加热控制方法、装置、介质及液体加热容器与流程

本发明涉及家电控制技术领域，具体涉及一种加热控制方法、装置、介质及液体加热容器。

背景技术：

随着液体加热容器的家电产品的使用越来越广泛，除了烧水的电水壶之外，还产生了其他功能的液体加热容器如烹饪养生食材的养生壶。

上述液体加热容器在使用过程中特别是对养生壶而言，容易产生泡沫，从而容易造成溢出，导致弄脏台面，甚至使液体渗入电路板导致电路短路，产生火灾以及触点事故，用户体验差。因而防溢出的控制尤为重要。目前的产品普遍采用间歇加热控制来实现，当间歇加热导致功率不能大，以此导致加热时间过长，而且加热功率小也导致烹饪效果差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加热控制方法、装置、介质及液体加热容器，目的在于解决现有液体加热容器防溢控制带来加热功率低导致加热时间长和烹饪效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于液体加热容器的加热控制方法，该液体加热容器的外侧壁安装有上下分布的上电容感应片和下电容感应片，该加热控制方法包括：

可选地，获取液体加热容器在加热时上电容感应片感应的第一电容量和下电容感应片感应的第二电容量；

在第一电容量和第二电容量都发生变化的情况下，确定第一电容量的第一变化率和第二电容量的第二变化率；

在第一变化率和第二变化率在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率是否发生改变；

在判断出第二变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否发生改变；

在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热。

可选地，判断第二变化率是否发生改变包括：判断第二变化率是否变小；

判断第一变化率是否发生改变包括：判断第一变化率是否变小。

可选地，在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热进一步包括：

在判断出第一变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否大于第二变化率；

在判断出第一变化率大于第二变化率的情况下，停止对液体加热容器加热。

可选地，还包括：

在停止对液体加热容器加热之后，判断第一变化率和第二变化率是否都保持稳定；

在判断出第一变化率和第二变化率都保持稳定的情况下，开启对液体加热容器加热。

可选地，判断第二变化率是否发生改变包括：

在液体加热容器内部的液体温度大于预设温度的情况下，判断第二变化率是否发生改变。

可选地，还包括：

在判断出第二变化率发生改变时，降低对液体加热容器的加热功率。

为了实现上述目的，本发明还提供一种用于液体加热容器的加热控制装置，该加热控制装置包括：

上电容感应片和下电容感应片，分别上下分布的安装在液体加热容器的外侧壁上；

发热盘，用于对液体加热容器进行加热；

控制器，被配置成：

控制发热盘工作，以对液体加热容器进行加热；

获取上电容感应片感应的第一电容量和下电容感应片感应的第二电容量；

判断第一电容量和第二电容量是否发生变化；

在判断出第一电容量和第二电容量都发生变化的情况下，确定第一电容量的第一变化率和第二电容量的第二变化率；

判断第一变化率和第二变化率在预设时间内是否都保持稳定；

在判断出第一变化率和第二变化率在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率是否发生改变；

在判断出第二变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否发生改变；

在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热。

可选地，在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热进一步包括：

在判断出第一变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否大于第二变化率；

在判断出第一变化率大于第二变化率的情况下，控制发热盘停止工作，以停止对液体加热容器加热。

可选地，控制器还被配置成：

在停止对液体加热容器加热之后，判断第一变化率和第二变化率是否都保持稳定；

在判断出第一变化率和第二变化率都保持稳定的情况下，控制发热盘工作，以开启对液体加热容器加热。

可选地，加热控制装置还包括用于检测液体加热容器内部的液体温度的温度传感器，判断第二变化率是否发生改变包括：

判断液体温度是否大于预设温度；

在液体温度大于预设温度的情况下，判断第二变化率是否发生改变。

为了实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机指令被处理器执行时使得处理器执行上述的用于液体加热容器的加热控制方法。

为了实现上述目的，本发明还提供一种液体加热容器，该液体加热容器包括上述加热控制装置。

通过上述技术方案，本发明的用于液体加热容器的加热控制方法，通过获取液体加热容器在加热时上电容感应片感应的第一电容量和下电容感应片感应的第二电容量，在第一电容量和第二电容量都发生变化的情况下，确定第一电容量的第一变化率和第二电容量的第二变化率，接着在第一变化率和第二变化率在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率是否发生改变，在判断出第二变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否发生改变，在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热。实现了液体加热容器的溢出的准确检测和控制，有效防止了液体加热容器在加热时产生泡沫溢出导致的故障事故问题，也提升了用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明用于液体加热容器的加热控制方法中养生壶结构示意图；

图2是本发明养生壶中的两个电容感应片的结构视图；

图3是本发明用于液体加热容器的加热控制方法第一实施例的流程图；

图4是本发明用于液体加热容器的加热控制方法中两个电容感应片感应到的电容量随时间变化曲线图；

图5是本发明用于液体加热容器的加热控制装置第一实施例的功能框图；

图6是本发明用于液体加热容器的加热控制装置第二实施例的功能框图；

图7是本发明用于液体加热容器的加热控制装置第三实施例的功能框图；

图8是基于图7的温度传感器的另一种连接方式的功能框图；

图9是本发明液体加热容器中的加热控制装置的电路控制原理图；

图10是本发明液体加热容器中的加热控制装置的控制信号波形图；

图11是本发明液体加热容器中的加热控制装置的另一控制信号波形图；

图12是本发明液体加热容器中的耦合器的线路排布示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明的第一实施例提出一种用于液体加热容器的加热控制方法，该加热控制方法用于控制液体加热容器烧水，该液体加热容器可以是电水壶、养生壶等各种加热液体的家电设备，此时液体加热容器可以烹饪各种食材如黑茶、红枣、银耳、小米等，在用该液体加热容器烧水或者养生壶加热食材时容易产生泡沫，特别是养生壶加热食材时，此时防止泡沫溢出的控制尤为重要。本发明实施例的加热控制方法即为针对液体加热容器的防溢控制。

如图1所示，本实施例的液体加热容器为养生壶，结构包括壶身1、壶盖2，壶身1的底部安装有发热盘4，用于加热水或者食材，壶身1安装在底座6上，并通过设置在底座6上耦合器3与壶身1连接，以实现底座6为壶身1提供加热所属电源和传递用于控制的弱电信号。壶身1的一侧设置有把手11，把手内部安装有防溢模块9，与该防溢模块9电连接有电容感应片10，该电容感应片10安装在靠近把手11的壶身1的外侧壁上，该电容感应片10内部包含两个独立的上下分布电容感应片，分别是在上的上电容感应片101和在下的下电容感应片102，其结构示意图如图2所示，上电容感应片101和下电容感应片102的间距优选为1-15mm之间。上电容感应片101和下电容感应片102分别可感应到周围环境对其产生的寄生电容量，防溢模块9分别电连接到上电容感应片101和下电容感应片102，用于该感应的电容量的模拟量进行识别处理后转换成可识别的数字量，为描述方便，以下提到的感应的电容量均为经过防溢模块9处理过的数字量。

该电容感应片10安装在靠近壶身1的开口处，平时通过液体加热容器烧水或者烹饪食材时，其水位或者食材的位置在该安装位置之下，只有加热产生泡沫上升时才会达到此位置，也即电容感应片10的安装位置是在壶身1标识的最高水位刻度线之上，底座6内部设置有控制器(图中未示出)，控制器通过耦合器接收防溢模块9发送的感应的电容量，以通过耦合器3控制发热盘4的工作，同时底座6上还设置有显示器5和按键7，以通过按键7接收用户的控制指令，并通过显示器5显示对应的控制信息，基于控制指令控制发热盘4对壶身1内部的水或者食材进行加热烹饪。

如图3所示，本实施例的用于液体加热容器的加热控制方法包括：

步骤s210、获取液体加热容器在加热时上电容感应片感应的第一电容量和下电容感应片感应的第二电容量；

步骤s220、在第一电容量和第二电容量都发生变化的情况下，确定第一电容量的第一变化率和第二电容量的第二变化率；

步骤s230、在第一变化率和第二变化率在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率是否发生改变；

步骤s240、在判断出第二变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否发生改变；

步骤s250、在判断出第一变化率发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热。

在步骤s210中，控制器根据接收到的用户指令，首先控制液体加热容器的发热盘4工作，以加热液体加热容器内部的食材或者水。

作为本实施例的一种实施方式，防溢模块9获取液体加热容器在加热时电容感应片10中的上电容感应片101感应的第一电容量c1和下电容感应片102感应的第二电容量c2，并发送给控制器。

在其他实施方式中，上电容感应片101和下电容感应片102也可以直接连接到控制器，此时控制器直接获取到其感应的电容量。

该上电容感应片101和下电容感应片102可感应到其周围的寄生电容，当该上电容感应片101和下电容感应片102周围的环境发生变化，如液体加热容器加热时有气泡上升，相对上电容感应片101和下电容感应片102的安装位置发生变化时，其寄生电容也发生变化，而防溢模块9通过其内部电路并执行相关的算法，可以检测到针对该寄生电容上的电压在单位时间内的变化值即电压的变化率δv/δt，该变化值与寄生电容的大小相对应，因而通过该变化值能间接得到该寄生电容的容量也即电容感应片感应的电容量。其防溢模块9具体的内部电路和检测算法为现有的技术，在此不再赘述。

在步骤s220中，当液体加热容器还没有加热或者刚加热壶内的液体温度不高如只有40℃左右时，这两个电容感应片检测到的电容量都是稳定的，基本不变化，或者上下波动值很小，如当检测到的电容量数值为200时，上下波动1-10之间认为属于正常稳定状态。当波动超过上述范围时则认为电容量发生变化。

上述具体检测电容量发生变化的方案是基于一个预设的短时间内获取的电容量的最大值和最小值的差值超过上述范围值，如在1秒内采集到电容量的最大值为220，最小值是202，则认为其差值220-202＝18超过了上述10的范围值确定为电容量开始变化。上述电容量的变化只针对每个电容量开始有上述变化则确定电容量开始变化。

在确定电容量开始变化后，则进一步确定每个电容量对应的变化率，具体可通过在预设时间内采集前后的电容量的变化值除以该预设时间得到即：vc＝δc/δt，其中δc为预设时间内的电容量的变化值，δt为预设时间，为了连续及时的获得该电容量的变化率，可对δt取较小的值如50ms-500ms，具体可以优选为300ms。

具体这两个电容量随时间的变化曲线如图4所示，在图4中，在确定电容量开始变化后，即开始确定每个电容量对应的变化率，即从图中零时刻开始确定电容量开始发生变化，此时开始采集每个电容量的变化率，即图中第一电容感应片的电容量c1的第一变化率和第二电容感应片的电容量c2的第二变化率，如从零时刻到他t1时刻内变化率即为图中线段的斜率。

在步骤s230中，为确定每个电容量对应的变化率在预设时间内维持不变，该预设时间的取值可以是相对长的一个时间如1-10秒，如在5秒内电容量c1的第一变化率vc1和电容量c2的第二变化率vc2维持稳定不变时即开始判断以后其变化率是否开始发生改变。因为电容量的变化率是实时根据采集的电容量计算得到的，为确定变化率第一变化率vc1和第二变化率vc2维持稳定不变，可以是前后得到的两个变化率不变或者变化很小的一个值，如前后的速率变化为20到21，则可认为维持稳定不变，如果从20到25，则认为发送了变化。

具体在图4中，从零时刻开始通过计算电容量c1和电容量c2对应的第一变化率vc1和第二变化率vc2，发现一段时间内都是稳定不变的，如在图中的t0时刻之前，发现其第一变化率vc1和第二变化率vc2都维持稳定不变，因此从t0时刻开始判断下电容感应片102感应的电容量c2对应的变化率vc2是否发生变化。

在步骤s240-在步骤s250中，在下电容感应片102的第二变化率vc2发生改变的情况下，判断上电容感应片101的第一变化率vc1是否发生改变；

在检测到第一电容感应片对应的变化率发生改变情况下，即此时检测到泡沫上升到了上电容感应片101和下电容感应片102之间，此时确定有溢出风险，需停止对液体加热容器加热。

在液体加热容器加热内部液体如水的过程中，在刚加热时，其电容感应片10感应到的两个电容量都是维持不变的，当加热到一定温度如50℃，快要产生泡沫或者已经产生微小气泡时，其电容量开始变化，随着温度越高，此时电容量变化越大，即对应的变化率趋于稳定对应图4中t1时刻之前第一变化率vc1和第二变化率vc2为稳定阶段，其电容量随时间变化为上升的直线，此时斜率为不变的温度状态，这段时间内开始已经有微小泡沫，但泡沫还没有上升，此期间对应上述步骤s220；当随着加热温度继续上升，其泡沫开始上升，当上升到接近电容感应片时，其变化率开始发生改变，具体是先接近在下的下电容感应片102时，其第二变化率vc2开始发生变化，如图4中的t1时刻开始第二变化率vc2开始发生变化，此期间对应步骤s230；随着泡沫继续上升，当上升到接近在上的上电容感应片101即位于上电容感应片101和下电容感应片102之间时，第一变化率vc1也开始发生变化，如图4中的t2时刻开始第一变化率vc1开始发生变化，此时即可确定有溢出风险，停止对液体加热容器加热以防止泡沫继续上升以至溢出，此期间对应步骤s240-步骤s250。

具体的，在上述步骤s230中判断第二变化率vc2是否发生改变时，通过实验得知，当泡沫上升到接近在下的下电容感应片102安装位置时，其第二变化率vc2开始变小，其图4中t1开始的时刻其电容量由原来的直线开始变缓，因而具体通过判断下第二变化率vc2是否开始变小即可。

具体的，类似上述判断第二变化率vc2是否开始变小的规律，在上述步骤s240中，判断第一变化率vc1是否发生改变时，也是判断第一电容感101应片对应的第一变化率vc1是否开始变小，如图4中t2开始的时刻其电容量由原来的直线开始变缓，此时停止对液体加热容器加热。

进一步的，上述步骤s250进一步还包括：在第一变化率vc1发生改变且第一变化率vc1大于第二变化率vc2的情况下，停止对液体加热容器加热。

通过实验得知，当泡沫上升越过上电容感应片101达到上电容感应片101和下电容感应片102之间，并继续上升时，此时在下的下电容感应片102感应的电容量c2的变化率vc2已经变小一段时间了，而上电容感应片101感应的电容量c1的变化率vc1才开始下降，因此此时vc1大于vc2，也即对应图4中t2时刻开始时c1要比c2变化陡。

进一步的，在停止对液体加热容器加热之后，判断第一变化率vc1和第二变化率vc2是否都保持稳定；

在判断出第一变化率vc1和第二变化率vc2都保持稳定的情况下，开启对所述液体加热容器加热。

当停止对液体加热容器加热后，原来产生的泡沫会下降，当泡沫下降到距离上电容感应片101和下电容感应片102对应的安装位置都有一段距离了时，其对应的第一变化率vc1和第二变化率vc2都开始不再改变，即图中的t4时刻，此时再开启对液体加热容器加热，然后在根据上述步骤s220-步骤s250的方法来判断是否有溢出风险停止对液体加热容器加热，如此循环重复。

当停止对液体加热容器加热使得泡沫下降时，因为第二变化率vc2在停止之前已经开始下降，在停止时第一变化率vc1才开始下降，因而第二变化率vc2下降到变成一个稳定值的时刻要比第一变化率vc1早，即图4中第二变化率vc2在t3时刻开始变成一个稳定值，此时第二变化率vc2是一个下降的速度稳定值，即对应图4中c2变成一个下降的斜率，然后知道t4时刻第一变化率vc1才开始变成一个下降的速度稳定值，即对应图4中c1变成一个下降的斜率。

上述具体可在判断第二变化率vc2不再改变情况下，判断第一变化率vc1是否不再改变，在第一变化率vc1不再改变情况下，则开启对液体加热容器加热。

本发明实施例的用于液体加热容器的加热控制方法，通过获取液体加热容器在加热时上电容感应片感应的第一电容量和下电容感应片感应的第二电容量，在第一电容量和第二电容量都发生变化的情况下，确定第一电容量的第一变化率和第二电容量的第二变化率，接着在第一变化率和第二变化率在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率是否发生改变，在判断出第二变化率发生改变的情况下，判断第一变化率是否发生改变，在判断出第一变化率发生改变的情况下，确定为此时泡沫已经达到第一电容感应片和第二电容感应片的安装位置之间，有溢出风险，停止对液体加热容器加热。以此实现了液体加热容器的溢出的准确检测和控制，有效防止了液体加热容器在加热时产生泡沫溢出导致的故障事故问题，也提升了用户体验，且由于将电容感应片安装在液体加热容器的外侧壁上，不需要深入液体加热容器内，便于该电容感应片的安装，且可以隐藏在液体加热容器中，以此增加产品的整体美观。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制方法的第一实施例，在该加热控制方法的第二实施例中，判断第二变化率是否发生改变包括：

在液体加热容器内部的液体温度大于预设温度的情况下，判断第二变化率是否发生改变。

即在第一实施例的基础上，除了获取液体加热容器在加热时的电容感应片10感应的两个电容量，还同时获取加热时壶身1内部液体的温度。在本实施例中，如图1所示，为获取温度信号，养生壶还可进一步包括在壶身1的底部设置的温度传感器8，以检测壶身1内部液体如水的温度，温度传感器8检测到的温度信号发给控制器。因为液体加热容器在加热时，只有加热到一定温度才容易产生泡沫，如温度上升到接近沸腾如65℃左右才开始容易产生泡沫，因而在第一实施例中通过判断每个电容量是否大于第一预设阈值时，还进一步加入液体加热容器内部加热的液体的温度来判断，并可将温度调节作为首要条件，如当内部液体温度上升到65℃的预设温度值时，才开始判断下电容感应102片对应的第二变化率vc2是否发生改变，这样能排除在液体加热容器加热前期当电容感应片受到外界物质的干扰产生感应的电容量导致引起的误判，以此提升了防溢判断的准确性。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制方法的第一实施例，在该加热控制方法的第三施例中，还包括：

在判断出第二变化率发生改变时，降低对液体加热容器的加热功率。

在第一实施例中分析可知，在第二变化率vc2发生改变之前，液体加热容器还没有产生泡沫或者泡沫还没有上升，因此此时可以加大给液体加热容器的功率即如以恒定的最大功率来对液体加热容器加热；而当第二变化率vc2发生改变后，表面泡沫开始上升，此时如果还是维持原来的大功率，会导致泡沫上升过快有溢出风险，因此此时需要降低功率，如可以采用间歇加热的形式，或者基于可控硅控制加热时，减小可控硅的导通角，使得其加热功率降低，这样降低泡沫上升速度，防止溢出风险。

本发明还提出一种用于液体加热容器的加热控制装置，应用该加热控制装置的液体加热容器具体可以是养生壶，其结构如图1所示，其具体结构包括壶身1、壶盖2，壶身1安装在底座6上，并通过设置在底座6上耦合器3与壶身1连接，壶身1的一侧设置有把手11，其底座6上还设置有显示器5和按键7，以通过按键7接收用户的控制指令，并通过显示器5显示对应的控制信息。图5示出了该加热控制装置的一功能框图，该加热控制装置包括：

电容感应片10，该电容感应片10包括上电容感应片101和下电容感应片102，分别上下分布的安装在所述液体加热容器的外侧壁上；

发热盘4，用于对液体加热容器进行加热，以加热水或者食材；

控制器12，该控制器12设置在底座6内部(图1中未示出)，该控制器12被配置成：

控制发热盘4工作，以对液体加热容器进行加热；

获取上电容感应片101感应的第一电容量c1和下电容感应片102感应的第二电容量c2；

判断第一电容量c1和第二电容量c2是否发生变化

在判断出第一电容量c1和第二电容量c2都发生变化的情况下，确定第一电容量c1的第一变化率vc1和第二电容量c2的第二变化率vc2；

判断第一变化率vc1和第二变化率vc2在预设时间内是否都保持稳定；

在判断出第一变化率vc1和第二变化率vc2在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率vc2是否发生改变；

在判断出第二变化率vc2发生改变的情况下，判断第一变化率vc1是否发生改变；

在判断出第一变化率vc1发生改变的情况下，停止对液体加热容器加热。

在该加热控制装置中，上电容感应片101和下电容感应片102可为上下分布，如图2所示，而且上电容感应片101和下电容感应片102的间距优选为1-15mm之间。控制器12根据接收到的用户指令，首先控制液体加热容器的发热盘4工作，以加热液体加热容器内部的食材或者水，控制器通过电容感应片10获取其感应的电容量的值，并发送给控制器12。其中电容感应片10可感应到其周围的寄生电容，当该电容感应片10周围的环境发生变化，如液体加热容器加热时有泡沫上升，相对电容感应片10的安装位置发生变化时，其寄生电容也发生变化，而控制器12通过其内部电路并执行相关的算法，可以检测到针对该寄生电容上的电压在单位时间内的变化值即δv/δt，该变化值与寄生电容的大小相对应，因而通过该变化值能间接得到该寄生电容的容量也即电容感应片感应的电容量。其控制器12具体的检测算法为现有的技术，在此不再赘述。

当液体加热容器还没有加热或者刚加热壶内的液体温度不高如只有40℃左右时，这两个电容感应片检测到的电容量都是稳定的，基本不变化，或者上下波动值很小，如当检测到的电容量数值为200时，上下波动1-10之间认为属于正常稳定状态。当波动超过上述范围时则认为电容量发生变化。

上述具体检测电容量发生变化的方案是基于一个预设的短时间内获取的电容量的最大值和最小值的差值超过上述范围值，如在1秒内采集到电容量的最大值为220，最小值是202，则认为其差值220-202＝18超过了上述10的范围值确定为电容量开始变化。上述电容量的变化只针对每个电容量开始有上述变化则确定电容量开始变化。

在确定电容量开始变化后，则进一步确定每个电容量对应的变化率，具体可通过在预设时间内采集前后的电容量的变化值除以该预设时间得到即：vc＝δc/δt，其中δc为预设时间内的电容量的变化值，δt为预设时间，为了连续及时的获得该电容量的变化率，可对δt取较小的值如50ms-500ms，具体可以优选为300ms。

具体这两个电容量随时间的变化曲线如图4所示，在图4中，在确定电容量开始变化后，即开始确定每个电容量对应的变化率，即从图中零时刻开始确定电容量开始发生变化，此时开始采集每个电容量的变化率，即图中第一电容感应片的电容量c1的第一变化率vc1和第二电容感应片的电容量c2的变化率vc2，如从零时刻到他t1时刻内变化率即为图中线段的斜率。

为确定每个电容量对应的变化率在预设时间内维持不变，该预设时间的取值可以是相对长的一个时间如1-10秒，如在5秒内电容量c1的第一变化率vc1和电容量c2的第二变化率vc2维持稳定不变时即开始判断以后其变化率是否开始发生改变。因为电容量的变化率是实时根据采集的电容量计算得到的，为确定第一变化率vc1和第二变化率vc2维持稳定不变，可以是前后得到的两个变化率不变或者变化很小的一个值，如前后的速率变化为20到21，则可认为维持稳定不变，如果从20到25，则认为发送了变化。

具体在图4中，从零时刻开始通过计算电容量c1和电容量c2对应的第一变化率vc1和第二变化率vc2，发现一段时间内都是稳定不变的，如在图中的t0时刻之前，发现其第一变化率vc1和第二变化率vc2都维持稳定不变，因此从t0时刻开始判断下电容感应片102感应的电容量c2对应的变化率vc2是否发生变化。

在下电容感应片102的变化率vc2发生改变的情况下，判断上电容感应片101的变化率vc1是否发生改变；

在检测到第一电容感应片对应的变化率发生改变情况下，即此时检测到泡沫上升到了上电容感应片101和下电容感应片102之间，此时确定有溢出风险，需停止对液体加热容器加热。

在液体加热容器加热内部液体如水的过程中，在刚加热时，其电容感应片10感应到的两个电容量都是维持不变的，当加热到一定温度如50℃，快要产生泡沫或者已经产生微小气泡时，其电容量开始变化，随着温度越高，此时电容量变化越大，即对应的变化率趋于稳定对应图4中t1时刻之前第一变化率vc1和第二变化率vc2为稳定阶段，其电容量随时间变化为上升的直线，此时斜率为不变的温度状态，这段时间内开始已经有微小泡沫，但泡沫还没有上升；当随着加热温度继续上升，其泡沫开始上升，当上升到接近电容感应片时，其变化率开始发生改变，具体是先接近在下的下电容感应片102时，其第二变化率vc2开始发生变化，如图4中的t1时刻开始第二变化率vc2开始发生变化；随着泡沫继续上升，当上升到接近在上的上电容感应片101即位于上电容感应片101和下电容感应片102之间时，第一变化率vc1也开始发生变化，如图4中的t2时刻开始第一变化率vc1开始发生变化，此时即可确定有溢出风险，停止对液体加热容器加热以防止泡沫继续上升以至溢出。

具体的，在控制器12判断第二变化率vc2是否发生改变时，通过实验得知，当泡沫上升到接近在下的下电容感应片102安装位置时，其第二变化率vc2开始变小，其图4中t1开始的时刻其电容量由原来的直线开始变缓，因而具体通过判断第二变化率vc2是否开始变小即可。

具体的，类似上述控制器12判断第二变化率vc2是否开始变小的规律，判断第一变化率vc1是否发生改变时，也是判断第一变化率vc1是否开始变小，如图4中t2开始的时刻其电容量由原来的直线开始变缓，此时停止对液体加热容器加热。

进一步的，上述控制器12还被配置成：在述第一变化率vc1发生改变且上电容感应片101对应的变化率大于第二变化率vc2的情况下，停止对液体加热容器加热。

通过实验得知，当泡沫上升越过上电容感应片101达到上电容感应片101和下电容感应片102之间，并继续上升时，此时第二变化率vc2已经变小一段时间了，而第一变化率vc1才开始下降，因此此时vc1大于vc2，也即对应图4中t2时刻开始时c1要比c2变化陡。

进一步的，上述控制器12还被配置成：在控制发热盘4停止工作以停止对液体加热容器加热之后，判断第一变化率vc1和第二变化率vc2是否都保持稳定；

在判断出第一变化率vc1和第二变化率vc2都保持稳定的情况下，开启对所述液体加热容器加热。

当停止对液体加热容器加热后，原来产生的泡沫会下降，当泡沫下降到距离上电容感应片101和下电容感应片102对应的安装位置都有一段距离了时，其对应的第一变化率vc1和第二变化率vc2都开始不再改变，即图中的t4时刻，此时再开启对液体加热容器加热，以此重复再进行溢出判断，如此循环。

当停止对液体加热容器加热使得泡沫下降时，因为第二变化率vc2在停止之前已经开始下降，在停止时第一变化率vc1才开始下降，因而第二变化率vc2下降到变成一个稳定值的时刻要比第一变化率vc1早，即图4中第二变化率vc2在t3时刻开始变成一个稳定值，此时第二变化率vc2是一个下降的速度稳定值，即对应图4中c2变成一个下降的斜率，然后知道t4时刻第一变化率vc1才开始变成一个下降的速度稳定值，即对应图4中c1变成一个下降的斜率。

上述具体可在判断出第一变化率vc1和第二变化率vc2都保持稳定的情况下，控制发热盘4工作，以开启对液体加热容器加热。

本发明实施例的用于液体加热容器的加热控制装置，通过在液体加热容器的外侧壁安装电容感应片10，该电容感应片10包括上电容感应片101和下电容感应片102，使得控制器12在控制发热盘4工作以对液体加热容器加热时，获取上电容感应片101感应的第一电容量c1和下电容感应片102感应的第二电容量c2，在判断出第一电容量c1和第二电容量c2都发生变化的情况下，确定第一电容量c1的第一变化率vc1和第二电容量c2的第二变化率vc2，在第一变化率vc1和第二变化率vc2在预设时间内都保持稳定的情况下，判断第二变化率vc2是否发生改变，在第二变化率vc2发生改变的情况下，判断第一变化率vc1是否发生改变，在判断出第一变化率vc1发生改变的情况下，控制发热盘4停止工作，以停止对液体加热容器加热。以此有效防止了液体加热容器在加热时产生泡沫溢出导致的故障事故问题，也提升了用户体验，且由于将电容感应片安装在液体加热容器的外侧壁上，不需要深入液体加热容器内，便于该电容感应片的安装，且可以隐藏在液体加热容器中，以此增加产品的整体美观。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第一实施例，在本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第二实施例中，如图6所示，上述加热控制装置还可包括防溢模块9，与电容感应片10中的上电容感应片101和下电容感应片102分别电连接，获取其感应的两个电容量，并输出该两个电容量到控制器12。此防溢模块9此时可安装在该液体加热容器把手11中，其结构如图1所示，以此与电容感应片10的安装位置接近，便于二者连接。或者二者还可以是一体，也即防溢模块9集成在电容感应片10中，安装在养生壶外侧壁上，以此可以省掉单独的防溢模块9的安装工序。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第一实施例，在本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第三实施例中，该加热控制装置还包括如图1所示的温度传感器8，其设置在壶身1的底部，用于检测壶身1内部液体如水的温度，并发给控制器12。此时温度传感器8可以连接到控制器12，此时控制器12直接通过温度传感器8获取液体的温度如图7所示；或者如图8所示，温度传感器8也可以连接到防溢模块9，防溢模块9获取到液体温度后再发送给控制器12。

该控制器12还被配置成：

从温度传感器8接收检测到的温度；

判断温度是否大于预设温度；

在判断出温度大于预设温度的情况下，判断第二变化率vc2是否发生改变。

因为液体加热容器在加热时，只有加热到一定温度才容易产生泡沫，如温度上升到接近沸腾如65℃左右才开始容易产生泡沫，因而在第一实施例中通过判断每个电容量是否大于第一预设阈值时，还进一步加入壶身内部加热的液体的温度来判断，并可将温度调节作为首要条件，如当内部液体温度上升到65℃的预设温度值时，才开始判断第二变化率vc2是否发生改变，这样能排除在液体加热容器加热前期当电容感应片受到外界物质的干扰产生感应的电容量导致引起的误判，以此提升了防溢判断的准确性。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第一实施例，在本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第四实施例中，控制器12还被配置成：

在判断出第二变化率vc2发生改变时，降低对液体加热容器的加热功率。

在第一实施例中分析可知，在第二变化率vc2发生改变之前，液体加热容器还没有产生泡沫或者泡沫还没有上升，因此此时可以加大给液体加热容器的功率即如以恒定的最大功率来对液体加热容器加热；而当第二变化率vc2发生改变后，表面泡沫开始上升，此时如果还是维持原来的大功率，会导致泡沫上升过快有溢出风险，因此此时需要降低功率，如可以采用间歇加热的形式，或者基于可控硅控制加热时，减小可控硅的导通角，使得其加热功率降低，这样降低泡沫上升速度，防止溢出风险。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第一实施例，在本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第五实施例中，如图9所示，该装置还包括：

过零检测模块13，过零检测模块13的输入端连接交流电源，过零检测模块13的输出端连接到控制器，过零检测模块13用于检测输入到加热控制装置的交流电源的过零信号；

第一开关模块15，第一开关模块15的开关的两端串联在交流电源对发热盘的供电回路中，第一开关模块15的控制端连接控制器；

控制器根据过零信号控制第一开关模块15的开关状态，以控制发热盘工作。

图7示出了本实施例的加热控制装置的电路原理图，在该图中，控制器即图中的mcu12，发热盘4即为图中的电加热管hr，防溢模块9为图中的ov_ck模块9，电容感应片10为图中的tb10。

该加热控制装置的电路还包括开关电源16，为该电路提供工作所述的直流电源，具体有5v和12v两组。

具体的，在该加热控制装置的电路中，还包括基于温度传感器8的温度检测电路，该温度检测电路由热敏电阻rtc和电阻7组成的分压电路，其中热敏电阻rtc，当液体温度不同时，其热敏电阻rtc阻值不同，该分压电路输出的电压不同。该温度检测电路输出端连接防溢模块9，防溢模块9通过检测器输出电压的不同，以此检测液体加热容器内部的液体的温度，并发送液体的温度至控制器12。图9中热敏电阻rtc即为图1中的温度传感器8。

具体的，第一开关模块15包括第一双向可控硅scr1、第二电阻r2、第四电阻r4和第一光耦u1；

第一双向可控硅scr1的第一阳极a1和第二阳极a2分别为第一开关模的开关的两端，第一双向可控硅scr1的控制级g连接第一光耦u1的双向二极管的一端；

第一光耦u1的双向二极管的另一端连接第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端连接第一双向可控硅scr1的第二阳极，第一光耦u1的发光二极管的阴极连接第四电阻r4的一端，第四电阻r4的另一端接地，第一光耦u1的发光二极管的阳极为第一开关模块15的控制端。

进一步的，第一开关模块15还可以包括与第二电阻r2串联的第三电阻r3，与第二电阻一起起到限流作用。

具体的，过零检测模块13包括第六电阻r6、第一二极管d1、第二光耦u2和第七电阻r7；

第六电阻r6的一端为过零检测模块13的一输入端，第六电阻r6的另一端和第一二极管d1的阴极共接于第二光耦u2的发光极管的阳极，第一二极管d1的阳极和第二光耦u2的发光极管的阴极为过零检测模块13的另一输入端；

第二光耦u2的三极管的集电极与第七电阻r7的一端共接于过零检测模块13的输出端，第二光耦u2的三极管的发射极接地，第七电阻r7的另一端连接直流电源正极。

上述电路工作原理如下：交流电源电压经第六电阻r6降压后输入到第二光耦u2的发光二极管，经其半波整流得到半波信号，从第二光耦u2输出隔离后的过零信号，其具体的波形如图10所示，mcu12根据检测到的过零信号，并根据用户获取的设定功率，如该液体加热容器全功率是1000w，用户设定的功率偏小只有400w时，其相对过零信号的上升沿时间点的预设时间间隔输出一个pwm的脉冲信号到第一光耦u1的发光二极管阳极端，使其导通发光，进而使得，第一光耦u1的双向二极管导通，交流电l线经发热管hr经第二电阻r2、该双向二极管对第一双向可控硅scr1的控制极g供电，使其导通，交流电流可经发热管hr、第一双向可控硅scr1的第二阳极a2、第一阳极a1形成通路，使得发热管hr工作对液体加热容器内部液体加热。由于pwm触发脉冲信号较窄，当该交流电压的前半周期结束的过零点时刻时第一双向可控硅scr1自动断开，在该交流电压的后半周期内因为没有pwm触发脉冲电压，因此不会导通。其形成的发热管hr即发热盘4上加载的电压如图8所示波形。

上述电路工作时，其pwm脉冲较窄，第一双向可控硅scr1只能在交流电压的前半周期内导通，为因而对发热管hr供电形成的功率最大只有其全功率的一半，为获得更大的供电功率，可加宽pwm脉冲，使其下降沿时间点在交流电压的中间过零点时刻之后，具体如图11所示，其pwm脉冲其下降沿时间点在图中的c2时刻之后，此时第一双向可控硅scr1在经过该过零点后仍可以继续导通，使得整个后半周期都导通，使得对发热管hr提供更大的功率值。

为根据灵活的控制第一双向可控硅scr1在交流电压的每个半周期内的导通角，可以改进上述过零检测模块13的电路，使其在交流电压的每个半周期都输出过零信号，这样mcu12根据该过零信号的即可输出pwm信号使得该可控硅在每个半周内的导通角得到控制，进而使得对发热管hr提供的功率大小灵活可变。

进一步的，基于本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第四实施例，在本发明用于液体加热容器的加热控制装置的第六实施例中，如图9所示，该装置还包括第二开关模块14：

第二开关模块14的开关的两端与第一开关模块15的开关的两端并联，第二开关模块14的控制端连接控制器12。

控制器12获取当前液体加热容器的加热功率，在加热功率大于预设功率阈值的情况下，控制第二开关模块14开通，并控制第一开关模块关闭，以控制发热盘工作。

具体的，第二开关模块14包括第一继电器ry1和第一npn型三极管q1；

第一继电器ry1的线圈的开关的两端为第二开关模块14的开关的两端，第一继电器ry1的线圈的一端连接直流电源，第一继电器ry1的线圈的另一端连接第一npn型三极管q1的集电极，第一npn型三极管q1的发射极接地，第一npn型三极管q1的基极为第二开关模块14的控制端。

当mcu12输出高电平时，即可控制第一npn型三极管q1导通进驱动第一继电器ry1的线圈使得开关吸合。

该电路中，还可以进一步包括方向并联在第一继电器ry1的线圈的两端的第二二极管d2，起到对该继电器断开时线圈上产生的感应电动势进行泄放，防止其电压过高损坏第一npn型三极管q1，还可以包括连接在第一npn型三极管q1基极到地的第五电阻r5，起到当mcu12无控制信号输出时使得该三极管可靠截止。

由于第一双向可控硅scr1为电流型器件，其通过电流有限且电流大时容易发热，根据器件选型的规则配对与当前功率合适的可控硅器件后，当该发热管hr处于全功率工作情况时，该可控硅通过电流最大，如果选型的功率相对小，长时间工作时会导致发热严重甚至损坏。为防止此现象发生，在增加一路由继电器ry1工作的开关，由于继电器ry1为机械开关型工作原理，工作时发热小很多，因此当控制器12获取到用户设定的该液体加热容器的工作功率很大如超过预设功率阈值时，则输出控制信号使该继电器ry1导通，第一双向可控硅scr1关闭，可大大降低发热，增加整个电路的工作可靠性。如液体加热容器全功率为1000w时，预设功率阈值可设置为大于800w，超过该值启用继电器ry1控制发热管hr工作。

本发明还提出一种液体加热容器，该液体加热容器包括了上述加热控制装置，该液体加热容器进一步优选为是养生壶，其结构图如图1所示，该防溢模块9安装在该养生壶的把手11中，其电容感应片10安装在靠近把手11的壶身1的外侧壁上，该电容感应片10内部包含两个独立的电容感应片，分别是上电容感应片101和下电容感应片102，其结构示意图如图2所示，上电容感应片101和下电容感应片102为上下分布，而且上电容感应片101和下电容感应片102的间距优选为1-15mm之间。上电容感应片101和下电容感应片102与防溢模块9之间分别通过导线连接，以检测感应到的电容量，并通过设置在底座6上的耦合器3传送给设置在该底座上的控制器12(图1中未示出)，而且在壶身1的底部设置温度传感器8，用于检测壶身1内部液体如水的温度，该温度传感器8与防溢模块9通过导线连接，以实现防溢模块9获取到该温度信号，并基于串口uart通信方式通过耦合器3中的一位将上述电容量和温度信号发送给控制器12，控制权12根据这里两个信号来控制发热盘4的工作，以对养生壶加热，加热养生壶内部的水或者烹饪内部的食材。

具体的，电容感应片10为一个薄片状，可以是如图中的方形或者其他形状，该电容感应片10与养生壶外侧壁之间可以是通过胶水或者双面胶实现固定连接，电容感应片10与养生壶外侧壁之间的空气间隙控制在3mm以内，以实现对电容感应片10感应的两个电容量的准确检测。在图1中，电容感应片10与防溢模块9通过导线连接，在另一方案中二者还可以是一体，也即防溢模块9集成在电容感应片10中，固定设置在养生壶外侧壁上，以此可以省掉单独的防溢模块9的安装。

耦合器3的线路线排布示意图如12所示，其5位信号线包括强电的信号线零线(n)32、火线(l)33，弱电信号线地线(gnd)31、直流电源正极(vcc)线34和串口通讯线(uart)35，这些线的排列顺序也可以是其他顺序。在该图中，电容量和温度信号由防溢模块9通过串口通讯线(uart)35发送给控制权12，以此实现了用通用的5位耦合器发送两种信号，实现了耦合器的通用性，否则需要增加一位即6位耦合器，不利于耦合器的通用化，以此带来成本的增加。

通过该加热控制装置，能有效的实现防溢检测，从而防止了液体加热容器在加热时出现溢出现象，且用于防溢检测的电容感应片安装在靠近把手的液体加热容器的外侧壁上，相对现有的防溢探针安装在液体加热容器内部，能方便电容感应片的制造时的安装，且隐藏在液体加热容器的侧壁上也增加产品的整体美观。而且该液体加热容器可实现加热功率可调，可在对食材烹饪或者烧水时实现不同功率控制，给用户提供不同的加热功率选择，提升了用户体验。

本发明的实施例还提供了计算机程序产品，包括程序指令，该程序指令被控制器执行时使得控制器能够实现上述实施例中的任意所述的用于液体加热容器的加热控制方法。

本发明的实施例还提供了存储介质，其上存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被控制器执行时使得控制器能够执行上述实施例中的用于液体加热容器的加热控制方法。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。