CN1124909A - 加热时间控制设备和由此用于微波炉的方法 - Google Patents

Abstract

一种经改进的加热时间控制设备及由此应用于微波炉的方法，能够不必控制烹调食物的数量有利地计算一个最佳烹调时间。它包括一个传感器，一个转换器，一个加热时间检测电路，一个运算器以及一个计数器。

Description

加热时间控制设备和由此用于微波炉的方法

本发明涉及一种加热时间控制设备和一种由此用于微波炉的方法，并且尤其涉及这样一种经改进的加热时间控制设备和由此用于微波炉的方法，它能够不必控制被烹调食物的数量而有利地计算最佳的烹调时间，或者通过检测食物味道变化率，计算一个预定初始烹调时间，从而根据此被检测出的味道变化率计算一个烹调时间。

传统上，在利用微波炉加热食物中，食物的最佳加热时间是由很多因素决定的，例如被烹调食物的初始温度、数量，所需加热温度和微波炉的功率。作为这样决定最佳加热时间的方法之一的USPRE31,094被公开，该发明试图利用来自正被烹调食物的快速变化的温度来决定一个最佳的食物状态，并且根据此被检测出的食物状态利用一种预定算法得到一个第二加热时间。然而，在下列情况下，如当烹调冷冻食物时，湿度迅速增加，或者如在加热过程中，由于食物的特性，湿度变化率低，这就可能在一个被计算出加热时间与一个实际上的加热时间之间存在一个很大的偏差。另外，在加温食物的情况下，湿度量迅速增加的时间超过达到100℃时间，该温度超过60—85℃的加温温度。因而，因为总的加热时间是基于当温度迅速变化发生时被计算出的，所以加热时间具有很大的偏差。

因此，为试图解决这样的难题，USPTO4,336,433被公开，该发明指导在决定一个第二加热时间过程中，根据被烹调食物的种类及数量，变化决定一种食物加热时间的一个预定常数K。然而，即使常数K根据食物的种类及数量而变化，由于未考虑食物的初始状态，当烹调冷冻食物及应用食物加温功能时，仍存在计算出的加热时间与实际上的加热时间之间的问题。另外，因为来自一个实验的基础上，所以决定一个常数K要用很多时间。

进而，为试图解决这些难题，USP4,335,293被公开，该发明试图对湿度变化的一个最小值，设定增加一个预定时间的时间作为一个第一加热时间，并且根据此设定出的第一加热时间设定一个第二加热时间。然而，在这个发明的情况下，仍发生像以前的现有技术的相同难题。

因此，本发明的一个目的是提供一种加热时间控制设备和一种由此用于微波炉的方法，它克服了在传统上的加热时间控制设备和由此用于微波炉的方法中所遇到的难题。

本发明的另一个目的是提供一种经改进的加热时间控制设备和一种由此用于微波炉的方法，它能够不必控制被烹调食物的数量而有利地计算一个最佳烹调时间，或者通过检测食物味道的变化率计算一个预定初始烹调时间，进而根据此被检测出的味道变化率计算一个烹调时间。

为达到上面所述的一个目的，本发明为微波炉提供一种加热时间控制设备，它包括：一个传感器，用于检测来自一种被加热食物的一个预定的物理变化量，并用于将此物理变化量转换成为一个预定电信号；一个转换器，用于将从传感器输出的物理变化量与一个初始值相比较，并用于将此物理变化量转换成为对比此初始值的变化率；一个加热时间检测电路，用于设定在从转换器输出的一个变化率变成一个最小值的同时得到的时间，作为第一加热时间，并用于设定在此变化率从此最小值变为一个预定值的同时得到的时间，作为第二加热时间；一个存储电路，用于存储从加热时间检测电路输出的一个最小值，第一加热时间及第二加热时间；一个系数存储电路，用于存储根据被烹调食物的种类决定的一个预定系数；一个运算器，用于计算一个预定值，此变化的预定值是在利用从存储电路输出的变化率的最小值，从存储电路输出的第一加热时间及第一系数，确定第二加热时间的过程中的一个预定值，该运算器并用于利用从存储电路输出第一和第二加热时间，一个从系数存储电路输出的第二系数计算第三加热时间；一个计数器，用于对从加热时间检测电路输出的第一和第二加热时间，及从运算器输出的一个第三加热时间计数；以及一个输出驱动电路，用于根据计数器的一个输出信号控制微波的供给量。

为达到在此所述的另一目的，本发明为微波炉提供一种加热时间控制方法，它包括：第一步，在食物被加热的同时，将来自食物的一个物理变化转换成为对比初始值的一个变化率，并且当此被转换出的变化率变成一个最小值时设定该时间为第一加热时间；并且第二步，计算一个预定除值，此值通过用第一加热时间除以根据被烹调食物的种类确定的一个第一系数得到，并且当此变化率从此最小值转换成为和此被除出值那样多时，设定该时间作为一个第二加热时间。

图1是根据本发明的一个微波炉的结构框图。

图2是根据本发明的加热时间的一个计算过程图。

图3是根据本发明的，当没有食物味道减少的过程时，计算第一加热时间的方法图。

图4是根据本发明的，根据食物的数量及初始状态计算加热时间的方法图。

图5是当为得到一个初始烹调状态值，在食物被烹调的同时得到的多种物理变化量被转换成为一个变化率时的一个特性图。

图6是根据本发明的一台微波炉的一种加热时间控制方法的流程图。

参照图1，根据本发明的一台微波炉的一种加热时间控制设备提供加热箱2用于加热食物1。空气吸入孔3被置于加热箱2的一个预定部位，用于吸入外部空气进入加热箱2。一个空气排出孔4被置于加热箱2的一个预定部位，用于强迫性地排出包含有在内部烹调食物时产生的食物味道的空气。一个传感器5被固定在一个预定部分位，该部位紧靠近空气排出孔4，用于检测从空气排出孔4排出的味道，并用于将被检测出的味道转换成为一个预定电信号。另外，本发明提供一个转换器6，用于为得到一个初始值，利用从传感器5输出的一个初始值Ro和根据时间的流逝值得到的一个变化值Rs，计算变化率Rs/Ro；一个检测器7，用于检测从转换器6输出的味道变化率变为一个最小值的值dG1，并用于确定作为检测值dG1的流逝时间的一个预热时间Tp，还用于通过将此预热时间Tp和在下面描述的在最小值设定部分T1中设定的一个预定时间Tmin相比较后，选定第一加热时间T1，并还用于通过计算为增加从下面描述的运算器输出的一个预定值dG1，所需的流逝时间，确定第二加热时间T2；一个存储电路8，用存储从检测器7输出的一个味道变化率的一个最小值，及存储第一和第二加热时间T1，T2；一个系数存储电路9，用于存储根据食物的种类实验性地确定的系数a及K；一个运算器10，用于计算一个味道变化率的值，以便利用从存储电路8输出的一个味道变化率的一个最小值dG1；第一加热时间和从系数存储电路9输出的一个系数“a”来确定第二加热时间T2，并用于利用从存储电路8输出的第一和第二加热时间T1和T2及从系数存储电路9输出的一个系数K，计算一个第三加热时间T3；一个计数器11，用于对从加热时间检测器7输出的第一和第二加热时间T1和T2；及从运算器10输出第三加热时间计数；一个输出驱动电路12，用于根据计数器的一个输出信号控制磁控管13；以及一个磁控管13，用于根据输出驱动电路12的一个控制指令，传输微波到加热箱2。

另外，此加热时间控制设备进一步提供一个最小时间设定电路14，用于当一个味道变化率Rs/Ro的一个最小值dG1没有被加热时间检测器7检测出的时候，输出一个预定值Tmin作为一个第一加热时间T1；并且提供一个加热时间控制器15，用于当用户选择食物1的加热水平，例如很熟或半熟时，恰当地控制计算出的第三加热时间T3。

下面解释微波炉的加热时间控制设备的运作。

当烹调运作在用户选定菜单和加热水平后开始时，在加热箱2中的食物被从磁控管13输出的微波加热。这时，来自食物1的气体和湿气经空气排出孔4排出。其后，传感器5检测正被排出的气体和湿气，并将检测出的状态转换成为一个预定电信号，并输出此信号到转换器6。如图2所示，转换器6计算从传感器5输出的一个初始值Ro和根据流逝的时间变化的一个变化值Rs，并计算味道的变化率Rs/Ro。加热时间检测器7检测作为味道变化率的最小值的值dG1，并设定检测所需的预热时间Tp。

在这里，味道的变化率由于加热运作的进行开始增加，然而在烹调运作的初始阶段，由于经空气吸入孔3吸入的空气的影响，此变化率减少。在加热进行，食物被适当加热后，由于加热箱2中的气体和味道的饱和状态，味道变化率Rs/Ro不再增加。另外，在相同食物的情况下，除非食物数量大、初始湿度低、微波功率低，味道变化率是一个最小值dG1的预热时间Tp就变得较长。

此后，加热时间检测器7将最小值dG1输出到存储电路8，并将预热时间Tp与设定在最小时间设定电路14中的最小时间Tmin相比较。作为比较的一个结果，如果Tp≥Tmin，加热时间检测器7选择Tp作为第一加热时间T1，并分别将此输出到存储电路8和计数器11。同时，如果Tp≤Tmin，加热时间检测器7选择Tmin作为第一加热时间T1，并将此值分别输出到存储电路8和计数器11。如果Tmin被设定为第一加热时间T1，在点Tmin的味道变化率的值就被选出，并被存储在存储电路8中。计数器11对从加热时间检测器7输出的第一加热时间T1计数，并将计数出的时间输出到输出驱动电路12。另外，输出驱动电路12根据计数器11的一个输出信号驱动磁控管13，并且磁控管13根据输出驱动电路12的一个控制指令产生微波，提供给加热箱2。

预热时间Tp和最小时间Tmin为何被有选择性地作为第一加热时间T1的原因，是由于食物的特性或加热的条件，即使在烹调食物时味道的变化率增加或减少，都是为了缩短时间。因为，在味道变化率不减少的情况下，因为预热时接近于零，由第一加热时间T2确定的第二和第三加热时间T2，T3不能被正确地计算出。也就是，在味道变化率不减少或即使它减少，过程也短，第一加热运作由设定在最小时间设定电路14中的一个预定值Tmin执行，从而，第二和第三加热时间T2和T3能够被正确地计算出。

图2所示为当食物“a”的“b，”各重4盎司和8盎司时的味道变化率，以及预热时间Tp和最小时间Tmin之间的关系是Tp≥Tmin。图中所示，第一加热时间T1分别被设定为T1a和T1b。图3所示为当来自食物1的味道变化率不减少时，在Tp＜Tmin的情况下，Tmin被选定为第一加热时间T1的情况。

同时，存储电路8存储加热时间检测器7的输出信号dG1和T1。另外，运算器10利用存储在系数存储电路9中的一个系数“a”，根据被烹调食物的种类，在一个实验性的基础上，计算第二加热时间T2。运算器10用第一加热时间T1除以系数“a”计算dG，并将dG加上从存储电路8输出的dG1得到dG2。条件如下：

dG＝T1/a

dG2＝dG1＋dG＝dG1＋T1/a

其中，在第一次加热完成，值dG1变为dG₂的同时，第二加热时间T2被确定为一个流逝时间。因此，如果从运算器10得到的值dG2被输出到加热时间检测器7，加热时间检测7就在味道变化率dG1由增加dG变为dG2同时检测流逝时间，并设定被检测出的时间作为第二加热时间T2，并输出此第二加热时间T2分别到存储电路8及计数器11。其后，计数器11对第二加热时间T2计数，并输出被计数出的第二加热时间到输出驱动电路12。另外，输出驱动电路12根据计数器11的一个输出信号控制磁控管13的一次振荡。

图2示出了流逝时间T2a和T2b，T2a指来自食物“a”的味道变化率增加dGa变为dC2a的同时得到的流逝时间，T2b是指在来自食物“b”的味道变化率增加dG变为dG2b的时得到的流逝时间。另外，图3显示了一个变化率没有减少的情况下，决定第二加热时间T2的情形。

运算器10利用存储在存储电路8中的第一和第二加热时间T1和T2，以及存储在系数存储电路9中根据食物的种类确定的一个系数K，计算第三加热时间T3。第三加热时间T3由第一加T1与第二加热时间T2之和乘以系数K得到。即由下列条件得到：

T3＝(T1＋T2)×K

运算器10计算第三加热时间T3，并输出计算出的结果到计数器11。计数器11对从运算器10输出的第二加热时间T2和第三加热时间T3计数，并将计数出的结果输出到输出驱动电路12。输出驱动电路12根据计数器11的一个预定输出信号控制磁控管的振荡。其后，磁控管13根据输出驱动电路12的一个驱动信号按第三加热时间T3产生微波供给加热箱2，然后加热运作完成。第一、二、三加热时间T1，T2和T3的和作为总的加热时间T_t。也就是如下条件：

T_t＝T1＋T2＋T3＝T1＋T2＋K×(T1＋T2)

同时，在用户想较多或较少地加热食物的情况下，用户能够通过控制加热时间控制部分15控制烹调条件。当用户以如此方式控制加热时间控制部分15时，加热时间控制部分15在第三加热时间刚被计算出之后，输出根据用户选择的加热水平确定的一个预定系数β到运算器10。运算器10将此系数β与总加热时间T_t相乘，然后将总的加热时间Tt加上或减去乘积的结果δT。因此，运算器10根据用户选择的预定加热水平，输出第三加热时间T3’到计数器11。总加热时间Tt’与第三加热时间T3’之间的关系如下：

Tt’＝Tt±δT

    ＝Tt±β×(T11＋T2＋T3)

T3’＝T3±β×(Tt)

另外，还存在虽然被烹调食物很多，但味道变化率低的情况。图4表明食物c、d、e，各重4盎司、8盎司、12盎司，并且每个的Tp都大于Tmin。如图4所示，虽然食物e比食物d多，但是味道变化率为最小值时的时间T1e小于食物d的T1d。在这种情况下，由于第二加热时间T2是由dG2＝dG1＋dG＝dG1＋T1/a决定，所以食物d的第二加热时间T2d是在味道变化率的增加值达到dGd＝T1d/a的同时得到的时间T2d。食物e的第二加热时间T2e也是在其味道变化率的增加值达到dGe＝T1e/a的同时得到的时间T2e。

然而，因为食物e的数量多于食物d，食物e的味道变化率的斜度稍多于食物d的相应值。因此，即使食物e的味道变化率的变化量dCe比食物d的少，在食物e的味道变化率的增加值增加到dGe的同时得到的时间T2e仍然比T2d的相应值长些。这就是，第一加热时间T1由食物的初始特性确定，在第二加热时间T2之后，它就由曲线图示的特性确定，该曲线图所示为根据食物数量确定的食物味道的变化率。因此，总加热时间Tt是由被烹调食物的数量确定的，而不由第一加热时间T1决定。参照图4，食物C的第一加热时间T1c与食物e的第一加热时间T1e相同。然而，由于食物c的数量小于食物e的数量，总加热时间Ttc少于食物e的总加热时间Tte。

同时，有多种方法可用于检测食物的加热水平。在这些方法中，检测加热箱中的气体、温度，或从食物表面发出的红外线是常用的。如果被检测的对象是温度，就应用温度(℃)的变化率。如果被检测的对象是绝对湿度(gk/cm³)，就应用每单位体积空气里湿度的变化率。如果被检测的对象是相对湿度(％)，就应用湿度的变化率与室温之比。如果检测的对象是红外线(cm)，就应用根据温度变化的红外线波的变化率。如图5所示，所述方法中的任一种都能够用来计算食物的加热时间，而各种方法互相都具有相同的特征。

参照图6，下面解释设定食物的加热时间的过程。

在将食物放入加热箱2之后，用户根据被烹调的食物种类选择加热水平。其后，计数器11根据用户选择的方式对时间计数，并将计数出的时间输出到输出驱动电路12。输出驱动电路12根据计数器11的一个预定值控制磁控管13的振荡。而后，磁控管13提供微波给加热箱2，靠此烹调加热箱2中的食物。

当烹调食物时，产生味道和气体，并经空气排出孔4被排出到外面。这时，紧靠近空气排出孔4的传感器5检测正被排出的味道，并转换被检测出的状态成为一个预定电信号，而且输出此信号到转换器6。转换器6利用从传感器5输出的初始值Ro和由流逝时间得到的变化值Rs，计算味道的变化率Rs/Ro，并且将计算出的结果输出到检测器7。

当味道变化率减少时，加热时间检测器7检测一个最小值dG1，并将检测出的值输出到存储电路8。另外，加热时间检测器7检测预热时间Tp直到检测出最小值dG1，并且将预热时间Tp与设定在最小时间设定电路14中的最小时间Tmin相比较。作为比较的一个结果，如果Tp≥Tmin，加热时间检测器7就选定此Tp作为第一加热时间T1，并将此选出的时间分别输出到存储电路8及计数器11。如果Tp≤Tmin，，加热时间检测器7就选定此Tmin作为第一加热时间T1，并将此选出的时间输出到存储电路8及计数器11。

而后，存储电路8输出最小值dG1和第一加热时间T1到运算器10，并且系数存储电路9输出根据食物的种类确定的系数e到达运算器。另外运算器10计算味道变化率的变化量(dG＝T1/a)以便于决定第二加热时间T2，并且将味道变化率的最小值dG1与此计算出的值dG相加，而且输出相加出的值(dG2＝dC1＋dG)到检测器7。

加热时间检测器7在味道的变化率从dG1到达从运算器输出的值dC2时，检测时间T2，并且输出此检测出的时间T2到存储电路8及计数器11。运算器10对此第二加热时间T2，利用第一和第二加热时间T1和T2，及存储在系数存储电路9中的系数K，计算第三加热时间T3。这里，第三加热时间T3被计算为：T3＝K(T1＋T2)，并被输出到计数器11。

计数器10，在输出第三加热时间之前，通过检查加热时间控制电路15，判断是否输入了加热水平的控制指令。如果没有输入的加热水平控制指令，运算器10输出运算出的第三加热时间T3到计数器11。然而，如果有一个预定输入的加热水平指令，运算器10运算此被用户控制的加热时间，并输出此结果到计数器11。因此，计数器11对由总加热时间Tt’控制的第三加热时间T3’计数，并输出计数结果到输出驱动电路12。其后，输出驱动电路12驱动磁控管13达时间T3’，然后烹调运作结束。

如以上所述，根据本发明的加热时间控制设备及其方法通过计算第一次加热过程中味道变化率而直接计算第二和第三加热时间，靠这样方法，不必控制食物的数量，或者不必控制食物的初始温度条件，例如冷冻状，冷藏状态及室温状态，而能在最佳的条件下烹调多种多样的食物。另外，本发明试图阻止在用第一加热时间加温或重新加热食物时，食物被过度加热，因为这时，在指示味道变化率的曲线上没有最小点，或者说没有最小值，从而，最佳的烹调条件是可能的。

Claims (9)

1.一种加热时间控制设备，包括：

传感器装置，用于检测来自被加热食物的一个预定的物理变化量，并用于转换此物理变化量成为一个的电信号；

转换装置，用于将从所述传感器装置输出的物理变化量与一个初始值相比较，并转换此物理变化量成为相对此初始值的变化率；

加热时间检测装置，用于设定在从所述转换装置输出的一个变化率变成一个最小值的同时得到的时间作为第一加热时间，并用于设定在此变化率从此最小值变成一个预定值的同时得到的时间作为第二加热时间；

存储装置，用于存储从所述加热时间检测装置输出的一个最小值，所述第一加热时间及所述第二加热时间；

系数存储装置，用于存储根据被烹调食物的种类决定的一个预定系数；

运算装置，用于计算一个预定值，此变化的预定值是在利用从存储电路输出的变化率的最小值，从存储电路输出的第一加热时间及第一系数，确定第二加热时间过程中的一个预定值，该装置并且利用从存储装置输出的第一和第二加热时间，以及从所述系数存储装置输出的第二系数，计算第三加热时间；

一个计数器，用于对从加热时间检测装置输出的第一和第二加热时间，以及从所述运算装置输出的第三加热时间计数；以及

输出驱动装置，用于根据所述计数器的一个输出信号控制微波的供给。

2.权利要求1的设备，其中，所述传感器装置被用来读出一个预定的物理变化量，该变化量是来自正被烹调食物的在诸如气体、味道、温度、绝对湿度、相对湿度和红外线波方面的变化；该装置或者被用来读出在此的诸方面变化的组合的变化量。

3.权利要求1的设备，其中：所述加热时间检测装置，在来自食物的物理变化量的变化率没有一个最小值情况下，选择一个预定的设定时间作为第一加热时间，并且输出在此被选定时间中的变化率的一个值作为一个最小值。

4.权利要求1的设备，其中，所述第二加热时间，是在第一次加热完成时，食物物理变化量的变化率变化到从运算装置运算出的一个预定值一样多的同时，得到的时间。

5.权利要求1的设备，其中，所述运算装置包括被用户选定的一种加热水平，并且运算根据一种加热水平决定的一个第三加热时间，该时间由总的加热时间乘以由加热水平决定的一个预定系数，再用第三加热时间加上或减去此乘积的结果得到。

6.权利要求1的设备，其中；所述运算出的预定值是由用所述第一加热时间除以第一系数得到。

7.一种加热时间控制方法，包括的方法是：

第一步，转换来自正被加热的食物的一个物理变化量成为相对一个初始值的一个变化率，及设定在此被转换出的变化率变成一个最小值的同时得到的时间，作为第一加热时间；以及

第二步，计算一个预定的被除出的值，此值由用第一加热时间除以根据被烹调食物的种类决定的一个第一系数得到，而且设定在所述变化率从最小值转换成为如所述被除出的值那样多的同时得到的时间，作为第二加热时间。

8.权利要求7的方法，其中，所述第一加热时间，当来自食物的一个物理变化量的变化率增加时，选择一个预定的设定时间作为第一加热时间，并且输出选定的时间的变化率的值作为一个最小值。

9.权利要求7的方法，其中，所述第三加热时间，是在用户控制加热水平的情况下，在第三加热时间刚被运算出之后，根据一个预定加热水平运算出的，该时间由第三加热时间加上或减去计算出的总加热时间与一个预定系数的乘积结果得到。

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