CN103687120A - 感应加热烹调器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种即使机身温度在烹调过程中变化也能够稳定且高精度地检测锅温度，且安全性、易用性有所提高的感应加热烹调器。本发明的感应加热烹调器具备：红外线检测机构，其设置于加热线圈的下方并检测从被加热物辐射的红外线；温度检测机构，其基于红外线检测机构的输出来检测被加热物的温度；以及反射传感器，其具备向顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收被加热物反射的红外线的红外线受光机构，反射传感器具备温度补偿电路，该温度补偿电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于红外线受光机构的电压变化，温度检测机构基于反射传感器的输出来对红外线检测机构的输出进行修正，检测出被加热物的温度。

Description

感应加热烹调器

技术领域

本发明涉及具备作为锅温度检测机构的红外线传感器的感应加热烹调器。背景技术

感应加热烹调器为如下结构，即：在由晶体玻璃等构成的顶板下方设置同心圆状的感应加热线圈（以下简称为“加热线圈”），使高频电流流过该加热线圈，利用所产生的磁场在载置于顶板上的作为烹调容器的锅底引起涡电流，并利用该焦耳热对作为烹调容器的锅直接加热。

作为感应加热烹调器的锅温检测方法，多使用利用红外线传感器隔着顶板来观测从锅底辐射的红外线并检测温度的方法。该红外线传感器配置于加热线圈中心空隙附近的下方，利用红外线传感器隔着顶板来检测从锅底辐射的红外线，并根据其输出对驱动加热线圈的逆变器电路输出进行控制来调整烹调温度。

利用红外线传感器进行温度检测的情况的课题是，会受到被测定物（烹调锅）的红外线辐射率的影响。锅底的红外线辐射率很大程度上取决于锅底的材质、颜色、加工状态（锅底的涂装、刻印、发纹加工、环形加工、打入加工、凹凸等）。另外，即使是相同的锅，红外线辐射率也会因附着在锅底的食用油等污垢而不同。即，即使是相同温度、相同材质的锅底，若颜色、加工或者脏污状态、凹凸不同，则辐射的红外能量不同，故由红外线传感器接收的红外能量也不同，从而会检测出不同的温度。因此，需要对因锅底的不同而导致红外线传感器进行的温度检测不同的情况进行修正的机构。

作为解决该课题的方法，存在专利文献1、2、3所列举的方法。例如，专利文献1的技术为：具备接收对放置在顶板上的被加热物（锅）投光的光源和接收来自被加热物的反射光的受光传感器，利用根据受光传感器的输出而换算出的被加热物的辐射率来对红外线传感器的输出进行修正并进行温度检测。由此，成为对被加热物（锅）的辐射率不产生影响的准确的锅温度检测技术。

另外，专利文献2在专利文献1的基础上，将相对的发光机构与受光机构以与载置锅的顶板具有角度a的方式配置。专利文献3在上述的基础上具备多个配置于受光机构的周围的发光单元。提出了如下温度检测机构，即：利用受光机构以与多个发光机构的发光同步的方式接收锅对多个发光机构依次发出的光线的反射光，根据该输出得到锅底面的多个位置的反射率并将其换算成辐射率，并利用该辐射率对红外线传感器的输出进行修正来进行温度检测。专利文献4提出了如下机构，即：具备从顶板的端面入射近红外线的发光机构、和设置于与上述发光机构面对的端面的检测来自锅的底面的反射光的强度的反射传感器，根据反射传感器的输出得到锅底面的辐射率，并利用该辐射率对红外线传感器的输出进行修正来进行温度检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-225881号公报

专利文献2：日本特开2004-241220号公报

专利文献3：日本特开2006-221950号公报

专利文献4：日本特开2006-260940号公报

发明内容

在专利文献1中，作为具体的发光机构而提出了单一的红外线LED或者激光等光源，作为受光机构而提出了单一的红外线光电晶体管，而且，公开了这些机构的使用波长、基于光学带通滤波器的分光机构。但是，如后所述，在使用单一的红外线LED和单一的红外线光电晶体管的情况下，很难准确地检测锅的反射率、即辐射率。另外，没有言及红外线LED或者红外线光电晶体管的温度特性以及反射率检测的温度特性。因此，当周围环境温度变化时，反射率检测值变化，红外线传感器的输出修正也变化。因此，存在即使利用该反射率（辐射率=1-反射率）对温度检测红外线传感器输出进行修正来进行温度检测也无法得到准确的结果的课题。

专利文献2～4中也没有言及红外线LED或者红外线光电晶体管的温度特性以及反射率检测的温度特性，因此，存在当周围环境温度变化时锅温度的检测精度下降的课题。

本发明的目的在于提供如下感应加热烹调器，即：在作为红外线传感器而使用热电堆的锅温度检测机构中，能够稳定且高精度地检测锅温度而不受放置于顶板上的锅底的状态亦即凹凸、翘曲、污垢还有材质、颜色、加工状态的限制，或机身内温度在烹调过程中变化，并且感应加热烹调器的安全性、易用性有所提高。

为了解决上述课题，技术方案1的感应加热烹调器具备：顶板，其用于载置被加热物；加热线圈，其设置于该顶板的下方并对上述被加热物进行加热；高频电力供给机构，其向该加热线圈供给高频电力；电力控制机构，其对该高频电力供给机构的输出电力进行控制；红外线检测机构，其设置于上述加热线圈的下方，并检测从上述被加热物辐射的红外线；温度检测机构，其基于该红外线检测机构的输出来检测上述被加热物的温度；以及反射传感器，其具备向上述顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收由该红外线发光机构投射并被上述被加热物反射的红外线的红外线受光机构，上述反射传感器具备温度补偿电路，该温度补偿电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于上述红外线受光机构的电压变化，上述温度检测机构基于上述反射传感器的输出来对上述红外线检测机构的输出进行修正，检测出上述被加热物的温度。

另外，技术方案3的感应加热烹调器具备：顶板，其用于载置被加热物；加热线圈，其设置于该顶板的下方并对上述被加热物进行加热；高频电力供给机构，其向该加热线圈供给高频电力；电力控制机构，其对该高频电力供给机构的输出电力进行控制；红外线检测机构，其设置于上述加热线圈的下方，并检测从上述被加热物辐射的红外线；温度检测机构，其基于该红外线检测机构的输出来检测上述被加热物的温度；以及反射传感器，其具备向上述顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收由该红外线发光机构投射并被上述被加热物反射的红外线的红外线受光机构，上述反射传感器具备温度补偿电路，该温度补偿电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于上述红外线发光机构的电压变化，上述温度检测机构基于上述反射传感器的输出来对上述红外线检测机构的输出进行修正，检测出上述被加热物的温度。

此外，技术方案5的感应加热烹调器具备：顶板，其用于载置被加热物；加热线圈，其设置于该顶板的下方并对上述被加热物进行加热；高频电力供给机构，其向该加热线圈供给高频电力；电力控制机构，其对该高频电力供给机构的输出电力进行控制；红外线检测机构，其设置于上述加热线圈的下方，并检测从上述被加热物辐射的红外线；温度检测机构，其基于该红外线检测机构的输出来检测上述被加热物的温度；反射传感器，其具备向上述顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收由该红外线发光机构投射并被上述被加热物反射的红外线的红外线受光机构；晶体管，其用于驱动上述红外线发光机构；以及占空比可变电路，其对驱动上述晶体管的占空比进行控制，上述占空比可变电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于上述晶体管的电压的占空比变化，上述温度检测机构基于上述反射传感器的输出来对述红外线检测机构的输出进行修正，检测出上述被加热物的温度。

根据本发明，能够利用通过红外线投光机构向锅底投射红外光并通过红外线反射受光机构接收其反射光的反射传感器来检测锅底的反射率（=1-辐射率）。而且，即使在烹调过程中机身内的温度因感应加热线圈或者高频电力供给机构等而变化，只要烹调容器不变化，就能利用温度补偿机构以使所述反射传感器的输出恒定的方式对该反射率进行温度补偿。因此，检测出的反射率（=1-辐射率）不受机身内温度变化的影响。

另外，由于横向并列配置反射传感器与红外线检测机构，所以能够使锅所辐射的红外线检测范围（红外线检测机构的视野）与由反射传感器检测的锅的反射率检测范围（投光面与反射受光机构的视野）重叠。其结果是，能够在大致与锅底相同的平面上得到与检测出的反射率、即辐射率成正比的红外线检测输出而不受机身内温度变化的影响，若进行反射率修正，则能够检测准确的辐射温度。

通过利用该进行了温度补偿的反射率对红外线检测机构的输出进行修正，从而使得即使机身内的温度变化，也能够准确地检测锅底温度而不受锅底的材质、颜色、加工状态或者脏污状态所限制，能够使用准确检测出的锅底温度进行加热的控制，因此，能够顺利地进行烹调。即，能够提供如下的锅温度检测机构，即：无论是什么样的锅、机身内为什么温度状态，都能稳定地检测加热锅底的温度。而且，通过利用准确检测出的锅温度适当地控制供给给加热线圈的高频电力，能够提供能够进行安全且最佳烹调的感应加热烹调器。

附图说明

图1是表示实施例1的感应加热烹调器的结构的立体图。

图2是表示实施例1的感应加热烹调器的结构的剖视图。

图3是表示实施例1的加热线圈周边的详细结构的剖视图。

图4是表示实施例1的加热线圈以及锅温度检测装置的配置的俯视图。

图5是表示实施例1的加热线圈的背面的俯视图。

图6是表示实施例1的锅温度检测装置的俯视图以及剖视图。

图7是表示实施例1的反射型光电断路器的图。

图8是表示实施例1的分光辐射能量和光学滤波器的光学特性的图。

图9是表示实施例1的热电堆的详细结构的俯视图以及剖视图。

图10是表示实施例1的感应加热烹调器的控制框图。

图11是表示实施例1的各种锅的锅底温度与锅温度检测电路输出的关系的图。

图12是表示实施例1的反射率检测电路的详细结构的图。

图13是表示实施例1的红外线光电晶体管相对于周围温度的相对输出的图。

图14是表示实施例1的反射率检测电路73相对于周围温度变化的相对输出的图。

图15是表示实施例2的反射率检测电路的详细结构的图。

图16是表示实施例3的反射率检测电路的详细结构的图。

图17是表示实施例3的红外线LED相对于周围温度变化的相对输出的图。

图18是表示实施例4的反射率检测电路的详细结构的图。

图中：

1—主体，2—顶板，5—红外线透过窗，6—烹调锅，7、7L、7R—加热线圈，8、8L、8R—逆变器电路，10—线圈基座，15—线圈冷却风道，18—锅温度检测装置，19—传感器检视筒，20、37、38、39—热敏电阻，25—热电堆，26—散热器，27—反射型光电断路器，28—电子电路基板，29—红外线传感器壳体，30—壳体窗，31—晶体玻璃光学滤波器，32—金属壳体，33—外侧红外线传感器壳体，35—红外线LED，36—红外线光电晶体管，40—占空比可变电路，60—微型计算机，61、61L、61R—频率控制电路，62、62L、62R—电力控制电路，70—蜂鸣器，72—热电堆温度检测电路，73—反射率检测电路，75—热敏电阻温度检测电路。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施例进行说明。

(实施例1)

以下，结合图1～图9对实施例1进行说明。

图1是实施例1的感应加热烹调器的主体1的立体图，图2是在图1中用单点划线A-A′表示的部分放置烹调锅6后的概略纵剖视图。以下，列举能够感应加热的锅的放置处为两处且可通过辐射加热器、卤素加热器等加热器（加热源）的辐射热加热的锅放置处为一处的三灶感应加热烹调器为例进行说明，但本实施例的应用对象不限于此，例如也可以是设置了三处能够感应加热的锅放置处的感应加热烹调器。此外，烹调锅6可以是适合于感应加热的磁性体的铁锅，也可以是非磁性体的铝锅、铜锅。

如图1以及图2所示，在主体1的上表面安装有由晶体玻璃等非磁性体形成的顶板2。另外，在顶板2的近前侧安装有供显示器配置的操作显示部3，该显示器用于显示指示各灶的加热开始或者加热模式的开关、各灶的加热状态（温度等）。

在顶板2的上表面，为了表示能够加热的锅的放置处而印刷有半径与配置于该顶板2下方的加热线圈7（7L、7R）或者辐射加热器的最外半径大致相等的圆4（4L、4R）。另外，顶板2对于普通可见光是透明的，因此，在上表面实施在烧结玻璃中混入耐热涂料后的耐热耐久性的表面印刷，在下表面实施耐热面涂装，以使机器内部不可见。在两处能够感应加热的锅的放置处的圆4的内部，为了进行锅温度检测而设置有未进行上述印刷、涂装的红外线透过窗5（5L、5R）。该红外线透过窗5是为了使红外线透过而设置的，可以只在该部分的下表面安装相对于红外线透明的可见光阻断部件。

在顶板2的上表面的各灶（圆4）放置烹调锅6进行加热烹调。如图2所示，若对加热线圈7供给来自逆变器电路8（8L、8R）的高频电流，则隔着线圈间隙7c被分割为外周侧线圈7a和内周侧线圈7b的加热线圈7产生高频磁场9（图中用虚线表示），该高频磁场9与锅6交链而产生涡电流，烹调锅6自身通过其焦耳热而被感应加热并发热。因此，烹调锅6内的烹调物被烹调锅6自身的发热加热烹调。此时，位于烹调锅6下方的顶板2也因来自发热的烹调锅6的热传递或者辐射热而温度变高。

图3中详细地示出加热线圈7周边的剖面。如图3所示，在顶板2的下表面，以在外周侧线圈7a与内周侧线圈7b之间具备线圈间隙7c而被分割的加热线圈7同心圆状地卷绕并配置在由耐热塑料构成的线圈基座10内。在加热线圈7的下侧，在线圈基座部件内部，以两端的凸部朝上的方式辐射状地配置有铁氧体11。为了将加热线圈7产生的磁通高效地引导至顶板2上的作为烹调容器的烹调锅6而配置该铁氧体11。另外，还能防止磁通泄漏至线圈基座10下部。这是因为铁氧体11导磁率较高，磁通几乎全部从铁氧体11内通过。

在线圈基座10的下方设置用于冷却加热线圈7的线圈冷却风道15。线圈冷却风道15分为两条，第一条是与外周侧线圈7a的内周侧连接并冷却内周侧线圈7b以及外周侧线圈7a上表面的线圈上表面冷却风道15a，第二条是冷却外周侧线圈7a的下表面的线圈下表面冷却风道15b。在位于线圈基座10的中心部分之下的线圈上表面冷却风道15a的上表面开设有圆形的线圈上表面冷却风送出孔15c。

线圈基座10的中心部形成为圆筒状的内空洞14a，在外周侧线圈7a的内周侧形成有与内置铁氧体11的放射状梁连接的圆筒状的外空洞壁14b。在该外空洞壁14b的下部连接有线圈上表面冷却风道15a的线圈上表面冷却风送出孔15c。在线圈上表面冷却风送出孔15c的周围设有玻璃棉等密封件16，且与上述的外空洞壁14b连接。

在冷却风道15之下，以两层重叠的方式设置有内置逆变器电路8等的电路基板的电路冷却风道17a、17b，在电路冷却风道17a、17b分别内置有左右的加热线圈7L、7R的逆变器电路8L、8R等。这些冷却风道固定于主体1。

线圈基座10经由弹簧13被固定于线圈下表面冷却风道15b或者电路冷却风道17a的三个线圈基座承受件12按压，且被按压于顶板2的下表面。

在线圈冷却风送出孔15c下方的线圈上表面冷却风道15a中配置锅温度检测装置18。锅温度检测装置18根据透过顶板2的红外线透过窗5的红外线来检测被感应加热后的烹调锅的底面温度。另外，还内置有后述的反射传感器（红外线投光机构以及红外线反射受光机构），用于检测烹调锅6底面的反射率。另外，在锅温度检测装置18的上方设有后述的传感器检视筒19，在顶板2的下表面设有后述的热敏电阻20。

在加热烹调过程中，从内置于主体1的风扇（未图示）向线圈上表面冷却风道15a、线圈下表面冷却风道15b、电路冷却风道17a、17b导入空气。在线圈上表面冷却风道15a内流动的冷却风冷却锅温度检测装置18并且从线圈上表面冷却风送出孔15c在圆筒状的外空洞壁14b内的线圈间隙7c以及内空洞14a内上升，从线圈间隙7c以及内空洞14a上部被顶板2遮挡而在顶板2与加热线圈7之间朝线圈径向外侧流动，从而冷却加热线圈7的上表面以及顶板2的下表面。在线圈下表面冷却风道15b的与外周侧线圈7a的下表面对应的部分开有多个小孔，在线圈下表面冷却风道15b内流动的冷却风从这些小孔朝外周侧线圈7a下表面喷射来进行冷却。

图4中表示除去顶板2后的图3的上表面的详细结构。图4是加热线圈7、线圈基座10、线圈上表面冷却风道15a的详细结构图。图4中示出加热线圈7以及内空洞14a与锅温度检测装置18在水平面上的位置关系。

加热线圈7由被特氟龙（Teflon，注册商标）等绝缘包覆的利兹（Litz）线朝同一方向卷绕成同心圆状，分割为外周侧线圈7a和内周侧线圈7b。其间隙7c呈宽度为大约15mm的同心带状，外周侧线圈7a的终绕端跨越间隙7c而成为内周侧线圈7b的始绕端，由外周侧线圈7a、架桥线7d以及内周侧线圈7b构成加热线圈7。在线圈基座10，在外周侧线圈7a的内周侧设置圆筒状的外空洞壁14b，该外空洞壁14b的内侧形成为线圈间隙部7c。另外，在内周侧线圈7b的内周侧设置内空洞14a。并且，在线圈间隙部7c的一部分且是在两个辐射状地配置的铁氧体11之间设置筒状的传感器检视筒19，在该传感器检视筒19的下方设置锅温度检测装置18。另外，在传感器检视筒19的上部近旁，以与顶板2的红外线透过窗5的近旁下表面接触的方式设置热敏电阻20。

图5表示从背面观察图4的图。在线圈基座10设置两个线圈端子21a、21b，在低压端子21a连接外周侧线圈7a的始绕端，在高压端子21b连接第二线圈的终绕端。通过螺钉将逆变器电路8的输出线22a、22b固定于该端子。在铜、铝等非磁性体的锅中，输出4kV～5kV高压的高压输出线22b与高压端子21b连接。

如使用图4、图5说明的那样，将锅温度检测装置18设置为，其壳体窗30位于设置在线圈间隙部7c的传感器检视筒19的下方，该传感器检视筒19位于避开架桥线7d附近且远离与高压输出线22b连接的高压端子21b的位置。

将加热线圈7分割成两个部分，在其间隙7c设置传感器检视筒19，在其下方设置锅温度检测装置18，上述设置方式的理由是，加热线圈7的径向宽度中间部的磁通最强，该中间部的上方的锅底被加热至最高温度，准确地检测该部分的温度有助于防止异常过热。

图6中示出锅温度检测装置18的详细结构。来自被感应加热了的锅底面的红外线透过顶板2的红外线透过窗5，并从传感器检视筒19入射至内置于锅温度检测装置18的热电堆25。另外，内置于反射型光电断路器27的红外线LED35投射的红外线通过检视筒19、红外线透过窗5而被锅6的底反射，并被红外线光电晶体管36接收。

图6（a）表示锅温度检测装置18的俯视图。锅温度检测装置18以被散热器26覆盖的红外线检测传感器（热电堆25）、将红外线投光机构的红外线LED35与红外线反射受光机构的红外线光电晶体管36组合而成的反射型光电断路器27为中心而构成。

热电堆25和反射型光电断路器27配置于电子电路基板28，该电子电路基板28用于安装将热电堆25的输出信号放大的热电堆温度检测电路72和反射率检测电路73（以后说明详细结构），该热电堆25、反射型光电断路器27以及电子电路基板28整体被密封在塑料部件的红外线传感器壳体29（用单点划线表示）内。为了使红外线透过而在该红外线传感器壳体29开设壳体窗30，将对具有与构成顶板2的晶体玻璃相同的光学特性的晶体玻璃较薄地切出正方形而成的部件作为晶体玻璃光学滤波器31而嵌入于该壳体窗30。

而且，在晶体玻璃光学滤波器31的下方，将被散热器26覆盖的热电堆25和反射型光电断路器27安装在电子电路基板28上。该红外线传感器壳体29的周围被铝等导磁率约为1的金属壳体32（用双点划线表示）覆盖。当然，在上述的壳体窗30处开口。而且，铝金属壳体32的周围被塑料部件的外侧红外线传感器壳体33覆盖。当然，上述的壳体窗30处开口。即，热电堆25形成为被三层的壳体覆盖的形态。

而且，锅温度检测装置18以透过其壳体窗30能望见线圈基座10的传感器检视筒19内的方式设置在线圈上表面冷却风道15内。

图6（b）中示出沿图6（a）中的A-A′线的剖视图。图6（b）是表示在设置于红外线传感器壳体29内的电子电路基板28上安装的热电堆25以及反射型光电断路器27与红外线传感器壳体29的壳体窗30、晶体玻璃光学滤波器31的位置关系的剖视图。

图7中示出反射型光电断路器27的详细结构。反射型光电断路器27是将作为红外线发光元件的红外线LED35与作为红外线受光元件的红外线光电晶体管36排列在同一个塑料部件中模塑而成的。在红外线LED35的发光面上，利用塑料构成透镜，并朝上方照射红外光。在红外线光电晶体管36的受光面上，利用阻挡可见光的塑料构成透镜，接收由上述的照射红外光的物体（锅底面）反射的反射红外光，并输出与该受光量成正比的电流。该反射型光电断路器27利用由红外线发光元件与受光元件成对构成的结构，测量放置在顶板2上的烹调锅6底面的反射率。

将反射型光电断路器27前表面的发光部、受光部配置在晶体玻璃光学滤波器31的下表面的正下方。这是为了防止红外线发光被正上方的晶体玻璃光学滤波器31反射、接收。

图8中示出了顶板2以及晶体玻璃光学滤波器31的光学特性（各波长下的透过率）。图中示出红外线波长与红外线透过率的关系、红外线波长与黑体温度的辐射能量的关系。根据普朗克谱分布计算黑体温度的分光辐射能量。

在波长为大约0.6μm～2.6μm的频带，透过率超过80%，并且在波长为大约2.7μm～4μm的频带，透过率在30%以上，而在其它频带，透过率不到30%。100℃的黑体的热辐射能量在波长为大约2μm时获得最小值，在波长为大约7μm时获得最大值，300℃的黑体的热辐射能量在波长为大约1.2μm时获得最小值，在波长为大约5μm时获得最大值，100℃～300℃的黑体辐射的红外线处于晶体玻璃的透过率超过80%的频带，所以100℃～300℃的锅辐射的波长的红外线透过晶体玻璃制的顶板2、晶体玻璃光学滤波器31，并由热电堆25接收。另一方面，锅所辐射的红外线中的升温效果较高的4μm以上的波长的大部分被阻断，因此，能够防止主体1内部被升温效果较高的红外线加热。

图9中示出热电堆25的详细结构。图9（a）表示散热器26和热电堆25的立体图。图9（b）是除去散热器26后的、图9（a）中用B-B′表示的线处的热电堆25的剖视图，图9（c）是图9（b）中用C-C′线表示的线处的剖面的俯视图。此外，为了使热电偶能够观察到，省略红外线吸收膜25-9进行表示。

热电堆25是将多对热电偶（Thermocouple）级联连接（堆叠）而成的部件，并内置于由镀镍钢板等金属罐25-1与金属座25-2构成的金属壳体内。在大约300μm厚的硅基材25-4表面，为了电绝缘以及热绝缘而形成氧化硅薄膜25-5，在其上依次对多晶硅、铝进行图案蒸镀并由多晶硅蒸镀膜25-6和铝蒸镀膜25-7制成多个热电偶，并将它们级联连接。在具有多晶硅、铝的接合点（测温接点）的硅基材25-4中央部形成接近黑体的氧化铷膜等红外线吸收膜25-9。多晶硅蒸镀膜以及铝蒸镀膜的一端为冷接点25-10，其配置在硅基材25-4周围的氧化硅薄膜25-5上。保留硅基材25-4的背面（冷接点部）而蚀刻至290μm，将存在测温接点部分的硅基材的厚度形成为10μm。这是为了通过使热传导性良好的硅变薄来减少测温接点部25-8与冷接点部25-10的热传递而使测温接点部与冷接点部热绝缘。

通过粘合剂等粘接剂将该硅基材25-4固定于金属座25-2。同时，在金属座25-2上同样地配置在陶瓷上膜形成的NTC热敏电阻25-11。这是为了检测位于金属壳体32的热电偶的环境温度并对热电偶的热电动势进行修正。详细说明后述。在金属座25-2贯通配置有四条被绝缘密封后金属引脚25-12，在该金属引脚电线连接上述热电偶的输出和NTC热敏电阻25-11。将筒状的金属罐25-1置于氮等非活性气体中来将其焊接在金属座25-2上。在该金属罐25-1的上表面开设有小孔的窗25-13，在该窗从内侧安装有玻璃凸透镜25-14。以上述的测温接点部25-8（位于红外线吸收膜25-9之下）位于该小孔的垂直下方的方式固定硅基材25-4。以使红外线透过窗5的视野范围在红外线吸收膜25-9上成像的方式设计该玻璃凸透镜25-14。

利用通过该小孔的窗25-13并由玻璃凸透镜25-14聚光的红外线对热电堆25内的热电偶测温接点部25-8（位于红外线吸收膜25-9之下）加热，其加热温度上升量与通过的红外线能量成正比，将同热电偶的冷接点部25-10与测温接点部25-8的温度差成正比的电压输出至作为热电偶输出的金属引脚25-12。如上所述，热电堆25的金属壳体25-3在热学上与热电偶的冷接点相同，该温度变化保持原样不变地变为热电堆25的输出变化。因此，将散热器26作为热缓存器（增大热容量）安装来减少相对于周围温度变化的输出变化。

图10中示出本实施例的感应加热烹调器的控制框图。微型计算机60对感应加热烹调器的动作进行控制。以下，符号R表示与位于图1的近前右侧的感应加热灶相关的模块，符号L表示与位于图1的近前左侧的感应加热灶相关的模块。两个逆变器电路8R、8L向加热线圈7R以及7L供给高频电流。调整该逆变器电路8R、8L的动作频率以及对线圈的供给电力的是频率控制电路61R、61L以及电力控制电路62R、62L。使动作频率变化是为了根据锅的金属种类而利用高频电流的频率改变感应加热效率。通常，对铁使用20kHz的频率，对电阻率比铁小的铜、铝使用70kHz以上的频率。微型计算机60基于未图示的锅种类判别机构的判断对频率控制电路61进行控制来进行该频率切换。

从整流电路63向各逆变器电路8R、8L供给直流电压。在该整流电路63，经由电源开关64连接有三端200V的商用电源65。商用电源65的接地端子通过接地线与主体1的金属部连接。在辐射加热器66，经由辐射加热器电路67连接商用电源65，辐射加热器电路67对供给至辐射加热器66的电力进行控制。

在微型计算机60连接有显示操作部的操作开关68、显示电路69，接收使用者的操作指示，并进行机器的动作状态显示。另外，连接蜂鸣器70来通知使用者进行的操作按钮按下或者错误等警告。微型计算机60按照使用者的指示对频率控制电路61R、61L、电力控制电路62R、62L以及辐射加热器电路67进行控制来对顶板2上的烹调锅6加热。

热电堆25与热电堆温度检测电路72连接，放大输出，输入至微型计算机60的AD端子。红外线LED35以及红外线光电晶体管36与反射率检测电路73连接，利用微型计算机60的端口输出对红外线LED35的发光进行控制，利用红外线光电晶体管36接收由烹调锅6反射的红外光，将其输出信号放大并输入至微型计算机60的AD端子。另外，热敏电阻20与热敏电阻温度检测电路75连接，热敏电阻20的输出放大并输入至微型计算机60的AD端子。

由微型计算机60的软件进行反射率修正。微型计算机60根据反射率检测电路73的输出得知烹调锅的红外线反射率，并利用反射率进行修正来检测烹调锅的温度。该处理也由微型计算机60的软件进行。而且，经由电力控制电路62对烹调锅6的加热进行控制。

此处，对从来自热电堆温度检测电路72、反射率检测电路73的输出换算出锅温度的换算方法进行说明。

热电堆25以与接收的红外线的能量成正比的方式输出电压。因此，若锅的温度上升，则来自锅底的红外线辐射强度也增强，热电堆接收的红外能量增加，热电堆的输出信号电压增高。通常，存在物体辐射的红外能量与该物体本身的绝对温度的四次方成正比的斯特藩-玻尔兹曼定律（式1），温度越高，则越快地辐射较大的红外能量。即，只要能够使用热电堆25得知每单位面积的辐射量E，就能够根据式1计算辐射物体的绝对温度。

$E=(2{\mathrm{\π}}^5{\mathrm{\κ}}^4/15c^2{h}^3)\×T^4=\mathrm{\σ}{T}^4$ （式1）

E：每单位面积的辐射量（W/cm²·μm）

k：玻尔兹曼常数=1.3807×10^-23（W·s/K）

c：光速=2.9979×10¹⁰（cm/s）

h：普朗克常数=6.6261×10^-34（W·s²）

σ：斯特藩-玻尔兹曼常数=5.6706×10^-12（W/cm²·K⁴）

T：辐射物体的绝对温度（K）

图11中示出放置于顶板2的多种锅的、从锅温度检测装置18的输出（热电堆温度检测电路72的输出V）减去偏移电压Vo后的值Vt（锅温度检测电压）与锅底面温度T的关系的一个例子。图中示出各锅底面的辐射率。如图11所示，可知锅温度检测装置18的输出与锅底温度的关系因辐射率而不同。图11（a）所示的锅的辐射率为0.9，接近黑体。图11（b）中的辐射率为0.57，图11（c）中的辐射率为0.43，图11（d）的辐射率为0.24。可知若用辐射率去除（b）、（c）、（d）的电压值，则会成为图中用虚线表示的情况，能够大致集中为一根曲线。各输出Vt与各锅的总辐射能量（E′=εσT⁴）成正比，用辐射率去除各输出意味着如上所述那样换算成黑体的总辐射能量（E=σT⁴）。而且，意味着只要知道各锅的辐射率，就能够将各锅的锅温度还原成黑体的辐射温度。

根据从反射率检测电路73得到的测量数据导出各锅的辐射率。如上所述，红外线LED发出的红外线通过传感器检视筒19并被锅底面反射而返回至红外线光电晶体管36。红外线受光元件以与红外线量成正比的方式产生电压，能够根据电压值得知红外线量。即，反射率检测电路73能够根据红外线发光量与红外线受光量的比检测出锅的反射率ρ。此处，对基于反射率检测电路73求出的反射率计算辐射率的方法进行说明。在从温度T的金属物质的表面辐射的红外能量（E=εσT⁴）的辐射率ε与表面的反射率ρ之间，基于基尔霍夫法则的（式2）成立。（其中，将透过率α设为0）即，可知只要能够得知锅的反射率，就能够基于将（式2）变形后得到的（式3）计算锅的辐射率ε。

ε+ρ=1  （式2）

ε=1-ρ  （式3）

在辐射率ε不同的情况下，如图11所示，即使温度相同，辐射的红外能量也不同，因此，微型计算机60使用根据反射率检测电路73的输出结果计算出的辐射率ε对由热电堆温度检测电路72得到的红外能量进行修正，从而即使在使用反射率ρ不同的锅时也能够检测锅底温度。

接下来，使用图12～图14对本实施例的详细内容进行说明。

图12表示反射率检测电路73的详细结构。作为反射型光电断路器27的发光元件的红外线LED35由晶体管73-1驱动。该驱动由从微型计算机60的输出端口输入至驱动信号端子73-2的信号控制。若将占空比为50％的方波信号输入至驱动信号端子73-2，则红外线LED35在信号为5V时发光，在信号为0V时熄灭。该发光强度与流过红外线LED35的电流成正比，该电流由电阻R11的值决定。在本实施例中将电阻值固定而使发光强度恒定。利用顶板2以及烹调锅6的底面反射该红外光，若作为受光元件的红外线光电晶体管36接收该红外光，则因光电流在电阻R12产生电压。与电阻R12并联地设置由热敏电阻37和电阻R13的组合而构成的反射温度补偿电路73-3，使热敏电阻37的电阻值可根据反射率检测电路73的周围温度变化而变化。由此，若红外线光电晶体管36接收光并产生受光电压，则在处于并联关系的电阻R12与反射温度补偿电路73-3产生与周围温度对应的电压。

在本实施例的反射率检测电路73中，反射越大（受光量越大）则电压成正比地变大。另外，在周围温度上升的情况下，热敏电阻37的电阻值减小，能得到使电压减小的效果。利用电容C1去除该信号电压的直流分量后将其作为交流信号而输入至由OP放大器73-4构成的正向直流放大器。在OP放大器73-4中，仅将交流信号的正向分量放大。利用由电阻R14和电容C2构成的充放电电路73-5将该放大后的占空比为50％的信号转换为直流的平均值电压后从输出端子73-6输出。将该输出输入至微型计算机60的AD端子。

对红外发光进行载波调制并切断受光路径的直流分量是为了防止自然光或者白炽灯、荧光灯等照明设备所含有的一定的红外光对锅的反射率检测产生影响。（利用感光元件的光学滤波器去除可见光）另外，还能防止红外线光电晶体管36的暗电流的影响。

这样，反射率检测电路73接收朝锅底面辐射发光强度恒定的进行了载波调制的红外光后被锅反射的红外光，并将其平均值电压作为反射电压获得，从而检测出与反射率相当的值。根据（式4）计算反射率检测电路73的反射输出。

Vout∝发光量×受光量×R12  （式4）

Vout：从输出端子73-6输出的电压

发光量：红外线LED35的发光电压

受光量：红外线光电晶体管36的受光电压

R12：在红外线光电晶体管36产生的受光电压

在未放置烹调锅6的情况下，仅存在由顶板2进行的反射，其表现为恒定的值。此后的增加量为来自锅的反射量，该量与锅的反射率相当。

图13中示出红外线光电晶体管36相对于周围温度的相对输出的温度特性。红外线光电晶体管36具有若周围温度上升则相对输出增加的特性。这表示若周围温度上升，则红外线光电晶体管36的受光电压增大。

此处，对周围温度上升时的反射率检测电路73的输出电压进行说明。在对烹调锅6进行了感应加热的情况下，由于加热线圈7、逆变器电路8等的发热，锅温度检测装置18会被冷却风温度的上升、热传递等加热，反射率检测电路73的温度也会上升。温度上升值因烹调条件而不同，但锅温度检测装置18的周围温度上升10℃～20℃左右。由此，正在测定烹调锅6的反射率的红外线光电晶体管36的受光电压比周围温度上升前上升得更多。另一方面，若周围温度上升，则反射温度补偿电路73-3的热敏电阻37的电阻值减小，能得到使R12的受光电压减小与受光量的上升量相当的量的作用。

对能得到该作用的理由详细地进行说明。若红外线光电晶体管36接收反射光并产生受光电压，则对处于并联关系的电阻R12与反射温度补偿电路73-3施加相同的电压，并产生与各自电阻对应的电流。若周围温度上升，则热敏电阻37的电阻值减小，因此，流过反射温度补偿电路73-3侧的电流增大，流过电阻R12的电流减小。其结果是，若周围温度上升，则在电阻R12侧，电阻R恒定而电流I减小，因此，根据E=IR的式子明确可知电压值E减小。因此，在本实施例中，通过利用R12的电压减小量抵消红外线光电晶体管36的受光量的电压的增大量，能够降低周围温度对输出端子73-6的输出Vout的影响。即，在本实施例中，能够使温度上升前后的反射率检测电路73的输出Vout的变化非常小。

接下来，使用图14对反射温度补偿电路73-3的效果进行说明。在图14中，实线是具有反射温度补偿电路73-3的本实施例的反射率检测电路73的数据，虚线是不具有反射温度补偿电路73-3的反射率检测电路的数据。此外，作为图14的纵轴的相对输出表示周围温度变化时的输出电压与周围温度为25℃的输出电压的比，表示相对输出越接近1则温度变化的影响越小。

在不具有反射温度补偿电路73-3的反射率检测电路的情况下，无法得到上述的温度补偿的作用，因此，若周围温度上升，则红外线光电晶体管36的受光电压增大，输出Vout也增大。因此，如虚线所示，电子电路基板温度越上升，则相对输出越大，反射率的检测精度变差。例如，温度为50℃时的相对输出为大约1.15，因此，若基于该输出求取反射率，则会产生较大的误差。

另一方面，在具有反射温度补偿电路73-3的本实施例的反射率检测电路73的情况下，由于反射温度补偿电路73-3的作用，在25℃到50℃的任何温度下，都能够将相对输出维持在1±0.02的范围内。因此，通过使用本实施例的反射率检测电路73，在25℃到50℃的任何温度下，都能够观测适当的反射率。

这样，若使用本实施例的反射率检测电路73，则能够以恒定值检测烹调锅的反射率，而不受主体1的内部的温度变化的影响，因此，无论主体1的烹调状态、环境温度变化如何，都能够利用锅温度检测电路18准确地测定烹调锅6的底面温度。

（实施例2）

使用图15对实施例2进行说明。其中，对与实施例1相同的方面省略说明。

图15表示实施例2的反射率检测电路73的详细结构。与实施例1的不同点在于省略了实施例1的反射温度补偿电路73-3这一点、在红外线光电晶体管36与信号电压Vcc之间设置有电阻R15这一点、与电阻R15并联地设置电阻R16与热敏电阻38的串联电路并将该电路设为反射温度修正电路73-7这一点。在本实施例的情况下，红外线光电晶体管36的受光电压也因周围温度的变化而变化，但通过利用反射温度修正电路73-7使信号电压5V减小，能够使红外线光电晶体管36的受光电压消除因周围温度而变化的量。

若红外线光电晶体管36受光，则因光电流而在电阻R12产生电压。利用电容C1去除该信号电压的直流分量后将其作为交流信号而输入至由OP放大器73-4构成的正向直流放大器。在OP放大器73-4中，仅将交流信号的正向分量放大。利用由电阻R14和电容C2构成的充放电电路73-5将该放大后的占空比为50％的信号转换为直流的平均值电压后将其从输出端子73-6输出。将该输出输入至微型计算机60的AD端子。

这样，若使用本实施例的反射率检测电路73，则能够以恒定值检测烹调锅6的反射率，而不受主体1的内部的温度变化的影响，因此，无论主体1的烹调状态、环境温度变化如何，都能够利用锅温度检测电路18准确地测定烹调锅6的底面温度。

（实施例3）

使用图16、图17对实施例3进行说明。其中，对与实施例1相同的方面省略说明。

图16表示实施例3的反射率检测电路73的详细结构。与实施例1的不同点在于，在电阻R11与红外线LED35之间设置热敏电阻39，将电阻R11与热敏电阻39设为发光量温度补偿电路73-8，能够将红外线LED的发光量保持大致恒定。

在本实施例中，红外线LED35也由晶体管73-1驱动。该驱动由从微型计算机60的输出端口输入至驱动信号端子73-2的信号控制。若将占空比为50％的方波信号输入至驱动信号端子73-2，则红外线LED35在信号为5V时发光，在信号为0V时熄灭。该发光强度与流过红外线LED35的电流成正比，该电流由将电阻R11与热敏电阻39组合而成的发光量温度补偿电路73-8的值决定。通过配置热敏电阻39，从而使得若周围温度上升则红外线LED35的发光电压增大，发光量增加。

图17表示红外线LED35相对于周围温度的相对输出的温度特性。红外线LED35具有若周围温度上升则相对输出下降的特性。这表示若周围温度上升，则红外线LED35的发光量减少。

在周围温度上升了的情况下，红外线LED35的输出减少，但能够利用发光量温度补偿电路消除与温度上升量相应的电压下降。因此，根据本实施例的反射率检测电路73，能够稳定地输出红外线LED35的发光量而不受周围温度变化的影响。

另外，虽然以实施例1的电路为例示出了受光元件侧的电路，在该受光元件侧的电路中，该红外光被顶板2以及烹调锅6的底面反射，被作为受光元件的红外线光电晶体管36接收，并从输出端子73-6输出，但受光元件侧的电路也可以使用实施例2。这样，若使用本实施例的反射率检测电路73，则能够以恒定值检测烹调锅6的反射率而不受主体1的内部的温度变化的影响，因此，无论主体1的烹调状态、环境温度变化如何，都能够利用锅温度检测电路18准确地测定烹调锅6的底面温度。

（实施例4）

使用图18对实施例4进行说明。其中，对与实施例1相同的方面省略说明。

图18表示采用了实施例4的反射率检测电路73的详细结构。与实施例1的不同点在于，在驱动信号端子73-2与晶体管73-1的基极之间设置占空比（Duty）可变电路40。

在本实施例中，红外线LED35由经由占空比可变电路40控制的晶体管73-1驱动。通过使用占空比可变电路40改变LED脉冲驱动，能够改变红外线LED35的发光量。

如实施例3中说明那样，红外线LED35具有图17所示的温度特性，因此，在周围温度上升后，如果占空比恒定，则红外线LED35的发光量减少。因此，本实施例的占空比可变电路40以能够将红外线LED35的发光量维持大致恒定的方式使占空比增大，从而消除与温度上升量相应的电压变化。因此，根据本实施例的反射率检测电路73，能够稳定地输出红外线LED35的发光量而不受周围温度变化的影响。

在图18中，以实施例1的电路为例示出了由作为受光元件的红外线光电晶体管36接收光并从输出端子73-6输出的受光元件侧的电路，但受光元件侧的电路也可以使用实施例2。这样，若使用本实施例的反射率检测电路73，则能够以恒定值检测烹调锅6的反射率，而不受主体1的内部的温度变化的影响，因此，无论主体1的烹调状态、环境温度如何变化，都能够利用锅温度检测电路18准确地测定烹调锅6的底面温度。

Claims (5)

1.一种感应加热烹调器，其具备：

顶板，其用于载置被加热物；

加热线圈，其设置于该顶板的下方并对上述被加热物进行加热；

高频电力供给机构，其向该加热线圈供给高频电力；

电力控制机构，其对该高频电力供给机构的输出电力进行控制；

红外线检测机构，其设置于上述加热线圈的下方，并检测从上述被加热物辐射的红外线；

温度检测机构，其基于该红外线检测机构的输出来检测上述被加热物的温度；以及

反射传感器，其具备向上述顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收由该红外线发光机构投射并被上述被加热物反射的红外线的红外线受光机构，

上述感应加热烹调器的特征在于，

上述反射传感器具备温度补偿电路，该温度补偿电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于上述红外线受光机构的电压变化，

上述温度检测机构基于上述反射传感器的输出来对上述红外线检测机构的输出进行修正，检测出上述被加热物的温度。

2.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，

当上述周围温度上升时，上述周围温度检测机构的电阻增大，并且施加于上述红外线受光机构的电压下降。

3.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，

当上述周围温度上升时，上述周围温度检测机构的电阻增大，并且施加于上述红外线发光机构的电压上升。

4.一种感应加热烹调器，其具备：

顶板，其用于载置被加热物；

加热线圈，其设置于该顶板的下方并对上述被加热物进行加热；

高频电力供给机构，其向该加热线圈供给高频电力；

电力控制机构，其对该高频电力供给机构的输出电力进行控制；

红外线检测机构，其设置于上述加热线圈的下方，并检测从上述被加热物辐射的红外线；

温度检测机构，其基于该红外线检测机构的输出来检测上述被加热物的温度；

反射传感器，其具备向上述顶板投射红外线的红外线发光机构、和接收由该红外线发光机构投射并被上述被加热物反射的红外线的红外线受光机构；

晶体管，其用于驱动上述红外线发光机构；以及

占空比可变电路，其对驱动上述晶体管的占空比进行控制，

上述感应加热烹调器的特征在于，

上述占空比可变电路基于电阻因周围温度而变化的周围温度检测机构的输出来使施加于上述晶体管的电压的占空比变化，

上述温度检测机构基于上述反射传感器的输出来对上述红外线检测机构的输出进行修正，检测出上述被加热物的温度。

5.根据权利要求4所述的感应加热烹调器，其特征在于，

当上述周围温度上升时，上述周围温度检测机构的电阻增大，并且施加于上述红外线受光机构的电压的占空比增大。

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