Brevet FR2510239A1 — publié le 19830128

Q 239 La présente invention se rapporte à un four à micro-ondes et concerne plus particulièrement un four combiné à micro-ondes et à gril qui détermine, en fonction de la variation dans le temps de la tension aux bornes d'un détec- teur de gaz, quelle sorte d'aliment est en cours de cuisson, puis fixe automa- tiquement l'instant auquel l'opération de cuisson de cet aliment doit être arrêtée Les fours automatiques à micro-ondes de type classique, capables de déterminer et de commander automatiquement la progression de l'opération de cuisson d'un aliment à l'aide d'un ou de plusieurs détecteurs, sont pourvus d'un nombre prédéterminé de touches correspondant respectivement à des sortes différentes d'aliments pour lesquelles des températures de cuisson finales dis- tinctes sont préréglées. La présente Dmanderesse a orienté ses recherches enr direction de l'automatisa- tion des processus de cuisson dans les fours à micro-ondes, dans lesquels le type d'aliment à chauffer et à cuire est déterminé et sa température de cuisson finale optimale est évaluée d'après la variation dans le temps de la-tension aux bornes d'un détecteur de gaz De telles recherches ont grandement contribué à la mise au point de nouveaux types de fours -à micro-ondes qui éliminent la nécessité des touches de préréglage individuelles pour les différentes sortes d'aliments et ce, grâce aux processus de cuisson automatisés. Toutefois, aucune attention particulière n'a été accordée à l'automati- sation des fours combinés à micro-ondes et à gril En conséquence, un but de la présente invention est de procurer un four automatique combiné à micro-ondes et à gril, qui assure une automatisa- tion du chauffage combiné par micro-ondes et par gril Pour atteindre ce but, la présente invention a pour objet un four combiné à micro-ondes et à gril qui comprend une chambre de cuisson dans laquelle un aliment peut être chauffé, deux détecteurs pour détecter les valeurs des différents paramètres relatifs à l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de cuisson du four combiné dans laquelle ce chauffage est effectué et pour fournir des tensions représentatives des variations de ces paramètres, des moyens pour déterminer, d'après les variations dans le temps de la tension fournie par l'un des deux détecteurs, quelle sorte d'aliment est en cours de cuisson et si le chauffage par micro-ondes de l'aliment est achevé, des moyens pour commander le chauffage par micro-ondes dans la chambre de cuisson en réponse à la sortie de ces moyens de détermination et des moyens pour commander le gril en réponse à la sortie de l'autre détecteur - Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu deux détecteurs qui sont en général un détecteur de gaz et un élément thermo-sensible tel qu'une thermistance, placés à l'intérieur d'un passage pour l'évacuation de l'air hors de la chambre de cuisson En addition à un moyen de commutation qui commande un circuit d'activation d'une source de micro-ondes telle qu'un magnétron, il est prévu un interrupteur de cuisson qui est commun à toutes les différentes sortes d'aliments à chauffer Il est en outre prévu un micro-calculateur qui délivre une instruction d'arrêt de chauffage au circuit d'activation de la source de micro-ondes en réponse non seulement aux signaux de sortie de l'élément thermo-sensible et du détecteur de gaz mais aussi à un programme mis en mémoire dans le micro-calculateur En fonction de la vitesse de variation dans-le temps du signal de sortie du dé- tecteur de gaz, le micro-calculateur détermine quelle sorte d'aliment est en train d'être chauffée, puis fixe un niveau final projeté que le détecteur de gaz devra atteindre à la fin du chauffage et un niveau final projeté que l'élé- ment thermo-sensible devra atteindre à la fin du chauffage Une instruction de fin de chauffage est générée quand à la fois le détecteur de gaz et l'élément thermo-sensible atteignent leurs niveaux finals projetés respectifs De plus, une valeur de compensation (U) est évaluée à partir de la vitesse de variation dans le temps de la sortie de l'élément thermo-sensible et, dès que le chauf- fage par micro-ondes est achevé, un chauffage par le gril est effectue sur une période de temps qui est déterminée par la valeur de compensation (U). La présente invention va être mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui en est faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'illustration de l'invention et n'en sont pas une représentation limitative. Sur ces dessins: - la figure 1 est une représentation graphique qui permet de comprendre le principe de la détermination du type d'aliment, proposé par la présente invention; les figures 2 et 3 sont des représentations graphiques qui explicitent les manières de résoudre les problèmes antérieurs grâce à la présente invention; la figure 4 est une vue de face d'un four combiné conforme à un mode de réalisation de la présente invention; la figure 5 est une vue en coupe transversale du four combiné de la figure 4 la figure 6 est le schéma d'un circuit incorporé dans ce four com- biné; les figures 7 et 8 sont des courbes caractéristiques qui explicitent le fonctionnement du four combiné; et la figure 9 est un organigramme du fonctionnement du four combiné. 2 510239 Afin de faciliter la compréhension de la présente invention, on va d'abord exposer le principe de déroulement automatique des processus de cuisson La figure 1 illustre la variation dans le temps d'une tension VG aux bornes d'un détecteur de gaz 7, pour différentes sortes d'aliments Si un rapport V T 2/V est évalué, dans lequel V Tl est la tension aux bornes du détecteur quand un temps T 1 s'est écoulé depuis le point de départ du chauffage et VT 2 est la valeur de cette tension quand un temps T 2 s'est écoulé, le résultat de cette évaluation révéle une différence très nette suivant le type d'aliment En supposant que Tl = 30 sec et T 2 = 4 h sec, ce rapport est inférieur à 0,9 pour le saké chaud alors qu'il est compris entre 0,9 et 0,95 pour les hors-d'oeuvrespréparés et les bols de rizvet entre 0,95 et 1 pour les plats préparés enveloppés dans une pellicule de protection La nature de l'aliment est en conséquence déterminée par le rapport VT 2/V 1 et ses niveaux de détec- tion optima VHS, VDS et VSS sont alors détermines, la tension, V Ginterrompant le chauffage lorsqu'elle atteint ces niveaux. Si toutefois les niveaux de détections VHS, VDS et V Ss servant à déterminer la nature de l'aliment et à interrompre le chauffage, sont unique- ment fonction de la tension V apparaissant aux bornes du détecteur de gaz, le G chauffage est insuffisant pour des aliments d'un poids plus élevé car l'énergie calorifique nécessaire pour ce chauffage varie avec le poids de l'aliment même pour un même type d'aliment De bonnes conditions de cuisson ne peuvent donc être obtenues pour une gamme étendue de poids des aliments. La figure 2 montre comment la tension VT aux bornes d'une thermistance varie avec le temps de chauffage, pour différents poids de l'aliment, par exemple 100 g, 200 g, 400 g et 600 g Plus précisément, cette représentation graphique indique également que cette tension V chute defaçon sensiblement linéaire dans le temps avec une augmentation de l'évacuation d'air et ce, quelle que soit la nature de l'aliment et que celui-ci soit enveloppé ou non dans une pellicule de protection. La durée du chauffage par gril, à l'aide d'un ou-de plusieurs élé- ments chauffants est par ailleurs déterminée principalement par la nature de l'aliment et non par son poids En général, la durée de chauffage est de 8 minutes pour du maquereau grillé et de 12 minutes pour du gratin Toutefois, il est là aussi évident que cette durée de chauffage sera différente quand le poids de l'aliment varie dans une mesure importante comme lorsqu'on passe d'une à six tranches de maquereau En outre, les effets d'un chauffage par gril sont nettement altérés quand la tension de la source d'énergie fluctue. La figure 3 représente des données expérimentales correspondant aux variations de la tension VT auxbornes de la thermistance quand le poids de l'aliment à chauffer est fixe mais que la tension d'alimentation varie. Quand cette tension d'alimentation est basse,'un détecteur de gaz 7 et une thermistance 8 sont disposés dans une évacuation d'air à température élevée 6 La résistance du détecteur de gaz 7 subit une variation qui est fonction de la condensation du gaz s'échappant de l'aliment tandis que celle de la thermistance 8 varie avec la température de ces gaz qui s'élève au cours de la progression du chauffage De manière connue en soi, un magnétron 9 est prévu pour émettre des micro-ondes et un élément chauffant à infra-rouges sert à griller l'aliment. La figure 6 est un schéma d'un circuit qui-fait partie du four combiné à micro-ondes et à gril conforme à un mode de réalisation de la présente invention Le détecteur de gaz 7 est connecté, à travers une résistance de charge RL 1 une sourced'énergie à courant continu 11, tandis que la thermis- _Ll tance 8 est reliée à cette dernière par l'intermédiaire d'une résistance de charge RL 2 La tension VG aux bornes du détecteur de gaz 7 et la tension VT aux bornes de la thermistance 8 sont respectivement fournies à une unité centrale de traitement (appelée ci-après CPU) d'un micro-calculateur 15 par l'intermédiaire de convertisseurs analogiques numériques 12 et 13 et d'une interface entrée/sortie 14 Le microcaleulateur 15 comprend également en plus du CPU une mémoire ROM qui renferme des programmes, une mémoire RAM et une horloge Le contenu des programmes va être détaillé plus loin en référence a la figure 9 Les touches d'une console de commande 1 produisent des signaux qui sont également appliqués au micro-calculateur 15 au travers de l'interface 14 Le magnétron 9 est alimenté par une source d'énergie à courant alternatif 16 et est activé à travers le contacteur 18 d'un relais d'excitation 17 des micro-ondes, un interrupteur 19 et un transformateur survolteur 20 L'élément chauffant du gril 10 est alimenté par la même source d'énergie 16 à travers le contacteur 24 d'un relais d'excitation 23 de l'élément chauffant et l'in- terrupteur 19 Les deux relais 17 et 23 cont commutés par l'interface 14 et les transistors 21 et 25 qui sont sensibles aux instructions fournies par CPU. Le fonctionnement du four combiné décrit ci-dessus va être facilement comprise à la lumière des représentations graphiques des figures 7 et 8 et de l'organigramme de la figure 9 Quand une touche "cuisson automatique" 2 est pressée et qu'une touche "chauffage" 3 n'est pas enfoncée, les signaux produits sont fournis au CPU qui, de son c 8 té, energétise le relais 17 d'excitation des micro-ondes pour permettre au magnétron 9 d'osciller et de déclencher le chauffage par micro-ondes La tension VT 1 apparaissant aux bornes du détecteur de gaz au bout du temps T 1 est chargée dans la memoire RAM Par ailleurs, la tension VT 2 apparaissant aux'bornes du détecteur de gaz quand un temps T 2 s'est écoulé après le début du chauffage est chargée dans la mémoire RAM Le CPU calcule le rapport VT /V, puis détermine, à T 2 Tl' partir de ce rapport, quelle est la nature de l'aliment en cours de cuisson. Eventuellement, le CPU détermine les niveaux optima VHS, VD et VSS. HS DS SS' De la même façon que pour les tensions VT 1 et VT 2, les tensiors T 1 et T 2 et les résultats CT 1 et CT 2 de ces mesures sont chargés dans la mémoire RAM La différence CT 2-CT 1 est inférieure à 3 pour un poids d'aliment de 450 g et elle est supérieure a 5 pour 150 g d'aliment Le CPU peut en conclure qu'environ 150 g au moins d'aliment sont en cours de cuisson quand CT 2-CT 1 > 5, qu'environ 150 à 400 g d'aliment sont en cours de cuisson quand cette diffé- rence est comprise entre 5 et 3 et que le poids d'aliment en cours de cuisson est supérieur à environ 400 g quand cette même différence est inférieure à 3. Il est à noter ici que les tensions VT 1 et VT 2 aux bornes de la thermistance sont représentatives de la température (en C) des gaz evacues. La figure 7 montre la variation de tension VG aux bornes Eu détecteur de gaz et de la tension VT aux bornes de la thermistance du début à la fin du chauffage par micro-ondes. Quand le rapport VT 2/VT 1 se situe entre 0,95 et 1,0, le niveau de dé- tection VDS est sélectionné et une valeur de compensation U est déterminée par la différence CT 2-CT 1 des tensions aux bornes de la thermistance pour moduler la durée du chauffage par gril En général, si CT 2-C Tl 3, alors U = + min. Si CT 2-CT 1 est compris entre 5 et 3, alors U = O et si CT 2 CT 1 > 5, U est alors égal à 2 minr Il est évident, pour l'homme de l'Art, que le rapport CT 2/CT 1 peut être utilisé ou que VT 1-VT 2 peut être directement calculé au lieu de la différence CT -CT 1. T 2 Tl, Comme on l'a mentionné plus haut, la nature de l'aliment en cours de cuisson est déterminée par la vitesse de variation de la tension V aux bornes 1 G du détecteur de gaz et le chauffage par micro-ondes est poursuivi jusqu'à ce que le niveau optimum V Hs, VDS ou VSS soit atteint Une fois que le niveau optimum ou que la température finale de cuisson a été atteint, une instruction de fin de la procédure de chauffage par micro-ondes est émise. Sur la base du rapport VT 2/VT 1 ou d'autres facteurs, une durée normale de chauffage par gril T 8 SH, TDH ou THH est sélectionnée et l'élément chauffant du gril est activé pendant cette période de temps sélectionnée augmentée ou diminuée de la valeur de compensation U La durée de chauffage par gril est commandée par un compteur faisant partie du CPU ou par une minuterie extérieure à ce dernier. Il est en outre possible de stopper la ventilation à l'intérieur de la chambre de cuisson pendant une période de temps donnée après la fin du chauffage par gril, afin d'utiliser la chaleur résiduelle de l'élément chauffant pour les opérations ultérieures de cuisson A la fin de cette période de temps, on ventile de nouveau l'atmosphère intérieure de la chambre de cuisson. Bien que la présente invention ait été décrite en référence à des modes de réalisation particuliers de celle-ci, il va de soi que diverses modifications, restant à l'intérieur de la portée des revendications, peuvent être apportées à ces modes de réalisation. REVENDICATIONS 1 Four combiné à micro-ondes et à gril, caractérisé en ce qu'il comprendune chambre de cuisson dans laquelle un aliment peut être chauffé soit par micro-ondes soit par un gril, deux détecteurs ( 7,8) pour détecter les valeurs des différents paramètres relatifs à l'atmosphère dans la càambre de cuisson du four combiné dans laquelle ce chauffage est effectué et pour fournir des tensions représentatives des variations de ces paramètres, des moyens ( 15) pour déterminer, d'après les variations dans le temps de la tension fournie par l'un des deux détecteurs, quelle sorte d'aliment est en cours de cuisson et si le chauffage par microondes del'aliment est achevé, des moyens ( 18) pour commander le chauffage par micro-ondes dans la chambre de cuisson en réponse à la sortie de ces moyens de détermination et des moyens ( 24) pour commander le gril ( 10) en réponse à la sortie de l'autre détecteur. 2 Four combiné à micro-ondes et à gril, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de cuisson; une source de micro-ondes ( 9)-et un élément chauffant de gril ( 10); un détecteur de gaz ( 7) et un élément thermosensible ( 8), placés à l'intérieur d'un passage ( 6) pour l'évacuation de l'air Sors de la chambre de cuisson; un moyen de commutation ( 19) qui commande un Circuit d'activation de la source de micro-ondes; un interrupteur de cuisson qui est commun à toutes les différentes sortes d'aliments à chauffer; un micro- calculateur ( 15) qui délivre une instruction d'arrêt du chauffage au circuit d'activation de la source de micro-ondes en réponse non seulement aux signaux de sortie de l'élément thermo-sensible ( 8) et du détecteur de gaz ( 7) mais aussi à un programme mis en mémoire dans le micro-calculateur, ce micro- calculateur déterminant en fonction de la vitesse de variation dans le temps du signal de sortie du détecteur de gaz, quelle sorte d'aliment est en train d'être chauffé, puis fixant un niveau final que le détecteur de gaz ( 7) devra atteindre à la fin du chauffage et un niveau final que l'élément thermo- sensible ( 8) devra atteindre à la fin du chauffage, et un moyen de compensation sensible à la vitesse de variation dans le temps -de la sortie de l'élément thermo-sensible ( 8) pour déterminer la durée du chauffage par gril après la fin du chauffage par micro-ondes.