳感器1電氣連接前置放大電路131，由該前置放大電路131放大 聲音傳感器1的音頻信號，所述前置放大電路131是電氣連接頻率選擇電路132，所述頻率 選擇電路132電氣連接所述放大電路133，所述放大電路133電氣連接信號強度調節電路 134，所述信號強度調節電路134電氣連接所述波形輸出電路135，由所述波形輸出電路135 設有的輸出埠電氣連接所述單片機2設有的輸入埠，如圖3所示。所述單片機2電氣連接有IGBT溫度檢測模塊11、鍋底溫度檢測模塊12，而單片機 2內由功率控制模塊21、溫度控制模塊22、無鍋檢測模塊23、電壓報警模塊M、IGBT溫度報 警模塊25及鍋底溫度報警模塊沈一體組合而成，其中，所述IGBT溫度檢測模塊11電氣連 接所述IGBT溫度報警模塊25，是用於監控IGBT的溫度，所述鍋底溫度檢測模塊12電氣連 接所述鍋底溫度報警模塊26，從而限制鍋底溫度過高的現象。所述電壓檢測模塊32更電氣連接有勵磁線圈4，是用於加熱位於勵磁線圈4上的 烹飪鍋P，且勵磁線圈4電氣連接有同步模塊41、振蕩模塊42、IGBT驅動模塊43、過壓保護 模塊44和電流負反饋控制模塊45，其中，所述過壓保護模塊44是電氣連接所述電壓檢測模 塊32，以調節電壓後，再把電源通過電氣連接輸送電源至所述IGBT驅動模塊43，所述單片 機2電氣連接所述電流負反饋控制模塊45，通過所反饋的電流量輸送至所述振蕩模塊42。再，所述單片機2電氣連接風扇5、語音模塊6和鍵盤顯示屏7，值得注意的是所述 的風扇5轉動時所產生的聲響為一恆定分貝響聲，因而在單片機2所設置的聲響量是疊加 進去，也就是說，在電磁爐工作時聲頻信號是存有背景響聲以及水加熱發出的響聲信號疊 加而成，而水加熱時產生的氣泡破裂的有用信號，其分離控制電路主要由信號強度調節電 路(是為可調電阻20)構成。背景聲響信號強度可視作一恆定音量，剛開始加熱時有用信 號強度很小，通過調節使混合信號強度遠小於電路動作(輸出翻轉)的信號強度，這樣背景 信號就不會使電路動作，相當於分離出去，隨著溫度的升高，水加熱信號(有用信號)強度 增加，加大到一定值，使電路動作，輸出翻轉。聲音放大電路模塊13處理的信號為高低電平 或脈衝信號，通過調整電路參數，在水溫為70度時聲音最大，作電平翻轉，並且持續8秒鐘 以上作為第一個識別信號，所述單片機2在水沸騰時聲音變化，再次翻轉，此時計數到η個 脈衝後即判斷為水的沸騰狀態。如圖2所示，所述聲音傳感器1是位於陶瓷板B的下方位置，以作收集聲響之用， 其聲響誤差在15秒之內，所述單片機2是電氣連接在電路板A上，因此，在使用單片機2的 控制電路中加入聲頻檢測電路，通過對特定範圍頻率內的聲音進行放大，輸出高低電平或 脈衝，並傳送給單片機，由單片機2對信號進行處理並判斷來確定水是否燒開沸騰。如圖3和圖3a所示出聲音放大電路模塊13的第一較佳實施例，其內設置的波形 輸出電路135設有第一電阻1351和第一三極體1355，其中，第一三極體1355為NPN管，且 第一電阻1351電氣連接第一三極體1355的基極b，此時第一三極體1355的集電極c電氣 連接第二電阻1352，並於該第一三極體1355的集電極c電氣連接第二電阻1352之間引伸 出的信號輸出端1357電氣連接單片機2的信號輸入端，該信號輸出端1357所輸出的信號 為低電平信號。如圖4和圖如所示出聲音放大電路模塊13的第二較佳實施例，所述波形輸出電 路135』內設有第一電阻1351，電氣連接第一三極體1355，的基極b，而第二電阻1352，的 一端電氣連接第一三極體1355』的集電極c，第二電阻1352』的另一端並聯連接第三電阻1353』和第四電阻13M』，其中第三電阻1353，的一端電連接第二三極體1356的集電極c， 所述第四電阻13M』電連接所述第二三極體1356的基極b，且所述第一三極體1355』和第 二三極體1356是為NPN管，因此在第三電阻1353』和第二三極體1356的集電極c之間引 伸出的信號輸出端1357』是電氣連接單片機2的信號輸入端，而所述信號輸出端1357』的 輸出信號為高電平信號。 根據上述說明，並結合附圖作為本實用新型的較佳實施方式，然，本實用新型的其 它等效實施方式並不局限於此，按所述具體實施進行了解，上述實施方式揭示了本實用新 型的具體功能和結構特性。
權利要求1.一種電磁爐的水沸騰檢測裝置，其包括聲音傳感器(1)和聲音放大電路(13)，其特 徵在於所述聲音傳感器(1)電氣連接聲音放大電路(13)，並由所述聲音放大電路(13)電氣 連接單片機(2)，所述單片機(2)內設有電磁加熱控制電路，通過所述聲音傳感器所接收水 沸騰的聲音。
2.根據權利要求1所述的電磁爐的水沸騰檢測裝置，其特徵在於所述聲音放大電路 模塊(13)包括有前置放大電路(131)、頻率選擇電路(132)、放大電路(133)、信號強度調 節電路(134)和波形輸出電路(135)，其中，由所述聲音傳感器(1)電氣連接前置放大電路 (131),所述前置放大電路(131)是電氣連接頻率選擇電路(132)，所述頻率選擇電路(132) 電氣連接所述放大電路(133)，所述放大電路(133)電氣連接信號強度調節電路(134)，所 述信號強度調節電路(134)電氣連接所述波形輸出電路(135)，由所述波形輸出電路(135) 設有的輸出埠電氣連接所述單片機(2)設有的輸入埠。
3.根據權利要求2所述的電磁爐的水沸騰檢測裝置，其特徵在於所述波形輸出電路 (135)設有第一電阻(1351)和第一三極體(1355)，其中，第一三極體(1355)為NPN管，且第 一電阻(1351)電氣連接第一三極體(1355)的基極(b)，第一三極體(1355)的集電極(c)電 氣連接第二電阻(1352)，並於該第一三極體(1355)的集電極(c)電氣連接第二電阻(1352) 之間引伸出的信號輸出端(1357)電氣連接單片機(2)的信號輸入端，該信號輸出端(1357) 所輸出的信號為低電平信號。
4.根據權利要求3所述的電磁爐的水沸騰檢測裝置，其特徵在於所述波形輸出電 路(135，)內設有第一電阻(1351，)電氣連接第一三極體(1355，)的基極(b)，而第二電阻 (1352，)的一端電氣連接第一三極體(1355，)的集電極(c)，第二電阻(1352，)的另一端並 聯連接第三電阻(1353』 )和第四電阻(1354』)，其中第三電阻(1353』 )的一端電連接第二三 極管(1356)的集電極(c)，所述第四電阻(1354』)電連接所述第二三極體(1356)的基極 (b)，所述第一三極體(1355')和第二三極體(1356)是為NPN管，第三電阻(1；353，)和第二三 極管(1356)的集電極(c)之間引伸出的信號輸出端(1357』)是電氣連接單片機(2)的信號 輸入端，所述信號輸出端(1357』)為高電平信號輸出端。
5.根據權利要求1所述的電磁爐的水沸騰檢測裝置，其特徵在於所述聲音傳感器(1) 是位於一陶瓷板(B)的下方位置。
專利摘要本實用新型公開一種電磁爐的水沸騰檢測裝置，其包括聲音傳感器和聲音放大電路，所述聲音傳感器電氣連接聲音放大電路，並由所述聲音放大電路電氣連接單片機，所述單片機內設有電磁加熱控制電路，通過所述聲音傳感器所接收水沸騰的聲音，其不僅能檢測到水沸騰，而且還能自動關機，在準確判斷水是否沸騰的過程中並不受背景噪聲的影響，其電路結構簡單，且聲響誤差在15秒之內。
文檔編號G01K11/22GK201885796SQ20102068213
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者劉軍 申請人:廣東盈科電子有限公司