專利名稱：液體加熱容器和控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動液體加熱容器和用于所述電動液體加熱容器的電子控制裝置。

背景技術(shù)：
諸如水壺的電動液體加熱容器典型地包括一種或多種控制裝置(例如，用于響應(yīng)沸騰條件的沸騰控制裝置)和用于響應(yīng)其中設(shè)備中無液體的過熱情況的干燒控制裝置。典型地，這些控制裝置是電動機(jī)械的，并包括一個或多個熱致動器和開關(guān)。電動機(jī)械控制裝置制造便宜并且通常比較可靠，但其功能受限。
作為電動機(jī)械控制裝置的另一備選方案，已提出加入諸如微處理器和一個或多個電或電子傳感器的電子控制器的電子控制裝置。早期的方案包括申請人自己的專利出版物 GB-A-2185161 和 GB-A-2228634。
電子控制裝置解決的一個問題是沸騰檢測。電動機(jī)械控制裝置通常包括蒸汽管， 其用于將蒸汽從要加熱的液體的表面上方傳送入控制裝置，其中蒸汽能夠觸發(fā)熱致動器。 然而，在收集液體表面上方的蒸汽并使所述蒸汽沿蒸汽管向下移動到熱致動器時(shí)，這存在延遲。此外，在液體上方一定會留有明顯的“頭部空間”，以允許收集蒸汽，這導(dǎo)致水壺內(nèi)存在無法用于容納液體的浪費(fèi)空間。此外，蒸汽被引導(dǎo)入控制裝置，這會導(dǎo)致電方面的問題。
通常不期望延遲的沸騰檢測，因?yàn)樗速M(fèi)能量并導(dǎo)致不必要的濃縮冷凝。此外，為避免沸騰液體飛濺出容器而需要充分的“頭部空間”，這實(shí)際是設(shè)備內(nèi)的浪費(fèi)空間。
在許多應(yīng)用中，僅需要加熱液體直到沸騰，而實(shí)際上不用使液體沸騰任何明顯的一段時(shí)間。在其它應(yīng)用中，例如存在水質(zhì)問題的情況，可能期望延長水沸騰時(shí)間。在電加熱烹飪?nèi)萜髦?，可能期望具有“慢煮”設(shè)置，從而液體剛好保持在沸點(diǎn)，而不是劇烈沸騰。電子控制裝置要解決的另一問題是將目標(biāo)溫度設(shè)置在液體沸點(diǎn)以下。電子控制裝置的一個潛在優(yōu)點(diǎn)在于用戶可以改變目標(biāo)溫度。可以通過在沸騰時(shí)校正傳感器，并對傳感器輸出進(jìn)行內(nèi)插以檢測預(yù)定亞-沸騰溫度來檢測亞-沸騰溫度。然而，例如由于大氣壓減小沸點(diǎn)降低，在沸騰時(shí)校準(zhǔn)不精確將導(dǎo)致檢測預(yù)定亞_沸騰溫度的不準(zhǔn)確。
另外，可能期望電子控制裝置能夠精確確定容器中液位。
此外，可能期望在容器主體內(nèi)不需要熱敏電阻或者甚至不用提供任何溫度傳感器的情況下，就能夠確定液體的溫度，或檢測沸騰或慢煮。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種檢測液體加熱容器中的沸騰或慢煮的方法， 包括以下步驟檢測液體的表面的擾動或紊亂；和響應(yīng)于為慢煮或沸騰條件的特征的所述檢測到的擾動或紊亂，檢測沸騰或慢煮。可以通過檢測液體表面的至少一部分的水位或角度波動檢測擾動或紊亂。通過將電磁輻射發(fā)射向表面的所述一部分并檢測電磁輻射從表面的反射波動，可以檢測角度的波動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種控制電動液體加熱容器中的液體的沸騰的方法，其中在沸騰以慢煮液體之后，調(diào)節(jié)加熱功率水平。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于液體加熱容器的水位傳感器，包括用于將信號發(fā)射入液體中的裝置和用于檢測從液體的表面反射的信號并從而確定表面的水位的裝置。通過測量發(fā)射信號從表面反射后到達(dá)檢測器所花費(fèi)時(shí)間，可以確定水位?？蛇x地，該信號可以以與表面傾斜的角度被發(fā)射，并且可以通過檢測反射信號的振幅確定水位。 可選地，該信號的頻率可以變化，并且可以檢測容器內(nèi)的大量液體的共振頻率，由此可以得出水位。該信號可以是諸如光信號的電磁信號，或諸如超聲波信號的振動信號。
該超聲波信號可由換能器發(fā)射。該超聲波換能器可包括在容器基部中的元件板， 并且所述元件板具有設(shè)置在下側(cè)上的加熱元件。超聲波頻率下的電信號可施加到元件板的下側(cè)的壓電換能器，或施加到加熱元件本身；在電信號施加到加熱元件本身的情況中，電信號與地球磁場之間的相互作用可在液體內(nèi)產(chǎn)生超聲波。
該元件板的超聲波振動可具有其它獨(dú)立優(yōu)點(diǎn)，因此它們作為下面本發(fā)明的獨(dú)立方面進(jìn)行描述。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于液體加熱容器的元件板，所述元件板包括用于引起元件板的超聲波振動的裝置。該超聲波振動可防止在加熱期間也產(chǎn)生的水垢沉積在加熱元件上。因此，可感應(yīng)在加熱操作期間的超聲波振動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種檢測用于液體加熱容器的元件板上的水垢沉積物的方法，包括以下步驟使元件板在所述元件板的額定共振頻率下產(chǎn)生超聲波振動； 檢測振動的振幅；以及由振動的振幅確定水垢沉積物的存在。


現(xiàn)在將參照下圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的液體加熱容器的示意圖； 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中的分離部件的俯視圖，所述分離部件包括集成無線連接器；和電子控制裝置的電源/開關(guān)板； 圖3是位于水壺的基部部分的圖2的部件的透視圖； 圖4是用于連接到圖2的部件的元件板的俯視圖； 圖5是圖2的部件上方的在基部部分中安裝的元件板的透視圖； 圖6是經(jīng)過圖5的元件板、部件和基部部分的中心的垂直橫截面； 圖7是電子控制裝置的用戶界面的俯視圖； 圖8是在水壺手柄中安裝的用戶界面的切除視圖； 圖9a到9d是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電子控制裝置的電路圖； 圖10是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中使用超聲波換能器的水位傳感器的示意圖； 圖11是在另一個實(shí)施例中使用距離測量裝置的水位傳感器的示意圖； 圖12是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括力傳感器的液體加熱容器的示意圖； 圖13是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括力傳感器的感測加熱液體加熱容器的示意圖； 圖14是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括光學(xué)沸騰傳感器的液體加熱容器的示意圖； 圖15是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括光學(xué)沸騰檢測器的液體加熱容器的示意圖； 圖16是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括光學(xué)沸騰檢測器的液體加熱容器的示意圖； 圖17是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中包括光學(xué)沸騰檢測器的液體加熱容器的示意圖；和 圖18是在本發(fā)明的實(shí)施例中的頂傳感器中電壓相對于時(shí)間的曲線。
具體實(shí)施例方式水壺概要 圖1示意性地顯示了具有電子控制裝置的煮水壺，作為本發(fā)明可應(yīng)用的液體加熱容器的實(shí)例。在這個實(shí)例中，水壺是無線水壺，包括容器主體1 ；和電源基部2，所述電源基部具有相應(yīng)的主體和基部無線連接器3和4(例如，在專利出版物W0-A-94/06185中描述和 /或如由Otter ControlsLtd.銷售的標(biāo)號CS4/CS7 (電源基部插座)和CP7 (設(shè)備插頭)的 360度無線連接器類型)。該電源基部可由電源線13連接到電源插座(未顯示)。
該容器主體1包括用于容納將被加熱的水的儲液器5 ；和基部部分6，以及管口 7、蓋8和手柄9。形成儲液器5的基部的元件板12對水進(jìn)行加熱，并包括在下側(cè)(即，面向基部部分6)的加熱元件。使用如WO 99/17645中描述的fesifix(RTM)配件，該元件板 12可安裝在容器主體內(nèi)。該元件可包括裝鞘元件和/或厚膜元件。優(yōu)選地，該元件板由不銹鋼構(gòu)成。更優(yōu)選地，該元件板基本如WO 06/83162中所描述。然而，本發(fā)明的至少一些實(shí)施例可應(yīng)用于具有浸入加熱元件而不是元件板的液體加熱容器。
如將在下面更詳細(xì)地描述，該基部部分包含用于控制容器的工作狀態(tài)的電子控制裝置10。用戶界面11允許用戶操作容器，并且可提供容器的工作狀態(tài)的顯示。該控制電子裝置可如期望地在用戶界面11和控制裝置10之間被分隔。
傳感器14被布置以經(jīng)過元件板12感測儲液器5中的水溫，并優(yōu)選地與加熱元件熱隔離。在這個實(shí)例中，如將在下面詳細(xì)描述，由于從溫度傳感器14的輸入而不是通過感測蒸汽來檢測沸騰，因此沒有從儲液器5的頂部將蒸汽輸送到控制器10的蒸汽管。在下述一些實(shí)施例中，利用溫度感測以外的方式檢測沸騰，使得無需傳感器14。
該容器可具有一個或多個另外的特征，所述特征中的一些將在下面更詳細(xì)地描述。然而，為避免重復(fù)，這些特征中的一些將在這里概述。
該容器的另外加熱特征可包括“保溫”特征，其中優(yōu)選地在沸騰后，液體保持在預(yù)定溫度附近；這可以通過間歇啟動主加熱元件或間歇或連續(xù)啟動副加熱元件實(shí)現(xiàn)。該預(yù)定溫度可以剛好在沸點(diǎn)以下，或諸如80°C的更低溫度，并可由用戶選擇。
另一個加熱特征是亞-沸騰特征，其中液體被加熱到沸騰以下的預(yù)定溫度(例如，沖咖啡的80°C )，并且然后切斷或減小加熱功率，例如以啟動保溫模式。該預(yù)定溫度可由用戶選擇。
另一加熱特征是延長沸騰特征，從而液體被加熱到沸騰，并且然后沸騰至少預(yù)定時(shí)間(例如，30秒到2分鐘)，以對液體進(jìn)行消毒。
電子控制裝置細(xì)節(jié) 圖2到8顯示在不同安裝階段的的控制裝置10的具體實(shí)施例。圖2顯示了電源和開關(guān)板22，電容21和繼電器23與控制連接器27 —起安裝在所述電源和開關(guān)板上。開關(guān)板22被安裝在金屬底架20上，無線連接器3也安裝在所述金屬底架上。采用這種方式，無線連接器3與板22集成在一起，以提供集成部件。
圖3顯示了被顛倒的安裝在在基部部分6中的底架20。該底架20的相反側(cè)支承彈簧連接器，所述彈簧連接器包括三個電源連接器24 ；溫度傳感器連接器25 ；和過熱傳感器連接器26。如圖4所示，該元件板12具有對應(yīng)的電源連接墊24'；溫度傳感器連接墊 25'；和過熱傳感器連接器26'，如圖5和6所示，當(dāng)元件板12定位在底架20上時(shí)，所述傳感器連接器與對應(yīng)的連接器電接觸。
該元件板12還包括溫度傳感器安裝墊28，溫度傳感器14 (圖4中以虛線顯示)連接到所述溫度傳感器安裝墊。該溫度傳感器14被定位在沒有厚膜加熱軌道的元件板12的中心部中，使得雖然一些熱從周圍加熱軌道經(jīng)元件板12傳導(dǎo)到傳感器14，但是感測到的溫度接近加熱期間水的溫度。該元件板12優(yōu)選地包括不銹鋼基板；和加熱軌道沉積在上面的絕緣層。該溫度傳感器14優(yōu)選地包括NTC熱敏電阻。
該元件板12包括高功率加熱軌道29 ；和低功率加熱軌道30，所述高功率加熱軌道和所述低功率加熱軌道可經(jīng)由分開的高和低功率連接墊24'獨(dú)立地切換。在240VAC時(shí)， 該高功率軌道29被認(rèn)為為2073W，并且低功率軌道被認(rèn)為為1027W，從而當(dāng)兩個軌道并行供電時(shí)，給出3. Ikff的最大功率。
該過熱傳感器連接器26'用于檢測表示元件板12的過熱條件的泄漏電流，如WO 06/83162所描述。因此，該控制裝置10可檢測干燒狀態(tài)和/或水垢沉積。
圖7顯示了這個實(shí)施例中的用戶界面11，所述用戶界面可由控制電纜32連接到電源和開關(guān)板22上的控制連接器27。該用戶界面部包括用戶可致動的按鈕34、IXD顯示器 36以及發(fā)光連接器38和音頻連接器40。如圖8所示，該用戶界面11可設(shè)置在手柄9中， 使得用戶可容易地使用顯示器36和按鈕4。
該用戶界面11包括微處理器，所述微處理器被布置以響應(yīng)通過按鈕34的用戶控制，利用電源和開關(guān)板22控制容器的操作。該微處理器還控制顯示器36，以及經(jīng)由發(fā)光連接器38控制發(fā)光效果和經(jīng)由音頻連接器控制音頻。
該用戶界面11可移動地安裝，使得所述用于界面的位置或結(jié)構(gòu)可改變以適合用戶。例如，該顯示器36可樞軸和/或可旋轉(zhuǎn)，使得當(dāng)容器主體1與基部2分離或連接時(shí)， 可以更容易地看到所述顯示器。該顯示器36可以圍繞大致垂直軸線樞轉(zhuǎn)，并安裝在容器的蓋或上表面上，以可被構(gòu)造成用于左手或右手操作。
電子控制裝置電路圖 圖9a是電源和開關(guān)板22的電路圖，顯示了繼電器23與電源連接器24的連接。該電容21形成從主AC電源在控制連接器37上供應(yīng)低DC電壓的電源的一部分。
圖9b是接口電路的電路圖，所述接口電路用于提供所需的電壓以驅(qū)動繼電器23 和發(fā)光連接器38。雖然此接口電路可以可選地定位在基部部分6內(nèi)，但是此接口電路形成用戶界面11的一部分。
圖9c是微處理器與溫度傳感器和過熱傳感器輸入的連接的電路圖。該圖還顯示了用戶可致動按鈕34的連接。圖9d是用于驅(qū)動IXD顯示器36的IXD驅(qū)動電路的電路圖。
該微處理器包括程序存儲器，如下面描述，一個或多個控制程序存儲在所述程序存儲器中，用于執(zhí)行一個或多個控制功能。該控制程序可在制造期間存儲在程序存儲器中。 在一個實(shí)施例中，該控制程序被存儲在閃存中，并可經(jīng)由微處理器和/或程序存儲器的接口進(jìn)行更新。該接口可以是諸如USB端口的外部接口，以使程序和/或數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到控制裝置。該外部接口可以是諸如藍(lán)牙(RTM)接口的無線接口。
該控制裝置被布置，使得諸如電源和繼電器的高壓電路靠近元件板12和無線連接器3形成在基部部分內(nèi)。相反地，該低壓電子電路形成遠(yuǎn)離元件板12的用戶界面部分的一部分。該低壓電子電路更易受熱和受潮，所以優(yōu)選地將所述低壓電子電路定位成遠(yuǎn)離基部部分6。
在可選的實(shí)施例中，至少控制裝置的電源開關(guān)部件位于電源基部2中，并經(jīng)由無線連接器3，4控制。例如，該控制裝置可在無線連接器3的接地插腳上發(fā)送低壓脈沖，所述接地插腳控制開關(guān)以轉(zhuǎn)換電源。采用這種方式，可簡化容器主體1和無線基部2之間的信號傳輸。作為另一個優(yōu)點(diǎn)，電源開關(guān)部件可進(jìn)一步從控制邏輯去除，使得減小了干擾的風(fēng)險(xiǎn)。
在一個可選的實(shí)施例中，可例如經(jīng)由紅外、光學(xué)或RF信號傳輸在主體1與基部2 之間無線通信數(shù)據(jù)和/或信號。在紅外或光學(xué)信號傳輸?shù)那闆r中，如圖10中示意性顯示， 主體1和/或基部2之一可包括與無線連接器同心的圓形光導(dǎo)件2a，且對應(yīng)的紅外發(fā)射器和/或接收器Ia在相同的半徑處，使得不管主體1在基部2上的相對方位，可發(fā)生通信。
在可選的實(shí)施例中，用于將主電壓轉(zhuǎn)換為較低DC電壓的電源被設(shè)置在電源基部2 中，并且無線連接器3、4都為主電壓和較低DC電壓提供電連接。該較低DC電壓可經(jīng)由無線連接器中的另外端子連接(例如，在申請人的英國專利第2228634號中所公開的)。例如，可以有5個端子每個主電壓和低電壓的火線和零線端子以及接地端子。
輔助電源 諸如電池或電容的電源可設(shè)置在容器主體1中，以當(dāng)容器主體1從電源基部2移除時(shí)為電子電路供電。優(yōu)選地，該電源是可充電的，并當(dāng)容器主體1被連接到電源基部2時(shí)被充電。另外或可選地，當(dāng)容器主體未連接到電源基部2時(shí)，該電源可例如通過容器主體1 上的光電面板被充電?？蛇x地，該電源可以是不可充電的，例如為不可充電電池。
該電源可以保留電子控制裝置10的至少一些部分的狀態(tài)，并且可足以為發(fā)光或下述的其它效果供電。優(yōu)選地，當(dāng)容器主體1從電源基部移除時(shí)，用戶可操作用戶界面11， 例如以改變諸如控制設(shè)置和/或發(fā)光的設(shè)置。該用戶界面11可采用演示模式操作，以當(dāng)容器未插入主體內(nèi)時(shí)演示容器的非加熱特征。在此情況中，該容器應(yīng)優(yōu)選地可以在沒有主連接的情況下例如利用光電面板進(jìn)行充電，或者電源應(yīng)可更新。
待用模式 為了省電，當(dāng)容器主體1與基部2分離超過預(yù)定間隔時(shí)，該電子控制裝置10可進(jìn)入待用模式。在待用模式中，通過關(guān)閉照明和/或使用戶界面11的特征失效，可以減小耗電。響應(yīng)被重新連接到基部2和/或響應(yīng)經(jīng)由用戶界面的用戶控制和/或響應(yīng)諸如自用戶近程傳感器的其它輸入，該容器主體1可離開待用模式。
可選地或另外，當(dāng)容器主體1與基部2分離時(shí)，電子控制裝置10可進(jìn)入不是低電源模式的模式，但期望鼓勵用戶將容器主體1重裝放置在基部2上。例如，該控制裝置10可檢測容器主體1內(nèi)的電源的充電水平，并且當(dāng)充電水平低于預(yù)定水平時(shí)，向用戶發(fā)出告警。 可選地，當(dāng)容器主體1已經(jīng)與基部部分2分離超過預(yù)定間隔時(shí)，該控制裝置10可向用戶告警，以確保該容器主體1未被放錯或當(dāng)用戶下次想使用容器時(shí)不可用。
超控模式 諸如卡扣動作雙金屬的機(jī)械傳感器通常被設(shè)置以在啟動后快速重置；例如，用作干燒傳感器的雙金屬典型地被設(shè)置以與元件板良好熱接觸，直到啟動，在該點(diǎn)處，雙金屬快速脫離與元件板的接觸，并且因此能夠快速冷卻并重置。用作蒸汽傳感器的雙金屬可被布置在蒸汽室中，或鄰近蒸汽管的出口布置。當(dāng)蒸汽傳感器被啟動時(shí)，不再產(chǎn)生蒸汽，并且因此傳感器周圍的蒸汽量快速減小；因此，傳感器快速冷卻和重置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該傳感器14是電或電子傳感器，并且當(dāng)檢測到目標(biāo)溫度或干燒條件時(shí)，不會脫離與元件板12的熱接觸。因此，不同于機(jī)械傳感器的快速冷卻，由于元件板12的熱慣性，在切斷或減小對元件板12的供電后，感測到的溫度保持較高持續(xù)一些時(shí)間。
在一些情況中，當(dāng)感測到的溫度仍在目標(biāo)溫度之上時(shí)，期望地使用戶恢復(fù)對設(shè)備的供電，例如以強(qiáng)制儲液器5中的液體重新沸騰。當(dāng)感測到的溫度仍在目標(biāo)溫度上方時(shí)，該控制裝置10響應(yīng)用戶啟動進(jìn)入超控模式，以重新加熱液體。在超控模式中，該控制裝置10 打開或增加加熱功率持續(xù)預(yù)定時(shí)間(例如，10秒)，并且然后關(guān)閉或減小功率。該超控模式還具有重新確保用戶容器仍然工作的優(yōu)點(diǎn)；否則，對于適應(yīng)手動傳感器的快速重新設(shè)置的用戶可能錯誤地認(rèn)為容器出故障了。
體積/水位檢測 可利用下述方式檢測儲液器5中的水的體積或水位。在一個實(shí)施例中，如圖10所示，液位由連接到元件板12的超聲波換能器48感測。超聲波脈沖反射離開液體的表面，并由換能器48檢測。該控制裝置10測量脈沖將反射離開表面所花費(fèi)的時(shí)間，并且從而計(jì)算表面與元件板12的距離，并且因此計(jì)算液位?？蛇x地，該換能器48可位于水表面上方，例如在蓋8中或鄰近所述蓋，并且從而確定表面水平面，并用于計(jì)算液位。
在可選的實(shí)施例中，該控制裝置10改變超聲波換能器的頻率，并且確定不同頻率的反射信號的振幅，并且因此確定共振頻率或多個頻率。該元件板12與表面之間的超聲波的反射將確定液體中的共振頻率，所述共振頻率具有作為表面與元件板之間的距離的函數(shù)的波長。水中的聲速約為1500m/s，因此20kHz以上的頻率將具有7. 5cm的波長，這可與水壺中的水深進(jìn)行比較。因此，該控制裝置10從共振頻率或多個頻率得出液位。
該共振頻率可以可選地為容器主體1的部分或全部的共振頻率，例如，壁的共振頻率。該共振的振幅將根據(jù)容器中的水的體積進(jìn)行衰減。因此，在可選實(shí)施例中，超聲波的頻率固定，并且共振的振幅被檢測以確定水位或體積。作為超聲波換能器的可選方案，在超聲波頻率下的電信號可經(jīng)過熱元件本身，或經(jīng)過元件板上的分開軌道；電信號與地球磁場相互作用，以在元件板內(nèi)產(chǎn)生超聲波振動。已發(fā)現(xiàn)50Hz主電流經(jīng)過厚膜元件可引起元件板的音頻振動；在本實(shí)施例中通過使用超聲波信號利用通常被認(rèn)為是要被避免的麻煩的這種效應(yīng)。
作為超聲波信號的可選方案，可以使用諸如光信號的電磁信號；該光可以是激光。 該電磁信號可最為短脈沖或系列脈沖被發(fā)射，其反射離開液體表面并被光檢測器檢測。使用諸如在激光距離儀中使用的傳統(tǒng)部件，可以測量飛行時(shí)間，并用于計(jì)算液位。
在一個實(shí)施例中，如圖11所示，距離測量裝置48位于或圍繞儲液器5的頂部。該裝置可以是激光或超聲波距離測量裝置。該距離測量裝置48可基本位于儲液器5的中心垂直軸線上，使得水位精確測量值的精度并不取決于垂直的容器主體1?？蛇x地，可在不同的位置處設(shè)置多個距離測量裝置，以補(bǔ)償容器主體1的角度。當(dāng)容器主體1容易保持在角度處時(shí)，距離測量裝置(一個或多個)可用于精確測量在水龍頭填充期間的水位。可選地，距離測量裝置可以定位在容器的貯水器的外部，并且可通過窗口指向水表面處。
作為脈沖的可選方案，信號可以基本是連續(xù)的，但被調(diào)制以提供定時(shí)參考。可選地，該信號可以以脈沖的方式被調(diào)制。
可選地，電磁輻射或超聲波振動可被傾斜定向在液體的表面處，并且檢測器被定位以檢測反射離開表面的輻射或振動。隨著液位改變，檢測到的輻射或振動的振幅改變，并且由此檢測水位。
重量/力感測 在另一個實(shí)施例中，如圖12所示，通過稱重儲液器，例如使用主體1中或基部2中的力傳感器51，檢測儲液器5中的液體體積。該力傳感器51可包括應(yīng)變計(jì)或被布置以測量主體1與基部部分2之間的力放入其它電、電子或光學(xué)力檢測部件。該力傳感器被校準(zhǔn)以補(bǔ)償主體1的重量；由于液體具有已知密度，因此液體的體積與測量的重量成比例。
此外或可選地，通過檢測檢測到的力是否小于主體1的被校準(zhǔn)的重量，該力傳感器51可用于檢測主體1是否在基部2上。僅對于這種功能，不需要精確的力傳感器，但可以代替地使用壓力開關(guān)或光傳感器。該光傳感器可設(shè)置在基部2中，并且被布置以當(dāng)主體 1位于基部2上時(shí)被遮蔽。
此外或可選地，通過檢測主體1與電源基部2之間力的合成變化，該力傳感器可用于檢測用戶是否接觸主體1。因此，該力傳感器51可用作觸敏用戶控制器的一部分。
另外或可選地，該力傳感器可用于檢測由于液體的慢煮和/或沸騰導(dǎo)致儲液器5 內(nèi)液體的擾動。該擾動導(dǎo)致容器主體1與電源基部2之間的力的小的典型波動，所述波動可由力傳感器51感測并被控制裝置10使用以檢測慢煮和/或沸騰。
使用力傳感器51用于沸騰檢測可提供特別優(yōu)選的布置，其中容器主體1內(nèi)的電部件的數(shù)目被減少到最小。例如，如果存在，切換和控制功能可位于電源基部2和/或中間模塊Ila中。沸騰感測可由位于電源基部2內(nèi)的力傳感器來提供。因此，容器主體1內(nèi)的電部件僅需要包括元件板12和無線連接器3，和干燒保護(hù)器(如果安全標(biāo)準(zhǔn)需要)。該無線連接器3可以是例如在W008/012506A1中描述的防水無線連接器，使得該容器主體可在洗碗機(jī)中被清洗，并且特別適合用于加熱水以外的液體。
在如圖13中所示的另一個優(yōu)選實(shí)施例中，該容器主體由位于電源基部2內(nèi)的感應(yīng)加熱器52以感應(yīng)的方式被加熱，并且利用布置在電源基部內(nèi)并被布置以感測由容器主體1 施加到基部部分2上的力的力傳感器51感測液體的沸騰。在這種情況中，在容器主體1中無需任何電部件，僅諸如板12的以感應(yīng)方式可加熱的部分形成儲液器5的底部的至少一部分。該容器主體1的結(jié)構(gòu)極大地被簡化，并且容器主體可制造得完全防水，而無需電密封系統(tǒng)。用戶界面11可被設(shè)置在基部2中，或者被設(shè)置成為遠(yuǎn)程控制裝置。
通過選擇以感應(yīng)的方式可加熱的部分的材料和/或結(jié)構(gòu)可提供干燒保護(hù)，以在加熱期間提供在以感應(yīng)的方式可加熱的部分的正常溫度以上但在干燒會導(dǎo)致對容器主體損壞的點(diǎn)以下的居里溫度。因此，干燒保護(hù)可通過以感應(yīng)的方式可加熱的材料的溫度的自身調(diào)節(jié)來提供。作為一種選擇方案，通過檢測感應(yīng)加熱器與以感應(yīng)的方式可加熱的材料之間感應(yīng)藕合的變化可以在電源基部中感測到由隨后的溫度升高引起的干燒。
在不包括無線電源基部2的液體加熱容器中，該力傳感器可被設(shè)置在容器主體1 中并被布置以檢測主體1與主體1放置在上面的表面之間的力。
超聲波防水垢 例如使用上述超聲波換能器48可在元件板12引起超聲波振動，用于水位感測以外的目的。例如，超聲波振動可防止在元件板12上形成水垢，這也往往在加熱期間出現(xiàn)。這種效果類似于在超聲波清潔裝置中使用的效果；超聲波振動使在元件板12上沉積的水垢的顆粒變松。因此，在加熱期間或之后，可在元件板12中連續(xù)或間歇地引起超聲波振動。
在其中元件板12包括在液體面對側(cè)上的減噪涂層或處理(如在專利申請PCT/ GB07/004797或?qū)＠霭嫖顴P-A-1859711或GB-A-2386532中所述)的一個實(shí)施例中，使用超聲波振動以防止水垢形成特別地有利。
減噪涂層可以是基于樹脂的涂層，所述涂層具有聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、 聚對苯甲酸乙二酯(PET)、和聚酰胺酰亞胺(PAI)中的一種或多種。該涂層另外包括諸如含氟聚合物的非粘性或疏水成份。含氟聚合物可包括聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、 和四氟乙烯(PFA)中的一種或多種。
該涂層還可包括一個或多個填充物或顏料，例如，鋁、硫酸鋇、重晶石、碳黑、亞氯酸鹽、鉻銅黑(copper chrome spinel black)、玻璃、氧化鐵、云母、石英、硅石、滑石和二氧化鈦。該涂層還可包括諸如丙烯酸鹽樹脂的流動添加劑。
在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，干涂層(例如，焙燒后)的成份包括50% -65%的樹脂成份和10%-20%非粘性成份。優(yōu)選地，該樹脂成份包括PAI。優(yōu)選地，該非粘性成份包括PTFE。一種特別優(yōu)選的涂層是來自Weilburger Coatings GmbH的Greblon (TM)涂層， 特別地Greblon 1215涂層包括具有填充物和流動添加劑的PAI和PTFE，或稱作‘Ultra Serene' (TM)的變型。
該處理可包括粗糙處理。在一個實(shí)施例中，該表面經(jīng)粗糙處理具有0. 5-4Ra (平均表面粗糙度)的光潔度，但更優(yōu)選地約為2Ra。該表面可被打磨、進(jìn)行粗糙處理(例如，通過噴砂)、擦洗(例如，利用^otchbrite(TM))、表面蝕刻和/或噴磨。
已發(fā)現(xiàn)在幾次加熱循環(huán)后，硬水區(qū)域使用這種涂層或處理的使用可導(dǎo)致由于在表面涂層或處理上形成水垢而產(chǎn)生的高音調(diào)振鳴聲或吹口哨噪音。優(yōu)選地，在本發(fā)明中，在加熱期間或之后，超聲波振動應(yīng)用于元件板12，以防止生成水垢和因而產(chǎn)生的高音調(diào)噪音， 而無需諸如在EP-A-1859711中公開的復(fù)雜破裂結(jié)構(gòu)。
該超聲波換能器48可產(chǎn)生頻率范圍40kHz到1. 6MHz的超聲波，并可具有從幾微瓦到50W的能耗。該換能器48可直接聯(lián)接到元件板12和/或經(jīng)儲液器5中的液體聯(lián)接； 例如，該換能器48可聯(lián)接在儲液器5的外表面上，使得超聲波經(jīng)壁發(fā)射進(jìn)入儲液器5。這種布置具有將換能器與元件板12熱絕緣的優(yōu)點(diǎn)。
超聲波水垢檢測 在元件板12上的水垢沉積物可改變元件板的共振特性，并可特別地衰減共振或改變元件板的共振頻率。因此，控制裝置10可通過使元件板在額定共振頻率下產(chǎn)生超聲波振動，檢測振動的振幅，并由振動的振幅確定水垢沉積物的存在來檢測在元件板12上的水垢沉積物。共振頻率處的振幅減小可表示共振頻率的衰減和/或移動，并因此表示在元件板上存在水垢。
效率評價(jià) 上述水位傳感器或感測技術(shù)中的至少一些可用于檢測液體被加熱、一些液體已被分配，并且容器返回到其正常位置(例如，水壺返回其無線連接器基部)之后保留在液體加熱容器中液體的水位或體積。在加熱并分配后保留在容器中的液體可指示因?yàn)橐后w加熱容器填充有超過需要的更多液體，因此液體加熱容器未被有效使用，。
因此，在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，該控制裝置測量加熱操作期間被加熱的水量和容器主體1返回到電源基部2后(例如，在分配操作后)的水量。剩余水與加熱水的比率被計(jì)算并用于確定效率評定，所述效率評價(jià)作為容器是如何有效使用的測量指示給用戶。 這種指示可在每次容器主體1返回到其電源基部2時(shí)進(jìn)行，或僅當(dāng)效率評價(jià)很低，即，剩余水與加熱水比率較高時(shí)進(jìn)行這種指示。該控制裝置例如可基于在過去10次操作或其它的操作次數(shù)中剩余水與加熱水的平均比率計(jì)算平均效率評價(jià)。
利用電阻進(jìn)行沸騰檢測 在一個可選的實(shí)施例中，通過測量儲液器5中的水的電阻來檢測沸騰。這可以通過測量與水接觸的電極之間的電阻來實(shí)現(xiàn)；優(yōu)選地，元件板12形成一個電極，而另一電極在最小安全水水位以下位于儲液器的側(cè)壁中。在到達(dá)沸點(diǎn)前，在元件板12上可出現(xiàn)局部沸騰。由于接近沸點(diǎn)，在元件板12上形成的蒸汽氣泡變得更大，并當(dāng)在元件板12與另一個電極之間測量時(shí)增加了水的電阻。該控制程序測量此電阻，并且在電阻已增加其初始值的預(yù)定百分比時(shí)，或電阻增加超過預(yù)定比率時(shí)檢測沸騰。
如果由于側(cè)壁中的電極未被浸入，則電阻很高，控制程序可確定在容器中水不足， 并可禁止加熱。
利用擾動/紊亂檢測沸騰/慢煮 在一個實(shí)施例中，當(dāng)水被攪動時(shí)，利用對水位的較小、較快波動敏感的水位檢測器監(jiān)測擾動。一種這種水位檢測器是圖10和11中所示的激光或聲水位檢測器。該檢測器精確地測量到水面的絕對距離的波動，并且該控制裝置10檢測何時(shí)波動超過預(yù)定水平以檢測何時(shí)出現(xiàn)沸騰或慢煮。該預(yù)定水平可根據(jù)容器中的水量而改變，所述水量也可由裝置根據(jù)到水面的絕對距離來確定。
在另一個實(shí)施例中，利用檢測水達(dá)到沸點(diǎn)的特征聲音的聲傳感器監(jiān)測擾動，例如， 當(dāng)水達(dá)到沸騰時(shí)由于水內(nèi)的蒸汽氣泡的破裂的減小引起的加熱噪音的減小。
在另一個實(shí)施例中，電容傳感器用于檢測水位的小而快速的波動。
可選地，沸騰和/或慢煮可由部分液體表面的角度波動檢測。如可在清潔容器中清晰觀察到，液體表面在加熱期間保持基本水平，在慢煮期間顯示一些局部角度變化，并且由于增加的液體紊亂或攪動，在沸騰期間顯示局部表面角度的明顯變化。
圖14中顯示了利用從液體表面的光反射的一個實(shí)施例。發(fā)射器48位于儲液器5 的底部中，并且被布置以從下面向液體的表面發(fā)射電磁輻射。該發(fā)出的波束充分寬以照亮在超過預(yù)定最小水位的所有液位處的寬表面區(qū)域，或光束可較窄并且使用類似于條碼讀取器中使用的光束掃描器掃描經(jīng)過表面。檢測器49在相對側(cè)位于儲液器5的底部中，并且被布置以接收從液體表面的至少一部分反射的電磁輻射。該發(fā)射器48和/或檢測器49可被密封在元件板12中的對應(yīng)的孔內(nèi)，或被密封在密封在元件板12的周邊的環(huán)形適配器中。
該電磁輻射可以是窄頻帶輻射，并且檢測器49可被布置以在窄頻帶中進(jìn)行檢測， 以減小周邊輻射的影響。為了提高信噪比，發(fā)射器48的輸出可以被調(diào)制，并且與檢測器49 相關(guān)的檢測器電路可包括帶通濾波器或鎖相環(huán)路。該調(diào)制可以是編碼調(diào)制，并且檢測器電路可包括編碼解調(diào)器。
該輻射可以是諸如紅外線的可見光或近可見光。該發(fā)射器48可以是紅外LED。
超過空氣與液體之間界面的臨界角時(shí)出現(xiàn)從液體表面的全內(nèi)反射定義如下 Gc = SirT1(Ii2Ai1) 其中對于利用紅外線的水，折射系數(shù)Ii1 = 1.33，而對于空氣，折射系數(shù) = 1.00，因此關(guān)于表面法線的臨界角約為50°。
根據(jù)液位，從發(fā)射器48到檢測器49的表面的角度可以超過或不超過臨界角。然而，由沸騰或慢煮引起的紊亂將導(dǎo)致表面的法線從垂直方向局部波動，使得由于全內(nèi)反射從表面反射和由檢測器49接收的輻射強(qiáng)度也將波動。該控制裝置10檢測來自檢測器49 的這些波動，并且由此確定沸騰或慢煮情況。特別地，可由表面角度的小波動檢測慢煮。然而，沸騰導(dǎo)致在反射器49處產(chǎn)生不同圖案的表面中更大的混亂的波動。
來自發(fā)射器48的輻射也可從蓋8的下側(cè)反射到檢測器49上。這種反射的強(qiáng)度將基本恒定，并且因此提供由檢測器49檢測的強(qiáng)度偏移。這種偏移可能不會影響由檢測器檢測的強(qiáng)度的波動程度，但可用于檢測蓋8是否存在和/或閉合。因此，該控制裝置10可被布置以檢測這種偏移的存在，并提供蓋8不存在或響應(yīng)于此而未被閉合的指示。可選地或另外地，如果蓋8被檢測到不存在或閉合，該控制裝置10可防止加熱操作。為此，超聲波可用作電磁輻射的可選方案。代替發(fā)射器48，光源可用于照亮儲液器5內(nèi)部，并且可檢測從蓋 8的下側(cè)反射的光。
設(shè)備的其它部分(例如，儲液器5的內(nèi)壁或進(jìn)入儲液器的水窗口)可產(chǎn)生反射或使所述反射失真。例如，可由不銹鋼、玻璃或塑料壁導(dǎo)致鏡面或漫反射。這些反射將通常導(dǎo)致在檢測器49處的恒定偏移，并且因此由控制裝置10進(jìn)行補(bǔ)償。
在圖5中顯示的變型例中，該發(fā)射器48和檢測器49均定位在儲液器5的上部或朝向所述上部定位，以檢測從表面上方反射離開液體表面的輻射。
在圖16中顯示的另一個變型例中，該發(fā)射器48和檢測器49放置在液體表面的相對側(cè)，以檢測也將與紊亂一起波動的未被反射的輻射的強(qiáng)度。
在圖14到17的變型例中，該輻射可以由液體表面上方的水蒸汽或蒸汽部分吸收， 或由水體內(nèi)水移動和/或氣泡偏轉(zhuǎn)。這種吸收可由控制裝置10進(jìn)行監(jiān)測，并用于檢測水的狀態(tài)，或可選地控制裝置可補(bǔ)償由吸收和/或偏轉(zhuǎn)引起的變化。
在圖14到17中所示的實(shí)施例的變型中，將超聲波而不是電磁能量朝向表面發(fā)射； 通過控制裝置10檢測反射和/或發(fā)射的超聲波的振幅波動，所述控制裝置由此確定沸騰或慢煮狀態(tài)。
在使用光學(xué)或超聲波能量檢測表面擾動的上述任何變型例中，在被檢測到的波動彼此抵償?shù)那闆r下，能量優(yōu)選地集中在小到足以檢測表面角度的局部波動的表面區(qū)域上。
在參照圖14和圖15的上面描述的變型例中，該發(fā)射器48與檢測器49分離，并且檢測與表面成銳角的反射。可選地，該發(fā)射器48和檢測器49可以基本并置排列，并且該檢測器48被布置以檢測從表面基本垂直反射的能量。該發(fā)射器48和檢測器49可基本定位在元件板的中心上，并還可被構(gòu)造為如在圖10和11的實(shí)施例中的水位傳感器?？蛇x地，如圖17所示，該發(fā)射器48和檢測器49例如在上述環(huán)形適配器中可定位到元件板12的一側(cè)。 該發(fā)射器48和檢測器49可以是諸如超聲波換能器或反向反射光傳感器的單一部件。
該發(fā)射器48和/或檢測器49無需定位在儲液器5內(nèi)，但可代替地位于容器主體1 的諸如手柄9的一些其它部分中，并被布置以經(jīng)窗口分別將能量發(fā)射到儲液器5或接收所述能量。可選地，該發(fā)射器48和/或檢測器49可定位在電源基部1中，并且分別經(jīng)由容器主體1的基部中的窗口發(fā)射或接收能量。該能量無需從發(fā)射器48直接入射在液體的表面上，但可代替地例如通過光學(xué)或聲反射器或折射器或光導(dǎo)件或聲導(dǎo)件被反射或折射到液體的表面上。類似地，該能量無需由檢測器48直接接收，但可從表面反射或折射到檢測器49 上。該發(fā)射器48和檢測器49可設(shè)置在裝配或以翻新的方式裝配到容器主體1或基部2的模塊內(nèi)，或與主體1和基部2分離。
以下參照圖18描述檢測反射或發(fā)射能量波動的信號處理的一個實(shí)例。生成 2. 35kHz方波的IR信號。使用2. 35kHz的中心頻率和士470Hz的_3dB帶寬的帶通濾波器放大和過濾接收的IR。如圖18所示，使用對振幅測量值求積分(以90°和180°相位角度間隔取樣)，在2. 35kHz信號的32個循環(huán)上(花費(fèi)約13. 6mS)確定接收信號的振幅。
由于V1和V3的相位差180°，因此可以確定實(shí)際偏移電壓 Ym= (VV3)/2 使用該偏移電壓，則可以由實(shí)際相位差90°的兩個測量值確定實(shí)際峰值電壓 Vpk = SQRT [(V1-V 偏移)2+(V2-V 偏移)2] 采用這種方式，該偏移電壓被補(bǔ)償，并且拒絕由溫度和分量變化引起的信號的任何偏移。
將此重復(fù)25次(花費(fèi)約340mS)，在此期間確定最小和最大振幅。最小與最大振幅之間的差為液體的紊亂或擾動的測量值。該方法可由控制裝置10或由輸出擾動或紊亂的測量值的專用電路執(zhí)行。
加熱控制 在上述實(shí)施例中，例如通過連續(xù)改變加熱功率，或通過改變加熱元件的打開和關(guān)閉的工作循環(huán)，該控制裝置10可響應(yīng)被檢測到的擾動或紊亂的測量值而改變水的加熱。該控制裝置10可操作反饋環(huán)路，以改變水的加熱，從而實(shí)現(xiàn)基本恒定水平的擾動或紊亂；這種方法對于下述應(yīng)用特別優(yōu)選，其中液體應(yīng)優(yōu)選地保持在慢煮，以產(chǎn)生一些用于加熱目的的蒸汽，例如，在土耳其茶(Turkish tea)制作機(jī)、茶湯壺(samovars)或加濕器中?？蛇x地或另外地，加熱器(一個或多個)的功率輸出可根據(jù)液位控制。該水位可通過上述水位傳感器檢測。具體地，可以根據(jù)檢測到的水位控制用于保溫功能的功率輸出。
例如響應(yīng)沸騰的檢測，在加熱模式終止后，可以進(jìn)入容器的保溫模式?？蛇x地，該保溫模式可獨(dú)立于加熱模式切換。通過控制加熱器的功率水平，或通過利用變化的工作循環(huán)以脈沖的方式調(diào)節(jié)加熱開和關(guān)，可以調(diào)節(jié)保溫模式中的加熱，以實(shí)現(xiàn)期望的平均加熱水平。周期地，例如在預(yù)定數(shù)量的循環(huán)后，可以再次進(jìn)入加熱模式以使水重新沸騰，并且然后再次進(jìn)入保溫模式。
該容器可設(shè)置有如上所述的檢測水何時(shí)已經(jīng)到達(dá)低慢煮和/或全沸騰的控制裝置；然后可以進(jìn)入保溫模式，或可以一起終止加熱。在保溫模式中，計(jì)時(shí)器可被設(shè)置，使得 周期地(例如，每2分鐘)進(jìn)入加熱模式，以使水達(dá)到沸點(diǎn)或慢煮點(diǎn)。該控制裝置監(jiān)測代表慢煮的水的擾動。優(yōu)選地，一旦進(jìn)入保溫模式，該控制裝置繼續(xù)監(jiān)測水的擾動，并且當(dāng)檢測到慢煮時(shí)，減小或取消保溫加熱。
采用這種方式，蒸汽傳感器不再是必要的；這可能是有利的，因?yàn)榭梢员苊饪刂蒲b置中的凝結(jié)，并且無需發(fā)生蒸汽傳感器的成本。溫度調(diào)節(jié)裝置也可被設(shè)置以檢測水何時(shí)已冷卻到最低閾值以下，使得需要進(jìn)入保溫模式。然而，優(yōu)選地，保溫模式期間的熱輸入被改變以與來自水的熱量損失相匹配，使得可避免溫度調(diào)節(jié)裝置的循環(huán)。
在加熱時(shí)或加熱前的水位檢測 這里描述的至少一些水位傳感器或感測技術(shù)可用于檢測執(zhí)行加熱操作時(shí)或在所述加熱操作之前液體加熱容器中的水位或體積，以確定液位是否超過預(yù)定最大水位和/或在預(yù)定最小水平以下；如果沒有，可以禁止加熱操作，或給用戶指示。采用這種方式，可以防止容器的不安全操作。該預(yù)定的最大和/或最小水平可根據(jù)容器的操作參數(shù)設(shè)置，例如以對應(yīng)于安全目的的最大和最小水平，或例如如果用戶希望通過從不加熱超過特定水量來節(jié)能，則可由用戶改變所述預(yù)定的最大和/或最小水平。
另外或可選地，這里公開的至少一些水位感測或擾動或紊亂檢測裝置可用于在執(zhí)行加熱操作時(shí)或在所述加熱操作之前檢測是否在容器中基本不存在液體。如果這樣，可以禁止加熱操作，或給用戶指示。例如，用于檢測來自液體表面的反射的檢測器可能檢測到自表面無反射，并且這可以作為不存在液體的指示?？蛇x地，電容檢測器可檢測不存在液體。
填充時(shí)水位檢測 在這里描述的至少一些水位傳感器或感測技術(shù)可用于檢測當(dāng)容器正填充時(shí)液體加熱容器中的液位或液體體積。當(dāng)已超過預(yù)定最大水位時(shí)，可對用戶進(jìn)行告警指示。在上面描述的無線容器的情況中，該容器主體1可包括可充電電源，使得當(dāng)容器主體1從基部 2移除時(shí)，該控制裝置可執(zhí)行水位檢測。該預(yù)定水位可由用戶例如利用用戶界面11進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地，即使當(dāng)容器主體1從基部2移除時(shí)，也可以改變這種設(shè)置。例如，用戶可在兩種或多種預(yù)定水位之間選擇，例如，滿(例如，1.7升)、生態(tài)的(ecological) (1升)或單杯。如果超過預(yù)定水位，該用戶界面11可給用戶提供選項(xiàng)，以改變到更高水位并繼續(xù)填充， 或倒出一些水，直到達(dá)到當(dāng)前水位。
自除水垢 當(dāng)例如由上述任何一項(xiàng)技術(shù)檢測到過多水垢時(shí)，該控制裝置可自動除去容器的水垢。當(dāng)控制裝置接著檢測到容器變空時(shí)，控制裝置打開加熱元件以強(qiáng)制干燒狀態(tài)。這可以自動執(zhí)行，但為了安全原因，優(yōu)選地，容器指示用戶需要強(qiáng)行沸騰，并且然后響應(yīng)用戶啟動進(jìn)行強(qiáng)制干燒。該干燒條件可保持持續(xù)預(yù)定時(shí)間長度，或直到元件板12達(dá)到預(yù)定溫度。在干燒條件期間，加熱元件板12往往使水垢脫落。
優(yōu)選地，該容器在強(qiáng)制干燒前完全傾空，否則容器內(nèi)的液體的強(qiáng)制沸騰將沉積更多的水垢。水位檢測可能不足以靈敏地檢測低水位與完全無水之間的差別。因此，在強(qiáng)制干燒的初始階段，可以感測元件板12的溫度上升，并且如果溫度上升的速度低于預(yù)定水平，強(qiáng)制干繞終止，這可指示由于沸騰正從元件板12損失熱量。
可選的實(shí)施例 除了上述變型例之外，其它變型例被視為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。例如，本發(fā)明并不只局限于水壺及其控制裝置；本發(fā)明的方面例如可應(yīng)用于燒水器、諸如摩卡咖啡機(jī)的咖啡機(jī)、土耳其茶制作機(jī)、茶湯壺、沸水壺、平底鍋、沙司制作機(jī)、蒸汽鍋、巧克力火鍋 (chocolate fountain)、醬汁火鍋、慢燉鍋和牛奶起泡機(jī)。
上述實(shí)施例顯示但不限制本發(fā)明。在獲悉上述說明后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到可選的實(shí)施例也可以落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測液體加熱容器中的沸騰或慢煮的方法，包括以下步驟 檢測所述液體的表面的擾動或紊亂；以及響應(yīng)于檢測到的所述擾動或紊亂，檢測沸騰或慢煮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測所述液體的表面的擾動或紊亂的步驟包括檢測液體表面的至少一部分的水位的波動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述檢測所述液體的表面的擾動或紊亂的步驟包括檢測液體表面的至少一部分的角度的波動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的步驟包括朝向所述表面的所述一部分發(fā)射能量；以及檢測所述能量從所述表面的反射的波動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的步驟包括朝向所述表面的所述一部分發(fā)射電磁輻射；以及檢測所述能量通過所述表面的傳輸?shù)牟▌印?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述能量包括電磁輻射。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述能量包括超聲波。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的步驟包括使用對振幅測量值進(jìn)行求積分來確定接收到能量的振幅的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中的任一項(xiàng)所述的方法，包括以下步驟對由于所述液體加熱容器的一部分而產(chǎn)生的所述能量的反射和/或失真進(jìn)行補(bǔ)償。
10.根據(jù)權(quán)利要求4到9中的任一項(xiàng)所述的方法，包括以下步驟 檢測所述能量從蓋的下側(cè)的反射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括以下步驟 指示所述蓋是否確定被閉合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，包括以下步驟 如果確定所述蓋沒有被閉合，禁止加熱操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述檢測所述液體的表面的擾動或紊亂的步驟包括檢測所述液體的電容的波動。
14.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括響應(yīng)于檢測到的所述擾動或紊亂改變所述液體的加熱以保持基本恒定水平的慢煮或沸騰的裝置。
15.一種檢測液體加熱容器的蓋的狀態(tài)的方法，包括以下步驟 檢測從所述蓋的下側(cè)的反射；和由所述反射確定所述蓋是否被閉合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括以下步驟朝向所述蓋的下側(cè)發(fā)射能量；以及檢測所述能量從所述蓋的下側(cè)的反射。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述能量包括電磁輻射。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述能量包括超聲波。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18中的任一項(xiàng)所述的方法，包括以下步驟指示所述蓋是否確定被閉合。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19中的任一項(xiàng)所述的方法，包括以下步驟如果確定所述蓋沒有被閉合，禁止加熱操作。
21.一種用于檢測液體加熱容器的蓋的狀態(tài)的設(shè)備，包括檢測器，所述檢測器用于檢測從所述蓋的下側(cè)的反射和用于由所述反射確定所述蓋是否被閉合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，包括發(fā)射器，所述發(fā)射器用于朝向所述蓋的下側(cè)發(fā)射能量，以從所述蓋的下側(cè)反射所述能量。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述能量包括電磁輻射。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述能量包括超聲波。
25.根據(jù)權(quán)利要求21到M中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括指示器，所述指示器用于指示所述蓋是否被確定閉合。
26.根據(jù)權(quán)利要求21到25中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備被布置成便如果確定所述蓋沒有被閉合，則禁止加熱操作。
27.一種用于檢測液體加熱容器中的沸騰或慢煮的設(shè)備，包括用于檢測液體的表面中的擾動或紊亂的裝置；和用于響應(yīng)于滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的被檢測到的所述波動或紊亂確定沸騰或慢煮的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測液體的表面的擾動或紊亂的裝置包括用于檢測液體表面的至少一部分的水位的波動的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測液體的表面的擾動或紊亂的裝置包括用于檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的裝置包括發(fā)射器，所述發(fā)射器被布置成朝向所述表面的所述一部分發(fā)射能量；和檢測器，所述檢測器被布置成檢測電磁輻射從所述表面的反射的波動。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射器和所述檢測器被間隔開以檢測與表面成銳角的反射。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射器和所述檢測器基本并置排列以檢測與表面基本垂直的反射。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述用于檢測液體表面的至少一部分的角度的波動的裝置包括發(fā)射器，所述發(fā)射器被布置成朝向所述表面的所述一部分發(fā)射能量；和檢測器，所述檢測器用于檢測所述電磁輻射通過所述表面?zhèn)鬏數(shù)牟▌印?br> 34.根據(jù)權(quán)利要求30到33中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述能量包括電磁輻射。
35.根據(jù)權(quán)利要求30到33中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述能量包括超聲波。
36.根據(jù)權(quán)利要求30到35中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述檢測器被布置成對由于所述液體加熱容器的一部分而產(chǎn)生的所述能量的反射和/或失真進(jìn)行補(bǔ)償。
37.根據(jù)權(quán)利要求30到36中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述檢測器被布置成檢測所述能量從蓋的下側(cè)的反射。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，所述設(shè)備被布置成指示所述蓋是否確定被閉合。
39.根據(jù)權(quán)利要求37或38所述的設(shè)備，所述設(shè)備被布置成如果確定所述蓋沒有被閉合，則禁止加熱操作。
40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述檢測所述液體的表面的擾動或紊亂的裝置包括用于檢測液體的電容的波動的裝置。
41.一種具有水位傳感器的液體加熱容器，包括壓力傳感器，所述壓力傳感器布置在所述液體加熱容器的儲液器的底部處或靠近所述底部布置。
42.一種具有力傳感器的液體加熱容器，所述力傳感器被布置成感測由所述液體加熱容器施加到支撐表面的力。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的液體加熱容器，包括 容器主體；和用于為所述液體加熱容器提供加熱電力的電源基部，所述力傳感器被布置成感測施加在所述容器主體與所述電源基部之間的力。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的液體加熱容器，其中，所述力傳感器布置在所述容器主體中。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的液體加熱容器，其中，所述力傳感器布置在所述電源基部中。
46.根據(jù)權(quán)利要求43到45中任一項(xiàng)所述的液體加熱容器，其中，所述電源基部被布置成提供與所述容器主體內(nèi)的電加熱器的無線電連接。
47.根據(jù)權(quán)利要求43到45中任一項(xiàng)所述的液體加熱容器，其中，所述電源基部包括感應(yīng)加熱器，所述感應(yīng)加熱器用于以感應(yīng)的方式加熱所述容器主體的至少一部分。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的液體加熱容器，其中，所述至少一部分包括所述液體加熱容器的底。
49.根據(jù)權(quán)利要求47或48所述的液體加熱容器，其中，所述至少一部分具有居里溫度， 所述居里溫度在液體加熱期間在所述至少一部分的操作溫度以上，但在如果在沒有液體的情況下進(jìn)行加熱時(shí)足以損壞所述液體加熱容器的溫度以下。
50.根據(jù)權(quán)利要求42到49中任一項(xiàng)所述的液體加熱容器，包括用于由感測到的所述力計(jì)算所述液體加熱容器中的液位的裝置。
51.根據(jù)權(quán)利要求42到50中任一項(xiàng)所述的液體加熱容器，包括用于檢測感測到的所述力的變化并響應(yīng)于所述變化開始動作的裝置，所述變化表征用戶接觸所述液體加熱容器。
52.根據(jù)權(quán)利要求42到51中任一項(xiàng)所述的液體加熱容器，包括用于檢測感測到的所述力的波動并響應(yīng)于所述波動開始動作的裝置，所述波動表征所述液體的沸騰或慢煮。
53.一種具有水位或體積傳感器的液體加熱容器，包括用于測量所述液體加熱容器中的液體的電阻并由所述電阻得出水位或體積的裝置。
54.一種具有水位或體積傳感器的液體加熱容器，包括用于測量所述液體加熱容器中的液體的電容并由所述電容得出水位或體積的裝置。
55.一種用于液體加熱容器的水位傳感器，包括 用于朝向液體的表面發(fā)射信號的裝置；和用于檢測從所述液體的表面反射的信號并從而確定所述表面的水位的裝置。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的水位傳感器，所述水位傳感器被布置成通過測量發(fā)射信號和在從所述表面反射之后接收信號之間所花費(fèi)的時(shí)間確定所述表面的水位。
57.根據(jù)權(quán)利要求55或56所述的水位傳感器，其中，所述信號是脈動的。
58.根據(jù)權(quán)利要求55到57中任一項(xiàng)所述的水位傳感器，其中，所述信號被調(diào)制。
59.根據(jù)權(quán)利要求55到58中任一項(xiàng)所述的水位傳感器，其中，所述用于發(fā)射信號的裝置和所述用于檢測信號的裝置與所述液體加熱容器的中心垂直軸線基本對齊。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的水位傳感器，其中，通過檢測從所述表面反射的信號的振幅，確定所述表面的水位。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的水位傳感器，其中，以與所述表面傾斜的角度發(fā)射所述信號。
62.根據(jù)權(quán)利要求55到61中任一項(xiàng)的所述水位傳感器，其中，所述信號是超聲波信號。
63.根據(jù)權(quán)利要求55到61中任一項(xiàng)的所述水位傳感器，其中，所述信號是電磁信號。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的水位傳感器，其中，所述電磁信號是激光信號。
65.一種用于液體加熱容器的水位或體積傳感器，包括 用于將超聲波發(fā)射到液體內(nèi)的裝置；和用于由檢測到的超聲波共振頻率確定所述液體的水位或體積的裝置。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的傳感器，所述傳感器被布置成改變發(fā)射的超聲波的頻率， 并從而檢測所述共振頻率。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的傳感器，所述傳感器被布置成檢測所述共振頻率的振幅， 并從而確定所述液體的水位或體積。
68.根據(jù)權(quán)利要求55到62或67中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述用于將超聲波發(fā)射到液體內(nèi)的裝置包括超聲波換能器。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的傳感器，其中，所述超聲波換能器包括在所述液體加熱容器的基部中的元件板。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的傳感器，包括用于將電信號施加到所述元件板的元件以產(chǎn)生超聲波的裝置。
71.根據(jù)權(quán)利要求68所述的傳感器，其中，所述超聲波換能器聯(lián)接到所述元件板。
72.—種液體加熱容器，包括一種根據(jù)權(quán)利要求55到71中任一項(xiàng)所述的水位傳感器。
73.—種檢測液體加熱容器中的沸騰的方法，包括以下步驟 檢測所述液體加熱容器中的液體的電阻；以及響應(yīng)于檢測到的所述電阻的增加來檢測沸騰。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其中，通過在與液體接觸的電極之間施加電壓來檢測所述電阻。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其中，所述電極中的一個包括所述液體加熱容器的加熱元件。
76.—種檢測液體加熱容器中的沸騰或慢煮的方法，包括以下步驟 檢測由液體的加熱發(fā)出的聲音；和當(dāng)所述聲音滿足相應(yīng)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，檢測沸騰或慢煮。
77.—種檢測用于液體加熱容器的元件板上水垢沉積物的方法，包括以下步驟 使所述元件板在所述元件板的額定共振頻率下產(chǎn)生超聲波振動；檢測所述超聲波振動的振幅；以及由所述超聲波振動的振幅確定所述水垢沉積物的存在。
78.一種確定液體加熱容器的使用的效率評價(jià)的方法，包括以下步驟 測量從液體加熱容器分配之后剩余的加熱液體的量；以及由所述剩余的加熱液體量確定所述效率評價(jià)。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，還包括以下步驟測量在分配之前在所述液體加熱容器中被加熱的液體的量，且另外由在分配之前測量的液體量確定所述效率評價(jià)。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法，其中，所述效率評價(jià)由分配后保留在所述液體加熱容器中的液體量與分配前在容器中被加熱的液體量的平均比率確定。
81.—種檢測液體加熱容器中的液位的方法，包括以下步驟檢測開始所述液體加熱容器的加熱操作時(shí)或開始所述加熱操作之前的所述液位；以及如果檢測到的所述液位超過預(yù)定最大水位，則禁止對液體進(jìn)行加熱。
82.—種檢測液體加熱容器中的液位的方法，包括以下步驟檢測開始所述液體加熱容器的加熱操作時(shí)或開始所述加熱操作之前的所述液位；以及如果檢測到的所述液位達(dá)到或超過預(yù)定最大水位，為用戶提供指示。
83.根據(jù)權(quán)利要求81或82所述的方法，其中，所述最大水位能夠由用戶調(diào)節(jié)。
84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，其中，當(dāng)檢測到的所述液位達(dá)到或超過先前預(yù)先確定的最大水位時(shí)，用戶能夠調(diào)節(jié)所述最大水位。
85.—種檢測液體加熱容器中的液位的方法，包括檢測開始所述液體加熱容器的加熱操作時(shí)或開始所述加熱操作之前的所述液位；以及如果檢測到的所述液位在預(yù)定最小水位或低于所述預(yù)定最小水位，則禁止對液體進(jìn)行加熱。
86.—種檢測液體加熱容器中的液位的方法，包括以下步驟檢測開始所述液體加熱容器的加熱操作時(shí)或開始所述加熱操作之前的所述液位；以及如果檢測到的所述液位在預(yù)定最小水位或低于所述預(yù)定最小水位，為用戶提供指示。
87.根據(jù)權(quán)利要求85或86所述的方法，其中，所述預(yù)定最小水位與液體基本被傾空的容器相對應(yīng)。
88.—種除去電液體加熱容器的水垢的方法，包括以下步驟 檢測所述電液體加熱容器是否被傾空；以及接通所述電液體加熱容器的加熱元件，以強(qiáng)制干燒狀態(tài)。
89.根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中，響應(yīng)于檢測到所述電液體加熱容器基本被傾空，在檢測到水垢之后，自動接通所述加熱元件。
90.根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中，在檢測到所述容器電液體加熱容器基本被傾空之后，響應(yīng)于用戶的確認(rèn)，接通所述加熱元件。
91.根據(jù)權(quán)利要求87到90中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述檢測所述電液體加熱容器是否被傾空的步驟包括啟動加熱操作；以及根據(jù)所述加熱元件的溫度上升速率，檢測所述電液體加熱容器是否被傾空。
92.一種控制液體加熱容器中的加熱功率的方法，所述方法包括以下步驟檢測周圍聲音水平，并且當(dāng)所述周圍聲音水平低時(shí)，減小所述加熱功率，以減小由加熱發(fā)出的噪音。
93.一種用于液體加熱容器的電子控制裝置，所述電子控制裝置被布置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到20和73到92中任一項(xiàng)所述的方法。
94.一種包括程序代碼裝置的控制程序，所述控制程序被布置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1 到20和73到92中任一項(xiàng)所述的方法。
95.一種用于檢測液體加熱容器中的沸騰的設(shè)備，包括用于檢測所述液體加熱容器中的液體的電阻的裝置；和響應(yīng)于檢測到的所述電阻的增加來檢測沸騰的裝置。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的設(shè)備，包括用于與液體進(jìn)行電接觸的電極；和用于在所述電極之間施加電壓的裝置。
97.根據(jù)權(quán)利要求96所述的設(shè)備，其中，所述電極中的一個包括所述液體加熱容器的加熱元件。
98.一種用于檢測液體加熱容器中的沸騰或慢煮的設(shè)備，包括用于檢測由液體的加熱發(fā)出的聲音的聲音檢測器；和用于當(dāng)所述聲音滿足相對應(yīng)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)確定沸騰或慢煮的裝置。
99.一種用于檢測液體加熱容器的元件板上的水垢沉積物的設(shè)備，包括用于使所述元件板在所述元件板的額定共振頻率下產(chǎn)生超聲波振動的裝置；用于檢測所述超聲波振動的振幅的裝置；和用于由所述超聲波振動的振幅確定所述水垢沉積物的存在的裝置。
100.一種能夠通過無線連接器連接到無線基部的無線電動液體加熱容器，所述無線電動液體加熱容器包含電子控制裝置和電源，所述電源能夠操作以當(dāng)所述無線電動液體加熱容器與所述基部分離時(shí)為所述電子控制裝置提供電力，其中，所述電子控制裝置被選擇性地布置成進(jìn)入待用模式，在所述待用模式中，減小了從所述電源獲得的電力。
101.根據(jù)權(quán)利要求100所述的無線電動液體加熱容器，其中，所述電子控制裝置被布置成在所述無線電動液體加熱容器已經(jīng)與所述基部分離持續(xù)超過預(yù)定間隔之后進(jìn)入所述待用模式。
102.根據(jù)權(quán)利要求100或101所述的無線電動液體加熱容器，其中，所述電子控制裝置被布置成響應(yīng)于重新放置在所述基部上的無線電動液體加熱容器而離開所述待用模式。
103.根據(jù)權(quán)利要求100到102中任一項(xiàng)所述的無線電動液體加熱容器，其中，所述電子控制裝置被布置成響應(yīng)于用戶致動而離開所述待用模式。
104.一種能夠通過無線連接器連接到無線基部的無線電動液體加熱容器，所述無線電動液體加熱容器包含電子控制裝置和電源，所述電源能夠操作以當(dāng)所述無線電動液體加熱容器與所述基部分離時(shí)為所述電子控制裝置提供電力，其中，所述電源包括光電電源。
105.一種用于液體加熱容器的元件板，包括用于使所述元件板產(chǎn)生超聲波振動的裝置。
106.根據(jù)權(quán)利要求105所述的元件板，其中，用于使所述元件板產(chǎn)生超聲波振動的裝置被布置成在所述元件板的加熱期間產(chǎn)生所述超聲波振動。
107.根據(jù)權(quán)利要求105或106所述的元件板，包括聯(lián)接到所述元件板的超聲波換能器。
108.根據(jù)權(quán)利要求105到107中任一項(xiàng)的所述元件板，具有減噪涂層和/或處理。
109.根據(jù)權(quán)利要求108所述的元件板，其中，所述減噪涂層是基于樹脂的，并且包括非粘性或疏水成份。
110.根據(jù)權(quán)利要求108或109所述的元件板，其中，所述處理包括表面粗糙處理。
111.一種包括根據(jù)權(quán)利要求105到107中任一項(xiàng)所述的元件板的液體加熱容器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液體加熱容器，所述液體加熱容器包括被布置成通過測量容器內(nèi)的液體的擾動檢測沸騰或慢煮的電子控制裝置。
文檔編號A47J27/21GK102187292SQ200880124266
公開日2011年9月14日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者杰里米·西登斯, 羅伯特·亨利·哈德菲爾德, 彼得·哈勒姆·賴特, 安東尼奧·馬丁·加埃塔, 戴維·安德魯·史密斯, 羅賓·基思·摩爾 申請人:奧特控制有限公司