JP6892556B2 - 無線周波数検知装置、検知方法及び電子レンジ - Google Patents

Description

本願は、２０１８年０１月３１日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０１８１００９８８４５．７であり、発明の名称が「無線周波数検知装置、検知方法及び電子レンジ」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その内容の全てを援用することにより本願に取り入れる。

本願は、電子レンジの技術分野に関し、具体的には、無線周波数検知装置、検知方法及び電子レンジに関する。

電子レンジで使用される検知装置又はセンサにおいて、一般に、温度検知、スペクトル検知、赤外線検知、イメージング検知などが使用されている。温度検知は対象物に接触する必要があり、スペクトル検知はコストが非常に高く、システムも複雑であり、赤外線検知は表面温度しか検知できず、しかも干渉を受けやすく、イメージング検知は光線の色に敏感で、識別が困難であり、また、これらの検知は全て特定の適用シーンがあり、シーン以外で実行することができない。

本願の趣旨は、従来技術又は関連技術に存在する技術的課題の少なくとも一つを解決することを目的とする。

これに鑑みて、本願の一つの目的は、無線周波数検知装置を提供する。

本願の別の目的は、無線周波数検知方法を提供する。

本願のさらに別の目的は、電子レンジを提供する。

上記目的を達成するために、本願の第１の態様の技術的手段は、異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信するように構成される信号送信モジュールと、負荷によって反射されてきた複数の逆方向周波数検知信号を受信するように構成される信号受信器と、信号送信モジュールに接続され、順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出するように構成される第１の検出モジュールと、信号受信器に接続され、逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出するように構成される第２の検出モジュールと、異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を生成するように信号送信モジュールを制御し、複数の周波数、周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定するように構成されるマイクロコントローラと、を含む無線周波数検知装置を提供する。

当該技術的手段において、無線周波数検知装置を採用することにより、様々なシーンで負荷を検知することを容易にし、異なるシーンに対する検知装置の適応性を向上させる。無線周波数検知装置は、負荷との接触を必要とせずに負荷を検知し、食品負荷の衛生を高め、接触による負荷状態の変化や破壊の可能性を減らし、また危険性のある負荷を検出する場合に検出機器の破壊又は作業者の損傷を低減することもできる。

具体的には、当該技術的手段において、信号送信モジュールを設けることにより、複数の異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信することを容易にし、さらに様々なシーンで負荷を検知する可能性を高め、且つ検知信号が負荷に接触しないため、負荷の安全性及び衛生、及び検出機器の安全性を向上する。信号受信器を設けることにより、負荷によって反射されてきた逆方向周波数検知信号を受信することを容易にする。信号送信モジュールは複数の異なる周波数の信号を生成して送信することにより、負荷によって反射された複数の反射信号を取得することができる。第１の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出し、第２の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出し、さらにマイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて計算することにより、負荷に関する特定情報を取得でき、それを予め記憶された情報と比較することにより、負荷のタイプ、体積、温度などの状態のパラメータが得られ、最終的に、負荷の状態のパラメータを非接触で検出することを実現する。

上記技術的手段において、さらに、信号送信モジュールは、順方向周波数検知信号を生成するように構成される信号生成手段と、順方向周波数検知信号を送信するように構成される信号送信器と、を含む。

当該技術的手段において、信号送信モジュールは信号生成手段及び信号送信器を含むため、信号生成手段及び信号送信器はそれぞれ独立して動作し、相互干渉を減らし、２つの部材と他の部材との接続を容易にし、より多くの機能を実現することはできる。

上記技術的手段において、好ましくは、信号送信器と信号受信器は、同じアンテナを共用し、無線周波数検知装置は、信号生成手段、アンテナ、第１の検出モジュール及び第２の検出モジュールに接続される電力分割分離モジュールをさらに含み、電力分割分離モジュールの第１の接続端子がアンテナに接続され、電力分割分離モジュールの第２の接続端子が第１の検出モジュールに接続され、電力分割分離モジュールの第３の接続端子が第２の検出モジュールに接続され、電力分割分離モジュールの第４の接続端子が信号生成手段に接続される。

当該技術的手段において、信号送信器と信号受信器が同じアンテナを共用するため、構造が簡略化され、スペースが節約され、無線周波数検知装置の適用範囲及び適用シーンを広げる点において有利である。さらに、無線周波数検知装置に電力分割分離モジュールが設けられ、且つ電力分割分離モジュールの第１の接続端子がアンテナに接続され、電力分割分離モジュールの第２の接続端子が第１の検出モジュールに接続され、電力分割分離モジュールの第３の接続端子が第２の検出モジュールに接続され、電力分割分離モジュールの第４の接続端子が信号生成手段に接続されることにより、順方向周波数検知信号を送信するとき、順方向周波数検知信号が第４の接続端子を介して電力分割分離モジュールに進入した後、２分割して第１の接続端子、第２の接続端子から流出でき、即ち第１の接続端子を介してアンテナに流れて、負荷に順方向周波数検知信号を送信し、負荷の検出を開始し、同時に第２の接続端子を介して第１の検出モジュールに流れて、第１の検出モジュールが順方向周波数検知信号を順方向アナログ電圧に変換し、これにより、順方向周波数検知信号の順方向電圧、即ち順方向周波数検知信号の第１のパラメータを取得する。一方、アンテナが負荷で反射された逆方向周波数検知信号を受信するとき、逆方向周波数検知信号が第１の接続端子を介して電力分割分離モジュールに流入した後、２分割して第３の接続端子、第４の接続端子から流出でき、即ち第３の接続端子を介して第２の検出モジュールに流れて、第２の検出モジュールが逆方向周波数検知信号を逆方向アナログ電圧に変換し、これにより逆方向周波数検知信号の逆方向電圧、即ち逆方向周波数検知信号の第２のパラメータを取得する。複数の周波数及び周波数の各々に対応する順方向電圧及び逆方向電圧を取得することにより、計算すると、負荷に関する特定情報を取得でき、予め記憶された情報と比較することにより、負荷のタイプ、体積、温度などの状態のパラメータが得られ、最終的に、負荷の状態のパラメータを非接触で検出するという目的を実現する。なお、電力分割分離モジュールを設けることにより、送信された順方向周波数検知信号と反射された逆方向周波数検知信号の分離及び独立検出も実現され、検出の精度を向上させる。

上記技術的手段において、好ましくは、電力分割分離モジュールの第４の接続端子と信号生成手段との間に設けられた電力増幅モジュールをさらに含み、第４の接続端子が電力増幅モジュールにより信号生成手段に接続され、電力増幅モジュールは順方向周波数検知信号を増幅するように構成される。

当該技術的手段において、電力分割分離モジュールの第４の接続端子と信号生成手段との間に電力増幅モジュールを設けることにより、信号生成手段が生成した順方向周波数検知信号を増幅しやすく、それに伴ってアンテナが負荷に送信した順方向周波数検知信号を増幅し、検知の感度を向上させる。また電力分割分離モジュールと信号生成手段との間の分離度を増加させ、アンテナが反射されてきた逆方向周波数検知信号を受信し、且つ電力分割分離モジュールの第４の接続端子を介して信号生成手段に流れるとき、逆方向周波数検知信号が完全に電力増幅モジュールに吸収され、信号生成手段が衝撃を受ける可能性を減らし、信号生成手段の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばし、使用コストを低減する。同様に、電力分割分離モジュールがアンテナと電力増幅モジュールとの間に設けられることにより、アンテナと電力増幅モジュールとの分離度を増加させ、機器が作動している間、大電力の信号が電力増幅モジュールに逆流し、電力増幅モジュールが焼損してしまう可能性を減らす。

上記技術的手段において、さらに、電力増幅モジュールは、一端が信号生成モジュールに接続される第１の容量と、一端が第１の容量の他端に接続される増幅器と、一端が増幅器の他端に接続され、他端が電力分割分離モジュールの第４の接続端子に接続される第２の容量と、を含む。

当該技術的手段において、第１の容量、第２の容量及び増幅器を設けることにより、順方向周波数検知信号が電力増幅モジュールを通過するとき、順方向周波数検知信号が増幅され、逆方向周波数検知信号が電力増幅モジュールを通過するときに吸収される。

上記技術的手段において、好ましくは、信号生成手段と電力増幅モジュールとの間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、ＰＩネットワークは、順方向周波数検知信号又は逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される。

当該技術的手段において、信号生成手段と電力増幅モジュールとの間にＰＩネットワークを設けることにより、順方向周波数検知信号の大きさを調整することができ、信号生成手段と電力増幅モジュールとの間の分離度を増加させ、回路の安全性を高める。

上記いずれかの技術的手段において、好ましくは、第１の検出モジュールと電力分割分離モジュールの第２の接続端子との間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、ＰＩネットワークは、順方向周波数検知信号又は逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される。

当該技術的手段において、第１の検出モジュールと電力分割分離モジュールの第２の接続端子との間にＰＩネットワークを設けることにより、順方向周波数検知信号の大きさを調整することができ、第１の検出モジュールと電力分割分離モジュールとの間の分離度を増加させ、回路の安全性を高める。

上記いずれかの技術的手段において、好ましくは、第２の検出モジュールと電力分割分離モジュールの第３の接続端子との間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、ＰＩネットワークは、順方向周波数検知信号又は逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される。

当該技術的手段において、第２の検出モジュールと電力分割分離モジュールの第３の接続端子との間にＰＩネットワークを設けることにより、逆方向周波数検知信号の大きさを調整することができ、第２の検出モジュールと電力分割分離モジュールの第３の接続端子との間の分離度を増加させ、回路の安全性を高める。

好ましくは、上記３つの箇所のＰＩネットワークを同時に設けるとき、順方向周波数検知信号、逆方向周波数検知信号の大きさ、及び回路全体の分離度をより柔軟に調整することができ、より多くの異なるシーン及び異なる負荷に適応し、且つ無線周波数検知装置全体の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばせる。

本願の第２の態様の技術的手段は、上記第１の態様の技術的手段のいずれかに記載の無線周波数検知装置用いられ、信号送信モジュールは、マイクロコントローラから発信された制御信号に基づいて、異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成することと、信号送信モジュールにより負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第１の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出することと、信号受信器により負荷によって反射された複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第２の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出することと、マイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定することと、を含む無線周波数検知方法を提供する。

当該技術的手段において、信号送信モジュールがマイクロコントローラから発信された制御信号を受信して該当する制御信号に基づいて、複数の異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信し、さらに様々なシーンで負荷を検知する可能性を高め、且つ検知信号が負荷に接触しないので、負荷の安全性及び衛生を高める。且つマイクロコントローラから発信された制御信号を根拠とし、順次に送信された順方向周波数検知信号の周波数を予め設定された周波数に合致させることができ、後続のデータ処理及び比較に役立ち、作業効率及び検知の精度を向上させる。信号送信モジュールによって負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第１の検出モジュールによって順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出し、及び信号受信器により負荷によって反射された複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第２の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出し、これにより周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得し、さらにマイクロコントローラによって複数の周波数及び周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて計算すると、負荷に関する特定情報を取得でき、予め記憶された情報と比較することにより、負荷のタイプ、体積、温度などの状態のパラメータが得られ、最終的に、負荷の状態のパラメータを非接触で検出するという目的を実現する。

好ましくは、第１のパラメータは順方向周波数検知信号の順方向アナログ電圧であり、第２のパラメータは逆方向周波数検知信号の逆方向アナログ電圧である。

上記技術的手段において、さらに、負荷の状態のパラメータを決定することは、具体的には、周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて、周波数の各々に対応する定在波を決定することと、複数の周波数及び周波数の各々に対応する定在波に基づいて、周波数−定在波関係図を決定することと、周波数−定在波関係図と、予め記憶された負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較し、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定することと、予め設定されたグラフィックに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定することと、を含む。

当該技術的手段において、周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて、周波数の各々に対応する定在波を決定し、これにより、２つのパラメータを、一定の演算規則により、特定の周波数で負荷状態に関する１つの特定パラメータに統合し、パラメータの数を減らし、判断基準を簡略化し、後続の演算の難易度を低下させる。複数の周波数及び周波数の各々に対応する定在波により、周波数−定在波関係図を決定し、且つ周波数−定在波関係図と、予め記憶された負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較し、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定し、複雑な計算過程をグラフィックの比較に変換し、計算の誤りによる検出結果の誤りが発生する可能性を減らし、負荷状態のパラメータの検出及び判断を直感的で簡便にし、検出速度及び検出精度を向上させる。

なお、予め設定されたグラフィックに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定することは、膨大で正確なグラフィックライブラリを構築することを前提とする必要がある。即ち、本方法の最終的な実現は、まず特定負荷の特定状態での予め設定されたグラフィックを得るように、様々な負荷の異なる状態のパラメータを検出し、且つ当該状態のパラメータで無線周波数走査を行う必要があり、即ち特定負荷の特定状態のパラメータに対応する予め設定されたグラフィックを検出して決定し、各種の負荷が有する異なる状態のパラメータの数に応じた数の予め設定されたグラフィックがあり、また負荷が異なるため、上記様々な負荷の異なる状態のパラメータに対応する予め設定されたグラフィックライブラリを構築し、且つ予め設定されたグラフィックライブラリに基づいて負荷の状態のパラメータを決定し、負荷の状態のパラメータの検出を可能にするとともに、検出の速度及び精度を向上させ、負荷に直接接触することがなく、負荷の衛生及び安全性を高める。

本願の第３の態様の技術的手段は、上記第１の態様の技術的手段のいずれかに記載の無線周波数検知装置を含み、無線周波数検知装置の数が少なくとも１つである電子レンジを提供する。

当該技術的手段において、上記第１の態様の技術的手段のいずれかに記載の無線周波数検知装置を採用することにより、上記技術的手段の有益な技術的効果の全てを有し、ここでは説明を省略する。

なお、電子レンジにおいて複数の上記無線周波数検知装置を採用する場合、複数の無線周波数検知装置が分散的に設けられるとき、複数の異なる周波数の検知信号を複数の角度で送信することができ、これにより、検出速度及び検出精度をさらに向上させ、作業効率を向上させる。

本願の他の態様及び利点は、以下の説明によって明確になり、又は本願を実施することによって理解できる。

本願の一実施例に係る無線周波数検知装置の動作原理図である。 本願の一実施例に係る無線周波数検知装置の回路構造の模式図である。 図２の電力分割分離モジュール２０の拡大模式図である。 本願の一実施例に係る電子レンジの負荷が空である場合、当該実施例の無線周波数検知装置を用いて走査して得られた定在波−周波数の関数グラフィックである。 本願の一実施例に係る電子レンジの負荷が２５０ｍｌ ４℃のパック入り牛乳である場合、当該実施例の無線周波数検知装置を用いて走査して得られた定在波−周波数の関数グラフィックである。 本願の一実施例に係る電子レンジの負荷が２５０ｍｌ ４０℃のパック入り牛乳である場合、当該実施例の無線周波数検知装置を用いて走査して得られた定在波−周波数の関数グラフィックである。 本願の一実施例に係る無線周波数検知方法のフローチャートである。 本願の別の実施例に係る無線周波数検知方法のフローチャートである。

本願の上記目的、特徴及び利点をより明確に理解できるように、以下、図面及び具体的な実施形態を参照しながら本願についてさらに詳しく説明する。なお、矛盾しない限り、本願の実施例及び実施例中の特徴を組み合せることができる。

本願を充分に理解するように、以下の説明で多くの具体的な詳細を説明するが、本願はここで説明する形態と異なる形態で実施することもできるので、本願の保護範囲は以下で開示する具体的な実施例に限定されない。

以下、図１〜図８を参照しながら本願のいくつかの実施例について説明する。

実施例１
図１は、本願の一実施例による無線周波数検知装置の動作原理模式図である。

図１に示すように、無線周波数検知装置は、主にアンテナ１０、電力分割分離モジュール２０、順方向検波管３００、逆方向検波管４００、増幅器５００及び発振器６００を含み、アンテナ１０は順方向検知信号を送信し、反射されてきた逆方向検知信号を受信するように構成される。図１及び図３に示すように、電力分割分離モジュール２０はブリッジ又は結合器を採用してもよく、電力分割分離モジュール２０はアンテナ１０、増幅器５００、順方向検波管３００及び逆方向検波管４００の間に設けられ、電力分割分離モジュール２０は４つの接続端子を有し、第１の接続端子２１がアンテナ１０に接続され、第２の接続端子２２が順方向検波管３００に接続され、第３の接続端子２３が逆方向検波管４００に接続され、第４の接続端子２４が増幅器５００に接続され、増幅器５００が電圧制御発振器に接続される。電力分割分離モジュール２０は順方向検知信号と逆方向検知信号を分離し、且つアンテナ１０と増幅器５００との間の分離度を増加させるように構成される。増幅器５００は順方向検知信号を増幅し、及び逆方向検知信号を吸収するように構成される。順方向検波管３００は順方向検知信号の順方向電圧を取得するように、順方向検知信号をアナログ電圧に変換するように構成される。逆方向検波管４００は逆方向検知信号の逆方向電圧を得るように、反射された逆方向検知信号を逆方向アナログ電圧に変換するように構成される。

具体的には、無線周波数検知装置が作動を開始するとき、図１の実線矢印で示すように、まず発振器６００はマイクロコントローラから送信された制御信号に基づいて、特定周波数ｆ０での順方向周波数検知信号を生成し、且つ当該順方向周波数検知信号を増幅器５００に送信し、増幅器５００を介して当該順方向周波数検知信号を増幅した後、電力分割分離モジュール２０の第４の接続端子２４に入力する。電力分割分離モジュール２０において、順方向周波数検知信号は電力分割分離モジュール２０に２分配され、即ち順方向周波数検知信号は電力が等しい２つの部分に分けられ、各部分の電力はいずれも元の順方向周波数検知信号の半分である。２分配後の２つの部分の順方向周波数検知信号は、それぞれ電力分割分離モジュール２０の第１の接続端子２１及び第２の接続端子２２から出力され、第１の接続端子２１から出力された順方向周波数検知信号はアンテナ１０内に入力され、アンテナ１０を介して負荷に送信される。第２の接続端子２２から出力された順方向周波数検知信号は順方向検波管３００内に入力され、アナログ電圧に変換された後、送信された順方向周波数検知信号の順方向電圧Ｖｏｕｔを得る。

同様に、図１の白抜き矢印で示すように、アンテナ１０から送信された順方向周波数検知信号を負荷に送信すると、負荷で反射されてきて、逆方向周波数検知信号を形成し、且つアンテナ１０により受信し、アンテナ１０が受信した後、逆方向周波数検知信号を電力分割分離モジュール２０の第１の接続端子２１に送り、逆方向周波数検知信号は同様に電力分割分離モジュール２０に２分配され、２分配後の２つの部分の逆方向周波数検知信号は、それぞれ電力分割分離モジュール２０の第３の接続端子２３及び第４の接続端子２４を介して逆方向検波管４００及び増幅器５００に出力され、逆方向検波管４００に入力された逆方向周波数検知信号はアナログ電圧に変換され、逆方向周波数検知信号の順方向電圧Ｖｒｅｆを得て、増幅器５００に入力された逆方向周波数検知信号の電力は完全に増幅器５００に吸収され、電圧制御発振器に対する衝撃が軽減される。

順方向電圧及び逆方向電圧を決定した後、マイクロコントローラで計算処理することで、特定周波数ｆ０に対応する定在波ＳＷＲ＝Ｆ（Ｖｒｅｆ、Ｖｏｕｔ）を得る。

無線周波数検知装置が作動し続け、複数の異なる周波数における順方向周波数検知信号を順次に生成し、周波数掃引を行うことにより、複数の周波数の各々に対応する定在波、即ち複数の周波数及びそれに対応する複数の定在波を得ることができ、これにより周波数−定在波の関数グラフィックｙ＝Ｆ（ｆｉ、ＳＷＲ）を得ることができる。

マイクロコントローラのデータベースにおいて、複数の周波数−定在波の予め設定されたグラフィックが予め記憶されており、各予め設定されたグラフィックは特定周波数における負荷の特定状態のパラメータに対応している。したがって、無線周波数検知装置が周波数掃引を行うことで得られた周波数−定在波の関数グラフィックと、データベースにおける予め設定されたグラフィックとを比較し、対応する予め設定されたグラフィックが見つかると、当該予め設定されたグラフィックに基づいて、その対応する負荷の状態のパラメータを決定でき、負荷に接触しない場合に、負荷の状態のパラメータに対する検出を完了する。

本願の無線周波数検知装置を、電子レンジに適用すると、電子レンジ内の負荷の温度、体積などの状態のパラメータを検出でき、無負荷の場合にも検出することができる。

具体的には、例えば１つの電子レンジにおいて、本願の無線周波数検知装置を採用する。図４、図５、図６に示すように、図４は、電子レンジの無負荷時の周波数−定在波の関数グラフィックであり、図５は、電子レンジ内の負荷が２５０ｍｌ ４℃のパック入り牛乳である時の周波数−定在波の関数グラフィックであり、図６は、電子レンジ内の負荷が２５０ｍｌ ４０℃のパック入り牛乳である時の周波数−定在波の関数グラフィックである。これらのグラフィックを予め記憶されたグラフィックライブラリに格納し、電子レンジを使用するとき、無線周波数検知装置で検出された周波数−定在波の関数グラフィックが図５と同じであれば、電子レンジ内の負荷がパック入り牛乳であり、その体積が２５０ｍｌであり、温度が４℃であると決定することができる。

具体的には、図２に示すように、本願の一実施例による無線周波数検知装置は、マイクロコントローラ及び信号生成手段６０を含み、マイクロコントローラは、信号生成手段６０が予め設定された周波数範囲における複数の周波数に対応する複数の順方向周波数検知信号を順次に生成するように、予め設定された周波数範囲に基づいて、信号生成手段６０に制御信号を発信するように構成される。

信号生成手段６０は電力増幅モジュール５０に接続され、電力増幅モジュール５０の他端は電力分割分離モジュール２０に接続される。電力分割分離モジュール２０は６つの接続端子を有する方向性結合器を含み、図３に示すように、方向性結合器の２つの接続端子はいずれも接地され、他の４つの接続端子のうち第４の接続端子２４は電力増幅モジュール５０の他端に接続される。本実施例の無線周波数検知装置は、アンテナ１０、第１の検出モジュール、及び第２の検出モジュールをさらに含み、そのうち、アンテナ１０は方向性結合器の第１の接続端子２１に接続され、第１の検出モジュールは方向性結合器の第２の接続端子２２に接続され、第２の検出モジュールは方向性結合器の第３の接続端子２３に接続される。アンテナ１０は、信号生成手段６０で生成された順方向周波数検知信号、及び負荷で反射された逆方向周波数検知信号を送信するように構成される。

電力分割分離モジュール２０は、方向性結合器を採用してもよく、またブリッジ、又は他の類似機能の回路構造又は電気素子を採用してもよい。

さらに、順方向周波数検知信号又は逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、及び回路間の分離度を増加させ、回路全体の安全性を高めるように、第１の検出モジュールと方向性結合器との間、第２の検出モジュールと方向性結合器との間、及び信号生成手段６０と電力増幅モジュール５０との間に、いずれもＰＩネットワーク７０が設けられている。同時に、上記３つの箇所にいずれもＰＩネットワーク７０が設けられているので、より多くの異なるシーン及び異なる負荷に適応するように、順方向周波数検知信号及び逆方向周波数検知信号の大きさ、及び回路全体の分離度をより柔軟に調整でき、且つ無線周波数検知装置の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばす。もちろん、必要に応じて、上記３つの箇所のうち１箇所又は２箇所のみにＰＩネットワーク７０を設けてもよい。

より具体的には、信号生成手段６０において、発振器６００を含み、発振器６００は複数の接続端子及び複数の容量を含み、複数の容量は少なくとも２つのグループに分けられ、各グループにおける各容量の一端は発振器６００の１つの接続端子又は２つの接続端子と共通に接続され、各容量の他端は接地される。信号生成手段６０を設けることにより、異なる周波数における順方向周波数検知信号を柔軟に生成することに役立つ。本実施例において、コストを節約し、構造を簡略化させるために、発振器６００は電圧制御発振器を採用することが好ましく、発振器６００としては水晶発振器などの他の発振器を選択することもできる。

本実施例の電力増幅モジュール５０において、一端が信号生成手段６０に接続される第１の容量と、一端が第１の容量の他端に接続される増幅器５００と、一端が増幅器５００の他端に接続され、他端が方向性結合器の第４の接続端子２４に接続される第２の容量と、を含む。電力増幅モジュール５０を設けることにより、信号生成手段６０が順方向周波数検知信号を生成することに役立ち、それに伴ってアンテナ１０が負荷に送信した順方向周波数検知信号を増幅させ、検知の感度を向上させる。電力増幅モジュール５０はさらに電力分割分離モジュール２０と信号生成手段６０との間の分離度を増加させ、アンテナ１０が反射されてきた逆方向周波数検知信号を受信し、且つ方向性結合器の第４の接続端子２４を介して信号生成手段６０に流れるとき、逆方向周波数検知信号は完全に電力増幅モジュール５０に吸収され、信号生成手段６０が衝撃を受ける可能性を減らし、信号生成手段６０の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばし、使用コストを低減させる。一方、電力分割分離モジュール２０は電力増幅モジュール５０とアンテナ１０との間の分離度を増加させ、アンテナ１０の受信した大電力信号が電力増幅モジュール５０に逆流入して破壊する可能性を減らす。

本実施例の第１の検出モジュールは、第１の検波回路３０及び第１の演算コンポーネントを含み、第１の検波回路３０は、検波チップ、及び検波チップにそれぞれ接続される第１の抵抗及び第３の容量を含み、第１の抵抗及び第３の容量における検波チップに接続されていない端部はいずれも接地され、第３の容量における検波チップに接続される端部に第２の抵抗がさらに接続されており、第２の抵抗における第３の容量に接続される端部は、第１の演算コンポーネントに接続され、第２の抵抗の他端は接地される。第１の検波回路３０は、第１の演算コンポーネントによってサンプリングして順方向周波数検知信号の順方向電圧を得るように、順方向周波数検知信号を順方向アナログ電圧に変換するように構成される。

第２の検出モジュールは、第２の検波回路４０及び第２の演算コンポーネントを含み、第２の検波回路４０の構造は第１の検波回路３０の構造と同じであり、第２の検波回路４０は、第２の演算コンポーネントによってサンプリングして逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を得るように、負荷で反射されてきた逆方向周波数検知信号を逆方向アナログ電圧に変換するように構成される。

特定周波数における順方向周波数検知信号の順方向電圧と逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を得た後、当該周波数に対応する定在波を算出することができる。上記予め設定された周波数範囲に従って、周波数掃引を行った後、当該予め設定された周波数範囲における周波数の各々に対応する定在波を得ることができ、これにより周波数−定在波関数関係図を得て、マイクロコントローラを介して当該周波数−定在波関数関係図と、予め記憶された負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較することにより、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定でき、さらに予め設定されたグラフィックに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定し、負荷に対する検出を実現する。負荷の状態のパラメータは、温度、体積などを含む。

本実施例の無線周波数検知装置を採用すると、接触しない場合に、様々な負荷の状態を検出でき、検出の利便性及び安全性を高め、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らし、さらに例えば高温物体のような危険性の比較的高い負荷の検出により検出機器が破壊されたり、検出者が怪我をしたりする可能性を減らす。且つ本実施例の無線周波数検知装置は構造がシンプルで、コストが低い。検出プロセスにおいて、複雑な計算をグラフィック比較に変更し、簡単で直感的で、作業効率を向上させる。

実施例２
本願にて提供される別の実施例による無線周波数検知装置と、実施例１との異なる点は、電力分割分離モジュール２０及び電力増幅モジュール５０を採用せず、且つ信号の送信及び受信がそれぞれ信号送信器及び信号受信器により行われることであり、具体的には、本実施例の無線周波数検知装置は、マイクロコントローラ、信号送信モジュール、信号受信器、第１の検出モジュール及び第２の検出モジュールを含む。信号送信モジュールはマイクロコントローラの制御信号に基づいて、複数の異なる周波数における順方向周波数検知信号を順次に生成して送信し、第１の検出モジュールを介して順方向電圧を検出した後、信号送信モジュールの信号送信器から発信し、負荷を介して反射した後、信号受信器により反射された逆方向検知信号を受信し、第２の検出モジュールが信号受信器に接続され、これにより逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を検出できる。第１の検出モジュール及び第２の検出モジュールはいずれもマイクロコントローラに接続され、検出した順方向電圧及び逆方向電圧をマイクロコントローラにフィードバックすることに役立ち、これによりマイクロコントローラの演算によって負荷との周波数−定在波関数関係図が得られ、さらに比較検索により、予め設定されたグラフィック、及び予め設定されたグラフィックと対応づけられる負荷の状態のパラメータを得て、負荷状態に対する検出を実現する。

当然、電力増幅モジュール５０は、減らすのではなく、その数を増やしてもよく、それによってより良好な検出動的範囲を得て、検出の感度を向上させる。

本実施例は、より多くの指向性機能を実現するように、具体的な適用シーン及び機器に基づいて、例えば温度補正回路などの補助回路をさらに追加してもよい。

実施例３
図７に示すように、本願にて提供される一実施例による無線周波数検知方法は、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置として構成され、具体的には、
無線周波数検知装置のマイクロコントローラから発信された制御信号を受信することにより、信号生成手段は制御信号に基づいて異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を生成するステップ１０と、
アンテナによって負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第１の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出するステップ１２と、
信号受信器により負荷によって反射された複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第２の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出するステップ１４と、
マイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定するステップ１６と、を含む。

信号生成手段がマイクロコントローラから発信された制御信号を受信して該当する制御信号に基づいて、複数の異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信し、さらに様々なシーンで負荷を検知する可能性を高め、且つ検知信号が負荷に接触しないので、負荷の安全性及び衛生を高める。且つマイクロコントローラから発信された制御信号を根拠とし、順次に送信された順方向周波数検知信号の周波数を予め設定された周波数に合致させることができ、後続のデータ処理及び比較に役立ち、作業効率及び検知の精度を向上させる。信号送信モジュールによって負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第１の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出し、及び信号受信器により負荷によって反射されてきた複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第２の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出し、これにより周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータを取得し、さらにマイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づいて計算すると、負荷に関する特定情報を取得でき、予め記憶された情報と比較することにより、負荷のタイプ、体積、温度などの状態のパラメータが得られ、最終的に、負荷の状態のパラメータを非接触で検出するという目的を実現する。

第１のパラメータ及び第２のパラメータは電圧であってもよく、電流又は電力であってもよく、具体的には実際に適用するシーンに基づいて、柔軟に選択し、これにより検出の利便性及び検出効率を向上させる。

実施例４
図８に示すように、本願にて提供される一実施例による無線周波数検知方法は、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置として構成され、具体的には、以下のステップを含む。

ステップ２０において、無線周波数検知装置のマイクロコントローラから発信された制御信号を受信することにより、信号生成手段は制御信号に基づいて異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を生成する。

ステップ２２において、順方向周波数検知信号を増幅し、順方向周波数検知信号を増幅することで、信号を補強し、検出の感度を向上させる。

ステップ２４において、増幅された順方向周波数検知信号を、電力がいずれも順方向周波数検知信号の電力の半分である第１の順方向サブ検知信号と、第２の順方向サブ検知信号とに分け、
順方向周波数検知信号を２分配することにより、信号の電力を減らし、電気検出素子に対する衝撃を減らし、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばす。

ステップ２６において、負荷に第１の順方向サブ検知信号を送信する。

ステップ２８において、第２の順方向サブ検知信号を順方向アナログ電圧に変換する。

ステップ３０において、順方向アナログ電圧をサンプリングし、順方向周波数検知信号の順方向電圧を決定し、電圧を第１のパラメータとすることで、検出の感度及び検出の利便性、並びに検出の精度を向上させる。

ステップ３２において、負荷で反射された逆方向周波数検知信号を受信する。

ステップ３４において、逆方向周波数検知信号を、電力がいずれも逆方向周波数検知信号の電力の半分である第１の逆方向サブ検知信号と、第２の逆方向サブ検知信号とに分ける。

ステップ３６において、第１の逆方向サブ検知信号を逆方向アナログ電圧に変換する。

ステップ３８において、逆方向アナログ電圧をサンプリングし、逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を決定する。

ステップ４０において、周波数の各々に対応する順方向電圧及び逆方向電圧に基づいて、周波数の各々に対応する定在波を決定し、順方向電圧及び逆方向電圧に対応する定在波を計算し、即ち周波数の各々に対応する２つのパラメータを１つのパラメータに単純化することにより、判断基準が単純化され、後続の演算の困難性が低減される。

ステップ４２において、複数の周波数及び周波数の各々に対応する定在波に基づいて、周波数−定在波関係図を決定する。

ステップ４４において、周波数−定在波関係図と、予め設定されたグラフィックライブラリにおいて負荷の状態のパラメータにと対応づけられるグラフィックと、を比較し、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定する。

ステップ４６において、予め設定されたグラフィックから、負荷の状態のパラメータを決定する。

周波数−定在波の固有関係を関数関係図に変換することで、複雑な計算プロセスをグラフィックの比較に変換し、計算の誤りによる検出結果の誤りが発生する可能性を減らし、負荷状態のパラメータの検出及び判断を直感的で簡便にし、検出速度及び検出精度を向上させ、且つ本実施例の無線周波数検知方法を採用すると、負荷との接触を必要とせず、判断プロセスが迅速で簡単であり、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らす。

実施例５
本願にて提供される一実施例による電子レンジは、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置を採用する。

上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置を採用することにより、上記実施例の効果が全て発揮されるので、詳細な説明は省略する。

なお、本願の無線周波数検知装置は、構造がシンプルで、マッチングに影響がなく、種々の高中低価格の電子レンジに適用でき、オーブン、炊飯器、蒸し鍋などの機器にも適用できる。

以上は図面を参照しながら本願の技術的手段について詳細に説明し、本願の技術的手段によって、負荷に接触せずに負荷の状態のパラメータを検出するという目的を効果的に実現し、検出の利便性及び安全性を高め、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らし、さらに危険性の比較的高い負荷の検出により検出機器が破壊されたり、検出者が怪我をしたりする可能性を減らす。且つ本願の無線周波数検知装置は構造がシンプルで、コストが低い。検出プロセスにおいて、複雑な計算をグラフィック比較に変更し、簡単で直感的で、作業効率を向上させる。

本願において、用語「第１」、「第２」、「第３」は目的を説明するためのものであり、相対的な重要性の指示又は示唆として解釈されるべきではない。特に断らない限り、用語「複数」は２つ又は２つ以上である。用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語はいずれも広義に理解されるべきであり、例えば、「接続」は固定的に接続されてもよいし、また着脱可能に接続されてもよく、又は一体的に接続される。「連結」は直接連結されてもよいし、また中間媒体を介して間接連結されてもよい。当業者であれば、具体的な状況によって上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。

本願の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」などの用語で示す方位又は位置関係は図面に示す方位又は位置関係であり、本願を説明しやすいか、又は説明を簡単にするだけに用いられ、示している装置又はユニットは必ず特定の方向を有し、特定の方位構造と操作を有することを表すか又は暗示することではないことを理解されるべきであり、そのため、本願に対する限定とみなされるべきではない。

本明細書の説明において、用語である「一実施例」、「いくつかの実施例」、「具体的な実施例」などの記述は、当該実施例又は例示に記載された具体的な特徴、構造、材料又は特性を参照して本願の少なくとも１つの実施例又は例示に含まれることを意図する。本明細書において、上記用語の例示的記述は同一の実施例又は例示を必ずしも意味しない。さらに、記載された具体的な特徴、構造、材料又は特性をいずれかの１つ又は複数の実施例又は例示において適当な方式で組み合わせることができる。

以上は本願の好適な実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者であれば、本願に様々な修正や変更が可能である。本願の精神及び原則内での全ての修正、均等置換、改善などは、本願の範囲内に含まれる。

図１〜図８における符号と部材名称との間の対応関係は以下のとおりである。
１０ アンテナ
２０ 電力分割分離モジュール
２１ 第１の接続端子
２２ 第２の接続端子
２３ 第３の接続端子
２４ 第４の接続端子
３０ 第１の検波回路
３００ 順方向検波管
４０ 第２の検波回路
４００ 逆方向検波管
５０ 電力増幅モジュール
５００ 増幅器
６０ 信号生成手段
６００ 発振器
７０ ＰＩネットワーク

Claims (11)

1. 電磁加熱装置に用いられる無線周波数検知装置であって、
   異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信するように構成される信号送信モジュールと、
   負荷によって反射されてきた複数の逆方向周波数検知信号を受信するように構成される信号受信器と、
   前記信号送信モジュールに接続され、前記順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出するように構成される第１の検出モジュールと、
   前記信号受信器に接続され、前記逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出するように構成される第２の検出モジュールと、
   マイクロコントローラであって、
   異なる周波数における複数の前記順方向周波数検知信号を生成するように前記信号送信モジュールを制御し、
   前記複数の周波数、前記周波数の各々に対応する前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに基づいて、各前記周波数に対応する定在波を決定し、
   複数の前記周波数及び各前記周波数に対応する前記定在波に基づいて、周波数−定在波関係図を決定し、
   前記周波数−定在波関係図と、予め記憶された負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較し、前記周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定し、
   前記予め設定されたグラフィックに基づいて、前記負荷の状態のパラメータを決定するように構成されるマイクロコントローラと、を含み、
   前記負荷の状態のパラメータは、負荷のタイプ、体積、および温度のうちの少なくとも１種類を含む無線周波数検知装置。
2. 前記信号送信モジュールは、
   前記順方向周波数検知信号を生成するように構成される信号生成手段と、
   前記順方向周波数検知信号を送信するように構成される信号送信器と、を含む請求項１に記載の無線周波数検知装置。
3. 前記信号送信器と前記信号受信器は、同じアンテナを共用し、
   前記無線周波数検知装置は、
   前記信号生成手段、前記アンテナ、前記第１の検出モジュール及び前記第２の検出モジュールに接続される電力分割分離モジュールをさらに含み、
   前記電力分割分離モジュールの第１の接続端子が前記アンテナに接続され、前記電力分割分離モジュールの第２の接続端子が前記第１の検出モジュールに接続され、前記電力分割分離モジュールの第３の接続端子が前記第２の検出モジュールに接続され、前記電力分割分離モジュールの第４の接続端子が前記信号生成手段に接続される請求項２に記載の無線周波数検知装置。
4. 前記電力分割分離モジュールの第４の接続端子と前記信号生成手段との間に設けられた電力増幅モジュールをさらに含み、
   前記第４の接続端子が前記電力増幅モジュールにより前記信号生成手段に接続され、
   前記電力増幅モジュールは、前記順方向周波数検知信号を増幅するように構成される請求項３に記載の無線周波数検知装置。
5. 前記電力増幅モジュールは、
   一端が信号生成モジュールに接続される第１の容量と、
   一端が前記第１の容量の他端に接続される増幅器と、
   一端が前記増幅器の他端に接続され、他端が前記電力分割分離モジュールの第４の接続端子に接続される第２の容量と、を含む請求項４に記載の無線周波数検知装置。
6. 前記信号生成手段と前記電力増幅モジュールとの間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、
   前記ＰＩネットワークは、前記順方向周波数検知信号又は前記逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される請求項４に記載の無線周波数検知装置。
7. 前記第１の検出モジュールと前記電力分割分離モジュールの第２の接続端子との間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、
   前記ＰＩネットワークは、前記順方向周波数検知信号又は前記逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される請求項４又は請求項６のいずれか一項に記載の無線周波数検知装置。
8. 前記第２の検出モジュールと前記電力分割分離モジュールの第３の接続端子との間に設けられた少なくとも１つのＰＩネットワークをさらに含み、
   前記ＰＩネットワークは、前記順方向周波数検知信号又は前記逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、その自身の両端回路の分離度を増加させるように構成される請求項４又は請求項６又は請求項７のいずれか一項に記載の無線周波数検知装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の無線周波数検知装置に用いられる無線周波数検知方法であって、
   信号送信モジュールは、マイクロコントローラから発信された制御信号に基づいて、異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成することと、
   前記信号送信モジュールにより負荷に複数の前記順方向周波数検知信号を送信し、且つ前記第１の検出モジュールにより前記順方向周波数検知信号の各々に対応する各第１のパラメータを検出することと、
   信号受信器により前記負荷で反射された複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第２の検出モジュールにより前記逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第２のパラメータを検出することと、
   前記マイクロコントローラにより、前記複数の周波数、前記周波数の各々に対応する前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに基づいて、前記負荷の状態のパラメータを決定することと、を含む無線周波数検知方法。
10. 前記負荷の状態のパラメータを決定することは、具体的には、
    前記周波数の各々に対応する前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに基づいて、各前記周波数に対応する定在波を決定することと、
    複数の前記周波数及び各前記周波数に対応する前記定在波に基づいて、周波数−定在波関係図を決定することと、
    前記周波数−定在波関係図と、予め記憶された前記負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較し、前記周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定することと、
    前記予め設定されたグラフィックに基づいて、前記負荷の状態のパラメータを決定することと、を含む請求項９に記載の無線周波数検知方法。
11. 電子レンジであって、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の無線周波数検知装置を含み、前記無線周波数検知装置の数が少なくとも１つである電子レンジ。

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