专利名称：微波炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波炉，尤其是一种具有构造简单和生产价格低的湿度探测器的微波炉。
如图9所示，传统的微波炉包括主体1，其内部被分割为烹饪室2和机械室3。一个门4用铰链连接在主体1上，它可以密闭烹饪室2。微波炉在主体1的前壁上还安装了控制面板5，上面设置了很多按钮。主体1上安装了探测器6，它可以检测烹饪室里食物的运行条件。
烹饪室2的前面有一个开口，烹饪室2的底部可旋转地安装了一个可转动型的烹饪托盘2a。在烹饪室2的侧壁7的前部形成有进风口7a，以便使烹饪室2与机械室3相通。空气通过进风口7a从机械室3进入烹饪室2。在烹饪室2相对的侧壁8的后部形成有排风口8a，这样可以将烹饪室2中的空气排出到微波炉外的空气中。
机械室3的内部安装有磁控管3a、冷却风扇3b、空气导管3c和其他类似装置(图中未显示)。磁控管3a能产生高频电磁波，而冷却风扇3b将外部空气吸进机械室3中来对元件3a和3b进行冷却。空气导管3c将机械室3中的空气引导至进风口7a并进入烹饪室2。冷却风扇3b安装在磁控管3a与机械室3的后壁之间。为了让外部空气流进机械室3，在机械室3后壁的一定区域内打有开孔以便形成了许多吸气孔3d。
在烹饪室2的侧壁8上邻近排风口8a的位置上安装了一个湿度探测器6。这样，湿度探测器6就位于从烹饪室2开始的一个空气排放通道之中。因此，湿度探测器6可以检测通过排风口8a从烹饪室2中排出的排出气体的湿度，湿度探测器6的一个表面使排出气体转向。湿度探测器6与安装在控制面板5上的电路板(图中未显示)相连接，并向电路板输出信号。
在烹饪托盘2a上放上食物，当开启微波炉时，磁控管3a中发射出高频电磁波，电磁波进入烹饪室2并对烹饪室2中的食物进行烹饪。
在微波炉的运行过程之中，冷却风扇3b旋转，形成一个吸力，将外部空气通过吸气孔3d吸入机械室3中，以便对安装在机械室3中的元件进行冷却。此后空气由空气导管3c引导至进风口7a并通过进风口7a进入烹饪室2。烹饪室2中的空气与食物产生的水蒸气(水分)一起排出，它们按照图9中箭头所示的方向通过排风口8a以湿气的形式排放到外部空气中。这样就可以除掉食物在微波炉运行过程中产生的气味和水蒸气。排出气体在从烹饪室2排放至外部空气中时会与湿度探测器6接触并改变方向。湿度探测器6检测排出气体的湿度并向控制面板5的电路板输出一个信号。控制面板5的电路板根据湿度探测器6发出的信号控制磁控管3a、烹饪托盘2a和冷却风扇3b的运行，这样就可以自动地对烹饪托盘2a上的食物进行烹饪。
图9所示的传统微波炉使用湿度探测器6对食物的烹饪状态进行检测。传统的微波炉以湿度的形式检测由食物产生的水分，并根据检测到的水分对烹饪过程进行控制。
传统的湿度探测器6是一种渗透性的湿度探测器，用MgCrO4-TiO2半导体陶瓷制成。传统的半导体陶瓷湿度探测器6具有这样的特性，即其电阻值根据渗透到半导体陶瓷湿度探测器6的毛孔/微孔中的水分的数量而变化。
但是半导体陶瓷湿度探测器6的缺点是其生产成本很高。另外，当微孔中存在残余物时，湿度探测器6的检测性能会遭到破坏，其使用寿命也将缩短。
据此，为了解决上述及其他问题，本发明的目的是提供一种具有构造简单，生产价格低的湿度探测器的微波炉。
本发明另外的目的和优点部分将在下文的描述进行阐述，部分从描述中变得显而易见，或者从本发明的使用中得到了解。
为了达到上述以及其他目的，本发明的一个实施例提供了一种微波炉，该微波炉包括产生微波的磁控管；容纳利用微波进行烹饪的食物的烹饪室；湿度探测器，用以检测食物在烹饪过程中形成的湿度，湿度探测器设置在烹饪室的出口处，以接收到从烹饪室排出的含有水分的空气，湿度探测器包括形成在面板上的第一和第二电极，两个电极之间间隔预定的距离，从而形成空气被接收在其中的间隙；及控制单元，用于根据湿度探测器的输出控制微波炉的烹饪操作。
下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在附图中，相同的数字对应相同的元件。下文对实施例的说明的目的在于对本发明进行更清楚的解释。
图1是本发明实施例微波炉的局部剖视图。如图1所示，微波炉的主体100上设置有烹饪室120和电子器件室110。电子器件室110中安装了高压变压器210、磁控管220和空气循环风扇230。另外，主体100上设置了微波导向装置130，它能把由磁控管220产生的微波传送到烹饪室120中。虽然未显示，但可以理解在电子器件室110中还可以安装其他器件。
烹饪室120中安装有用来盛放被烹饪食物的托盘240，带动托盘240旋转的托盘电机250。进风口121设置在烹饪室120壁的一个侧壁上，以便使通过风扇230循环的空气进入烹饪室120。排风口122设置在烹饪室120壁的另一个侧壁上，经进风口121进入烹饪室120的空气经排风口122排出烹饪室120。在烹饪室120的外壁与排风口122相对的地方安装有湿度探测器260。可以理解，并非所有的情况下都需要托盘240和托盘电机250，而且其中一些排风口122还可以设置在另外一个壁上。
图2是本发明实施例的微波炉及其湿度探测器260的框图。如图2所示，微波炉具有控制单元330，用于控制微波炉的总体运行。根据不同情况，控制单元330可以是一个通用或专用计算机。微波炉具有一个输入单元310，用于接收使用者发出的烹饪命令并与控制单元330进行通信。湿度探测器260与控制单元330进行通信。微波炉具有存储单元320，其用于存储操作系统软件和烹饪信息数据并与控制单元330进行通信。
另外，微波炉具有驱动单元340，其用来操作磁控管220、风扇230、托盘电机250和报警器350，报警器350用声响通知使用者微波炉的运行。驱动单元340与控制单元330进行通信。显示单元360与控制单元330进行通信并受控制单元330的控制。可以理解，根据对微波炉功能的不同需求，可以增加其他装置，而图中显示的某些装置也可以不使用。
图3是本发明实施例微波炉中的湿度探测器260的透视图。如图3所示，在非导电的电路板261上安装有第一电极262a和第二电极262b，电路板261可以是印刷电路板(PCB)或者具有涂层(例如陶瓷和/或聚合物涂层)的印刷电路板。
电极262a和262b由铜、金或者其他导电材料制成。第一电极262a和第二电极262b彼此间隔开一定的距离放置以便在它们中间形成一个间隙。图中显示的间隙小于或等于0.18mm，但根据所需要的湿度探测器260的电阻的不同，间隙最大可以达到0.25mm。从烹饪室120中排出的空气在电路板上在间隙内被偏转，其中空气中的水分使电极262a和262b间的电阻发生改变，这个电阻值表示了空气中的水分含量。
如图10所示，在间隙为0.05mm时，湿度探测器260对检测值的突然变化非常敏感，并且对于在微波炉中烹饪食物这个目的而言过于灵敏。相反，当间隙为0.25mm或更大时，湿度探测器260对于在微波炉中烹饪食物这个目的而言又不够灵敏。然而，当间隙在0.05mm至0.25mm之间时，湿度探测器260非常适于在微波炉中烹饪食物。根据本发明的实施例，该间隙为0.15mm。但可以理解，在微波炉中还可以采用其他的间隙，根据对灵敏度和其他因素的不同要求，间隙可以依照使用情况而不是微波炉而变化。
第一检测电极263a是通过将第一电极262a的一端依序镀上镍和金以防止因水分产生氧化而制成的。第一电极262a的另一端连接有第一电线264a，其将第一电极262a与另一个器件/元件(图中未显示)连接在一起。同样，第二检测电极263b是通过将第二电极262b的一端依序镀上镍和金以防止因水分产生氧化而制成的。第二电极262b的另一端连接有第二电线264b，其将第二电极262b与另一个器件/元件(图中未显示)连接在一起。但是可以理解，电路板261、电极262a和262b以及检测电极263a和263b都可以使用其他类型的材料。
在第一电极262a和第二电极262b的上方和下方各形成有两个检测狭缝265，用于允许从排风口122排出的空气通过。检测狭缝265具有等于或者大于第一检测电极263a和第二检测电极263b面积两倍的面积。并非所有的情况下都需要使用检测狭缝265。
连接孔266用于将湿度探测器260安装到烹饪室120的壁上。通过将多个间隔件267插入到连接孔266和烹饪室120的壁上形成的多个连接孔123中，将湿度探测器260安装到烹饪室120的壁上。
图4是本发明另一个实施例微波炉中的湿度探测器260的透视图。如图4所示，由于具有多对第一检测电极263a和第二检测电极263b，第一检测电极263a和第二检测电极263b以直线形设置，因而第一电极262a和第二电极262b呈互锁梳齿形状设置。湿度探测器260的其他构造与图3中的湿度探测器的相应构造相同。多对第一检测电极263a和第二检测电极263b的使用增加了湿度探测器260的灵敏度。
图5是根据本发明实施例湿度探测器260的电路图。如图5所示，第一电线264a的两端分别与第一电极262a和一个5伏直流电流源DC的正极相连。5伏直流电流源DC的负极接地。第二电线264b的两端分别与第二电极262b和控制单元330相连。电阻R和电容C并联在第二电线264b和地之间。电阻R的电阻值范围从200千欧姆至500千欧姆，但可以根据5伏直流电流源DC的电压值而改变。可以理解，第一电线264a和第二电线264b分别与第一电极262a和第二电极262b的连接方向可以相互调换。
图6是根据本发明另一个实施例的湿度探测器260的电路图。如图6所示，对湿度探测器260并没有单独提供直流电源DC。而是由控制单元330通过第二电线264b向第二电极262b提供了一个电压约为5伏的直流电流源DC。第一电极262a通过第一电线264a连接至控制单元330。电阻R和电容C并联在第一电线264a和地之间。电阻R的电阻值范围从200千欧姆至500千欧姆，但可以根据直流电流源DC的电压值而改变。可以理解，第一电线264a和第二电线264b分别与第一电极262a和第二电极262b的连接方向可以相互调换。
在湿度探测器260中，第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的电阻由第一检测电极263a和第二检测电极263b的横截面和它们之间的长度决定。在图示的实施例中，长度是固定的，因此电阻只取决于第一检测电极263a和第二检测电极263b的横截面。如果在第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的空间里不存在水分或者气体，电阻值为无穷大，形成开路。如果在第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的空间里存在水分或者气体，电阻值将减�。庋谝患觳獾缂�263a和第二检测电极263b之间就有电流流动。电流值就反映出第一检测电极263a和第二检测电极263b之间接收到的空气的水分含量。
图7是根据本发明另一个实施例湿度探测器260的检测结果对烹饪状态确定的曲线图。如图7所示，当启动烹饪操作时，由磁控管220产生的微波对食物进行加热。食物受热产生的水分由湿度探测器260检测。在本例中，微波炉的加热时间根据食物量的不同而变化。以食物量为根据的负载可以通过测量第一时间段T1决定，烹饪操作启动后，在此时间段内并未产生水分(即湿度探测器260没有产生电压)。
当以食物量为根据的某个时间段(第一时间段T1)过去之后，食物开始产生水分，从烹饪室120排出的空气中的水分开始增加。水分或者气体停留在电路板261上湿度探测器260的第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的空间中。因此，第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的电阻减�。佣故忍讲馄�260的输出电压增加。这样，湿度探测器260的输出电压逐渐增加至直流电流源DC提供的电压值。当湿度探测器260的输出电压与直流电流源DC提供的电压值相等时，食物已经达到沸点。从食物开始产生水分到湿度探测器260的输出电压达到直流电流源DC提供的电压值，这段时间为第二时间段T2。
当食物达到沸点时，湿度探测器260的输出电压保持不变。在上述实施例中，这个输出电压是5伏，等于直流电流源DC的电压。在第三时间段T3中，湿度探测器260的输出电压保持不变，第三时间段T3取决于食物量和食物所含水分的量。据此，通过测量第三时间段T3也可以确定食物中所含水分的量。
当第三时间段T3过去之后，水分量显著减少，而第一检测电极263a和第二检测电极263b之间的电阻却相应增加。因此，湿度探测器260的输出电压减小。湿度探测器260的输出电压减小的时间是第四时间段T4。通过测量第四时间段T4可以确定食物的烘干时间。
对于不同的食物，根据第一时间段T1至第四时间段T4的烹饪状态确定数据存储在存储单元320中。存储单元320可以进行更新，适用于新的食物和精密烹饪技术，它可以使用便携式存储媒介或者进行网络连接，例如与互联网连接。
下面将在图8中对本发明的所指的微波炉的运行进行说明，图8是根据本发明实施例的微波炉的运行流程图。可以理解，使用在计算机可读媒介上编码的计算机程序并由计算机执行，可以实现微波炉的运行。
如图8所示，控制单元330自动或手动设定用于烹饪食物的烹饪信息(S10)。为了设置烹饪信息，使用者输入自动烹饪命令，或者通过输入单元310直接输入烹饪信息。输入单元310将与使用者提供的烹饪信息相关的信号传送至控制单元330。控制单元330根据输入单元310传送来的相关信号自动或手动设定烹饪信息。
设定烹饪信息后，控制单元330通过驱动单元340启动烹饪操作，驱动单元340开动磁控管220、托盘电极250、风扇230和其他类似器件(S20)。另外，控制单元330控制显示单元360，显示与烹饪操作相关的各种信息。
当烹饪操作启动后，控制单元330利用湿度探测器260对从烹饪室120排出的空气中的湿度进行检测(S30)。控制单元330将从湿度探测器260传送出的电压信号转变为数字信号，并根据数字电压信号对湿度进行检测。
控制单元330根据湿度探测器260在步骤S30检测到的湿度值确定食物的烹饪状态(S40)。特别地，控制单元330根据预先设定的烹饪状态确定数据(即已知的T1、T2、T3和/或T4的值)确定食物的烹饪状态。控制单元330根据在步骤S40确定的烹饪状态重新设定烹饪信息(S50)，例如烹饪时间和烹饪电流值。
随后，控制单元330确定烹饪操作是否完成(S60)。如果还未用完烹饪时间，即烹饪操作尚未完成，则控制单元330继续进行烹饪操作。如果烹饪时间已经过去，即烹饪操作完成，则控制单元330控制驱动单元340，使磁控管220、托盘电极250、风扇230停止运行，由此停止烹饪操作(S70)。
如上所述，本发明提供了一种具有湿度探测器的微波炉，湿度探测器构造简单，因此很容易生产，生产价格低，并且具有很高的可靠性。但是可以理解，本发明提出的湿度探测器还可以用于其他器具，例如可以用于对流炉或者其他加热器件，可以用于空调系统中，例如HAVC或加湿系统，可以用于任何需要对湿度进行检测的器具之中。
以上通过实施例详细描述了本发明。对于本领域普通技术人员来说，可以理解在不脱离由权利要求确定的发明精神和范围内，对实施例的修改和变化是都可以的。
权利要求
1.一种用于烹饪食物的微波炉，其包括产生微波的磁控管；烹饪室，其用于容纳利用微波进行烹饪的食物；湿度探测器，其用于检测在烹饪食物过程中形成的水分，所述湿度探测器接收到从所述烹饪室排出的含有水分的空气，并包括形成在电路板上的第一和第二电极，所述第一和第二电极相互间隔开以便在它们中间形成间隙，其中部分排出气体被接收在所述间隙中；及控制单元，其用于根据所述湿度探测器检测到的水分控制所述磁控管。
2.根据权利要求1所述的微波炉，其还包括提供了直流电源的电流源，其中所述湿度探测器的电路板包括非导电材料；第一和第二电极包括设置在电路板上布线图内的导电材料；第一检测电极形成在第一电极的第一端；第一电线将第一电极的第二端与所述电流源相连接；第二检测电极形成在第二电极的第一端；及第二电线将第二电极的第二端与所述控制单元相连接。
3.根据权利要求1所述的微波炉，其还包括提供了直流电源的电流源，其中电路板包括一种非导电材料；第一和第二电极包括设置在电路板上的导电材料；第一检测电极形成在第一电极的第一端；第一电线将第一电极的第二端与所述电流源相连接；第二检测电极形成在第二电极的第一端，并与相应的其中一个第一检测电极相邻以便在它们之间形成相应的间隙；第二电线将第二电极的第二端与所述控制单元相连接。
4.根据权利要求2所述的微波炉，其还包括电阻和电容，所述电阻和电容都与第二电线和地并联。
5.根据权利要求2所述的微波炉，其中所述电流源包括所述控制单元和直流电源其中的一个。
6.根据权利要求2所述的微波炉，其中第一和第二检测电极包括被顺序的镍和金涂层涂着的第一和第二电极。
7.根据权利要求2所述的微波炉，其中所述湿度探测器还包括检测狭缝，以使空气通过其中，所述检测狭缝分别形成在第一和第二检测电极的上方和下方。
8.根据权利要求7所述的微波炉，其中检测狭缝的面积等于或者大于第一和第二检测电极面积的两倍。
9.根据权利要求1所述的微波炉，其还包括形成在所述烹饪室壁和电路板上的连接孔，及间隔件；其中所述湿度探测器利用插入所述连接孔中的所述间隔件安装在烹饪室的壁上。
10.根据权利要求3所述的微波炉，其还包括电阻和电容，所述电阻和电容都与第二电线和地并联。
11.根据权利要求3所述的微波炉，其中所述电源包括所述控制单元和直流电源其中的一个。
12.根据权利要求3所述的微波炉，其中第一和第二检测电极包括被顺序的镍和金涂层涂着的第一和第二电极。
13.根据权利要求3所述的微波炉，其中所述湿度探测器还包括检测狭缝，以使空气通过其中，所述检测狭缝分别形成在第一和第二检测电极的上方和下方。
14.根据权利要求13所述的微波炉，其中检测狭缝的面积等于或者大于第一和第二检测电极面积的两倍。
15.根据权利要求1所述的微波炉，其中第一和第二电极形成在电路板上并且彼此隔开预定的间隔。
16.一种用于检测气体中液体含量的探测器，其包括电路板；设置在所述电路板上的第一电极；及第二电极，其设置在所述电路板上并与所述第一电极相对，从而在它们之间形成间隙，其中气体被接收到间隙中，所述液体在第一和第二电极之间形成导电通路从而改变横跨间隙的电阻。
17.根据权利要求16所述的探测器，其还包含形成间隙底部的非导电层，其延伸在第一和第二电极的侧壁之间。
18.根据权利要求17所述的探测器，其中所述非导电层包括陶瓷或者聚合物层其中的一种。
19.根据权利要求17所述的探测器，其中所述电路板包括非导电层，液体沉积在所述电路板上，从而使所述第一和第二电极之间的电阻变化。
20.根据权利要求17所述的探测器，其中所述电路板包括印刷电路板。
21.根据权利要求16所述的探测器，其中所述第一和第二电极还包括构成间隙侧壁的第一和第二检测部分。
22.根据权利要求21所述的探测器，其中横跨间隙的所述第一和第二电极之间的电阻值与暴露在间隙内的气体中的侧壁的横截面面积一致。
23.根据权利要求21所述的探测器，其中第一和第二检测部分之间的距离是恒定的。
24.根据权利要求21所述的探测器，其中电阻值与间隙中液体的量、暴露在间隙中的侧壁的横截面面积和横跨间隙的第一和第二检测部分之间的距离一致。
25.根据权利要求21所述的探测器，其中第一和第二检测部分其中的一个还包括保护层，用于防止因液体而产生的腐蚀。
26.根据权利要求25所述的探测器，其中保护层包括金涂层和镍涂层。
27.根据权利要求16所述的探测器，其中所述第一电极包括若干彼此相邻延伸的第一检测部分；所述第二电极包括若干第二检测部分，每个第二检测部分与相应的其中一个第一检测部分相邻延伸，从而在它们之间限定出相应的间隙。
28.根据权利要求27所述的探测器，其中一个非导电涂层限定了相应间隙的底部表面。
29.根据权利要求16所述的探测器，其中所述电路板包括通风孔，未被接收在间隙内的部分气体从该通风孔通过。
30.一种用于检测空气中的液体含量的湿度检测系统，其包括提供电流的电流源；电路板；设置在所述电路板上并接收电流的第一电极；第二电极，其设置在所述电路板上并与所述第一电极相对，从而在它们之间形成间隙，气体被接收在该间隙中；检测单元，其与所述第二电极通信以检测横跨间隙的电阻值；其中电阻值与间隙内接收的气体中的液体含量一致。
31.根据权利要求30所述的湿度检测系统，其中所述电源和所述检测单元包括一个湿度探测器。
32.根据权利要求30所述的湿度检测系统，其中所述电流源是与所述检测单元分开的单元。
33.根据权利要求30所述的湿度检测系统，其中所述电路板包括非导电材料并构成间隙的底部表面。
34.根据权利要求33所述的湿度检测系统，其中所述电路板还包括通风孔，未被接收在间隙内的部分气体从该通风孔通过。
35.根据权利要求33所述的湿度检测系统，其中所述电路板包括印刷电路板。
36.根据权利要求30所述的湿度检测系统，其中湿度检测系统还包括电阻和电容，电阻和电容并联在所述第二电极与地之间。
37.根据权利要求36所述的湿度检测系统，其中所述电阻具有根据所述电源的电压而定的电阻值。
全文摘要
一种微波炉，其包括烹饪室，其用于容纳利用微波进行烹饪的食物；湿度探测器，其用于检测在烹饪食物过程中形成的水分，所述湿度探测器接收到从所述烹饪室排出的含有水分的空气，并包括形成在电路板上的第一和第二电极，所述第一和第二电极相互间隔开以便在它们中间形成间隙，其中部分排出气体被接收在所述间隙中；及控制单元。微波炉的控制单元根据湿度探测器的输出控制微波炉的运行。
文档编号G01N27/04GK1402596SQ02119338
公开日2003年3月12日 申请日期2002年5月13日 优先权日2001年8月7日
发明者孙钟哲 申请人:三星电子株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
