CN1120148A - 微波炉 - Google Patents

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Abstract

一种微波炉，包括：至少两个用来检测从被加热的食物发射出的热辐射的传感器；用所述传感器的输出信号获得与所述传感器和食物间距的偏差无关的食物表面精确温度的信号处理器；以及接收所述信号处理器的输出信号以识别食物的烹制状态并根据识别出的烹制状态来控制食物加热的控制器。

Description

微波炉
本发明涉及微波炉，特别是涉及一种通过用远距离传感器检测食物表面的辐射温度并补偿食物和传感器间距的方法进行精确的烹饪控制的微波炉。
普通的微波炉使用温度检测传感器、湿度检测传感器、蒸汽检测传感器或重量检测传感器检测烹饪状态，并由此来进行自动烹饪，例如：为了检测食物量，先测量食物的重量然后决定烹饪完成的时间点。另外，可以检测时间点的温度、湿度或气体以计算维持烹饪的时间来进行烹饪。
然而，测量湿度、气体、蒸汽或食物的周围温度变化来进行烹饪时，普通微波炉有一种限制，具体地说，在解冻情况下，通过检测重量来决定化冻时间时，会产生由于容器的质量或尺寸引起的误差或由于容器的位置引起的偏心误差，这些误差可能导致微波炉的误动作。另外，在普通的解冻模式期间，为了防止冷冻肉被烹制，磁控管按足够的时间间隔通断，然而，这种模式为完成解冻需要太多时间。
在此期间，为了用检测最佳烹饪状态的方法进行烹饪，作为用食物的辐射温度检测的一种烹饪方法，在韩国的专利申请号为94-5483和94-5485的申请中，已经采用了用红外传感器的检测方法以及用这种方法的烹饪控制。在这两种情况下，由于输出信号随传感器和食物之间的距离而不同，所以很难精确地检测和控制烹饪状态。
因此，本发明的一个目的是提供一种精确检测食物表面温度的微波炉，由操作设置在相互距离恒定的至少两个传感器的输出信号并根据传感器的输出信号用二次方程的解补偿食物和传感器的间距，以此来精确检测食物表面温度。
本发明的另一个目的是提供这样一种微波炉，它可以按照预定的时间周期接收来自至少两个传感器的信号输出来控制磁控管的振荡模式，并计算食物表面的辐射温度然后与一基准值相比较。
本发明还有一个目的是提供一种微波炉，其在低于水的沸点的整个烹制过程中如用借助传感器所得到的食物表面温度信息很难检测的解冻或保温，控制磁控管以供最佳烹饪。
为了实现上述目的，按照本发明的微波炉包括：
至少两个用来检测从被加热的食物发射出的热辐射的传感器；
利用传感器的输出信号获得与传感器和食物间距的偏差无关的食物表面精确温度的信号处理器；以及
接收信号处理器的输出信号以识别食物的烹制状态并根据识别出的烹制状态控制食物加热的控制器。
通过以下参照附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将会更加清楚。
附图简要说明：
图1是按照本发明的微波炉的内部结构图；
图2是按照本发明的微波炉的电路方框图；
图3是检测食物表面辐射温度的说明图；
图4是按照本发明的第1实施例的说明图；
图5是按照本发明的第2实施例的说明图。
如图2所示，按照本发明的微波炉包括：用以检测从被加热食物发射的热辐射的第1和第2红外传感器11和12；用从第1和第2红外传感器11和12接收到的信号来获得与每个传感器之间的距离的偏移无关的精确的食物表面温度的信号处理器21a和21b；把模拟信号转换成数字信号的模/数(A/D)转换器22a和22b；接收由A/D转换器22a和22b转换的信号然后识别食物状态并按照烹制方法控制电动机15和磁控管13的控制器23；根据控制器23的输出信号控制磁控管13通断的开关25；按照开关25的通/断动作使磁控管运行的高压电路28；以及选择食物菜单或烹制方法的键盘27。
另外，如表示微波炉内部结构的图1所示，这种微波炉具有红外传感器其把信号传送到固定在微波炉上的烹制状态检测电路，其中第1和第2红外传感器11和12被安装在主体18的外壁上部，只让从食物发射出的红外线通过，防止传感器被蒸汽污染的红外滤波片20a和20b被安装在内壁上部，磁控管13、波导14和旋转电动机15具有如下构形。
现在参照附图更详细地描述本发明的运行和效果。
用户把食物放在主体18的转盘16上，并通过键盘27键入由控制器23识别的选定的烹制方法和食物菜单，然后由门开启单元26检测门开/闭状态，如果门是关着的，就控制开关25和高压电路28使磁控管13振荡，以便经波导14把微波加到食物上。
按照这种方式烹制食物时，如果从食物发射出红外线，红外线就被滤波片20a和20b滤波并防止由于蒸汽等造成的污染。
接收被滤波的信号的第1和第2红外传感器11和12把信号传送到信号处理器21a和21b。
这里，红外传感器是用在先申请的发明(申请号94-5483)中所披露的硅片制作的，本发明的基本原理是用红外传感器检测发自食物的热，根据食物表面温度和传感器检测到的量与距离的平方成反比这一事实来补偿温度。信号处理器21a和21b先放大由传感器输入的每个信号，然后对温度进行补偿，此后，信号由A/D转换器22a和22b转换成数字信号再发送到处理器23。然后，控制器23按照下面将要详细描述的食物烹制方法控制磁控管13的电动机15。
如图1和3所示，假设第1和第2红外传感器11和12分别设置在距离间隔X1和X2处，并假设食物A和食物B的大小彼此不同，在这种条件下，将按照每种食物和传感器之间的距离不同时的情况来描述调整这种差别的方法。
假定用T来表示食物表面的辐射温度，用T1表示由第1红外传感器11收到的信号，用T2表示由第2红外传感器12收到的信号，那么，
T1∝X12×T          ……(1)
T2∝(X1＋X2)2×T    ……(2)
其中X1是第1传感器11和食物表面之间的距离，X2是第1传感器11和第2传感器12的距离之间的差值。
这样，如果把(1)式代入(2)式，得到：
(T1－T2)×X12＋2×T1×X2×X1＋X22×T1＝0然后，对X1解这个二次方程，把得到的X1的值代入(1)式，由此而得到食物表面的辐射温度。
换言之，因为用这个二次方程的解来补偿食物和传感器之间的距离，所以就能测出食物表面的温度，而与距离无关。
用同样的方法，在传感器和食物之间的距离不同与食物A的食物B的情况下，也能得到食物表面的温度。
在这里，补偿过距离因素的食物表面的温度是通过用实时处理或查表操作来检测的，控制器23按恒定的时间周期接收由A/D转换器22a和22b输入的信号，并用式(1)和式(2)来计算食物表面的辐射温度，再把算出的温度和基准值相比较，然后控制磁控管13的振荡模式。
这样得到的食物表面的辐射温度提供出比较精确的烹制状态而与食物的种类、大小和形状无关，所以能够适用于微波炉的自动烹饪，特别适用于在水的沸点以下完成的烹饪，像难以检测烹制状态的解冻或保温。
另外，使用具有以恒定的距离间隔设置两个传感器的效果的反射膜可以补偿由食物形状引起的检测误差，首先，如图4所示，两个传感器被设置得相互垂直，反射膜42装在其中一个传感器上，这样，把第1红外传感器11和反射膜42之间的距离设置得保持不变。
如图4那样设置传感器就能放宽对传感器位置的选择。
另外，如图5所示，相互垂直设置传感器，用半反射膜51反射由食物发出的热辐射的一半，而把其余的一半热辐射发送出去。
在设计可变组件时，可以任意设置用反射膜的传感器，还可以认为这种设置是针对传感器污染问题的一种对策。
两个红外传感器11和12适用于本发明的实施例，然而两个以上的传感器可用于本发明的另外的实施例。
如上所述，通常，食物的温度不直接用温度传感器、湿度传感器、气体传感器或重量传感器来测量。但是，按照本发明，则是用能够检测精确的烹饪状态的多个红外传感器来直接测量食物表面温度，而且还用补偿红外传感器来补偿红外传感器与食物之间的距离变化的输出偏差，从而能够自动地控制像解冻或保温等烹饪模式。

Claims (9)

1、一种微波炉，其特征在于：包括
至少两个用来检测从被加热的食物发射出的热辐射的传感器；
用所述传感器的输出信号获得与所述传感器和食物间距的偏差无关的食物表面精确温度的信号处理器；以及
接收所述信号处理器的输出信号来识别食物的烹制状态并根据识别出的烹制状态控制食物加热的控制器。
2、根据权利要求1的微波炉，其特征在于：所说的传感器是红外传感器。
3、根据权利要求1的微波炉，其特征在于：为测量食物表面的辐射温度，所说的红外传感器被设置在离开食物不同的距离间隔处，以便用来补偿距离偏差。
4、根据权利要求1的微波炉，其特征在于：所说的控制器利用各个传感器的输出信号运算一个预定的二次方程，用所说二次方程的解补偿食物和各传感器之间距离的偏差，并精确检测食物表面的温度。
5、根据权利要求4的微波炉，其特征在于：如果采用两个传感器，就用方程
(T1－T2)×X12＋2×T1×X2×X1＋X22×T1＝0来得到二次方程的解，其中T1和T2分别是由所述第1和第2传感器测到的值，X1是所述第1传感器和食物表面之间的距离，X2是所述第1传感器和第2传感器之间距离的差。
6、根据权利要求4的微波炉，其特征在于：通过用实时处理或查表的运作来检测其距离因素被补偿的食物表面的温度。
7、根据权利要求4的微波炉，其特征在于：所述的控制器按一个恒定的时间周期接收由所述的第1和第2传感器收到的信号，计算食物表面的辐射温度，再把算出的辐射温度与基准值相比较，然后加热食物。
8、根据权利要求1的微波炉，其特征在于：还包括为增加设置所述传感器的可选性而用来反射由食物辐射出的热辐射然后再入射到所述传感器上的至少一个反射膜。
9、根据权利要求8的微波炉，其特征在于：所述反射膜是半反射膜，用来反射由食物辐射出的热辐射的一半并发射剩余的一半热辐射。
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