探讨电饭锅的防溢技术
由于区域海拔的不同,形成不同的大气压,导致各地水的沸点差距很大,由100.2℃至90℃不等。在我国,北方与南方、高原与平原温差巨大。在四川、云南等电饭煲的重要销售区域内,由于海拔的不同,各地的沸点也不同。沸点不同,就要求电饭煲的兼容性要大,也就是说,在同一设计条件下的大批量产品能够满足不同地域烹饪要求,也就是要适应不同的沸点。不但要求产品能保持在烹饪时达到沸腾效果,还要使产品能够适应各种海拔地域环境。然而现实中,海拔高度为0时,沸点为100℃。当海拔高度为1200m时,沸点就只有96℃左右。这就对电脑型产品对沸点的取温判断造成较大的难度。
在我国,不同地区的电流质量差异是很大的。国内民用电的电压范围一般在220V±15%之间,高的达到270 V,低的只有200 V,局部区域还有超出这个范围的。电网电压的不同,导致产品在实际使用功率发生很大偏差,按照15%的偏差计算,电压将是287V~253V;700W的功率就变化为595W~804W,功率的偏差超过200W。尽管国家电网曾经承诺,城市地区供电可靠率不低于99.90%,居民客户端电压合格率96% 。但是居民的用电环境仍旧不容乐观。尤其是如果多个家用电器同时使用时,家庭中的电压就会比较低,关掉其中高功率电器时,就会出现电压瞬间升高等现象。
因此,这就要求企业生产的产品对不同地区的沸点和电压,要有更强的兼容性,以保证电饭煲煮出的米饭的口感。
一个好的防溢阀对电饭煲防溢很重要。米、水比例的大小,是影响米汤外溢的一个重要因素。好的防溢阀设计,可以扩大米、水比例的范围;一般在米水比例达到1:1.5的时候,一般防溢阀的产品通常就会有较多的米汤溢出;经过特殊精心设计和验证后的防溢阀处理,效果好的能够达到1:2的米、水比例。苏泊尔设计的防溢阀可以使溢出的水回流,这就有效地阻止了溢锅。同时,溢出的水通过回流还可以判断锅内的温度。在电脑型产品中,对各种环境的适应能力是非常重要的。一个好的程序设计,不但能判断环境,更能适应不同电压和海拔的地域。
功率火力调整这套方法涵盖了食物的量多量少,电压的高低变化,发热盘功率的偏差等因素的影响。具体的方法是:按照控制论中的比例控制原理,在相同的时间内,设定一定的温升(温度值),即ΔT/Δt=定值。在不同的加热区段,这个定值可以改变。定值设定好后,温度按照直线理想上升。如图1所示,当上升速度低于直线的上升速度,则加热占空比自动增加;当上升速度等于直线上升速度,则加热占空比不变;当上升速度大于直线上升速度,则加热占空比自动减少。
图1
通过实验得知电饭煲煮粥的大致温度曲线如图2所示。沸腾以后温度会达到一个平衡,即a点的温度和c点的温度会相等。要解决电饭煲的高、平原兼容性,就要找到这个温度平衡点。在达到这个温度点后,依据各个条件调整加热的火力(火力调整也是一个很先进的方法)就能让粥保持沸腾而不溢出,口感好。
图2
沸点的寻找就是在一定的火力下和某个温度点以后找到温度相等的两个点就可以。但是考虑到烹饪过程中有开盖的可能,如右图所示的情况即a点和c点的温度虽然相等,但是这并没有达到沸点,所以选定相等间距内的温度相等点a,b,c才能合乎要求,如图3所示。
图3
为了开发兼容性强的产品,研发人员就要将设计中的产品进行不同海拔地域的验证,这项工作是比较影响研发进度的。同时到不同区域进行实地验证,也增加了开发的成本。由于海拔和沸点的验证,无法在设计时取得第一手资料,而是要在不断的验证中不断调整软件的程序。而目前,在国内还很少见到海拔验证的模拟设备,个别设备的使用费用也非常高,从而也提高了此类产品的开发成本。
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