本發(fā)明涉及一種煎藥裝置,尤其涉及一種能自動(dòng)煎煮中草藥的由煎藥壺和燃?xì)庠顦?gòu)成的煎藥智能壺灶裝置,屬于醫(yī)藥設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù):
中藥副作用小,不易形成抗藥性,能做到標(biāo)本兼治。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們健康意識的提高,越來越多的患者青睞于中醫(yī)治病。中藥藥液的藥效的高低,取決于煎煮方法是否得宜,即如何掌握火候和控制時(shí)間;不同中草藥處方,往往需要與之相適配的煎煮方法,即使是中醫(yī)人員,往往也需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累,才能煎出高藥效的藥液?;颊呷』刂胁菟幒笸孕屑逯?,如在燃?xì)庠钌?、電磁爐上,患者需要不停地調(diào)整火力,主要是防止溢流和煎糊,耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間;又由于不知如何控制火力和煎煮時(shí)間,提高藥液的藥效,使得所煎煮的藥液的藥效往往不高。為此,亟需開發(fā)一種煎藥裝置,煎藥時(shí)獲取與中藥處方相適應(yīng)的煎煮程式,并依煎煮程式自動(dòng)浸藥、升溫、煎煮和降溫,智能煎煮中草藥,患者無需參與。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,提供一種煎藥裝置,該裝置基于煎煮程式依次浸藥、升溫、煎煮和降溫,自動(dòng)煎煮中草藥,患者無需參與。
本發(fā)明的一種煎藥智能壺灶裝置,主要由煎藥壺和燃?xì)庠顦?gòu)成,其設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于:
所述煎藥壺包括壺本體和壺蓋,所述壺本體包括壺底部和壺身部,所述壺底部設(shè)置測溫孔,壺身部的頂部設(shè)有壺口,壺蓋和壺口相蓋合;
還包括熱電偶,用于檢測壺底部的溫度,所述熱電偶和測溫孔裝配;
所述燃?xì)庠畎ㄈ紵骱碗娍厝細(xì)忾y,電控燃?xì)忾y被設(shè)置在燃燒器的進(jìn)氣管路中,用于調(diào)整燃燒器火力的大??;
還包括控制器,用于煎煮控制,所述控制器獲取與被煎中草藥的煎煮要求相對應(yīng)的煎煮程式,煎煮程式被配置有與時(shí)間相關(guān)聯(lián)的溫度的設(shè)定值;在每個(gè)控制周期,控制器采用插值方法從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于熱電偶所檢測的壺溫度的測量值及溫度的設(shè)定值進(jìn)行處理,生成控制信號操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃燒器火力的大小,以使壺溫度的測量值達(dá)到溫度的設(shè)定值,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥煎煮。
本發(fā)明的煎藥智能壺灶裝置,包括煎藥壺和燃?xì)庠?,被配置有熱電偶和控制器,熱偶裝配于煎藥壺的壺底部??刂破鳙@取與中藥處方煎煮要求相對應(yīng)的煎煮程式;控制器基于煎煮程式依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫操作??刂破骰诩逯蟪淌街袦囟鹊脑O(shè)定值及壺溫度的測量值,進(jìn)行運(yùn)算處理生成控制信號操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠畹幕鹆?,使壺溫度的測量值達(dá)到設(shè)定值,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成煎藥,患者無需參與。
在具體實(shí)施過程中,本發(fā)明的壺灶裝置還有如下進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案。
作為優(yōu)選地,所述煎煮程式包括程式表;
所述程式表被配置有與時(shí)間相關(guān)聯(lián)的溫度的設(shè)定值,包括多個(gè)程式步,構(gòu)成中草藥在煎煮過程中必需的浸藥階段、升溫階段和煎煮階段;所述程式步主要由時(shí)間的設(shè)定值和溫度的設(shè)定值構(gòu)成。
作為優(yōu)選地,所述煎煮程式還包括程式參數(shù),程式參數(shù)包括用于修正壺溫度的控溫偏差的溫度偏移值;
在每個(gè)控制周期,使所述壺溫度的測量值達(dá)到從煎煮程式中獲取的溫度的設(shè)定值與溫度偏移值的和值。
作為優(yōu)選地,所述測溫孔由壺底部的邊緣沿徑向向內(nèi)延伸并終止于壺底部的中部,熱電偶的測量端和測溫孔的盲端部相貼合,檢測壺底部中部的溫度。
作為優(yōu)選地,所述熱電偶的測量端的相對端設(shè)置彈性件,彈性件處于被壓縮的狀態(tài),以使熱電偶的測量端和測溫孔的盲端部充分貼合。
作為優(yōu)選地,所述電控燃?xì)忾y包括旋塞閥和電機(jī),所述電機(jī)和旋塞閥的閥桿軸連接;或者,
所述電控燃?xì)忾y由電控流量閥構(gòu)成,所述電控流量閥至少包括第1電控流量閥和第2電控流量閥,所述第1電控流量閥被設(shè)置在燃燒器內(nèi)環(huán)火的進(jìn)氣管路中,第2電控流量閥被設(shè)置在燃燒器外環(huán)火的進(jìn)氣管路中,用于分別控制燃燒器內(nèi)環(huán)火和外環(huán)火的火力;進(jìn)一步地,所述電控流量閥為比例閥、伺服閥、比例伺服閥和質(zhì)量流量控制器中的一種。
作為優(yōu)選地,還包括點(diǎn)火針、火焰檢測針、溢流傳感器中的至少一種;所述點(diǎn)火針用于對燃燒器進(jìn)行點(diǎn)火,火焰檢測針用于探測燃燒器上有無火焰,溢流傳感器用于檢測煎藥壺的溢流狀態(tài)。
作為優(yōu)選地,所述控制器采集溢流傳感器的檢測信號,控制器基于溢流傳感器的檢測信號,當(dāng)確定發(fā)生溢流狀態(tài)時(shí),生成控制信號操縱電控燃?xì)忾y,減小燃燒器的火力,直至溢流狀態(tài)消除;或者,
所述控制器減小煎煮程式中的溫度偏移值的設(shè)定值,或/和減小煎煮程式中與溢流發(fā)生相對應(yīng)的程式步的溫度的設(shè)定值,以使燃燒器的火力減小,直至溢流狀態(tài)消除。
作為優(yōu)選地,所述壺身部的頂部設(shè)置沿周向延伸并環(huán)繞一周的翻邊部,該翻邊部位于壺口的外部,用于收集煎煮過程中溢出的液體。
作為優(yōu)選地,所述溢流傳感器選用熱電偶,其和翻邊部固定,該熱電偶的檢測端部位于翻邊部的內(nèi)側(cè),和位于壺蓋上的沿徑向布置的溢流孔相對;或者,
所述溢流傳感器為用于泡沫探測的超聲波傳感器或光電傳感器,被設(shè)置在煎藥壺的上方,其檢測端部和設(shè)置于壺蓋上的窗口相對。
本發(fā)明的煎藥智能壺灶裝置包括煎藥壺和燃?xì)庠?,被配置有熱電偶、控制器及?nèi)置于控制器的煎煮程式。煎藥壺包括壺本體和壺蓋,所述壺本體包括壺底部和壺身部,所述壺底部設(shè)置測溫孔,壺身部的頂部設(shè)有壺口,壺蓋和壺口相蓋合。熱電偶裝配于測溫孔內(nèi),用于測量煎藥壺的底部的溫度。燃?xì)庠畎ㄈ紵骱碗娍厝細(xì)忾y,電控燃?xì)忾y被設(shè)置在燃燒器的進(jìn)氣管路中,調(diào)整燃燒器火力的大小。煎藥壺置放于燃?xì)庠钌希細(xì)庠罴訜峒逅帀?。控制器被嵌裝配燃?xì)庠畹膲伢w上,用于煎煮控制。煎煮中草藥時(shí),控制器獲取與被煎中草藥處方煎煮要求符合的煎煮程式,根據(jù)煎煮程式依次操縱浸藥、升溫、煎煮和降溫?;谠摷逯蟪淌剑诿總€(gè)控制/采樣周期,控制器采集熱電偶所檢測的壺溫度的測量值及從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理,生成控制信號,操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃燒器火力的大小,以使壺溫度的測量值達(dá)到溫度的設(shè)定值,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥煎煮。在中草藥的煎煮過程中,控制器基于煎煮程式,操縱電控燃?xì)忾y,控制燃?xì)庠町a(chǎn)生所需的火力,不需要用戶參與,用戶有無煎煮知識及技能,均可以煎煮出高藥效的中藥湯劑。另外,熱電偶的測量端部被設(shè)置在壺底部的中心部,檢測壺底部中心處的溫度,更能反應(yīng)煎藥壺需要控制的真實(shí)溫度,提高溫度檢測的精確性。
有益效果
自動(dòng)煎煮中草藥,藥液的藥效高,用戶無需參于。煎藥智能壺灶裝置包括煎藥壺和燃?xì)庠?,被配置有熱電偶、控制器及?nèi)置于控制器的煎煮程式。煎藥壺置放于燃?xì)庠钌希瑹犭娕急谎b配在煎藥壺的壺底部的測溫孔內(nèi)。煎煮中草藥時(shí),控制器獲取與被煎中草藥處方煎煮要求相應(yīng)的煎煮程式,根據(jù)煎煮程式依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫操作。在每個(gè)控制周期,控制器采集熱電偶所檢測的壺溫度的測量值及從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于壺溫度的測量值和設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理,生成控制信號操控電控燃?xì)忾y,調(diào)整氣灶火力的大小,使熱電偶所檢測的壺溫度的測量值達(dá)到設(shè)定值,直到煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮,整個(gè)煎煮過程中,控制器基于煎煮程式調(diào)整火力大小及火力持續(xù)時(shí)間,不需要用戶參與,用戶有無煎煮知識及技能,均可以煎煮出高藥效的中藥湯劑。
附圖說明
圖1一種壺灶裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2一種煎藥壺的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3煎藥壺的分解示意圖。
圖4煎藥壺的一種應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
圖5煎藥壺的另一種應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
圖6一種燃?xì)庠畹慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
圖7爐頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8圖6中燃?xì)庠钤赼-a方向的剖視示意圖。
圖9燃?xì)庠畹牧硪粚?shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10另一種燃?xì)庠畹氖疽鈭D。
圖11控制器的原理框圖。
其中,100-煎藥壺,110-壺本體,111-壺底部,112-壺身部,113-壺口,114-翻邊部,115-測溫孔,116-固定孔,117-堵頭,118-彈性件,120-壺嘴,130-壺蓋,131-蓋體部,132-提手部,133-凸緣部,134-溢流孔,135-窗口,140-把手,141-空腔,150-熱電偶,160-溢流傳感器,170-接線端子;
200-燃?xì)庠睿?10-燃燒器,211-爐頭,2111-內(nèi)環(huán)底座,2112-外環(huán)底座,2113-引射器,2113a-內(nèi)環(huán)引射器,2113b-外環(huán)引射器,2114-檢測孔,2114a-第1檢測孔,2114b-第2檢測孔,212-內(nèi)環(huán)火蓋,213-外環(huán)火蓋,214-噴嘴,214a-內(nèi)環(huán)噴嘴,214b-外環(huán)噴嘴,215-鍋支架,220/220′-電控燃?xì)忾y,221/221′-電磁閥,222-旋塞閥,222a′-第1電控流量閥,222b′-第2電控流量閥,223-電機(jī),224-減速機(jī)構(gòu),230-點(diǎn)火針,240-火焰探測針,250-接近傳感器,260-燃?xì)庠顨んw,261-灶底殼,262-灶頂殼;
300-控制器,310-電源。
具體實(shí)施方式
為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)目的,下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。本發(fā)明實(shí)施例中有關(guān)方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后等)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等,如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí),則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
本實(shí)施方式的一種煎藥智能壺灶裝置,如圖1和圖6所示,包括煎藥壺100、燃?xì)庠?00和控制器300。煎藥壺100包括壺本體110、壺蓋130、熱電偶150和溢流傳感器160。壺本體110包括壺底部111和壺身部112,所述壺底部111設(shè)置沿徑向布置的測溫孔115。壺身部112的頂部設(shè)有壺口113,壺蓋130和壺口113相蓋合。熱電偶150和測溫孔115相裝配,用于測量煎藥壺100的壺底部111的溫度。燃?xì)庠?00包括燃燒器210和電控燃?xì)忾y220,電控燃?xì)忾y220被設(shè)置在燃燒器210的進(jìn)氣管路中,用于調(diào)整燃燒器210火力的大小。煎藥壺100置放于燃?xì)庠?00上,燃?xì)庠?00加熱煎藥壺100,以煎煮中草藥??刂破?00被嵌裝配燃?xì)庠?00的壺體內(nèi),用于煎藥控制,包括浸藥和煎煮。煎煮中草藥時(shí),控制器300獲取與被煎中草藥處方煎煮要求符合的煎煮程式,根據(jù)煎煮程式依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫?;谠摷逯蟪淌?,在每個(gè)控制周期,控制器300采集熱電偶的檢測信號,獲取壺溫度的測量值,以及利用線性內(nèi)插值法從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理,生成控制信號操縱電控燃?xì)忾y,改變電控燃?xì)忾y的開度,調(diào)整燃燒器火力的大小,以使壺溫度的測量值達(dá)到溫度的設(shè)定值,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥煎煮。在中草藥的煎煮過程中,控制器基于煎煮程式,操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠罨鹆Φ拇笮?,不需要用戶參與,用戶有無煎煮知識及技能,均可以煎煮出高藥效的中藥湯劑。
煎藥壺100
所述煎藥壺100,如圖2-圖3所示,包括壺本體110、壺嘴120、壺蓋130、把手140、熱電偶150、溢流傳感器160以及接線端子170。
其中,所述壺本體110,如圖3所示,包括呈圓形的壺底部111及壺身部112,所述壺底部111和壺身部112相固定,構(gòu)成上端開口的容器,用于容納液體。所述壺底部111和壺身部112一體成型。壺身部112的頂部設(shè)置由內(nèi)表面向內(nèi)延伸凸臺,該臺階環(huán)繞一周,構(gòu)成沿水平面方向的壺口113。壺身部112的頂部設(shè)置向上延伸且向外傾斜的翻邊部114,翻邊部114沿壺身部的頂部環(huán)繞一周,該翻邊部114位于壺口113的外部側(cè),用于收集煎煮過程中從壺口113溢出的液體,避免溢出的液體灑落,以影響藥效不足。翻邊部114上設(shè)置有用于固定溢流傳感器的固定孔,如圖4所示。所述壺嘴120為內(nèi)置有用于液體流通的通道的殼體,該通道的直徑從壺嘴的進(jìn)口端到出口端逐漸縮小。所述壺嘴120的進(jìn)口端部和壺身部112固定,位于壺身部112的中部偏上處,壺嘴120和壺身部112相連通,以方便傾倒藥液。把手140呈耳子狀,把手140內(nèi)置有用于裝配接線端子170的空腔141。把手140和壺身部112相固定,位于壺嘴120的相對側(cè)。所述壺底部111的內(nèi)部被設(shè)置用于容納熱電偶150的測溫孔115。測溫孔115沿徑向布置,測溫孔115由壺底部的邊緣沿徑向向內(nèi)延伸,并終止于壺底部的中部,測溫孔115的盲端部位于壺底部的中心處。測溫孔115的自由端部被設(shè)置用于裝配堵頭的固定孔116,固定孔116和測溫孔115共軸線,位于壺底部111的邊緣部。
所述壺蓋130,如圖3所示,包括圓盤形且呈上拱形的蓋體部131和提手部132,提手部132和蓋體部131的頂部相固定。所述蓋體部131下底面的邊緣部設(shè)有凸緣部133,凸緣部133環(huán)繞一周。凸緣部133的外徑和壺口113的內(nèi)徑相配合。所述蓋體部131的邊部上設(shè)置溢流孔134,溢流孔134沿徑向布置。溢流孔134位于凸緣部133的上方。溢流孔134用于壺本體內(nèi)的液體溢流和回流,以及用于溢流傳感器160更精確地檢測煎藥壺的溢流狀態(tài)。
所述壺本體110、壺嘴120、壺蓋130、把手140的材質(zhì)為陶,也可以選用瓷。由于中藥湯劑與陶及瓷不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),中藥湯劑中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì),且有利于使藥液保持高藥效。需要說明的是,也可以采用金屬材料,如不銹鋼,制造,但是其內(nèi)部必需用瓷層做內(nèi)膽,將中藥藥液和金屬相隔離,避免藥液和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低藥效,并產(chǎn)生有害物質(zhì)。
其中,所述熱電偶150的測溫點(diǎn)被封裝于一端部,形成測量端。熱電偶150插入測溫孔115內(nèi),熱電偶150的測量端和測溫孔115的盲端部相貼合,用于檢測壺底部中部的溫度。構(gòu)成彈性件118的彈簧、堵頭117依次裝配于固定孔116內(nèi),堵頭117和固定孔116固定,熱電偶150、彈性件118和堵頭117依次相貼合,彈簧118處于被壓縮狀態(tài),使得熱電偶150的測量端和測溫孔115的盲端部緊緊相貼合,以利于可以更精確地檢測壺底部的溫度。
其中,所述溢流傳感器160選用熱電偶。該熱電偶和翻邊部114上的固定孔相裝配并固定,該熱電偶的檢測端部位于翻邊部114的內(nèi)側(cè),與位于壺蓋130上的溢流孔134正相對。可以理解為,當(dāng)蓋壺蓋130時(shí),需使壺蓋130上的溢流孔134和用于溢流檢測的熱電偶的檢測端正相對,以使能更及時(shí)地檢測到煎藥壺的溢流狀態(tài)。如此布置,當(dāng)煎藥壺100發(fā)生溢流時(shí),煎藥壺100內(nèi)的液體首先從溢流孔134流出,熱電偶的檢測端部可以及時(shí)地接觸到溢流出的液體。熱電偶的檢測端部接觸液體后,熱電偶檢測端部的溫度發(fā)生突變,熱電偶所檢測的溫度曲線上形成突變臺階,據(jù)此可以用于判斷煎藥壺100發(fā)生了溢流狀態(tài)。因而,采用熱電偶可以檢測煎藥壺的溢流狀態(tài),但是必需是煎藥壺內(nèi)的液出溢流后,才能檢測到溢流狀態(tài)。
所述熱電偶150、溢流傳感器160分別通過導(dǎo)線和裝配于把手140內(nèi)的接線端子170電連接,接線端子170通過信號線和控制器300電連接,使得熱電偶150、溢流傳感器160與控制器分別電連接。
需要說明的是,所述測溫孔115還可為其端面呈矩形的孔。熱電偶150被封裝成片狀,熱電偶150的端面和測溫孔115的端面形狀相配合。該熱電偶150的測量部被設(shè)置在熱電偶的上表面。將熱電偶150插入到測溫孔115的內(nèi)部,熱電偶150的下表面和測溫孔115的下內(nèi)壁面之間設(shè)置彈性件118,如彈片,彈性件處于被壓縮的狀態(tài),使熱電偶150的測量部和測溫孔115的上內(nèi)壁面相緊緊貼合。此外,所述熱電偶150的測量部還可以被設(shè)置在熱電偶的下表面,熱電偶150裝于測溫孔115內(nèi),熱電偶150的上表面和測溫孔115的上內(nèi)壁面間設(shè)置彈片;另外,熱電偶150的測量部還可以被設(shè)置在熱電偶的側(cè)面,熱電偶150和測溫孔115裝配,熱電偶150測量部的相對側(cè)面和測溫孔115的側(cè)壁之間設(shè)置彈片,以使熱電偶150的測量部和測溫孔115緊緊貼合,提高溫度檢測的精確性。
燃?xì)庠?00
所述燃?xì)庠?00,如圖6和圖7所示,包括燃燒器210、電控燃?xì)忾y總成220、點(diǎn)火針230、火焰檢測針240、接近傳感器250、燃?xì)庠顨んw260和鍋支架215。電控燃?xì)忾y總成220包括旋塞閥222和電機(jī)223,電機(jī)223的輸出軸和旋塞閥222的閥桿軸連接,用于改變旋塞閥222的閥開度,調(diào)整燃燒器210火力的大小。燃燒器210的進(jìn)氣口和電控燃?xì)忾y總成220的出氣口分別連通,電控燃?xì)忾y總成220的進(jìn)氣口和位于燃?xì)庠顑?nèi)的輸氣管相連通。點(diǎn)火針230和火焰檢測針240被固定在燃燒器210上,用于對燃燒器210進(jìn)行點(diǎn)火以及探測燃燒器210上有無火焰。燃燒器210的中心部被設(shè)置有檢測孔2114,接近傳感器250和檢測孔2114裝配,用于檢測燃?xì)庠?00上有無煎藥壺100。
其中,所述燃燒器210,如圖6和圖7所示,包括爐頭211、內(nèi)環(huán)火蓋212、外環(huán)火蓋213、噴嘴214。所述爐頭211包括內(nèi)環(huán)底座2111、外環(huán)底座2112、引射器2113。外環(huán)底座2112的下端部設(shè)有三個(gè)用于和燃?xì)庠畹讱す潭ǖ墓潭ǘ?。引射?113包括內(nèi)環(huán)引射器2113a和外環(huán)引射器2113b。噴嘴214包括內(nèi)環(huán)噴嘴214a和、外環(huán)噴嘴214b。外環(huán)底座2112呈環(huán)狀體,內(nèi)置有上端開口的用于燃?xì)饬魍ǖ沫h(huán)狀氣道。內(nèi)環(huán)底座2111為中部設(shè)有沿其軸線方向通孔的圓柱狀體,該通孔用于接近傳感器250檢測燃?xì)庠钌嫌袩o煎藥壺,被稱之為第1檢測孔2114a,如圖9所示。內(nèi)環(huán)底座2111內(nèi)置有上端開口的用于燃?xì)饬魍ǖ沫h(huán)狀氣道。內(nèi)環(huán)底座2111設(shè)置在外環(huán)底座2112的內(nèi)部,內(nèi)環(huán)底座2111和外環(huán)底座2112共軸線,內(nèi)環(huán)底座2111和外環(huán)底座2112相固定,內(nèi)環(huán)底座2111和外環(huán)底座2112之間設(shè)置有用于空氣流通的通氣孔。所述內(nèi)環(huán)底座2111和外環(huán)底座2112之間設(shè)置用于裝配點(diǎn)火針230和火焰檢測針240沿豎直方向的兩個(gè)安裝孔。內(nèi)環(huán)引射器2113a包括依次固定連接的收縮管部、混合管部和擴(kuò)壓管部,內(nèi)環(huán)引射器2113a的擴(kuò)壓管部和內(nèi)環(huán)底座2111相固定,并和內(nèi)環(huán)底座2111的環(huán)狀氣道相連通,內(nèi)環(huán)引射器2113a的收縮管部和內(nèi)環(huán)噴嘴214a固定,所述內(nèi)環(huán)噴嘴214a、內(nèi)環(huán)引射器2113a和內(nèi)環(huán)底座2111相連通,用于將燃?xì)廨斔偷絻?nèi)環(huán)底座2111內(nèi)置的環(huán)狀氣道。外環(huán)引射器2113b包括依次固定連接的收縮管部、混合管部和擴(kuò)壓管部,外環(huán)引射器2113b的擴(kuò)壓管部和外環(huán)底座2112相固定,并和外環(huán)底座2112的環(huán)狀氣道相連通,外環(huán)引射器2113b的收縮管部和外環(huán)噴嘴214b固定,所述外環(huán)噴嘴214b、外環(huán)引射器2113b和外環(huán)底座2112依次相連通,用于將燃?xì)廨斔偷酵猸h(huán)底座2112內(nèi)的環(huán)狀氣道。所述內(nèi)環(huán)火蓋212的中部設(shè)有沿豎直方向的通孔,被標(biāo)識為第2檢測孔2114b,如圖9示,內(nèi)環(huán)火蓋212內(nèi)置有下端面開口的環(huán)狀氣道,內(nèi)環(huán)火蓋212上設(shè)置有多個(gè)火孔,該火孔和環(huán)狀氣道連通,可以理解為內(nèi)環(huán)火蓋為環(huán)狀體。內(nèi)環(huán)火蓋212和內(nèi)環(huán)底座2111相配合。內(nèi)環(huán)火蓋212蓋合在內(nèi)環(huán)底座2111上,內(nèi)環(huán)火蓋212的下端面和內(nèi)環(huán)底座2111的上端面相貼合,內(nèi)環(huán)火蓋212和內(nèi)環(huán)底座2111裝配后其內(nèi)部形成由環(huán)狀氣道構(gòu)成的環(huán)狀氣室,用于將然氣均勻分配到內(nèi)環(huán)火蓋212的各個(gè)火孔。所述第2檢測孔2114b和第1檢測孔2114a共軸線,并形成沿豎直方向的通孔,被稱之為檢測孔2114,用于接近傳感器250檢測燃燒器上有無鍋具。外環(huán)火蓋213為環(huán)狀體,外環(huán)火蓋213內(nèi)置有下端面開口的環(huán)狀氣道,外環(huán)火蓋213上設(shè)置有多個(gè)火孔,該火孔和所述環(huán)狀氣道相連通。所述外環(huán)火蓋213和外環(huán)底座2112相配合。外環(huán)火蓋213被蓋合在外環(huán)底座2112上,外環(huán)火蓋213的下端面和外環(huán)底座2112的上端面相貼合,外環(huán)火蓋213和外環(huán)底座2112裝配后其內(nèi)部形成由環(huán)狀氣道構(gòu)成的環(huán)狀氣室,用于將然氣均勻分配到外環(huán)火蓋213的各個(gè)火孔。
其中,所述火焰檢測針240采用熱電偶火焰檢測針,其結(jié)構(gòu)可靠,故障率低。此外,所述火焰檢測針240還可以選用離子火焰檢測針替代。
其中,所述接近傳感器250采用機(jī)械式接近開關(guān),優(yōu)選價(jià)格低廉的輕觸型機(jī)械接近開關(guān)。該接近開關(guān)通過接近支架和燃燒器2101裝配。所述接近支架,如圖8所示,包括伸縮部、彈簧以及固定座。固定座內(nèi)置有上端開口的沿豎直方向的柱狀盲孔;伸縮部為柱狀體,伸縮部被設(shè)置在固定座的盲孔內(nèi),并和固定座的盲孔滑動(dòng)配合。所述伸縮部的下端部、彈簧、接近開關(guān)依次裝配于固定座的盲孔內(nèi),伸縮部的下端部、彈簧、接近開關(guān)和固定座的盲孔底部依次貼合,彈簧處于被壓縮狀態(tài),伸縮部相對于固定座可以上下滑動(dòng)。當(dāng)燃?xì)庠钌蠠o煎藥壺時(shí),彈簧雖處于壓縮狀態(tài),但壓縮量小,彈簧的彈力較小,不能促使接近開關(guān)被觸發(fā)發(fā)出接近信號;但是當(dāng)煎藥壺放在燃?xì)庠钌虾螅咏Ъ苁艿郊逅帀刂貕?,如圖1所示,接近支架的伸縮部向下移動(dòng),彈簧進(jìn)一步被壓縮,彈簧的彈力增大,觸發(fā)接近開關(guān)產(chǎn)生接近信號,表明燃?xì)庠钌嫌屑逅帀亍_@樣接近傳感器250選用輕觸型機(jī)械式接近開關(guān),并將機(jī)械式接近開關(guān)和接近支架集成為一個(gè)部件,做成一個(gè)接近總成,方便于安裝和維護(hù),可以減少燃?xì)庠钪新懵兜牧悴考?shù)量,另外選用機(jī)械式接近開關(guān),還有利于降低接近傳感器250的成本。
需要說明的是:接近傳感器250還可以選用非接觸型的光電式接近傳感器。所述光電接近傳感器通過固定架和燃燒器210相裝配,如圖9所示,光電接近傳感器位于檢測孔2114的下端側(cè),光電接近傳感器的檢測端部豎直向上布置,正對著檢測孔2114。所述光電接近傳感器通過檢測孔2114可以檢測燃燒器上有無煎藥壺100。另外,所述光電接近傳感器還可以被布置在燃?xì)庠畹脑铐敋ど希錂z測端部和置放在燃?xì)庠钌系募逅帀叵鄬Α?/p>
其中,所述電控燃?xì)饪偝?20,如圖6所示,包括電磁閥221和電控燃?xì)忾y,所述電控燃?xì)忾y包括旋塞閥222、電機(jī)223和減速機(jī)構(gòu)224。旋塞閥222選用現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)庠钪型ㄓ玫男y,該旋塞閥被設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣口,兩個(gè)出氣口;所述的兩個(gè)出氣口,其中的一個(gè)為大流量出氣口,另一個(gè)為小流量出氣口。電機(jī)223的輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)224和旋塞閥222上的閥桿軸連接,驅(qū)動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)整旋塞閥222的閥開度,改變流入燃燒器的燃?xì)獾牧髁?,以調(diào)整燃?xì)庠?00的火力大小。所述電磁閥221的進(jìn)氣口和位于燃?xì)庠顑?nèi)的輸氣管連通,電磁閥221的出氣口和旋塞閥222的進(jìn)氣口連通,旋塞閥222的大流量出氣口和裝配于爐頭211上的外環(huán)噴嘴214b的輸入口連通,旋塞閥222的小流量出氣口和裝配于爐頭211上的內(nèi)環(huán)噴嘴214a的輸入口連通。所述電機(jī)223為步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)223和旋塞閥222的閥桿軸連接。另外,所述步進(jìn)電機(jī)也可以由伺服電機(jī)或變頻電機(jī)替代,其必需通過減速器,如減速機(jī)構(gòu)224,和旋塞閥222的閥桿軸連接。
另外需要說明的是:所述電控燃?xì)忾y,如圖10所示,還可以由比例閥222′構(gòu)成,所述電控燃?xì)忾y至少包括兩個(gè)比例閥222′,該兩個(gè)比例閥222′分別被標(biāo)識為第1比例閥222a′和第2比例閥222b′。第2比例閥222a′的額定流量大于第1比例閥222b′的額定流量,使燃燒器210的外環(huán)火大于內(nèi)環(huán)火,可以較均勻地加熱煎藥壺。所述電磁閥221′的出氣口和第1比例閥222a′和第2比例閥222b′的進(jìn)氣口分別連通并固定,構(gòu)成所述的電控燃?xì)忾y總成220′。此外,所述比例閥還可以由伺服閥、比例伺服閥和質(zhì)量流量控制器等電控流量閥所替代。
其中,所述燃?xì)庠顨んw260,如圖9所示,包括灶底殼261和灶頂殼262。所述灶底殼261選用薄鋼板,采用沖壓工藝成型制成。灶底殼261內(nèi)設(shè)有用于安裝燃燒器210、電控燃?xì)忾y總成220的安裝位;以及用于安裝控制器300及電源310的安裝位。灶頂殼262被設(shè)置有用于燃燃器210及閥桿貫穿的通孔。
控制器300
所述控制器300,如圖11所示,包括微處理器、存儲器、傳感器電路、網(wǎng)絡(luò)模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤接口電路、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、脈沖式點(diǎn)火電路,以及內(nèi)置于存儲器的煎煮程式。所述存儲器、傳感器電路、網(wǎng)絡(luò)模塊、顯示驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤接口電路、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、點(diǎn)火電路分別和微處理器電連接。觸控屏經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)電路和控制器300電連接;移動(dòng)終端,如手機(jī)、平板電腦等,經(jīng)(路由器、)網(wǎng)絡(luò)模塊和控制器300建立通信連接;熱電偶150、溢流傳感器160、火焰檢測針240、接近傳感器250經(jīng)傳感器電路和控制器300分別電連接;按鍵模塊經(jīng)鍵盤接口電路和控制器300電連接。所述按鍵模塊、觸控屏、移動(dòng)終端,根據(jù)需要可以選配其中的一種或兩種,本實(shí)施方式中優(yōu)選按鍵模塊和觸控屏。所述按鍵模塊被嵌裝在燃?xì)庠?00的灶頂殼262的前部上。按鍵模塊上設(shè)有“點(diǎn)火”、“熄火”、“增大”、“減小”、“確認(rèn)”鍵,觸控屏的應(yīng)用軟件界面上也設(shè)有“點(diǎn)火”、“熄火”、“增大”、“減小”、“確認(rèn)”鍵,用于手動(dòng)操縱壺灶裝置點(diǎn)火、熄火、增大火力、減小火力以及修改煎煮程式。電源310將市電變換成控制器300所需的低壓直流電,向控制器300提供電能。
煎煮程式
所述煎煮程式,包括程式表和程式參數(shù)。程式表被配置有和時(shí)間相關(guān)聯(lián)的溫度的設(shè)定值,包括時(shí)間的設(shè)定值和溫度的設(shè)定值所構(gòu)成的數(shù)據(jù)表。程式表包括多個(gè)程式步,其構(gòu)成煎煮過程中所需的浸藥階段、升溫階段、煎煮階段和降溫階段。程式表中時(shí)間的設(shè)定值將持續(xù)到整個(gè)煎煮周期,涵蓋浸藥、升溫、煎煮、到最后熄火。程式參數(shù)包括一個(gè)、二個(gè)或多個(gè)參數(shù),程式參數(shù)與程式表相關(guān)聯(lián),配合使用,修改程式參數(shù)可以優(yōu)化控制器300對煎煮過程的控制。煎煮程式被存儲在控制器300的存儲器內(nèi)。具有中草藥知識及煎煮技能的用戶或中藥師通過移動(dòng)終端、按鍵模塊、觸控屏等人機(jī)交互界面可以自行修改和定義所需的煎煮程式,修改完成后的煎煮程式可以存儲于存儲器。一種可選的煎煮程式的程式表和程式參數(shù)如下所示,其中程式表包括7個(gè)程式步,程式步包括“溫度”及“時(shí)間”的設(shè)定值。
程式表:
程式參數(shù):
保溫溫度(/℃):50;
溫度偏移值(/℃):5;
控溫容差(/%):2
采樣周期(/s):10。
所述“程式表”中包括“溫度”及“時(shí)間”。其中,“溫度”表示在煎煮過程中壺底部要達(dá)到的溫度,可選地指壺底部內(nèi)表面要達(dá)到的溫度。“時(shí)間”表示在該程式步的時(shí)間段內(nèi)溫度由上一程式步溫度的設(shè)定值逐步變化到該程式步溫度的設(shè)定值,可選用斜坡變化,適于描述“溫度”變化的快慢,如煎煮升溫的快、慢;需要說明的是,對于第1程式步,其上一程式步溫度的設(shè)定值可以理解為加熱前熱電偶所檢測的壺底部的溫度,也可以理解取值為該第1程式步溫度的設(shè)定值;對于前一種理解,在第1程式步前還需要再加一個(gè)用于升溫的程式步,該程式步溫度的設(shè)定值與所述第1程式步的相同。
所述“程式參數(shù)”包括“保溫溫度”、“溫度偏移值”、“控溫容差”、“采樣周期”?!氨販囟取北碚髦胁菟幖逯笸瓿珊笏幰盒枰痪S護(hù)的溫度,以使藥液適合于服用?!皽囟绕浦怠北碚鲗販囟鹊目販仄钸M(jìn)行修正的修正參數(shù),用以修正熱電偶控制的壺溫度相對于溫度設(shè)定值的偏差,以使煎藥壺被加熱的溫度(底部內(nèi)表面)與期望的設(shè)定溫度相一致。造成熱電偶產(chǎn)生控溫偏差的因素包括:測溫孔的位置、壺底部熱阻的大小、熱電偶本身的差異、熱電偶裝配偏差、熱電偶老化鈍化、以及煎藥壺本身的差異(如厚、薄、材質(zhì))等等。熱電偶檢測的壺溫度的測量值在數(shù)值上與從程式表中獲取的溫度的設(shè)定值與溫度偏移值的和值相一致,這樣煎藥壺被加熱的溫度(壺底部內(nèi)表面)就達(dá)到了溫度的設(shè)定值。例如,煎藥壺底部內(nèi)表面的期望溫度為100℃,將溫度的設(shè)定值取值為100℃,由于熱電偶被裝配在位于壺底部內(nèi)表面下方的測溫孔內(nèi),壺底部內(nèi)表面與測溫孔間存在的熱阻較大,則當(dāng)熱電偶的檢測溫度為100℃時(shí),壺底部內(nèi)表面的溫度小于100℃,可能為98℃,沒有達(dá)到設(shè)定溫度,即存在2℃的偏差,這個(gè)溫度偏差可以通過溫度偏移值來修正,將溫度偏移值設(shè)為2℃。在此狀態(tài)下,溫度的設(shè)定值為100、溫度偏移值為2℃,則熱電偶的檢測溫度應(yīng)為102℃,當(dāng)熱電偶檢測的溫度達(dá)到102℃時(shí),壺底部內(nèi)表面的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度100℃,即達(dá)到期望溫度。此外,溫度偏移值還可以用于調(diào)整煎煮程式中溫度的設(shè)定值,如,溫度偏移值增加2℃,相當(dāng)于煎煮程式中各程式步溫度的設(shè)定值增加2℃。修改溫度偏移值的設(shè)定值,可以使同一程式表適用于不同厚度、不同材質(zhì)的煎藥壺;以及可以修正熱電偶的裝配偏差及熱電偶本身的差異,以使程式表適用于煎藥壺。例如,當(dāng)更換了熱電偶,由于熱電偶本身的差異、裝配偏差,使得煎藥壺的熱工況發(fā)生了變化,使用前需要對煎藥壺進(jìn)行調(diào)式,以使程式表適用于新工況的煎藥壺。一種可選的調(diào)式方法,如,在某一溫度設(shè)定值t0下加熱煎藥壺,采用高一級別的測溫計(jì)測量壺底部內(nèi)表面的溫度值t1,調(diào)整燃?xì)庠罨鹆Φ拇笮?,使t1和t0相等,此時(shí)熱電偶所檢測的壺溫度的測量值為tc,所述壺溫度的測量值tc與溫度設(shè)定值t0間的差值作為溫度偏移值的初始設(shè)定值。“控溫容差”表征煎藥壺壺溫度的測量值相對于被控目標(biāo)溫度的波動(dòng)幅度;例如,控溫容差為2%,表示控制器允許壺溫度的測量值(即被控目標(biāo)溫度)和溫度設(shè)定值間的波動(dòng)范圍的最大偏差的相對值為2%,比如:若溫度的設(shè)定值為100℃、控溫容差為2%,則壺溫度的測量值(即被控目標(biāo)溫度)在98-102℃之間,則認(rèn)為壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值相當(dāng),也即壺溫度的測量值達(dá)到設(shè)定值。溫度偏差的相對值在此定義為:溫度偏差的相對值=abs(溫度的測量值-溫度的設(shè)定值)/溫度的設(shè)定值*100%。“采樣周期”表征控制器從程式表中獲取溫度的設(shè)定值以及從熱電偶獲取壺溫度的測量值的時(shí)間間隔,即控制器對壺灶裝置實(shí)施控制的頻繁程度。采樣周期被設(shè)置的越小,控制就越精確。
接下來,將以上述提及的煎煮程式(不設(shè)置溫度偏移值參數(shù))為例,將本實(shí)施方式的壺灶裝置煎煮中草藥的操作流程,以及自動(dòng)煎煮過程和控制原理,分別作如下所述。
壺灶裝置的操作方法
s1:中草藥入壺。將煎藥壺100的壺蓋130打開,把準(zhǔn)備好的中草藥放入煎藥壺內(nèi),蓋上壺蓋。
s2:煎煮程式選擇。通過按鍵模塊或觸控屏選取與待煎煮中草藥處方要求相適配的煎煮程式,控制器300從其內(nèi)存儲器中讀取相應(yīng)的煎煮程式。
s3:點(diǎn)火煎煮。控制器300被配置有“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種煎煮方式,默認(rèn)為“手動(dòng)”煎煮方式。選擇“自動(dòng)”煎煮方式,觸按“點(diǎn)火”鍵,控制器300操縱燃?xì)庠?00即刻點(diǎn)火,或者由時(shí)間驅(qū)動(dòng)(即預(yù)約方式)操縱燃?xì)庠铧c(diǎn)火;燃?xì)庠?00產(chǎn)生火焰,加熱煎藥壺100??刂破?00根據(jù)煎煮程式依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫。在每個(gè)控制周期,控制器采集熱電偶所檢測的壺溫度的測量值及從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于壺溫度的測量值和設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理,生成控制信號操控電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠罨鹆Φ拇笮?,使熱電偶所檢測的壺溫度的測量值達(dá)到設(shè)定值,直到煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮。整個(gè)煎煮過程由控制器自動(dòng)完成,用戶無需參與。
s4:煎煮完成。煎煮程式的時(shí)間被控制器300執(zhí)行完,煎煮過程完成,完成中草藥煎煮??刂破?00生成控制信號觸發(fā)轟鳴器發(fā)出報(bào)警,告知用戶取藥液。若未選取保溫功能時(shí),控制器300生成控制信號操縱構(gòu)成電控燃?xì)忾y總成220的電磁閥221并閉,阻斷燃?xì)饬魍?,關(guān)閉燃?xì)庠?00;若選取保溫功能,用戶長時(shí)間不取藥液,控制器300將依照程式參數(shù)中的“保溫溫度”的設(shè)定值,操縱燃?xì)庠?00對煎藥壺100加熱,使壺溫度的測量值和保溫溫度的設(shè)定值相當(dāng),以使煎煮好的藥液的溫度維持在用戶所需的溫度。
煎煮自動(dòng)控制的方法和過程
煎煮程式包括程式表和程式參數(shù)。所述程式表為由時(shí)間和溫度所構(gòu)成的表格,包括多個(gè)程式步,程式步的數(shù)量根據(jù)煎煮需要進(jìn)行確定,無具體要求。程式表涵蓋中草藥在煎煮過程中必需的浸藥階段、升溫階段、煎煮階段和降溫階段。為了提高中藥藥液的藥效,有的中藥處方要求常溫浸藥,有的要求在某溫度范圍內(nèi)浸藥,有的要求緩慢升溫到最高溫度,有的要求武火(溫度設(shè)定值較高)煎煮,有的要求文火(溫度設(shè)定值較低)煎煮等等,均可以通過程式表中的時(shí)間和溫度的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)。煎煮程式的程式表的制定和修改需要在中藥師的指導(dǎo)下進(jìn)行,或由中藥師制定。本實(shí)施方式煎煮程式的程式表,以表格形式存在,非常方便于參數(shù)修改,針對不同的中草藥處方,快速設(shè)定相對應(yīng)的程式表,有利于煎煮出藥效更高的藥液。
所述煎煮程式的程式表包括7個(gè)程式步。其中第1程式步,對應(yīng)浸藥階段,浸藥溫度為35℃,浸藥時(shí)長為30min;第2-第3程式步,對應(yīng)升溫階段,第2程式步較快速升溫,經(jīng)歷3分鐘從35℃升高到95℃,第3程式步的較第2程式步緩慢升溫,經(jīng)歷2分鐘從95℃升高到105℃,設(shè)置合適的升溫速率,可以有效地減小泡沫產(chǎn)生,避免溢流;第4-第6程式步,對應(yīng)煎煮階段,萃取中草藥的有效成分,第4程式步的煎煮溫度為105℃、煎煮時(shí)長10min,第5程式步經(jīng)歷1分鐘將溫度從105℃降到100℃,第6程式步的煎煮溫度為100℃、煎煮時(shí)長10min;第7程式步,對應(yīng)降溫階段,歷經(jīng)5分鐘將溫度從100℃降低到70℃,使煎煮的藥液以一定的降溫速率降溫。需要說明的是,中草藥處方若是不要求完成煎煮的藥液以一定的速率降溫,可以不設(shè)值第7程式步。在每個(gè)采樣周期,控制器300采用插值法從程式表中獲取溫度的設(shè)定值,可以理解為,控制器300根據(jù)采樣周期,如10s,將當(dāng)前程式步的時(shí)間設(shè)定值對應(yīng)的時(shí)間段劃分為對應(yīng)的多個(gè)小時(shí)間段,每一小時(shí)間段對應(yīng)于一個(gè)采樣周期,并依據(jù)上一程式步溫度的設(shè)定值和當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值,采用插值法獲取各個(gè)采樣周期對應(yīng)的溫度的設(shè)定值。如采用線性內(nèi)差值法取值,各程式步的溫度將由上一程式步溫度的設(shè)定值斜坡變化到該程式步溫度的設(shè)定值,即斜坡變化;對于第1程式步可以理解為其上一程式步溫度的設(shè)定值和該第1程式步溫度的設(shè)定值相同。此外,所述線性內(nèi)插值法還可以由多項(xiàng)式插值、牛頓插值或其它插值方法進(jìn)行替代,使各程式步間溫度平滑過度替代斜坡變化。如以第2程式步的線性內(nèi)插值法取值為例,說明如何從程式表中獲取溫度的設(shè)定值,假設(shè)采樣周期10s,第2程式步的第9個(gè)控制/采樣周期,即第90s,對應(yīng)于第2程式步的1分30秒處,采用線性內(nèi)插法從第2程式步獲取在該第9個(gè)控制周期的溫度的設(shè)定值為65℃。
在自動(dòng)煎煮過程中,所述控制器300基于所獲取的煎煮程式,依次執(zhí)行程式表的各個(gè)程式步,操控燃?xì)庠?00的火力,加熱煎藥壺100,使壺溫度的測量值達(dá)到溫度的設(shè)定值,依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫操作,自動(dòng)煎煮中草藥,直到程式表被依次執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮,在煎煮的過程中,用戶無需參與煎煮火力及時(shí)間的控制。
控制器300執(zhí)行第1程式步。第1程式步為浸藥階段,在每個(gè)控制/采樣周期,控制器300從第1程式步中獲取溫度的設(shè)定值,以及采集熱電偶150的檢測信號,獲取壺溫度的測量值,基于壺溫度的測量值和設(shè)定值,生成控制信號,操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠?00的火力,使壺溫度的測量值和設(shè)定值相當(dāng),即達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)?shù)?程式步的時(shí)間被執(zhí)行完后,執(zhí)行第2程式步。
在第2程式步的每個(gè)控制/采樣周期,控制器300采集熱電偶150的檢測信號獲取壺溫度的測量值,并利用線性內(nèi)差值的方法從第2程式步中獲取溫度的設(shè)定值??刂破?00將所獲取的壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較,當(dāng)壺溫度的測量值小于溫度的設(shè)定值,控制器300經(jīng)運(yùn)算生成包括使燃?xì)庠罨鹆υ龃蟮目刂菩盘枺l(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)旋塞閥222的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng),使旋塞閥222的開度增加,增加燃?xì)庠?00的火力,以使煎藥壺100的溫度升高,直到所獲取的壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值相當(dāng);當(dāng)所采集的壺溫度的測量值大于所獲取的溫度的設(shè)定值時(shí),控制器300經(jīng)運(yùn)算生成使燃?xì)庠罨鹆p小的控制信號,發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)旋塞閥222的閥桿反向轉(zhuǎn)動(dòng),旋塞閥222的開度減小,降低燃?xì)庠?00的火力,以使煎藥壺100的溫度下降,直到所獲取的壺溫度的測量值達(dá)到溫度的設(shè)定值;如此,直至控制器300執(zhí)行完第2程式步。第2程式步被執(zhí)行完后,控制器300采用上述控制方法依次執(zhí)行第3程式步至第7程式步,直至程式表的各個(gè)程式步被執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮。
控制器300對所獲取的壺溫度的測量值、溫度的設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理生成調(diào)整燃?xì)庠罨鹆Φ目刂菩盘枙r(shí),所采用的運(yùn)算處理方法可以是pt(比例積分)控制算法,也可以是pd(比例微分)控制算法,還也可以是控制精度更高的pid(比例積分微分)控制算法。
當(dāng)煎煮程式被控制器300執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮,此時(shí)控制器300生成控制信號,觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出轟鳴聲,告知用戶,煎煮結(jié)束,可以取藥液。在整個(gè)煎煮過程中,用戶無需參與,由壺灶裝置自動(dòng)完成。
在上述自動(dòng)煎煮的過程中,在每個(gè)控制/采樣周期,控制器300還獲取溢流傳感器160的檢測信號,基于溢流傳感器160的檢測信號確定煎藥壺發(fā)生了溢流狀態(tài),控制器300生成包括使燃?xì)庠罨鹆p小的控制信號,操控電控燃?xì)忾y,使燃?xì)庠?00減小火力,直致煎藥壺100消除溢流,避免溢流繼續(xù)進(jìn)行;同時(shí)控制器300進(jìn)行溢流計(jì)數(shù)。當(dāng)溢流計(jì)數(shù)大于計(jì)數(shù)閾值,比如計(jì)數(shù)大于3次時(shí),特別是發(fā)生連續(xù)溢流計(jì)數(shù)時(shí),控制器300還進(jìn)行了以下溢流處理。
當(dāng)溢流計(jì)數(shù)大于計(jì)數(shù)閾值,控制器300將從煎煮程式中所獲取的與發(fā)生溢流時(shí)刻所在控制周期相對應(yīng)的溫度的設(shè)定值與當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值進(jìn)行比較,并將所述溫度的設(shè)定值與當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值進(jìn)行差值計(jì)算,并將該差值做標(biāo)識,如在此被標(biāo)識為第1調(diào)整量值。當(dāng)所獲取的與發(fā)生溢流時(shí)刻所在控制周期相對應(yīng)的溫度的設(shè)定值相對于當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值較低時(shí),如所述溫度的設(shè)定值與該程式步溫度的設(shè)定值間相差4-8℃,表明程式表中該程式步溫度的設(shè)定值過高,此時(shí),控制器300減小程式參數(shù)中的溫度偏移值的設(shè)定值,使煎藥壺100的被控目標(biāo)溫度整體向下平移,降低壺的被控目標(biāo)溫度,以減少溢流的發(fā)生率;所述溫度偏移值的設(shè)定值的減小幅度可以基于第1調(diào)整量值進(jìn)行確定,可選為第1調(diào)整量值的部分量值,如減小幅度取第1調(diào)整量值的1/3、1/2或2/3等。當(dāng)所獲取的與發(fā)生溢流時(shí)刻所在控制周期相對應(yīng)的溫度的設(shè)定值相對于該程式步溫度的設(shè)定值較高時(shí),如所獲取的溫度的設(shè)定值與當(dāng)前程式步的溫度的設(shè)定值間相差1-3℃,即溢流時(shí)所對應(yīng)的溫度的設(shè)定值已接近當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值時(shí),控制器300減小程式表中當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值,以及減小其溫度設(shè)定值不小于該程式步溫度設(shè)定值的各個(gè)程式步的溫度的設(shè)定值,減小溫度的設(shè)定值以及溫度上升的速率,逐步減少加熱裝置的火力,減少直至避免溢流發(fā)生;所述程式步溫度的設(shè)定值的減小幅度可以根據(jù)第1調(diào)整量值來確定,如取值為第1調(diào)整量值的部分量值,其減小幅度取值為第1調(diào)整量值的1/3、1/2或2/3等。需要說明的是,當(dāng)溢流發(fā)生后,控制器300還可以同時(shí)減小煎煮程式中溫度偏移值的設(shè)定值以及當(dāng)前程式步溫度的設(shè)定值,此種情況下為了避免超調(diào),導(dǎo)致壺溫度過低,則溫度偏移值的減小幅度與程式步溫度設(shè)定值的減小幅度之和應(yīng)小于第1調(diào)整量值??刂破?00對煎煮程式進(jìn)行上述修改后,將溢流計(jì)數(shù)進(jìn)行規(guī)0處理,恢復(fù)0值。
控制器300對煎煮程式的程式步溫度的設(shè)定值或/和溫度偏移值的設(shè)定值進(jìn)行減小修改后,控制器300重新進(jìn)行溢流計(jì)數(shù),且溢流計(jì)數(shù)大于計(jì)數(shù)閾值時(shí),控制器300依上述方法再次修改煎煮程式,如此循環(huán)調(diào)整,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成對中草藥的煎煮。煎煮完成后,用戶可以保存控制器300所修改的煎煮程式,以備下次使用。
另外,需要說明的是:所述溢流傳感器160還可以選用超聲波傳感器或光電傳感器,其用于檢測到壺內(nèi)液體表面的泡沫及泡沫高度,可以檢測到煎藥壺將要發(fā)生溢流且尚未溢出的溢流狀態(tài),可以避免溢流的發(fā)生。溢流傳感器160和煎藥壺裝配,如圖4所示,其檢測端部和壺蓋130上的窗口135正相對,通過該窗口135可以探測到煎藥壺內(nèi)產(chǎn)生的泡沫。當(dāng)煎藥壺100內(nèi)液體被加熱到沸騰后,液體表面產(chǎn)生并集聚泡沫,當(dāng)泡沫的高度達(dá)到設(shè)定的高度閾值時(shí),如泡沫頂端面接觸壺蓋,則溢流趨勢產(chǎn)生,有發(fā)生溢流的可能,控制器300作出產(chǎn)生溢流狀態(tài)的判斷,生成用以減小燃?xì)庠罨鹆Φ目刂菩盘?,操控電控燃?xì)忾y,使燃?xì)庠?00減小火力,減少甚至消除煎藥壺100內(nèi)產(chǎn)生的泡沫,避免溢流發(fā)生。同時(shí)控制器300進(jìn)行溢流計(jì)數(shù)。
在上述自動(dòng)煎煮的過程中,在每個(gè)控制/采樣周期,控制器300還獲取接近傳感器250、火焰檢測針240的檢測信號,控制器300基于火焰檢測針的檢測信號,判斷燃?xì)庠钌蠠o火焰,且基于接近傳感器的檢測信號,判斷燃?xì)庠钌嫌屑逅帀貢r(shí),控制器300生成控制信號操縱點(diǎn)火針對燃?xì)庠?00點(diǎn)火,繼續(xù)執(zhí)行未被執(zhí)行的煎煮程式,直到煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮,確保煎藥成功;當(dāng)判斷燃?xì)庠钌蠠o鍋具,控制器不操縱點(diǎn)火針對燃?xì)庠?00點(diǎn)火,以避免燃?xì)庠羁諢?,浪費(fèi)燃?xì)狻H舳啻吸c(diǎn)火未成功,控制器300則生成報(bào)警信號觸發(fā)報(bào)警,警示用戶參與處理,排除故障。在自動(dòng)煎煮過程中,當(dāng)控制器300判斷燃?xì)庠?00上無煎藥壺100時(shí),如煎藥壺100被拿起,但煎煮程式未被執(zhí)行完,延時(shí)一定的時(shí)間后,如1分鐘后,控制器300將生成控制信號操縱構(gòu)成電控燃?xì)忾y總成220的電磁閥221關(guān)閉,阻斷然氣流通,使燃燒器熄火,可以避免燃?xì)庠羁諢?,浪費(fèi)燃?xì)狻?/p>
在此,需要說明的是,若采用“溫度偏移值”參數(shù),在自動(dòng)煎煮中草藥的過程中,控制器依次執(zhí)行煎煮程式的各個(gè)程式步,在每個(gè)控制周期,控制器將壺溫度的測量值同從煎煮程式中獲取的溫度的設(shè)定值與溫度偏移值的和值相比較,基于壺溫度的測量值以及獲取的溫度的設(shè)定值與溫度偏移值的和值,進(jìn)行運(yùn)算處理生成控制信號調(diào)整燃?xì)庠畹幕鹆?,使壺溫度的測量值達(dá)到從煎煮程式中獲取的溫度的設(shè)定與溫度偏移值的和值,直到煎煮程式被控制器執(zhí)行完,完成中草藥的煎煮。
本實(shí)施方式的煎藥智能壺灶裝置包括煎藥壺和燃?xì)庠睿慌渲糜袩犭娕?、控制器及?nèi)置于控制器的煎煮程式。煎藥壺包括壺本體和壺蓋,所述壺本體包括壺底部和壺身部,所述壺底部設(shè)置測溫孔,壺身部的頂部設(shè)有壺口,壺蓋和壺口相蓋合。熱電偶裝配于測溫孔內(nèi),用于測量煎藥壺的壺底部的溫度。燃?xì)庠畎ㄈ紵骱碗娍厝細(xì)忾y,電控燃?xì)忾y被設(shè)置在燃燒器的進(jìn)氣管路中,調(diào)整燃燒器火力的大小。煎藥壺置放于燃?xì)庠钌希ㄟ^導(dǎo)線將熱電偶、溢流傳感器分別和控制器電連接,燃?xì)庠罴訜峒逅帀亍?刂破鞅磺堆b配燃?xì)庠畹膲伢w內(nèi),用于煎煮控制。煎煮中草藥時(shí),控制器獲取與被煎中草藥處方煎煮要求符合的煎煮程式,根據(jù)煎煮程式依次進(jìn)行浸藥、升溫、煎煮和降溫?;谠摷逯蟪淌?,在每個(gè)控制/采樣周期,控制器采集熱電偶所檢測的壺溫度的測量值及從煎煮程式中獲取溫度的設(shè)定值,基于壺溫度的測量值和溫度的設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算處理,如采用pi(比例積分)控制算法、pd(比例微分)控制算法或控制精度更高的pid(比例積分微分)控制算法,生成控制信號,操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠罨鹆Φ拇笮。允箟販囟鹊臏y量值達(dá)到溫度的設(shè)定值,直至煎煮程式被執(zhí)行完,完成中草藥煎煮。在中草藥的煎煮過程中,控制器基于煎煮程式,操縱電控燃?xì)忾y,調(diào)整燃?xì)庠町a(chǎn)生所需大小的火力,不需要用戶參與,用戶有無煎煮知識及技能,均可以煎煮出高藥效的中藥湯劑。另外,熱電偶的測量端部被設(shè)置在壺底部的中心部,檢測壺底部中心處的溫度,更能反應(yīng)壺需要控制的溫度,提高溫度檢測的精確性。
煎藥壺上還被配置有溢流傳感器??刂破鞑杉缌鱾鞲衅鞯臋z測信號,基于溢流傳感器的檢測信號,當(dāng)作出煎藥壺發(fā)生溢流狀態(tài)的判斷時(shí),控制器生成包括使燃?xì)庠罨鹆p小的控制信號,操縱電控燃?xì)忾y,減小閥開度,使燃?xì)庠顪p小火力,減弱溢流,直至煎藥壺消除溢流。當(dāng)溢流計(jì)數(shù)大于計(jì)數(shù)閾值時(shí),控制器修改煎煮程式,減小煎煮程式的程式參數(shù)中的溫度偏移值的設(shè)定值,以及減小煎煮程式的程式表中的與溢流發(fā)生相對應(yīng)的程式步溫度的設(shè)定值以及溫度設(shè)定值不低于該程式步的各個(gè)程式步的溫度的設(shè)定值,以減少直至消除溢流發(fā)生。所述溢流狀態(tài)包括壺內(nèi)液體溢出的狀態(tài),以及壺內(nèi)泡沫高度達(dá)到溢流條件將要發(fā)生溢流尚未溢流的溢流狀態(tài)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。