采用热风煎烤食物的食品加工机的煎烤方法及控制装置与流程

本发明涉及厨房电器领域，尤其涉及一种采用热风煎烤食物的食品加工机的煎烤方法及控制装置。

背景技术：

目前有一种食品加工机包括烹饪腔和加热管，利用加热管作为热源烹制烹饪腔中的食物，并且该食品加工机对烹饪腔内温度的控制都是通过控制加热管的通断来完成的，存在着控温不准的问题。上述食品加工机包括空气炸锅、电烤箱、烧烤炉和食品烘箱等用于烘烤的电器，现在有一种通过设置在壳体内的热风装置对烹饪腔的食物进行加热的空气炸锅，空气炸锅的热风装置包括风扇和加热元件，但是空气炸锅对烹饪腔内温度范围的控制仍然是通过控制加热管的通断来完成的，这样的控制方式，加热管频繁的通断动作，造成烹饪腔内的温度波动幅度大，对烹饪腔内的温度控制不准确，还有热装置中的风扇都是以全功率的最高转速运行，风扇转速高使得热空气流的热量损耗大，而且会造成食物的水份的散失较多，从而影响食物烹饪的烹饪品质和口味。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采用热风煎烤食物的食品加工机的煎烤方法及控制装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用热风煎烤食物的食品加工机的煎烤方法，所述食品加工机包括壳体、设于壳体内的烹饪腔、热风装置、控制单元和温度传感器，所述热风装置包括加热元件和风扇，风扇将加热元件的热量引导至所述烹饪腔内，温度传感器用于检测烹饪腔内的烹饪温度，所述食品加工机包括操作面板，所述操作面板上设有相应的温度档位Tn，所述温度档位Tn与控制单元内的预设温度Tn对应，所述控制单元内存储有预设温度和风扇转速的对应关系表，

该预设温度Tn对应的风扇的预设转速为An，所述食品加工机的煎烤食物的方法包括：

设定所述食品加工机的温度档位Tn，启动食品加工机，控制单元控制所述的加热元件开始加热，所述风扇以转速An开始运行，直至温度传感器检测到烹饪腔内的温度达到Tn+Tc，控制元件根据检测到的温度信号，控制加热管停止加热，风扇继续以An转速运行t秒，然后控制风扇以转速An-1运行，其中A n-1<An。

进一步地，所述Tc的范围是0°-20°。

进一步地，所述风扇继续运行时间t为10s-30s。

进一步地，当所述烹饪腔内的温度低于Tn－Tc时，所述控制元件控制加热元件继续加热，所述风扇以转速An运行，直至烹饪腔内的温度再次达到Tn+Tc，如此反复循环，直至烹饪结束，循环次数为N，N≥1。

进一步地， 所述操作面板上设有至少2个温度档位。

进一步地，所述方法还包括风扇转速判断步骤，当加热管停止加热，风扇以转速An转速运行t秒后，先判断转速An是否为最低转速，如果An为最低转速，则始终以转速An运行；否则风扇控制风扇以转速An-1运行。

一种采用上述的煎烤方法进行食物煎烤的食品加工机的控制装置，包括控制单元、电源电路、控制所述加热元件工作的加热驱动电路、控制风扇运行的风扇驱动电路，以及检测烹饪腔内温度的温度检测电路，所述控制单元包括单片机，温度传感器将检测的烹饪腔内的温度反馈至控制单元，控制单元根据温度信号来控制加热元件是否工作，同时调节风扇驱动电路中的风扇的电压从而控制风扇的运行转速。

进一步地，所述风扇驱动电路包括可控硅，所述单片机根据风扇的转速确定对应的可控硅的斩波值，所述单片机通过斩波控制可控硅的通断时间，从而调节风扇的转速。

进一步地，所述风扇驱动电路还包括光耦元件，所述光耦元件的输出端通过电阻连接至可控硅的门极，所述控制单元通过光耦元件控制可控硅的导通。

进一步地，所述控制单元还包括过零检测电路，用于控制可控硅在零点进行关闭。

进一步地，所述风扇包括罩极电机和扇叶。

本发明的有益效果是：

1. 本申请的煎烤方法根据选择的档位和加热管的工作状态来匹配风扇相应的转速运行，并且通过风扇转速调节食品加工机内空气的循环速度，来达到调节烹饪的温度的目的，由于对烹饪腔内食物加热的是循环的热空气流，加热更加均匀，并且热空气流更加缓和，减少了热量对食品加工机器件的冲击，而且简化了控制程序，更加可靠。本控制方法对应机理为高温加热时采用风扇的高转速，低温加热时采用风扇的低转速，例如，选择档位温度为200°，则对应的风扇转速An为3000转/min；选择档位温度为150°，则对应的风扇转速An为2000转/min，这样在高温加热状态时，高转速运行的风扇提供更高风速以更快速的将发热管热量扩散到烹饪腔内，快速加热和均衡烹饪腔内的温度；在低温加热状态时，这样设置避免了因过高风速容易流失太多热量、吸入外界冷空气而可能造成的热量损耗和温度检测的波动幅度大且不准确的现象发生。当加热管工作时，风扇采用对应温度转速An转动，当加热管停止工作时，风扇以转速An工作一段时间再变为比An低的转速An-1转速工作，An速运行风扇能将加热管的大热量快速扩散到烹饪腔，防止加热管突然热量积聚而造成的局部温度过高，从而避免对加热管使用寿命和周侧部件烧熔等的不良影响，An-1转速能够减少热量散失，更节能，也避免相应食物水分过分散失，提高食物的烹饪品质。还有，根据烹饪食物的不同可以选择不同档位的风扇转速运行，使得烹饪品质得到提高，提高了食物口感，而且在低温烹饪时，风扇低速运行，实际温升下降，更加安全可靠。

2.所述Tc的范围是0°-20°，如果Tc设置温度过大，则温度过冲会比较严重，导致煎烤的温度不够精确，影响煎烤食物的口味。甚至在选择温度高的档位时，影响产品的寿命。

3. 所述风扇继续运行时间t为10s-30s，当t设置时间过短，则可能加热管上的热量并未充分带走，仍然会对产品的寿命产生影响，如果设置时间过长，则可能导致腔体的温度下降温度过多。

4.当所述烹饪腔内的温度低于Tn－Tc时，所述控制元件控制加热元件继续加热，所述风扇以转速An运行，直至烹饪腔内的温度再次达到Tn+Tc，如此反复循环，直至烹饪结束。循环次数为N，N≥1。当加热管再次工作时，风扇立即恢复An转速，则可以有效防止加热管加热时热量积聚，防止集聚的热量导致温度过高，影响烹饪效果和产品寿命。

5. 所述操作面板上设有至少2个温度档位。通过不同档位的调整，从而使得产品适于烹饪不同的食物。

6. 通过设置风扇转速判断步骤，可以防止风扇转速过低引起的风扇工作异常，防止风扇在工作范围之外进行工作，影响使用寿命。

7.一种采用上述的煎烤方法进行食物煎烤的食品加工机的控制装置，控制单元根据烹饪腔内的温度来控制加热元件是否工作，同时风扇的转速，通过该结构，既可以实现在加热管不工作时烹饪腔体内的温度缓慢下降，也保障了烹饪腔内的正常升温，有效提高了热效率。

8.风扇驱动电路还包括光耦元件，所述光耦元件的输出端通过电阻连接至可控硅的门极，所述控制单元通过光耦元件控制可控硅的导通，通过光耦元件，可以有效隔离控制单元和可控硅，保障控制单元的安全。

9. 所述控制单元还包括过零检测电路，用于控制可控硅在零点进行关闭。由于可控硅在零点关闭，因此，有效防止可控硅发生电弧，有效延长了可控硅的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例一电烤炉的结构示意图；

图2为本发明实施例一电烤炉控制模块的示意图；

图3为本发明实施例一风扇驱动电路图；

图4为本发明实施例一过零检测电路图；

图5为本发明实施例一电烤炉控制流程图；

图6为本发明实施例一电压斩波控制流程图；

图7为本发明实施例一电压斩波曲线示意图；

图8为本发明实施例二电烤炉控制流程图；

图9为本发明实施例三风扇驱动电路图。

附图标记：1-上壳体，11-罩板，12-容置腔，2-下壳体，3-炸锅，31-把手，32-炸篮，33-锅体，41-加热管，42-扇叶，43-电机，5-单片机，6-温度传感器，7-出风口。

具体实施方式

实施例一。

如图1，本实施例提供一种家用电烤炉，包括上壳体1、下壳体2和烹饪食物的炸锅7，所述下壳体2内设有炸锅，炸锅3可以拆卸地设置所述空腔内，上壳体1内设有罩板11，所述罩板11的上表面与上壳体1内壁形成容置腔12，所述罩板11的下表面与炸锅3形成烹饪腔，所述上壳体1内设有热风装置、控制装置、风道、温度传感器6，所述热风装置包括加热管41和风扇，所述风扇包括罩极电机43和扇叶42，所述罩极电机43驱动扇叶42转动，所述控制装置和电机安装在所述容置腔12内，所述控制装置包括设置在上壳体的外表面操作面板，用户通过操作面板选择程序以控制电烤炉进行相应的煎烤工作。所述加热管41、扇叶42和温度传感器6设置在罩板11的下方，所述扇叶42设置在加热管41的上方，并且所述加热管41为平面螺旋加热管，所述温度传感器6靠近加热管41设置，所述温度传感器6用于检测烹饪腔内的烹饪温度。

所述炸锅3包括把手31、锅体33和悬空放置在锅体33内的炸篮32，炸篮32用于放置被炸食物，炸篮32壁上通常设置有通风孔，当扇叶42转动时，扇叶42带动热空气流循环时，热空气流穿过所述通孔，使热空气流与食物更均匀接触。在用户使用过程中，可以通过把手31方便地将炸锅移动体从下壳体2的空腔3中取出或者放入空腔3内。

当需要对食物进行烹制时，先将食物放置在炸篮72内，然后将带有炸篮的炸锅放入空腔3内，炸锅与空腔3形成烹饪腔31，启动电烤炉工作，控制装置控制加热管加热及电机转动，电机带动扇叶42转动，扇叶42将空气流从扇叶侧部吹出，空气流经过加热管41并携带其产生的热量形成热空气流，并且该热空气流沿着风道流动引向所述烹饪腔31，然后沿着烹饪腔的侧壁向下运动，热空气流进入烹饪腔并加热食物，热空气流流动到腔体底部后向上折回，而在扇叶中间形成空气负压区，扇叶下方的空气则被吸引上向流动到所述空气负压区，热空气流继续向上流动再次返回到扇叶处，使得热空气流在烹饪腔内形成循环，从而更充分的利用热空气流的热量，更加节能。

所述上壳体1的侧部设有出风口7，所述烹饪腔31通过出风口7与外界大气连通。当扇叶42转动时，带动烹饪腔的空气循环流动，对烹饪腔内食物进行均匀加热，烹饪腔31内空气受热膨胀压力增大时，烹饪腔内多余的热空气流可通过出风口7流出，有效平衡烹饪腔31内的压力，并且更利于精确调控烹饪腔内的温度。

如图2，本实施例中，所述控制装置包括控制单元、电源电路、控制所述加热元件工作的加热驱动电路、控制风扇运行的风扇驱动电路，以及检测烹饪腔内温度的温度检测电路。所述控制单元包括单片机5和操作面板，温度传感器6将检测的烹饪腔内的温度反馈至控制单元，控制单元根据温度信号来控制加热元件是否工作，同时调节风扇驱动电路中的风扇的电压从而控制风扇的运行转速，操作面板为接收用户的输入信号和反馈程序工作的状况，电源电路为单片机和上述各电路工作提供驱动的电力支持，保证整个电烤炉控制系统的正常工作。

如图5，电烤炉通过调节风扇转速进行烹饪的控制原理的具体内容如下：电烤炉控制单元内存储有预设温度Tn和风扇转速An的对应关系表，电烤炉的煎烤食物的控制方法为：

通过操作面板设定所述食品加工机的温度档位Tn，启动食品加工机，控制单元控制所述的加热元件开始加热，所述风扇以转速An开始运行，直至温度传感器检测到烹饪腔内的温度达到Tn+Tc，控制元件根据检测到的温度信号，控制加热管停止加热，风扇继续以An转速运行t秒，其中t为10-30s,然后控制风扇以转速An-1运行，其中A n-1<An。

当所述烹饪腔内的温度低于Tn－Tc时，所述控制元件控制加热元件继续加热，并控制风扇以转速An运行，直至烹饪腔内的温度再次达到Tn+Tc，如此反复循环，直至烹饪结束。循环次数为N，N≥1。当加热管再次工作时，风扇立即恢复An转速，则可以有效防止加热管加热时热量积聚，防止集聚的热量导致温度过高，影响烹饪效果和产品寿命。所述Tc取值为10°，根据不同食物的烹饪温度和时间的不同，各烹饪程序的循环次数也不同，例如：烤鸡翅程序过程中，升温时间约5分钟，恒温阶段中每个循环的时间约3分钟，整个烹饪的总时间约25分钟。

此控制方法根据选择的档位来匹配风扇相应的转速运行，通过热空气流烹饪腔内食物加热，加热更加均匀，并且热空气流更加缓和，减少了热量对电烤炉器件的冲击。本控制方法对应机理为高温加热时采用风扇的高转速，低温加热时采用风扇的低转速，这样在高温加热状态时，高转速运行的风扇提供更高风速以更快速的将发热管热量扩散到烹饪腔内，快速加热和均衡烹饪腔内的温度；在低温加热状态时，这样设置避免了因过高风速容易流失太多热量和温度检测的波动幅度大且不准确的现象发生。

所述Tc的范围是0°-20°，本实施例中，优选Ｔc为10°。如果Tc设置温度过大，则温度过冲会比较严重，导致煎烤的温度不够精确，影响煎烤食物的口味。甚至在选择温度高的档位时，影响产品的寿命。

所述风扇继续运行时间t为10s-30s，本实施例中，优选t为20s，当t设置时间过短，则可能加热管上的热量并未充分带走，仍然会对产品的寿命产生影响，如果设置时间过长，则可能导致腔体的温度下降温度过多。

本实施例中，所述操作面板上设有3个温度档位，通过不同档位的调整，从而使得产品适于烹饪不同的食物。与温度档位相对应的单片机5内存储有预设温度T和风扇转速A的对应关系表：温度档位：T1、T2、T3，及与温度档位相对应的风扇转速：A1、A2、A3，其中，风扇包括电机和扇叶，扇叶由所述电机驱动，所述电机最高转速为3000rpm，分为3个档位，其档位转速分别为： A1＝1000转/分钟， A2＝2000转/分钟， A3＝3000转/分钟；与之相对应的预设温度点分别为：T1＝120℃，T2＝160℃，T3＝200℃。通过电烤炉的操作面板选择食物所需目标温度相应的烹制档位，启动电烤炉，单片机控制加热管加热，并控制电机以目标温度对应的风扇转速运行，风扇将加热管产生的热量沿着风道引向所述烹饪腔内并加热。

所述风扇驱动电路包括可控硅，所述单片机根据风扇的转速确定对应的可控硅的斩波值，所述单片机通过斩波控制可控硅的通断时间，从而调节风扇的转速，所述风扇驱动电路还包括光耦元件，所述光耦元件的输出端通过电阻连接至可控硅的门极，所述控制单元通过光耦元件控制可控硅的导通。通过光耦元件，可以有效隔离控制单元和可控硅，保障控制单元的安全。如图3，本实施例中，风扇驱动电路包括可控硅TR2、光耦IC4、安规电容CX3及若干外围电阻构成，其中可控硅TR2用于斩波控制以达到调节风扇转速的目的，光耦IC4用于隔离驱动可控硅，安规电容CX3用于抗干扰、防止电网脉冲干扰时可控硅误导通，其它的外围电阻用于限流。单片机5发送导通信号到光耦元件IC4的输入端，光耦元件IC4的输出端将导通信号传递给可控硅TR2的控制门极，触发可控硅TR2导通，使得风扇所在电路与火线和零线形成导通回路，从而控制风扇工作。该电路中，可控硅调节风扇转速的方式为斩波控制，即通过调节可控硅的导通角，有选择性的控制可控硅的导通与关断，以调节平均工作电压和平均工作电流的方式实现对风扇转速的调节作用。这样设置，上述电路中的滤波网络能够消除可控硅工作时产生的谐波干扰，使产品符合相关的电磁兼容要求；同时利用可控硅斩波技术，实现风扇驱动电机的电压可调，进而实现风扇风速可调，这样风扇的驱动电机可以直接采用普通电机，不需要专门定制档位电机，设计通用性好，综合成本低。

如图4，所述控制单元还包括过零检测电路，用于控制可控硅在零点进行关闭。本实施例中，所述过零检测电路用于配合风扇驱动电路中的可控硅斩波技术的应用，所述过零检测电路包括有二极管、光耦和若干外围电阻，其中二极管D8用于半桥整流，二极管D9用于保护光耦，钳位光耦发光端电压，光耦用于隔离，将强电信号转换为弱电信号，外围电阻用于限流。

如图6、图7，本实施例中，可控硅通过斩波控制调节所述风扇的转速的控制方案为：

控制单元读取与目标温度Tn对应的风扇预设转速An；

根据风扇转速An计算得到对应的斩波值 tn，即一个斩波周期，且tn＝0~20毫秒；

所述控制单元还包括计时模块，当所述电压过零点时，所述计时模块开始计时；

当计时模块的计时时间D大于斩波值tn时，控制所述可控硅导通；否则，继续保持延时计时；

当所述可控硅导通后，计时模块继续计时，当计时模块的计时时间D≥2T’-X时，所述可控硅关断。

其中，所述标准电压为U，所述斩波控制的斩波电压值为Ｕa，且0.8Ｕ≤Ｕa≤0.97Ｕ。电烤炉工作在220 V的标准电压U和50Hz的频率条件下，所述斩波控制的斩波电压值为Ｕa，且176Ｖ≤Ｕa≤213Ｖ。这样设置，风扇转速的调节效果好，风扇运行平稳。当斩波控制的斩波电压Ｕa＜176Ｖ时，斩波后，风扇运行不稳定，会发生运行卡滞的现象，当斩波控制的斩波电压Ｕa＞213Ｖ时，可能会产生反峰电压，而且斩波后的风扇转速不会再变化。

当所述可控硅导通后，计时模块继续计时，当计时模块的计时时间D≥2T’-X时，所述可控硅关断，其中，T’=20ms，X的范围是100us-1ms。由于可控硅具有一旦被触发导通后，将持续导通到交流电压过零时才会截止的特性，这样设置，能够提前关断可控硅，确保可控硅截止可靠。

可以理解的，所述预设温度T可以根据实际需要进行选择，例如80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃。当预设温度过低时，食物口感相对较差，当预设温度过高时，可能烫伤用户。

可以理解的，风扇的转速Ａ可以根据实际情况调节，例如500转/分钟、1000转/分钟、1500转/分钟、2000转/分钟、2500转/分钟、3000转/分钟。如果风扇的转速过低，其风力较弱，不能完全将热量向下吹向烹饪腔，如果风扇的转速过高，则热空气流被吹出烹饪腔外过多，热量散失大，且风扇的噪音过大，影响周围环境。

实施例二。

如图8，本实施例提供的煎烤食物的控制方法与实施例一的区别 在于：包括风扇转速的判断步骤：

在风扇转速由An将为An-1之前，先判断转速An是否为最低转速，如果风扇转速An为最低转速，则始终以An转速运行至烹饪结束；如果风扇转速An不是最低转速，则风扇风扇将为An-1转速运行。通过设置该步骤，可以防止风扇转速过低引起的风扇工作异常，防止风扇在工作范围之外进行工作，影响使用寿命。

本实施例所述电烤炉的其余结构特征与实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三。

本实施例与实施例一的区别在于，风扇转速控制的驱动电路不同。

本实施例的风扇驱动电路中未设置可控硅及相关电路，而是采用继电器并联电路来控制风扇的转速。如图9，本实施例中，所述风扇驱动电路包括继电器K、及若干电阻R构成，其中，继电器K1与电阻R1串联，继电器K2与电阻R2串联，继电器K3与电阻R3串联，然后上述继电器的串联电路的两端再并联在一起后与风扇所在电路串联起来，形成风扇驱动电路。单片机发送导通信号到继电路，控制各继电器导通或断开，使得风扇两端的电压变化，从而控制风扇工作。本实施方案同样能够实现对风扇转速的控制的技术效果。

本实施例所述电烤炉的其余结构特征与实施例一相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。