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蘇泊爾電壓力鍋改為酸奶機(jī)的原理與方法

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目前市場(chǎng)上賣的或贈(zèng)送的酸奶機(jī)容積較小，并且只能用酸奶機(jī)廠家提供的塑料內(nèi)膽制作酸奶，在制作酸奶的量與分裝上很不方便，為此，對(duì)家中的一款蘇泊爾CYSB50YC10-100電壓力鍋進(jìn)行改制，成功把該鍋的保溫功能改為（加裝）酸奶機(jī)功能，在制作酸奶時(shí)，既能使用大容積的5升內(nèi)膽直接制作，又能把加入酸奶引子的牛奶先分裝到專用酸奶小瓶子中封口，再放入加了水的內(nèi)膽中制作，實(shí)現(xiàn)了制作酸奶量可大可小，分裝非常方便。

一、酸奶機(jī)工作原理

酸奶是牛奶中按一定的比例加入成品酸奶作為引子或牛奶中直接加入酸奶菌粉，在約41℃環(huán)境中發(fā)酵一定時(shí)間而成的乳制品。酸奶機(jī)就是把待發(fā)酵的奶制品加熱到41攝氏度左右并長(zhǎng)時(shí)間保持該溫度的恒溫設(shè)備。

二、蘇泊爾電壓力鍋保溫功能分析與測(cè)試

蘇泊爾CYSB50YC10-100電壓力鍋采用微處理器控制與處理，具有煮飯、燉肉、保溫等功能，煮飯、蒸米、燉肉等功能會(huì)使鍋內(nèi)溫度上升很高，壓力最大達(dá)到70千帕，經(jīng)過一定時(shí)間的高溫高壓后停止加熱，慢慢降溫降壓并自動(dòng)轉(zhuǎn)入斷續(xù)加熱保溫，也可加電后直接按保溫檔功能，使內(nèi)膽中的物品慢加熱并最終保持在某溫度范圍內(nèi)。為了測(cè)出保溫的最終溫度，使用密封防水探頭并用長(zhǎng)線與液晶顯示屏相連的ST-1A測(cè)溫計(jì)，把探頭放入鍋內(nèi)內(nèi)膽水中，輕輕合上鍋蓋（不旋轉(zhuǎn)鍋蓋，防止夾斷溫度探頭線），直接按保溫檔進(jìn)入保溫狀態(tài)，隨后聽到鍋內(nèi)的繼電器閉合加熱，鍋內(nèi)溫度開始上升，而后，聽到繼電器每隔一段時(shí)間響一次，反復(fù)斷開加熱與加熱，半個(gè)小時(shí)以后查看，溫度一直保持在66℃與69℃之間。這說明該鍋的保溫檔最終保溫溫度為67±2℃，用于保溫食物可以，但用于制作酸奶時(shí)溫度太高。

三、測(cè)溫盤的測(cè)試

打開該鍋底蓋查看，發(fā)現(xiàn)加熱盤中心孔內(nèi)有一帶彈簧的鋁質(zhì)倒蘑菇形圓柱（圓柱中心引出兩根黑色線通向電腦板），估計(jì)是內(nèi)部封裝有熱敏電阻的測(cè)溫盤（本文暫稱為測(cè)溫盤），但由于電腦板安裝在側(cè)面，非常難拆缷，故只能采用別的辦法進(jìn)行測(cè)試。該鍋不放內(nèi)膽時(shí)，測(cè)溫盤在彈簧力作用下與加熱盤直接接觸，此時(shí)測(cè)溫與控制加熱可防止干燒。放入內(nèi)膽后，測(cè)溫盤被下壓與加熱盤脫離，僅與內(nèi)膽接觸，此時(shí)測(cè)得的溫度是內(nèi)膽的溫度，微處理器對(duì)膽內(nèi)物品進(jìn)行測(cè)溫后按預(yù)設(shè)程序進(jìn)行加熱控制。

斷電后在測(cè)溫盤兩根引線適當(dāng)位置剝開微小部分，分別焊接導(dǎo)線引到鍋外進(jìn)行測(cè)量（注意：該壓力鍋的低壓供電部分采用電容降壓，所有連線均帶有高壓，所以進(jìn)行以下操作時(shí)必須保持人體與高壓或低壓電源的隔離。引到鍋外的線與其它元件最好焊接在電路板上，測(cè)量時(shí)手拿無(wú)覆銅的部分）。把壓力鍋接通電源并選擇保溫功能，常溫下測(cè)兩根線之間有4.4V的電壓，隨著膽內(nèi)溫度的上升，此電壓降低，這說明測(cè)溫盤內(nèi)極有可能是一負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，因其上帶有直流電壓和串接有其它阻容元件，所以不能在路測(cè)量熱敏電阻的阻值。

為了方便測(cè)量與表述，這里把測(cè)溫盤通向微處理器電壓較低的黑色線叫做A線，把測(cè)溫盤通向微處理器電壓較高的另一根線叫做B線，A線上引到鍋外線的焊點(diǎn)稱為a點(diǎn)，從a點(diǎn)引向鍋外的線稱為a線；B線上引到鍋外線的焊點(diǎn)為b點(diǎn)，為了進(jìn)一步測(cè)量，在b點(diǎn)處切斷B線，通向測(cè)溫盤的斷點(diǎn)稱為c點(diǎn)，另一斷點(diǎn)仍稱為b點(diǎn)，從b點(diǎn)、c點(diǎn)引到鍋外的線分別稱為b線、c線，在鍋外，b線、c線之間加一開關(guān)K進(jìn)行測(cè)量，如圖1所示。

圖1　鍋外測(cè)量引線

閉合開關(guān)K，壓力鍋（內(nèi)膽加入2升水）接通電源并選擇保溫功能，半小時(shí)后壓力鍋達(dá)到保溫狀態(tài)。當(dāng)溫度降到66℃左右時(shí)，微處理器開始再次加熱，一分鐘內(nèi)繼電器會(huì)通斷共約4至6次，而后在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不再通斷，這時(shí)查看溫度計(jì)，當(dāng)溫度達(dá)到最高時(shí)（約69℃），迅速斷開開關(guān)K，測(cè)量a線與c線兩者之間的電阻并記錄下來(lái)，而后閉合開關(guān)K。經(jīng)多次測(cè)量，溫度越高，a線與c線兩者之間電阻越小，最小可達(dá)到18千歐。在測(cè)量阻值時(shí)（斷開K），順便測(cè)量ac之間的電壓，一直為0V，這說明，測(cè)溫盤內(nèi)確實(shí)是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。

幾個(gè)關(guān)鍵溫度點(diǎn)的阻值測(cè)量：

（1）溫度達(dá)到最高時(shí)（設(shè)為T1）斷開開關(guān)K測(cè)ac之間的阻值（設(shè)為R1，測(cè)量時(shí)斷開K，下同）。經(jīng)多次測(cè)量求平均值，取T1=68℃，R1=18.4千歐。

（2）保溫時(shí)，溫度逐漸降低，當(dāng)降到某個(gè)溫度點(diǎn)（設(shè)為T2）繼電器第一次響聲時(shí)（再次加熱開始的瞬間），迅速測(cè)量ac間的阻值（設(shè)為R2）。

（3）測(cè)量完畢后閉合開關(guān)K，壓力鍋會(huì)按照加熱5∽8秒，停止加熱16∽30秒的順序重復(fù)3次左右。測(cè)量繼電器最后一次響聲時(shí)（一般為第四或第六響聲）溫度（設(shè)為T3）以及此時(shí)ac間阻值（設(shè)為R3），測(cè)完R3后立即閉合開關(guān)K，在50秒鐘之內(nèi)繼電器不再有響聲，就認(rèn)為T3與R3測(cè)量完畢。T3、 R3是一組重要數(shù)據(jù)。經(jīng)過測(cè)量，本文取T2=66.1℃，R2=19.6千歐，T3=67℃，R3=19.1千歐。

（4）斷開K后，鍋內(nèi)溫度降到40℃時(shí)（設(shè)為T4）測(cè)ac之間的阻值（設(shè)為R4）。本文取T4=41℃，R4=52.08千歐，R4是本文第二個(gè)重要數(shù)據(jù)。

四、功能改制原理與參數(shù)計(jì)算

功能改制原理與分析：本次主要是把壓力鍋的保溫功能改為制作酸奶功能，換句話說就是要把壓力鍋的保溫溫度由66℃調(diào)整到41℃。從上面的測(cè)試可以看出，微處理器只要測(cè)量到熱敏電阻阻值變小到19.1千歐時(shí)（實(shí)際上系統(tǒng)測(cè)得的是熱敏電阻上的電壓值），就認(rèn)為保溫溫度達(dá)到了最高加熱溫度T3=66.7℃，立即停止加熱；微處理器一旦測(cè)量到熱敏電阻阻值變大到19.6千歐，就認(rèn)為保溫溫度降到了最低溫度T2=66.1℃，就開始加熱，如此反復(fù)，達(dá)到保溫效果。微處理器沒有直接測(cè)量溫度，而是通過測(cè)量熱敏電阻的電壓大小，來(lái)間接判斷溫度的高低。因此，改制的辦法就是在溫度達(dá)到41℃時(shí)，想辦法改變此溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ac間阻值為19.1千歐，就可以停止加熱；在溫度降到40.5℃，想辦法改變此溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的ac間阻值為19.6千歐，就可以繼續(xù)加熱，從而使保溫溫度達(dá)到41℃左右。

參數(shù)計(jì)算：在41℃，Rac=52.08千歐，若要使此時(shí)的Rac=19.1千歐，經(jīng)計(jì)算，只要在熱敏電阻上并聯(lián)上一個(gè)Rx=30161歐的電阻即可，因手頭沒有如此精確的電阻，就用一個(gè)30千歐的電阻取代Rx。熱敏電阻并聯(lián)上30千歐的電阻后，反向推算二次啟動(dòng)加熱時(shí)熱敏電阻阻值為56538歐，此時(shí)溫度為39.7℃左右。

五、功能驗(yàn)證

在ac間焊接一個(gè)30千歐的電阻，閉合開關(guān)K，內(nèi)膽加入2升冷水放入鍋內(nèi)，放置好溫度探頭，合上上蓋，選擇保溫功能，開始對(duì)改制后的保溫溫度進(jìn)行檢驗(yàn)。反復(fù)加熱約11分鐘后第一次達(dá)到最高溫度T1=41.97℃，大約過了8分鐘，膽內(nèi)溫度降到T2=40.5℃時(shí)開始了第二次的保溫加熱；第二次T1=43.4℃， 大約過了10分鐘，膽內(nèi)溫度降到T2=40.6℃時(shí)開始了第三次的保溫加熱…，經(jīng)過監(jiān)測(cè)，膽內(nèi)溫度一直保直在40.3℃至42.9℃之間，功能改制基本算是成功。

功能改制雖然成功，但實(shí)際中有幾點(diǎn)與前面計(jì)算不太符合：一是保溫時(shí)最低溫度時(shí)的再次加熱溫度，通過前面的計(jì)算應(yīng)在39.7℃，而實(shí)際在40.4±0.2℃，這個(gè)“沒想到”不但不影響41℃保溫功能，反而更能精確控制了保溫效果；二是改制后的最高溫度T1，多次測(cè)得的T1不盡相同，最高的達(dá)到43℃，有點(diǎn)高，也有點(diǎn)擔(dān)心，這是因?yàn)闇囟冗_(dá)到T2時(shí)加熱盤雖停止了供電不再加熱，但加熱盤的高余熱會(huì)繼續(xù)對(duì)內(nèi)膽加熱。后來(lái)通過膽內(nèi)多加水使T1的擺動(dòng)幅度有所降低，最高達(dá)到42.5℃。三是改制前在測(cè)ac之間的電壓時(shí)，一并測(cè)量了ab之間的電壓，K斷開時(shí)，ab間電壓一直為5V，K閉合時(shí)，測(cè)ac即ab間的電壓得到幾組數(shù)據(jù)，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)b點(diǎn)與+5V電源間不是純電阻電路，所以文中既不能使用分壓法分析，也不能使用電流乘以電阻的方法分析電壓。

六、電壓力鍋原功能的保留

測(cè)溫盤并聯(lián)30千歐的電阻后，壓力鍋的煮飯、燉肉、67℃的保溫等功能將受到影響，為了保留原有功能，采用30K電阻串一開關(guān)再并聯(lián)的方法進(jìn)行解決，最終改制的電路如圖2所示。

圖2　改制后的引線與加裝元件

在圖1的基礎(chǔ)上，鍋內(nèi)b、c兩點(diǎn)焊接在一起稱為b點(diǎn)，去除c線，保留a、b兩根引線，30K電阻一端焊接在a線上，另一端焊接在開關(guān)K的一個(gè)端子，開關(guān)K的另一個(gè)端子焊接在b線上。在鍋底的塑料外殼適當(dāng)位置挖一長(zhǎng)方形小孔，容納下開關(guān)K的撥動(dòng)塑料片，并可左右撥動(dòng)，而后用鏍絲從鍋底外部把開關(guān)K固定在鍋底塑料內(nèi)部，開關(guān)K閉合一端標(biāo)記為“酸奶”，斷開一端標(biāo)記為“正?！?。制作酸奶時(shí)，開關(guān)K的撥動(dòng)片撥到“酸奶”端，并選擇保溫功能；其它時(shí)間撥到“正?！倍耍梢允褂脡毫﹀伒脑泄δ?。

決蒙，武警河南總隊(duì)網(wǎng)管中心工程師。