CN101622905B - 感应加热烹调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供感应加热烹调器，其中，红外线传感器(26)具有设置在顶板(2)的下方、检测从被加热物(20)发射的红外线量的红外线检测元件(26a)，和放大红外线检测元件(26a)检测到的信号的放大部(26b)。红外线传感器(26)在被加热物(20)的温度低于检测下限温度的情况下，相对于被加热物(20)的温度输出大小大致一定的初始检测值，通过控制部(29)控制感应加热线圈(21a、21b)的输出，在进行被加热物(20)的温度控制的控制温度范围附近，被加热物(20)的温度越高，输出大小和增加率越大的检测信号。控制部(29)包括测定并存储初始检测值的存储部(29a)，当相比于存储在存储部(29a)中的初始检测值的红外线传感器(26)的输出值的增加量成为规定值以上时，降低感应加热线圈(21a、21b)的输出或停止加热。

Description

感应加热烹调器

技术领域

本发明涉及使用电磁感应加热线圈，对锅、平底锅等被加热物进行感应加热的感应加热烹调器。

背景技术

近年来，利用加热线圈对锅等被加热物进行感应加热的感应加热烹调器，因为其安全、清洁、高效的优点而被人们认识，并被广泛普及。作为这种感应加热烹调器，提出有为了检测被加热物的温度，设置有检测从被加热物发射的红外线能量的红外线传感器的方案。红外线传感器设置在顶板的下方，接受从在顶板中形成为能够透过红外线的红外线入射区域入射的、从被加热物发射的紫外线，并输出根据被加热物的温度而变化的信号。专利文献1和专利文献2中记载的加热烹调器使用红外线传感器检测被加热物的温度，并基于该检测温度进行加热线圈的加热控制。

专利文献1：日本特开平11-225881号公报

专利文献2：日本特开2007-115420号公报

发明内容

图11是表示被加热物的温度与产生的辐射能量的关系的图。实线47是被加热物为黑体(反射率＝1)的情况，虚线48是被加热物为磁性不锈钢(反射率＝0.4)的情况。该图中，黑体的温度为300℃时的辐射能量与磁性不锈钢的温度为447℃时的辐射能量大致相同。这样，根据被加热物的反射率的差异，红外线传感器接受到的能量的绝对值变化很大。因此，基于红外线传感器接受到的能量的绝对值求取被加热物的绝对温度时，存在产生很大误差的问题。

在专利文献1中记载的加热烹调器，根据红外线传感器的受光量和被加热物的反射率换算被加热物的温度，并基于换算得到的绝对温度信息进行被加热物的温度控制。这样的方法中，用于进行反射率的测定的结构复杂，而且，也可能由于红外线入射区域或被加热物的污渍，而导致无法正确进行反射率的测定。

在专利文献2中提出了包括红外线检测单元的加热烹调器的方案，该红外线检测单元使用由在1μm以下且不同的波长区域具有峰灵敏度的2个Si光电二极管构成的红外线检测元件，对各个红外线检测元件的输出比进行运算，不受到被加热物的发射率不同的影响地测定被加热物的温度。但是，红外线检测元件必须为2个，使得结构复杂，并且还存在容易受到干扰光的影响的问题。

本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于提供一种感应加热烹调器，该感应加热烹调器很难受到干扰光、顶板或被加热物的污渍的影响，具有简单的结构，且能够利用红外线传感器进行被加热物的温度控制。

本发明的感应加热烹调器包括：

顶板；

对载置在顶板上的被加热物进行感应加热的加热线圈；

向加热线圈提供高频电流的逆变电路；

具有设置在顶板的下方、检测从被加热物发射的红外线量的红外线检测元件，和放大红外线检测元件检测到的信号的放大部，并输出与被加热物的温度对应的大小的检测信号的红外线传感器；和

基于红外线传感器的输出，对逆变电路的输出进行控制的控制部，

红外线传感器在被加热物的温度低于检测下限温度的情况下，相对于被加热物的温度输出大小大致一定的初始检测值，通过控制部对感应加热线圈的输出进行控制，在进行被加热物的温度控制的控制温度范围附近，被加热物的温度越高，输出大小和增加率越大的检测信号，

控制部包括测定并存储初始检测值的存储部，当相比于存储在存储部中的初始检测值的红外线传感器的输出值的增加量成为规定值以上时，降低感应加热线圈的输出或停止加热。

当被加热物的温度T上升时，红外线传感器输出斜率增加的检测信号X。因此，得到规定的增加量ΔX时的被加热物的温度T与存储部中存储的初始检测值TS相关。红外线传感器的输出相对于被加热物的温度，具有幂函数的增加特性，被加热物的温度T越高，检测信号的被加热物的温度T的变化的斜率越陡，与规定的增加量ΔX对应的被加热物的温度变化ΔT越小。因此，被加热物的温度T越为高温，就会在越少的温度变化ΔT下得到规定的增加量ΔX，于是，能够检知温度变化并响应性良好地抑制输出或停止加热，从而抑制温度上升。

此外，在被加热物的加热开始时的温度TS低于检测下限温度T0的情况下，红外线传感器输出的检测信号的大小大致一定。因此，得到相对于加热中的红外线传感器输出的初始输出值X0的、规定的增加量ΔX时的被加热物的温度T，为与加热开始时的温度TS不相关的值。在被加热物的加热开始时的温度TS为检测下限温度T0以上的情况下，红外线传感器的输出相对于被加热物的温度T，具有幂函数(T的n次方(指数n例如在量子化型的光电二极管的情况下，为5～14的实数))的增加特性，当被加热物的温度T上升时，红外线传感器输出斜率以幂函数增加的检测信号X。在这种情况下，能够得到上述的作用效果。如果通过控制部控制感应加热线圈的输出，将检测下限温度T0设定在进行被加热物的温度控制的控制温度范围附近，则能够不受加热开始时的被加热物的温度的影响地控制被加热物的温度，加热开始时的被加热物的温度范围变宽。此外，在干扰光有规律的入射至红外线传感器的情况下，与上述同样，红外线传感器的输出X也平行移动，因此上述被加热物的温度T的抑制控制动作能够几乎不受影响地进行。

此外，包括测定并存储初始检测值的存储部，对相对于存储在存储部中的初始检测值的红外线传感器的输出值的增加量进行运算，因此，能够抑制红外线传感器的初始检测值的变动的影响，能够以良好的精度测定由于红外线传感器的入光量而增加的输出值的变化。

例如，在被加热物的刚开始加热后，通常，被加热物的温度较低，因此红外线传感器的输出值为初始检测值。从而，也可以通过在刚开始加热后测定红外线传感器的输出而测定初始检测值。另外，在刚开始加热后被加热物为超过检测下限值的高温的情况下，红外线传感器的输出不是初始检测值，但是输出在增加率增加的同时上升，因此检测灵敏度变高，能够缓和初始检测温度的差。以这样测定的红外线传感器的输出值作为初始检测值并存储在存储部中，即使在干扰光有规律地入射至红外线传感器的情况下，因为红外线传感器的检测信号X平行移动，所以上述被加热物的温度T的温度抑制控制动作也能够几乎不受影响。此外，与将红外线传感器的输出换算为被加热物的温度而求取绝对值的情况相比，能够使得发射率的差的影响变得非常小。

此外，干扰光的影响，通过强化除去入射至红外线传感器的不需要的波长的光的滤光器，有可能被排除到不影响实用的程度。由此，在可以不考虑干扰光的影响的情况下，通过预先存储没有光入射至红外线传感器的情况下测定的初始检测值，能够抑制红外线传感器的输出的初始检测值的不规则的变动。例如，能够在制造制品时进行动作，将初始检测值存储在存储部中。

此外，控制部可以是，在加热开始后红外线传感器的输出值相比于已存储的初始检测值变小的情况下，将存储部所存储的初始检测值变更为变小的红外线传感器的输出值。如果由于红外线传感器的温度特性等的输出变动，初始检测值低于已存储的值，则红外线传感器的输出值的增加量的运算结果，与初始检测值的降低的量相对应地，比实际的红外线传感器的输出值的增加量小，对应于此，被加热物的控制温度变高，通过上述方法对此进行修正，能够进行精度良好的控制温度的设定。

此外，初始检测值可以为使用时的红外线传感器的温度特性引起的输出变动幅度以上的规定值。因为初始检测值不会达到0，所以能够容易地测定初始检测值。

控制部将作为初始检测值而预先确定的值存储在存储部中，在加热开始后，在红外线传感器的输出值相比于初始检测值变小的情况下，将存储在存储部中的初始检测值变更为变小的红外线传感器的输出值，从而，能够抑制红外线传感器的输出值低于已存储的初始检测值，设定的控制温度变高的情况。

控制部通过将预先测定的红外线传感器的输出的初始检测值存储在存储部中，能够抑制由构成红外线传感器的红外线检测元件、I-V转换元件或放大器等的输出值的不规则导致的红外线传感器的输出值的不规则的影响。

控制部通过将在没有光入射至红外线传感器的状态下测定的红外线传感器的输出值，作为初始检测值预先存储在存储部中，能够抑制由构成红外线传感器的红外线检测元件、I-V转换元件或放大器等的输出值的不规则导致的红外线传感器的输出值的不规则的影响。

控制部也可以是，在加热开始的同时或将要开始加热前，在红外线传感器的输出值相比于初始检测值变小的情况下，将存储部所存储的初始检测值变更为变小的红外线传感器的输出值。如果由于红外线传感器的温度特定等的输出变动，初始检测值低于已存储的值，则红外线传感器的输出值的增加量的运算结果，与初始检测值的降低的量相对应地，比实际的红外线传感器的输出值的增加量小，对应于此，被加热物的控制温度变高，通过上述方法对此进行修正，能够进行精度良好的控制温度的设定。

作为在加热开始后红外线传感器的输出值变小的情况，能够设想到加热开始时入射至红外线传感器的干扰光消失，或投入了水、烹调物等的情况。在该状态下，如果继续加热，持续加热直到得到规定的增加量ΔX，则抑制或停止输出的被加热物的温度比设定的温度高。从而，在将刚开始加热后测定的红外线传感器的输出值作为初始输出值存储在存储部中的情况下，通过在加热开始后初始输出值降低的情况下将初始输出值变更为降低后的值，能够防止被加热物被加热至设想以上的程度。由此，利用红外线传感器的被加热物的温度抑制控制难以受到干扰光的影响，能够实现安全的高火力烹调。

控制部也可以将检测下限温度设定在200℃至290℃之间，使得能够抑制被加热物所包含的油着火的情况。

由此，以控制温度高于油炸食品的烹调所需的温度(约200℃)的方式设定检测下限温度，因此，在油炸食品的烹调时输出不会上升，于是能够继续稳定地进行油炸食物的烹调。此外，在低于油的着火点(330℃)的290℃以上，红外线传感器的输出必然上升，因此即使在少量的油被包含在被加热物中的情况下也能够防止着火，于是能够实现使用方便性和安全性的提高。

红外线检测元件可以由作为量子型红外线传感器的一种的硅的光电二极管形成。

例如，使用最高输出灵敏度在1μm附近的波长得到的硅光电二极管的红外线传感器，相对于锅温度的输出电压是，相对于在约250℃输出开始的锅温度T，显示与指数为11～13的幂函数(与T的11～13次幂成比例的函数)同样的急剧上升的增加特性。由此，能够使用结构简单且便宜的红外线检测元件，于是能够使结构简化并降低成本。

红外线检测元件也可以由量子型的红外线传感器形成。

例如，使用作为量子型的红外线传感器的一种、最高输出灵敏度在2.2μm附近的波长得到的PIN光电二极管的红外线传感器，显示与指数约为5.4的幂函数(与T的12.3次幂成比例的函数)同样的急剧上升的增加特性。

放大部具有以多个级别切换放大率的切换部，控制部在红外线传感器的输出值为作为以放大率能够检出的下限值的切换下限值以下时，可以控制切换部将放大率增大一个级别。通过切换放大部，控制温度范围向低温侧移动，能够有效利用幂函数的上升特性。例如，也能够在油炸食物的温度控制等中使用。

放大部具有以多个级别切换放大率的切换部，控制部在红外线传感器的输出值为作为以放大率能够检出的上限值的切换上限值以上时，可以控制切换部将放大率减小一个级别。通过切换放大部，控制温度范围向高温侧移动，能够有效利用幂函数的上升特性。例如，也能够在烹炒食物的温度控制等中使用，能够响应性良好地抑制油着火等。

本发明的感应加热烹调器，目的在于提供一种能够结构简单且精度良好地利用红外线传感器进行被加热物的温度控制的感应加热烹调器。

附图说明

图1为本发明的实施方式的感应加热烹调器的立体图。

图2为本发明的实施方式的感应加热烹调器的结构图。

图3为本发明的实施方式的感应加热烹调器的部分放大截面图。

图4为本发明的实施方式的感应加热烹调器的红外线检测元件的灵敏度特性图。

图5为表示在被加热物为黑体的情况下，本发明的实施方式的感应加热烹调器的红外线检测元件所检测出的红外线的辐射能量的图。

图6为表示在本发明的实施方式的感应加热烹调器的红外线传感器的周围配置的滤光器的透过率的图。

图7为本发明的实施方式的感应加热烹调器的相对于被加热物的温度的红外线传感器的输出特性图。

图8为表示本发明的实施方式的感应加热烹调器的控制部的基于红外线传感器的输出的输出控制处理的流程图。

图9为本发明的实施方式的感应加热烹调器的相对于加热开始后的经过时间的红外线传感器的输出特性图。

图10为本发明的实施方式的感应加热烹调器的相对于反射率不同的被加热物的温度的红外线传感器的输出特性图。

图11为现有的感应加热烹调器的相对于被加热物的温度的红外线传感器的特性图。

图12为本发明的实施方式的变形例的感应加热烹调器的红外线传感器的电路图。

图13为本发明的实施方式的变形例的感应加热烹调器的红外线传感器的放大率为“大”的情况下的输出特性图。

图14为能够将本发明的实施方式的变形例的感应加热烹调器的放大率变更为三个级别的红外线传感器的输出特性图。

图15为本发明的实施方式的变形例的感应加热烹调器的控制部的结构图。

符号说明

1外廓盒体

2顶板

3左感应加热燃烧器

4右感应加热燃烧器

5左感应加热燃烧器显示部

6右感应加热燃烧器显示部

7左感应加热燃烧器操作开关(操作部)

8右感应加热燃烧器操作开关(操作部)

9电源开关

20被加热物

21a内线圈

21b外线圈

22加热线圈支承台

23铁氧体

24红外线入射区域

25导光筒

26红外线传感器

26a光电二极管(红外线检测元件)

26b放大器

27显示LED

27a发光区域

27b导光体

28逆变电路

29控制部

29a存储部

29b输出电压输入部

29c比较部

29d切换部

29e运算部

29f比较部

29g基准值输入部

30温度传感器

31滤光器

31a聚光透镜

32a偏压部

32bI-V转换部

32c放大部

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式，参照附图进行说明。

实施方式

[感应加热烹调器的结构]

图1为本发明的实施方式的感应加热烹调器的立体图。本实施方式的感应加热烹调器具有：外廓盒体1；和设置在外廓盒体1的上部的周围被顶框2a覆盖的顶板2。在顶板2的上表面左右，设置有使用加热线圈进行加热的左感应加热燃烧器3和右感应加热燃烧器4，与各加热线圈对应的加热范围被印刷并显示于顶板2的上表面。锅等被加热物中被载置在表示左感应加热燃烧器3、右感应加热燃烧器4的加热范围的显示部上的部分被感应加热。

在左感应加热燃烧器3和右感应加热燃烧器4的面前侧设置有显示左感应加热燃烧器3、右感应加热燃烧器4各自的加热输出等的左感应加热燃烧器显示部5、右感应加热燃烧器显示部6。在更靠面前侧的位置，在左右方向一列地设置有使用者进行左感应加热燃烧器3、右感应加热燃烧器4各自的加热控制用的左感应加热燃烧器操作开关(操作部)7、右感应加热燃烧器操作开关(操作部)8。在外廓盒体1的前表面右侧设置有电源开关9。

图2为本发明的实施方式的感应加热烹调器的结构图。图1中的感应加热燃烧器有两个，在图2中为了方便说明仅图示了一个。在顶板2的下方，在与表示感应加热燃烧器3、4的加热范围的圆形的显示3a、4a对应的位置，设置有产生交流磁场、对被加热物20进行感应加热的加热线圈。在本实施方式中，加热线圈具有分割卷绕为内线圈21a和外线圈21b的结构。以下，将内线圈21a和外线圈21b统称为加热线圈21。其中，加热线圈21并非必须为分割卷绕的结构。加热线圈21载置于设置在顶板2的下方的加热线圈支承台22上。在加热线圈支承台22的下表面设置有将朝向加热线圈21的背面侧的磁通集中于加热线圈21附近的作为磁体的铁氧体23。

在顶板2中，与内线圈21a和外线圈21b之间的空间部分相对的部分24为红外线入射区域，形成为能够透过红外线。顶板2整体由能够透过红外线的耐热陶瓷形成，红外线入射区域24以外的下表面被难以透过红外线且反射率小的例如黑色的印刷膜2b覆盖(参照图3)。另外，红外线入射区域24的结构并不限定于此。也可以将顶板2的红外线入射区域24以外的部分由不能够透过红外线的材料构成，将红外线入射区域24的部分由能够透过红外线的材料构成。此外，也可以将红外线入射区域24的周围由红外线透过率不为零的印刷膜构成。在红外线入射区域24的下方的内线圈21a与外线圈21b之间，与加热线圈21的上下的面垂直地设置有与加热线圈支承台22一体成型的上下具有开口的筒状的导光筒25。红外线传感器26以与导光筒25的下方开口相对的方式设置。从被加热物20的底面发射的红外线，当被加热物20的温度升高时辐射能量变大。该红外线从设置在顶板2中的红外线入射区域24入射，通过导光筒25的内部，被红外线传感器26接受。导光筒25，在使红外线传感器26远离顶板2时，具有使红外线传感器26接受的红外线的视野范围变窄的作用，因此，能够高效且有选择地使来自与导光筒25的入光部相对的烹调容器的部分的红外线入射到红外线传感器26。红外线传感器26输出基于接受的红外线的红外线能量的检测信号。

另外，在加热线圈21不是分割卷绕结构的情况下，红外线入射区域24能够设置在加热线圈21的中心部的开口内。在这种情况下，如果尽可能地使红外线入射区域24接近加热线圈21的绕组，则能够利用红外线传感器26检测到被加热物20的更高温的部分的温度。

显示LED27设置在红外线传感器26的附近，与红外线传感器26一同安装在加热线圈支承台22上。即，显示LED27在顶板2的下方，设置在加热线圈21和红外线传感器26的附近。显示LED27配置为，使用者能够从设备的上方通过顶板2在红外线入射区域24的附近视认其发光状态。例如，设置在加热线圈21的下方的显示LED27发出的光是通过导光体27b导入顶板2的背面附近而发光。从而，显示LED27具有使得使用者能够认知红外线入射区域24的存在位置的作用。从设备之上观察，如图1所示，能够视认显示LED27的光的发光区域27a在红外线入射区域24的附近形成，相对于红外线入射区域24，设置在加热线圈21的外周侧并且比加热线圈21的中心更靠面前侧。通过将红外线入射区域24和发光区域27a的位置关系这样设定，能够通过以被加热物20的底面覆盖隐藏发光区域27a而提高覆盖隐藏红外线入射区域24的准确率。为了使得以被加热物20的底面覆盖隐藏红外线入射区域24的准确率更高，优选的是，红外线入射区域24和发光区域27a通过加热线圈21的大致中心、并且配置在与主体前表面垂直的直线上或其附近，且发光区域27a配置于比红外线入射区域24更靠面前侧的位置。

在加热线圈21的下方或其周围设置有向加热线圈21供给高频电流的逆变电路28、和对逆变电路28的动作进行控制的控制部29。操作部7设置于设备的前表面或上表面，具有开始或停止加热动作用的加热断开/接入键7a、降低输出的降低键(down key)7b、增加输出的增加键(up key)7c。控制部29具有存储部29a，基于操作部7的输出信号、红外线传感器26的输出信号，进行对加热线圈21供给高频电流的开始/停止和向加热线圈21供给的高频电流的大小的控制，以及其他的感应加热烹调器整体的控制。电源开关9设置于设备的前表面或上表面。

进一步，本实施方式的感应加热烹调器具有设置在显示LED27的附近、检测显示LED27的周边的气氛温度的温度传感器30。温度传感器30为温度检测部，由热敏电阻等温度检测元件构成。控制部29判断温度传感器30检测出的温度是否为规定温度以上，在判断为规定温度以上的情况下，为了抑制显示LED27的寿命降低，能够使显示LED27的输出与低于规定温度的情况相比降低或者停止其驱动。

[感应加热烹调器的动作]

以下，对感应加热烹调器的基本动作进行说明。当使用者将电源开关9闭合时，控制部29成为待机模式。在待机模式中，当从操作部7的加热断开/接入键7a输入加热开始命令时，控制部29成为加热模式。在加热模式中，当加热断开/接入键7a被操作(例如按压)而输入加热停止命令时，控制部29成为待机模式，加热停止。此外，在加热模式中，当操作(例如按压)加热输出增减键7b、7c，输入火力增减的命令时，控制部29基于该输入命令控制逆变电路28的开关元件，控制对加热线圈21的高频电流的供给量。当向加热线圈21供给高频电流时，从加热线圈21产生高频磁场，载置在顶板2上的被加热物20被感应加热。

在电源开关9闭合之后、操作部7的加热断开/接入键7a被操作之前，即在待机状态中，控制部29为了使得使用者认知红外线入射区域24的位置、并且为了促使红外线入射区域24更准确地由被加热物20覆盖，输出驱动信号，使显示LED27成为发光状态。此外，为了能够在加热开始之前使被加热物20覆盖隐藏显示LED27，使用者能够依据操作说明书等的指示、依据顶板2上表示该内容的注意事项的显示、或依据声音、文字的通知或显示等的指示。使用者将被加热物20载置在显示LED27的上方而覆盖隐藏显示LED27之后，操作加热断开/接入键7a，开始加热。

如图3所示，红外线传感器26包括作为红外线检测元件的硅光电二极管26a、和放大光电二极管26a的输出信号的放大器26b，以作为构成要素。在导光筒25的下方开口和红外线传感器26的红外线检测元件26a之间，设置有用于除去可见光的影响的滤光器31。滤光器31以覆盖红外线检测元件26a的侧方和上方的方式形成。在红外线检测元件26a的上方，与滤光器31一体成型的设置有聚光透镜31a。聚光透镜31a具有有效地将入射至导光筒25的红外线聚光于红外线检测元件26a、并且确定红外线检测元件26a的视野的作用。如上所述，导光筒25也具有限定视野的作用，因此由它们中的任一个限定视野。

图6为表示本发明的实施方式的感应加热烹调器的滤光器31的透过率的图。使用对低于约0.9μm的波长的光的透过率为零的滤光器31。图4为本发明的实施方式的感应加热烹调器的光电二极管26a的分光灵敏度特性图。本实施方式的光电二极管26a设定为，在分光灵敏度特性中峰灵敏度约为1μm(0.95μm)，能够检测约为0.3～1.1μm的波长的光。顶板2在其材质为耐热陶瓷的情况下，在3μm前后和5μm以上的光波长区域中光透过率显著降低、且发射率显著增大。光电二极管26a的灵敏度的峰设定为约1μm，因为设定在3μm以下的波长区域，所以能够对于从顶板2本身较多地发射出的波长区域的红外线，使受光灵敏度下降而难以接受该红外线，从而抑制它的温度影响，并且，能够高效地接受从被加热物20的底面发射并透过顶板2的红外线。图5是表示黑体的分光辐射亮度与波长的关系的图。红外线的辐射能量(辐射亮度)随着被加热物20的温度上升而增大。

本实施方式的红外线传感器26构成为：对透过耐热陶瓷制的顶板2、从被加热物20的底面发射出的红外线进行检测，并且使用上述那样的硅光电二极管作为红外线检测元件26a，通过调整放大器26b的放大率，得到图7所示的检测信号。在图7中，横轴为与红外线入射区域24相对的被加热物20的底面部分的温度，纵轴为红外线传感器26的输出电压，即检测信号的大小。实线41是没有干扰的情况，虚线42是有干扰的情况。首先，对没有可见光等的干扰的情况进行说明。在本实施方式中，如图7所示，红外线传感器26的检测信号构成为：在被加热物20的温度低于检测下限温度T0(约为235℃)时，检测信号的大小大约为零(本实施方式的情况下为20mV以下)；在被加热物20的温度达到检测下限温度T0(约为235℃)时，开始产生输出，被加热物的温度越高红外线传感器26的检测信号的大小的增加的斜率越大，即表示出增加率变大的幂函数的增加特性。例如，如果将硅光电二极管的增加特性近似为概略的函数，则该函数的乘幂(指数)约为12.3。另外，在控制部29中使用的检测红外线传感器26的输出电压的微型计算机的分辨率为20mV，低于该值则测定为零。从绝对温度为T(K)的物体表面发射含有红外线的电磁波，其每时间单位的总辐射能量E(W/m²)理论上以E＝εσT⁴表示。这里，ε为发射率，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数。从而，从各种能够检测红外线的元件中选择在需要的波长具有峰灵敏度特性的元件作为检测元件26a，构成图2、3所示的结构，利用放大器26b对该检测电压进行放大，由此得到具有上述图7所示的期望特性的特性。

图8表示控制部29的利用红外线传感器26进行的被加热物20的温度控制的流程图。当使电源开关9为导通(ON)(S1)、使加热断开/接入键7a为导通(ON)(S2)时，控制部29被输入红外线传感器26的输出电压，检测刚开始加热后的输出电压X0(初始检测值)(S3)。将检测得到的刚开始加热后的输出电压X0存储于存储部29a(S4)。再次输入红外线传感器26的输出电压，检测现在的输出电压X(S5)。计算存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0与现在的输出电压X的差(增加量ΔX)，判断计算出的增加量ΔX是否为规定值以上(S6)。

例如，在图7中，将增加量ΔX的规定值设定为0.4V。如果刚开始加热后(例如，刚进行加热断开/接入键7a的操作之后)被加热物20的温度为T1(例如为30℃)，则增加量ΔX为规定值时的被加热物20的温度为T3(例如为290℃)。此外，如果刚开始加热后的被加热物20的温度为T2(例如为260℃)，则增加量ΔX为规定值时的被加热物20的温度为T4(例如为298℃)。进而，如果刚开始加热后的被加热物20的温度为T4(例如为298℃)，则增加量ΔX为规定值时的被加热物20的温度为T5(例如为316℃)。

控制部29，当判断出增加量ΔX为规定值以上时(S6为是(YES))，停止逆变电路28的动作或降低加热输出，抑制被加热物20的温度上升(S7)。虽然温度降低，但在增加量ΔX为规定值以上的期间，继续进行加热输出的抑制动作或停止(S11为是)，在增加量ΔX低于规定值时(S11为否(NO))，进行再次增加输出或再次开始已经停止的加热线圈21的加热动作等的加热输出恢复控制(S12)，回到S5。在该加热输出恢复控制中使用的规定的增加量ΔX，可以与用于抑制加热输出的值相同，也可以比用于抑制加热输出的值低而设置滞后(hysteresis)等的不同的值。恢复时的加热输出的大小能够适当地选择。特别是，被加热物20越为高温，相对于被加热物20的温度变化的增加量ΔX的变化越急剧，很小的被加热物20的温度变化也能够以高灵敏度进行检测，因此，即使在例如3kW等的高加热输出下加热被加热物20，也能够响应性良好地将被加热物20的温度维持在高温并且不会过度上升。例如，能够检测油着火前的高温，而且，能够区别空锅下的加热和烹炒食物的状态，能够以高火力加热到适宜烹炒的温度，因此能够快速升温。而且，也不排除与其他的温度控制方法进行组合。

控制部29，当判断出增加量ΔX低于规定值时(S6为否)，判断现在的输出电压X是否为存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0以上。在现在的输出电压X在存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0以上的情况下(S8为是)，回到S6。在现在的输出电压X低于存储部29a所存储的加热开始的输出电压X0的情况下(S8为否)，将存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0变更为现在的输出电压X(S9)，之后返回S6。

在加热中，通常输出电压增加。但是在刚开始加热后红外线入射区域24没有很好地由被加热物20覆盖、并在加热中被加热物20被移动到正确的位置时，刚开始加热后的输出电压X0受到干扰的影响，比没有受到干扰的情况下的大，因此，尽管是在加热中也会产生输出电压降低的现象。在这种情况下(S8为否)，将存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0变更为受到干扰的影响的可能性小的现在的输出电压X(S9)。之后，基于新存储的输出电压进行输出控制处理。

如上所述，在被加热物20的刚开始加热后的温度TS低于检测下限温度T0时，即使被加热物20的温度变化，红外线传感器26的检测信号(输出电压)的大小也为零，大致一定。但是，由于被加热，被加热物20的温度T超过检测下限温度T0，相对于刚开始加热后的检测信号的大小，现在的检测信号的大小的增加量ΔX成为规定值。此时，被加热物20的抑制温度T3与刚开始加热后的温度TS不相关，成为与红外线传感器26的检测信号从零变为ΔX的增加的量相对应的抑制温度T3＝T0+ΔT3。控制部29在该抑制温度T3停止逆变电路28的动作或降低加热输出，抑制被加热物20的温度上升。

此外，在被加热物20的刚开始加热后的温度TS在检测下限温度T0以上时，当被加热物20的温度T上升时，红外线传感器26的检测信号变大且增加率也逐渐变大。增加量ΔX为规定值时的被加热物的温度，与被加热物的刚开始加热后的温度TS相关。被加热物20的温度T越高，检测信号的增加率越大，因此，与规定的增加量ΔX对应的被加热物的温度变化ΔT越小。在图7所示的情况下，ΔT3(约为55℃)＞ΔT4(约为38℃)＞ΔT5(约为18℃)。但是，被加热物20的温度T越高，越能够以小的温度上升ΔT得到规定的增加量ΔX，因此能够响应性良好地抑制输出或停止加热，从而抑制温度上升。

接着，对存在可见光等的静态干扰的情况进行说明。干扰光与被加热物20的温度不相关。因此，如图7所示，存在干扰的情况(虚线42)与不存在干扰的情况(实线41)相比，其水平以大致在红外线传感器26的检测信号的轴方向仅平行移动干扰光的水平W的方式变大。在被加热物20的刚开始加热后的温度TS低于检测下限温度T0的情况下，红外线传感器26的检测信号的大小为W，大致一定。图9为表示加热开始(t0)后的红外线传感器26的输出电压的相对于时间经过的变化的图。实线43表示没有干扰的情况，虚线44表示存在干扰的情况。在任一种情况下，均是在被加热物20到达规定的控制温度的时刻(t1)加热输出被抑制或停止加热。因此，利用本实施方式的结构能够除去静态干扰光的影响。

这样，通过以上述结构的红外线传感器26和控制部29控制被加热物20的温度上升，能够使刚开始加热后的温度的差、或者有规律地被输入的可见光等干扰光的影响变小，能够将被加热物20的底面温度抑制在300℃附近的温度以下，能够进行控制而精度良好地抑制被加热物20的温度上升。

接着，使用图10说明被加热物20的反射率对于红外线传感器26的检测信号的影响。在图10中，实线45是表示被加热物为黑体(反射率＝1)的情况下的被加热物的温度与红外线传感器26的检测信号的大小的关系的实测结果，虚线46是表示以反射率0.4乘以实线45而计算得出被加热物为磁性不锈钢(反射率＝0.4)的情况下的特性的结果。根据该图，黑体的温度为300℃时的红外线传感器26的输出值与磁性不锈钢的温度为322℃时的红外线传感器26的输出值大致相同，其温度差为22℃。如上所述，在图11中，黑体的温度为300℃时的辐射能量与磁性不锈钢的温度为447℃时的辐射能量大致相同，其温度差为147℃。由此，与现有的控制方法相比，能够显著地抑制发射率的差的影响。

本实施方式的感应加热烹调器，在被加热物的温度低于检测下限温度的情况下，相对于被加热物的温度输出大小大致一定的检测信号，在被加热物的温度在检测下限温度以上的情况下，使用被加热物的温度越高则输出大小和增加率越大的检测信号的红外线传感器26，当相对于刚开始加热后的输出电压X0(初始检测值)的增加量ΔX为规定值以上时，降低感应加热线圈的输出或停止加热。由此，在被加热物的刚开始加热后的温度TS低于检测下限温度T0的情况下，被加热物的温度T能够在成为与刚开始加热后的温度TS无关的某一定的温度时，降低感应加热线圈的输出或停止加热。此外，在被加热物的刚开始加热后的温度TS在检测下限温度T0以上的情况下，也能够在被加热物的温度T达到油的着火点330℃之前降低感应加热线圈的输出或停止加热。而且，能够几乎不受到有规律的干扰光的影响。

本实施方式的感应加热烹调器是，控制部29将刚开始加热后的输出电压X0(初始检测值)存储在存储部29a中，在加热开始后现在的输出电压X相比于已存储的刚开始加热后的输出电压X0变小的情况下，将已存储的刚开始加热后的输出电压X0变更为现在的输出电压X。由此，在刚开始加热后红外线入射区域24没有很好地由被加热物20覆盖、并在加热中将被加热物20移动到合适的位置的情况下，在被加热物20为高温时将水、蔬菜等被烹调物投入被加热物20中时，也能够防止被加热物被加热到设想以上的程度，能够实现安全的高火力烹调。

[变形例]

图12为使用在约2.2μm的波长附近得到最高灵敏度的PIN光电二极管的红外线传感器26的电路图。红外线传感器26具有偏压部32a、I-V转换部32b、放大部32c。

偏压部32a具有运算放大器IC1，在直流电源VDD(本实施例中为5V)与GND之间连接有电阻R1、R2的串联电路，在电阻R1和电阻R2的连接点上连接有运算放大器IC1的正输入端子。运算放大器IC1的负输入端子和输出端子被短路，与偏压部32a的输出端子连接。由此，在偏压部32a的输出端子与GND之间输出偏压部的输出电压Vs。

I-V转换部32b中，由红外线检测元件26a接受的红外线的能量被转换为电流，成为电流源32ba。偏压部32a的输出端子与运算放大器IC2的正输入端子连接。电流源32ba连接于运算放大器IC2的输入端子之间。在运算放大器IC2的输出端子与负输入端子之间连接有电阻R3。运算放大器IC2的输出端子成为I-V转换部32b的一个输出端子，运算放大器IC2的正输入端子成为I-V转换部32b的另一个输出端子。

放大部32c具有运算放大器IC3，运算放大器IC3的正输入端子与放大部32c的一个输入端子连接，在运算放大器IC3的负输入端子与放大部32c的另一个输入端子之间连接有电阻R5、R6、R7的串联电路。电阻R5、R6分别并联连接有开关S1、S2。在运算放大器IC3的负输入端子与输出端子之间连接有电阻R4。在放大部32c的输出端子与GND之间输出输出电压V0。

对以上结构的红外线传感器26的动作进行说明。偏压部32a输入以电阻R1、R2将电源电压VDD进行电阻分割而得到的电压，并进行输出，将直流偏压电压Vs加在I-V转换部32b的输出电压上。电流源32ba输出的电流I通过电阻R3变换为电压，被输出至I-V转换部32b的输出端子间。放大部32c将该电压放大，成为红外线传感器26的输出电压V0。

根据来自控制器29的信号，切换开关S1、S2的导通、关断，从而切换放大部32c的放大率。如果使开关S1和开关S2均导通，则放大率为(1+R4/R7)为“大”，如果使开关S1和开关S2均关断，则放大率为(1+R4/(R5+R6+R7))为“小”，如果开关S1为导通，开关S2为关断，则放大率为(1+R4/(R6+R7))为“中”。

图13表示图12所示的红外线传感器26的放大率为“大”的情况(开关S 1和开关S2均导通)下的输出特性图。图12所示的红外线传感器26的输出电压为实线49所示，但是，当红外线传感器26的周围温度上升时，存在根据红外线传感器26的温度特性、或者放大器32c的温度特性，例如虚线50那样平行移动的情况。例如，红外线传感器26的周围温度为室温，在被加热物的温度为室温时，红外线传感器26的输出电压为初始检测值Vs0，但是，在感应加热烹调器内部在加热烹调后等成为高温时，在室温的被加热物的加热开始时，刚开始加热后，存在红外线传感器26的作为初始检测值的输出电压成为Vs1(＜Vs0)的情况。不受温度特性的影响的情况下的红外线传感器26的作为初始检测值的输出电压Vs0与受到温度特性的影响的情况下的红外线传感器26的作为初始检测值的输出电压Vs1，产生差ΔVs(＝Vs0-Vs1)。以下，将该差称为红外线传感器26的输出值的由温度特性导致的输出变动幅度。即使在这样的情况下，本实施方式的感应加热烹调器，在加热开始后测定变动后的红外线传感器26的初始检测值，因此也不会受到该变动的影响。此外，在加热后，进一步，在现在的输出电压X低于存储在存储部29a中的加热开始的输出电压X0的情况下，将存储部29a所存储的初始检测电压X0变更为现在的输出电压X(图7中的步骤S8、9)，由此，能够修正红外线传感器26的初始检测值，能够防止加热到预定以上的程度。

图14表示图12所示的能够将放大率变更为3个级别的红外线传感器26的输出特性图。另外，在图14中，除去图13的偏压成分而进行显示。线51为放大率为10¹²(放大率“大”)的情况，线52为放大率为10¹²×1/5(放大率为“中”)的情况，线53为放大率为10¹²×1/30(放大率为“小”)的情况。红外线传感器26在加热开始后，被加热物的温度低的期间，以放大率10¹²进行动作。在大约130℃红外线传感器26的输出电压上升。因此，在被加热物的温度低于约130℃时得到一定的初始检测值。当红外线传感器26的输出电压为规定的切换上限值(此处为4.0V)时(约228℃)，将放大率切换为10¹²×1/5(点A→点B)。在以10¹²×1/5的放大率进行动作的过程中，当红外线传感器26的输出电压再次成为规定的切换上限值(此处为4.0V)时(约269℃)，将放大率切换为10¹²×1/30(点C→点D)。相反地，在被加热物的温度下降的情况下，在以10¹²×1/30的放大率进行动作的过程中，当红外线传感器26的输出电压成为规定的切换下限值(此处为0.6V)时(约247℃)，将放大率切换为10¹²×1/5(点E→点F)。在以10¹²×1/5的放大率进行动作的过程中，当红外线传感器26的输出电压再次成为规定的切换下限值(此处为0.6V)时(约199℃)，将放大率切换为10¹²(点G→点H)。由此，在放大率为10¹²或10¹²×1/5时，基于该红外线传感器26的输出电压能够控制油炸食物的油温，在放大率为10¹²×1/30时，基于该红外线传感器26的输出电压能够进行控制而防止油着火。

这样，通过切换放大部，能够使控制温度范围向低温侧移动，能够有效利用幂函数的上升特性。例如，能够在油炸食物的温度控制等中使用。此外，通过切换放大器，能够使控制温度范围向高温侧移动，有效地利用幂函数的上升特性。例如，能够在烹炒食物的温度控制等中使用，能够响应性良好的抑制油着火等。

另外，此处放大率为3个级别，也可以比3个级别多或少。

图15为控制部29的结构图。红外线传感器26的输出电压被输入至输出电压输入部29b。输出电压输入部29b检测输入的模拟信号或者数字信号的输出电压的大小。比较部29c对检测出的输出电压X和存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0进行比较，在检测出的输出电压X低于存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0的情况下，将存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0变更为检测出的输出电压X。切换部29d以下述方式控制红外线传感器26的放大器26b：当红外线传感器26的输出电压成为规定的切换上限值以上时，将放大率调小1个级别，当红外线传感器26的输出电压成为规定的切换下限值以下时，将放大率调大1个级别。运算部29e求取检测出的输出电压X和存储部29a所存储的刚开始加热后的输出电压X0的差ΔX。比较部29f判断求得的差ΔX是否为规定值以上。由此，红外线传感器26的测定灵敏度能够显著增大。

另外，在本实施方式中，将刚开始加热后的红外线传感器26的输出电压X0(初始检测值)作为增加量ΔX测定时的基准，但本发明并不限定于此。替代刚开始加热后，也可以与加热开始同时、或在将要开始加热前，通过进行适当选择也能够得到同样的效果。此外，所谓刚开始加热后或者将要开始加热前，可以在不改变上述发明的要旨的程度下对其时刻进行变更。例如，在检知加热断开/接入键7a的加热开始操作之后，也可以延迟规定的时间。延迟时间优选在10秒以内，更优选在3秒以内。

此外，代替以刚开始加热后的红外线传感器26的输出电压X0作为增加量ΔX测定时的基准(初始检测值)，也可以在没有光入射至红外线传感器26的状态下进行测定，将存储部29a中预先存储的红外线传感器26的输出电压值用作成为基准的输出电压(初始检测值)。具体来说，如图15所示，也可以是，在制造感应加热烹调器时，在光完全不会入射的状态下、或者在被加热物的温度低于检测下限温度时的相对于被加热物的温度输出大小大致一定的初始检测值的状态下测定出的红外线传感器26的输出值，被输入输出电压输入部29b，并存储在存储部29a中，将该值用作初始检测值。

即，当相对于被测定并存储在存储部29a中的红外线传感器26的初始检测值的红外线传感器26的输出值的增加量ΔX成为规定值以上时，降低加热线圈21的输出或停止加热。由此，能够抑制红外线传感器26的初始检测值的变动的影响，能够以良好的精度测定由于红外线传感器26的入光量而增加的输出值的变化。

此外，在图15中，如虚线所示，控制部29还具有基准值输入部29g，在制造感应加热烹调器时，预先将从基准值输入部29g输入的、作为初始检测值被预先确定的标准值存储在存储部29a中，在加热开始后，在红外线传感器26的输出值相比于初始检测值变小的情况下，可以将存储部29a所存储的初始检测值变更为变小的红外线传感器26的输出值。由此，能够抑制控制温度向上升方向的变动。

将刚开始加热后的红外线传感器26的输出电压X0作为增加量ΔX测定时的基准(初始检测值)的方法，适用于在已停止加热的情况下，被加热物的温度容易降低、被加热物的热容量较少且高温的烹调，例如烹炒食物的处理。例如，在像油炸食物这样，与烹炒食物的烹调相比较，温度比较低、被加热物的容量较大的情况下，温度难以降低，因此在再次开始加热且将控制温度设定得比再次开始加热前低的情况下，有可能刚开始加热后的温度超过已设定的控制温度。在这种情况下，优选采用下述方法：将在没有光入射至红外线传感器26的状态下测定的红外线传感器26的输出值作为初始检测值等，将预先测定的红外线传感器26输出的初始检测值存储在存储部29a中。而且，也可以组合这两种方法。

进一步，在这种情况下，如图13所示，作为基准的输出电压(初始检测值)也可以为红外线传感器26的输出值的由温度特性引起的输出变动幅度以上的规定值。由此，即使变更了图7的步骤S9中存储在存储部29a中的初始设定值，初始设定值也不会为零，因此能够例如由单一极性的电源而构成等，使电路结构简单化。

在本实施方式中，作为红外线检测元件26a使用硅光电二极管，实现适用于控制温度为330℃附近的温度的烹炒食物处理的便宜的被加热物的温度抑制功能，但是，硅PIN光电二极管在使增加特性近似为幂函数的情况下，指数为约5.4，同样随着增加而显示迅速的增加特性，因此，也可以是，特别选择作为量子型的光电二极管的硅PIN光电二极管、锗、砷化镓铟等其他的得到峰灵敏度的波长不同的红外线检测元件，在与本实施方式不同的控制温度(为了控制被加热物20的温度而对加热输出进行抑制、增加的温度)下，得到同样的输出特性(温度越高输出值和增加率越大的特性)，进行同样的加热输出控制。

此外，在实施方式中，在红外线传感器26的检测信号的相对于刚开始加热后的输出值的增加量ΔX成为规定值以上时，抑制加热输出或停止加热动作，但是，也可以利用视觉上的显示装置、或声音、通知音等听觉上的通知装置，对应于增加量ΔX的值变大成为规定以上的情况，显示或通知被加热物的温度为低温状态或成为到达规定温度的高温状态(例如显示平底锅的预热状态等)。

工业上的可利用性

本发明的感应加热烹调器能够以简单的结构检测从被加热物发射的红外线，以良好的精度检测被加热物的温度，能够响应性良好地将输出控制在希望抑制输出的被加热物的温度附近，因此具有能够利用感应加热烹调器提高被加热物的控制性、提升烹调性能的效果，作为普通家庭用、业务用的感应加热烹调器是有用的。

Claims (12)

1.一种感应加热烹调器，其特征在于，包括：

顶板；

对载置在所述顶板上的被加热物进行感应加热的加热线圈；

向所述加热线圈供给高频电流的逆变电路；

具有设置在所述顶板的下方、检测从所述被加热物发射的红外线量的红外线检测元件，和放大所述红外线检测元件检测到的信号的放大部，并输出与所述被加热物的温度对应的大小的检测信号的红外线传感器；和

基于所述红外线传感器的输出，对所述逆变电路的输出进行控制的控制部，

所述红外线传感器在所述被加热物的温度低于检测下限温度的情况下，相对于所述被加热物的温度输出大小大致一定的初始检测值，通过所述控制部对所述加热线圈的输出进行控制，在进行所述被加热物的温度控制的控制温度范围附近，所述被加热物的温度越高，输出大小和增加率越大的所述检测信号，

所述控制部包括测定并存储所述初始检测值的存储部，当相比于存储在所述存储部中的初始检测值的所述红外线传感器的输出值的增加量成为规定值以上时，降低所述加热线圈的输出或停止加热。

2.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述控制部，在加热开始后所述红外线传感器的输出值相比于所述初始检测值变小的情况下，将存储在所述存储部中的所述初始检测值变更为变小的所述红外线传感器的输出值。

3.如权利要求2所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述初始检测值为使用时的所述红外线传感器的温度特性引起的输出变动幅度以上的规定值。

4.如权利要求2所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述控制部将作为所述初始检测值而预先确定的值预先存储在所述存储部中。

5.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述控制部在存储部中存储预先测定的所述红外线传感器输出的所述初始检测值。

6.如权利要求5所述的感应加热烹调器，其特征在于：

控制部将在没有光入射至所述红外线传感器的状态下测定的所述红外线传感器的输出值作为所述初始检测值。

7.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述控制部，在加热的同时或开始加热前，在所述红外线传感器的输出值相比于所述初始检测值变小的情况下，将存储在所述存储部中的所述初始检测值变更为变小的所述红外线传感器的输出值。

8.如权利要求7所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述控制部将所述检测下限温度设定在200℃至290℃之间，以抑制烹调容器所包含的油着火的情况。

9.如权利要求1或8所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述红外线检测元件由硅的光电二极管形成。

10.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述红外线检测元件由量子型的红外线传感器形成。

11.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述放大部具有以多个级别切换放大率的切换部，所述控制部在所述红外线传感器的输出值为作为以所述放大率能够检出的下限值的切换下限值以下时，控制所述切换部将所述放大率增大一个级别。

12.如权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于：

所述放大部具有以多个级别切换放大率的切换部，所述控制部在所述红外线传感器的输出值为作为以所述放大率能够检出的上限值的切换上限值以上时，控制所述切换部将所述放大率减小一个级别。

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