專利名稱：微波爐的濕度逸出控制方法及具有根據(jù)該方法的濕度傳感器控制的微波爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在微波爐內(nèi)利用檢測由食品或一盤食物散發(fā)出的濕氣來控制對它們的烹調(diào)或加熱的步驟，所述的微波爐包括一個爐腔、一個微波發(fā)射源、一個控制向爐腔的微波饋送的控制單元、一個把檢測到的濕度值作為控制參數(shù)傳送至控制單元的濕度傳感器、一個用于對爐腔排氣并可由所述控制單元控制的裝置。本發(fā)明還涉及適用于按上述方法操作的微波爐。
現(xiàn)有的微波爐具有一個或多個濕度傳感器以便檢測由食品或一盤食物發(fā)出的濕氣以便控制烹調(diào)或加熱步驟，例如對深凍食物的解凍。在SE專利8604868-3中給出了這種微波爐的例子，它們通常利用從爐腔排放出的空氣的濕度作為控制參數(shù)。由于排放空氣的濕度受到周圍空氣的濕度影響，在使用微波爐的環(huán)境中，周圍空氣濕度隨之也會改變，因此通常用烹調(diào)或加熱步驟時空氣濕度的變化來作為控制參數(shù)。這種類型的濕度控制要求微波爐的控制單元在過程開始時已取得空氣濕度的相關(guān)參照值。一個不正確的參照值將對烹調(diào)結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面的效果。
一種獲取參照值的現(xiàn)有方法包括在開始烹調(diào)或加熱步驟時就測量排放出的空氣的空氣濕度的一個步驟。該方法的一個例子公開在EP 0289000中，其中

圖13所示的程序流程圖由檢測初始空氣濕度值開始。然而，如果爐腔在開始時不是干燥的，而包含著上次烹調(diào)過程殘存的濕氣和凝結(jié)物，則這種初始值可能是誤導(dǎo)的。如果是這樣，濕度傳感器將檢測到一種由剩余濕度和周圍空氣的濕度相結(jié)合的濕度值。利用這樣一種混合的濕度值作為濕度控制的初始值將對控制單元提供不正確的信息，同時對烹調(diào)步驟有不利的效果。
在另外一個已有方法中，利用在加熱過程中最低的空氣濕度測量值作為參照值，這種方法可參見EP 0078607(特別是圖4A-D所示)。然而在這種情況下，如果爐腔內(nèi)待加熱的食品或一盤食物在殘存的濕氣被排出之前就開始放出濕氣，則將獲得一個不正確的空氣濕度值。在這種情況下，同樣會使烹調(diào)結(jié)果受到損害。
已有微波爐的這種不足，可以通過在開始烹調(diào)或加熱步驟之前啟動供爐腔排氣的微波爐排氣裝置(通常是一種排氣扇)來對爐腔排氣，直至空氣濕度不再下降從而得到一個穩(wěn)定的、最低的值來避免。然而，采用這種解決方案，烹調(diào)或加熱步驟將延長約20秒至3分鐘，這種延長對使用者來說是不贊成的。
本發(fā)明的目的在于克服上述提到的已有微波爐的缺點，而沒有延長烹調(diào)或加熱步驟所帶來的附加缺點，并使相關(guān)的參照濕度值得以確定。
按照本發(fā)明，上述目的由下面所介紹的方法獲得，其特征包括下述各步啟動排氣裝置以初始地去除爐腔內(nèi)的殘存濕氣；依據(jù)檢測到的濕度值和用于濕度計算的算法來計算所述的初始去除過程中殘存濕度的一個預(yù)期的最終空氣濕度值；利用所計算的最終空氣濕度值作為參照值，借助所述的濕度傳感器來執(zhí)行一種濕度排放控制的烹調(diào)或加熱步驟。
按本發(fā)明的方法比起利用排氣以便從爐內(nèi)去除全部殘存濕度的方法來說，可以節(jié)省所花的時間。這種時間節(jié)省是通過計算預(yù)期的最終空氣濕度值，即如果持續(xù)排氣時所能獲取的值而得到的。這種計算是基于爐腔內(nèi)的殘存濕度隨著排氣時間以指數(shù)方式下降這一見解。利用這樣計算而得的最終的空氣濕度值作為隨后步驟的參照值，將不再需要任何顯著的延長步驟就能使烹調(diào)結(jié)果得到改善。
按照本發(fā)明，用于烹調(diào)或加熱食品或一盤食物的微波爐包括一個爐腔、一個微波輻射源、一個用于控制饋送微波至腔內(nèi)的控制單元、一個檢測食品或一盤食物發(fā)散出的濕氣并把作為控制參數(shù)的檢測的濕度值返回至控制單元的濕度傳感器、以及一個用于對爐腔排氣并可由控制單元控制的裝置，其特征在于，該控制單元適用于啟動排氣裝置以便在開始由濕度傳感器控制的烹調(diào)或加熱步驟時從爐內(nèi)初始地去除殘存濕氣，該計算裝置用于計算在所述的初始排濕過程中殘存濕氣的預(yù)期最終空氣濕度值，以及該控制單元用于以計算而得的最終空氣濕度值作為一個用于濕度檢測控制的參照值。
這樣一種微波爐的控制單元通常包括一個能被編程以執(zhí)行一種或多種自動烹調(diào)程序的微處理器。于是，在這樣的微波爐中實施本發(fā)明僅需要一個稍微擴展的微處理器控制程序。這意味著，按本發(fā)明的微波爐在批量生產(chǎn)時不需要明顯增加成本就能使烹調(diào)效果取得改善。
按照本發(fā)明的方法和微波爐的其它明顯的特征將在所附的權(quán)利要求中予以列舉。
下面，結(jié)合本發(fā)明微波爐的非限定的實施例并參照附圖對本發(fā)明方法予以描述，其中，圖1表示微波爐的相關(guān)功能單元的方塊圖，
圖2表示說明殘存濕度的時間變化，以及從食品或一盤食物發(fā)出濕氣的濕度-時間圖，圖3表示本發(fā)明的濕度-檢測控制方法的程序流程圖。
由于微波爐的詳細(xì)機械結(jié)構(gòu)對充分理解本發(fā)明不是必需的，在此僅參照可以從市場上購到的申請人的微波爐例如爐型VIP20和V27，以及申請人的SE專利申請9402061-7，9402062-5和9402063-3作出介紹。
方塊圖(圖1)表示具有微處理器和有關(guān)程序存儲器2的控制單元1。通過塊3將使用者的信息輸入到控制單元，該塊3表示在控制面板上提供的操作裝置，面板上也有由控制單元控制的顯示器4。顯示器4可以用于例如驗證由使用者經(jīng)控制面板所作出的各種選擇，并提供關(guān)于如何進行烹調(diào)或加熱處理的信息，例如剩下的時間等。
控制單元1經(jīng)過驅(qū)動器5和微波電源單元6去控制微波輻射源7，由此把微波饋送到空腔8?？刂茊卧?經(jīng)由驅(qū)動器9而控制設(shè)置在腔頂壁內(nèi)的格柵元件10，由此把紅外輻射供入空腔8內(nèi)。至于由各方塊表示的各功能單元的更為詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，可參見由申請人制造的上述各型號的微波爐。
在起動微波爐時存在的殘存濕氣、以及由欲烹調(diào)的食品或一盤食物發(fā)散出的濕氣可以由設(shè)置在供從腔體8內(nèi)排氣用的排氣通道內(nèi)的濕度傳感器11來檢測。來自濕度傳感器11的、檢測到的信息回送到控制單元1作為控制參數(shù)。
在圖2所示的濕度-時間圖中，垂直軸表示空氣濕度h，水平軸表示時間t。由線1表示殘存濕度的按指數(shù)下降的圖形，這最好應(yīng)是在爐腔8內(nèi)、但也可是在上述排氣通道內(nèi)檢測到的濕度。曲線2表示由放在爐腔內(nèi)欲加熱的食品或一盤食物發(fā)散出的濕氣的濕度值。一開始，曲線2的濕度值是一個恒定值，相等于周圍空氣的濕度值。在由箭頭4所指的時間，加熱步驟開始，一定時間之后，曲線2在點c處有一個拐彎，它表示食品或一盤食物開始排放出濕氣。從圖可見，下斜的殘存濕度曲線1逐漸變平，最后在相應(yīng)于曲線2的初始的、恒定的濕度值處，即在周圍空氣的濕度值處趨于穩(wěn)定。曲線3表示由濕度傳感器檢測到的應(yīng)用信號。直至曲線2的拐點c，曲線3與對應(yīng)于殘存濕度的下斜的曲線1相重合，在拐點c之后，在與周圍空氣的濕度值的關(guān)系方面，它與下述兩種有關(guān)影響(即食物發(fā)出的、增加的濕度的影響和下降的、殘存濕度值的影響)的和值相一致。
圖2的示圖表示出在應(yīng)用上述專利所述的已有技術(shù)時所發(fā)生的測量誤差。在EP 0289000的情況下，在開始時，被檢測的是殘存濕度曲線的值在點a處的不正確參照值，在EP 0078607的情況中，被檢測的是殘存濕度曲線的在點b處的不正確的最低濕度值。
在實施本發(fā)明時，要計算和殘存濕度曲線1不斷下降的濕度相對應(yīng)的一個預(yù)期最終殘存濕度值，即要計算基本上相當(dāng)于周圍空氣的濕度大小的值。在應(yīng)用按本發(fā)明的這樣一種經(jīng)改進的參照值時，在加熱過程已經(jīng)開始之后，濕度傳感器在初始時將檢測到一個過高的濕度值，直至剩余濕氣明顯地消失并且不再提供任何可測量的濕度影響為止。按照本發(fā)明，可以基于殘存濕度的相對影響通過對檢測到的濕度值進行校正來消除這種測量誤差?；旧希@種消除可以按所需精度來進行，因為按指數(shù)下降的剩余濕度曲線1可以用曲線上的兩點處的數(shù)據(jù)來進行計算。然而，這種測量誤差可以更為方便地通過把在開始點(箭頭4所示)殘存濕度曲線的微商乘以直至濕度傳感器執(zhí)行檢測的時間作為校正來予以消除。
圖3所示程序流程圖表示計算微波爐的一個最終殘存濕度值和使該值作為用于對隨后的濕度傳感器控制的烹調(diào)步驟的參照值。該程序通過下述各步運行，其中Y表示“是”，N表示“否”。
S1.程序開始。
S2.起動排氣裝置排氣。
S3.等待2秒。
S4.空氣濕度是否增加？如果Y，回到S3，如果N，進行S5。
S5.選擇一個預(yù)定的第一執(zhí)行時間供計算。進行S6。
S6.設(shè)定該選擇的第一執(zhí)行時間，或從S9得到的一個剩余的執(zhí)行時間的估計預(yù)期值，使執(zhí)行時間遞減以趨于零。計算空氣濕度的時間微商。進行S7。
S7.在每個整秒時遞減后的設(shè)定時間是否≤0？如果Y，進行S10，如果N，進行S8。
S8.遞減后的時間/4＝整數(shù)否？如果N，回到S6，如果Y，進行S9。
S9.計算剩余的執(zhí)行時間的預(yù)期值，把該時間值返回到S6。
S10.計算預(yù)期的最終空氣濕度值。選擇該最終空氣濕度值作為濕度傳感控制的參照值。進行S11。
S11.結(jié)束該程序。
作為第一個執(zhí)行時間，需要選擇一個預(yù)定的值，例如100秒，該值足以使程序進入到它的主循環(huán)，即步驟S6、S7、S8和S9。
步驟S8是基于所選的條件，即在S9中的剩余時間的預(yù)期值在每第4秒被重新計算。當(dāng)然，其它的計算周期也是可取的。
在步S9中剩余執(zhí)行時間的預(yù)期值的計算是基于檢測到的空氣濕度的時間微商、遞減的時間、和如下所示的時間計算的算法IT＝c·(a/Dt＋B·|dh(t)/dt|)其中，IT是剩余執(zhí)行時間的被計算的預(yù)期值。
h(t)是下降殘存濕度的時間函數(shù)。
Dt是在S5步后的被計數(shù)時間，即在此時空氣濕度已停止增加。
a、b、c是經(jīng)驗常數(shù)對每次計算，剩余執(zhí)行時間的值作為總的已用去的時間Dt以及逐漸變平的殘余濕度曲線的逐漸變小的微商的函數(shù)而減少。
預(yù)期的最終殘存濕度值的計算是基于被檢測的空氣濕度、當(dāng)前的剩余時間的預(yù)期值、濕度微商的最后檢測值、和下面的用于濕度計算的算法EH＝HO-f·|dh(t)/dt|·(e·IT-d)其中EH是計算出的預(yù)期最終空氣濕度值，HO是在計算時間的空氣濕度，IT是當(dāng)前的剩余執(zhí)行時間的計算預(yù)期值，d、e、f是經(jīng)驗常數(shù)，h(t)是下降的剩余濕度的時間函數(shù)，實際上，上述用于計算濕度微商的時間函數(shù)可以通過計算例如作為在最后10秒時間內(nèi)濕度信號的下降的時間微商而予以簡化。這樣，在上述的算法中，dh(t)/dt可以用△h/△t來代替。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對上述方法在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出修改。例如，所述的微處理器的流程可以采用所謂模糊邏輯運算來實現(xiàn)。任何可能應(yīng)用模糊邏輯所需的變動都是為了方便而采取的措施，它們均被認(rèn)為包含在所附的權(quán)利要求的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于在微波爐內(nèi)通過檢測食品或一盤食物發(fā)散出的濕氣的濕度來控制食品或一盤食物的烹調(diào)或加熱時間的方法，所述的微波爐包括一個爐腔(8)、一個微波輻射源(7)、一個用于控制向爐腔饋送微波的控制單元(1)、一個用于把檢測到的濕度值作為控制參數(shù)回送到控制單元的濕度傳感器(11)、以及一個用于對爐腔排氣且可由控制單元控制的裝置，其特征在于該方法包括下述備步驟啟動排氣裝置，以便從爐內(nèi)初始地去除殘存濕氣；依據(jù)檢測到的濕度值和用于溫度計算的算法來計算在所述的初始去除過程中殘存濕度的一個預(yù)期的最終空氣濕度值；利用所計算的最終空氣濕度值作為參照值，借助所述的濕度傳感器執(zhí)行一種濕度排放控制的烹調(diào)或加熱步驟，
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于以下步驟只有在啟動排氣裝置使鄰近濕度傳感器的空氣濕度下降之后，才開始計算預(yù)期的最終空氣濕度值；根據(jù)重復(fù)計算整個時間內(nèi)的空氣濕度的變化來計算最終空氣濕度值。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，通過下述步驟計算預(yù)期的最終空氣濕度值設(shè)定一個用于計算的預(yù)定的初始執(zhí)行時間；重復(fù)下面的子步驟程序連續(xù)地計算空氣濕度的時間微商；把執(zhí)行時間遞減少至零；依據(jù)所述的時間微商、計數(shù)的時間、和時間計算的算法，計算剩余的執(zhí)行時間的預(yù)期值，設(shè)定計算的預(yù)期值作為一個新的執(zhí)行時間；在設(shè)定的剩余執(zhí)行時間已遞減至零時終止所述的程序，并依據(jù)檢測到的空氣濕度、剩余執(zhí)行時間的預(yù)期值和時間微商的最后計算值來計算最終空氣濕度值。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于以下步驟，對在烹調(diào)或加熱步驟的初始階段中剩余的殘存濕度的、被檢測到的濕度值進行補償，將所述補償建立在由前面的計算所得到的信息上。
5.一種用于烹調(diào)或加熱食品或一盤內(nèi)食物的微波爐，包括一個爐腔(8)、一個微波輻射源(7)、一個用于控制向爐腔的微波饋送的控制單元(1)、一個用于檢測由食品或一盤食物排出的濕氣的濕度并把所檢測到的濕度值作為控制參數(shù)回送至控制單元的濕度傳感器(11)、以及一個適用于對爐腔排氣并可由控制單元控制的裝置，其特征在于，該控制單元用于在開始進行由濕度傳感器控制的烹調(diào)或加熱步驟時啟動排氣裝置，以便初始地去除爐內(nèi)的殘存濕度；設(shè)置計算裝置以便計算在所述的初始去除過程中殘存濕度的一個預(yù)期的最終空氣濕度值；該控制單元適于把計算所得的最終空氣濕度值用作濕度傳感器控制的參照值。
6.如權(quán)利要求5的微波爐，其中控制單元包括一個用于濕度傳感器控制的微處理器，其特征在于，該微處理器被編程以便在計算預(yù)期的最終空氣濕度值時執(zhí)行下述的步驟接收來自濕度傳感器的空氣濕度的檢測值；確定空氣濕度下降的開始；設(shè)定一個預(yù)定的供計算用的初始執(zhí)行時間，遞減設(shè)定的執(zhí)行時間以使其趨于零；依據(jù)一個設(shè)定的逐漸下降的空氣濕度的時間函數(shù)，連續(xù)計算下降的空氣濕度的微商；依據(jù)時間微商、時間計數(shù)、和已確定的計算時間的算法來計算剩余執(zhí)行時間的預(yù)期值；將該預(yù)期值設(shè)定為一個新的執(zhí)行時間，并重復(fù)前面的步驟；在最后計算所得和設(shè)定的執(zhí)行時間已下降至零時終止該過程；依據(jù)檢測到的空氣濕度、剩余執(zhí)行時間的預(yù)期值、以及最后計算所得的濕度微商值，利用已確定的計算濕度的算法來計算預(yù)期的最終空氣濕度值。
7.如權(quán)利要求6的微波爐，其特征在于，其中用于計算時間的算法是，IT＝c·(a/Dt＋B·|dh(t)/dt|)式中，IT是剩余的執(zhí)行時間的計算所得的預(yù)期值，h(t)是遞降的殘存濕度的時間函數(shù)，Dt是在S5步以后計數(shù)的時間，即此時空氣濕度已停止增加，a、b、c是經(jīng)驗常數(shù)。
8.如權(quán)利要求6的微波爐，其特征在于，用于濕度計算的算法是EH＝HO-f·|dh(t)/dt|·(e·IT-d)式中，EH是預(yù)期的最終空氣濕度值，HO是在計算時間的空氣濕度，IT是當(dāng)前計算所得的剩余執(zhí)行時間的預(yù)期值，d、e、f是經(jīng)驗常數(shù)，h(t)是遞降的殘存濕度的時間函數(shù)。
9.如權(quán)利要求5的微波爐，其特征在于，濕度傳感器被安置在爐腔的排氣通道內(nèi)。
10.如權(quán)利要求5的微波爐，其特征在于，提供有可選擇的、用于指定類型的食品或一盤食物自動烹調(diào)或加熱的程序，并通過輸入依據(jù)食物的類型和它的初始狀態(tài)的食物類別信息來選擇所需的程序。
全文摘要
在一個微波爐內(nèi)，利用一個或多個能檢測由食品或一盤食物排放出的濕度的濕度傳感器(11)可以來控制烹調(diào)或加熱食物的步驟。這種控制是基于檢測相對濕度的變化，并需要得到初始濕度值或參照值，這一參照值是通過能消除殘存在爐內(nèi)的剩余濕度的影響的計算過程而建立的，在開始烹調(diào)或加熱步驟時可節(jié)省時間。
文檔編號F24C7/02GK1122433SQ9510706
公開日1996年5月15日 申請日期1995年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月15日
發(fā)明者M·G·伊迪布羅 申請人:惠而浦歐洲有限公司