一种防溢锅控制系统及方法与流程

1.本发明实施例涉及智能厨电技术领域，尤其涉及一种防溢锅控制系统及方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们烹饪的工具越来越多，但锅具仍离不开厨房，在烹饪的过程中产生的溢锅问题却时常困扰人们。
3.现有有关溢锅问题的技术通常是将溢锅传感器置于面板下方，通过感应溢出的液体来实现对灶具的控制。然而，上述方案虽然能对溢锅情况进行报警，但存在溢锅液体已经大面积流到面板上的情况，会导致不易清洁的问题，且存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明提供一种防溢锅控制系统及方法，以对烹饪过程中可能出现的溢锅情况进行提前预警，避免发生溢锅导致污染灶具面板不易清洁的问题，同时有效排除因溢锅造成的安全隐患。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种防溢锅控制系统，包括：
6.位移检测模块，用于检测锅盖相对锅体的实际位移量；
7.温度检测模块，用于检测锅内食物的温度；
8.燃气阀，所述燃气阀连接于燃气通路上；
9.控制器，分别与所述位移检测模块、所述温度检测模块和所述燃气阀通讯连接，用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；所述控制器还用于在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。
10.可选地，所述位移检测模块包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述锅盖边沿或所述锅体边沿上。
11.可选地，所述位移检测模块包括第一距离传感器，所述第一距离传感器设置在烟机朝向灶具的一侧表面上，所述第一距离传感器用于按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值。
12.所述控制器用于根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置，并在当前所处位置与初始所处位置的垂直距离超过预设距离阈值时，判定锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值。
13.可选地，所述温度检测模块包括温度传感器，所述温度传感器设置于锅盖内侧，所述温度传感器用于采集锅内预设测温点的温度。
14.可选地，所述温度检测模块还包括第二距离传感器，所述第二距离传感器设置于锅盖内侧，用于测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；
15.所述控制器还用于根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对所述温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。
16.可选地，所述温度检测模块还包括图像传感器，所述图像传感器设置于锅盖内侧，用于采集锅内预设测温点的图像；
17.所述控制器还用于对锅内预设测温点的图像进行图像识别，且在判定锅内食物的温度超出预设温度阈值之前，确认锅内预设测温点的图像中包含食物。
18.可选地，所述控制器还用于在溢锅预警之后，根据理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据预设关系式d＝x
·
z，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以及改变燃气量；
[0019]
其中，x为锅体的理论位移量，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，s为锅盖的受力面积，m为锅盖质量，t为位移时间，d为燃气通路的通过面积，z为预设转换系数。可选地，还包括防溢锅开关按键，与所述控制器通讯连接，所述防溢锅开关按键用于生成防溢锅模式开启指令；
[0020]
所述控制器还用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，确定所述防溢锅开关按键生成防溢锅模式开启指令。
[0021]
第二方面，本发明实施例还提供了一种防溢锅控制方法，应用于如第一方面任一项所述的防溢锅控制系统中，该方法包括：
[0022]
通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量；
[0023]
通过温度检测模块检测锅内食物的温度；
[0024]
利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；
[0025]
利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。
[0026]
可选地，所述位移检测模块包括第一距离传感器，所述第一距离传感器设置在烟机朝向灶具的一侧表面上；
[0027]
通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量，包括：
[0028]
通过所述第一距离传感器按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值；
[0029]
利用控制器根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置；
[0030]
利用控制器计算当前所处位置与初始所处位置的垂直距离，作为锅盖相对锅体的实际位移量。
[0031]
可选地，所述温度检测模块包括温度传感器和第二距离传感器，所述温度传感器和所述第二距离传感器均设置于锅盖内侧；
[0032]
通过温度检测模块检测锅内食物的温度，包括：
[0033]
通过所述温度传感器采集锅内预设测温点的温度；
[0034]
通过第二距离传感器测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；
[0035]
利用所述控制器根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对所述温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。
[0036]
可选地，所述温度检测模块包括温度传感器和图像传感器，所述温度传感器和所述图像传感器均设置于锅盖内侧；
[0037]
通过温度检测模块检测锅内食物的温度之前，还包括：
[0038]
通过所述图像传感器采集锅内预设测温点的图像；
[0039]
利用所述控制器对锅内预设测温点的图像进行图像识别；
[0040]
确认锅内预设测温点的图像中包含食物。
[0041]
可选地，利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量，包括：
[0042]
利用控制器根据理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量；其中，x为锅体的理论位移量，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，s为锅盖的受力面积，m为锅盖质量，t为位移时间；
[0043]
利用控制器根据预设关系式d＝z
·
x，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以及改变燃气量；其中，d为燃气通路的通过面积，z为预设转换系数。可选地，所述防溢锅控制系统还包括防溢锅开关按键，与所述控制器通讯连接；
[0044]
利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，还包括；
[0045]
利用控制器确定所述防溢锅开关按键生成防溢锅模式开启指令。
[0046]
本发明实施例的技术方案中，防溢锅控制系统包括位移检测模块、温度检测模块、燃气阀和控制器，其中位移监测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量；温度检测模块检测锅内食物的温度；燃气阀连接于燃气通路上；控制器分别与位移检测模块、温度检测模块和燃气阀通讯连接，在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警，同时，控制器根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系是，指导对燃气阀燃气通路通过面积的调节，以改变燃气量。本发明实施例解决了烹饪过程中发生溢锅时会导致污染灶具面板不易清洁的问题，能够对可能出现的溢锅情况进行提前预警，并适应性地进行燃气量的反馈调节，避免发生溢锅同时有效排除因溢锅造成的安全隐患。
附图说明
[0047]
图1是本发明实施例提供的一种防溢锅控制系统的结构示意图；
[0048]
图2是本发明实施例提供的一种防溢锅控制方法的流程图；
[0049]
图3是图2所示防溢锅控制方法的工作逻辑图；
[0050]
图4是本发明实施例提供的另一种防溢锅控制系统的结构示意图；
[0051]
图5是本发明实施例提供的又一种防溢锅控制系统的结构示意图；
[0052]
图6是图5所示防溢锅控制系统中部分结构安装示意图；
[0053]
图7是本发明实施例提供的另一种防溢锅控制方法的流程图；
[0054]
图8是图7所示防溢锅控制方法的工作逻辑图；
[0055]
图9是图5所示防溢锅控制系统中温度检测模块的工作逻辑图。
具体实施方式
[0056]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0057]
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0058]
本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。
[0059]
需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对相应内容进行区分，并非用于限定顺序或者相互依存关系。
[0060]
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
[0061]
图1是本发明实施例提供的一种防溢锅控制系统的结构示意图，参考图1，该防溢锅控制系统包括：位移检测模块10，用于检测锅盖相对锅体的实际位移量；温度检测模块20，用于检测锅内食物的温度；控制器30，分别与位移检测模块10和温度检测模块20通讯连接，用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；燃气阀40，燃气阀40连接于燃气通路上，燃气阀40与控制器30通讯连接；控制器30还用于在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。
[0062]
首先，该防溢锅控制系统用于在锅具的烹饪过程中进行溢锅的监测和预警，当烹饪过其中即将发生溢锅时，提前发出溢锅预警信号给用户，以便由用户或自动地对灶具火力进行控制，避免发生溢锅的情况。
[0063]
具体地，位移检测模块10和温度检测模块20分别用于检测锅盖位移量和锅内温度两个烹饪过程中烹饪状态的实时参数，控制器30与该两个检测模块通讯连接，可以是无线方式进行通讯，也可以是电连接方式进行通讯，此处不做限制。控制器30对该两个实时参数分别与预设阈值进行对比，在该两个实时参数超出预设阈值时，判定即将发生溢锅情况。此处预设位移阈值和预设温度阈值两个预设阈值则是根据预先的溢锅实验等方式设置的预设参数值，该两个预设参数值能够表征即将发生溢锅的情况。另外可以理解的是，当仅通过锅盖位移量超出预设阈值判定即将发生溢锅，可能会因为锅盖是人为移动误判为即将发生
溢锅。同样地，仅通过锅内温度超出预设阈值来判定即将发生溢锅，也可能会因为煎炸炒等烹饪类型并不属于溢锅类型而误判为即将发生溢锅。由此可知，通过锅盖位移量和锅内温度两个参数独立作为溢锅预警条件时，均可能引起即将发生溢锅的误判。而本实施例中，在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警，可以避免人为移动以及烹饪类型不属于溢锅类型等情况引起的溢锅误判，能够更精准地判定即将发生溢锅，做到有效防溢锅预警。
[0064]
此外，燃气阀40是控制燃气通路中燃气通过面积的阀体结构，通过控制燃气阀40的开合程度即可控制燃气通路中的燃气量，进而可以控制灶具的火力大小。此实施例中将燃气阀40和控制器30通讯连接，能够通过燃气阀40控制燃气通路中的燃气量，进而控制实时的灶具火力，以便于在即将发生溢锅时自动地减弱灶具火力或关闭灶具，避免溢锅发生。
[0065]
基于上述实施例提供的防溢锅控制系统，本发明实施例还提供了一种防溢锅控制方法。图2是本发明实施例提供的一种防溢锅控制方法的流程图，图3是图2所示防溢锅控制方法的工作逻辑图，参考图1-图3，该控制方法应用于上述实施例的防溢锅控制系统中，包括：
[0066]
s110、通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量；
[0067]
s120、通过温度检测模块检测锅内食物的温度；
[0068]
s130、利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；
[0069]
s140、利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。
[0070]
上述步骤s110～s130中利用锅盖位移量和锅内温度两个烹饪过程中烹饪状态的实时参数，判定即将发生溢锅情况如前所述，此处不再赘述。需要补充的是，对于步骤s140，实质是本发明实施例提供了一种在即将发生溢锅时对灶具火力进行控制的具体地、简化地控制逻辑。
[0071]
本领域技术人员可以理解，锅内温度上升，会导致锅内压强发生变化，并且随着压强的上升，锅盖受力面积不变，锅盖受力会逐渐增大，导致锅盖发生位移，也即，根据锅内食物的温度变化，即可确定出锅盖的理论位移量。在理论位移量可以反馈温度变化的基础上，本发明实施例中以该理论位移量作为变量，可以设计出燃气通路通过面积与该理论位移量的关系式，由此预设的关系式，能够实现依赖于温度变化的燃气通路通过面积的控制逻辑。
[0072]
具体地，在本发明的一个可选实施例中，上述步骤s140具体可细化为：
[0073]
s141、利用控制器根据理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量；其中，x为锅体的理论位移量，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，s为锅盖的受力面积，m为锅盖质量，t为位移时间；
[0074]
下面对上述位移量与温度变化的转换公式的推导过程进行介绍：首先，根据气体压强和温度变化的计算公式p＝(ρrδt)/m以及气体压强对于锅盖的压力转换公式p＝f/s，消去关联变量气体压强p，即可换算得到温度变化和压力的转换公式f＝((ρrt))/m)
·
s；其中，p为气体压强，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，f为锅盖
受力，s为锅盖的受力面积。其次，根据牛顿第二定律f＝m
·
a以及位移量公式x＝1/2(at2)，其中，m为锅盖质量，a为加速度，t为位移时间，消去关联变量压力f以及加速度a，可以推导获得理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2。由此转换公式，在确定锅内食物的温度变化后，即可计算获得锅盖的理论位移量。
[0075]
s142、利用控制器根据预设关系式d＝x
·
z，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以及改变燃气量；其中，d为燃气通路的通过面积，z为预设转换系数。
[0076]
该步骤实质是对燃气量控制逻辑的简化，具体地，通过建立理论位移量和燃气通路通过面积的线性关系，来设置燃气通路通过面积，以此控制实时的燃气量。其中，燃气通路的通过面积d与锅盖位移量x可建立如下d＝x
·
z的转换关系式，z为预设转换系数。该预设的转换系数可以通过预先的实验、仿真模拟等方式获得，在实验、仿真模拟过程中，可以根据锅盖位移量x设置相匹配的燃气通路的通过面积d，以保证在预警溢锅后不发生溢锅，继而根据此设置的燃气通路通过面积d及对应的锅盖位移量x，拟合出直线关系，获得转换系数z。
[0077]
需要补充的是，即将发生溢锅时锅盖实际位移量受影响因素过多，数据波动较大，因此以锅盖实际位移量进行灶具火力控制并不精准。故上述步骤s141并非是检测的锅盖的实际位移量，而是根据温度变化推测锅盖的理论位移量，再根据理论位移量与燃气通路通过面积的简单控制逻辑，对燃气量进行反馈调节，其更多是依赖于温度变化与灶具火力存在的内在的、直接的联系而建立的反馈调节逻辑，与锅盖实际位移量无关。
[0078]
上述技术方案中，防溢锅控制系统包括位移检测模块、温度检测模块、燃气阀和控制器，其中位移监测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量；温度检测模块检测锅内食物的温度；燃气阀连接于燃气通路上；控制器分别与位移检测模块、温度检测模块和燃气阀通讯连接，在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警，同时，控制器根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系是，指导对燃气阀燃气通路通过面积的调节，以改变燃气量。本发明实施例解决了烹饪过程中发生溢锅时会导致污染灶具面板不易清洁的问题，能够对可能出现的溢锅情况进行提前预警，并适应性地进行燃气量的反馈调节，避免发生溢锅同时有效排除因溢锅造成的安全隐患。
[0079]
继续参考图1-图3，在一些可选实施例中，该防溢锅控制系统中还包括防溢锅开关按键50，与控制器30通讯连接，防溢锅开关按键50用于生成防溢锅模式开启指令。控制器30还用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，确定防溢锅开关按键50生成防溢锅模式开启指令。
[0080]
考虑到某些烹饪类型或烹饪过程中并不存在溢锅风险，或者某些烹饪过程没有防溢锅需求，故而本发明在此实施例中设置了防溢锅开关按键50。此防溢锅开关按键50可以设置在灶具面板上，当用户烹饪过程中有防溢锅需求时，可通过该按键控制该防溢锅控制系统开启，进行防溢锅预警。
[0081]
继续参考图1-图3，在一些可选实施例中，在步骤s130、利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，还可增加如下步骤：
[0082]
s100、利用控制器确定防溢锅开关按键生成防溢锅模式开启指令。
[0083]
该步骤实质是用户在烹饪过程中需要离开，存在防溢锅需求时，通过点击灶具面板上设置“防溢锅”按钮即防溢锅开关按键50的过程。对应于控制器30而言，其确定接收到防溢锅开关按键50生成的防溢锅模块开启指令后，即开启防溢锅模式。防溢锅模式下，控制器30可以通过灶具200上的信号发射器对烟机100上的第一距离传感器12发出指令，控制其开启锅盖位置监控功能，同时向锅盖310上的温度传感器21、第二距离传感器22和图像传感器23发出工作指令，控制三者进行工作。
[0084]
图4是本发明实施例提供的另一种防溢锅控制系统的结构示意图，参考图2和图4，在一可选实施例中，位移检测模块10可以是位移传感器11，位移传感器11设置于锅盖边沿或锅体边沿上。
[0085]
具体地，该位移传感器11可以设置在锅体边沿连接把手的位置处。位移传感器11可以实时检测锅盖与锅体的距离，定义锅盖与锅体耦合出的起始距离k0＝0，当即将溢锅时，锅内会产生气泡，会迫使锅盖向上发生位移，控制器30此时会将实测的距离k与预设位移量l对比，判定是否超过预设位移阈值。
[0086]
图5是本发明实施例提供的又一种防溢锅控制系统的结构示意图，图6是图5所示防溢锅控制系统中部分结构安装示意图，参考图5和图6，在本发明的另一可选实施例中，可设置位移检测模块10包括第一距离传感器12，第一距离传感器12设置在烟机100朝向灶具200的一侧表面上，第一距离传感器12用于按照预设时间间隔采集锅盖310上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值。控制器30用于根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置，并在当前所处位置与初始所处位置的垂直距离超过预设距离阈值时，判定锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值。
[0087]
首先，灶具200上承载有锅体300，上方安装有烟机100，烟机100所处灶具200正上方位置安装有第一距离传感器12。第一距离传感器12的数量可以是至少三个，每个第一距离传感器12分别对应测量锅盖310上一个预设测量点的距离，当然也可以是设置一个第一距离传感器12，通过旋转扫描的方式测量锅盖上至少三个预设测量点的距离，此处不做限制。
[0088]
除上述对位移检测模块的具体形式的示例外，本发明还提供了温度检测模块的相关实施例。继续参考图5和图6，在一些可选实施例中，温度检测模块20包括温度传感器21，温度传感器21设置于锅盖内侧，温度传感器21用于采集锅内预设测温点的温度。
[0089]
进一步地，温度检测模块20还包括第二距离传感器22，第二距离传感器22设置于锅盖内侧，用于测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；控制器30还用于根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。
[0090]
更进一步地，温度检测模块20还包括图像传感器23，图像传感器23设置于锅盖内侧，用于采集锅内预设测温点的图像；控制器30还用于对锅内预设测温点的图像进行图像识别，且在判定锅内食物的温度超出预设温度阈值之前，确认锅内预设测温点的图像中包含食物。
[0091]
上述温度传感器21、第二距离传感器22以及图像传感器23实质上是安装在锅盖朝向锅体的一侧，对于锅内的同一预设测温点，温度传感器21、第二距离传感器22和图像传感器23分别负责测量温度、距离和图像三个参数。在实际工作过程中，为避免误判，可设置多
个预设测温点，温度传感器21、第二距离传感器22和图像传感器23旋转扫描锅内的多个预设测温点，采集各预设测温点的温度、距离和图像。
[0092]
针对图5所示防溢锅控制系统，本发明实施例同样提供了防溢锅控制方法，下面对此防溢锅控制系统的控制方法进行介绍。图7是本发明实施例提供的另一种防溢锅控制方法的流程图，图8是图7所示防溢锅控制方法的工作逻辑图，该实施例是在上述实施例基础上进行地优化。在本实施例中，将通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量，具体优化为：
[0093]
通过第一距离传感器按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值；
[0094]
利用控制器根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置；
[0095]
利用控制器计算当前所处位置与初始所处位置的垂直距离，作为锅盖相对锅体的实际位移量。
[0096]
进一步地，将通过温度检测模块检测锅内食物的温度，具体优化为：
[0097]
通过温度传感器采集锅内预设测温点的温度；
[0098]
通过第二距离传感器测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；
[0099]
利用控制器根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。
[0100]
在上述优化基础上，在通过温度检测模块检测锅内食物的温度之前，增加如下步骤：
[0101]
通过图像传感器采集锅内预设测温点的图像；
[0102]
利用控制器对锅内预设测温点的图像进行图像识别；
[0103]
确认锅内预设测温点的图像中包含食物。
[0104]
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例。
[0105]
参考图5-图8，本实施例提供的防溢锅控制方法包括：
[0106]
s200、利用控制器确定防溢锅开关按键生成防溢锅模式开启指令。
[0107]
s211、通过第一距离传感器按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值；
[0108]
其中，如前所述，第一距离传感器12的数量不做限制，此步骤则是按照一定采集频率对锅盖进行实时地距离测量的过程，其中预设测量点包括均匀分布的至少三个，利用该至少三个预设测量点即可确定一个平面，从而代表锅盖确定出锅盖的状态，当然，预设测量点越多，锅盖的实际位置测量更精确，此处对数量也不做过多限制。预设时间间隔的设置此处也不做限制，可以理解的是，时间间隔越短，锅盖位置的采集频率越高，锅盖的实时状态表现更精细，能够更准确地进行溢锅预警。
[0109]
s212、利用控制器根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置；
[0110]
由于采集过程是按照一定频率进行采集，在每一采集时刻均可得到一个锅盖位置，此步骤则是将每个采集时刻采集的三个预设测量点的距离根据空间关系转换为锅盖位置的过程，因而可以获得离散的不同时间下的锅盖的实时位置。
[0111]
s213、利用控制器计算当前所处位置与初始所处位置的垂直距离，作为锅盖相对锅体的实际位移量。
[0112]
可以理解，由于每个时刻均可得到一个锅盖的实时位置，相较于初始时刻获得的锅盖初始位置，通过计算各时刻下锅盖位置与锅盖初始位置的距离，即可确定出锅盖实际的位移量。
[0113]
另外还想说明的是，根据预设测量点确定锅盖所处位置，可以通过合理设置预设测量点的位置精确确定，例如可以是围绕锅盖中心在圆周上设置均匀分布的测量点，根据测量点确定圆周中心位置，以中心位置代替锅盖位置的方式表征锅盖位移量，也可以利用数量较多的测量点模拟出锅盖模型来进行锅盖位置以及实际位移量的计算，此处均不作限制。
[0114]
s221、通过图像传感器采集锅内预设测温点的图像。
[0115]
s222、利用控制器对锅内预设测温点的图像进行图像识别。
[0116]
s223、确认锅内预设测温点的图像中包含食物。
[0117]
上述步骤s221-s223实质是在进行防溢锅判定前确定锅内存在食物的过程，也即确保是食物烹饪过程中即将引起溢锅，避免其他因素的干扰导致误判。
[0118]
s224、通过温度传感器采集锅内预设测温点的温度。
[0119]
此步骤中由于温度传感器设置在锅盖内侧，温度传感器与锅内预设测温点的食物会存在一定的距离，且由于温度传感器一般采用红外温度传感器，利用红外辐射进行温度检测，食物向外辐射红外能量时会存在衰减，因此采用温度传感器检测锅内预设测温点的温度，实质上并不能表征测温点实际的温度，其存在一定的偏差。
[0120]
s225、通过第二距离传感器测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离。
[0121]
s226、利用控制器根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。
[0122]
基于上述温度传感器的温度检测与实际温度会存在误差，该实施例中上述步骤s225和步骤s226则是利用第二距离传感器确定食物与温度传感器的距离，然后根据该距离对误差进行补偿的过程。可以理解，红外能量衰减量与距离存在一定的关系，也即温度补偿量与距离可以确定出一定的关系式，基于该关系式即可补偿获得精确的食物温度。
[0123]
s230、利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警。
[0124]
s240、利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。
[0125]
下面参考图8，对上述防溢锅控制方法的实际工作逻辑进行简单介绍：
[0126]
1)首先在烟、灶、锅联动功能处于连接状态下；
[0127]
2)当用户在烹饪过程中需要离开时，首先通过点击灶具面板上的“防溢锅”按钮，开启防溢锅模式；
[0128]
3)灶具信号发射器对烟机发出指令，开启锅盖位置监控功能；
[0129]
4)烟机上距离传感器对位置进行实时监控，并进行逻辑控制：
[0130]
①
首先，采用若干个第一距离传感器扫描锅盖上n个点到传感器的距离(n》3)；
[0131]
②
测得启始位置为m1，当t1时间后，测得同样n个点到传感器的位置为m2，传感器计算得出两个位置的距离差k1；
[0132]
③
如
②
同理，当tn-1后，烟机内的处理器计算得距离差kn-1》l时，传出溢锅信号，发出指令无线传输给灶具信息接收器。
[0133]
5)开启防溢锅模式锅具启动，温度传感器开始工作，红外温度探头旋转扫描锅内获取温度数值，由于探头与食材表面存在一定距离，通过补偿系统获得锅内平均温度，该补偿系统还会根据当前大气压、湿度等环境因素进行补偿；
[0134]
6)锅内处理器判断锅内温度t
n-1
与阈值p比较，当t
n-1
》p，超过阈值，信号发射器发出信号给灶具接收器；
[0135]
7)当灶具接收到来自锅具与烟机共同的信号后，判定烹饪状态为“即将溢锅”，对电控阀发出信号，调节燃气进量，以此实现防溢锅的功能。
[0136]
图9是图5所示防溢锅控制系统中温度检测模块的工作逻辑图，下面参考图8和图9，对上述步骤s221-s226的实际工作逻辑进行简单介绍：
[0137]
1)烹饪过程中摄像头旋转扫拍取测温点图像，根据拍取点内容判断是否为食材；
[0138]
2)若判断为食材后，红外传感器与第二距离传感器开始工作；
[0139]
3)若判断不为食材后，摄像头旋转寻找其他测温点；
[0140]
4)红外传感器接收食材自身发射出的不可见红外能量α，将入射的辐射转换成为电压信号；同时第二距离传感器与食材测温点距离h；
[0141]
5)处理器通过将两个参数并结合补偿系统输出实际温度t。
[0142]
当温度t大于阈值p，即发出电信号。
[0143]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种防溢锅控制系统，其特征在于，包括：位移检测模块，用于检测锅盖相对锅体的实际位移量；温度检测模块，用于检测锅内食物的温度；燃气阀，所述燃气阀连接于燃气通路上；控制器，分别与所述位移检测模块、所述温度检测模块和所述燃气阀通讯连接，用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；所述控制器还用于在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。2.根据权利要求1所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述位移检测模块包括位移传感器，所述位移传感器设置于所述锅盖边沿或所述锅体边沿上。3.根据权利要求1所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述位移检测模块包括第一距离传感器，所述第一距离传感器设置在烟机朝向灶具的一侧表面上，所述第一距离传感器用于按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值；所述控制器用于根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置，并在当前所处位置与初始所处位置的垂直距离超过预设距离阈值时，判定锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值。4.根据权利要求1所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器，所述温度传感器设置于锅盖内侧，所述温度传感器用于采集锅内预设测温点的温度。5.根据权利要求4所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述温度检测模块还包括第二距离传感器，所述第二距离传感器设置于锅盖内侧，用于测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；所述控制器还用于根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对所述温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。6.根据权利要求4所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述温度检测模块还包括图像传感器，所述图像传感器设置于锅盖内侧，用于采集锅内预设测温点的图像；所述控制器还用于对锅内预设测温点的图像进行图像识别，且在判定锅内食物的温度超出预设温度阈值之前，确认锅内预设测温点的图像中包含食物。7.根据权利要求1所述的防溢锅控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在溢锅预警之后，根据理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据预设关系式d＝x
·
z，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以及改变燃气量；其中，x为锅体的理论位移量，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，s为锅盖的受力面积，m为锅盖质量，t为位移时间，d为燃气通路的通过面积，z为预设转换系数。8.根据权利要求1所述的防溢锅控制系统，其特征在于，还包括防溢锅开关按键，与所述控制器通讯连接，所述防溢锅开关按键用于生成防溢锅模式开启指令；所述控制器还用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，确定所述防溢锅开关按键生成防溢锅模式开
启指令。9.一种防溢锅控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的防溢锅控制系统中，该方法包括：通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量；通过温度检测模块检测锅内食物的温度；利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警；利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量。10.根据权利要求9所述的防溢锅控制方法，其特征在于，所述位移检测模块包括第一距离传感器，所述第一距离传感器设置在烟机朝向灶具的一侧表面上；通过位移检测模块检测锅盖相对锅体的实际位移量，包括：通过所述第一距离传感器按照预设时间间隔采集锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值；利用控制器根据按照预设时间间隔采集的锅盖上均匀分布的至少三个预设测量点的距离值，计算获得锅盖依次在不同时间所处的位置；利用控制器计算当前所处位置与初始所处位置的垂直距离，作为锅盖相对锅体的实际位移量。11.根据权利要求9所述的防溢锅控制方法，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和第二距离传感器，所述温度传感器和所述第二距离传感器均设置于锅盖内侧；通过温度检测模块检测锅内食物的温度，包括：通过所述温度传感器采集锅内预设测温点的温度；通过第二距离传感器测量锅内预设测温点与锅盖内侧的距离；利用所述控制器根据锅内预设测温点与锅盖内侧的距离，对所述温度传感器采集的锅内预设测温点的温度进行补偿。12.根据权利要求9所述的防溢锅控制方法，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和图像传感器，所述温度传感器和所述图像传感器均设置于锅盖内侧；通过温度检测模块检测锅内食物的温度之前，还包括：通过所述图像传感器采集锅内预设测温点的图像；利用所述控制器对锅内预设测温点的图像进行图像识别；确认锅内预设测温点的图像中包含食物。13.根据权利要求9所述的防溢锅控制方法，其特征在于，利用控制器在溢锅预警之后，根据锅内食物的温度，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量，并根据燃气通路的通过面积与当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量的预设关系式，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以改变燃气量，包括：利用控制器根据理论位移量与温度变化的转换公式x＝1/2[((ρrδt/m).s)/m]t^2，计算当前温度下锅盖相对锅体的理论位移量；其中，x为锅体的理论位移量，ρ为气体密度，r为常数，δt为温度变化量，m为气体的摩尔质量，s为锅盖的受力面积，m为锅盖质量，t为位移
时间；利用控制器根据预设关系式d＝z
·
x，控制所述燃气阀调节燃气通路的通过面积以及改变燃气量；其中，d为燃气通路的通过面积，z为预设转换系数。14.根据权利要求9所述的防溢锅控制方法，其特征在于，所述防溢锅控制系统还包括防溢锅开关按键，与所述控制器通讯连接；利用控制器在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警之前，还包括；利用控制器确定所述防溢锅开关按键生成防溢锅模式开启指令。

技术总结
本发明实施例公开了一种防溢锅控制系统及方法。该防溢锅控制系统包括位移检测模块、温度检测模块和控制器，其中位移监测模块用于检测锅盖相对锅体的实际位移量；温度检测模块用于检测锅内食物的温度；控制器分别与所述位移检测模块和所述温度检测模块通讯连接，用于在锅盖相对锅体的实际位移量超出预设位移阈值，且锅内食物的温度超出预设温度阈值时，进行溢锅预警。本发明实施例解决了烹饪过程中发生溢锅时会导致污染灶具面板不易清洁的问题，能够对可能出现的溢锅情况进行提前预警，并适应性地进行燃气量的反馈调节，避免发生溢锅同时有效排除因溢锅造成的安全隐患。时有效排除因溢锅造成的安全隐患。时有效排除因溢锅造成的安全隐患。


技术研发人员：任富佳 井永晋 王恩香 王坚 张开川
受保护的技术使用者：杭州老板电器股份有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/14