KR950001228B1 - 전자레인지의 절대습도 감지장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

전자레인지의 절대습도 감지장치

제1도는 습도센서가 장착된 전자레인지의 종단면도.

제2도는 종래 절대습도 감지에 의한 자동조리 동작순서도.

제3도는 종래 전자레인지의 절대습도 감지장치 회로도.

제4도는 본 발명의 전자레인지의 절대습도 감지장치 회로도.

제5도는 본 발명 오븐 및 그릴요리시 최종음식물 센싱 포인트 설정에 관한 습도감지출력 대 시간 특성도.

제6도는 본 발명의 최종음식물 센싱 포인설정에 관한 자동조리 동작 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가열실 2 : 음식물

3 : 턴테이블 4 : 턴테이블 모터

5 : 절대습도센서 6 : 마그네트론

7 : 팬모터 8 : 마이크로 컴퓨터

9 : 히터 Th₁: 감지 써미스터

Th₂: 온도보상 써미스터

본 발명은 전자레인지에서 오븐 및 그릴자동조리시 절대습도를 감지하기 위한 것으로, 특히 히터 가열에 의한 고온으로 야기되는 절대습도 센서의 오동작 요소를 방지하여 자동조리 성능을 향상시킬 수 있도록 한 전자레인지의 절대습도 감지장치에 관한 것이다.

습도센서가 장착된 전자레인지의 종단면도는 제1도에 도시된 바와 같이, 가열실(1)의 음식물(2)을 회전시켜 익힐 수 있도록 턴테이블(3)을 구동시키는 턴테이블 모터(4)와, 상기 가열실(1)의 외벽에 장착되어 음식물(2)에서 발생되는 수증기를 포함한 가스를 감지하는 절대습도센서(5)와, 상기 가열실(1) 내부로 고주파를 발생시키는 마그네트론(6)과, 전자레인지 시스템의 전체동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터(8)와, 상기 음식물(2) 가열을 위해 열을 발산시키는 히터(9)로 구성되고, 미설명 부호7은 팬모터이다.

또한 종래 전자레인지의 절대습도 감지장치 회로도는 제3도에 도시된 바와 같이 센서인가전압(+V)에 연결된 전류제한용 저항(R₁)은 브리지 다이오드(BD₁)의 감지 써미스터(Th₁)저항과 저항(R₂) 접속점에 연결되고, 감지 써미스터(Th₁)저항과 온도보상 써미스터(Th₂)저항의 접속점(A)은 저항(R₄)을 통해 오피엠프(OP₁)의 반전입력단에 연결되며, 상기 브리지다이오드(BD₁)의 저항(R₂,R₃)접속점은 오피앰프(OP₁)의 비반전 입력단에 연결됨과 아울러 저항(R₇,R₉,R₁₁)을 통해서는 온도보상용 트랜지스터(Q₁,Q₂,Q₃)의 콜렉터에 연결되며, 상기 오피앰프(OP₁)의 출력단은 저항(R₆)을 통해 마이크로 컴퓨터(8)의 아날로그/디지탈 변환 입력단(A/D)에 연결됨과 아울러 피드백 저항(R₅)을 통해 피드백되어 반전입력단에 연결되고, 상기 마이크로 컴퓨터(8)의 출력포트(P₁,P₂,P₃)는 각기 저항(R₈,R₁₀,R₁₂)을 통해 트랜지스터(Q₁,Q₂,Q₃)의 베이스에 연결되어 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 장치에 있어서, 턴테이블(3) 위에 음식물(2)을 올려놓고 요리시작 버튼을 누르면 전자레인지의 마이크로 컴퓨터(8)에서 입력버튼에 해당하는 기능을 판별하여 요리를 행하도록 마그네트론(6), 팬모터(7) 및 히터(9)에 제어신호를 보낸다.

그러면 음식물(2)은 마그네트론(6)의 고주파와 히터(9)에 의한 열로서 요리가 진행됨과 아울러 턴테이블 모터(4)에 의해 턴테이블(3)을 회전시키므로 골고루 일힐 수 있는 상태가 된다. 이렇게 요리가 진행됨에 따라 음식물(2)에서 수증기가 발생되면 절대습도센서(5)는 가열실(1)의 절대습도를 감지하는데 이는 제3도에 도시한 회로에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

센서인가전압(+V)으로부터 전류제한용 저항(R₁)을 통한 전류가 절도습도센서(5)의 감지 써미스터(Th₁)와 온도보상 써미스터(Th₂)저항으로 흐름에 따라 상기 써미스터(Th₁)(Th₂)는 약200℃내외로 자기 방열이 일어나는데, 여기서 감지 써미스터(Th₁)의 저항은 외부공기와 접촉이 가능한 상태로 되어있고 온도보상 써미스터(Th₂)의 저항은 외부공기와 밀폐되어 있다.

히터(9) 가열에 의한 오븐/그릴 자동조리시 음식물(2)에서 습기가 발생하면 이 습기는 절도습도센서(5)내부의 감지 써미스터(Th₁)저항과 접촉하여 자기발열에 의한 열을 빼앗아 가므로 저항치가 증가하게 되고 이에따라 브리지 다이오드(BD₁)의 양단(A,B)에서 발생된 전압은 오피앰프(OP₁)를 통하면서 적당한 레벨로 증폭되어 마이크로 컴퓨터(8)의 아날로그/디지탈(A/D) 입력단자로 출력(Vout)된다.

그러면 제2도에 도시된 자동조리 순서도에 의거하여 마이크로 컴퓨터(8)는 아날로그/디지탈(A/D) 입력단자로 인가되는 절대습도 감지출력(Vout)을 읽고 이 출력에 알맞는 자동조리를 수행한다. 조리가 완료된 상태에서 그 다음 조리를 수행하고자 할때 연속조리에 따라 초기치가 달라지므로 이에 따라 오차를 보상하기 위하여 마이크로 컴퓨터(8)는 출력포트(P₁,P₂,P₃)를 이용하여 온도보상용 트랜지스터(Q₁,Q₂,Q₃)를 제하여 온도를 보상하도록 한다.

그러나 종래의 장치에 있어서 오븐/그릴 자동조리시 히터 가열에 의해 음식물에서 발생하는 수증기 정도를 절대습도센서로서 감지하여 조리를 수행할 때 히터에 의해 발생되는 고온의 열이 전자레인지 가열실을 가열시키면 음식물에서 발생되는 수증기와 관계없이 센서에 전달되는 히터 열원에 의해서 센서내부의 감지써미스터(Th₁)와 온도보상 써미스터(Th₂)의 저항값이 변하게 되므로 해당 음식물의 절대습도 감지와 오차가 생겨 오븐/그릴 자동 조리가 오동작을 일으켜 음식물을 설익게하는 조기센싱의 악영향을 유발시킴으로써 조리성능이 나쁘게 되고, 센서자체의 열적 안정성을 더욱 보장해야 하고 센서에 전달되는 히터의 열을 분리시키기 위한 기구적 구조물을 설치해야 하므로 습도센서 장착 전자레인지의 경우 원상승의 요인이 되는 문제점을 안고 있다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 히터의 열원 전달로서 발생되는 센서내부의 써미스터 불평형 저항값 변화를 방지하기 위해 오븐/그릴 자동요리시작과 동시에 센서내부의 감지 써미스터와 온도보상 써미스터의 온도를 오븐/그릴 자동조리 상태와 유사한 환경조건으로 만들어 놓은 상태에서의 센서출력을 감지한 후 히터가열을 계속 수행하면서 미리 프로그램에 설정된 초기설정 센싱 포인트까지 센서출력이 도달했는지의 여부가 판단되면 초기센싱 포인트 전압과 전류변화시 센서출력 전압을 이용하여 최종 오븐/그릴 센싱 포인트 전압을 산출하여 그 최종센싱 포인트에 도달하면 추가 가열을 행한 후 조리를 종료하도록한 전자레인지의 절대습도 감지장치를 창안한 것으로 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명 전자레인지의 절대습도 감지장치 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 전류제한 저항(R₁)은 감지 써미스터 저항(Th₁)과 저항(R₂)의 접속점에 연결하고, 상기 전류제한 저항(R₁)과 병렬로 연결된 저항(R₁₄)은 트랜지스터(Q₄)의 콜렉터에 연결하며, 상기 트랜지스터(Q₄)의 베이스는 저항(R₁₃)을 통해 마이크로 컴퓨터(8)의 출력포트(P₄)에 연결하고, 브리지 다이오드(BD₁)의 저항 (R₂,R₃) 접속점(B)이 비반전 입력단자에 연결되고 감지, 온도보상 써미스터 저항(Th₁,Th₂) 접속점(A)이 저항(R₄)을 통해 반전 입력포트에 연결된 오피앰프(OP₁)의 출력단자는 저항(R₆)을 통해 마이크로 컴퓨터(8)의 아날로그/디지탈 입력포트에 연결함과 아울러 피드백저항(R₆)을 통해 반전입력단자에 연결하며, 상기 마이크로 컴퓨터(8)의 출력포트(P₁,P₂,P₃)는 저항 (P₈,P₁₀,P₁₁)을 통해 트랜지스터(Q₁,Q₂,Q₃)의 베이스에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q₁,Q₂,Q₃)의 콜렉터는 저항 (R₇,R₉,R₁₁)을 각각 통해 브리지다이오드(BD₁)의 저항(R₂,R₃) 접속점(B)에 연결하여 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

절대습도센서(5)내부의 감지 써미스터 저항(Th₁)과 보상 써미스터 저항(Th₂)의 온도는 써미스터 자체온도+센서분위기온도이며, 전자레인지 오븐/그릴 자동조리시 전압(+V)에 의해 전류제한 저항(R₁)을 통하여 전류가 흐르면 감지 써미스터(Th₁)와 온도보상 써미스터(R₂)는 약 200℃ 내외로 자기발열되며 이때 감지 써미스터 저항(Th₁)는 외부공기와 접촉이 가능한 상태로 되어 있어서 히터(9)로 부터 열이 발생하면 그 열에 의한 음식물(2)의 습기로 인해 감지 써미스터 저항(Th₁)와 접촉하여 자기 발열에 의한 열을 빼앗아 가므로 저항치가 증가하게 되므로 이를 방지하기 위하여 절대 습도센서(5)내부의 감지 및 온도보상 써미스터 (Th₁)(Th₂)의 온도가 350℃로 자기 발열하도록 한다.

즉, 오븐/그릴 자동조리시 절대습도센서(5) 주위의 분위기 온도는 액 150℃내외이므로 200℃의 써미스터 자체온도를 더하면 350℃ 고온이 되게 된다.

따라서 조리할 음식물(2)을 턴테이블 위에 올려놓고 사용자가 오븐/그릴 자동조리 시작버튼을 누름과 동시에 마이크로 컴퓨터(8)는 절대습도센서(5)의 감지써미스터 (Th₁)와 온도보상 써미스터(Th₂)의 온도를 약 350℃의 오븐/그릴 자동조리 상태와 유사한 환경조건으로 만들어 주기 위해 스위칭소자인 트랜지스터(Q₄)의 베이스로 소정시간동안 하이신호를 출력시켜 상기 트랜지스터(Q₄)의 베이스로 소정시간동안 하이신호를 출력시켜 상기 트랜지스터(Q₄)를 온시킨다.

그러면 병렬접속된 저항(R₁)(R₁₄)에 의해 절대습도센서(5)의 감지써미스터 (Th₁)와 온도보상 써미스터 (Th₂)의 저항에 유입되는 전류량을 노말시보다 많게 함으로써, 절대습도센서(5)의 온도를 오븐/그릴 환경과 유사하게 약 350℃로 자기발열시키고 이때의 오피앰프(OP₁)를 통해 증폭된 절대습도센서(5)의 센서출력전압(△V₁)을 아날로그/디지탈 변환 입력포트(A/D)를 통해 변환된 센서출력전압(△V₁)을 마이크로 컴퓨터(8)에서 감지하고 그 감지한 값을 메모리에 기억시킨다.

그후 절대습도센서(5)의 감지 및 온도보상 써미스터(Th₁)(Th₂)의 저항으로 유입되는 전류량을 원상태로 복귀시키기 위해 마이크로 컴퓨터(8)는 출력포트(P₄)로 로우신호를 내보내 트랜지스터(Q₄)의 베이스로 인가하면 상기 트랜지스터(Q₄)는 턴오프되고 히터(9)의 가열에 따라 절대습도센서(5)의 센싱전압이 오피앰프(OP₁)에서 증폭되어 마이크로 컴퓨터(8)의 아날로그/디지탈 변환 입력포트(A/D)로 입력되는 센서전압(△V₂)이 미리 프로그램에 설정된 초기설정 센싱 포인트까지 도달했는지 판단한다.

이와 같이 하여 초기설정 센싱 포인트에 도달하면 상기 마이크로 컴퓨터(8)는 초기센싱 포인트전압과 전류변화시 센서출력전압을 이용하여 최종 오븐/그릴 센싱포인트 전압(△V₃)을 산출하는데 그 전압(△V₃)은 아래와 같다.

최종센싱전압(△V₃)=전류변화시 센서출력 포인트전압(△V₁)+초기설정센싱 전압(△V₂)

여기서 오븐/그릴 조리시 최종음식물 센싱 포인트 설정에 관한 습기검지출력대 시간에 관한 그래프는 제5도에 도시한 바와같다. 이상에서 언급한 동작에 대해 간단하게 제6도를 참조하여 살펴보면, 먼저 오븐/그릴 자동요리를 시작함과 아울러 마이크로 컴퓨터(8)가 스위칭소자인 트랜지스터(Q₄)를 온시켜 절대습도 센서(5)의 저항으로 유입되는 전류량을 증가시킨 후 이때의 센서(5) 출력이 전압을 마이크로 컴퓨터(8)의 아날로그/디지탈 변환 입력단자(A/D)로 입력시켜 기억시킨다.

그 다음 트랜지스터(Q₄)를 오프시켜 절대습도센서(5)에 유입되는 전류를 원상태로 복귀시킨 후 초기설정 센싱 포인트에 도달하면 전류변화시의 센서출력 포이트 전압과 초기설정 센싱 포인트 전압을 더하여 최종센싱 포인트 전압을 산출하여 그 산출된 포인트에 도달하며 추가로 가열을 행한 후 조리를 종료한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 전자레인지의 오븐/그릴 자동조리시 고온인 히터열에 의해 발생되는 조기센싱에 의한 음식물 설익음을 방지함으로써 자동조리 성능을 향상시키고, 센서에 전달되는 히터열을 분리시키기 위한 기구적 구조물이 불필요하며 열적특성이 우수한 센서를 채용하지 않아도 되므로 원가절감이 보다 효과적이다.

Claims (3)

1. 전자레인지의 오븐/그릴 조리시 절대습도센서(5)의 온도를 통상의 오븐/그릴 환경에 적합하도록 조절하는 센서유입전류 조절수단과, 상기 센서유입조절 조절수단이 동작하여 상기 절대습도센서(5)에 전류가 증가할 때의 출력전압변화(△V₁)를 감지하고 그 값을 마이크로 컴퓨터(8)에 기억시키는 출력전압 감지수단과, 조리를 수행하면서 상기 절대습도센서(5)의 출력이 미리 설정된 초기센싱 포인트전압(△V₂)까지 도달했는지의 여부를 판단하는 초기센싱 포인트 판별수단과, 상기 출력전압 감지수단에 의해 감지된 출력전압변화(△V₁)와 초기센싱 포인트전압(△V₂)을 이용하여 최종센싱 포인트를 산출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 절대습도 감지장치.
2. 제1항에 있어서, 센서유입전류 조절수단은 마이크로 컴퓨터(8)에 의해 온/오프 되는 트랜지스터(Q₄)와, 상기 트랜지스터(Q₄)가 온상태일때 절대습도센서(5)로 유입되는 전류를 증가시키는 저항(R₁₄)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 절대습도 감지장치.
3. 제1항에 있어서, 최종세싱 포인트 산출수단은 전류변화시의 센서출력 전압변화값(△V₁)과 초기센싱 포인트전압(△V₂)을 합하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 절대습도 감지장치.