DE3224853A1

DE3224853A1 - Mikrowellen-kuechengeraet

Info

Publication number: DE3224853A1
Application number: DE19823224853
Authority: DE
Inventors: Takeshi Tanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-07-02
Publication date: 1983-03-10
Also published as: US4584448A; AU8552582A; DE3224853C2; FR2509108B1; FR2509108A1; GB2105066A; AU561335B2; CA1199076A; GB2105066B

Description

TER MEER · MÜLLER ■ 3TElTCMEISTrER J . -.-. Sharp K. K. - 1846-GER-K

BESCHPEIBUMG

Die Erfindung bezieht sich auf Mikrowellen-Küchengeräte zum Erwärmen bzw. Garen von Speisen, insbesondere nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 gegebenen Definition.

In den zurückliegenden Jahren sind teilautomatisierte Mikrowellenofen auf den Markt gelangt, in denen als Entscheidungshilfe für die Beendigung des Speisenerwärmungsvorgangs ein Luft- bzw. Gassensor eingebaut ist. Benutzer solcher Mikrowellengeräte fühlen sich jedoch häufig überfordert, weil die Einstellung der richtigen Koch- bzw. Aufwärmtemperaturen unterschiedlicher Speisen die korrekte Betätigung einer Anzahl von dafür vorgesehenen Tasten oder Schaltern voraussetzt.

Das in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung als Beispiel für den Stand der Technik dargestellte herkömmliche Mikrowellen-Küchengerat besitzt eine Gruppe von Tasten K.., K„, K₃ usw. für die Voreinstellung von Koch- bzw. Erwärmungstemperaturen unterschiedlicher Speisen, über die Taste K₁ können beispielsweise Teller- und Schüsselgerichte auf 70° - 8O⁰C, über die Taste K₂ z.B. Getränke wie "Sake" auf 50° - 6O⁰C, und mit Hilfe der

Taste K., beispielsweise Fertiggerichte o. dgl. oder Spinat auf etwa 100⁰C erwärmt v/erden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Mikrowellen-Küchenaerät zu schaffen, das einfacher zu bedienen ist und die Zubereitung unterschiedlicher Speisen ohne selektive TastenbetäticTung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

TER MEER · MÜLLER

Sharp K.K. - 1846-GER-K

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, nach Einleitung eines Gar- oder Erwärmungsvorgangs in dem Gerät die Gas- bzw. Dampfentwicklung der Speise während ihrer Erwärmung durch einen Gassensor zu überwachen, aus der für unterschiedliche Speisen typischen Gas- und/oder Dampfentwicklung mittels einer in dem Gerät enthaltenen Entscheidungseinrichtung die Art der vorliegenden Speise zu bestimmen und den Ablauf des Erwärmungsvorgangs abhängig von dem Ausgang der Entscheidungseinrichtung durch eine Steuerschaltung automatisch zu regulieren.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung befinden sich bei einem Luftauslaß der Wärmekammer des Gerätes ein Gassensor und ein Temperatursensor. Die Entscheidungseinrichtunq wird durch einen Mikrocomputer gebildet, der in Abhängigkeit von den beiden Sensoren und von einem in dem Mikrocomputer gespeicherten Programm ein Stopsignal zur Beendigung des Erwärmungsvorgangs an eine Erregerschaltung für den Mikrowellencrenerator (z.B. Magnetron) abgibt.

Der Mikrocomputer kann ferner so ausgelegt sein, daß er auf der Basis zeitlicher Änderunaen des Gassensor-Ausgangssignals die Art der vorhandenen Speise feststellt und danach Sollwerte für die in Bezug auf die Beendigung des Erwärmungs- bzw. Kochvorgangs passenden Ausgangssicmale des Gassensors und des Temperatursensors festlegt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des eingangs gewürdigten herkomm]ichen Mikrowellengerätes,

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Fig. 2 eine vergleichbare Vorderansicht eines das erste

Ausführunasbeispiel der Erfindung bildenden Mikrowellen-Küchengerätes,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung zu dem Gerät von Fig. 2,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 und 3,

Fig. 5 und 6 grafische Kurvendarstellungen zu dem erfin-

dungsqemäßen Prinzip der Unterscheidung zwischen verschiedenen Speisen und zur Arbeitsweise der er-

finduncTsgemäßen Geräteausführung,

Fia. 7 ein Flußdiagramm zum Ablauf eines in einem ROM eines Mikrocomputers 15 in dem Gerät gespeicherten Procrramms,

Fig. 8,9,10 und 11 Funktionskurven zu einem zweiten Aus-

führungsbeispiel der Rrfind\ing, und

Fig. 12 ein schematisches Schaltbild zu dem zweiten Ausführungsbeispiel .

Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines er-0 findunqsgemäßen Mikrowellen-Küchengerätes zum Erwärmen oder Garen von Speisen enthält auf seiner Bedienungstafel 1 lediglich zwei Tasten 2 und 3 für die Funktionen "Automatisch Erwärmen" (Taste 2) und "Kochen" (Taste 3), die auch, falls gewünscht, zu einer einzigen Doppelfunktionstaste kombiniert werden können. In eine Wärmekammer 4, in welcher sich auf einer Drehplatte 10 die zu erwärmende bzw. zu kochende Speise befindet, wird von einem Magnetron 9 erzeugte Mikrowellenstrahlung abgeqeben. Von einem Gebläse 5 durch öffnungen auf der einen Seite in die Wärmekammer 4 geblasene Luft verläßt die Wärmekammer qegenüber durch einen Luftaiislaß 6 und passiert einen dahinter]legenden Gassensor 7, dessen Widerstand sich abhengiq von der Zusammensetzung der von der Speise abgegebenen Gase ändert, und einen Thermistor 8, dessen Widerstandswert

TER MEER · MÜLLER . ABeItJMElS¹¹CEZF? : *..'.:.. Sharp K.K. - 1846-GER-K

sich temperaturabhänqig mit dem Fortschreiten des Erwärmungsbzw. Kochprozesses verändert.

Wie dem Schaltbild in Fig. 4 zu diesem Küchengerät zu entnehmen ist, sind der Rassensor 7 über einen Lastwiderstand RL₁ und der Thermistor 8 über einen Lastwiderstand RL» an eine Gleichspannungsquelle 11 angeschlossen und geben jeweils über einen nachgeschalteten Analog/Digitalwandler 12 bzw. 13 sowie eine gemeinsame Schnittstelleneinheit 14 eine gasartabhängige Meßspannung V^ bzw. eine temperaturabhängige Meßspannung V_T an einen Mikrocomputer 15 ab, der im vorliegenden Fall wie üblich einen ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Speicher mit freiem Zugriff), eine Zentraleinheit CPU sowie einen Taktgenerator CLOCK zum Arbeiten mit sowie zum Speichern von einem oder mehreren Programm(en) u. dgl. umfaßt. Von der Bedienungstafel 1 kommende Tastensianale gelangen ebenfalls über die Schnittstelleneinheit 14 in den Mikrocomputer 15. Das aus einer Wechselstromguelle 16 gespeiste Magnetron 9 wird - in Verbindung mit einem Türschalter 19, einem Boostertransformator 20 usw. - durch Schließen der Relaiskontakte 18 eines durch ein über die Schnittstelleneinheit 14 von der Zentraleinheit CPU kommendes und mittels eines Transistors 21 verstärktes Signal angesteuerten Tastrelais¹ 17 aktiviert.

Als Mikrocomputer können der Typ MZ-80C, als Schnittstelleneinheit die Typen MZ-801/0 sowie Universal I/O Card MZ-801/01 von der Firma Sharp Co./Japan und als A/D-Wandler der Typ PIO-2025 von der Firma I.O Data Equipment Co./Japan verwendet werden.

Die Änderung der in FLg. 5 dargestellten Meßspannung V_ des Gassensors 7 über die Zeit ist stark von den Bestandteilen und damit der Art der zu garenden Speise abhängig. Typische Speisen-Bestandteile sind z.B. Äthylalkohol mit einem Siedepunkt

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von 78,3°C, Essigsäure mit einem Siedepunkt von 118°C und Acetaldehyd mit einem Siedepunkt von 2 0,8⁰C.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 6, 7 und 8 der Betriebsablauf in dem abgebildeten Ausführunasbeispiel der Erfindung erläutert. Nach Zugang der durch eine Betätigung der Automatiktaste 2 und Kochtaste 3 ausgelösten Tastensignale in die Zentraleinheit CPU veranlaßt diese die Aktivierung des Magnetrons 9 über das Tastrelais 17, und damit beginnt die Erwärmung der Speise durch Mikrowellen. Jeweils nach Ablauf einer Zeit T..

sowie nach einer zweiten Zeit T₂ nach dem Start des Erwärmungsprozesses werden die Augenblickswerte V^₁ bzw. ν_ψ~ der Meßspannung V des Gassensors im RAM gespeichert. Die Zentraleinheit CPU berechnet in einem Pechenteil ν_τ2/ν_.., erkennt aus dem Ergebnis dieser Rechnung die Art der zu erwärmenden Speise und legt nach dieser Erkenntnis die jeweils optimale Erwärmungstemperatur für unterschiedliche Speisen fest. Gebräuchliche Werte sind z.B. T₁ = 30s und T₂ = 40s, V_T2/V_T1 = ^V _S2/^V _S1<⁰'⁹ für erwärmten "Sake" und V_T2/V_T1 = V_D2/V_D1 =0,9 bis 0,95. Bei normalerweise in Folie verpackten Fertiggerichten o.dgl.

erreicht V_n, .,/V_n,.. = V„_o/V_u1 Werte zwischen 0,95 bis 1,0, weil

1Δ II HZ Hl

Gase bzw. Dämpfe erst oberhalb eines bestimmten Dampfdrucks entweichen können. Γη Fig. 7 ist übrigens V_H1 = V_H2 = V_R.

Wie bereits erläutert, werden die Speisen nach dem Wert des Verhältnisses ^ν _τ2/^ντι unterschieden. Für die ermittelte Speise wird mittels einer entsprechenden Sollgröße gemäß nachstehender Tabelle die passende Erwärmuncrstemperatur vorgegeben:

TER MEER · MÜLLER ·

Sharp K.K. - 1846-GER-K

V	T2^/V	Τ1	Sollgröße	Art der Speise	(Fertiggericht]
O	,95	- ι,ο	^VHS	vorbereitete Speisen	anderen
O	,9 -	ο,95	^VDS	Kochen von Reis- oder Schüsselgerichten	.dgl.
	<	CO,9	^vss	Erwärmen von "Sake" ο

Unter laufender Überwachung der Gassensor-Meßspannüng V_ wird schließlich zum richtigen Zeitpunkt die Mikrowellenerzeugung durch ein Unterbrechersignal unterbunden.

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In gewissen Fällen ist es jedoch angebracht, den Erwärmungsprozeß vor Erreichen des vollständigen Erwärmungszustands abzubrechen, wenn das Unterbrechungssignal allein von dem Wert der Gassensor-Meßspannung V abgeleitet wird. Begründung:

a) Der Benutzer des Gerätes könnte vergessen haben, das vorpräparierte Gericht mit einer Plastikfolie zu umhüllen. Bei dem hier angesprochenen Fall fällt das Verhältnis auf einen Wert von 0,94 ab, die Speise wird fälschlich als Teller- oder Schüsselgericht eingestuft, und deshalb wird durch ein Sonderprogramm gemäß Kurve B in Fig. 8 die Erwärmung bei V _c, d.h. vor Erreichen der optimalen Soll-

Uu

größe V„_o abgebrochen und die Kochzeit damit um t. verkürzt.

Hb I

Im Normalfall werden Fertiggerichte mit Verpackung, deren Verhältnis V,_ /V >0,95 ist, gemäß Kurve A erwärmt.

b) Der Gassensor spricht gemäß Fig. 9 auf unterschiedliche Gase verschieden an, er hat z.B. bei einem Gas mit A ppm einen Widerstandswert P und bei einem bestimmten anderen Gas mit B ppm einen Widerstandswert R_p. Deshalb ist seine Empfindlichkeit /3 =-3Γ*~ unter besonderen Umständen wie Heizen ohne Last kleiner als bei Normalbetrieb, so daß sich die Sollgröße V von Punkt C nach Punkt D (Fig. 9) verschiebt und die Kochzeit um t₉ verkürzt wird.

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c) Durch einen Kurzschluß im Gassensorkreis oder durch externe Störsignale kann die Gassensor-Meßspannung V_ zusammenbrechen, wie dies in Fig. 10 und 11 durch unterbrochene Linien angedeutet ist. Dadurch tritt eine Verkürzung der Garzeit um t oder t. ein.

Bei dem in Fig. 12 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird für unterschiedliche Speisen der Signalpegel des Thermistors 8 auf einen entsprechenden Wert eincresteilt. Der Thermistor-Signalpeael T wird in Verbindung mit ^ν _τ2/^ντι ^<0 '⁹

zum Erwärmen von "Sake" auf 55°C, mit V^/V^,. = 0,9 - 0,95 für

Peis- oder Schüsselgerichte auf 90⁰C und zum Erwärmen von Fertiggerichten o.dgl. auf etwa 100⁰C eingestellt. Der Mikrocomputer 15 veranlaßt die Beendigung der Mikrowellenbeheizung, wenn die Meßspannung V_ des Gassensors 7 and die Meßspannung V des Thermistors 8 ihre Höchstwerte erreicht haben. Bei dem Gerät qemäß Fig. 12 kann die aus dem Verhältnis ^9/^-1 ermittelte Speisenart auch visuell angezeigt werden.

Zur Realisierung des Erfindungsgedankens reicht grundsätzlich ein einziger Sensor, z.B. der Gassensor.

-JQ-

Leerseite

Claims

TER MEER-MÜLL ER-S T El NMEIST E R

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister

Dipl.-Ing, F. E. Müller _Λ , , . . . _

Triftstrasse A, Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

Case: 1846-GER-K

Mü/Gdt/b 2. Juli 1982

SHARP KABUSHIKI KAISHA

22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku,

Osaka 5 45, Japan

Mikrowellen-Küchengerät

Priorität: 6. Juli 1981, Japan, Ser.No. 56-106145/1981 und 6. Juli 1981, Japan, Ser.No. 56-106146/1981

PATENTANSPRÜCHE

1/ Mikrowellen-Küchengerät mit einer Wärmekammer zur Aufnahme einer zu erwärmenden bzw. zu garenden Speise und einem Mikrowellengenerator,
gekennzeichnet durch

- einem Sensor (7) zur Überwachung einer variablen Größe in der Atmosphäre der Wärmekammer (4) und zur Abgabe einer von den Änderungen dieser Größe abhängigen Ausqangsspannung (V_) und

- eine Steuersehaltunq mit einer Entscheidunqseinrichtung (z.B. 15) zur Bestimmung der Art der in Erwärmung befindlichen Speise aus zeitlichen Änderungen (V „/V.)

TER MEER . MÜLLER . SiTEWMEIStER : -..'.:.. Sharp K.K. - 1846-GER-K

der Sensor-Ausgangsspannung (V ) und zum Regulieren des Erwärmungsprozesses in der Wärmekammer (4) in Abhängigkeit von dem Ausaang der Entscheidungseinrichtung.
2. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren - ein Gassensor (7) und ein wärmeempfindlicher Sensor (8) - in einem Luftauslaßpfad (6) der Wärmekammer (4) angeordnet sind.
3. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine über eine Schalteinrichtung (17, 18; 19) aktivierbare Erregerschaltung (20) für den Mikrowelüengenerator wie Magnetron (9) und einen Kochschalter (3) zur Einleituna der Erwärmung von Speisen jeder Art.
4. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Mikrocomputer (15) umfaßt, der in Abhängigkeit von dem wärmeempfindlichen Sensor (8), dem Gassensor (7) und von einem in dem Mikrocomputer (15) gespeicherten Programm ein Stopsigna] zur Beendigung des Erwärmungsvorgangs an die Erregerschaltung für den Mikrowellengenerator (9) abgibt.
5. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (15) die Entscheidungseinrichtung enthält, auf der Grundlage zeitabhängiger Änderungen des Gassensor-Ausganassignals (V_) die Art der zu erwärmenden Speise bestimmt und danach die Sollwerte der Ausgangssignale des Gassensors und des temperatureiTip.findlichen Sensors in Bezug auf die Beendigung des Erwärmungsvorgamis fest 1eat.