KR0136060B1 - 전자레인지의 온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 검출온도와 기준온도를 대비하여 히터를 제어할 때 발생되는 온도의 오버슈트(Overshoot)를 제거하여 히터의 오프시간을 감소하고 요리시간을 단축토록 한 전자레인지의 온도 제어방법에 관한 것이다.

종래의 전자레인지는 온도센서로 검출한 온도와 설정된 기준온도와를 대비하여 그 차로 히터를 온,오프 제어하게 되는데, 이때 처음으로 히터가 제어되는 시점에서 온도센서의 온도 변화 값이 오버슈트가 되며, 이 오버슈트시간동안에 히터가 오프되며, 이 시간동안의 히터의 오프는 가열실내의 온도를 감소시키므로 음식물의 조리가 제대로 안되며, 이를 보상하기 위해서는 조리시간을 연장해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 그릴요리가 입력되면 히터를 제어하기 위한 제 1기준온도를 설정하고 히터를 스텝 제어하여 조리를 시작하는 제 1단계와, 상기 조리시작후 검출된 온도가 상기 제 1기준온도 보다 클경우 램프 제어를 위한 램프 제어시간을 결정하는 제 2단계와, 상기 결정된 램프 제어시간동안 램프 제어를 하고 스텝 제어를 위한 제 2기준온도를 산출하는 제 3단계와, 상기 산출된 제 2기준온도와 검출되는 온도와를 비교하여 스텝제어로 요리를 진행시키는 제 4단계를 순차 실행시킴으로서 상기 와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하였다.

Description

전자레인지의 온도 제어방법

제1도는 종래 전자레인지의 사시도

제2도는 종래 전자레인지의 온도센서 장착위치를 설명하기위한 설명도

제3도는 종래 전자레인지 시스템 블럭 구성도

제4도는 제3도의 적용된 히터의 스텝제어 파형도

제5도는 본 발명 전자레인지의 온도 제어 과정 신호 흐름도

제6도는 본 발명에 의한 램프 제어시 온도 변화도

제7도는 본 발명에 따른 램프제어와 종래 스텝 제어에 따른 히터의 오프시간 비교

제8도는 본 발명에 의한 램프 제어의 실시예도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3 : 온도 센서4 : 마이컴

5 : 릴레이6 : 히터

본발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 검출온도와 기준온도를 대비하여 히터를 제어할 때 발생되는 온도의 오버슈트(Overshoot)를 제거하여 히터의 오프시간을 감소하고 요리시간을 단축토록한 전자레인지의 온도 제어방법에 관한 것이다.

통상, 전자레인지의 온도제어는 하나의 기준온도를 정하고 감지되는 온도와 상기 기준온도와를 대비하여 히터를 제어하는 스텝(Step)제어 방식을 적용하였다.

이러한 스텝제어방식을 적용한 종래의 전자레인지는 제1도에 도시한 사시도에서와 같이, 가열실내에 순환된 공기가 배기되는 배기구(1)가 가열실의 일측벽에 형성되었으며, 그릴요리를 위한 히터(2)가 가열실내의 상측에 형성되어 있다.

또한, 제2도면에 도시된 바와 같이 배기구(1)에 근접하여 배기되는 공기의 온도를 검출하는 온도센서(3)가 형성되어 있다.

또한, 제2도에 도시된 바와 같이 배기구(1)에 근접하여 배기되는 공기의 온도를 검출하는 온도센서(3)가 형성되어 있다.

제3도는 종래 스텝 제어를 위한 전자레인지의 시스템 블럭 구성도로서, 도시된 바와 같이 온도센서(3)로 부터 검출된 온도와 기설정된 기준온도와를 대비하여 히터(6)를 제어하는 신호를 출력시키는 마이컴(4)과, 상기 마이컴(4)의 출력신호에 따라 상기 히터(6)를 제어하는 릴레이(5)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 전자레인지의 동작을 첨부된 도면 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자에 의해 조리 시작키가 눌러지면 마이콤(4)은 릴레이(5)를 구동시켜 히터(6)에 동작전원을 공급한다.

이에 따라 히터(6)는 구동하여 열원을 발생시켜 가열실내로 복사열을 공급하게 된다.

상기와 같이 히터(6)가 구동하여 요리가 시작되면 마이컴(4)은 팬을 구동시켜 히터(6)로 부터 발열된 복사열을 순환시키게 된다.

한편, 상기한 가열실내의 일측면에는 제2도에 도시된 바와 같이 배기구(1)가 형성되어 있으며, 배기구(1)에 근접하여 배출되는 공기의 온도를 검출하는 온도센서(3)가 장착되어 있다.

따라서 온도센서(3)는 배기구(1)로 부터 배출되는 공기의 온도를 검출하게 되며, 그 검출한 온도값을 상기한 마이컴(4)에 피이드백 시킨다.

마이컴(4)은 피이드백되는 검출온도와 기준으로 설정된 온도와를 비교하여 검출온도가 설정온도보다 크면 릴레이(5)를 오프시켜 히터(6)의 구동을 정지시키게 되며, 아울러 검출온도가 설정온도보다 상대적으로 작을 경우에는 릴레이(5)를 온시켜 히터(6)를 계속구동시킨다.

그러나 이와 같은 종래의 전자레인지는 온도센서로 검출한 온도와 설정된 기준온도와를 대비하여 그 차로 히터를 온,오프 제어하게 되는데, 이때 처음으로 히터가 제어되는 시점에서 온도센서의 온도 변화값이 오버슈트가 되며, 이 오버슈트시간동안에 히터가 오프되게 된다.

상기에서 오버슈트가 지속되는 시간은 히터의 온도가 온도센서의 위치까지 전달되는 시간과 온도센서의 응답시간을 합한 것과 같다.

이 시간동안의 히터의 오프는 가열실내의 온도를 감소시키므로 음식물의 조리가 제대로 안되며, 이를 보상하기 위해서는 조리시간을 연장해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 전자레인지의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 검출온도와 기준온도를 대비하여 히터를 제어할때 발생되는 온도의 오버슈트(Overshoot)를 제거하여 히터의 오프시간을 감소하고 요리시간을 단축토록 전자레인지의 온도 제어방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은 그릴요리가 입력되면 히터를 제어하기 위한 제 1기준온도를 설정하고 히터를 스텝 제어하여 조리를 시작하는 단계와, 상기 조리시작후 검출 된 온도가 상기 제 1기준온도 보다 클경우 램프 제어시간을 결정하는 단계와, 상기 결정된램프 제어시간 동안 램프제어를 하고 스텝제어를 위한 제 2기준온도를 산출하는 단계와, 상기 산출된 제 2기준온도와 검출온도와를 비교하여 스텝제어로 요리를 진행시키는 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용되는 전자레인지의 시스템 구성은 전술한 제3도의 종래 전자레인지의 시스템구성과 동일하며, 이하 본 발명을 첨부한 도면 제5도 내지 제8도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제3도의 마이컴(4)에 그릴 요리 신호가 입력되면, 마이컴(4)은 히터(6)를 제어하기 위한 초기 기준온도인 제 1기준온도를 설정한다.

이와 같이 제 1기준온도를 설정하면 릴레이(5)를 구동시켜 히터(6)에 구동전원을 공급하게 된다.

히터(6)는 구동을 하여 열원을 발생시키게 되며, 온도센서(3)는 배기구로 배출되는 공기의 온도를 감지하여 상기한 마이컴(4)에 피이드백 시키게 된다.

마이컴(4)은 상기와 같이 피이드백되는 검출온도와 초기에 설정한 제 1기준온도와를 비교 하여 검출온도가 제 1기준온도보다 낮게되면 릴레이(5)를 계속온시켜 히터(6)의 구동을 유지시키게 되며, 아울러 상기 검출온도가 제 1기준온도보다 높게되면 릴레이(5)를 오프시켜 히터(6)의 구동을 정지시킨다.

이와 같은 스텝 제어 방식으로 히터를 온,오프 제어하던중 상기와 같이 검출온도가 설정한 제 1기준온도보다 크게되면 마이컴(4)은 램프(ramp)제어를 위한 램프제어시간을 산출한다.

상기에서 램프 제어란 히터의 온,오프를 제어하기 위한 기준온도를 시간에 따라 선형적으로 변하게 하여 제어하는 방법을 말한다.

상기와 같이 램프 제어 시간을 산출하면 다음단계로 선형식 R=at +b에서의 기울기 a와 상수b를 결정한다. 상기에서 R은 히터를 온,오프 제어하기 위한 기준온도이며, t는 조리시작부터 경과된 시간이다.

즉, 기울기a는로 구하고, 상수 b는으로 구한다.

상기에서 t1은 요리 시작부터 검출된 온도가 제 1기준온도보다 커질때 까지 경과한 시간이며, t2는 상기에서 산출한 램프 제어 시간이며, R1은 제 1기준온도이고, R2는 램프제어를 위한 제 2기준온도를 나타낸것이다.

이와 같이 하여 제 2기준온도를 산출한 후 램프제어를 하고, 램프 제어를 하던중 상기 램프제어 시간(t2)이 경과되면 다시 제 2기준온도와 센서의 검출온도를 대비하여 스텝 제어 방식으로 히터를 제어하여 요리를 진행시킨다.

제 8도는 상기와 같이 램프 제어를 행하여 요리를 진행시키는 일예로서, 센서온도가 140℃에 이르는 순간 히터(6)는 오프되고 이와 동시에 마이컴(4)은 램프 제어할 시간을 2분으로 설정한다.

이후, 8분 부터 10분 사이에 램프 제어를 위한 선형식의 기울기와 상수를 계산한다.

즉, 8분에서 10분 사이의 제어기준온도는 R=5t + 100(t는 조리시작후 경과시간)에 따라 증가 하게 된다.

따라서 8분에서는 센서온도가 142.5℃(5*8.5+100)보다 크면 히터를 오프시키고, 142.5℃보다 작으면 히터를 온시키게 되며, 9분에서는 145℃(5*9+100)가 기준온도가 된다.

램프 제어가 완료되는 시점인 10분에서는 150℃(5*10+100)가 기준온도가 되며 이때 부터의 제어기준온도를 150℃로 고정시키고 스텝 제어 방식으로 히터를 제어하게 되는 것이다.

제 7도는 종래 스텝제어와 본 발명 램프 제어의경우에 있어 히터의 온,오프와 온도센서의 온도 변화를 비교한 것으로, 램프 제어가 스텝 제어보다 히터의 오프시간이 짧다는 것을 알수 있다.

특, 조리 시간을 보면 조리시작후 8분에서 10분사이에 스텝제어인 경우에는 1분30초간 히터가 오프되지만 램프제어인 경우에는 30초만 히터가 오프됨으로써 램프제어시 스텝제어시보다 총요리시간중의 히터 온시간이 1분 더 길어지게 됨으로써 요리의 질을 상승시킬수 있다.

디시말해 동일한 수준의 요리질에 대해 비교하면 램프제어시 스텝제어보다 조리시간을 1분 단축시킬수 있게 되는 것이다.

한편, 램프 제어를 위해서는 선형시 R=at + b를 마이컴에서 계산해야 하는데, 이선형식에 대한 계산을 피하기 위해 램프 제어가 필요한 구간에서 제8도에 도시된 바와 같이 몇개의 제어단계로 분할 하고 이 분할한 제어단계를 테이블로 만들어 내부 램에 저장시킴으로써 간단하게 램프제어를 행할 수 있다.

일예로서, 조리시작후 8분과 10분사이에 램프제어를 하기 위해 8분30초에서 9분 사이의 제어기준온도는 146℃, 9분에서 10분 까지의 제어기준온도는 148℃, 10분이후의 기준온도는 150℃로 테이블을 만들어 내부램에 저장시키고, 이후 요리시에는 상기 저장한 테이블로 부터 제어 기준온도를 인출하여 히터를 제어함으로써 간단하게 히터의 오버슈트를 방지하면서 히터를 제어 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 램프 제어를 하므로써 단순한 스텝제어시 발생되는 오버슈트를 방지할 수 있게되어 히터의 오프시간을 단축시킬수 있으며, 이로 인해 전채적인 요리시간을 단축시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 그릴요리가 입력되면 히터를 제어하기 위한 제1기준온도를 설정하고 히터를 스텝 제어하여 조리를 시작하는 제 1단계와, 상기 조리시작후 검출된 온도가 상기 제 1기준온도 보다 클경우 램프 제어를 위한 램프 제어시간을 결정하는 제 2단계와, 상기 결정된 램프 제어시간동안 램프 제어를 하고 스텝 제어를 위한 제 2기준온도를 산출하는 제 3단계와, 상기 산출된 제 2기준온도와 검출되는 온도와를 비교하여 스텝제어로 요리를 진행시키는 제 4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 온도 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계의 램프 제어는 하기와 같은 선형식으로 램프 제어온도를 산출하여 램프를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 온도제어방법.

   R=at + b 상기에서 R은 램프 제어온도이고, a는 기울기이며, b는 상수이고, t는 요리시작후부터 경과된 시간이다.
3. 제 2항에있어서, 상기 기울기 a는를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 온도 제어 방법.

   상기에서 t1은 요리 시작부터 검출된 온도가 제 1기준온도보다 커질때 까지 경과한 시간이며, t2는 상기에서 산출한 램프 제어 시간이며, R1은 제 1기준온도이고, R2는 램프제어를 위한 제 2기준온도를 나타낸것이다.
4. 제 2항에있어서, 상기 상수b는를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 온도제어방법.

   상기에서 t1은 요리 시작부터 검출된 온도가 제 1기준온도보다 커질때 까지 경과한 시간이며, t2는 상기에서 산출한 램프제어 시간이며, R1은 제 1기준온도이도, R2는 램프제어를 위한 제 2기준온도를 나타낸것이다.