CN207610243U - 微波炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种微波炉，包括：加热腔；信号收发组件，设于加热腔顶部，信号收发组件包括发出检测波的信号发射器，以及接收检测波的反射波的信号接收器；微处理器，与信号收发组件电连接，用于获取信号发射器发出的检测波以及信号接收器接收到的检测波的反射波，并根据检测波和反射波确定加热腔内的容器高度以及容器内的液面高度；其中，微处理器还用于在液面高度大于对应于容器高度的溢出阈值时，控制加热腔停止加热。通过本实用新型的技术方案，减少了液面溢出容器的可能，保持了加热腔的清洁，降低了劳动强度；另一方面还避免了检测装置与食物的接触，提高了食物的卫生安全性，还减少每次加热后需要清洁检测装置的可能。

Description

微波炉

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种微波炉。

背景技术

微波炉作为一种常备的家用电器，经常用于加热各种食物。当加热液体食物时，往往会由于加热时间过长导致温度过高，从而使被加热的液体食物沸腾，进而从盛放液体食物的容器内溢出，污染微波炉。为了防止液体食物的溢出，现有技术中，大都采用接触式测量，即在微波炉腔体内设有一根探测棒，液面上升时会接触到该探测棒从而判定溢出的可能。这种方式需要每次根据被加热液体的液面高度来调节探测棒的高度，增加了劳动强度，并且由于探测棒和液体食物接触，使食物受到一定程度的污染，探测棒本身也被液体食物污染，经常需要清洁，也增加了劳动强度。为此，现有技术中出现了非接触式的测量，但大都精度较低，难以及时探测到食物的溢出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种微波炉，采用了高精度的非接触式防溢出装置，以及时探测到液体食物的液面上升情况，减少溢出的可能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种微波炉，包括：加热腔；信号收发组件，设于加热腔顶部，信号收发组件包括发出检测波的信号发射器，以及接收检测波的反射波的信号接收器；微处理器，与信号收发组件电连接，用于获取信号发射器发出的检测波以及信号接收器接收到的检测波的反射波，并根据检测波和反射波确定加热腔内的容器高度以及容器内的液面高度；其中，微处理器还用于在液面高度大于对应于容器高度的溢出阈值时，控制加热腔停止加热。

通过在微波炉的加热腔顶部设置包括信号发射器和信号接收器的信号收发组件，以及与信号收发组件电连接的微处理器，可以由信号发生器向微波炉加热腔内的物体发射检测波，并由信号接收器接收各个物体对检测波的反射波，经信号收发组件与微处理器的电连接将上述信号反馈给微处理器，然后根据检测波的传播速度，以及发射检测波和接收反射波的时间差，可以计算出各个物体与加热腔顶部的距离，加热腔内的物体为盛有液体的容器时，即可以确定出该容器高度，以及容器内的液面高度；在加热过程中信号收发组件不断的发出和接收信号，从而可以持续的观测到液面是否上升，当液面高度上升至大于盛放该液体的容器高度对应的溢出阈值时，控制加热腔停止加热，在液面尚未达到容器高度时即停止了加热，使液体的温度停止上升，从而减少了液体溢出容器的可能，并且避免了检测装置与食物的接触，提高了清洁性。

可选地，还包括：溢出预警器，与微处理器电连接，用于液面高度大于溢出阈值时发出预警。

可选地，还包括：温度传感器，与微处理器电连接，用于测量微波炉内的温度。

进一步地，还包括：计时器，与微处理器电连接，计时器用于确定信号发射器发出检测波的时刻以及信号接收器接收反射波的时刻。

进一步地，信号收发组件具体包括：超声波收发组件或红外线收发组件。

可选地，信号收发组件为超声波收发组件，超声波收发组件包括发出超声波以及接收超声波的超声波探头。

进一步地，还包括：区分装置，与微处理器、超声波收发组件电连接，用于区分微波炉的底板的反射波、容器的反射波、容器内液面的反射波。

进一步地，微处理器包括：计算装置，用于根据计时器确定的时刻分别确定液面高度以及容器高度，并根据容器高度确定溢出阈值。

可选地，超声波探头为两个，设于加热腔顶部，两个超声波探头以加热腔顶部的中心对称设置。

可选地，微处理器与计时器以及区分装置集成设置。

可选地，信号收发组件为红外线收发组件，包括发出红外线的发光管和接收红外线的硅光敏二极管，发光管和硅光敏二极管集成设置。

可选地，还包括：波形比较装置，与微处理器电连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的实施例1的加热腔工作示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例1的加热腔内无物体时的波形图；

图3示出了根据本实用新型的实施例1的加热腔内有容器时的波形图；

图4示出了根据本实用新型的实施例2的加热腔工作示意图；

图5示出了根据本实用新型的实施例2的加热腔的另一个工作示意图；

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100加热腔，102加热腔顶部，104超声波探头，106容器，108液面，110超声波发射波形，112加热腔底板反射波形，114容器反射波形。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型的一些实施例。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型提出的一个实施例的微波炉，包括：加热腔100；超声波探头104，设于加热腔顶部102；作为微处理器的单片机，与超声波探头104电连接；单片机包括：计时器以及计算装置，微波炉还包括一个区分装置，用于区分不同物体的反射波。其中，单片机以及区分装置集成设置。加热腔顶部102还设有一个温度传感器，与单片机电连接。

当微波炉对加热腔100内的液体食物加热时，超声波探头104向加热腔100内的物体发射超声波，此时计时器记下超声波的发射时刻t1；发出的超声波碰到物体后，向回反射，反射的反射波仍然由超声波探头104接收，同时计时器记下该反射时刻t2，通过计算装置计算出发射时刻和反射时刻的时间差，即超声波从超声波探头104发射到物体表面，再从物体表面返回到超声波探头104的时长；结合超声波的传播速度，即可得到超声波探头104到物体表面的距离S。

其中，超声波传播速度，会受到传播介质温度的影响，因此，本实施例中通过设置在加热腔顶部102的温度传感器，可以测量加热腔100中的空气温度T。温度传感器与单片机电连接，以便将实时空气温度反馈给单片机，并由单片机中的计算装置根据此温度来修正在该温度下的超声波传播速度C。具体而言，超声波在空气中的传播速度C的计算公式如下：

C＝331+0.6T

在考虑了空气温度影响后，计算装置即可根据实时的超声波传播速度，以及超声波发射和反射波的时长，计算出超声波探头104到物体表面的距离，如下：

S＝C×(t2-t1)÷2

通过超声波探头104和单片机的电连接，使得超声波探头104发出超声波和接收的物体反射波能够被单片机获取，并由单片机中的计时器记录发射和反射波时刻，再由计算装置根据上述公式，计算出物体表面与超声波探头104的距离，最后再结合加热腔100本身的高度，实现确定加热腔100内的容器106高度以及容器106内的液面108高度的目的。

需要特别说明的是，加热腔100内的物体例如加热腔100的底板、容器106、容器106内的液体等都会发射超声波。图2示出了加热腔100内没有容器106时，超声波发射和收到的波形，如图2所示，当加热腔100内没有物体时，超声波发射后，只有加热腔100的底板反射，因此实验装置的屏幕上只有超声波发射波形110和加热腔底板反射波形112；图3示出了加热腔100内放置有一个容器106时，超声波发射波、容器106反射波、底板反射波各自的波形，当加热腔100内有容器106等物体时，超声波发射后，容器106和底板都发出了反射波，并且，由于容器106与超声波的探头更近，所以容器106的反射波比底板的反射波更先出现，容器的反射波强度也更高，如图3所示，实验装置的屏幕上最大的波形为超声波发射波形110，紧邻其右侧为容器反射波形114，最右侧最小的为加热腔底板反射波形112。如果同时有多个容器106放在微波炉中加热时，那么各个容器106也都会对超声波探头104发出各自的反射波，为了对这些反射波进行识别，以区分出底板、容器106、食物或者其他物体，本实施例设置了识别装置，以便识别出容器106和食物，并反馈到单片机，由单片机的计算装置，计算出其中容器106以及容器106内的液面108高度，并计算出与容器106高度对应的的溢出阈值，当液体食物的液面108高度大于溢出阈值时，由单片机控制加热腔100停止加热。

本实施例选用89C51型的单片机，其时钟基准为12MHZ晶体，计数能够精确到1微秒，因此采用该型号单片机，可以将超声波测距的误差控制在1毫米内。

具体而言，不考虑温度影响的情况下，超声波的传播速度为344米/秒，1微秒内的传播距离为344×1÷1000000＝0.000344米，即0.344毫米，因此，当传播时间在1微秒时，超声波测距的误差完全可以控制在1毫米以内。

由上可知，本实施例中采用89C51型单片机，提高了测量精度，使容器106内的液面108即使有1毫米的升高，也能迅速的被检出，从而更早的发现液面108的上升，并且这种检测无需接触液面108，保持了微波炉内的清洁，减少了对食物的污染。由于根据容器106高度预设了低于容器106高度的溢出阈值，在液面108高度大于溢出阈值时即控制加热腔100停止加热，此时液面108还低于容器106高度，从而减少液面108溢出容器106的可能，加热腔100内可以一直保持干净，减少了对微波炉清洁保养的工作，降低了劳动强度。

本实施例中的单片机与区分装置集成设置，可以节省空间，减少微波炉的体积。

另外，超声波的波束宽窄也会影响到测量精度。一般而言，宽波束的检测范围广，但是不能定位；窄波束检测更加精确，但是检测范围窄。考虑到微波炉加热腔100的体积一般都不大，因此本实施例的超声波探头104发射的超声波频率可以为60KHZ。

当液面108升高可能发出溢出时，加热腔100在单片机的控制下停止了加热，为使用户尽快了解到这种情况，本实施例还在微波炉内设置了溢出预警器，与单片机电连接，当液面108高度大于溢出阈值，加热腔100停止加热后，溢出预警器发出预警。预警信号一般采用音频预警，考虑到可能有用户为听力障碍者，预警信号也可以采用光信号预警。

综上，根据本实用新型的第一个实施例，在加热腔顶部102设置了超声波探头104，以及与超声波探头104电连接的单片机，与单片机电连接的温度传感器、区分装置，可以对加热腔100内的液体食物的液面108高度进行检测，检测精度在1毫米以内，从而使液面108高度发生1毫米以上的升高时即可以被超声波探头104和单片机检测到，并控制加热腔100停止加热，从而减少了液面108溢出容器106外的可能，降低了劳动强度，并通过溢出预警器，及时通知用户已停止加热，提高了使用的便利性。

实施例2

在实施例1的基础上，为进一步提高检测精度和缩小检测盲区，本实施例采用了两个超声波探头104，如图4与图5所示，均设于加热腔顶部102，并以加热腔顶部102的中心对称设置。

在实施例1中提出，为了提高检测精度，一般采用窄波束超声波，但是窄波束超声波的检测范围较窄，当加热腔100内的容器106摆放位置偏离超声波探头104较远时，有可能导致检测不到。本实施例通过采用两个超声波探头104的对称设置，扩大了窄波束超声波的检测范围。如图4所示，容器106放置在加热腔100中心位置时，两个超声波探头104发出的超声波都可以到达该容器106，实现对容器106高度和液面108高度的检测；当容器106并未放置在加热腔100中心位置或者有多个容器106同时放在加热腔100中加热时，如图5所示，偏离较远的超声波探头104受发射角度限制，对偏离的容器106的检测就较困难，或者难以检测到该容器106；离容器106较近超声波探头104则仍然可以将超声波发射到该容器106上以发生反射波，从而在液面108升高至大于溢出阈值时，可以被超声波探头104以及单片机检测识别，并由单片机控制加热腔100停止加热，以减少液面108发生溢出的可能，保持加热腔100内的卫生，降低劳动强度。

实施例3

与实施例1不同，本实施例的信号收发组件并不采用超声波探头104，而是采用了红外线收发组件，包括有发出红外线的发光管和接收红外线的硅光敏二极管。为了节省空间，发光管和硅敏二极管集成设置。

由于光的传播速度更快，因此采用红外线来作为检测波，可以进一步提高对液面108高度检测的及时性，以减少液面108溢出的可能。另外，采用红外线收发组件，还可以降低成本。

实施例4

本实施例以实施例1为基础，但是取消了计时器，并在单片机中增加了波形比较装置，与微处理器电连接。

在同一持续的加热过程中，微波炉的加热腔100内的容器106形状、数量是不会变化的，因此反射波也不会发生变化。如果加热的食物是液体或者其他易受热膨胀的固定食物，由于受热后其体积的变化导致液面108变化或者外形变化，从而使其对超声波的反射波也会发生变化。通过本实施例的波形比较装置，将加热腔100内各个物体的实时反射波与各自初始的反射波进行对比，当反射波的波形出现变化时，说明液面108开始上述或者固体食物开始膨胀，此时即可有微处理器控制加热腔100停止加热，从而减少了液体溢出的可能。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，通过本实用新型的技术方案，采用发射检测波的方式实时的对微波炉中的液体食物的液面高度进行检测，并在液面高度上升至大于溢出阈值时，停止对食物的加热，减少了液面溢出容器的可能，保持了加热腔的清洁，降低了劳动强度；另一方面避免了检测装置与食物的接触，提高了食物的卫生安全性，还减少每次加热后需要清洁检测装置的可能。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或装置必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种微波炉，其特征在于，包括：

加热腔；

信号收发组件，设于所述加热腔顶部，所述信号收发组件包括发出检测波的信号发射器，以及接收所述检测波的反射波的信号接收器；

微处理器，与所述信号收发组件电连接，用于获取所述信号发射器发出的检测波以及所述信号接收器接收到的所述检测波的反射波，并根据所述检测波和所述反射波确定所述加热腔内的容器高度以及所述容器内的液面高度；

其中，所述微处理器还用于在所述液面高度大于对应于所述容器高度的溢出阈值时，控制所述加热腔停止加热。

2.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，还包括：

溢出预警器，与所述微处理器电连接，用于所述液面高度大于所述溢出阈值时发出预警。

3.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，还包括：

温度传感器，与所述微处理器电连接，用于测量所述微波炉内的温度。

4.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，还包括：

计时器，与所述微处理器电连接，所述计时器用于确定所述信号发射器发出所述检测波的时刻以及所述信号接收器接收所述反射波的时刻。

5.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，所述信号收发组件具体包括：超声波收发组件或红外线收发组件。

6.根据权利要求5所述的微波炉，其特征在于，所述信号收发组件为超声波收发组件，所述超声波收发组件包括发出超声波以及接收所述超声波的超声波探头。

7.根据权利要求4所述的微波炉，其特征在于，还包括：区分装置，与所述微处理器、所述信号收发组件电连接，用于区分所述微波炉的底板的反射波、所述容器的反射波、所述容器内液面的反射波。

8.根据权利要求4所述的微波炉，其特征在于，所述微处理器包括：计算装置，用于根据所述计时器确定的发出所述检测波的时刻与接收所述反射波的时刻之间的时间差分别确定所述液面高度以及所述容器高度，并根据所述容器高度确定所述溢出阈值。

9.根据权利要求6所述的微波炉，其特征在于，所述超声波探头为两个，设于所述加热腔顶部，所述两个超声波探头以所述加热腔顶部的中心对称设置。

10.根据权利要求7所述的微波炉，其特征在于，所述微处理器与所述计时器以及所述区分装置集成设置。

11.根据权利要求5所述的微波炉，其特征在于，所述信号收发组件为红外线收发组件，包括发出红外线的发光管和接收红外线的硅光敏二极管，所述发光管和所述硅光敏二极管集成设置。

12.根据权利要求1所述的微波炉，其特征在于，还包括：波形比较装置，与所述微处理器电连接。