CN1278141A - 自动面包制造机 - Google Patents

Abstract

在自动面包制造机中,在温度控制装置(7)的温度到达预定温度之后,加热器(2)的增能速率由控制装置(14)固定,并且,通过这种方式,能够稳定地制备具有预定烘烤颜色的面包。

Description

自动面包制造机

                         技术领域

本发明涉及普通家庭使用的自动面包制造机(automatic bread maker)。

                        背景技术

现在将参照图9和10描述传统的自动面包制造机。图9是表示传统的自动面包制造机的主要部分的结构的方框图，标号1表示烘烤室，标号2表示构成加热装置的加热器，标号3表示可移动地安装在烘烤室中的面包烘烤容器，标号4表示马达，标号5表示传输马达4的功率的皮带，标号6表示由马达4所驱动的搅拌刀片，标号7表示紧靠烘烤室1的外表面的温度检测装置，这是为了检测面包制造容器3的温度，以便进行工艺调整和温度控制，标号8表示盖，标号9表示酵母装料端口，酵母从那里装入，标号10表示一螺线管，其可操作地连接到酵母装料端口9的阀门，以便使酵母降落，标号11表示控制装置，它包括一微处理器，并且响应来自温度检测装置7的信号，以便控制加热器2、马达4和螺线管10，从而烘烤面包，标号12表示用于显示操作条件和时间的显示部分，标号13表示操作部分，用于指示烹饪(cooking)(制备)菜单、烹饪过程和烹饪启动。

当操作部分13被操作，以开始烹饪时，控制装置11根据温度检测装置7所检测的温度选择多种面包制造过程中的一种，并且根据所选择的面包制造过程顺序控制加热器2、马达4和螺线管10的载荷，从而实施面包制造。

图10以一个例子来说明传统的自动面包制造机的烘烤步骤中的温度检测装置7的检测温度和加热器2的增能速率(rate of energization)。当烘烤步骤开始时，控制装置11使加热器2连续增能。当烘烤室1中的温度开始上升，并且该温度达到100℃时，控制装置11响应于温度控制装置7的输出值，将加热器2的增能速率减小到85％。接着，当温度达到150℃时，控制装置11将加热器2的增能速率减小到30％。之后，根据温度检测装置7的输出，当检测到的温度不低于130℃时，温度反馈控制以30％的增能速率发挥效用(be efiected)，当检测到的温度低于130℃时，温度反馈控制以65％的增能速率发挥效用，并且在烘烤开始后，烹饪在预定时间段(50分钟)内完成。

在这种传统的自动面包制造机中，因为温度检测装置紧靠烘烤室的外表面，而不与面包烘烤容器接触，所以这种温度检测装置不能准确地检测出面包烘烤容器的温度，因此，即使在烘烤过程中为使面包烘烤容器的温度为恒定值而使温度反馈控制始终有效，由于外界(周围环境)温度以及尖峰信号的影响，面包烘烤容器与温度检测装置之间的温度差仍然很大，如果温度波动的峰值与谷值来临的时间很轻微地变换，烘烤的颜色将会有很大变化，并且存在尽管将烘烤颜色设定为深色，它却变成浅色的场合，以及相反，尽管将烘烤颜色设定为浅色，它却变为深色的场合。

                      本发明的公开

本发明设法解决以上问题，本发明的一个目的是提供一种面包制造机，其中，即使温度检测装置和面包烘烤容器间的温度差很大，也可以制备具有预定烘烤颜色的面包。

本发明的以上目的可由包括下列装置的自动面包制造机实现，该自动面包制造机包括：具有加热器的烘烤室；可移动地安装在烘烤室中的面包烘烤容器；用于检测烘烤室中的温度的温度检测装置；以及响应于温度检测装置的输出，从而控制加热器和其它装置的控制装置，其中，在烘烤步骤中，在温度控制装置的温度上升到预定温度之后，无论温度检测装置的温度是多少，加热装置的增能速率都是固定的。

通过这种结构，在烘烤步骤中，加热装置的增能是稳定的，并且能够得到具有预定烘烤颜色的面包。

在本发明的第一方面中，提供了一种自动面包制造机，该自动面包制造机包括：具有加热器的烘烤室；可移动地安装在烘烤室中的面包烘烤容器；用于检测烘烤室中的温度的温度检测装置；以及响应于温度检测装置的输出值，以便控制加热器和其它装置的控制装置；其特征在于，在烘烤步骤中，在温度控制装置的温度达到预定的温度之后，加热装置的增能速率保持不变。因此，温度的波动很小，并且能够得到面包的预定烘烤颜色。

在本发明的第二方面中，还提供了计时器装置，用于在烘烤步骤的温度上升阶段，测量温度检测装置的升温梯度，在温度检测装置的温度到达预定的温度之后，根据计时器装置所测量的时间段来决定加热装置的增能速率。因此，无论室温以及电压怎样变化，都能稳定地得到面包的预定烘烤颜色。

在本发明的第三方面中，按照计时器装置所测量的时间段，控制装置决定在检测温度到达预定温度之前的增能速率，并且决定在检测温度到达预定温度之后的增能速率。因此，烘烤室中的温度上升可以得到抑制，此外，面包的烘烤颜色也能稳定。

在本发明的第四方面中，控制装置根据计时器装置所测量的时间段来决定预定的温度。因此，面包的烘烤颜色能得到稳定。

在本发明的第五方面中，时间测量是由计时器装置来完成的，其后，控制装置根据计时器装置所测得的时间段来决定增能速率改变前的时间段，并且在根据所测得的时间段，决定温度到达峰值温度之前的时间段，因此正如以上的情况中，面包的烘烤颜色能得到稳定。

在本发明的第六方面中，根据检测温度随预定时间流逝(lapse)的改变量，来决定在温度检测装置的检测温度到达预定温度之后的加热装置的增能速率。因此无论室温和电压怎样改变，都能面包稳定得到预定烘烤颜色。

在本发明的第七方面中，还提供了烘烤颜色选择装置，用于选择面包的颜色，控制装置根据烘烤颜色选择装置所选择的烘烤颜色来决定加热装置的增能速率。通过这种结构，能稳定得到预定的烘烤颜色。

在本发明的第八方面中，还提供了体积选择装置，用于选择面包的体积，控制装置根据体积选择装置所选择的体积来决定加热装置的增能速率。即便当面包的体积很小时，也会根据所选择的体积，吸收加热器功率的变化和电源电压的变化，因此，能得到预定的烘烤颜色。

                    附图的简要说明

图1是表示本发明的自动面包制造机的一个优选实施例主要部分的方框图；

图2是表示在本发明的以上实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图3是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图4是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图5是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图6是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图7是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图8是表示在本发明的另一个实施例的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图；

图9是表示传统的自动面包制造机的主要部分的方框图；及

图10是表示在传统的面包制造机的烘烤步骤中的检测温度和增能速率的曲线图。

                 实现本发明的最好模式

下面将参照附图描述本发明的一个优选实施例。图1是表示本发明的第一实施例的主要部分的方框图，这些部分中与传统面包制造机中相同的部分分别由相同的标号表示。控制装置14响应于温度检测装置7和计时器装置15的信号来控制加热器2、马达4和螺线管10，以便烘烤面包。计时器装置15响应于控制装置14的信号来测量时间。操作部分16包括烘烤颜色选择装置17和体积选择装置18，该操作部分16设定菜单、工艺过程、烘烤颜色等等，并且指示烹饪过程(准备)的启动。当烹饪过程的启动被操作部分16指示后，控制装置14在输入由温度检测装置7检测到的温度的同时，控制加热器、马达和螺线管，以便实现预定的面包制造过程。在这里，控制装置14和计时器装置15包含在单片机中。显示部分包含液晶显示装置。

图2是表示在面包制造过程的烘烤步骤中，从烘烤开始起的经过时间与温度检测装置检测到检测温度之间的关系的曲线图(横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ)，并且图2也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定温度θ1(本实施例中为60℃)时，计时器装置15开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二预定温度θ2(本实施例中为90°)时，计时器装置15停止时间测量，并得到了温度从θ1到θ2上升所需的时间ΔT。控制装置14还使加热器2连续增能，并且当温度检测装置7的检测温度到达第三预定温度θ3(本实施例中为155℃)时，控制装置14控制加热器2以一种增能速率(本实施例中为60％)增能，这种增能速率使得，如果ΔT不小于第一预定时间T1(本实施例中为120秒)并且小于第二预定时间T2(本实施例中为180秒)，则使面包烘烤容器的温度保持基本恒定。此时，温度的后续反馈控制不起作用，并且加热器以该恒定的增能速率增能，而不受检测温度的决定，直到烘烤步骤结束。

如果ΔT小于T1，由于室温和电源电压的变化，温度易于上升，因此，如果峰值温度后的增能速率为60％，那么温度将逐渐上升，并且控制装置14减小加热器2的增能速率(在本实施例中为40％)，从而使面包烘烤容器的温度保持基本恒定。

相反，如果ΔT不小于T2，温度将不容易上升，因此加热器2的增能速率被设定为较大的值(在本实施例中为80％)。

因此，在面包烘烤容器3与温度检测装置7不接触的结构中，即使加热器的电功率波动并且电源电压变化，在第三个预定的温度θ3后，面包烘烤容器3的温度也能保持基本恒定，而没有大的波动，并且制备的面包具有预定的烘烤颜色。

这里描述的实施例是指本发明的第二个方面，但是如果室温和电源电压变化的影响较小，则可以使用一种ΔT的测量不受影响的方法，当峰值温度过后，增能速率固定于某一常数值，并且利用这种方法，其控制比传统的反馈控制更能稳定地发挥作用，这种情况是指本发明的第一方面。

图3是本发明的第三方面的曲线图说明，它更具体地显示了表示从烘烤开始起的经过时间与温度检测装置7的检测温度间的关系，并且图3也图示说明了此时加热器2的增能速率。如图2所示，横坐标轴代表从烘烤开始起的经过时间，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2使连续增能(增能速率为100％)。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定的温度θ1(本实施例中为60°)时，计时器装置开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二预定温度θ2(本实施例中为90°)时，计时器装置停止时间测量，并且得到了温度从θ1到θ2上升所需的时间ΔT。此时，当温度检测装置7的检测温度超过θ2时，如果ΔT小于预定的时间T1(本实施例中为120秒)，控制装置14减小增能速率(本实施例中减小为80％)，如果ΔT不小于预定的时间T1时，控制装置14使加热器2连续增能。

接着，当温度检测装置7的检测温度超过第三个预定温度θ3时，控制装置14使加热器2在第三预定温度后以一种增能速率(本实施例中为60％)增能(其中的速率根据ΔT来确定)，这种增能速率使得，即便是存在如权利要求2所述的电源电压和室温的变化，面包烘烤容器的温度也能基本保持常数，并且当烘烤步骤的预定时间(本实施例中为50分钟)过去时，面包制造过程便结束。

根据这种方法，能够防止这样一种情况：由于加热器的电功率变化和电源电压变化，反馈控制的尖峰信号使得烘烤室1中的温度受到大的波动，并且变得不同于温度检测装置的温度，从而不适当地上升。因此，制备的面包能得到预定的颜色。

在本实施例中，尽管加热器2在从烘烤开始到温度到达θ2的时间内连续增能，但可以使用一种加热器2在从烘烤开始到温度到达θ2的时间内以恒定的增能速率增能的方法，并且如果ΔT不小于预定时间T2，则增能速率在温度从θ2到θ3的上升期间增长。

图4是解释权利要求4的发明的曲线图，并且更详细地示出了表示烘烤步骤中从烘烤开始起的经过时间与温度检测装置7所检测到的检测温度之间的关系的曲线图，并且图4也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定温度θ1(本实施例中为60℃)时，计时器装置开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二预定温度θ2(本实施例中为90℃)时，计时器装置停止时间测量，并且得到了温度从θ1上升到θ2所需的时间ΔT。接着，当控制装置14使加热器2连续增能，直到温度到达第三预定温度θ3(本实施例中为140°)。如果ΔT不小于T1并且小于T2(T1≤ΔT＜T2)，得到θ3＝155℃(没有校正)，如果ΔT小于T1(ΔT＜T1)，得到θ3＝155℃(校正：-5℃)，如果ΔT不小于T2(T2≥ΔT)，得到θ3＝160℃(校正：+5℃)。当检测温度到达θ3时，控制装置14使加热器2以一种增能速率增能，这种增能速率使得面包烘烤容器的温度能保持恒定，并且当烘烤步骤的时间变为50分种时，面包制造过程结束。

利用这种方法，能根据检测温度的上升时间来校正峰值温度，并且制备的面包能得到预定的烘烤颜色。

图5是解释权利要求5的发明的曲线图，并且更详细地示出了表示从烘烤步骤中从烘烤开始起的经过时间与温度检测装置7所检测到的检测温度之间的关系的曲线图，图5也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定温度θ1(本实施例中为60℃)时，计时器装置15开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二检测温度θ2(本实施例中为90℃)时，计时器装置停止时间测量，并且得到了温度从θ1上升到θ2所需的时间ΔT。当温度检测装置7的检测温度超过θ2时，如果ΔT不小于预定时间T1(本实施例中的120秒)并且小于T2(本实施例中的180秒)，则控制装置14将连续增能时间设定为10分钟(标准时间)，并且，如果ΔT小于预定时间T1，则控制装置14将连续增能时间设定为8分钟(校正：-2分钟)，如果ΔT不小于T2，则控制装置14将连续增能时间设定为12分钟(校正：+2分钟)。采用这种方式，加热器2在控制装置14的控制下连续增能。在连续增能时间过去后，控制装置14使加热器2以一种增能速率(本实施例中为60％)增能，这种增能速率使得面包烘烤容器的温度能保持基本恒定，当烘烤步骤的时间变为50分钟时，面包制造过程结束。

采用这种方法，通过连续增能而加热的时间能够按照检测温度上升的时间来校正，并且能得到预定烘烤颜色的制备好的面包。

图6是解释权利要求6的发明的曲线图，并且更详细地示出了表示烘烤步骤中从烘烤开始后的经过时间与温度检测装置7所检测到的检测温度之间的关系的曲线图，而且图6也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。通过温度检测装置7，在烘烤步骤开始后的预定时间α(本实施例中为240秒)得到检测温度K1，并且在烘烤步骤开始后的预定时间β(本实施例中为400秒)得到检测温度K2，并且得到了这两个温度之间的差值Δ。当温度检测装置7的检测温度到达第三预定温度θ3(本实施例中为155℃)时，控制装置14控制加热器2达到一种增能速率(本实施例中为60％)(它是由经验值确定的)，这种增能速率使得，如果Δk不小于预定温度差K1(本实施例中为25℃)并且小于预定温度差K2(本实施例中为35℃)，则面包烘烤容器的温度能保持恒定。如果Δk小于K1，由于加热器功率和电源电压的变化使得电功率增大，故控制装置14减小加热器2的增能速率(本实施例中减小到40％)。如果Δk不小于K2，控制器14增大加热器2的增能速率(本实施例中增大到80％)。加热器2的增能在烘烤步骤的预定时间(50分钟)过去并结束面包制造过程之前一直有效。

利用这种方法，即便是加热的功率波动以及电源电压变化，制备的面包都可以有预定的颜色。

图7是解释权利要求7的发明的曲线图，并且更详细地示出了表示从烘烤(在烘烤步骤中，其中烘烤颜色是由烘烤颜色选择装置17来选择的)开始起的经过时间与温度检测装置7所检测到的温度之间的关系的曲线图，而且图7也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定的温度θ1(本实施例中为60℃)时，计时器装置15开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二预定温度θ2(本实施例中为90℃)时，计时器装置停止时间测量，并且得到了温度从θ1到θ2上升所需的时间ΔT。如果由烘烤颜色选择装置17所选择的烘烤颜色为“深色”或“中间色”，控制装置14使加热器2连续增能，直到温度到达第三个预定温度θ3(在“深色”情况下为165°，在“中间色”情况下为155°)。如果所选择的颜色为“浅色”，控制装置14使加热器2以80％的增能速率增能，直到温度达到第三个预定温度θ3(在“浅色”情况下为140°)。在温度到达θ3后，加热器以一种增能速率增能，这种增能速率使得面包烘烤容器的温度能维持恒定，并且增能过程继续，直到烘烤步骤的预定的时间(50分钟)过去，并结束面包制造过程。

利用这种方法，即便当选择的烘烤颜色为浅色时，温度检测装置7的检测温度与面包烘烤容器之间的温度差也可以成为很小，并且制备的面包可以具有对应于所选择烘烤颜色的预定烘烤颜色。

图8是解释权利要求8的发明的曲线图，并且更详细地示出了表示从烘烤(在烘烤步骤中，其中面包的体积是由体积选择装置18来选择的)开始起的经过时间与温度检测装置7检测到的检测温度之间的关系的曲线图，并且图8也示出了表示此时加热器2的增能速率的图。横坐标代表从烘烤开始起的经过时间t，纵坐标代表温度θ。

当处理过程到达烘烤步骤时，控制装置14使加热器2连续增能。当温度检测装置7的检测温度到达第一预定的温度θ1(本实施例中为60℃)时，计时器装置开始时间测量。接着，当温度检测装置7的检测温度到达第二预定的温度θ2(本实施例中为90°)时，计时器装置停止时间测量，并且得到了温度从θ1到θ2所需的时间ΔT。如果体积选择装置18选择“2.5磅”或“2磅”，当温度检测装置7的检测温度到达θ3后，控制装置14使加热器2以60％的增能速率增能，如果体积选择装置18选择“1.5磅”，当温度到达θ3后，控制装置14使加热器2以50％的增能速率增能，当从烘烤步骤开始后的预定时间(50分钟)过去时，面包制造过程结束。

利用这种方法，能够根据所选择的面包体积校正增能速率，并且无论其体积为多大，都能得到预定的烘烤颜色。

按照这些权利要求的这些发明可以相互结合加以利用。

                    工业应用性

在本发明的第一方面中，在烘烤步骤中采用普通反馈类型的温度控制的结构中，即使温度检测装置与面包烘烤容器隔开，并且两者之间的温度差比较大，面包烘烤容器的温度也能保持基本恒定，并且在选择烘烤颜色时，仅仅通过将加热器的增能速率设定为适当的值，便可稳定地设定烘烤颜色。

在本发明的第二方面中，在检测温度到达预定温度之后，根据烘烤步骤中两个温度值之间温度上升所需要的时间来改变增能速率，即使加热器的电功率波动并且室温改变，也能防止烘烤室中的温度变得不稳定，并且无论温度检测装置的温度是多少，面包烘烤容器的温度也能保持基本恒定，并且制备的面包可以具有预定的烘烤颜色。

在本发明的第三方面中，在检测温度到达峰值温度之前，根据烘烤步骤中两个温度值之间温度上升所需要的时间来改变增能速率，并且通过这种方式，减少了邻近峰值温度处的温度的尖峰，并且即使加热器的功率波动并且电源电压和室温改变，无论温度检测装置的温度是多少，面包烘烤容器的温度也能保持基本恒定，并且制备的面包可以具有预定的烘烤颜色。

在本发明的第四方面中，根据烘烤步骤中两个温度值之间温度上升所需要的时间来改变峰值温度，并且通过这种方式，在不减小增能功率的情况下，减少了邻近峰值温度处的温度的尖峰，并且即使加热器的功率波动并且电源电压和室温变化，无论温度检测装置的温度是多少，面包烘烤容器的温度也会保持基本恒定，并且能制备的面包可以具有预定的烘烤颜色。

在本发明的第五方面中，根据烘烤步骤中的两个温度值间温度上升所需要的时间来改变检测温度到达峰值温度之前的时间，并且通过这种方式，即使加热器的功率、电源电压和室温变化，也能使峰值温度的确定使尖峰减小，并且使增能功率尽可能地增大，从而更稳定地制备面包。

在本发明的第六方面中，当检测温度到达预定的温度后，按照预定时间段内检测温度的上升量来改变加热器的增能速率，因此即使加热器的功率波动并且电源电压和室温变化，也会如本发明的第二到第五方面所述的那样，制备的面包具有预定的烘烤颜色。

在本发明的第七方面中，按照所选择的烘烤颜色来决定峰值温度之后的增能速率，因此，不会出现当选择“浅色”时的烘烤颜色比选择“中间色”时的烘烤颜色还要深的颠倒现象，并且制备的面包可以具有所选择的烘烤颜色。

在本发明的第八方面中，按照所选择的体积来改变检测温度到达峰值温度之后的增能速率，因此不会出现在改变体积时，选择“浅色”时的烘烤颜色比选择“中间色”时的烘烤颜色还要深的颠倒现象，而且不管面包的体积为多大，制备的面包的烘烤颜色都能稳定地具有预定的颜色。

Claims (8)

1.一种自动面包制造机，包括：

烘烤室，具有加热装置；

面包烘烤容器，可移动地安装在所述烘烤室中；

温度检测装置，用于检测所述烘烤室中的温度；及

控制装置，它响应于所述温度检测装置的输出，从而控制所述加热装置以及其它装置；

其中，在烘烤步骤中，在所述温度控制装置的温度到达预定温度之后，所述加热装置的增能速率保持恒定。

2.按照权利要求1所述的自动面包制造机，还包括计时器装置，用于在所述烘烤步骤的温度上升阶段，测量所述温度检测装置的升温梯度，并且在所述温度检测装置的温度到达预定温度之后，根据由所述计时器装置所测量的时间段来决定所述加热装置的增能速率。

3.按照权利要求2所述的自动面包制造机，其中，根据所述计时器装置测量到的时间段，所述控制装置决定检测温度到达预定温度之前的增能速率，并且决定检测温度到达预定温度之后的增能速率。

4.按照权利要求2所述的自动面包制造机，其中，所述控制装置根据所述计时器装置测量到的时间段来决定预定温度。

5.按照权利要求2所述的自动面包制造机，其中，由所述计时器装置进行时间测量，随后，所述控制装置按照所述计时器装置测量到的时间段来决定增能速率改变前的时间段。

6.按照权利要求1所述的自动面包制造机，其中在所述温度检测装置的检测温度到达预定温度之后，所述加热装置的增能速率是根据检测温度随预定时间的流逝的改变量来决定的。

7.按照权利要求1到6中的任何一个所述的自动面包制造机，其中，还提供了烘烤颜色选择装置，用于选择面包的烘烤颜色，并且，所述控制装置根据所述烘烤颜色选择装置所选择的烘烤颜色来决定所述加热装置的增能速率。

8.按照权利要求1到6中的任何一个所述的自动面包制造机，其中还提供了体积选择装置，用于选择面包的体积，并且所述控制装置根据所述体积选择装置所选择的体积来决定所述加热装置的增能速率。

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