KR930008249B1 - 가열장치 - Google Patents

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이사오 카사이
싱이치 사카이
스스무 무라까미
미쯔오 아끼요시
아끼노리 오오쯔까
마사아끼 사노
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

가열장치
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 가열장치의 외관사시도.
제 2 도는 동 가열장치의 요부시스템 블록구성도.
제 3 도는 동 가열장치에 있어서의 초전소자의 상세설명도로서 (a)도는 평면도, (b)도는 단면도.
제 4 도는 동 가열장치에 있어서의 센서처리수단 및 초전소자를 중심으로 한 요부회로구성도.
제 5 도는 동 회로상의 특정된 점(a-a, b-b, c-c)에서 관측되는 전압파형도.
제 6 도는 동 가열장치에 있어서의 센서 신호 처리수단을 통하여 출력되는 초전소자의 검출신호와 그 시간경과를 표시한 신호변화도.
제 7 도는 본 발명의 일실시예의 가열제어와 건지 프로그램 구조를 표시한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 가열실 2 : 피가열물
3 : 마그네트론 4 : 제어부
5 : 초전소자 6 : 제 1 식별수단
7 : 제 1 기록수단 8 : 문턱치선정수단
9 : 제 2 식별수단 10 : 제 2 기록수단
11 : 구동수단 12 : 센서신호처리수단
13 : 조작부 14 : 램프
15 : 고압트랜스 16 : 팬모우터
17 : 오리피스 18 : 회전대모우터
19 : 제 1 배기구 20 : 제 2 배기구
21 : 제 1 배기가이드 22 : 제 2 배기가이드
23 : 통기파이프 24 : 배기가이드 A
25 : 배기가이드 B 26 : 제 1 배기구
27 : 제 2 배기구 30 : 전자레인지
31 : 보디 32 : 도어
33 : 회전대 34 : 하히이터
35 : 상히이터 36 : 세라믹판
37,38 : 전극 39 : 금속판
40 : 리이드선 42 : 콘덴서
43 : 고역통과 회로 46 : 저항
본 발명은, 가열됨에 따라서 피가열물이 발생하는 고온증기를 검지하여 이 검지신호로서 가열원을 제어하는 검지시스템을 가진 가열장치에 관한 것이다.
피가열물의 가열의 완성을 자동적으로 검지하는 시스템을 탑재한 가열장치는, 이제까지 여러가지 형태로 실용화되고 있다. 이러한 자동 가열장치의 검지시스템에 사용되고 있는 검지소자는, 습도의 변화를 검출하는 습도센서가 가장 일반적이었다. 그러나, 습도센서는 소자표면에 흡착된 수분자에 의한 소자의 전기저항의 변화를 검출하는 것이었으므로, 소자표면의 오염에 의한 감도저하등을 방지하고 장기간 안정된 성능을 유지하기 위해서는, 소자표면의 오염을 정기적으로 히이터로 태워없애는 등 복잡한 구성, 조작을 필요로 하였다.
한편, 우리들은 가열실 벽면에 설치된 통기구를 통하여, 피가열물이 가열과 함께 발생하는 수증기 등의 고온기화물질을 빼내고, 이 기체를 가열실 외부에 설치한 초전소자에 쓰여서, 이 초전소자의 발생하는 전압에 의해 가열의 완성을 검지하는 시스템을 특원소 63-274836호에서 제안한 바와같이 검토중이다. 이 방식의 경우, 검지의 메카니즘의 초전소자와 증기와의 열의 수수라는 물리적인 현상을 기초로하고 있으므로 종래의 습도센서와 같이 소자표면의 오염으로 인하여 대폭적으로 감도가 변화하는 등의 일은 없고, 원리적으로는 매우 간단한 검지시스템을 구성할수 있다고하는 이점이 있다.
그러나 이 방식의 경우, 증기가 가진 열에 의한 초전소자의 온도변화를 이용하고 있기 때문에, 피가열물로부터 발생한 증기가 아니라도, 단순히 고온공기 즉 열기가 급격하게 닿는 경우라도 초전소자는 반응하여 전압을 발생한다. 이 때문에, 가열장치가 마이크로파 이외에 제 2 의 열원으로서 전기 히이터 혹은 가스히이터등을 구비한 전자레인지의 경우, 히이터 가열을 행한 직후에는 이들 히이터 열원의 잔류열기가 가열실내에 다량으로 남아있다. 따라서 이 상태에서 마이크로파 가열을 행하면, 초전소자는 피가열물인 식품의 가열상태와 관계없이 잔류열기에 반응하여 전압을 발생하고, 식품이 가열되어 발생하는 증기에 의한 전압과 구별할 수 없어 오검지한다고 하는 문제가 있었다.
상기한 문제는, 단순한 히이터부착의 전자레인지의 히이터 가열후 뿐만아니라, 마이크로파만의 가열이라도 장시간 사용한 후 등에서는, 가열실들의 온도상승에 의해 당연히 유사한 현상이 발생하기 때문에, 식품의 가열상태(가열의 완성)를 정밀도 좋게, 또한 실수없이 검지하는 일이 곤란했다.
또, 초전소자 그 자체의 온도가 상승하면, 식품으로부터의 발생증기와의 온도차가 작아지므로, 검지감도 그 자체가 저하한다. 이와같이, 검지감도가 여러가지의 사용조건에 의해 다양하게 변화하므로, 좀처럼 안정된 검지 정밀도를 확보할 수 없다고 하는 과제도 있었다.
본 발명은 이러한 배경을 감안하여, 히이터 가열직후등 어느정도 장치 본체가 가열된 상태에서, 반복 연속하여 사용하는 경우에 있어서도 가열 실내의 잔류열기를 오검지하지 않고, 또한 감도의 변화에 대해서도 정밀도 좋게 검지할 수 있는 초전소자를 사용한 시스템을 실현하는 것을 목적으로하고 있다.
본 발명의 주요부분은 개략초전소자에서 발생한 전압을 가공처리하는 센서신호처리수단에 관한 부분과, 이 센서신호처리수단에서 가공처리된 신호전압을 수취하여 장치본체의 여러가지의 동작을 제어하는 제어부에 관한 부분의 두가지로 성립되어 있다.
우선 센서신호처리수단에 관계된 부분의 발명에 대하여 설명한다. 이 부분에 관계된 발명의 첫째는, 센서신호처리수단을 초전소자의 열적수수에 따라서 발생하는 전압가운데 초전소자로부터 열을 방출할때(온도 강하시)에 발생하는 쪽의 극성의 전압을 선택적으로 취득하는 구성으로 한 것으로서, 이것에 의해 열기에 대한 감도를 증기에 대한 감도보다 낮게 한 것이다. 둘째는 센서신호 처리수단에 저주파수 억제특성을 가지게 함으로서, 초전소자에 발생하는 전압가운데 피가열물로부터의 증기의 요동에 의해서 발생하는열적수수보다도 변화가 느린 회전대 등의 마이크로파 가열의 균일화를 도모하는 가열균일화 수단의 구동에 따라서 유말되는 가열실내의 잔류열기와의 열적수수에 의해서 발생하는 초전소자의 비교적 느린 주기적 성분을 제거하고, 오검지의 요소를 삭제한 것이다.
상기 두가지 방법에 의해 피가열물로부터 발생하는 증기 이외의 잔류 열기등의 열에 의해서 발생하는 전압 그 자체가, 피가열물로부터 발생하는 증기에 의해서 발생하는 신호전압에 비해서 대폭적으로 억압, 제거되어 오검지를 방지할 수 있게 된 것이다.
계속해서, 상기 센서 신호처리수단으로부터 출력되는 신호전압을 수취하고, 이것에 의해 검지나 제어를 행하는 제어부의 발명에 대하여 설명한다. 가열개시 직후의 초전소자의 전압출력을 제 1 의 소정시간 측정하고, 이 측정된 신호레벨을 노이즈레벨로 하고, 이 노이즈레벨을 토대로 미리 결정된 관계식으로부터 검지레벨인 문턱치(threshould埴)를 설정하도록 한 것으로서, 식품으로부터 발생하는 증기에 의해 초전소자가 출력하는 문턱치 이상의 전압출력을 검지함으로서 완성이라고 판정하는 기능을 제어부에 가지게 한 것이다.
그 결과, 잔류열기에 의한 오검지(빨리 끊어짐)나 센서 감도의 불균일에 의해서 발생하는 검지의 불균일을 최소한으로 억제할 수 있다.
이하 본 발명의 1실시예에 있어서의 가열장치인 히이터부착 전자레인지에 대해서 도면과 함께 설명한다.
제 1 도에 표시한 바와같이 전자레인지(30)은 전면(前面)에는 기기의 동작제어를 지시입력하기 위한 조작부(13)을, 바깥쪽에는보디(31)을 구비하고 있고, 가열실(1)의 개구부에는 도오(32)가 개폐 자재하게 설치되어있다.
제 2 도에 표시한 바와같이, 가열실(1)의 벽에 피가열물(2)를 가열하는 마이크로파를 공급하는 마그네트론(3)과 피가열물(2)를 가열하는 제 2 열원인 상히이터(35)와 하히이터(34) 및 가열실(1)내를 조명하는 램프(14)를 구비하고 있다. 가열실(1)의 안에 설치된 피가열물(2)를 얹어 놓은 회전대(33)은 회전대모우터(18)에 의해 회전되고, 피가열물(2)의 가열중에는 회전하여 가열의 균일화를 도모하고 있다. 팬모우터(16)은 마그네트론(3), 램프(14), 마그네트론(3)으로 고전압을 공급하는 고압트랜스(15)를 냉각하는바람 및 피가열물(2)로부터 발생하는 수증기 가스등을 가열실 밖으로 배출하기 위하여 가열실(1)내로 보내는 바람을 발생하고, 팬모우터(16)의 옆에 설치된 오리피스(17)에 의해 발생한 바람의 방향이나 양이 규제되고 있다.
이들 상기한 고압트랜스(15), 팬모우터(16), 및 회전대 모우터(18)은 구동수단(11)에 의해 제어되고 있으나, 이 구동수단(11)의 동작은 제어부(4)로부터의 제어신호로서 제어되고 있다.
팬모우터(16)으로부터 보내진 공기가 가열실(1)로 들어간 후, 피가열물(2)의 수증기 가스를 포함한 기체밖으로 나가는데는 2개의 배기통로가 있다. 제 1 배기구(19)로부터 제 1 배기 가이드(21)을 경유해서 제 1 배기구(26)을 통과해나가는 제 1 배기통로와 제 2 배기구(20)으로부터 제 2 배기가이드(22) 및 통기파이프(23) 또 배기가이드 A(24) 및 배기가이드 B(25)를 경유해서 제 2 배기구(27)을 통과해나가는 제 2 배기통로이다. 이 제 2 배기통로의 내벽면에는 초전성을 가진 초전소자(5)의 감열면이 노출되어 있다.
제 3 도는 초전소자(5)의 상세 설명도로서, 초전효과를 가진 평판형상의 세라믹판(36)과 그 양면에 형성된 전극(37), 전극(38) 및 그 한쪽면에 접착된 스테인레스강등의 금속판(39)로 이루어져 있다. 이 금속판(39)는 초전소자(5)의 감열연으로서 기능하고, 증기등의 고온기체가 이 금속 판(39)쪽에 닿으면, 이 금속판(39)를 개재해서 세라믹판(36)으로 열이 전달되고, 세라믹판(36)이 초전효과에 의해 전압을 발생한다. 또 제 3 도에 표시한 초전소자(5)의 경우, 금속판(39)에 접착되는 쪽의 전극(38)은, 세라믹판(36)의 둘레단부의 일부를 통해서 반대쪽의 면까지 일부 연장되어있고, 전극(37),(38)로부터의 리이드선(40)의 인출을, 금속판(39)에 접착되지 않는 면에서만 가능한 구성으로 되어있다.
예를들면 세라믹판(36)에는 PZT(지르콘산 티탄산염)등을 생각할 수 있다. 초전소자(5)는 전극(37)쪽이 분극의 극성이 정, 전극(38)쪽이 분극의 극성을 부가 되도록 분극되어있고,이 분극조건에서 초전소자(5)의 온도상승에 의해 전극(37)에 정전압(플러스)이 발생한다.
제 2 도에 표시한 바와같이 가열실(1)내에 놓여진 피가열물(2)(식물)은, 마그네트론(3)에서 발생한 2450MHZ의 마이크로파(고주파)에 의해 유전가열된다. 가열과 함께 피가열물(2)의 온도가 상승하고,물의 비등점에 가까운 온도에 달하면 다량의 고온증기가 발생하고, 이 증기는 가열실(1)의 천정에 설치된 제 2 배기구(20)을 통과하고, 통형상의 통기 파이프(23)으로 유도되어 초전소자(5)에 닿는다. 초전소자(5)에 닿은 증기는 초전소자(5)에 다량의 열에너지를 부여하나, 그 열에너지에는 증기가 초전소자(5) 표면에서 결로하여 발생하는 다량의 잠열도 포함되는 것은 당연하다.
이렇게 해서 발생하는 초전소자(5)의 급격한 온도상승은 초전소자(5) 내부의 분극평행 상태를 혼란시키고, 소자표면의 전극에 급격한 전압변화의 펄스신호를 발생한다. 이 펄스신호는 따뜻해진 소자에 차가운 공기가 닿는 것과 같은 급격한 온도강하시에도 나타나지만, 온도상승의 때와는 반대특성으로 펄스신호가 발생한다.
피가열물(2)(식품)로 부터 발생한 증기는, 증기보다 저온의 공기중을 요동하면서 이동해가기 때문에, 초전소자(5)에 닿는 증기의 양은 시간적, 공간적으로 요동하고 있다. 따라서 피가열물(2)(식품)이 일정이상의 온도가 되어 정상적으로 증기가 발생하게 되어도, 초전소자(5)는 어느순간, 대량의 증기로 인하여 온도가 올라가나, 다음 순간에는 닿는 증기의 양이 적어져서 온도가 내려가고, 다음 순간에는 다시 다량의 증기를 받아서 온도가 상승하는 등 온도변화(온도의 요동) 즉 열적 수수를 반복한다.
이 결과, 초전소자(5)는 피가열물(2)(식품)이 고온의 증기를 계속 발생하는 동안, 상기 설명한 열적 수수(온도의 요동)에 대응하여 불규칙적인 정부양극성의 펄스형상의 신호전압(교류전압)을 계속발생한다.
이와같이 전자레인지 가열을 행하여 피가열물(2)의 온도가 물의 비등점에 가까워지면, 피가열물(2)로부터 급격하게 증기가 발생하고, 이 증기에 의해 초전소자(5)의 전극간에는 요동에 대응한 대진폭의 정부양극성의 펄스형상 전압(교류전압) V-(수 mV)를 발생하게 된다. 이렇게 해서 초전소자(5)에서 발생한 전압은 센서 신호처리 수단(12)를 거쳐 제어부(4)로 전달된다.
예를들면 피가열물(2)가 재가열메뉴(식품의 데우기)이면, 다량의 증기를 발생하기 시작한 시점에서 거의 가열로서는 충분한 온도가 되므로, 제어부(4)는 초전소자(5)로부터 발생하는 전압이 미리 설정된 검지레벨(문턱치)에 달하면, 마그네트론(3) 및 냉각팬(16)의 정지를 판단한다고 하는것이 기본적인 검지시스템의 개요이다.
제 4 도는 본 발명의 1실시예인 가열장치 즉 전자레인지에 있어서의 센서처리수단(12) 및 초전소자(5)를 중심으로한 요부의 회로구성도, 제 5 도는 상기 회로구성상의 특정된 점(a-a, b-b, c-c)에서 관측되는 전안파형이다.
제 5 도(i-a)는 전회(前回)의 사용으로부터 충분한 시간을 둔 후 즉 냉시에 전자레인지 가열을 행한경우, 제 5 도(ii-a)는 제 2 의 열원에 의한 가열을 행한 직후 즉 열시에 전자레인지 가열을 행한 경우의 각각에 대하여 a-a 간에 관측되는 전압파형을 표시하고 있다.
제 5 도(i-a)에 표시한 냉시의 경우, t0에 전자레인지 가열이 스타아트해서 t2가 되어 피가열물(2)인 식품으로부터 다량의 증기가 발생한 시점에서 신호가 발생하고 있다. 제 5 도(ii-a)의 경우에는, 제 2 의 열원인 상히이터(35), 하히이터(34)를 사용한 후 이므로, 잔류열기에 의한 잡음신호가 발생하고,본래 검지해야할 증기신호와 혼재하게된다. 이 잡음신호에 대하여 다시 상세하게 설명하면 다음과 같이된다.
전자레인지 가열을 t0스타아트함과 동시에, 팬모우터(16)이 작동하고 이것에 의한 냉풍이 초전소자(5)를 냉각하므로, 초전소자(5)의 온도가 강하하고, 스타아트 직후 정전압(전극(38)쪽)을 발생한다. 이어서, 냉각팬(16)의 바람에 의해 가열실(1)내에 남은 열기가 통기로를 통하여 초전소자(5)에 달하여 초전소자(5)의 온도가 상승하므로,소자전압은 크게 부쪽으로 치우쳐서 최대의 전압을 발생한다. 이렇게 해서 일단 크게 부쪽으로 치우친 전압도 초전소자(5)의 온도상승이 포화해서 다시 저하하기 시작하면 정쪽으로 치우치고, 그후 다시 영전압으로 복귀하여, 평형상태에 달하는등 전압변화를 표시한다.
이상 이 변화는 가열 스타아트직후의 수초에서부터 수십초의 속도에서 발생하고, 전자레인지 가열을 스타아트한 최초의 30초간 이내(t1까지)에 거의 종료하나, 스타아트직후에 발생하는 이 과도적인 전압이 종료한 후에도, 가열실(1)고내에 남은 열기에 의해 냉시에는 발생하지 않는 잡음 전압이 발생하고, 본래 검출해야할 증기신호와 혼재하게 된다(제 5 도(ii-a)). t0에서부터 t1의 사이의 전압은 이러한 잔류열기에 의한 것이다.
그런데 본 발명에 의해 이루어진 제 4 도에 표시한 센서 신호처리수단(12) 및 초전소자(5)의 회로구성의 경우, 제어부(4)에서 독해되기 전에 정류다이오드(41)에 의해 반파정류하는 구성으로서, 초전소자(5)의 부의 온도 변화에 대하여 발생하는 전압(제 5 도에서 정의 전압)이 남도록 초전소자(5)의 극성이 선택되어 있다. 따라서, 제 5 도(ii-a)에 표시된 바와같이 냉각 팬(16)의 스타아트 직후의 수십초간에 발생하는전압가운데, 잔류열기에 의해 발생하고, 가장 오검지의 원인이 될 가능성이 높은 최대 진폭전압을 포함한 부쪽의 전압은 검지에서 영향을 주지않게 된다.
또 초전소자(5)의 증기나 열기에 대한 발생전압은, 열에 대하여 반응한다고하는점에서는 동일하나, 그 반응의 방식은, 양자에서 다음과 같은 차가 있다. 우선 증기에 대해서는 상승시, 하강시 모두 정부동정도의 전압이 발생하는데 대하여 열기에 대해서는, 상승시에 대하여 하강시에는 발생전압이 비교적 낮다. 이것은 증기의경우,온도강하가 부착 물방울의 기화의 기화열의 효과가 큰데 대하여, 열기의 대해서는, 상승시에 대하여 하강시에는 발생전압이 비교적 낮다. 이것은 증기의 온도강하가 부착 물방울의 기화의기화열의 효과가 큰데 대하여, 열기의 경우 이러한 물리적 변화를 수반하지 않는것에 기인한다고 생각된다. 여하튼 이러한 초전소자(5)의 감도특성에 의해, 히이터 가열후에 증기 검지하려고 한 경우, 열기에 의해 발생하는 잡음전압은, 증기에 의한 검지전압에 비하여 온도 하강시에 그 전압 진폭이 작기때문에, 본 발명의 회로구성 및 초전소자(5)의 접속극성에 의해 잡음전압을 증기신호로서 잘못 검지할 가능성이 대폭적으로 저멸된다.
또, 본 발명에 의해 이루어진 제 4 도에 표시한 센서 신호처리 수단의 회로는, T=CR로서 결정될때 정수가 T=0.5-1.0sec 전후가 되도록 선정된 콘덴서 C(42), 저항 R(46)으로 구성된 고역통과 RC회로(43)을 가지고 있다. 증기에 의해 발생하는 검지신호의 주파수 성분은 6Hz 이상의 주파수 대역까지 비교적 넓게 존재하는데 대하여, 증기에 의한 잡음전압은 10초에 1회 정도의 회전대(33)의 회전에 의해 유기되는 열기의 요동이 큰 요인이 되고 있기 때문에, 그 변화는 비교적 느리고 주파수 성분도 1/Tt 헤르츠(Hz)(단 Tt은 회전대(33)의 회전주기)에서부터 그 헤르츠 부근을 주체로 분포하고 있다.
따라서 상기한 바와같이 열시의 잡음이 혼재할 경우에도 이 고역통과 RC 회로(43)등의 저주파억제수단에 의해 저주파를 주체로 한 잔류열기에 의한 잡음 성분이 증기에 의한 신호성분 이상으로 멸쇠된다. 억제되는 주파수 대역을 어떻게 할 것인지는, 검출해야 할 신호전압의 주파수 성분과 멸쇠해야 할 잡음전압의 주파수성분과의 상대적인 관계로서 결정되나, 상기한 바와같은 조건으로부터 억제주파수의 실질적으로 적합한 상한치는 그 헤르츠에서부터 1/Tt의 범위, 특히 1헤르츠에서부터 2헤르츠로 설정하는 것이 가장 좋다. 이 결과 증기신호의 S/N 비를 높게 잡을 수 있고, 오검지가 발생할 확률이 대폭적으로 저멸한다. 또 이 고역통과 RC 회로(43)이 초전소자(5)에 직류전압이 인가되는 것을 방지하는 DC 커트회로로 하여도 기능하는것은 당연하다. 초전소자(5)는 일반적으로 은전극을 사용하고 있고, 은의 마이그레이션에 의한 절연열화를 방지하기 위하여 DC(직류) 전압의 인가는 피하지 않으면 안된다. 제 5 도(ii-b)는 이렇게해서 고역통과 RC 회로를 거친 전압파형을, 제 5 도(ii-c)는 이 전압이 다시 정류 다이오드(41)로서 반파정류되어 제어부(4)로 출력되는 전압파형을 표시하고 있다. 이와같이 가열실(1)내의 잔류열기에 의해 발생하는 잡음 전압은 센서신호 처리수단(12)에서 대폭적으로 억제되어 제어부(4)로 전달되게 된다.
제어부(4는), 조작부(13)의 입력 키이보오드로부터 입력된 입력신호에 의해, 조작부(13)으로 표시출력신호를 출력하기도 하고, 구동수단(11)을 구동하는 신호를 출력하여 마그네트론(3)을 작동시켜서 피가열물(2)를 가열하기도 하고, 회전대(33)을 회전시키는 등의 기능에 덧붙여서, 초전 소자(5)로부터 센서 신호처리수단(12)을 거쳐 전달되는 신호전압을 토대로 각부의 제어를 위한 판단을 행한다.
다음에 이 제어부에서의 검지나 제어의 방식에 대해서 제 6 도, 제 7 도에 입각하여 설명한다.
먼저 본 실시예에 있어서의 가열과 자동검지의 제어의 순서와 방법에 대하여, 제 7 도에 표시한 순서도에 따라서 설명한다. 먼저 가열실(1)에 피가열물(2)를 넣고 가열개시 키이를 누르면 제어부(4)로부터의 제어신호가 제어수단(11)로 전달되고 이 제어수단(11)에 의해 마그네트론(3)(고압트랜스(15)), 팬모우터(16), 회전대모우터(18)등의 구동이 개시된다(a). 제어부(4)의 안에서 가열경과시간 T의 계수를 개시한다(b). 가열경과시간 T가 소정시간의 개시시각 T1이 될때까지 기다린다(c). 계측수단(6)에서 신호전압의 전압치 D를 판독한다(d). 기록수단(7)에 판독된 전압치 D를 기록하여 최대치 Dm으로 하고, 이후 새롭게 판독된 전압치 D가 기록되어 있는 최대치 Dm보다 크면 이 값을 최대치 Dm으로 한다(e). 소정시간이 종료하는 시각 T2까지(e)를 반복한다(f). 문턱치 설정수단(8)에서 기록수단(7)에 기록 되어있는 최대치 Dm에 대응한 문턱치를 결정한다(g). T2이후, 비교계측수단(9)에서 신호전압이 문턱치를 일정시간 이상 초과하면 계수 N=1추가(N=N+1)한다(h). 계수 N이 소정의 수치(예를들면 5)가 될때까지 스텝(h)를 반복한다(i). N=5가 되면 검지시간으로서 T=td를 기록하고, 이것에 대응하여 마그네트론을 시작으로한 각부의 제어를 실시한다(j).
이상 순서도에 따라서 판정, 제어의 방법의 개요를 표시했으나, 다음에 제 6 도에 따라서 출력신호와 판정의 관계를 중심으로 설명한다.
제어부(4)내에 설치된 계측수단(6)에 의해 가열개시후의 소정시간 동안(T1에서부터T2)의 시간동안)반복 측정된 전압치 D의 가운데 최대치 Dm이 기록수단(7)에 기록된다. 그리고 제어부(4)의 문턱치 선정수단(8)은 기록수단(7)에 기록된 값 Dm에 대하여 검지레벨이 되는 문턱치를 결정한다.
T2이후 이 문턱치에 검출신호가 달하고 있는지 아닌지를 비교계측수단(9)가 식별하고, 연속해서 일정회수 설정한 문턱치를 넘으면 비교계측수단(9)내에 설치된 카운터의 계수 N에 1을 추가(N=N+1)한다. 그리고 이 카운터의 계수 N이 미리 설정되어 있는 회수, 예를들면 5회에 달하면, 피가열물(2)의 가열상태의 성과가 적당한 상태에 달한 시각으로서 검지시각 td가 기록된다. 단 문턱치를 넘은 펄스신호의 회수는, 문턱치를 넘는 시간이 일정이상의 시간, 예를들면 100z이상 연속한때, 이것을 1카운트하는 등의 방법을 취한다.
제 1 표는 문턱치를 선택하기 위하여 사용하는 분류표의 일예이다.
[표 1]
Figure kpo00001
즉, 제 1 표에서는 Dm의 값의 3개의 범위별로 문턱치 설정용의 정수로서 3종류의 정수 0.5, 0.4, 3.0이 준비되어 있고, 이 표에 따라서 문턱치가 결정된다.
다음에 제 6 도에 따라서 제 1 표를 사용한 경우의 신호 레벨과 검지사간 td의 관계에 대하여 설명한다. 제 6a 도는 전자레인지가 식은 상태(전회의 사용으로부터 일정기간이상 방치된 상태로부터 가열 스타아트한 예이고, 제 6b 도는 히이터 가열등의 직후에서 가열실(1)내에 다량의 잔류열기가 있는 상태에서 가열스타아트한 예를 표시하고 있다. 제 6a 도의 경우, 가열이 스타아트해서 피가열물(2)로부터 증기가 발생하기 까지의 동안, 신호레벨은 거의 0에 가깝고 제 1 의 소정시간(T1에서부터T2)내에 검출되는 최대치 Dm은 0.2V이며, 문턱치는 0.5V로 설정된다. 이 결과 비교 계측수단(9)에 의해 완성검지시간 td가 결정되게 된다. 한편 제 6b 도의 경우 가열실(1)내의 다량의 잔류열기의 영향으로 인하여 가열스타아트직후에서부터 상당한 진폭의 신호레벨이 관측되고, 최대치 Dm은 0.7V이며, 문턱치는 1.1V로서 잔류열기때문에 발생하는 신호 레벨(Dm)보다 높은 값으로, 도 당연한 일이지만 냉시의 제 6a 도의 경우에 비교해서 높은 값으로 설정된다.
이상에서 설명한 바와같이 완성 검지시간 td를 결정하는 문턱치는 피가열물(2)로부터 가열증기가 발생하기 이전부터 검출되는 잔류열기 등에 의한 신호전압에 대응하여 설정되므로, 히이터 가열직후와 같은 열시에 있어서도 잔류열기에 의한 신호전압에 의해 오검지(빨리끄기)해버리는 등의 일은 없다.
또한, 최대치 Dm이 일정치 이상의 경우, 표 1의 예에서 2.5〈Dm일때, Dm의 값에 관계없이 문턱치를 일정치 3.0으로 하고 있는것은 문턱치가 너무커서 검지할 수 없다(피가열물로부터 발생하는 증기에 의한 신호가 문턱치에 달하지 못한다)는 등의 일을 방지하기 위해서이다.
또한 본 실시예의 초전소자(5)는 초전성을 구비한 세라믹소자로 구성되어 있으나, 이 소자는 압전성도 겸비하고 있어도 지장없고, 예를들면 압전버저나 초음파 마이크로폰등 압전소자의 특성을 사용한 것이라도 초전성을 가진 물건이면, 본 발명의 내용을 만족시킬 수 있는 것은 말할 나위도 없다.
본 발명의 가열장치는 우선 첫째로 센서신호 처리수단이 초전소자의 발생하는 전압가운데 초전소자의 온도 강하시에 발생하는 극정의 전압(반파)만을 검출하는 구성으로 함으로서, 히이터 가열후에 가열실에 다량의 열기가 남은 상태에서 스타아트하여도, 스타아트 직후의 수십초간에 잔류 열기에 의해 초전소자의 온도가 상승하여 발생하는 대진폭의 전압이 제거되므로 이 종류의 잔류열기에 의한 오검지가 방지된다. 또, 초전소자의 감도특성으로부터 온도하강시의 열기의 요동에 대한 감도가, 증기의 요동에 대한 감도보다 낮아지기 때문에, 잔류열기에 의한 오검지가 발생하기 어렵게 되어있다.
또, 둘째로 센서신호처리수단이 변화가 느린 주파수 성분을 제거하는 저주파억제수단을 가진 구성으로 있으므로 피가열물로부터 발생하는 증기의 요동신호에 의해 변화가 느린 회전대의 회전등에 의해 유발되는 잔류열기와의 열적수수에 의해서 발생하는 전압성분이 제거되고, 이들 잔류열기에 의한 오검지가 발생할 확률을 대폭적으로 저멸할수 있다.
세째로 제어부에서의 검지의 판정은, 가열개시후의 일정기간(제 1 의 소정시간)신호 전압의 최대치를 잡아서, 이 최대치에 대하여 일정한 규칙에 따라서 검지레벨인 문턱치를 설정하고, 이 문턱치를 넘는 일정시간 폭 이상의 전압펄스가 일정회수(예를들면 5회) 이상 카운트된 시점을 검지 시각 td로 하는 등의 방법으로 실효적인 전압신호 레벨을 검출함으로서 히이터 가열직후와 같이 가열실내의 잔류증기에 의한 잡음신호레벨이 높은 경우에도 이 잡음신호를 오검지하여 빨리 꺼버리는 등의 문제를 해소할 수 있다.
특히 제 1 식별수단에서는 실질적인 최대치를 검출하여 이 값에 대하여 문턱치를 결정하는 한편, 비교계측수단에서는 일정시간폭 이상 이 문턱치를 넘는 신호펄스를 카운트하는 것과 같이 신호전압의 판정방법을 바꿈으로서, 노이즈신호와 증기신호의 분리를 보다 확실하게 할 수 있는 것이다.

Claims (12)

  1. 피가열물을 수용하는 가열실과, 피가열물을 가열하는 가열수단과 가열실내의 기체의 일부를 가열실밖으로 인도하기 위한 통기로와, 이 통기로에 배치된 초전소자와 이 초전소자의 출력신호를 빼내는 센서 신호처리수단과, 이 센서신호처리수단의 출력에 의해 상기 가열수단을 제어하는 제어부를 가지고, 상기 센서 처리수단 혹은 제어부의 적어도 한쪽에, 상기 초전소자가 열적수수에 따라서 발생하는 교류 전압 가운데 초전소자로부터 열을 방출할(온도가 강하할)때에 발생하는 쪽의 극성의 전압을 선택적으로 취득하는 선택수단을 가진것을 특징으로 하는 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 선택수단은 센서신호처리수단에 설치한 다이오드로한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 선택수단은 센서신호처리수단에 설치한 일방향의 극성만의 증폭특성을 가진 증폭회로로 한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 선택수단은 제어부에 설치한 일방향의 극성만의 전압을 선택적으로 채용한 회로수단으로 한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  5. 피가열물을 수용하는 가열실과 피가열물을 가열하는 가열수단과, 가열실내의 기체의 일부를 가열실밖으로 인도하기 위한 통기로와, 이 통기로에 배치된 초전소자와, 이 초전소자의 출력신호를 빼내는 센서신호처리수단과, 이 센서신호처리수단의 출력에 의해 상기 가열수단을 제어하는 제어부를 가지고, 상기 센서 신호처리수단은 상기 초전소자가 열적수수에 따라서 발생하는 교류출력전압가운데 저주파성분을 억제하는 저주파억제수단을 가지고 이 저주파 억제수단의 억제주파수의 실질적인 상한치를 2 헤르츠 이하로 한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 피가열물을 얹어놓는 회전대를 가지고, 저주파 억제수단은 억제주파수의 실질적인 상한치를 2 헤르츠에서부터 1/Tt 헤르츠(단 Tt는 회전대의 회전주기의 사이에 설정한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 저주파 억제수단은 고역통과 RC 회로로서 구성한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  8. 피가열물을 수용하는 가열실과 피가열물을 가열하는 가열수단과, 가열실내의 기체의 일부를 가열실 밖으로 인도하기 위한 통기로와, 이 통기로에 배치된 초전소자와, 이 초전소자의 출력신호를 빼내는 센서 신호처리수단과, 이 센서신호 처리수단의 출력에 의해 상기 가열 수단을 제어하는 제어부를 가지고, 이 제어부는 가열개시후의 소정시간동안, 상기 센서신호처리수단으로 부터의 출력전압의 실질적인 최대치를 기억하는 제 1 기억수단과, 이 제 1기억수단에 기억된 상기 최대치를 근거로 미리 설정한 소정의 관계식에 의해 문턱치를 산정하고, 또한 이 값을 기억하는 문턱치 설정수단과 상기 소정시간 이후 상기 센서신호처리수단으로 부터의 출력전압이 상기 문턱치에 달했는지 아닌지 비교 판정하여 이 판정결과를 출력하는 판정수단과, 이 판정수단으로부터의 출력에 의해 상기 가열수단을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열장치.
  9. 초전소자와, 이 초전소자의 출력신호를 빼내는 센서신호 처리수단을 구비하고, 이하의 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열장치의 제어방법.
    [제 1 스텝]
    가열개시 후, 소정시간동안, 센서신호처리수단으로 부터의 출력전압의 실질적인 최대치를 검출하고, 이 최대치인 제 1 의 값을 기억하는 스텝
    [제 2 스텝]
    이 제 1 의 값에 따라서, 미리 설정된 관계식에 의해 문턱치인 제 2 의 값을 산출하고, 이 값을 기억하는 스텝
    [제 3 스텝]
    센서 신호 처리수단으로 부터의 출력전압이 상기 제 2 의 값 이상으로 소정의 시간 이상 연속하여 이루어진 빈도 또는 상기 제 2 의 값 이상이 되는 누적시간의 적어도 한쪽을 계측하고, 소정의 값에 달한것을 검지하여 가열수단의 동작을 제어하는 스텝
  10. 제 9 항에 있어서, 제 2 스텍에서 미리 설정한 관계식은, 제 1 의 값이 소정치 이하의 경우, 제 2 의 값은 제 1 의 값의 크기에 관계없이 소정의 일정치로 설정한 것을 특징으로 하는 가열장치.
  11. 가열수단에 의해 가열되는 피가열물로부터 발생하는 증기가 인도되는 초전소자를 가지고 이 초전소자가 열적 수수에 따라서 발생하는 교류전압신호 가운데, 초전소자로부터 열을 방출할때에 발생하는 쪽의 극성의 전압을 억제한 전압신호를 가열제어에 이용하는것을 특징으로 하는 가열장치.
  12. 피가열물을 수용하는 가열실과, 피가열물을 가열하는 가열수단과, 상기 가열실내의 기체의 일부가 인도되는 초전소자를 가지고, 이 초전소자가 열적수수에 따라서 발생하는 교류전압신호 가운데, 저주파 성분을 억제하고, 그 전압신호를 가열제어에 이용하는 가열장치.
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