KR101818058B1 - 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥 - Google Patents

Abstract

적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥은, 조리할 대상물이 담기는 내솥 또는 상기 대상물을 향하여 적외선을 조사한 후 반사되는 적외선의 속성에 대응하는 전압 변동을 초래하는 적외선 온도 센서; 상기 내솥을 가열하는 히터; 상기 전압 변동에 의해 감지된 온도를 계산하고, 계산된 상기 온도를 참고하여 상기 히터의 출력을 제어함으로써, 상기 대상물을 조리하는 마이컴을 포함하고, 상기 마이컴은, 상기 히터의 출력을 선형적으로 제어하여 상기 내솥을 가열하는 도중에 상기 적외선 온도 센서의 상기 전압 변동이 기준범위 이상으로 급격하게 발생하는 경우, 상기 적외선 온도 센서가 오류인 것으로 판정한다.

Description

적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥{ELECTRIC RICE COOKER HAVING IR TEMPERATURE SENSOR}

본 발명은 전기 밥솥에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 온도 센서에 의하여 가열 대상물의 온도를 감지하는 전기 밥솥에 관한 것이다.

일반적인 전기 밥솥은, 조리 대상물이 담기는 내솥과, 내솥이 안착되도록 형성되며 내솥을 가열하기 위한 히터를 구비한 외솥을 포함하여 구성된다.

전기 밥솥은, 소정의 출력량으로 히터를 동작시키고, 히터의 동작에 의해 가열되는 내솥의 온도를 실시간으로 감시하면서 취사 또는 조리 동작을 수행하게 된다.

한편, 일반적인 전기 밥솥은, 도 1에 도시된 바와 같이, 외솥의 내측에서 상부로 탄성지지되면서 돌출된 온도 센서(51)를 구비한다. 그리고 이러한 일반적인 온도 센서는 대상물에 접촉하여 전도되는 열을 감지하는 서미스터일 수 있다. 도 1은 외솥의 밑면 중앙을 가로지르는 단면의 일부를 도시한 도면이다.

이러한 구조에서, 외솥에 내솥이 안착될 때에는 내솥의 무게에 의해 온도 센서(51)가 눌려지고, 이때 온도 센서(51)를 지지하는 탄성에 의해 온도 센서(51)와 내솥이 밀착되고, 내솥의 열이 밀착된 온도 센서(51)에 전도된다.

하지만, 이러한 전도 방식의 온도 센서(51)는, 내솥과 온도 센서(51)와의 접촉 상태가 불량할 때 또는 접촉 면적이 작을 때에는 온도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 접촉식 온도 센서가 아닌 비접촉식 온도 센서를 적용한 전기 밥솥을 제공하고자 한다.

또한, 비접촉식 온도 센서를 이용할 때 발생할 수 있는 오류 상황을 식별하고, 그 오류 상황을 안전하게 처리하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥은, 적외선을 이용하여 조리할 대상물이 담기는 내솥 또는 상기 대상물의 온도와 관련된 전압 변동을 발생하는 적외선 온도 센서; 상기 내솥을 가열하는 히터; 상기 전압 변동에 의해 감지된 온도를 계산하고, 계산된 상기 온도를 참고하여 상기 히터의 출력을 제어함으로써 상기 대상물에 대한 조리 동작을 처리하고, 특히, 상기 히터의 출력을 선형적으로 제어하여 상기 내솥을 가열하는 도중에 상기 적외선 온도 센서의 상기 전압 변동이 기준범위 이상으로 급격하게 발생하는 경우, 상기 적외선 온도 센서가 오류인 것으로 판정하는 마이컴을 포함한다.

이때, 상기 마이컴은, 상기 대상물을 가열하여 취사 동작을 수행하는 도중에 상기 오류가 판정되면 상기 취사 동작을 중지시키고, 상기 오류가 해소된 후에 상기 취사 동작이 재개될 때, 상기 취사 동작을 최초 공정으로부터 재시작할 수 있다.

더욱, 상기 마이컴은, 상기 오류가 해소된 후에 상기 취사 동작이 재개될 때, 상기 대상물을 임의의 온도로 유지하면서 대기하는 불림 공정을 제2 시간만큼 증가시켜 수행할 수 있다.

한편, 상기 히터의 출력을 선형적으로 제어하는 공정은, 상기 내솥에 담긴 상기 내용물의 분량을 판단하기 위하여 상기 히터를 일정한 출력으로 소정 시간 동안 동작시키는 인분 판정 공정일 수 있다.

또한, 상기 마이컴은, 상기 적외선 온도 센서에 의해 초래되는 전압 변동이 제1 시간 동안 제1 범위를 초과하는 경우에 상기 오류로 판정할 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 전기 밥솥에 의하면, 비접촉식 온도 센서를 이용함으로써 내솥에 접촉하지 않고도 내솥의 온도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있어서, 조리 동작을 최적의 조건으로 제어할 수 있게 된다.

또한, 온도 센서의 오류 상황을 신속하고 정확하게 감지하고, 그 오류 상황을 해소하도록 함으로써, 사용상의 안전성을 향상시킬 수 있다.

더욱, 온도 센서의 오류 상황을 조리 동작이 진행되기 전에 신속하게 감지할 수 있으므로, 오류 상황을 해소한 후 진행중이던 조리 동작을 계속 수행하여 조리를 정상적으로 완료할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 온도 센서의 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 온도 센서의 정상적인 동작 상황을 보여주는 도면이다.
보 4는 본 발명에 따른 온도 센서가 비정상적으로 동작하는 경우를 오류 상황을 보여주는 도면이다.
도 5는 취사 동작을 수행하는 과정의 개략적인 온도 변동을 보여주는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안 될 것이다.

본 발명에 따른 전기 밥솥은, 적외선을 이용하여 조리할 대상물이 담기는 내솥 또는 상기 대상물의 온도와 관련된 전압 변동을 발생하는 적외선 온도 센서와, 입력되는 전력에 의하여 내솥을 가열하는 히터와, 적외선 온도 센서에서 발생시킨 전압 변동을 입력받아 감지되는 온도를 계산하고, 계산된 온도를 참고하여 히터의 가열 출력량을 제어함으로써 대상물을 조리 또는 취사하는 마이컴을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 구조를 보여주는 도면이다. 본 발명은, 비접촉 방식으로 내솥의 온도를 측정하는 온도 센서를 구비한다. 이러한 비접촉식 온도 센서는, 예를 들면, 대상물을 향하여 적외선을 조사하고 대상물의 표면에서 반사되는 적외선을 감지하여 전압 변동을 일으켜 온도를 측정할 수 있게 하는 적외선 온도 센서(52)일 수 있다.

적외선 온도 센서(52)는 자체로 적외선을 조사하고 반사되는 적외선을 감지할 수 있는 능동 센서와 자체로 적외선을 조사할 수 없으며 대상물에서 방출하는 적외선을 수신하는 수동 센서를 모두 포함할 수 있다.

적외선 온도 센서(52)는 조사하는 적외선이 내솥의 표면에 도달하기만 하면 온도를 감지할 수 있으므로, 별도의 탄성 수단에 의해 지지될 필요가 없다, 또한, 전도되는 열을 감지하는 것이 아니라, 센서에 도달하는 적외선을 이용하므로, 대상물(즉, 내솥)의 표면의 온도를 높은 정밀도로 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 이러한 적외선 온도 센서(52)는, 센서 자체가 내솥과 밀착되어야 한다는 조건은 없지만, 센서와 내솥 사이에 이물질이 없어야 한다는 조건이 전제된다. 따라서, 내솥에서 음식물이 흘러 넘치는 등에 의해 적외선 온도 센서(52)와 내솥의 사이에 이물이 존재하게 되면, 감지되는 온도가 정확하지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명은, 전기 밥솥을 이용하여 조리(즉, 취사)를 시작할 때, 적외선 온도 센서(52)가 내솥의 온도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 없는 경우를 신속히 감지하고, 그러한 오류 상황을 해소한 후 조리를 계속할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

도 3은, 본 발명에 따른 온도 센서의 정상적인 동작 상황을 보여주는 도면이다. 도면에서는, 적외선 온도 센서(52)가 정상적으로 동작하는 경우의 측정되는 온도 변화를 개략적으로 보여준다. 본 발명에서는, 하부 센서를 적외선 온도 센서(52)로 구성하는 것을 예로 들어 설명한다.

하부 센서(52)는 주로 외솥의 밑면 중앙에서 안착된 내솥의 밑면 중앙의 온도를 측정하도록 배치된다. 내솥에 발생하는 열에너지는 그 안에 담겨진 내용물(즉, 쌀과 물)로 신속히 전달될 것이므로, 하부 센서(52)는 온도 변화가 비교적 완만하다.

상부 센서는, 주로 내솥의 상부를 덮는 뚜껑에 배치되어 내솥 내부 공간에 발생한 증기의 온도를 측정하게 된다. 따라서, 상부 센서에서 측정되는 온도는, 내솥에 담긴 내용물이 끓기 시작할 때부터 급격히 상승하는 형태로 나타날 것이다.

한편, 도 3 및 도 4에서는, 세로축이 측정 전압을 나타낸다. 적외선 온도 센서 및 다른 온도 센서들은 감지되는 온도에 대응하는 전압 변동을 일으키게 되므로, 온도 센서에 의해 발생하는 전압 변동은 감지되는 온도로 변환될 수 있다.

도 3과 같이 정상적인 온도 센서에 의하면, 온도 변동이 비교적 완만한 경사로 움직이는 것을 알 수 있다.

도 4는, 본 발명에 따른 온도 센서가 비정상적으로 동작하는 경우를 오류 상황을 보여주는 도면이다. 만일, 외솥의 밑면 중앙에 배치된 하부 센서(52)에 이물이 묻어 적외선이 내솥에 적절히 조사되지 못하거나 내솥 표면에서 반사된 적외선이 적절히 하부 센서(52)에 입사되지 않을 경우에는, 감지되는 온도가 급격한 변화를 나타낼 수 있다.

도면에서는 하부 센서(52)가 1V 이상 급격히 상승한 형태를 도시한다. 이러한 1V 이상의 급격한 상승은, 온도로 변환하면 약 30℃ 이상의 변동을 의미할 수 있다. 따라서, 이렇게 급격한 온도 변화 또는 전압 변동이 감지되는 경우에는 적외선 온도 센서(52)의 오류 상황으로 판정할 수 있는 것이다.

더욱, 소정의 기준 시간, 예를 들면 30초 이내에 1V 이상의 전압 변동이 발생한 경우에 오류 상황인 것으로 판정할 수 있다.

그리고, 이렇게 온도 센서의 오류 상황이 판정되면, 전기 밥솥에서는 사용자에게 온도 센서의 상태 점검을 안내할 수 있다.

오류 상황은, 온도 센서의 표면에 이물질이 묻은 경우, 온도 센서가 손상된 경우, 내솥이 외솥에 정확하게 안착되지 않은 경우, 전기 밥솥이 너무 고온이거나 너무 저온인 환경 조건에 있는 경우 등을 포함할 수 있다.

따라서, 사용자에게, 내솥을 외솥으로부터 들어내고 온도 센서의 표면을 청소하거나, 온도 센서의 손상된 부분을 교체하거나, 내솥을 정확하게 다시 안착시키거나, 전기 밥솥을 실온 조건으로 이동시켜 동작시키도록 안내할 수 있다.

본 발명에서, 온도 센서의 오류 상황을 판정할 때의 소정 기준 시간은 1초 내지 1분 사이의 임의의 시간으로 설정될 수 있다. 또한, 전압 변동의 폭은, 0.5 내지 1.5V 사이의 임의의 전압으로 설정될 수 있다.

특히, 본 발명에서는, 히터에 의하여 내솥을 가열할 때, 온도 변화가 선형적으로 나타나게 제어하는 시점에서 적외선 온도 센서(52)의 전압 변동에 의한 오류 상황을 판정하도록 구성될 수 있다.

즉, 예를 들면, 전기 밥솥에 의한 취사 공정 중에서, 내솥에 담긴 대상물의 분량(인분수)을 판정하기 위한 인분 판정 공정은, 일정한 출력으로 히터를 동작시키고 소정 시간 후에 내솥의 온도 변화를 측정한다. 내용물이 많으면 온도 변화가 적을 것이므로 인분수가 크다고 판단될 수 있다. 반대로, 온도 변화가 크면 인분수가 적다고 판단할 것이다.

따라서, 이 인분 판정 공정에서 1V 이상의 급격한 전압 변동이 발생하는 경우에, 적외선 온도 센서(52)가 오류 상황인 것으로 판정할 수 있을 것이다.

추가로, 오류 판정을 위한 전압 변동의 범위 및 시간 범위는 임의로 변경 설계될 수 있다. 또한, 전압 변동을 기준으로 하지 않고 온도의 변동량을 이용하여 오류 상황을 판정할 수도 있다.

도 5는 취사 동작을 수행하는 과정의 개략적인 온도 변동을 보여주는 그래프이다. 실선은 하부 센서에 의해 측정되는 온도를 나타내며, 점선은 상부 센서에 의해서 측정되는 온도를 나타낸다.

한편, 도시된 바와 같이 온도 변화가 제어되면서 취사 동작이 수행될 때, 인분 판정 구간에서는 온도 센서(52)의 상태가 검사될 수 있다.

즉, 인분 판정 구간에서는, 일정한 출력량 또는 선형적으로 변화하는 출력량으로 내솥을 가열하면서 일정한 시간이 경과한 후 변화한 온도를 측정하게 된다. 따라서, 인분 판정 구간에서는 정상적으로라면 꾸준히 상승하거나 선형적으로 변동하는 온도 변화 또는 전압 변동 패턴을 나타낼 것이다.

그런데, 가열 도중에 온도 센서(52)를 통해 감지되는 온도 변화 또는 전압 변동이 소정 시간 내에 소정 범위 이상 급격하게 나타난다면, 온도 센서의 오류 상황으로 간주할 수 있는 것이다.

여기서, 온도 센서(52)의 오류를 판단하는 시기를 인분 판정 구간으로 선택한 것은 단지 예시일 뿐이며, 불림 가열 구간, 불림 온도 유지 구간 등에서 선택될 수 있다. 바람직하게는, 내솥의 온도를 고온 및 고압으로 높이는 비등 구간을 수행하기 전에 온도 센서(52)의 오류를 판단할 수 있다. 왜냐하면, 취사가 본격적으로 진행되기 전에 온도 센서의 오류를 판단하고, 오류 상황을 제거한 후 취사를 재개할 수 있게 하기 위함이다.

한편, 만일 인분 판정 구간을 수행하는 도중에 온도 센서(52)의 오류가 발생한 것으로 판단되었다면, 전기 밥솥은, 취사 동작을 즉시 중지하고, 사용자에게 오류 상황을 해소하도록 안내할 수 있다.

이후, 사용자가 온도 센서(52)에 발생한 오류 상황을 해소하였고, 취사가 재개된다면, 전기 밥솥은 취사 동작을 최초 단계(예를 들면, 불림 공정)부터 다시 시작할 수 있다.

더욱, 취사 동작을 최초 단계로부터 다시 시작하는 경우에는, 각 세부 공정의 온도 기준 및 시간 기준을 변경할 수 있다. 예를 들면, 불림 공정의 수행 시간을 임의의 시간 만큼, 예를 들면, 5분 늘릴 수 있다. 또는, 불림 공정의 기준 온도를 소정 온도 만큼 높일 수 있다. 이러한 처리에 의하여, 도중에 중단되었던 취사 동작이 재개되었더라도, 정상적으로 중단없이 취사가 진행된 것과 같은 품질의 취사를 수행할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 적외선을 이용하여 조리할 대상물이 담기는 내솥 또는 상기 대상물의 온도와 관련된 전압 변동을 발생하는 적외선 온도 센서;
   상기 내솥을 가열하는 히터;
   상기 전압 변동에 기초하여 상기 내솥 또는 상기 대상물의 온도를 계산하고, 계산된 상기 온도를 참고하여 상기 히터의 출력을 제어함으로써 상기 대상물에 대한 조리 동작을 처리하되, 상기 히터의 출력을 선형적으로 제어하여 상기 내솥을 가열하는 도중에 상기 적외선 온도 센서의 상기 전압 변동이 제1 시간 이내에 제1 범위를 초과하도록 급격하게 발생하는 경우, 상기 적외선 온도 센서가 오류인 것으로 판정하는 마이컴을 포함하는, 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥.
2. 제1항에 있어서,
   상기 마이컴은,
   상기 대상물을 가열하여 취사 동작을 수행하는 도중에 상기 오류가 판정되면 상기 취사 동작을 중지시키고,
   상기 오류가 해소된 후에 상기 취사 동작이 재개될 때, 상기 취사 동작을 최초 공정으로부터 재시작하는 것을 특징으로 하는, 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥.
3. 제2항에 있어서,
   상기 마이컴은, 상기 오류가 해소된 후에 상기 취사 동작이 재개될 때,
   상기 대상물을 임의의 온도로 유지하면서 대기하는 불림 공정을 제2 시간만큼 증가시켜 수행하는 것을 특징으로 하는, 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥.
4. 제1항에 있어서,
   상기 히터의 출력을 선형적으로 제어하는 공정은,
   상기 내솥에 담긴 상기 대상물의 분량을 판단하기 위하여 상기 히터를 일정한 출력으로 소정 시간 동안 동작시키는 인분 판정 공정인 것을 특징으로 하는, 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시간은 1초 내지 1분 사이에서 선택되고,
   상기 제1 범위는 0.5 내지 1.5V 사이에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 적외선 온도 센서를 구비한 전기 밥솥.

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