【実施例】
【0040】
実施例1
図1は、本願の一実施例による無線周波数検知装置の動作原理模式図である。
【0041】
図1に示すように、無線周波数検知装置は、主にアンテナ10、電力分割分離モジュール20、順方向検波管300、逆方向検波管400、増幅器500及び発振器600を含み、アンテナ10は順方向検知信号を送信し、反射されてきた逆方向検知信号を受信するように構成される。
図1及び
図3に示すように、電力分割分離モジュール20はブリッジ又は結合器を採用してもよく、電力分割分離モジュール20はアンテナ10、増幅器500、順方向検波管300及び逆方向検波管400の間に設けられ、電力分割分離モジュール20は4つの接続端子を有し、第1の接続端子21がアンテナ10に接続され、第2の接続端子22が順方向検波管300に接続され、第3の接続端子23が逆方向検波管400に接続され、第4の接続端子24が増幅器500に接続され、増幅器500が電圧制御発振器に接続される。電力分割分離モジュール20は順方向検知信号と逆方向検知信号を分離し、且つアンテナ10と増幅器500との間の分離度を増加させるように構成される。増幅器500は順方向検知信号を増幅し、及び逆方向検知信号を吸収するように構成される。順方向検波管300は順方向検知信号の順方向電圧を取得するように、順方向検知信号をアナログ電圧に変換するように構成される。逆方向検波管400は逆方向検知信号の逆方向電圧を得るように、反射された逆方向検知信号を逆方向アナログ電圧に変換するように構成される。
【0042】
具体的には、無線周波数検知装置が作動を開始するとき、
図1の実線矢印で示すように、まず発振器600はマイクロコントローラから送信された制御信号に基づいて、特定周波数f0での順方向周波数検知信号を生成し、且つ当該順方向周波数検知信号を増幅器500に送信し、増幅器500を介して当該順方向周波数検知信号を増幅した後、電力分割分離モジュール20の第4の接続端子24に入力する。電力分割分離モジュール20において、順方向周波数検知信号は電力分割分離モジュール20に2分配され、即ち順方向周波数検知信号は電力が等しい2つの部分に分けられ、各部分の電力はいずれも元の順方向周波数検知信号の半分である。2分配後の2つの部分の順方向周波数検知信号は、それぞれ電力分割分離モジュール20の第1の接続端子21及び第2の接続端子22から出力され、第1の接続端子21から出力された順方向周波数検知信号はアンテナ10内に入力され、アンテナ10を介して負荷に送信される。第2の接続端子22から出力された順方向周波数検知信号は順方向検波管300内に入力され、アナログ電圧に変換された後、送信された順方向周波数検知信号の順方向電圧Voutを得る。
【0043】
同様に、
図1の白抜き矢印で示すように、アンテナ10から送信された順方向周波数検知信号を負荷に送信すると、負荷で反射されてきて、逆方向周波数検知信号を形成し、且つアンテナ10により受信し、アンテナ10が受信した後、逆方向周波数検知信号を電力分割分離モジュール20の第1の接続端子21に送り、逆方向周波数検知信号は同様に電力分割分離モジュール20に2分配され、2分配後の2つの部分の逆方向周波数検知信号は、それぞれ電力分割分離モジュール20の第3の接続端子23及び第4の接続端子24を介して逆方向検波管400及び増幅器500に出力され、逆方向検波管400に入力された逆方向周波数検知信号はアナログ電圧に変換され、逆方向周波数検知信号の順方向電圧Vrefを得て、増幅器500に入力された逆方向周波数検知信号の電力は完全に増幅器500に吸収され、電圧制御発振器に対する衝撃が軽減される。
【0044】
順方向電圧及び逆方向電圧を決定した後、マイクロコントローラで計算処理することで、特定周波数f0に対応する定在波SWR=F(Vref、Vout)を得る。
【0045】
無線周波数検知装置が作動し続け、複数の異なる周波数における順方向周波数検知信号を順次に生成し、周波数掃引を行うことにより、複数の周波数の各々に対応する定在波、即ち複数の周波数及びそれに対応する複数の定在波を得ることができ、これにより周波数−定在波の関数グラフィックy=F(fi、SWR)を得ることができる。
【0046】
マイクロコントローラのデータベースにおいて、複数の周波数−定在波の予め設定されたグラフィックが予め記憶されており、各予め設定されたグラフィックは特定周波数における負荷の特定状態のパラメータに対応している。したがって、無線周波数検知装置が周波数掃引を行うことで得られた周波数−定在波の関数グラフィックと、データベースにおける予め設定されたグラフィックとを比較し、対応する予め設定されたグラフィックが見つかると、当該予め設定されたグラフィックに基づいて、その対応する負荷の状態のパラメータを決定でき、負荷に接触しない場合に、負荷の状態のパラメータに対する検出を完了する。
【0047】
本願の無線周波数検知装置を、電子レンジに適用すると、電子レンジ内の負荷の温度、体積などの状態のパラメータを検出でき、無負荷の場合にも検出することができる。
【0048】
具体的には、例えば1つの電子レンジにおいて、本願の無線周波数検知装置を採用する。
図4、
図5、
図6に示すように、
図4は、電子レンジの無負荷時の周波数−定在波の関数グラフィックであり、
図5は、電子レンジ内の負荷が250ml 4℃のパック入り牛乳である時の周波数−定在波の関数グラフィックであり、
図6は、電子レンジ内の負荷が250ml 40℃のパック入り牛乳である時の周波数−定在波の関数グラフィックである。これらのグラフィックを予め記憶されたグラフィックライブラリに格納し、電子レンジを使用するとき、無線周波数検知装置で検出された周波数−定在波の関数グラフィックが
図5と同じであれば、電子レンジ内の負荷がパック入り牛乳であり、その体積が250mlであり、温度が4℃であると決定することができる。
【0049】
具体的には、
図2に示すように、本願の一実施例による無線周波数検知装置は、マイクロコントローラ及び信号生成手段60を含み、マイクロコントローラは、信号生成手段60が予め設定された周波数範囲における複数の周波数に対応する複数の順方向周波数検知信号を順次に生成するように、予め設定された周波数範囲に基づいて、信号生成手段60に制御信号を発信するように構成される。
【0050】
信号生成手段60は電力増幅モジュール50に接続され、電力増幅モジュール50の他端は電力分割分離モジュール20に接続される。電力分割分離モジュール20は6つの接続端子を有する方向性結合器を含み、
図3に示すように、方向性結合器の2つの接続端子はいずれも接地され、他の4つの接続端子のうち第4の接続端子24は電力増幅モジュール50の他端に接続される。本実施例の無線周波数検知装置は、アンテナ10、第1の検出モジュール、及び第2の検出モジュールをさらに含み、そのうち、アンテナ10は方向性結合器の第1の接続端子21に接続され、第1の検出モジュールは方向性結合器の第2の接続端子22に接続され、第2の検出モジュールは方向性結合器の第3の接続端子23に接続される。アンテナ10は、信号生成手段60で生成された順方向周波数検知信号、及び負荷で反射された逆方向周波数検知信号を送信するように構成される。
【0051】
電力分割分離モジュール20は、方向性結合器を採用してもよく、またブリッジ、又は他の類似機能の回路構造又は電気素子を採用してもよい。
【0052】
さらに、順方向周波数検知信号又は逆方向周波数検知信号の大きさを調整し、及び回路間の分離度を増加させ、回路全体の安全性を高めるように、第1の検出モジュールと方向性結合器との間、第2の検出モジュールと方向性結合器との間、及び信号生成手段60と電力増幅モジュール50との間に、いずれもPIネットワーク70が設けられている。同時に、上記3つの箇所にいずれもPIネットワーク70が設けられているので、より多くの異なるシーン及び異なる負荷に適応するように、順方向周波数検知信号及び逆方向周波数検知信号の大きさ、及び回路全体の分離度をより柔軟に調整でき、且つ無線周波数検知装置の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばす。もちろん、必要に応じて、上記3つの箇所のうち1箇所又は2箇所のみにPIネットワーク70を設けてもよい。
【0053】
より具体的には、信号生成手段60において、発振器600を含み、発振器600は複数の接続端子及び複数の容量を含み、複数の容量は少なくとも2つのグループに分けられ、各グループにおける各容量の一端は発振器600の1つの接続端子又は2つの接続端子と共通に接続され、各容量の他端は接地される。信号生成手段60を設けることにより、異なる周波数における順方向周波数検知信号を柔軟に生成することに役立つ。本実施例において、コストを節約し、構造を簡略化させるために、発振器600は電圧制御発振器を採用することが好ましく、発振器600としては水晶発振器などの他の発振器を選択することもできる。
【0054】
本実施例の電力増幅モジュール50において、一端が信号生成手段60に接続される第1の容量と、一端が第1の容量の他端に接続される増幅器500と、一端が増幅器500の他端に接続され、他端が方向性結合器の第4の接続端子24に接続される第2の容量と、を含む。電力増幅モジュール50を設けることにより、信号生成手段60が順方向周波数検知信号を生成することに役立ち、それに伴ってアンテナ10が負荷に送信した順方向周波数検知信号を増幅させ、検知の感度を向上させる。電力増幅モジュール50はさらに電力分割分離モジュール20と信号生成手段60との間の分離度を増加させ、アンテナ10が反射されてきた逆方向周波数検知信号を受信し、且つ方向性結合器の第4の接続端子24を介して信号生成手段60に流れるとき、逆方向周波数検知信号は完全に電力増幅モジュール50に吸収され、信号生成手段60が衝撃を受ける可能性を減らし、信号生成手段60の安全性を高め、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばし、使用コストを低減させる。一方、電力分割分離モジュール20は電力増幅モジュール50とアンテナ10との間の分離度を増加させ、アンテナ10の受信した大電力信号が電力増幅モジュール50に逆流入して破壊する可能性を減らす。
【0055】
本実施例の第1の検出モジュールは、第1の検波回路30及び第1の演算コンポーネントを含み、第1の検波回路30は、検波チップ、及び検波チップにそれぞれ接続される第1の抵抗及び第3の容量を含み、第1の抵抗及び第3の容量における検波チップに接続されていない端部はいずれも接地され、第3の容量における検波チップに接続される端部に第2の抵抗がさらに接続されており、第2の抵抗における第3の容量に接続される端部は、第1の演算コンポーネントに接続され、第2の抵抗の他端は接地される。第1の検波回路30は、第1の演算コンポーネントによってサンプリングして順方向周波数検知信号の順方向電圧を得るように、順方向周波数検知信号を順方向アナログ電圧に変換するように構成される。
【0056】
第2の検出モジュールは、第2の検波回路40及び第2の演算コンポーネントを含み、第2の検波回路40の構造は第1の検波回路30の構造と同じであり、第2の検波回路40は、第2の演算コンポーネントによってサンプリングして逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を得るように、負荷で反射されてきた逆方向周波数検知信号を逆方向アナログ電圧に変換するように構成される。
【0057】
特定周波数における順方向周波数検知信号の順方向電圧と逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を得た後、当該周波数に対応する定在波を算出することができる。上記予め設定された周波数範囲に従って、周波数掃引を行った後、当該予め設定された周波数範囲における周波数の各々に対応する定在波を得ることができ、これにより周波数−定在波関数関係図を得て、マイクロコントローラを介して当該周波数−定在波関数関係図と、予め記憶された負荷の状態のパラメータと対応づけられるグラフィックとを比較することにより、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定でき、さらに予め設定されたグラフィックに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定し、負荷に対する検出を実現する。負荷の状態のパラメータは、温度、体積などを含む。
【0058】
本実施例の無線周波数検知装置を採用すると、接触しない場合に、様々な負荷の状態を検出でき、検出の利便性及び安全性を高め、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らし、さらに例えば高温物体のような危険性の比較的高い負荷の検出により検出機器が破壊されたり、検出者が怪我をしたりする可能性を減らす。且つ本実施例の無線周波数検知装置は構造がシンプルで、コストが低い。検出プロセスにおいて、複雑な計算をグラフィック比較に変更し、簡単で直感的で、作業効率を向上させる。
【0059】
実施例2
本願にて提供される別の実施例による無線周波数検知装置と、実施例1との異なる点は、電力分割分離モジュール20及び電力増幅モジュール50を採用せず、且つ信号の送信及び受信がそれぞれ信号送信器及び信号受信器により行われることであり、具体的には、本実施例の無線周波数検知装置は、マイクロコントローラ、信号送信モジュール、信号受信器、第1の検出モジュール及び第2の検出モジュールを含む。信号送信モジュールはマイクロコントローラの制御信号に基づいて、複数の異なる周波数における順方向周波数検知信号を順次に生成して送信し、第1の検出モジュールを介して順方向電圧を検出した後、信号送信モジュールの信号送信器から発信し、負荷を介して反射した後、信号受信器により反射された逆方向検知信号を受信し、第2の検出モジュールが信号受信器に接続され、これにより逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を検出できる。第1の検出モジュール及び第2の検出モジュールはいずれもマイクロコントローラに接続され、検出した順方向電圧及び逆方向電圧をマイクロコントローラにフィードバックすることに役立ち、これによりマイクロコントローラの演算によって負荷との周波数−定在波関数関係図が得られ、さらに比較検索により、予め設定されたグラフィック、及び予め設定されたグラフィックと対応づけられる負荷の状態のパラメータを得て、負荷状態に対する検出を実現する。
【0060】
当然、電力増幅モジュール50は、減らすのではなく、その数を増やしてもよく、それによってより良好な検出動的範囲を得て、検出の感度を向上させる。
【0061】
本実施例は、より多くの指向性機能を実現するように、具体的な適用シーン及び機器に基づいて、例えば温度補正回路などの補助回路をさらに追加してもよい。
【0062】
実施例3
図7に示すように、本願にて提供される一実施例による無線周波数検知方法は、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置として構成され、具体的には、
無線周波数検知装置のマイクロコントローラから発信された制御信号を受信することにより、信号生成手段は制御信号に基づいて異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を生成するステップ10と、
アンテナによって負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第1の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第1のパラメータを検出するステップ12と、
信号受信器により負荷によって反射された複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第2の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第2のパラメータを検出するステップ14と、
マイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第1のパラメータ及び第2のパラメータに基づいて、負荷の状態のパラメータを決定するステップ16と、を含む。
【0063】
信号生成手段がマイクロコントローラから発信された制御信号を受信して該当する制御信号に基づいて、複数の異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を順次に生成して送信し、さらに様々なシーンで負荷を検知する可能性を高め、且つ検知信号が負荷に接触しないので、負荷の安全性及び衛生を高める。且つマイクロコントローラから発信された制御信号を根拠とし、順次に送信された順方向周波数検知信号の周波数を予め設定された周波数に合致させることができ、後続のデータ処理及び比較に役立ち、作業効率及び検知の精度を向上させる。信号送信モジュールによって負荷に複数の順方向周波数検知信号を送信し、且つ第1の検出モジュールにより順方向周波数検知信号の各々に対応する各第1のパラメータを検出し、及び信号受信器により負荷によって反射されてきた複数の逆方向周波数検知信号を受信し、且つ第2の検出モジュールにより逆方向周波数検知信号の各々に対応する各第2のパラメータを検出し、これにより周波数の各々に対応する第1のパラメータ及び第2のパラメータを取得し、さらにマイクロコントローラにより複数の周波数及び周波数の各々に対応する第1のパラメータ及び第2のパラメータに基づいて計算すると、負荷に関する特定情報を取得でき、予め記憶された情報と比較することにより、負荷のタイプ、体積、温度などの状態のパラメータが得られ、最終的に、負荷の状態のパラメータを非接触で検出するという目的を実現する。
【0064】
第1のパラメータ及び第2のパラメータは電圧であってもよく、電流又は電力であってもよく、具体的には実際に適用するシーンに基づいて、柔軟に選択し、これにより検出の利便性及び検出効率を向上させる。
【0065】
実施例4
図8に示すように、本願にて提供される一実施例による無線周波数検知方法は、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置として構成され、具体的には、以下のステップを含む。
【0066】
ステップ20において、無線周波数検知装置のマイクロコントローラから発信された制御信号を受信することにより、信号生成手段は制御信号に基づいて異なる周波数における複数の順方向周波数検知信号を生成する。
【0067】
ステップ22において、順方向周波数検知信号を増幅し、順方向周波数検知信号を増幅することで、信号を補強し、検出の感度を向上させる。
【0068】
ステップ24において、増幅された順方向周波数検知信号を、電力がいずれも順方向周波数検知信号の電力の半分である第1の順方向サブ検知信号と、第2の順方向サブ検知信号とに分け、
順方向周波数検知信号を2分配することにより、信号の電力を減らし、電気検出素子に対する衝撃を減らし、無線周波数検知装置の耐用年数を延ばす。
【0069】
ステップ26において、負荷に第1の順方向サブ検知信号を送信する。
【0070】
ステップ28において、第2の順方向サブ検知信号を順方向アナログ電圧に変換する。
【0071】
ステップ30において、順方向アナログ電圧をサンプリングし、順方向周波数検知信号の順方向電圧を決定し、電圧を第1のパラメータとすることで、検出の感度及び検出の利便性、並びに検出の精度を向上させる。
【0072】
ステップ32において、負荷で反射された逆方向周波数検知信号を受信する。
【0073】
ステップ34において、逆方向周波数検知信号を、電力がいずれも逆方向周波数検知信号の電力の半分である第1の逆方向サブ検知信号と、第2の逆方向サブ検知信号とに分ける。
【0074】
ステップ36において、第1の逆方向サブ検知信号を逆方向アナログ電圧に変換する。
【0075】
ステップ38において、逆方向アナログ電圧をサンプリングし、逆方向周波数検知信号の逆方向電圧を決定する。
【0076】
ステップ40において、周波数の各々に対応する順方向電圧及び逆方向電圧に基づいて、周波数の各々に対応する定在波を決定し、順方向電圧及び逆方向電圧に対応する定在波を計算し、即ち周波数の各々に対応する2つのパラメータを1つのパラメータに単純化することにより、判断基準が単純化され、後続の演算の困難性が低減される。
【0077】
ステップ42において、複数の周波数及び周波数の各々に対応する定在波に基づいて、周波数−定在波関係図を決定する。
【0078】
ステップ44において、周波数−定在波関係図と、予め設定されたグラフィックライブラリにおいて負荷の状態のパラメータにと対応づけられるグラフィックと、を比較し、周波数−定在波関係図に対応する予め設定されたグラフィックを決定する。
【0079】
ステップ46において、予め設定されたグラフィックから、負荷の状態のパラメータを決定する。
【0080】
周波数−定在波の固有関係を関数関係図に変換することで、複雑な計算プロセスをグラフィックの比較に変換し、計算の誤りによる検出結果の誤りが発生する可能性を減らし、負荷状態のパラメータの検出及び判断を直感的で簡便にし、検出速度及び検出精度を向上させ、且つ本実施例の無線周波数検知方法を採用すると、負荷との接触を必要とせず、判断プロセスが迅速で簡単であり、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らす。
【0081】
実施例5
本願にて提供される一実施例による電子レンジは、上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置を採用する。
【0082】
上記いずれかの実施例の無線周波数検知装置を採用することにより、上記実施例の効果が全て発揮されるので、詳細な説明は省略する。
【0083】
なお、本願の無線周波数検知装置は、構造がシンプルで、マッチングに影響がなく、種々の高中低価格の電子レンジに適用でき、オーブン、炊飯器、蒸し鍋などの機器にも適用できる。
【0084】
以上は図面を参照しながら本願の技術的手段について詳細に説明し、本願の技術的手段によって、負荷に接触せずに負荷の状態のパラメータを検出するという目的を効果的に実現し、検出の利便性及び安全性を高め、負荷の接触式検出に起因する破壊、失効の可能性を減らし、さらに危険性の比較的高い負荷の検出により検出機器が破壊されたり、検出者が怪我をしたりする可能性を減らす。且つ本願の無線周波数検知装置は構造がシンプルで、コストが低い。検出プロセスにおいて、複雑な計算をグラフィック比較に変更し、簡単で直感的で、作業効率を向上させる。
【0085】
本願において、用語「第1」、「第2」、「第3」は目的を説明するためのものであり、相対的な重要性の指示又は示唆として解釈されるべきではない。特に断らない限り、用語「複数」は2つ又は2つ以上である。用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語はいずれも広義に理解されるべきであり、例えば、「接続」は固定的に接続されてもよいし、また着脱可能に接続されてもよく、又は一体的に接続される。「連結」は直接連結されてもよいし、また中間媒体を介して間接連結されてもよい。当業者であれば、具体的な状況によって上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
【0086】
本願の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」などの用語で示す方位又は位置関係は図面に示す方位又は位置関係であり、本願を説明しやすいか、又は説明を簡単にするだけに用いられ、示している装置又はユニットは必ず特定の方向を有し、特定の方位構造と操作を有することを表すか又は暗示することではないことを理解されるべきであり、そのため、本願に対する限定とみなされるべきではない。
【0087】
本明細書の説明において、用語である「一実施例」、「いくつかの実施例」、「具体的な実施例」などの記述は、当該実施例又は例示に記載された具体的な特徴、構造、材料又は特性を参照して本願の少なくとも1つの実施例又は例示に含まれることを意図する。本明細書において、上記用語の例示的記述は同一の実施例又は例示を必ずしも意味しない。さらに、記載された具体的な特徴、構造、材料又は特性をいずれかの1つ又は複数の実施例又は例示において適当な方式で組み合わせることができる。
【0088】
以上は本願の好適な実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者であれば、本願に様々な修正や変更が可能である。本願の精神及び原則内での全ての修正、均等置換、改善などは、本願の範囲内に含まれる。