專利名稱：微波爐的自動控制方法
技術領域：
本發明涉及一種微波爐自動控制方法，更具體講，是涉及如下這樣一種微波爐自動控制方法這種方法將烹調控制劃分為兩種情況，一種情況是在水的沸點以下完成烹調，例如解凍和預加熱；一種情況是在水的沸點以上完成烹調，這樣就實現了精確的烹調控制。
微波爐自動烹調的技術業已進行的研究更多的是著眼于簡化烹調以增加消費者的方便。
在目前市場上出售的具有自動烹調功能的微波爐中業已使用了各種各樣的傳感器，據此，這種微波爐業已近乎為傳感器市場的很大一部分。
到目前為止，用于所述微波爐的傳感器包括處在加熱室中用于檢測溫度的傳感器、用于檢測濕度的傳感器、用于檢測烹調過程中所產生的氣體的傳感器、蒸氣檢測傳感器以及用于檢測食物重量的傳感器，并且還有許多使用由這些傳感器所發出的傳感器信號控制烹調的方法。
然而，即使那些傳感器以多種方式被應用于烹調，但是仍不足以適用于使用弱加熱進行烹調的場合。
這就是說，在預加熱食物或使肉或魚解凍時，盡管控制點應該根據在整個烹調過程中所產生的潮濕的程度，即根據濕度來確定，但是由于難以檢測預加熱或解凍的濕度，所以，仍然存在難以控制烹調這樣的問題。
此外，當使用者打算在同一個容器中連續地進行解凍時，還存在著由于對控制時間的錯誤計算而造成的功能失常的問題，這種對控制時間的錯誤計算是由于前次烹調(例如前次解凍)所留下的、初步沸騰的水中產生的蒸氣導致的被檢測的濕度增加而引起的。作為對此的一種對策，盡管采用了多種解決辦法，例如說明在解凍時必須另外將容器擦凈并力圖通過用戶手冊使所有的使用者都了解這一點，結果都不理想，這是因為這樣做很可能使使用者感到繁瑣和不方便。
應用前述傳感器的控制算法有許多種，其中烹調周期控制算法是在應用濕度傳感器和氣體傳感器時所使用的典型的控制算法。
在一個普通的微波爐中使用氣體傳感器或濕度傳感器的烹調過程中所檢測的傳感器輸出電壓的典型的變化方式如
圖1所示在水開始沸騰的時刻由于在進行食物烹調時產生蒸氣或氣體而該傳感器的輸出信號劇增。
總熱量Q可以用下列公式表示，其中Q是直到食物在微波爐內被加熱并烹至適當程度為止所吸收的總熱量。
Q＝M×C×(tf－ti)＋(M×B)...........公式(1)其中，C是該食物的比熱，M是食物的質量，tf是食物中水分的沸騰溫度，ti是食物的初始溫度，而B是專指食物的潛熱和分解熱量。
由于總熱量Q將與微波爐所產生的總熱量相等，該總熱量可以表示如下Q＝T×P...........公式(2)
其中，T是總的烹調時間，而P是該微波爐的輸出功率。
于是，可以由公式(1)和(2)得到以下公式(3)。
T＝1/P(M×C×(tf－ti))＋1/P(M×B).........公式(3)因為第一項是由開始烹調至食物中的水分沸騰這一段時間，而第二項是由所述水分開始蒸發至蒸發完畢這一段時間，所以總的烹調時間可以表示如下T＝T1＋KT...........公式(4)其中T1＝1/P(M×C×(tf－ti))K＝B/(C×(tf－ti))其中K是一個烹調常數。
因此，如果根據烹調的種類應用了一個恰當的烹調常數K，應用分布在該微波爐的鍵盤上的鍵可以進行自動烹調。就是說，如果參考檢測點是根據食物開始沸騰的時刻(亦即傳感器的輸出信號劇增的那一時刻)設定的，那么參考檢測周期(即由開始烹調至檢測這段時間)將是T1。
因此，該微波爐將再運行一段時間，這段時間與將如上所得到的時間周期T1乘以烹調常數K所得到的那段時間周期一樣長。即，該微波爐總的運行時間周期將是這樣的一段時間，即對應于參考檢測周期T1的那段時間加上所確定的參考檢測周期T1與烹調常數K相乘得到的那段時間。
然而，各種微波爐利用當前所使用的濕度傳感器、溫度傳感器和氣體傳感器按普通的烹調完成點來控制，當按照現代生活模式烹調冷凍食品變得更為頻繁時，在微波爐的諸項功能中賦予解凍功能的重要性則一天天增加。
同時，當烹調是在水的沸點以下完成時，例如預加熱或解凍時，微波爐一直存在這樣的問題，這就是它應該裝備一些輔助傳感器，例如重量傳感器，這是因為用于普通微波爐的、采用水的沸點作為參考檢測點的算法不能應用于這種情況。
本發明的任務是提供一種微波爐自動控制方法，利用這種方法可以實現這樣一種精確的烹調控制，即通過使用一個可檢測食物烹調過程中所產生的輻射熱的傳感器使得可以設定比水的沸點還要低的參考檢測點，而無需任何附加的輔助傳感器。
本發明的這些以及其它的目的和特點可以通過提供一種微波爐自動控制方法來實現，該方法包括以下一些步驟存儲烹調常數，用于根據烹調種類存儲相應烹調常數；初始化微波爐，用于將一個烹調時間周期監測定時器初始化；存儲一個溫度檢測傳感器的初始值并設定一個相應的烹調常數；磁控管運行，用于利用菜單鍵操縱一個磁控管以及所述烹調時間周期監測定時器；烹調過程確認，用于確認所使用的菜單鍵是一種水不沸騰的烹調過程；設定水不沸騰的烹調過程的附加的磁控管運行時間周期，用于在進行過所述烹調過程確認步驟而發現所選擇的菜單鍵是用于水不沸騰的烹調過程時，根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓到達解凍參考點的時間周期和所設定的烹調常數來設定所述磁控管的附加運行時間周期；設定水沸騰的烹調過程的附加的磁控管運行時間周期，用于在進行過所述烹調過程確認步驟而發現所選擇的菜單鍵是用于有水沸騰的烹調過程時，根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓達到最大上升點的時間周期設定該磁控管的附加運行時間周期；以及附加的磁控管運行，用于操縱該磁控管使其運行所設定的該磁控管的附加運行時間周期那么長的時間。
圖1是在一個普通的微波爐進行烹調時所檢測到的輸出電壓的波形。
圖2是一幅應用了本發明的微波爐的透視圖。
圖3是根據本發明的一個微波爐在烹調凍肉時所檢測到的一個傳感器的輸出電壓的波形。
圖4是一幅根據本發明的微波爐自動控制方法的流程圖。
如圖2所示，應用了上述自動烹調控制方法的微波爐包括一個用于開/關的門6、一個位于加熱室1前面的用于操作和顯示的控制面板2、一個與位于加熱室1中的一個轉盤驅動馬達相連接的轉動軸5、定位于轉動軸5頂部的用于轉動的一個托盤4和若干滾輪7，盡管圖中未示出，還有一個熱源磁控管和一個固定在加熱室1外側的高壓變壓器。
盡管圖中并沒有示出，位于所述加熱室內部的是一個用于通過檢測由食物發出的輻射熱來遠距離檢測該食物的傳感器、包裹食物的包或容器。這里所使用的傳感器是一種熱電元件，或一種輻射熱測量計型熱敏電阻，這種熱敏電阻利用了黑體和非黑體的輻射熱吸收性質。
圖3示出了利用本發明中所使用的熱電元件在烹調時進行檢測的例子，顯示在將200g凍肉烹調20分鐘過程中一個傳感器的輸出電壓。
在烹調進行過程中一傳感器輸出電壓的變化將在以下參考附圖3加以說明。
首先，當一片溫度低于0℃的肉業已被放入所述微波爐時，該傳感器的輸出電壓急劇下降。這樣的一種現象可以被用作一種自動解凍識別功能。一旦所述磁控管投入運行，首先在肉的表面形成水膜，使表面溫度上升得比其內部要快得多，顯示出該傳感器的輸出電壓上升。因此，在實際解凍時，通過食物本身的熱傳遞加熱處在烹調狀態的食物的內部將與通過使磁控管持續工作用該磁控管進行加熱同步進行。如從圖3見到的那樣，當該傳感器的輸出電壓恢復到食物被放入之前的范圍時，解凍就完成了。于是，通過實驗所得到的絕對數值A可以被選定作為一個參考點，即作為一個用于確定烹調完成時刻的解凍參考點。解凍參考點A對應于大約表面溫度5℃，并且對應于該溫度檢測傳感器的輸出電壓大約為1.67V。另一方面，當水通過持續加熱開始沸騰時，所述信號輸出顯示出由于迅速產生蒸氣而迅速上升，這一點被設定為參考檢測點，即有水沸騰的烹調過程的最大上升點B。
關于該傳感器的輸出電壓的這樣的變化，解凍的種類被確定在解凍參考點A和最大上升點B之間，在解凍和預加熱時，可以通過檢測解凍參考點A對實際的烹調時間周期加以適當地控制。
這就是說，通過以下兩種情況可以實現自動烹調，一種情況是解凍，通過將在業已被設定為參考檢測點并且被應用于其上的解凍參考點A的該傳感器的輸出電壓乘以所述解凍烹調常數而得到所述解凍完成時間周期；另一種情況是預加熱，類似在固定所述烹調系數之后的解凍情況，通過將所述預加熱烹調常數乘以所應用的所述解凍參考點A的該傳感器的輸出電壓而得到所述加熱完成時間周期。
而在需要水充分沸騰的烹調的情況下，借助于在最大上升點B設定所述參考檢測點并且確定所需要的烹調常數來實現自動烹調是切實可行的。
因此，當使用者根據烹調的種類使用烹調選擇鍵利用該傳感器的輸出電壓時，如圖3所示，所述參考檢測點可以設定在解凍參考點A或設定在最大上升點B。
這就是說，在解凍的情況下，解凍參考點A被設定為所述參考檢測點，而在伴隨有水沸騰的一般烹調的情況下，所述最大上升點被設定為所述參考檢測點。
一旦所述參考檢測點通過前面所述過程被設定，可以采用由烹調開始到達所述參考檢測點所需要的時間周期T1，并且在此以后可以利用類似于常規技術中所使用的控制方法的一種方法。
這就是說，由于總的烹調時間周期T是T＝T1＋KT1，如果所述微波爐再運行一段時間，該時間通過將已被列表和被存儲的烹調常數K乘以參考檢測周期T1所得出，該烹調就可以完成了。
根據本發明使用傳感器的輸出電壓的自動烹調控制方法將在下面參考圖4加以說明。
首先，進行烹調常數存儲步驟10，用于根據烹調的種類(例如預加熱、解凍、燙和燜)制表并將烹調常數K的表存儲。
在進行過所述烹調常數存儲步驟之后，進行微波爐初始化步驟，包括檢索是否使用了菜單鍵步驟11、當菜單鍵被使用后初始化一烹調時間周期監視定時器以測量烹調時間周期的步驟12、轉動轉盤步驟13、存儲一溫度檢測傳感器的初始值的步驟14以及設定相應的烹調常數的步驟15。
在這里，烹調常數K是利用菜單鍵設定的。這就是說，如果使用的菜單鍵是用于預加熱，那么就設定對應于預加熱的烹調常數，如果使用的菜單鍵是用于解凍，就設定對應于解凍的烹調常數，如果使用的菜單鍵是用于燙，就設定對應于燙的烹調常數。
在進行所述微波爐初始化步驟之后，進行磁控管運行步驟16，用來操縱磁控管并啟動烹調時間周期監測定時器。
在進行磁控管運行步驟之后，進行烹調過程確認步驟17，用于確認在該微波爐的初始化步驟中使用者所應用的菜單鍵是用于一個水不沸騰的烹調過程。
在進行過所述烹調過程確認步驟而得知所使用的菜單鍵是用于一個水不沸騰的烹調過程(例如預加熱或解凍)時，進行為水不沸騰的烹調過程設定一個附加的磁控管運行時間周期的步驟18、19、20、21和22，以便根據該溫度檢測傳感器的輸出電壓在取解凍參考點A作為所述的參考檢測點情況下達到所述解凍參考點的時間周期和所設定的該磁控管的附加運行時間周期來設定磁控管的附加運行時間周期。即所述溫度檢測傳感器的輸出電壓被檢測和存儲的步驟18及將所檢測到的該溫度檢測傳感器的輸出電壓與該溫度檢測傳感器被存儲的先前的輸出電壓加以比較的步驟19。根據該比較的結果，檢測該溫度檢測傳感器的輸出電壓的步驟可以重復進行，直到該溫度檢測傳感器的輸出電壓達到所設定的解凍參考點為止的步驟20。并且，在進行過所述比較之后，當所述溫度檢測傳感器的輸出電壓業已達到解凍參考點A時，檢測并存儲該溫度檢測傳感器的輸出電壓到達解凍參考點A之前所述磁控管的運行所用時間的步驟21，并且根據所存儲的到解凍參考點A為止的所述磁控管的運行所用時間周期和所設定的烹調常數設定該磁控管的附加運行時間周期的步驟22。解凍參考點A被設定在對應于大約5℃的食物表面溫度的該溫度檢測傳感器的輸出電壓處，根據實驗，這一表面溫度對應的該溫度檢測傳感器的輸出電壓值為1.67V。
在這里，所述磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以所存儲的到達所述解凍參考點所用的時間周期而得出來的。
此外，通過根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓達到所述解凍參考點的時間周期和所設定的烹調常數來設置所述磁控管的附加運行時間周期，可以完成為水不沸騰的烹調過程設定該磁控管的附加運行時間周期的步驟。在這里，該磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以對應于到達所述烹調物的輻射熱的解凍參考點的時間周期而得出的。
在進行過所述烹調過程確認步驟而得知所應用的菜單鍵是用于有水沸騰的烹調過程(例如燙或燜)時，進行為有水沸騰的烹調過程設定所述磁控管的附加運行時間周期的步驟24、25、26、27和28，用來根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓在取該溫度檢測傳感器的輸出電壓的最大上升點作為所述參考檢測點的情況下到達一個最大上升點的時間周期來設定該磁控管的附加運行時間周期。即該溫度檢測傳感器的輸出電壓被檢測并被存儲的步驟24，及將該溫度檢測傳感器的被檢測到的輸出電壓與該溫度檢測傳感器的一個被存儲的先前的輸出電壓加以比較的步驟25。根據所述比較的結果，可以重復檢測該溫度檢測傳感器的輸出電壓的步驟，直到到達最大上升點為止。此時，該溫度檢測傳感器的輸出電壓即將開始迅速上升，此為步驟26。在進行過所述比較之后，當該溫度檢測傳感器的輸出電壓業已到達最大上升點B時，檢測并存儲該溫度檢測傳感器的輸出電壓到達最大上升點B為止的所述磁控管的運行所用時間的步驟27，及根據所存儲的直至所述最大上升點B為止該磁控管的運行所用時間和所設定的烹調常數來設定該磁控管的附加運行時間周期的步驟28。
在這里，該磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以所儲存的直到所述最大上升點為止的運行所用時間周期而得出來的。
此外，通過根據到達所述烹調物的輻射熱開始迅速增加時的最大上升點的時間周期和所設定的烹調常數來設定所述磁控管的附加運行時間以進行為有水沸騰的烹調過程而設定所述磁控管的附加運行時間周期的步驟。在這里，該磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以對應于到達所述烹調物的輻射熱的最大上升點為止該磁控管的運行所用時間周期而得出來的。
在進行過附加的磁控管運行時間周期設定步驟后，進行一個操縱磁控管的步驟23，以使該磁控管運行所述附加運行時間周期那么長的時間。
如前所述，本發明具有的優點在于，即使是使用一個需要在水的沸點以下完成烹調(例如預加熱和解凍)的菜單也能實現精確的烹調控制，這是由于本發明允許利用一個溫度檢測傳感器設定一個甚至低于水的沸點的參考檢測點，并且因為本發明不需要任何附加的傳感器，因此是經濟的。
盡管結合一些具體的實施例業已對本發明作了說明，顯然，還有許多可供選擇的形式和變換形式鑒于前面的說明對本領域里的普通技術人員是顯而易見的。因此，本發明意在包括落在所附權利要求書的構思和范圍之內的所有的可供選擇的形式和變換形式。
權利要求
1.一種微波爐自動控制方法，包括以下步驟存儲烹調常數，用于根據烹調種類存儲烹調常數；初始化微波爐，用于使一個烹調時間周期監測定時器初始化；存儲溫度檢測傳感器的初始值并設定相應的烹調常數；磁控管運行，用于使用菜單鍵操縱一個磁控管和所述的烹調時間周期監測定時器；烹調過程確認，用于確認所使用的菜單鍵是屬于一種水不沸騰的烹調過程；為所述水不沸騰的烹調過程設定附加磁控管運行時間周期，用于在進行過所述烹調過程確認步驟而得知所選擇的菜單鍵是用于所述水不沸騰的烹調過程時，根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述解凍參考點的時間周期和所設定的烹調常數設定該磁控管的附加運行時間周期；為有水沸騰的烹調過程設定附加磁控管運行時間周期，用于在進行過所述烹調過程確認步驟得知所選擇的菜單鍵是用于有水沸騰的烹調過程時，根據所述溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述最大上升點的時間周期設定該磁控管的附加運行時間周期；以及附加磁控管運行，用于操縱該磁控管運行所設定的該磁控管的附加運行時間周期那么長的時間。
2.根據權利要求1所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述烹調常數是由所使用的菜單鍵設定的。
3.根據權利要求1所述的微波爐自動控制方法，其特征在于為所述的水不沸騰的烹調過程設定附加的磁控管運行時間周期的步驟包括一個用于檢測和存儲所述溫度檢測傳感器的輸出電壓的步驟；一個用于將所檢測到的該溫度檢測傳感器的輸出電壓同一個被存儲的先前的該溫度傳感器的輸出電壓加以比較的步驟；一個用于根據所述比較的結果重復檢測所述溫度檢測傳感器的輸出電壓直到所述溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述解凍參考點為止的步驟；一個在進行過比較得知所述溫度檢測傳感器的輸出電壓業已達到所述解凍參考點時用于檢測和存儲直至該溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述解凍參考點為止所述磁控管的運行所用時間的步驟；以及一個用于根據所存儲的直至所述解凍參考點為止的所述磁控管的運行所用時間周期和所設定的烹調常數來設定該磁控管的附加運行時間周期的步驟。
4.根據權利要求3所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述解凍參考點被設定在所述溫度檢測傳感器的對應于食物表面溫度為5℃的輸出電壓處。
5.根據權利要求4所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述的解凍參考點被設定在所述溫度檢測傳感器的輸出值為1.67V處。
6.根據權利要求3所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述的磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以所儲存的直至所述解凍參考點為止的運行所用時間周期而得出來的。
7.根據權利要求1所述的微波爐自動控制方法，其特征在于為有水沸騰的烹調過程設定附加的磁控管運行時間周期的步驟包括一個用于檢測和存儲所述溫度檢測傳感器的輸出電壓的步驟；一個用于將所述溫度檢測傳感器的被檢測到的輸出電壓同該溫度檢測傳感器的被存儲的先前的輸出電壓加以比較的步驟；一個根據所述比較的結果重復檢測所述溫度檢測傳感器的輸出電壓直到該溫度檢測傳感器的輸出電壓開始迅速上升的最大上升點出為止的步驟；一個在進行過所述比較得知所述溫度檢測傳感器的輸出電壓業已到達最大上升點時用于檢測和存儲直到該溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述最大上升點為止所述磁控管的運行所用時間的步驟，以及一個用于根據所存儲的直至所述最大上升點為止的所述磁控管的運行所用時間周期和所設定的烹調常數來設定該磁控管的附加運行時間周期的步驟。
8.根據權利要求7所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述磁控管的附加運行時間周期是通過將所設定的烹調常數乘以所存儲的直至所述最大上升點為止的運行所用時間周期而得出來的。
9.根據權利要求1所述的微波爐自動控制方法，其特征在于為水不沸騰的烹調過程設定附加磁控管運行時間周期的步驟是通過根據所述烹調物的輻射熱開始上升的解凍參考點和所設定的烹調常數設定所述附加運行時間周期來進行的。
10.根據權利要求9所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述磁控管的附加運行時間周期是通過將直到所述烹調物的輻射熱開始增加時的解凍參考點為止的運行所用時間周期乘以所設定的烹調常數來設定的。
11.根據權利要求1所述的微波爐自動控制方法，其特征在于為有水沸騰的烹調過程設定附加磁控管運行時間周期是通過根據所述烹調物的輻射熱到達最大值的最大上升點和所設定的烹調常數設定所述附加運行時間周期來進行的。
12.根據權利要求11所述的微波爐自動控制方法，其特征在于所述磁控管的附加運行時間周期是通過將直到所述烹調物的輻射熱上升到達最大值時的最大上升點為止的該磁控管的運行時間周期乘以所設定的烹調常數來設定的。
全文摘要
本發明涉及一種微波爐自動控制方法，其將烹調控制劃分為在水的沸點以下完成烹調和在水的沸點以上完成烹調；并通過兩種方式設定烹調時間周期，一種方式是水不沸騰的烹調過程，將一個溫度檢測傳感器的輸出電壓到達開始上升點的時間設定為參考檢測點，另一種方式是水沸騰的普通的烹調過程，將該溫度檢測傳感器的輸出電壓到達所述最大值的時間設定為參考檢測點。
文檔編號F24C7/02GK1116290SQ95102859
公開日1996年2月7日 申請日期1995年3月14日 優先權日1994年3月18日
發明者夫鐘郁, 金泰潤 申請人:株式會社金星社