Brevet FR2616290A1 — publié le 19881209

FOUR A MtCRO-ONDES MUNI DE MOYENS DE CONTROLE EVITANT SON FONCTIONNEMENT SANS CHARGE L'invention concerne un four à micro-ondes muni d'une source icro-ondes et des moyens de contrôle destinés à éviter son fonctionnement en l'absence d'une charge formée par un produit que l'on veut chauffer. Une invention de ce genre est connue du document GB 2 141 568. Il y est décrit un four à micro-ondes dans lequel des moyens de contrôle permettent de créer une situation destinée à éveiller l'attention de l'utilisateur afin de ne pas faire fonctionner le magnétron du four sans charge, ce qui peut lui occasionner de grâces dommages. Pour éveiller cette attention, les possibilités de mise en marche du four sont tributaires de certaines opérations à effectuer préalablement à la mise en marche. Pour cela le four à icro-ondes est muni d'un interrupteur de porte qui s' ouvre ou se ferme selon que la porte du four est ouverte ou fermée. Ce document décrit des moyens de contrôle qui détectent d'abord que cet interrupteur de porte est fermé, puis au cours d'une séquence suivante, durant laquelle l'utilisateur doit introduire la charge, détecte si cette séquence est bien constituée d'une ouverture puis d'une fermeture de la porte du four. Les moyens de contrôle sont pour cela constitués d'un licroprocesseur dont l'exécution du progranne, qui met en oeuvre la séquence précédente, est contrôlée par l'interrup- teur de porte. nais une telle solution nécessite des composants électroniques onéreux. Le but de l'invention est de réaliser un disposi- tif qui détecte l'absence du produit que l'on veut chauffer et arrête le fonctionnement du four lorsque cette absence est détectée. Il doit de plus être simple, robuste et fiable et bien résister aux perturbations liées à la chaleur, aux vapeurs de cuisson et aux parasites électromagnétiques propres à ce genre de four. Pour cela l'invention telle que définie dans le préambule est remarquable en ce que le four comprend un capteur, pouvant s'échauffer en absorbant l'énergie micro-ondes, placé dans le four à proximité de l'endroit où doit se trouver ledit produit, et un organe de mesure de la température du capteur, un dispositif de contrôle déterminant la température du capteur en fonction du temps et-arrêtant le fonctionnement de la source micro-ondes lorsque la température du capteur atteint, dans un temps inférieur à un temps donné, une valeur prédéterminée représentative du capteur et de sa seule présence dans le four. Le dispositif de calcul peut opérer un traitement numérique ou analogique du signal délivré par l'organe de mesure. Dans un four à micro-ondes l'élévation de température d'une charge en fonction du temps suit une loi du type calorimétrique = = P.At/mc où e est la variation de température pendant l'écart de temps Qt pour une masse m d'un corps de chaleur spécifique c. P est la puissance micro-ondes disponible dans le four. Il a été vérifié expérimentalement que cette loi se vérifie lorsque cette masse est séparée en deux masses mi et m2 tel que m = m1+m2. La loi devient alors (1) m181 + i2e2 = 6 h61 et sse2 sont alors respectivement les élévations de température des deux masses mi et m2 et au serait l'élévation de température de la masse m si elle avait été soumise aux microondes dans le four dans les mêmes conditions que les masses mi et m2, en particulier pendant le même temps de chauffage. Cette loi se vérifie encore lorsque deux masses de chaleurs spécifiques différentes sont introduites dans le four (2) micie1 + 2c2ås2 = mce. De ces lois il s'ensuit que si deux charges sont introduites en même temps dans un four à micro-ondes, la puissance totale disponible se répartie dans les deux charges pour élever la température de chaque charge d'une valeur de température inversement proportionnelle à leur masse et à leur capacité calorifique. Ainsi Si les caractéristiques thermodynamique de l'une des charges sont connues la variation de température du capteur sera dépendante de la présence et de l'état thermodynamique du produit. Le capteur doit présenter des pa ramettes thermodynamique déterminés et stables. La substance peut être un liquide tel que l'eau l'huile ou un solide massif ou- déposé sur un support peu absorbant. Elle peut etre placée dans un container qui iaisse passer les micro-ondes. Le capteur peut être amovible ou solidaire du four à micro-ondes. Lorsqu'il est amovible il peut aisément être retiré pour être nettoyé et positionné dans un endroit quelconque de la cavité. Il peut également être solidaire du four et faire partie intégrante du four lui-même. Dans ce cas il peut être constitué d'une substance liquide qui circule dans une canalisation, l'organe de mesure de la température déterminant, dans un temps inférieur à un temps donné, l'écart. de température entre l'entrée et la sortie de la canalisation. La circulation peut être assurée par une pompe. L'organe de mesure de la température dù capteur délivre un signal électrique dont l'évolution en fonction du temps est déterminée à instants réguliers à l'aide d'une horloge par un dispositif de contrôle. Celui-ci compare les tem-pératures mesurées en fonction du temps à une valeur prédéterminée et intervient pour arrêter le fonctionnement de la source micro-ondes lorsque la valeur prédéterminée est atteinte dans un temps inférieur à un temps donné. Cette valeur est -représentative du capteur lui-même et de sa seule présence dans le four. Si la valeur prédéterminée est atteinte dans le temps donné ceci met en évidence l'absence du produit dans le four. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes données à titre d'exemple non limitatif et qui représentent : figure la : les courbes de variations de température d'un capteur de masse mt = 100 grammes et d'un produit de masse 12 formes tous deux d'eau à l'état liquide en fonction de la masse 12. figure lb : les courbes-de variations montrant la concordance des mesures expérimentales de température effectuées sur une masse mi+m2 et celles déduites du calcul de l'équation 1. figure 2 : une représentation schématique d'un capteur. figure 3a, figure 3b, figure 3c : trois représen-. tations schématiques d'un four à micro-ondes utilisant différents capteurs. figure 4 : un schéma électrique pour la mise en oeuvre du contrôle numérique du fonctionnement de la source micro-ondes à partir des mesures effectuées par le capteur. La figure la représente les variations de température 10 d'un capteur formé d'une masse mi de 100 grammes d'eau et les variations de température 11 d'un produit formé d'une masse m2 d'eau placés tous deux dans un four à microondes pour des températures au-dessus de la température am- biante et ceci pendant une durée déterminée. Lorsque la masse m2 croit l'élévation de température des deux masses décroît. La masse mi du capteur subit une élévation de température supérieure à celle subit par la masse m2 plus élevée. La figure lb représente les variations de température 12 d'une masse de mi +12 grammes d'eau. La courbe 13 est formée des points obtenus en calculant à partir de l'équation 1 l'élévation que subirait une masse de m1+m2 grammes d'eau. On constate que les deux courbes se superposent. Ceci permet de mettre en évidence que l'énergie micro-ondes dissipée sous forme thermique se répartie dans les deux charges pour élever leur température de manière inversement proportionnelle à leur masse et à leur chaleur spécifique. L'élévation de température du capteur va donc permettre de suivre l'élévation de température du produit situé à proximité et en particulier de détecter son absence. La figure 2 représente un exemple non limitatif de réalisation d'un capteur 30. Elle représente une substance 31 qui peut absorber des micro-ondes, la substance étant en contact avec un organe de mesure 32 de sa température. Celui-ci peut être formé d'un thermocouple, d'une thermistance ou de tout autre élément de mesure de température. il est relié à l'extérieur par les connexions 33. La substance 31 peut être liquide. Elle est alors placée dans un container 34 ou un récipient. La substance 31 peut être solide. Elle peut être ou non placée dans un container 34. La substance peut aussi être déposée sur un support n'absorbant pas ou peu les micro-ondes. La substance liquide peut être l'eau, l'huile ou tout autre liquide ayant des pertes suffisantes pour assurer un échauffement exploitable du capteur. La substance solide peut être une ferrite, unso- lide contenant en partie des ions métalliques ou tout autre solide ayant des pertes suffisantes pour assurer un échauffement exploitable du capteur. La figure 3a représente un four à wicro-ondes 40 muni d'un capteur 30. il est placé à côté du produit 41. Une source micro-ondes 42 émet des micro-ondes qui sont captées par le produit 41 et le capteur 30. La mesure de température effectuée sur le capteur 30 est transmise à un dispositif de contrôle qui agit sur la source micro-ondes pour arrêter son fonctionnement. La figure 3b représente un autre four à micro-ondes dans lequel le capteur est constitué par la substance 31 qui est séparée de l'organe de mesure de température 32. Celui-ci est constitué d'un détecteur de rayonnement infrarouge de type pyroélectrique. il détermine ainsi à distance la température de la substance 31. La mesure est elle-même transmise au dispositif de contrôle 43 qui agit sur la source microonde 42. La figure 3c représente un autre four à micro-ondes 40 dans lequel le capteur est constitué d'une canalisation refermant un liquide, une partie étant située dans la cavité du four. La circulation peut être assurée par une pompe 45. L'organe de mesure de température prélève les températures à l'entrée et à la sortie de la portion de canalisation située dans la cavité et délivre ses données au dispositif de controle 43 qui agit sur la source micro-ondes 42. La figure 4 représente un schéma électrique pour la mise en oeuvre du contrôle numérique du fonctionnement de la source micro-ondes à partir des mesures effectuées par le capteur. Les signaux électriques issus du capteur 30 pénêtrent dans le dispositif de contrôle 43. Selon un exemple de réalisation, il est formé d'un convertisseur A/N -51 réuni à un micro-processeur 52 qui possède une mémoire 53 et une horloge de fonctionnement 54. Le mécanisme de fonctionnement est le suivant. La température du capteur est convertie en un signal électrique par l'organe de mesure puis est transformée en un signal numérique par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique numérique. Ce signal est par la suite mémorisé et traité par des mémoires RAM et un micro-processeur. Le traitement consiste à mesurer la température à intervalle de temps fixe déterminé par l'horloge 54 et à comparer les différentes mesures avec la valeur prédéterminée. Le micro-processeur 52 va comparer les valeurs mesurées à la valeur prédéterminée située dans la mémoire 53 caractéristique du capteur seul. Le processeur arrête l'alimentation 55 du magnétron 56 qui constitue la source micro-ondes si la valeur prédéterminée est atteinte dans un temps inférieur à un temps donné. Une alarme 57 peut avertir l'utilisateur. Le dispositif de contrôle peut également opérer uniquement sur des signaux analogiques et comparer le signal analogique délivré par l'organe de mesure à un signal représentant la valeur prédéterminée et arrêter la source micro-ondes lorsque la valeur prédéterminée est atteinte dans un temps inférieur à un temps donné. REVENDICATIONS 1. Four à micro-ondes muni d'une source micro-ondes et de moyens de contrôle destinés à éviter son fonctionnement en l'absence d'une charge formée par un produit que l'on veut chauffer, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur, pouvant s'échauffer en absorbant l'énergie micro-ondes, placé dans le four, à proximité de l'endroit où doit se trouver ledit produit, et un organe de mesure de la température du capteur, un dispositif de contrôle déterminant la température du capteur en fonction du temps et arrêtant le fonctionnement de la source micro-ondes lorsque la température du capteur atteint, dans un temps inférieur à un temps donné, une valeur prédéterminée représentative du capteur et de sa seule présence dans le four. 2. Four à micro-ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle comprend un microprocesseur qui contrôle à l'aide d'une horloge les données issues d'un convertisseur analogique-numérique qui traite les mesures de température du capteur, une mémoire qui stocke la valeur prédéterminée représentative dudit capteur et de sa seule présence dans le four, le microprocesseur arrêtant la source micro-ondes lorsque la valeur prédéterminée est atteinte, dans un temps inférieur à un temps donné. 3. Four à micro-ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle compare le signal analogique délivré par l'organe de mesure à un signal représentant la valeur prédéterminée et arrête la source micro-ondes lorsque la valeur prédéterminée est atteinte, dans un temps inférieur à un temps donné. 4. Four à micro-ondes selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour absorber l'énergie microondes, le capteur comprend une substance liquide ou solide absorbant les micro-ondes.