CN1087416C - 微波炉加热时间控制装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
微波炉中被烧煮食物的加热时间控制装置和方法，包括以下步骤：根据烧煮选项确定第一加热时间并根据食物种类确定第二加热时间；在所述第一加热时间大致结束时应用发自被烧煮食物的红外线检测所述食物的第一温度；在所述第二加热时间大致结束时应用发自被烧煮食物的红外线检测所述食物的第二温度；以及进行第三加热操作达一个预定的时间，该时间是由所述第一和第二温度之间的差乘以一预定的系数而得到的。由此，加热时间控制更正确，且电路结构简单。
Description
本发明涉及微波炉加热时间控制装置及其方法，并具体涉及了一种可应用来自被加热之中的食物的红外线而检测食物温度的改进了的微波炉加热时间控制装置及其方法，从而可更好地进行加热时间的控制。
往常，当用微波炉烧煮炉烧煮食物时，在用各种传感器来判定食物的烧煮状态，其中一般要使用温度传感器，湿度传感器或气体传感器。
温度传感器是用来检测其电阻值根据温度的变化而发生的预定的变化并把所检测的变化转换成一种电信号。湿度传感器用于检测其电阻值根据加热室中的蒸气密度的变化电阻值所发生的预定变化并将所检测到的变化转化为电信号，这时湿度是绝对湿度的形式。又气体传感器是用于检测根据来自被烧煮的食物的气体密度而产生的电阻值的预定变化并将所检测到的变化转化为电信号。
但是当以低热烧煮食物时，在正确检测食物烧煮的状态时有些缺点。参见图1，其中示出被这类传感器所检测的温度，湿度与气体的变化。加热时间的控制是基于假定输出信号急剧增加之点是在水情况下的沸点(BP)而进行的。然而，在湿热食物和将冷冻的肉或鱼解冻，或在食物被烧煮过后进行烧煮的情况下，则预定的输出信号被变化的点是不同于图1所示的沸点的。因而基于那样的沸点正确地对全部加热时间进行控制就变得困难了。
为了克服这样的一些缺点，引入了应用热电效应使用预定红外线的一种方法，从而对食物表面的温度进行检测。其中，热电效应定义为在预定的物体的周围形成预定的电荷，这是在作为电中性状态的物体被加热时引起的，从而打破了其平衡状态，从而与空气中具有彼此相反电荷的浮游离子相结合。而且，应用热电效应的红外传感器控制加热时间的方法目的是通过检测食物周围电荷的变化来检测食物表面的温度，这些电荷是按照红外线的量而变化的，而红外线量又是随食物的温度而变化的。
上面所描述的这种方法在检测食物表面温度的性能上比应用湿度传感器，气体传感器或温度传感器的方法要好，因为湿度，气体和温度传感器并不是在检测食物的温度，而是在检测和控制加热箱中的湿气，气体和温度。因而那些传感器在检测食物温度时不如应用热电效应方法。
虽然热电效应方法在检测食物温度时有较好的性能，但在检测食物温度时仍然有些问题因为为了纠正和输出加热箱温度和食物温度之间的差要应用不同类型的传感器，使得当温差缓慢出现时，难于正确性检测食物温度。而且，为了适应这种方法，在红外传感器的前方要装配断续器，以便强制形成其中的预定温度变化，因而增加了制造成本。
于是本发明的目的是为了提供用于微波炉的加热时间控制装置及其方法，该装置及其方法不涉及微波炉以往的加热时间控制装置及其方法中所遇到的问题。
本发明的另一目的是提供用于微波炉的改进了的加热时间控制装置及其方法，该装置和方法可应用来自正在被加热的食物的红外线来检测食物的温度，由此可较好地进行加热时间的控制。
为了达到上述目的，对于微波炉装设了包含以下器件的加热时间控制装置：用于输入烧煮选项和食物种类的键输入电路；用于检测食物表面温度并将所检测到的温度转换为预定电信号的红外线传感器电路，这种检测是按照来自被烧煮的食物的红外线量而进行的；一个微处理器用于：输出按照所选定的选项预设的第一加热时间并输出按照食物种类所预设的第二加热时间，并监控由红外传感器输出的输出信号以及输出第一加热时间完成点与第二加热时间完成点之间的输出信号差与预定系数的乘积作为第三加热时间；以及一个输出控制电路，用于按照微处理器的输出信号对微波输出进行控制。
又提供了用于微波炉的加热时间控制方法，该方法包括以下步骤：第一步是按照烧煮选项确定第一加热时间并按照食物种类确定第二加热时间；第二步是应用来自被烧煮的食物的红外线来检测温度并执行对于第一加热时间的食物加热操作；第三步是应用来自被烧煮的食物的红外线检测温度并对于第二加热时间执行食物加热操作；第四步是执行第三加热操作达预定时间，该时间是通过第一加热时间完成时食物的温度与第二加热时间完成时的食物温度之间的差乘以一预定系数而得到的。
图1的曲线图表示以往的传感器在加热食物时所输出的信号的特性。
图2为一框图，表示一基于本发明的用于微波炉的加热时间控制装置。
图3的时序图表示了基于本发明的用于微波炉的加热时间控制方法。
如图2所示，根据本发明的用于微波炉加热时间控制的装置及其方法装有以下器件：用于加热食物1的加热箱2；用于根据来自被烧煮食物的红外线的量来检测食物1的表面温度并把所检测到的温度转换为预定电信号的传感器电路5；用于将来自红外传感器电路5的输出信号放大到预定电平的信号放大电路6；微处理器7，用于输出按照烧煮选项预设的第二加热时间TS并监控信号放大电路6的输出信号，并用于输出第三加热时间TH，该时间是通过将来自信号放大电路6的输出信号差乘以一预定系数而得到的，该来自放大电路6的输出信号是在第一与第二加热完成时间TO与TS点处被检测到的；一个输出控制电路11，用于根据微处理器7的输出信号控制磁控管12的驱动；磁控管12，用于根据输出控制电路11的输出信号向加热箱2供给微波；用于显示当前操作状态的显示电路13；以及用于输入食物种类和烧煮选项的预设控制指令的键输入电路14。
而且，微处理器7包括：用于存储来自信号放大电路6所输出的输出信号的信号存储电路8；用于存储基于烧煮选项的第一加热时间TO，基于食物种类的第二加热时间TS和基于食物种类的系数K的数值存储电路10；以及一个操作器9，它用于输出来自数值存储电路10的第一加热时间TO与第二加热时间TS，并用于计算在第一和第二加热时间TO与TS结束时输出数值HO与HS的差，以及用于将所计算出的差乘以由数值存储电路10输出的预定系数。其中标号3与4分别表示进气口和排气口。
现对用于微波炉的该加热时间控制装置的操作进行说明。
当使用者将食物1放入加热箱2并选择了所需的与放入的食物相关的选项及其种类时，微处理器7选择相应的根据所选择的烧煮选项和食物种类在第一加热时间和第二加热时间之中选择相应的一个。而，微处理器7从数值存储电路10向输出控制电路11输出与被选定的烧煮选项及食物种类相关的第一加热时间TO，数值存储电路10存储了由实验数据为基础所得到的第一加热时间TO。而且，微处理器7还从存储第二加热时间TS的数值存储电路10中选择与食物相关的第二加热时间TS，该时间TS是基于实验数据而获得的，并输出所选择的该时间到输出控制电路11。此后，输出控制电路11对于由微处理器7所输出的第一与第二加热时间TO与TS控制磁控管12的驱动，然后磁控管12按照输出控制电路11向加热箱2提供微波。
此后，食物1的温度发生变化，这时来自食物1的红外线的量发生变化。来自食物1的红外线由红外线传感器2检测，该传感器是应用由一热电元件所输出的热电能根据红外传感器2所检测到的红外线的量(密度)的变化而检测食物1的温度的。
适用于本发明的红外线传感器5由复热电元件构成，其中每一个由多个热电偶构成，这些热电偶按其所用材料又可分为R-型(铂铑合金，铂)，K-型(镍铬合金镍铝合金，J-型(铁，康铜)，T-型与E-型。应用热电元件的红外传感器5当来自食物1的预定的红外线行进到第一热电元件时应用预定的电平对食物的温度进行检测，该电平是将来自每一热电偶的热电能相加而获得的。
由红外传感器5所检测到的信号在信号放大电路6处被放大为预定的电平并通过微处理器7的信号存储电路8输出到操作器9。当设定的第一加热时间TO结束时，操作器9监控信号存储电路8的输出信号并存储作为HO值即食物1的温度的信号存储电路8的输出值。然后，食物1的加热操作对于先前设定的第二加热时间TS进行，并且然后操作器9在第二加热时间TS结束时监控信号存储电路8的输出值(作为HS值)。
在第二加热操作结束时，第三加热操作在操作器9处开始。其中第三加热时间TH被赋与预定的值，该值通过将第二加热时间TS变化了的温度值(ΔH＝HS-HO)乘以由数值存储电路10输出的预定系数K而获得，从而产生了以下关系：
TH＝Δ(HS-HO)×K……公式1于是全部加热时间可表示如下：
T＝TO+TS+TH＝TO+TS+(Δ×K)……公式2
又操作器9将所操作的第三加热时间TH输出到输出控制电路11，该输出控制电路11控制磁控管12。其中磁控管12向加热箱2提供微波达第三加热时间TH之久，并且然后烧煮操作结束。
在以上公式1与2中，加热时间和系数TO，TS与K的每一个都是得自基于实验，这些数据取决于选顶和食物种类而各不相同，并存储在数值存储电路10之中。而且，时间TO与系数K包含零而TS设定不为零。于是如果TO在公式2中为零，则整个加热时间T给定如下：
T＝TS+TH＝TS+(Δ×K)……公式3而这时当K为零时，则全部加热时间T为
T＝TO+TS……公式4
又，如果TO与K都为零，则以下条件成立：
T＝TS……公式5
如上所述，本发明不是应用断续器而是应用使用电热元件的红外线检测方法连续地检测红外线，然后检测由此而发生的预定的变化，从而比传统技术可以更正确地控制加热时间，由此其电路结构也变得简单而显著地降低了制造成本。
Claims (3)
1.用于微波炉的加热时间控制装置，它包括：
一个键输入电路，用于输入烧煮选项和食物种类；
一个红外传感器电路，用于根据被烧煮的食物发出的红外线而检测所述食物表面的温度，并用于把检测到的温度转换为一个电信号；
一个信号放大电路，用于放大从所述红外传感器电路输出的所述电信号，并输出所述放大的电信号；
一个微处理器，包括一个数值存储电路，用于输出按照从键输入电路输入的烧煮选项所预设的第一加热时间以及控制食物种类预设的第二加热时间，还包括一个信号存储电路，用于监控所述放大的电信号，还包括一个操作电路，用于输出由第一加热完成时间和第二加热完成时间所对应的温度之间的所述放大信号的差乘以一预定系数所获得的结果作为第三加热时间；以及
一个输出控制电路，用于根据所述第三加热时间控制微波炉的微波输出。
2.权利要求1的装置，其中上述微处理器包括：一个信号存储电路，用于存储上述红外传感器电路的输出信号；一个数值存储电路，用于存储基于所述烧煮选项的所述第一加热时间，基于所述食物种类的所述第二加热时间以及基于所述食物种类的所述预定系数；以及一个操作电路，用于输出由上述数值存储电路所获得的所述第一加热时间与所述第二加热时间，并用于计算当第一加热时间和第二加热时间完成时从所述信号存储电路输出的值之间的差，并用于输出由所计算出的该差值乘以来自该数值存储电路所输出的所述预定系数而得到的所述第三加热时间。
3.用于微波炉中被烧煮食物的加热时间控制方法，包括以下步骤：
按照用户选择的烧煮选项确定第一加热时间并按照用户选择的食物种类确定第二加热时间；
在所述第一加热时间大致结束时应用发自被烧煮的所述食物的红外线检测所述食物的第一温度；
在所述第二加热时间大致结束时，应用发自被烧煮的所述食物的红外线检测所述食物的第二温度；以及
在预定的时间期间进行第三加热操作，该期间是由所述第一和第二温度之间的差乘以一预定的系数而确定的。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Granted publication date: 20020710 Termination date: 20120331 |