CN111026203B - 一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统，包括步骤：斜率获取模块获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率，并传输给判断模块和信息获取模块；判断模块接收初始斜率获得真空热水壶中的测量水位，并与第一和第二预设警戒水位比较；信息获取模块根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号并传输给警示模块；警示模块接收警示信号后，并根据初始斜率获得预设停止时间；控制模块根据预设停止时间，控制真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作。通过本发明，有效避免了水蒸汽造成的安全隐患，同时避免了干烧以及水过量情况的发生。

Description

一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统

技术领域

本发明涉及智能家居生活用品技术领域，特别涉及一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统。

背景技术

电热水壶是生活中常用的一种煮水器皿，而真空热水壶则是在电热水壶的基础上的进一步改进，通过真空热水壶，能够有效避免一般电热水壶加热完毕后无法保温的问题，同时，真空热水壶加热速度快，能耗利用率高，相较于传统电热水壶更加的节能。

但现有真空热水壶在水沸腾时往往会存在能量的浪费，以及热蒸汽的存在，这对真空热水壶的使用产生了极大的安全隐患。现有技术中，如公开号为CN105686629B的中国专利，仅仅公开了一种通过改进蒸汽通道来解决真空热水壶蒸汽的问题，并没有真正意义上解决了水蒸气的问题；又如公开号为CN108013754A的中国专利，仅仅公开了一种真空保温热水壶，仅在保温问题上进行了改进，也为解决上述问题。

发明内容

为了使真空热水壶烧水时，能够使水尽可能快的烧开，同时防止大量的水蒸汽喷出，本发明提供了一种适用于真空热水壶的加热控制方法，包括以下步骤：

S1：获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率；

S2：根据初始斜率获得真空热水壶中的测量水位并与第一和第二预设警戒水位比较；

S3：根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号；

S4：获得警示信号，根据初始斜率获得预设停止时间；

S5：根据预设停止时间，真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作。

进一步地，所述步骤S2中：

若测量水位低于第一预设警戒水位，真空热水壶停止运行；

若测量水位高于第二预设警戒水位，真空热水壶停止运行。

进一步地，所述步骤S3中：

当实时斜率数值变为负值，获得真空热水壶水位增加的状态信息，重新返回步骤S1；

当实时斜率数值降低时，获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号。

进一步地，所述步骤S4中：

所述预设停止时间为对应温升曲线斜率下，真空热水壶中水烧开还需要的时间。

本发明还提供了一种真空热水壶的加热控制系统，包括斜率获取模块、判断模块、信息获取模块、警示模块和停止模块，其中：

斜率获取模块，用于获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率，并传输给判断模块和信息获取模块；

判断模块，用于接收初始斜率获得真空热水壶中的测量水位，并与第一和第二预设警戒水位比较；

信息获取模块，用于根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号并传输给警示模块；

警示模块，用于接收警示信号后，并根据初始斜率获得预设停止时间；

控制模块，用于根据预设停止时间，控制真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作。

进一步地，所述判断模块：

当测量水位低于第一预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行；

当测量水位高于第二预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行。

进一步地，所述信息获取模块：

当实时斜率数值变为负值，信息获取模块获得真空热水壶水位增加的状态信息，控制真空热水壶重新返回步骤S1；

当实时斜率数值降低时，信息获取模块获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号给警示模块。

与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：

(1)本发明所提供的一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统，能够降低烧开水所需的时间，同时无沸腾时间，可以做到基本无蒸汽，避免因蒸汽造成的意外事故；

(2)本发明所提供的一种适用于真空热水壶的加热控制方法与系统，能够识别中途加水，并对水量情况进行判断，防止干烧或者水过量，有效避免因干烧造成的火灾隐患以及水过量导致的漏电隐患等意外情况的发生。

附图说明

图1为一种适用于真空热水壶的加热控制方法的方法示意图；

图2为一种适用于真空热水胡的加热控制系统的系统结构图；

图3为最小水位时1标准大气压下真空热水壶中水的温度与时间的对应曲线；

图4为最大水位时1标准大气压下真空热水壶中水的温度与时间的对应曲线；

图5为最大水位时0.8标准大气压下真空热水壶中水的温度与时间对应曲线。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

要在加热水的时候烧开且尽量的减少蒸汽，必须使加热的时间最短，但考虑到海拔的问题，又不能简单的以温度来判断，传统的算法加热时间过长，会有一段沸腾时间，从而导致大量水蒸汽出来。因此，如图1所示，本发明提出了一种适用于真空热水壶的加热控制方法，包括步骤：

S1：获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率；

S2：根据初始斜率获得真空热水壶中的测量水位并与第一和第二预设警戒水位比较；

S3：根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号；

S4：获得警示信号后，根据初始斜率获得预设停止时间；

S5：根据预设停止时间，真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作。

如图3所示，可以看出，1标准大气压下，在最小水位时，水温前期以0.5℃/s的速度上升，而96℃/s以后上升速率突然下降。

如图4所示，可以看出，1标准大气压下，在最大水位时，水温前期以0.15℃/s的速度上升，而96℃/s以后上升速度也突然下降。

又如图5所示，可以看出，0.8标准大气压下，在最大水位时，水温前期以0.15℃/s的速度上升，而93℃/s以后上升速度突然下降。

如上述图例所示并结合常识，可知不同大气压下，相同水位前期水温上升速度一致，气压越小，沸点越低，而水位越低，水温上升速度越快。

因为不能保证用户每次使用真空热水壶时都能把水加到合适的水位，因此可能会存在水位过低或过高的问题，而在水位过低或者水位过高的情况下运行真空热水壶都有可能存在安全隐患，因此，本方法增加了水位监测的步骤。

在所述步骤S2中：

若测量水位低于第一预设警戒水位，真空热水壶停止运行；

若测量水位高于第二预设警戒水位，真空热水壶停止运行。

通过上述步骤，我们即可在最初的一端时间内对真空热水壶内的水量进行判断，若温升速度大于最低水量时的温升速度则判断水量过少，真空热水壶停止工作；若温升速度小于最高水位时的温升速度则判断水量过多，真空热水壶停止工作。通过该步骤能有效避免空烧或者水过量，有效避免因干烧造成的火灾隐患以及水过量导致的漏电隐患等意外情况的发生。

同时，所述步骤S3中：

当实时斜率数值变为负值，获得真空热水壶水位增加的状态信息，重新返回步骤S1；

当实时斜率数值降低时，获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号。

该步骤的作用在于，当真空热水壶加热过程中有水加入，那么此时真空热水壶中水的温度势必会下降，此时温升曲线的实时斜率就会呈现负增长，通过该步骤，利用实时斜率的变化来获取水位变化信息，从而使真空热水壶重新执行步骤S1，避免新加的水使水位高于第二预设警戒水位。

同时结合图3和图4，可知，当实时斜率降低时，表示真空热水壶中的水即将沸腾，这时产生警示信号，真空热水壶只需继续工作预设停机时间就可完成水的加热过程，并在预设停机时间后停止运行。此时水温刚好达到沸点，而及时的停机，就避免了达到沸点后长时间继续加热产生的大量水蒸气，从而做到基本无蒸汽的工作效果，避免因大量水蒸汽造成的意外事故。

通过本发明所述的一种适用于真空热水壶的加热控制方法，能够降低烧开水所需的时间，同时无沸腾时间，可以做到基本无蒸汽，避免因蒸汽造成的意外事故；同时能够识别中途加水，并对水量情况进行判断，防止干烧或者水过量，有效避免因干烧造成的火灾隐患以及水过量导致的漏电隐患等意外情况的发生。

实施例二

如图2所示，一种适用于真空热水壶的加热控制系统，包括斜率获取模块、判断模块、信息获取模块、警示模块和停止模块，其中：

斜率获取模块，用于获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率，并传输给判断模块和信息获取模块；

判断模块，用于接收初始斜率获得真空热水壶中的测量水位，并与第一和第二预设警戒水位比较；

信息获取模块，用于根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号并传输给警示模块；

警示模块，用于接收警示信号后，并根据初始斜率获得预设停止时间；

控制模块，用于根据预设停止时间，控制真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作。

进一步地，所述判断模块：

当测量水位低于第一预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行；

当测量水位高于第二预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行。

进一步地，所述信息获取模块：

当实时斜率数值变为负值，信息获取模块获得真空热水壶水位增加的状态信息，控制真空热水壶重新返回步骤S1。

进一步地，所述信息获取模块：

当实时斜率数值降低时，信息获取模块获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号给警示模块。

通过本发明所述的一种适用于真空热水壶的加热控制系统，能够降低烧开水所需的时间，同时无沸腾时间，可以做到基本无蒸汽，避免因蒸汽造成的意外事故；同时能够识别中途加水，并对水量情况进行判断，防止干烧或者水过量，有效避免因干烧造成的火灾隐患以及水过量导致的漏电隐患等意外情况的发生。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种适用于真空热水壶的加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率；

S2：根据初始斜率获得真空热水壶中的测量水位并与第一和第二预设警戒水位比较；

S3：根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号；

S4：获得警示信号后，根据初始斜率获得预设停止时间；

S5：根据预设停止时间，真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作；

所述步骤S3中：

当实时斜率数值变为负值，获得真空热水壶水位增加的状态信息，重新返回步骤S1；

当实时斜率数值降低时，获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号；

所述步骤S4中：

所述预设停止时间为对应温升曲线初始斜率下，真空热水壶中水烧开还需要的时间。

2.如权利要求1所述的一种适用于真空热水壶的加热控制方法，其特征在于，所述步骤S2中：

若测量水位低于第一预设警戒水位，真空热水壶停止运行；

若测量水位高于第二预设警戒水位，真空热水壶停止运行。

3.一种适用于真空热水壶的加热控制系统，包括斜率获取模块、判断模块、信息获取模块、警示模块和停止模块，其中：

斜率获取模块，用于获取真空热水壶开始加热后温升曲线的实时斜率，以及开始加热时预设时间段内温升曲线的初始斜率，并传输给判断模块和信息获取模块；

判断模块，用于接收初始斜率获得真空热水壶中的测量水位，并与第一和第二预设警戒水位比较；

信息获取模块，用于根据实时斜率的改变，获取真空热水壶水位变化信息或温度信息，并根据温度信息获得警示信号并传输给警示模块；

警示模块，用于接收警示信号后，并根据初始斜率获得预设停止时间；

控制模块，用于根据预设停止时间，控制真空热水壶继续工作预设停止时间后停止工作；

所述信息获取模块：

当实时斜率数值变为负值，信息获取模块获得真空热水壶水位增加的状态信息，并输入斜率获取模块；

当实时斜率数值降低时，信息获取模块获得真空热水壶中水即将烧开的温度信息，并发出警示信号给警示模块；

所述预设停止时间为对应温升曲线初始斜率下，真空热水壶中水烧开还需要的时间。

4.如权利要求3所述的一种适用于真空热水壶的加热控制系统，其特征在于，所述判断模块：

当测量水位低于第一预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行；

当测量水位高于第二预设警戒水位，判断模块控制真空热水壶停止运行。

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