自发热保温箱、温度控制系统和方法与流程

1.本发明涉及机械结构、电子电路及计算机控制领域中自发热保温箱、温控系统。


背景技术：

2.传统的团体配餐运送大都采用热链食品装入饭盒再放入泡沫箱保温的方法，由于配餐厨房和就餐机构距离不定，有些需要1小时甚至很多的车程才能到达，在没有加热功能的泡沫箱内的食品，仅仅靠食品出厂时的自身热量很难维持1小时后还能有可口的就餐温度，特别是在气候较低的区域和/或季节，情况更加严重；传统的改进措施就是把厨房安排到就餐机构附近，缩短运送距离，但是分散化的配餐方式，降低了工作效率，增加了配餐成本，同时也占用更多的场地，不符合规模经济效益；中央厨房模式可以带来规模经济效益，有效降低生产成本，同时也带来运送距离较远、不能发热的泡沫箱盒饭保温效果较差的问题，因此，传统的直接采用无加热功能泡沫箱运送热链盒饭的方式，已经不能适应现代社会大批量生产、集中供餐、长距离配送热链盒饭的要求。


技术实现要素：

3.本发明的第一目的是提供一种可以自己内部加热的保温箱，用于装载热链盒饭进行较长距离的运送，保障不降低就餐品质。
4.本发明的第二目的是提供一种自己内部加热温度控制技术，用于根据在途时间预设保温温度目标值，在接入电源进行加热达到预设温度目标值后自动停止加热。
5.本发明的第三目的是提供多个自加热保温箱串联加热技术，用于把多个保温箱互相串联进行一次性加热，减少并联加热接入多路电源存在的混乱和供电复杂的问题，降低作业难度。
6.本发明优点一部分可由下列描述来获知，另一部分可以通过实施例的应用来获知。
7.本发明与现有技术相比，有下列优越性：
8.1、无需担心运送距离远时间长造成盒饭降温过低，造成用户就餐餐品温度过低的问题，对于供餐量较大的机构可以提前安排生产，然后在自加热保温箱中保存，确保用户就餐品质不降低。
9.2、无需配置复杂或大功率的电源供电线路，可以把多个自加热保温箱互相串联起来，共有一条供电线路，做到依次给每个保温箱供电，不增加供电负荷，因此不需要变更供电线路。
10.3、可以做到随时增加需要被加热的箱子，每个箱子接入供电电线后，在其中一个箱子被加热时，其它未被加热的箱子无电流，箱子之间可以叠堆存放，降低多线供电的复杂度，提高用电环境的安全性。
11.4、还可以在运送途中对保温箱进行加热，利用汽车发动机的电源或者电动汽车的电池对所载多个保温箱进行加热，缩短配送时间，又能保证配餐品质。
12.为了达到上述目的，以及根据这里概括描述的本发明的目的，本发明提供一种自发热保温箱，包括：
13.保温箱体，用于装载物品，隔离箱壁两边温度传导；
14.保温箱盖，用于隔离箱内外温度传导；
15.电源电路，用于接入和输出电源；
16.温度控制电路，用于控制输入本箱子电源；
17.加热器，用于加热箱内散热板。
18.还有，其中所述保温箱体包括：
19.内衬层，用于承载箱内物品；
20.保温层，用于隔离箱壁两边温度传导；
21.箱壳，用于承载内衬层和保温层。
22.再有，其中所述电源电路包括：
23.输入插座，用于接入输电线；
24.输入电路，用于把输入插座的电源接入到温度控制电路；
25.输出电路，用于把温度控制电路的输出电源接入到输出插座；
26.输出插座，用于接入输出电线。
27.更有，其中所述加热器包括：
28.发热丝，用于把电能转换为热能；
29.散热板，用于把热能扩散到与散热板接触的空气。
30.本发明还提供一种温度控制电路，包括：
31.温度传感器，用于采集与传感器接触的空气温度；
32.信号采集电路；用于采集温度传感器的温度信号；
33.温度设置器，用于设置箱内被加热空气的目标温度；
34.比较器；用于把上述温度信号与目标温度对比，获得温度差额数据；
35.开关电路；用于根据上述温度差额数据对输入电源进行控制。
36.更再有，其中所述开关电路包括：
37.加热供电电路，用于为加热器提供电源；
38.对外输出电路，用于对外输出电源；
39.加热状态指示器，用于标识当前加热状态；
40.加热开启器，用于当任一温度传感器的温度信号低于设置的目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中状态信号，关闭对外输出电路；
41.加热关闭器，用于当所有温度传感器的温度信号高于等于设置的目标温度值时，关闭加热供电电路，输出加热完成状态信号，开启对外输出电路。
42.更还有，本发明更提供一种温度控制方法，包括下列步骤：
43.给自发热保温箱输入电路供电；
44.设置并保存保温箱需要的目标温度值；
45.采集多个传感器上的温度，逐一与所设置的目标温度值比较；
46.当任一温度传感器的温度信号低于目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中状态信号，关闭对外输出电路；
47.当所有温度传感器的温度信号高于等于目标温度值时，关闭加热供电电路，输出加热完成状态信号，开启对外输出电路。
48.再还有，本发明再提供一种给多个自发热保温箱加热方法，包括下列步骤：
49.选择任意一个自发热保温箱接入供电电源线，成为第一供电节点箱子；
50.依次用电源线把供电节点箱子的输出插座对接下一个待加热箱子的输入插座；为第一供电节点箱子接入电源；
51.为所有接入的箱子设置并保存保温需要的目标温度值；
52.查看最后一个保温箱的加热状态标识，当其状态为加热完成时，所有箱子的加热都已经完成。
附图说明
53.图1示意性示出本发明一实施方式，自发热保温箱内部结构图；
54.图2示出图1中保温箱体内部结构图；
55.图3示出图1中电源电路内部结构图；
56.图4示出图1中温度控制电路内部结构图；
57.图5示出图1中加热器内部结构图；
58.图6示出图4中开关电路内部结构图；
59.图7示意性示出本发明另一实施方式，一种温度控制方法流程图；
60.图8示意性示出本发明再一实施方式，一种给多个自发热保温箱加热方法流程图。
具体实施方式
61.以下具体介绍本发明的一种实现案例，该案例不是唯一的实现方案，只是为了帮助阅读者理解本方法。
62.如图1所示，本发明实施例，自发热保温箱，包括：
63.保温箱体a，用于装载物品，隔离箱壁两边温度传导；保温箱盖b，用于隔离箱内外温度传导；电源电路c，用于接入和输出电源；温度控制电路d，用于控制输入本箱子电源；加热器e，用于加热箱内散热板。可以采用任何一种实施方案，只要实现每个部件的功能即可，为了进一步说明其每个部件的内部结构，现在结合其它附图说明如下：
64.在附图2，示出图1中保温箱体内部结构图，包括：内衬层a1，用于承载箱内物品；内衬层可以采用无毒级材料制作而成，例如塑料、不锈钢、铝合金等，还可以和散热板结合起来，合二为一，例如采用铝合金板材拉伸或焊接而成；保温层a2，用于隔离箱壁两边温度传导；任何一种导热系数小于或等于0.12的材料都可以，按材料成份分类有：有机隔热保温材料，无机隔热保温材料，金属类隔热保温材料；按材料形状分类有：松散隔热保温材料，板状隔热保温材料，整体保温隔热材料，同行技术人员在理解本方案基础上，根据加工工艺和价格进行选择；箱壳a3，用于承载内衬层和保温层，保温箱的外壳以结实耐用为主，兼顾加工难度和价格，例如，性价比高的塑料材料，如pet、ps、pp、pvc，pe等。
65.图3示出图1中电源电路内部结构图，包括：输入插座c1，用于接入输电线；可以采用任何一种插座方式，例如内嵌式三相电或两相电插座，即三个或两个插头嵌入在箱子外壳孔洞内，也可以采用平面插座，即表面只露出三相电或两相电的插孔，内嵌金属夹头，根
据使用电源的电压和电流考虑插头或金属夹头的材质和接触面，例如可以支持220v交流电和/或48v，110v，200v等；输入电路c2，用于把输入插座的电源接入到温度控制电路；可以采用任何一种电源线，例如铜线、铝线等，一般需要包裹绝缘层，要根据电源电流电压来选择电源线的直径；输出电路c3，用于把温度控制电路的输出电源接入到输出插座；可以采用c2一样的材料；输出插座c4，用于接入输出电线；可以采用和c1一样的结构，但是不能在一个箱子上用两种一样的插座，即如果c1采用的是内嵌式插座，则c3必须采用平面插座；如果c1采用平面式，则c3必须采用内嵌式，防止被误插。
66.图4示出图1中温度控制电路内部结构图；包括：温度传感器d1，用于采集与传感器接触的空气温度；可以采用任何一种温度传感器，例如：热电偶式，热敏电阻式等；信号采集电路d2；用于采集温度传感器的温度信号；通常需要和所采用的温度传感器匹配，例如，热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属a和金属b)构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差；可用测量的电势差来计算温度。不过，电压和温度间是非线性关系，因此需要为参考温度(tref)作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度；这个是已知技术，因此，不必展开；热敏电阻在两条线上测量的是绝对温度，有较好的精度，但它比热偶贵，可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kω，每1℃的温度改变造成200ω的电阻变化。注意10ω的引线电阻仅造成可忽略的0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的；通过输入定量电流再测量其两端电压就可以获得其电阻值，根据电阻值与5kω比较，获得当前箱内的空气温度；这也是现有技术。温度设置器d3，用于设置箱内被加热空气的目标温度；可以采用任何一种技术方案，例如建立三层软件模块：人机交互层、业务逻辑层、数据库层，人机界面层用于人机交互，实现人与机器的互动；业务逻辑层用于执行人机交互指令，数据库层和/或结构性文件层和/或非结构性文件层用于记载执行结果；也可用硬件电路来实现，例如可变电阻电路，某个电阻值代表一个温度值；比较器d4；用于把上述温度信号与目标温度对比，获得温度差额数据；可以采用计算机软件进行计算，例如，把传感器采集的温度减去预设的温度就是温度差额，也可以采用硬件电路进行对比，例如把采集到的热敏电阻阻抗值与预设可变电阻值进行比较，把差额转换为温度差；开关电路d5；用于根据上述温度差额数据对输入电源进行控制；这里可以采用任何一种技术方案，具体实施方案见图6。
67.图5示出图1中加热器内部结构图，包括：发热丝e1，用于把电能转换为热能；通常采用电热合金材料，例如：铁铬铝合金系列，或者镍铬合金系列，做成线状便于与其它材料结合；散热板e2，用于把热能扩散到与散热板接触的空气。可以根据保温箱内衬层的结构做成匹配的结构，例如围绕着内衬层外侧用导热胶粘贴；也可以把内衬层与散热板合二为一，把内衬层采用铝合金制作，外侧粘贴发热丝，让发热丝的热量通过内衬层散发到保温箱内。
68.图6示出图4中开关电路内部结构图，包括：加热供电电路d51，用于为加热器提供电源；可以采用任何一种金属材料外包绝缘材料制作的导线实现，可以和c2或c3采用一样的材料；对外输出电路d52，用于对外输出电源；可以采用d51一样的材料制作；加热状态指示器d53，用于标识当前加热状态；可以采用任何一种技术方案，例如，采用发光二极管，在加热状态时发出红色，在加热完成时发出蓝光；也可以采用蜂鸣器，在加热状态时发出蜂鸣声，在加热完成时停止发出蜂鸣声或者相反；只要可以被人识别加热状态即可；加热开启器
d54，用于当任一温度传感器的温度信号低于设置的目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中信号，关闭对外输出电路；可以采用阻抗测量与对比的电路，例如用单片机作为主控，分别给温度传感器和作为温度设置器的可变电阻接入电流，获得当时的阻抗，换算为所代表的温度，当温度传感器获得温度低于目标温度值时，不给继电器供电或给继电器供电，让继电器处于给加热器供电电路接通状态；还可以采用单片机读取存储器中的目标温度值，再接通温度传感器的电流，获得其阻抗并换算为温度，单片机软件比较两个温度值的差额，当温度传感器获得温度低于目标温度值时，不给继电器供电或给继电器供电，让继电器处于给加热器供电电路接通状态，同时断开输出电路。加热关闭器d55，用于当所有温度传感器的温度信号高于等于目标温度值时，关闭加热供电电路，输出加热完成信号，开启对外输出电路。可以采用和d54一样的实施方案，只是当温度传感器获得温度高于等于设置的温度值时，给继电器相反的供电方案，让继电器处于给加热器供电电路断开状态，同时接通输出电路。
69.图7示意性示出本发明另一实施方式，一种温度控制方法流程图；在s1给自发热保温箱输入电路供电；例如，给输入插座插上电线并接通电源，根据保温箱对供电的要求选择电源特性，例如是220交流电，也可以是48v、200v直流电；s2,设置并保存保温箱需要的目标温度值；该目标温度值可以根据运送距离和当时气候温度选择，再通过任何一种技术手段实现，例如基于单片机的软件三层结构，或者硬件的可变电阻方案，用某个阻抗值代表某个预设温度值；s3,采集多个传感器上的温度，逐一与所设置的目标温度值比较；可以采用基于单片机的三层软件架构方案，也可以采用比较阻抗电路的方案，s4,当任一温度传感器的温度信号低于目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中信号，关闭对外输出电路；实施方案与d54一致；s5,当所有温度传感器的温度信号高于等于目标温度值时，关闭加热供电电路，输出加热完成信号，开启对外输出电路；实施方案与d55一致。
70.图8示意性示出本发明再一实施方式，一种给多个自发热保温箱加热方法流程图；在t1，选择任意一个自发热保温箱接入供电电源线，成为第一供电节点箱子；可以采用电源线插入输入插座的方式；在t2，依次用电源线把供电节点箱子的输出插座对接下一个待加热箱子的输入插座；可以用电源线一端插入第一供电节点箱子的输出插座，另一端插入待加热箱子的输入插座；在t3，为第一供电节点箱子接入电源；可以把第一供电节点的电源线插上电源，可以根据应用场景确定电源规格，例如220v交流电，48v，200v直流电等；在t4，为所有接入的箱子设置并保存保温需要的目标温度值；例如基于单片机的软件三层结构，或者硬件的可变电阻方案，用某个阻抗值代表某个预设目标温度值；在t5，查看最后一个保温箱的加热状态标识，当其状态为加热完成时，所有箱子的加热都已经完成；由于串联多个箱子的加热是逐一完成的，根据接入第一供电节点箱子的次序，依次给每个箱子加热，只有当前加热的箱子完成加热后才会给下一个箱子加热，因此，最后一个箱子加热完成就代表所有箱子都加热完成了；可以拔除第一供电节点箱子的电源线；可以先拔除插入电源端的插头，再拔除插入第一供电节点箱子端的插头，尽量避免带电作业；再拔除其它箱子的电源线，可以依次拔除每个箱子的电源线，也可以同时拔除任一箱子的电源线。
71.以上是一种一般化的实施方法，同行的技术人员在理解本发明原理的基础上，可以衍变出多种实施方法，例如把温度传感器固定在内衬层上的各个部位，如果内衬层与散热板合二为一，则温度传感器的触头不能与散热板直接接触即可，以避免采集的是散热板
的温度；多个箱子需要加热时，可以在其它箱子加热过程中随时加入，不必等箱子加热完成再加热；给自发热保温箱输入电路供电与设置并保存保温箱需要的目标温度值之间没有先后关系，可以任意顺序；都是本发明的保护范围。

技术特征：
1.自发热保温箱，其特征在于包括：保温箱体，用于装载物品，隔离箱壁两边温度传导；保温箱盖，用于隔离箱内外温度传导；电源电路，用于接入和输出电源；温度控制电路，用于控制输入本箱子电源；加热器，用于加热箱内空气温度。2.如权利要求1所述的自发热保温箱，其特征在于所述保温箱体包括：内衬层，用于承载箱内物品；保温层，用于隔离箱壁两边温度传导；箱壳，用于承载内衬层和保温层。3.如权利要求1所述的自发热保温箱，其特征在于所述电源电路包括：输入插座，用于接入输电线；输入电路，用于把输入插座的电源接入到温度控制电路；输出电路，用于把温度控制电路的输出电源接入到输出插座；输出插座，用于接入输出电线。4.如权利要求1所述的自发热保温箱，其特征在于所述加热器包括：发热丝，用于把电能转换为热能；散热板，用于把热能扩散到与散热板接触的空气。5.一种温度控制电路，其特征在于包括：温度传感器，用于采集与传感器接触的空气温度；信号采集电路；用于采集温度传感器的温度信号；温度设置器，用于设置箱内被加热空气的目标温度；比较器；用于把上述温度信号与目标温度对比，获得温度差额数据；开关电路；用于根据上述温度差额数据对输入电源进行控制。6.如权利要求5所述的温度控制电路，其特征在于所述开关电路包括：加热供电电路，用于为加热器提供电源；对外输出电路，用于对外输出电源；加热状态指示器，用于标识当前加热状态；加热开启器，用于当任一温度传感器的温度信号低于设置的目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中状态信号，关闭对外输出电路；加热关闭器，用于当所有温度传感器的温度信号高于等于设置的目标温度值时；关闭加热供电电路，输出加热完成状态信号，开启对外输出电路。7.一种温度控制方法，其特征在于包括下列步骤：给自发热保温箱输入电路供电；设置并保存保温箱需要的目标温度值；采集多个传感器上的温度，逐一与所设置的目标温度值比较；当任一温度传感器的温度信号低于目标温度值时，开启加热供电电路，输出加热中状态信号，关闭对外输出电路；当所有温度传感器的温度信号高于等于目标温度值时，关闭加热供电电路，输出加热
完成状态信号，开启对外输出电路。8.一种给多个自发热保温箱加热方法，其特征在于包括下列步骤：选择任意一个自发热保温箱接入供电电源线，成为第一供电节点箱子；依次用电源线把供电节点箱子的输出插座对接下一个待加热箱子的输入插座；为第一供电节点箱子输入电源；为所有接入的箱子设置并保存保温需要的目标温度值；查看最后一个保温箱的加热状态标识，当其状态为加热完成时，所有箱子的加热都已经完成。

技术总结
本发明提供一种可以自己内部加热的保温箱，根据在途时间预设保温温度目标值，在接入电源进行加热达到预设温度目标值后自动停止加热，用于装载热链盒饭进行较长距离的运送，保障不降低就餐品质；还提供多个自加热保温箱串联加热技术，用于把多个保温箱互相串联进行一次性加热，减少并联加热接入多路电源存在的混乱和供电复杂的问题，降低作业难度。降低作业难度。降低作业难度。


技术研发人员：田小平
受保护的技术使用者：田小平
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/8/24