KR900008175B1 - 온도검출장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

온도검출장치
제1도(a)(b)는 본 발명의 한 실시예에 관한 가열 조리기인 전자 레인지의 외관 형태를 나타내는 사시도 및 내부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
제2도는 동 실시예에 있어서의 중요부 평면도.
제3도는 동 실시예에 있어서의 전자회로부의 구성을 나타내는 도면.
제4도는 제1도에 도시된 전자레인지의 자동 조리동작을 나타내는 플로 차트이다..
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 가열실 4 : 피가열실
5 : 턴 테이블 6 : 모우터
11 : 척외선 검출기 12 : 호온(horn)
13 : 시야 14 : 셔터
15 : 솔레노이드 16 : 셔터 온도검출장치
17 : 증폭기 18 : 검출회로
19 : 세렉터 20 : A/D 변환기
21 : CPU 22 : 솔레노이드 구동회로
본 발명은 적외선 검출기를 사용한 온도검출(檢出)장치에 관한것으로서, 특히 전자레인지 등의 가열 조리기에 있어서 피가열물의 온도를 검출하는 온도 검출 장치에 관한 것이다.
종래의 전자레인지등의 가열조리기에 있어서는 피가열물(식품)의 온도 상태를 검출하기 위한 각종센서(sensor)를 집어넣어서 이들과 마이크로콤퓨터를 조합하여 각종 식품의 시시각각의 변화상태에 적합하게 대처하여 가열 조리를 행하고 있었다.
특히, 적외선 검출기에 의해서 피가열물로부터 방사되는 적외선을 검출하여 온도를 계산하며, 그것에 따라 마그네트본(Magnetron)등의 열원을 제어하는 방법이 많이 사용되고 있었다.
그러나, 적외선 검출기에 의한 온도검출에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
적외선 검출기는 광학적센서이며, 예를들면 식품의 표면 온도를 검출하는 경우에는 가열실의 천정등에 설치되어 항상 식품을 향하게 되어있는바 이 경우 식품의 조리시에 나오는 기름등에 의해서 적외선 검출기의 입사면에 오물이 부착되어 적외선 검출기에 입사(入射)되는 적외선을 감쇠하게 하였었다.
따라서, 사용시간이 늘어날수록 적외선 검출기의 감도 저하가 크다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 문제점을 감안하여 행하여진 것으로, 적외선 검출기의 입사면(入射面)의 오물등에 의한 검출 감도의 저하등의 문제점을 개선하여 장시간에 걸쳐서 정확한 온도검출을 행할 수 있는 온도 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다..
본 발명은 이상과 같은 목적을 달성하기 위해서 피측정물로부터의 적외선을 검출하는 적외선 검출기의 앞쪽면에 적외선 검출기의 시야를 차단하는 셔터를 설치하고, 동시에 이 셔터의 온도를 검출하는 셔터 온도검출기를 설치하고, 이 셔터온도 검출기의 검출값과 셔터가 닫혀 있을때의 적외선 검출기의 검출값에 의해서 셔터가 열려 있을때, 즉 실제로 적외선 검출기가 피측정물의 온도를 검출하는 상태에서의 적외선 검출기의 검출값을 보정하여 피측정물의 온도를 구하기 위한 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 적외선 검출기가 입사면의 오물에 의해서 검출감도의 저하를 일으킨 경우, 셔터가 열려서 피측정물을 향하고 있을 때의 적외선 검출기의 검출값이 저하하며, 셔터가 닫혀서 셔터를 향하고 있을때의 적외선 검출기의 검출값도 같은 비율로 저하한다.
따라서, 셔터온도 검출기의 검출값과 셔터가 닫혀 있을 때의 적외선 검출기의 검출값에 의해서 적외선 검출기의 검출감도를 알수 있다.
여기에 근거하여 적외선 검출의 검출값이 보정되어 검출감도 저하의 영향이 제거된다.
구체적으로는 셔터 온도검출기의 검출값과 셔터가 닫혀 있을때의 적외선 검출기의 검출값과의 비를 이용하며, 이 비에 셔터가 닫혀 있을때의 적외선 검출기의 검출값을 곱하면 사실상의 온도 검출 결과를 얻을 수있다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 가열 조리기로서 전자레인지를 나타내는 것으로, (a)는 외관 형상을 나타내는 사시도, (b)는 내부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
제1도에서 전자레인지 본체(1)은 앞쪽에 설치된 문(2)에 의해서 개폐되는 가열실(3)을 가지며 이 가열실(3)의 아랫면에 피가열물(4)을 재치하여 회전하는 턴 테이블(5)이 설치되어있다.
턴 테이블(5)은 가열실(3)의 아랫면으로 통과하는 회전축(6)과 연결된 모우터(7)에 의해서 회전구동된다. 가열실(3)의 상부에 도시되지 않은 열원으로서의 마그네트론이 배치되고, 그 마그네트론으로부터 피가열물(4)을 향해서 마이크로파가 방사되어 가열된다.
전자레인지 본체(1)의 앞쪽에는 조작 패널(panel)(8)이 설치되고, 이 조작 패널(8)위에 각종 조작 스위치(9)나 표시부(10)가 배치되어있다.
조작 스위치(9)의 조작에 의해서 피가열물(4)에 조사(照射)되는 마이크로파의 강도나 조사시간이 설정되고, 또한, 전자레인지 본체(1)에 내장된 온도검출기에 의해서 검출된 피가열물(4)의 표면 온도가 표시부(10)에 의해서 표시되는 구성으로 되어있다.
가열실(3)의 천정부에 적외선 검출기(11)가 설치되어있다.
제2도는 이 적외선 검출기(11)근방의 구조를 나타내는 평면도이다.
적외선 검출기(11)는 열전기파일(thermopile) 또는 더어미스터 볼로미터(thermistor bolometer)등이 적외선에 의해 상승하는 소자 온도를 전기신호로 변환시키는 소위 열형의 적외선 검출기이며, 호온(12)에는 수평 방향의 홈이 형성되어 이 홈에 솔레노이드(solenoid)(15)에 의한 구동으로 회전하는 셔터(14)의 동작에 의해서 피측정물인 피가열물(4)에 대한 적외선 검출기(11)의 시야가 차단 되도록 되어있다.
또한, 셔터(14)에는 더어미스터와 같은 셔터 온도 검출기(16)가 부착되어있다.
적외선 검출기(11)의 출력신호는 제3도에 나타내는 바와같이 증폭기(17)에서 증폭된후 세렉터(19)에 입력된다.
한편, 셔터 온도 검출기(16)은 검출회로(18)에 접속되어 이 검출회로(18)에 의해서 셔터온도 검출기(16)를 구성하는 더어미스터 등의 저항값이 온도에 대응하는 전기신호로 변환된후 세렉터(19)에 입력된다..
세렉터(19)는 CPU(21)에 의해 제어되며 증폭기(17) 및 검출회로(18)의 출력을 순차 선택하여 A/D 변환기(20)에 공급한다.
A/D 변환기(20)는 CPU(21)에 의해 제어되며, 세렉터(19)로부터 보내온 신호를 순차 디지탈화시켜 CPU(21)에 공급한다.
CPU(21)은 A/D 변환기(20)로부터의 출력신호에 기초하여 피가열물(4)의 표면 온도를 계산하며 동시에 셔터(14)를 구동하기 위한 솔레노이드(15)를 구동회로(22)를 겨처서 제어한다.
더우기, CPU(21)는 계산한 피가열물(4)의 온도 데이터에 따라서, 가열용의 열원인 마그네트론의 제어도 행한다.
또한 적외선 검출기(11)가 전술한 열전기파일, 더어미스터 볼로미터등의 초퍼(chopper)가 불필요한 적외선 센서 소자를 패키지 내부에서 일정온도로 유지하는 소위 항온(恒溫)상태로 하면 출력은 항온 상태에 있는 소자 온도와 피측정물의 온도와의 온도차에 대응하는 값이 되며, 소자 온도가 일정하게 유지되고 검출면의 오염등이 없으면 피측정물의 온도에만 대응하는 전압이 된다.
CPU(21)에는 이 피측정물의 온도와 적외선 검출기(11)의 출력전압(검출값)과의 대응 관계를 나타내는 교정데이터가 미리 저장되어 있으며 전자레인지의 출하시에 증폭기(17)의 이득(gain)을 조정하는 것에 의해서 적외선 검출기(11)의 검출값이 이 교정 데이터에 대응하게 되어있다.
전자레인지의 조리동작을 제4도를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 가열실(3)내의 턴테이블(5)상에 피가열물(4)을 놓고 문(2)을 닫는다.
또한, 상이한 종류의 조리동작이 표시되는 조작 스위치(9)로부터 원하는 조리동작을 선택한다.
원하는 조리 동작에 대한 조리데이타는 CPU(21)로 공급된다.
이때 조리 완료 온도 Tc는 CPU(21)에 설정되어 있다.
조작 스위치들(9)중 개시키이를 조작하면, CPU(21)가 솔레노이드 구동회로(22)를 통해 솔레노이드(15)를 구동시키고, 셔터(14)가 피가열물(4)로부터의 적외선을 차단하는 두번째 위치로 셔터(14)를 이동시킨다(스텝 a 및 b)
이 상태에서, 적외선 검출기(11)는 피가열물(4)로부터가 아니라 셔터(14)로부터 입사면을 통해 적외선 강도를 검출한다.
그러므로, 이때의 적외선 검출기(11)의 검출값 Os1은 셔터(14)의 온도에 상응한다(스텝 c).
적외선 검출기(11)의 검출값 Os1은 증폭기(17), 세렉터(19) 및 A/D 변환기(20)를 거쳐서 CPU(21)로 공급된다(스텝 d) .
적외선 검출기(11)의 입사면에 오물이 쌓여 있으면, 셔터(14)로부터의 적외선 강도는 입사면을 통하면서 감소된다.
따라서, 적외선 검출기(11)의 검출값 Os1은 셔더(14)의 실제 온도 Ts를 나타내는 것은 아니다.
셔터(14)의 실제온도 Ts는 셔터 온도 검출기에 의해 직접 검출되고, 그 검출값 Os2은 검출회로(18), 세렉터(19) 및 A/D 변환기(20)를 거쳐서 CPU(21)로 공급된다(스텝 e 및 f).
셔터온도 검출기(16)가 셔터(14)의 실제온도 Ts를 직접 검출하므로, 셔터온도 검출기(16)의 검출값 Os2은 셔터(14)의 실제온도 Ts를 정확하게 나타낸다.
스텝 g에서, CPU(21)는 다음식으로부터 보정계수 N를 구한다 :
N = Os2/Os1
스텝 h에서, CPU(21)는 솔레노이드 구동회로(22)를 거쳐서 솔레노이드(15)를 오프(off)시키고, 제 2도에 도시된 바와같이 셔터(14)는 적외선 검출기(11)가 피가열물(4)로부터 적외선을 받을수 있는 첫번째 위치로 다시 이동된다.
이 단계에서, CPU(21)는 마그네트론 장치(도시하지 않음)를 구동하여, 마이크로파가 마그네트론 장치로부터 방사되도록 한다.
마그네트론 장치로부터 나온 마이크로파는 도파관(도시하지 않음)과 공급구(도시하지 않음)를 통해 가열실(3)내로 공급되어, 턴테이블(5)상의 피가열물(4)이 유전 가열에 의해 조리된다(스텝 i).
피가열물(4)로부터의 적외선 강도는 조리가 진행됨에 따라 변화한다.
적외선 검출기(11)는 피가열물(4)로부터 적외선을 검출하여, 적외선 검출기(11)의 검출값 Of1을 증폭기(17), 세렉터(19) 및 A/D 변환기(20)를 거쳐서 CPU(21)로 공급한다(스텝 j 및 k).
스텝 1에서는, 적외선 검출기(11)의 검출값 Of1에 보정계수 N를 곱하여 적외선 검출기(11)의 보정된 츨력 데이터 Oc가 얻어진다.
피가열물(4)의 실제 온도 Tf는 적외선 검출기(11)의 보정된 값 Oc과 CPU(21)내에 기재되어 있는 온도데이타에 따라서 정해진다(스텝 m).
전술한 바와같이, 적외선 검출기(11)의 입사면 상에 오물이 퇴적되더라도 피가열물(4)의 실제 온도 Tf를 얻을수 있다.
예로서, 적외선 검출기(11)의 검출감도가 오물로 인해서 50% 감소한다면, 적외선 검출기(11)에 의해 검출된 셔터온도를 나타내는 검출값 Os1도, 셔터온도 검출기(16)에 의해 검출된 실제 셔터온도를 나타내는 검출값 Os2에 비해 50% 감소된다.
따라서, 보정계수 N는 2이다.
적외선 검출기(11)가 피가열물(4)로부터의 적외선을 검출하는 동안 적외선 검출기(11)는 그 검출값 Of1을 출력한다.
적외선 검출기(11)의 보정된 값 Oc은 적외선 검출기(11)의 검출값 Of1에 2(보정계수)를 곱하여 얻어진다.
피가열물(4)의 실제온도는 보정된 값 Oc에 따라서 CPU(21)내에 기재되어 있는 온도 데이타로부터 얻어진다.
결정 스텝 n에서, 피가열물(4)의 온도 Tf가 조리 완료 온도 Tc 아래이면, "NO"가 선택된다.
반면에, 마이크로컴퓨터(21) 가 조리완료를 결정하면, "YES"가 선택된다.
"NO"가 선택되면, CPU(21)는 피가열물의 온도 Tf가 조리 완료 온도 Tc이상이 될때까지 스텝 j에서 스텝 n까지를 반복 실행한다.
"YES"가 선택되면, CPU(21)는 마그네트론장치를 오프시키고, 조리를 완료한다(스텝 o).
또한, 상기 실시예에서는 전자레인지에 적용한 경우를 기술하였으나, 본 발명은 온도검출장치 일반에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 셔터온드 검출기의 검출값과 셔터가 닫혀있을때의 적외선 검출기의 검출값을 이용하여 적외선 검출기의 검출면의 오염등에 의한 검출감도 저하를 보정할수 있으며 사용시간이 늘어나도 정확한 온도 검출을 행할수 있다.

Claims (1)

  1. 피측정물로부터 방사되는 적외선으로부터 피측정물의 온도를 측정하기 위한 온도검출장치에 있어서, 피측정물로부터 방사되는 적외선의 통로를 차단하는 셔터 ; 이물질의 퇴적에 의해 더러워지는 적외선 투과면을 가지며, 통로를 따라 적외선 투과면을 통해 적외선을 받아들이며, 및 피측정물로부터 적외선 강도에 대응하는 제1출력과, 통로 차단시 셔터로부터의 적외선 강도에 대응하는 제2출력을 발생하는 적외선 검출기 ; 셔터의 실제온도를 직접 검출하고, 셔터 온도신호를 발생하는 셔터 온도검출기 ; 및 셔터온도신호에 응답하여 적외선 검출기의 제1출력과 제2출력을 수정하여 피측정물로부터의 적외선 강도의 부적절한 판독을 보정하는 보정수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도검출장치.
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