專利名稱：烤箱及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種烤箱，特別是涉及一種具有多傳感器能實現(xiàn)自動料理的智能烤箱。
背景技術：
微波爐是由電流產生微波，并將微波照射到腔體內被加熱物的表面來對物品進行加熱的裝置。眾所周知，微波爐是一種用微波加熱食品的現(xiàn)代化烹調灶具。其所采用的微波是一種電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多，而且還很有特點，微波一碰到金屬就發(fā)生反射，金屬根本沒有辦法吸收或傳導它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透過，其能量反而會被吸收。 基于這些特點，微波爐可以很好地加熱食物，在人們的日常生活中得到了廣泛的運用。一般說來，微波爐分為單功能微波爐和多功能微波爐，單功能微波爐是采用微波加熱方式，即是一種將食物放置于其內部后，進行封閉，接通磁控管的電源，使其產生高頻微波，通過波導管將高頻微波照射到食物上，使食物的水分子在一秒中內振動約對億5 千萬次，通過水分子間產生的摩擦熱對食物進行烹調、加熱；多功能微波爐采用微波加熱方式和其他加熱方式為一體的微波爐，常見的加熱方式有光波加熱和電熱管加熱，也稱為燒烤型微波爐。圖1為現(xiàn)有技術的一種具有燒烤功能的微波爐部分結構立體圖。如圖1所示，這種已有技術的具有燒烤功能的微波爐1主要包括圖中未示出的構成微波爐外部結構的外部箱體；設置在外部箱體的內部一側，可在其內設置的轉盤7上放置待烹調食物的烹飪腔室2 ；設置在外部箱體的內部另一側，其內安裝有磁控管3及圖中未示出的高壓變壓器等各種電子元件的電控室4 ；安裝在位于烹飪腔室2頂面的燒烤管組件5上且能夠產生輻射能量的兩個燒烤管6 ；及圖中未示出的設置在外部箱體的前面且可選擇性開閉烹飪腔室2的爐門。當利用該微波爐進行烹調食物時，由燒烤管6產生的輻射能量可照射在烹飪腔室2 內的食物上，由此可對該食物進行烘烤?，F(xiàn)有技術中烤箱沒有缺少智能性，需要顧客反復查看燒烤狀態(tài)，很容易烤糊或者不熟，由于沒有傳感器的反饋信息，燒烤工作都是經驗的固定時間程序，不能根據(jù)食物的量及狀態(tài)進行及時調整；尤其對于烤蛋糕或面包，需要經常反復查看燒烤狀態(tài)，頻繁的開門加大了熱量損耗，同時也占據(jù)了使用者時間，即使這樣也很容易導致外糊里生等情況，降低了產品的實用性。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服已有技術的缺點，提供一種具有多個傳感器且能實現(xiàn)燒烤自動料理的烤箱及其控制方法。本發(fā)明所采用的技術方案是一種烤箱，包括控制面板，爐腔及加熱器，其特征在于其還包括設置在爐腔外側可對爐腔內食物感溫的紅外溫度傳感器；固定設置爐腔外側且與爐腔連通的濕度傳感器， 以及設置在爐腔內的探針式傳感器，所述的紅外溫度傳感器、濕度傳感器與探針式傳感器均與控制電路可控連接。在所述的爐腔上頂板外側后方設置有徑流風扇，設置在徑流風扇前方的導流擋板，所述的導流擋板控制徑流風扇從兩側吸入空氣并從前側上部排出。所述的濕度傳感器爐腔側壁上部且位于徑流風扇的進氣口下方。所述的紅外溫度傳感器設置有由外層鍍有金屬層的塑料構成保護罩，所述的保護罩包括可控打開的罩蓋。一種如權利要求1所述烤箱的烤控制方法，包括以下步驟，A)用戶將探針式溫度傳感器插入食物內部，并啟動燒烤程序，系統(tǒng)初始化；B)濕度傳感器控制檢測濕度變化，當檢測到濕度減小時，加熱器停止加熱；C)紅外溫度傳感器感測食物表面溫度，若溫度大于預定值TO則等待，小于預定值 TO時則啟動加熱器加熱；D)探針式溫度傳感器感測食物內部溫度，并與設定值Tl比較，大于或等于設定值 Tl將時間計時器設置為K1，小于設定值Tl將時間計時器設置為K2 ；E)若計時器內設定時間用完時探針溫度小于設定值T2，重新回到步驟C，若在時間用完前探針測得溫度大于或等于設定值T2，停止加熱燒烤結束。所述步驟B中濕度傳感器每隔固定時間反饋一個濕度值，當所述的濕度值連續(xù)變小次數(shù)達預定次數(shù)后，控制電路停止加熱器工作。所述步驟C中設定有多個預定值TO以及分別與TO對應的加熱器功率，由紅外傳感器測得溫度與預定值TO比較結果控制電路開啟對應的加熱功率。所述的多個TO值越大與其對應的加熱功率越小。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的烤箱增加了紅外溫度傳感器、濕度傳感器和探針式溫度傳感器，并設置有給各種傳感器散熱的徑流風扇，利用程序化控制燒烤實現(xiàn)燒烤的自動化，大大降低了燒烤難度解放了使用者，同時避免頻繁反復打開爐門，有效降低了能量損失，且利用傳感器的配合可以避免表面烤糊而中心不熟等現(xiàn)象，結合傳感器和計時器，可以有效地實現(xiàn)間歇性燒烤和不同時間段不同火力的切換，在溫度高時選擇較低的加熱功率和較小的加熱時間，同時實時對食物內部溫度進行檢測，內部熟后立即停止燒烤，降低能耗，有效保證食物的鮮澤度。


圖1為現(xiàn)有技術烤箱結構示意圖；圖2為本發(fā)明烤箱的內部結構側視圖；圖3為本發(fā)明烤箱的內部結構側視圖；圖4為本發(fā)明烤箱的內部結構俯視圖；圖5為圖4所示圖的截面示意圖；圖6為本發(fā)明烤箱的控制流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明如圖2-5所示，本發(fā)明的烤箱包括在對食物進行烹飪的烤箱部1以及對烤箱部進行控制的控制面板部(圖中未示出)，烤箱部利用以電為熱源散發(fā)熱量的加熱器輻射的熱量對密閉的空間內的食物進行加熱，有可選擇性的遮蔽烤箱部正面的烤箱門(圖中未示出)，烤箱門的下部兩側鉸接在烤箱部兩側的邊框或者底框上。在烤箱門的正面上部凸出設有可供使用者方便的打開和關閉烤箱門的門把手，為了便于觀看爐內情況，在烤箱門設置有透明的鋼化玻璃窗。在烤箱部10的內部設有構成食物烹飪空間的烤箱爐腔20。烤箱爐腔20包括構成下面的下面板；構成后面的后面板；構成兩側面的側面板；構成上面的上面板。在上面板的上設置有開口向下的加熱器罩體21，其將上部加熱器容納其中以增大爐腔20的體積，同樣，在下面板的下側也設有以電為熱源向烤箱爐腔內部發(fā)散熱量的下部加熱器。在側面板上設有向烤箱爐腔內部凸出設置的支撐部，支撐部用來支撐用于放置需要烹飪的食物或者盛有食物的容器的烤盤23。在所述的爐腔上面板外側的上方設置有紅外溫度傳感器40和探針式溫度傳感器 50，所述的紅外溫度傳感器40與控制電路可控連接，其通過設置在烤箱上面板的通孔，可以感測烘烤食物，尤其是食物外層溫度，所述的探針式溫度傳感器50可插入至烘烤食物內部并測量其內部溫度，所述的探針式溫度傳感器50由可伸縮連線與控制電路可控連接。在所述的爐腔外側還固定設置有濕度傳感器60，所述的濕度傳感器60與爐腔20 通過開孔連接，當燒烤進行時，尤其在開始階段，食物分離出來的水分比較多且隨著加熱爐腔內部壓強增大，在爐腔內外壓強差的作用下，部分爐腔內的氣體自開孔經濕度傳感器60 排出，達到濕度傳感器60感測爐腔內濕度之目的，即通過感測流經所述傳感器氣流的濕度借以判斷烤箱腔體內的濕度，所述的濕度傳感器60與控制電路可控連接。需要說明的是，所述的紅外溫度傳感器和濕度傳感器及一些控制電路均設置在爐腔外壁與烤箱外殼內壁之間的狹腔中，且所述的傳感器均緊鄰爐腔設置，為避免傳感器溫度過高受到損害，在所述的上面板外側靠近后面板處設置有徑流風扇30，所述的徑流風扇 30與控制電路可控連接，在所述的徑流風扇30前方固定設置有設有開孔的導流風板31，其引導氣流從兩側吸入并從爐門上方排出，即在所述的爐腔20外殼與烤箱外殼間構成一個狹腔式通道，并在所述的烤箱殼體的與所述的爐腔20結合處形成氣隙，當徑流風扇30工作時，外部空氣被從兩側或者底部的氣隙吸入，并經由徑流風扇30自爐腔上方的氣隙排出， 以加強爐腔外壁與烤箱殼體內殼之間的氣體流動，保持兩者之間較低溫度，防止外殼過熱的同時保護了電子器件不受爐腔內高溫的影響。進一步地，為增強所述的濕度傳感器靈敏度，將其設置在爐腔側面板的后部上方， 即徑流風扇30的進風口處，在燒烤工作時，徑流風扇30在濕度傳感器60上方形成低壓區(qū)， 而爐腔內在加熱時形成高壓區(qū)，這就增強了濕度傳感器內部的氣體流動性，增加了其數(shù)據(jù)
可靠性。需要指出的是，上述針對烤箱所進行的說明和闡述，現(xiàn)有技術中，部分微波爐具有燒烤功能，而部分烤箱也具有微波功能，為保護所述的紅外溫度傳感器不受微波的影響，所述的紅外溫度傳感器外部設置有防護罩45，所述的防護罩45包括罩體46和罩蓋47，所述的以及固定設置在罩體46之上可驅動所述的罩蓋47打開或關閉的驅動電機48，所述的驅動電機48與控制電路可控連接，其中，所述的防護罩由金屬制成或者表面鍍有金屬層的塑料等材料。當然，所述的防護罩結構不僅局限于此，利用設置在紅外傳感器一側的側板與反扣的抽梯形罩體同樣可以構成上述的防護罩，相應地在爐腔上面板外側設置可引導所述的抽梯形罩體左右移動的軌道，在驅動電機的作用下即可實現(xiàn)對紅外傳感器的散熱或者保護。需要指出的時，上述傳感器的設置位置并不局限于此，針對不同形狀的烤箱其設置位置略有不同，這都在本發(fā)明的保護范圍之內。下面將對本發(fā)明的烤箱工作過程做進一步的說明以其進一步闡述本發(fā)明的目的禾口宗旨ο為方便描述，本發(fā)明將以制作面包為例進行示范性說明，首先，用戶將準備好的食材即面團置入烤箱爐腔中，并將探針式溫度傳感器50插入面團中，然后關閉烤箱門，啟動焙烤程序(步驟100)，啟動程序后，各傳感器初始化，給濕度傳感器送風輔助其調節(jié)平衡 (步驟110)，然后控制電路打開上下加熱器，對面團進行焙烤加熱，同時后部徑流風扇30啟動已給紅外溫度傳感器40散熱，避免其受損害(步驟120)，徑流風扇30的工作，促使氣流流經濕度傳感器60，濕度傳感器60開始采集烤箱內的濕度變化，因為在剛開始燒烤時，面團內水分大，空氣內的濕度相應的大，在初始階段濕度逐步變大，所述的濕度傳感器每隔固定時間t，如兩秒，采集一次濕度值并存儲該值，再間隔固定時間t后，采集新的濕度值并和上一個進行比較，如此反復；若新采集的濕度值比上次采集的數(shù)據(jù)大或者相等，表明濕度仍在上升，水分的蒸發(fā)仍在繼續(xù)，則控制電路不做任何處理；若新采集的濕度值比上次采集的數(shù)據(jù)小，則在計數(shù)器中數(shù)據(jù)加1，然后繼續(xù)間隔t采集新的濕度值并作比較，若下一步所采集的數(shù)值繼續(xù)變小，則在計數(shù)器中繼續(xù)加1，若下次采集的數(shù)值又反復變大，則將計數(shù)器清零，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如此反復，直至所述的濕度傳感器采集的濕度值連續(xù)不間斷減小的次數(shù)達到設定數(shù)目，如5次，則控制電路控制上下加熱器關閉，濕度控制階段結束(步驟130、步驟 140)；控制電路控制紅外溫度傳感器40的罩蓋48打開，紅外溫度傳感器40工作開始探測蛋糕表面溫度，所述的紅外溫度傳感器每個固定時間測試一次食物表面溫度，所述的紅外溫度傳感器40測得的溫度值記為Tik并將Tik與TO比較，所述的TO由經驗值在程序中預設定或者經驗豐厚的操作者自行設定，如將TO設為100攝氏度，若現(xiàn)在蛋糕表面溫度大于或等于T0，則不作動作，繼續(xù)測試，因為上下加熱器停止加熱，溫度會逐步降低，當紅外溫度傳感器40探測溫度小于TO時，控制電路啟動上下加熱器對蛋糕啟動加熱(步驟150，步驟160)，在濕度控制之后增加一個對蛋糕表面溫度的判斷過程，能有效避免蛋糕表面被烤糊現(xiàn)象的發(fā)生，因為經過前一階段的加熱，蛋糕內的水分大部分蒸發(fā)掉，表面水分尤其蒸發(fā)的厲害，如果不對表面溫度進行檢測，很容易造成蛋糕表面烤糊，而針對不同食物的燒烤， 設定不同的T0，即可有效地避免表面溫度過高并持續(xù)加熱所造成的烤糊現(xiàn)象。當重新啟動上下加熱器進行加熱后，主控制電路采集探針式溫度傳感器50的數(shù)值，方便描述器件，將探針式溫度傳感器50測得的溫度記為TP，當探針式溫度傳感器測試內部溫度測得溫度Tp與Tl進行比較，其中所述的Tl由經驗值在程序中預設定或者經驗豐厚的操作者自行設定，如將Tl設為70攝氏度，若Tp小于Tl，則將時間計數(shù)器設定為設定為Kl，如300s，若Tp大于或等于Tl，則將時間計數(shù)器設定為K2，如40s (步驟170，步驟180)，上下烤管繼續(xù)加熱的同時探針式溫度傳感器繼續(xù)感測蛋糕內部的溫度Tp并和設置值T2進行比較，所述的T2為蛋糕烤熟時的內部溫度，一般在98攝氏度，若探針式傳感器感測蛋糕內部溫度T2等于或大于T2，則關閉上下加熱器和徑流風扇，燒烤結束并提示用戶(步驟190、 步驟210)，若Tp小于T2，則繼續(xù)對蛋糕進行加熱，當時間計數(shù)器內的時間用完時，主控制電路控制關閉上下加熱器和徑流風扇重新回到步驟150(步驟190、步驟200)，紅外溫度傳感器感測表面溫度是否大于T0，若大于則等待其溫度降至TO后啟動，若不大于則間隔設定時間后重新探測蛋糕內部溫度值。更一步地，在主控制部件中設置多組不同設定值T0，并且每個TO對應不同的加熱功率，在所述的紅外傳感器測得的溫度與TO進行比較，并選擇對應的加熱功率進行加熱， 若紅外溫度傳感器測得溫度較小，則烤箱加熱器以較大功率運行，如1000%或者75%的功率運行，若紅外溫度傳感器測得的蛋糕表面溫度已經接近將要被烤糊的溫度，則加熱器以較小功率，如50%或者25%的功率運行，緩慢對其進行加熱，使得加熱過程更為緩和，避免了表層烤焦現(xiàn)象的出現(xiàn)。需要指出的是，上述僅是以燒烤面包為例進行說明，對于烤肉或點心等食物時，通過選擇不同的菜單選項，不同菜單選項中對應不同的時間參數(shù)和溫度參數(shù)，這樣既可一鍵完成各種燒烤工作，各種不同事物的時間和溫度參數(shù)在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明的烤箱增加了紅外溫度傳感器、濕度傳感器和探針式溫度傳感器，并設置有給各種傳感器散熱的徑流風扇，利用程序化控制燒烤實現(xiàn)燒烤的自動化，大大降低了燒烤難度解放了使用者，同時避免頻繁反復打開爐門，有效降低了能量損失，且利用傳感器的配合可以避免表面烤糊而中心不熟等現(xiàn)象，結合傳感器和計時器，可以有效地實現(xiàn)間歇性燒烤和不同時間段不同火力的切換，在溫度高時選擇較低的加熱功率和較小的加熱時間，同時實時對食物內部溫度進行檢測，內部熟后立即停止燒烤，降低能耗，有效保證食物的鮮澤度。需要指出的是，本發(fā)明是以烤箱作為主題進行的說明，將本發(fā)明所闡述的結構可以簡單地施加在具有燒烤功能的微波爐之上，其設置方式及控制方法與上述同，在此不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，如改變傳感器設置位置或徑流風扇位置等，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種烤箱，包括控制面板，爐腔及加熱器，其特征在于其還包括設置在爐腔外側可對爐腔內食物感溫的紅外溫度傳感器；固定設置爐腔外側且與爐腔連通的濕度傳感器，以及設置在爐腔內的探針式傳感器，所述的紅外溫度傳感器、濕度傳感器與探針式傳感器均與控制電路可控連接。
2.如權利要求1所述的烤箱，其特征在于在所述的爐腔上頂板外側后方設置有徑流風扇(30)，設置在徑流風扇(30)前方的導流擋板(31)，所述的導流擋板(31)控制徑流風扇(30)從兩側吸入空氣并從前側上部排出。
3.如權利要求1所述的烤箱，其特征在于所述的濕度傳感器爐腔側壁上部且位于徑流風扇(30)的進氣口下方。
4.如權利要求1所述的烤箱，其特征在于所述的紅外溫度傳感器設置有由外層鍍有金屬層的塑料構成保護罩，所述的保護罩包括可控打開的罩蓋。
5.一種如權利要求1所述烤箱的烤控制方法，其特征在于包括以下步驟，A)用戶將探針式溫度傳感器插入食物內部，并啟動燒烤程序，系統(tǒng)初始化；B)濕度傳感器控制檢測濕度變化，當檢測到濕度減小時，加熱器停止加熱；C)紅外溫度傳感器感測食物表面溫度，若溫度大于預定值TO則等待，小于預定值TO時則啟動加熱器加熱；D)探針式溫度傳感器感測食物內部溫度，并與設定值Tl比較，大于或等于設定值Tl將時間計時器設置為K1，小于設定值Tl將時間計時器設置為K2 ；E)若計時器內設定時間用完時探針溫度小于設定值T2，重新回到步驟C，若在時間用完前探針測得溫度大于或等于設定值T2，停止加熱燒烤結束。
6.如權利要求5所述的烤箱的控制方法，其特征在于所述步驟B中濕度傳感器每隔固定時間反饋一個濕度值，當所述的濕度值連續(xù)變小次數(shù)達預定次數(shù)后，控制電路停止加熱器工作。
7.如權利要求5所述的烤箱的控制方法，其特征在于所述步驟C中設定有多個預定值TO以及分別與TO對應的加熱器功率，由紅外傳感器測得溫度與預定值TO比較結果控制電路開啟對應的加熱功率。
8.如權利要求7所述的烤箱的控制方法，其特征在于所述的多個TO值越大與其對應的加熱功率越小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種烤箱，包括控制面板，爐腔及加熱器，其特征在于其還包括設置在爐腔外側可對爐腔內食物感溫的紅外溫度傳感器；固定設置爐腔外側且與爐腔連通的濕度傳感器，以及設置在爐腔內的探針式傳感器，所述的紅外溫度傳感器、濕度傳感器與探針式傳感器均與控制電路可控連接。本發(fā)明還公開了所述烤箱的控制方法，本發(fā)明利用程序化控制燒烤實現(xiàn)燒烤的自動化，大大降低了燒烤難度解放了使用者，同時避免頻繁反復打開爐門，有效降低了能量損失，且利用傳感器的配合可以避免表面烤糊而中心不熟等現(xiàn)象，有效地實現(xiàn)間歇性燒烤和不同時間段不同火力的切換，同時實時對食物內部溫度進行檢測，內部熟后立即停止燒烤，降低能耗。
文檔編號A21B1/40GK102369961SQ20101026306
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權日2010年8月25日
發(fā)明者冉蓉, 李旭, 齊靜明 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司