KR0152805B1 - 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치에 관한 것으로, 종래에는 스텝모터와 같은 검출위치 구동수단을 이용하여 센서를 연속적으로 왕복이동 시키면서 턴테이블이 회전할 때 온도 분포에 대한 열화상중에서 식품을 추출하고 식품의 온도를 측정할 때 스텝모터의 사용은 스텝모터의 장착으로 인해 센싱구조가 복잡해지고 센싱장치의 가격을 상승시키는 요인이 되어 전자레인지에 써모파일형 적외선 센서의 적용이 용이 하지 않게 되는 문제점과 스텝모터와 같은 구동수단에 의해 센서를 왕복이동시킬 때 센서 자체를 이동하는 구조가 현실적으로 어려운 문제일 뿐만 아니라 센서의 움직임에 의한 노이즈가 생기게 되고 결국 센싱오차가 생기게 되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 한개의 좁은 시야각을 갖는 써모파일형 적외선 센서를 고정시키고 센싱 영역의 변경을 위하여 움직일 수 있는 평면반사경을 이용하고 평면반사경의 구동수단은 솔레노이드를 사용함으로써 센싱구조가 간단해지고 제작이 용이하도록 한다.

Description

써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치

제1도는 종래의 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치 구성도.

제2도는 제1도에서, 써모파일 센서가 턴테이블을 왕복 운동하여 부하의 위치를 찾고자 할 때의 온도 측정영역도.

제3도는 본 발명의 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치 구성도.

제4도는 평면반사경의 위치에 따른 온도측정 영역 변화도.

제5도는 제3도에서, 반사경 구동수단의 구조도.

제6도는 평면반사경의 회전각(α)에 따른 센서 감지영역 중심의 변화도.

제7도는 전자레인지의 케비티의 높이가 23㎝일 때의 센서 감지영역 중심의 이동거리 도표.

제8도는 제5도에서, 반사경 구동수단의 제어회로도.

제9도는 제3도에서, 반사경 구동수단의 다른 구조도.

제10도는 제9도에서, 반사경 구동수단의 제어회로도.

제11도는 제10도에서 평변반사경의 위치에 따른 온도측정 영역변화도.

제12도는 제3도에서, 반사경 구동수단의 또다른 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 가열실 12 : 부하

14 : 적외선 통과 구멍 15 : 집광부

16 : 써모파일형 온도센서 17 : 아날로그/디지탈 변환기

19 : 마이크로 컴퓨터 20 : 노이즈 판단부

21 : 부하온도 추정부 24 : 구동 제어부

26 : 평면 반사경

본 발명은 전자레인지에서 좁은 시야각을 가지는 써모파일형 적외선 센서를 이용하여 부하의 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 한 위치에 고정된 하나의 써모파일형 적외선 센서와 움익일 수 있도록 구성되어 있는 평면 반사경을 이용하여 턴테이블 위의 부하의 크기와 위치에 상관없이 부하의 정확한 온도를 측정할 수 있도록 한 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치에 관한 것이다.

종래의 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치 구성은, 제1도에 도시된 바와같이, 가열실내 중앙에 위치하여 부하를 올려놓을 수 있도록한 턴테이블과, 상기 부하를 가열하기 위하여 마이크로웨이브를 발생시키는 가열수단과, 상기 가열수단을 제어하는 가열 제어수단과, 상기 턴테이블의 중앙으로부터 떨어진 측면에 대응하는 가열실 상부에 위치한 온도측정구멍을 통해 가열실내 부하의 온도를 비접촉으로 검출하는 작은 시야각을 가지는 써모파일형 온도센서와, 상기 써모파일형 온도센서의 위치를 제어하여 온도검출 위치를 가변시키는 스테핑모터와 타이밍 벨트등으로 이루어진 검출위치 구동수단과, 상기 써모파일형 온도센서가 부하의 온도를 측정할 수 없는 상태일 때 온도측정 구멍을 차폐하는 차폐수단과, 상기 써모파일형 온도센서가 부하의 온도를 측정할 수 없는 상태일 때 차체수단을 동작시키고 동시에 써모파일형 온도센서를 냉각시키는 냉각팬과, 상기 써모파일형 온도센서의 출력으로부터 부하온도를 검출하고 상기 냉각팬을 제어하는 부하온도 검출 및 팬 제어수단과, 상기 부하온도 검출 및 팬 제어수단의 출력으로부터 각 부의 동작 여부를 결정하기 위한 판정수단으로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

써모파일형 온도센서(5)는 시야각 안에 있는 모든 온도를 평균하여 전압으로 출력하기 때문에 부하가(2)가 센서의 시야각보다 작은 경우는 정확한 부하의 온도를 측정하기 어렵게 되어 센서의 시야각이 작아야 한다.

하지만 작은 시야각을 가지는 써모파일형 온도센서(5)를 전자레인지 케비티 상부의 중심부에 위치시키면 턴테이블의 중심부에 있는 부하에 대해서는 정확한 온도를 측정할 수 있지만 턴테이블의 측면에 있는 작은 부하에 대해서는 정확한 온도를 측정할 수 없게 된다.

따라서, 종래에는 스테핑 모터와 같은 구동수단을 좁은 시야각을 가지는 써모파일형 온도센서(5)에 연결하여 센서를 왕복 회전시킴으로써 센서의 온도측정 범위를 가변시키게 되는데, 제2도의 온도 측정 영역을 가변시키면서 부하의 위치를 판단하는 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

전자레인지 사용자가 가열실(1) 중앙에 위치한 턴테이블(3) 위에 부하(2)를 올려놓은 후 조리시작 키이를 선택하게 되면, 이를 부하온도 검출 및 팬제어부(12)가 인식한 후 각 부를 구동하기 위한 구동신호를 판정부(8)로 출력한다.

이에 상기 판정부(8)는 먼저 가열제어부(6)를 통해 가열부(4)를 제어하여 가열실(1)내에 마이크로웨이브를 발생시키면 가열실(1)내 턴테이블(3)이 회전하기 시작하고, 그 턴테이블(3) 위에 위치한 부하(2)도 함께 회전하기 시작한다.

상기 턴테이블(3)이 회전하기 시작하면, 판정부(8)는 써모파일형 온도 센서(5)와 검출위치 구동부(9)가 연속적으로 동작하도록 구동한다.

상기 검출위치 구동부(9)의 구동에 의해 써모파일형 온도센서(5)는 위치를 바꾸어가면서 온도를 측정함에 있어, 센서 일 회의 왕복 운동을 8분할하는 스테핑 모터를 사용하는 경우 센서의 왕복 운동에 따라 온도 측정영역은, 제2도에서와 같이, 턴테이블(3)을 힁으로 자른 접선을 따라 이동하게 된다.

턴테이블(3)이 일 회전하는 동안 센서의 왕복 운동을 반복하면서 온도를 측정하면 턴테이블의 모든 영역에 대한 온도를 측정할 수 있게 되는데, 턴테이블의 일 회전동안에 센서가 왕복 운동하면서 측정한 온도는, 각 온도 데이터에 대응하는 턴테이블의 위치와 함께 부하온도 검출 및 팬 제어부(12)가 그 내부의 메모리에 저장시킨다.

그런데 가령, 센서의 일 회 왕복을 8 분할하고, 턴테이블의 일 회전동안 센서가 10회 왕복한다면, 턴테이블의 일 회전동안 측정된 데이터 개수는 80개가 되고, 이 80개의 온도 데이터에 대응되는 턴테이블의 위치데이터를 합한 160개의 데이터가 메모리에 저장되게 된다.

만약 턴테이블의 2회 회전에 대한 센서의 온도 측정 데이터와 턴테이블의 위치 데이터를 저장하고 각 데이터에 대해 1회째 회전시의 데이터와 2회째 회전시의 데이터들을 비교하면, 턴테이블에 대한 온도 분포를 알 수 있고, 턴테이블의 1회째 회전 때보다 턴테이블의 2회째 회전시에 현저하게 온도가 증가된 부분이 있다면 그 증가된 부분에 부하가 위치하고 있음을 알 수 있고, 또한 현저하게 온도가 증가된 턴테이블의 위치 데이터로 부터 부하의 크기도 알 수 있다.

상기에서와 같이 스테핑 모터를 이용하여 써모파일형 온도센서(5)를 연속적으로 왕복 운동시키면서 측정한 온도 데이터와 이에 대응되는 턴테이블(3)의 위치 데이터로 부터 부하(2)의 위치를 파악하면, 검출위치 구동부(9) 써모파일형 온도센서(5)를 부하(2)의 위치로 고정함으로써 턴테이블(3)의 일회전마다 부하(2)의 온도를 측정할 수 있게 된다.

부하(2)의 온도를 써모파일형 온도센서(5)가 검출하고 그에 대응하는 전기적 신호로 변환하여 부하온도 검출 및 팬 제어부(12)로 제공하게 되면, 상기 부하온도 검출 및 팬 제어부(12)는 검출한 부하온도를 평균하여 전압으로 변환한 뒤 판정부(8)로 출력하게 되면, 상기 판정부(8)는 부하온도에 따라 가열시간을 산출하고 이 산출한 가열시간에 따라 가열부(4)를 제어하여 자동요리를 수행하도록 한다.

그리고, 상기 부하온도 검출 및 팬 제어부(12)는 시간이 경과함에 따라 냉각 팬(13)이 가열되면 이를 냉각시키기 위한 제어신호를 출력한다.

이상에서와 같이, 써모파일형 온도센서(5)를 이용한 부하온도의 측정 방법은, 좁은 시야각을 가지의 센서의 시야각을 턴테이블(3)의 측면에 두고 스테핑 모터와 같은 구동수단을 이용하여 센서의 시야각을 제2도에서와 같이 턴테이블을 횡으로 자르는 선을 따라 왕복 운동을하여 부하(2)의 위치를 찾고 부하가 있는 위치에 센서의 시야 영역을 고정함으로서 턴테이블의 일 회전마다 부하의 온도를 측정할 수 있도록 한다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 스텝모터와 같은 검출위치 구동수단을 이용하여 센서를 연속적으로 왕복이동 시키면서 턴테이블이 회전할 때 온도 분포에 대한 열화상중에서 식품을 추출하고 식품의 온도를 측정할 때 스텝모터의 사용은 스텝모터의 장착으로 인해 센싱구조가 복잡해지고 센싱장치의 가격을 상승시키는 요인이 되어 전자레인지에 써모파일형 적외선 센서의 적용이 용이하지 않게 되는 문제점이 있다.

그리고, 스텝모터와 같은 구동수단에 의해 센서를 왕복이동시킬 때 센서 자체를 이동하는 구조가 현실적으로 어려운 문제일 뿐만 아니라 센서의 움직임에 의한 노이즈가 생기게 되고 결국 센싱오차가 생기게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 한개의 좁은 시야각을 갖는 써모파일형 적외선 센서를 고정시키고 센싱 영역의 변경을 위하여 움직일 수 있는 평면반사경을 이용하고 평면반사경의 구동수단은 솔레노이드를 사용함으로써 센싱구조가 간단해지고 제작이 용이하도록 한 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 제3도에 도시한 바와같이, 가열실 중앙에 위치하여 부하를 올려놓을 수 있도록 한 턴테이블과, 상기 가열실내 부하로부터 방사되는 적외선을 집광하여 출력하는 볼록렌즈 또는 오목반사경으로 이루어진 집광수단과, 상기 집광수단으로부터 전달된 적외선을 감지하여 전압으로 변환시켜 출력하는 감지수단과,상기 감지수단으로부터 전달된 아날로그의 신호를 디지탈 데이터로 변환 하는 아날로그/디지탈 변환수단과, 상기 아날로그/디지탈 변환수단을 통해 전달된 데이터를 이용하여 적정한 요리가 가능하도록 각 부를 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 부하로 부터 방사되는 적외선이 집광수단으로 입사되는 경로를 바꾸어주는 평면반사경과, 상기 평면반사경으로 구동하는 반사경 구동 수단과, 상기 마이크로 컴퓨터를 통해 전달된 턴네이블의 회전에 따른 각 센싱영역의 온도변화 데이터로부터 부하가 턴테이블의 측면에 있는지 중앙에 있는지를 판단하는 부하위치 인식수단과, 상기 부하위치 인식수단을 통해 인식한 부하위치에 따라 평면 반사경의 위치를 조절해주기 위해 전원 공급을 제어하는 구동 제어수단과, 상기 마이크로컴퓨터를 통해 전달되는 센싱값으로 부터 전기적인 노이즈 발생시 그 전기적인 노이즈인지의 여부를 판단하는 노이즈 판정수단과, 작은 부하의 경우 부하 온도의 센싱이 불가능함에 따라 그 부하의 온도를 추정하여 부하의 적정한 온도를 제어할 수 있도록 한 부하온도 추정수단과, 부하를 가열하기 위해 전자파를 발생하는 가열수단의 동작을 제어하는 가열 제어 수단으로 구성한다.

상기에서 반사경 구동수단은, 제5도에 도시한 바와같이, 센서가 턴테이블의 원하는 부분의 온도를 측정할 수 있도록 좌우로 이동하는 평면반사경과 일체형인 구동철편과, 상기 구동철편을 유지하는 판 스프링과, 상기 구동철편을 움직이게 하는 솔레노이드로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전자레인지 사용자가 가열실(11) 중앙에 위치한 턴테이블(13) 위에 부하(12)를 올려놓은 후 조리시작 키이를 선택하게 되면, 이를 마이크로 컴퓨터(19)가 인식하고 가열 제어부(22)를 통해 가열부(23)를 구동하도록 한다.

이에 상기 가열부(23)가 구동하여 전자파를 가열실(11)내로 발생시키면, 가열실(11)내의 턴테이블(13)이 회전하기 시작하고 그 턴테이블(13)위에 위치한 부하(12)도 함께 회전하기 시작한다.

부하(12)가 회전하면서 조리가 시작되면 그 부하(12)로부터 적외선이 방사되고, 그 방사된 적외선은 적외선 통과 구멍(14)을 통하여 가열실 밖으로 배출된다. 이 배출되는 적외선을 평면 반사경(26)이 집광부(15)로 입사되도록 경로를 바꾸어 준다.

이에 볼록렌즈 또는 오목 반사경중 하나로 된 집광부(15)는 입사되는 적외선을 집광하여 써모파일형 온도센서(16)로 보내준다. 이때 상기 집광부(15)는 써모파일형 온도센서(이하, 센서라 약칭함) 의 시야각을 좁혀주고,센서의 출력 전압을 높혀준다.

상기 집광부(16)로부터 전달된 적외선을 센서(16)가 그에 대응하는 아날로그의 전압값으로 변환하여 아날로그/디지탈 변환기(17)로 출력하게 되면, 상기 아날로그/디지탈 변환기(17)는 디지탈 데이터로 변환하여 마이크로 컴퓨터(19)로 출력한다.

그러면, 상기 마이크로 컴퓨터(19)는 고정된 집광부(15)와 평면 반사경(26)의 위치에 따라 부하(12)가 위치한 턴테이블(13)의 온도를 측정하기 위하여 상기 평면 반사경(26)의 위치를 바꾸기 위한 신호를 출력한다.

여기서, 평면 반사경(26)의 위치에 따라 센서(16)가 온도를 측정할수 있는 영역이 변하는 예로 제4도에서와 같이, 평면 반사경(26)이 A위치에 있을 때는 센서(16)가 턴테이블(13)의 중심 부분의 온도를 측정할수 있고, B의 위치에 있을 때는 턴테이블(13)의 측면(Side)의 온도를 측정할 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 마이크로 컴퓨터(19)가 부하위치 인식부(18)를 통해 구동 제어부(24)로 제어신호를 출력하게 되면, 제5도에서와 같이 구동 제어부(24)에서 구동 전압이 반사경 구동부(25)의 솔레노이드(25d)로 공급된다.

이렇게 솔레노이드(25d)에 전원을 공급하면 솔레노이드(25d) 근방에는 자기장이 생기게 되고 평면 반사경(26)과 일체로 되어 있는 구동철편(25b)은 힘은 받아 솔레노이드(25d)에 달라붙게 된다.

이때의 평면 반사경(26)은 제4도에서의 B위치가 되어서 센서(16)에는 턴테이블(13)의 측면에서 방사되는 적외선이 입사되어 결국 턴테이블(13) 측면의 온도를 측정할 수 있게 된다.

전원이 계속해서 공급되다가 솔레노이드(25d)에 전원공급을 중단하면 구동철편(25b)은 판 스프링(25a)의 힘을 받아 원래의 위치로 복귀하게 된다.

평면 반사경(26)이 원래의 위치에 있을 때는 센서(16)의 센싱영역이 중심 부분이 되도록 회전 제한판(25f)의 길이를 정해준다. 이때의 평면 반사경(26)은 제4도에서의 A위치가 되어서 턴테이블(13)의 중심 부분의 적외선이 센서(16)로 입사하게 되고,결국 턴테이블(13)의 중심 부분의 온도를 측정할 수 있게 된다.

상기와 같이 작용하는 반사경 구동부(25)에서 솔레노이드(25d)에 전원 공급이, 없을 때, 솔레노이드(25d)와 평면 반사경(26)과 일체인 구동철편(25b)과의 거리는 평면 반사경(26)의 회전 각도를 제한하고 이것은 센서(16)가 감지할 수 있는 턴테이블(13)의 영역의 이동을 제한하게 된다.

제4도에서 평면 반사경(26)의 회전 각도에 따라 센서(16)의 온도 센싱 영역이 이동되는 것을 알 수 있는데, 제6도에서 평면 반사경(26)의 회전각도 α와 센서(16)의 센싱영역의 이동거리 d는 다음과 같은 관계를 가진다.

θ=2*α, d=tan(θ)

제7도는 전자레인지의 가열실(11) 높이가 23센티미터인 경우에 평면 반사경(26)의 회전각도에 따른 센서 감지영역의 이동을 나타낸 것이다. 즉, 평면 반사경(26)의 회전각도가 50°이면 센서(16)의 온도측정 영역은 4센티미터 이동하게 되고 평면 반사경(26)이 7.5°회전하게 되면 온도측정 영역은 6.16센티미터, 10°이면 8.37센티미터 이동하게 된다.

상기에서 구동 제어부(24)는 제8도에서와 같이, 평면 반사경(26)을 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(19)의 출력에 따라 온 또는 오프하여 솔레노이드(25d)에 전원을 공급 또는 차단하는 전원 스위치(24b)로 구성한다.

즉, 마이크로 컴퓨터(19)에서 5V의 고전위를 출력시키면 전원 스위치(24b)의 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 접지측으로 바이패스되므로 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되는 전압은 0V가 된다.

따라서, 상기 트랜지스터(Q2)도 턴온되어 솔레노이드(25d)에 전원이 공급된다.

즉, 제5도에서 스위치(SW)가 온되어 솔레노이드(25d)에 전원이 공급된다.

그리고, 마이크로 컴퓨터(19)에서 0V의 저전위를 출력시키면 전원 스위칭부(24b)의 트랜지스터(Q1)는 턴오프되므로 트랜지스터(Q2)의 베이스에 전류가 흐르지 않게 되어 상기 트랜지스터(Q2)가 턴오프됨에 따라 솔레노이드(25d)에 전원이 공급되지 않게 되고, 센서(16)는 턴테이블(13) 중심 부분의 온도를 센싱하게 된다.

즉, 제5도에서 스위치(SW)가 오프되어 솔레노이드(25d)에 전원이 고급되지 않는다.

이때 부하위치 인식부(18)는 조리가 시작되면 턴테이블(13)의 회전에 따른 각 센싱영역의 온도 변화의 데이터로 부터 부하가 턴테이블(13)의 중앙에 있는지 측면에 있는지를 판단하여 부하(12)가 턴테이블(13)의 측면에 있으면 반사경 구동부(25)를 동작시키도록 마이크로 컴퓨터(19)에서 5V를 고정적으로 출력시켜 평면 반사경(26)이 턴테이블(13)의 측면 부분을 고정적으로 향하도록 하고, 부하(12)가 턴테이블(13)의 중앙에 있으면 마이크로 컴퓨터(19)에서 0V를 고정적으로 출력하여 솔레노이드(25d)가 동작하지 않음으로써 평면 반사경(26)이 고정적으로 턴테이블(13)의 중앙 부분을 향하도록 한다.

상기 턴테이블(13)의 회전에 따라 센서(16)의 출력도 진동하면서 변하게 되는데, 턴테이블(13)이 10초에 1회 회전한다면 부하(12)가 센서(16) 근처에 있을 때만 부하온도의 센싱이 가능하게 된다.

부하온도 추정부(21)는 작은 부하의 경우 10초 동안에 많은 온도 상승이 있을 수 있기 때문에 부하(12)가 센서(16)에서 멀리 떨어진 위치에 있을 때에도 부하(12)의 온도를 추정하여 부하(12)의 적정한 온도를 제어할 수 있도록 한다.

전자레인지는 고출력의 전자파를 이용하여 음식물을 요리하고, 센서(16)는 미세한 전압을 출력하기 때문에 센서의 출력에 있어서 전자파에 의한 노이즈가 발생하기 쉽다.

그러므로, 노이즈 판정부(20)는 아날로그/디지탈 변환기(17)를 통해 전달된 신호가 노이즈인지 여부를 판단하는데, 상기 노이즈 형태는 가열부(23)에 의해서 부하(12)가 가열될 때 부하온도가 단순히 증가하는 형태이거나, 가열부(23)의 온,오프에 의해 진동하거나, 가열부(23)가 오프될 때 단순하게 감소하는 형태로 나타나는 것을 판정한다.

이상에서의 동작에 대하여 간단하게 살펴보면, 전자레인지 사용자가 가열실(11) 중앙에 위치한 턴테이블(13) 위에 부하(12)를 올려놓은 후 조리시작 키이를 선택하게 되면, 이를 마이크로 컴퓨터(19)가 인식하여 가열 제어부(22)를 통해 가열부(23)를 구동하도록 한다.

이에 상기 가열부(23)가 구동하여 전자파를 가열실(11)내로 발생시키면, 가열실(11)내의 턴테이블(13)이 회전하기 시작하고 그 턴테이블(13) 위에 위치한 부하(12)도 함께 회전하기 시작한다.

부하(12)가 회전하면서 조리가 되면 그 부하(12)로부터 적외선이 방사되어 적외선 통과 구멍(14)을 통하여 외부로 배출되면, 이 배출되는 적외선을 평면 반사경(26)이 집광부(15)로 입사되도록 경로를 바꾸어 준다.

이에 집광부(15)는 입사되는 적외선을 집광하여 센서(16)로 보내주고, 센서(16)가 그 적외선에 대응하는 아날로그의 전압값으로 변환하여 아날로그/디지탈 변환기(17)로 출력하게 되면, 상기 아날로그/디지탈 변환기(17)는 디지탈 데이터로 변환하여 마이크로 컴퓨터(19)로 출력한다.

그러면, 상기 마이크로 컴퓨터(19)가 전달받은 데이터를 노이즈 판정부(20)로 출력하면 노이즈 판정부(20)는 노이즈인지 아닌지를 판정하여 노이즈이면, 데이터를 출력하지 않고 노이즈가 아니면 그 데이터를 가열 제어부(22)와 부하온도 추정부(21)로 각각 출력한다.

따라서, 상기 가열 제어부(22)는 가열부(23)를 제어하여 계속하여 전지파를 가열실(11)로 발생하도록 하고, 부하온도 추정부(21)는 센서(16) 근처에 부하(12)가 멀리 떨어져 있는 경우에 부하의 온도를 추정하고,그 부하(12)가 위치한 부하위치는 부하위치 인식부(18)에서 인식하고 그 인식위치에 따라 구동 제어부(24)로 제어신호를 출력하게 되면 반사경 구동부(25)가 평면 반사경(26)을 조정하여 부하위치에 따라 턴테이블(13)의 중앙 또는 측면부분에 향하도록 한다.

이와같은 동작을 행하여 조리를 완료하게 된다.

제9도는 평면 반사경(26)의 회전각 조정으로 센서(16)의 센싱영역을 세가지로 나누게 되는 구조를 보여주는 것으로, 평면반사경(26)과 일체형인 구동철편(25b)과, 상기 구동철편(25b)을 유지하는 판 스프링(25a)과, 좌우로 움직일 수 있는 철심이 들어있으며 상기 구동철편(25b)을 움직이게 하는 제1솔레노이드(25d)와, 상기 제1솔레노이드 철심(25c)의 움직임을 조절하는 제2솔레노이드(25d')로 구성하며, 상기 제1솔레노이드(25d)와 제2솔레노이드(25d') 모두에 전원을 공급할 때 두 솔레노이드는 서로 같은 극성으로 마주보도록 설계하고, 두 개의 솔레노이드와 평면 반사경의 동작은 다음과 같다.

제10도에 도시한 마이크로 컴퓨터(19)에서 그의 두 출력포트(P1)(P2)를 통해 스위칭부(24b)로 0V의 저전위를 출력하게 되면 트랜지스터(Q1)(Q2) 베이스에는 전류가 흐르지 않게 되어 턴오프되므로 제1솔레노이드(25d)와 제2솔레노이드(25d')에는 전원이 공급되지 않아 구동철편(25b)과 일체로 되어 있는 평면 반사경(26)은 제11도에서의 A처럼 턴테이블(13)의 중앙 부분을 향하게 되고 결국 센서(16)는 턴테이블(13) 중앙부분의 온도를 측정하게 된다.

그리고, 제10도의 마이크로 컴퓨터(19)에서 그의 출력포트(P1)로만 고전위신호를 출력하게 되면 트랜지스터(Q1)는 턴온되므로 제9도의 제1스위치(SW1)는 온되고, 트랜지스터(Q2)는 턴오프되어 제9도의 제2스위치(SW2)는 오프되므로 제1솔레노이드(25d)의 내부에 들어있는 철심(25c)은 제2솔레노이드(25d')의 철편 방향으로 이동하면서 동시에 평면 반사경(26)과 일체로 되어있는 구동철편(25b) 또한 제1솔레노이드(25d)의 철심(25c)으로 달라붙게 된다.

결국 평면 반사경(26)은 제11도에서의 C위치가 되고 센서(16)는 턴테이블(13)의 가장 측면의 온도를 측정하게 된다.

그리고, 제10도의 마이크로 컴퓨터(19)에서 그의 출력포트(P1)(P2)로 모두 5V를 출력시켜 스위CLD부(24b)의 트랜지스터(Q1)(Q2)를 모두 온시키면 제9도의 제1,2스위치(SW1)(SW2)가 온되고 이때 제1솔레노이드(25d)와 제2솔레노이드(25d')는 서로 반대 극성으로 자기장을 만들게 되어 제1솔레노이드(25d)의 철심(25c)은 제2솔레노이드(25d') 로부터 밀리게 되어 제2솔레노이드(25d')의 철심에 달라붙어 있는 평면 반사경(26)은 제11도의 B의 위치로 된다.

결국 이때의 센서(16)는 턴테이블(13)의 중앙으로부터 약간 벗어난 부분의 온도를 측정하게 된다.

제12도는 반사경 구동수단의 또 다른 구조로, 평면 반사경(26)과 일체형인 영구자석(29)과, 상기 영구자석(29)을 유지하는 회전축(30)으로 구성함에 있어, 영구자석(29)의 극성은 솔레노이드(25d)에 전원을 공급할때 솔레노이드(25d)의 극성과 영구자석의 극성이 일치하도록 한다.

이는 평면 반사경(26)의 위치를 제어하기 위해서 판 스프링을 이용할 때 많은 횟수의 솔레노이드의 온/오프에 의하여 스프링의 탄성이 변하게 되고 센싱의 신뢰성 저하를 야기시킬 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 영구자석(29)을 사용함으로써 센싱장치의 수명 및 신뢰성을 향상시키게 된다.

그 영구자석(29)과 솔레노이드(25d)의 동작은, 솔레노이드(25d)에 전원이 공급되지 않을 때는 솔레노이드(25d)에 일체형으로 되어 있는 솔레노이드 철편(25c)에 의해 영구자석(29)이 달라붙게 되고, 평면 반사경(26)은 턴테이블(13)의 측면을 향하게 되어 결국 센서(16)는 턴테이블(13)의 측면부분의 온도를 측정하게 된다.

그리고, 솔레노이드(25d)에 전원이 공급되면 영구자석(29)과 마주보는 방향에서는 영구자석(29)의 극성과 같은 극성이 생기고 이로 인하여 영구자석(92)은 솔레노이드(25d)로부터 떨어지게 되고 결국 영구자석(92)과 일체로 되어 있는 평면 반사경(26)은 턴테이블(13)의 중앙 부분을 향하게 되어 센서(16)는 중앙 부분의 온도를 측정하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 전자레인지에서 좁은 시야각을 가지는 써모파일형 온도센서를 이용하여 부하의 온도를 측정함에 있어, 고정된 하나의 센서에 대해 움직일 수 있는 평면 반사경을 설치하여 부하의 위치에 따라 평면 반사경의 위치를 제어해줌으로써, 센서의 시야각은 좁지만 턴테이블의 임의의 위치에 있는 작은 부하에 대해서도 부하를 적정한 온도로 제어할 수가 있고, 센서는 고정된 체 펑면 반사경만 움직이는 구조로 인하여 센서가 움직임으로써 생기를 전기적 노이즈를 방지하도록 하고, 평면 반사경의 움직임을 솔레노이드를 사용함으로써 구조가 간단하여 오동작의 가능성이 적을 뿐만 아니라 적은 비용으로, 제작이 가능하여 실제로 전자레인지에 적용하기가 용이하다.

Claims (6)

1. 가열실 중앙에 위치하여 부하를 올려놓을 수 있도록 한 턴테이블과, 상기 가열실내 부하로부터 방사되는 적외선을 집광하여 출력하는 볼록렌즈 또는 오목반사경으로 이루어진 집광수단과, 상기 집관수단으로 부터 전달된 적외선을 감지하여 전압으로 변환시켜 출력하는 감지수단과, 상기 감지수단으로 부터 전달된 아날로그의 신호를 디지탈 데이터로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단과, 상기 아날로그/디지탈 변환수단을 통해 전달된 데이터를 이용하여 적정한 요리가 가능하도록 각 부를 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 부하로부터 방사되는 적외선이 집광수단으로 입사되는 경로를 바꾸어주는 평면반사경과, 상기 상기 평면반사경으로 구동하는 반사경 구동수단과, 상기 마이크로 컴퓨터를 통해 전달된 턴테이블의 회전에 따른 각 센싱영역의 온도변화 데이터로부터 부하가 턴테이블의 측면에 있는지 중앙에 있는지를 판단하는 부하위치 인식수단의 출력에 따라 평면 반사경의 위치를 조절해주기 위해 전원 공급을 제어하는 구동제어수단과, 상기 마이크로컴퓨터를 통해 전달되는 센싱값으로 부터 전기적인 노이즈 발생시 그 전기적인 노이즈인지의 여부를 판단하는 노이즈 판정수단과, 작은 부하의 경우 부하 온도의 센싱이 불가능함에 따라 그 부하의 온도를 추정하여 부하의 적정한 온도를 제어할 수 있도록 한 부하온도 추정수단과, 부하를 가열하기 위해 전자파를 발생하는 가열수단의 동작을 제어하는 가열 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.
2. 제1항에 있어서, 반사경 구동수단은 센서가 턴테이블의 원하는 부분의 온도를 측정할 수 있도록 평면반사경과 일체형인 구동철편과, 상기 구동철편을 유지하는 판 스프링과, 상기 구동철편을 움직이게 하는 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.
3. 제1항에 있어서, 반사경 구동수단은 평면 반사경과 일체형인 구동철편과,상기 구동철편을 유지하는 판 스프링과, 좌우로 움직일 수 있는 철심이 들어있으면 상기 구동철편을 움직이게 하는 제1솔레노이드와, 상기 제1솔레노이드의 철심의 움직임을 조절하는 제2솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.
4. 제3항에 있어서, 제1솔레노이드와 제2솔레노이드는 서로 같은 극성으로 마주보도록 설계한 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.
5. 제2항에 있어서, 구동철편과 평면 반사경에 일체인 판 스프링 대신 영구자석을 사용한 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.
6. 제5항에 있어서, 영구자석의 극성과 솔레노이드의 극성은 서로 같은 극성으로 마주보도록 설계한 것을 특징으로 하는 써모파일 센서를 이용한 온도 측정장치.