专利名称：食物量检测器、采用该检测器的微波炉及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种微波炉，特别是涉及一种能够自动检测放置在微波炉中的食物量的食物量检测器，以及采用食物量检测器的微波炉及其控制方法。
通常，微波炉通过微波加热/烹调食物。这种微波炉包括一个高压变压器和一个磁控管。高压变压器将普通电压(220V/110V)变换成高压，以驱动产生预定程度的高频微波的磁控管。这种情况下，微波振动食物中的水分子，以便通过水分子振动产生的摩擦热烹调食物。
图1是一般微波炉的局部剖面透视图。图1中，参考标号1表示壳体，2是烹调室，3是设备室，4是门，5是转盘，6表示盖。壳体1的内部空间分成左和右二个空间，其中分别定义成烹调室2和设备室3。电设备安装在设备室3中。盖6嵌入壳体1，从而形成微波炉的外部结构。门4绕轴可转动地装配在壳体1的一侧，以打开/关闭烹调室2的前面。转盘5配置在烹调室2的底面，食物放置在转盘上烹调。转盘5由安装在其下表面的驱动电机(下文称之为DM；见图2)转动。另外，参考标号7表示前面板，8是导气段，9是冷却风扇，HVT是高压变压器，HVC是高压电容器，HVD是高压二极管，MGT表示磁控管。这些部件安装在设备室3中。高压变压器HVT将220V/110V的普通电压转换成2000V的高压。由高压电容器HVC和高压二极管HVD将2000V的高压倍增到4000V。用4000V的倍增电压驱动磁控管MGT以产生2450MHz的微波。冷却风扇9将空气吹入设备室3以冷却其中安装的诸如磁控管MGT、高压变压器HVT之类的发热电器件。导气端8安装在磁控管MGT附近，以便将在冷却磁控管MGT时被加热的空气导入烹调室2。前面板7安装在设备室3的前表面。使用者通过选定键将数据输入到微波炉，并将选定的驱动微波炉的方式显示在前面板7上。
图2是图1的示意方框图。图2中，参考标号10表示静噪滤波器，20是驱动部分，30是微波发生器，40是控制部分，50是输入部分，60表示显示部分。输入部分50将使用者的选择信号输入到控制部分40。输入部分50中设置有多个功能键51。在此，功能键对应微波炉的各驱动条件。具体地说，这些功能键可以是按使用者的愿望调节烹调温度、烹调时间、微波能量等级或诸如此类的功能键。另外，它们可以是选择自动烹调处理的功能键，其中使用者输入与食物量有关的数据，以便根据为其预设的烹调数据自动烹调食物。显示部分60显示微波炉的驱动状况。在此，输入部分50和显示部分60最好设置在图1所示的前面板7上。驱动部分20包括驱动电机DM和FM，分别驱动转盘5和冷却风扇9。另外，驱动部分20包括继电器开关RS1和RS2，分别向高压变压器HVT和驱动电机DM和FM提供驱动电能。因此，当驱动部分20的继电器开关RS1和RS2接通时，向高压变压器HVT和驱动电机DM和FM提供驱动电能。一个通用微计算机作为控制部分40。控制部分40通过有选择地接通/断开驱动部分20的继电器开关RS1和RS2来适当地控制微波炉的驱动条件。控制部分40还向显示部分60发送信号并显示微波炉的该驱动条件。高压变压器HVT把驱动部分20提供的普通电压转换成高压，并将高压传送到微波发生器30。微波发生器30包括高压电容器HVC、高压二极管HVD、和磁控管MGT。正如上面根据图1所描述的那样，由从高压变压器HVT提供的高压驱动微波发生器30。静噪滤波器10接收驱动电能，并把驱动电能传送到驱动部分20。另外，静噪滤波器10防止从微波发生器30产生的高频波向输入线反馈。
下面描述如上构成的常规微波炉的工作。首先，使用者拉开壳体1的门4并打开烹调室2。然后，使用者将要烹调的食物放在转盘5的上表面。接下来，使用者关上门4，并通过选择设置在前面板7的输入部分50的功能键51来选择微波炉的烹调条件。通过选择功能键51，使用者按其推测的微波炉中放置的食物量设定烹调时间、温度、和微波能量等级。除手动选择驱动条件外，可以有自动选择驱动条件，其中使用者简单地选择为他/她正准备的食物和食物量而设的键，以便以微波炉中预设的方式烹调食物。因此，输入部分50把来自选择键的信号输入到控制部分40，控制部分40根据使用者的选择驱动该驱动部分20。具体地说，控制部分40接通继电器开关RS1以便向高压变压器HVT供电。于是，高压变压器HVT将220V/110V的普通电压转换成高压。高压电容器HVC和高压二极管HVD把高压倍增到4000V，并将4000V的高压提供给磁控管MGT。由4000v的倍增高压驱动磁控管MGT以产生2450MHz的微波。此后，微波辐射到烹调室2以烹调食物。另外，控制部分40同时接通继电器开关RS1和RS2以使控制部分40分别驱动电机DM和FM。于是，烹调室2的转盘转动，以使微波均匀辐射到食物。这种情况下，设备室3的冷却风扇9把空气吹入设备室3，以冷却诸如高压变压器HVT、磁控管MGT、高压二极管HVD、和高压电容器HVC之类的电设备。在此，控制部分40有规律地接通/断开继电器开关RS1，以控制磁控管MGT的驱动状态。因此，适当调节磁控管MGT产生的微渡等级，以便在所选择的烹调状态下适当地烹调烹调室2中的食物。
同时，除手动选择驱动条件外，常规微波炉还具有一种自动选择驱动状态。然而，对于这种自动选择驱动状态，微波炉不能确定食物量。因此，使用者必须针对食物推测最佳烹调特性曲线，并根据他/她的推测选择对应的功能键，微波炉根据这样输入的数据烹调食物。在此，当食物需要比使用者输入的烹调时间长或烹调的微波能量等级大时，食物夹生。同样，当食物需要比使用者输入的烹调时间短，或烹调的微波能量等级低时，食物烹调过度。因此，为适宜地烹调食物，使用者可判断准确的食物量并据此驱动微波炉是很重要的。
然而，由于使用者必须推测食物量，常规微波炉不能提供对上述问题的解决方案。另外，在没有与使用者所希望烹调的食物量相对应的功能键的情况下，使用者必须手动输入烹调时间、微波能量等级等数据，以致食物的准备过程变得不方便且复杂。
另外，在使用常规微波炉时，由于使用者必须推测他/她正在准备的食物的量，不能保证食物的量的准确性，以致烹调操作可能进行得不恰当的。如果使用者因他/她的错或误判断而选择了不恰当的功能键，则可能造成食物的烹调过度，或夹生。因而不能适当地烹调食物。
针对上述问题已建议了一种解决方案，例如可在微波炉中采用气体传感器、重量传感器等，以确定食物量。然而，由于这些器件太昂贵并且需要相当复杂的制造工艺，增加了制造成本，并因此降低了效率。
因此，提出本发明以克服现有技术中的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种用于微波炉的能够自动确定食物量的食物检测器，以及采用该食物量检测器的微波炉及其控制方法。
本发明的第二个目的是提供一种能够根据食物量设定用于驱动微波炉的状态的准确数据并适宜地烹调食物的食物量检测器，并且还提供采用该食物量检测器的微波炉及其控制方法。
本发明的第三个目的是提供一种用具有合理价格的部件制造的食物量检测器，以使制造成本最低并可改进效率，并且还提供采用该食物量检测器的微波炉及其制造方法。
根据本发明的食物量检测器的第一特征在于检测微波发生器的输出电压，以便根据所检测的微波发生器的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。
根据本发明的食物检测器的第二特征在于包括一个电压检测器，用于检测磁控管的输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测的磁控管的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，以便检测由分压电阻按预定比例分压的电压，然后输出，该电流被转换成正(+)电流，同时将偏置电压施加到分压电阻的一侧，电压检测器把转换的正(+)电流输入到控制装置。电流转换成正(+)电流，同时反向放大器连接到分压电阻的一侧，电压检测器把转换的正(+)电流输入到控制装置。控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收磁控管的输出电压，其中磁控管的输出电压由电压检测器检测预定时间，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物的量。
根据本发明的微波炉的食物量检测器的第三个特征在于它包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器各自的输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测到的相应输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，和一个连接到高压变压器地线的降压电阻，以便分别检测电压Vb和Va，其中电压Vb是由分压电阻按预定比分压并输出的电压，电压Va是从分压电阻输出的电压。电流被转换成(+)电流，同时将偏置电流施加到分压电阻的一侧，同时电压检测器把转换后的正(+)电流输入到控制装置。电流转换成正(+)电流，同时反向放大器连接到分压电阻的一侧，电压检测器把转换后的正(+)电流输入到控制装置。控制装置包括一个计算部件，用于接收电压检测器检测的多个输出电压，并通过该输出电压计算阻抗和截止电压；一个比较/确定部分，用于通过将从计算部件获得的阻抗和截止电压值和与预先输入的阻抗和截止电压有关的数据相比较来确定食物量。
根据本发明的微波炉的第一个特征在于其包括一个电压检测器，用于检测磁控管的输出电压；一个控制装置，用于根据由电压检测器检测的磁控管的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量；和一个驱动装置，用于根据控制装置确定的食物量驱动磁控管，并在适当的条件下烹调食物。电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，以检测由分压电阻按预定比例分压的电压并输出。控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收由电压检测器检测了一预定时间的磁控管的输出电压，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物量；和驱动控制部件，用于根据由比较/确定部件确定的食物量控制驱动装置。
该微波炉的第二个特征在于微波炉包括一个控制装置，用于根据电压检测器检测的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个显示装置，用于显示与控制装置所确定的食物量有关的数据。控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收由电压检测器检测一预定时间的磁控管的输出电压，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物量；和显示控制部件，用于根据比较/确定部件所确定的食物量控制显示装置。
根据本发明的微波炉的第三特征在于该微波炉包括一个电压检测器，用于检测磁控管的输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；一个驱动装置，用于根据控制装置确定的食物量通过驱动磁控管来适当地烹调食物；和一个显示装置，用于显示与控制装置确定的食物量有关的数据。
根据本发明微波炉的第四特征在于该微波炉包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测的微波发生器的多个输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个驱动装置，用于根据控制装置确定的食物量通过驱动微波发生器来适当地烹调食物。电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以便对磁控管的输出电压分压，和一个连接到高压变压器的地线的降压电阻，以便分别检测输出电压Vb和Va，其中输出电压Vb是由分压电阻按预定比例分压并输出的电压，电压Va是从降压电阻输出的电压。控制装置包括一个计算部件，用于接收电压检测器检测到的多个输出电压，并计算微波发生器的阻抗和截止电压；一个比较/确定部件，用于通过将计算部件获得的阻抗和截止电压的值与和预先输入的阻抗和截止电压有关的数据比较来确定食物量；和一个驱动控制部件，用于根据由比较/确定部件确定的食物量控制驱动装置。
根据本发明微波炉的第五特征在于该微波炉包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测的微波发生器的多个输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个显示装置，用于显示与由控制装置确定的食物量有关的数据。控制装置包括一个计算部件，用于接收由电压检测器检测的多个输出电压，并计算微波发生器的阻抗和截止电压；一个比较/确定部件，用于通过将计算部件获得的阻抗和截止电压值与和预先输入的与阻抗和截止电压有关的数据比较来确定食物量；和一个显示控制部件，用于根据比较/确定部件确定的食物量控制显示装置。
根据本发明微波炉的第六特征在于该微波炉包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据电压检测器检测的微波发生器的多个输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；一个驱动装置，用于根据控制装置确定的食物量通过驱动微波发生器来适当地烹食物；和一个显示装置，用于显示与控制装置确定的食物量有关的数据。
根据本发明控制微波炉的方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤检测磁控管的输出电压，根据电压检测步骤中检测的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量，并根据在食物确定步骤中确定的食物量通过驱动磁控管来适当地烹调食物。通过将输出电压检测步骤中检测的磁控管的输出电压接收预定时间，并将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较而在食物量确定步骤中确定食物量。食物量确定步骤包括以下子步骤在把电压变化转换成其中具有预定规律的特性曲线值之后，将在电压检测步骤中检测的每个预定时间单位的输出电压变化输入到神经网程序；在参考预先输入的特性曲线值和预先了解的数据计算神经网程序的等式后，输出来自神经网程序的结果；和根据输出结果确定微波炉的烹调室中放置的食物量。通过接收在电压检测步骤中检测的多个输出电压，用输出电压计算阻抗和截止电压的值，并通过把阻抗和截止电压的值与预先输入的阻抗和截止电压的数据比较来在食物量确定步骤中确定食物的量。食物量确定步骤进一步包括显示与在食物量确定步骤中确定的食物量有关的数据的子步骤。
因此，由于由微波炉自动确定食物量，并且在微波炉的适当驱动条件下烹调食物，使用者会感到使用该微波炉很方便，并防止了使用者操纵微波炉时的错误。另外，由于部件便宜，降低了制造成本，简化了制造工艺，从而提高了产量。
通过结合附图更加详细地描述优选实施例，将使上述目的和优点变的更加显而易见。
图1是常规微波炉的局部剖面透视图；图2是图1的示意方框图；图3是表示采用根据本发明优选实施例的食物量检测器的微波炉的方框图；图4是表示图3的主要部分的电路图；图5是表示图4的电路施加了偏置电压后的电路图；图6是图4的电路采用了反向放大器的电路图；图7是表示磁控管根据食物量变化在每个预定时间单位内输出电压的曲线图；图8是表示采用根据本发明另一个优选实施例的食物量检测器的微波炉的方框图；图9是图8的电路图；图10是在图9的电路施加了偏置电压后的电路图；图11是图9的电路采用了反向放大器后的电路图；图12是表示阻抗和截止电压值的分布随食物量变化的曲线图；图13是说明本发明用于控制微波炉的方法的流程图；和图14是表示图13采用的神经网的结构的示意图。
图3是表示采用根据本发明优选实施例的食物量检测器的微波炉的方框图，图4是图3主要部分的电路图。在图3中，参考标号100是静噪滤波器，110是驱动部分，120是微波发生器，130是电压检测器，140是控制部分，150是输入部分，160表示显示部分。驱动部分110向高压变压器HVT提供驱动电能。高压变压器HVT把所提供的220V/110V高压变换成高压(约2000V)，并将高压传送到微波发生器120。用从高压变压器HVT提供的高压驱动微波发生器120，以产生预定频率的微波。电压检测器130检测当微波发生器120工作时的电压变化。最好用微计算机作为控制部分140。控制部分140用由电压检测器130检测的微波发生器120的输入电压确定烹调室2中的食物量。控制部分根据如上检测到的食物量控制驱动部分110的驱动条件，以便按照适当的烹调时间、微波等级等驱动微波炉。输入部分150把由使用者选择的功能键的数据输入到控制部分140，显示部分160输入来自控制部分140的显示信号，以显示微波炉的驱动条件。静噪滤波器100接收交流电并在消除交流电的噪声因素后把AC施加到驱动部分110。静噪滤波器100还防止从微波发生器120产生的高频波反馈。
在图4中，驱动部分110包括用于向高压变压器HVT提供驱动电能的继电器RY1。继电器RY1包括一个继电器线圈L1和一个继电器开关RS1。通过晶体管Q1的开关动作使电流有选择地流过继电器线圈L1，由继电器线圈L1开/关继电器开关RS1。另外，图4中，参考符号R1表示电阻，D1表示用于防止电压反向的二极管。微波发生器120包括高压电容器HVC、高压二极管HVD、和磁控管MGT。高压电容器HVC和高压二极管HVD使由高压变压器HVT变压的2000V高压倍增成4000V。用倍增的4000V高压驱动磁控管MGT并产生2450MHz的微波。电压检测器130检测磁控管MGT的输出电压Vap。为此，电压检测器130包括至少一个连接到磁控管MGT负极的分压电阻R10和R11。分压电阻R10和R11的比值约为1000∶1。最好以预定比例对电压Vb分压并输出，图中的参考符号ZD表示齐纳二极管。控制部分140包括一个比较/确定部件141，一个驱动控制部件142，和一个显示控制部件143。比较/确定部件141接收已由电压检测器120检测的微波发生器120的输出电压Vap，然后通过将每个预定时间单位的电压变化值与参考电压变化(见图7)比较来确定食物量。驱动控制部件142根据比较/确定部件141确定的食物量控制驱动部分110。显示控制部件143根据比较/确定部件141确定的食物量控制显示部分160。
图5是对图4的电路施加了偏置电压后的电路图。图5中，驱动部分110，高压变压器HVT，微波发生器120，和控制部分140的详细结构与前面参考图4描述的相同。图5所示的特有特征在于电压检测器130通过向分压电阻R11的一端施加偏置电压而向控制部分140输入正(+)电流。由于使用微计算机的控制部分140中的正(+)电流来处理信号，所以当正(+)电流输入到控制部分140时，这些信号会很方便地得到处理。
图6是图4的电路采用了反向放大器后的电路图。图6中，驱动部分110，高压变压器HVT，微波发生器120，和控制部分140的详细结构与前面参考图4描述的那些相同。图6所示的特有特征在于电压检测器130在分压电阻R10的端部连接反向放大器OP，以便将反向的正(+)电流输入到控制部分140。未指明的参考符号R13表示该电阻。
图7是表明磁控管的输出电压根据预定时间单位和食物量变化的曲线图，其中在与相应的食物量对应的曲线中表示每个预定时间单位的输出电压变化。在此，每个预定时间单位的输出电压变化是通过对微波发生器120的输出电压Vap测量预定时间获得的。
下面根据图3至7更详细地描述根据本发明优选实施例的微波炉的操作。
首先，使用者把要烹调的食物放置在烹调室2中，关上门，并按下输入部分150的启动键(未示出)而不设定食物量。于是，驱动微波炉。在此，由输入部分150把来自启动键的信号输入到控制部分140，控制部分140根据其已接收的信号驱动该驱动部分110。因此，控制部分140向驱动部分110的晶体管Q1施加基极电流，以导通晶体管Q1。因此，电流流过继电器线圈L1，继电器线圈L1接通继电器开关RS1。然后，向高压变压器HVT提供驱动电能，由高压变压器HVT把驱动电能变换成2000V的高压并传送到微波发生器120。微波发生器120的高压电容器HVC和高压二极管HVD对由高压变压器HVT变换的2000V的高压加倍到4000V。用4000V的倍增电压驱动磁控管MGT，以产生2450MHz的微波。这种情况下，磁控管负极的输出电压Vap输入到电压检测器130的分压电阻R10和R11，并以相应的电阻比分压。该分压电压Vb传送到控制部分140。在此，分压电阻R10和R11的电阻值之比约为1000∶1。因此，当在磁控管MGT负极产生约4000V的电压输出时，约4V的电压输入到控制部分140。同时，由于检测到磁控管MGT负极的电压输出Vap为负(-)电流，应将正(+)电流输入到控制部分140，以便通过如图5所示向分压电阻R11的该侧施加偏置电流Vbs，或通过如图6所示把反向放大器OP连接到分压电阻R10的该侧来使控制部分140的处理更容易。控制部分140的比较/确定部件141把如上检测的微波发生器120的输出电压Vap输入预定时间，并将每个预定时间单位的电压变化与参考电压变化比较以确定食物量。具体地说，当检测到的电压变化表示为图7的曲线A时，确定食物量为500cc。当检测到的电压变化表示为图7的曲线B时，确定食物量为400cc。当检测到的电压变化表示为图7的曲线C时，确定食物量为300cc。在确定食物量时，驱动控制部件142根据由比较/确定部件141确定的食物量控制驱动部分110。具体地说，驱动控制部件142根据食物量有选择地开/关驱动部分110的继电器RY1达预定时间，以使驱动控制部件142控制磁控管MGT。结果是，在适当的驱动条件下烹调食物。另外，显示控制部件143根据食物量控制显示部分160，以使与食物量有关的数据显示在显示部分160上。因此，由微波炉自动确定食物量，并在适当条件下烹调。结果是，微波炉变得更容易操作，并防止了使用者操作微波炉时产生的错误。另外，通过使用价格合理的部件，从而降低了制造成本，并简化了制造工艺，因而提高了产量。
图8是采用根据本发明另一个优选实施例的食物量检测器的微波炉的方框图，图9是图8的电路图。在图8中，参考标号200表示静噪滤波器，210是驱动部分，220是微波发生器，250是输入部分，260是显示部分。这些部分的结构和操作与前面根据图4描述的那些相同。本发明另一个优选实施例的特有特性在于电压检测器230检测微波发生器220的多个输出电压Va和Vap，控制部分240根据由电压检测器230检测的微波发生器220的输出电压Va和Vap确定食物量。
参考图9，电压检测器230分别检测磁控管MGT的输出电压Vap和高压变压器的电压Va。为此目的，电压检测器230包括至少一个连接到磁控管MGT负极的分压电阻R10和R11，和连接到高压变压器HVT地线的降压电阻R12。电阻R10与R11的比值最好是约为1000∶1。于是，把以该电阻比例分压的电压Vb输入到控制部分240。控制部分240包括比较/确定部件241，计算部件242，驱动控制部件243，和显示部件244。计算部件242从电压检测器230接收多个输出电压Vb和Va，并计算微波发生器220的阻抗Rm和截止电压Ez。比较/确定部件241把计算部件242计算的阻抗Rm和截止电压Ez与和预先输入至此的阻抗Rm和截止电压Ez(见图11)有关的数据比较，并通过比较结果确定食物量。驱动控制部件243根据比较/确定部件241确定的食物量控制驱动部分210。显示控制部件244根据比较/确定部件241确定的食物量控制显示部分260。
图10是对图9的电路施加了偏置电压后的电路图。参考图10，驱动部分210，高压变压器HVT，微波发生器220，和控制部分240的详细结构与前面根据图9描述的那些相同。图10所示的特有特性在于电压检测器230把偏置电流Vbs施加到分压电阻R11的一侧，以便把正(+)电流输入到控制部分140。
另外，图11是图9的电路采用了反向放大器后的电路图。参考图11，驱动部分210，高压变压器HVT，微波发生器220，和控制部分240的详细结构与前面根据图9描述的那些相同。图11所示的特有特性在于反向放大器OP连接到分压电阻R10的一侧，以便电压检测器230把正(+)电流输入到控制部分140。前面未出现的参考标号R13是一个电阻。
图12是表示阻抗和截止电压的值根据食物量变化的分布曲线。参考图12，沿一条连接阻抗Rm和截止电压Ez相交的位置的直线规则地分布食物量。数据预先存储在控制部分240中。控制部分240把该数据与检测的阻抗Rm和截止电压Ez比较，并根据比较结果确定食物量。
下面，根据图8至12更详细地描述按照本发明另一个优选实施例的微波炉的操作。
首先，使用者把要烹调的食物放置在烹调室中，关上门，并按下输入部分250的启动键以操作微波炉而不设定与食物量有关的数据。输入部分250从所选择的键向控制部分240输入信号，于是，控制部分240检测该信号并驱动该驱动部分210。根据驱动部分210的操作向高压变压器HVT提供驱动电能，高压变压器HVT把提供的电压变换成约2000V的高压，并将高压传送到微波发生器220。然后，微波发生器220的高压电容器HVC和高压二极管HVD使由高压变压器HVT变换到2000V的高压加倍到约4000V。用该倍增的高压驱动磁控管MGT，以产生2450MHz的微波。这种情况下，磁控管MGT负极的输出电压Vap输入到电压检测器230的分压电阻R10和R11，并根据相应的电阻比例分压。分压的输出电压Vb传送到控制部分240。另外，输出电压Va从降压电阻R12传送到控制部分240，降压电阻R12连接到高压变压器HVT的地线。然后，控制部分240的计算部分242通过相应电阻R10、R11和R12的值，以及由电压检测器230检测到的电压Va、Vb和Vc计算阻抗Rm和截止电压Ez。下面将更细致地描述该计算过程，如下面的方程(1)和(2)按欧姆定律定义输出电压Va和Vb。[方程1]Va＝im×R12[方程2]Vb＝(R10/(R11+R10))×Vap在此，im是高压电容器HVC次级线圈中引发的电流，R10、R11、和R12是相应的电阻，Va、Vb、和Vap是分别对应于这些电阻的输出电压。同时，由下面的方程(3)根据电压平衡方程定义输出电压Vap。[方程3]Vap＝Ez+im×Rm在此，Vap和im是方程1和2的值，Rm表示阻抗，Ez表示截止电压。因此，通过把由方程(3)定义的Vap和im代入方程(1)和(2)并采用相对于时间变量(t)的求导得到下面的方程(4)。[方程4]Rm/R12×(dVa/dt)＝(R10+R11)/R11×(dVb/dt)然后，通过下面的方程(5)和(6)最终计算阻抗Rm和截止电压Ez[方程5]Rm＝R12(R10+R11)/R11×ΔVb/ΔVa[方程6]Ez＝(R12+R11)/R11×Vb-Rm/R12×Va因此，计算部件242通过把由电压检测器230检测到的输出电压Va、Vb、和Vap，以及电阻R10、R11、和R12的值代入方程5和6计算出阻抗Rm和截止电压Ez。然后，比较/确定部件241对由计算部件242计算的计算阻抗Rm和截止电压Ez与预先输入至此的阻抗Rm和截止电压Ez有关的数据进行比较/确定(见图11)，并通过比较结果确定食物量。具体地说，当数量不明确的食物放置在烹调室中时，并且确定阻抗Rm和截止电压Ez分别为300Ω和3500V时，由比较/确定部件241根据图11所示的预存数据确定食物量为900cc。因此，确定了食物量，驱动控制部件243根据比较/确定部件241确定的食物量控制驱动部分210。就是说，驱动控制部件243根据食物量把驱动部分210的继电器RY1有选择地开/关预定时间，以便在适当条件下烹调食物。另外，显示控制部件244根据比较/确定部件241确定的食物量控制显示部件260，以便在显示部件260上显示与食物量有关的数据。因此，可由微波炉自动检测食物量，并针对食物量在适当的条件下烹调食物，以致使用者发现微波炉使用起来很方便，并可防止使用者在操作微波炉中的错误。另外，所使用的部件合理价格，降低了制造成本，并更加简化了制造工艺，因而提高了产量。
图13是说明控制本发明微波炉的方法的流程图，图14是说明图13神所用的神经网体系的示意图。
参考图13和14，使用者把要烹调的食物放置在烹调室中，关上门，并按下启动键以操作微波炉，而不设定与食物量有关的数据(步骤110-130)。在此，当向高压变压器HVT提供驱动电能时，高压变压器HVT把驱动电能变换成约2000V的高压。由高压电容器HVC和高压二极管HVD把该高压倍增到4000V。用4000V的倍增电压驱动磁控管MGT，以产生2450MHz的微波。这种情况下，微波炉进行输出电压检测步骤，其中检测磁控管MGT的输出电压(步骤140)。然后，执行确定食物量的步骤(步骤150)。在步骤150，把从磁控管MGT检测的输出电压输入一预定时间，并将每个预定时间单位的电压变化与预存的参考电压变化比较，以确定食物量。步骤150包括把步骤140的输出电压的每个预定时间单位的电压变化转换成具有预定规律的特性曲线，并将该特性曲线输入到神经网程序的步骤151，和从神经网程序计算方程并输出该结果的步骤(151-154)。然后，根据输出结果确定烹调室中的食物量(步骤155)。在此，神经网程序由作为人脑神经组织基本功能单元的神经元构成。神经元相互连接以指示从刺激物得到的输出，这种互连神经元结构被称为神经网。神经网程序是建议以人脑神经网的方式构成的计算机构造。在神经网程序中，通过相应连接线的加权计算重复进行学习，并找出基本规律。在此，如图14所示，神经网程序包括输入层L1、隐藏层L2、和输出层L3。相应的处理器a1和a2、b1至b5、以及c1和c2存在于相应层L1、L2和L3中。由具有相应加权的多条连线连接这些处理器。在此输入层L1和输出层L3的处理器a1和a2、以及处理器c1和c2直接连接到外部环境。同时，输入和输出层L1和L3之间的隐藏层L2的处理器b至b5间接连接到外部环境。各层之间的连接布局为完全连接状态，并且处理器不在横向方向连接。该神经网程序是不允许逆向进程的多级完全连接网。另外，在步骤150，最好通过在步骤140检测到的多个输出电压计算磁控管MGT的阻抗和截止电压，所计算的阻抗和截止电压与预先输入的与阻抗和截止电压有关的数据比较，以便通过比较结果确定食物量。因此，在确定食物量后，由微波炉显示与食物量有关的数据，根据食物量控制微波发生器的操作，以便自动在适当驱动条件下烹调食物(步骤160-170)。由于由微波炉自动确定食物量，并且由于针对食物量在适当驱动条件下烹调食物，使用者会感到使用这种微波炉非常方便，防止了使用者在操作微波炉中产生夹生/过熟的错误。
如上所述，根据该微波炉的食物量检测器，以及采用该食物量检测器的微波炉及其控制方法，使用者不需要亲自确定食物量或设定诸如烹调时间、烹调温度、和微波能量等级之类微波炉的驱动条件，而是由使用者简单地按下启动键，微波炉通过启动键对微波发生器的输出电压进行自动检测，并根据检测到的数据确定食物量。结果是，使这种微波炉的操作变得非常方便。
另外，由于是根据该微波炉所确定的食物量在微波炉的一定驱动条件下烹调食物，所以可在准确的驱动状态下烹调食物。
另外，由于根据本发明的微波炉不需要诸如气体传感器、重量传感器之类用于检测食物量的附加装置，而是仅需要用象电阻等这样便宜的部件来确定食物量，所以降低了制造成本，并简化了制造工艺。从而提高了产量。
虽然已参考本发明的优选实施例具体给出并描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下仍可在形式和细节上实现各种改进。
权利要求
1.一种微波炉食物量检测器，其特征在于，用于检测微波发生器的输出电压，并根据所检测到的微波发生器的输出电压检测烹调室中放置的食物的量。
2.一种微波炉食物量检测器，包括一个电压检测器，用于检测磁控管的输出电压；和一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的磁控管的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。
3.根据权利要求2所述的食物量检测器，其中电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，以便检测由分压电阻按预定比例分压并输出的电压。
4.根据权利要求3所述的食物量检测器，其中电流被转换成正(+)电流，同时将偏置电压施加到分压电阻的一侧，同时电压检测器把转换后的正(+)电流输入到控制装置。
5.根据权利要求3所述的食物量检测器，其中电流转换成正(+)电流，同时一个反向放大器连接到分压电阻的一侧，电压检测器把转换的正(+)电流输入到控制装置。
6.根据权利要求2所述的食物量检测器，其中控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收磁控管的输出电压，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物量，其中磁控管的输出电压由电压检测器检测预定时间。
7.一种食物量检测器，进一步包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器各自的输出电压；和一个控制装置，用于根据电压检测器检测的相应输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。
8.根据权利要求7所述的食物量检测器，其中电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，和一个连接到高压变压器地线的降压电阻，以便分别检测电压Vb和Va，其中电压Vb是由分压电阻按预定比分压并输出的电压，电压Va是从分压电阻输出的电压。
9.根据权利要求8所述的食物量检测器，其中电流被转换成正(+)电流，同时将偏置电流施加到分压电阻的一侧，电压检测器把转换后的正(+)电流输入到控制装置。
10.根据权利要求8所述的食物量检测器，其中电流被转换成正(+)电流，同时一个反向放大器被连接到分压电阻的一侧，电压检测器把转换后的正(+)电流输入到控制装置。
11.根据权利要求7所述的食物量检测器，其中控制装置包括一个计算部件，用于接收由电压检测器检测的多个输出电压，并通过该输出电压计算阻抗和截止电压；和一个比较/确定部件，用于通过将从计算部件获得的阻抗和截止电压值和与预先输入的阻抗和截止电压有关的数据比较来确定食物量。
12.一种微波炉，包括一个用于检测磁控管的输出电压的电压检测器；一个控制装置，用于根据电压检测器检测到的磁控管的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量；和一个驱动装置，用于根据由控制装置确定的食物量驱动磁控管，并在适当的条件下烹调食物。
13.根据权利要求12所述的微波炉，其中电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以使磁控管的输出电压分压，以检测由分压电阻按预定比例分压的电压并输出。
14.根据权利要求12所述的微波炉，其中控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收由电压检测器检测一预定时间后得到的磁控管的输出电压，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物量；和一个驱动控制部件，用于根据比较/确定部件确定的食物量控制驱动装置。
15.一种微波炉，包括一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个显示装置，用于显示与控制装置确定的食物量有关的数据。
16.根据权利要求15所述的微波炉，其中控制装置包括一个比较/确定部件，用于通过接收由电压检测器检测一预定时间后得到的磁控管的输出电压，并通过将每个预定时间单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较来确定食物量；和一个显示控制部件，用于根据由比较/确定部件确定的食物量控制显示装置。
17.一种微波炉，包括一个电压检测器，用于检测磁控管的输出电压；一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；一个驱动装置，用于根据控制装置所确定的食物量通过驱动磁控管来适当地烹调食物；和一个显示装置，用于显示与控制装置确定的食物量有关的数据。
18.一种微波炉，包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的微波发生器的多个输出电压来确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个驱动装置，用于根据控制装置所确定的食物量通过驱动微波发生器来适当地烹调食物。
19.根据权利要求18所述的微波炉，其中电压检测器包括至少一个连接到磁控管负极的分压电阻，以便对磁控管的输出电压分压，和一个连接到高压变压器地线的降压电阻，以便分别检测输出电压Vb和Va，其中输出电压Vb是由分压电阻按预定比例分压并输出的电压，输出电压Va是从降压电阻输出的电压。
20.根据权利要求18所述的微波炉，其中控制装置包括一个计算部件，用于接收由电压检测器检测的多个输出电压，并计算微波发生器的阻抗和截止电压；一个比较/确定部件，用于通过将由计算部件获得的阻抗和截止电压的值与和预先输入的阻抗和截止电压有关的数据比较来确定食物量；和一个驱动控制部件，用于根据由比较/确定部件确定的食物量控制驱动装置。
21.一种微波炉，包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的微波发生器的多个输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和一个显示装置，用于显示与由控制装置所确定的食物量有关的数据。
22.根据权利要求21所述的微波炉，其中控制装置包括一个计算部件，用于接收电压检测器检测的多个输出电压，和计算微波发生器的阻抗和截止电压；一个比较/确定部件，用于通过将计算部件获得的阻抗和截止电压值与和预先输入的阻抗和截止电压有关的数据比较来确定食物量；和一个显示控制部件，用于根据由比较/确定部件确定的食物量控制显示装置。
23.一种微波炉，包括一个电压检测器，用于检测磁控管和高压变压器的相应输出电压；一个控制装置，用于根据由电压检测器检测到的微波发生器的多个输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量；一个驱动装置，用于根据由控制装置确定的食物量通过驱动微波发生器来适当地烹调食物；和一个显示装置，用于显示与控制装置确定的食物量有关的数据。
24.一种微波炉的控制方法，包括以下步骤检测磁控管的输出电压；根据在电压检测步骤中检测的磁控管的输出电压确定微波炉的烹调室中放置的食物量；和根据食物量确定步骤中确定的食物量通过驱动磁控管来适当地烹调食物。
25.根据权利要求24所述的方法，其中通过将输出电压检测步骤中检测的磁控管的输出电压接收预定时间，并将每个预定单位的电压变化与预先输入的参考电压变化比较而在食物量确定步骤中确定食物量。
26.根据权利要求25所述的方法，其中食物量确定步骤包括以下子步骤在把电压变化转换成其中具有预定规律的特性曲线值之后将电压检测步骤中检测的每个预定时间单位的输出电压变化输入到神经网程序；在参考预先输入的特性曲线值和预先了解的数据计算神经网程序的等式后，输出来自神经网程序的结果；和根据输出结果确定微波炉的烹调室中放置的食物量。
27.根据权利要求24所述的方法，其中通过接收在电压检测步骤中检测的多个输出电压，用输出电压计算阻抗和截止电压的值，并通过把阻抗和截止电压的值与预先输入的阻抗和截止电压的数据比较来在食物量确定步骤中确定食物量。
28.根据权利要求24所述的方法，其中食物量确定步骤进一步包括显示与在食物量确定步骤中确定的食物量有关的数据的子步骤。
全文摘要
一种用于自动检测微波炉烹调室中放置的食物量的食物量检测器、一种采用该食物量检测器的微波炉及其控制方法。检测微波发生器的输出电压,同时驱动微波炉,并根据所检测的输出电压确定微波炉烹调室中放置的食物量。根据所确定的食物量,在微波炉的适当驱动条件下烹调食物。因此,使用者不必亲自估计食物量,或设定诸如烹调时间、微波能量等级之类的微波炉驱动条件。
文档编号H05B6/68GK1229896SQ9910330
公开日1999年9月29日 申请日期1999年1月7日 优先权日1998年3月24日
发明者金铁, 朴泰洙, 姜光锡, 李源雨 申请人:三星电子株式会社