DE3224853C2

DE3224853C2 - Mikrowellen-Küchengerät

Info

Publication number: DE3224853C2
Application number: DE3224853A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Higashiosaka Osaka Tanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1982-07-02
Publication date: 1984-05-30
Also published as: DE3224853A1; FR2509108B1; AU8552582A; GB2105066B; CA1199076A; US4584448A; GB2105066A; AU561335B2; FR2509108A1

Abstract

Das Mikrowellen-Küchengerät (Fig. 3) zum Erwärmen oder Garen von Speisen hat nahe einem Luftauslaß (6) seiner Wärmekammer (4) zwei Sensoren (7 und 8), von denen der eine auf Gase und der andere (z.B. ein Thermistor) auf die Temperatur anspricht. Ein Magnetron (9) zur Mikrowellenabgabe wird in Verbindung mit einer allen Speisenarten zugeordneten Kochtaste über eine Erregerschaltung aktiviert. Ein Mikrocomputer veranlaßt die Beendigung des Erwärmungsprozesses in Abhängigkeit von entsprechenden Ausgangssignalen der beiden Sensoren (7, 8) und außerdem in Abhängigkeit von einem im Mikrocomputer gespeicherten Programm. Der Mikrocomputer ist ferner in der Lage, in Abhängigkeit von zeitlichen Änderungen des Ausgangssignals des Gassensors (7) die Art einer im Gerät befindlichen Speise zu bestimmen und danach einen bestimmten Wert für das Ausgangssignal des Gassensors festzulegen, bei dessen Erreichen der Erwärmungsvorgang zu beenden ist. Alternativ kann auch ein Koch-Abschlußbefehl abgegeben werden, wenn sowohl der Gassensor als auch der Wärmesensor (7 und 8) ihre Soll-Ausgangssignalwerte erreicht haben.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegeeinrichtung als automatisch arbeitende Entscheidungseinrichtung (15) ausgebildet ist, die zu zwei vorgegebenen Zeitpunkten (t\, fe) die jeweilige Höhe der Ausgangsspannung CVVi, Vti) des Sensors ermittelt, aus diesen Werten der Quotienten (VV₂/ Vn) bildet, den berechneten Wert mit in einem Speicher (ROM) gespeicherten Werten vergleicht und bei Übereinstimmung diejenige Speise als vorliegend bestimmt, der der ermittelte Wert zugeordnet ist.

2. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren — ein Gassensor (7) und ein wärim empfindlicher Sensor

(8) — in einem Luftauslaßpfad (6) der Wärmekammer (4) angeordnet sind.

3. Mikrowellen-Küchengerät nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch eine über eine Schalteinrichtung (17, 18; 19) aktivierbare Erregerschaltung (20) für den Mikrowellengenerator wie Magnetron (9) und einen Kochschaltcr (3) zur Einleitung 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 Stopsignal 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-Ausgangssignals (Vc) die Art der zu erwärmenden Speise bestimmt und danach die Sollwerte der Ausgangssignale des Gassensors und des temperaturempfindlichen Sensors in bezug auf die Beendigung des Erwärmungsvorgangs festlegt.

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellen-Küchengerät gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruehj.

Ein solches Gerät ist aus der DE-OS 29 35 862 bekannt. Es liegt dort eine Festlegeeinrichtung vor, die als sogenannte Wähleinrichtung ausgebildet ist Die Bedienperson stellt an einem Wählschalter die Art der zu garenden Speise ein, wie zum Beispiel ein Teller- oder Schüsselgericht, das bei etwa 70 bis 80" C erwärmt wird, ein Getränk wie Sake, das auf etwa 50 bis 60° C erwärmt wird oder ein Fertiggericht oder Spinat, welche Speisen auf etwa 100⁰C erwärmt werden. Benutzer eines solchen Mikrowellengerätes fühlen sich jedoch häufig überfordert, weil das Einstellen der richtigen Koch- oder Aufwärmtemperaturen unterschiedlicher Speisen die korrekte Betätigung einer Mehrzahl von dafür vorgesehenen Tasten oder Schaltern voraussetzt. Ein derartiges Gerät ist auch in F i g. 1 dargestellt Zum Einstellen der erwähnten unterschiedlichen Temperaturen liegt eine Gruppe von Tasten K1, K 2, K 3 usw. vor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mikrowellen-Küchengerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die Zubereitung unterschiedlicher Speiser, ohne selektive Tastenbetätigung möglich ist

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Hauptanspruch gekennzeichnet Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Festlegeeinrichtung als Entscheidungs- und nicht mehr nur als Wähleinrichtung ausgebildet ist. Eine Bedienperson mul? dem Küchengerät also nicht mehr durch Betätigen einer entsprechenden Taste mitteilen, was für eine Speise zu erwärmen ist, sondern das Küchengerät ermittelt die vorliegende Speise automatisch mit Hilfe seiner Eiitscheidungseinrichtung. Diese wertet die Ausgangsspannung vom Sensor zu zwei vorgegebenen Zeitpunkten aus und ermittelt aus dem Verhältnis der Spannungswerte die Art der vorliegenden Speise. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich unterschiedliche Speisen durch unterschiedliche Quotienten des Sensorsignals zu fest vorgegebenen Zeiten unterscheiden.

Das Gerät unterscheidet sich damit in seiner Funktion deutlich von Geräten, wie sie aus der EP-PA 00 24 798 oder der US-PS 40 97 707 bekannt sind. Bei den in diesen Schriften beschriebenen Geräten ist die Art der Speise wie beim Gerät der eingangs genannten DE-OS 29 35 862 von Hand einzustellen. Die beiden zuletzt genannten Geräte ermitteln jedoch den Zeitpunkt, zu dem ein steiler Feuchtigkeitsanstieg in der Wärmekammer auftritt. Aus diesem Zeitpunkt wird die Dauer des Kochprogramms bestimmt. Beim Gerät gemäß der US-PS 40 97 707 wird dabei der Zeitraum zwischen dem Einschalten und dem steilen Feuchtigkeitsanstieg gemessen, während bei dem Gerät gemäß der EP-PA 00 24 798 die Zeitspanne zwischen einem festen Zeitpunkt nach dem Einschalten und dem steilen Feuchtigkeitsanstieg bestimmt wird.
Alle bisher bekannten Geräte zeichnen sich also dadurch aus, daß die Art der zu garenden Speise über eine Wähleinrichtung von Hand eingegeben werden muß. Bei den beiden zuletzt genannten Geräten ist es möglich, durch bestimmte Meßwerte das für die vorliegende Speise gewählte Programm zu beeinflussen. Beim erfin-

t>o dungsgemäßen Gerät dient die Messung dagegen dazu, die Art der vorliegenden Speise automatisch zu bestimmen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung befinden sich bei einem Luftauslaß der Wärme-

b5 kammer des Gerätes ein Gassensor und ein Temperatursensor. Die Entscheidungseinrichtung wird durch einen Mikrocomputer gebildet, der in Abhängigkeit von den beiden Sensoren und von einem in dem Mikrocom-

puter gespeicherten Programm ein Stopsignal zur Beendigung des Erwärmungsvorgangs an eine Errcgerschallung für den Mikrowellengeneralor (z. B. Magnetron) abgibt

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

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

F i g. 1 eine Vorderansicht des eingangs gewürdigten herkömmlichen Mikrowellengerätes,

F i g. 2 eine vergleichbare Vorderansicht eines das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung bildenden Mikrowellen-Küchengerätes,

F i g. 3 eine schematische Schnittdarstellung zu dem Gerät von F ig. 2,

F i g. 4 ein schamatisches Schaltbild des Ausführungsbeispiels von F i g. 2 und 3,

F i g. 5 und 6 grafische Kurvendarstellungen zu dem erfindungsgemäßen Prinzip der Unterscheidung zwischen verschiedenen Speisen und zur Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Geräteausführung,

F i g. 7 ein Flußdiagramm zum Ablauf eines in einem ROM eines Mikrocomputers 15 in dem Gerät gespeicherten Programms,

Fig.8, 9, 10 und 11 Funktionskurven zu einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

F i g. 12 ein schematisches Schaltbild zu dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Das in F i g. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen 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 1© die zu erwärmende bzw. zu kochende Speise befindet, wird von einem Magnetron 9 erzeugte Mikrowellenstrahlung abgegeben. Von einem Gebläse 5 durch Öffnungen auf der eisen Seite in die Wärmekammer 4 geblasene Luft verläßt die Wärmekammer gegenüber durch einen Luftauslaß 6 und passiert einen dahinterliegenden Gassensor 7, dessen Widerstand sich abhängig von der Zusammensetzung der von der Speise abgegebenen Gase ändert und einen Thermistor 8, dessen Widerstandswert sich temperaturabhängig mit dem Fortschreiten des Erwärmungs- bzw. Kochprozesses verändert.

Wie dem Schaltbild in F i g. 4 zu diesem Küchengerät zu entnehmen ist, sind der Gassensor 7 über einen Lastwiderstand RL\ und der Thermistor 8 über einen Lastwiderstand RL₂ an eine Gleichspannungsquelle 11 angeschlossen und geben jeweils über eine nachgeschalteten Analog/Digitalwandler 12 bzw. 13 sowie eine gemeinsame Schnittstelleneinheit 14 eine gasartabhängige Meßspannung Vo bzw. eine temperaturabhängige Meßspannung Kran einen Mikrocomputer 15 ab, der im vorliegenden Falle wie üblich eine ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Speicher mit freiem Zugriff), eine Zentraleinheit CPU sowie einen Taktgenerator CLOCK zum Arbeiten mit sowie zum Spj'chern von einem oder mehreren Programm(en) und dgl. umfaßt. Von der Bedienungstafel 1 kommende Tastensignaie gelangen ebenfalls über die SchniUstelleneinheil 14 in den Mikrocomputer 15. Das ;>us einer Wcchsclsiromquelle 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 Tastrelais' 17 aktiviert

ίο 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 Cc/Japan und als A/D-Wandler der Typ PIO-2025 von der Firma I. O. Data Equipment Co7Japan verwendet werden.

Die Änderung der in F i g. 5 dargestellten Meßspannung Vc des Gassensors 7 über die Zeit ist stark von den Bestandteilen und damit der Art der zu garenden Speise abhängig. Typische Speisen-Bestandteiie sind z. B. Äthylalkohol mit einem Siedepunkt von 78,3° C, Essigsäure mit einen Siedepunkt von 118° C und Acetaldehyd mit einem Siedepunkt von 20,8° C. _

Nachstehend wird in Verbindung mit H i g 6, 7 und 8 der Betriebsablauf in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Nach Zugang der durch eine Betätigung der Automatiktaste 2 und Kochtaste 3 ausgelöster. 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 Ti sowie nach einer zweiten Zeit T₂ nach dem Start des Erwärmungsprozesses werden die Augenblickswerte VVi bzw. Vt2 der Meßspannung Vb des Gassensors im RAM gespeichert. Die Zentraleinheit CPU berechnet in einem Rechenteil Vr₂/V_n, 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. 7". = 30 s und T₂ = 40 s

V-rit V_n = V_S2/Vs ι < 0,9

für erwärmten »Sake« und

V_r2/ V_n

0,9 bis 0.95

für ein Reisgericht. Bei normalerweise in Folie verpackten Fertiggerichten oder dgl. erreicht Vr₂ZV_n = V//₂/ Vn, Werte zwischen 0,95 bis 1,0, weil Gase bzw. Dämpfe erst oberhalb eines bestimmten Dampfdrucks entweichen können. In F i g. 6 ist übrigens Vh ι = Vh₂ = Vh-

Wie bereits erläutert, werden die Speisen nach dem Wert des Verhältnisses Vr₂r'V'_n unterschieden. Für die ermittelte Speise wird mittels einer entsprechenden Sollgröße gemäß nachstehender Tabelle die passends Erwärmungstemperatur vorgegeben:

Vr₂/V_n SollgröEw- Art der Speise

0,95-1,0 Vhs
0,9-0,95 V,,.,

<0,9

KsV

vorbereitete Speisen
(Fertiggericht)
Kochen von Reis- oder
anderen Schüsselgerichten Erwärmen von »Sake«
oder dgl.

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

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_c abgeleitet wird. Begründung:

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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'ik. d. h. vor Erreichen der optimalen Soligröße Viis abgebrochen und die Kochzeit damit um /1 verkürzt, im Normalfall werden Fertiggerichte mit Verpackung, deren Verhältnis ViJVn > 0,95 ist, gemäß Kurve A erwärmt.

b) Der Gassensor spricht gemäß F i g. 9 auf unterschiedliche Gase verschieden an, er hat z. B. bei einem Gas mit A ppm einen Widerstandswert R.\ und bei einem bestimmten anderen Gas mit S ppm einen Widerstandswert Rg. Deshalb ist seine Empfindlichkeit

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unter besonderen Umständen wie Heizen ohne Last kleiner als bei Normalbetrieb, so daß sich die Sollgröße V_ps von Punkt Cnach Punkt D(Fig. 9) J5 verschiebt und die Kochzei·. um .'2 verkürzt wird,
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 ijoder tt

Bei dem in Fig. 12 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird für unterschiedliche Speisen der Signalpegel des Thermistors 8 auf einen entsprechenden Wert eingestellt. Der Thermistor-Signalpegel Tss wird in Verbindung mit

< 0,9

zum Erwärmen von »Sake« auf 55°C, mit Vt₂ZV₇, = 0,9-055

für Reis- oder Schüsselgerichte auf 90⁰C und zum Erwärmen von Fertiggerichten oder dgl. auf etwa 100° C eingestellt. Der Mikrocomputer 15 veranlaßt die Beendigung der Mikrowellenbeheizung, wenn die Meßspannung Vb des Gassensors 7 und die Meßspannung VVdes Thermistors 8 ihre Grenzwerte erreicht haben. Bei dem Gerät gemäß Fig. 12 kann die aus dem Verhältnis Vr:/Vr 1 ermittelte Speisenart auch visuell angezeigt werden.

Zur Realisierung des Erfindungsgedankens reicht grundsätzlich ein einziger Sensor, 2. B. der Gassensor.

b5

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrowellen-Küchengerät mit

— einem Mikrowellengenerator (9),

— einer Wärmekammer (4) zum Aufnehmen einer zu erwärmenden oder zu garenden Speise,

— einem Sensor (7) zum Oberwachen einer variablen Größe in der Atmosphäre der Wärmekammer (4) und zum Abgeben einer von den Änderungen dieser Größe abhängigen Ausgangsspannung ( Vc),

— einer Steuerschaltung, der die Ausgangsspannung des Sensors zugeführt wird, zum Steuern des Mikrowellengenerators und

— einer Festlegeeinrichtung (15), über die der Steuerschaltung ein elektrisches Signal zugeführt wird, das die Art der zu erwärmenden bzw. za garenden Speise bestimmt,