DE3843175A1

DE3843175A1 - Automatische steuerung fuer einen mikrowellenofen

Info

Publication number: DE3843175A1
Application number: DE3843175A
Authority: DE
Inventors: Ki Tae Oh
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1989-07-13
Also published as: KR900003967B1; DE3843175C2; GB2212299A; FR2625065B1; JPH01210727A; KR890011478A; JPH0567851B2; TR24772A; US4899026A; GB2212299B; FR2625065A1; GB8829855D0; CA1307834C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Steuerung für einen Mikrowellenofen, mit dem in einer Heizkammer enthaltene Speisen automatisch gekocht werden können, indem Temperaturfühler verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung des Gegenstandes der koreanischen Patentanmeldung Nr. 11 354 des Anmelders, die am 13. Oktober 1987 eingereicht wurde.

Diese frühere Patentanmeldung wird im folgenden kurz beschrieben.

Entsprechend dem Gegenstand der früheren Patentanmeldung wird eine in einer Heizkammer befindliche Speise auf folgende Art und Weise gekocht:

Erfassung der Temperatur der einströmenden Luft am Anfang, wenn Luft in die Heizkammer strömt.
Erfassung der Temperatur der einströmenden Luft in Zeitabständen von etwa 10 Sekunden.
Vergleich der augenblicklichen Temperatur mit der unmittelbar davor erfaßten Temperatur.
Bei gleichen Temperaturen Erfassung der Temperatur varianz der einströmenden Luft durch Subtraktion der Temperatur der einströmenden Luft, die zu Beginn der Betätigung eines Ventilators festgestellt wird, von der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird.
Erfassung der Temperaturdifferenz zwischen der ein- und ausströmenden Luft durch Subtraktion der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird, von der Temperatur der ausströmenden Luft, die im Augenblick aus der Heizkammer strömt.
Berechnung des Temperaturanstieges über die Temperatur varianz der einströmenden Luft und der Temperaturdifferenz zwischen der ausströmenden und einströmenden Luft.
Danach Durchführung einer ersten Heizstufe durch Aktivierung eines Magnetrons bis die Temperatur der ausströmenden Luft der Heizkammer auf den berechneten Temperaturanstieg angestiegen ist.
Durchführung einer zweiten Heizstufe während einer Zeit, die sich durch Multiplikation einer vorgegebenen Konstante mit der Zeit der ersten Heizstufe ergibt.

Bei einer solchen Steuerung des Ofens gibt es einige Nachteile, die darin bestehen, daß die Temperaturveränderung und -differenz in einem Stadium festgestellt und berechnet werden, bei dem die Temperatur der einströmenden Luft mit der Außentemperatur um etwa 70 bis 80% konvergiert, weil die Temperatur der einströmenden Luft mit ungefähr 10 Sekunden erfaßt wird und mit der Temperatur der einströmenden Luft verglichen wird, die gerade vorher erfaßt worden ist. Deshalb wird die Speise unter Umständen nicht richtig gekocht. Dies basiert auf dem Auflösungsvermögen eines A/D Konverters, der das Signal der gemessenen Temperatur an einem Temperatursensor erfaßt, in ein digitales Signal umwandelt und es an einen Micom liefert. Das Auflösungsvermögen eines A/D Konverters liegt im allgemeinen bei 0,5°C, weshalb Temperaturänderungen unter 0,5°C wie eine Temperaturänderung von 0°C behandelt werden.

Das heißt, daß infolge des Auflösungsvermögens des A/D Konverters der Micom, selbst wenn die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der einströmenden Luft, die im Augenblick festgestellt wird, und der Temperatur der einströmenden Luft, die gerade vorher festgestellt wurde, in gewissem Umfang tatsächlich besteht, die Temperaturdifferenz derart bewertet wird, daß keine Temperaturdifferenz besteht, wenn die Temperaturdifferenz kleiner als das Auflösungsvermögen des Konverters ist. Angenommen, daß beispielsweise das Auflösungsvermögen des A/D Konverters 0,5°C beträgt und daß eine Differenz von 0,5°C zwischen der Temperatur U ₄ der einströmenden Luft, die zur Zeit t ₄ gemessen wurde, und der Temperatur U ₅ der einströmenden Luft, die zur Zeit t ₅ gemessen wurde, beträgt, wie in Fig. 1 dargestellt, dann bewertet der Micom die beiden Temperaturen U ₄ und U ₅ als identisch und sucht die Temperaturveränderung und -differenz und den Temperaturanstieg unter der Bedingung, daß die Temperatur U der einströmenden Luft mit der Außentemperatur U _N um 70 bis 80% konvergiert und dann die Speise aufheizt. In diesem Augenblick gilt, daß je größer die Zeitkonstante der Temperaturfühler ist, je größer der obenerwähnte Fehler ist.

Die obenerwähnten Schwierigkeiten können in einem gewissen Umfang dadurch überwunden werden, daß die Perioden, in denen die Temperatur der einströmenden Luft erfaßt wird, verlängert werden. Im Falle, daß die Periode für die Erfassung der Temperatur U der einströmenden Luft verdoppelt wird, wird die Temperaturveränderung und Differenz unter der Bedingung gesucht, daß die Temperatur der einströmenden Luft mit der Außentemperatur U _N um 85 bis 90% konvergiert, und der Temperaturanstieg wird so berechnet, daß die Speise richtiger aufgeheizt wird. Allerdings resultiert aus einer solchen Verlängerung der Perioden für die Erfassung der Temperatur U der einströmenden Luft auch eine Verlängerung der Zeit für die Berechnung des Temperaturanstieges.

Mit anderen Worten, wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen U ₂ und U ₃, die zu den Zeiten t ₂ und t ₃ infolge einer Änderung der Temperatur U der einströmenden Luft gemessen werden, 0,4°C beträgt, wie in Fig. 2 dargestellt, dann berechnet der Micom den Temperaturanstieg zur Zeit t ₃; wenn aber die Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen U ₂ und U ₃ 0,5°C beträgt, dann berechnet der Micom den Temperaturanstieg nach einer Wartezeit bis zur Zeit t ₄, und dann erst wird die Speise aufgeheizt, wodurch der Anfangsbetrieb unnötig verlängert wird.

Wenn die Periode für die Erfassung der Temperatur ausgedehnt wird, wird dadurch zwar im Ergebnis die Zuverlässigkeit der Aufheizung verbessert, doch wird die Zeit für die Berechnung des Temperaturanstieges zu lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Steuerung für das Kochen zu entwickeln, die hinsichtlich der Zuverlässigkeit beim automatischen Kochen von Speisen verbessert ist, ohne daß dabei die Zeit für die Berechnung des Temperaturanstiegs verlängert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Temperaturanstieg durch Verkürzung der Periode für die Messung der einströmenden Temperatur und durch Verlängerung der Periode für den Vergleich der gemessenen Temperaturen berechnet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 und 2 Diagramme der Steuerung einer Kocheinrichtung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen Mikrowellenofen entsprechend der Erfindung in schematischer Darstellung und

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Micom der Steuerung gemäß Fig. 3.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikrowellenofens umfaßt einen Micom (Mikrocomputer) 1, der den gesamten Betrieb des Mikrowellenofens steuert, eine Stromquelle 2, die unter der Kontrolle des Micom den Betriebsstrom liefert, ein Magnetron 3, das eine Mikrowelle bei Zufuhr elektrischer Energie von der Stromquelle 2 erzeugt, eine Heizkammer 4, die Speisen mittels der vom Magnetron erzeugten Mikrowelle erwärmt, ein Gebläse 5, das Luft durch einen Lufteinlaß 4 A in die Heizkammer 4 bläst, Temperaturfühler 6, 6′, die die Temperatur der ein- und ausgeblasenen Luft erfassen und am Lufteinlaß 4 A und Luftauslaß 4 B der erwähnten Heizkammer angeordnet sind, Analog/Digitalkonverter 7, 7′, die die entsprechenden Signale der Lufttemperatur, die von den erwähnten Temperaturfühlern 6, 6′ erfaßt werden, in digitale Signale umwandeln und sie dem erwähnten Micom 1 zuführen.

Wenn bei einem solchen Mikrowellenofen eine zu kochende Speise in die Heizkammer 4 eingebracht wird und ein automatischer Kochvorgang durch Drücken eines Einschaltknopfes gestartet wird, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wird ein Gebläse 5 durch den Micom 1 in Betrieb gesetzt, um dann Luft in die Heizkammer 4 durch den Lufteinlaß 4 A zu blasen. Nachdem eine Variable i auf Null gesetzt ist, wird die Temperatur der Luft U _O, die durch den Lufteinlaß 4 A geblasen wird, gemessen und in Speichern MR, M ₁ gespeichert. Das heißt, die Temperatur U _O der anfänglich einströmenden Luft, die am Anfang des automatischen Kochprozesses erfaßt wird und durch den Analog/Digitalkonverter 7 in ein digitales Signal umgewandelt wird, wird in den Speichern MR, M _O gespeichert. Nach 8 Sekunden wird 1 zur Variablen i addiert, und die Temperatur U _i der einströmenden Luft wird erneut gemessen. In allen konstanten Perioden wiederholt sich die Abspeicherung der Meßwerte im Speicher M _i. Das heißt, daß die Temperatur U _i der einströmenden Luft alle 8 Sekunden gemessen wird und in den Speichern M _O, M ₁, M ₂ abgespeichert wird. Wenn die Variable i den Wert 3 annimmt, wird die Temperatur U _i der einströmenden Luft gemessen und mit der im Speicher M _O abgespeicherten Temperatur verglichen. In diesem Augenblick, wenn die Temperatur U _i der einströmenden Luft nicht mit der im Speicher M _O gespeicherten Temperatur identisch ist, wird die in den Speichern M ₁, M ₂ gespeicherte Temperatur in die Speicher M _O, M ₁ geschiftet, und die gerade gemessene Temperatur U _i wird im Speicher M ₂ gespeichert. Nach 8 Sekunden wird 1 zur Variablen i addiert, und die Temperatur der einströmenden Luft wird erneut gemessen und mit der im Speicher M _O gespeicherten Temperatur verglichen.

Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Temperatur der augenblicklich gemessenen einströmenden Luft gleich der im Speicher M _O gemessenen Temperatur ist.

Wenn die augenblicklich gemessene Temperatur U _i gleich der im Speicher M _O gespeicherten Temperatur wird, wird die Temperatur V _i der ausströmenden Luft, die durch den Temperatursensor 6′ am Auslaß 4 B erfaßt wird und durch den Analog/Digitalkonverter 7′ in ein digitales Signal umgewandelt wird, gemessen. Nachdem die Temperatur in einem Register B gespeichert ist, werden die Temperaturveränderung Δ U und die Temperaturdifferenz Δ V berechnet, indem die augenblickliche Temperatur U _i der einströmenden Luft, die mit der Temperatur der äußeren Luft konvergiert, von der Anfangstemperatur U _O der einströmenden Luft, die im Speicher MR gespeichert ist abgezogen wird. Ferner wird die Temperaturdifferenz Δ V berechnet, indem die Temperatur U _i der einströmenden Luft von der augenblicklichen Temperatur U _i der ausströmenden Luft abgezogen wird. Demgemäß werden, wenn die Temperaturveränderung Δ U und die Temperaturdifferenz Δ V gesucht werden, die experimentell gesuchten zusätzlichen Werte a, b jeweils mit der Temperaturveränderung Δ U und der Temperaturdifferenz Δ V mittels des Micom 1 multipliziert. Die Werte werden dann wieder addiert und danach multipliziert mit dem Temperaturanstieg Δ T in Übereinstimmung mit der Art und Weise, wie die Speise gekocht werden soll. Dann wird ein Ausgleichswert des Temperaturanstieges durch Teilung des erwähnten Wertes durch einen experimentellen Koeffizienten A ermittelt.

Danach wird ein kompensierter Temperaturanstieg Δ T′ ermittelt, indem der Kompensationswert δ des Temperaturanstieges von dem Temperaturanstieg Δ T abgezogen wird.

Demzufolge wird die Speise, wenn der kompensierte Temperaturanstieg Δ T′ ermittelt ist, durch Einschalten des Magnetrons 3 über den Micom 1 aufgeheizt. Nachdem eine Variable j auf Null gesetzt worden ist, wird 1 zur Variablen j nach Ablauf einer Sekunde addiert. Die Messung einer Temperatur V _j der Luft, die durch den Luftauslaß 4 B der Heizkammer 4 strömt, wird wiederholt. Es wird festgestellt, ob oder nicht die Temperatur V _j der gegenwärtig ausströmenden Luft mehr als ein kompensierter Temperaturanstieg Δ T′ angestiegen ist. Das heißt, eine Temperatur V _i der ausströmenden, die im Register B gespeichert ist, wird abgezogen von der augenblicklichen Temperatur V _j der ausströmenden Luft, und die obige Operation wird wiederholt bis der genannte abgezogene Wert stärker angestiegen ist als ein kompensierter Temperaturanstieg Δ T′. Wenn die Temperatur V _j der ausströmenden Luft genausoviel angestiegen ist wie der kompensierte Temperaturanstieg Δ T′, dann ist eine zweite Aufheizstufe abgeschlossen.

Wenn demzufolge die erste Aufheizstufe und die zweite Aufheizstufe abgeschlossen sind, dann ist der automatische Kochvorgang der Speise abgeschlossen.

Andererseits ist gemäß der obigen Beschreibung die Temperatur U _i der einströmenden Luft in Zeitintervallen von 8 Sekunden gemessen worden, und die gemessene augenblickliche Temperatur ist mit einer Temperatur verglichen worden, die im Speicher gespeichert und 24 Sekunden vorher gemessen wurde. Allerdings läßt sich bei Verwirklichung der Erfindung die Zeitfolge für die Erfassung der Temperatur U _i der einströmenden Luft und die Zeitfolge für den Vergleich der Temperatur U _i der einströmenden Luft in Übereinstimmung mit der Kapazität des Speichers variieren.

Mit der beschriebenen Erfindung wird eine Steuerung für ein automatisches Kochen erhalten, die die Einstellung eines richtigen und schnellen Temperaturanstieges ermöglicht, indem die Zeitfolge der Erfassung der Temperatur der einströmenden Luft verkürzt und die Zeitfolge für den Vergleich der erfaßten Temperaturen verlängert wird, wodurch die Zuverlässigkeit beim automatischen Kochen von Speisen verbessert wird.

Claims

1. Steuerung für einen Mikrowellenofen zum automatischen Kochen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

1. Am Anfang wird die Temperatur (U _i) der in eine Heizkammer eingeblasenen Luft als Anfangstemperatur gespeichert; die Temperatur (U _i) der einströmenden Luft wird in konstanten Zeitintervallen erfaßt und nacheinander in Speichern (M ₁ bis M _O) abgespeichert; die in den Speichern (M ₁, M ₂) abgespeicherten Temperaturen werden zu Speichern (M _O, M ₁) geschiftet; das wiederholte Abspeichern der augenblicklichen Temperatur (U _i) der einströmenden Luft im Speicher (M ₂) erfolgt so lange, bis die augenblickliche Temperatur (U _i) gleich der im Speicher (M ₂) bei einem vorgegebenen Zeitintervall gespeicherten Temperatur ist; eine Temperaturveränderung Δ U der einströmenden Luft und eine Temperaturdifferenz Δ V zwischen der aus- und einströmenden Luft wird gesucht, wenn die augenblickliche Temperatur (U _i) gleich der im Speicher (M _O) abgespeicherten Temperatur ist; ein kompensierender Temperaturanteil (δ) wird aus der Temperaturveränderung (Δ U) und der Temperaturdifferenz (Δ V) gewonnen; ein kompensierter Temperaturanstieg (Δ T′) wird durch Subtraktion des kompensierenden Temperaturanteils δ von dem vorher festgestellten Temperaturanstieg (Δ T) festgestellt.
2. In einer ersten Heizphase wird so lange aufgeheizt, bis die Temperatur der aus der Heizkammer ausströmenden Luft genausoviel angestiegen ist wie der kompensierende Temperaturanstieg (Δ T′).
3. In einer zweiten Heizphase wird für eine Zeit aufgeheizt, die gleich der Aufheizzeit in der ersten Heizphase, multipliziert mit einem vorgegebenen Wert α ist, der von der Art der zu kochenden Speise bestimmt ist.

2. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kompensierende Temperaturanstieg (δ) durch Multiplikation der Temperaturveränderung (Δ U) und der Temperaturdifferenz (Δ V) mit jeweils weiteren Werten (a, b) durch Addition der Produkte und Multiplikation mit einem zuvor festgestellten Temperaturanstieg (Δ T) und Teilung durch einen Koeffizienten (A) eines experimentellen Wertes erhalten wird.