微波爐空載自動斷電控制裝置和微波爐的製作方法
2023-05-18 16:07:46 2
本發明涉及微波爐空載自動斷電控制裝置和微波爐，屬於微波爐安全運行領域。
背景技術：
隨著工作節奏的日益加快，微波爐由於其加熱速度快，使用方便等優點，越來越受到人們的重視，尤其是上班一族，使用微波爐的人數也越來越多，但是，在一些情況下，比如：上班一族辛苦一天，下班回來，匆匆忙忙熱飯菜，忙亂之中，忘了將食物放入微波爐就按下了啟動按鈕，過了幾分鐘，設定的時間到了，打開爐門，卻發現原來是空的；或者，小孩隨手把微波爐的開關和定時器旋鈕一轉，微波爐也就工作了。上述兩種情況均是微波爐在空載狀況下工作，這種狀況下主要會產生兩種壞處，一是浪費電能，產生噪音，最重要的是，容易損壞微波爐的心臟--磁控管，或者高壓保險絲等，造成微波爐的損壞。
為了防止微波爐空載，目前有的學者採用在微波爐的加熱轉盤下安裝壓力傳感器的方式，因為任何食物(含器皿)都是有重量的，在轉盤的下方放置壓敏電阻來檢測這個重量，從而判斷有沒有放置食物，但是這種方式卻很難實現，因為轉盤是轉動的，壓力傳感器很難安裝且很難將輸出信號線路引出來，除非使用電刷將引腳引出來，這樣實現難度是很大的；另外，有些學者想到了使用超聲波來進行空載檢測，超聲波的優點是不容易受到(微波的)幹擾，但是超聲波的指向性不是很明顯，容易對空載檢測造成很大的誤差，進而發生誤動作。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種微波爐空載自動斷電控制裝置，用以解決現有的微波爐在空載時無法自動斷開電源的問題。本發明同時提供一種微波爐。
為實現上述目的，本發明的方案包括：一種微波爐空載自動斷電控制裝置，包括控制開關、控制裝置、光信號接收模塊和光信號發射模塊，所述控制開關串設在所述微波爐的供電迴路上，所述控制裝置採樣連接所述光信號接收模塊，控制連接所述控制開關，所述控制開關用於在微波爐空載時斷開微波爐的供電迴路，實現微波爐在空載時的自動斷電控制；
所述光信號發射模塊與光信號接收模塊設置在微波爐的加熱腔中，且所述光信號發射模塊與光信號接收模塊之間的發射接收光路穿過微波爐的加熱轉盤的上方空間。
所述控制裝置為一個控制器，所述控制開關為可控開關管或者繼電器的觸點。
所述控制裝置為一個控制電路，所述控制電路為一個繼電器的供電迴路，所述光信號接收模塊串設在所述繼電器的供電迴路上，所述繼電器的一個觸點為所述控制開關。
所述光信號發射模塊為一個雷射發射管，所述光信號接收模塊為光電接收二極體D4，所述控制裝置為一個控制電路，所述控制電路包括穩壓二極體D2、開關管Q1、開關管Q2和繼電器K1的控制線圈，該控制電路的用於連接供電電源的電源埠通過電阻R1和光電接收二極體D4接地，電阻R1和光電接收二極體D4之間的連接點通過所述穩壓二極體D2控制連接所述開關管Q1，所述電源埠通過開關管Q1和電阻R2接地，開關管Q1與電阻R2之間的連接點控制連接所述開關管Q2，所述電源埠通過所述繼電器K1的控制線圈和開關管Q2接地；所述控制開關為所述繼電器K1的一個觸點。
所述雷射發射管的供電線路上串設有一個退出開關。
一種微波爐，包括一個空載自動斷電控制裝置，該空載自動斷電控制裝置包括控制開關、控制裝置、光信號接收模塊和光信號發射模塊，所述控制開關串設在所述微波爐的供電迴路上，所述控制裝置採樣連接所述光信號接收模塊，控制連接所述控制開關，所述控制開關用於在微波爐空載時斷開微波爐的供電迴路，實現微波爐在空載時的自動斷電控制；
所述光信號發射模塊與光信號接收模塊設置在微波爐的加熱腔中，且所述光信號發射模塊與光信號接收模塊之間的發射接收光路穿過微波爐的加熱轉盤的上方空間。
所述控制裝置為一個控制器，所述控制開關為可控開關管或者繼電器的觸點。
所述控制裝置為一個控制電路，所述控制電路為一個繼電器的供電迴路，所述光信號接收模塊串設在所述繼電器的供電迴路上，所述繼電器的一個觸點為所述控制開關。
所述光信號發射模塊為一個雷射發射管，所述光信號接收模塊為光電接收二極體D4，所述控制裝置為一個控制電路，所述控制電路包括穩壓二極體D2、開關管Q1、開關管Q2和繼電器K1的控制線圈，該控制電路的用於連接供電電源的電源埠通過電阻R1和光電接收二極體D4接地，電阻R1和光電接收二極體D4之間的連接點通過所述穩壓二極體D2控制連接所述開關管Q1，所述電源埠通過開關管Q1和電阻R2接地，開關管Q1與電阻R2之間的連接點控制連接所述開關管Q2，所述電源埠通過所述繼電器K1的控制線圈和開關管Q2接地；所述控制開關為所述繼電器K1的一個觸點。
所述雷射發射管的供電線路上串設有一個退出開關。
本發明提供的微波爐空載自動斷電控制裝置中，利用光電傳播和接收來實現微波爐的空載檢測，即在微波爐的加熱腔中設置有光信號發射模塊和光信號接收模塊，在沒有放入食物時，光信號接收模塊能夠接收到光信號發射模塊發射的信號，此時控制模塊根據光信號接收模塊傳輸的信號自動控制微波爐的供電迴路中的控制開關斷開，實現微波爐在空載時自動斷電，使其無法工作，不但能夠節約電能，沒有噪音，而且，沒有損壞微波爐的磁控管，或者高壓保險絲等，避免造成微波爐的損壞。另外，當放入食物時，光信號接收模塊無法接收到光信號發射模塊發射的信號，此時控制微波爐的加熱裝置接通電源，使其正常工作。因此，通過該方式能夠在微波爐空載時實現自動斷電，避免微波爐空載運行，避免造成微波爐的損壞，保證了微波爐的正常工作。
而且，相對於使用壓力傳感器和超聲波對微波爐進行空載檢測，該方式很容易實現。
附圖說明
圖1是微波爐第一個實施例的結構框圖；
圖2是微波爐空載自動斷電控制裝置的電路圖；
圖3是微波爐第二個實施例的結構框圖；
圖4是微波爐第三個實施例的結構框圖；
圖5是微波爐第四個實施例的結構框圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
微波爐實施例
如圖1所示，微波爐包括微波爐本體，電源為微波爐本體供電；該微波爐還包括一個空載自動斷電控制裝置，該空載自動斷電控制裝置包括控制開關、控制裝置、光信號接收模塊和與光信號接收模塊配套設置的光信號發射模塊，控制開關串設在微波爐本體的供電迴路上，控制裝置採樣連接光信號接收模塊，控制連接該控制開關。而且，光信號發射模塊與光信號接收模塊設置在微波爐的加熱腔中，且光信號發射模塊與光信號接收模塊之間的發射接收光路穿過加熱轉盤的上方空間，這裡的上方空間在加熱腔中。如果轉盤為圓形，該轉盤的邊為一個圓周，經過該圓周的、且與轉盤所在的面(水平面)垂直的面為一個圓柱體，上方空間指的是該圓柱體在加熱腔中的部分；如果轉盤為其他由幾條邊圍成的多邊形，以一個具有代表性的長方形為例(其他多邊形與該長方形的原理相同)，該轉盤的邊為一個長方形，對於每一個邊，選取一個與轉盤所在的面(水平面)垂直、且與經過該邊的面，最終，這四個垂直面圍成一個長方體，上方空間指的是該長方體在加熱腔中的部分。所以，只要在轉盤上放置食物，光信號接收模塊就無法接收到光信號發射模塊發射的信號，進而做出空載判定。
當然，如果想要更加準確地檢測，光信號發射模塊與光信號接收模塊之間的發射接收光路還可以與加熱轉盤的中點所在的豎直線相交。
另外，在滿足「光信號發射模塊與光信號接收模塊之間的發射接收光路穿過加熱轉盤的上方空間」的基礎上，光信號發射模塊和光信號接收模塊包括但不局限於以下幾種設置方式：可以設置在加熱腔中的兩個相對側面上，兩者水平高度可以相同或者不同；光信號發射模塊和光信號接收模塊還可以設置在加熱腔中的同一個側面上，且在光信號發射模塊的相對側面上設置一個反射鏡，光信號發射模塊發出的光信號經過該發射鏡發射後，穿過上方空間後射到光信號接收模塊上；另外，光信號發射模塊和光信號接收模塊中的其中一個模塊可以設置在加熱腔中的底面上(不在加熱轉盤的下方)，另一個設置在側面上；如果加熱轉盤是透明的，光信號發射模塊和光信號接收模塊中的其中一個模塊就能夠設置在加熱轉盤的下方。當然，光信號發射模塊和光信號接收模塊還可以不設置在加熱腔的面上，其可以通過兩個支架而固定在加熱腔的內部空間中。
在本實施例中，光信號發射模塊為雷射發射模塊，對應地，光信號接收模塊為雷射接收模塊；或者，光信號發射模塊為紅外發射模塊，對應地，光信號接收模塊為紅外接收模塊。
在本實施例中，如圖2所示，控制裝置為一個控制電路，光信號發射模塊為雷射發射管DS1，光信號接收模塊為光電接收二極體D4。控制電路中，220V交流電經過降壓變壓器T1後有兩個輸出，一路輸出經橋式整流電路後作為控制開關的控制電路的供電電源；另一路作為雷射發射管DS1的供電電源。
經橋式整流電路後的輸出端通過電阻R1和光電接收二極體D4接地，電阻R1和光電接收二極體D4之間的連接點通過穩壓二極體D2控制連接開關管Q1；經橋式整流電路後的輸出端通過開關管Q1和電阻R2接地，開關管Q1與電阻R2之間的連接點控制連接開關管Q2；經橋式整流電路後的輸出端通過繼電器K1的控制線圈和開關管Q2接地。控制開關為繼電器K1的一個觸點KB。其中，開關管Q1和Q2可以為三極體，也可以為其他的可控開關管，比如：IGBT。
當微波爐內不放待加熱的食品物品和容器時，即空載時，爐體內DS1發射管發出的光束直接由D4光電二極體接收到，這時D4內阻為0Ω，開關管Q1的基極沒有電壓，Q1截止，進而開關管Q2截止，繼電器K1的控制線圈中沒有電流，繼電器觸點KB處在斷開狀態，微波爐不工作；當微波爐內放置待加熱的食品物品和容器時，這些待加熱的物品阻斷了DS1發射的光束，此時，D4接收不到光信號，D4的內阻變大(約200KΩ左右)，由於電阻R1的阻值為10KΩ，所以D4與R1串聯時，D4分得的電壓較多(大於4.2V以上)，此時Q1的基極為高電位，Q1導通，進而Q2的基極為高電位，Q2導通，此時繼電器K1線圈通電，使觸點KB閉合，此時微波爐供電迴路供電正常。通過該電路能夠實現微波爐不會空載工作的目的。
為了實現該空載自動斷電控制裝置能夠方便地投入或者退出微波爐，可以在雷射發射管的供電線路上串設有一個退出開關，當不需要使用該空載自動斷電控制裝置時，斷開該退出開關，所以D4就一直無法接收到發射管發出的光信號，同理，觸點KB會一直閉合，微波爐供電迴路一直供電正常。
上述實施例中，給出了一種具體的控制裝置的控制電路，作為其他的實施例，控制裝置還可以是以下形式：
如圖3所示，控制裝置為一個控制器，比如：微處理器或者CPU等，控制開關為可控開關管，比如：IGBT等。當光信號接收模塊接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐空載，光信號接收模塊將接收到的信號給控制器，控制器控制可控開關管斷開，微波爐無法工作，防止空載；當光信號接收模塊無法接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐內有需要加熱的食物，控制器控制可控開關管導通，微波爐正常工作。
如圖4所示，控制裝置包括一個控制器和繼電器的控制線圈，控制開關為該繼電器的一個觸點，控制器控制連接該控制線圈。當光信號接收模塊接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐空載，光信號接收模塊將接收到的信號給控制器，控制器控制繼電器的控制線圈得電，觸點斷開，微波爐無法工作，防止空載；當光信號接收模塊無法接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐內有需要加熱的食物，控制器控制繼電器的控制線圈失電，觸點閉合，微波爐正常工作。
如圖5所示，控制裝置為繼電器K2的供電迴路，光信號接收模塊串設在繼電器K2的供電迴路上，繼電器K2的一個觸點為控制開關。當光信號接收模塊接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐空載，光信號接收模塊的內阻幾乎變為零，繼電器K2的線圈得電，常閉觸點斷開，微波爐無法工作，防止空載；當光信號接收模塊無法接收到光信號發射模塊發出的光信號時，表明微波爐內有需要加熱的食物，光信號接收模塊的內阻變得十分大，繼電器K2的供電迴路相當於斷路，線圈失電，常閉觸點閉合，微波爐正常工作。
上述光信號接收模塊在接收到光信號時，內阻很小，反之，很大，對應地，繼電器觸點為常閉觸點；當然，如果選擇的光信號接收模塊在接收到光信號時，內阻很大，反之，很小，那麼，繼電器觸點就要為常開觸點。
微波爐空載自動斷電控制裝置實施例
本發明中，微波爐空載自動斷電控制裝置與微波爐的區別在於：微波爐包含該空載自動斷電裝置的所有技術手段，而且微波爐還包括有電源開關和加熱裝置等其他組成部分。由於微波爐空載自動斷電控制裝置在上述實施例中已做出詳細描述，這裡不做贅述。
以上給出了具體的實施方式，但本發明不局限於所描述的實施方式。本發明的基本思路在於上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數並不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍內。