(19)
(11) EP 0 296 653 A1

(12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43) Date de publication:
28.12.1988  Bulletin  1988/52

(21) Numéro de dépôt: 88201087.9

(22) Date de dépôt:  31.05.1988
(51) Int. Cl.4H05B 6/68
(84) Etats contractants désignés:
DE FR GB IT SE

(30) Priorité: 02.06.1987 FR 8707684
20.10.1987 FR 8714441

(71) Demandeurs:
  • WHIRLPOOL FRANCE S.A.
    F-92150 Suresnes (FR)

    FR 
  • WHIRLPOOL EUROPE B.V.
    NL-5507 SK Veldhoven (NL)

    DE GB IT SE 

(72) Inventeurs:
  • Steers, Michel Société Civile S.P.I.D.
    F-75007 Paris (FR)
  • Hazan, Jean-Pierre Société Civile S.P.I.D.
    F-75007 Paris (FR)
  • Delmas, Gilles Société Civile S.P.I.D.
    F-75007 Paris (FR)

(74) Mandataire: Guerci, Alessandro 
Whirlpool Europe S.r.l. Patent Department Località Cassinetta
I-21024 Biandronno (VA)
I-21024 Biandronno (VA) (IT)


(56) Documents cités: : 
   
       


    (54) Four à micro-ondes muni d'un capteur de décongélation


    (57) Four à micro-ondes comprenant une source micro-­onde et un capteur placé dans le four à proximité d'un produit à traiter, le capteur comprenant une substance qui absorbe l'énergie micro-ondes, l'absorption de l'énergie micro-onde par le capteur et par le produit provoquant leur élévation de température.
    Selon l'invention, les échanges thermiques du capteur avec le milieu ambiant peuvent être soit réduits soit augmentés afin qu'au cours de plusieurs traitements successifs de décongélation, le capteur ait une sensibilité de détection de la fin de décongélation qui soit, à chaque traitement, optimale et sensiblement constante.




    Description


    [0001] L'invention concerne un four à micro-ondes compre­nant une source micro-onde et un capteur placé dans le four à proximité d'un produit à traiter, le capteur comprenant une substance qui absorbe l'énergie micro-ondes, l'absorption de l'énergie micro-onde par le capteur et par le produit provo­quant leur élévation de température, la température du capteur étant mesurée par un organe de mesure.

    [0002] Les fours à micro-ondes sont maintenant couramment employés pour décongeler et réchauffer des aliments préalable­ment placés dans un congélateur. Cette décongélation s'effec­tue généralement par une méthode empirique : l'utilisateur dé­termine un poids approximatif de l'aliment à décongeler et en déduit un temps lui aussi approximatif pendant lequel doit fonctionner son four à micro-ondes. Il s'ensuit une décongé­lation plus ou moins complète, voire un commencement de cuis­son.D'autre part il est connu dans la littérature que l'eau, constituant essentiel de la plupart des aliments, absorbe très différemment les micro-ondes vers 2,45 GHz selon que sa tempé­rature est inférieure ou supérieure à 0°C. En dessous de 0°C la glace est très sensiblement transparente aux micro-ondes, par contre pour une température supérieure à 0°C l'eau absorbe très fortement les micro-ondes. Ce phénomène est dû aux varia­tions de pertes diélectriques de l'eau en fonction de la tem­pérature. Le document FR 2 571 830 décrit un four à micro-on­des muni d'une charge-étalon placée dans le four à côté des aliments à traiter. La charge-étalon absorbe l'énergie micro-­onde selon une répartition s'effectuant en fonction des char­ges constituées par la charge-étalon et la charge des aliments à traiter.

    [0003] Il est ainsi possible, à partir de l'échauffe ment de la charge-étalon, de connaître la quantité d'aliments se trouvant dans le four et de déterminer automatiquement le temps de cuisson.

    [0004] Mais dans ce document rien n'est révélé sur une structure de capteur permettant d'effectuer des utilisations successives du capteur avec une sensibilité de détection sa­tisfaisante et sensiblement constante.

    [0005] La solution de ce problème technique consiste en ce que le capteur possède des moyens qui permettent de contrô­ler ses échanges thermiques avec le milieu ambiant afin qu'il puisse opérer au cours de plusieurs traitements de décongéla­tion successifs avec, à chaque traitement, une sensibilité de détection de fin de décongélation qui soit optimale et sensi­blement constante.

    [0006] Selon un premier mode de réalisation la substance est isolée du milieu ambiant par un isolant thermique transpa­rent aux micro-ondes afin de réduire les échanges thermiques et de faire que la température atteinte par la substance en fin de décongélation présente des accroîssements sensiblement constants au cours de plusieurs traitements de décongélation successives.

    [0007] Dans un four à micro-ondes l'élévation de tempé­rature d'une charge en fonction du temps suit une loi du type calorimétrique :
        dT = P.dt/mc
    où dT est la variation de température pendant l'écart de temps dt pour une masse m d'un corps de chaleur spécifique c.
    P est la puissance micro-onde disponible dans le four.

    [0008] Il a été vérifié expérimentalement par la demande­resse que cette loi se vérifie lorsque cette masse est séparée en deux masses m₁ et m₂ tel que m = m₁+m₂.

    [0009] La loi devient alors :
    (1)      m₁dT₁ + m₂dT₂ = mdT
    dT₁ et dT₂ sont alors respectivement les élévations de tempé­rature des deux masses m₁ et m₂ et dT serait l'élévation de température de la masse m si elle avait été soumise aux micro-­ondes dans le four dans les mêmes conditions que les masses m₁ 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)      m₁c₁dT₁ + m₂c₂dT₂ = mcdT.

    [0010] 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 thermodyna­miques d'une première charge sont connues, sa variation de température sera dépendante de la présence et de l'état ther­modynamique de l'autre charge. La première charge doit pré­senter des paramètres thermodynamiques déterminés et stables. Elle constitue le capteur.

    [0011] Mais la loi représentée par les relations (1) ou (2) concerne des substances pour lesquelles l'absorption des micro-ondes est la même. Si cela n'est pas le cas, les élé­vations de température de la substance de masse m₁ et de la substance de masse m₂ vont être modifiées en conséquence. En particulier, et c'est la situation exploitée par l'invention, lorsque l'une des substances est de la glace (le produit à décongeler), son coefficient d'absorption est très faible. L'énergie micro-onde sera donc absorbée principalement par le capteur lui-même qui, lui, est prévu pour avoir un coefficient d'absorption suffisant. Le passage par le produit de l'état de glace à l'état d'eau va faire que le produit va progressi­vement absorber de plus en plus d'énergie micro-onde donc s'échauffer de plus en plus. L'énergie absorbée par le capteur va elle diminuer progressivement. Ainsi l'évolution de la température du capteur va permettre de suivre l'évolution de la température du produit encours de décongélation placé à proximité.

    [0012] Le produit à décongeler étant généralement formé d'une grande partie de glace, la substance du capteur de dé­congélation doit présenter des pertes supérieures aux pertes diélectriques de la glace.

    [0013] La substance peut être un liquide tel que l'eau, l'huile ou un solide massif ou déposé sur un support transpa­rent aux micro-ondes. Le matériau du support peut être choisi parmi les matériaux suivants : vitrocéramique, alumine, verre.

    [0014] Mais il est nécessaire que l'on puisse effectuer plusieurs opérations de décongélation consécutives sans que la sensibilité de détection du mécanisme de décongélation n'en soit sensiblement affectée. Or la substance qui reçoit une certaine quantité d'énergie micro-onde va voir sa température s'élever mais en même temps elle va présenter une déperdition de chaleur avec le milieu environnant par échange thermique. Lorsque l'on effectue plusieurs opérations de décongélation consécutives la quantité de chaleur va s'accumuler mais à cau­se des déperditions de chaleur un équilibre thermique va se produire entre le capteur et son environnement. Les variations de températures vont donc être de plus en plus réduites (tous les autres paramètres étant supposés ici identiques) lorsque le nombre d'opérations de décongélation va croître. Pour gar­der une sensibilité de détection sensiblement constante il est donc nécessaire, selon le premier mode de réalisation, d'iso­ler thermiquement la substance du capteur afin de limiter les échanges thermiques avec le milieu environnant. Cette isola­tion thermique est déterminée afin de permettre plusieurs opé­rations de décongélation successives sans que le capteur ne soit détérioré. Elle est telle qu'elle permet au capteur de reprendre après une longue période une température d'équilibre avec le milieu environnant.

    [0015] Selon le second mode de réalisation le capteur peut au contraire reprendre rapidement sa température de repos lorsque la phase d'élévation de température a été arrêtée afin d'autoriser sa réutilisation rapide. Pour cela le capteur présente une grande surface d'échange thermique avec le milieu ambiant et une épaisseur faible afin d'accroître les échanges thermiques et assurer au capteur une faible inertie thermique afin qu'il reprenne rapidement ses caractéristiques initiales après chaque traitement de décongélation. Le capteur peut présenter une forme crénelée.

    [0016] L'élévation de température du capteur dépendra de l'état du produit à décongeler. En particulier si le produit qui par sa nature contient beaucoup d'eau sort du congélateur à une température avoisinant -20°C, il n'absorbera que très faiblement les micro-ondes. Par suite toute la puissance dis­ponible dans le four à micro-ondes sera utilisée pour élever la température du capteur. Dès que le processus de décongéla­tion du produit est engagé celui-ci absorbera de plus en plus la puissance micro-onde et par suite l'élévation de températu­re du capteur sera moins rapide. La pente de la courbe d'élé­vation de température du capteur en fonction du temps va donc constamment décroître jusqu'à ce que toute la glace présente dans le produit à décongeler soit complètement transformée en eau. Par la suite conformément à la loi calorimétrique d'élé­vation de température dans un four à micro-ondes en fonction du temps, l'élévation de température du produit sera une fonc­tion sensiblement linéaire du temps si les caractéristiques thermodynamiques du produit ne varient pas.

    [0017] Pour déterminer les variations de température du capteur l'organe de mesure des variations de température déli­vre un signal électrique dont les variations en fonction du temps sont déterminées par un dispositif de calcul et de con­trôle. La sensibilité de détection est pratiquement constante lorsque plusieurs opérations de décongélation sont effectuées successivement. Ces variations sont traitées par le dispositif de calcul et de contrôle qui compare lesdites variations en fonction du temps à des instants successifs et intervient pour contrôler le cycle de fonctionnement de la source micro-onde lorsque deux valeurs successives desdites variations sont sen­ siblement égales.

    [0018] La présence du capteur rend inutile le commutateur de variations d'énergie du four. Il suffit en effet de faire fonctionner le four au début avec un taux de répétition d'é­mission des ondes faible et de mesurer alors la pente de la courbe d'élévation de température du capteur en fonction du temps. Si cette pente est décroîssante le produit présent dans le four est congelé. Si cette pente est faible le four peut automatiquement augmenter son cycle d'émission des micro-ondes car le produit présent dans le four est déjà décongelé et est donc seulement à réchauffer.

    [0019] Le critère d'arrêt de la fonction décongélation doit tenir compte du fait que si le produit à décongeler est essentiellement composé de glace, la pente de la courbe des variations de la température du capteur en fonction du temps peut être constante et par suite ressembler à celle d'un pro­duit déjà décongelé. La distinction se fait alors par la va­leur de cette pente :
    - si elle est sensiblement égale à celle du capteur seul, le produit présent dans le four est congelé,
    - si elle est nettement inférieure le produit présent dans le four est donc décongelé.

    [0020] Lorsqu'il est nécessaire d'avoir une très bonne sensibilité de détection au début de la décongélation, il est possible d'utiliser comme substance un liquide dont la capa­cité calorifique et/ou l'absorption micro-onde diminue très fortement avec la température, de l'huile par exemple. Dans ces conditions lorsque le produit sera encore congelé, la tem­pérature du liquide s'élèvera très rapidement et dès que la décongélation débutera il y aura apparition d'un palier très net sur la courbe d'évolution de la température du capteur en fonction du temps. Ce phénomène s'explique par la très forte diminution du produit mcdT du capteur. Il est également envi­sageable d'utiliser plusieurs capteurs aux caractéristiques thermodynamiques différentes.

    [0021] L'invention sera mieux comprise à l'aide des figu­res suivantes données à titre d'exemple non limitatif et qui représentent :

    figure 1a : les courbes de variations de tempéra­ture d'un capteur de masse m₁ = 100 grammes et d'un produit de masse m₂ formés tous deux d'eau à l'état liquide en fonction de la masse m₂.

    figure 1b : les courbes de variations montrant la concordance des mesures expérimentales de température effec­tuées sur une masse m₁+m₂ et celles déduites du calcul de l'é­quation 1.

    figure 2a : les courbes de la température et des variations de la température en fonction du temps d'un capteur d'eau placé à côté d'un produit à décongeler formé d'une masse de glace au cours de la décongélation de la masse de glace.

    figure 2b : les mêmes courbes de la température et des variations de la température pour le même capteur placé à côté du produit déjà décongelé, au cours d'un réchauffement au-dessus de la température de fusion de la glace.

    figure 3a, figure 3b : deux représentations sché­matiques de deux capteurs selon le premier mode de réalisa­tion.

    figure 3c : un schéma d'un capteur selon le deu­xième mode de réalisation.

    figure 4a, figure 4b : deux représentations des élévations de température d'un capteur isolé et d'un capteur non isolé au cours de plusieurs opérations de décongélation successives.

    figure 5a, figure 5b : deux représentations sché­matiques d'un four à micro-ondes utilisant différents cap­teurs.

    figure 6 : un schéma électrique pour la mise en oeuvre du contrôle du fonctionnement de la source micro-ondes à partir des mesures effectuées par les capteurs.



    [0022] La figure 1a représente les variations de la tem­ pérature 10 d'un capteur formé d'une masse m₁ de 100 grammes d'eau et les variations de la température 11 d'un produit for­mé d'une masse m₂ d'eau placés tous deux dans un four à micro-­ondes, pour des températures au-dessus de la température am­biante et ceci pendant une durée déterminée, en fonction de la masse m₂. Lorsque la masse m₂ croît l'élévation de température des deux masses décroît. La masse m₁ du capteur subit une élé­vation de température supérieure à celle subit par la masse m₂ plus élevée.

    [0023] La figure 1b représente les variations de la tem­pérature 12 d'une masse de m₁+m₂ 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-onde 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 suivre les étapes de décongélation.

    [0024] La figure 2a indique les variations de la tempéra­ture 21 en fonction du temps d'un capteur formé d'eau au cours de la décongélation d'une masse de 200 grammes de glace. La pente de la courbe 21 est représentée par la courbe 22. On constate qu'au moment du départ cette pente présente une va­leur élevée qui décroît d'abord lentement puis assez rapide­ment enfin pour se stabiliser. Cette stabilisation va être prise pour décider de la fin de décongélation et utilisée par le dispositif de calcul et de contrôle.

    [0025] La dérivée seconde 25, présentée ici sous la forme de segments de droite, commence par croître puis décroître, en valeur absolue, au cours de l'étape de décongélation. Lorsque celle-ci est terminée, la dérivée seconde présente une faible valeur. Lorsque cette valeur devient inférieure à une valeur prédéterminée, le dispositif de calcul et de contrôle peut in­tervenir pour positionner le four pour une opération nouvelle: cuisson, réchauffage lent, arrêt, etc...

    [0026] La figure 2b représente une courbe analogue à celle de la figure 2a. Les déterminations des dérivées premiè­re et seconde sont effectuées avec un pas de calcul plus fin. La courbe 1 représente la variation de température du capteur. La courbe 2 représente la dérivée première de la courbe 1. La courbe 3 représente la dérivée seconde de la courbe 1. Les zéros des échelles pour les courbes 2 et 3 sont indiqués sur la partie droite.

    [0027] Les figures 3a, 3b et 3c représentent trois exem­ples non limitatifs de réalisation de capteurs de décongéla­tion 30.

    [0028] La figure 3a 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 ou solide. Elle est placée dans un boîtier 34 ou un récipient qui l'isole thermiquement du milieu environnant.

    [0029] La substance liquide peut être l'eau, l'huile ou tout autre liquide ayant des pertes diélectriques suffisantes pour assurer un échauffement exploitable du capteur.

    [0030] La substance solide peut être une ferrite, un so­lide contenant en partie des ions métalliques ou tout autre solide ayant des pertes suffisantes pour assurer un échauffe­ment exploitable du capteur.

    [0031] Sur la figure 3b est représenté un autre mode de réalisation de l'invention. La substance 31 est fixée à un substrat 35 qui absorbe peu ou pas les micro-ondes. Le subs­trat 35 et la substance 31 sont isolés thermiquement par l'i­solant 34. Ce dernier peut aussi constituer le boîtier. Pré­rentiellement la substance 31 est déposée par sérigraphie. Elle peut être constituée d'une encre par exemple une encre résistive destinée à la réalisation de circuits en couches épaisses. Le substrat est par exemple une plaque de vitrocé­ramique. L'isolant thermique 34 est choisi parmi les substan­ces suivantes : polystyrène, polyimide, époxy, silicone, for­maldéhyde, polyisopropène, résine époxy, ou toute matière plastique isolante thermiquement et transparente aux micro-­ondes.

    [0032] L'organe de mesure des variations de température peut être constitué par une sonde blindée de type connu dans le domaine des fours à micro-ondes dont les connexions 33 sont représentées sur la figure 3b.

    [0033] Les encres résistives ont dans leur quasi majorité un coefficient de variation avec la température suffisant pour être utilisées comme organe de mesure. Le capteur représenté sur la figure 3b est alors très compact. Les connexions 33 doivent être blindées dans la partie soumise à l'énergie mi­cro-ondes. A l'intérieur du boîtier 34 elles peuvent être for­mées à l'aide d'une encre à résistance plus élevée que pour la substance 31.

    [0034] Dans ce cas l'encre déposée permet de réaliser une résistance électrique qui varie avec la température et constitue ainsi en même temps l'organe de mesure déterminant les variations de température et le milieu absorbant les mi­cro-ondes.

    [0035] Sur la figure 3c est représentée une forme créne­lée destinée à accroître la surface exposée par la substance 31 à son environnement immédiat. Ceci s'applique à la substan­ce solide ou à la substance liquide mais par l'intermédiaire d'un boîtier bon conducteur thermique. La surface ainsi accrue autorise un refroidissement rapide de la substance lorsque l'opération de chauffage par les micro-ondes a été terminée et que l'on désire réutiliser rapidement le capteur 30. Une forme différente peut être choisie pour assurer une surface d'expo­sition élevée.

    [0036] La figure 4a représente les variations de tempé­rature pour un capteur isolé 61 et pour un capteur non isolé 62 au cours de plusieurs opérations de décongélation successi­ves. Sur la figure 4a deux opérations successives sont repré­sentées. La première opération de décongélation est effectuée entre les temps 0 et t₃ et la seconde entre les temps t₄ et t₅. La première opération comprend plusieurs étapes qui sont représentées sur la figure 4a par des segments de droite afin de faciliter leur mise en évidence sur la figure 4a.

    [0037] Les étapes suivantes apparaissent :
    . de 0 à t₁ réchauffement du produit encore congelé (segment 63).
    . de t₁ à t₂ le produit à décongeler est en cours de décongé­lation (segment 64). Le capteur s'échauffe moins vite.
    . de t₂ à t₃ le produit à décongeler est désormais décongelé. Il capte l'énergie micro-onde ; le capteur s'échauffe encore moins vite.
    . de t₃ à t₄ l'opération de décongélation proprement dite est achevée et le capteur reprend une certaine température d'é­quilibre qui dépend de son isolation thermique (segment 66).

    [0038] La courbe représentée par les segments 63, 64, 65, 66 correspond à un capteur isolé thermiquement. Pour un capteur ayant une moins bonne isolation thermique la courbe correspondante est représentée par les segments 63a, 64a, 65a, 66a correspondant aux mêmes étapes. En particulier le segment 66a indique que la température du capteur décroît lorsque l'é­tape de décongélation proprement dite est terminée.

    [0039] Pour les capteurs isolé et peu isolé, les tempé­ratures maximales atteintes apparaissent aux points respecti­vement A₁ et B₁. Lorsque deux opérations de décongélation se succèdent, la première s'effectuant entre les temps 0 et t₃ et la seconde entre les temps t₄ et t₅, les températures maxima­les atteintes apparaissent en A₂ et B₂ respectivement pour le capteur isolé et le capteur non isolé. La température corres­pondant au point B₂ est plus faible que celle correspondant au point A₂. Il y a un déficit d'accroissement de température. Ce déficit augmente avec le nombre d'opérations de décongélation n qui sont effectuées successivement.

    [0040] Ce mécanisme est mis en évidence sur la figure 4b. Une première courbe A sensiblement rectiligne représente les variations correspondant aux points de type A de la figu­re 4a.La seconde courbe B représente les variations pour les points de type B. La courbe B correspond à un capteur peu iso­lé. Cette courbe B présente une courbure qui indique que la sensibilité de détection va décroître lorsque plusieurs opéra­tions de décongélation successives n sont effectuées. La cour­be A correspond à un capteur isolé et le mécanisme asymptoti­que n'apparaît pas pour un nombre pas trop élevé d'opérations de décongélation. La sensibilité de détection des variations de température, lors de la décongélation du produit, est ainsi accrue lorsque le capteur est isolé pour un nombre raisonna­ble d'opérations de décongélation successives. Cette sensibi­lité de détection reste ainsi sensiblement constante après plusieurs opérations de décongélation successives.

    [0041] La figure 5a représente un four à micro-ondes 40 muni d'un capteur de décongélation 30 selon l'invention. Il est placé à côté du produit à décongeler 41. Une source micro-­onde 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 calcul et de con­trôle 43 qui agit sur la source micro-onde pour modifier son fonctionnement.

    [0042] La figure 5b représente un autre four à micro-on­des dans lequel le capteur de décongélation 30 est séparé de l'organe de mesure de température 32. Celui-ci est constitué d'un détecteur de rayonnement lumineux infrarouge de type py­roélectrique. Il détermine ainsi à distance la température du capteur 30. La mesure est elle-même transmise au dispositif de calcul et de contrôle 43 qui agit sur la source micro-onde 42.

    [0043] La figure 6 représente un schéma électrique pour la mise en oeuvre du contrôle du fonctionnement de la source micro-onde à partir des mesures effectuées par le capteur. Les signaux électriques issus du capteur 30 pénêtrent dans le dispositif de calcul et de contrôle 43. Selon un exemple de réalisation, il est formé d'un convertisseur A/N 51 réuni à un microprocesseur 52 qui possède une mémoire 53 et une horloge de fonctionnement 54. Le microprocesseur 52 va effectuer les déterminations de variations de pente du signal électrique reçu et stocker les valeurs dans la mémoire 53. La valeur à l'instant t est comparée à celle déterminée à l'instant t-1, et lorsque les deux valeurs successives sont sensiblement éga­les, le microprocesseur intervient sur l'alimentation 55 du magnétron 56 qui constitue la source micro-onde. Une alarme 57 peut avertir du déroulement des opérations.

    [0044] Le mécanisme de fonctionnement est le suivant. La température du capteur est convertie en un signal électrique qui est transformé en un signal numérique par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique. Ce signal est par la suite mémorisé par une mémoire RAM et traité par le micropro­cesseur. Le traitement consiste, dans le cas de la décongéla­tion, à mesurer la température à intervalles de temps fixe et à comparer les différentes mesures entre elles afin de déter­miner une pente de la courbe d'élévation de température du capteur en fonction du temps puis à déterminer l'évolution de ladite pente. A titre d'exemple, au cours d'une décongélation complète, un point de mesure peut être pris toutes les deux secondes, et une mesure de la pente de l'élévation de tempéra­ture peut se faire tous les 100 points par une méthode comme la méthode des moindres carrés. Une telle mesure montre alors une variation de pente en fonction du temps dont les caracté­ristiques peuvent être les suivantes dans le cas d'un corps contenant beaucoup d'eau. - Dans le premier temps la charge est congelée. L'élévation de température du capteur est rapide et suit une courbe qui serait celle si le capteur était seul. Dans ces conditions la pente mesurée par la méthode des moindres carrés est sensiblement une droite sensiblement parallèle à l'axe des temps.
    - Ensuite, la charge commence à décongeler. L'élévation de température du capteur est moins rapide. La courbe de la pente en fonction du temps présente alors une dérivée néga­tive.
    - Lorsque la charge est complètement décongelée, l'élévation de température du capteur redevient monotone avec une pente inférieure à la pente au début de l'expérience si aucun au­tre changement d'état n'intervient, ébullition par exemple. Ce phénomène se révèle sur la courbe des moindres carrés par une stabilisation de la courbe qui se retrouve parallè­le à l'axe des temps. C'est cette nouvelle stabilisation qui est reconnue par le microprocesseur comme une fin de décongélation. Le microprocesseur peut alors par l'inter­médiaire d'interfaces entrée/sortie adéquates arrêter la source de rayonnement micro-onde et éventuellement prévenir l'utilisateur ou démarrer une phase de réchauffement.

    [0045] Le four à micro-ondes est à nouveau près pour opérer d'autres opérations de décongélation avec la même sen­sibilité de détection des variations de température.


    Revendications

    1. Four à micro-ondes comprenant une source micro-­onde et un capteur placé dans le four à proximité d'un produit à traiter, le capteur comprenant une substance qui absorbe l'énergie micro-onde, l'absorption de l'énergie micro-onde par le capteur et par le produit provoquant leur élévation de température, la température du capteur étant mesurée par un organe de mesure, caractérisé en ce que le capteur possède des moyens qui permettent de contrôler ses échanges thermiques avec le milieu ambiant afin qu'ilpuisse opérer au cours de plusieurs traitements de décongélation successifs avec, à cha­que traitement, une sensibilité de détection de fin de décon­gélation qui soit optimale et sensiblement constante.
     
    2. Four à micro-ondes selon la revendications 1, ca­ractérisé en ce que la substance est isolée du milieu ambiant par un isolant thermique transparent aux micro-ondes afin de réduire les échanges thermiques et de faire que la température atteinte par la substance en fin de décongélation présente des accroîssements sensiblement constants au cours de plusieurs traitements de décongélation successives.
     
    3. Four à micro-ondes selon la revendication 2, ca­ractérisé en ce que l'isolant thermique est choisi parmi les substances suivantes : polystyrène, polyimide, epoxy, silico­ne, formaldehyde, polyisopropène, résine époxy, ou toute ma­tière plastique isolante thermiquement et transparente aux micro-ondes.
     
    4. Four à micro-ondes selon la revendication 1, ca­ractérisé en ce que le capteur présente une grande surface d'échange thermique avec le milieu ambiant et une épaisseur faible afin d'accroître les échanges thermiques et assurer au capteur une faible inertie thermique afin qu'il reprenne rapi­dement ses caractéristiques initiales après chaque traitement de décongélation.
     
    5. Four à micro-ondes selon la revendication 4, ca­ractérisé en ce que le capteur présente une forme crénelée.
     
    6. Four à micro-ondes selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la substance est un solide.
     
    7. Four à micro-ondes selon la revendication 6, ca­ractérisé en ce que la substance absorbante est déposée sur un support transparent aux micro-ondes.
     
    8. Four à micro-ondes selon la revendication 7, ca­ractérisé en ce que le matériau du support est choisi parmi les matériaux suivants : vitrocéramique, alumine, verre.
     
    9.Four à micro-ondes selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la substance est une encre déposée par sérigraphie.
     
    10. Four à micro-ondes selon la revendication 9, ca­ractérisé en ce que l'encre est résistive.
     
    11. Four à micro-ondes selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'encre déposée permet de réa­liser une résistance électrique qui varie avec la température et constitue ainsi en même temps l'organe de mesure détermi­nant les variations de température et le milieu absorbant les micro-ondes.
     
    12. Four à micro-ondes selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la substance est un liquide.
     
    13. Four à micro-ondes selon une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'organe de mesure des varia­tions de température du capteur délivre un signal électrique dont les variations en fonction du temps sont déterminées par un dispositif de calcul et de contrôle.
     
    14. Four à micro-ondes selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif de calcul et de contrôle compare lesdites variations en fonction du temps à des ins­tants successifs et intervient pour contrôler le cycle de fonctionnement de la source micro-onde lorsque deux valeurs successives desdites variations sont sensiblement égales.
     




    Dessins



















    Rapport de recherche