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[摘 要]随着科技的快速发展,电子技术在家用电器方面的应用前景十分广阔,家用电器逐渐向着更系统完善的功能、便捷化的操作、以及高端的享受来发展。本文分析总结了家用电器设计开发目前所涉及的电子技术,主要包括信号采集处理技术、传感技术以及自动检测系统,并对电子技术在家用电器中未来的发展前景进行展望。
[关键词]家用电器;电子技术;现状;前景
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0003-01
前言:随着科技的不断发展,家用电器的需求量越来越多,对家用电器智能化的要求也越来越高,目前家用电器中,厨房家电也越来越高端化、智能化,如电磁炉、IH电饭煲、IH电压力锅等这些厨房家电产品为人们提供了很大的便利,对这些电器电子技术的研发,可以节约耗电率,提高能源利用率,同时也提高了人们的生活品质。同时,对选择先进的电子技术还可以提高这些家用电器给人们生活带来更高品质的体验。因此本文分析探讨了家用电子技术的发展现状,以及未来的应用前景,为提高家电电子技术的发展提供一定的参考依据。
1.家电常用电子技术
1.1 信号采集处理技术
从20世纪80年代开始,计算机电子技术已经广泛的应用到家用电器中去,不断完善了家用电器的自动化功能,随着电子技术的不断发展,目前家用电器采用变频技术在提高自动化的同时还节约能源。一种电力参数的信号获得与处理主要包括采集、存储、控制、运算等,对家电信号采集处理技术主要是指运用特定的电频转换和匹配电路的方法对变频家电的工作电压、频率、电流等相关参数的采样、储存以及数字化处理。在早期通过采集标准正弦基波信号,并运用瞬时无功理论来计算功率,这种方法对于线性负荷的家电非常适用。但是目前,随着微电子技术的快速发展,变频信号的广泛应用,之前的电力参数计算方法有很大的误差,许多学者对非正弦信号的电力相关参数检测方法进行研究,如采用均方根算法、傅里叶变换来计算非正弦信号的电力相关参数,同时一种可以根据被检测信号的频率来改变自己的检测频率的信号自适应采样检测方法被广泛的应用。
1.2 传感技术
家电在电子器件等核心部件上的努力,提高了家电的运行效率,但是家电的发展不断向着智能化方向发展,而传感技术的发展对家电产品向智能化方向的发展起着至关重要的作用。电子技术中常见的传感技术为(电力传感器、电磁型电力传感器、热敏传感器、光纤温度传感器、超声传感器、红外传感器、气体传感器、光学传感器、流量流速传感器、压力位移传感器、加速度传感器等)。对于电磁炉、电压力锅、电饭煲等家用电器,这些家用电器需要根据具体的适用产品来调节自己的功率和频率,通过运用热力传感技术,可以感受食物的温度,并根据不同的食材设置不同的温度曲线,做出来的最好味道。目前,常见的微波炉采用传感技术能够更好的调节自己的温度,并且根据锅中食物的含量可以及时控制热量,提高了微波炉的适用安全性。空调电器在20世纪90年代就已经开始发展,将热力传感技术运用到空调开发上,利用热力传感技术可以测定人体表面温度,从而有效的调节风速和风量,使人体能获得舒适的享受。最近市面上出现的一种温水冲洗马桶,它利用多种传感装置,提高监控的精密度,可以控制冲洗的温度和水量,这样可以提高该电器的服务质量,还可以节约水量。利用三维传感技术将吸烟油机与灶具的联在一起,在点火时吸烟油机自动启动,在熄火时,吸烟油机可以延时熄灭,这样即可以将油烟吸干净,并且还能节约一定的能源。
1.3 信号除杂方式
电力电子技术的发展经历了晶匣管整流时代、逆变时代和现代变频时代,在家用电器中变频电子技术得到了广泛的应用,但是变频技术的应用对信号质量要求很高。在家用电器中对信号除杂的方式的研究可以提高家电信号接收质量,在变频自动化家电设计中,信号的收发常会受到其他各种噪音的干扰,如电器开关时产生的信号,以及在工作中电器产生杂音,为了减少这些噪音,研究人员采用了数字低通滤波来减小信号噪音。
2.对家电电子技术的展望
下表1为一些家用电器在发展现状
由该表1可知,家用电器的电子技术正在逐渐朝着智能化、节能化、便捷多功能化发展。
2.1 家用电器智能化
家用电器的开发和应用正在向着智能化方向来发展,计算机技术可以提高家用电的自动化控制功能,因此在家用电器中越来越得到广泛的应用。使用网络信息交换技术可以提高家电的智能化技术发展,在设计家电时,不仅要考虑家电的使用技能,还可以提高家电简便操作方法,采用网络技术可以用来检测家用电器,如洗衣机、电视等智能电器的运行情况,同时,可以利用网络技术远程控制家用产品,多媒体智能电冰箱的发展是家电网络技术的应用代表性的一类电器,这一类电冰箱运用计算机技术可以显示出电冰箱里面食物的数量、他们的保质期,以及这些食物的最佳烹饪方式,并且可以告诉使用者冰箱中的缺乏的东西。利用互联网技术可以及时的监控家电的使用情况,并可以及时的将信息反馈给生产厂家,既有利于家电的及时修理,并且还可以让生产厂家收集到家电常见的故障问题,进而对家电产品进一步优化。美国一家公司利用计算机技术对厨房中的电器进行管理,研制成了一套全自动化的厨具,采用触屏模式直接控制电饭煲、电磁炉、微波炉、豆浆机等这些电器的启动和调控。提高了人们的舒适感觉。
2.2 家用电器节能化
家用电器都需要电力,我国的发展战略是可持续化的绿色发展,太阳能热水器的开发和运用可以有效的节约能源,由于太阳能的功率不够稳定,因此将太阳能转化电子技术和与加热装置联合运用,既可以保障电器的正常运用,还可以有效的节约能源。在对家用电器进行管理时家用电器智能化的发展还需要对所需电源进行智能化管理。对所有家用电器的集中化管理可以优化调节家电的末端运行状态,最大限度的调节电力使用情况,采用计算机技术和其他电子技术如电子传感技术对家用电器的运营参数进行实时监控,从而制定出合理的运行方式。在未来,节约能源仅仅通过优化处理方式是不能彻底的做到节能化目标。对于电源的研究和发展是未来的发展方向,运用太阳能、风能、水能等各种能源,将这些天然能源运用电子技术转变成电源,比如采用可再生能源进行发电,或者采用蓄电池发电。运用各种传感器减少过剩的产品运行,及时的开启或关闭电源,来达到节约能量的目的,同时采用风力发电装置、太阳能发电装置等装置与电力装置结合,可以有效的利用自然界的一切能源,达到节约用电的目的。
2.3 便捷化
随着经济的快速发展,人们生活工作的节奏不断加快,对产品的操作要求越来越简便化,家用电器的到来代替了以木头为燃料进行加热产品的传统烹饪方法。之前的煤气罐的应用不仅操作不便,而且还存在一定的危险,电子技术在家用电器的发展和应用为人们提供了很多的便利,随着电子技术的发展,数字化、全控化的应用不仅降低了家用电器在开关时容易烧坏的几率,而且采用高频斩波的方式以及传感器控制的方式可以自动控制电器,如,烘焙箱的设计和开发,可以自动的控制温度,不需要再进行手动调节;微波炉的设计,运用为微波加热的方式,加热效果好,速度快,加热的产品味道不会影响很大。未来家用电器的发展会根据电子技术的发展,向着更加便捷化的方向发展,提高家用电器的使用质量。
3.结论
综上所述,电力电子技术的发展经历了晶匣管整流时代、逆变时代和现代变频时代,现在变频技术在家用电器中应用十分广泛。家用电器中常用的电子技术主要包括信息采集技术、传感技术、以及信号除杂技术,这些技术的应用提高了家用电器的使用品质,未来家用电器的发展,将会向着智能化、节能绿色化、便捷化的方向发展。
参考文献
[1] 邢潇.基于便携式脑—机接口的智能家电控制系统研究[D].天津职业技术师范大学,2014.
[2] 黄逊青.白色家用电器智能化技术发展[J].电器,2011,02:50-52.
[3] 熊才俊.变频家电电力参数自动检测关键技术研究[D].安徽建筑大学,2014.
[关键词]家用电器;电子技术;现状;前景
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0003-01
前言:随着科技的不断发展,家用电器的需求量越来越多,对家用电器智能化的要求也越来越高,目前家用电器中,厨房家电也越来越高端化、智能化,如电磁炉、IH电饭煲、IH电压力锅等这些厨房家电产品为人们提供了很大的便利,对这些电器电子技术的研发,可以节约耗电率,提高能源利用率,同时也提高了人们的生活品质。同时,对选择先进的电子技术还可以提高这些家用电器给人们生活带来更高品质的体验。因此本文分析探讨了家用电子技术的发展现状,以及未来的应用前景,为提高家电电子技术的发展提供一定的参考依据。
1.家电常用电子技术
1.1 信号采集处理技术
从20世纪80年代开始,计算机电子技术已经广泛的应用到家用电器中去,不断完善了家用电器的自动化功能,随着电子技术的不断发展,目前家用电器采用变频技术在提高自动化的同时还节约能源。一种电力参数的信号获得与处理主要包括采集、存储、控制、运算等,对家电信号采集处理技术主要是指运用特定的电频转换和匹配电路的方法对变频家电的工作电压、频率、电流等相关参数的采样、储存以及数字化处理。在早期通过采集标准正弦基波信号,并运用瞬时无功理论来计算功率,这种方法对于线性负荷的家电非常适用。但是目前,随着微电子技术的快速发展,变频信号的广泛应用,之前的电力参数计算方法有很大的误差,许多学者对非正弦信号的电力相关参数检测方法进行研究,如采用均方根算法、傅里叶变换来计算非正弦信号的电力相关参数,同时一种可以根据被检测信号的频率来改变自己的检测频率的信号自适应采样检测方法被广泛的应用。
1.2 传感技术
家电在电子器件等核心部件上的努力,提高了家电的运行效率,但是家电的发展不断向着智能化方向发展,而传感技术的发展对家电产品向智能化方向的发展起着至关重要的作用。电子技术中常见的传感技术为(电力传感器、电磁型电力传感器、热敏传感器、光纤温度传感器、超声传感器、红外传感器、气体传感器、光学传感器、流量流速传感器、压力位移传感器、加速度传感器等)。对于电磁炉、电压力锅、电饭煲等家用电器,这些家用电器需要根据具体的适用产品来调节自己的功率和频率,通过运用热力传感技术,可以感受食物的温度,并根据不同的食材设置不同的温度曲线,做出来的最好味道。目前,常见的微波炉采用传感技术能够更好的调节自己的温度,并且根据锅中食物的含量可以及时控制热量,提高了微波炉的适用安全性。空调电器在20世纪90年代就已经开始发展,将热力传感技术运用到空调开发上,利用热力传感技术可以测定人体表面温度,从而有效的调节风速和风量,使人体能获得舒适的享受。最近市面上出现的一种温水冲洗马桶,它利用多种传感装置,提高监控的精密度,可以控制冲洗的温度和水量,这样可以提高该电器的服务质量,还可以节约水量。利用三维传感技术将吸烟油机与灶具的联在一起,在点火时吸烟油机自动启动,在熄火时,吸烟油机可以延时熄灭,这样即可以将油烟吸干净,并且还能节约一定的能源。
1.3 信号除杂方式
电力电子技术的发展经历了晶匣管整流时代、逆变时代和现代变频时代,在家用电器中变频电子技术得到了广泛的应用,但是变频技术的应用对信号质量要求很高。在家用电器中对信号除杂的方式的研究可以提高家电信号接收质量,在变频自动化家电设计中,信号的收发常会受到其他各种噪音的干扰,如电器开关时产生的信号,以及在工作中电器产生杂音,为了减少这些噪音,研究人员采用了数字低通滤波来减小信号噪音。
2.对家电电子技术的展望
下表1为一些家用电器在发展现状
由该表1可知,家用电器的电子技术正在逐渐朝着智能化、节能化、便捷多功能化发展。
2.1 家用电器智能化
家用电器的开发和应用正在向着智能化方向来发展,计算机技术可以提高家用电的自动化控制功能,因此在家用电器中越来越得到广泛的应用。使用网络信息交换技术可以提高家电的智能化技术发展,在设计家电时,不仅要考虑家电的使用技能,还可以提高家电简便操作方法,采用网络技术可以用来检测家用电器,如洗衣机、电视等智能电器的运行情况,同时,可以利用网络技术远程控制家用产品,多媒体智能电冰箱的发展是家电网络技术的应用代表性的一类电器,这一类电冰箱运用计算机技术可以显示出电冰箱里面食物的数量、他们的保质期,以及这些食物的最佳烹饪方式,并且可以告诉使用者冰箱中的缺乏的东西。利用互联网技术可以及时的监控家电的使用情况,并可以及时的将信息反馈给生产厂家,既有利于家电的及时修理,并且还可以让生产厂家收集到家电常见的故障问题,进而对家电产品进一步优化。美国一家公司利用计算机技术对厨房中的电器进行管理,研制成了一套全自动化的厨具,采用触屏模式直接控制电饭煲、电磁炉、微波炉、豆浆机等这些电器的启动和调控。提高了人们的舒适感觉。
2.2 家用电器节能化
家用电器都需要电力,我国的发展战略是可持续化的绿色发展,太阳能热水器的开发和运用可以有效的节约能源,由于太阳能的功率不够稳定,因此将太阳能转化电子技术和与加热装置联合运用,既可以保障电器的正常运用,还可以有效的节约能源。在对家用电器进行管理时家用电器智能化的发展还需要对所需电源进行智能化管理。对所有家用电器的集中化管理可以优化调节家电的末端运行状态,最大限度的调节电力使用情况,采用计算机技术和其他电子技术如电子传感技术对家用电器的运营参数进行实时监控,从而制定出合理的运行方式。在未来,节约能源仅仅通过优化处理方式是不能彻底的做到节能化目标。对于电源的研究和发展是未来的发展方向,运用太阳能、风能、水能等各种能源,将这些天然能源运用电子技术转变成电源,比如采用可再生能源进行发电,或者采用蓄电池发电。运用各种传感器减少过剩的产品运行,及时的开启或关闭电源,来达到节约能量的目的,同时采用风力发电装置、太阳能发电装置等装置与电力装置结合,可以有效的利用自然界的一切能源,达到节约用电的目的。
2.3 便捷化
随着经济的快速发展,人们生活工作的节奏不断加快,对产品的操作要求越来越简便化,家用电器的到来代替了以木头为燃料进行加热产品的传统烹饪方法。之前的煤气罐的应用不仅操作不便,而且还存在一定的危险,电子技术在家用电器的发展和应用为人们提供了很多的便利,随着电子技术的发展,数字化、全控化的应用不仅降低了家用电器在开关时容易烧坏的几率,而且采用高频斩波的方式以及传感器控制的方式可以自动控制电器,如,烘焙箱的设计和开发,可以自动的控制温度,不需要再进行手动调节;微波炉的设计,运用为微波加热的方式,加热效果好,速度快,加热的产品味道不会影响很大。未来家用电器的发展会根据电子技术的发展,向着更加便捷化的方向发展,提高家用电器的使用质量。
3.结论
综上所述,电力电子技术的发展经历了晶匣管整流时代、逆变时代和现代变频时代,现在变频技术在家用电器中应用十分广泛。家用电器中常用的电子技术主要包括信息采集技术、传感技术、以及信号除杂技术,这些技术的应用提高了家用电器的使用品质,未来家用电器的发展,将会向着智能化、节能绿色化、便捷化的方向发展。
参考文献
[1] 邢潇.基于便携式脑—机接口的智能家电控制系统研究[D].天津职业技术师范大学,2014.
[2] 黄逊青.白色家用电器智能化技术发展[J].电器,2011,02:50-52.
[3] 熊才俊.变频家电电力参数自动检测关键技术研究[D].安徽建筑大学,2014.