KR950010377B1 - 전자레인지의 습도검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자레인지의 습도검출장치

제 1 도는 종래 전자레인지의 습도검출 회로도.

제 2 도는 본 발명에 의한 전자레인지의 습도 검출장치 구성도.

제3(a)도 및 제3(b)도는 본 발명에 의한 정전용량 방식 습도검출부의 구조도.

제 4 도는 정전용량 방식 습도검출 설명도.

제 5 도는 정전용량에 따른 주파수 변환부의 회로도.

제6(a)도 및 제6(b)도는 수증기 발생에 따른 정전용량과 주파수를 각각 보인 파형도.

제 7 도는 습도값 주파수 검출에 따른 요리제어 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 가열실 3 : 배기구

10 : 습도검출부 11 : 브라케트

12a, 12b : 상, 하 전극판 13 : 전극단자

14 : 결합단자 15 : 도선

20 : 주파수 변환부 30 : 콘트롤러

본 발명은 전자레인지의 습도 검출장치에 관한 것으로, 특히 정전용량식 습도센서를 구성하여 습도를 검출함으로써, 조립의 간편성, 신뢰성 향상 및 원가 절감에 적당하도록 한 전자레인지의 습도 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자레인지에 있어서, 자동요리를 위해서는 음식물의 가열정도를 검출하여야 하는데, 이를 위해서 습도센서를 이용하여 가열실내의 습도량을 검출하게 되며, 습도센서로는 화학식의 가스 센서나 서어미스타를 사용하고 있다.

제 1 도는 종래 전자레인지의 습도검출 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 각각 직렬접속된 두개의 서어미스타(TH1)(TH2)와 두개의 저항(R1)(R2)을 전원단자에 접속된 저항(R6)과 접지단자 사이에 브릿지형으로 병렬연결하여 각 직렬접속점(a)(b)을 통해 습도 검출전압을 출력하는 습도검출부(1)와, 그 습도검출부(1)의 직렬접속점(a)(b)의 출력전압을 저항(R3)(R4) 및 연산증폭기(OP1)를 통해 차등증폭하고, 이를 저항(R10) 및 접지 콘덴서(C1)를 통해 평활시켜 마이컴(3)의 아날로그/디지탈입력단자(A/D1)에 인가시키는 증폭부(2)로 구성되어 있다. 여기서, 습도센서란 상기 두개의 서어미스타(TH1)(TH2)를 의미한다.

이와 같이 구성된 종래 전자레인지의 습도검출 회로는, 전원이 인가된후, 습도검출을 시작하게 되면, 상기 서어미스타(TH1)(TH2)가 취부된 곳의 온도 및 습도값에 의해 각각의 저항치가 가변되어 흐르는 전류량이 변하게 된다. 이에따라 검출되는 온도 및 습도에 비례해서 두접속점(a)(b)의 평형이 어긋나면서 그 차이가 증폭부(2)를 통해 증폭되어 마이컴(4)의 제 1 입력단자(A/D1)에 입력되고, 이를 마이컴(3)이 습도검출값으로 인지하게 된다.

그런데, 이와 같은 브릿지 평형회로를 사용하여 습도를 검출하는 경우에 있어서는, 습도검출 시작전에 항상 브릿지의 두접속점(a)(b)의 평형을 맞춘후 습도검출을 시작해야 한다. 그러므로, 평형조절을 위해서 마이컴(3)이 상기 브릿지의 저항(R2)의 저항치를 가변시켜야 하며, 이를 위해 다수의 저항을 상기 저항(R2)과 병렬로 연결되도록 선택제어하거나 그 저항을 통해 흐르는 전류량을 제어하는등 복잡한 평형조절회로가 필요하고, 아울러 또다른 입력단자를 통하여 상기 평형점(b)의 전압을 마이컴(3)이 읽어들이고, 그 전압과 상기 습도 검출 입력단자(A/D1)의 전압이 서로 같아질때까지 상기 저항(R2)의 저항치를 가변시켜 평형을 맞추어야 하므로, 마이컴(3)의 프로그램이 복잡해지고, 아날로그/디지탈 입력포트가 하나 더 괼요하게 된다.

본 발명의 목적은 이러한 종래 복잡한 구조의 습도검출장치의 문제점을 개선코자 간단한 구조의 정전용량 방식으로 습도를 검출할 수 있게한 전자레인지의 습도 검출장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 배기구상에 복수개의 상하 전극판이 각각 일정한 간격을 두고 배열되어 그 상하 전극사이를 통과하는 습기 및 공기에 의해 정전온량이 가변되어 습도치를 검출하는 습도검출부와, 그 습도검출부의 정전용량변화치를 주파수신호로 변환시키는 주파수 변환부와, 그 주파수 변환부에서 출력되는 주파수신호를 입력받아 습도로 인지하여 가열제어를 하는 메인콘트롤러로 구성함으로써, 달성되는 것이다.

이하, 본 발명에 의한 전자레인지의 습도검출장치 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명에 의한 전자레인지의 습도검출장치 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 배기구(3) 상에 복수개의 상하 전극판(12a, 12b)이 각각 일정한 간격들 두고 배열되어 그 상하 선극판(12a, 12b) 사이를 통과하는 습기 및 공기에 의해 정전용량이 가변되어 습도치를 검출하는 습도검출부(10)와, 그 습도검출부(10)의 정전용량변화치를 주파수신호로 변환시키는 주파수 변환부(20)와, 그 주파수 번환부(20)에서 출력되는 주파수신호를 입력받아 습도치로 환산하여 가열제어를 하는 메인콘트롤러(30)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 습도검출부(10)는 제3(a)도 및 제3(b)도에 도시된 바와 같이 배기구(3)의 사이즈와 일치되게 배기구(3)상에 설치되는 소정 길이폭(L) 및 높이(H)와 소정의 폭(W)을 가지는 브라케트(11)와, 브라켓트(11)내에 각각 소정간격의 상하쌍을 이루고서 일정하게 고정배열된 상,하 전극판(12a)(12b)과, 상기 브라케트(11)의 좌우측 외벽으로 돌설되고 상기 상,하 전극판(12a)(12b)과 각각 전기적으로 연결된 전극단자(13)와, 상기 상 전극판(12a)과 하 전극판(12b)을 각각 공통으로 연결시키기 위하여 상기 브라케트(11)의 좌우측으로 돌설된 전극단자(13)를 각각 공통으로 하나씩의 도선(15)에 연결시키는 결합단자(14)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 전자레인지의 습도 검출장치는, 상기 상,하 전극판(12a)(12b)이 각각 전극쌍을 이루도록 고정배열된 브라켓트(11)를 배기구(3)의 통공 외측에 그 배기구(3)와 일치시켜 고정시키고, 일측 전극단자와 타측 전극단자를 각각 결합단자를 이용하여 공통으로 도선(15)에 연결하고, 일측도선을 주파수 변환부(20)에 연결하고, 타측도선을 전자레인지의 몸체 케이스에 연결시킨다.

이에따라 상기 상 전극판(12a)은 공통으로 주파수 변환부(20)에 연결되고, 하 전극판(12b)은 공통으로 접지된다.

이와 같이 상, 하 전극판(12a)(12b)을 브라켓트(11)를 통하여 배기구(3)상에 설치하고, 전원을 인가하게 되면, 각각의 상, 하 전극판(12a)(12b) 사이에 정전용량이 발생된다.

즉, 정전용량(C)은 제 4 도에 도시된 바와 같이 상, 하 전극판(12a)(12b)의 면적(S) 및 그 상, 하 전극판(12a)(12b) 사이의 유전체의 유전을(ε)에 비례하고, 두판 사이의 간격(d)에 반비례한다.

정전용량이다.

이에따라 그 상, 하 전극판(12a)(12b)의 면적(S) 및 간격(d)은 고정이므로, 사이를 통과하는 공기의 유전율(ε)에 의해 상기 정전용량(C)이 변하게 되고, 그 공기의 유전율(ε)은 수증기가 얼마나 포함되어 있느냐에 따라 달라지므로, 정전용량의 변화량에 의해 습도변화량을 정확히 검출할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같이 정전용량(C)의 가변치를 주파수로 변환하는 주파수 변환부(20)는 제 5 도에 도시된 바와 같이 타이머 아이씨(21)를 이용하여 무안정 멀티 바이브레이터를 구성하고, 상기 습도검출부(10)의 가변 정전용량(C)에 의해 주과수(f)를 발생시킨다.

이에따라, 건조한 공기가 습기가 포함된 공기보다 유전율이 크기때문에 습도가 많아질수록 정전용량(C)는 낮아지고, 그 정전용량이 낮아질수록 주파수(f)는 높아진다. 즉, 습도가 많아질수록 주파수가 높아진다.

따라서, 음식물이 가열되면, 수증기가 발생되고, 그 수증기에 따라 유전율이 변화되어 제6(a)도에 도시된 바와 같이 정전용량(C)이 수증기 발생시점(t1)에서 급격이 낮아진다. 그리고, 정전용량(C)이 낮아지면 주파수(f)가 높아지므로, 제6(b)도에 도시된 바와 같이 수증기 발생시점(t1)에서 주파수(f)가 급격히 높아진다.

이와 같이 주파수 변환부(20)에서 수증기량에 따라 가변되는 주파수신호가 발생되면, 메인콘트롤러(30)에서는 제 7 도에 도시된 바와 같은 제어흐름으로 습도값을 인식하여 요리제어를 하는데, 이를 위해서 그 메인콘트롤러(30)에는, 상기 주파수 변환부(20)의 주파수신호를 읽어들이는 주파수입력수단과, 주파수값을 읽어 들이기 시작하기 위한 입력 기준값 및 자동요리를 위한 요리종류별 요리완료 기준값을 미리 저장하여 두는 저장수단과, 상기 입력 주파수가 상기 입력 기준값 이상인지를 판별하는 입력시점 판별수단과, 상기 입력 주파수가 상기 입력 기준값 이상이 되면, 상기 주파수 입력수단을 통하여 일정한 간격으로 소정횟수 입력받아 최대치와 최소치를 제외하고 평균치를 구하는 평균치 연산수단과, 그 평균치가 요리완료 기준치 이상이 될때까지 상기 평균치 연산과정을 반복수행하게 하고 그 평균치가 요리완료 기준치 이상이 되면, 조리완료 신호를 발생시키는 조료완료시점 판별수단을 구비시킨다.

여기서, 각 수단들은 소프트웨어적으로 이루어지는 기능블록으로 구성할 수 있게 된다.

이에따라 그 메인 콘트롤러(30)는, 음식물을 가열하면서, 습도검출주파수(f)가 기준값이내에 있는지를 판별하고, 수증기 발생에 따라 기준값보다 높아지게 되면, 그, 주파수값을 일정한 간격으로 10회를 읽어서 최대(MAX) 및 최소(MIN)치를 삭제하고 평균치를 구한다 이어서, 그 평균치가 조리완료 기준치에 도달되었는지를 판단하고, 기준치에 도달되지 못하였으면, 더 가열해야 하므로, 상기 평균치를 구하는 과정을 반복 수행하고, 상기 습도 검출 주파수의 평균치가 요리완료 기준치에 도달하면, 조리완료 신호를 발생시켜 가열중지 및 요리완료 음발생등을 제어하고, 요리를 완료한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수증기 발생량을 정전용량 방식에 의해 검출하게 되고, 그 정전용량 방식 습도 검출부의 구조가 단순하고, 취부가 간편하며, 평형조절등이 필요치 않기 때문에 인가 절감 효과가 있고, 습도값을 정확히 검출하여 자동요리의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 전자레인지의 배기구(3)상에 복수개의 상히 전극판(12a, 12b)이 각각 일정한 간격을 두고 배열되어 그 상하 전극판(12a, 12b) 사이를 통과하는 습기 및 공기에 의해 정전용량이 가변되어 습도치를 검출하는 습도 검출부(10)와, 그 습도검출부(10)의 정전용량변화치를 주파수신호로 변환시키는 주파수 변환부(20)와, 그 주파수 변환부(20)에서 출력되는 주파수신호를 입력받아 습도치로 환산하여 가열제어를 하는 메인콘트롤러(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 습도 검출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 습도검출부(10)는, 상기 배기구(3)의 사이즈와 일치되게 배기구(3)상에 설치되는 브라케트(11)내에 각각 소정간격으로 상하 쌍을 이루는 상, 하 전극판(12a)(12b)을 일정하게 고정배열하고, 그 상, 하 전극판(12a)(12b) 사이를 통해 배기될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 습도 검출장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 습도검출부(10)는, 3쌍의 상, 하 전극판(12a)(12b)이 브라케트(11)내에 고정설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 습도 검출장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러(30)는, 상기 주파수 변환부(20)의 주파수신호를 읽어들이는 주파수입력수단과, 주파수값을 읽어들이기 시작하기 위한 입력 기준값 및 자동요리를 위한 요리종류별 요리완료 기준값을 미리 저장하여두는 저장수단과, 상기 입력 주파수가 상기 입력 기준값 이상인지를 판별하는 입력시정 판별수단과, 상기 입력 주파수가 상기 입력 기준값 이상이 되면, 상가 주파수 입력수단을 통하여 일정한 간격으로 소정횟수 입력받아 최대치와 최소치를 제외하고 평균치를 구비하는 평균치 연산수단과, 그 평균치가 요리완료 기준치 이상이 될때까지 상기 평균치 연산과정을 반복수행하게 하고 그 평균치가 요리완료 기준치 이상이 되면, 조리완료신호를 발생시키는 조료완료시점 판별수단을 포함시켜 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 습도 검출장치.