芯耀
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? ? ? 電磁加熱技術(shù)具有加熱效率高等不可替代的先天優(yōu)勢(shì)，但是隨著產(chǎn)品的普及及社會(huì)實(shí)踐，也存在很多無(wú)法突破的行業(yè)技術(shù)壁壘，這些壁壘往往嚴(yán)重限制了產(chǎn)品功能性的突破。下面我們就要談?wù)勱P(guān)于電磁加熱產(chǎn)品中至關(guān)重要的測(cè)溫技術(shù)歷程及可能存在的變革性突破趨勢(shì)。
? ? ?不管是電磁爐還是IH炒菜機(jī)，對(duì)烹飪過(guò)程中目標(biāo)溫度的控制是機(jī)器安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。很多用戶都有過(guò)這樣的體驗(yàn)，在使用電磁爐過(guò)程中，經(jīng)常不是糊鍋就是感覺(jué)火力跟不上節(jié)奏/不足，體驗(yàn)感較差，更麻煩的是，偶爾不注意的時(shí)候可能鍋具干燒至發(fā)紅，鍋具和機(jī)器都可能產(chǎn)生不可逆的損壞，甚至引起火災(zāi)等嚴(yán)重安全事故；目前的電磁爐設(shè)計(jì)的功能大多是爆炒、蒸煮、火鍋、煎炸等，都需要較多的人為參與度去保障工作過(guò)程的可控安全性，像中西式常用的自動(dòng)煎餃/煎包/煎蛋/烙餅/花生米/牛排/煎烤等食譜都別提了，根本不可能安全省心的完成，這全都是因?yàn)闇y(cè)溫效果無(wú)法達(dá)到及時(shí)精確的響應(yīng)而導(dǎo)致的。
? ? ?IH電磁加熱測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了以下幾個(gè)技術(shù)方案階段：（聲明：下文圖片大多來(lái)自于網(wǎng)頁(yè)，僅供參考，僅為了配合闡述說(shuō)明方案的現(xiàn)狀，無(wú)其他用意）
1、簡(jiǎn)易接觸式測(cè)溫
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1 傳統(tǒng)電磁爐內(nèi)部面板溫度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)置
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2 面板NTC溫度傳感器常用的樣品樣式
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3 面板傳感器示意圖（白色為導(dǎo)熱硅脂）
? ? ?如圖2和3所示，面板傳感器組件一般都由NTC傳感器、硅膠支架套、線束接插件等組成，安裝在線盤(pán)架的中間通孔位置，當(dāng)整機(jī)微晶面板上蓋安裝到位后，面板傳感器與微晶面板內(nèi)表面存在一定的接觸壓縮量，面板傳感器頂面一般會(huì)打上一定量的白色導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂提高了面板的溫度傳遞給NTC溫度傳感器的導(dǎo)熱系數(shù)，由此可見(jiàn)，該方案溫度傳感器實(shí)際測(cè)量的是鍋具鍋底本身熱量傳遞給微晶面板、再由微晶面板傳遞給導(dǎo)熱硅脂或者微晶面板部分直接傳導(dǎo)給溫度傳感器的熱量，故溫度傳感器的測(cè)溫效果存在嚴(yán)重不及時(shí)的詬病，而且更不能體現(xiàn)出鍋具本身的溫度，如果鍋具對(duì)應(yīng)NTC接收熱量面板位置發(fā)生鍋具凹凸變形，則很容易發(fā)生溫度失控的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闊崃拷邮盏淖兩倭?；反過(guò)來(lái)講，如果溫度傳感器溫度已經(jīng)過(guò)高保護(hù)了，鍋內(nèi)的溫度加水加菜快速降下來(lái)后，面板的溫度如果還是很高，則會(huì)出現(xiàn)滯后提升功率的現(xiàn)象，這也就是為什么用戶反饋的容易糊鍋及火力不足的體驗(yàn)問(wèn)題，根本原因就是因?yàn)闇囟葌鞲衅鳒y(cè)量的不是鍋具的溫度，而是嚴(yán)重響應(yīng)錯(cuò)位滯后的面板溫度。
? ? ? 由于技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)因素的性價(jià)比限制，該溫度測(cè)量方式一直沿用至今，暫時(shí)還不會(huì)出現(xiàn)大面積的取消應(yīng)用，畢竟作為終極的非正常測(cè)溫保護(hù)，還是滿足國(guó)標(biāo)3C認(rèn)證的強(qiáng)制性可靠性要求的，但對(duì)于功能性的烹飪效果提升，只能說(shuō)發(fā)揮不了太大的作用。當(dāng)然了，通用品量大，價(jià)格便宜是比較大的優(yōu)勢(shì)。有些廠商為了增加賣點(diǎn)，往往會(huì)設(shè)置多個(gè)位置的組合測(cè)量方案，但往往實(shí)際烹飪效果還是起不了太大的突破性優(yōu)化。
2、復(fù)雜接觸式測(cè)溫
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖4 某米電磁爐接觸式傳感器設(shè)計(jì)示意圖
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖5 微晶面板需開(kāi)孔設(shè)置
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖6 設(shè)置防水硅膠結(jié)構(gòu)示意圖
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖7 多組接觸式感溫測(cè)溫
? ? ? 行業(yè)經(jīng)過(guò)對(duì)用戶體驗(yàn)的重視及產(chǎn)品升級(jí)的競(jìng)爭(zhēng)性賣點(diǎn)需要，有一些廠家在2010年以后針對(duì)測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行一定的優(yōu)化，如上圖4-圖7所示，暫稱呼這一設(shè)計(jì)為復(fù)雜接觸性測(cè)溫吧，因?yàn)樵摲桨覆捎玫囊琅f是NTC溫度傳感器，只不過(guò)面板進(jìn)行了開(kāi)孔設(shè)計(jì)，然后將NTC溫度傳感器通過(guò)與金屬、膠等耐磨/導(dǎo)熱性材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)性封裝組件化設(shè)計(jì)，最終通過(guò)結(jié)構(gòu)的彈力接觸鍋具底部及防水耐溫安裝設(shè)計(jì)，進(jìn)而跳過(guò)了上文所講的微晶面板導(dǎo)熱介質(zhì)，一定程度的提升了NTC溫度傳感器對(duì)鍋具溫度測(cè)量的導(dǎo)熱系數(shù)和響應(yīng)度。之前有項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)鍋具干燒時(shí)的溫度響應(yīng)實(shí)測(cè)，當(dāng)NTC檢測(cè)到的溫度達(dá)到200℃時(shí)，鍋具的部分溫度實(shí)際已經(jīng)超過(guò)300℃以上，速率差距還是很大的。
? ? ?但該種方式治標(biāo)不治本，采用的還是熱傳導(dǎo)的原理，只不過(guò)傳到介質(zhì)及系數(shù)的優(yōu)化而已，如果鍋具存在變形等非正常現(xiàn)象，同樣存在控溫失控的痛點(diǎn)。該方案2成本同比方案1有了不少的提升，況且面板開(kāi)孔犧牲了一定的面板強(qiáng)度且還需要考慮通孔周圍安裝的密封防油防水問(wèn)題；NTC組件還需考慮外殼及膠水耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)高等問(wèn)題（環(huán)氧樹(shù)脂膠用的最多，導(dǎo)熱系數(shù)高一點(diǎn)，但不耐高溫；陶瓷膠耐高溫，但導(dǎo)熱系數(shù)低一些；外殼一般采用鋁、銅等高導(dǎo)熱系數(shù)材質(zhì)），綜上所述，該方案2設(shè)計(jì)選材的復(fù)雜度同比方案1都要高很多。
3、非接觸式紅外熱感應(yīng)測(cè)溫
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖8 非接觸式紅外熱感應(yīng)測(cè)溫模組參考示意圖
? ? a、面板依舊需要開(kāi)孔設(shè)計(jì)，這就無(wú)法避免依舊存在密封防水以及耐溫等復(fù)雜設(shè)計(jì)問(wèn)題。因?yàn)槲⒕姘逯荒芡高^(guò)波段大于2.8um以上的紅外光波段，如果不開(kāi)孔，熱釋電等傳感器就無(wú)法響應(yīng)其能感應(yīng)到的波段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。
? ? b、由于采用的是半導(dǎo)體集成化傳感器件，成本自然同比上述方案又要高出一個(gè)等級(jí)以上，特別是開(kāi)孔位置可能需要增加一定的特殊濾光材質(zhì)配件，傳感器自身及配套電路也需要一定成本，該類光學(xué)傳感在生產(chǎn)出廠等過(guò)程中往往需要補(bǔ)償校準(zhǔn)等操作，過(guò)程成本自然也要高一些。
? ? c、在上述a、b開(kāi)孔及濾光、防水、耐溫等都滿足的情況下，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及售后反饋，該方案在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，如果傳感測(cè)量感應(yīng)窗口區(qū)域內(nèi)存在一定的油污或者雜質(zhì)以及鍋具本身表面發(fā)射率發(fā)生明顯變化（不銹鋼鍋具及黑色噴漆鍋具表面或者油污表面，發(fā)射率是相差比較大的），則傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差會(huì)比較大，故存在測(cè)量精度穩(wěn)定可靠性的問(wèn)題。
? ? ? 綜上abc所述，也就不難看出，測(cè)量響應(yīng)度和精度都提升的前提下，要想同時(shí)保障其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素的簡(jiǎn)單、測(cè)溫長(zhǎng)期性能可靠性以及成本性價(jià)比，真的很難很難，這也是這幾年為什么電磁爐產(chǎn)品不溫不火、走價(jià)格戰(zhàn)等原因，終究是大家都沒(méi)有好的技術(shù)突破，不能產(chǎn)生行業(yè)差異化功能性重大變革。
? ? ? 趨勢(shì)預(yù)判：希望新星——新一代紅外測(cè)溫模組
? ? ? 經(jīng)過(guò)上文對(duì)電磁加熱測(cè)溫技術(shù)的現(xiàn)有應(yīng)用方案歷程對(duì)比闡述，相信大家也有一定的了解和產(chǎn)生了一定的糾結(jié)疑問(wèn)，難道就真的不能很好的各方面平衡解決掉測(cè)溫又快又準(zhǔn)的問(wèn)題了嗎？
答案是：突破了?。。∷鼇?lái)了！——新一代紅外測(cè)溫模組
? ? ? 如圖9所示，由杭州越磁科技有限公司自主研發(fā)的系列化新一代紅外測(cè)溫模組已經(jīng)面世，經(jīng)過(guò)近1年多的行業(yè)走訪推廣及市場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試，各方面性能穩(wěn)定可靠，完全滿足電磁加熱產(chǎn)品的各種烹飪工藝及防干燒等測(cè)溫需求。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖9 紅外測(cè)溫模組YC01型號(hào)示意圖
? 新一代紅外測(cè)溫模組同比上文方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
? A、面板無(wú)須開(kāi)孔即可測(cè)量鍋具底部溫度信號(hào)，可以很好的起到防水和保障面板強(qiáng)度完整性的要求，模組體積小，重量輕（圖9所示規(guī)格小于8g），模組只需螺釘安裝在機(jī)器內(nèi)部線盤(pán)架或者下蓋上即可，簡(jiǎn)單方便，對(duì)電磁爐原有結(jié)構(gòu)變動(dòng)影響不大，如圖10所示。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖10 YC01規(guī)格尺寸圖及安裝示意圖
B、應(yīng)用簡(jiǎn)單方便。模組采用5V供電，可實(shí)現(xiàn)串口UART通信，開(kāi)發(fā)對(duì)接方便。模組工作環(huán)境溫度范圍-20℃~80℃，鍋具溫度測(cè)量范圍不同型號(hào)規(guī)格可覆蓋90~390℃范圍（圖9所示YC01為110℃~300℃，不同測(cè)量范圍規(guī)格型號(hào)成本可能存在較大差異；NTC溫度傳感器一般測(cè)量最高溫僅為280℃左右），溫度輸出分辨率1℃，溫度輸出響應(yīng)度≤200ms（200ms過(guò)程中軟件已經(jīng)過(guò)濾波處理）,上述參數(shù)完全滿足烹飪性能需求；另外模組各配件材質(zhì)均滿足阻燃/ROHS等認(rèn)證要求。
C、測(cè)溫響應(yīng)及精度高。如按照電磁爐行標(biāo)定溫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，精度可實(shí)現(xiàn)≤±5℃以內(nèi)，企標(biāo)行標(biāo)一般合格標(biāo)準(zhǔn)為≤±20℃，故遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（企標(biāo)行標(biāo)一般嚴(yán)格于國(guó)標(biāo)），如圖11所示，干燒定溫時(shí)曲線精度更高（各定溫檔實(shí)際溫度曲線波動(dòng)率很低≤2.5℃，僅供參考）。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖11 干燒定溫溫度控制曲線
D、食譜開(kāi)發(fā)錦上添花。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的食譜程序開(kāi)發(fā)，則可大幅提升烹飪效果，如下圖12-13所示，這才是測(cè)溫真正的價(jià)值所在，新一代紅外測(cè)溫模組的價(jià)值所在，防干燒就更不在話下。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖12 食譜參考
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖13 食譜參考
? ? ? 綜上ABCD所述，新一代紅外測(cè)溫模組的明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其成功實(shí)踐應(yīng)用，可以很好的解決電磁加熱行業(yè)——特別是家用/商用電磁爐、自動(dòng)炒菜機(jī)等產(chǎn)品的測(cè)溫痛點(diǎn)，推動(dòng)該相關(guān)產(chǎn)品行業(yè)功能及性能方面革命性換代升級(jí)。
? ? ?截止2024年上半年，杭州越磁科技有限公司針對(duì)該系列化紅外測(cè)溫模組產(chǎn)品已申請(qǐng)專利18項(xiàng)，其中證書(shū)在冊(cè)15項(xiàng)，讓客戶應(yīng)用無(wú)憂?？蛻魬?yīng)用案例中，很好的解決了5-30KW大功率商用電磁爐的防干燒問(wèn)題（因?yàn)楣β蚀螅藻伨吒蔁目烀?，一般很難控制溫度，結(jié)果是會(huì)干燒引起燒線盤(pán)、鍋具損壞等售后問(wèn)題）；很好的提升了自動(dòng)炒菜機(jī)食譜烹飪工藝的精準(zhǔn)把控及出品一致性、提升了鍋具等關(guān)鍵配件的使用壽命，減少了相關(guān)售后問(wèn)題。針對(duì)長(zhǎng)期使用的抗油污問(wèn)題，有客戶進(jìn)行了系列化的嚴(yán)格測(cè)試——電氣強(qiáng)度、鹽霧、高低溫存儲(chǔ)、雙85高溫高濕、跌落、爬電距離、電氣間隙等，甚至進(jìn)行了嚴(yán)酷的模擬防油污失效測(cè)試，如圖14所示，在傳感器濾光片窗口倒入了醬油等物質(zhì)，但都無(wú)礙紅外測(cè)溫的有效穩(wěn)定性。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖14 模組光感應(yīng)窗口倒入醬油堵勞模擬防油污測(cè)試
? ? ?相信金子總會(huì)發(fā)光——新一代紅外測(cè)溫模組憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)應(yīng)用口碑，必定能夠快速的應(yīng)用到相關(guān)需求產(chǎn)品中，讓更好的產(chǎn)品走進(jìn)千家萬(wàn)戶！未來(lái)電磁加熱技術(shù)的應(yīng)用也將進(jìn)入到新的篇章！明天會(huì)更好！加油！
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