CN1083082C - 微波炉自动解冻装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明可提供的微波炉自动解冻装置包括：一个安装在烤箱内可以转动的转盘，一个安装在微波炉排气口处、用来测量通过排气口排出的蒸汽或气体的量的气体传感器，一个通过对气体传感器输出的气体量信号进行运算得出解冻时间的微处理器，一个根据微处理器输出的解冻控制信号控制高频电磁波输出强度的输出驱动单元，一个根据驱动单元的输出信号在解冻时间内产生高频电磁波的磁控管，以及一个根据解冻控制信号向解冻装置供电的电源。

Description

微波炉自动解冻装置及其控制方法

本发明属微波炉技术领域。具体地说，本发明推出了一种微波炉自动解冻装置，并提供了控制这种装置进行自动解冻的方法。

通常，微波炉都具有使冷冻食物解冻的自动解冻功能。微波炉的自动解冻功能有些是由自动解冻装置来完成的。

图1示出了一种典型的微波炉自动解冻装置的结构方框图。这种典型的解冻装置有一个配置在微波炉烤箱1内的转盘3。转盘3带着所盛的冷冻食物2-起转动，使食物2适当地得到解冻。在转盘3下装有一个重量传感器4，用来测量盛在转盘3中的食物2的重量。重量传感器4接到一个微处理器5上，将一个食物重量信号输给微处理器5。微处理器5通过对传感器4的重量信号进行运算，计算出使冷冻食物2解冻所需的解冻时间，输出一个用来驱动微波炉的解冻控制信号。微处理器5接到一个时间显示器6上，时间显示器根据微处理器5输出的解冻控制信号显示解冻时间。有一个输出驱动单元7接到微处理器5上，这个输出驱动单元7根据微处理器5输出的解冻控制信号输出一个驱动信号，对微波炉的磁控管8进行驱动，使磁控管8在微处理器5所计算出的解冻时间内产生高频电磁波(即微波)。

在图1中，标号9所标记的是一个用来将箱1内从食物2散发出来的蒸汽或气体排放到微波炉外的排气口。

图2为一种控制上述解冻装置的解冻操作的方法的流程图。

当将冷冻食物2装入烤箱1的转盘3要进行自动解冻时，转盘3下的重量传感器4就测出食物2的重量。传感器4根据可测出的食物重量向微处理器5输出食物重量信号。微处理器5对重量信号进行运算，得出使冷冻食物2解冻所需的解冻时间。

从而，微处理器5向时间显示器6和输出驱动单元7输出解冻控制信号。一接收到解冻控制信号，时间显示器6就显示解冻时间，而驱动单元7就输出一个驱动磁控管8的信号。因此，磁控管8起振，在微处理器5所计算出的解冻时间内产生高频电磁波，使得盛在转动的转盘3内的冷冻食物解冻。简要地说，典型的解冻装置根据冷冻食物的重量计算出解冻时间，在这段所计算出的解冻时间内产生高频电磁波，使冷冻食物解冻。

下面将结合图2这个流程图详细说明典型解冻装置的控制冷冻食物解冻操作的方法。

首先，检验控制面板上的一个选择自动解冻功能的自动解冻键是否已经按下。如果自动解冻键并未按下，则微波炉执行其它功能。当自动解冻键已经按下时，则检验重量传感器4的食物重量信号是否已经输入。如果重量信号已经输入，则对重量信号进行运算，计算出使冷冻食物2解冻所需的解冻时间。这里，解冻时间TR为食物重量W乘以0.6再加1，即：

TR(分)＝(W×0.6)+1

在对食物重量信号进行了上述运算计算出解冻时间后，检查微波炉的门是否已经关上。当门已经关上时，一个继电器(未示出)接通，使磁控管8振荡，启动所要求的解冻操作，操作的持续时间等于解冻时间。如果门没有关上，则执行后继功能。

如上所述，典型的自动解冻装置测量冷冻食物重量，通过用一些预先设定的经验数据对食物重量信号进行运算来得到所需的解冻时间。这种典型的自动解冻装置及其控制方法例如在韩国专利公报No.92-1987及韩国实用新型公报No.89-6080中有公开。

然而，上述的解冻装置及其控制方法有一个问题，在这种装置中必需要有一个重量传感器来对需解冻的食物的重量进行测量，因此增加了成本，成品率也会因结构复杂而降低。将重量传感器安装在转盘下的安装结构也比较复杂，这种微波炉的可靠性也有所降低。

由于典型的自动解冻装置及其控制方法只根据所测到的冷冻食物的重量来进行解冻而不考虑所要解冻的食物的种类和被冷冻的程度，因此冷冻食物可能会被稍烤过了头或解冻不足。此外，当不留意将冷冻食物连盘子一起放到转盘上时，这种装置执行解冻操作的时间会过长，因为解冻时间是根据食物和盘子的总重量计算出来的，因此会使食物烤过了头，降低了微波炉的可靠性。

因此，本发明的一个目的是提供一种克服了上述缺点的微波炉自动解冻装置。这种微波炉包括一个温度传感器、湿度传感器，或者一个对冷冻食物散发出来的气体或蒸汽进行测量的气体传感器。解冻装置根据上述传感器的输出信号控制磁控管电磁波的输出电平，从而恰到好处地自动使冷冻食物解冻。

本发明的另一个目的是提供一种控制自动解冻装置进行解冻操作的方法。

一方面，就本发明可提供的微波炉自动解冻装置来说，这种装置包括：

一个转盘，该转盘可转动地设置在微波炉的烤箱内，并带着所盛的冷冻食物一起转动，以使冷冻食物解冻均匀；

一个气体传感器，该传感器安装在微波炉排气口，用来测量在解冻操作期间从烤箱通过排气口排出的气体或蒸汽的量，并向微处理器输出一个气体量信号；

微处理器，它通过对气体传感器的输出的气体量信号进行运算得出解冻时间后输出，一个驱动微波炉的解冻控制信号；

一个输出驱动单元，该单元根据微处理器输出的解冻控制信号控制磁控管的高频电磁波的输出；

一个磁控管，该磁控管根据驱动单元的输出信号在解冻时间内持续产生高频电磁波；以及

一个电源，该电源根据微处理器输出的解冻控制信号向解冻装置供电。

另一方面，就本发明所提供的控制微波炉解冻装置的自动解冻操作的方法来说，这种方法包括以下各步

a)检验选择自动解冻功能的自动解冻键是否已经按下；

b)如果自动解冻键并未按下，则执行其它功能，如果自动解冻键已经按下，则启动解冻操作；

c)将气体传感器输出的气体量信号的电平与一个预置电平进行比较；以及

d)当气体传感器的气体量信号的电平已经达到预置电平时，确定所要求的解冻已经完成，并终止解冻操作。

其中步C还包括下列各步：

执行第一解冻操作，对一定数量的冷冻食物加热一段预定的时间；

完成第一解冻操作后，通过检验气体传感器输出的气体量信号的电阻比(resistance ratio)确定冷冻食物的数量和冷冻程度，用较低的电磁波强度执行第二解冻操作；

当气体传感器的气体量信号电平在一段预定时间内改变了一定电平时，用最低的电磁波强度执行第三解冻操作。

本发明的以上目的和其它目的、特点和其它优点可以从以下结合附图所作的详细说明中更清楚地看出。在这些附图中：

图1为一种典型的微波炉自动解冻装置的结构方框图；

图2为一种控制图，所示典型解冻装置的自动解冻操作的方法的流程图；

图3为一种作为本发明的实施例的微波炉自动解冻装置的结构方框图；

图4为一种控制本发明的解冻装置进行自动解冻操作的方法的流程图；

图5为示出图3所示装置中的气体传感器的输出信号(电阻比：dG)与解冻时间之间的函数关系的特性曲线；

图6为列出辐射到本发明的各种原料上的电磁波特性的表；

图7为列出本发明的各种食物的介电特性的表，以及

图8A至8C为分别示出用本发明的解冻装置进行自动解冻的食物在各阶段的情况的示意图。

图3示出了本发明的一个实施例的微波炉自动解冻装置的结构。这种解冻装置有一个配置在微波炉烤箱11内的转盘13。转盘13带着所盛的冷冻食物12一起转动，使食物12得到很好解冻。有一个气体传感器14安装在微波炉排气口20处，并接到微处理器15上。气体传感器14对从烤箱11通过排气口20排出的气体量进行测量，并向微处理器15输出一个气体量信号。微处理器15通过对从气体传感器14的输出信号或气体量信号进行运算，计算出冷冻食品12所需的解冻时间，输出一个驱动微波炉的解冻控制信号。微处理器15接到时间显示器16上，时间显示器16根据微处理器15的解冻控制信号显示解冻时间。当然，时间显示器16在微波炉进行烘烤操作期间将显示烘烤时间。与微处理器15连接的输出驱动单元17根据微处理器15的解冻控制信号控制磁控管18的高频电磁波输出。磁控管18根据驱动单元17的输出信号，进行振荡，在由微处理器15所得出的解冻时间内产生高频电磁波(微波)。电源19与微处理器15连接，并根据微处理器15的解冻控制信号向解冻装置供电。

在图3中，标号21所标记的是一个转动转盘13的转动马达。

下面将结合图3至8说明上述解冻装置的工作情况。

当需解冻的冷冻食物12装入烤箱11的转盘13后，解冻装置被启动时，驱动单元17由微处理器15输出的解冻控制信号驱动，并输出一个驱动信号。驱动单元17的输出信号加到磁控管18上，使磁控管18振荡。磁控管18产生的电磁波向转盘13上的冷冻食物12辐射。

通常，各种食物的电磁波透射，吸收或反射的特性如表6和7所列。当电磁波辐射到冷冻食物上，入射波的大小将减小一半。

即，当冷冻食物12受到电磁波的加热时，其冷冻表面首先被融化，如图8A所示。因此在食物12的整个表面上形成一层水层，如图8B所示。在这种状态下，电磁波被食物12的表面水层吸收，均匀地传送到食物12的冻结内部。

当在食物12的整个表面上如上所述形成了水层时，由于电磁波被水层吸收，因此半解冻食物12的冻结内部的温度均匀上升。在这种情况下，食物表面的水层产生湿气、气体和热，如图8C所示。因此可用一个传感器(湿度传感器、气体传感器或温度传感器)加以测量。在本实施例中，这个传感器是安装在排气口20处的气体传感器14。

气体传感器14对从食物12的水层产生的气体量加以测量，并向微处理器15输出一个气体量信号(电阻比：dG)。接收到气体传感器14的输出信号dG后，微处理器15检验食物12的解冻情况。由图5示出的传感器14输出信号dG对解冻时间的特性可见，输出信号dG在冷冻食物12已有一些解冻的解冻时间t1或t2有一个拐点。这说明在时间t1或t2电磁波迅速被食物12的已解冻部分吸收，因此使从食物12产生蒸汽或气体得到了加速。

当气体传感器14的输出信号dG加到微处理器15上，微处理器15确定冷冻食物12的解冻点，亦即气体传感器14的输出信号dG的拐点t1和t2。当确定已经达到信号dG的拐点t1或t2时，微处理器15终止自动冻装置的解冻操作，或者降低磁控管18的电磁波输出强度，执行第二或第三解冻操作。

在本发明的自动解冻装置中，所执行的第三解冻操作以保证使食物12无论其冷冻程度如何、冷冻情况怎样和重量多少都能得到最佳解冻。在图5中曲线A和B分别表示了少量食物和大量食物的解冻情况。

当气体传感器14的输出信号dG的电平达到预定电平时，微处理器15确定冷冻食物12已经有效解冻，从而终止解冻装置的解冻操作。这里，预定电平是一个根据经验为气体传感器14的输出信号而设置的电平。这个预置电平存储在微处理器15内或存储在微处理器15外的存储器内。

图4示出了控制上述解冻装置的解冻操作的方法的流程图。

为了自动解冻冷冻食物12，在冷冻食物12装入烤箱11内的转盘13后，按下自动解冻键(未示出)。微处理器15向时间显示器16和输出驱动单元17输出解冻控制信号。接到解冻控制信号后，驱动单元17向磁控管18输出驱动信号，使磁控管18振荡。因此，磁控管18在预定时间内产生70％的电磁波，对冷冻食物12进行加热。

这里，上述预定时间(设置为2分钟左右)，是一段使冷冻食物解冻一定程度的时间，而70％的电磁波是指：如果总加热时间为100秒，则其中有70秒通过接通继电器输出电磁波，而另外的30秒则通过断开继电器不输出电磁波。

当由于对冷冻食物12的第一解冻操作结束从食物12的水层产生出蒸汽或气体时，气体传感器14就对气体量进行测量。根据可测得的气体量，气体传感器14向微处理器15输出气体量信号dG。

接收到气体传感器14的输出信号dG后，微处理器15将信号dG的电平与根据经验预光设置的电平加以比较，并检查冷冻食物12的类型。

也就是说，微处理器15确定食物12是属于两种类型中的哪一种类型，第一类为大量的冷冻食物或少量冷冻过度的食物，第二类为少量的冷冻食物或大量冷冻不足的食物。确定食物12的类型是根据气体传感器14所测得的气体量来进行的。

在第一类食物的情况下，产生相对少量的气体，因此传感器14的输出信号电平相对较低。而在第二类食物的情况下，产生相对大量的气体，因此传感器14的输出信号电平较高。

当通过信号电平比较确定传感器14的输出信号电平dG不小于预置信号电平，例如1.05时，就执行第二解冻操作。当气体传感器14的输出信号电平小于1.05时，可以确定烤箱11内的食物12是属于第一类型的，也就是说这食物12重量不小于500克，或虽然重量小于500克但受到深度冷冻。因而在这种情况下用40％的电磁波执行第二解冻操作。然而，当传感器14的输出信号电平不小1.05时，可以确定烤箱11内的食物12是属于第二类型的，也就是说这食物12重量小于500克或虽然重量不小于500克但为轻度冷冻。因而在这种情况下用30％的电磁波执行第二冷冻操作。

在本发明中，可以根据需要将预置信号电平选为1.05、1.02或1.00，将电磁波的输出强度选为15％、20％、30％或40％。

当在上述第二解冻过程中气体传感器14的输出信号电平在30秒内变化了0.05左右时，微处理器15确定所要求的使冷冻食物12解冻即将完成，因此用10％的电磁波执行第三解冻操作。

此后，当由于用10％的电磁波加热食物12而使气体传感器14的输出信号电平达到了预置的解冻终止电平时，第三解冻操作结束。

下面结合图4所示流程简要地说明自动解冻操作的控制方法。首先，检查选择自动解冻功能的自动解冻键是否按下。如果自动解冻键没有按下，则执行微波炉的其它功能。而当自动解冻键按下时，则在微波炉门关上的情况下执行解冻程序。然后，执行第一解冻操作，磁控管18用70％电磁波加热食物12一段预定的时间或2分钟。当在2分钟后确定气体传感器14的输出信号电平不小于预置电平1.05时，认为食物12是少量食物，因此用30％的电磁波执行第二解冻操作。然而，当在2分钟后确定气体传感器14的输出信号电平小于预置电平1.05时，认为食物12是大量食物，因此用40％的电磁波执行第二解冻操作。此后，当气体传感器14的输出信号电平在30秒内变化了0.05左右时，微处理器15确定所要求的使冷冻食物12解冻即将完成，因此用10％的电磁波执行第三解冻操作。当由于用10％的电磁波加热食物12而使气体传感器14的输出信号电平达到了预置的解冻终止电平1.2时，第三解冻操作结束。

此外，本发明的自动解冻装置最好使用一个配置在转盘13上的解冻网(未示出)。由于有了解冻网13，食物的潮气降落到解冻网13下，被电磁波蒸发，因此产生蒸汽或气体。由于积聚在解冻网下的潮气的蒸发而产生的气体量由气体传感器14测出。这种，即使是继续地加热食物12，也能测出稳定地气体量，从而改善了本发明的解冻装置的可靠性。

如上所述，本发明的微波炉自动解冻装置在一段预定的时间内用70％的电磁波执行第一解冻操作，然后根据气体传感器的输出信号电平的不同情况，用不同的较低强度的电磁波执行第二解冻操作。然后，当解冻装置根据气体传感器的输出信号电平的变化确定所要求的使食物解冻即将完成时，用最低强度的电磁波执行第三解冻操作。因此，这种解冻装置使用户可以将食物最佳解冻。由于本发明的解冻装置在食物的最佳解冻过程中不用昂贵、复杂的重量传感器而用一个简单的温度传感器、湿度传感器或气体传感器，因此使用这种解冻装置可以使微波炉成本降低、结构简化和可靠性增加。

虽然为说明目的已经对本发明的优选实施例作了公开，但这只是示例性的。熟悉该技术的人们将能理解可以对优选实施例进行种种修改、补充和替代，这并不偏离所附权利要求揭示的本发明的精神实质和保护范围。

Claims (9)

1.一种微波炉自动解冻装置，其特征是所述装置包括：

一个转盘，所述转盘可转动地配置在微波炉的烤箱内，用来带着所盛冷冻食物一起转动，以使冷冻食物解冻均匀；

一个气体传感器，所述传感器安装在微波炉的排气口附近，用来测量解冻操作期间从所述烤箱通过排气口排出的气体或蒸汽的量，并向微处理器输出一个气体量信号；

一个微处理器，所述微处理器只通过对所述气体传感器的输出信号的运算计算出解冻时间，并输出一个驱动微波炉的解冻控制信号；

一个输出驱动单元，所述单元根据所述微处理器的解冻控制信号，控制磁控管高频电磁波的输出；

一个磁控管，所述磁控管根据所述驱动单元的输出信号在解冻时间内产生高频电磁波；以及

一个电源，所述电源根据所述微处理器的解冻控制信号向所述解冻装置供电。

2.按权利要求1所述的自动解冻装置，其特征是：其中所述气体传感器用一个温度传感器或一个湿度传感器代替，用来测量温度或湿度的微小变化，并向所述微处理器输出一个温度或湿度信号。

3.按权利要求1所述的自动解冻装置，进一步包括：装置用于使从冷冻食物散发出来的潮气能够积聚在食物下面并与食物相距，从而使所述潮气被电磁波蒸发，从而使得所述气体传感器输出一个稳定的气体量信号，而与所述冷冻食物的部分加热无关。

4.一种控制微波炉自动解冻装置的解冻操作的方法，其特征是所述方法包括下列各步：

a)检查选择自动解冻功能的自动解冻键是否已经按下；

b)如果自动解冻键没有按下，则执行其它功能，如果自动解冻键已经按下，则启动解冻操作；

c)将气体传感器输出的气体量信号的电平与一个预置的电平进行比较；以及

d)当气体传感器的气体量信号电平已经达到预置电平时终止所述解冻操作，并确定所要求的解冻已经完成。

5.按权利要求4所述的方法，其特征是其中所述步C还包括下列各步：

(1)执行第一解冻操作，将一定量的冷冻食物加热一段预定时间；

(2)当第一解冻操作已经完成时，通过检查气体传感器的气体量信号的电阻比确定冷冻食物的多少和冷冻程度；

(3)用较低强度的电磁波执行第二解冻操作；以及

(4)当气体传感器的气体量信号在预定时间内变化到预定电平时，用最低强度的电磁波执行第三解冻操作。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述第一解冻操作是用磁控管的70％的电磁波进行的。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第二解冻操作是用一个磁控管的15％-40％范围内的电磁波进行的。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述第三解冻操作是利用一个磁控管的10％的电磁波进行的。

9.如权利要求1所述的自动解冻装置，其中使从冷冻食物散发出来的潮气能够积聚在食物下面并与食物相距的装置是设置在所述转盘上的一个解冻网。

Images