自动烘干方法及系统

申请号 CN202111590169.3 申请日 2021-12-23 公开(公告)号 CN114305284B 公开(公告)日 2023-10-24
申请人 珠海格力电器股份有限公司; 发明人 徐田雪; 曾云洪; 李伟进;
摘要 本 发明 公开了一种自动烘干方法及系统,所述方法包括:在烘干通道中设置多个依次相邻排列的 水 滴检测器,对待烘干物品落下的水滴进行检测;根据所述多个水滴检测器的检测 信号 计算水滴的 位置 和重量;根据水滴的位置和重量,调整烘干的 风 速和时间。采用本发明的技术方案,可以在保证烘干效果的同时尽可能地降低能耗。
权利要求

1.一种自动烘干方法,其特征在于,包括:
在烘干通道中设置多个依次相邻排列的滴检测器,对待烘干物品落下的水滴进行检测;
根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量;
根据水滴的位置和重量,调整烘干的速和时间;
所述水滴检测器为电容传感器,当水滴检测器Ka的电容值变化量Ca大于设定的电容变化阈值时,判断有水滴存在,输出水滴检测信号,否则不输出水滴检测信号;
水滴的重量和位置的计算方式如下:
若相邻的水滴检测器中只有一个水滴检测器Ka检测到水滴,则
水滴的重量Ma=K*Ca,
水滴的位置X水=Xa,
其中,K为重量与电容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka与烘干通道的送风口的距离;
若有两个相邻的水滴检测器Ka、Ka+1都检测到水滴,将两个相邻的水滴合并为一个水滴,且
水滴的重量为Ma+Ma+1=K*(Ca+Ca+1),
水滴的位置
若有超过两个相邻的水滴检测器都检测到水滴,则将容值较小的两个水滴合并为一个水滴来计算重量和位置,其它的水滴作为单独的水滴来计算重量和位置。
2.如权利要求1所述的自动烘干方法,其特征在于,对如下不等式进行计算,得到烘干所有水滴所需的最小风速时间乘积V*t,并根据所述最小风速时间乘积V*t来控制风机的风速和烘干时间:
Vmin≥V≥Vmax,
其中,V为风速,Vmin为风机的最小风速,Vmax为风机的最大风速,t为烘干时间,F为送风口的面积,ΔdT为每千克空气的吸水量,且
Ti=T*Xi*θ
其中,T为送风口的出风温度,θ为烘干温度随距离的变化率,Xi为第i个水滴与风口的距离。
3.一种自动烘干系统,其特征在于,包括风机、多个水滴检测器、计算模及控制模块,所述风机,设置于烘干通道的送风口,用于提供烘干用的热风;
所述多个水滴检测器,依次相邻排列于烘干通道中,对待烘干物品落下的水滴进行检测;
所述计算模块,用于根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量;
所述控制模块,用于根据水滴的位置和重量,调整所述风机的风速和烘干时间;
所述水滴检测器为电容传感器,当水滴检测器Ka的电容值变化量Ca大于设定的电容变化阈值时,判断有水滴存在,输出水滴检测信号,否则不输出水滴检测信号;
所述计算模块计算水滴的重量和位置的方式如下:
若相邻的水滴检测器中只有一个水滴检测器Ka检测到水滴,则
水滴的重量Ma=K*Ca,
水滴的位置X水=Xa,
其中,K为重量与电容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka与烘干通道的送风口的距离;
若有两个相邻的水滴检测器Ka、Ka+1都检测到水滴,将两个相邻的水滴合并为一个水滴,且
水滴的重量为Ma+Ma+1=K*(Ca+Ca+1),
水滴的位置
若有超过两个相邻的水滴检测器都检测到水滴,则将容值较小的两个水滴合并为一个水滴来计算重量和位置,其它的水滴作为单独的水滴来计算重量和位置。
4.如权利要求3所述的自动烘干系统,其特征在于,所述控制模块对如下不等式进行计算,得到烘干所有水滴所需的最小风速时间乘积V*t,并根据所述最小风速时间乘积V*t来控制风机的风速和烘干时间:
Vmin≥V≥Vmax,
其中,V为风速,Vmin为风机的最小风速,Vmax为风机的最大风速,t为烘干时间,F为送风口的面积,ΔdT为每千克空气的吸水量,且
Ti=T*Xi*θ
其中,T为送风口的出风温度,θ为烘干温度随距离的变化率,Xi为第i个水滴与风口的距离。

说明书全文

自动烘干方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及烘干技术领域,特别涉及一种基于滴检测的自动烘干方法及系统。

背景技术

[0002] 碗筷是日常生活中必不可少的厨房用具,在碗筷使用后需要对其清洗,清洗后的碗筷会有清洗水残留,如果不及时处理残留水,会有水渍产生,从而影响碗筷等餐具的卫生情况与外观,厨房碗筷烘干机是家庭中用来烘干碗筷水渍的一种厨房家电。
[0003] 专利号为202022279731.8的专利公开了一种带水滴检测的智能刀筷架,当判断为有水滴水滴落在下方的传感器时发出控制信号驱动PTC发热单元和机单元工作以干燥刀筷架,以及发出控制信号驱动UVC灯单元工作以对刀筷架杀菌消毒。在上述专利中,启动烘干功能时,仅仅是判断是否有水滴落在下方的传感器上就启动烘干功能,进行一个设定时间的烘干动作,导致若水滴较多,无法烘干或者水滴较少时,烘干时间过长导致增加不必要的能耗。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的是提供一种自动烘干方法及系统,旨在提高烘干系统的烘干效果,且降低能耗。
[0005] 本发明实施例中,提出一种自动烘干方法,其包括:
[0006] 在烘干通道中设置多个依次相邻排列的水滴检测器,对待烘干物品落下的水滴进行检测;
[0007] 根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量;
[0008] 根据水滴的位置和重量,调整烘干的风速和时间。
[0009] 本发明实施例中,所述水滴检测器为电容传感器,当水滴检测器Ka的电容值变化量Ca大于设定的电容变化阈值时,判断有水滴存在,输出水滴检测信号,否则不输出水滴检测信号。
[0010] 本发明实施例中,水滴的重量和位置的计算方式如下:
[0011] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0012] 水滴的位置X水=Xa,
[0013] 其中,K为重量与容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka的中心点与烘干通道的送风口的距离。
[0014] 本发明实施例中,水滴的重量和位置的计算方式如下:
[0015] 若相邻的水滴检测器中只有一个水滴检测器Ka检测到水滴,则
[0016] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0017] 水滴的位置X水=Xa,
[0018] 其中,K为重量与电容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka与烘干通道的送风口的距离;
[0019] 若有两个相邻的水滴检测器Ka、Ka+1都检测到水滴,将两个相邻的水滴合并为一个水滴,且
[0020] 水滴的重量为Ma+Ma+1=K*(Ca+Ca+1),
[0021] 水滴的位置
[0022] 若有超过两个相邻的水滴检测器都检测到水滴,则将容值较小的两个水滴合并为一个水滴来计算重量和位置,其它的水滴作为单独的水滴来计算重量和位置。
[0023] 本发明实施例中,对如下不等式进行计算,得到烘干所有水滴所需的最小风速时间乘积V*t,并根据所述最小风速时间乘积V*t来控制风机的风速和烘干时间:
[0024]
[0025] Vmin≥V≥Vmax,
[0026] 其中,V为风速,Vmin为风机的最小风速,Vmax为风机的最大风速,t为烘干时间,F为送风口的面积,ΔdT为每千克空气的吸水量,且
[0027] Ti=T*Xi*θ
[0028] 其中,T为送风口的出风温度,θ为烘干温度随距离的变化率,Xi为第i个水滴与风口的距离。
[0029] 本发明实施例中,还提供了一种自动烘干系统,其包括风机、多个水滴检测器、计算模及控制模块,
[0030] 所述风机,设置于烘干通道的送风口,用于提供烘干用的热风;
[0031] 所述多个水滴检测器,依次相邻排列于烘干通道中,对待烘干物品落下的水滴进行检测;
[0032] 所述计算模块,用于根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量;
[0033] 所述控制模块,用于根据水滴的位置和重量,调整所述风机的风速和烘干时间。
[0034] 本发明实施例中,所述水滴检测器为电容传感器,当水滴检测器Ka的电容值变化量Ca大于设定的电容变化阈值时,判断有水滴存在,输出水滴检测信号,否则不输出水滴检测信号。
[0035] 本发明实施例中,所述计算模块计算水滴的重量和位置的方式如下:
[0036] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0037] 水滴的位置X水=Xa,
[0038] 其中,K为重量与容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka的中心点与烘干通道的送风口的距离。
[0039] 本发明实施例中,所述计算模块计算水滴的重量和位置的方式如下:
[0040] 若相邻的水滴检测器中只有一个水滴检测器Ka检测到水滴,则
[0041] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0042] 水滴的位置X水=Xa,
[0043] 其中,K为重量与电容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka与烘干通道的送风口的距离;
[0044] 若有两个相邻的水滴检测器Ka、Ka+1都检测到水滴,将两个相邻的水滴合并为一个水滴,且
[0045] 水滴的重量为Ma+Ma+1=K*(Ca+Ca+1),
[0046] 水滴的位置
[0047] 若有超过两个相邻的水滴检测器都检测到水滴,则将容值较小的两个水滴合并为一个水滴来计算重量和位置,其它的水滴作为单独的水滴来计算重量和位置。
[0048] 本发明实施例中,所述控制模块对如下不等式进行计算,得到烘干所有水滴所需的最小风速时间乘积V*t,并根据所述最小风速时间乘积V*t来控制风机的风速和烘干时间:
[0049]
[0050] Vmin≥V≥Vmax,
[0051] 其中,V为风速,Vmin为风机的最小风速,Vmax为风机的最大风速,t为烘干时间,F为送风口的面积,ΔdT为每千克空气的吸水量,且
[0052] Ti=T*Xi*θ
[0053] 其中,T为送风口的出风温度,θ为烘干温度随距离的变化率,Xi为第i个水滴与风口的距离。
[0054] 与现有技术相比较,采用本发明的自动烘干方法及系统,在烘干通道中设置多个依次相邻排列的水滴检测器,对待烘干物品落下的水滴进行检测,并根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量,调整烘干的风速和时间,可以在满足水滴被烘干的基础上最大程度的降低能耗,同时缩短烘干的时间。附图说明
[0055] 图1为本发明实施例的自动烘干方法的流程示意图。
[0056] 图2为本发明实施例的水滴检测器排列的示意图。
[0057] 图3为本发明实施例的自动烘干系统的结构示意图。
[0058] 图4为湿空气湿图。

具体实施方式

[0059] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚,以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解,以下具体实施例仅用以解释本发明,并不对本发明构成限制。
[0060] 如图1所示,本发明实施例中,提出一种自动烘干方法,其包括:
[0061] 步骤S1:在烘干通道中设置多个依次相邻排列的水滴检测器,分别用于对水滴进行检测:
[0062] 步骤S2:根据水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量;
[0063] 步骤S3:根据水滴的位置和重量,调整烘干的风速和时间。
[0064] 需要说明的是,在烘干系统中,通常具有放置待烘干物品的烘干通道,烘干通道通常包括送风口和出风口,热风从送风口进,然后从出风口出,从而将待烘干物品进行烘干。
[0065] 如图2所示,本发明实施例中,在烘干通道中设置了多个依次相邻排列的水滴检测器Ka(a=1,2,3,4,5......),所述多个水滴检测器Ka为方形,并且并排设置于所述烘干通道中,从而可以检测所述烘干通道中的待烘干物品落下的水滴。
[0066] 如图3所示,为实施上述自动烘干方法,本发明实施例中,提供了一种自动烘干系统,其包括风机1、多个水滴检测器2及计算模块3及控制模块4。下面分别进行说明。
[0067] 所述风机1,设置于烘干通道的送风口,用于提供烘干用的热风。需要说明的是,所述风机1可以自带发热模块,送出的是热风,也可以是不带发热模块,由烘干系统提供发热模块,只提供送风功能,本发明对此不进行限制。
[0068] 所述多个水滴检测器2,依次相邻排列于烘干通道中,分别用于检测水滴。
[0069] 需要说明的是,本发明实施例中,所述水滴检测器2为电容传感器,当水滴检测器Ka的电容值变化量Ca大于设定的电容变化阈值时,判断有水滴存在,输出水滴检测信号,否则不输出水滴检测信号。
[0070] 所述计算模块3,用于根据所述水滴检测器检测到的信号,计算水滴的位置和重量。
[0071] 本发明实施例提供的一种计算方式中,所述计算模块3计算水滴的重量和位置的方式如下:
[0072] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0073] 水滴的位置X水=Xa,
[0074] 其中,K为重量与容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka的中心点与烘干通道的送风口的距离。
[0075] 本发明实施例提供的另一种计算方式中,所述计算模块3计算水滴的重量和位置的方式如下:
[0076] 若相邻的水滴检测器中只有一个水滴检测器Ka检测到水滴,则
[0077] 水滴的重量Ma=K*Ca,
[0078] 水滴的位置X水=Xa,
[0079] 其中,K为重量与电容值的比例系数,Xa为水滴检测器Ka与烘干通道的送风口的距离;
[0080] 若有两个相邻的水滴检测器Ka、Ka+1都检测到水滴,将两个相邻的水滴合并为一个水滴,且
[0081] 水滴的重量为Ma+Ma+1=K*(Ca+Ca+1),
[0082] 水滴的位置
[0083] 若有超过两个相邻的水滴检测器都检测到水滴,则将容值较小的两个水滴合并为一个水滴来计算重量和位置,其它的水滴作为单独的水滴来计算重量和位置。
[0084] 所述控制模块4,用于根据水滴的位置和重量调整所述风机的风速和烘干时间。
[0085] 具体地,本发明实施例中,所述控制模块4对如下不等式进行计算,得到烘干所有水滴所需的最小风速时间乘积V*t,并根据所述最小风速时间乘积V*t来控制风机的风速和烘干时间:
[0086]
[0087] Vmin≥V≥Vmax,
[0088] 其中,V为风速,Vmin为风机的最小风速,Vmax为风机的最大风速,t为烘干时间,F为送风口的面积,ΔdT为每千克空气的吸水量,且
[0089] Ti=T*Xi*θ
[0090] 其中,T为送风口的出风温度,θ为烘干温度随距离的变化率,Xi为第i个水滴与风口的距离。
[0091] 下面对上述计算方式的原理进行说明。
[0092] 烘干的原理是加热后的空气放热后,使腔体内水滴汽化进入空气中。因此干燥过程可近似看成空气的温度逐渐降低而含湿量逐渐增加的定焓过程。由图2的湿空气焓湿图可以得到T温度下,每千克空气可以吸收的水量Δd(g/kg)。假设某水滴质量为M(g),汽化该水滴所需的干空气量为:
[0093] G=M/Δd(kg)
[0094] 风机的风量计算公式为:
[0095] L=3600*F*V(m3/h),
[0096] 其中F为出风口的面积(m2);v为风速(m/s)。正常气压下的空气密度为1.29kg/m3。以上几式结合可以得到质量为M(g)的水滴烘干所需的风速和时间需满足以下公式:
[0097]
[0098] 其中Vmin为风机的最小风速;Vmax为风机的最大风速。
[0099] 由于烘干的温度会随着距离衰减,因此不同位置的水滴所需要的风量是不一样的。假设烘干温度随距离的变化率为θ(℃/cm),假设某水滴与风口的距离为X(cm),则烘干到该水滴时的温度为:T*X*θ,通过图4可以得到对应每千克空气的吸水量ΔdT(g/kg)。最终得到的风速和时间的表达式为:
[0100]
[0101] 若检测到多个水滴,到风口的距离分别为Xa,Xb,Xc,到达这几点的烘干温度分别为:
[0102]
[0103] 最终所需的风速与时间的乘积为:在Vmin≥V≥Vmax的限制条件下,得到满足以下不等式的最优解:
[0104]
[0105] 根据上述不等式的最优解和风速的限制条件来进行调节,具体地,可以维持风速不便,增加烘干时间;也可以保持烘干时间不变,提高风速;还可以同时对风速和烘干时间进行调节,根据具体地需要进行设定,本发明对此不进行限制。
[0106] 综上所述,采用本发明的自动烘干方法及系统,在烘干通道中设置多个依次相邻排列的水滴检测器,对待烘干物品落下的水滴进行检测,并根据所述多个水滴检测器的检测信号计算水滴的位置和重量,调整烘干的风速和时间,可以在满足水滴被烘干的基础上最大程度的降低能耗,同时缩短烘干的时间。
[0107] 以上所述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,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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