Horno de microondas y método relacionado que incluye un magnetrón para calentar y un SSMG para detectar los objetos calentados.

Un método de operación de un horno de microondas que tiene una cavidad (150) en dondeun magnetrón (112,

212) provee potencia de microondas para calentar una carga instalada en el horno demicroondas; y

un generador de microondas de estado sólido (en adelante, un SSMG) (114, 214) provee potencia demicroondas para detectar la presencia y/ o determinar la naturaleza de la carga en el horno de microondas,estando conectado cada uno del magnetrón (112, 212) y el SSMG (114, 214) a la cavidad (150).

Horno de microondas y método relacionado que incluye un magnetrón para calentar y un SSMG para detectar los objetos calentados Campo técnico.

La presente invención se refiere a un horno de microondas y a un método de operación de un horno de microondas.

Antecedentes técnicos.

Un horno típico de microondas incluye una cavidad para recibir una carga que se va a calentar. La energía de microondas se genera por medio de un magnetrón, y el magnetrón se conecta operativamente mediante una guía de ondas para alimentar puertas para la introducción de energía de microondas al interior de la cavidad.

Anteriormente se han hecho varios intentos para determinar la presencia o la naturaleza de una carga colocada en la cavidad. Una motivación para determinar la presencia o naturaleza de una carga en la cavidad consiste en que típicamente se produce una fuerte reflexión de la cavidad cuando ésta se encuentra vacía. Dicha reflexión podría deteriorar o incluso destruir al magnetrón. Por ejemplo, el documento WO 03/07929 describe un método en el que se mide una señal de microondas que escapa de un orificio practicado en la pared de la cavidad, y se usa la señal medida para determinar la presencia o naturaleza de una carga contenida en la cavidad. En el caso de que la señal medida corresponda a un nivel que esté por encima del nivel considerado seguro para el magnetrón, el horno se para. Otra motivación para determinar la presencia o la naturaleza de una carga contenida en la cavidad es adaptar

o seleccionar el ciclo de calentamiento en respuesta a dicha determinación. Por ejemplo, el documento US

4.210.795 describe un método para regular la potencia de salida de un magnetrón en un horno de microondas, en donde se mide el coeficiente de reflexión dentro de una guía de ondas de alimentación y se genera una señal de control para conmutar el magnetrón entre unos niveles primero y segundo de salida de potencia cuando el coeficiente de reflexión alcanza un valor predeterminado que indique que ha comenzado a congelarse un artículo alimenticio contenido en el horno.

Sin embargo, la capacidad de predicción o resolución de estos métodos de la técnica anterior para determinar la presencia o la naturaleza de una carga en la cavidad del microondas es baja, limitando de ese modo los beneficios del uso de estos métodos en la práctica, por ejemplo en los hornos de microondas domésticos.

El documento US 4714812 describe un aparato de microondas para procesar grano que circula hacia abajo y usar una pluralidad de dispositivos de cavidad con energía y monitorizar los dispositivos de cavidad.

Compendio.

Actualmente se ha reconocido que el uso de fuentes de señal sintonizables, tales como los generadores de microondas de estado sólido (en adelante SSMG) puede mejorar enormemente la resolución y capacidad de predicción cuando se trate de determinar la presencia o naturaleza de una carga en la cavidad de un horno de microondas.

Aunque los magnetrones son el tipo predominante de generadores de microondas usados en la mayoría de los hornos de microondas, los generadores de microondas de estado sólido (en adelante SSMG) se han propuesto anteriormente para uso en los hornos de microondas. Desde un punto de vista operativo, los SSMG difieren de los magnetrones utilizados tradicionalmente por ser sintonizables tanto en frecuencia como en potencia de salida, dando así más versatilidad en la determinación de la presencia o naturaleza de una carga colocada en la cavidad de un horno por permitir también una medida dependiente de la frecuencia.

Una ventaja que también se ha esperado a partir del uso de los SSMG en los hornos de microondas es la posibilidad de mejorar el acoplamiento de la energía de microondas en la cavidad de microondas mediante la sintonización del SSMG a una frecuencia apropiada de microondas. Por ejemplo, el documento US 4.415.785 describe un horno de microondas que comprende una fuente de estado sólido de energía de microondas de frecuencia variable. Los medios de detector proveen una señal de detector indicativa de la intensidad del campo eléctrico en la cavidad del horno cuando la cavidad está cargada y activada, y unos medios de control controlan la frecuencia operativa de la fuente de energía de microondas de acuerdo con la señal del detector para obtener una máxima intensidad del campo eléctrico dentro de la cavidad.

Sin embargo, los SSMG adolecen de una inconveniente principal en el sentido de que la potencia de salida disponible por unidad de moneda está severamente limitada en comparación con la que se puede obtener a partir de los magnetrones. Otra forma de expresar este inconveniente es que el coste por vatio de la potencia de salida de microondas es hoy todavía elevado para los SSMG en comparación con los magnetrones tradicionales.

Es con respecto a las consideraciones anteriores y a otras por lo que se ha realizado la presente invención. La presente invención busca mitigar, aliviar o eliminar una o más de las deficiencias y ventajas anteriormente mencionadas, solas o en combinación. En particular se ha observado que sería conveniente conseguir un horno de microondas que sea capaz de aportar una o más de las ventajas obtenidas mediante la utilización de los SSMG en hornos de microondas, mientras que al mismo tiempo permitiesen que se usen los magnetrones para calentar una carga colocada en el horno de microondas. Para conseguir una cantidad determinada de potencia de salida de microondas, dichos magnetrones están en general en relación de asociación con un coste inferior en comparación con los SSMG.

Para solucionar mejor uno o más de estos problemas, se ha provisto un horno de microondas y un método de operar un horno de microondas que tienen las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones ventajosas adicionales de la presente invención se definen en las reivindicaciones subordinadas.

Según la presente invención, se usa un magnetrón en un horno de microondas para suministrar energía de microondas para el calentamiento de una carga contenida en el horno, mientras que se usa un SSMG para suministrar potencia de microondas con el fin de detectar la presencia o determinar la naturaleza de la carga.

Preferiblemente, el SSMG se opera durante periodos de tiempo en que no exista salida de microondas del magnetrón, con el fin de evitar que la potencia de microondas generada por el magnetrón interfiera con - o perturbe de otro modo - la señal de microondas generada por el SSMG.

Como otro ejemplo, el SSMG se podría operar como una etapa inicial en un ciclo de calentamiento con el fin de determinar la presencia o naturaleza de una carga en el horno de microondas. Basándose en el resultado de la detección de carga basada en el SSMG, se podría seleccionar un programa apropiado de calentamiento. En general, el magnetrón se opera de acuerdo con la detección de la presencia o determinación de la naturaleza de la carga resultante del funcionamiento del SSMG. Por ejemplo, si se determina que no hay carga en el horno de microondas, entonces no se conecta el magnetrón o bien, alternativamente se conecta durante un periodo de tiempo limitado (por ejemplo, un minuto) para que el magnetrón no se averíe.

Como otro ejemplo, el SSMG se podría hacer funcionar durante periodos de tiempo en vacío en el ciclo de funcionamiento del magnetrón, es decir, en periodos de tiempo en que el magnetrón esté desconectado porque se haya seleccionado menos de la máxima potencia para el ciclo de calentamiento.

Alternativa u opcionalmente, el SSMG se podría hacer funcionar durante los semiperiodos de la corriente de la red cuando no exista emisión del magnetrón, es decir, cuando no haya corriente que pase por el magnetrón.

En otras palabras, se podrían suministrar uno o más impulsos de potencia de microondas del SSMG durante los periodos de tiempo que el magnetrón no esté suministrando microondas. Para este fin, el tiempo de comienzo y/o la duración de estos impulsos se podrían sincronizar con los periodos de tiempo en que el magnetrón no esté suministrando microondas. La cantidad de potencia de microondas reflejada de la cavidad o la del campo de microondas medido, por ejemplo, por sensores de campo en la cavidad en respuesta a los impulsos de potencia de microondas suministrados del SSMG se podrían utilizar con el fin de reconocer las características de la carga en el horno de microondas (o para reconocer la ausencia o la presencia de una carga en el horno de microondas) .

Los impulsos de potencia de microondas del SSMG podrían ser de corta duración o de baja potencia en comparación con la potencia de salida de microondas del magnetrón... [Seguir leyendo]

1. Un método de operación de un horno de microondas que tiene una cavidad (150) en donde un magnetrón (112, 212) provee potencia de microondas para calentar una carga instalada en el horno de microondas; y

un generador de microondas de estado sólido (en adelante, un SSMG) (114, 214) provee potencia de microondas para detectar la presencia y/ o determinar la naturaleza de la carga en el horno de microondas, estando conectado cada uno del magnetrón (112, 212) y el SSMG (114, 214) a la cavidad (150) .

2. Un método según la reivindicación 1, en donde el SSMG (114, 214) provee potencia de microondas durante un periodo de tiempo en el que no existe salida de microondas del magnetrón (112, 212) .

3. Un método según la reivindicación 2, en el que el tiempo de comienzo y/o la duración de los impulsos de potencia de microondas provistos por el SSMG (114, 214) se sincronizan con los períodos de tiempo durante los cuales no existe salida de microondas del magnetrón (112, 212) .

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, en donde el SSMG (114, 214) provee potencia de microondas durante un semiperíodo de corriente de la red cuando no existe corriente a través del magnetrón (112, 212) .

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende las etapas de:

hacer funcionar el SSMG (114, 214) para proveer potencia de microondas a una cavidad (150, 250) del horno de microondas; medir la potencia de microondas reflejada de la cavidad (150, 250) y/ o un campo resultante de microondas dentro de la cavidad durante el funcionamiento del SSMG (114, 214) para obtener una señal de medida; comparar la señal de medida con un conjunto de datos de señal de referencia de carga; y producir una indicación de la presencia y/ o de la naturaleza de una carga en la cavidad (150, 250) basándose en la comparación.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que se obtiene una pluralidad de señales de medida para diferentes valores de reglaje de frecuencia del SSMG (114, 214) , en donde las señales de medida se comparan con un conjunto de datos de señal de referencia de carga.

7. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde una señal medida obtenida mediante la operación del SSMG (114, 214) se compara con una señal medida anterior, preferiblemente la señal de medida inicial, para determinar la naturaleza de la carga.

8. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la etapa de ajustar uno o más de un conjunto de parámetros para controlar el funcionamiento del magnetrón (112, 212) basándose en dicha indicación de la presencia y/ o de la naturaleza de la carga.

9. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende las etapas de: recibir entrada de usuario de uno o más parámetros para controlar el funcionamiento del horno de microondas; hacer funcionar el SSMG (114, 214) para proveer potencia de microondas a una cavidad (150, 250) del horno

de microondas;

medir la potencia de microondas reflejada de la cavidad y/ o un campo resultante de microondas dentro de la cavidad durante el funcionamiento del SSMG para obtener una señal de medida; establecer una relación de asociación de la señal de medida con dichos uno o más parámetros; y almacenar dichos uno o más parámetros y la señal de medida en relación de asociación con los mismos en un conjunto de datos de señal de referencia de carga.

10. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el SSMG (114, 214) se hace funcionar como una etapa inicial en un ciclo de calentamiento del horno de microondas.

11. Un horno de microondas, que comprende: una cavidad (150) ,

un magnetrón (112, 212) para proveer potencia de microondas para calentar una carga instalada en el horno de microondas, y

un generador de microondas de estado sólido, o SSMG (114, 214) , para proveer potencia de microondas con el fin de detectar la presencia y/o determinar la naturaleza de la carga en el horno de microondas, estando conectado cada uno del magnetrón (112, 212) y el SSMG (114, 214) a la cavidad (150) .

12. Un horno de microondas según la reivindicación 11, en donde el SSMG (114, 214) está configurado para proveer potencia de microondas durante un período de tiempo en el que no exista salida de microondas del magnetrón (112, 212) .

13. Un horno de microondas según la reivindicación 12, en donde el SSMG (114, 214) está configurado para proveer potencia de microondas de tal manera que el tiempo de comienzo y /o la duración de los impulsos de la potencia de microondas estén sincronizados con los períodos de tiempo durante los que no exista salida de microondas del magnetrón (112, 212) .

14. Un horno de microondas según las reivindicaciones 12 ó 13, en donde el SSMG (114, 214) está configurado para proveer potencia de microondas durante un semiperíodo de la corriente de la red durante el que no exista corriente a través del magnetrón (112, 212) .

15. Un horno de microondas según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende además:

una unidad de medida (162) ;

una unidad de procesamiento (185) ; y

una cavidad (150, 250) en la que se puede recibir la carga;

estando configurado el SSMG (114, 214) para proveer potencia de microondas a la cavidad;

estando configurada la unidad de medida (162) para medir la potencia de microondas reflejada de la cavidad (150, 250) y/ o un campo resultante de microondas dentro de la cavidad para producir una señal de medida; y

estando configurada la unidad de procesamiento (185) para comparar la señal de medida con un conjunto de datos de señal de referencia de carga y producir una indicación de la presencia y/o de la naturaleza de la carga basándose en la comparación.

16. Un horno de microondas según la reivindicación 15, que comprende además una unidad de control (180) configurada para ajustar uno o más de un conjunto de parámetros para controlar el funcionamiento del magnetrón (112, 212) basándose en dicha indicación de la presencia y/ o de la naturaleza de la carga.