防止锅具干烧的控制系统及其安装方法与流程

本发明涉及燃气灶或其他燃料灶具上使用安全领域，具体来说，是一种防止锅具干烧的控制系统及其安装方法。

背景技术：

现代家庭通常使用燃气灶(也有使用煤炭、木材等燃料的灶具)烧水或者烹饪，使用时将食材、水等放入炒锅或煮锅等容器中，再将容器放置在燃气灶上加热，但是当容器内水分完全蒸发后容器会干烧，容器内食物被烧焦不能食用了，容易引发火灾等事故。

有相关专利文件披露了能够在干烧时自动熄火的燃气灶或水干后报警的锅具等，其结构主要是采用了类似电饭煲的温度感应机构，通过在灶台中心设置通孔，通孔内设置温度传感器，当温度传感器检测到温度高出设定值时，控制机构从而关闭燃气灶气源，燃气灶自动熄火；或者锅具上安装温度传感器，检测到温度超过设定值就报警。

上述方案的缺点在于：灶具中心安装温度传感器的，实际监测到锅具内的温度偏差太大，这是因为与锅具材料或厚度不同、或锅底是否结碳、或锅内水垢厚度等因素有关；或者在锅具上安装的温度传感器和报警装置，需要安装电池，锅具在水清洗时很容易短路，使报警装置失效。因此采用上述2种方法都无法精确地在干烧开始时就控制燃料开关量或报警。

技术实现要素：

本发明目的是旨在提供了一种可在干烧开始时就自动控制燃料开关量、报警，防止出现火灾事故的防止锅具干烧的控制系统，以及这种控制系统的安装方法。引申内容

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

防止锅具干烧的控制系统，包括锅具，包括电源无线发射模块，和位于所述锅具上的电源无线接收模块、测温模块、温度数据编码无线发射模块，以及温度数据译码无线接收模块、灶具控制模块；所述电源无线接收模块分别与所述测温模块、所述温度数据编码无线发射模块电连，通过所述电源无线发射模块和所述电源无线接收模块给所述测温模块、所述温度数据编码无线发射模块供电；所述温度数据译码无线接收模块与所述灶具控制模块电连。

采用上述技术方案的发明，通过电源无线发射模块和位于锅具上的电源无线接收模块给锅具上的测温模块、温度数据编码无线发射模块供电，该无线供电技术可以让电源无线接收模块隔着空气、纸张或者塑料外壳等就能实现电能的传输，从而解决了电源问题，即使在对锅具进行冲洗的时候，也不会出现短路、系统失效的情况发生，进而使得使用更加的方便。该无线供电技术采用“磁耦合共振”原理进行供电，该技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一，当电源无线发射模块通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和电源无线接收模块联络，激发电源无线接收模块的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量。其中产生的磁场的强度和地球磁场强度相似，不会对人体和其他设备产生任何不良影响。

直接将测温模块、温度数据编码无线发射模块安装在锅具上，可以直接准确的测得锅内温度，若超过设定值，及时将此信号传递给温度数据译码无线接收模块和灶具控制模块，灶具模块及时控制燃料供给，控制火量，避免出现长时间的干烧而引发火灾。

作为本发明的一种优选，所述电源无线发射模块包括电源无线发射电路、与所述电源无线发射电路电连的电源无线发射线圈。

作为本发明的又一种优选，所述电源无线接收模块包括电源无线接收电路、与所述电源无线接收电路电连的电源无线接收线圈。

由电源无线发射电路、电源无线发射线圈构成的电源无线发射模块，由电源无线接收电路、电源无线接收线圈构成的电源无线接收模块，当给电源无线发射模块通电后，电源无线发射线圈周围会产生磁场强度近似于地球磁场强度的磁场，激发电源无线接收线圈产生磁共振，从而将能量传输到电源无线接收线圈中。还可以对电源无线接收线圈的线圈匝数进行调整来改变电流的强度、以及磁场辐射距离，从而适应不同的灶台的宽度。

作为本发明的另一种优选，所述电源无线接收线圈安装在所述锅具的外侧壁，所述无线接收线圈与所述锅具之间设置有一块隔磁片，所述电源无线接收线圈与所述隔磁片通过耐高温塑料注塑成一体后安装于所述锅具上。

将电源无线接收线圈安装在锅具的外侧壁上，使得电源无线接收线圈和电源无线发射线圈之间没有其他遮挡物，将能量在传输中的能耗减低到最小，提高供电的效率。使用时，将电源无线接收线圈正对着电源无线发射线圈，可提高其效率。隔磁片可以防止不锈钢锅具对磁场的干扰，通过耐高温的塑料注塑成一体后，耐高温塑料还可以对电源无线接收线圈起到一定的隔热效果。

作为本发明的再一种优选，所述测温模块包括单片机、与所述单片机电连的温度传感器。

作为本发明的又一种优选，所述温度传感器镶嵌在所述锅具底部内壁，所述温度传感器外包裹着半圆弧型的不锈钢。

将温度传感器镶嵌在锅底底部，可以准确的测得锅底的温度，可以及时准确的判断出是否已达到干烧的温度，或者锅底的温度是否过高，避免出现干烧而引发火灾的危险情况发生，以及浪费燃料的情况发生。将温度传感器用半圆弧型的不锈钢包裹后再镶嵌到锅底内壁，可以对温度传感器进行保护，延长使用寿命。

作为本发明的又一种优选，所述温度数据编码无线发射模块包括编码器、数据无线发射模块，所述编码器、所述数据无线发射模块分别与所述单片机电连。

分别跟单片机相连的编码器和数据无线发射模块，单片机将处理温度信号后输出数字信号给编码器，经编码后的信号通过数据无线发射模块将该信号无线发射给温度数据译码无线接收模块。因为不同材质、不同大小的锅具，干烧的温度不一样，可以根据锅具的大小以及材质，设置成不同的温度信号编码，如此就可以区分出正在使用的锅具信息，能更加准确的判断出是否已经出现干烧的状态。

作为本发明的又一种优选，所述电源无线接收电路、所述单片机、所述温度数据编码无线发射模块集成后，通过耐高温塑料进行注塑安装到所述锅具的手柄上。

通过耐高温塑料将集成后的电源无线接收电路、单片机、温度数据编码无线发射模块注塑到锅具的手柄上，可以避免因水的原因引起的系统故障，安装方便，成本低，维修更换方便，经久耐用。同时耐高温的塑料将其包裹，还可以对电路元器件起到保护作用。耐高温塑料可以是PC、PPO、PSF、PPS等中的一种。

作为本发明的又一种优选，所述灶具控制模块包括控制器、电磁阀、报警器，所述电磁阀、所述报警器分别与所述控制器电连；所述温度数据译码无线接收模块包括译码器、数据无线接收模块，所述译码器、所述数据无线接收模块分别与所述控制器电连。

数据无线接收模块接收到温度信号，控制器将该信号传送给译码器，译码器解码后，反馈给控制器，控制器判断是否需要控制电磁阀关闭来切断燃料供给，当然也可以控制空气的进入量来控制煤炭等燃料的燃具。

本发明还提供这种防止锅具干烧的控制系统的安装方法，包括如下步骤，

第一步，将电源无线发射线圈和电源无线发射电路安装在灶台后面的墙上，让电源无线发射线圈的位置正对着放置在灶具上的锅具的位置；

第二步，将包裹着不锈钢的温度传感器镶嵌于锅具内壁底部，将电源无线接收电路、单片机、温度数据编码无线发射模块集成后，通过耐高温塑料进行注塑安装到锅具的手柄上，将通过耐高温塑料注塑成一体的电源无线接收线圈与隔磁片安装在锅具外侧壁上；

第三步，将灶具控制模块和温度数据译码无线接收模块安装在灶台下方，并将电磁阀安装在燃料的供给管路上；

第四步，将锅具安装有电源无线接收线圈的那一面正对电源无线发射线圈；

第五步，给电源无线发射模块、温度数据译码无线接收模块、灶具控制模块通电后即可开始使用。

本发明相比现有技术，能对锅具上的测温模块进行无线供电，解决了因锅具清洗而使系统失效的问题；同时可以直接且准确的测得锅底内部的温度，提高判断锅具是否出现干烧的准确性，进而避免因锅具干烧而发生火灾的情况发生，进而使得本系统更加的安全可靠。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的使用时的结构示意图；

图3为图2中锅具的右视图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明电流走向图；

图6为本发明信号传递走向图；

主要元件符号说明如下：

锅具1，手柄11，灶台2，电源无线发射模块3，电源无线发射电路31，电源无线发射线圈32，电源无线接收模块4，电源无线接收电路41，电源无线接收线圈42，测温模块5，单片机51，温度传感器52，温度数据编码无线发射模块6，编码器61，数据无线发射模块62，温度数据译码无线接收模块7，译码器71，数据无线接收模块72，灶具控制模块8，控制器81，电磁阀82，报警器83。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，防止锅具干烧的控制系统，包括锅具1，还包括安装在灶台2后面墙上的电源无线发射模块3，位于锅具1上的电源无线接收模块4、测温模块5、温度数据编码无线发射模块6，温度数据译码无线接收模块7，灶具控制模块8；电源无线接收模块4分别与测温模块5、温度数据编码无线发射模块6电连，通过电源无线发射模块3和电源无线接收模块4给测温模块5、温度数据编码无线发射模块6供电；温度数据译码无线接收模块7与灶具控制模块8电连。

电源无线发射模块3包括电源无线发射电路31、与电源无线发射电路31电连的电源无线发射线圈32。电源发射电路31内部集成了振荡电路、整形电路、检测电路、频率干扰抑制电路、电流自动控制、无线功率发射电路等元器件，整个电路已是比较成熟的技术，在这里就不再赘述其具体连接关系。

电源无线接收模块4包括电源无线接收电路41、与电源无线接收电路41电连的电源无线接收线圈42。电源无线接收电路41是由肖特基二极管高频整流、滤波、升压稳压电路等电路元器件组成，该电路已是在现有技术中比较成熟的电路，在此就不再赘述其连接关系和工作原理。电源无线接收电路41很小，效率高。电源无线发射线圈32与电源无线接收线圈42可在30毫米至180毫米距离之间让电源无线接收模块4稳定输出直流电压5伏。

测温模块5包括单片机51、与单片机51电连的温度传感器52。单片机51与电源无线接收电路41连接。

温度数据编码无线发射模块6包括编码器61、数据无线发射模块62，编码器61、数据无线发射模块62分别与单片机51电连。

灶具控制模块8包括控制器81、电磁阀82、报警器83，电磁阀82、报警器83分别与控制器81电连；温度数据译码无线接收模块7包括译码器71、数据无线接收模块72，译码器71、数据无线接收模块72分别与控制器81电连。

如图5、图6所示，使用时，先给电源无线发射模块3通电、灶具控制模块8供电，电源无线发射线圈32产生磁场，通过磁耦合共振的原理，电源无线接收模块4稳定输出直流电压5伏，测温模块5、温度数据编码无线发射模块6开始工作。温度传感器52将测得锅具1内部的温度，并将此温度信号传递给单片机51，单片机51将此温度信号处理后输出数据信号给编码器61，编码器61编码后，将此编码信号反馈给单片机51，单片机51控制数据无线发射模块62将此编码信号发送到数据无线接收模块72中，数据无线接收模块72将此编码信号反馈给控制器81，控制器81控制译码器71将此编码信号进行译码，译码器71再将译码后的数据信号传递给控制器81，控制器81将该数据信号转化为温度信号后，再判断该温度信号是否达到设定值，若达到，将控制电磁阀82关闭燃料开关，控制报警器83发出警报；若没有达到，控制器81将不发出指令。

实施例2

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实施例提供的防止锅具干烧的控制系统，包括不锈钢的锅具1，还包括安装在灶台2后面墙上的电源无线发射模块3，位于锅具1上的电源无线接收模块4、测温模块5、温度数据编码无线发射模块6，温度数据译码无线接收模块7，灶具控制模块8；电源无线接收模块4分别与测温模块5、温度数据编码无线发射模块6电连，通过电源无线发射模块3和电源无线接收模块4给测温模块5、温度数据编码无线发射模块6供电；温度数据译码无线接收模块7与灶具控制模块8电连。

电源无线发射模块3包括电源无线发射电路31、与电源无线发射电路31电连的电源无线发射线圈32。整个电路体积为16mm×24mm，静态耗电很少100毫安左右。电源无限发射线圈32外径200毫米，线经1毫米6匝。在本实施例中，为了方便安装，将电源无线发射线圈32注塑在一个塑料板内，然后再安装到灶台2背后的腔体上；为了提高无线供电的效率，在安装时，将电源无线发射线圈32的位置正对灶台2上锅具1的位置。

电源无线接收模块4包括电源无线接收电路41、与电源无线接收电路41电连的电源无线接收线圈42。电源无线接收模块4很小，效率高。电源无线发射线圈32与电源无线接收线圈42可在30毫米至180毫米距离之间让电源无线接收模块4稳定输出直流电压5伏。在本实施例中，电源无线发射线圈32与电源无线接收线圈42之间的距离为100毫米。电源无线接收线圈42外径38毫米，线经0.35毫米20匝，当电流不足时还可以增加线圈的匝数。在本实施例中，为了方便接收电源无线发射线圈32发送的能量，提高效率，在安装时，将电源无线接收线圈42安装在锅具1的外侧壁。为了防止不锈钢锅具1对磁场干扰，本实施例中，在线圈后面加一块隔磁片(图未示出)如铁氧体材料，并将电源无线接收线圈42与隔磁片用耐高温塑料注塑成一体安装于锅具1上边缘处。为了确认电源无线接收模块4是否在正常的给测温模块5等供电，本实施例还在电源无线接收模块4的电路中串联一个工作指示灯(图未示出)，用户可以根据工作指示灯来调整电源无线发射线圈32和电源无线接收线圈42的位置。

测温模块5包括单片机51、与单片机51电连的温度传感器52。单片机51与电源无线接收电路41连接。在本实施例中，为了更加准确的测得锅具1内温度，准确判断是否需要关火，安装时，在温度传感器52外包裹着半圆弧型的不锈钢，并镶嵌在锅具1的内壁底部。

温度数据编码无线发射模块6包括编码器61、数据无线发射模块62，编码器61、数据无线发射模块62分别与单片机51电连。

在本实施例中，安装时，将电源无线接收电路41、单片机51、温度数据编码无线发射模块6集成后，通过PC进行注塑安装到所述锅具1的手柄11上。

灶具控制模块8包括控制器81、电磁阀82、报警器83，电磁阀82、报警器83分别与控制器81电连；温度数据译码无线接收模块7包括译码器71、数据无线接收模块72，译码器71、数据无线接收模块72分别与控制器81电连。本实施例中，安装时，将控制器81、报警器83、温度数据译码无线接收模块7集成后安装在灶台2下方，并将电磁阀82安装在燃气的供给管路上，通过控制燃气的供给来实现对火的控制。需要说明的是电磁阀82也可以安装在像煤炭燃烧炉的空气进入管道上，通过控制空气的进入量来控制火的大小以及是否熄灭。

在上述实施例中，通过电源无线发射模块3和电源无线接收模块4，实现对测温模块5、温度数据编码无线发射模块6无线供电，避免了因进水而导致系统失灵的情况发生，给准确判断锅具是否出现干烧避免火灾提供了保证。同时将测温模块5安装在锅具1内部，可以准确及时的测得锅具1内部温度，避免出现判断失误、发生火灾的情况发生，从而使得本系统使用更加安全可靠。

虽然不同材质的锅具，出现干烧时，锅底的温度不一致，但是根据多次实验得知，锅底温度达到103℃时，任何材质的锅具内的液体所剩不多，所以在本实施例中，预先给控制器81设定，超过温度103℃，将控制电磁阀82关闭燃料供给。

需要说明的是，还可以经过对单片机和控制器内部的程序进行重新设定，实现当锅具内水烧开即可关闭火或者调整火的大小的功能。

以上对本发明提供的防止锅具干烧的控制系统及其安装方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。