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摘要：随着人们对生活品质的需求越来越高，对于低温发酵和低温烹饪的功能需求日益强烈。家用电器低温烹饪类的需求也日益明显。而现有的家电无法满足低温烹饪产品快速精准达到设置温度，从而精确控制食物的烹饪时间。本文通过新的控制方式实现了在现有家电产品上准确的达到烹饪需求的温度。
With the increasing demand for quality of life，there is a growing demand for low-temperature fermentation and low-temperature cooking functions. The demand for low-temperature cooking for household appliances is also growing. However，the existing household appliances can not meet the needs of low-temperature cooking products quickly and accurately to set the temperature，so as to accurately control the cooking time of food. In this paper，through the new control mode to achieve the existing household appliances on the accurate cooking requirements of the temperature.
1、引言
隨着人们对生活品质的需求越来越高，对于低温发酵和低温烹饪的功能需求日益强烈。家用电器低温烹饪类的需求也日益明显。
例如现在在欧美地区比较流行的低温真空烹饪，就是是将食物用抽真空的办法包装，或保鲜膜密实包装，以65度左右的低温烹饪食物，不同的食物所用的温度和时间有所不同。这样低温的烹饪，即破坏了细菌生存的理想环境，又最大程度的保留了食物的营养，普通人即可做出大厨的菜品。
但是对于现有大部分电器的结构由三个部件组成：锅、加热部件、感温部件和锅内的食物。因为热量是由加热部件传输到锅，再由锅传输给感温部件和食物，因为金属的导热速率远远大于食物和水的速度，所以在加热过程中会在锅的位置蓄积热量然后再传慢慢导热给锅内的食物和水等。因此不同的设定温度、不同的食物总量、在批量生产过程中锅与加热部件的配合程度等种种因素，均会导致食物的实际温度与感温部件的感温温度存在不同程度的差异。因此如何能够快速精准的使食物达到所需求的温度是现在家电产品亟需解决的问题。
2、当前问题分析
以往的家电控制采取的做法是用长时间小功率来解决温度偏差的问题。但是由于不同烹饪量、与目标温度的温度差值不同，所需要的热量不同，因此并不能准确判断达到温度的时间。但是类似低温烹饪类功能，对于食材在需求温度下烹饪的时间有比较高的需求，因此如何能准确的提示用户到达需求温度就非常重要。
例如图二案例，需求水温为56℃，但是因为传热延迟，大功率加热阶段会在“传感器温度尖峰”时提前进入小功率阶段，进入时温度约34℃，与目标温度相差二十℃左右，偏差过大。为了能准确并且快速的达到与需求温度，需要引用新的控制方法。
3、电控程序设计：
电控程序设计主要分为三阶段：大功率升温阶段、热量缓冲阶段和小功率升温阶段。首先在大功率阶段和热量缓冲阶段循环，当条件满足表示水温已经接近目标温度时，进入小功率升温阶段进行固定时间的加热。
3.1大功率升温阶段程序设计
我们知道热量传递势容（势容）反映了物体的导热能力，当导热能力大功率升温阶段需要保证水温不会因过冲而导致水温超过需要的温度，因为如果超过需要的温度则会导致食物被过度烹饪导致口感达不到最好的水准。
我们知道，在烹饪过程中加热器和锅之间会有热量的蓄积，因此在这个过程中就是利用这个热量蓄积的过程，从而达到快速升温的目的。在温度小TempCtrlH之前采用大功率加热，直到达到该温度后停止加热；在这个过程中，因为在加热部件和内锅都会有热量蓄积，此时温度会上冲，当上冲到TempMove1时则进入热量缓冲阶段；如果蓄积的热量不足以冲过TempMove1则会开始下降，降低至TempCtrlL则继续开始大功率蓄热。
3.2、热量缓冲阶段电控程序设计
在热量缓冲阶段，主要通过停止加热，让热盘、锅及其间隙中蓄积的热量可以传递给锅内加热的食物。在这个过程中，感温器的温度存在上升和下降的过程，在一定时间内当锅内的热量与感温器的温度越接近，感温器温度下降的越慢。因此通过检测固定时间（t1）内下降的温度是否小于我们测试过程中温度接近时的温度差就可以判断现在的食物温度是否已经接近所需要的温度。如果下降速率并没有达小于设置的速率，则认为未达到需求的温度，继续返回1.1阶段进行大功率加热。如果已经小于设置的下降速率，则认为已经十分接近需求的温度，进入1.3进行小功率加热。
3.3 小功率加热阶段的电控程序设计
我们知道大功率蓄积热量是存在过冲危险的，因为结构、材料和环境的差异都会导致蓄积热量多少不稳定，因此大功率阶段只能将温度加热到接近需求温度。 而我们知道总导热能力一定的条件下，当热量传递势容耗散为最小时的导热系数分布为最佳，即其导热效率最高，因此此阶段采用小功率方法，使温度缓慢上冲到需求温度。因为小功率方法主要就是在固定时间（t2）内，用比较小的功率控温设置，超过需求温度（TempTarget）就不加热，小于则加热，这样可以控制温度在一个很小的范围内波动，从而最终达到需求温度，开始倒计时。
经过以上三个阶段之后，当前的温度可以达到我们所需求的温度，并在较小的范围内波动。然后我们提示客户已经达到温度，可以进行烹饪。
参考文献：
[1]程新广，李志信，过增元。最小热量传递势容耗散原理。工程热物理学报
[2]徐翔，杨建国，李蓓智，等. 一种基于AT89C51微处理器的智能温度测控系统[J]. 制造业自动化，2006，（2）.doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2006.02.019.
[3]a张爱筠，张琳琳，贺楠. 温度控制系统的设计与市场研究[J]. 商业经济，2008，（2）.doi：10.3969/j.issn.1009-6043.2008.02.025.
With the increasing demand for quality of life，there is a growing demand for low-temperature fermentation and low-temperature cooking functions. The demand for low-temperature cooking for household appliances is also growing. However，the existing household appliances can not meet the needs of low-temperature cooking products quickly and accurately to set the temperature，so as to accurately control the cooking time of food. In this paper，through the new control mode to achieve the existing household appliances on the accurate cooking requirements of the temperature.
1、引言
隨着人们对生活品质的需求越来越高，对于低温发酵和低温烹饪的功能需求日益强烈。家用电器低温烹饪类的需求也日益明显。
例如现在在欧美地区比较流行的低温真空烹饪，就是是将食物用抽真空的办法包装，或保鲜膜密实包装，以65度左右的低温烹饪食物，不同的食物所用的温度和时间有所不同。这样低温的烹饪，即破坏了细菌生存的理想环境，又最大程度的保留了食物的营养，普通人即可做出大厨的菜品。
但是对于现有大部分电器的结构由三个部件组成：锅、加热部件、感温部件和锅内的食物。因为热量是由加热部件传输到锅，再由锅传输给感温部件和食物，因为金属的导热速率远远大于食物和水的速度，所以在加热过程中会在锅的位置蓄积热量然后再传慢慢导热给锅内的食物和水等。因此不同的设定温度、不同的食物总量、在批量生产过程中锅与加热部件的配合程度等种种因素，均会导致食物的实际温度与感温部件的感温温度存在不同程度的差异。因此如何能够快速精准的使食物达到所需求的温度是现在家电产品亟需解决的问题。
2、当前问题分析
以往的家电控制采取的做法是用长时间小功率来解决温度偏差的问题。但是由于不同烹饪量、与目标温度的温度差值不同，所需要的热量不同，因此并不能准确判断达到温度的时间。但是类似低温烹饪类功能，对于食材在需求温度下烹饪的时间有比较高的需求，因此如何能准确的提示用户到达需求温度就非常重要。
例如图二案例，需求水温为56℃，但是因为传热延迟，大功率加热阶段会在“传感器温度尖峰”时提前进入小功率阶段，进入时温度约34℃，与目标温度相差二十℃左右，偏差过大。为了能准确并且快速的达到与需求温度，需要引用新的控制方法。
3、电控程序设计：
电控程序设计主要分为三阶段：大功率升温阶段、热量缓冲阶段和小功率升温阶段。首先在大功率阶段和热量缓冲阶段循环，当条件满足表示水温已经接近目标温度时，进入小功率升温阶段进行固定时间的加热。
3.1大功率升温阶段程序设计
我们知道热量传递势容（势容）反映了物体的导热能力，当导热能力大功率升温阶段需要保证水温不会因过冲而导致水温超过需要的温度，因为如果超过需要的温度则会导致食物被过度烹饪导致口感达不到最好的水准。
我们知道，在烹饪过程中加热器和锅之间会有热量的蓄积，因此在这个过程中就是利用这个热量蓄积的过程，从而达到快速升温的目的。在温度小TempCtrlH之前采用大功率加热，直到达到该温度后停止加热；在这个过程中，因为在加热部件和内锅都会有热量蓄积，此时温度会上冲，当上冲到TempMove1时则进入热量缓冲阶段；如果蓄积的热量不足以冲过TempMove1则会开始下降，降低至TempCtrlL则继续开始大功率蓄热。
3.2、热量缓冲阶段电控程序设计
在热量缓冲阶段，主要通过停止加热，让热盘、锅及其间隙中蓄积的热量可以传递给锅内加热的食物。在这个过程中，感温器的温度存在上升和下降的过程，在一定时间内当锅内的热量与感温器的温度越接近，感温器温度下降的越慢。因此通过检测固定时间（t1）内下降的温度是否小于我们测试过程中温度接近时的温度差就可以判断现在的食物温度是否已经接近所需要的温度。如果下降速率并没有达小于设置的速率，则认为未达到需求的温度，继续返回1.1阶段进行大功率加热。如果已经小于设置的下降速率，则认为已经十分接近需求的温度，进入1.3进行小功率加热。
3.3 小功率加热阶段的电控程序设计
我们知道大功率蓄积热量是存在过冲危险的，因为结构、材料和环境的差异都会导致蓄积热量多少不稳定，因此大功率阶段只能将温度加热到接近需求温度。 而我们知道总导热能力一定的条件下，当热量传递势容耗散为最小时的导热系数分布为最佳，即其导热效率最高，因此此阶段采用小功率方法，使温度缓慢上冲到需求温度。因为小功率方法主要就是在固定时间（t2）内，用比较小的功率控温设置，超过需求温度（TempTarget）就不加热，小于则加热，这样可以控制温度在一个很小的范围内波动，从而最终达到需求温度，开始倒计时。
经过以上三个阶段之后，当前的温度可以达到我们所需求的温度，并在较小的范围内波动。然后我们提示客户已经达到温度，可以进行烹饪。
参考文献：
[1]程新广，李志信，过增元。最小热量传递势容耗散原理。工程热物理学报
[2]徐翔，杨建国，李蓓智，等. 一种基于AT89C51微处理器的智能温度测控系统[J]. 制造业自动化，2006，（2）.doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2006.02.019.
[3]a张爱筠，张琳琳，贺楠. 温度控制系统的设计与市场研究[J]. 商业经济，2008，（2）.doi：10.3969/j.issn.1009-6043.2008.02.025.