CN1108023A - 微波炉的自动负载匹配装置 - Google Patents

Abstract

一种微波炉自动负载匹配装置包括：用以检测加 热室中转台上的食品负载的负载检测装置；用以按照 从外部加给的键信号和负载检测装置的负载检测结 果控制整个系统的微型计算机；用以向磁控管供电使 其在微型计算机控制下工作的电源装置；用以通过移 动其位置达到阻抗匹配以在微型计算机控制下产生 最大微波输出的匹配装置；用以在微型计算机控制下 控制匹配装置的驱动的匹配驱动装置；安装在加热室 隙缝处旋转以均匀加热食品的可变叶片；和用以在微 型计算机控制下使可变叶片旋转的可变叶片驱动装 置。

Description

本发明涉及微波炉的自动负载匹配装置，特别涉及一种能根据食品的重量和大小产生适当的微波并能将适当的微波照射到食品上的微波炉自动负载匹配装置。

如图1所示，常规的微波炉包括：用以烹调食品的加热室1;位于加热室中用以放置和转动食品使之加热的转台2;用以转动转台的转台马达3;有多个键供使用者选择烹调食品的功能的键操作部分9;用以按照来自键操作部分9的键信号控制整个微波炉的微型计算机4;用以产生微波的磁控管6;用以在微型计算机4的控制下向磁控管6供电使之工作的电源部分5;和用以通过位于加热室1壁上的隙缝7将磁控管6产生的微波传输到加热室1的波导8。

下面将说明上述常规微波炉的工作。

首先，当使用者将食品放到加热室1中的转台2上并揿动键操作部分9中的键，选择完成所要求的烹调功能进行烹调时，微型计算机4根据指令控制转台马达3转动放有食品的转台2，同时控制电源部分5向磁控管6供电。

由于向磁控管6供电而产生微波并经隙缝7和波导8输送到加热室1以烹调食品。

然而常规微波炉设计成有如此产生微波的磁控管6，当加热室1和波导8的尺寸已定，隙缝7的大小和位置固定时，它所产生的微波随食品的重量不同，其输出的大小和效率都不同。

例如，如图2所示，如果微波炉的设计指标是在2000cc.特定食品负载时微波输出700W，效率为50%，当食品负载为1000cc.时则输出降为660W，效率降到46%，当食品负载为500cc.时，则输出将为610W，效率降到38%。因此，除特定的食品重量外，存在着烹调的食品负载重量不同不能得到最佳的烹调条件这样的问题。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种微波炉的自动负载匹配装置，它能通过使微波适应加热室中食品的重量和大小照射在整个食品上，不管食品的大小和重量如何，都能提供最佳的烹调条件。

本发明的上述和其它的目的和特征能通过提供一种微波炉自动负载匹配装置来达到，所说的微波炉包括：用以检测置于加热室中转台上的食品负载的负载检测装置;用以根据来自外部的键信号和负载检测装置的负载检测结果控制整个系统的微型计算机;用以向磁控管供电使之在微型计算机控制下工作的电源装置;用以通过移动它在装配在加热室上的波导中的位置使之在微型计算机控制下使阻抗匹配以产生最大微波输出的匹配驱动装置;安装在加热室隙缝处用以使食品加热均匀的旋转的可变叶片;和用以使可变叶片在微型计算机控制下旋转的可变叶片驱动装置。另一方面，为实现本发明的上述和其它目的和特征还可提供一种微波炉自动负载匹配装置，而所说的微波炉包括：用以检测置于加热室中转台上的食品负载的负载检测装置;用以按照来自外边的键信号和负载检测装置的负载检测结果控制整个系统的微型计算机;用以在微型计算机控制下将磁控管产生的微波传输进加热器的波导;和安装在波导一边，用以在微型计算机控制下控制微波照射方向的负载匹配装置。

图1是常规微波炉。

图2示出常规微波炉随负载变化，其输出效率的关系。

图3是本发明一实施例的自动负载匹配装置。

图4是图3的匹配装置的细节。

图5示出图3的匹配部分的位置变化。

图6示出图3的光传感器的位置。

图7示出图3的负载检测部分的另一实施例。

图8是本发明另一实施例的自动负载匹配装置。

图9是图8的负载检测部分的细部。

图10示出图3的可变叶片驱动部分的一实施例的细部。

图11示出图10的H部分的纵向剖视图。

图12是表示图10的凸轮工作的正视图。

图13a～图13c示出图3的可变叶片驱动部分的另一实施例的细部。

图14a～14c示出图3的可变叶片驱动部分的又一实施例。

图15是本发明又一实施例的自动负载匹配装置。

图16是图15的负载匹配部分的细部。

图17a是图16的侧视图。

图17b是图16的偏转板的透视图。

图17c是图16的控制部分。

图18示出图16的偏转板的工作。

如图3所示，按照本发明的一实施例的微波炉自动负载匹配装置包括：微型计算机14;电源部分15;负载检测部分20;匹配部分21;匹配驱动部分22;可变叶片23;和可变叶片驱动部分24。

负载检测部分20包括用以检测位于加热室中转台上的食品负载的重量和大小的光传感器27和重量传感器28。这里，多个光传感器27在加热室11中沿垂直方向排列以检测食品的体积。

微型计算机14按照负载检测装置20的负载检测结果和通过键操作部分19从外面加给的键信号控制整个系统。

电源部分15向磁控管16供电以使其在微型计算机14的控制下工作。

匹配部分21移动其在装配到加热室11上的波导中的位置，以便在微型计算机14控制下使阻抗匹配产生最大输出的微波。

如图4所示，具有用以移动其位置的导向部分25的匹配部分21，顺着波导18的垂直方向在匹配驱动部分22的控制下沿导向部分25移动。

匹配驱动部分22在微型计算机14的控制下控制匹配部分21的工作。

位于加热室11的隙缝17处的可变叶片23旋转以使微波均匀地加热食品，可变叶片驱动部分24在微型计算机14的控制下使可变叶片23旋转。

下面将说明按照本发明一实施例的微波炉自动负载匹配装置的工作。

首先，当使用者揿动键操作部分19的按键以选择烹调置于加热室11中的转台12上的食品的功能时，微型计算机14感知此指令使转台马达13工作去转动其上有食品的转台12。同时微型计算机14控制电源部分15向磁控管16供电以产生微波。

因此，由电源部分15供电使磁控管16产生的微波通过波导18导引经隙缝17输送到加热室11以加热转台12上的食品。

在此瞬间，负载检测部分20的重量传感器28检测置于转台12上的食品的重量和大小并将结果送给微型计算机14。微型计算机14按照检测结果控制匹配驱动部分22和可变叶片驱动部分24以分别驱动匹配部分21和可变叶片23使所产生的微波匹配。

也就是说，如负载检测部分20的重量传感器28所检测的食品重量是2000g，则微型计算机14控制匹配部分21移动到一定的部位A并固定之，以使磁控管16如图5所示在负载为2000g时产生最大微波输出。假若食品的重量是1000g，则匹配部分21被移动到一定部位B并固定之，以便在负载为1000g时产生最大输出，假若食品重量是500g，则匹配部分21被移到又一确定位置C并使之固定，以使微波与500g负载匹配。在这里，匹配部分21通过机械部分，例如匹配驱动部分22和凸轮移动，并通过凸轮和齿轮与可变叶片23机械连结。

当负载检测部分20的重量传感器28检测转台12上的食品重量时，光传感器27如图6所示检测食品的大小，并将检测结果送到微型计算机14。

也就是说，光发射部分D、E和F以及光接收部分D′、E′和F′沿从顶到底的方向设置在加热室11的两边上，从位于一边的光发射部分D、E和F发射的光被位于相对边的光接收部分D′、E′和F′接收以检测转台12上的食品大小。

微型计算机14根据负载检测部分20的光传感器27所检测的食品大小的结果控制可变叶片驱动部分24使叶片23旋转或不转从而均匀地加热食品并能提高效率。

如图7a所示，负载检测部分20可以配备介电常数传感器S，它应用如图7b所示的介电常数传感器的输出与食品大小成比例增加的特性。

也就是说，由于食品量与能由介电常数传感器检测的微波强度成比例，所以能用相应的方法计算食品量。

因此，微型计算机14将由介电常数传感器S检测和接收的信号转换成食品的重量，应用此结果，像已说明的那样，控制匹配部分21和可变叶片23移动到能产生最大微波输出的匹配位置。

如图8所示，按照本发明另一实施例的微波炉自动负载匹配装置包括：微型计算机14，电源部分15;负载检测部分20;匹配部分21;匹配驱动部分22;可变叶片23;和可变叶片驱动部分24。

这里，微型计算机14、电源部分15、匹配部分21、匹配驱动部分22、可变叶片23和可变叶片驱动部分24的系统和工作与本发明上一实施例的微波炉自动负载匹配装置相同。

如图9所示，负载检测部分20包括用以检测电源部分15供给磁控管16的负载电流ip的变化的电流互感器CT1和用以将电流互感器CT1检测的电流ip′整流成直流电流并将此已整流的电流供给微型计算机14的整流电路26，从而通过检测由电源部分15供给磁控管16的电流变化测知负载的变化，并将此已检知的电流变化供给微型计算机14。

下面将说明本发明另一实施例的微波炉自动负载匹配装置的工作。

首先，当使用者揿动键操作部分19的电键以选择烹调加热室11中转台12上的食品的功能时，微型计算机14感知此指令，操纵转台马达13使其上有食品的转台12转动。同时，微型计算机14控制电源部分15向磁控管16供电以产生微波。磁控管16产生的微波由波导18导引通过隙缝17传输到加热室11以加热转台12上的食品。

在烹调如此进行时，负载检测部分20检测加热室中负载在食品种类和重量方面的变化，并将结果送到微型计算机14。微型计算机14根据供给它的所检测的负载变化结果，控制匹配驱动部分22和可变叶片驱动部分24使阻抗变化最小而总是提供恒定的最大输出，即微波输出的变化与食品的种类和/或重量无关，这就使匹配部分21和可变叶片驱动部分23有最佳阻抗，即使变化的负载匹配而达到最高效率。

下面将参照图9详细说明用负载检测部分20检测负载的方法。

电源变压器T次级线圈感生的高压电流被电容器C和二极管D整流和滤波后加到磁控管16，供给磁控管16的电流ip被电流互感器CT检测并传输给整流电路26。也就是说，通过电源变压器T供给磁控管16的电流ip经二极管D整流，由二极管D接收的整流环路中的电流ip被电流互感器CT检测以测知电流ip的变化。

检测流经二极管D的电流ip的原因，是因为流经磁控管16的电流ip与流经二极管D的电流ip′成比例。也就是说，由于流过磁控管16的电流ip与流过二极管D的电流ip′成比例，所以用电流互感器CT测量流过二极管D的电流ip′与测量流过末端的磁控管16的电流有相同的效果。

被电流互感器CT感测的电流ip′在整流电路26被整流为其电平与负载变化的增量相应的直流电流，并提供给微型计算机14。

微型计算机14检测来自整流电流26的直流电流的电平以确定负载变化的增量，并按照所确定的负载变化的增量控制匹配驱动部分22和可变叶片驱动部分24，以便通过驱动匹配部分21和可变叶片23达到最高效率。

如图10～12所示，用以驱动可变叶片23的可变叶片驱动部分的一实施例包括：马达转轴32，它贯穿固定于加热室11上的波导18并有固定在其一端的可变叶片23;与马达转轴32连接用以输送功率的马达36;凸轮30，它安装在马达转轴32上位于马达36和波导18之间，其上装有微动开关35用以检测接通/断开，或者在马达断开后过一定时间，使马达转轴32停在其工作的一特殊角度上;和可动短柱33，其上装有从动齿轮34，从动齿轮34与装在马达转轴32上的主动齿轮31啮合，以便前、后移动。

也就是说，马达转轴32与马达36连接并贯穿固定到加热室11的波导18;叶片23装在马达转轴32的一端，位于加热室11一边下部的隙缝17处，并随被马达36驱动的转轴32旋转;凸轮和随马达36的旋转而旋转的主动齿轮31安装在马达转轴32上并位于马达36和波导18之间。

与主动齿轮31啮合转动的从动齿轮34设置在可动短柱33的末端，马达转轴32上方的可动短柱33贯穿波导18并能前后移动，微动开关35设置在凸轮30上方，所说的微动开关35按照在凸轮30随马达转动期间的检测判断接通/断开，或者在马达36断开后过的一定时间并使马达36停在一特殊角度上。

图13a～13c示出可变叶片驱动部分24的另一实施例，它包括：凸轮30，它安装在马达转轴32上并位于波导18和马达36之间;可动叶片33，它位于凸轮30上方，在马达转轴32上方贯穿波导18以便前后移动;弹簧37，它安装在可动短柱33上并位于波导18和凸轮30之间，以便向可动短柱33提供一弹力;和设置在凸轮30上方的微动开关35。

图14a～14c示出可变叶片驱动部分24的又一实施例，它包括：凸轮30，它与安装在马达转轴32上的主动齿轮31成为一体，并位于波导18和马达36之间;从动齿轮34，它设置在可动短柱33的一端并可转动地啮合到与主动齿轮成一体的凸轮30上，可动短柱33位于马达转轴32上方并贯穿波导18以便前后移动和设置在凸轮30上方的微动开关35。

可动短柱33的位置或可变叶片23的角度通过如下方法控制：将加热室11中转台12上的食品负载按重量和大小分成3～4级，将为使每级达到最佳匹配而使可动短柱33前后移动的位置数据或可变叶片23与可动短柱33的角度数据预先存储进存储器，并使微型计算机14应用所存储的数据。

也就是说，相对于与由负载检测部分20检测出的食品重量和大小相应的级，通过使微型计算机14控制马达36令可动短柱33达到匹配位置或者应用微动开关35使可变叶片23达到匹配角度，这就能增加微波输出，提高效率。

图15示出本发明又一实施例的微波炉自动负载匹配装置，它包括：负载检测部分20;微型计算机14;波导18;和负载匹配部分40。

负载检测部分20检测加热室11中转台12上的食品负载，微型计算机14按照负载检测部分20的负载检测结果和通过键操作部分19由外部输入的键信号控制整个系统。

波导18在微型计算机14的控制下将磁控管16产生的微波输送进加热室11。

负载匹配部分40如图16和图17a～17c所示，设置在波导18的一个壁上，它包括用以反射微波的偏转板41和用以控制偏转板41的角度的控制部分45，此控制部分45在微型计算机14的控制下控制微波照射的方向。

在此，如图17b所示，偏转板41包括：基板46;转轴47，它位于基板46的一边并可转动地固定到位于波导18中的装配槽18″上;位置控制板49，它有一嵌入控制部分45的位置控制槽48，用以转动基板46。

如图17c所示，控制部分45包括：用以传输功率的马达42;和转子44，其上有一伸出部分43插入位置控制槽48，用以借助马达42转动预定角度。

波导18其一边上有一用以插转子44的装配槽18″;和呈弧形的底部以使偏转板41能在其内转动。

下面将说明上述按照本发明又一实施例的微波炉自动负载匹配装置的工作。

当揿动电键通过键操作部分19去选择烹调加热室11中转台12上的食品的功能时，微型计算机14按照感知的指令操纵转台马达13使放有食品的转台12旋转。

在此瞬间，负载检测部分20检测食品负载并将负载检测结果供给微型计算机14。据此，微型计算机14通过转动转子44按照能提供最佳负载匹配的偏转板41的角度控制马达42的转数。

如图18所示，随着转子44的转动，转子44的伸出部分43在偏转板41的位置控制槽48内移动，使偏转板41的基板46以指定的θ₁、θ₂和θ₃角移动，从而控制偏转板的位置，在该位置食品能在负载最佳匹配条件下被微波照射。

如上所述，由本发明有助于地向负载提供最大的微波输出，所以本发明有能缩短烹调时间、提高效率、节省能量和提高微波炉烹调的可靠性等优点。

尽管本发明是结合具体实施例进行说明，但是很明显，对熟练技术人员来说，按照以上描述，许多可代替的方法及其变型都是显而易见的。因此，本发明包括所有在附属的权利要求的范围内的可代替的方法及其变型。

Claims (14)

1、一种微波炉自动负载匹配装置，其特征在于它包括：

用以检测加热室中转台上的食品负载的负载检测装置；

用以按照从外部施加的键信号和负载检测装置的负载检测结果控制整个系统的微型计算机；

用以向磁控管供电使其在微型计算机控制下工作的电源装置；

用以通过移动其在固定在加热室上的波导中的位置达到阻抗匹配以便在微型计算机控制下获得最大微波输出的匹配装置；

用以在微型计算机控制下控制匹配装置的驱动的匹配驱动装置；

安装在加热室隙缝处转动以使食品加热均匀的可变叶片；和

用以在微型计算机控制下转动可变叶片的可变叶片驱动装置。

2、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的负载检测装置通过检测由电源装置供给磁控管的电流变化来测知负载变化并将所检测到的电流变化提供给微型计算机。

3、按照权利要求2所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的负载检测装置包括：用以检测从电源装置供给磁控管的负载电流变化的电流互感器;和用以将电流互感器检测到的电流整流成直流电流并将此已整流的电流提供给微型计算机的整流电路。

4、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的负载检测装置有光传感器和重量传感器。

5、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于多个光传感器沿垂直方向排列在加热室中以检测食品的体积。

6、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的负载检测装置有一介电常数传感器。

7、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的匹配装置有用以移动其位置的导向装置，并在匹配驱动装置的控制下在波导的垂直方向沿导向装置移动。

8、按照权利要求1所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的可变叶片驱动装置包括：

贯穿固定在加热室上的波导安装的马达转轴，此马达转轴其一端上固定有可变叶片;

与马达转轴连接用以传送功率的马达;

安装在马达转轴上并位于马达和波导之间的凸轮，此凸轮上装有微动开关，用以检测接通/断开，或者在马达断开后过一定时间使马达停止在马达工作的一特殊角度上;

其上装有从动齿轮的可动短柱，所说的可动短柱可前后移动，所说的从动齿轮与主动齿轮啮合，所说的主动齿轮安装在马达转轴上。

9、按照权利要求8所说的自动负载匹配装置，其特征在于一弹簧设置在凸轮和可动短柱之间用以施加弹力。

10、按照权利要求8所说的自动负载匹配装置，其特征在于与从动齿轮啮合的主动齿轮与凸轮形成一体。

11、一种微波炉自动负载匹配装置，其特征在于它包括：

用以检测加热室中转台上的食品负载的负载检测装置;

用以按照由外部加给的键信号和负载检测装置的负载检测结果控制整个系统的微型计算机;

用以在微型计算机控制下将磁控管产生的微波输入加热室的波导;和

安装在波导一边用以在微型计算机控制下控制微波照射方向的负载匹配装置。

12、按照权利要求11所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的负载匹配装置包括：

用以反射微波的偏转板;和

用以控制偏转板角度的控制装置。

13、按照权利要求12所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的偏转板包括：

基板;

位于基板上边并可转动地固定在波导中的装配槽的转轴;

有一位置控制槽的位置控制板，所说的位置控制板用以转动基板，所说的位置控制槽用以插进控制装置。

14、按照权利要求13所说的自动负载匹配装置，其特征在于所说的控制装置包括：

用以传输功率的马达;和

其上有一伸出部分的转子，所说的伸出部分用以插入位置控制槽，所说的转子借助马达旋转预定的角度。

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