專利名稱：食物量檢測(cè)器及采用該檢測(cè)器的微波爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波爐，特別是涉及一種能夠自動(dòng)檢測(cè)放置在微波爐中的食物量的食物量檢測(cè)器，以及采用食物量檢測(cè)器的微波爐及其控制方法。
背景技術(shù)：
通常，微波爐通過(guò)微波加熱/烹調(diào)食物。這種微波爐包括一個(gè)高壓變壓器和一個(gè)磁控管。高壓變壓器將普通電壓(220V/110V)變換成高壓，以驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定程度的高頻微波的磁控管。這種情況下，微波振動(dòng)食物中的水分子，以便通過(guò)水分子振動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱烹調(diào)食物。
圖1是一般微波爐的局部剖面透視圖。圖1中，參考標(biāo)號(hào)1表示殼體，2是烹調(diào)室，3是設(shè)備室，4是門，5是轉(zhuǎn)盤，6表示蓋。殼體1的內(nèi)部空間分成左和右二個(gè)空間，其中分別定義成烹調(diào)室2和設(shè)備室3。電設(shè)備安裝在設(shè)備室3中。蓋6嵌入殼體1，從而形成微波爐的外部結(jié)構(gòu)。門4繞軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在殼體1的一側(cè)，以打開(kāi)/關(guān)閉烹調(diào)室2的前面。轉(zhuǎn)盤5配置在烹調(diào)室2的底面，食物放置在轉(zhuǎn)盤上烹調(diào)。轉(zhuǎn)盤5由安裝在其下表面的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(下文稱之為DM；見(jiàn)圖2)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，參考標(biāo)號(hào)7表示前面板，8是導(dǎo)氣段，9是冷卻風(fēng)扇，HVT是高壓變壓器，HVC是高壓電容器，HVD是高壓二極管，MGT表示磁控管。這些部件安裝在設(shè)備室3中。高壓變壓器HVT將220V/110V的普通電壓轉(zhuǎn)換成2000V的高壓。由高壓電容器HVC和高壓二極管HVD將2000V的高壓倍增到4000V。用4000V的倍增電壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT以產(chǎn)生2450MHz的微波。冷卻風(fēng)扇9將空氣吹入設(shè)備室3以冷卻其中安裝的諸如磁控管MGT、高壓變壓器HVT之類的發(fā)熱電器件。導(dǎo)氣端8安裝在磁控管MGT附近，以便將在冷卻磁控管MGT時(shí)被加熱的空氣導(dǎo)入烹調(diào)室2。前面板7安裝在設(shè)備室3的前表面。使用者通過(guò)選定鍵將數(shù)據(jù)輸入到微波爐，并將選定的驅(qū)動(dòng)微波爐的方式顯示在前面板7上。
圖2是圖1的示意方框圖。圖2中，參考標(biāo)號(hào)10表示靜噪濾波器，20是驅(qū)動(dòng)部分，30是微波發(fā)生器，40是控制部分，50是輸入部分，60表示顯示部分。輸入部分50將使用者的選擇信號(hào)輸入到控制部分40。輸入部分50中設(shè)置有多個(gè)功能鍵51。在此，功能鍵對(duì)應(yīng)微波爐的各驅(qū)動(dòng)條件。具體地說(shuō)，這些功能鍵可以是按使用者的愿望調(diào)節(jié)烹調(diào)溫度、烹調(diào)時(shí)間、微波能量等級(jí)或諸如此類的功能鍵。另外，它們可以是選擇自動(dòng)烹調(diào)處理的功能鍵，其中使用者輸入與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)，以便根據(jù)為其預(yù)設(shè)的烹調(diào)數(shù)據(jù)自動(dòng)烹調(diào)食物。顯示部分60顯示微波爐的驅(qū)動(dòng)狀況。在此，輸入部分50和顯示部分60最好設(shè)置在圖1所示的前面板7上。驅(qū)動(dòng)部分20包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)DM和FM，分別驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤5和冷卻風(fēng)扇9。另外，驅(qū)動(dòng)部分20包括繼電器開(kāi)關(guān)RS1和RS2，分別向高壓變壓器HVT和驅(qū)動(dòng)電機(jī)DM和FM提供驅(qū)動(dòng)電能。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)部分20的繼電器開(kāi)關(guān)RS1和RS2接通時(shí)，向高壓變壓器HVT和驅(qū)動(dòng)電機(jī)DM和FM提供驅(qū)動(dòng)電能。一個(gè)通用微計(jì)算機(jī)作為控制部分40?？刂撇糠?0通過(guò)有選擇地接通/斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)部分20的繼電器開(kāi)關(guān)RS1和RS2來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂莆⒉t的驅(qū)動(dòng)條件?？刂撇糠?0還向顯示部分60發(fā)送信號(hào)并顯示微波爐的該驅(qū)動(dòng)條件。高壓變壓器HVT把驅(qū)動(dòng)部分20提供的普通電壓轉(zhuǎn)換成高壓，并將高壓傳送到微波發(fā)生器30。微波發(fā)生器30包括高壓電容器HVC、高壓二極管HVD、和磁控管MGT。正如上面根據(jù)圖1所描述的那樣，由從高壓變壓器HVT提供的高壓驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器30。靜噪濾波器10接收驅(qū)動(dòng)電能，并把驅(qū)動(dòng)電能傳送到驅(qū)動(dòng)部分20。另外，靜噪濾波器10防止從微波發(fā)生器30產(chǎn)生的高頻波向輸入線反饋。
下面描述如上構(gòu)成的常規(guī)微波爐的工作。首先，使用者拉開(kāi)殼體1的門4并打開(kāi)烹調(diào)室2。然后，使用者將要烹調(diào)的食物放在轉(zhuǎn)盤5的上表面。接下來(lái)，使用者關(guān)上門4，并通過(guò)選擇設(shè)置在前面板7的輸入部分50的功能鍵51來(lái)選擇微波爐的烹調(diào)條件。通過(guò)選擇功能鍵51，使用者按其推測(cè)的微波爐中放置的食物量設(shè)定烹調(diào)時(shí)間、溫度、和微波能量等級(jí)。除手動(dòng)選擇驅(qū)動(dòng)條件外，可以有自動(dòng)選擇驅(qū)動(dòng)條件，其中使用者簡(jiǎn)單地選擇為他/她正準(zhǔn)備的食物和食物量而設(shè)的鍵，以便以微波爐中預(yù)設(shè)的方式烹調(diào)食物。因此，輸入部分50把來(lái)自選擇鍵的信號(hào)輸入到控制部分40，控制部分40根據(jù)使用者的選擇驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)部分20。具體地說(shuō)，控制部分40接通繼電器開(kāi)關(guān)RS1以便向高壓變壓器HVT供電。于是，高壓變壓器HVT將220V/110V的普通電壓轉(zhuǎn)換成高壓。高壓電容器HVC和高壓二極管HVD把高壓倍增到4000V，并將4000V的高壓提供給磁控管MGT。由4000v的倍增高壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT以產(chǎn)生2450MHz的微波。此后，微波輻射到烹調(diào)室2以烹調(diào)食物。另外，控制部分40同時(shí)接通繼電器開(kāi)關(guān)RS1和RS2以使控制部分40分別驅(qū)動(dòng)電機(jī)DM和FM。于是，烹調(diào)室2的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，以使微波均勻輻射到食物。這種情況下，設(shè)備室3的冷卻風(fēng)扇9把空氣吹入設(shè)備室3，以冷卻諸如高壓變壓器HVT、磁控管MGT、高壓二極管HVD、和高壓電容器HVC之類的電設(shè)備。在此，控制部分40有規(guī)律地接通/斷開(kāi)繼電器開(kāi)關(guān)RS1，以控制磁控管MGT的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。因此，適當(dāng)調(diào)節(jié)磁控管MGT產(chǎn)生的微波等級(jí)，以便在所選擇的烹調(diào)狀態(tài)下適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)烹調(diào)室2中的食物。
同時(shí)，除手動(dòng)選擇驅(qū)動(dòng)條件外，常規(guī)微波爐還具有一種自動(dòng)選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。然而，對(duì)于這種自動(dòng)選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，微波爐不能確定食物量。因此，使用者必須針對(duì)食物推測(cè)最佳烹調(diào)特性曲線，并根據(jù)他/她的推測(cè)選擇對(duì)應(yīng)的功能鍵，微波爐根據(jù)這樣輸入的數(shù)據(jù)烹調(diào)食物。在此，當(dāng)食物需要比使用者輸入的烹調(diào)時(shí)間長(zhǎng)或烹調(diào)的微波能量等級(jí)大時(shí)，食物夾生。同樣，當(dāng)食物需要比使用者輸入的烹調(diào)時(shí)間短，或烹調(diào)的微波能量等級(jí)低時(shí)，食物烹調(diào)過(guò)度。因此，為適宜地烹調(diào)食物，使用者可判斷準(zhǔn)確的食物量并據(jù)此驅(qū)動(dòng)微波爐是很重要的。
然而，由于使用者必須推測(cè)食物量，常規(guī)微波爐不能提供對(duì)上述問(wèn)題的解決方案。另外，在沒(méi)有與使用者所希望烹調(diào)的食物量相對(duì)應(yīng)的功能鍵的情況下，使用者必須手動(dòng)輸入烹調(diào)時(shí)間、微波能量等級(jí)等數(shù)據(jù)，以致食物的準(zhǔn)備過(guò)程變得不方便且復(fù)雜。
另外，在使用常規(guī)微波爐時(shí)，由于使用者必須推測(cè)他/她正在準(zhǔn)備的食物的量，不能保證食物的量的準(zhǔn)確性，以致烹調(diào)操作可能進(jìn)行得不恰當(dāng)?shù)?。如果使用者因?她的錯(cuò)或誤判斷而選擇了不恰當(dāng)?shù)墓δ苕I，則可能造成食物的烹調(diào)過(guò)度，或夾生。因而不能適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)食物。
針對(duì)上述問(wèn)題已建議了一種解決方案，例如可在微波爐中采用氣體傳感器、重量傳感器等，以確定食物量。然而，由于這些器件太昂貴并且需要相當(dāng)復(fù)雜的制造工藝，增加了制造成本，并因此降低了效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出本發(fā)明以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種用于微波爐的能夠自動(dòng)確定食物量的食物檢測(cè)器，以及采用該食物量檢測(cè)器的微波爐及其控制方法。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種能夠根據(jù)食物量設(shè)定用于驅(qū)動(dòng)微波爐的狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并適宜地烹調(diào)食物的食物量檢測(cè)器，并且還提供采用該食物量檢測(cè)器的微波爐及其控制方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種用具有合理價(jià)格的部件制造的食物量檢測(cè)器，以使制造成本最低并可改進(jìn)效率，并且還提供采用該食物量檢測(cè)器的微波爐及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種食物量檢測(cè)器，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器各自的輸出電壓；和一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)電壓檢測(cè)器檢測(cè)的相應(yīng)輸出電壓確定微波爐烹調(diào)室中放置的食物量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓來(lái)確定微波爐的烹調(diào)室中放置的食物量；和一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)控制裝置所確定的食物量通過(guò)驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器來(lái)適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)食物。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓確定微波爐的烹調(diào)室中放置的食物量；和一個(gè)顯示裝置，用于顯示與由控制裝置所確定的食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓確定微波爐烹調(diào)室中放置的食物量；一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)由控制裝置確定的食物量通過(guò)驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器來(lái)適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)食物；和一個(gè)顯示裝置，用于顯示與控制裝置確定的食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。
因此，由于由微波爐自動(dòng)確定食物量，并且在微波爐的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物，使用者會(huì)感到使用該微波爐很方便，并防止了使用者操縱微波爐時(shí)的錯(cuò)誤。另外，由于部件便宜，降低了制造成本，簡(jiǎn)化了制造工藝，從而提高了產(chǎn)量。


通過(guò)結(jié)合附圖更加詳細(xì)地描述優(yōu)選實(shí)施例，將使上述目的和優(yōu)點(diǎn)變的更加顯而易見(jiàn)。
圖1是常規(guī)微波爐的局部剖面透視圖；圖2是圖1的示意方框圖；圖3是表示采用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的食物量檢測(cè)器的微波爐的方框圖；圖4是表示圖3的主要部分的電路圖；圖5是表示圖4的電路施加了偏置電壓后的電路圖；圖6是圖4的電路采用了反向放大器的電路圖；圖7是表示磁控管根據(jù)食物量變化在每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位內(nèi)輸出電壓的曲線圖；圖8是表示采用根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的食物量檢測(cè)器的微波爐的方框圖；圖9是圖8的電路圖；圖10是在圖9的電路施加了偏置電壓后的電路圖；圖11是圖9的電路采用了反向放大器后的電路圖；圖12是表示阻抗和截止電壓值的分布隨食物量變化的曲線圖；圖13是說(shuō)明本發(fā)明用于控制微波爐的方法的流程圖；和圖14是表示圖13采用的神經(jīng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖3是表示采用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的食物量檢測(cè)器的微波爐的方框圖，圖4是圖3主要部分的電路圖。在圖3中，參考標(biāo)號(hào)100是靜噪濾波器，110是驅(qū)動(dòng)部分，120是微波發(fā)生器，130是電壓檢測(cè)器，140是控制部分，150是輸入部分，160表示顯示部分。驅(qū)動(dòng)部分110向高壓變壓器HVT提供驅(qū)動(dòng)電能。高壓變壓器HVT把所提供的220V/110V高壓變換成高壓(約2000V)，并將高壓傳送到微波發(fā)生器120。用從高壓變壓器HVT提供的高壓驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器120，以產(chǎn)生預(yù)定頻率的微波。電壓檢測(cè)器130檢測(cè)當(dāng)微波發(fā)生器120工作時(shí)的電壓變化。最好用微計(jì)算機(jī)作為控制部分140。控制部分140用由電壓檢測(cè)器130檢測(cè)的微波發(fā)生器120的輸入電壓確定烹調(diào)室2中的食物量。控制部分根據(jù)如上檢測(cè)到的食物量控制驅(qū)動(dòng)部分110的驅(qū)動(dòng)條件，以便按照適當(dāng)?shù)呐胝{(diào)時(shí)間、微波等級(jí)等驅(qū)動(dòng)微波爐。輸入部分150把由使用者選擇的功能鍵的數(shù)據(jù)輸入到控制部分140，顯示部分160輸入來(lái)自控制部分140的顯示信號(hào)，以顯示微波爐的驅(qū)動(dòng)條件。靜噪濾波器100接收交流電并在消除交流電的噪聲因素后把AC施加到驅(qū)動(dòng)部分110。靜噪濾波器100還防止從微波發(fā)生器120產(chǎn)生的高頻波反饋。
在圖4中，驅(qū)動(dòng)部分110包括用于向高壓變壓器HVT提供驅(qū)動(dòng)電能的繼電器RY1。繼電器RY1包括一個(gè)繼電器線圈L1和一個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)RS1。通過(guò)晶體管Q1的開(kāi)關(guān)動(dòng)作使電流有選擇地流過(guò)繼電器線圈L1，由繼電器線圈L1開(kāi)/關(guān)繼電器開(kāi)關(guān)RS1。另外，圖4中，參考符號(hào)R1表示電阻，D1表示用于防止電壓反向的二極管。微波發(fā)生器120包括高壓電容器HVC、高壓二極管HVD、和磁控管MGT。高壓電容器HVC和高壓二極管HVD使由高壓變壓器HVT變壓的2000V高壓倍增成4000V。用倍增的4000V高壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT并產(chǎn)生2450MHz的微波。電壓檢測(cè)器130檢測(cè)磁控管MGT的輸出電壓Vap。為此，電壓檢測(cè)器130包括至少一個(gè)連接到磁控管MGT負(fù)極的分壓電阻R10和R11。分壓電阻R10和R11的比值約為1000∶1。最好以預(yù)定比例對(duì)電壓Vb分壓并輸出，圖中的參考符號(hào)ZD表示齊納二極管。控制部分140包括一個(gè)比較/確定部件141，一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制部件142，和一個(gè)顯示控制部件143。比較/確定部件141接收已由電壓檢測(cè)器120檢測(cè)的微波發(fā)生器120的輸出電壓Vap，然后通過(guò)將每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的電壓變化值與參考電壓變化(見(jiàn)圖7)比較來(lái)確定食物量。驅(qū)動(dòng)控制部件142根據(jù)比較/確定部件141確定的食物量控制驅(qū)動(dòng)部分110。顯示控制部件143根據(jù)比較/確定部件141確定的食物量控制顯示部分160。
圖5是對(duì)圖4的電路施加了偏置電壓后的電路圖。圖5中，驅(qū)動(dòng)部分110，高壓變壓器HVT，微波發(fā)生器120，和控制部分140的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與前面參考圖4描述的相同。圖5所示的特有特征在于電壓檢測(cè)器130通過(guò)向分壓電阻R11的一端施加偏置電壓而向控制部分140輸入正(+)電流。由于使用微計(jì)算機(jī)的控制部分140中的正(+)電流來(lái)處理信號(hào)，所以當(dāng)正(+)電流輸入到控制部分140時(shí)，這些信號(hào)會(huì)很方便地得到處理。
圖6是圖4的電路采用了反向放大器后的電路圖。圖6中，驅(qū)動(dòng)部分110，高壓變壓器HVT，微波發(fā)生器120，和控制部分140的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與前面參考圖4描述的那些相同。圖6所示的特有特征在于電壓檢測(cè)器130在分壓電阻R10的端部連接反向放大器OP，以便將反向的正(+)電流輸入到控制部分140。未指明的參考符號(hào)R13表示該電阻。
圖7是表明磁控管的輸出電壓根據(jù)預(yù)定時(shí)間單位和食物量變化的曲線圖，其中在與相應(yīng)的食物量對(duì)應(yīng)的曲線中表示每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的輸出電壓變化。在此，每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的輸出電壓變化是通過(guò)對(duì)微波發(fā)生器120的輸出電壓Vap測(cè)量預(yù)定時(shí)間獲得的。
下面根據(jù)圖3至7更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的微波爐的操作。
首先，使用者把要烹調(diào)的食物放置在烹調(diào)室2中，關(guān)上門，并按下輸入部分150的啟動(dòng)鍵(未示出)而不設(shè)定食物量。于是，驅(qū)動(dòng)微波爐。在此，由輸入部分150把來(lái)自啟動(dòng)鍵的信號(hào)輸入到控制部分140，控制部分140根據(jù)其已接收的信號(hào)驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)部分110。因此，控制部分140向驅(qū)動(dòng)部分110的晶體管Q1施加基極電流，以導(dǎo)通晶體管Q1。因此，電流流過(guò)繼電器線圈L1，繼電器線圈L1接通繼電器開(kāi)關(guān)RS1。然后，向高壓變壓器HVT提供驅(qū)動(dòng)電能，由高壓變壓器HVT把驅(qū)動(dòng)電能變換成2000V的高壓并傳送到微波發(fā)生器120。微波發(fā)生器120的高壓電容器HVC和高壓二極管HVD對(duì)由高壓變壓器HVT變換的2000V的高壓加倍到4000V。用4000V的倍增電壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT，以產(chǎn)生2450MHz的微波。這種情況下，磁控管負(fù)極的輸出電壓Vap輸入到電壓檢測(cè)器130的分壓電阻R10和R11，并以相應(yīng)的電阻比分壓。該分壓電壓Vb傳送到控制部分140。在此，分壓電阻R10和R11的電阻值之比約為1000∶1。因此，當(dāng)在磁控管MGT負(fù)極產(chǎn)生約4000V的電壓輸出時(shí)，約4V的電壓輸入到控制部分140。同時(shí)，由于檢測(cè)到磁控管MGT負(fù)極的電壓輸出Vap為負(fù)(-)電流，應(yīng)將正(+)電流輸入到控制部分140，以便通過(guò)如圖5所示向分壓電阻R11的該側(cè)施加偏置電流Vbs，或通過(guò)如圖6所示把反向放大器OP連接到分壓電阻R10的該側(cè)來(lái)使控制部分140的處理更容易?？刂撇糠?40的比較/確定部件141把如上檢測(cè)的微波發(fā)生器120的輸出電壓Vap輸入預(yù)定時(shí)間，并將每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的電壓變化與參考電壓變化比較以確定食物量。具體地說(shuō)，當(dāng)檢測(cè)到的電壓變化表示為圖7的曲線A時(shí)，確定食物量為500cc。當(dāng)檢測(cè)到的電壓變化表示為圖7的曲線B時(shí)，確定食物量為400cc。當(dāng)檢測(cè)到的電壓變化表示為圖7的曲線C時(shí)，確定食物量為300cc。在確定食物量時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制部件142根據(jù)由比較/確定部件141確定的食物量控制驅(qū)動(dòng)部分110。具體地說(shuō)，驅(qū)動(dòng)控制部件142根據(jù)食物量有選擇地開(kāi)/關(guān)驅(qū)動(dòng)部分110的繼電器RY1達(dá)預(yù)定時(shí)間，以使驅(qū)動(dòng)控制部件142控制磁控管MGT。結(jié)果是，在適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物。另外，顯示控制部件143根據(jù)食物量控制顯示部分160，以使與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)顯示在顯示部分160上。因此，由微波爐自動(dòng)確定食物量，并在適當(dāng)條件下烹調(diào)。結(jié)果是，微波爐變得更容易操作，并防止了使用者操作微波爐時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。另外，通過(guò)使用價(jià)格合理的部件，從而降低了制造成本，并簡(jiǎn)化了制造工藝，因而提高了產(chǎn)量。
圖8是采用根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的食物量檢測(cè)器的微波爐的方框圖，圖9是圖8的電路圖。在圖8中，參考標(biāo)號(hào)200表示靜噪濾波器，210是驅(qū)動(dòng)部分，220是微波發(fā)生器，250是輸入部分，260是顯示部分。這些部分的結(jié)構(gòu)和操作與前面根據(jù)圖4描述的那些相同。本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特有特性在于電壓檢測(cè)器230檢測(cè)微波發(fā)生器220的多個(gè)輸出電壓Va和Vap，控制部分240根據(jù)由電壓檢測(cè)器230檢測(cè)的微波發(fā)生器220的輸出電壓Va和Vap確定食物量。
參考圖9，電壓檢測(cè)器230分別檢測(cè)磁控管MGT的輸出電壓Vap和高壓變壓器的電壓Va。為此目的，電壓檢測(cè)器230包括至少一個(gè)連接到磁控管MGT負(fù)極的分壓電阻R10和R11，和連接到高壓變壓器HVT地線的降壓電阻R12。電阻R10與R11的比值最好是約為1000∶1。于是，把以該電阻比例分壓的電壓Vb輸入到控制部分240?？刂撇糠?40包括比較/確定部件241，計(jì)算部件242，驅(qū)動(dòng)控制部件243，和顯示部件244。計(jì)算部件242從電壓檢測(cè)器230接收多個(gè)輸出電壓Vb和Va，并計(jì)算微波發(fā)生器220的阻抗Rm和截止電壓Ez。比較/確定部件241把計(jì)算部件242計(jì)算的阻抗Rm和截止電壓Ez與和預(yù)先輸入至此的阻抗Rm和截止電壓Ez(見(jiàn)圖11)有關(guān)的數(shù)據(jù)比較，并通過(guò)比較結(jié)果確定食物量。驅(qū)動(dòng)控制部件243根據(jù)比較/確定部件241確定的食物量控制驅(qū)動(dòng)部分210。顯示控制部件244根據(jù)比較/確定部件241確定的食物量控制顯示部分260。
圖10是對(duì)圖9的電路施加了偏置電壓后的電路圖。參考圖10，驅(qū)動(dòng)部分210，高壓變壓器HVT，微波發(fā)生器220，和控制部分240的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與前面根據(jù)圖9描述的那些相同。圖10所示的特有特性在于電壓檢測(cè)器230把偏置電流Vbs施加到分壓電阻R11的一側(cè)，以便把正(+)電流輸入到控制部分140。
另外，圖11是圖9的電路采用了反向放大器后的電路圖。參考圖11，驅(qū)動(dòng)部分210，高壓變壓器HVT，微波發(fā)生器220，和控制部分240的詳細(xì)結(jié)構(gòu)與前面根據(jù)圖9描述的那些相同。圖11所示的特有特性在于反向放大器OP連接到分壓電阻R10的一側(cè)，以便電壓檢測(cè)器230把正(+)電流輸入到控制部分140。前面未出現(xiàn)的參考標(biāo)號(hào)R13是一個(gè)電阻。
圖12是表示阻抗和截止電壓的值根據(jù)食物量變化的分布曲線。參考圖12，沿一條連接阻抗Rm和截止電壓Ez相交的位置的直線規(guī)則地分布食物量。數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在控制部分240中?？刂撇糠?40把該數(shù)據(jù)與檢測(cè)的阻抗Rm和截止電壓Ez比較，并根據(jù)比較結(jié)果確定食物量。
下面，根據(jù)圖8至12更詳細(xì)地描述按照本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的微波爐的操作。
首先，使用者把要烹調(diào)的食物放置在烹調(diào)室中，關(guān)上門，并按下輸入部分250的啟動(dòng)鍵以操作微波爐而不設(shè)定與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。輸入部分250從所選擇的鍵向控制部分240輸入信號(hào)，于是，控制部分240檢測(cè)該信號(hào)并驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)部分210。根據(jù)驅(qū)動(dòng)部分210的操作向高壓變壓器HVT提供驅(qū)動(dòng)電能，高壓變壓器HVT把提供的電壓變換成約2000V的高壓，并將高壓傳送到微波發(fā)生器220。然后，微波發(fā)生器220的高壓電容器HVC和高壓二極管HVD使由高壓變壓器HVT變換到2000V的高壓加倍到約4000V。用該倍增的高壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT，以產(chǎn)生2450MHz的微波。這種情況下，磁控管MGT負(fù)極的輸出電壓Vap輸入到電壓檢測(cè)器230的分壓電阻R10和R11，并根據(jù)相應(yīng)的電阻比例分壓。分壓的輸出電壓Vb傳送到控制部分240。另外，輸出電壓Va從降壓電阻R12傳送到控制部分240，降壓電阻R12連接到高壓變壓器HVT的地線。然后，控制部分240的計(jì)算部分242通過(guò)相應(yīng)電阻R10、R11和R12的值，以及由電壓檢測(cè)器230檢測(cè)到的電壓Va、Vb和Vc計(jì)算阻抗Rm和截止電壓Ez。下面將更細(xì)致地描述該計(jì)算過(guò)程，如下面的方程(1)和(2)按歐姆定律定義輸出電壓Va和Vb。
Va＝im×R12[方程2]Vb＝(R10/(R11+R10))×Vap在此，im是高壓電容器HVC次級(jí)線圈中引發(fā)的電流，R10、R11、和R12是相應(yīng)的電阻，Va、Vb、和Vap是分別對(duì)應(yīng)于這些電阻的輸出電壓。同時(shí)，由下面的方程(3)根據(jù)電壓平衡方程定義輸出電壓Vap。
Vap＝Ez+im×Rm在此，Vap和im是方程1和2的值，Rm表示阻抗，Ez表示截止電壓。因此，通過(guò)把由方程(3)定義的Vap和im代入方程(1)和(2)并采用相對(duì)于時(shí)間變量(t)的求導(dǎo)得到下面的方程(4)。
Rm/R12×(dVa/dt)＝(R10+R11)/R11×(dVb/dt)然后，通過(guò)下面的方程(5)和(6)最終計(jì)算阻抗Rm和截止電壓Ez[方程5]Rm＝R12(R10+R11)/R11×ΔVb/ΔVa[方程6]Ez＝(R12+R11)/R11×Vb-Rm/R12×Va因此，計(jì)算部件242通過(guò)把由電壓檢測(cè)器230檢測(cè)到的輸出電壓Va、Vb、和Vap，以及電阻R10、R11、和R12的值代入方程5和6計(jì)算出阻抗Rm和截止電壓Ez。然后，比較/確定部件241對(duì)由計(jì)算部件242計(jì)算的計(jì)算阻抗Rm和截止電壓Ez與預(yù)先輸入至此的阻抗Rm和截止電壓Ez有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較/確定(見(jiàn)圖11)，并通過(guò)比較結(jié)果確定食物量。具體地說(shuō)，當(dāng)數(shù)量不明確的食物放置在烹調(diào)室中時(shí)，并且確定阻抗Rm和截止電壓Ez分別為300Ω和3500V時(shí)，由比較/確定部件241根據(jù)圖11所示的預(yù)存數(shù)據(jù)確定食物量為900cc。因此，確定了食物量，驅(qū)動(dòng)控制部件243根據(jù)比較/確定部件241確定的食物量控制驅(qū)動(dòng)部分210。就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)控制部件243根據(jù)食物量把驅(qū)動(dòng)部分210的繼電器RY1有選擇地開(kāi)/關(guān)預(yù)定時(shí)間，以便在適當(dāng)條件下烹調(diào)食物。另外，顯示控制部件244根據(jù)比較/確定部件241確定的食物量控制顯示部件260，以便在顯示部件260上顯示與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。因此，可由微波爐自動(dòng)檢測(cè)食物量，并針對(duì)食物量在適當(dāng)?shù)臈l件下烹調(diào)食物，以致使用者發(fā)現(xiàn)微波爐使用起來(lái)很方便，并可防止使用者在操作微波爐中的錯(cuò)誤。另外，所使用的部件合理價(jià)格，降低了制造成本，并更加簡(jiǎn)化了制造工藝，因而提高了產(chǎn)量。
圖13是說(shuō)明控制本發(fā)明微波爐的方法的流程圖，圖14是說(shuō)明圖13神所用的神經(jīng)網(wǎng)體系的示意圖。
參考圖13和14，使用者把要烹調(diào)的食物放置在烹調(diào)室中，關(guān)上門，并按下啟動(dòng)鍵以操作微波爐，而不設(shè)定與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟110-130)。在此，當(dāng)向高壓變壓器HVT提供驅(qū)動(dòng)電能時(shí)，高壓變壓器HVT把驅(qū)動(dòng)電能變換成約2000V的高壓。由高壓電容器HVC和高壓二極管HVD把該高壓倍增到4000V。用4000V的倍增電壓驅(qū)動(dòng)磁控管MGT，以產(chǎn)生2450MHz的微波。這種情況下，微波爐進(jìn)行輸出電壓檢測(cè)步驟，其中檢測(cè)磁控管MGT的輸出電壓(步驟140)。然后，執(zhí)行確定食物量的步驟(步驟150)。在步驟150，把從磁控管MGT檢測(cè)的輸出電壓輸入一預(yù)定時(shí)間，并將每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的電壓變化與預(yù)存的參考電壓變化比較，以確定食物量。步驟150包括把步驟140的輸出電壓的每個(gè)預(yù)定時(shí)間單位的電壓變化轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定規(guī)律的特性曲線，并將該特性曲線輸入到神經(jīng)網(wǎng)程序的步驟151，和從神經(jīng)網(wǎng)程序計(jì)算方程并輸出該結(jié)果的步驟(151-154)。然后，根據(jù)輸出結(jié)果確定烹調(diào)室中的食物量(步驟155)。在此，神經(jīng)網(wǎng)程序由作為人腦神經(jīng)組織基本功能單元的神經(jīng)元構(gòu)成。神經(jīng)元相互連接以指示從刺激物得到的輸出，這種互連神經(jīng)元結(jié)構(gòu)被稱為神經(jīng)網(wǎng)。神經(jīng)網(wǎng)程序是建議以人腦神經(jīng)網(wǎng)的方式構(gòu)成的計(jì)算機(jī)構(gòu)造。在神經(jīng)網(wǎng)程序中，通過(guò)相應(yīng)連接線的加權(quán)計(jì)算重復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并找出基本規(guī)律。在此，如圖14所示，神經(jīng)網(wǎng)程序包括輸入層L1、隱藏層L2、和輸出層L3。相應(yīng)的處理器a1和a2、b1至b5、以及c1和c2存在于相應(yīng)層L1、L2和L3中。由具有相應(yīng)加權(quán)的多條連線連接這些處理器。在此輸入層L1和輸出層L3的處理器a1和a2、以及處理器c1和c2直接連接到外部環(huán)境。同時(shí)，輸入和輸出層L1和L3之間的隱藏層L2的處理器b至b5間接連接到外部環(huán)境。各層之間的連接布局為完全連接狀態(tài)，并且處理器不在橫向方向連接。該神經(jīng)網(wǎng)程序是不允許逆向進(jìn)程的多級(jí)完全連接網(wǎng)。另外，在步驟150，最好通過(guò)在步驟140檢測(cè)到的多個(gè)輸出電壓計(jì)算磁控管MGT的阻抗和截止電壓，所計(jì)算的阻抗和截止電壓與預(yù)先輸入的與阻抗和截止電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)比較，以便通過(guò)比較結(jié)果確定食物量。因此，在確定食物量后，由微波爐顯示與食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)，根據(jù)食物量控制微波發(fā)生器的操作，以便自動(dòng)在適當(dāng)驅(qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物(步驟160-170)。由于由微波爐自動(dòng)確定食物量，并且由于針對(duì)食物量在適當(dāng)驅(qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物，使用者會(huì)感到使用這種微波爐非常方便，防止了使用者在操作微波爐中產(chǎn)生夾生/過(guò)熟的錯(cuò)誤。
如上所述，根據(jù)該微波爐的食物量檢測(cè)器，以及采用該食物量檢測(cè)器的微波爐及其控制方法，使用者不需要親自確定食物量或設(shè)定諸如烹調(diào)時(shí)間、烹調(diào)溫度、和微波能量等級(jí)之類微波爐的驅(qū)動(dòng)條件，而是由使用者簡(jiǎn)單地按下啟動(dòng)鍵，微波爐通過(guò)啟動(dòng)鍵對(duì)微波發(fā)生器的輸出電壓進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)確定食物量。結(jié)果是，使這種微波爐的操作變得非常方便。
另外，由于是根據(jù)該微波爐所確定的食物量在微波爐的一定驅(qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物，所以可在準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下烹調(diào)食物。
另外，由于根據(jù)本發(fā)明的微波爐不需要諸如氣體傳感器、重量傳感器之類用于檢測(cè)食物量的附加裝置，而是僅需要用象電阻等這樣便宜的部件來(lái)確定食物量，所以降低了制造成本，并簡(jiǎn)化了制造工藝。從而提高了產(chǎn)量。
雖然已參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體給出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下仍可在形式和細(xì)節(jié)上實(shí)現(xiàn)各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種食物量檢測(cè)器，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器各自的輸出電壓；和一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)電壓檢測(cè)器檢測(cè)的相應(yīng)輸出電壓確定微波爐烹調(diào)室中放置的食物量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食物量檢測(cè)器，其中電壓檢測(cè)器包括至少一個(gè)連接到磁控管負(fù)極的分壓電阻，以使磁控管的輸出電壓分壓，和一個(gè)連接到高壓變壓器地線的降壓電阻，以便分別檢測(cè)電壓Vb和Va，其中電壓Vb是由分壓電阻按預(yù)定比分壓并輸出的電壓，電壓Va是從分壓電阻輸出的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的食物量檢測(cè)器，其中電流被轉(zhuǎn)換成正(+)電流，同時(shí)將偏置電流施加到分壓電阻的一側(cè)，電壓檢測(cè)器把轉(zhuǎn)換后的正(+)電流輸入到控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的食物量檢測(cè)器，其中電流被轉(zhuǎn)換成正(+)電流，同時(shí)一個(gè)反向放大器被連接到分壓電阻的一側(cè)，電壓檢測(cè)器把轉(zhuǎn)換后的正(+)電流輸入到控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食物量檢測(cè)器，其中控制裝置包括一個(gè)計(jì)算部件，用于接收由電壓檢測(cè)器檢測(cè)的多個(gè)輸出電壓，并通過(guò)該輸出電壓計(jì)算阻抗和截止電壓；和一個(gè)比較/確定部件，用于通過(guò)將從計(jì)算部件獲得的阻抗和截止電壓值和與預(yù)先輸入的阻抗和截止電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)比較來(lái)確定食物量。
6.一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓來(lái)確定微波爐的烹調(diào)室中放置的食物量；和一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)控制裝置所確定的食物量通過(guò)驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器來(lái)適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)食物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波爐，其中電壓檢測(cè)器包括至少一個(gè)連接到磁控管負(fù)極的分壓電阻，以便對(duì)磁控管的輸出電壓分壓，和一個(gè)連接到高壓變壓器地線的降壓電阻，以便分別檢測(cè)輸出電壓Vb和Va，其中輸出電壓Vb是由分壓電阻按預(yù)定比例分壓并輸出的電壓，輸出電壓Va是從降壓電阻輸出的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波爐，其中控制裝置包括一個(gè)計(jì)算部件，用于接收由電壓檢測(cè)器檢測(cè)的多個(gè)輸出電壓，并計(jì)算微波發(fā)生器的阻抗和截止電壓；一個(gè)比較/確定部件，用于通過(guò)將由計(jì)算部件獲得的阻抗和截止電壓的值與和預(yù)先輸入的阻抗和截止電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)比較來(lái)確定食物量；和一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制部件，用于根據(jù)由比較/確定部件確定的食物量控制驅(qū)動(dòng)裝置。
9.一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓確定微波爐的烹調(diào)室中放置的食物量；和一個(gè)顯示裝置，用于顯示與由控制裝置所確定的食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波爐，其中控制裝置包括一個(gè)計(jì)算部件，用于接收電壓檢測(cè)器檢測(cè)的多個(gè)輸出電壓，和計(jì)算微波發(fā)生器的阻抗和截止電壓；一個(gè)比較/確定部件，用于通過(guò)將計(jì)算部件獲得的阻抗和截止電壓值與和預(yù)先輸入的阻抗和截止電壓有關(guān)的數(shù)據(jù)比較來(lái)確定食物量；和一個(gè)顯示控制部件，用于根據(jù)由比較/確定部件確定的食物量控制顯示裝置。
11.一種微波爐，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)磁控管和高壓變壓器的相應(yīng)輸出電壓；一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)由電壓檢測(cè)器檢測(cè)到的微波發(fā)生器的多個(gè)輸出電壓確定微波爐烹調(diào)室中放置的食物量；一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于根據(jù)由控制裝置確定的食物量通過(guò)驅(qū)動(dòng)微波發(fā)生器來(lái)適當(dāng)?shù)嘏胝{(diào)食物；和一個(gè)顯示裝置，用于顯示與控制裝置確定的食物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于自動(dòng)檢測(cè)微波爐烹調(diào)室中放置的食物量的食物量檢測(cè)器、一種采用該食物量檢測(cè)器的微波爐。一種食物量檢測(cè)器包括電壓檢測(cè)器，檢測(cè)磁控管和高壓變壓器各自的輸出電壓；和控制裝置，根據(jù)所檢測(cè)的相應(yīng)輸出電壓確定微波爐烹調(diào)室中放置的食物量。根據(jù)所確定的食物量，在微波爐的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)條件下烹調(diào)食物。因此，使用者不必親自估計(jì)食物量，或設(shè)定諸如烹調(diào)時(shí)間、微波能量等級(jí)之類的微波爐驅(qū)動(dòng)條件。
文檔編號(hào)G06N3/00GK1501028SQ20031011962
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期1999年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月24日
發(fā)明者金鐵, 樸泰洙, 姜光錫, 李源雨, 鐵 金 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社