一种智能水杯杀菌状态监测与控制方法及系统与流程

本技术涉及智能水杯杀菌控制，具体而言，涉及一种智能水杯杀菌状态监测与控制方法及系统。

背景技术：

1、在智能水杯紫外杀菌应用场景中，传统方案多采用持续照射或固定间歇的静态杀菌方式，紫外光源安装位置固定，杯内液体保持静止状态，导致远离光源的中心区域和底部液体难以获得足够的紫外辐射剂量，存在显著的杀菌盲区；同时，紫外光源工作阶段产生的辐射热在传统方案中被视为需要散除的副作用，通常通过散热结构直接耗散，未得到有效利用，且现有系统无法感知液体实际混合状态，仅依据固定时长或单一液位触发进行直线控制，无法适应液位新增、液体粘稠度变化以及长时间开盖暴露后的动态杀菌需求，导致新旧液体混合不足时杀菌不彻底或液体量少时过度杀菌；此外，现有系统缺乏对液量不足或无水干烧的有效识别手段，紫外光源在无液体散热保护状态下持续运行易导致器件过热损坏，存在安全隐患。

2、针对上述问题，现有技术亟需改进。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种智能水杯杀菌状态监测与控制方法及系统，具有能够实现杯内液体整体热对流循环均匀杀菌、自适应液位变化与粘稠度变化动态调节杀菌剂量，提高了杀菌均匀性、能耗效率和使用安全性的优点。

2、第一方面，本技术提供了一种智能水杯杀菌状态监测与控制方法，包括：

3、获取杯盖密封状态和杯内液位状态，当所述杯盖密封状态为密封且所述杯内液位状态为存在液体时，启动紫外杀菌光源，并以间歇式工作模式运行；所述间歇式工作模式包括工作阶段和停止阶段；

4、获取所述紫外杀菌光源安装位置处的第一温度值，以及获取液体远离所述紫外杀菌光源位置处的第二温度值；

5、在所述停止阶段，所述紫外杀菌光源关闭，计算所述第一温度值与所述第二温度值之间的温差，并监测该温差在所述停止阶段内的收敛速率；

6、根据所述收敛速率判断液体热对流强度，并根据所述热对流强度调节所述间歇式工作模式的占空比，以利用热对流带动杯内液体循环混合；

7、当累积杀菌时长达到与所述热对流强度对应的杀菌需求时长时，控制关闭所述紫外杀菌光源。

8、进一步，所述根据所述热对流强度调节所述间歇式工作模式的占空比，包括：

9、当所述收敛速率小于第一预设阈值时，延长所述停止阶段的时长和/或降低所述工作阶段的光源功率，使液体获得更长的自然对流混合时间；

10、当所述收敛速率大于或等于所述第一预设阈值时，缩短所述停止阶段的时长和/或提高所述工作阶段的光源功率。

11、进一步，所述监测该温差在所述停止阶段内的收敛速率，包括：

12、在所述停止阶段的起始时刻获取所述第一温度值和所述第二温度值，计算得到初始温差；

13、在所述停止阶段的结束时刻获取所述第一温度值和所述第二温度值，计算得到结束温差；

14、计算所述初始温差与所述结束温差之间的差值，将所述差值与所述停止阶段时长的比值作为所述收敛速率。

15、进一步，所述启动紫外杀菌光源，之前，还包括：

16、记录杯盖开启时刻和杯盖关闭时刻，计算杯内液体的暴露时长；

17、当所述暴露时长大于预设暴露阈值时，在启动所述紫外杀菌光源后，延长首个所述停止阶段的时长，以使首个所述工作阶段产生的热量在所述停止阶段内扩散至液体远端后再进入后续工作阶段。

18、进一步，在获取杯内液位状态，之后，还包括：

19、获取当前液位状态和前一时刻液位状态；

20、当所述当前液位状态相对于所述前一时刻液位状态增加时，计算新增液位比例；

21、根据所述新增液位比例调高所述第一预设阈值，以使所述间歇式工作模式在液位增加后保持更长的停止阶段，促进新旧液体混合对流。

22、进一步，在所述以间歇式工作模式运行期间，还包括：

23、监测所述杯盖密封状态；

24、当所述杯盖密封状态由密封变为开启时，若当前处于所述工作阶段，则立即停止所述紫外杀菌光源；若当前处于所述停止阶段，则保持停止并记录当前所述温差，待所述杯盖密封状态恢复为密封后，继续监测所述收敛速率。

25、进一步，在所述控制关闭所述紫外杀菌光源，之后，还包括：

26、记录本次杀菌过程中各停止阶段对应的收敛速率，得到收敛速率序列；

27、根据所述收敛速率序列判断液体粘稠度变化趋势；当所述收敛速率序列呈持续下降趋势时，判断液体粘稠度增加，相应延长下次杀菌的杀菌需求时长，并生成杯体清洗或液体更换的维护提示信息。

28、进一步，所述与所述热对流强度对应的杀菌需求时长，根据所述收敛速率确定液体容量等级后设定；

29、所述收敛速率小则对应第一容量等级，所述收敛速率大则对应第二容量等级；其中，第一容量等级大于第二容量等级；

30、所述第一容量等级对应中心区域热对流受阻、紫外穿透率下降，相应延长所述杀菌需求时长以补偿穿透衰减。

31、进一步，在所述以间歇式工作模式运行期间，还包括：

32、监测所述收敛速率和所述温差；当所述收敛速率大于预设异常速率阈值，或所述温差小于预设异常温差阈值时，切断所述紫外杀菌光源并输出报警信号。

33、第二方面，本技术还提出一种智能水杯杀菌状态监测与控制系统，包括：

34、第一获取与启动模块，获取杯盖密封状态和杯内液位状态，当所述杯盖密封状态为密封且所述杯内液位状态为存在液体时，启动紫外杀菌光源，并以间歇式工作模式运行；所述间歇式工作模式包括工作阶段和停止阶段；

35、第二获取模块，获取所述紫外杀菌光源安装位置处的第一温度值，以及获取液体远离所述紫外杀菌光源位置处的第二温度值；

36、监测模块，在所述停止阶段，所述紫外杀菌光源关闭，计算所述第一温度值与所述第二温度值之间的温差，并监测该温差在所述停止阶段内的收敛速率；

37、调节模块，根据所述收敛速率判断液体热对流强度，并根据所述热对流强度调节所述间歇式工作模式的占空比，以利用热对流带动杯内液体循环混合；

38、控制模块，当累积杀菌时长达到与所述热对流强度对应的杀菌需求时长时，控制关闭所述紫外杀菌光源。

39、由上可知，本技术提供的一种智能水杯杀菌状态监测与控制方法及系统，通过以间歇式工作模式运行紫外杀菌光源并在停止阶段内计算光源安装位置处与液体远端位置处的温差收敛速率以判断液体热对流强度，进而调节间歇式工作模式的占空比使液体获得自然对流混合时间，以及根据收敛速率序列判断液体粘稠度变化趋势并相应延长下次杀菌需求时长、根据收敛速率确定液体容量等级以补偿大容量液体中心区域紫外穿透衰减、在液位增加时依据新增液位比例调高对流判断阈值以促进新旧液体混合，解决了传统智能水杯静态紫外照射中液体分层混合不充分导致的杀菌盲区、光源工作余热未被有效利用以及固定杀菌策略无法适应液体动态变化的问题，具有能够实现杯内液体整体热对流循环均匀杀菌、自适应液位变化与粘稠度变化动态调节杀菌剂量，提高了杀菌均匀性、能耗效率和使用安全性的优点。