高頻加熱器具的製作方法
2023-06-09 18:17:16 2
專利名稱：高頻加熱器具的製作方法
技術領域：
本發明涉及到用於加熱單個物體或多個在加熱開始時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：
這類常規器具的例子在未審查日本專利申請公告No.Hei6-201137和Hei9-27389中披露，其控制物體加熱的方法是基於來自溫度檢測部件的檢測信號。
圖22和23顯示了用於物體1加熱的溫度檢測部件2和託盤3的組合，其中溫度檢測方法已在未審查日本專利申請公告No.Hei6-201137中討論。圖22顯示了包括可放置物體並適用於旋轉的託盤3和適用於物體1的溫度檢測部件2的器具。紅外傳感器用作溫度檢測部件2，並且以可旋轉託盤3的半徑段作為視角。圖23顯示了一器具，其中驅動部件4擺動紅外傳感器以致於託盤3的半徑段定義一視角。在這兩種情形中，溫度檢測部件2都是安裝於加熱腔5的上部。
依據未審查日本專利申請公告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功率饋送部分11a，11b並能在這些功率饋送部分之間相互切換以便於實現集中加熱或分散加熱來消除溫度的差異。這類器具可用於加熱單個物體。
在圖24和25中，器具具有用於正在被加熱物體12的溫度檢測部件13，用於饋送高頻到加熱腔14的多個功率饋送部分11a，11b，以及用於改變功率饋送部分11位置的分布變換部件15。採用了多個功率饋送部分11並且它們可交替導通以實現集中加熱或分散加熱從而消除溫度的差異。當在旋轉託盤16上的物體12的周邊部分變熱時，就接通功率饋送部分11a以開始中心部分的集中加熱。當在旋轉託盤16上的物體12的中心部分變熱時，就接通功率饋送部分11b以在一個大範圍作分散加熱。
此外，同一公報也披露了另一種器具，如圖26至28所示，它是一種用於物體17的溫度檢測部件18和不能旋轉託盤19的組合，並採用紅外傳感器作為溫度檢測部件18並設置成以整個託盤19作為其視角。該器具還包括了採用開路方式製成的屏蔽板21作為功率饋送部分20a和採用開路方式製成的屏蔽板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。當物體17的周邊部分變熱時，旋轉的組合就接通以便於打開功率饋送部分20a的中心部分。當物體17的中心部分變熱時，就接通旋轉的組合以便於接通功率饋送部分20a的周邊部分。功率饋送部分20a，20b直接置於託盤19的底板下面，而溫度檢測部件18置於加熱腔23的頂板上面。
也就是說，未審查日本專利申請公告No.Hei6-201137採用了旋轉託盤和溫度檢測部件的組合，其中溫度檢測部件是以旋轉託盤的半徑段作為其視角。未審查日本專利申請公告No.Hei9-27389的器具具有多個功率饋送部分，它們可用於提供高頻輻射並通過選擇其中某個功率饋送部分來實現局部加熱和交替導通這些功率饋送部分來實現均勻加熱。此外，未審查日本專利申請公告No.Hei9-27389的另一個器具是將不旋轉的託盤與溫度檢測部件的組合，其中溫度檢測部件是以整個託盤19作為視角。
本發明的公開內容然而，常規的結構都是在相同條件(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，溫度檢測部件的視角就沒有很大的關係。
當採用高頻輻射加熱所有物體與本實施例中的高頻集中加熱指定物體的方法相結合時，在實現將多個在加熱初時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程中就會出現新的問題，並且不可能採用常規的高頻加熱器具。
也就是說，在同時加熱多個物體時，如果能檢測出正在加熱物體之間的溫度差異，那麼就停止託盤的旋轉以便於較低溫度的物體能接近於功率饋送部分來採用高頻輻射集中加熱。因此，溫度檢測部件必須能檢測出託盤上接近功率饋送部分的物體溫度。在溫度檢測部件使用託盤半徑段內的某個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部件的位置不合理的話，那麼物體的溫度就不能檢測到。
此外，在日本專利申請公告No.Hei9-27389中所披露的一種器具基本上通過旋轉託盤的方式來實現均勻加熱，當發生溫度差異時，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採用變化功率饋送部分而不是旋轉託盤的加熱方式來實現對物體的均勻加熱，當發生溫度差異時，器具就切換中心或邊緣的功率饋送部分來產生集中加熱的效果從而消除溫度上的差異。然而，對使用這類常規器具來說，它的功率饋送部分是可以變化和旋轉的，並且波導24和功率饋送部分20a，20b都是位於直接與高頻發生部件25相連接的位置，在這些位置上電場的強度是非常高的。變化暴露在強電場中的波導24和由金屬材料製成的功率饋送部分(採用非金屬來製作功率饋送部分還是較困難的)的位置容易引起由於電場集中而產生的發熱和打火的這類現象。因此，在實際使用中，這種結構是非常困難的。
另外，當多個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，採用這種結構的常規器具來同時加熱時，似乎就不可能將多個物體同時加熱到相同的溫度。
本發明已經解決了上述所討論的問題，並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功率饋送部分以及不僅能將單個物體加熱到適當的溫度還能同時將多個在加熱初時具有不同溫度的處於不同狀態和/或具有不同吸熱容量的物體加熱到相同的溫度。
要實現上述的目標，本發明的另一個目的就是提供一種在加熱腔中能形成高頻輻射強度變化的詳細結構以及利用這種結構優點的方法。
本發明的還有一個目的是優化溫度檢測方法的檢測位置，該位置在加熱腔中接近高頻輻射強的功率饋送部分所形成的區域中。
當採用高頻輻射來集中加熱某個指定物體時，本發明的另一個目的是在必要時能檢測物體的溫度而不是所指定物體的溫度以便於在整個加熱的時間內能選擇出較低溫度的物體給予集中加熱，從而使多個物體能加熱到差不多的相同溫度。
為了解決上述討論的問題，本發明的高頻加熱器具採用輻射變化部件來產生加熱腔內的高頻輻射強度的變化，把較低溫度的的物體或物體的較低溫度的部分處於輻射較強的位置，並在採用紅外傳感器一溫度檢測部件來檢測物體表面溫度的同時加熱物體。
採用本發明，在檢測物體表面溫度的同時，通過強烈加熱多個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；託盤，其上放置多個需加熱的物體並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；溫度檢測部件，在託盤旋轉時能檢測出多個物體的溫度，以及在託盤停止時至少也能監測靠近功率饋送部分位置處的物體溫度變化；判定部件，在託盤旋轉時根據來自溫度檢測部件的檢測結果確定被加熱物體之間的溫度差異；控制部件，根據判定部件作出的判定結果當較低溫度的物體接近功率饋送部分時停止託盤的旋轉併集中加熱該物體以及同時不時地旋轉託盤以便於核對較低溫度的物體的可能變化。
此外，當同時加熱多個物體時，至少在加熱的過程中的某些點上，能使最低溫度的物體在高頻輻射最強的位置上加熱，以便於消除加熱物體之間的溫度差異。
採用本發明，採用旋轉託盤的高頻加熱方法和採用停止託盤旋轉對指定物體進行集中高頻加熱的方法的組合，就有可能將多個在加熱初時具有不同溫度和/或具有不同吸熱容量的物體同時加熱到相同的溫度，這是採用常規高頻加熱器具所不可能做到的。這也是十分方便的。另外，因為功率饋送部分是不變化的，從而就不會發生由於電場集中而產生的發熱和打火的這類現象，並且這類器具可採用簡單的結構來實現。此外，根據整體結構的需要，各種選擇都是有效的。例如，可能的選擇包括低成本類型，簡單結構類型和中檔類型。
附圖簡述
圖1是本發明實施例1的高頻加熱器具的外形結構圖。
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支座的外形結構圖。
圖4是高頻加熱器具所實施的控制過程的流程圖。
圖5(a)是在高頻加熱器具中實施的加熱控制的圖解。
圖5(b)是在高頻加熱器具中實施的加熱控制的圖解。
圖6(a)是在高頻加熱器具中實施的另一個加熱控制的圖解。
圖6(b)是在高頻加熱器具中實施的另一個加熱控制的圖解。
圖7是本發明實施例2的高頻加熱器具的外形剖面圖。
圖8是操作方框圖。
圖9是託盤上分配地址的示意圖。
圖10是溫度檢測部件的主要部分的剖面圖。
圖11是在加熱初時具有不同溫度的多個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部件之間的位置關係。
圖16是本發明實施例3的高頻加熱器具的外形圖，說明以託盤的直徑作為其視角的溫度檢測部件。
圖17是集中加熱的前半部分的示意圖。
圖18是本發明實施例4的高頻加熱器具的外形圖，示意了包括單個信號探測元件和驅動部件的溫度檢測部件。
圖19是本發明實施例5的高頻加熱器具的示意圖，示意了包括信號探測元件和驅動部件的另一種溫度檢測部件。
圖20是本發明實施例6的高頻加熱器具的示意圖，示意了多個溫度檢測部件。
圖21是示意集中加熱的側視簡圖。
圖22是常規加熱器具的示意簡圖。
圖23是一種使用驅動部件的器具的示意簡圖。
圖24是另一種常規加熱器具的剖面示意圖。
圖25是常規器具中的功率饋送部分的平面圖。
圖26是另一種常規加熱器具的剖面部分的示意圖。
圖27是常規器具中的屏蔽板的平面圖。
圖28是常規器具中的另一種屏蔽板的平面圖。
100，202加熱腔107，205磁控管(高頻輻射發生部件)109，203功率饋送部分(輻射變化部件)110，203託盤111旋轉支座(輻射變化部件)112，204驅動電機(旋轉驅動部件)114，211控制部件115，208，222，223，226a，226b溫度檢測部件118a，118b，118c，118d紅外傳感器的檢測區域201，216，217，218，219要加熱的物體210判定部件213多個檢測元件216，218較低溫度的物體224，225溫度測量部件的驅動部件實現本發明的最佳模式依據權利要求1的本發明包括溫度檢測部件，安裝在加熱腔內以檢測被介質加熱的物體的表面溫度；輻射變化部件，可實現加熱腔內的高頻輻射強度的變化；其中，在採用溫度檢測部件監測物體表面溫度的同時，在輻射強烈的地方加熱所放置的物體。
在多個不同種類的物體當中，在採用紅外傳感器—溫度檢測部件來檢測物體表面溫度的同時，使較低溫度的物體或物體的較低溫度的部分受到強加熱，以消除任何加熱不充分。
依據權利要求2的本發明包括託盤，其上可放置需要加熱的物體；旋轉驅動部件，可旋轉託盤；溫度檢測部件，通過旋轉託盤幾乎覆蓋託盤的整個範圍作為其探測區域；和輻射變化部件，產生加熱腔內的高頻輻射強度的變化；其中，在採用溫度檢測部件監測物體表面溫度的同時，當物體到達輻射強烈的位置時託盤的旋轉就停止以便於加熱該物體。
這時，較低溫度的物體可由溫度檢測部件所選擇並且停在輻射強烈的位置上以便於在監測物體溫度的同時加熱該物體。這就消除了加熱不充分。
特別在權利要求1或2中所述的器具中，依據權利要求3的本發明的特徵在於，物體可由多個不同種類的物體所組成並將較低溫度的物體置於輻射強烈的地方。當存在多個物體時，託盤會根據物體的溫度信息停下來以便較低溫度的物體能處於紅外傳感器—溫度檢測部件的檢測範圍內。置於紅外傳感器檢測範圍內的較低溫度的物體被高頻輻射強烈加熱以致於它能夠與其它物體同時加熱到合適的溫度。於是，多個物體或不同類型的物體都能同時加熱到合適的溫度。
依據權利要求4的本發明的特徵在於，在權利要求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託盤的旋轉支座。
依據權利要求5的本發明的特徵在於，旋轉支座和功率饋送部分之間的間隙約等於在波導中傳輸的高頻輻射波長的1/4，其中波導是用於將高頻輻射發生器所產生的高頻輻射傳輸到功率饋送部分。從功率饋送部分發射到加熱腔內的高頻輻射耦合到旋轉支座的周邊部分和在旋轉支座上傳輸。因此，即使在物體放在接近託盤的中心位置上，有可能在接近功率饋送部分的一邊會比相對一邊更強烈地加熱。
依據權利要求6的本發明包括加熱腔，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；託盤，其上放置物體；旋轉驅動部件，能旋轉託盤；溫度檢測部件，通過旋轉託盤覆蓋託盤的幾乎整個區域作為探測區域；以及當託盤上物體處於溫度檢測部件的檢測區域時停止託盤的旋轉的部件。通過全程監測託盤上物體的加熱狀態，能夠消除物體的欠熱或過熱。此外，對於多個物體的同時加熱，在預定的溫度周期中能夠交替地監測多個物體的加熱狀態以消除個別物體的欠熱或過熱。
依據權利要求7的本發明包括功率饋送部分，向加熱腔提供高頻電源；託盤，其上放置多個需要加熱的物體並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；溫度檢測部件，在託盤旋轉時檢測多個物體的溫度，以及在託盤停止時能監測至少靠近功率饋送部分的物體的溫度變化；判定部件，在託盤旋轉時根據來自溫度檢測部件的檢測結果來確定正在加熱物體之間的溫度差異；控制部件，能根據由判定部件作出的判斷結果當較低溫度的物體接近功率饋送部分時停止託盤的旋轉併集中加熱該物體，以及同時不時地再旋轉託盤以便於核對較低溫度的物體的可能變化。
由於在集中加熱的過程中溫度檢測部件能夠精確地檢測出較低溫度物體的溫度和由於在加熱過程中通過不時地旋轉託盤能夠檢測出多個物體的溫度以便於核對較低溫度的物體是否有溫度變化，所以物體能夠被同時加熱到幾乎相同的溫度。
依據權利要求8的本發明的特徵在於，在權利要求7中特別討論的溫度檢測部件具有多個紅外檢測元件，通過粗略地取在功率饋送部分與託盤中心的連接線上託盤的半徑段作為其被多個檢測元件所覆蓋的視角來檢測溫度。
由於溫度檢測部件是由少量的紅外檢測元件組成，因此它的實現較為便宜。
依據權利要求9的本發明的特徵在於，在權利要求7中特別討論的溫度檢測部件具有多個紅外檢測元件，通過粗略地取在功率饋送部分與託盤中心的連接線上託盤的直徑段作為其被多個檢測元件所覆蓋的視角來檢測溫度。
雖然使用了粗略地取託盤的直徑段作為被多個檢測元件所覆蓋的其視角的溫度檢測部件，因而增加元件的數量(例如，8個元件)以及也會因此而稍微增加些成本，但是卻不需要增加用於核對溫度差異的加熱控制。
依據權利要求10的本發明的特徵在於，在權利要求7中特別討論的溫度檢測部件，它採用單個紅外檢測元件與驅動部件相組合併通過粗略地取功率饋送部分與託盤中心連接線上託盤半徑段作為其視角來檢測溫度。
雖然這種結構要求採用步進電機作為擺動驅動以及需要執行另外的加熱控制來核對溫度差異，但是溫度檢測部件只需要少量的檢測元件因此可以較低的成本來構成。
依據權利要求11的本發明的特徵在於，在權利要求7中特別討論的溫度檢測部件，具有單個紅外檢測元件與驅動部件的組合來檢測溫度，當託盤旋轉時，它取功率饋送部分與託盤中心連接線上託盤半徑段作為其視角；當託盤靜止時，它取功率饋送部分與託盤中心連接線上託盤直徑段作為其視角。
雖然這種結構要求採用步進電機作為擺動驅動以及需要執行另外的加熱控制，一個是以半徑作為視角而另一個是以直徑作為視角，但是不需要增加用於核對溫度差異的加熱控制，並且溫度檢測部件只需要少量的元件，因此可以較低的成本來構成。
依據權利要求12的本發明的特徵在於，在權利要求7中特別討論的溫度檢測部件，包括了溫度檢測部件A和溫度檢測部件B的組合，每個部件都包含多個紅外檢測元件，溫度檢測部件A適用於以功率饋送部分與託盤中心連接線上託盤半徑段作為其視角，而溫度檢測部件B適用於基本上以託盤的其餘半徑段作為視角。
雖然這種結構採用了多個溫度檢測部件，而且每個部件都具有多個檢測元件，稍微增加了些成本，但是不需要增加用於核對溫度差異的加熱控制，從而簡化了控制操作。
依據權利要求13的本發明包括加熱腔，容納需要加熱的物體；高頻輻射發生部件，以產生高頻輻射；功率饋送部分，向加熱腔提供由高頻輻射發生部件產生的高頻輻射；驅動電源，以驅動高頻輻射發生部件；託盤，其上放置需要加熱的物體；旋轉支座，託盤安裝在上面並且與功率饋送部分相結合在加熱腔內形成高頻輻射強度的變化；旋轉驅動部件，以驅動可旋轉的支座；溫度檢測部件，在託盤旋轉時，它幾乎將整個託盤的範圍都作為探測的區域；和控制部件，根據由溫度檢測部件的檢測信號所表示的物體的溫度分布來控制驅動電源和旋轉驅動部件的操作，並且利用高頻輻射強度上的變化，以較強的高頻輻射來加熱較低溫度的物體而以較弱的高頻輻射來加熱較高溫度的物體，從而採用高頻輻射加熱的方法將整個物體加熱到一個合適的溫度。
當物體存在溫度分布上的變化時，控制旋轉驅動部件使得較低溫度的物體能在高頻輻射強的地方停留的時間長些，從而有助於使得物體的整個溫度分布均勻。
依據權利要求14的本發明的特徵在於，在權利要求13中特別討論的控制部件控制著旋轉驅動部件，當控制部件判斷出由溫度檢測部件的檢測信號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預定值時，在停止託盤的旋轉之前，把較低溫度的物體置於面向功率饋送部分的位置，這是高頻輻射強烈的位置；當預定停止復位條件滿足時，再次旋轉託盤。
利用強烈的高頻輻射持續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。通過採用預定停止復位條件，就有可能防止最低溫度物體的異常加熱或局部加熱，因而有利於使得物體的整個溫度分布均勻。
依據權利要求15的本發明的特徵在於，在權利要求14中特別討論的停止復位條件是基於在託盤停止旋轉之前所獲得的物體溫度分布中的最高溫度的絕對值，或基於最高溫度與最低溫度之間溫度差值的溫度上升值。
當託盤處於靜止時，進入強烈高頻輻射區域的較低溫度的物體的溫度變化可採用溫度檢測部件來監測。當監測到的溫度超過了停止託盤旋轉的記錄周期中的最高溫度或預定的溫度上升值時，託盤就再次旋轉以防止異常加熱或局部加熱。
依據權利要求16的本發明的特徵在於，在權利要求14中特別討論的停止復位條件是與託盤旋轉停止有關的預定的靜止時間。
在預定的靜止時間裡，即使沒有上升到預定的溫度，也再次旋轉託盤以加熱整個物體，這樣能防止由於託盤停止轉動而引起的可能的局部加熱。在同時加熱多個混合類型的冰凍物體的過程中，這是具有特殊的效果。
依據權利要求17的本發明提供了一種控制高頻加熱的方法，它適用於同時加熱多個在加熱初時具有不同溫度的物體和/或多個具有不同吸熱容量的物體，其中在加熱操作過程中，至少有一些位置使得較低溫度的物體能在高頻輻射最強烈的位置上加熱，以便於在加熱操作結束時多個物體都被加熱到幾乎差不多的相同溫度。
因為較低溫度的物體是在高頻輻射強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。
依據權利要求18的本發明提供了一種控制高頻加熱的方法，它適用於同時加熱多個在加熱初時具有不同溫度的物體和/或多個具有不同吸熱容量的物體，其特徵在於結合了兩個步驟以便於在加熱操作結束時多個物體能加熱到差不多相同的溫度，其中一個步驟是適用於旋轉放置了多個物體託盤以便於高頻輻射能加熱物體，另一個步驟是適用於停止託盤的旋轉以便於高頻輻射能集中加熱指定的物體。
在加熱初時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加熱到相同的溫度。這是非常實用的。
現在，將結合附圖來討論本發明的實施例子。
實施例1圖1是本發明實施例1的高頻加熱器具的外形結構圖。圖2是圖1的剖面結構圖。
在圖1和圖2中，加熱腔100類似於平行六面體的矩形形狀並且有一個金屬材料製成的金屬外殼，它有右壁101，左壁102，後壁103，頂板104，下底板105和門106，門構成了可以開關的一壁，通過門把需加熱的物體拿進或拿出加熱腔。實際上，加熱腔100中已經包含了提供的高頻輻射。符號107是磁控管，用於向加熱腔100提供高頻輻射的部件；108是波導，用於將磁控管107產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108與加熱腔100相連接並且把磁控管107產生的高頻輻射發射到加熱腔100內。從門106往裡觀察，功率饋送部分是處於右壁101的縱向中間部位。參考數目110表示的是託盤110，在託盤上可放置需要加熱的物體。託盤110是安裝在旋轉支座111上面。驅動電機112是一個驅動託盤110與旋轉支座111一起旋轉並且只有一個旋轉方向的部件。啟動驅動電機112就會引起旋轉支座111和託盤110的轉動。
符號113是一個反相驅動電源單元113，114是一個控制整個器具操作的控制部件。紅外傳感器115，是一種溫度檢測部件，它具有四個檢測元件。通過右壁101上的兩個孔116，117，檢測元件能檢測出來自託盤110表面的紅外輻射能量，或當放置了物體時，檢測出物體表面的紅外輻射能量，並向控制部件114發出檢測信號。紅外傳感器115的四個檢測元件的檢測區域設定在圖2中的許線118a-118d所圈點指示的區域。檢測區域118a設定在託盤110接近中心的區域，檢測區域118d設定在託盤110的邊緣區域，以及檢測區域118b，118c設定在中間區域。根據操作單元輸入的加熱信息以及紅外傳感器和重量傳感器(沒有示意)的信號，其中重量傳感器是通過驅動電機112的旋軸檢測出物體的重量，控制部件114控制著反相驅動電源單元113的操作和驅動電機112的操作，實現對加熱腔110內所容納的物體進行介質加熱。
託盤110是由陶瓷材料製成，旋轉支座111是由金屬材料製成。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，這兩個鍵都是用於自動加熱控制；有「加熱時間輸入部分」和「加熱溫度輸入部分」，這兩部分是根據用戶的意願來進行加熱；有顯示部分，用於顯示正在加熱物體的溫度；有「開始」鍵，用於啟動加熱操作；以及有「取消」鍵，它用於取消輸入的條件或取消加熱的操作。
接著，將參照圖3來討論一種用於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，這是構成了本發明的主要部件。圖3是旋轉支座的外形圖。
以下將討論滿足上述要求的目標性能和為達到該性能所進行的測試。
首先，作為目標性能，在加熱腔100內高頻輻射強度分布的非均勻性的標準定為100cc和200cc的水加熱到相同的溫度。這時，將託盤100的直徑段劃分為四個相等的部分，把裝有200cc水的兩個杯子放在託盤上，分別放在相對託盤中心的左邊和右邊的兩個部分的中心位置上，面對功率饋送部分的杯子的溫度上升速率定為另一個杯子的溫度上升速率的1.5倍。
這目標值是根據將100cc和200cc水加熱到相同溫度所需要的條件來確定的，它考慮了下列事實，既在上述的條件下將兩個分別裝有200cc的水的杯子放在託盤上並且託盤旋轉著，兩杯水的溫度特性幾乎是相同的；當兩杯裝有200cc和100cc水的杯子放在旋轉的託盤上時，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％。
這兩個杯子分別記為A和B。我們僅考慮杯子A的情形，並假設當杯子A放在功率饋送部分邊上時，溫度上升的速率為X(％)和當杯子靜止處於該狀態過程的時間為Y(秒)。隨著旋轉的託盤轉動，杯子A移向門的一邊，移向遠離功率饋送部分的一邊，又移向加熱腔的後邊，而後又移向功率饋送部分的一邊。杯子在各種狀態種的溫度上升速率可分別表示為50％，(100-X)％，50％和X％。如果託盤完成一個旋轉所佔用的時間為T秒，那麼滿足杯子A中的水的溫度上升速率等於杯子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，如果託盤完成一次旋轉所佔用的時間T為10秒以及在每次完成旋轉後的靜止時間為20秒，那麼X＝65％。也就是說，所要求的如此高的高頻強度分布的非均勻性是採用普通設計難以獲得的。
接著，將解釋所進行測試的內容。將各含有200cc水的兩個杯子以兩個位置放在託盤110上，在功率饋送部分與旋轉支座11的旋轉軸中心的連接線上相對於託盤110中心一個處於左邊而另一個處於右邊。放置條件如下，對加熱所放置的水進行水的溫度上升特性的測試。以下是測試的條件。杯子以相互接觸的方式放在託盤的中心位置上，杯子分別放在左邊區域和右邊區域的中心部位上，以及杯子放在託盤的邊上。隨後，改變旋轉支座111的直徑使得處於功率饋送一邊所放的水的溫度上升速率，即，處於紅外傳感器檢測範圍內的水的溫度上升速率約為處於另一邊所放的水的溫度上升速率的1.5至2倍。這直徑是根據通過波導108傳輸的高頻輻射的傳播波長來選擇旋轉支座111和功率饋送部分109之間的間隙所確定的。也就是說，對於寬度為90毫米的波導和傳播波長約為166毫米來說，旋轉支座的直徑設置為間隙約為傳播波長的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。通過考慮託盤110和將旋轉支座的直徑設置為245毫米之間的關係，就可獲得所要求的性能。在這種情況下，旋轉支座111的邊緣和功率饋送部分109之間的間隙差不多是通過波導108傳輸的高頻輻射的傳播波長的1/4。
當各裝有200cc水的500cc量杯(廣義上使用的通用容器)放在置於圖3所示形狀的旋轉支座上的託盤的左邊區域和右邊區域的中心位置時，所獲得的溫度上升速率為75％或更高。旋轉支座具有以90度間距的框架，但是框架和功率饋送部分之間的位置關係不會影響上述討論的溫度上升。
接著，參照圖4來解釋上述結構的高頻加熱器具的操作步驟和控制。在以下的描述中，將解釋實現自動加熱烹飪多個食品材料的控制以闡明本發明的優點。在將多個物品放入加熱腔內以後，操作者就選擇操作單元上的「加熱」鍵(S101)。隨後，他或她就按下「啟動」按鈕便開始物品的介電加熱(S102)。S103確認「啟動」鍵按下。如果在「啟動」鍵之前按下了「取消」鍵，那麼整個過程就回到S101。
S104啟動反相驅動電源單元113以操作磁控管107通過功率饋送部分109向加熱腔100提供高頻輻射。S105啟動旋轉支座111的驅動電機112以旋轉託盤110。驅動電機112由同步電機製成的，當電源頻率為60赫茲時，託盤旋轉一圈所需要的時間是10秒。
在S106中，控制部件以0.5秒的時間間隔來計算從電源提供給驅動電機112的時間開始和得到來自紅外傳感器115的檢測信號所消逝的時間。紅外傳感器的檢測信號存儲於表示當前溫度的4行1列的寄存器1，它將該信號保持到下一次信號輸入(例如，在0.5秒以後)。控制部件114也有一個4行40列的矩陣寄存器2。該矩陣寄存器2存儲著表示託盤110上溫度分布的稱為溫度分布數據。一旦將電源提供給驅動電機112，控制部件114就立即在時間的點上獲取來自紅外傳感器115的檢測信號並將其存儲於寄存器1中。隨後，在0.5秒以後，控制部件將寄存器1的數據傳遞到寄存器2的第一個4行1列的存儲器中，並把來自紅外傳感器115的有效的當前檢測信號存儲於寄存器1中。隨著驅動電機112的操作時間的消逝，檢測信號有效地存儲於存儲器中，經過10秒鐘的消逝，託盤110的整個區域的溫度分布就存儲於寄存器2的第1列至第20列中。控制部件114又接著將下一個10秒內的獲取的檢測數據存儲於寄存器2的第21列至第40列的區域內。隨後，在20.5秒時和20.5秒後，檢測數據就會寫滿從第1列開始的整個寄存器2。
控制部件114將寄存器2的第1列至第20列的數據與第21列至第40列的數據相比較並確定在超過預定溫度上升的(例如，2℃)那列存在的加熱物體。根據比較的結果，控制部件114確定多個物體在託盤上的位置，並轉入S107。在判斷的過程中，由於託盤110是連續旋轉的，因此控制部件114以適當的時序來獲取傳感器115的新的信號。
接著，S107比較寄存器2中的確認物體存在著預定溫度差值(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。當溫度的差值小於10℃時，控制部件就轉入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。當未達到最終加熱溫度時，控制部件就回到S105。當達到最終加熱溫度時，控制部件就轉入S112。如果S107判斷出溫度差值是10℃或更高時，控制部件就轉入S108。
在S108中，當確認的加熱物體存在於寄存器2的那些列組中時，當對應於最低溫度的那一列轉到面向功率饋送部分109時，提供給驅動電機112的電源就停止。同時，驅動電機112的操作時間的計數也停止，但開始計數它的停止時間。在這種狀態下，位於面向功率饋送部分109的物體就會比其它物體得到更強的介電加熱。在整個過程中，紅外傳感器115隻監測正在強烈加熱的物體的表面溫度。這時，來自紅外傳感器115的數據也只存儲於寄存器1。
接著，S109將寄存器1的溫度與最終加熱的溫度相比較。當達到了最終加熱的溫度時，控制部件就轉入S112。當未達到最終加熱溫度時，則轉入S110。
S110為了消除託盤旋轉停止的影響，將從正在強烈加熱的物體得到的當前溫度與停止復位條件相比較並且判斷是否復位停止。停止復位的條件是基於在託盤旋轉停止之前所獲得物體溫度分布中的最高溫度。如果正在強烈加熱物體的當前溫度超過了該最高溫度，那麼旋轉停止就復位。此外，正在強烈加熱的物體是由於在託盤旋轉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，那麼如果從物體得到的當前的溫度數據出現如上述討論的從最低溫度的度開始的預定溫度上升時，停止就復位。這預定值設置為，例如15℃，即溫度差值的1.5倍。當在預定的時間周期內未能獲得預定的溫度上升時，停止也被復位。舉一個例子來說，預定的時間可以定為30秒鐘。
當停止復位的條件不能達到時，進程就執行它原定的操作返回S108。這時，S110將寄存器1中的溫度或停止持續時間與停止復位條件相比較。如果條件能滿足，那麼控制部件就轉入S111；在S111中，控制部件核對作為寄存器2中的各列的平均溫度的最高溫度是否達到預定的最終加熱溫度。如果未達到最終加熱溫度，過程就返回S105。
S105再次向驅動電機112提供驅動功率，使得託盤110再次開始旋轉。同時，驅動電機112的停止持續時間的計數被清除並且重新開始操作時間的計數。此外，來自紅外傳感器115的檢測信號被依次送入寄存器1並且寄存器2中的數據被更新。這時，在寄存器2中開始更新的那列是執行S108時所保持著的最低溫度的數據的那一列。因此，在託盤110上物體的位置就被認為在這點上。此外，當驅動電機112持續工作20秒或更多的時間時，寄存器2中的數據就被全部更新。在這種情形下，物體的位置可以得到再次核對。
當S109判定寄存器1的最高溫度已經達到最終加熱溫度時或當S111確認與物體位置有關的寄存器2中各列的平均溫度已經達到最終加熱溫度時，過程就轉入S112。
S112停止反相取定功率電源單元113的操作並轉入S113。S113停止向驅動電機112提供電源以結束物體的介電加熱。
接著，將參照圖5和圖6解釋放置物體的託盤的詳細操作。
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。當加熱開始時，託盤以箭頭121的方向旋轉。即，當物體如圖5(a)所示的放置時，加熱的物體跟隨著託盤的旋轉而運動，如圖5(b)所示。同時，控制部件以0.5秒的間隔獲取紅外傳感器115對檢測區域118a至118d的檢測信號。在圖5(a)的步驟中，紅外傳感器115檢測冷凍米飯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，用於檢測區域118a的紅外傳感器115的檢測元件檢測冷凍漢堡120的碟子和託盤110的溫度，用於檢測區域118b的檢測元件檢測米飯119的碗和託盤110的溫度，用於檢測區域118c和118d的檢測元件只檢測託盤110的溫度。
當託盤110完成一次旋轉以後，控制部件就開始核對物體在託盤上的位置。當託盤110又完成一次旋轉以後，控制部件確認了多個物體的存在並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10℃，這時當在寄存器2中表示最低溫度的這列旋轉到面對功率饋送部分時就切斷驅動電機的電源。因此，當託盤110停止轉動時，如果冷凍的漢堡120是面對著功率饋送部分的話，那麼冷凍的漢堡120就會比冷凍的米飯119得到更強烈地加熱。
此外，在冷凍的漢堡120加熱到其溫度已高於所要求溫度的狀態時，就再次旋轉託盤110。這時，有點加熱的米飯和有點加熱的漢堡繼續幾乎均勻的介電加熱。當米飯或漢堡都達到了最終加熱溫度75℃時，就結束介電加熱。採用這種方式可以將米飯和漢堡同時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，隨著託盤110以箭頭124的方向旋轉，紅外傳感器115的檢測區域118a，118b和118c在物體上通過。正如以上例子所討論的，在物體的位置被確定後，當在寄存器2中與冷凍漢堡122位置有關的列出現大於預定溫度差值的最低溫度時，託盤110就停止旋轉，使得冷凍漢堡122能面對功率饋送部分並對應於紅外傳感器115的檢測區域118a至118b，如圖6(b)所示。在這種狀態下，冷凍的漢堡122的介電加熱比冷凍的土豆123更強烈。隨後的操作相同於上述的討論，並且當漢堡和土豆都達到最終加熱溫度時，就結束介電加熱，這時，兩個物體都具有合適的溫度。
(實施例2)以下將討論實施例2。實施例2是將功率饋送部分安置在加熱腔的後壁上。
圖7是本發明實施例2的高頻加熱器具的部分結構的剖面示意圖。圖8是適用於器具的操作方框圖。圖9示意了器具託盤位置劃分的例子。圖10是器具的溫度檢測部件的主要部分的剖面圖。圖11是在器具中均勻加熱多個具有不同的加熱起始溫度的物體的示意圖。圖12是在器具中對具有不同的加熱起始溫度的多個物體進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部件的相互位置。
在圖7中，符號201a和201b是放置在託盤203上的需要加熱的物體，例如食物。託盤203由實施例1所示的託盤和旋轉支座組成，但採用一個整體結構來圖解說明。由旋轉驅動部件204驅動託盤203在加熱腔內旋轉並帶動需加熱的物體201a，201b的旋轉。高頻輻射發生器部件205通過波導206與加熱腔202相連接，以便於將形成在矩形孔的功率饋送部分產生高頻功率饋送到加熱腔202內。在波導206的上方安置了一個溫度檢測部件208，它通過在加熱腔202壁上製成的開孔209來監測來自物體201a，201b的紅外射線，以便於檢測物體201a，201b的溫度。溫度檢測部件208具有多個檢測元件，這些元件被安排來檢測紅外輻射的數量，紅外輻射是從分布在接近託盤203的半徑段內的四個區域發出的。
圖8顯示了該器具的操作方框圖。根據從溫度檢測部件208得到的信號，判定部件210，如微計算機檢查溫度差異。根據這些信息，控制部件211控制高頻輻射發生部件205和旋轉驅動部件204。
圖9顯示了以圓周方向等分並假定分成比如為總的20個地址的託盤203。一般來說，一個物體會放在多個地址上。物體的溫度將由溫度檢測部件208檢測並得到相關地址的溫度。
圖10是溫度檢測部件208的主要部分的剖面圖。在該圖中，4個檢測元件213安裝在一個金屬盒子212裡，用於檢測通過矽或相類似的材料製成的窗口214射入的紅外輻射。在窗口214的外面有一個採用塑料製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元件213能夠檢測到分布在託盤203的差不多半徑段內的相關4個點的溫度。
紅外檢測元件213所覆蓋的範圍能夠檢測在3釐米直徑圈內的溫度。如果該檢測範圍變大，溫度檢測的精度等級就會增加誤差。狹窄的檢測範圍能改善檢測的精度但會增加成本。一般來說，在高頻加熱器具中的食品盤子的直徑約為15釐米，因此需要5個紅外檢測元件213來檢測整個半徑段內的溫度。在本實施例中，使用4個檢測元件，其中一個執行對盤子周邊部分的檢測。正如以上所討論的，檢測元件的數目並局限於本實施例中的數目，它可以根據盤子的尺寸和所需要的精度來確定。
接著，將解釋操作和作用。
在放入需要加熱的物體以後，當開始高頻加熱時，託盤203就開始旋轉。當託盤203完成一次旋轉時，溫度檢測部件就能夠通過大致分布在託盤203半徑段內的4個點發出的紅外輻射的數量檢測出託盤上物體201a，201b的溫度。溫度檢測部件208核對表示物體210a，201b的地址。
當判定部件210根據表示多個物體201a，201b的檢測溫度的信號確定出溫度差值時，控制部件211就控制託盤203的旋轉機構204以便於當最低溫度邊上的地址(正在加熱的物體)到達接近電場強度最強的功率饋送部分207的位置時能使託盤停止旋轉，從而集中高頻加熱較低溫度的物體。因此，在短時間內集中加熱較低溫度的物體201b以降低溫度差值，進而實現多個物體201a，201b能同時加熱到相同的溫度。
我們來解釋下如圖11和圖12所示的冷凍的米飯(-20℃)216和冷的味曾湯(+5℃)217放在託盤上的情形。
在託盤203為了烹飪而開始旋轉以後，當託盤203旋轉了一圈或多圈時，多個物體216，217的溫度就能夠檢測到。這時，如果檢查了溫度差值並被確認為大於預定數值，那麼就在冷凍米飯216，最低溫度的食品，轉到接近電場強度最高的功率饋送部分的位置時，停止託盤203，從而短時間集中加熱冷凍米飯216。這就降低了溫度的差異。當溫度差值變得小於預定的數值時，可以控制旋轉機構204再次旋轉託盤203以便於物體216，217都能幾乎均勻地高頻加熱到相同的要求溫度。
接著，對加熱多個具有不同吸熱容量的物體的情形，我們將解釋一個例子，該例子如圖13和圖14所示，同時加熱大的杯子裡有大量牛奶和小的杯子裡有少量牛奶。
首先，隨著託盤203旋轉，多個物體218，219開始幾乎均勻的加熱。隨後能夠檢測出物體218，219的溫度。由於大杯裡的牛奶218的量較大，溫度就上升得慢些，因此就增加了溫度的差值。當溫度差值變得大於預定數值，例如5℃時，在牛奶218接近電場強度最高的功率饋送部分的位置時，通過停止託盤203使得大杯裡溫度較低的牛奶218能短時間集中加熱。這樣就降低了溫度的差值。當溫度差值小於預定的數值，例如0℃時，就控制旋轉機構204再次旋轉託盤203以便於兩個物體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，在高頻加熱的過程中，可以重複託盤的停止和旋轉。
正如上述所討論的，本發明可以使得一些日常生活中經常遇到的食品組合，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，同時加熱到相同的溫度。這是非常實用的。即使是在具有不同吸熱容量的不同食品的情況下，例如當大杯的牛奶和小杯的牛奶同時加熱時，這些食品也能在共同的加熱操作的結束時被加熱到相同的溫度。這也是非常實用的。另外，由於功率饋送部分是不能改變的，因此就不可能存在著由於電場集中而產生的不需要的發熱和打火。不需要類似于波導移動部件和功率饋送部分位置改變部件等複雜的機構，允許以簡單的結構來構成器具。
正如上述所討論的，當進行多個物體同時加熱時，利用以託盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測部件208，就可以通過旋轉託盤203檢測到多個物體的溫度。因此，有關溫度檢測部件208在加熱腔202中的位置不需要特殊的條件，但僅要求置於加熱物體的上方位置，在這個位置上溫度檢測部件能儘可能地把握物體的整個觀察範圍。
當進行集中地高頻加熱時，託盤203的旋轉就停止以便於其中一個物體能位於接近功率饋送部分207的位置。因此，利用以託盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測部件208，就難以產生溫度檢測，除非設置適當的位置作為溫度檢測部件的視角。
我們來考慮下這樣一種情形，例如，如圖15所示，溫度檢測部件221放在壁上，正面對由功率饋送部分形成的壁，它幾乎是以託盤203的半徑段作為視角直至託盤203的中心。在這種結構中，在通過旋轉託盤203來進行均勻加熱的過程中，溫度檢測部件221能夠檢測到託盤203上的物體216，217的溫度。然而，在託盤203停止以便於較低溫度的物體216能在接近功率饋送部分220的位置進行集中加熱的過程中，就沒有可能檢測到較低溫度的物體216的溫度。即，利用以託盤203的半徑段作為其視角的溫度檢測部件221，在溫度檢測部件221的位置和功率饋送部分220的位置之間存在著一個相互關係，因此以功率饋送部分220和託盤203中心的連接線作為視角是很重要的。
本發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，裝著多個需加熱物體的託盤是旋轉的；在集中加熱的模式中，根據由溫度和溫度差異產生的判斷，使託盤203停止讓較低溫度的物體位於接近功率饋送部分207的位置上以便於該物體的集中加熱。由於採用多個檢測元件213(4個元件)來檢測多個位置溫度的溫度檢測部件208是以託盤203的幾乎半徑段作為其視角的，所以該器具的特徵在於，以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線作為視角，在集中加熱過程中，也進行根據需要旋轉託盤203來檢測其他物體的溫度以確定溫度差值的加熱控制。
本發明將溫度檢測部件和加熱控制組合起來，其中，溫度檢測部件是以被多個紅外檢測元件所覆蓋的託盤203的半徑段作為其視角，加熱控制是用於確定溫度差值，因此就有可能以低的成本來精確地檢測溫度。另外，整個結構也變得非常簡單。
(實施例3)圖16是依據本發明實施例3的高頻加熱器具的示意圖，示意了以託盤的直徑段作為其視角的溫度檢測部件。圖17是在集中加熱過程中圖16的前半部分的示意圖。
討論與實施例2不同之處。
當託盤旋轉時和當託盤停止時，溫度檢測部件222採用功率饋送部分與託盤203中心連接線上的託盤203的直徑段作為被多個紅外檢測元件(例如，8個元件)所覆蓋的視角。當多個物體216，217被幾乎均勻的高頻加熱時，託盤203旋轉著，因此就沒有必要要求以託盤203的直徑段作為視角。但在較低溫度的物體216的被集中加熱過程中，因為託盤203是停止的，其他不是較低溫度的物體217的溫度檢測就要求以託盤的直徑段作為視角。也就是說，以託盤203的直徑段作為視角，這在集中加熱過程中進行一些加熱控制時時很必要的，這些加熱控制包括同時不時地旋轉託盤203以檢測其它物體的溫度並因此而確定溫度的差值。然而，本實施例的結構並沒有這類要求。
雖然，在本實施例中功率饋送部分207是安放在加熱腔202的後壁上，但應該注意到只要溫度檢測部件是設置在功率饋送部分207和託盤203中心的連接線的位置上，溫度檢測部件222和功率饋送部分是安裝在分開的壁上的。
依據本發明的溫度檢測部件是以多個紅外檢測元件所能覆蓋的託盤的直徑段作為視角，儘管檢測元件的數目(例如，8個元件)增加也稍微增加了成本，但是它不需要增加用於確定溫度差值的加熱控制。
(實施例4)圖18是本發明實施例4的高頻加熱器具的原理圖，顯示了由驅動部件驅動的單個檢測元件製成的溫度檢測部件。
討論與實施例2和實施例3所不同之處。
當託盤203旋轉時，通過採用單個紅外檢測元件的溫度檢測部件223和驅動部件224的組合來檢測正在加熱的物體的溫度。驅動部件224搖擺處於功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上的溫度檢測部件，以託盤203的半徑段作為視角。
當確認表示正在加熱的物體的地址到達由溫度檢測部件223監測的託盤203的半徑段時，執行的加熱控制包括在幾秒中的時間內停止託盤203的旋轉以及同時擺動溫度檢測部件223使其達到的等於託盤203半徑段的程度，於是就提高了溫度檢測的精度。
我們來考慮冷凍米飯(-20℃)216和冷的味曾湯放在託盤203上同時加熱的情形。隨著託盤203的旋轉，多個物體216，217被高頻加熱並且它們逐漸上升的溫度由溫度檢測部件223來檢測。如果發覺有溫度差值，當冷凍的米飯216，較低溫度的物體，轉到電場強度最強的接近功率饋送部分207的位置時，就將託盤停下來以便於能在短時間內集中加熱該物體。這時，溫度檢測部件223檢測冷凍米飯216的溫度。為了能核對與湯(+5℃)217的溫度之間的溫度差值，在集中加熱的過程中，也執行一些不時地旋轉託盤203的加熱控制。
採用本發明，雖然需要步進電機用於擺動驅動以及也需要執行核對溫度差值的加熱控制，但溫度檢測部件只需要少量的檢測元件，實現了降低成本。
(實施例5)圖19是本發明實施例5的高頻加熱器具的簡圖，顯示了單個檢測元件和驅動部件。
討論下與實施例2至4不同之處。
當託盤203旋轉時，使用由單個紅外檢測元件製成的溫度檢測部件223和驅動部件225的組合併且驅動部件225擺動處於功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上的溫度檢測部件223並以託盤203的直徑段作為其視角。
如實施例4，當確認表示正在加熱的物體的地址到達由溫度檢測部件223監測的託盤203的直徑段時，執行的加熱控制包括在幾秒中的時間內停止託盤203的旋轉以及擺動溫度檢測部件223使其達到等於託盤203的半徑段的程度，於是提高了溫度檢測的精度。
在集中加熱的過程中，在功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上驅動部件225擺動由單個紅外檢測元件製成的溫度檢測部件以至於可以託盤203的直徑段作為其視角。
讓我們來考慮冷凍米飯(-20℃)216和冷的味曾湯放在託盤203上同時加熱的情形。如果發覺溫度差值，當冷凍的米飯216轉到電場強度最強的接近功率饋送部分207的位置時，託盤就停下來以便於能在短時間內集中加熱物體。這裡，與實施例4的不同是驅動部件225擺動溫度檢測部件223以便於可以取託盤203的直徑段作為視角，因此這就允許檢測到冷凍的米飯216和冷湯217兩者的溫度。
本發明需要步進電機用於擺動驅動和需要另外執行驅動控制操作，其中一個是以半徑作為視角，而另一個是以直徑作為視角。但是本發明免除了核對溫度差值的加熱控制的需要以及溫度檢測部件只需要少量的元件，實現了降低成本。
討論另一個實施例。
在託盤旋轉加熱的過程中以及在集中加熱的過程中，都使用由單個紅外檢測元件製成的溫度檢測部件223和驅動部件225的組合併且驅動部件225擺動在功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上以託盤203的直徑段作為視角的溫度檢測部件223。
與以上實施例所不同之處是當託盤旋轉加熱時，溫度檢測部件是以託盤203的半徑段還是以託盤203的直徑段作為視角。託盤203的直徑是根據器具的熱容量來變化的。本實施例只是取決這些條件的一種選擇。
(實施例6)
圖20是本發明實施例6的高頻加熱器具的示意圖，顯示了在加熱過程中的多個溫度檢測部件。圖21是器具的側視簡圖。
討論與實施例2-5的不同之處。
溫度檢測部件是一個多類型部件，它包括溫度檢測部件A和B 226a，226b的組合。在託盤旋轉加熱的過程中以及在集中加熱的過程中，溫度檢測部件A226a利用被多個紅外檢測元件(例如，2至3個元件)所覆蓋的、在功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上以託盤203的半徑段作為其視角；而溫度檢測部件B 226b則利用託盤203的其餘半徑段作為其視角。
首先，在託盤旋轉加熱的過程中，通過旋轉託盤203來加熱多個物體216，217，溫度檢測部件226a，226b都用於檢測溫度。不同於實施例2-5是，在上述實施例中測量溫度是每隔一次託盤的旋轉，而本實施例能夠在間隔託盤203的1/2旋轉中核對溫度。這時，冷凍米飯216和冷的湯217的溫度都被溫度檢測部件A，B 226a，226b檢測。
對本發明來說，雖然使用多個溫度檢測部件且每個部件都具有多個檢測元件而稍微增加了成本，但不需要增加核對溫度差值的控制，再次提高了溫度檢測的速度和提高了加熱控制的精度。
在上述實施例中，我們已經討論了同時加熱兩種不同類型的物體的情形。以類似於同時加熱兩種物體的方法可以同時加熱三種不同類型的物體。也就是說，當三種物體在同一時間加熱時，首先採用旋轉託盤的方法來加熱物體。三個物體在以後的一些點上，能夠選出具有較低溫度的物體。當被選出的物體轉到輻射強度強烈的位置時，託盤的旋轉就停止以便於在強烈的輻射條件下加熱物體。隨後，託盤又再次旋轉，重複以上討論的過程，從而將所有的物體都加熱到適當的溫度。也可以類似的方式來同時加熱4個不同狀態的物體。
在只加熱一個物體以及該物體非常大以至於在該物體內有溫度差異的情形下，假定一個物體是由高溫物體和較低溫度的物體部分所組成的，根據類似於本實施例的方法，仍有可能將整個物體加熱到合適的溫度。
正如上述所討論的，對本實施例來說，由功率饋送部分和旋轉支座，以及在強和弱輻射之間的差異所形成的高頻輻射強度變化被利用來採用強輻射加熱較低溫度的物體和採用弱輻射加熱高溫物體，從而將整個物體加熱到合適的溫度。
工業應用正如以上所討論的，本發明利用功率饋送部分和旋轉支座來形成加熱腔內的高頻輻射強度的實在變化；在託盤旋轉加熱的過程中，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物體或正在加熱的一個物體的溫度信息最低的一個部分；當被選擇的物體或部分接近輻射強烈的位置時就停止託盤的旋轉；在強烈的輻射條件下強烈地加熱較低溫度的物體或部分。通過重複這一過程，物體就被加熱了。因此就有可能將所有不同的物體或一個完整的物體加熱到合適的溫度。
由多個檢測元件所覆蓋並以託盤的半徑段作為檢測角度的溫度檢測部件與核對溫度差異的加熱控制相結合。這樣的結構能夠以低成本來實現溫度的精度檢測。
此外，在均勻加熱和集中加熱的兩個過程中，由於溫度檢測部件以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上託盤的直徑作為其被多個紅外檢測元件(例如，2個至3個元件)所覆蓋的視角，所以就不需要增加核對溫度差異的加熱控制，當然在溫度檢測部件中增加的檢測元件的數目(例如，8個元件)也會稍微增加些成本。
此外，在均勻加熱的過程中，由以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上的託盤半徑作為其被單個紅外檢測元件所覆蓋的視角的溫度檢測部件和驅動部件的組合來檢測溫度。在集中加熱的過程中，上述的溫度控制部件與加熱控制相結合，該加熱控制在加熱的過程中必要時旋轉託盤以便於核對多個物體之間的溫度差異。儘管這種結構需要步進電機用於擺動的驅動也需要另外執行核對溫度差異的控制，但是溫度檢測部件只需要少量的檢測元件，這就降低了成本。
此外，在均勻加熱的過程中，由以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線上的託盤半徑作為被單個紅外檢測元件所覆蓋的其視角的溫度檢測部件和驅動部件的組合來檢測溫度。在集中加熱的過程中，由以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線位置被單個紅外檢測元件所覆蓋的託盤直徑作為其視角的溫度檢測部件和驅動部件的組合來檢測溫度。儘管這種結構需要步進電機用於擺動的驅動也需要另外執行驅動控制，一個是取半徑作為視角，一個是取直徑作為視角，但不需要執行另外的核對溫度差異的控制並且溫度檢測部件只需要少量的檢測元件，實現了降低成本。
此外，溫度檢測部件是一個多組合類型的，它包括了溫度檢測部件A和B的組合。在均勻加熱和集中加熱的兩個過程中，溫度檢測部件A由以功率饋送部分207和託盤203中心的連接線位置的託盤半徑作為其視角來檢測溫度，而溫度檢測部件B採用託盤的其餘半徑的範圍作為其視角。雖然多個溫度檢測部件的使用，且每個部件都具有多個溫度檢測元件，就稍微增加了些成本，但是不需要增加核對溫度差異的控制，這也就使得結構能簡單些。
此外，當多個在加熱操作開始時具有不同溫度的物體或多個具有不同吸熱容量的物體被同時加熱時，在加熱操作結束的時候，它們可以加熱到幾乎相同的溫度。
本發明能夠解決採用常規器具分別加熱物體所遇到的各種各樣的不便利，並且能夠在常規器具所花的一半時間內加熱多個食品。此外，由於多個食品能同時加熱到所要求的溫度，因此，它們都很實用且用於飲食是最好的。這應該是非常便利於大家庭的。
此外，當較低溫度的物體轉到接近電場強度最強的功率饋送部分的位置時，就控制託盤停止。這種結構不會對功率饋送部分產生任何變化。不需要複雜的機構，例如波導移動部件或開路位置變化部件。因為本發明的器具能夠採用簡單結構實現同時加熱到相同的溫度，所以它具有很大的使用價值。
權利要求
1.一種高頻加熱器具，其特徵在於它包括溫度檢測部件，安裝在加熱腔內以檢測被介電加熱的物體的表面溫度；輻射變化部件，在所述加熱腔內形成高頻輻射強度的變化；控制部件，在用所述溫度檢測部件監測物體表面溫度的同時加熱放置於輻射強之處的物體。
2.一種高頻加熱器具，其特徵在於它包括託盤，其上放置需加熱的物體；旋轉驅動部件，用於旋轉所述託盤；溫度檢測部件，通過旋轉所述託盤覆蓋所述託盤的作為檢測區域的幾乎整個區域；輻射變化部件，在所述加熱腔內形成高頻輻射強度的變化；控制部件，當物體旋轉到輻射強烈的位置時停止託盤的旋轉並在用所述溫度檢測部件監測物體表面溫度的同時加熱該物體。
3.根據權利要求1或2的高頻加熱器具，其特徵在於物體是由多個不同種類的物體所組成並且將較低溫度的物體置於輻射強烈之處。
4.根據權利要求1或2的高頻加熱器具，其特徵在於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託盤的旋轉支座。
5.根據權利要求4的高頻加熱器具，其特徵在於旋轉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中傳播波長的1/4，所述波導將由高頻輻射發生部件產生的高頻輻射發射到功率饋送部分。
6.一種高頻加熱器具，其特徵在於它包括加熱腔，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；託盤，其上放置物體；旋轉驅動部件，旋轉所述託盤；溫度檢測部件，通過旋轉所述託盤覆蓋所述託盤的作為檢測區域的幾乎整個區域；和當所述託盤上的物體處於所述溫度檢測部件的檢測區域內停止託盤旋轉的部件。
7.一種高頻加熱器具，其特徵在於它包括功率饋送部分，向加熱腔提供高頻功率；託盤，其上放置多個需要加熱的物體並使位於功率饋送部分附近的物體比位於其它位置的物體接受更多的高頻功率；溫度檢測部件，當所述託盤旋轉時檢測多個物體的溫度，當所述託盤停止時監測功率饋送部分附近的至少一個物體的溫度變化；判定部件，當託盤正在旋轉時，根據來自所述溫度檢測部件的檢測結果確定被加熱物體之間的溫度差異；和控制部件，根據判定部件作出的判定結果當較低溫度的物體轉到功率饋送部分附近時停止託盤的旋轉並對該物體集中加熱，同時不時地轉動所述託盤以核對較低溫度的物體的可能變化。
8.根據權利要求7的高頻加熱器具，其特徵在於所述溫度檢測部件具有多個紅外檢測元件，通過粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的半徑段作為被所述多個檢測元件所覆蓋的視角而檢測溫度。
9.根據權利要求7的高頻加熱器具，其特徵在於所述溫度檢測部件具有多個檢測元件，通過粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的直徑段作為被所述多個檢測元件所覆蓋的視角而檢測溫度。
10.根據權利要求7的高頻加熱器具，其特徵在於所述溫度檢測部件採用單個紅外檢測元件與驅動部件的組合，通過粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的半徑段作為視角而檢測溫度。
11.根據權利要求7的高頻加熱器具，其特徵在於所述溫度檢測部件採用單個紅外檢測元件與驅動部件的組合，當所述託盤旋轉時通過粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的半徑段作為視角，而當所述託盤靜止時通過粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的直徑段作為視角而檢測溫度。
12.根據權利要求7的高頻加熱器具，其特徵在於溫度檢測部件包括溫度檢測部件A和溫度檢測部件B的組合，各自都具有多個紅外檢測元件；採用所述溫度檢測部件A粗略地取在功率饋送部分與所述託盤中心的連接線上所述託盤的半徑段作為視角；採用所述溫度檢測部件B粗略地取所述託盤的其餘半徑段作為視角。
13.一種高頻加熱器具，其特徵在於它包括加熱腔，能容納需要加熱的物體；高頻輻射發生部件，產生高頻輻射；功率饋送部分，向所述加熱腔提供由所述高頻輻射發生部件產生的高頻輻射；驅動電源，驅動所述高頻輻射發生部件；託盤，其上放置需要加熱的物體；旋轉支座，其上放置所述託盤並與功率饋送部分合作在所述加熱腔內形成高頻輻射強度的變化；旋轉驅動部件，驅動所述旋轉支座；溫度檢測部件，在託盤旋轉時幾乎覆蓋所述託盤的作為檢測區域的整個區域；和，控制部件，根據由所述溫度檢測部件的檢測信號所表示的物體溫度分布來控制所述驅動電源和所述旋轉驅動部件的操作，並利用高頻輻射強度上的變化，採用強的高頻輻射來加熱較低溫度的物體和採用弱的高頻輻射來加熱較高溫度的物體，從而採用高頻輻射將整個物體加熱到合適的溫度。
14.根據權利要求13的高頻加熱器具，其特徵在於控制部件控制所述旋轉驅動部件以致於當控制部件判定在由所述溫度檢測部件的檢測信號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了預定值時，在停止所述託盤的旋轉之前讓最低溫度物體能轉到面向功率饋送部分的處於強烈高頻輻射的位置，並且當滿足預定停止復位條件時，再次旋轉所述託盤。
15.根據權利要求14的高頻加熱器具，其特徵在於停止復位條件是根據所述託盤停止旋轉之前獲得的物體溫度分布的最高溫度得到的一個絕對溫度值或是根據最高與最低溫度之間的溫度差值得到的一個溫度上升值。
16.根據權利要求14的高頻加熱器具，其特徵在於停止復位條件是與停止所述託盤旋轉有關的一個預定靜止時間。
17.一種控制高頻加熱以同時加熱多個在加熱初時具有不同溫度的物體和/或多個具有不同吸熱容量的物體的方法，其特徵在於在加熱操作的過程中，至少可在一些點上能在高頻輻射最強烈的位置上對最低溫度的物體加熱以便於在加熱操作結束時能使得多個物體加熱到幾乎相同的溫度。
18.一種控制高頻加熱以同時加熱多個在加熱初時具有不同溫度的物體和/或多個具有不同吸熱容量的物體，以便在加熱操作結束時能使得多個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其上放置多個物體的託盤以便採用高頻輻射對其加熱，停止所述託盤的旋轉以便採用高頻輻射集中加熱某一指定物體。
全文摘要
本發明提供了一種能同時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:安置於加熱腔(10)右壁(11)上的功率饋送部分(19);其上放置需要加熱物體的託盤(20);改良結構的旋轉支座(21),驅動電機(22);以功率饋送部分(19)的前面區域作為檢測區域的溫度檢測部件(25);以及控制部件(24),其中通過功率饋送部分(19)和旋轉支座(21)來形成高頻輻射的變化,以及根據溫度檢測部件的信號,控制部件識別託盤上物體的位置並控制驅動電機使較低溫度的物體轉到高頻輻射強烈的位置以避免該物體的加熱不充分,從而使多個物體能同時加熱到合適的溫度。
文檔編號H05B6/68GK1366787SQ01800972
公開日2002年8月28日 申請日期2001年3月30日 優先權日2000年4月17日
發明者渡邊賢治, 藤下和男, 信江等隆, 瀧崎健, 水田功, 福本明美 申請人:松下電器產業株式會社