一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，包括依次連接的檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理單元、控制器、執(zhí)行模塊和反饋模塊等。通過(guò)檢測(cè)人與電磁爐的距離和電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度，判斷人體是否處于電磁爐輻射安全范圍內(nèi)。當(dāng)人體處于不安全范圍時(shí)，觸發(fā)報(bào)警裝置響起，顯示相關(guān)信息，同時(shí)控制電磁爐內(nèi)耦合線圈的工作電流減少工作功率。本發(fā)明具有較高的實(shí)用性，從電磁爐磁泄露的根本上解決了電磁爐輻射問(wèn)題，能夠檢測(cè)電磁爐輻射是否在安全范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了電磁爐輻射的動(dòng)態(tài)檢測(cè)和提醒功能，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、操作體驗(yàn)較好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低電磁爐輻射方法，可以對(duì)電磁爐泄漏進(jìn)行檢測(cè)和提醒的系統(tǒng)，以預(yù)防和減少電磁爐輻射。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁爐以其方便、快捷、無(wú)明火等特點(diǎn)受到越來(lái)越多人的青睞，但是電磁爐產(chǎn)生的電磁輻射引起的健康問(wèn)題同時(shí)也受到了廣泛的關(guān)注。資料顯示，長(zhǎng)期暴露在低頻磁場(chǎng)下的人群，患白血病、惡性腫瘤等疾病的概率是普通人群的數(shù)倍。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)一些防輻射服等防輻射產(chǎn)品，也有專利提出用金屬網(wǎng)防止電磁爐產(chǎn)生的電磁泄漏，這些都不能從電磁爐磁泄露的根本上解決電磁爐輻射問(wèn)題，且不能夠檢測(cè)電磁爐輻射是否在安全范圍內(nèi)。
[0003]電磁爐采用磁場(chǎng)感應(yīng)電流的加熱原理，通過(guò)耦合線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時(shí)，在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生渦流，渦流使鍋具鐵分子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生熱能。電磁爐在工作過(guò)程就會(huì)產(chǎn)生電磁泄漏，泄漏的電磁波就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生電磁輻射。通過(guò)檢測(cè)電磁泄漏在安全范圍內(nèi)，或者通過(guò)減少耦合線圈的功率可防止電磁爐輻射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種電磁爐磁泄露與提醒檢測(cè)系統(tǒng)，以及降低電磁爐輻射的方法，能檢測(cè)到磁泄漏是否在安全范圍內(nèi)，并能夠通過(guò)減少耦合線圈的功率從而防止電磁爐輻射。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理單元、控制器、執(zhí)行模塊和反饋模塊，反饋模塊連接檢測(cè)模塊。
[0006]優(yōu)選地，所述的檢測(cè)模塊包括紅外線測(cè)距離傳感器和至少一個(gè)電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置，紅外線測(cè)距離傳感器和電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置皆連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反饋模塊；所述的執(zhí)行模塊包括報(bào)警裝置和電磁爐內(nèi)耦合線圈，報(bào)警裝置和電磁爐內(nèi)耦合線圈皆連接控制器和反饋模塊。
[0007]更優(yōu)選地，所述的反饋模塊包括PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器連接檢測(cè)模塊和執(zhí)行模塊。
[0008]更優(yōu)選地，所述的電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置均勻分布于電磁爐殼體側(cè)面，紅外線測(cè)距離傳感器位于電磁爐殼體的前側(cè)。
[0009]更優(yōu)選地，所述的執(zhí)行模塊還包括顯示屏。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒方法，其特征在于，采用上述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，具體步驟包括:通過(guò)紅外線測(cè)距離傳感器檢測(cè)人與電磁爐的距離，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置檢測(cè)電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度，檢測(cè)到的距離和強(qiáng)度經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳遞給處理單元，處理單元計(jì)算出該距離對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較，如果磁泄漏的強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，不觸發(fā)控制器工作，否則處理單元觸發(fā)控制器工作，控制器執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈的功率以及驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置后，通過(guò)反饋模塊反饋信號(hào)給檢測(cè)模塊。
[0011]優(yōu)選地，所述的處理單元計(jì)算出該距離對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較的具體步驟為:在處理單元內(nèi)根據(jù)不同檔位的電磁爐功率預(yù)設(shè)置漏磁的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組，處理單元根據(jù)安全電磁強(qiáng)度數(shù)組和檢測(cè)到的距離數(shù)值，利用插值算法擬合出該距離下對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較。
[0012]優(yōu)選地，所述的控制器通過(guò)控制電磁爐內(nèi)耦合線圈的工作電流來(lái)執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈的功率。
[0013]本發(fā)明的原理為:本發(fā)明在電磁爐殼體四周安置一個(gè)以上的電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度。在電磁爐殼體的前面安置紅外線測(cè)距離傳感器，用于檢測(cè)人與電磁爐的距離。由于人受到的電磁輻射強(qiáng)度是隨著人離電磁爐內(nèi)耦合線圈(輻射源)的距離而呈逐漸遞減的趨勢(shì)，因此可以通過(guò)監(jiān)測(cè)人離電磁爐的距離來(lái)控制電磁爐輻射，為此在電磁爐的處理單元內(nèi)根據(jù)不同檔位的電磁爐功率預(yù)設(shè)置一些漏磁的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組。當(dāng)電磁爐開始工作時(shí)，處理單元根據(jù)電磁爐不同的功率參數(shù)啟用該功率對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組，紅外線測(cè)距離傳感器開始檢測(cè)人與電磁爐殼體的距離，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成具體的距離數(shù)值傳送到處理單元中，同時(shí)，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置檢測(cè)電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成具體的電磁強(qiáng)度數(shù)值傳送到處理單元中，如果電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置多于一個(gè)，則對(duì)數(shù)值進(jìn)行加權(quán)平均得到一個(gè)泄漏電磁強(qiáng)度數(shù)值。處理單元將根據(jù)安全電磁強(qiáng)度數(shù)組和距離數(shù)值，利用插值算法擬合出該距離下對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的泄漏電磁強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較，如果泄漏電磁強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于該距離數(shù)值對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值時(shí)，人體此時(shí)處于電磁爐輻射安全范圍內(nèi)，不觸發(fā)控制器工作。處理單元持續(xù)檢測(cè)該兩個(gè)數(shù)值，如果檢測(cè)到的泄漏電磁強(qiáng)度的數(shù)值大于該距離數(shù)值對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值時(shí)，此時(shí)的電磁爐輻射強(qiáng)度對(duì)人體有害，處理單元繼而將信號(hào)傳遞給控制器?？刂破鹘邮盏津?qū)動(dòng)信號(hào)后開始工作，將驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置響起，提醒人們遠(yuǎn)離電磁爐一段距離，并在顯示屏中顯示此時(shí)電磁爐輻射的大小。同時(shí)，控制器將控制電磁爐內(nèi)耦合線圈的工作電流，以減少其工作時(shí)的功率大小，實(shí)現(xiàn)無(wú)極功率調(diào)節(jié)(任意功率調(diào)節(jié)并不影響電磁爐特定檔位功率的調(diào)節(jié)，例如無(wú)極功率調(diào)節(jié)控制范圍在> -150W,則電磁爐工作檔位在1800W時(shí)，控制器可調(diào)節(jié)的功率上限為1650W)。在此過(guò)程中，紅外線測(cè)距離傳感器和電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置持續(xù)工作，直至檢測(cè)到的泄漏電磁強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于當(dāng)前距離數(shù)值對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值時(shí)。為提高系統(tǒng)的控制精度，在反饋控制模塊，即控制器執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈的功率以及報(bào)警裝置后，反饋信號(hào)給處理單元時(shí)，加入PID調(diào)節(jié)器。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明具有較高的實(shí)用性，從電磁爐磁泄露的根本上解決了電磁爐輻射問(wèn)題，能夠檢測(cè)電磁爐輻射是否在安全范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了電磁爐輻射的動(dòng)態(tài)檢測(cè)和提醒功能，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、操作體驗(yàn)較好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為輻射安全范圍標(biāo)準(zhǔn)表；[0017]圖2為電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)模塊連接圖；
[0019]圖4為電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)控制框圖；
[0020]圖5為控制器設(shè)計(jì)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0022]實(shí)施例
[0023]如圖3所示，為電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)模塊連接圖，所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)包括依次連接的檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理單元、控制器、執(zhí)行模塊和反饋模塊，反饋模塊連接檢測(cè)模塊。
[0024]如圖1所示,為福射安全范圍標(biāo)準(zhǔn)表,參考國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)0.2ut以下為安全標(biāo)準(zhǔn)，在處理單元內(nèi)根據(jù)不同檔位的電磁爐功率預(yù)設(shè)置一些漏磁的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組，具體值可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行調(diào)整。例如電磁爐工作在1800W時(shí)，可將數(shù)組設(shè)為:
[0025]distance = [5 10 15 20]
[0026]intensity = [1.0 1.2 1.38 1.48]
[0027]如圖4所示，所述的檢測(cè)模塊包括紅外線測(cè)距離傳感器9和一個(gè)電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7，紅外線測(cè)距離傳感器9和電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7皆連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和PID調(diào)節(jié)器10，所述的執(zhí)行模塊包括報(bào)警裝置6、顯示屏9和電磁爐內(nèi)耦合線圈2，報(bào)警裝置6和電磁爐內(nèi)耦合線圈2皆連接控制器5和PID調(diào)節(jié)器10。所述的反饋模塊包括PID調(diào)節(jié)器?？紤]到成本問(wèn)題以及系統(tǒng)的可操作性，處理單元選用型號(hào)STC89C52RC，控制器選用型號(hào)TMS320C6455-1200，紅外線傳感器選用型號(hào)ST178 ；，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置選用型號(hào)ME3830B，PID調(diào)節(jié)器選用NHR-5300。如圖2所示，所述的處理單元3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、控制器5位于電磁爐殼體I內(nèi)，報(bào)警裝置6和顯示屏8位于電磁爐殼體I上面，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7位于電磁爐殼體I側(cè)面，若電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7有多個(gè),則優(yōu)選均勻分布在電磁爐殼體I側(cè)面。紅外線測(cè)距離傳感器9和PID調(diào)節(jié)器10位于電磁爐殼體I的前側(cè)。
[0028]當(dāng)電磁爐開始工作時(shí)，檢測(cè)模塊根據(jù)不同的功率啟用對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組，紅外線測(cè)距離傳感器9開始檢測(cè)人與電磁爐殼體I的距離，同時(shí)，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7檢測(cè)電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度。檢測(cè)到的距離和強(qiáng)度經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳遞給處理單元3。處理單元3計(jì)算出該距離對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的泄漏電磁強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較，如果泄漏電磁強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，不觸發(fā)控制器5工作。否則處理單元3觸發(fā)控制器5工作，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊。控制器5驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置6、在顯示屏8中顯示相關(guān)信息并執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈2的功率以及后，通過(guò)反饋模塊反饋信號(hào)給處理單元。
[0029]如圖5所示，為控制器設(shè)計(jì)流程圖，當(dāng)控制器5被觸發(fā)時(shí)，接收到處理單元3的信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置6 (語(yǔ)音播報(bào)器)響起，提醒人們遠(yuǎn)離電磁爐一段距離，并在顯示屏8中顯示此時(shí)電磁爐輻射的大小。同時(shí)，控制器5將控制電磁爐內(nèi)耦合線圈2的工作電流，以減少其工作時(shí)的功率大小，實(shí)現(xiàn)無(wú)極功率調(diào)節(jié)。在此過(guò)程中，紅外線測(cè)距離傳感器9和電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置7持續(xù)工作，直至檢測(cè)到的泄漏電磁強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于當(dāng)前距離數(shù)值對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值時(shí)。[0030]結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，紅外線測(cè)距離傳感器9檢測(cè)到的人與電磁爐殼體I的距離為17.8cm，由于15cm ( 17.8cm ( 20cm,因此安全電磁強(qiáng)度數(shù)值范圍在1.38 μ T和1.48 μ T之間，根據(jù)當(dāng)前距離數(shù)值進(jìn)行差值計(jì)算擬合出當(dāng)前的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值為1.44 μ T0電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置檢測(cè)到電磁爐殼體附近的電磁輻射強(qiáng)度為1.56 μ Τ，由于1.56 ^ 1.44，此時(shí)控制器5驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊工作，即報(bào)警裝置6響起，提醒人們遠(yuǎn)離電磁爐一段距離，在顯示屏8上顯示當(dāng)前電磁輻射強(qiáng) 度值1.56 μ T及相關(guān)信息，同時(shí)減小耦合線圈2功率以減少電磁波泄漏。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的檢測(cè)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理單元、控制器、執(zhí)行模塊和反饋模塊，反饋模塊連接檢測(cè)模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢測(cè)模塊包括紅外線測(cè)距離傳感器(9)和至少一個(gè)電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置(7)，紅外線測(cè)距離傳感器(9)和電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置(7)皆連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器⑷和反饋模塊；所述的執(zhí)行模塊包括報(bào)警裝置(6)和電磁爐內(nèi)耦合線圈(2)，報(bào)警裝置(6)和電磁爐內(nèi)耦合線圈(2)皆連接控制器(5)和反饋模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述的反饋模塊包括PID調(diào)節(jié)器(10)，PID調(diào)節(jié)器(10)連接檢測(cè)模塊和執(zhí)行模塊。
4.如權(quán)利要求2所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述的電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置(7)均勻分布于電磁爐殼體(I)側(cè)面，紅外線測(cè)距離傳感器(9)位于電磁爐殼體(I)的前側(cè)。
5.如權(quán)利要求2所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，其特征在于，所述的執(zhí)行模塊還包括顯示屏(8)。
6.—種電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒方法，其特征在于，采用權(quán)利要求2所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒系統(tǒng)，具體步驟包括:通過(guò)紅外線測(cè)距離傳感器(9)檢測(cè)人與電磁爐的距離，電磁強(qiáng)度檢測(cè)裝置(7)檢測(cè)電磁爐四周磁泄漏的強(qiáng)度，檢測(cè)到的距離和強(qiáng)度經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳遞給處理單元(3)，處理單元(3)計(jì)算出該距離對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較，如果磁泄漏的強(qiáng)度的數(shù)值小于或等于安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，不觸發(fā)控制器(5)工作，否則處理單元(3)觸發(fā)控制器(5)工作，控制器(5)執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈(2)的功率以及驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置(6)后，通過(guò)反饋模塊反饋信號(hào)給檢測(cè)模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒方法，其特征在于，所述的處理單元(3)計(jì)算出該距離對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較的具體步驟為:在處理單元(3)內(nèi)根據(jù)不同檔位的電磁爐功率預(yù)設(shè)置漏磁的安全電磁強(qiáng)度數(shù)組，處理單元(3)根據(jù)安全電磁強(qiáng)度數(shù)組和檢測(cè)到的距離數(shù)值，利用插值算法擬合出該距離下對(duì)應(yīng)的安全電磁強(qiáng)度數(shù)值，并與檢測(cè)到的磁泄漏的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行比較。
8.如權(quán)利要求6所述的電磁爐磁泄露檢測(cè)與提醒方法，其特征在于，所述的控制器(5)通過(guò)控制電磁爐內(nèi)耦合線圈(2)的工作電流來(lái)執(zhí)行減小電磁爐內(nèi)耦合線圈(2)的功率。
【文檔編號(hào)】F24C7/08GK104033934SQ201410306986
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】廖小飛, 林貞汛, 李敏杰, 白恩健, 官洪運(yùn), 董玉龍, 李媛媛 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 上海電機(jī)學(xué)院, 上海大學(xué)