一种自动保温的电饭锅及其保温控制方法与流程

本发明属于电饭锅技术领域，特别涉及一种电饭锅以及其加热控制方法。

背景技术：

早期的电饭锅通常在蒸煮米饭时仅有两个阶段，即“煮饭”和“保温”，每个阶段都采用固定的功率对米饭进行烹饪，其中“煮饭”阶段的时长是设定的，“保温”的时长是根据用户需要进行实际选择。为了提高米饭的口感，改进的电饭锅将“煮饭”阶段又详细分为五个子阶段：即吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，这五个子阶段的加热功率均不同，其中无水沸腾阶段到焖饭阶段是重要的一环，因为在无水沸腾阶段，米饭的水分基本被蒸干，加热器的功率必须降低进入到焖饭阶段，如果加热功率仍然保持较高的加热功率，很容易造成米饭糊锅的情况。

目前的电饭煲大多采用温度控制的办法，即以固定的功率将锅里的水加热到100℃后自动转为下一阶段，但是温度控制加热时长有几点不足，首先检测的温度要第一是内锅金属层的温度，第二是检测的温度是锅内蒸汽的温度，第一种检测方式由于金属的导热性要高于水，因此测得的内锅温度高于内锅中水的温度；而第二种检测方式由于蒸汽在温度传感器表面液化放热的原因，传感器检测的蒸汽的温度通常高于实际锅内米饭的温度，因此这种控制方法具有滞后性，并且也不准确。部分现有的电饭锅采用固定时间切换的方式，这种办法也不尽合理，因为每次蒸煮的米饭数量是不同的，固定时间切换可能使得米饭干湿不一的情况。第三，现有技术电饭锅从无水沸腾阶段切换到焖饭阶段时是采用不同加热功率瞬时切换的方式，因为米饭的蒸熟是一个逐渐转变的过程，因此在米饭较多时，瞬时切换的方式可能导致米饭水分过大。

技术实现要素：

本发明提出一种电饭锅，其包括锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖；加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收质量传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长。所述电饭锅还具有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于锅盖内表面，用于测量内锅中蒸汽的温度，所述第二温度传感器位于内锅，用于检测内锅温度，第三温度传感器位于锅体外侧，用于检测锅体表面温度。

本发明提出一种电饭锅加热控制方法，其基于上述电饭锅，所述控制器控制加热器对内锅进行加热以，所述电饭锅煮饭分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，其中从无水沸腾阶段切换到焖饭阶段包括以下步骤：

步骤1：控制器控制加热器对内锅的加热功率为p，在无水沸腾阶段，p＝p1，第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1；

步骤2：第二温度传感器检测内锅温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到内锅温度的第二温度t2；

步骤3：第三温度传感器检测锅体表面温度产生第三温度信号，并将该第三温度信号发送给控制器，控制器根据该第三温度信号得到锅体表面温度的第三温度t2；

步骤4：控制器根据第一温度t1、第二温度t2计算出从无水沸腾阶段切换到焖饭阶段的切换时间t0；

步骤5：控制器控制加热器对内锅的加热功率为p，在焖饭阶段，p＝pw+p2。

其中在步骤4中，当t2-t1≥tw时，即到达无水沸腾阶段切换到焖饭阶段的切换时间t0，控制器控制所述加热器的加热功率p从p＝p1切换到p＝pw+p2。

其中步骤5中，控制器根据以下公式计算出p：

p2＝ka(ts-t3)；

在上式中，p为加热器的加热功率，k为内锅散热系数，a为内锅散热面积，pw为切换功率，p1为无水沸腾阶段加热功率，p2为保温功率，b为切换系数，a为衰减系数，ts为保温温度。

根据本发明提出的自动保温的电饭锅和保温控制方法，其有效地克服了现有电饭锅温度测量不准、加热时间无法准确切换的缺点，并对保温加热的切换功率进行改进，提升了米饭的口感。

说明书附图

图1为现有技术中电饭锅蒸煮米饭的流程；

图2为本发明电饭锅保温控制方法。

具体实施方式

下面结合几个实施例对本发明进行进一步说明。

在一个实施例中，本发明的电饭锅包括：锅体、设于所述锅体中的内锅以及用于盖合所述内锅的锅盖；加热器，其对内锅进行加热；控制器，接收质量传感器发送的质量信号，输出控制信号控制加热器的功率和加热时长。所述电饭锅还具有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器位于锅盖内表面，用于测量内锅中蒸汽的温度，所述第二温度传感器位于内锅，用于检测内锅温度，第三温度传感器位于锅体外侧，用于检测锅体表面温度。

具体地，第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1；第二温度传感器检测内锅温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到内锅温度的第二温度t2；第三温度传感器检测锅体表面温度产生第三温度信号，并将该第三温度信号发送给控制器，控制器根据该第三温度信号得到锅体表面温度的第三温度t2。

其中，所述电饭锅蒸煮米饭的过程分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，在优选实施例中，在无水沸腾阶段，控制器向加热器发送控制信号使得加热器以恒定功率对内锅进行加热。

在一个实施例中，本发明提出一种电饭锅的加热控制方法，所述控制方法基于上述实施例中的电饭锅，所述电饭锅蒸煮米饭的过程分为吸水阶段、加热阶段、有水沸腾阶段、无水沸腾阶段和焖饭阶段，其中从无水沸腾阶段切换到焖饭阶段包括以下步骤：

步骤1：控制器控制加热器对内锅的加热功率为p，在无水沸腾阶段，p＝p1，第一温度传感器检测锅内蒸汽温度产生第一温度信号，并将该第一温度信号发送给控制器，控制器根据该第一温度信号得到锅内蒸汽的第一温度t1；

步骤2：第二温度传感器检测内锅温度产生第二温度信号，并将该第二温度信号发送给控制器，控制器根据该第二温度信号得到内锅温度的第二温度t2；

步骤3：第三温度传感器检测锅体表面温度产生第三温度信号，并将该第三温度信号发送给控制器，控制器根据该第三温度信号得到锅体表面温度的第三温度t2；

步骤4：控制器根据第一温度t1、第二温度t2计算出从无水沸腾阶段切换到焖饭阶段的切换时间t0；

步骤5：控制器控制加热器对内锅的加热功率为p，在焖饭阶段，p＝pw+p2。

其中在步骤4中，当t2-t1≥tw时，即到达无水沸腾阶段切换到焖饭阶段的切换时间t0，控制器控制所述加热器的加热功率p从p＝p1切换到p＝pw+p2。

其中步骤5中，控制器根据以下公式计算出p：

p2＝ka(ts-t3)；

在上式中，p为加热器的加热功率，k为内锅散热系数，a为内锅散热面积，pw为切换功率，p1为无水沸腾阶段加热功率，p2为保温功率，b为切换系数，a为衰减系数，ts为保温温度，tw为切换阈值。

在优选实施例中，米和水的比例为1∶1。

在步骤1中，无水沸腾阶段的加热功率p1可以设定，也可以根据现有技术中的控制方法获得。

步骤4中，由于无水沸腾阶段接近尾声时，内锅中米饭的水分变少，因此产生的水蒸汽也开始减少，由于蒸汽在第一温度传感器表面液化放热的原因，传感器检测的蒸汽的温度通常高于实际锅内米饭的温度，当水蒸汽开始减少时，第一温度传感器所检测到的第一温度t1会降低，同时，由于加热功率p1不变，内锅中的水分减少导致内锅的温度也会升高，第二温度传感器检测到的第二温度t2会增加。为了增加检测的准确性和灵敏性，本发明采用差分计算，即将内锅的温度与蒸汽的温度做差值，当差值δt＝t2-t1达到或超过某个阈值tw时，判定无水沸腾阶段结束，加热器降低加热功率进入焖饭阶段。在实际中，阈值tw可以设定，例如设定为5-10℃；也可以由前一阶段的δt值确定，例如设定为1分钟前δt值的0.9倍。

在步骤5的公式中，ts实际代表焖饭过程中，用户希望米饭保持的温度，可以根据实际需求设定，例如设定为60-80℃。而k的值由内锅的材料决定，a为内锅散热面积，其与锅体的高度、直径相关，因此，p2是可由第三温度t2计算出来。

当时间变量t＝t0时，p1＝b+p2，这时可反求出b的值。a的值体现了当从无水沸腾阶段开始切换到焖饭阶段时加热功率下降的速度，这个可由实际情况设定。由p1＞p2，切换系数b和衰减系数a均大于零，优选地，衰减系数a大于等于1。

所述控制器包括存储单元，所述存储单元中存有对所述温度信号相对应的数据表格，控制器通过查表方式得到所述第一和第二温度值。所述温度传感器、控制器、加热器的设置以及信号处理、控制方法均为现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。