DE69523874T2

DE69523874T2 - Heizzeit-Kontrollvorrichtung und Verwendung dieser in einem Mikrowellenofen

Info

Publication number: DE69523874T2
Application number: DE69523874T
Authority: DE
Inventors: Eun Sik Chai; Kwan Ho Lee
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2015-04-13
Also published as: AU2482995A; AU695216B2; US5545881A; CN1147208C; CA2146835C; CN1124909A; EP0717582B1; EP0717582A2; KR960028701A; JP2769301B2; BR9503409A; EP0717582A3; JPH08178300A; KR0146126B1; CA2146835A1; DE69523874D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizzeit- Steuereinrichtung und ein Verfahren hierfür für einen Mikrowellenofen und insbesondere eine verbesserte Heizzeit-Steuereinrichtung und ein Verfahren hierfür für einen Mikrowellenofen, welcher geeignet ist, ein Optimum an Kochzeit vorteilhafterweise zu berechnen, ohne Überwachung der Menge der zu kochenden Speise oder einer vorbestimmten Anfangs-Kochzeit, u.zw. durch Erfassung einer Änderungsrate des Gases der Speise, womit eine Kochzeit in Übereinstimmung mit der erfaßten Änderungsrate des Gases berechnet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlicherweise wird beim Erwärmen von Speisen unter Verwendung eines Mikrowellenofens ein Optimum an Heizzeit für die Speise durch eine Vielzahl von Faktoren bestimmt, wie eine Anfangstemperatur und die Menge der zu kochenden Speise, erwünschte Heiztemperatur und Leistung eines Mikrowellenofens. Ein solches Verfahren zur Bestimmung eines Optimums der Heizzeit ist in der USP RE 31 094 offenbart, nach welchem ein optimaler Zustand der Speise durch Verwendung des sich rasch ändernden Feuchtigkeitspegels der zu kochenden Speise erfaßt wird und eine zweite Heizzeit in Übereinstimmung mit dem erfaßten Zustand der Speise unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus festgelegt wird. Jedoch kann in den Fällen, in denen die Feuchtigkeit steil ansteigt, wie etwa beim Kochen von gefrorenen Speisen oder daß die Änderungsrate der Feuchtigkeit aufgrund einer besonderen Charakteristik während des Erhitzens niedrig ist, ein großer Unterschied zwischen der errechneten Heizzeit und einer aktuellen Heizzeit auftreten. Im Fall des Aufwärmens von Speisen überschreitet die Zeit, während der der Anteil der Feuchtigkeit sich rasch erhöht, zusätzlich die Zeit, zu der der Pegel 100ºC erreicht, wobei diese Temperatur höher als die Erwärmungstemperatur von 60º bis 85º ist. Es ergibt sich daher eine große Differenz bei der Heizzeit, da die gesamte Heizzeit berechnet wird, basierend auf einer Zeit, bei der eine rasche Änderung der Feuchtigkeit auftritt.
Bei einem Versuch, ein solches Problem zu lösen, offenbart daher die USPTO 4 336 433 ein Verfahren, welches darauf gerichtet ist, von einer vorbestimmten Konstante K zur Bestimmung einer Speisen-Heizzeit in Übereinstimmung mit der Art und der Menge der zu kochenden Speise abzuweichen, um eine zweite Heizzeit zu bestimmen. Jedoch, wenn auch die Konstante K in Übereinstimmung mit der Art und der Menge der Speise berechnet wird, verbleiben, da der Anfangszustand der Speise nicht berücksichtigt wird, noch Unterschiede zwischen der berechneten und der tatsächlichen erforderlichen Heizzeit, wenn gefrorene Speisen gekocht oder eine Speisen-Wärmfunktion verwendet wird. Zusätzlich erfordert die Bestimmung der Konstante K viel Zeit, da sie auf einer experimentellen Basis beruht.
Weiter offenbart die USP 4 335 293 bei einem Versuch, die obigen Probleme zu lösen, eine Annäherung, die anregt, eine Zeit zur Verlängerung einer vorbestimmten Zeit bei einem Minimum der Veränderung der Feuchtigkeit als eine erste Heizzeit zu setzen und eine zweite Zeit zu setzen in Übereinstimmung mit der gesetzten ersten Heizzeit. Jedoch traten im Fall dieser Erfindung die gleichen Probleme auf, wie in vorherigen Entwicklungen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Heizzeit-Steuereinrichtung und ein Verfahren hierfür für einen Mikrowellenofen bereitzustellen, das die aufgezeigten Probleme bei den konventionellen Heizzeit- Steuereinrichtungen und -Verfahren für Mikrowellenofen vermeidet.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Heizzeit-Steuereinrichtung und ein -Verfahren für einen Mikrowellenofen bereitzustellen, welche geeignet sind, ein Optimum an Kochzeit vorteilhafterweise zu berechnen, ohne Überwachung der Menge der zu kochenden Speise oder einer vorbestimmten Anfangs-Kochzeit, u.zw. durch Erfassung der Änderungsrate des Gases der Speise, wobei eine Kochzeit in Übereinstimmung mit der erfaßten Änderungsrate des Gases berechnet wird.
Um ein Ziel davon zu erreichen, wird eine Heizzeit- Kontrollvorrichtung bereitgestellt, umfassend: Sensormittel zur wiederholten Erfassung eines vorbestimmten Parameters einer Speise während des Erhitzens der Speise und zum Abgeben eines Anfangs- Parameterwertes des genannten vorbestimmten Parameters und zum Umwandeln der Änderungen des Parameters in ein vorbestimmtes elektrisches Signal; Umwandlungsmittel zum Vergleichen des Parameters mit dem Anfangswert und zum Umwandeln des Parameters in ein Änderungsverhältnis, das auf dem Anfangswert basiert; Heizzeit-Erfassungs-Mittel zum Setzen einer ersten Heizzeit, die auf dem Änderungsverhältnis basiert und einen Minimumwert erreicht und zum Setzen einer zweiten Heizzeit, die auf dem Änderungsverhältnis basiert, welches sich vom Minimumwert auf einen vorbestimmten Wert verändert; Speichermittel zum Speichern des Minimumwertes, der von dem erwähnten Heizzeit-Erfassungs-Mittel ausgegeben wird, der erwähnten ersten Heizzeit und der erwähnten zweiten Heizzeit; Koeffizienten-Speichermittel zum Speichern eines vorbestimmten Koeffizienten in Übereinstimmung mit der Art der zu kochenden Speisen; Prozessormittel zum Ausgeben eines Quotienten, der durch Dividieren der ersten Heizzeit durch einen ersten Koeffizienten aus dem Koeffizienten-Speichermittel erhalten wird, um eine zweite Heizzeit zu erhalten, die in dem Heizzeit- Erfassungs-Mittel bestimmt wird, und zum Errechnen einer dritten Heizzeit durch Multiplizieren einer Summe aus der ersten Heizzeit und der zweiten Heizzeit mit einem zweiten Koeffizienten, der vom Koeffizienten- Speichermittel ausgegeben wird; einen Zähler zum Erzeugen eines Mikrowellen-Treibersignals, basierend auf der Erfassung der ersten Heizzeit und der zweiten Heizzeit, die vom Heizzeit-Erfassungs-Mittel und der dritten Heizzeit, die vom Prozessormittel ausgegeben wird; und Ausgangs-Treibermittel zur Steuerung der Lieferung einer Mikrowellen-Energie zu der Speise in Übereinstimmung mit dem Treibersignal des erwähnten Zählers.
Um ein anderes Ziel davon zu erreichen, wird ein Heizzeit-Steuerverfahren bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte: in einem ersten Schritt die Umwandlung eines physikalischen Parameters einer Speise, während die Speise erwärmt wird, in ein Änderungsverhältnis basierend auf einem Anfangswert dieses Parameters und Zählen einer ersten Heizzeit bis das umgewandelte Änderungsverhältnis einen Minimumwert erreicht; in einem zweiten Schritt Berechnen eines vorbestimmten dividierten Wertes durch Dividieren der ersten Heizzeit durch einen ersten Koeffizienten in Übereinstimmung mit der Art der zu kochenden Speise und Zählen einer zweiten Heizzeit, bis sich das Änderungsverhältnis durch den dividierten Wert gegenüber dem Minimumwert erhöht; Errechnen einer dritten Heizzeit durch Multiplizieren eines zweiten Koeffizienten, der der Art der Speise entspricht, mit der Summe aus der ersten Heizzeit und der zweiten Heizzeit; und Beenden des gesamten Heizprozesses wenn diese berechnete dritte Heizzeit verstrichen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Mikrowellenofens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Schaubild, das das Berechnungsverfahren der Heizzeit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zur Berechnung einer ersten Heizzeit zeigt, wenn keine Zeit vorhanden ist um eine Änderungsrate des Speisen-Gases in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu reduzieren.
Fig. 4 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Berechnen der Heizzeit in Übereinstimmung mit einer Menge und einem Anfangszustand der Speisen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Schaubild, das eine Charakteristik zeigt, wenn verschiedene Parameter erhalten werden, während eine Speise gekocht wird und welche in ein Änderungsverhältnis für einen Anfangszustandswert beim Kochen umgewandelt werden.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das ein Heizzeit- Steuerverfahren eines Mikrowellenofens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist eine Heizzeit- Kontrollvorrichtung für einen Mikrowellenofen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit einem Heizraum 2 zum Erhitzen einer Speise 1 vorgesehen. Eine Luft-Einlaßöffnung 3 ist in einem vorbestimmten Abschnitt des Heizraumes 2 angeordnet, um Luft von außen in den Heizraum 2 einzubringen. Eine Luft-Auslaßöffnung 4 ist in einem vorbestimmten Abschnitt des Heizraumes 2 angeordnet, um zwangsweise Luft auszublasen, die Speisen- Gas enthält, das während des Kochens der Speise auftritt. Ein Sensor 5 ist in einem vorbestimmten Abschnitt nahe der Luft-Auslaßöffnung 4 angeordnet, um Gas zu erfassen, das aus der Luft-Auslaßöffnung 9 ausgeblasen wird und um das erfaßte Gas in ein vorbestimmtes elektrisches Signal umzuwandeln. Zusätzlich ist nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen: ein Umformer 6, um ein Änderungsverhältnis Rs/Ro für einen Anfangswert zu errechnen, wobei ein Anfangswert Ro, der von dem Sensor 5 abgegeben wird und ein sich ändernder Wert Rs verwendet wird, der über die Zeit erhalten wird, ein Detektor 7 zum Erfassen eines Wertes dG1 der ein Minimumwert einer Änderungsrate des Gases ist, die vom Umformer 6 abgegeben wird, und zum Bestimmen einer Vorheizzeit Tp, welche die verstrichene Zeit zur Erfassung des Wertes dG1 ist und zum Auswählen einer ersten Heizzeit T1 durch Vergleichen der Vorheizzeit Tp mit einer vorbestimmten Zeit Tmin, die in der Minimumwert-Einstellsektion T1, die unten beschrieben wird, eingestellt ist, und zur Bestimmung einer zweiten Heizzeit T2 durch Berechnen der vergangenen Zeit zur Erhöhung eines vorbestimmten Wertes dG, der vom unten beschriebenen Prozessor ausgegeben wird, eine Speicherschaltung 8 zum Speichern eines Minimumwertes des Gas-Änderungsverhältnisses, das vom Detektor 7 abgegeben wird, und für die erste und zweite Heizzeit T1 und T2, eine Koeffizienten-Speicherschaltung 9 zum Speichern experimentell bestimmter Koeffizienten a und K in Übereinstimmung mit einer Art von Speisen, einen Prozessor 10 zur Ausgabe eines Wertes eines Gas- Änderungsverhältnisses, um so eine zweite Heizzeit T2 zu bestimmen unter Verwendung eines Minimumwertes dG1 des Gas-Änderungsverhältnisses, das von der Speicherschaltung 8 ausgegeben wird, einer ersten Heizzeit T1 und eines Koeffizienten 'a', der von der Koeffizienten- Speicherschaltung 9 ausgegeben wird und zur Ausgabe einer dritten Heizzeit T3 unter Verwendung einer ersten und zweiten Heizzeit T1 und T2, die von der Speicherschaltung 8 ausgegeben werden und eines Koeffizienten K, der von der Koeffizienten-Speicherschaltung 9 ausgegeben wird, einen Zähler 11 zum Zählen einer ersten und zweiten Heizzeit T1 und T2, die vom Heizzeit-Detektor 7 ausgegeben werden, und einer dritten Heizzeit T3, die vom Prozessor 10 ausgegeben wird, eine Ausgangs- Treiberschaltung 12 zur Steuerung einer Magnetfeldröhre 13 in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Zählers 11, und eine Magnetfeldröhre 13 um Mikrowellen in den Heizraum 2 in Übereinstimmung mit einer Steuerung durch die Ausgangs-Treiberschaltung 12 zu übertragen.
Zusätzlich ist die Heizzeit-Kontrollvorrichtung weiter versehen mit einer Minimumzeit-Einstellschaltung 14 zum Ausgeben einer vorbestimmten Zeit Tmin, die eine erste Heizzeit T1 ist, wenn ein Minimumwert dG1 des Gas- Änderungsverhältnisses Rs/Ro vom Heizzeit-Detektor 7 nicht erfaßt wird, und einer Heizzeit-Kontrolle 15 zum ordnungsgemäßen Steuern der berechneten dritten Heizzeit T3, wenn ein Benutzer einen Heizpegel für die Speise 1 auswählt, wie etwa "durchgebraten" oder "halbgar".
Der Betrieb einer Heizzeit-Kontrollvorrichtung für einen Mikrowellenofen wird nun beschrieben.
Wenn ein Kochvorgang beginnt, nachdem ein Menü und ein Heizpegel durch einen Benutzer ausgewählt sind, so wird die Speise in dem Heizraum 2 durch Mikrowellen erwärmt, die von der Magnetfeldröhre 13 ausgesendet werden. Zu dieser Zeit treten Gas und Feuchtigkeit aus der Speise 1 aus und werden durch die Luft-Auslaßöffnung 4 ausgeblasen. Nachdem der Sensor 5 das ausströmende Gas und die Feuchtigkeit erfaßt und den erfaßten Zustand in ein vorbestimmtes elektrisches Signal umwandelt, gibt er dieses an den Umformer 6 ab. Wie in der Fig. 2 dargestellt, berechnet der Umformer 6 einen Anfangswert Ro, der vom Sensor 5 ausgegeben wird, und einen Änderungswert Rs, der sich in Übereinstimmung mit einer verstrichenen Zeit ändert, und berechnet ein Gas- Änderungsverhältnis Rs/Ro. Der Heizzeit-Detektor 7 erfaßt einen Wert dG1, der einen Minimumwert des Änderungsverhältnisses des Gases darstellt und setzt eine Vorheizzeit Tp, die für die Erfassung erforderlich ist. Das Änderungsverhältnis des Gases beginnt sich nun zu vergrößern, da der Heizbetrieb fortschreitet, wogegen es sich in der Anfangsphase des Kochvorganges vermindert aufgrund der Effekte, die durch die Luft bedingt sind, die durch die Luft-Einlaßöffnung 3 gesaugt wird. Nachdem die Aufheizung fortschreitet und die Speise ordnungsgemäß erhitzt ist, erhöht sich das Gas-Änderungsverhältnis Rs/Ro nicht weiter aufgrund der Sättigung des Gases in dem Heizraum 2. Zusätzlich wird im Fall der selben Speise und wenn die Anfangstemperatur niedrig ist, und die Leistung der Mikrowelle niedrig ist, die Vorheizzeit Tp länger, wenn das Änderungsverhältnis des Gases ein Minimumwert dG1 ist, ohne daß die Menge der Speise groß ist.
Danach liefert der Heizzeit-Detektor 7 den Minimumwert dG1 an die Speicherschaltung 8 ab und vergleicht die Vorheizzeit Tp mit der Minimumzeit Tmin, die in der Minimumzeit-Einstellschaltung 14 eingestellt ist. Als ein Ergebnis dieses Vergleiches, wenn Tp ≥ Tmin ist, so wählt der Heizzeit-Detektor 7 Tp als die erste Heizzeit T1 aus und gibt diese an die Speicherschaltung 8 bzw. an den Zähler 11 ab. Wenn Tp ≤ Tmin ist, so wählt der Heizzeit- Detektor 7 Tmin als die erste Heizzeit T1 aus und gibt sie an die Speicherschaltung 8 und den Zähler 11 weiter. Wenn Tmin als die erste Heizzeit T1 gesetzt ist, so wird der Wert des Gas-Änderungsverhältnisses zum Zeitpunkt Tmin ausgewählt und in der Speicherschaltung 8 gespeichert. Der Zähler 11 zählt die erste Heizzeit T1, die vom Heizzeit-Detektor 7 ausgegeben wurde und gibt die gezählte Zeit an die Ausgangs-Treiberschaltung 12 ab. Zusätzlich versorgt die Ausgangs-Treiberschaltung 12 die Magnetfeldröhre 13 in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Zählers 11, und die Magnetfeldröhre 13 versorgt den Heizraum 2 mit Mikrowellen, die in Übereinstimmung mit einer Steuerung der Ausgangs- Treiberschaltung 12 erzeugt werden.
Die Gründe warum die Vorheizzeit Tp und die Minimumzeit Tmin selektiv als die erste Heizzeit T1 ausgewählt werden, sind die kurze Dauer, wenn sich auch das Änderungsverhältnis des Gases während des Kochens der Speise aufgrund der Charakteristika der Speise oder der Heizbedingungen erhöht oder vermindert, Im Fall, daß sich das Änderungsverhältnis des Gases nicht vermindert, da die Vorheizzeit nahe Null ist, wird die zweite und dritte Heizzeit T2 und T3, die durch die erste Heizzeit T1 bestimmt werden, nicht korrekt errechnet. Dies bedeutet, daß im Fall, daß sich das Änderungsverhältnis des Gases nicht vermindert oder wenn es sich vermindert, die Dauer kurz ist, der erste Heizvorgang mit einer vorbestimmten Zeit Tmin durchgeführt wird, die in der Minimumzeit- Einstellschaltung 14 eingestellt ist, so daß die zweiten und dritten Heizzeiten T2 und T3 korrekt errechnet werden können.
Fig. 2 zeigt ein Änderungsverhältnis des Gases, wenn Speisen 'a' und 'b', die 113 g (4 Ounces) bzw. 227 g (8 Ounces) wiegen, und daß die Beziehung zwischen der Vorheizzeit Tp und der Minimumzeit Tmin Tp Tmin entspricht. Wie darin dargestellt ist, ist die erste Heizzeit T1 als T1a bzw. T1b eingestellt. Die Fig. 3 zeigt den Fall, bei dem Tmin als die erste Heizzeit T1 ausgewählt ist, da Tp < Tmin ist. Dies ist der Fall, wenn sich das Gas-Änderungsverhältnis, das von der Speise 1 kommt, nicht vermindert.
Inzwischen speichert die Speicherschaltung 8 das Ausgangssignal dG1 und T1 des Heizzeit-Detektors 7. Zusätzlich führt der Prozessor 10 einen Rechenvorgang zur Ermittlung der zweiten Heizzeit T2 unter Verwendung eines Koeffizienten 'a' durch, der in der Koeffizienten- Speicherschaltung 9 gespeichert ist, wobei alle Koeffizienten auf einer experimentellen Basis in Übereinstimmung mit der Art der zu kochender. Speise ausgewählt werden. Der Prozessor 10 errechnet den Wert dG durch Dividieren der ersten Heizzeit T1 duch den Koeffizienten 'a' und erhält den Wert dG2 durch Addieren des Wertes dG zu dem Wert dG1, der von der Speicherschaltung 8 ausgegeben wird. Die Bedingung ist wie folgt.
dG = T1/a
dG2 = dG1 + dG = dG1 + T1/a
Wobei die zweite Heizzeit T2 bestimmt ist durch die verstrichene Zeit, wogegen der Wert dG1 zu dG2 wird, u.zw, zu einem Zeitpunkt, nachdem die erste Erhitzung beendet ist. Wenn daher der Wert dG2 vom Prozessor 10 erhalten und an den Heizzeit-Detektor 7 abgegeben wird, erfaßt der Heizzeit-Detektor 7 die verstrichene Zeit, während das Änderungsverhältnis dG1 des Gases zu dG2 wird, das durch dG vergrößert ist. Die erfaßte verstrichene Zeit wird als zweite Heizzeit 72 gesetzt und an die Speicherschaltung 8 und den Zähler 11 abgegeben. Danach zählt der Zähler 11 die zweite Heizzeit T2 und gibt die gezählte Heizzeit T2 an die Ausgangs- Treiberschaltung 12 ab. Zusätzlich steuert die Ausgangs- Treiberschaltung 12 die Schwingungen der Magnetfeldröhre 13 in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Zählers 11.
Fig. 2 zeigt verstrichene Zeiten T2a und T2b, von denen jede eine verstrichene Zeit darstellt, während der ein Änderungsverhältnis des Gases aus einer Speise 'a' zu dG2a wird, vergrößert durch dGa und eine verstrichene Zeit, während ein Änderungsverhältnis des Gases aus der Speise 'b' zu dG2b, vergrößert durch dG wird. Zusätzlich zeigt Fig. 3 den Fall, bei dem die zweite Heizzeit T2 in dem Fall bestimmt wird, daß es keine Verminderung des Änderungsverhälnisses gibt.
Der Prozessor 10 errechnet die dritte Heizzeit T3 unter Verwendung einer ersten und zweiten Heizzeit T1 und T2, die in der Speicherschaltung 8 gespeichert sind, und eines Koeffizienten K, der in der Koeffizienten- Speicherschaltung 9 gespeichert und in Übereinstimmung mit der Art der Speise bestimmt ist. Die dritte Heizzeit T3 wird durch Multiplizieren einer Summe mit einem Koeffizienten K erhalten, die durch Addition der ersten Heizzeit T1 und der zweiten Heizzeit T2 erhalten wird. Dies bedeutet, daß sie nach der untenstehenden Bedingung erhalten wird:
T3 = (T1 + T2) · K
Der Prozessor 10 errechnet die dritte Heizzeit T3 und gibt das errechnete Resultat an den Zähler 11 ab. Der Zähler 11 zählt die zweite Heizzeit T2 und die dritte Heizzeit T3, die vom Prozessor 10 ausgegeben wird und gibt sie an die Ausgangs-Treiberschaltung 12 ab. Die Ausgangs-Treiberschaltung 12 steuert die Schwingungen der Magnetfeldröhre 13 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Ausgangssignal des Zählers 11. Danach erzeugt die Magnetfeldröhre 13 Mikrowellen und überträgt diese in den Heizraum 2 für die dritte Heizzeit T3 in Übereinstimmung mit der Steuerung durch die Ausgangs- Treiberschaltung 12, wodurch der Heizvorgang vervollständigt wird.
Aus der Addition der ersten, zweiten und dritten Heizzeit T1, T2 und T3 ergibt sich die Gesamt-Heizzeit Tt. Dies ergibt sich aus der folgenden Bedingung.
Tt = T1 + T2 +T3 = T1 + T2 + K X (T1 + T2)
Im Fall, daß der Benutzer wünscht, eine Speise mehr oder weniger zu erhitzen, so kann der Benutzer die Kochbedingungen durch die Steuerung einer Heizzeit- Steuer-Sektion 15 kontrollieren. Wenn der Benutzer die Heizzeit-Steuer-Sektion 15 in einer solchen Weise kontrolliert, gibt die Heizzeit-Steuer-Sektion 15 einen vorbestimmten Koeffizienten ß, der erhalten wird in Übereinstimmung mit einem Heizpegel, der durch den Benutzer ausgewählt ist, direkt nachdem die dritte Heizzeit T3 errechnet wurde, an den Prozessor 10 ab. Der Prozessor 10 multipliziert die errechnete gesamte Heizzeit Tt mit dem Koeffizienten ß und addiert danach oder subtrahiert das multiplizierte Resultat δT zu oder von der Gesamt-Heizzeit Tt. Der Prozessor 10 gibt daher die dritte Heizzeit T3' an den Zähler 11 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Heizpegel ab, der durch den Benutzer ausgewählt ist. Die Beziehung zwischen der Gesamt-Heizzeit Tt' und der dritten Heizzeit T3' ist wie folgt gegeben.
Tt' = Tt ± δT
= Tt ± δ X (T1 + T2 + T3)
T3' = T3 ± δ X (Tt)
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, daß ein Änderungsverhältnis des Gases niedrig ist, auch wenn das Gewicht der zu kochenden Speise bedeutend ist. Fig. 4 zeigt, daß die Speisen c, d und e, die 4 Ounces, 8 Ounces, bzw. 12 Ounces wiegen, wobei jede Tp größer als Tmin ist.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist, wenn auch die Speise e mehr als die Speise d wiegt, die Zeit T1e, in der das Änderungsverhältnis des Gases ein Minimum erreicht, kürzer als T1d der Speise d. In diesem Fall, da die zweite Heizzeit T2 bestimmt wird durch dG2 = dG1 + dG = dG1 + T1/a, ist die zweite Heizzeit T2d für die Speise d die Zeit T2d, wogegen sich das Änderungsverhältnis des Gases bis zu dGd = T1d/a erhöht. Die zweite Heizzeit T2e für die Speise e ist die Zeit, während der das Änderungsverhältnis des Gases sich ebenfalls bis zu dGe T1e/a erhöht.
Da die Menge der Speise e größer als jene der Speise d ist, zeigt das Änderungsverhältnis des Gases der Speise e einen flacheren Anstieg als jenes der Speise d. Wenn auch der Änderungsbetrag dGe des Änderungsverhältnisses des Gases der Speise e geringer ist als jener der Speise d, so ist die Zeit T2e, während der sich das Änderungsverhältnis des Gases der Speise e bis zu dGe erhöht, länger als jene von T2d. Dies bedeutet, daß während die erste Heizzeit T1 durch die Anfangscharakteristika der Speise bestimmt ist, die zweite Heizzeit T2 durch die Charakteristika des Schaubildes bestimmt ist, welches ein Änderungsverhältnis des Gases der Speise zeigt, das in Übereinstimmung mit der Menge der Speise erhalten wird. Die gesamte Heizzeit Tt ist daher durch die Menge der zu kochenden Speise bestimmt, ungeachtet der ersten Heizzeit T1. Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ist die erste Heizzeit T1c der Speise c die gleiche wie die erste Heizzeit T1e. Da jedoch die Menge der Speise c geringer ist als jene der Speise e, ist die gesamte Heizzeit Ttc kürzer als jene der Speise e.
In der Zwischenzeit gibt es verschiedene Verfahren, um den Heizpegel einer Speise zu erfassen. Unter diesen Verfahren sind die Erfassung des Gases, der Temperatur im Heizraum, oder der infraroten Strahlen von der Oberfläche der Speise gebräuchlich. Wenn der zu erfassende Parameter die Temperatur ist, so wird das Änderungsverhältnis der Temperatur (ºC) verwendet. Wenn der Parameter die absolute Feuchte (g/cm³) ist, so wird das Änderungsverhältnis der Feuchte pro Einheit verwendet. Wenn der Parameter die relative Feuchte (%) ist, so wird das Änderungsverhältnis der Feuchte gegenüber der Raumtemperatur verwendet. Wenn der Parameter die infrarote Strahlung (cm) ist, so wird das Änderungsverhältnis der infraroten Strahlungs-Wellen in Übereinstimmung mit der Temperaturänderung verwendet. Irgendeiner dieser Parameter kann zum Errechnen der Heizzeit für die Speise verwendet werden, da der Parameter eine Charakteristik, ähnlich der in der Fig. 5 dargestellten, aufweist.
Mit Bezug auf die Fig. 6 wird nun unten die Vorgangsweise zum Einstellen der Heizzeit für eine Speise erläutert. Nachdem die Speise in den Heizraum 2 eingebracht wurde, wählt ein Benutzer einen Heizpegel aus in Übereinstimmung mit der Art der zu kochenden Speise. Danach zählt der Zähler 11 die Zeit in Übereinstimmung mit einem durch den Benutzer ausgewählten Modus und gibt die gezählte Zeit an die Ausgangs-Treiberschaltung 12 ab. Die Ausgangs- Treiberschaltung 12 steuert die Schwingung der Magnetfeldröhre 13 in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Signal des Zählers 11. Danach versorgt die Magnetfeldröhre 13 den Heizraum 2 mit Mikrowellen, wodurch die Speise im Heizraum 2 gekocht wird.
Wenn die Speise gekocht wird, so wird Gas nach außen durch die Luft-Auslaßöffnung 4 ausgeblasen. Zu dieser Zeit erfaßt der Sensor 5, der nahe der Luft-Auslaßöffnung angeordnet ist, das austretende Gas und wandelt den erfaßten Zustand in ein vorbestimmtes elektrisches Signal um und gibt dieses an den Umformer 6 ab. Der Umformer 6 errechnet das Änderungsverhältnis Rs/Ro des Gases unter Verwendung des Anfangswertes Ro, der vom Sensor 5 abgegeben wurde, und des variablen Wertes Rs, der erhalten wird, wenn die Zeit abläuft, und gibt das errechnete Resultat an den Detektor 7 ab.
Der Heizzeit-Detektor 7 erfaßt einen Minimumwert dG1, da sich das Änderungsverhältnis des Gases vermindert und sich danach erhöht und gibt den erfaßten Wert an die Speicherschaltung 8 ab. Zusätzlich erfaßt der Heizzeit- Detektor 7 die Vorheizzeit Tp, bis der Minimumwert dG1 erfaßt wird, und vergleicht die Vorheizzeit Tp mit der Minimumzeit Tmin, die in die Minimumzeit- Einstellschaltung 14 eingegeben ist. Wenn Tp Tmin ist, wählt der Heizzeit-Detektor 7 die Zeit Tp als die erste Heizzeit T1 aus und gibt diese ausgewählte Zeit an die Speicherschaltung 8 und den Zähler 11 ab. Wenn 7p Tmin ist, so wählt der Heizzeit-Detektor 7 die Zeit Tmin als die erste Heizzeit T1 aus und gibt diese ausgewählte Zeit an die Speicherschaltung 8 und den Zähler 11 ab.
Danach gibt die Speicherschaltung 8 den Minimumwert dG1 und die erste Heizzeit T1 an den Prozessor 10 ab, und die Koeffizienten-Speicherschaltung 9 gibt den Koeffizienten a in Übereinstimmung mit der Art der Speise an den Prozessor 10 ab. Zusätzlich ermittelt der Prozessor 10 die Änderung (dG = T1/a) des Änderungsverhältnisses des Gases, um die zweite Heizzeit T2 zu bestimmen und addiert den Minimumwert dG1 des Änderungsverhältnisses des Gases zu dem Wert dG und gibt die Summe (dG2 = dG1 + dG) an den Detektor 7 ab.
Der Heizzeit-Detektor 7 erfaßt die Zeit T2, in der das Änderungsverhältnis des Gases vom Wert dG1 aus den Wert dG2 erreicht, der vom Prozessor 10 ausgegeben wurde, und gibt die erfaßte Zeit T2 an die Speicherschaltung 8 und den Zähler 11 aus. Der Prozessor 10 errechnet eine dritte Heizzeit T3 für die zweite Heizzeit T2 unter Verwendung der ersten und zweiten Heizzeit T1 und T2 und des Koeffizienten K, der in der Koeffizienten- Speicherschaltung 9 gespeichert ist. Hier wird die dritte Heizzeit T3 errechnet als T3 = K(T1 + T2) und an den Zähler ausgegeben.
Der Prozessor 10 entscheidet, ob eine Steuerung des Heizpegels eingegeben wird oder nicht, durch Prüfen der Heizzeit-Steuerschaltung 15, bevor die dritte Heizzeit T3 ausgegeben wird. Wenn keine Heizpegel-Steuerung eingegeben wird, gibt der Prozessor 10 die ermittelte dritte Heizzeit T3 an den Zähler 11 aus. Wenn jedoch eine vorbestimmte Heizpegel-Steuerung eingegeben wurde, so ermittelt der Prozessor 10 die durch den Benutzer gesteuerte Heizzeit und gibt das Resultat an den Zähler 11 ab. Der Zähler 13 zählt daher die dritte Heizzeit T3', die durch die gesteuerte Gesamt-Heizzeit Tt' bestimmt ist, und gibt das gezählte Resultat an die Ausgangs- Treiberschaltung 12 aus. Danach versorgt die Ausgangs- Treiberschaltung 12 die Magnetfeldröhre 13 für eine der Zeit t3' entsprechende Dauer, wonach der Kochvorgang beendet wird.
Wie oben beschrieben, ist die Heizzeit- Kontrollvorrichtung und das Verfahren hierzu gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Errechnung der zweiten und dritten Heizzeit durch Berechnen eines Änderungsverhältnisses des Gases in dem ersten Heizabschnitt gerichtet, wobei ein weiter Bereich von Speisen unter optimalen Bedingungen gekocht werden kann, ohne daß die Menge der Speisen überwacht werden muß und ohne Bezugnahme auf Anfangstemperatur-Bedingungen, wie etwa ein gefrorener Zustand, gekühlter Zustand und Raumtemperatur-Zustand der Speise. Zusätzlich bezweckt die vorliegende Erfindung, eine Überhitzung der Speise zu verhindern, wenn diese gewärmt oder wiedererhitzt wird unter Verwendung der ersten Heizzeit, wenn es keinen Minimumpunkt in der Kurve gibt, die das Änderungsverhältnis des Gases anzeigt, oder es keinen Minimumwert gibt, so daß die optimalen Kochbedingungen erreicht werden.

Claims

1. Heizzeit-Kontrollvorrichtung, umfassend:

Sensormittel (5) zur wiederholten Erfassung eines vorbestimmten Parameters (Rs) einer Speise, während des Erhitzens der Speise und zum Abgeben eines Anfangs-Parameterwertes (Ro) des genannten vorbestimmten Parameters (Rs) und zum Umwandeln der Änderungen des Parameters (Rs) in ein vorbestimmtes elektrisches Signal;

Umwandlungsmittel (6) zum Vergleichen des Parameters (Rs) mit dem Anfangswert (Ro) und zum Umwandeln des Parameters (Rs) in ein Änderungsverhältnis (Rs/Ro) das auf dem Anfangswert (Ro) basiert;

Heizzeit-Erfassungs-Mittel (7) zum Setzen einer ersten Heizzeit (T1), die auf dem Änderungsverhältnis (Rs/Ro) basiert und einen Minimumwert (dG1) erreicht, und zum Setzen einer zweiten Heizzeit (T2), die auf dem Änderungsverhältnis (Rs/Ro) basiert, welches sich vom Minimumwert (dG1) auf einen vorbestimmten Wert (dG2) verändert;

Speichermittel (8) zum Speichern des Minimumwertes (dG1), der von dem erwähnten Heizzeit-Erfassungs- Mittel (7) ausgegeben wird, der erwähnten ersten Heizzeit (T1) und der erwähnten zweiten Heizzeit (T2);

Koeffizienten-Speichermittel (9) zum Speichern eines vorbestimmten Koeffizienten (a) in Übereinstimmung mit der Art der zu kochenden Speise; Prozessormittel (10) zum Ausgeben eines Quotienten (dG), der durch Dividieren der ersten Heizzeit (T1) durch einen ersten Koeffizienten (a) aus dem Koeffizienten-Speichermittel (9)erhalten wird, um eine zweite Heizzeit (T2) zu erhalten, die in dem Heizzeit-Erfassungs-Mittel (7) bestimmt wird, und zum Errechnen einer dritten Heizzeit (T3) durch Multiplizieren einer Summe aus der ersten Heizzeit (T1) und der zweiten Heizzeit (T2) mit einem zweiten Koeffizienten (K), der vom Koeffizienten- Speichermittel (9) ausgegeben wird;

einen Zähler (11) zum Erzeugen eines Mikrowellen- Treibersignals, basierend auf der Erfassung der ersten Heizzeit (T1) und der zweiten Heizzeit (T2), die vom Heizzeit-Erfassungs-Mittel (7) und der dritten Heizzeit (T3), die vom Prozessormittel (10) ausgegeben wird; und

Ausgangs-Treibermittel (12) zur Steuerung der Lieferung einer Mikrowellen-Energie zu der Speise in Übereinstimmung mit dem Treibersignal des erwähnten Zählers (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel (5) einsetzbar sind zur Messung einer Änderung eines vorbestimmten Parameters, der aus der Gruppe von Parametern ausgewählt ist, die die Gastemperatur, absolute Feuchtigkeit, relative Feuchtigkeit, Infrarot-Strahlen und Kombinationen von diesen umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizzeit-Erfassungs-Mittel (7) eine vorbestimmte Setz-Zeit (Tmin) als die erste Heizzeit (T1) in dem Fall auswählt, daß der Minimumwert (dG1) des Änderungsverhältnisses (Rs/Ro) nicht erreicht wird, und einen Wert des Änderungsverhältnisses (Rs/Ro) zu der gewählten Zeit (Tmin) als die erste Heizzeit (T1) ausgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Heizzeit (T2) eine Zeit darstellt, während der sich das Änderungsverhältnis (Rs/Ro) um einen vorbestimmten Betrag (dG) nach dem Ablauf der ersten Heizzeit (T1) ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozessormittel (10) einen Heizpegel einschließt, der vom Benutzer ausgewählt wird, wobei das Prozessormittel (10) die dritte Heizzeit (T3) erzeugt, gesteuert in Übereinstimmung mit dem Heizpegel durch Multiplizieren einer Gesamt-Heizzeit (Tt) mit einem vorbestimmten Koeffizienten (ß), der bestimmt ist durch den Heizpegel und durch Addieren oder Substrahieren des multiplizierten Wertes (δT) zu oder von der dritten Heizzeit (T3).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert (dG) durch Dividieren der ersten Heizzeit (T1) durch einen ersten Koeffizienten (a) erhalten wird.

7. Verfahren zur Steuerung einer Heizzeit, umfassend die folgenden Schritte:

Umwandlung eines physikalischen Parameters (Rs) einer Speise, während die Speise erwärmt wird, in ein Änderungsverhältnis (Rs/Ro) basierend auf einem Anfangswert (Ro) dieses Parameters und Erfassen einer ersten Heizzeit (T1), bis das umgewandelte Änderungsverhältnis (Rs/Ro) einen Minimumwert (dG1) erreicht;

Berechnung eines vorbestimmten dividierten Wertes (dG) durch Dividieren der ersten Heizzeit (T1) durch einen ersten Koeffizienten (a) in Übereinstimmung mit der Art der zu kochenden Speise und Erfassen einer zweiten Heizzeit (T2), bis sich das Änderungsverhältnis (Rs/Ro) um den dividierten Wert (dG) erhöht gegenüber dem Minimumwert (dG1);

Berechnung einer dritten Heizzeit (T3) durch Multiplizieren eines zweiten der Art der Speise entsprechenden Koeffizienten (K) mit der Summe aus der ersten Heizzeit (T1) und der zweiten Heizzeit (T2);

und Beenden des gesamten Heizprozesses, wenn diese berechnete dritte Heizzeit (T3) verstrichen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Setzens der ersten Heizzeit (T1) das Auswählen einer vorbestimmten Setz-Zeit (Tmin) als erste Heizzeit (TT) einschließt, wenn sich das Änderungsverhältnis (Rs/Ro) erhöht und den Wert des Änderungsverhältnisses (Rs/Ro) in der gewählten Zeit (Tmin) als den Minmumwert (dG1) ausgibt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, einschließend das Erhalten der in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Heizpegel stehenden dritten Heizzeit (T3) durch Addieren oder Subtrahieren des Wertes (δT), welcher durch Multiplizieren einer berechneten gesamten Heizzeit (dT) mit einem vorbestimmten Koeffizienten (ß) erhalten wird, zu oder von der dritten Heizzeit (T3), nachdem die dritte Heizzeit (T3) in dem Fall gesetzt wurde, daß der Benutzer einen Heizpegel überwacht.