[发明专利]流体加满检测与控制系统

说明书

一种电容式传感器和控制系统配置为检测容器内是否存在流体。配置在油炸锅的桶中的传感器确定桶中的液位何时处于或高于传感器的高度。该传感器与控制系统通信，并且该传感器向控制系统发送表示桶内和传感器高度处是否存在液体的信号。控制器从传感器接收信号，并允许流体管理系统及其配套管道操作，以在桶内保持适当液位。

技术领域

本说明书涉及用于流体加热源的控制系统、以及与这样的控制系统结合使用的传感器。

背景技术

控制系统是众所周知的，用于控制能源或热源的运作，例如在受控烹饪系统中。在一些已知的系统(例如油炸烹饪系统)中，可使用控制系统及配套的传感器检测在系统中是否存在流体或流体的液位。例如，在油炸锅的情况中，可实施控制系统及配套的传感器，以检测油炸锅中的烹饪油或其它流体的液位，并根据需要向系统添加流体或从系统去除流体。

已知的控制系统可包括传感器，例如液位传感器和温度传感器，这些传感器根据浮子在轴上的位置或根据温度直接感测流体的液位。在烹饪系统的情况中，传感器的使用环境可能不利于平稳、连续的运行。例如，在油炸锅的情况中，在系统中的流体内可能存在碎屑，并且该碎屑可能对浮子沿着轴的自由移动造成阻碍。浮子可能会卡在并非指示实际液位的液位处。在这种系统中，浮子卡住会产生问题，例如在系统中的流体不足时允许燃烧器/加热器运行。

已知的是，毛细管传感器也可用于液位检测。毛细管传感器接收进入毛细管的流体，并根据流体在毛细管中的位置确定液位。在烹饪环境中(例如在油炸锅的情况中)，由于可能需要感测的流体的粘度有差异，因此用毛细管传感器来确定炸桶中的流体液位可能存在问题。例如，某些烹饪流体在特定温度下会处于部分固相状态，使得毛细管内的毛细作用失效，并且不能感测液位(例如在流体在低温下是固体的情况下，例如猪油的情况)。

而且，毛细管传感器可能会将流体留存在毛细管中，因而在与食品相关的情况中使用时会造成不卫生的状况，因为毛细管中的留存流体的空间不易清洁。此外，可能留存在毛细管内的气穴或气泡会受到温度变化(有时是极端的温度变化)的影响，这可能导致传感器故障。

发明内容

本公开提供一种可在从部分固体到低粘度流体的很宽粘度范围内工作的传感器和控制系统。根据一个实施例，一个高度可靠且卫生的传感器被实施为确定传感器周围的流体的电容的电容式传感器。在一个示例性实施例中，所述传感器可设置为从容纳流体的容器的接地结构延伸，例如从油炸锅中的桶的壁延伸，其中桶中的流体可以是用于烹饪的流体(例如烹饪油、猪油等)。或者，所述传感器也可竖直或水平地布置在桶中或从桶凹入。该传感器可配置和布置为感测其中布置有传感器的流体(例如在传感器与桶壁之间)的电容，并由此确定桶中的传感器周围的流体的相对电容(以及存在或不存在流体)。

根据一个方面，所述系统包括与传感器电子器件通信的电容式传感器。所述传感器电子器件与微控制器或处理器接口，该微控制器或处理器与流体管理系统通信，以控制流体供应子系统及其配套管道。在示例性的烹饪桶情况中，所述微控制器与流体管理系统通信，该流体管理系统控制管道设备(例如阀门、泵和管道)，以使流体移动，向烹饪桶添加流体，以及从烹饪桶去除流体。

在操作时，在一个示例性实施例中，烹饪油(例如加热的或大约为室温的烹饪油)的电容可与空气的电容显著不同。从传感器电子器件接收代表传感器的实测电容的信号的控制器可确定在传感器附近是否存在流体，由此激活流体管理系统，以向烹饪桶补充流体和/或从烹饪桶去除流体。

在一些实施例中，可对所述传感器进行校准，使得感测的电容(以及传感器附近的流体的存在和液位)具体基于传感器相对于桶的壁、腔室和/或结构的位置。