一种应用于薰蒸机的温度控制方法

技术领域

本发明涉及温控技术领域，更具体的说，本发明涉及一种应用于熏蒸机的温度控制方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对健康越来越重视，也更加注重生活质量，蒸气桑拿是人们喜爱的一种保健活动之一，但是由于社会性的公共桑拿服务设备系统体积庞大，成本高，使得家用桑拿保健产品得到了迅猛的发展，因此逐渐获得广大群众的喜爱，各种家用蒸气桑拿产品层出不穷。

为了迎合市场需求，现有技术中生产出了便携式或移动式的桑拿装置，称之为熏蒸机。其整体的体积有大有小，体积小的熏蒸机可以单独对局部位置进行熏蒸，体积大的熏蒸机可以进行全身熏蒸。

现有市面上的熏蒸机，普遍存在着对其加热体的温控不够精确，导致使用过程中温度波动较大，恒温效果较差，严重的会烫伤人体皮肤。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种应用于熏蒸机的温度控制方法，该方法能够智能、精确地对加热体实现温度控制，使得熏蒸机具有良好的恒温效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于薰蒸机的温度控制方法，其改进之处在于，该方法包括以下的步骤：

S10、控制熏蒸机的水泵以某一档位进行进水，调节熏蒸机的加热体至最大功率进行加热，通过实时的温度值进行微分运算，计算出当前的升温曲线；

通过升温曲线以及加热功率，求出熏蒸机的加热系统的比热容；

通加加热功率，加热系统的比热容，求解出理论升温曲线；通过理论升温曲线与实际升温曲线的差值，求解出加热系统在不同温度下的维持功率；

S20、基于加热系统在100℃下的维持功率和加热系统的实际输入功率，求解出加热系统的有效功率，该有效功率即为将100℃的水加热形成100℃的水蒸气的功率；通过有效功率和水在100℃的汽化潜热，计算出100℃时最大功率汽化耗水速率；

S30、当加热体内的水蒸发完成时，通过计算蒸发所用时间和汽化耗水量，计算出该段时间内的汽化总水量；将汽化总水量减去加热体容积，得到在该时间内的水泵泵水量，除以时间得到该档位的水流量。

进一步的，所述步骤S10中，在进行步骤S20前，加热体内装满水，水变为水蒸气的消耗量大于水泵的补充量，加热体内的水越来越少。

进一步的，步骤S10中，计算出当前的升温曲线公式如下：

V(t)＝dT/dt；

C(t0)＝P/V(t)；

其中，dT可测量的时间t内上升的温度，dt为可测量的时间的长度；C(t0)为t0时刻的加热体比热容；

所述的升温曲线V(t)由AB段、BC段以及CD段组成，其中AB段为加热体温度到达水的沸点以前升温曲线，BC段为加热体的温度到达水的沸点以后的升温曲线，CD段为加热体内的水蒸干后，新流入的水完全转化为水蒸气以后的升温曲线。

进一步的，所述AB段的斜率为1.00，BC段的斜率为0，CD段的斜率为0.94。

进一步的，将加热体的温度与环境温度相近时定义为初始时刻，则认为加热体发出的热量全部转换为内能：

C(0)＝P/V(t0)；

V(t0)＝dT/dt；

其中，C(0)为在初始时刻测得的加热体比热容，V(t0)为初始时刻的升温速率，P为加热体的电加热功率。

进一步的，步骤S20中，加热系统的有效功率的计算公式如下：

P(维持功—100)＝(V(t0)-V(t100))/C(0)；

P(有效功—100)＝P(总功)-P(维持功—100)；

其中，P(维持功—100)为加热体在100℃时的维持功率，V(t0)为加热体在环境温度时的升温速率，V(t100)为加热体在100℃时的升温速率，C(0)为加热体在初始时刻测得的比热容，P(总功)为加热体的电流与电压乘积，P(有效功—100)为加热体在100℃时，使100℃的水转化为100℃的水蒸气的做功功率。

进一步的，步骤S30中，当加热体内的水蒸发完成时，蒸发所用时间和汽化耗水量的计算公式如下：

V(耗水速率)＝P(有效功—100)/η(100)；

V(总)＝V(耗水速率)x t(s20)；

其中，V(耗水速率)为100℃的水转化为100℃的水蒸气所产生的水消耗量；η(100)为单位量的100℃的水转化为100℃的水蒸气的汽化替热；V(总)为在水变蒸汽消耗的总水量，t(s20)为蒸发所用时间。

进一步的，步骤S30中，熏蒸机的水泵的水流量计算公式如下：

V(水泵)＝V(总)-V(发热体)；

V(W)＝V(水泵)/t(s20)；

其中，V(发热体)为发热体容积，V(水泵)为在t(s20)时间内，水泵补充的水量；V(W)为水泵当前档位所对应的抽水速率。

本发明的有益效果是：通过对有限的变量，在控制条件下得到的结果进行连续的测量，通过计算得到其它未知系统常量；通过这些常量对系统的运行参数作自适应修正；能够智能、精确地对加热体实现温度控制，使得熏蒸机具有良好的恒温效果。

附图说明

图1为本发明中升温曲线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明提供了一种应用于薰蒸机的温度控制方法，该方法通过温度传感器对关键器件进行实时监控，实现对整个装置的动态解析，从而计算出达到目的所需要的最优控制方法。在本实施例中，熏蒸机具有一体化的加热体，在加热体内配有温度探头，对加热体温度进行实时测量，同时也对蒸汽输入进去的舱体进行温度测量，反馈到控制器，然后控制器通过内部的算法进行判断，从而实现智能判断终端舱体的种类与柔性化控制。

在本实施例中，该方法包括以下的步骤：

S10、控制熏蒸机的水泵以某一档位进行进水，调节熏蒸机的加热体至最大功率进行加热，通过实时的温度值进行微分运算，计算出当前的升温曲线；

参照图1所示，即为升温曲线的示意图，步骤S10中，计算出当前的升温曲线公式如下：

V(t)＝dT/dt；

C(t0)＝P/V(t)；

其中，dT可测量的时间t内上升的温度，dt为可测量的时间的长度；C(t0)为t0时刻的加热体比热容；所述的升温曲线V(t)由AB段、BC段以及CD段组成，其中AB段为加热体温度到达水的沸点以前升温曲线，BC段为加热体的温度到达水的沸点以后的升温曲线，CD段为加热体内的水蒸干后，新流入的水完全转化为水蒸气以后的升温曲线。本实施例中，所述AB段的斜率为1.00，BC段的斜率为0，CD段的斜率为0.94。

进一步的，通过升温曲线以及加热功率，求出熏蒸机的加热系统的比热容；通加加热功率，加热系统的比热容，求解出理论升温曲线；通过理论升温曲线与实际升温曲线的差值，求解出加热系统在不同温度下的维持功率；

本实施例中，将加热体的温度与环境温度相近时定义为初始时刻，则认为加热体发出的热量全部转换为内能：

C(0)＝P/V(t0)；

V(t0)＝dT/dt；

其中，C(0)为在初始时刻测得的加热体比热容，V(t0)为初始时刻的升温速率，P为加热体的电加热功率。

S20、基于加热系统在100℃下的维持功率和加热系统的实际输入功率，求解出加热系统的有效功率，该有效功率即为将100℃的水加热形成100℃的水蒸气的功率；通过有效功率和水在100℃的汽化潜热，计算出100℃时最大功率汽化耗水速率；

在进行步骤S20前，加热体内装满水，水变为水蒸气的消耗量大于水泵的补充量，加热体内的水越来越少。

步骤S20中，加热系统的有效功率的计算公式如下：

P(维持功—100)＝(V(t0)-V(t100))/C(0)；

P(有效功—100)＝P(总功)-P(维持功—100)；

其中，P(维持功—100)为加热体在100℃时的维持功率，V(t0)为加热体在环境温度时的升温速率，V(t100)为加热体在100℃时的升温速率，C(0)为加热体在初始时刻测得的比热容，P(总功)为加热体的电流与电压乘积，P(有效功—100)为加热体在100℃时，使100℃的水转化为100℃的水蒸气的做功功率。

S30、当加热体内的水蒸发完成时，通过计算蒸发所用时间和汽化耗水量，计算出该段时间内的汽化总水量；将汽化总水量减去加热体容积，得到在该时间内的水泵泵水量，除以时间得到该档位的水流量。

步骤S30中，当加热体内的水蒸发完成时，蒸发所用时间和汽化耗水量的计算公式如下：

V(耗水速率)＝P(有效功—100)/η(100)；

V(总)＝V(耗水速率)x t(s20)；

其中，V(耗水速率)为100℃的水转化为100℃的水蒸气所产生的水消耗量；η(100)为单位量的100℃的水转化为100℃的水蒸气的汽化替热；V(总)为在水变蒸汽消耗的总水量，t(s20)为蒸发所用时间。

步骤S30中，熏蒸机的水泵的水流量计算公式如下：

V(水泵)＝V(总)-V(发热体)；

V(W)＝V(水泵)/t(s20)；

其中，V(发热体)为发热体容积，V(水泵)为在t(s20)时间内，水泵补充的水量；V(W)为水泵当前档位所对应的抽水速率。

基于此，本发明的一种应用于薰蒸机的温度控制方法，该方法通过对有限的变量，在控制条件下得到的结果进行连续的测量，通过计算得到其它未知系统常量；通过这些常量对系统的运行参数作自适应修正；能够智能、精确地对加热体实现温度控制，使得熏蒸机具有良好的恒温效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。