[发明专利]一种监测水沸腾和水烧干的装置及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及监测领域，尤其涉及一种监测水沸腾和水烧干的装置及其监测方法。

背景技术

每个人都需要饮水，在烧水或进行其他烹饪时，水沸腾之后没有及时发现会对水和加热的能源造成浪费，也很有可能引起沸水扑灭火苗导致煤气泄漏的危险事故，也可能在水烧干之后引起火灾等事故，危险性非常大。现有技术的用于提醒或监测水沸腾和烧干的装置和方法主要包括：

1、通过水蒸汽吹哨提醒：市售的用于燃气灶上的烧水壶利用水沸腾时产生的大量水蒸汽吹过壶嘴或壶盖上的哨子，产生尖锐的哨声来提醒水烧开了。该方法中的烧水壶经过特殊设计，基本只能用于纯粹烧水的情况，而我们烹饪时大量使用的普通锅，汤锅，炒锅等无法采用该方法来监测锅里的水是否烧开了。该方法烧水时，烧水壶必须处于密闭状态以使水蒸气只能从哨子吹出，盖子打开状态下该方法无法工作。

2、通过声音监测：水沸腾后会产生声音，原则上可以通过直接监测声音来判断水沸腾。但该方法在火力小，水轻微沸腾时，由于沸腾声很不明显，加上环境声音的干扰，监测的准确度和可靠性很低。还有一种方法是在锅里加入特殊的珠子。水沸腾时，珠子会被剧烈的水流带动，与锅底和锅壁剧烈碰撞，产生很大的声响来提醒水沸腾了，这个方法只能用于单纯烧水的情况，如果锅里有水和食物，则无法很好工作。同时珠子在起锅时也很难分离出来，给烹饪带来很多麻烦。

3、通过温度监测：水在沸腾前温度低于沸点，沸腾后温度稳定在沸点，水烧干后容器的温度会继续上升高于水的沸点，所以通过检测水或容器的温度可以监测水烧开或水烧干的情况。温度监测分为接触式和非接触式。接触式温度监测大量用于电水壶、饮水机等专业设计的专用烧水装置中，而非燃气灶上的锅具。如果要用于锅具，则需要在锅具里或锅内壁上放置测温探头，信号经导线引到锅柄或更外面的低温处，再通过处理器进行信号处理得到温度信息。整个锅具要经过特殊设计，结构复杂，成本高昂。非接触式温度监测就是红外测温，红外测温目前已广泛应用于工业和日常生活中，例如测额头体温等等。但由于红外测温的原理，应用于该烹饪场景中有很大的局限性。红外测温只能测物体表面温度，所以在锅盖盖上的情况下只能测到锅盖或锅壁外表面的温度，而锅盖锅壁外表面的温度和锅里水的温度是存在一定差别的，所以这种方法并不及时可靠。红外测温在测光滑表面、金属表面时准确度不高，灶具的火苗、水蒸汽等也有可能对红外测温产生影响。总的来说，通过温度监测水沸腾和烧干的情况，在原理上是可行的，但是由于种种限制，目前并没有一个可以在日常烹饪时监测燃气灶上的锅里水温的简单便宜、准确可靠、实用性和适用性都很强的技术方法。

4、通过振动信号监测：水沸腾时会产生气泡和对流，会引起锅具的振动，在燃气灶具的台面上安装振动传感器监测振动也是一种可能的方法。但是由于这种振动在火力很小、水轻微沸腾时的幅度非常小，振动传递到灶具台面后已经不容易被监测到，这种通过振动来监测水沸腾的方法的准确度和可靠性是非常低的。由于高温和信号引出的限制，振动传感器也很难放置于锅具里或锅具支架上来提高监测的灵敏度和准确性。

5、通过视频图像监测：在锅具上方放置摄像头，通过对采集到的视频图像的实时分析来对锅里水的情况进行监测，就像有个人在盯着看一样。该方法的难点主要是图像实时分析，要针对各种不同的锅、不同的水量、不同的烹饪条件下(例如：蒸汽很多看不清楚时，锅盖上有水雾时，水里有食物时)，开发出稳定可靠的图像分析算法来实时判断水是否沸腾或烧干，这个难度非常之大，是属于人工智能、机器学习的技术，目前还没有任何技术尝试。

发明内容

本发明的目的：提供一种监测水沸腾和水烧干的装置及其监测方法，能监测容器中水沸腾或水烧干的情况，主要应用于烹饪时对灶上的容器中的水的情况进行监测，进而对水沸腾或水烧干的情况进行提醒，也可对水的状态进行自动计时。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种监测水沸腾和水烧干的装置，包括电磁波发射和接收装置，安放在被监测的水的上方，向被监测的水的水面发射电磁波，并接收由被监测的水的水面反射回的电磁波，产生信号。

上述的监测水沸腾和水烧干的装置，进一步包括处理单元，用来对所述信号进行处理和分析。

上述的监测水沸腾和水烧干的装置，进一步包括提醒装置，用来对水沸腾或水烧干的情况发出提醒。

上述的监测水沸腾和水烧干的装置，其中，所述处理单元与所述电磁波发射和接收装置通过有线或无线的方式连接；所述提醒装置与所述处理单元通过有线或无线的方式连接。