CN101627659A

CN101627659A - 感应加热装置

Info

Publication number: CN101627659A
Application number: CN200780049755A
Authority: CN
Inventors: 藤涛知也; 石丸直昭; 弘田泉生; 片冈章
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2027-03-19
Also published as: US20100102054A1; EP2104399B1; HK1136454A1; ES2427826T3; WO2008087745A1; EP2104399A4; US8378274B2; EP2104399A1; JP5070845B2; JP2008176937A; CN101627659B

Abstract

一种感应加热装置，其包括顶板、温感元件、温度检测部、线圈、控制部和发光部。顶板载置对烹调物进行加热的烹调容器。温感元件根据烹调容器的温度改变其电特性。温度检测部根据温感元件的电特性检测烹调容器的温度。线圈加热烹调容器。控制部根据温度检测部的温度信息控制线圈，从而调节向烹调容器输出的加热功率。发光部向温感元件的上部照射可见光。并且，发光部发出的光隔着顶板使温感元件的上部发光。

Description

感应加热装置

技术领域

本发明涉及一般家庭和办公室、餐厅等中使用的感应加热装置。

背景技术

图4是表示现有的感应加热装置的结构的示意图。该加热装置具有顶板22、红外线传感器23、温度检测部24、加热用线圈25、控制部26和输入部27。在顶板22上载置烹调容器21。红外线传感器23与烹调容器21的侧部对置配置。温度检测部24将红外线传感器23的受光能量换算为温度。线圈25设置在顶板22的下方。控制部26使高频电流流入线圈25，对烹调容器21进行感应加热。输入部27接收向控制部26的用于进行加热的条件的输入。

用户通过操作输入部27开始加热时，来自控制部26的信号使线圈25产生高频磁场。该高频磁场使烹调容器21加热而温度上升。红外线传感器23检测烹调容器21发出的红外线的强度，温度检测部24将红外线传感器23的输出转换为温度。控制部26根据其转换结果控制加热量。

在这种结构中，为了检测烹调容器21的侧部的温度，红外线传感器23配置在比顶板22靠上方的位置。因此，红外线传感器23还接收烹调容器21辐射的红外线以外的红外线。其结果是，温度检测部24换算的温度的精度低。

专利文献1：日本特开2006-294284号公报。

发明内容

本发明提供一种感应加热装置，其使温感元件的上部隔着顶板发光，在顶板上没有位置偏差地显示温感元件的位置，提高了使用的方便性，同时提高了红外线传感器的检测温度精度。

本发明的感应加热装置具有顶板、温感元件、温度检测部、线圈、控制部和发光部。顶板载置加热烹调物的烹调容器。温感元件的电特性随烹调容器的温度而变化。温度检测部根据温感元件的电特性检测烹调容器的温度。线圈加热烹调容器。控制部根据温度检测部的温度信息控制线圈，从而控制对烹调容器加热的加热功率。发光部向温感元件的上部照射可见光。从而，发光部发出的光使温感元件的上部隔着顶板发光。通过这种结构，发光部在顶板上没有位置偏差地显示温感元件的位置，提高了使用的方便性，同时提高了温感元件的检测温度精度。

附图说明

图1是本发明的实施方式的感应加热装置的概略结构图。

图2是表示顶板的透射率与发光二极管的相对辐射强度的图。

图3是表示本发明的实施方式的发光部的概略结构的一个例子的图。

图4是现有的感应加热装置的概略结构图。

符号说明：

1 烹调容器

2 顶板

3 红外线传感器(温感元件)

4 温度检测部

5 线圈

6 控制部

7 发光部

8 输入部

9 烹调容器检测部

10 导光部

11 红外线透射滤光器

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。再有，本发明不受该实施方式的限定。

图1是本发明实施方式的感应加热装置的概略结构图。该装置具有顶板2、红外线传感器3、温度检测部4、加热用的线圈5、控制部6、发光部7和输入部8。

顶板2是形成装置的外部轮廓的一部分，并载置对烹调物进行加热的烹调容器1。顶板2由耐热强化玻璃等构成，由于成平面状，所以在容易清理和美观方面优异。此外，至少顶板2的红外线传感器3的正上方位置的部分具有透光性。

红外线传感器3是用来检测烹调容器1的温感元件，接收、检测从烹调容器1辐射的隔着顶板2的红外线。红外线传感器3直接接收来自烹调容器1的红外线。因此，能够对烹调容器1的温度变化进行高速反应，而不会受烹调容器1和顶板2的接触面积的大小和顶板2的热容量的影响。

作为红外线传感器3，代表性的有光电二极管、光敏晶体管、热电堆、热电元件、测辐射热计等，但是即使是红外线传感器3以外的温感元件也没关系。即，可以使用随着烹调容器1温度而改变电特性的温感元件。此外，实际也可以含有接收红外线的能量的部分(元件)、和对接收该能量并转换后的物理量进行放大的部分(电路)等而构成红外线传感器3。

温度检测部4根据红外线传感器3的输出检测烹调容器1的温度。具体地说，温度检测部4将红外线传感器3的输出换算为温度。红外线传感器3接收的能量被转换为根据该能量确定的电压、电流或频率等输出。温度检测部4将这些物理量转换为温度。即，温度检测部4根据温感元件的电特性检测烹调容器1的温度。算出的温度作为用于控制加热功率的必要的信息被加以利用。温度检测部4具有输入红外线传感器3的物理量的功能、将物理量换算为温度的运算功能和输出换算后的温度的功能。

线圈5设置在顶板2的下方，产生高频磁场，通过电磁感应对烹调容器1进行加热。控制部6根据温度检测部4检测的温度信息控制线圈5，从而控制对烹调容器1的加热功率。具体地说，控制向线圈5施加的高频电流。

发光部7配置在顶板2的下部，向红外线传感器3的上部照射可见光。由此发光部7发出的光使红外线传感器3隔着顶板2发光。在图1中，发光部7设置在红外线传感器3的附近，但是只要能够照射红外线传感器3的附近或视场附近，可以设置在任意的位置上。

输入部8接收用户的输入。该输入被发送给控制部6，控制部6进行加热开始和停止、加热输出的确定、油炸食品和开水壶的自动调节火力的模式的选择、由定时器设定自动加热停止的时间等。作为输入部8，除了开关还可以是语音识别等，其结构没有限定。此外，图1中在与顶板2相同的面和垂直于顶板2的面两处设置了输入部8，但是在任意一个位置设置也没关系。

以下说明具有如上结构的感应加热装置的运行、作用。首先，接入电源时，控制部6使发光部7点亮，向用户显示处于可加热的状态。即，发光部7发出的光使红外线传感器3的上部隔着顶板2发光。或者发光部7发出的光使顶板2中红外线传感器3正上位置的部分发光。即，用户能够目视确认红外线传感器3的位置。这样发光部7就能够在顶板2上没有位置偏差地显示红外线传感器3的位置。此外，由于红外线传感器3配置在顶板2所构成的轮廓内，所以不易受到干扰光的影响。

即，即使没有在顶板2中设孔然后设置红外线传感器3，用户也能够识别在顶板2下配置的红外线传感器3的位置。这样由于不在顶板2中设孔即可，所以能够防止机械强度的降低。并且，用户容易在顶板2上的红外线传感器3的正上部分设置烹调容器1，温度检测部4能够恰当地检测烹调容器1的温度。

来自发光部7的光能够在顶板2上没有位置偏差地显示红外线传感器3的位置。这样由于发光部7发出的光使顶板2中红外线传感器3的正上部分发光，所以不需要由封印等在顶板2上显示红外线传感器3的位置。在顶板2上贴封印时，污浊会附着在封印上，但是由于不用封印即可，所以可以防止顶板2的美观性下降。

用户将烹调容器1配置在顶板2上的红外线传感器3的正上方部分后，从与控制部6连接的输入部8输入开始加热的指示。根据该输入，控制部6向连接的线圈5供给高频电流。烹调容器1载置在位于线圈5上方的顶板2上，处于与线圈5磁耦合的状态。被提供了高频电流的线圈5产生高频磁场，电感感应引起的涡流流过烹调容器1，因其焦耳热而加热烹调容器1。

红外线传感器3接收烹调容器1辐射的隔着顶板2的红外线，将该信息发送给温度检测部4。温度检测部4根据红外线传感器3接收的能量计算烹调容器1的温度，将该温度信息发送给控制部6。

控制部6将加热功率控制为用户指定的值，另一方面，根据从温度检测部4得到的温度信息控制加热功率，或者进行加热停止。例如，在烹调油炸食品的模式下开始了加热运行的情况下，控制部6控制加热功率以将烹调容器1维持在规定的温度上。或者在进行通常的加热时，在烹调容器1达到异常的高温的情况下，控制加热功率或者停止加热，使油不着火等，从而确保安全性。控制部6也可以与温度检测部4一体构成。对于这些，多数情况下使用数字信号处理器(DSP)和微机等，但是不限于此，如定制IC之类的东西也可以。

如上所述，在本实施方式中，发光部7向红外线传感器3的附近照射可见光，从而发光部7发出的光使顶板2中红外线传感器3的正上部分发光。因此与如图4的结构那样的红外线传感器23面对烹调容器21的侧部的情况相比，防止红外线传感器3接收照明器具和太阳光等中含有的红外线。即温度检测的精度提高。

此外，能够在顶板2上显示配置了红外线传感器3的部位。由此用户能够确认该显示的部位就是载置烹调容器1的部位。

因此，通过用户载置烹调容器1以看不见发光部7发出的光，使得温度检测部4能够检测温度而不受来自烹调容器1以外的红外线的影响。此外，由于用户能够目视确认，所以感应加热装置的使用方便性提高。

再有，发光部7的发光波长优选在顶板2的透射波长范围内。如前所述，顶板2形成感应加热装置的外部轮廓的一部分，载置烹调容器1。由于用户失误将烹调容器1掉落的情况、以及假设在设备的输送中顶板2破裂，所以要求顶板2具有足够的机械强度。此外，由于烹调容器1在加热中处于高温，所以顶板2也相应地处于高温。在该状态下置换为低温的烹调容器1时，顶板2受到热冲击。即使在这样的情况下顶板2也不能破裂。因此，对于顶板2优先采用结晶玻璃这样的耐热强化玻璃等。

图2是表示顶板2的透射率与发光部7的结构例即发光二极管的相对辐射强度的图。顶板2在0.5～2.7μm的波长范围内具有80％以上的高透射率。但是，在该范围以外透射率急剧下降。从而通过使发光部7的发光波长在顶板2的透射波长范围内，用户就容易隔着顶板2目视确认其发出的光。

发光部7优选具有发光二极管作为发光元件。如前所述，发光部7的发光波长如不在顶板2的透射波长范围内则可见性降低。此外，发光部7的发光波长宽时，与红外线传感器3的受光灵敏度区域重叠，红外线传感器3接收发光部7的光，S/N比降低。因此，发光部7的发光波长在顶板2的透射波长范围内，并且发光波长区域窄的情况下的目视确认性和红外线传感器3的S/N比二者都合适。因此，可以利用电灯泡、卤素灯、荧光灯等作为发光部7，但是优选发光波长窄的发光二极管。

由于发光二极管的发光波长窄，所以不仅偏离红外线传感器3的受光灵敏度区域，并且由于损失少，消耗功率小，产生的热也少。红外线传感器3的温度上升时输出增加，误差变大。因此，对于在红外线传感器3的附近设置的发光部7，优选使用发热少的发光二极管。

再有，优选发光部7在加热开始前发光。由此能够在顶板2上显示红外线传感器3的视场的标记。即，如果在其光上载置烹调容器1，则红外线传感器3就能够测定烹调容器1的温度。换言之，若不在其光上载置烹调容器1，红外线传感器3就不能够恰当地测定烹调容器1的温度。从而，使发光部7在加热开始之前点亮，促使用户载置烹调容器1以看不见光，从而使红外线传感器3能够更精确地测量温度。

因此，控制部6控制发光部7的发光时机。或者也可以另外设置根据来自输入部8的加热开始的输入使发光部7在加热开始前发光的发光控制部。

再有，发光部7优选在加热开始后熄灭。如前所述，使发光部7点亮的目的是提供载置烹调容器1时的标记。此时，由于用户看不见光地载置烹调容器1，所以用户不能目视确认在载置后发光部7是否点亮。

开始加热后，用户不会移动烹调容器1，所以也看不见光。因此，优选在加热开始后使发光部7熄灭。这样，能够降低消耗功率，还能够延长发光部7的寿命。

因此，控制部6控制发光部7的熄灭时机。或者也可以另外设置根据来自控制部6的加热开始的信号使发光部7在加热开始后熄灭的发光控制部。

再有，如图1所示，优选设置检测烹调容器1是否载置在顶板2上的烹调容器检测部9。并且，优选在烹调容器检测部9检测出顶板2上没有载置烹调容器1的情况下，发光部7发光。烹调容器检测部9与控制部6连接，在烹调容器检测部9判断为顶板2上没有载置烹调容器1的情况下，控制部6不向线圈5施加功率。

这样，能够防止设备的破损，同时也能够避免在没有烹调容器1的状态下加热而消耗无用的电力。而且，在红外线传感器3的视场内没有烹调容器1，红外线传感器3不能检测烹调容器1的温度的状态下进行加热控制，能够防止烹调容器1达到异常的高温。

对于烹调容器检测部9可以适用各种方法等。例如，可以使用连接耦合线圈和发射电路，根据磁耦合的变化进行辨别的方法、连接电极和发射电路辨别电容的变化的方法。或者也可以使用由发光部和光接收单元判别发出的光是否返回到受光部的方法等。烹调容器检测部9的结构没有特别的限定。此外，烹调容器检测部9与控制部6也可以一体形成。虽然多数情况下使用DSP和微机等，但是不限于此，也可以由定制IC构成。

在烹调容器检测部9检测出没有烹调容器1的情况下，优选发光部7发光或闪烁。由此使发光部7引起用户的注意，促使其将烹调容器1载置到正确的位置上。这样的结构能够使感应加热装置更安全地使用。

再有，也可以另外设置在烹调容器检测部9判断为顶板2上没有载置烹调容器1的情况下，使发光部7发光的发光控制部。

此外，发光部7的发光波长由能够交替发出多个发光波长的光的部件构成，也可以在加热开始前和加热开始后不同。用发光波长不同的多个发光二极管作为发光部7，交替使用也可以。通过改变发光部7的发光波长，例如发绿色光时，发光部7向用户表示可以加热，发红色光时表示正在加热。由此使用户容易知道设备的运行状态，加热装置的使用方便性提高。

因此控制部6控制发光部7的发光波长。或者可以另外设置根据来自控制部6的加热开始的信号使发光部7在加热开始前和加热开始后发出不同波长的光的发光控制部。

此外，发光部7的发光波长也可以在顶板2上载置了烹调容器1的情况下和未载置时不同。与上述相同，通过改变发光部7的发光波长，例如发绿色光时，烹调容器检测部9检测出烹调容器1，向用户表示可以加热。另一方面，发红色光时，烹调容器检测部9没有能够检测出烹调容器1，向用户表示不可以加热。由此使用户容易把握感应加热装置是否可以对烹调容器1进行加热的状态，使用方便性提高。

因此控制部6控制发光部7的发光波长。或者另外设置根据来自烹调容器检测部9的信号使发光部7的发光波长不同的发光控制部。

此外，如图3的结构图所示，优选设置光导部10，将烹调容器1辐射的红外线引导至红外线传感器3。通过该结构提高红外线传感器3的S/N比，温度传感器4算出的温度的误差变小。此外，为了将来自烹调容器1的红外线高效地导入红外线传感器3，所以优选对光导部10的内表面实施镜面精加工等。

光导部10还可以同时起到将发光部7发出的光引导到顶板2附近的作用。即其结构为发光部7发出的光从光导部10的端部进入，通过光导部10的内部从相反侧的端部射出。通过这种结构(配置)，可以同时起到红外线的光导和发光部7发出的光的光导的作用。通过设置光导部10，可以将光引导到顶板2的附近，所以可以提高用户通过顶板2看到该光的目视确认性。此外，能够降低发光部7的功率。而且发光部7的配置没有限定，设备的设计自由度变大。

光导部10可以是金属或树脂制，或者是光纤等，希望用热传导低的材料构成，以使顶板2的温度不会传导到红外线传感器3。

此外，如图3所示，优选设置红外线透射滤光器11，以覆盖红外线传感器3的视场。通过这种结构，在红外线传感器3接收来自烹调容器1的红外线能量时，红外线透射滤光器11可以除去不必要的波长的能量。这样除去太阳光或其他噪音成分，从而降低烹调容器1以外辐射的红外线的影响，提高温度检测部4测定的烹调容器1的温度的测定精度。

红外线透射滤光器11具有不透射具有截止频率以下的波长的红外线能量，透射具有截止频率以上的波长的红外线能量的特性。红外线透射滤光器11能够透射红外线传感器3的灵敏度波长范围即可，可以是高通滤光器或带通滤光器。

再有，如图3所示，红外线透射滤光器11可以设置在红外线传感器3的附近，但是在顶板2的表面上实施形成红外线透射滤光器11的涂覆也可以得到相同的效果。

此外，发光部7的发光波长优选在红外线透射滤光器11的截止频率以下。发光部7发出的光进入红外线传感器3的视场内时，其能量成为噪音，S/N比降低，成为温度检测的误差产生的原因。因此，红外线透射滤光器11截止发光部7发出的光可以使红外线传感器3接收的能量不受影响。优选红外线透射滤光器11具有这样的特性。红外线透射滤光器11具有比发光部7的发光波长长的截止频率，从而红外线传感器3的S/N比提高，温度测定精度提高。

此外，作为红外线传感器3的噪音的主要原因，除了发光部7以外，还存在设置加热装置的厨房的照明等可见光。

通常，多数情况下加热装置具有不使加热的油着火的安全装置。油的着火温度为330～350℃。因此，为了不使油着火，在300～330℃左右检测，控制部6以使油的温度不会升高到其以上地抑制或者停止加热输出而进行控制即可。300～330℃左右的物体辐射的红外线能量中，可见光区域的波长分量按比例来说非常少。因此，红外线传感器3很少能够检测出该可见光区域的波长分量。换言之，即使红外线传感器3不能检测可见光区域的波长分量，温度的测定误差也少。

另一方面，强的可见光入射到红外线传感器3时，由于与红外线传感器3本来应该接收的来自烹调容器1的红外线能量的区别不能确定，所以温度检测产生误差。因此，在可以检测直到300～330℃左右的温度的情况下，红外线传感器3不检测可见光区域的优点比缺点大。

从这种观点出发，优选设置红外线透射滤光器11以覆盖红外线传感器3的视场，由红外线透射滤光器11去除可见光区域。由于红外线透射滤光器11具有这样的特性，所以可抑制红外线传感器3接收不必要的波长的能量产生温度检测的误差。

此外，优选用硅等构成红外线传感器3的芯片材料。作为红外线传感器3的接收芯片，有各种材料。作为其中便宜的芯片材料可以利用硅。

用硅作芯片材料的红外线传感器3的接收灵敏度波长为320～1100nm左右。如前所述，在加热装置中需要作为防油着火功能所必要的在300～330℃左右检测的红外线传感器3。作为能够检测其温度、并能够廉价地制造的红外线传感器3，优选用硅作芯片材料。此外，由于硅包括可见光区域作为灵敏度波长区域，所以优选设置红外线透射滤光器11。由此能够减轻可见光线的噪音的影响，红外线传感器3的S/N比提高，降低温度检测的误差。由此使加热装置能够以好的追踪性检测烹调容器1的温度，实现根据其温度的自动烹调功能和安全功能等。即加热装置的使用方便性提高。

此外，在本实施方式中，说明了发光部7照射红外线传感器3的附近，但是特别优选照射红外线传感器3的上部。而且在本实施方式中，发光部7发出的光使顶板2中红外线传感器3正上方位置的部分发光，但是不限于此，也可以使红外线传感器3的上部发光。

工业可行性

根据本发明的感应加热装置，发光部发出的光使温感元件的上部透过顶板发光，能够对载置烹调容器进行定位。由此显示烹调容器的载置部位，所以不易受到干扰光的影响，并且能够在顶板上没有偏差地显示温感元件的位置。该结构还能够适用于采用红外线传感器以外的温感元件的情况。

Claims

1.一种感应加热装置，包括：

顶板，其载置对烹调物进行加热的烹调容器；

温感元件，其电特性随所述烹调容器的温度而变化；

温度检测部，其根据所述温感元件的电特性检测所述烹调容器的温度；

线圈，其对所述烹调容器进行加热；

控制部，其根据所述温度检测部的温度信息控制所述线圈，从而控制对所述烹调容器进行加热的加热功率；

发光部，其向所述温感元件的上部照射可见光，

所述发光部发出的光使所述温感元件的上部隔着所述顶板发光。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述温感元件是检测从所述烹调容器隔着所述顶板辐射的红外线的红外线传感器。

3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，

还具备光导部，所述光导部将从所述烹调容器辐射的红外线引导至所述红外线传感器，并且将所述发光部发出的光引导至所述顶板附近。

4.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，

还包括红外线透射滤光器，所述红外线透射滤光器配置为覆盖所述红外线传感器的视场。

5.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中，

所述发光部的发光波长为所述红外线透射滤光器的截止频率以下。

6.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中，

所述红外线透射滤光器去除可见光区域。

7.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，

所述红外线传感器的芯片材料是硅。

8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述发光部的发光波长在所述顶板的透射波长范围内。

9.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述发光部具有发光二极管。

10.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述控制部使所述发光部在加热开始前发光。

11.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述控制部在加热开始后熄灭所述发光部。

12.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

还包括烹调容器检测部，所述烹调容器检测部检测在所述顶板上是否载置有所述烹调容器，

在所述烹调容器检测部检测出所述顶板上没有被载置的情况下，所述控制部使所述发光部发光。

13.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述发光部能够交替发出多个发光波长的光，

所述控制部在加热开始前和加热开始后改变所述发光部的发光波长。

14.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述发光部能够交替发出多个发光波长的光，

所述控制部根据所述烹调容器检测部的检测结果，在所述烹调容器载置在所述顶板上时和没有载置时，改变所述发光部的发光波长。