專利名稱：高頻加熱器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于加熱單個(gè)物體或多個(gè)在加熱開(kāi)始時(shí)具有不同的溫度或不同吸熱容量的物體的高頻加熱器具，也涉及到加熱方法。
背景技術(shù)：
這類常規(guī)器具的例子在未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei6-201137和Hei9-27389中披露，其控制物體加熱的方法是基于來(lái)自溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)信號(hào)。
圖22和23顯示了用于物體1加熱的溫度檢測(cè)部件2和托盤3的組合，其中溫度檢測(cè)方法已在未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei6-201137中討論。圖22顯示了包括可放置物體并適用于旋轉(zhuǎn)的托盤3和適用于物體1的溫度檢測(cè)部件2的器具。紅外傳感器用作溫度檢測(cè)部件2，并且以可旋轉(zhuǎn)托盤3的半徑段作為視角。圖23顯示了一器具，其中驅(qū)動(dòng)部件4擺動(dòng)紅外傳感器以致于托盤3的半徑段定義一視角。在這兩種情形中，溫度檢測(cè)部件2都是安裝于加熱腔5的上部。
依據(jù)未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei9-27389，如圖24和25所示，器具具有能提供高頻電磁波的多個(gè)功率饋送部分11a，11b并能在這些功率饋送部分之間相互切換以便于實(shí)現(xiàn)集中加熱或分散加熱來(lái)消除溫度的差異。這類器具可用于加熱單個(gè)物體。
在圖24和25中，器具具有用于正在被加熱物體12的溫度檢測(cè)部件13，用于饋送高頻到加熱腔14的多個(gè)功率饋送部分11a，11b，以及用于改變功率饋送部分11位置的分布變換部件15。采用了多個(gè)功率饋送部分11并且它們可交替導(dǎo)通以實(shí)現(xiàn)集中加熱或分散加熱從而消除溫度的差異。當(dāng)在旋轉(zhuǎn)托盤16上的物體12的周邊部分變熱時(shí)，就接通功率饋送部分11a以開(kāi)始中心部分的集中加熱。當(dāng)在旋轉(zhuǎn)托盤16上的物體12的中心部分變熱時(shí)，就接通功率饋送部分11b以在一個(gè)大范圍作分散加熱。
此外，同一公報(bào)也披露了另一種器具，如圖26至28所示，它是一種用于物體17的溫度檢測(cè)部件18和不能旋轉(zhuǎn)托盤19的組合，并采用紅外傳感器作為溫度檢測(cè)部件18并設(shè)置成以整個(gè)托盤19作為其視角。該器具還包括了采用開(kāi)路方式制成的屏蔽板21作為功率饋送部分20a和采用開(kāi)路方式制成的屏蔽板22作為功率饋送部分20b。屏蔽板21，22以組合的方式一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)物體17的周邊部分變熱時(shí)，旋轉(zhuǎn)的組合就接通以便于打開(kāi)功率饋送部分20a的中心部分。當(dāng)物體17的中心部分變熱時(shí)，就接通旋轉(zhuǎn)的組合以便于接通功率饋送部分20a的周邊部分。功率饋送部分20a，20b直接置于托盤19的底板下面，而溫度檢測(cè)部件18置于加熱腔23的頂板上面。
也就是說(shuō)，未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei6-201137采用了旋轉(zhuǎn)托盤和溫度檢測(cè)部件的組合，其中溫度檢測(cè)部件是以旋轉(zhuǎn)托盤的半徑段作為其視角。未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei9-27389的器具具有多個(gè)功率饋送部分，它們可用于提供高頻輻射并通過(guò)選擇其中某個(gè)功率饋送部分來(lái)實(shí)現(xiàn)局部加熱和交替導(dǎo)通這些功率饋送部分來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻加熱。此外，未審查日本專利申請(qǐng)公告No.Hei9-27389的另一個(gè)器具是將不旋轉(zhuǎn)的托盤與溫度檢測(cè)部件的組合，其中溫度檢測(cè)部件是以整個(gè)托盤19作為視角。
本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容然而，常規(guī)的結(jié)構(gòu)都是在相同條件(相同的溫度，相同的種類和相同的吸熱容量)下加熱物體。因此，溫度檢測(cè)部件的視角就沒(méi)有很大的關(guān)系。
當(dāng)采用高頻輻射加熱所有物體與本實(shí)施例中的高頻集中加熱指定物體的方法相結(jié)合時(shí)，在實(shí)現(xiàn)將多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度或具有不同吸熱容量的物體加熱到相同溫度的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，并且不可能采用常規(guī)的高頻加熱器具。
也就是說(shuō)，在同時(shí)加熱多個(gè)物體時(shí)，如果能檢測(cè)出正在加熱物體之間的溫度差異，那么就停止托盤的旋轉(zhuǎn)以便于較低溫度的物體能接近于功率饋送部分來(lái)采用高頻輻射集中加熱。因此，溫度檢測(cè)部件必須能檢測(cè)出托盤上接近功率饋送部分的物體溫度。在溫度檢測(cè)部件使用托盤半徑段內(nèi)的某個(gè)指定位置作為其視角的情況中，如果功率饋送部分和溫度檢測(cè)部件的位置不合理的話，那么物體的溫度就不能檢測(cè)到。
此外，在日本專利申請(qǐng)公告No.Hei9-27389中所披露的一種器具基本上通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻加熱，當(dāng)發(fā)生溫度差異時(shí)，加熱的模式就切換到集中加熱或分散加熱的方式以消除溫度上的差異。另一種器具基本上是采用變化功率饋送部分而不是旋轉(zhuǎn)托盤的加熱方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的均勻加熱，當(dāng)發(fā)生溫度差異時(shí)，器具就切換中心或邊緣的功率饋送部分來(lái)產(chǎn)生集中加熱的效果從而消除溫度上的差異。然而，對(duì)使用這類常規(guī)器具來(lái)說(shuō)，它的功率饋送部分是可以變化和旋轉(zhuǎn)的，并且波導(dǎo)24和功率饋送部分20a，20b都是位于直接與高頻發(fā)生部件25相連接的位置，在這些位置上電場(chǎng)的強(qiáng)度是非常高的。變化暴露在強(qiáng)電場(chǎng)中的波導(dǎo)24和由金屬材料制成的功率饋送部分(采用非金屬來(lái)制作功率饋送部分還是較困難的)的位置容易引起由于電場(chǎng)集中而產(chǎn)生的發(fā)熱和打火的這類現(xiàn)象。因此，在實(shí)際使用中，這種結(jié)構(gòu)是非常困難的。
另外，當(dāng)多個(gè)具有不同吸熱容量的物體，如大杯中的牛奶和小杯中的牛奶，采用這種結(jié)構(gòu)的常規(guī)器具來(lái)同時(shí)加熱時(shí)，似乎就不可能將多個(gè)物體同時(shí)加熱到相同的溫度。
本發(fā)明已經(jīng)解決了上述所討論的問(wèn)題，并且提供了高頻加熱的器具和加熱的方法，它不需要變化和旋轉(zhuǎn)功率饋送部分以及不僅能將單個(gè)物體加熱到適當(dāng)?shù)臏囟冗€能同時(shí)將多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度的處于不同狀態(tài)和/或具有不同吸熱容量的物體加熱到相同的溫度。
要實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種在加熱腔中能形成高頻輻射強(qiáng)度變化的詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及利用這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的方法。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是優(yōu)化溫度檢測(cè)方法的檢測(cè)位置，該位置在加熱腔中接近高頻輻射強(qiáng)的功率饋送部分所形成的區(qū)域中。
當(dāng)采用高頻輻射來(lái)集中加熱某個(gè)指定物體時(shí)，本發(fā)明的另一個(gè)目的是在必要時(shí)能檢測(cè)物體的溫度而不是所指定物體的溫度以便于在整個(gè)加熱的時(shí)間內(nèi)能選擇出較低溫度的物體給予集中加熱，從而使多個(gè)物體能加熱到差不多的相同溫度。
為了解決上述討論的問(wèn)題，本發(fā)明的高頻加熱器具采用輻射變化部件來(lái)產(chǎn)生加熱腔內(nèi)的高頻輻射強(qiáng)度的變化，把較低溫度的的物體或物體的較低溫度的部分處于輻射較強(qiáng)的位置，并在采用紅外傳感器一溫度檢測(cè)部件來(lái)檢測(cè)物體表面溫度的同時(shí)加熱物體。
采用本發(fā)明，在檢測(cè)物體表面溫度的同時(shí)，通過(guò)強(qiáng)烈加熱多個(gè)不同類型物體中的較低溫度的物體或物體的較低溫度的部分，就有可能消除物體相互間的加熱不充分。
此外，高頻加熱器具包括功率饋送部分，它向加熱腔提供高頻功率；托盤，其上放置多個(gè)需加熱的物體并且能使得靠近功率饋送部分位置的物體比其它位置上的物體接受更多的高頻功率；溫度檢測(cè)部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)能檢測(cè)出多個(gè)物體的溫度，以及在托盤停止時(shí)至少也能監(jiān)測(cè)靠近功率饋送部分位置處的物體溫度變化；判定部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)來(lái)自溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)結(jié)果確定被加熱物體之間的溫度差異；控制部件，根據(jù)判定部件作出的判定結(jié)果當(dāng)較低溫度的物體接近功率饋送部分時(shí)停止托盤的旋轉(zhuǎn)并集中加熱該物體以及同時(shí)不時(shí)地旋轉(zhuǎn)托盤以便于核對(duì)較低溫度的物體的可能變化。
此外，當(dāng)同時(shí)加熱多個(gè)物體時(shí)，至少在加熱的過(guò)程中的某些點(diǎn)上，能使最低溫度的物體在高頻輻射最強(qiáng)的位置上加熱，以便于消除加熱物體之間的溫度差異。
采用本發(fā)明，采用旋轉(zhuǎn)托盤的高頻加熱方法和采用停止托盤旋轉(zhuǎn)對(duì)指定物體進(jìn)行集中高頻加熱的方法的組合，就有可能將多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度和/或具有不同吸熱容量的物體同時(shí)加熱到相同的溫度，這是采用常規(guī)高頻加熱器具所不可能做到的。這也是十分方便的。另外，因?yàn)楣β署佀筒糠质遣蛔兓?，從而就不?huì)發(fā)生由于電場(chǎng)集中而產(chǎn)生的發(fā)熱和打火的這類現(xiàn)象，并且這類器具可采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的需要，各種選擇都是有效的。例如，可能的選擇包括低成本類型，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)類型和中檔類型。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的高頻加熱器具的外形結(jié)構(gòu)圖。
圖2是高頻加熱器具的主要部分的剖面圖。
圖3是高頻加熱器具中旋轉(zhuǎn)支座的外形結(jié)構(gòu)圖。
圖4是高頻加熱器具所實(shí)施的控制過(guò)程的流程圖。
圖5(a)是在高頻加熱器具中實(shí)施的加熱控制的圖解。
圖5(b)是在高頻加熱器具中實(shí)施的加熱控制的圖解。
圖6(a)是在高頻加熱器具中實(shí)施的另一個(gè)加熱控制的圖解。
圖6(b)是在高頻加熱器具中實(shí)施的另一個(gè)加熱控制的圖解。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的高頻加熱器具的外形剖面圖。
圖8是操作方框圖。
圖9是托盤上分配地址的示意圖。
圖10是溫度檢測(cè)部件的主要部分的剖面圖。
圖11是在加熱初時(shí)具有不同溫度的多個(gè)物體均勻加熱的示意圖。
圖12是集中加熱的示意圖。
圖13是在高頻加熱器具中加熱具有不同吸熱容量的大杯和小杯的示意圖。
圖14是在高頻加熱器具中的集中加熱的示意圖。
圖15示意了功率饋送部分和溫度檢測(cè)部件之間的位置關(guān)系。
圖16是本發(fā)明實(shí)施例3的高頻加熱器具的外形圖，說(shuō)明以托盤的直徑作為其視角的溫度檢測(cè)部件。
圖17是集中加熱的前半部分的示意圖。
圖18是本發(fā)明實(shí)施例4的高頻加熱器具的外形圖，示意了包括單個(gè)信號(hào)探測(cè)元件和驅(qū)動(dòng)部件的溫度檢測(cè)部件。
圖19是本發(fā)明實(shí)施例5的高頻加熱器具的示意圖，示意了包括信號(hào)探測(cè)元件和驅(qū)動(dòng)部件的另一種溫度檢測(cè)部件。
圖20是本發(fā)明實(shí)施例6的高頻加熱器具的示意圖，示意了多個(gè)溫度檢測(cè)部件。
圖21是示意集中加熱的側(cè)視簡(jiǎn)圖。
圖22是常規(guī)加熱器具的示意簡(jiǎn)圖。
圖23是一種使用驅(qū)動(dòng)部件的器具的示意簡(jiǎn)圖。
圖24是另一種常規(guī)加熱器具的剖面示意圖。
圖25是常規(guī)器具中的功率饋送部分的平面圖。
圖26是另一種常規(guī)加熱器具的剖面部分的示意圖。
圖27是常規(guī)器具中的屏蔽板的平面圖。
圖28是常規(guī)器具中的另一種屏蔽板的平面圖。

100，202加熱腔107，205磁控管(高頻輻射發(fā)生部件)109，203功率饋送部分(輻射變化部件)110，203托盤111旋轉(zhuǎn)支座(輻射變化部件)112，204驅(qū)動(dòng)電機(jī)(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件)114，211控制部件115，208，222，223，226a，226b溫度檢測(cè)部件118a，118b，118c，118d紅外傳感器的檢測(cè)區(qū)域201，216，217，218，219要加熱的物體210判定部件213多個(gè)檢測(cè)元件216，218較低溫度的物體224，225溫度測(cè)量部件的驅(qū)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式依據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明包括溫度檢測(cè)部件，安裝在加熱腔內(nèi)以檢測(cè)被介質(zhì)加熱的物體的表面溫度；輻射變化部件，可實(shí)現(xiàn)加熱腔內(nèi)的高頻輻射強(qiáng)度的變化；其中，在采用溫度檢測(cè)部件監(jiān)測(cè)物體表面溫度的同時(shí)，在輻射強(qiáng)烈的地方加熱所放置的物體。
在多個(gè)不同種類的物體當(dāng)中，在采用紅外傳感器—溫度檢測(cè)部件來(lái)檢測(cè)物體表面溫度的同時(shí)，使較低溫度的物體或物體的較低溫度的部分受到強(qiáng)加熱，以消除任何加熱不充分。
依據(jù)權(quán)利要求2的本發(fā)明包括托盤，其上可放置需要加熱的物體；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，可旋轉(zhuǎn)托盤；溫度檢測(cè)部件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤幾乎覆蓋托盤的整個(gè)范圍作為其探測(cè)區(qū)域；和輻射變化部件，產(chǎn)生加熱腔內(nèi)的高頻輻射強(qiáng)度的變化；其中，在采用溫度檢測(cè)部件監(jiān)測(cè)物體表面溫度的同時(shí)，當(dāng)物體到達(dá)輻射強(qiáng)烈的位置時(shí)托盤的旋轉(zhuǎn)就停止以便于加熱該物體。
這時(shí)，較低溫度的物體可由溫度檢測(cè)部件所選擇并且停在輻射強(qiáng)烈的位置上以便于在監(jiān)測(cè)物體溫度的同時(shí)加熱該物體。這就消除了加熱不充分。
特別在權(quán)利要求1或2中所述的器具中，依據(jù)權(quán)利要求3的本發(fā)明的特征在于，物體可由多個(gè)不同種類的物體所組成并將較低溫度的物體置于輻射強(qiáng)烈的地方。當(dāng)存在多個(gè)物體時(shí)，托盤會(huì)根據(jù)物體的溫度信息停下來(lái)以便較低溫度的物體能處于紅外傳感器—溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)范圍內(nèi)。置于紅外傳感器檢測(cè)范圍內(nèi)的較低溫度的物體被高頻輻射強(qiáng)烈加熱以致于它能夠與其它物體同時(shí)加熱到合適的溫度。于是，多個(gè)物體或不同類型的物體都能同時(shí)加熱到合適的溫度。
依據(jù)權(quán)利要求4的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1或2中所述的輻射變化部件包括向容納物體的加熱腔提供高頻電源的功率饋送部分和安裝托盤的旋轉(zhuǎn)支座。
依據(jù)權(quán)利要求5的本發(fā)明的特征在于，旋轉(zhuǎn)支座和功率饋送部分之間的間隙約等于在波導(dǎo)中傳輸?shù)母哳l輻射波長(zhǎng)的1/4，其中波導(dǎo)是用于將高頻輻射發(fā)生器所產(chǎn)生的高頻輻射傳輸?shù)焦β署佀筒糠帧墓β署佀筒糠职l(fā)射到加熱腔內(nèi)的高頻輻射耦合到旋轉(zhuǎn)支座的周邊部分和在旋轉(zhuǎn)支座上傳輸。因此，即使在物體放在接近托盤的中心位置上，有可能在接近功率饋送部分的一邊會(huì)比相對(duì)一邊更強(qiáng)烈地加熱。
依據(jù)權(quán)利要求6的本發(fā)明包括加熱腔，能容納需加熱的物體；功率饋送部分，向加熱腔提供高頻功率；托盤，其上放置物體；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，能旋轉(zhuǎn)托盤；溫度檢測(cè)部件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤覆蓋托盤的幾乎整個(gè)區(qū)域作為探測(cè)區(qū)域；以及當(dāng)托盤上物體處于溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)區(qū)域時(shí)停止托盤的旋轉(zhuǎn)的部件。通過(guò)全程監(jiān)測(cè)托盤上物體的加熱狀態(tài)，能夠消除物體的欠熱或過(guò)熱。此外，對(duì)于多個(gè)物體的同時(shí)加熱，在預(yù)定的溫度周期中能夠交替地監(jiān)測(cè)多個(gè)物體的加熱狀態(tài)以消除個(gè)別物體的欠熱或過(guò)熱。
依據(jù)權(quán)利要求7的本發(fā)明包括功率饋送部分，向加熱腔提供高頻電源；托盤，其上放置多個(gè)需要加熱的物體并且使得在靠近功率饋送部分位置上的物體能比其他位置上的物體接受更多的高頻輻射功率；溫度檢測(cè)部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)多個(gè)物體的溫度，以及在托盤停止時(shí)能監(jiān)測(cè)至少靠近功率饋送部分的物體的溫度變化；判定部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)來(lái)自溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定正在加熱物體之間的溫度差異；控制部件，能根據(jù)由判定部件作出的判斷結(jié)果當(dāng)較低溫度的物體接近功率饋送部分時(shí)停止托盤的旋轉(zhuǎn)并集中加熱該物體，以及同時(shí)不時(shí)地再旋轉(zhuǎn)托盤以便于核對(duì)較低溫度的物體的可能變化。
由于在集中加熱的過(guò)程中溫度檢測(cè)部件能夠精確地檢測(cè)出較低溫度物體的溫度和由于在加熱過(guò)程中通過(guò)不時(shí)地旋轉(zhuǎn)托盤能夠檢測(cè)出多個(gè)物體的溫度以便于核對(duì)較低溫度的物體是否有溫度變化，所以物體能夠被同時(shí)加熱到幾乎相同的溫度。
依據(jù)權(quán)利要求8的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求7中特別討論的溫度檢測(cè)部件具有多個(gè)紅外檢測(cè)元件，通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與托盤中心的連接線上托盤的半徑段作為其被多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋的視角來(lái)檢測(cè)溫度。
由于溫度檢測(cè)部件是由少量的紅外檢測(cè)元件組成，因此它的實(shí)現(xiàn)較為便宜。
依據(jù)權(quán)利要求9的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求7中特別討論的溫度檢測(cè)部件具有多個(gè)紅外檢測(cè)元件，通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與托盤中心的連接線上托盤的直徑段作為其被多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋的視角來(lái)檢測(cè)溫度。
雖然使用了粗略地取托盤的直徑段作為被多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋的其視角的溫度檢測(cè)部件，因而增加元件的數(shù)量(例如，8個(gè)元件)以及也會(huì)因此而稍微增加些成本，但是卻不需要增加用于核對(duì)溫度差異的加熱控制。
依據(jù)權(quán)利要求10的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求7中特別討論的溫度檢測(cè)部件，它采用單個(gè)紅外檢測(cè)元件與驅(qū)動(dòng)部件相組合并通過(guò)粗略地取功率饋送部分與托盤中心連接線上托盤半徑段作為其視角來(lái)檢測(cè)溫度。
雖然這種結(jié)構(gòu)要求采用步進(jìn)電機(jī)作為擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及需要執(zhí)行另外的加熱控制來(lái)核對(duì)溫度差異，但是溫度檢測(cè)部件只需要少量的檢測(cè)元件因此可以較低的成本來(lái)構(gòu)成。
依據(jù)權(quán)利要求11的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求7中特別討論的溫度檢測(cè)部件，具有單個(gè)紅外檢測(cè)元件與驅(qū)動(dòng)部件的組合來(lái)檢測(cè)溫度，當(dāng)托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，它取功率饋送部分與托盤中心連接線上托盤半徑段作為其視角；當(dāng)托盤靜止時(shí)，它取功率饋送部分與托盤中心連接線上托盤直徑段作為其視角。
雖然這種結(jié)構(gòu)要求采用步進(jìn)電機(jī)作為擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及需要執(zhí)行另外的加熱控制，一個(gè)是以半徑作為視角而另一個(gè)是以直徑作為視角，但是不需要增加用于核對(duì)溫度差異的加熱控制，并且溫度檢測(cè)部件只需要少量的元件，因此可以較低的成本來(lái)構(gòu)成。
依據(jù)權(quán)利要求12的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求7中特別討論的溫度檢測(cè)部件，包括了溫度檢測(cè)部件A和溫度檢測(cè)部件B的組合，每個(gè)部件都包含多個(gè)紅外檢測(cè)元件，溫度檢測(cè)部件A適用于以功率饋送部分與托盤中心連接線上托盤半徑段作為其視角，而溫度檢測(cè)部件B適用于基本上以托盤的其余半徑段作為視角。
雖然這種結(jié)構(gòu)采用了多個(gè)溫度檢測(cè)部件，而且每個(gè)部件都具有多個(gè)檢測(cè)元件，稍微增加了些成本，但是不需要增加用于核對(duì)溫度差異的加熱控制，從而簡(jiǎn)化了控制操作。
依據(jù)權(quán)利要求13的本發(fā)明包括加熱腔，容納需要加熱的物體；高頻輻射發(fā)生部件，以產(chǎn)生高頻輻射；功率饋送部分，向加熱腔提供由高頻輻射發(fā)生部件產(chǎn)生的高頻輻射；驅(qū)動(dòng)電源，以驅(qū)動(dòng)高頻輻射發(fā)生部件；托盤，其上放置需要加熱的物體；旋轉(zhuǎn)支座，托盤安裝在上面并且與功率饋送部分相結(jié)合在加熱腔內(nèi)形成高頻輻射強(qiáng)度的變化；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，以驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)的支座；溫度檢測(cè)部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，它幾乎將整個(gè)托盤的范圍都作為探測(cè)的區(qū)域；和控制部件，根據(jù)由溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)信號(hào)所表示的物體的溫度分布來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電源和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件的操作，并且利用高頻輻射強(qiáng)度上的變化，以較強(qiáng)的高頻輻射來(lái)加熱較低溫度的物體而以較弱的高頻輻射來(lái)加熱較高溫度的物體，從而采用高頻輻射加熱的方法將整個(gè)物體加熱到一個(gè)合適的溫度。
當(dāng)物體存在溫度分布上的變化時(shí)，控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件使得較低溫度的物體能在高頻輻射強(qiáng)的地方停留的時(shí)間長(zhǎng)些，從而有助于使得物體的整個(gè)溫度分布均勻。
依據(jù)權(quán)利要求14的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求13中特別討論的控制部件控制著旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，當(dāng)控制部件判斷出由溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)信號(hào)所表示的物體溫度分布中的最高溫度與最低溫度之間的溫度差值超過(guò)預(yù)定值時(shí)，在停止托盤的旋轉(zhuǎn)之前，把較低溫度的物體置于面向功率饋送部分的位置，這是高頻輻射強(qiáng)烈的位置；當(dāng)預(yù)定停止復(fù)位條件滿足時(shí)，再次旋轉(zhuǎn)托盤。
利用強(qiáng)烈的高頻輻射持續(xù)地提供給最低溫度的物體以消除在最高溫度與最低溫度之間的溫度差異。通過(guò)采用預(yù)定停止復(fù)位條件，就有可能防止最低溫度物體的異常加熱或局部加熱，因而有利于使得物體的整個(gè)溫度分布均勻。
依據(jù)權(quán)利要求15的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求14中特別討論的停止復(fù)位條件是基于在托盤停止旋轉(zhuǎn)之前所獲得的物體溫度分布中的最高溫度的絕對(duì)值，或基于最高溫度與最低溫度之間溫度差值的溫度上升值。
當(dāng)托盤處于靜止時(shí)，進(jìn)入強(qiáng)烈高頻輻射區(qū)域的較低溫度的物體的溫度變化可采用溫度檢測(cè)部件來(lái)監(jiān)測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的溫度超過(guò)了停止托盤旋轉(zhuǎn)的記錄周期中的最高溫度或預(yù)定的溫度上升值時(shí)，托盤就再次旋轉(zhuǎn)以防止異常加熱或局部加熱。
依據(jù)權(quán)利要求16的本發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求14中特別討論的停止復(fù)位條件是與托盤旋轉(zhuǎn)停止有關(guān)的預(yù)定的靜止時(shí)間。
在預(yù)定的靜止時(shí)間里，即使沒(méi)有上升到預(yù)定的溫度，也再次旋轉(zhuǎn)托盤以加熱整個(gè)物體，這樣能防止由于托盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的可能的局部加熱。在同時(shí)加熱多個(gè)混合類型的冰凍物體的過(guò)程中，這是具有特殊的效果。
依據(jù)權(quán)利要求17的本發(fā)明提供了一種控制高頻加熱的方法，它適用于同時(shí)加熱多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度的物體和/或多個(gè)具有不同吸熱容量的物體，其中在加熱操作過(guò)程中，至少有一些位置使得較低溫度的物體能在高頻輻射最強(qiáng)烈的位置上加熱，以便于在加熱操作結(jié)束時(shí)多個(gè)物體都被加熱到幾乎差不多的相同溫度。
因?yàn)檩^低溫度的物體是在高頻輻射強(qiáng)烈的位置上集中加熱的，所以加熱部分的溫度就能容易地上升到和其他物體差不多的相同溫度。
依據(jù)權(quán)利要求18的本發(fā)明提供了一種控制高頻加熱的方法，它適用于同時(shí)加熱多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度的物體和/或多個(gè)具有不同吸熱容量的物體，其特征在于結(jié)合了兩個(gè)步驟以便于在加熱操作結(jié)束時(shí)多個(gè)物體能加熱到差不多相同的溫度，其中一個(gè)步驟是適用于旋轉(zhuǎn)放置了多個(gè)物體托盤以便于高頻輻射能加熱物體，另一個(gè)步驟是適用于停止托盤的旋轉(zhuǎn)以便于高頻輻射能集中加熱指定的物體。
在加熱初時(shí)具有不同溫度的食物組合的例子包括冰凍的米飯和冷的味曾湯的組合與冰凍的米飯和冷藏的漢堡包的組合。具有不同吸熱容量的食物組合的例子包括大杯中的牛奶和小杯中的牛奶的組合。這些食物組合都能同時(shí)加熱到相同的溫度。這是非常實(shí)用的。
現(xiàn)在，將結(jié)合附圖來(lái)討論本發(fā)明的實(shí)施例子。
實(shí)施例1圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的高頻加熱器具的外形結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的剖面結(jié)構(gòu)圖。
在圖1和圖2中，加熱腔100類似于平行六面體的矩形形狀并且有一個(gè)金屬材料制成的金屬外殼，它有右壁101，左壁102，后壁103，頂板104，下底板105和門106，門構(gòu)成了可以開(kāi)關(guān)的一壁，通過(guò)門把需加熱的物體拿進(jìn)或拿出加熱腔。實(shí)際上，加熱腔100中已經(jīng)包含了提供的高頻輻射。符號(hào)107是磁控管，用于向加熱腔100提供高頻輻射的部件；108是波導(dǎo)，用于將磁控管107產(chǎn)生的高頻輻射引入到加熱腔100；以及109是功率饋送部分，由高頻輻射將波導(dǎo)108與加熱腔100相連接并且把磁控管107產(chǎn)生的高頻輻射發(fā)射到加熱腔100內(nèi)。從門106往里觀察，功率饋送部分是處于右壁101的縱向中間部位。參考數(shù)目110表示的是托盤110，在托盤上可放置需要加熱的物體。托盤110是安裝在旋轉(zhuǎn)支座111上面。驅(qū)動(dòng)電機(jī)112是一個(gè)驅(qū)動(dòng)托盤110與旋轉(zhuǎn)支座111一起旋轉(zhuǎn)并且只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的部件。啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)112就會(huì)引起旋轉(zhuǎn)支座111和托盤110的轉(zhuǎn)動(dòng)。
符號(hào)113是一個(gè)反相驅(qū)動(dòng)電源單元113，114是一個(gè)控制整個(gè)器具操作的控制部件。紅外傳感器115，是一種溫度檢測(cè)部件，它具有四個(gè)檢測(cè)元件。通過(guò)右壁101上的兩個(gè)孔116，117，檢測(cè)元件能檢測(cè)出來(lái)自托盤110表面的紅外輻射能量，或當(dāng)放置了物體時(shí)，檢測(cè)出物體表面的紅外輻射能量，并向控制部件114發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。紅外傳感器115的四個(gè)檢測(cè)元件的檢測(cè)區(qū)域設(shè)定在圖2中的許線118a-118d所圈點(diǎn)指示的區(qū)域。檢測(cè)區(qū)域118a設(shè)定在托盤110接近中心的區(qū)域，檢測(cè)區(qū)域118d設(shè)定在托盤110的邊緣區(qū)域，以及檢測(cè)區(qū)域118b，118c設(shè)定在中間區(qū)域。根據(jù)操作單元輸入的加熱信息以及紅外傳感器和重量傳感器(沒(méi)有示意)的信號(hào)，其中重量傳感器是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的旋軸檢測(cè)出物體的重量，控制部件114控制著反相驅(qū)動(dòng)電源單元113的操作和驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱腔110內(nèi)所容納的物體進(jìn)行介質(zhì)加熱。
托盤110是由陶瓷材料制成，旋轉(zhuǎn)支座111是由金屬材料制成。在加熱腔的底板105和頂板106的外邊可以提供輻射加熱器(未示意)。
操作單元有“解凍”鍵和“加熱”鍵，這兩個(gè)鍵都是用于自動(dòng)加熱控制；有“加熱時(shí)間輸入部分”和“加熱溫度輸入部分”，這兩部分是根據(jù)用戶的意愿來(lái)進(jìn)行加熱；有顯示部分，用于顯示正在加熱物體的溫度；有“開(kāi)始”鍵，用于啟動(dòng)加熱操作；以及有“取消”鍵，它用于取消輸入的條件或取消加熱的操作。
接著，將參照?qǐng)D3來(lái)討論一種用于將不同類型的物體加熱到它們所適合的溫度的部件，例如，一種電磁輻射非均勻分布的部件和它的操作，這是構(gòu)成了本發(fā)明的主要部件。圖3是旋轉(zhuǎn)支座的外形圖。
以下將討論滿足上述要求的目標(biāo)性能和為達(dá)到該性能所進(jìn)行的測(cè)試。
首先，作為目標(biāo)性能，在加熱腔100內(nèi)高頻輻射強(qiáng)度分布的非均勻性的標(biāo)準(zhǔn)定為100cc和200cc的水加熱到相同的溫度。這時(shí)，將托盤100的直徑段劃分為四個(gè)相等的部分，把裝有200cc水的兩個(gè)杯子放在托盤上，分別放在相對(duì)托盤中心的左邊和右邊的兩個(gè)部分的中心位置上，面對(duì)功率饋送部分的杯子的溫度上升速率定為另一個(gè)杯子的溫度上升速率的1.5倍。
這目標(biāo)值是根據(jù)將100cc和200cc水加熱到相同溫度所需要的條件來(lái)確定的，它考慮了下列事實(shí)，既在上述的條件下將兩個(gè)分別裝有200cc的水的杯子放在托盤上并且托盤旋轉(zhuǎn)著，兩杯水的溫度特性幾乎是相同的；當(dāng)兩杯裝有200cc和100cc水的杯子放在旋轉(zhuǎn)的托盤上時(shí)，100cc杯子的水溫上升速率約為35-40％，而200cc的杯子的水溫上升速率約為60-65％。
這兩個(gè)杯子分別記為A和B。我們僅考慮杯子A的情形，并假設(shè)當(dāng)杯子A放在功率饋送部分邊上時(shí)，溫度上升的速率為X(％)和當(dāng)杯子靜止處于該狀態(tài)過(guò)程的時(shí)間為Y(秒)。隨著旋轉(zhuǎn)的托盤轉(zhuǎn)動(dòng)，杯子A移向門的一邊，移向遠(yuǎn)離功率饋送部分的一邊，又移向加熱腔的后邊，而后又移向功率饋送部分的一邊。杯子在各種狀態(tài)種的溫度上升速率可分別表示為50％，(100-X)％，50％和X％。如果托盤完成一個(gè)旋轉(zhuǎn)所占用的時(shí)間為T秒，那么滿足杯子A中的水的溫度上升速率等于杯子B的水的溫度上升速率的1.5倍的條件可由[公式1]給出[公式1]100*{1.5/(1+1.5)}＝(50T+XY)/(T+Y)例如，如果托盤完成一次旋轉(zhuǎn)所占用的時(shí)間T為10秒以及在每次完成旋轉(zhuǎn)后的靜止時(shí)間為20秒，那么X＝65％。也就是說(shuō)，所要求的如此高的高頻強(qiáng)度分布的非均勻性是采用普通設(shè)計(jì)難以獲得的。
接著，將解釋所進(jìn)行測(cè)試的內(nèi)容。將各含有200cc水的兩個(gè)杯子以兩個(gè)位置放在托盤110上，在功率饋送部分與旋轉(zhuǎn)支座11的旋轉(zhuǎn)軸中心的連接線上相對(duì)于托盤110中心一個(gè)處于左邊而另一個(gè)處于右邊。放置條件如下，對(duì)加熱所放置的水進(jìn)行水的溫度上升特性的測(cè)試。以下是測(cè)試的條件。杯子以相互接觸的方式放在托盤的中心位置上，杯子分別放在左邊區(qū)域和右邊區(qū)域的中心部位上，以及杯子放在托盤的邊上。隨后，改變旋轉(zhuǎn)支座111的直徑使得處于功率饋送一邊所放的水的溫度上升速率，即，處于紅外傳感器檢測(cè)范圍內(nèi)的水的溫度上升速率約為處于另一邊所放的水的溫度上升速率的1.5至2倍。這直徑是根據(jù)通過(guò)波導(dǎo)108傳輸?shù)母哳l輻射的傳播波長(zhǎng)來(lái)選擇旋轉(zhuǎn)支座111和功率饋送部分109之間的間隙所確定的。也就是說(shuō)，對(duì)于寬度為90毫米的波導(dǎo)和傳播波長(zhǎng)約為166毫米來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)支座的直徑設(shè)置為間隙約為傳播波長(zhǎng)的1/4和3/8。在直徑約為200毫米的情況下，所放的左邊和右邊的水的溫度上升速率是差不多相等的。隨著直徑增加，放在功率饋送一邊的水就可能被加熱得更快。通過(guò)考慮托盤110和將旋轉(zhuǎn)支座的直徑設(shè)置為245毫米之間的關(guān)系，就可獲得所要求的性能。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)支座111的邊緣和功率饋送部分109之間的間隙差不多是通過(guò)波導(dǎo)108傳輸?shù)母哳l輻射的傳播波長(zhǎng)的1/4。
當(dāng)各裝有200cc水的500cc量杯(廣義上使用的通用容器)放在置于圖3所示形狀的旋轉(zhuǎn)支座上的托盤的左邊區(qū)域和右邊區(qū)域的中心位置時(shí)，所獲得的溫度上升速率為75％或更高。旋轉(zhuǎn)支座具有以90度間距的框架，但是框架和功率饋送部分之間的位置關(guān)系不會(huì)影響上述討論的溫度上升。
接著，參照?qǐng)D4來(lái)解釋上述結(jié)構(gòu)的高頻加熱器具的操作步驟和控制。在以下的描述中，將解釋實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加熱烹飪多個(gè)食品材料的控制以闡明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。在將多個(gè)物品放入加熱腔內(nèi)以后，操作者就選擇操作單元上的“加熱”鍵(S101)。隨后，他或她就按下“啟動(dòng)”按鈕便開(kāi)始物品的介電加熱(S102)。S103確認(rèn)“啟動(dòng)”鍵按下。如果在“啟動(dòng)”鍵之前按下了“取消”鍵，那么整個(gè)過(guò)程就回到S101。
S104啟動(dòng)反相驅(qū)動(dòng)電源單元113以操作磁控管107通過(guò)功率饋送部分109向加熱腔100提供高頻輻射。S105啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)支座111的驅(qū)動(dòng)電機(jī)112以旋轉(zhuǎn)托盤110。驅(qū)動(dòng)電機(jī)112由同步電機(jī)制成的，當(dāng)電源頻率為60赫茲時(shí)，托盤旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間是10秒。
在S106中，控制部件以0.5秒的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算從電源提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的時(shí)間開(kāi)始和得到來(lái)自紅外傳感器115的檢測(cè)信號(hào)所消逝的時(shí)間。紅外傳感器的檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)于表示當(dāng)前溫度的4行1列的寄存器1，它將該信號(hào)保持到下一次信號(hào)輸入(例如，在0.5秒以后)。控制部件114也有一個(gè)4行40列的矩陣寄存器2。該矩陣寄存器2存儲(chǔ)著表示托盤110上溫度分布的稱為溫度分布數(shù)據(jù)。一旦將電源提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)112，控制部件114就立即在時(shí)間的點(diǎn)上獲取來(lái)自紅外傳感器115的檢測(cè)信號(hào)并將其存儲(chǔ)于寄存器1中。隨后，在0.5秒以后，控制部件將寄存器1的數(shù)據(jù)傳遞到寄存器2的第一個(gè)4行1列的存儲(chǔ)器中，并把來(lái)自紅外傳感器115的有效的當(dāng)前檢測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)于寄存器1中。隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的操作時(shí)間的消逝，檢測(cè)信號(hào)有效地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，經(jīng)過(guò)10秒鐘的消逝，托盤110的整個(gè)區(qū)域的溫度分布就存儲(chǔ)于寄存器2的第1列至第20列中?？刂撇考?14又接著將下一個(gè)10秒內(nèi)的獲取的檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于寄存器2的第21列至第40列的區(qū)域內(nèi)。隨后，在20.5秒時(shí)和20.5秒后，檢測(cè)數(shù)據(jù)就會(huì)寫滿從第1列開(kāi)始的整個(gè)寄存器2。
控制部件114將寄存器2的第1列至第20列的數(shù)據(jù)與第21列至第40列的數(shù)據(jù)相比較并確定在超過(guò)預(yù)定溫度上升的(例如，2℃)那列存在的加熱物體。根據(jù)比較的結(jié)果，控制部件114確定多個(gè)物體在托盤上的位置，并轉(zhuǎn)入S107。在判斷的過(guò)程中，由于托盤110是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，因此控制部件114以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序來(lái)獲取傳感器115的新的信號(hào)。
接著，S107比較寄存器2中的確認(rèn)物體存在著預(yù)定溫度差值(例如10℃)的那組列中的最高溫度與最低溫度(由各列的平均溫度表示)的溫度差值。當(dāng)溫度的差值小于10℃時(shí)，控制部件就轉(zhuǎn)入S111，在S111中，控制部件將最高溫度與各列組的最終加熱溫度相比較。當(dāng)未達(dá)到最終加熱溫度時(shí)，控制部件就回到S105。當(dāng)達(dá)到最終加熱溫度時(shí)，控制部件就轉(zhuǎn)入S112。如果S107判斷出溫度差值是10℃或更高時(shí)，控制部件就轉(zhuǎn)入S108。
在S108中，當(dāng)確認(rèn)的加熱物體存在于寄存器2的那些列組中時(shí)，當(dāng)對(duì)應(yīng)于最低溫度的那一列轉(zhuǎn)到面向功率饋送部分109時(shí)，提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的電源就停止。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的操作時(shí)間的計(jì)數(shù)也停止，但開(kāi)始計(jì)數(shù)它的停止時(shí)間。在這種狀態(tài)下，位于面向功率饋送部分109的物體就會(huì)比其它物體得到更強(qiáng)的介電加熱。在整個(gè)過(guò)程中，紅外傳感器115只監(jiān)測(cè)正在強(qiáng)烈加熱的物體的表面溫度。這時(shí)，來(lái)自紅外傳感器115的數(shù)據(jù)也只存儲(chǔ)于寄存器1。
接著，S109將寄存器1的溫度與最終加熱的溫度相比較。當(dāng)達(dá)到了最終加熱的溫度時(shí)，控制部件就轉(zhuǎn)入S112。當(dāng)未達(dá)到最終加熱溫度時(shí)，則轉(zhuǎn)入S110。
S110為了消除托盤旋轉(zhuǎn)停止的影響，將從正在強(qiáng)烈加熱的物體得到的當(dāng)前溫度與停止復(fù)位條件相比較并且判斷是否復(fù)位停止。停止復(fù)位的條件是基于在托盤旋轉(zhuǎn)停止之前所獲得物體溫度分布中的最高溫度。如果正在強(qiáng)烈加熱物體的當(dāng)前溫度超過(guò)了該最高溫度，那么旋轉(zhuǎn)停止就復(fù)位。此外，正在強(qiáng)烈加熱的物體是由于在托盤旋轉(zhuǎn)停止之前得到的最高溫度與最低溫度之間的溫度差值的原因，那么如果從物體得到的當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)出現(xiàn)如上述討論的從最低溫度的度開(kāi)始的預(yù)定溫度上升時(shí)，停止就復(fù)位。這預(yù)定值設(shè)置為，例如15℃，即溫度差值的1.5倍。當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)未能獲得預(yù)定的溫度上升時(shí)，停止也被復(fù)位。舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，預(yù)定的時(shí)間可以定為30秒鐘。
當(dāng)停止復(fù)位的條件不能達(dá)到時(shí)，進(jìn)程就執(zhí)行它原定的操作返回S108。這時(shí)，S110將寄存器1中的溫度或停止持續(xù)時(shí)間與停止復(fù)位條件相比較。如果條件能滿足，那么控制部件就轉(zhuǎn)入S111；在S111中，控制部件核對(duì)作為寄存器2中的各列的平均溫度的最高溫度是否達(dá)到預(yù)定的最終加熱溫度。如果未達(dá)到最終加熱溫度，過(guò)程就返回S105。
S105再次向驅(qū)動(dòng)電機(jī)112提供驅(qū)動(dòng)功率，使得托盤110再次開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)112的停止持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)被清除并且重新開(kāi)始操作時(shí)間的計(jì)數(shù)。此外，來(lái)自紅外傳感器115的檢測(cè)信號(hào)被依次送入寄存器1并且寄存器2中的數(shù)據(jù)被更新。這時(shí)，在寄存器2中開(kāi)始更新的那列是執(zhí)行S108時(shí)所保持著的最低溫度的數(shù)據(jù)的那一列。因此，在托盤110上物體的位置就被認(rèn)為在這點(diǎn)上。此外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)112持續(xù)工作20秒或更多的時(shí)間時(shí)，寄存器2中的數(shù)據(jù)就被全部更新。在這種情形下，物體的位置可以得到再次核對(duì)。
當(dāng)S109判定寄存器1的最高溫度已經(jīng)達(dá)到最終加熱溫度時(shí)或當(dāng)S111確認(rèn)與物體位置有關(guān)的寄存器2中各列的平均溫度已經(jīng)達(dá)到最終加熱溫度時(shí)，過(guò)程就轉(zhuǎn)入S112。
S112停止反相取定功率電源單元113的操作并轉(zhuǎn)入S113。S113停止向驅(qū)動(dòng)電機(jī)112提供電源以結(jié)束物體的介電加熱。
接著，將參照?qǐng)D5和圖6解釋放置物體的托盤的詳細(xì)操作。
圖5示意了分別放入器具中的冷凍米飯119(-18℃)和冷凍漢堡120(-18℃)是如何加熱的。當(dāng)加熱開(kāi)始時(shí)，托盤以箭頭121的方向旋轉(zhuǎn)。即，當(dāng)物體如圖5(a)所示的放置時(shí)，加熱的物體跟隨著托盤的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，如圖5(b)所示。同時(shí)，控制部件以0.5秒的間隔獲取紅外傳感器115對(duì)檢測(cè)區(qū)域118a至118d的檢測(cè)信號(hào)。在圖5(a)的步驟中，紅外傳感器115檢測(cè)冷凍米飯119，米飯的碗和冷凍漢堡120的碟子的溫度。在圖5(b)的步驟中，用于檢測(cè)區(qū)域118a的紅外傳感器115的檢測(cè)元件檢測(cè)冷凍漢堡120的碟子和托盤110的溫度，用于檢測(cè)區(qū)域118b的檢測(cè)元件檢測(cè)米飯119的碗和托盤110的溫度，用于檢測(cè)區(qū)域118c和118d的檢測(cè)元件只檢測(cè)托盤110的溫度。
當(dāng)托盤110完成一次旋轉(zhuǎn)以后，控制部件就開(kāi)始核對(duì)物體在托盤上的位置。當(dāng)托盤110又完成一次旋轉(zhuǎn)以后，控制部件確認(rèn)了多個(gè)物體的存在并且也知道了正在加熱物體的溫度信息。如果在寄存器2中確定存在物體的這些列的最高溫度和作為平均溫度的最低溫度之間的溫度差值超過(guò)10℃，這時(shí)當(dāng)在寄存器2中表示最低溫度的這列旋轉(zhuǎn)到面對(duì)功率饋送部分時(shí)就切斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源。因此，當(dāng)托盤110停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果冷凍的漢堡120是面對(duì)著功率饋送部分的話，那么冷凍的漢堡120就會(huì)比冷凍的米飯119得到更強(qiáng)烈地加熱。
此外，在冷凍的漢堡120加熱到其溫度已高于所要求溫度的狀態(tài)時(shí)，就再次旋轉(zhuǎn)托盤110。這時(shí)，有點(diǎn)加熱的米飯和有點(diǎn)加熱的漢堡繼續(xù)幾乎均勻的介電加熱。當(dāng)米飯或漢堡都達(dá)到了最終加熱溫度75℃時(shí)，就結(jié)束介電加熱。采用這種方式可以將米飯和漢堡同時(shí)加熱到它們合適的溫度。
圖6示意了如何加熱混合放置的冷凍漢堡122(-18℃)和冷凍土豆123(-18℃)。在這種情況下，隨著托盤110以箭頭124的方向旋轉(zhuǎn)，紅外傳感器115的檢測(cè)區(qū)域118a，118b和118c在物體上通過(guò)。正如以上例子所討論的，在物體的位置被確定后，當(dāng)在寄存器2中與冷凍漢堡122位置有關(guān)的列出現(xiàn)大于預(yù)定溫度差值的最低溫度時(shí)，托盤110就停止旋轉(zhuǎn)，使得冷凍漢堡122能面對(duì)功率饋送部分并對(duì)應(yīng)于紅外傳感器115的檢測(cè)區(qū)域118a至118b，如圖6(b)所示。在這種狀態(tài)下，冷凍的漢堡122的介電加熱比冷凍的土豆123更強(qiáng)烈。隨后的操作相同于上述的討論，并且當(dāng)漢堡和土豆都達(dá)到最終加熱溫度時(shí)，就結(jié)束介電加熱，這時(shí)，兩個(gè)物體都具有合適的溫度。
(實(shí)施例2)以下將討論實(shí)施例2。實(shí)施例2是將功率饋送部分安置在加熱腔的后壁上。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的高頻加熱器具的部分結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖8是適用于器具的操作方框圖。圖9示意了器具托盤位置劃分的例子。圖10是器具的溫度檢測(cè)部件的主要部分的剖面圖。圖11是在器具中均勻加熱多個(gè)具有不同的加熱起始溫度的物體的示意圖。圖12是在器具中對(duì)具有不同的加熱起始溫度的多個(gè)物體進(jìn)行集中高頻加熱的示意圖。圖13是在器具中均勻加熱具有不同的吸熱容量的大杯和小杯的示意圖。圖14是在器具中對(duì)具有不同的吸熱容量的大杯和小杯集中高頻加熱的示意圖。圖15示意了功率饋送部分和溫度檢測(cè)部件的相互位置。
在圖7中，符號(hào)201a和201b是放置在托盤203上的需要加熱的物體，例如食物。托盤203由實(shí)施例1所示的托盤和旋轉(zhuǎn)支座組成，但采用一個(gè)整體結(jié)構(gòu)來(lái)圖解說(shuō)明。由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件204驅(qū)動(dòng)托盤203在加熱腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)需加熱的物體201a，201b的旋轉(zhuǎn)。高頻輻射發(fā)生器部件205通過(guò)波導(dǎo)206與加熱腔202相連接，以便于將形成在矩形孔的功率饋送部分產(chǎn)生高頻功率饋送到加熱腔202內(nèi)。在波導(dǎo)206的上方安置了一個(gè)溫度檢測(cè)部件208，它通過(guò)在加熱腔202壁上制成的開(kāi)孔209來(lái)監(jiān)測(cè)來(lái)自物體201a，201b的紅外射線，以便于檢測(cè)物體201a，201b的溫度。溫度檢測(cè)部件208具有多個(gè)檢測(cè)元件，這些元件被安排來(lái)檢測(cè)紅外輻射的數(shù)量，紅外輻射是從分布在接近托盤203的半徑段內(nèi)的四個(gè)區(qū)域發(fā)出的。
圖8顯示了該器具的操作方框圖。根據(jù)從溫度檢測(cè)部件208得到的信號(hào)，判定部件210，如微計(jì)算機(jī)檢查溫度差異。根據(jù)這些信息，控制部件211控制高頻輻射發(fā)生部件205和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件204。
圖9顯示了以圓周方向等分并假定分成比如為總的20個(gè)地址的托盤203。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)物體會(huì)放在多個(gè)地址上。物體的溫度將由溫度檢測(cè)部件208檢測(cè)并得到相關(guān)地址的溫度。
圖10是溫度檢測(cè)部件208的主要部分的剖面圖。在該圖中，4個(gè)檢測(cè)元件213安裝在一個(gè)金屬盒子212里，用于檢測(cè)通過(guò)硅或相類似的材料制成的窗口214射入的紅外輻射。在窗口214的外面有一個(gè)采用塑料制成的能透射紅外射線的透鏡215。該透鏡215的排列是為了使得檢測(cè)元件213能夠檢測(cè)到分布在托盤203的差不多半徑段內(nèi)的相關(guān)4個(gè)點(diǎn)的溫度。
紅外檢測(cè)元件213所覆蓋的范圍能夠檢測(cè)在3厘米直徑圈內(nèi)的溫度。如果該檢測(cè)范圍變大，溫度檢測(cè)的精度等級(jí)就會(huì)增加誤差。狹窄的檢測(cè)范圍能改善檢測(cè)的精度但會(huì)增加成本。一般來(lái)說(shuō)，在高頻加熱器具中的食品盤子的直徑約為15厘米，因此需要5個(gè)紅外檢測(cè)元件213來(lái)檢測(cè)整個(gè)半徑段內(nèi)的溫度。在本實(shí)施例中，使用4個(gè)檢測(cè)元件，其中一個(gè)執(zhí)行對(duì)盤子周邊部分的檢測(cè)。正如以上所討論的，檢測(cè)元件的數(shù)目并局限于本實(shí)施例中的數(shù)目，它可以根據(jù)盤子的尺寸和所需要的精度來(lái)確定。
接著，將解釋操作和作用。
在放入需要加熱的物體以后，當(dāng)開(kāi)始高頻加熱時(shí)，托盤203就開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)托盤203完成一次旋轉(zhuǎn)時(shí)，溫度檢測(cè)部件就能夠通過(guò)大致分布在托盤203半徑段內(nèi)的4個(gè)點(diǎn)發(fā)出的紅外輻射的數(shù)量檢測(cè)出托盤上物體201a，201b的溫度。溫度檢測(cè)部件208核對(duì)表示物體210a，201b的地址。
當(dāng)判定部件210根據(jù)表示多個(gè)物體201a，201b的檢測(cè)溫度的信號(hào)確定出溫度差值時(shí)，控制部件211就控制托盤203的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)204以便于當(dāng)最低溫度邊上的地址(正在加熱的物體)到達(dá)接近電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的功率饋送部分207的位置時(shí)能使托盤停止旋轉(zhuǎn)，從而集中高頻加熱較低溫度的物體。因此，在短時(shí)間內(nèi)集中加熱較低溫度的物體201b以降低溫度差值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)物體201a，201b能同時(shí)加熱到相同的溫度。
我們來(lái)解釋下如圖11和圖12所示的冷凍的米飯(-20℃)216和冷的味曾湯(+5℃)217放在托盤上的情形。
在托盤203為了烹飪而開(kāi)始旋轉(zhuǎn)以后，當(dāng)托盤203旋轉(zhuǎn)了一圈或多圈時(shí)，多個(gè)物體216，217的溫度就能夠檢測(cè)到。這時(shí)，如果檢查了溫度差值并被確認(rèn)為大于預(yù)定數(shù)值，那么就在冷凍米飯216，最低溫度的食品，轉(zhuǎn)到接近電場(chǎng)強(qiáng)度最高的功率饋送部分的位置時(shí)，停止托盤203，從而短時(shí)間集中加熱冷凍米飯216。這就降低了溫度的差異。當(dāng)溫度差值變得小于預(yù)定的數(shù)值時(shí)，可以控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)204再次旋轉(zhuǎn)托盤203以便于物體216，217都能幾乎均勻地高頻加熱到相同的要求溫度。
接著，對(duì)加熱多個(gè)具有不同吸熱容量的物體的情形，我們將解釋一個(gè)例子，該例子如圖13和圖14所示，同時(shí)加熱大的杯子里有大量牛奶和小的杯子里有少量牛奶。
首先，隨著托盤203旋轉(zhuǎn)，多個(gè)物體218，219開(kāi)始幾乎均勻的加熱。隨后能夠檢測(cè)出物體218，219的溫度。由于大杯里的牛奶218的量較大，溫度就上升得慢些，因此就增加了溫度的差值。當(dāng)溫度差值變得大于預(yù)定數(shù)值，例如5℃時(shí)，在牛奶218接近電場(chǎng)強(qiáng)度最高的功率饋送部分的位置時(shí)，通過(guò)停止托盤203使得大杯里溫度較低的牛奶218能短時(shí)間集中加熱。這樣就降低了溫度的差值。當(dāng)溫度差值小于預(yù)定的數(shù)值，例如0℃時(shí)，就控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)204再次旋轉(zhuǎn)托盤203以便于兩個(gè)物體218，219都能被幾乎均勻地加熱到所要求的相同溫度。如果食品的量存在著較大差異以及它們的吸熱容量較大差異時(shí)，在高頻加熱的過(guò)程中，可以重復(fù)托盤的停止和旋轉(zhuǎn)。
正如上述所討論的，本發(fā)明可以使得一些日常生活中經(jīng)常遇到的食品組合，如冷凍的米飯和冷的味曾湯，冷凍的米飯和冷凍的漢堡，以及冷凍的燒賣和冷的米飯，同時(shí)加熱到相同的溫度。這是非常實(shí)用的。即使是在具有不同吸熱容量的不同食品的情況下，例如當(dāng)大杯的牛奶和小杯的牛奶同時(shí)加熱時(shí)，這些食品也能在共同的加熱操作的結(jié)束時(shí)被加熱到相同的溫度。這也是非常實(shí)用的。另外，由于功率饋送部分是不能改變的，因此就不可能存在著由于電場(chǎng)集中而產(chǎn)生的不需要的發(fā)熱和打火。不需要類似于波導(dǎo)移動(dòng)部件和功率饋送部分位置改變部件等復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，允許以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成器具。
正如上述所討論的，當(dāng)進(jìn)行多個(gè)物體同時(shí)加熱時(shí)，利用以托盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測(cè)部件208，就可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤203檢測(cè)到多個(gè)物體的溫度。因此，有關(guān)溫度檢測(cè)部件208在加熱腔202中的位置不需要特殊的條件，但僅要求置于加熱物體的上方位置，在這個(gè)位置上溫度檢測(cè)部件能盡可能地把握物體的整個(gè)觀察范圍。
當(dāng)進(jìn)行集中地高頻加熱時(shí)，托盤203的旋轉(zhuǎn)就停止以便于其中一個(gè)物體能位于接近功率饋送部分207的位置。因此，利用以托盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測(cè)部件208，就難以產(chǎn)生溫度檢測(cè)，除非設(shè)置適當(dāng)?shù)奈恢米鳛闇囟葯z測(cè)部件的視角。
我們來(lái)考慮下這樣一種情形，例如，如圖15所示，溫度檢測(cè)部件221放在壁上，正面對(duì)由功率饋送部分形成的壁，它幾乎是以托盤203的半徑段作為視角直至托盤203的中心。在這種結(jié)構(gòu)中，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤203來(lái)進(jìn)行均勻加熱的過(guò)程中，溫度檢測(cè)部件221能夠檢測(cè)到托盤203上的物體216，217的溫度。然而，在托盤203停止以便于較低溫度的物體216能在接近功率饋送部分220的位置進(jìn)行集中加熱的過(guò)程中，就沒(méi)有可能檢測(cè)到較低溫度的物體216的溫度。即，利用以托盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測(cè)部件221，在溫度檢測(cè)部件221的位置和功率饋送部分220的位置之間存在著一個(gè)相互關(guān)系，因此以功率饋送部分220和托盤203中心的連接線作為視角是很重要的。
本發(fā)明的器具可描述為加熱模式的組合一均勻加熱和集中加熱的組合，在均勻加熱的模式中，裝著多個(gè)需加熱物體的托盤是旋轉(zhuǎn)的；在集中加熱的模式中，根據(jù)由溫度和溫度差異產(chǎn)生的判斷，使托盤203停止讓較低溫度的物體位于接近功率饋送部分207的位置上以便于該物體的集中加熱。由于采用多個(gè)檢測(cè)元件213(4個(gè)元件)來(lái)檢測(cè)多個(gè)位置溫度的溫度檢測(cè)部件208是以托盤203的幾乎半徑段作為其視角的，所以該器具的特征在于，以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線作為視角，在集中加熱過(guò)程中，也進(jìn)行根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)托盤203來(lái)檢測(cè)其他物體的溫度以確定溫度差值的加熱控制。
本發(fā)明將溫度檢測(cè)部件和加熱控制組合起來(lái)，其中，溫度檢測(cè)部件是以被多個(gè)紅外檢測(cè)元件所覆蓋的托盤203的半徑段作為其視角，加熱控制是用于確定溫度差值，因此就有可能以低的成本來(lái)精確地檢測(cè)溫度。另外，整個(gè)結(jié)構(gòu)也變得非常簡(jiǎn)單。
(實(shí)施例3)圖16是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的高頻加熱器具的示意圖，示意了以托盤的直徑段作為其視角的溫度檢測(cè)部件。圖17是在集中加熱過(guò)程中圖16的前半部分的示意圖。
討論與實(shí)施例2不同之處。
當(dāng)托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)和當(dāng)托盤停止時(shí)，溫度檢測(cè)部件222采用功率饋送部分與托盤203中心連接線上的托盤203的直徑段作為被多個(gè)紅外檢測(cè)元件(例如，8個(gè)元件)所覆蓋的視角。當(dāng)多個(gè)物體216，217被幾乎均勻的高頻加熱時(shí)，托盤203旋轉(zhuǎn)著，因此就沒(méi)有必要要求以托盤203的直徑段作為視角。但在較低溫度的物體216的被集中加熱過(guò)程中，因?yàn)橥斜P203是停止的，其他不是較低溫度的物體217的溫度檢測(cè)就要求以托盤的直徑段作為視角。也就是說(shuō)，以托盤203的直徑段作為視角，這在集中加熱過(guò)程中進(jìn)行一些加熱控制時(shí)時(shí)很必要的，這些加熱控制包括同時(shí)不時(shí)地旋轉(zhuǎn)托盤203以檢測(cè)其它物體的溫度并因此而確定溫度的差值。然而，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有這類要求。
雖然，在本實(shí)施例中功率饋送部分207是安放在加熱腔202的后壁上，但應(yīng)該注意到只要溫度檢測(cè)部件是設(shè)置在功率饋送部分207和托盤203中心的連接線的位置上，溫度檢測(cè)部件222和功率饋送部分是安裝在分開(kāi)的壁上的。
依據(jù)本發(fā)明的溫度檢測(cè)部件是以多個(gè)紅外檢測(cè)元件所能覆蓋的托盤的直徑段作為視角，盡管檢測(cè)元件的數(shù)目(例如，8個(gè)元件)增加也稍微增加了成本，但是它不需要增加用于確定溫度差值的加熱控制。
(實(shí)施例4)圖18是本發(fā)明實(shí)施例4的高頻加熱器具的原理圖，顯示了由驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)的單個(gè)檢測(cè)元件制成的溫度檢測(cè)部件。
討論與實(shí)施例2和實(shí)施例3所不同之處。
當(dāng)托盤203旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)采用單個(gè)紅外檢測(cè)元件的溫度檢測(cè)部件223和驅(qū)動(dòng)部件224的組合來(lái)檢測(cè)正在加熱的物體的溫度。驅(qū)動(dòng)部件224搖擺處于功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上的溫度檢測(cè)部件，以托盤203的半徑段作為視角。
當(dāng)確認(rèn)表示正在加熱的物體的地址到達(dá)由溫度檢測(cè)部件223監(jiān)測(cè)的托盤203的半徑段時(shí)，執(zhí)行的加熱控制包括在幾秒中的時(shí)間內(nèi)停止托盤203的旋轉(zhuǎn)以及同時(shí)擺動(dòng)溫度檢測(cè)部件223使其達(dá)到的等于托盤203半徑段的程度，于是就提高了溫度檢測(cè)的精度。
我們來(lái)考慮冷凍米飯(-20℃)216和冷的味曾湯放在托盤203上同時(shí)加熱的情形。隨著托盤203的旋轉(zhuǎn)，多個(gè)物體216，217被高頻加熱并且它們逐漸上升的溫度由溫度檢測(cè)部件223來(lái)檢測(cè)。如果發(fā)覺(jué)有溫度差值，當(dāng)冷凍的米飯216，較低溫度的物體，轉(zhuǎn)到電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的接近功率饋送部分207的位置時(shí)，就將托盤停下來(lái)以便于能在短時(shí)間內(nèi)集中加熱該物體。這時(shí)，溫度檢測(cè)部件223檢測(cè)冷凍米飯216的溫度。為了能核對(duì)與湯(+5℃)217的溫度之間的溫度差值，在集中加熱的過(guò)程中，也執(zhí)行一些不時(shí)地旋轉(zhuǎn)托盤203的加熱控制。
采用本發(fā)明，雖然需要步進(jìn)電機(jī)用于擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)以及也需要執(zhí)行核對(duì)溫度差值的加熱控制，但溫度檢測(cè)部件只需要少量的檢測(cè)元件，實(shí)現(xiàn)了降低成本。
(實(shí)施例5)圖19是本發(fā)明實(shí)施例5的高頻加熱器具的簡(jiǎn)圖，顯示了單個(gè)檢測(cè)元件和驅(qū)動(dòng)部件。
討論下與實(shí)施例2至4不同之處。
當(dāng)托盤203旋轉(zhuǎn)時(shí)，使用由單個(gè)紅外檢測(cè)元件制成的溫度檢測(cè)部件223和驅(qū)動(dòng)部件225的組合并且驅(qū)動(dòng)部件225擺動(dòng)處于功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上的溫度檢測(cè)部件223并以托盤203的直徑段作為其視角。
如實(shí)施例4，當(dāng)確認(rèn)表示正在加熱的物體的地址到達(dá)由溫度檢測(cè)部件223監(jiān)測(cè)的托盤203的直徑段時(shí)，執(zhí)行的加熱控制包括在幾秒中的時(shí)間內(nèi)停止托盤203的旋轉(zhuǎn)以及擺動(dòng)溫度檢測(cè)部件223使其達(dá)到等于托盤203的半徑段的程度，于是提高了溫度檢測(cè)的精度。
在集中加熱的過(guò)程中，在功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上驅(qū)動(dòng)部件225擺動(dòng)由單個(gè)紅外檢測(cè)元件制成的溫度檢測(cè)部件以至于可以托盤203的直徑段作為其視角。
讓我們來(lái)考慮冷凍米飯(-20℃)216和冷的味曾湯放在托盤203上同時(shí)加熱的情形。如果發(fā)覺(jué)溫度差值，當(dāng)冷凍的米飯216轉(zhuǎn)到電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的接近功率饋送部分207的位置時(shí)，托盤就停下來(lái)以便于能在短時(shí)間內(nèi)集中加熱物體。這里，與實(shí)施例4的不同是驅(qū)動(dòng)部件225擺動(dòng)溫度檢測(cè)部件223以便于可以取托盤203的直徑段作為視角，因此這就允許檢測(cè)到冷凍的米飯216和冷湯217兩者的溫度。
本發(fā)明需要步進(jìn)電機(jī)用于擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)和需要另外執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制操作，其中一個(gè)是以半徑作為視角，而另一個(gè)是以直徑作為視角。但是本發(fā)明免除了核對(duì)溫度差值的加熱控制的需要以及溫度檢測(cè)部件只需要少量的元件，實(shí)現(xiàn)了降低成本。
討論另一個(gè)實(shí)施例。
在托盤旋轉(zhuǎn)加熱的過(guò)程中以及在集中加熱的過(guò)程中，都使用由單個(gè)紅外檢測(cè)元件制成的溫度檢測(cè)部件223和驅(qū)動(dòng)部件225的組合并且驅(qū)動(dòng)部件225擺動(dòng)在功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上以托盤203的直徑段作為視角的溫度檢測(cè)部件223。
與以上實(shí)施例所不同之處是當(dāng)托盤旋轉(zhuǎn)加熱時(shí)，溫度檢測(cè)部件是以托盤203的半徑段還是以托盤203的直徑段作為視角。托盤203的直徑是根據(jù)器具的熱容量來(lái)變化的。本實(shí)施例只是取決這些條件的一種選擇。
(實(shí)施例6)
圖20是本發(fā)明實(shí)施例6的高頻加熱器具的示意圖，顯示了在加熱過(guò)程中的多個(gè)溫度檢測(cè)部件。圖21是器具的側(cè)視簡(jiǎn)圖。
討論與實(shí)施例2-5的不同之處。
溫度檢測(cè)部件是一個(gè)多類型部件，它包括溫度檢測(cè)部件A和B 226a，226b的組合。在托盤旋轉(zhuǎn)加熱的過(guò)程中以及在集中加熱的過(guò)程中，溫度檢測(cè)部件A226a利用被多個(gè)紅外檢測(cè)元件(例如，2至3個(gè)元件)所覆蓋的、在功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上以托盤203的半徑段作為其視角；而溫度檢測(cè)部件B 226b則利用托盤203的其余半徑段作為其視角。
首先，在托盤旋轉(zhuǎn)加熱的過(guò)程中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)托盤203來(lái)加熱多個(gè)物體216，217，溫度檢測(cè)部件226a，226b都用于檢測(cè)溫度。不同于實(shí)施例2-5是，在上述實(shí)施例中測(cè)量溫度是每隔一次托盤的旋轉(zhuǎn)，而本實(shí)施例能夠在間隔托盤203的1/2旋轉(zhuǎn)中核對(duì)溫度。這時(shí)，冷凍米飯216和冷的湯217的溫度都被溫度檢測(cè)部件A，B 226a，226b檢測(cè)。
對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，雖然使用多個(gè)溫度檢測(cè)部件且每個(gè)部件都具有多個(gè)檢測(cè)元件而稍微增加了成本，但不需要增加核對(duì)溫度差值的控制，再次提高了溫度檢測(cè)的速度和提高了加熱控制的精度。
在上述實(shí)施例中，我們已經(jīng)討論了同時(shí)加熱兩種不同類型的物體的情形。以類似于同時(shí)加熱兩種物體的方法可以同時(shí)加熱三種不同類型的物體。也就是說(shuō)，當(dāng)三種物體在同一時(shí)間加熱時(shí)，首先采用旋轉(zhuǎn)托盤的方法來(lái)加熱物體。三個(gè)物體在以后的一些點(diǎn)上，能夠選出具有較低溫度的物體。當(dāng)被選出的物體轉(zhuǎn)到輻射強(qiáng)度強(qiáng)烈的位置時(shí)，托盤的旋轉(zhuǎn)就停止以便于在強(qiáng)烈的輻射條件下加熱物體。隨后，托盤又再次旋轉(zhuǎn)，重復(fù)以上討論的過(guò)程，從而將所有的物體都加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?。也可以類似的方式?lái)同時(shí)加熱4個(gè)不同狀態(tài)的物體。
在只加熱一個(gè)物體以及該物體非常大以至于在該物體內(nèi)有溫度差異的情形下，假定一個(gè)物體是由高溫物體和較低溫度的物體部分所組成的，根據(jù)類似于本實(shí)施例的方法，仍有可能將整個(gè)物體加熱到合適的溫度。
正如上述所討論的，對(duì)本實(shí)施例來(lái)說(shuō)，由功率饋送部分和旋轉(zhuǎn)支座，以及在強(qiáng)和弱輻射之間的差異所形成的高頻輻射強(qiáng)度變化被利用來(lái)采用強(qiáng)輻射加熱較低溫度的物體和采用弱輻射加熱高溫物體，從而將整個(gè)物體加熱到合適的溫度。
工業(yè)應(yīng)用正如以上所討論的，本發(fā)明利用功率饋送部分和旋轉(zhuǎn)支座來(lái)形成加熱腔內(nèi)的高頻輻射強(qiáng)度的實(shí)在變化；在托盤旋轉(zhuǎn)加熱的過(guò)程中，在某些位置上選擇出正在加熱的物體中溫度信息最低的一個(gè)物體或正在加熱的一個(gè)物體的溫度信息最低的一個(gè)部分；當(dāng)被選擇的物體或部分接近輻射強(qiáng)烈的位置時(shí)就停止托盤的旋轉(zhuǎn)；在強(qiáng)烈的輻射條件下強(qiáng)烈地加熱較低溫度的物體或部分。通過(guò)重復(fù)這一過(guò)程，物體就被加熱了。因此就有可能將所有不同的物體或一個(gè)完整的物體加熱到合適的溫度。
由多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋并以托盤的半徑段作為檢測(cè)角度的溫度檢測(cè)部件與核對(duì)溫度差異的加熱控制相結(jié)合。這樣的結(jié)構(gòu)能夠以低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的精度檢測(cè)。
此外，在均勻加熱和集中加熱的兩個(gè)過(guò)程中，由于溫度檢測(cè)部件以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上托盤的直徑作為其被多個(gè)紅外檢測(cè)元件(例如，2個(gè)至3個(gè)元件)所覆蓋的視角，所以就不需要增加核對(duì)溫度差異的加熱控制，當(dāng)然在溫度檢測(cè)部件中增加的檢測(cè)元件的數(shù)目(例如，8個(gè)元件)也會(huì)稍微增加些成本。
此外，在均勻加熱的過(guò)程中，由以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上的托盤半徑作為其被單個(gè)紅外檢測(cè)元件所覆蓋的視角的溫度檢測(cè)部件和驅(qū)動(dòng)部件的組合來(lái)檢測(cè)溫度。在集中加熱的過(guò)程中，上述的溫度控制部件與加熱控制相結(jié)合，該加熱控制在加熱的過(guò)程中必要時(shí)旋轉(zhuǎn)托盤以便于核對(duì)多個(gè)物體之間的溫度差異。盡管這種結(jié)構(gòu)需要步進(jìn)電機(jī)用于擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)也需要另外執(zhí)行核對(duì)溫度差異的控制，但是溫度檢測(cè)部件只需要少量的檢測(cè)元件，這就降低了成本。
此外，在均勻加熱的過(guò)程中，由以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線上的托盤半徑作為被單個(gè)紅外檢測(cè)元件所覆蓋的其視角的溫度檢測(cè)部件和驅(qū)動(dòng)部件的組合來(lái)檢測(cè)溫度。在集中加熱的過(guò)程中，由以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線位置被單個(gè)紅外檢測(cè)元件所覆蓋的托盤直徑作為其視角的溫度檢測(cè)部件和驅(qū)動(dòng)部件的組合來(lái)檢測(cè)溫度。盡管這種結(jié)構(gòu)需要步進(jìn)電機(jī)用于擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)也需要另外執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制，一個(gè)是取半徑作為視角，一個(gè)是取直徑作為視角，但不需要執(zhí)行另外的核對(duì)溫度差異的控制并且溫度檢測(cè)部件只需要少量的檢測(cè)元件，實(shí)現(xiàn)了降低成本。
此外，溫度檢測(cè)部件是一個(gè)多組合類型的，它包括了溫度檢測(cè)部件A和B的組合。在均勻加熱和集中加熱的兩個(gè)過(guò)程中，溫度檢測(cè)部件A由以功率饋送部分207和托盤203中心的連接線位置的托盤半徑作為其視角來(lái)檢測(cè)溫度，而溫度檢測(cè)部件B采用托盤的其余半徑的范圍作為其視角。雖然多個(gè)溫度檢測(cè)部件的使用，且每個(gè)部件都具有多個(gè)溫度檢測(cè)元件，就稍微增加了些成本，但是不需要增加核對(duì)溫度差異的控制，這也就使得結(jié)構(gòu)能簡(jiǎn)單些。
此外，當(dāng)多個(gè)在加熱操作開(kāi)始時(shí)具有不同溫度的物體或多個(gè)具有不同吸熱容量的物體被同時(shí)加熱時(shí)，在加熱操作結(jié)束的時(shí)候，它們可以加熱到幾乎相同的溫度。
本發(fā)明能夠解決采用常規(guī)器具分別加熱物體所遇到的各種各樣的不便利，并且能夠在常規(guī)器具所花的一半時(shí)間內(nèi)加熱多個(gè)食品。此外，由于多個(gè)食品能同時(shí)加熱到所要求的溫度，因此，它們都很實(shí)用且用于飲食是最好的。這應(yīng)該是非常便利于大家庭的。
此外，當(dāng)較低溫度的物體轉(zhuǎn)到接近電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的功率饋送部分的位置時(shí)，就控制托盤停止。這種結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)功率饋送部分產(chǎn)生任何變化。不需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，例如波導(dǎo)移動(dòng)部件或開(kāi)路位置變化部件。因?yàn)楸景l(fā)明的器具能夠采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同時(shí)加熱到相同的溫度，所以它具有很大的使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種高頻加熱器具，其特征在于它包括溫度檢測(cè)部件，安裝在加熱腔內(nèi)以檢測(cè)被介電加熱的物體的表面溫度；輻射變化部件，在所述加熱腔內(nèi)形成高頻輻射強(qiáng)度的變化；控制部件，在用所述溫度檢測(cè)部件監(jiān)測(cè)物體表面溫度的同時(shí)加熱放置于輻射強(qiáng)之處的物體。
2.一種高頻加熱器具，其特征在于它包括托盤，其上放置需加熱的物體；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，用于旋轉(zhuǎn)所述托盤；溫度檢測(cè)部件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述托盤覆蓋所述托盤的作為檢測(cè)區(qū)域的幾乎整個(gè)區(qū)域；輻射變化部件，在所述加熱腔內(nèi)形成高頻輻射強(qiáng)度的變化；控制部件，當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)到輻射強(qiáng)烈的位置時(shí)停止托盤的旋轉(zhuǎn)并在用所述溫度檢測(cè)部件監(jiān)測(cè)物體表面溫度的同時(shí)加熱該物體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高頻加熱器具，其特征在于物體是由多個(gè)不同種類的物體所組成并且將較低溫度的物體置于輻射強(qiáng)烈之處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高頻加熱器具，其特征在于所述輻射變化部件包括向容納物體的加熱腔提供高頻功率的功率饋送部分和其上安裝所述托盤的旋轉(zhuǎn)支座。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的高頻加熱器具，其特征在于旋轉(zhuǎn)支座的周邊部分與功率饋送部分之間的間隙約為高頻輻射在波導(dǎo)中傳播波長(zhǎng)的1/4，所述波導(dǎo)將由高頻輻射發(fā)生部件產(chǎn)生的高頻輻射發(fā)射到功率饋送部分。
6.一種高頻加熱器具，其特征在于它包括加熱腔，容納需要加熱的物體；功率饋送部分，向所述加熱腔提供高頻功率；托盤，其上放置物體；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，旋轉(zhuǎn)所述托盤；溫度檢測(cè)部件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述托盤覆蓋所述托盤的作為檢測(cè)區(qū)域的幾乎整個(gè)區(qū)域；和當(dāng)所述托盤上的物體處于所述溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)停止托盤旋轉(zhuǎn)的部件。
7.一種高頻加熱器具，其特征在于它包括功率饋送部分，向加熱腔提供高頻功率；托盤，其上放置多個(gè)需要加熱的物體并使位于功率饋送部分附近的物體比位于其它位置的物體接受更多的高頻功率；溫度檢測(cè)部件，當(dāng)所述托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)多個(gè)物體的溫度，當(dāng)所述托盤停止時(shí)監(jiān)測(cè)功率饋送部分附近的至少一個(gè)物體的溫度變化；判定部件，當(dāng)托盤正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)來(lái)自所述溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)結(jié)果確定被加熱物體之間的溫度差異；和控制部件，根據(jù)判定部件作出的判定結(jié)果當(dāng)較低溫度的物體轉(zhuǎn)到功率饋送部分附近時(shí)停止托盤的旋轉(zhuǎn)并對(duì)該物體集中加熱，同時(shí)不時(shí)地轉(zhuǎn)動(dòng)所述托盤以核對(duì)較低溫度的物體的可能變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的高頻加熱器具，其特征在于所述溫度檢測(cè)部件具有多個(gè)紅外檢測(cè)元件，通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的半徑段作為被所述多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋的視角而檢測(cè)溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的高頻加熱器具，其特征在于所述溫度檢測(cè)部件具有多個(gè)檢測(cè)元件，通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的直徑段作為被所述多個(gè)檢測(cè)元件所覆蓋的視角而檢測(cè)溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的高頻加熱器具，其特征在于所述溫度檢測(cè)部件采用單個(gè)紅外檢測(cè)元件與驅(qū)動(dòng)部件的組合，通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的半徑段作為視角而檢測(cè)溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的高頻加熱器具，其特征在于所述溫度檢測(cè)部件采用單個(gè)紅外檢測(cè)元件與驅(qū)動(dòng)部件的組合，當(dāng)所述托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的半徑段作為視角，而當(dāng)所述托盤靜止時(shí)通過(guò)粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的直徑段作為視角而檢測(cè)溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的高頻加熱器具，其特征在于溫度檢測(cè)部件包括溫度檢測(cè)部件A和溫度檢測(cè)部件B的組合，各自都具有多個(gè)紅外檢測(cè)元件；采用所述溫度檢測(cè)部件A粗略地取在功率饋送部分與所述托盤中心的連接線上所述托盤的半徑段作為視角；采用所述溫度檢測(cè)部件B粗略地取所述托盤的其余半徑段作為視角。
13.一種高頻加熱器具，其特征在于它包括加熱腔，能容納需要加熱的物體；高頻輻射發(fā)生部件，產(chǎn)生高頻輻射；功率饋送部分，向所述加熱腔提供由所述高頻輻射發(fā)生部件產(chǎn)生的高頻輻射；驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)所述高頻輻射發(fā)生部件；托盤，其上放置需要加熱的物體；旋轉(zhuǎn)支座，其上放置所述托盤并與功率饋送部分合作在所述加熱腔內(nèi)形成高頻輻射強(qiáng)度的變化；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件，驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)支座；溫度檢測(cè)部件，在托盤旋轉(zhuǎn)時(shí)幾乎覆蓋所述托盤的作為檢測(cè)區(qū)域的整個(gè)區(qū)域；和，控制部件，根據(jù)由所述溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)信號(hào)所表示的物體溫度分布來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)電源和所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件的操作，并利用高頻輻射強(qiáng)度上的變化，采用強(qiáng)的高頻輻射來(lái)加熱較低溫度的物體和采用弱的高頻輻射來(lái)加熱較高溫度的物體，從而采用高頻輻射將整個(gè)物體加熱到合適的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的高頻加熱器具，其特征在于控制部件控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件以致于當(dāng)控制部件判定在由所述溫度檢測(cè)部件的檢測(cè)信號(hào)所表示的物體的溫度分布中最高與最低溫度之間的溫度差值超過(guò)了預(yù)定值時(shí)，在停止所述托盤的旋轉(zhuǎn)之前讓最低溫度物體能轉(zhuǎn)到面向功率饋送部分的處于強(qiáng)烈高頻輻射的位置，并且當(dāng)滿足預(yù)定停止復(fù)位條件時(shí)，再次旋轉(zhuǎn)所述托盤。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的高頻加熱器具，其特征在于停止復(fù)位條件是根據(jù)所述托盤停止旋轉(zhuǎn)之前獲得的物體溫度分布的最高溫度得到的一個(gè)絕對(duì)溫度值或是根據(jù)最高與最低溫度之間的溫度差值得到的一個(gè)溫度上升值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的高頻加熱器具，其特征在于停止復(fù)位條件是與停止所述托盤旋轉(zhuǎn)有關(guān)的一個(gè)預(yù)定靜止時(shí)間。
17.一種控制高頻加熱以同時(shí)加熱多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度的物體和/或多個(gè)具有不同吸熱容量的物體的方法，其特征在于在加熱操作的過(guò)程中，至少可在一些點(diǎn)上能在高頻輻射最強(qiáng)烈的位置上對(duì)最低溫度的物體加熱以便于在加熱操作結(jié)束時(shí)能使得多個(gè)物體加熱到幾乎相同的溫度。
18.一種控制高頻加熱以同時(shí)加熱多個(gè)在加熱初時(shí)具有不同溫度的物體和/或多個(gè)具有不同吸熱容量的物體，以便在加熱操作結(jié)束時(shí)能使得多個(gè)物體加熱到幾乎相同溫度的方法，所述方法包括以下步驟旋轉(zhuǎn)其上放置多個(gè)物體的托盤以便采用高頻輻射對(duì)其加熱，停止所述托盤的旋轉(zhuǎn)以便采用高頻輻射集中加熱某一指定物體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能同時(shí)將不同種類的物體加熱到合適溫度的高頻加熱器具。該器具包括:安置于加熱腔(10)右壁(11)上的功率饋送部分(19);其上放置需要加熱物體的托盤(20);改良結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)支座(21),驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22);以功率饋送部分(19)的前面區(qū)域作為檢測(cè)區(qū)域的溫度檢測(cè)部件(25);以及控制部件(24),其中通過(guò)功率饋送部分(19)和旋轉(zhuǎn)支座(21)來(lái)形成高頻輻射的變化,以及根據(jù)溫度檢測(cè)部件的信號(hào),控制部件識(shí)別托盤上物體的位置并控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)使較低溫度的物體轉(zhuǎn)到高頻輻射強(qiáng)烈的位置以避免該物體的加熱不充分,從而使多個(gè)物體能同時(shí)加熱到合適的溫度。
文檔編號(hào)H05B6/68GK1366787SQ01800972
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月17日
發(fā)明者渡邊賢治, 藤下和男, 信江等隆, 瀧崎健, 水田功, 福本明美 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社