Brevet FR2509108A1 — publié le 19830107

i L'invention concerne un appareil de chauffage et plus particulièrement un appareil de chauffage à micro-ondes pouvant prendre une décision, en fonc- tion des variations dans le temps d'une tension présente à la borne d'un dé- tecteur d'atmosphère, tel qu'un détecteur de gaz, sur ie genre d'aliment qui cuit et si la cuisson de cet aliment est achevé. Ces dernières années, on a vu sur le marché des appareils d'auto-cuisson du type de four à micro-ondes, dans lesquels est installé un détecteur d'atmos- phère, tel qu'un détecteur de gaz, pour aider l'appareil à décider si la cuis- son de l'aliment est terminé Ce genre d'appareil a, toutefois, besoin d'un nombre prédéterminé de touches qui sont affectées aux diverses sortes d'aliments pour permettre de régler des températures de cuisson uniques, ce qui se traduit par une gêne de la part de l'utilisateur d'un tel appareil Sur la figure 1, qui illustre un appareil classique, on voit le nombre prédéterminé de touches Ki, K 2, K 3, etc affectées aux diverses sortes d'aliments Ces touches permet- tent de prérégler des températures de chauffage différentes De manière typi- que, la température du chauffage pour la première touche Ki se situe entre 70 et 800 C, température appropriée à des hors-d'oeuvres, par exemple, entre 50 et %C pour la seconde touche K 2, température appropriée au "sake" chauffé et d'environ 100 'C pour les aliments préparés ou préchauffés ou pour les épinards. L'utilisateur doit sélectionner une de ces touches pour régler la température de chauffage appropriée à l'aliment devant être chauffé. En conséquence, un but de la présente invention est de réaliser un appa- reil de chauffage à micro-ondes qui n'a pas besoin d'un nombre prédéterminé de touches affectées chacune à un aliment différent. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil de chauffage à micro-ondes apte à décider, en fonction des variations dans le temps d'une ten- sion à la borne du détecteur d'atmosphère, tel qu'un détecteur de gaz, quel genre d'aliment est soumis à l'action de chauffage et à calculer une tempéra- ture du chauffage finale appropriée à l'aliment soumis au chauffage, supprimant de ce fait la nécessité de-prévoir des touches individuelles pour les diverses sortes d'aliment Pour atteindre ces buts, la présente invention a pour objet un appareil de chauffage à micro-ondes qui comprend une chambre de chauffage dans laquelle l'aliment est chauffé, un détecteur destiné à détecter un facteur relatif à l'atmosphère o s'effectue le chauffage dans la chambre de chauffage -de l'appareil et à fournir une tension indicative des variations du facteur, des moyens destinés à décider, en fonction des variations dans le temps de la tension fournie par le détecteur, quel genre d'aliment est en train d'être chauffé et si le chauffage de cet aliment est terminé, et des moyens destinés à contrôler le chauffage dans la chambre de chauffage en réponse à la sortie des moyens de décision. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, on prévoit deux détecteurs, d'une manière typique, un détecteur de gaz et un élément sensible à la chaleur (par exemple une thermistance) situé dans un passage traversé par l'air sortant de la chambre de chauffage Outre un moyen de commu- tation destiné à commander un circuit d'autorisation d'une source à micro- ondes, telle qu'un magnétron, on prévoit un interrupteur de cuisson commun à toutes les diverses sortes d'alimentsdevant être chauffé On prévoit un micro- processeur qui envoie une instruction d'arrêt de chauffage au circuit d'auto- risation de la source à micro-ondes en réponse, non seulement à des signaux de sortie provenant de l'élément sensible à la chaleur et du détecteur de gaz, mais aussi à un programme stocké en mémoire dans le micro-processeur En fonc- tion de la vitesse des variations dans le temps du signal de sortie du détec- teur de gaz, le microprocesseur décide quel genre d'aliment est exposé au chauffage et établit ensuite un niveau final voulu que le détecteur de gaz doit atteindre à la fin du chauffage et un niveau final voulu que l'élément sensi- ble à la chaleur doit atteindre à la fin du chauffage Une instruction de fin de chauffage est émise lorsque le détecteur de gaz et l'élément sensible à la chaleur atteignent tous les deux les niveaux finals voulus Bien que l'on prévoit deux détecteurs pour assurer la détermination précise du genre d'ali- ment exposé à la chaleur, un seul de ces détecteurs suffit aux fins de la présente invention. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de face d'un appareil classique; la figure 2 est une vue de face d'un appareil de chauffage à micro- ondes conforme à un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe verticale de l'appareil représenté sur la figure 2, la figure 4 est un schéma du circuit de l'appareil conforme à la pré- sente invention; la figure 5 est une courbe explicative du principe, enseigné par la. présente invention, relative à la décision concernant le genre d'-ali- e Mpt; la figure 6 est une courbe relative au fonctionnement de l'appareil conforme à l'invention; la figure 7 est un tableau synoptique représentant le déroulement d'un programme stocké dans une mémoire morte d'un microprocesseur 15 de l'appareil illustré; les figures 8 à 11 sont des courbes explicatives d'un autre mode de réalisation de l'invention; et la figure 12 est un schéma explicatif du fonctionnement du mode de réalisation illustré. Sur la figure 2, on voit de face un appareil de chauffage à micro-ondes conforme à un mode de réalisation de la présente invention, comprenant un pan- neau de commande 1 avec une touche "d'auto-chauffage" 2 et une touche de cuisson 3 Les deux touches 2 et 3 pourraient être éventuellement réalisées sous forme de touche unique La figure 3 représente en coupe transversale l'appareil de chauffage à micro-ondes conforme à la présente invention Une souffleuse 5 est disposée d'un côté d'une chambre de chauffage 4 et un détec- teur de gaz 7 et une thermistance 8 sont disposés dans un passage 6 traversé par l'air de sortie, de l'autre côté de la chambre de chauffage La résistance du détecteur de gaz 7 varie en fonction de la concentration de gaz dégagée par l'aliment, et la résistance de la thermistance 8 varie en fonction de la tem- pérature de l'air évacué au fur et à mesure du chauffage de l'aliment On pré- voit en outre un magnétron 9 destiné à produire un rayonnement à microondes et un plateau tournant 10 sur lequel on place l'aliment; La figure 4 est un schéma du circuit de l'appareil de chauffage illus- tré Le détecteur de gaz 7 est raccordé, par l'intermédiaire d'une résistance de charge RLJ et la thermistance 8 est raccordée par l'intermédiaired'une ré- sistance de charge RL 2 à une source de courant continu 11 La tension VG sur la borne du détecteur de gaz 7 et une tension VT sur la borne de la thermistan- ce 8 sont envoyées à une unité centrale de traitement (CPU), faisant partie du microprocesseur 15 par l'intermédiaire de convertisseurs analogiques-numériques 12 et 13 et une interface entrée/sortie 14, respectivement Comme cela est bien connu, le microprocesseur 15 comprend, outre l'unité centrale de traitement, une mémoire morte ROM, une mémoire vive RAM et un générateur d'horloge permet- tant de stocker un ou plusieurs programmes Les signaux provenant des touches sur le panneau de commande 1 sont envoyés également au microprocesseur 15 par l'intermédiaire de l'interface 14 Le magnétron 9 est alimenté par une source de courant alternative 16 par l'intermédiaire d'un contact 18 d'un relais d'a(itôÉisationde micro-ondes 17, d'un microrupteur de porte 19, d'un transfor- mateur survolteur 20, etc Le relais d'autorisation de micro-ondes 17 est mis sous tension par suite d'une instruction émise par l'unité centrale par l'in- termédiaire de l'interface 14 et d'un transistor 21. Dans ce mode de réalisation, le microprocesseur peut être matérialisé par le MZ-80 C, l'interface par le MZ-801/0 et la carte universelle entrée/ sortie par le MZ-801/01, et les convertisseurs analogiques-numériques par le PIO-2025, les deux premiers composants étant commercialisés par la société dite Sharp Co, Japon, tandis que led'rniet composant est commercialisé par la société dite I O data equipment Co, Japon. La figure 5 montre comment la tension VG à la borne du détecteur de gaz 7 varie en fonction du temps lors du chauffage par micro-ondes Les variations de la tension VG dépendent essentiellement du genre d'aliment et notamment des composants de cet aliment C'est-à-dire que les divers composants constituant un aliment présentent des points d'ébullition uniques, par exemple, de 68,31 C pour l'éthyl alcool, de 118 %C pour l'acide acétique et de 20,8 %C pour l'acétal- déhyde. On va décrire maintenant le fonctionnement de l'appareil de chauffage en se référant aux figures 7 et 8. Lorsqu'on appuie sur la touche "d'auto-chauffage" 2 et sur la touche de cuisson 3, les signaux sont appliqués sur l'unité centrale qui, à son tour, autorise l'excitation du relais 17 pour déclencher la génération d'un rayonne- ment à micro-ondes par le magnétron 9 et pour commencer le chauffage de l'ali- ment Après un temps T 1 écoulé à partir du commencement du chauffage, la ten- sion instantanée VTI à la borne du détecteur de gaz est stocké dans la mémoire vive Après un temps T 2 écoulé à partir du commencement du chauffage, la ten- sion instantanée VT 2 à la borne du détecteur de gaz est chargée dans la mémoire. Une partie arithmétique de l'unité centrale effectue le calcul VT 2/VT 1 En fonc- tion du rapport résultant de VT 2/VT 1, l'unité centrale décide quel genre d'aliment est exposé au chauffage et établit la température de chauffage opti- male en fonction de l'aliment Supposons que T 1 = 30 S et que T 2 = 40 s, VT 2/ VT 1 = V 52/Vs 1 Pour un aliment préparé, conditionné ordinairement sous film mince, VT 2/VT 1 = VH 2/VH 1 se situe entre 0,95 et 1,0 parce qu'il n'y a pas de dégagement de gaz avant qu'une pression de vapeur déterminée soit atteinte On fait remarquer que VH 1 = VH 2 = VH sur la figure 7. Le genre d'aliment soumis au chauffage est décidé en fonction du rapport VT 2/VT 1, comme on l'a déjà signalé Lorsque ce rapport se situe entre 0, 95 et 1,0, il s'établit un niveau de détection VHS approprié au chauffage satisfai- sant d'un aliment préparé ou préchauffé Lorsqu'il se situe entre 0,9 et 0, 95, le niveau de détection VDS correspond à la température de chauffage optimal approprié à la cuisson correcte de riz ou d'un plat chinois Lorsque la valeur est inférieure à 0,9, le niveau de détection se situe à VSS, niveau approprié au chauffage de "sake" Le contrôle continu de la tension du détecteur de gaz VG permet de décider si le rayonnement à micro-ondes doit être interrompu. Comme on l'a déjà signalé, il est possible de décider à partir de la valeur du rapport VT 2/VT 1 quel genre d'aliment est en cours de chauffage Il est également possible d'établir des niveaux de détection VHS, VDD et VSS res- pectivement pour un seul aliment, auxquels niveaux l'instruction d'arrêt de chauffage VG doit être émis. Toutefois, dans certains cas, le chauffage peut être arrêté avant que l'aliment soit correctement et complètement chauffé, si les niveaux critiques FHS, VDD et VSS concernant l'émission de l'instruction d'arrêt ou le niveau de tension VG sont décidés par la tension VG seule à la borne du détecteur de gaz si onoublie d'envelopper l'aliment préparé ou préchauffé dans un film plastique. Comme le montre la figure 8, le détecteur de gaz présente une courbe A relative à un aliment préparé et préchauffé et le rapport VT 2/VT 1 est supérieur à 0,95 dans des conditions normales Toutefois, dans ce cas, le rapport tombe à 0,94 et il y a une fausse interprétation de l'aliment comme s'il s'agit de hors- d'oeuvre ou d'un plat de riz Un programme, représenté par la courbe B, est sélectionné et le chauffage s'arrête au niveau VDS avant que le niveau optimal VHS soit atteint Par conséquent, la cuisson se termine plus tôt d 'un temps t 1 La seconde raison concerne les déviations des caractéristiques de fonc- tionnement du détecteur de gaz Du fait que la sensibilité du détecteur de gaz dans des conditions anormales, tel qu'un chauffage sans aliment à chauf- fer, devient inférieur à celles dans des conditions normales, le temps o le niveau VDS est atteint se déplace vers le point D plutôt que le point C relatif à des conditions normales, comme le montre la figure 9 La cuisson se termine plus tôt d'un temps t 2 Il est à noter que 6 est donné par le rapport RB/RA O RA représente la résistance du détecteur devant un gaz particulier de A ppm et RB est celle d'un gaz particulier de B ppm. La dernière raison est que VG peut baisser abruptement comme le montre le pointillé sur la figure 11, lorsque le trajet entre électrodes du détecteur est court-circuité ou qu'un bruit externe surcharge la tension VG à la borne du détecteur Dans ce cas, la cuisson se termine plus tôt don temps t 3 ou t 4. Selon une variante de réalisation, le niveau de détection de la thermistance est réglé à des niveaux différents, en fonction du genre d'aliment De manière typique, le niveau TSS de la thermistance est réglé sur 55 %C pour du "sake" chauffé avec VT 2/VT 1 VG à la borne du détecteur de gaz 7 et la tension VT à la borne de la thermis- tance 8 atteignent toutes les deux leurs niveaux optimaux On peut se reporter à la figure 2 pour d'autres détails du fonctionnement de cette variante de - réalisation Il va de soi, en outre, que le genre d'aliment déterminé par VT 2/ VT 1 peut être visualisé. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans pour autant sortir du cadre de l'inven- tion définie dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Appareil de chauffage par micro-ondes caractérisé en ce qu'il com- prend une chambre de chauffage ( 4) dans laquelle un aliment est chauffé, un détecteur ( 7) destiné à détecter un facteur relatif à l'atmosphère o s'effec- tue le chauffage dans la chambre de chauffage ( 4) de l'appareil et à fournir une tension indicative de variations du facteur, des moyens de décision ( 15) destinés à décider, en fonction des variations dans le temps de la tension fournie par le détecteur ( 7), le genre d'aliment exposé au chauffage et si le chauffage de l'aliment est terminé, et des moyens ( 17) destinés à régler le chauffage dans la chambre de chauffage ( 4) en réponse à la sortie des moyens de décision ( 15). 2 Appareil de chauffage par micro-ondes selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend deux détecteurs, à savoir un détecteur de gaz ( 7) et un élément sensible à la chaleur ( 8) disposé dans un passage ( 6) traversé par l'air sortant de la chambre de chauffage ( 4). 3 Appareil de chauffage par micro-ondes selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de commutation ( 2) permet- tant de commander un circuit d'autorisation ( 17) d'une source de microondes telle qu'un magnétron ( 9) et un interrupteur de cuisson ( 3) commun à toutes les diverses sortes d'aliment devant être chauffé. 4 Appareil de chauffage par micro-ondes selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un micro-processeur ( 15) qui envoie une ins- truction d'arrêt de chauffage au circuit d'autorisation ( 17) de la source à micro-ondes en réponse non seulement aux signaux de sortie de l'élément sensi- ble à la chaleur ( 8) et du détecteur de gaz ( 7), mais aussi à un programme stocké dans le microprocesseur ( 15). Appareil de chauffage par micro-ondes selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microprocesseur ( 15) décide, en fonction de la vitesse des variations dans le temps du signal de sortie du détecteur de gaz ( 7), quel genre d'aliment est exposé au chauffage et établit par la suite un niveau final voulu que le détecteur de gaz ( 7) doit atteindre à la fin du chauffage et un niveau final voulu que l'élément sensible à la chaleur ( 8) doit atteindre à la fin du chauffage.