專利名稱：微波爐自動解凍裝置及其控制方法
技術領域：
本發明屬微波爐技術領域。具體地說，本發明推出了一種微波爐自動解凍裝置，并提供了控制這種裝置進行自動解凍的方法。
通常，微波爐都具有使冷凍食物解凍的自動解凍功能。微波爐的自動解凍工能有些是由自動解凍裝置來完成的。
圖1示出了一種典型的微波爐自動解凍裝置的結構方框圖。這種典型的解凍裝置有一個配置在微波爐烤箱1內的轉盤3。轉盤3帶著所盛的冷凍食物2-起轉動，使食物2適當地得到解凍。在轉盤3下裝有一個重量傳感器4，用來測量盛在轉盤3中的食物2的重量。重量傳感器4接到一個微處理器5上，將一個食物重量信號輸給微處理器5。微處理器5通過對傳感器4的重量信號進行運算，計算出使冷凍食物2解凍所需的解凍時間，輸出一個用來驅動微波爐的解凍控制信號。微處理器5接到一個時間顯示器6上，時間顯示器根據微處理器5輸出的解凍控制信號顯示解凍時間。有一個輸出驅動單元7接到微處理器5上，這個輸出驅動單元7根據微處理器5輸出的解凍控制信號輸出一個驅動信號，對微波爐的磁控管8進行驅動，使磁控管8在微處理器5所計算出的解凍時間內產生高頻電磁波(即微波)。
在圖1中，標號9所標記的是一個用來將箱1內從食物2散發出來的蒸汽或氣體排放到微波爐外的排氣口。
圖2為一種控制上述解凍裝置的解凍操作的方法的流程圖。
當將冷凍食物2裝入烤箱1的轉盤3要進行自動解凍時，轉盤3下的重量傳感器4就測出食物2的重量。傳感器4根據可測出的食物重量向微處理器5輸出食物重量信號。微處理器5對重量信號進行運算，得出使冷凍食物2解凍所需的解凍時間。
從而，微處理器5向時間顯示器6和輸出驅動單元7輸出解凍控制信號。一接收到解凍控制信號，時間顯示器6就顯示解凍時間，而驅動單元7就輸出一個驅動磁控管8的信號。因此，磁控管8起振，在微處理器5所計算出的解凍時間內產生高頻電磁波，使得盛在轉動的轉盤3內的冷凍食物解凍。簡要地說，典型的解凍裝置根據冷凍食物的重量計算出解凍時間，在這段所計算出的解凍時間內產生高頻電磁波，使冷凍食物解凍。
下面將結合圖2這個流程圖詳細說明典型解凍裝置的控制冷凍食物解凍操作的方法。
首先，檢驗控制面板上的一個選擇自動解凍功能的自動解凍鍵是否已經按下。如果自動解凍鍵并未按下，則微波爐執行其它功能。當自動解凍鍵已經按下時，則檢驗重量傳感器4的食物重量信號是否已經輸入。如果重量信號已經輸入，則對重量信號進行運算，計算出使冷凍食物2解凍所需的解凍時間。這里，解凍時間TR為食物重量W乘以0.6再加1，即TR(分)＝(W×0.6)+1在對食物重量信號進行了上述運算計算出解凍時間后，檢查微波爐的門是否已經關上。當門已經關上時，一個繼電器(未示出)接通，使磁控管8振蕩，啟動所要求的解凍操作，操作的持續時間等于解凍時間。如果門設有關上，則執行后繼功能。
如上所述，典型的自動解凍裝置測量冷凍食物重量，通過用一些預先設定的經驗數據對食物重量信號進行運算來得到所需的解凍時間。這種典型的自動解凍裝置及其控制方法例如在韓國專利公報No.92-1987及韓國實和新型公報No.89-6080中有公開。
然而，上述的解凍裝置及其控制方法有一個問題，在這種裝置中必需要有一個重量傳感器來對需解凍的食物的重量進行測量，因此增加了成本，成品率也會因結構復雜而降低。將重量傳感器安裝在轉盤下的安裝結構也比較復雜，這種微波爐的可靠性也有所降低。
由于典型的自動解凍裝置及其控制方法只根據所測到的冷凍食物的重量來進行解凍而不考慮所要解凍的食物的種類和被冷凍的程度，因此冷凍食物可能會被稍烤過了頭或解凍不足。此外，當不留意將冷凍食物連盤子一起放到轉盤上時，這種裝置執行解凍操作的時間會過長，因為解凍時間是根據食物和盤子的總重量計算出來的，因此會使食物烤過了頭，降低了微波爐的可靠性。
因此，本發明的一個目的是提供一種克服了上述缺點的微波爐自動解凍裝置。這種微波爐包括一個溫度傳感器、濕度傳感器，或者一個對冷凍食物散發出來的氣體或蒸汽進行測量的氣體傳感器。解凍裝置根據上述傳感器的輸出信號控制磁控管電磁波的輸出電平，從而恰到好處地自動使冷凍食物解凍。
本發明的另一個目的是提供一種控制自動解凍裝置進行解凍操作的方法。
一方面，就本發明可提供的微波爐自動解凍裝置來說，這種裝置包括一個轉盤，該轉盤可轉動地設置在微波爐的烤箱內，并帶著所盛的冷凍食物一起轉動，以使冷凍食物解凍均勻;
一個氣體傳感器，該傳感器安裝在微波爐排氣口，用來測量在解凍操作期間從烤箱通過排氣口排出的氣體或蒸汽的量，并向微處理器輸出一個氣體量信號;
微處理器，它通過對氣體傳感器的輸出的體量信號進行運算得出解凍時間后輸出，一個驅動微波爐的解凍控制信號;
一個輸出驅動單元，該單元根據微處理器輸出的解凍控制信號控制磁控管的高頻電磁波的輸出;
一個磁控管，該磁控管根據驅動單元的輸出信號在解凍時間內持續產生高頻電磁波;以及一個電源，該電源根據微處理器輸出的解凍控制信號向解凍裝置供電。
另一方面，就本發明所提供的控制微波爐解凍裝置的自動解凍操作的方法來說，這種方法包括以下各步a)檢驗選擇自動解凍功能的自動解凍鍵是否已經按下;
b)如果自動解凍鍵并未按下，則執行其它功能，如果自動解凍鍵已經按下，則啟動解凍操作;
c)將氣體傳感器輸出的氣體量信號的電平與一個預置電平進行比較;以及d)當氣體傳感器的氣體量信號的電平已經達到預置電平時，確定所要求的解凍已經完成，并終止解凍操作。
其中步C還包括下列各步執行第一解凍操作，對一定數量的冷凍食物加熱一段預定的時間;
完成第一解凍操作后，通過檢驗氣體傳感器輸出的氣體量信號的電阻比(resistance ratio)確定冷凍食物的數量和冷凍程度，用較低的電磁波強度執行第二解凍操作;
當氣體傳感器的氣體量信號電平在一段預定時間內改變了一定電平時，用最低的電磁波強度執行第三解凍操作。
本發明的以上目的和其它目的、特點和其它優點可以從以下結合附圖所作的詳細說明中更清楚地看出。在這些附圖中
圖1為一種典型的微波爐自動解凍裝置的結構方框圖;
圖2為一種控制圖，所示典型解凍裝置的自動解凍操作的方法的流程圖;
圖3為一種作為本發明的實施例的微波爐自動解凍裝置的結構方框圖;
圖4為一種控制本發明的解凍裝置進行自動解凍操作的方法的流程圖;
圖5為示出圖3所示裝置中的氣體傳感器的輸出信號(電阻比dG)與解凍時間之間的函數關系的特性曲線;
圖6為列出輻射到本發明的各種原料上的電磁波特性的表;
圖7為列出本發明的各種食物的介電特性的表，以及圖8A至8C為分別示出用本發明的解凍裝置進行自動解凍的食物在各階段的情況的示意圖。
圖3示出了本發明的一個實施例的微波爐自動解凍裝置的結構。這種解凍裝置有一個配置在微波爐烤箱11內的轉盤13。轉盤13帶著所盛的冷凍食物12一起轉動，使食物12得到很好解凍。有一個氣體傳感器14安裝在微波爐排氣口20處，并接到微處理器15上。氣體傳感器14對從烤箱11通過排氣口20排出的氣體量進行測量，并向微處理器15輸出一個氣體量信號。微處理器15通過對從氣體傳感順14的輸出信號或氣體量信號進行運算，計算出冷凍食品12所需的解凍時間，輸出一個驅動微波爐的解凍控制信號。微處理器15接到時間顯示器16上，時間顯示器16根據微處理器15的解凍控制信號顯示解凍時間。當然，時間顯示器16在微波爐進行烘烤操作期間將顯示烘烤時間。與微處理器15連接的輸出驅動單元17根據微處理器15的解凍控制信號控制磁控管18的高頻電磁波輸出。磁控管18根據驅動單元17的輸出信號，進行振蕩，在由微處理器15所得出的解凍時間內產生高頻電磁波(微波)。電源19與微處理器15連接，并根據微處理器15的解凍控制信號向解凍裝置供電。
在圖3中，標號21所標記的是一個轉動轉盤13的轉動馬達。
下面將結合圖3至8說明上述解凍裝置的工作情況。
當需解凍的冷凍食物12裝入烤箱11的轉盤13后，解凍裝置被啟動時，驅動單元17由微處理器15輸出的解凍控制信號驅動，并輸出一個驅動信號。驅動單元17的輸出信號加到磁控管18上，使磁控管18振蕩。磁控管18產生的電磁波向轉盤13上的冷凍食物12輻射。
通常，各種食物的電磁波透射，吸收或反射的特性如表6和7所列。當電磁波輻射到冷凍食物上，入射波的大小將減小一半。
即，當冷凍食物12受到電磁波的加熱時，其冷凍表面首先被融化，如圖8A所示。因此在食物12的整個表面上形成一層水層，如圖8B所示。在這種狀態下，電磁波被食物12的表面水層吸收，均勻地傳送到食物12的凍結內部。
當在食物12的整個表面上如上所述形成了水層時，由于電磁波被水層吸收，因此半解凍食物12的凍結內部的溫度均勻上升。在這種情況下，食物表面的水層產生濕氣、氣體和熱，如圖8C所示。因此可用一個傳感器(濕度傳感器、氣體傳感器或溫度傳感器)加以測量。在本實施例中，這個傳感器是安裝在排氣口20處的氣體傳感器14。
氣體傳感器14對從食物12的水層產生的氣體量加以測量，并向微處理器15輸出一個氣體量信號(電阻比dG)。接收到氣體傳感器14的輸出信號dG后，微處理器15檢驗食物12的解凍情況。由圖5示出的傳感器14輸出信號dG對解凍時間的特性可見，輸出信號dG在冷凍食物12已有一些解凍的解凍時間t1或t2有一個拐點。這說明在時間t1或t2電磁波迅速被食物12的已解凍部分吸收，因此使從食物12產生蒸汽或氣體得到了加速。
當氣體傳感器14的輸出信號dG加到微處理器15上，微處理器15確定冷凍食物12的解凍點，亦即氣體傳感器14的輸出信號dG的拐點t1和t2。當確定已經達到信號dG的拐點t1或t2時，微處理器15終止自動凍裝置的解凍操作，或者降低磁控管18的電磁波輸出強度，執行第二或第三解凍操作。
在本發明的自動解凍裝置中，所執行的第三解凍操作以保證使食物12無論其冷凍程度如何、冷凍情況怎樣和重量多少都能得到最佳解凍。在圖5中曲線A和B分別表示了少量食物和大量食物的解凍情況。
當氣體傳感器14的輸出信號dG的電平達到預定電平時，微處理器15確定冷凍食物12已經有效解凍，從而終止解凍裝置的解凍操作。這里，預定電平是一個根據經驗為氣體傳感器14的輸出信號而設置的電平。這個預置電平存儲在微處理器15內或存儲在微處理器15外的存儲器內。
圖4示出了控制上述解凍裝置的解凍操作的方法的流程圖。
為了自動解凍冷凍食物12，在冷凍食物12裝入烤箱11內的轉盤13后，按下自動解凍鍵(未示出)。微處理器15向時間顯示器16和輸出驅動單元17輸出解凍控制信號。接到解凍控制信號后，驅動單元17向磁控管18輸出驅動信號，使磁控管18振蕩。因此，磁控管18在預定時間內產生70%的電磁波，對冷凍食物12進行加熱。
這里，上述預定時間(設置為2分鐘左右)，是一段使冷凍食物解凍一定程度的時間，而70%的電磁波是指如果總加熱時間為100秒，則其中有70秒通過接通繼電器輸出電磁波，而另外的30秒則通過斷開繼電器不輸出電磁波。
當由于對冷凍食物12的第一解凍操作結束從食物12的水層產生出蒸汽或氣體時，氣體傳感器14就對氣體量進行測量。根據可測得的氣體量，氣體傳感器14向微處理器15輸出氣體量信號dG。
接收到氣體傳感器14的輸出信號dG后，微處理器15將信號dG的電平與根據經驗預光設置的電平加以比較，并檢查冷凍食物12的類型。
也就是說，微處理器15確定食物12是屬于兩種類型中的哪一種類型，第一類為大量的冷凍食物或少量冷凍過度的食物，第二類為少量的冷凍食物或大量冷凍不足的食物。確定食物12的類型是根據氣體傳感器14所測得的氣體量來進行的。
在第一類食物的情況下，產生相對少量的氣體，因此傳感器14的輸出信號電平相對較低。而在第二類食物的情況下，產生相對大量的氣體，因此傳感器14的輸出信號電平較高。
當通過信號電平比較確定傳感器14的輸出信號電平dG不小于預置信號電平，例如1.05時，就執行第二解凍操作。當氣體傳感器14的輸出信號電平小于1.05時，可以確定烤箱11內的食物12是屬于第一類型的，也就是說這食物12重量不小于500克，或雖然重量小于500克但受到深度冷凍。因而在這種情況下用40%的電磁波執行第二解凍操作。然而，當傳感器14的輸出信號電平不小1.05時，可以確定烤箱11內的食物12是屬于第二類型的，也就是說這食物12重量小于500克或雖然重量不小于500克但為輕度冷凍。因而在這種情況下用30%的電磁波執行第二冷凍操作。
在本發明中，可以根據需要將預置信號電平選為1.05、1.02或1.00，將電磁波的輸出強度選為15%、20%、30%或40%。
當在上述第二解凍過程中氣體傳感器14的輸出信號電平在30秒內變化了0.05左右時，微處理器15確定所要求的使冷凍食物12解凍即將完成，因此用10%的電磁波執行第三解凍操作。
此后，當由于用10%的電磁波加熱食物12而使氣體傳感器14的輸出信號電平達到了預置的解凍終止電平時，第三解凍操作結束。
下面結合圖4所示流程簡要地說明自動解凍操作的控制方法。首先，檢查選擇自動解凍功能的自動解凍鍵是否按下。如果自動解凍鍵沒有按下，則執行微波爐的其它功能。而當自動解凍鍵按下時，則在微波爐門關上的情況下執行解凍程序。然后，執行第一解凍操作，磁控管18用70%電磁波加熱食物12一段預定的時間或2分鐘。當在2分鐘后確定氣體傳感器14的輸出信號電平不小于預置電平1.05時，認為食物12是少量食物，因此用30%的電磁波執行第二解凍操作。然而，當在2分鐘后確定氣體傳感器14的輸出信號電平小于預置電平1.05時，認為食物12是大量食物，因此用40%的電磁波執行第二解凍操作。此后，當氣體傳感器14的輸出信號電平在30秒內變化了0.05左右時，微處理器15確定所要求的使冷凍食物12解凍即將完成，因此用10%的電磁波執行第三解凍操作。當由于用10%的電磁波加熱食物12而使氣體傳感器14的輸出信號電平達到了預置的解凍終止電平1.2時，第三解凍操作結束。
此外，本發明的自動解凍裝置最好使用一個配置在轉盤13上的解凍網(未示出)。由于有了解凍網13，食物的潮氣降落到解凍網13下，被電磁波蒸發，因此產生蒸汽或氣體。由于積聚在解凍網下的潮氣的蒸發而產生的氣體量由氣體傳感器14測出。這種，即使是繼續地加熱食物12，也能測出穩定地氣體量，從而改善了本發明的解凍裝置的可靠性。
如上所述，本發明的微波爐自動解凍裝置在一段預定的時間內用70%的電磁波執行第一解凍操作，然后根據氣體傳感器的輸出信號電平的不同情況，用不同的較低強度的電磁波執行第二解凍操作。然后，當解凍裝置根據氣體傳感器的輸出信號電平的變化確定所要求的使食物解凍即將完成時，用最低強度的電磁波執行第三解凍操作。因此，這種解凍裝置使用戶可以將食物最佳解凍。由于本發明的解凍裝置在食物的最佳解凍過程中不用昂貴、復雜的重量傳感器而用一個簡單的溫度傳感器、濕度傳感器或氣體傳感器，因此使用這種解凍裝置可以使微波爐成本降低、結構簡化和可靠性增加。
雖然為說明目的已經對本發明的優選實施例作了公開，但這只是示例性的。熟悉該技術的人們將能理解可以對優選實施例進行種種修改、補充和替代，這并不偏離所附權利要求揭示的本發明的精神實質和保護范圍。
權利要求
1.一種微波爐自動解凍裝置，其特征是所述裝置包括一個轉盤，所述轉盤可轉動地配置在微波爐的烤箱內，用來帶著所盛冷凍食物一起轉動，以使冷凍食物解凍均勻；一個氣體傳感器，所述傳感器安裝在微波爐的排氣口附近，用來測量解凍操作期間從所述烤箱通過排氣口排出的氣體或蒸汽的量，并向微處理器輸出一個氣體量信號；一個微處理器，所述微處理器通過對所述氣體傳感器的輸出信號的運算計算出解凍時間，并輸出一個驅動微波爐的解凍控制信號；一個輸出驅動單元，所述單元根據所述微處理器的解凍控制信號，控制磁控管高頻電磁波的輸出；一個磁控管，所述磁控管根據所述驅動單元的輸出信號在解凍時間內產生高頻電磁波；以及一個電源，所述電源根據所述微處理器的解凍控制信號向所述解凍裝置供電。
2.按權利要求1所提出的自動解凍裝置，其特征是其中所述氣體傳感器用一個溫度傳感器或一個濕度傳感器代替，用來測量溫度或濕度的微小變化，并向所述微處理器輸出一個溫度或濕度信號。
3.按權利要求1所提出的自動解凍裝置，其特征是所述裝置還包括一個安裝在所述轉盤上的解凍網，所述解凍網使從冷凍食物散發出來的潮氣積聚在其下面，并被電磁波蒸發形成蒸汽或氣體，從而使得所述氣體傳感器即使在斷續加熱冷凍食物的情況下也能產生一個穩定的氣體量信號。
4.一種控制微波爐自動解凍裝置的解凍操作的方法，其特征是所述方法包括下列各步a)檢查選擇自動解凍功能的自動解凍鍵是否已經按下;b)如果自動解凍鍵沒有按下，則執行其它功能，如果自動解凍鍵已經按下，則啟動解凍操作;c)將氣體傳感器輸出的氣體量信號的平與一個預置的電平進行比較;以及d)當氣體傳感器的氣體量信號電平已經達到預置電平時，確定所要求的解凍已經完成，并終止所述解凍操作。
5.按權利要求4所提出的方法，其特征是其中所述步C還包括下列各步執行第一解凍操作，將一定量的冷凍食物加熱一段預定時間;當第一解凍操作已經完成時，通過檢查氣體傳感器的氣體量信號的電阻比確定冷凍食物的多少和冷凍程度，然后用較低強度的電磁波執行第二解凍操作;以及當氣體傳感器的氣體量信號在預定時間內變化到預定電平時，用最低強度的電磁波執行第三解凍操作。
全文摘要
本發明可提供的微波爐自動解凍裝置包括一個安裝在烤箱內可以轉動的轉盤，一個安裝在微波爐排氣口處、用來測量通過排氣口排出的蒸汽或氣體的量的氣體傳感器，一個通過對氣體傳感器輸出的氣體量信號進行運算得出解凍時間的微處理器，一個根據微處理器輸出的解凍控制信號控制高頻電磁波輸出強度的輸出驅動單元，一個根據驅動單元的輸出信號在解凍時間內產生高頻電磁波的磁控管，以及一個根據解凍控制信號向解凍裝置供電的電源。
文檔編號H05B6/68GK1094805SQ94102948
公開日1994年11月9日 申請日期1994年3月18日 優先權日1993年3月19日
發明者金錫泰, 孔春植, 蔡銀植 申請人:株式會社金星社