从电饭锅的传感器设在哪里谈起

王永光

电饭锅及类似器具的传感器，历经半个世纪的产品实践，已经有磁钢温控器和热敏电阻两种，形成了磁钢温控电饭锅和电子温控电饭锅两大类产品，目前磁钢温控电饭锅仍然占据着国内主流市场。笔者认为磁钢温控电饭锅是个优秀的机电一体化之作，而历经四十余年的电子温控电饭锅，尚未实现机电一体化设计，形成了典型的“林黛玉式”产品。本文从传感器角度分析这两类产品的特征。

磁钢温控器是在米饭烹煮过程中，水被大米吸干后锅底温度骤升，致使磁钢温控器断电，此后利用电热盘的余热把米饭焖熟。磁钢温控器属于01判别式传感器，可靠程度高。而电热盘的余热，则是弥补磁钢温控器不能自复致熟米饭的重要环节。以上，磁钢温控器对锅底有水、无水实施有无判别，是很高明的设计手法，而利用电热盘的余热致熟米饭，则显现出优秀的机电一体化设计水平。

电子温控电饭锅的传感器以热敏电阻为主流，通过传感器随时调节加热功率，似乎是合理的，然而，首先，它失去了01判别的优势。其次，对锅内温度超过90℃后，就难以实施有效的调节加热功率，即无法在沸点温度附近实施控制。也就是说电子温控电饭锅，在适应相关标准中“2000米海拔以下适用”的要求上，是无能为力的！这一点显然是烹饪控制上的软肋。第三，电子线路通过传感器控制器具的形式，是机电一体化设计要求的倒退。第四，在锅盖部件上设置温度传感器，给锅盖部件的拆卸清洗带来不便，让其产品止步于高档系列。该类产品中的立体加热、厚釜均温等蹩脚的补丁技术，被认为是林黛玉的丫环……

在以米饭为主要烹饪形式的电热锅具中，由于米饭烹煮的特殊需求涉及锅内传热状况等要素，米饭的烹饪效果一直是业内关注的技术焦点，致使一度在很长的时间内，掩盖了电饭锅向多功能化的发展需求。对现有国内外市场最高档的电饭锅产品，在多功能发展史上的考量，除了煮各种米饭外，就只有半锅泡粥（因为它没有经过沸腾翻滚式的熬煮）。

电饭锅的发展，受限于温度传感器，在温度传感器的精度提高、设置数量和位置上徘徊了四十几年，是什么原因致使国内外业内众多工程技术人员，执着在温度传感器上而不能自解……

笔者提出一个全新的理念——把“锅”作为传感器。

传感器的作用可以理解为：将一个物理量转换为另一个物理量。把锅作为传感器指的是利用水达沸点温度时，水变汽体积骤增致使驱动锅盖的热物理特征，实现“水达沸点时锅盖动”的物理量转换，锅就成为了传感器，锅盖还能驱动开关实施控制，能把食物放在传感器内是一种突破性尝试。笔者称其为：汽动传感器。

磁钢传感器与汽动传感器对比，有以下几个特征：前者是抓住烹煮米饭时锅底有水、无水的热物理特征，而后者是抓住烹饪时锅内水的汽化体积骤增的热物理特征；前者只能适应米饭，而后者是能适应锅内有水的烹饪，试制的几种产品都能够把“锅内有水”扩展到锅巴饭、烙饼等极少水的烹饪。前者是个独立的传感器，而后者已经把传感器与锅一体化了；前者只能一次性断电，而后者可以在汽化与冷凝之间反复运作……可见，把锅作为传感器，作为锅内水的汽化与冷凝的传感器，使得电饭锅产品有了更加广阔的发展前景。现有产品表明，汽动结构可以把锅内压力，准确而稳定地控制在1.0kPa左右，其控制误差不过十几个百分点。

锅内表计压力1kPa时，折合温度是比沸点温度高出约0.3℃，基于这0.3℃所带来的烹饪功能与口感的特征，我们称作“黄金烹饪温区”。示意图说明：横坐标为烹饪时间，纵坐标为烹饪温度，纵坐标的起始值为使用地水的沸点温度，鉴于水的沸点温度受多种因素影响，因此这一起始值是以波动的曲线示意。纵坐标的0.3℃的横线，示意锅内温度比使用地水的沸点温度高出的数值，锯齿形曲线示意实际工作的控制过程。

汽动结构的应用可以概括为：有汽化现象存在的器具及烹饪可适用。用蒸汽驱动锅盖带动开关来取代磁钢温控器，除了省去独立的传感器外，还使得器具不再受限于铸铝电热盘和铝内锅，仅就其内锅的材质就有了更加丰富地选择，汽动结构可以适应现有常见的内锅，如不锈钢锅、搪瓷锅、陶锅、瓷锅、玻璃锅等。

汽动结构的诞生，为拓展电饭锅及类似器具的功能、为丰富电热器具的品类、为丰富电热烹饪的沸腾烹饪方式，为产品带来更多的设计和发展空间，也为业内一直困惑在电子温控中的工程技术人员，带来新的发展方向。有理由相信，随着汽动结构产品的不断开发，我国仍沿用半个世纪前日本人发明的电饭锅的局面，会得到根本的改变。