CN1089882C - 检测微波炉内湿度控制烹调的方法及根据该方法的微波炉 - Google Patents

Abstract

在一个微波炉内，利用一个或多个能检测由食品或一盘食物排放出的湿气的湿度传感器(11)可以来控制烹调或加热食物的步骤。这种控制是基于检测相对湿度的变化进行的，并需要读取初始湿度值或参照值，这一参照值是通过能消除残存在炉内的剩余湿气的影响的计算过程而建立的，在开始烹调或加热步骤时可节省时间。

Description

检测微波炉内湿度控制烹调的方法及根据该方法的微波炉

本发明涉及一种在微波炉内利用检测由食品或一盘食物散发出的湿气来控制对它们的烹调或加热的步骤，所述的微波炉包括一个腔体、一个微波发射源、一个控制向腔体的微波馈送的控制单元、一个把检测到的湿度值作为控制参数传送至控制单元的湿度传感器、一个用于对腔体排气并可由所述控制单元控制的装置。本发明还涉及适用于按上述方法操作的微波炉。

现有的微波炉具有一个或多个湿度传感器以便检测由食品或一盘食物发出的湿气以便控制烹调或加热步骤，例如对深冻食物的解冻。在SE专利8604868-3中给出了这种微波炉的例子，它们通常利用从腔体排放出的空气的湿度作为控制参数。由于排放空气的湿度受到周围空气的湿度影响，在使用微波炉的环境中，周围空气湿度随之也会改变，因此通常用烹调或加热步骤时空气湿度的变化来作为控制参数。这种类型的湿度控制要求微波炉的控制单元在过程开始时已取得空气湿度的相关参照值。一个不正确的参照值将对烹调结果产生负面的效果。

一种获取参照值的现有方法包括在开始烹调或加热步骤时就测量排放出的空气的空气湿度的一个步骤。该方法的一个例子公开在EP0289000中，其中图13所示的程序流程图由检测初始空气湿度值开始。然而，如果腔体在开始时不是干燥的，而包含着上次烹调过程残存的湿气和凝结物，则这种初始值可能是误导的。如果是这样，湿度传感器将检测到一种由剩余湿度和周围空气的湿度相结合的湿度值。利用这样一种混合的湿度值作为湿度控制的初始值将对控制单元提供不正确的信息，同时对烹调步骤有不利的效果。

在另外一个已有方法中，利用在加热过程中最低的空气湿度测量值作为参照值，这种方法可参见EP 0078607(特别是图4A-D所示)。然而在这种情况下，如果腔体内待加热的食品或一盘食物在残存的湿气被排出之前就开始放出湿气，则将获得一个不正确的空气湿度值。在这种情况下，同样会使烹调结果受到损害。

已有微波炉的这种不足，可以通过在开始烹调或加热步骤之前启动供腔体排气的微波炉排气装置(通常是一种排气扇)来对腔体排气，直至空气湿度不再下降从而得到一个稳定的、最低的值来避免。然而，采用这种解决方案，熟调或加热步骤将延长约20秒至30分钟，这种延长对使用者来说是不赞成的。

本发明的目的在于克服上述提到的已有微波炉的缺点，而没有延长烹调或加热步骤所带来的附加缺点，并使相关的参照湿度值得以确定。

按照本发明，上述目的由下面所介绍的方法获得，其特征包括下述各步：启动排气装置以初始地去除腔体内的残存湿气；依据检测到的湿度值和用于湿度计算的算法来计算所述的初始去除过程中残存湿气的一个预期的最终空气湿度值；利用所计算的最终空气湿度值作为参照值，借助所述的湿度传感器来执行一种湿度排放控制的烹调或加热步骤。

按本发明的方法比起利用排气以便从炉内去除全部残存湿气的方法来说，可以节省所花的时间。这种时间节省是通过计算预期的最终空气湿度值，即如果持续排气时所能获取的值而得到的。这种计算是基于腔体内的残存湿气随着排气时间以指数方式下降这一见解。利用这样计算而得的最终的空气湿度值作为随后步骤的参照值，将不再需要任何显著的延长步骤就能使烹调结果得到改善。

按照本发明，用于烹调或加热食品或一盘食物的微波炉包括：一个腔体、一个微波辐射源、一个用于控制馈送微波至腔内的控制单元、一个检测食品或一盘食物发散出的湿气并把作为控制参数的检测的湿度值返回至控制单元的湿度传感器、以及一个用于对腔体排气并可由控制单元控制的装置，其特征在于，该控制单元适用于启动排气装置以便在开始由湿度传感器控制的烹调或加热步骤时从炉内初始地去除残存湿气，该计算装置用于计算在所述的初始排湿过程中残存湿气的预期最终空气湿度值，以及该控制单元用于以计算而得的最终空气湿度值作为一个用于湿度检测控制的参照值。

这样一种微波炉的控制单元通常包括一个能被编程以执行一种或多种自动烹调程序的微处理器。于是，在这样的微波炉中实施本发明仅需要一个稍微扩展的微处理器控制程序。这意味着，按本发明的微波炉在批量生产时不需要明显增加成本就能使烹调效果取得改善。

下面，结合本发明微波炉的非限定的实施例并参照附图对本发明方法予以描述，其中，

图1表示微波炉的相关功能单元的方块图，

图2表示说明残存湿度的时间变化，以及从食品或一盘食物发出湿气的湿度-时间图，

图3表示本发明的湿度-检测控制方法的程序流程图。

由于微波炉的详细机械结构对充分理解本发明不是必需的，在此仅参照可以从市场上购到的申请人的微波炉例如炉型VIP20和V27，以及申请人的SE专利申请9402061-7，9402062-5和9402063-3作出介绍。

方块图(图1)表示具有微处理器和有关程序存储器2的控制单元1。通过块3将使用者的信息输入到控制单元，该块3表示在控制面板上提供的操作装置，面板上也有由控制单元控制的显示器4。显示器4可以用于例如验证由使用者经控制面板所作出的各种选择，并提供关于如何进行烹调或加热处理的信息，例如剩下的时间等。

控制单元1经过驱动器5和微波电源单元6去控制微波辐射源7，由此把微波馈送到腔体8。控制单元1经由驱动器9而控制设置在腔顶壁内的格栅元件10，由此把红外辐射供入腔体8内。至于由各方块表示的各功能单元的更为详细的结构，可参见由申请人制造的上述各型号的微波炉。

在起动微波炉时存在的残存湿气、以及由欲烹调的食品或一盘食物发散出的湿气可以由设置在供从腔体8内排气用的排气通道内的湿度传感器11来检测。来自湿度传感器11的、检测到的信息回送到控制单元1作为控制参数。

在图2所示的湿度-时间图中，垂直轴表示空气湿度h，水平轴表示时间t。由线1表示残存湿度的按指数下降的图形，这最好应是在腔体8内、但也可是在上述排气通道内检测到的湿度。曲线2表示由放在腔体内欲加热的食品或一盘食物发散出的湿气的湿度值。一开始，曲线2的湿度值是一个恒定值，相等于周围空气的湿度值。在由箭头4所指的时间，加热步骤开始，一定时间之后，曲线2在点C处有一个拐弯，它表示食品或一盘食物开始排放出湿气。从图可见，下斜的残存湿度曲线1逐渐变平，最后在相应于曲线2的初始的、恒定的湿度值处，即在周围空气的湿度值处趋于稳定。曲线3表示由湿度传感器检测到的应用信号。直至曲线2的拐点C，曲线3与对应于残存湿度的下斜的曲线1相重合，在拐点C之后，在与周围空气的湿度值的关系方面，它与下述两种有关影响(即食物发出的、增加的湿度的影响和下降的、残存湿度值的影响)的和值相一致。

图2的示图表示出在应用上述专利所述的已有技术时所发生的测量误差。在EP 0289000的情况下，在开始时，被检测的是残存湿度曲线的值在点a处的不正确参照值，在EP 0078607的情况中，被检测的是残存湿度曲线的在点b处的不正确的最低湿度值。

在实施本发明时，要计算和残存湿度曲线1不断下降的湿度相对应的一个预期最终残存湿度值，即要计算基本上相当于周围空气的湿度大小的值。在应用按本发明的这样一种经改进的参照值时，在加热过程已经开始之后，湿度传感器在初始时将检测到一个过高的湿度值，直至剩余湿气明显地消失并且不再提供任何可测量的湿度影响为止。按照本发明，可以基于残存湿度的相对影响通过对检测到的湿度值进行校正来消除这种测量误差。基本上，这种消除可以按所需精度来进行，因为按指数下降的剩余湿度曲线1可以用曲线上的两点处的数据来进行计算。然而，这种测量误差可以更为方便地通过把在开始点(箭头4所示)残存湿度曲线的微商乘以直至湿度传感器执行检测的时间作为校正来予以消除。

图3所示程序流程图表示计算微波炉的一个最终残存湿度值和使该值作为用于对随后的湿度传感器控制的烹调步骤的参照值。该程序通过下述各步运行，其中Y表示“是”，N表示“否”。

S1.程序开始。

S2.起动排气装置排气。

S3.等待2秒。

S4.空气湿度是否增加？如果Y，回到S3，如果N，进行S5。

S5.选择一个预定的第一执行时间供计算。进行S6。

S6.设定该选择的第一执行时间，或从S9得到的一个剩余的执行时间的估计预期值，使执行时间递减以趋于零。计算空气湿度的时间微商。进行S7。

S7.在每个整秒时：递减后的设定时间是否≤0？如果Y，进行S10，如果N，进行S8。

S8.递减后的时间/4＝整数否？如果N，回到S6，如果Y，进行S9。

S9.计算剩余的执行时间的预期值，把该时间值返回到S6。

S10.计算预期的最终空气湿度值。选择该最终空气湿度值作为湿度传感控制的参照值。进行S11。

S11.结束该程序。

作为第一个执行时间，需要选择一个预定的值，例如100秒，该值足以使程序进入到它的主循环，即步骤S6、S7、S8和S9。

步骤S8是基于所选的条件，即在S9中的剩余时间的预期值在每第4秒被重新计算。当然，其它的计算周期也是可取的。

在步S9中剩余执行时间的预期值的计算是基于检测到的空气湿度的时间微商、递减的时间、和如下所示的时间计算的算法：

IT＝c·(a/Dt+B·|dh(t)/dt|)

其中，

IT是剩余执行时间的被计算的预期值。

h(t)是下降残存湿度的时间函数。

Dt是在S5步后的被计数时间，即在此时空气湿度已停止增加。

a、b、c是经验常数

对每次计算，剩余执行时间的值作为总的已用去的时间Dt以及逐渐变平的残余湿度曲线的逐渐变小的微商的函数而减少。

预期的最终残存湿度值的计算是基于被检测的空气湿度、当前的剩余时间的预期值、湿度微商的最后检测值、和下面的用于湿度计算的算法：

EH＝HO-f·|dh(t)/dt|·(e·IT-d)

其中

EH是计算出的预期最终空气湿度值，

HO是在计算时间的空气湿度，

IT是当前的余执行时间的计算预期值，

d、e、f是经验常数，

h(t)是下降的剩余湿度的时间函数，

实际上，上述用于计算湿度微商的时间函数可以通过计算例如作为在最后10秒时间内湿度信号的下降的时间微商而予以简化。这样，在上述的算法中，dh(t)/dt可以用Δh/Δt来代替。

显然，本领域的技术人员可以对上述方法在本发明的范围内作出修改。例如，所述的微处理器的流程可以采用所谓模糊逻辑运算来实现。任何可能应用模糊逻辑所需的变动都是为了方便而采取的措施，它们均被认为包含在所附的权利要求的范围之中。

Claims (10)

1.一种用于在微波炉内通过检测食品或一盘食物发散出的湿气的湿度来控制食品或一盘食物的烹调或加热时间的方法，所述的微波炉包括一个腔体(8)、一个微波辐射源(7)、一个用于控制向腔体馈送微波的控制单元(1)、一个用于把检测到的湿度值作为控制参数回送到控制单元的湿度传感器(11)、以及一个用于腔体排气且可由控制单元控制的排气装置，其特征在于该方法包括下述各步骤：

启动排气装置，以便从炉内初始地去除残存湿气；

依据检测到的湿度值和用于湿度计算的算法来根据残存湿度计算在所述的初始去除过程中所述的一个预期的最终空气湿度值，所述期望的最终空气湿度值是如果排气继续将会最终达到的数值；

利用所计算的最终空气湿度值作为参照值，借助所述的湿度传感器执行一种湿度排放控制的烹调或加热步骤；

2.如权利要求1的方法，其特征在于以下步骤：

只有在启动排气装置使邻近湿度传感器的空气湿度下降之后，才开始计算预期的最终空气湿度值；

要重复计算整个时间内的空气湿度的变化来计算最终空气湿度值。

3.如权利要求2的方法，其特征在于，通过下述步骤计算预期的最终空气湿度值：

设定一个用于计算的预定的初始执行时间；

重复下面的子步骤程序：

连续地计算空气湿度的时间微商；

把执行时间向着零递减；

依据所述的时间微商、计数的时间、和进行时间计算的算法，计算剩余的执行时间的预期值，所述计数时间是自空气湿度已停止增加时起算的，而进行时间计算的算法是根据残存湿度和计数的时间而进行的。

把计算的预期值设定为一个新的执行时间；

在设定的剩余执行时间已递减至零时终止所述的程序，并依据检测到的空气湿度、剩余执行时间的预期值和时间微商的最后计算值来计算最终空气湿度值。

4.权利要求1的方法，其特征在于以下步骤，

对在烹调或加热步骤的初始阶段中剩余的残存湿度的被检测得的湿度值进行补偿。

将所述补偿建立在由前面的计算所得到的信息上。

5.一种用于烹调或加热食品或一盘内食物的微波炉，包括一个腔体(8)、一个微波辐射源(7)、一个用于控制向腔体的微波馈送的控制单元(1)、一个用于检测由食品或一盘食物排出的湿气的湿度并把所检测到的湿度值作为控制参数回送至控制单元的湿度传感器(11)、以及一个适用于对腔体排气并可由控制单元控制的装置，其特征在于，

该控制单元用于在开始进行由湿度传感器控制的烹调或加热步骤时启动排气装置，以便初始地去除炉内的残存湿气；

设置计算装置以便根据在所述的初始去除过程中残存湿度计算一个预期的最终空气湿度值，所述期望的最终空气湿度值是如果排气继续将会最终达到的数值；

该控制单元适于把计算所得的最终空气湿度值用作湿度传感器控制的参照值。

6.如权利要求5的微波炉，其中控制单元包括一个用于湿度传感器控制的微处理器，其特征在于，

该微处理器被编程以便在计算预期的最终空气湿度值时执行述的步骤：

接收来自湿度传感器的空气湿度的检测值；

确定空气湿度下降的开始；

设定的一个预定的供计算用的初始执行时间，递减设定的执行时间以使其趋于零；

依据一个设定的逐渐下降的空气湿度的时间函数，连续计算下降的空气湿度的微商；

依据时间微商、时间计数、和一个事先确定的计算时间的算法来计算剩余执行时间的预期值，所述计数时间是自空气湿度已停止增加时起算的，而进行时间计算的算法是根据残存湿度和计数的时间而进行的。

将该预期值设定为一个新的执行时间，并重复前面的步骤；

在最后计算所得和设定的执行时间已下降至零时终止该过程；

依据检测到的空气湿度、剩余执行时间的预期值、以及最后计算所得的湿度微商值，利用一个事先确定的计算湿度的算法来计算预期的最终空气湿度值。

7.如权利要求6的微波炉，其特征在于，其中用于计算时间的算法是，

IT＝c·(a/Dt+B·|dh(t)/dt|)

式中，

IT，是剩余的执行时间的计算所得的预期值，

h(t)是递降的残存湿度的时间函数，

Dt是在自空气湿度已停止增加时起计数的时间，a、b、c是经验常数。

8.如权利要求6的微波炉，其特征在于，用于湿度计算的算法是：

EH＝HO-f·|dh(t)/dt|·(e·IT-d)

式中

EH是预期最终空气湿度值，

HO是在计算时间的空气湿度，

IT是当前计算所得的剩余执行时间的预期值，

d、e、f是经验常数，

h(t)是递降的残存湿度的时间函数。

9.如权利要求5的微波炉，其特征在于，湿度传感器被安置在腔体的排气通道内。

10.如权利要求5的微波炉，其特征在于，提供有可选择的、用于指定类型的食品或一盘食物自动烹调或加热的程序，所述程序通过输入食物类别信息依据食物的类型和它的初始状态来选择。

Images