JP2004111055A

JP2004111055A - Heating cooker

Info

Publication number: JP2004111055A
Application number: JP2002267785A
Authority: JP
Inventors: Masashi Osada; 長田　正史; Susumu Fujiwara; 藤原　奨; Hiroshi Ando; 安藤　宏; Takashi Sato; 佐藤　隆志
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP4077285B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating cooker without causing significant error of measured temperature depending on the nature of a pot (material, shape, and the like). <P>SOLUTION: The heating cooker has a first measuring area 7a fitted at a top plate 3 transmitting infrared-ray irradiated from the bottom surface of the pot 6 toward the lower surface of a top plate 3, and a second measuring area 7b fitted at the top plate 3 blocking the infrared-ray irradiated from the bottom surface of the pot 6 are arranged below the top plate 3. The heating cooker is provided with an infrared-ray amount detection part 7 detecting the amount of the infrared-ray irradiated from the first measuring area 7a and the same from the second measuring area 7b, and an arithmetic part 9 calculating temperature of the pot 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクションヒーティング（以降ＩＨと称す）式やハロゲンヒータなどを熱源に有する加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の加熱調理器としては、鍋の温度検出用としてサーミスタ等の温度センサが用いられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この温度センサは、鍋が載置されるトッププレートの下面中央部に配置され、トッププレートを介した熱伝導により鍋の底面中心温度を検出し、この検出結果に基づいて、鍋を所望の温度に温度制御するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−７５４２５号公報
【０００４】
図８は、この加熱調理器の構造を示す断面図である。図８において、１０１は鍋１０２等を載置するためのトッププレートで、本体１０３と接着等で取り付けられている。本体１０３内には高周波の磁力線を発生する加熱手段であるコイル１０４と、このコイル１０４を制御する制御回路１０５とが内蔵され、トッププレート１０１の下面には感温素子１０６が圧着されている。そして、感温素子１０６からの信号が制御回路１０５に入力され、制御回路では、トッププレート１０１上の鍋１０２の温度上昇勾配と、通電してからの経過時間とに基づいて水の沸騰を判断し、コイル１０４の通電を遮断する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような感温センサ方式の加熱調理器では、鍋の性状（材質、形状等）によって鍋の温度計測に大きな誤差を与える可能性が高い。即ち、鍋の材質や厚さ等による熱伝導率の違いにより温度上昇勾配が異なると共に、計時手段による加熱時間も異なるため、誤差の少ない沸騰検出を実現することは難しい。また、鍋の底面形状は、フラットではなく凹んでいるもの（以下、反り鍋と称す）もあり、この場合には鍋底中央部はトッププレートに接触しないため、鍋の温度計測に大きな誤差が発生する。さらに、このような反り鍋の場合には、底面形状がフラットな鍋に比べて、温度上昇勾配に遅れが生じるため、鍋の正確な温度勾配を検出することが困難であった。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、鍋の材質や形状に影響されずに高精度な温度検出を可能とする加熱調理器を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱調理器は、トッププレートに設けられ、加熱容器の底面から放射される赤外線をトッププレートの下面に透過させる第１の測定エリアと、トッププレートに設けられ、加熱容器の底面から放射される赤外線を遮断する第２の測定エリアと、トッププレートの下方に配置され、第１の測定エリアからの赤外線量および第２の測定エリアからの赤外線量を検出する赤外線量検出部と、赤外線量検出部で検出された赤外線量に基づいて、加熱容器の温度を算出する演算部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る加熱調理器の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示す断面図である。また図２は、実施の形態１に係る加熱調理器に底がフラットな鍋を載置した状態を示す断面図である。
【０００９】
図１及び図２より、実施の形態１の加熱調理器は、箱状の筐体２内に収容され、一平面内に渦巻き状に巻回された通電コイル１と、この通電コイル１の上方に近接して配置され、筐体２の上面を構成する平面状のトッププレート３と、通電コイル１に流れる高周波の交番電流の電流量を増減させる能力制御手段４と、筐体２の上面前端に配置され、能力制御部４に対する加熱／停止の信号や被加熱物の温度設定等の信号を入力させる操作パネル５とを備えている。
【００１０】
ここで、トッププレート３には、結晶化ガラス等の透過性の耐熱絶縁材料が用いられているが、その他の透過性材料を用いてもよい。また、トッププレート３の上面には、被加熱物が収容された鍋（加熱容器）６を、通電コイル１と対向する位置に載置させることができる。鍋６は、一般には鉄等の金属材料で構成され、通電コイル１への通電に伴いコイル周辺に形成される交番磁界中に置かれた状態となる。その結果、鍋６の内部を流れる渦電流の作用により、鍋６全体が加熱源となって、鍋６に収容された被加熱物が加熱される。なお、図１では底面が凹状の反り鍋を、図２では底面がフラットな鍋を用いている。
【００１１】
また、実施の形態１の加熱調理器は、鍋６の載置位置の略中央部でトッププレート３の下方に配置され、近接する第１の測定エリア７ａ及び第２の測定エリア７ｂからの赤外線量を検出するアレイ赤外線センサ（赤外線量検出部）７と、トッププレート３下面の第２の測定エリア７ｂに塗布された赤外線放射率が１に近い黒体塗料層８と、アレイ赤外線センサ７で検出された赤外線量に基づいて、鍋６の底面温度を算出する演算部９と、筐体２の前面に配置され、演算部９で算出される温度情報や操作パネル５で設定される加熱／停止状態及び温度設定の情報などを表示する表示パネル１０とを備えている。
【００１２】
次に、図３のブロック図を用いて、アレイ赤外線センサ７および演算部９の詳細な構成を説明する。図３において、アレイ赤外線センサ７は、ライン状に配列された一対の受光素子１１ａ，１１ｂと、これらの受光素子１１ａ，１１ｂの前面に配置され、第１の測定エリア７ａからの赤外線を受光素子１１ａに集光させると共に、第２の測定エリア７ｂからの赤外線を受光素子１１ｂに集光させる集光レンズ１２とを備えている。ここで、集光レンズ１２は、トッププレート３の第１の測定エリア７ａとほぼ同一の赤外線透過波長を有する材料で構成されている。即ち、一般的プレート材として用いられる結晶化ガラスは、約０．５μｍから約２．５μｍの波長を約９０％透過する特性を有しているため、上記集光レンズ１２は、少なくとも約０．５μｍから約２．５μｍの波長を透過する材料で構成されている。
【００１３】
このように、トッププレート３の第１の測定エリア７ａと、ほぼ同一の赤外線透過波長を有する材料で集光レンズ１２を構成することにより、第１の測定エリア７ａを透過したほとんどの赤外線が集光レンズ１２で反射することなくアレイ赤外線センサ７に到達する。その結果、第１の測定エリア７ａからの赤外線は、途中の光路で損失することなしにアレイ赤外線センサ７で検出できるようになり、アレイ赤外線センサ７の検出精度は向上する。
【００１４】
また、アレイ赤外線センサ７は、受光素子１１ａ，１１ｂからの出力信号をアドレス信号（後述する）によって選択するスキャン部１３と、このスキャン部１３で選択された出力信号を所定レベルまで増幅する増幅部１４と、受光素子１１ａ，１１ｂの冷接点に近接して配置されるサーミスタ等からなる接触型の基準温度素子１５と、基準温度素子１５からの出力信号を所定レベルまで増幅する増幅部１６と、増幅部１４で増幅された信号と増幅部１６で増幅された出力信号とを入力して比較増幅する差動増幅部１７とを備えている。
【００１５】
なお、アレイ赤外線センサ１３は、受光素子１１ａ，１１ｂ、スキャン部１３、増幅部１４，１６、基準温度素子１５および差動増幅部１７をキャンパッケージ等に内包し、このパッケージの表面に集光レンズ１２を配置した構成としてもよい。このように構成することにより、少スペースで低コストな装置を提供できる。
【００１６】
次に、演算部９を構成するマイクロコンピューター（以下、マイコンと称す）１８について説明する。マイコン１８は、所定のタイミングでスキャン部１３に受光素子１１ａ，１１ｂのアドレス信号を選択出力する信号出力部１９と、アレイ赤外線センサ１３の差動増幅部１７からの出力信号を受け取り、受光素子１１ａ，１１ｂの選択・切替を行なうマルチプレクサ２０と、マルチプレクサ２０からの電圧出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２１とを備えている。また、マイコン１８は、Ａ／Ｄ変換部２１のデジタル信号出力を記憶する記憶部２２と、信号出力部１９と記憶部２２とからの出力信号を受け取り、その目的に応じて演算処理を行う鍋温度算出部２３と、鍋底温度算出部２３からの出力信号を受け取り、能力制御手段４への制御量を決定する能力制御決定部２４とを備えている。
【００１７】
なお、記憶部２２は、受光素子１１ａ，１１ｂの２素子に対応する記憶バッファを有している。また、鍋温度算出部２３では、受光素子１１ａに集光された第１の測定エリア７ａからの赤外線量と、受光素子１１ｂに集光された第２の測定エリア７ｂからの赤外線量との２つの出力から鍋６の底面温度を算出している。さらに、能力制御決定部２４の出力結果と操作パネル５に入力された運転条件とによって、能力制御手段４を介して通電コイル１の通電量制御が可能となる。また、鍋温度算出部２３で算出した鍋６の底面温度の出力は、表示パネル９へと送信され、現在検出温度として表示パネル９に表示される。
【００１８】
次に、実施の形態１の加熱調理器の動作について説明する。まず、被加熱物が収容された鍋６がトッププレート３に載置され、操作パネル５から目標温度設定等の調理選択が行われると、被加熱物の調理がスタートする。このスタート信号を受け、能力制御手段４とアレイ赤外線センサ７とが動作を開始する。能力制御手段４は、高周波の交番電流を温度設定に合わせた電流量で通電コイル１に通電する。通電コイル１の内部を流れる渦電流の作用によって鍋６の全体が加熱源として加熱され、鍋６内の被加熱物が加熱される。
【００１９】
鍋６内の被加熱物が加熱されると鍋６は温まり、鍋６の底面から赤外線が放射される。放射された赤外線はトッププレート３の第１の測定エリア７ａを透過して、集光レンズ１２によって受光素子１１ａ上に集光される。鍋６が温まることによって鍋６を載置したトッププレート３も温まり、トッププレート３の第１の測定エリア７ａで赤外線が発生する。そして、トッププレート３の第１の測定エリア７ａで発生した赤外線は、集光レンズ１２によって受光素子１１ａ上に集光される。
【００２０】
一方、トッププレート３の第２の測定エリア７ｂには黒体塗料層８が塗布されているので、鍋６の底面から放射された赤外線は黒体塗料層８で遮断され、トッププレート３を透過することはない。このため、第２の測定エリア７ｂからはトッププレート３で発生した赤外線のみが放射され、集光レンズ１２によって受光素子１１ｂ上に集光される。赤外線の集光によって受光素子１１ａ，１１ｂの温度が変化し、熱電対の温接点と冷接点との間に発生した温度差が電圧に変換され出力される。このとき、信号出力部１９から出力されるアドレス信号により、スキャン部１３は受光素子１１の中の一つ、例えば受光素子１１ａからの出力電圧を選択して、増幅部１４へ電圧を出力する。
【００２１】
また、受光素子１１の冷接点付近に配置された基準温度素子１５は、周囲温度を検出し増幅部１６へ電圧を出力する。これらの増幅部１４，１６で増幅された出力電圧は、差動増幅部１７で比較・増幅されるため、周囲温度が変化しても鍋６の底面とトッププレート３の第１および第２の測定エリア７ａ，７ｂの温度を電圧値として正確に検出することができる。
【００２２】
この差動増幅部１７で比較・増幅された電圧は、マイコン１８に内蔵されるＡ／Ｄ変換部２１にマルチプレクサ２０を介して入力されてデジタル信号となり、このデジタル信号が記憶部２２に記憶される。このような動作をシーケンシャルに行うことにより、全ての受光素子１１ａ，１１ｂで検出された赤外線量データを記憶部２２に記憶させることができる。なお、記憶部２２を複数設けることによって、時系列毎の受光素子１１ａ，１１ｂの赤外線量データをそれぞれ記憶させることが可能となる。
【００２３】
記憶部２２に記憶された赤外線量データと信号出力部１９からのアドレス信号データが鍋温度算出部２３に入力され、鍋温度算出部２３では、受光素子１１ａで検出された赤外線量データと、受光素子１１ｂで検出された赤外線量データとから鍋６の底面の温度を算出する。上述したように、受光素子１１ａには、鍋６の底面から放射された赤外線と、トッププレート３で発生した赤外線とが集光されるため、受光素子１１ａで検出された赤外線量データは、これらの赤外線を合計した赤外線量となる。これに対して、受光素子１１ｂには、トッププレート３で発生した赤外線のみが集光されるため、受光素子１１ｂで検出された赤外線量データは、トッププレート３で発生した赤外線のみの赤外線量である。
【００２４】
従って、受光素子１１ａで検出された赤外線量データから受光素子１１ｂで検出された赤外線量データを減算することにより、鍋６の底面から放射された赤外線量のみを抽出することができる。なお、第１の測定エリア７ａと第２の測定エリア７ｂとでは赤外線の放射率が異なるため、上述の減算では、放射率の比をパラメーターとして用い、トッププレート３の赤外線量を一致させるものとする。以上の演算によって、トッププレート３の昇温で発生する赤外線を確実にキャンセルすることができ、鍋６の底面温度を極めて正確に検出することができる。
【００２５】
鍋温度算出手段２３で算出された温度データは能力制御決定部２４に入力され、操作パネル５からの温度設定に合わせた交番電流量が生成されるために、被加熱物は目標温度で加熱調理される。また、鍋温度算出手段２３で算出された温度データは表示パネル９にも入力され、加熱中の鍋６の現在温度等がＬＣＤの画面等に表示され使用者に知らしめることができる。
【００２６】
さらに、調理終了後にトッププレート３から鍋６を取り去った時には、受光素子１１ａの出力が受光素子１１ｂの出力より小さくなるため（第１の測定エリア７ａに比べて第２の測定エリア７ｂの方が放射率が高いため）、これを検出して鍋６がない時でもトッププレート３面の高温温度表示を行い使用者に警告表示を行ったり、トッププレート３が高温時に次の調理を行う連続運転時にも、受光素子１１ａ，１１ｂの温度変化や差分によって正確な温度検出と制御、及び表示・警告等が可能となる。
【００２７】
以上のように、鍋６の底面から放射された赤外線の赤外線量に基づいて、鍋６の底面温度を算出しているので、反り鍋のように鍋６の底面とトッププレート３との間に隙間がある場合でも、正確に温度検出を行うことができる。
【００２８】
また、第１の測定エリア７ａからの赤外線量は、鍋６の底面から放射された赤外線がトッププレート３を透過した赤外線量と、トッププレート３で発生した赤外線の赤外線量とを加えた値であり、第２の測定エリア７ｂからの赤外線量は、トッププレート３で発生した赤外線の赤外線量のみである。従って、第１の測定エリア７ａからの赤外線量と、第２の測定エリア７ｂからの赤外線量との差を、鍋温度算出部２３で計算することにより、鍋６の底面温度の真値を正確に算出することができる。
【００２９】
さらに、第１の測定エリア７ａと第２の測定エリア７ｂとは近接して配設されているため、第１の測定エリア７ａで発生する赤外線と、第２の測定エリア７ｂで発生する赤外線との赤外線量はほぼ同一である。従って、鍋温度算出部２３では、トッププレート３の昇温分の赤外線量を容易にキャンセルすることができ、鍋６の底面温度の真値を正確に算出することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、アレイ赤外線センサ７を用い、１つのセンサで複数の集光エリアを構成する例を説明したが、複数の赤外線センサを近接箇所に配置して計測しても良い。またＩＨ調理器を例として説明したが、ハロゲンヒータやシーズヒータを加熱源とした加熱調理器にも適用できることは言うまでもない。さらに、黒体塗料層８はトッププレート３の上面にあってもよく、トッププレート３が２枚のプレートから構成されている場合には、これらのプレートに挟み込まれていてもよい。
【００３１】
さらに、鍋温度算出部２３では、第１の測定エリア７ａからの赤外線量が所定量未満の場合に、アレイ赤外線センサ７で検出された第１の測定エリア７ａからの赤外線量に基づいて、鍋６の温度を推論し、第１の測定エリア７ａからの赤外線量が所定量以上の場合に、アレイ赤外線センサ７で検出された第１の測定エリア７ａからの赤外線量と第２の測定エリア７ｂからの赤外線量との差分値に基づいて、鍋６の温度を推論してもよい。このように制御することにより、トッププレート３自身の赤外線量が少ない低温の間は、第１の測定エリア７ａの赤外線量だけを用いて鍋温度算出部２３で演算処理を行うので、鍋温度算出部２３の処理を単純化することができる。
【００３２】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る加熱調理器を説明する。図４は、実施の形態２の加熱調理器を示すブロック図である。この実施の形態２が図１に示す実施の形態１と異なるのは、鍋６の底面に中心部から所定領域に亘って設けられた鍋底黒体塗料層２６を備えている点である。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
鍋底黒体塗料層２６は、赤外線放射率がほぼ１の黒体材料を塗布または貼付して形成されている。この鍋底黒体塗料層２６は、鍋６をトッププレート３の所定位置に載置した際に、第１の測定エリア７ａに対向するように形成位置が調整されている。
【００３４】
次に、実施の形態２に係る加熱調理器の動作について説明する。なお、本実施の形態の特徴である鍋底黒体塗料層２６以外の構成は、実施の形態１と同等であるため、基本的な動作説明は省略し、鍋底黒体塗料層２６に関する説明を中心に行う。
【００３５】
実施の形態１で説明したような赤外線センサ方式では、加熱容器である鍋６の性状（材質・表面状態）による放射率の違いが計測に少なからず影響を与える。一般に被測定物体から赤外線センサに入射するエネルギーは、放射率（物体自身）＋反射率（周囲から物体に入射して反射）＋透過率（物体を透過）＝１で表される。例えば黒体の放射率ε＝１を基準とした場合、ガラスは０．９０〜０．９５、１８−８ステンレスは０．１６、アルミ光沢は０．０９５、アルミ酸化物は０．７６と大きく異なる放射率を持つ。金属製の鍋６の場合には透過率を無視することができ、例えばステンレスの鍋６を例にすると反射率が０．８４と高くなる。このため、周囲から物体に入射した外乱温度もアレイ赤外線センサ７で計測されてしまうことがあり、鍋６の底面温度をより高精度に検出しようとした場合には対応が必要となる。
【００３６】
本実施の形態では、鍋６の底面に黒体を模擬した鍋底黒体塗料層２６を形成しているので、鍋６の底面での放射率ε≒１を実現することができ、鍋６の底面での反射率はほぼ０となる（放射率＋反射率＋透過率＝１のため）。その結果、鍋６の底面からの反射光による外乱温度がアレイ赤外線センサ７で計測されることが殆ど無くなり、安定した温度が計測可能となる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においては、鍋６の底部外側下面に、放射率がほぼ１の材質を塗布または貼付することにより、鍋６の底面からの反射光を無くすことができるため、鍋６の材質及び表面状態に影響されることなく、鍋６の底面温度を正確に検出することができる。
【００３８】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る加熱調理器を説明する。図５（ａ）は、実施の形態３の加熱調理器を示すブロック図である。また、図５（ｂ）は、実施の形態３の加熱調理器が備える通電コイルおよびアレイ赤外線センサの配置を示す図である。この実施の形態３が図１に示す実施の形態１と異なるのは、通電コイル１の代わりに２分割通電コイル２７を備えている点と、２組のアレイ赤外線センサ７，２８を備えている点とである。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、２分割通電コイル２７は、半径方向に向かい内側の束と外側の束に分けて構成され、これらの束の間には空間部が設けられている。アレイ赤外線センサ２８は、この空間部に設けられており、トッププレート３に設けられた第１の測定エリア２８ａ及び第２の測定エリア２８ｂからの赤外線量を検出する。
【００４０】
次に、実施の形態３に係る加熱調理器の動作について説明する。なお、本実施の形態の特徴である２分割通電コイル２７および２組のアレイ赤外線センサ７，２８以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、基本的な動作説明は省略する。２分割通電コイル２７の中心に配置されたアレイ赤外線センサ７と半径方向の空間部に配置されたアレイ赤外線センサ２８とは、トッププレート３に載置された鍋６の中心部での赤外線量と周辺部での赤外線量とを検出する。図５（ａ）に示すように、反り鍋が載置された場合、中心部は鍋６とトッププレート３に接触しない領域、半径方向部はトッププレート３と接触している領域を検出することとなり、当然のことながらトッププレート３と接触している鍋６を検知しているアレイ赤外線センサ２８の方が赤外線量が多くなる。
【００４１】
このような場合、鍋温度算出手段９は、アレイ赤外線センサ７とアレイ赤外線センサ２８との出力結果の比較を行う。具体的には、第１の測定エリア７ａからの赤外線量と第２の測定エリア７ｂからの赤外線量との差分値、および第１の測定エリア２８ａからの赤外線量と第２の測定エリア２８ｂからの赤外線量との差分値を演算部９で算出して、得られた差分値同士の比較処理を行う。この比較処理は、基本的には差分値の高い方を選択して鍋６の温度を算出するが、加熱時間が長くなるに従い鍋６の底面温度は漸近的に一定温度に近づくために、両者の差分値の平均値を計算して鍋６の温度を決定してもよい。また、載置される鍋６が小径で通電コイル２７の中心に置かれなかった場合等においても、２つのアレイ赤外線センサ７，２８のどちらかによって、鍋６の温度を検出することもできる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、２分割通電コイル２７の中心と半径方向の空間部にアレイ赤外線センサを２箇所配置することにより、鍋６の底面温度をより正確に検出することができる。また、鍋の形状、大きさ、載置場所に影響されることなく、鍋６の正確な底面温度を検出することができる。
【００４３】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係る加熱調理器を説明する。図６は、実施の形態４の加熱調理器を示すブロック図である。この実施の形態４が図１に示す実施の形態１と異なるのは、アレイ赤外線センサ７の代わりに単眼赤外線センサ３０および接触式温度センサ３１を備えている点である。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
図６に示すように、単眼赤外線センサ３０は、鍋６の載置位置の略中央部でトッププレート３下方に配設されており、鍋６の底面３０ａから放射されてトッププレート３を透過する赤外線の赤外線量を検出する。単眼赤外線センサ３０の集光レンズは、トッププレート３の透過エリア（集光レンズに入射される赤外線がトッププレート３を透過するエリア）と同等の少なくとも約０．５μｍから約２．５μｍの波長を透過させる材料で構成されている。また、接触式温度センサ３１は、上記透過エリアの直近で、且つトッププレート３の下面に圧接されて設けられており、この接触式温度センサ３１によりトッププレート３の下面温度を直接計測することができる。
【００４５】
次に、実施の形態４に係る加熱調理器の動作について説明する。なお、本実施の形態の特徴である単眼赤外線センサ３０と接触式温度センサ３１以外の構成は、実施の形態１と同等であるため、基本的な動作説明は省略する。まず、鍋６内の被加熱物が加熱されると鍋６は温まり、鍋６の底面３０ａから赤外線が放射される。放射された赤外線はトッププレート３を透過して、単眼赤外線センサ３０に入射される。鍋６が温まることによって鍋６を載置したトッププレート３も温まり、トッププレート３で赤外線が発生する。そして、トッププレート３で発生した赤外線も、単眼赤外線センサ３０に入射される。
【００４６】
一方、接触式温度センサ３１では、前記透過エリアに近いトッププレート３の温度を計測する。そして、単眼赤外線センサ３０と接触式温度センサ３１の出力は、演算部９に出力される。演算部９では、単眼赤外線センサ３０で検出された赤外線量データと、接触式温度センサ３１で検出された温度データとから鍋６の底面の温度を算出する。上述したように、単眼赤外線センサ３０には、鍋６の底面から放射された赤外線と、トッププレート３で発生した赤外線とが入射されるため、単眼赤外線センサ３０で検出された赤外線量データは、これらの赤外線を合計した赤外線量となる。
【００４７】
従って、接触式温度センサ３１で計測したトッププレート３の温度をリファレンスとし、単眼赤外線センサ３０の出力と接触式温度センサ３１の出力との差分を演算部９で算出することにより、トッププレート３の昇温で発生する赤外線を確実にキャンセルすることができる。その結果、鍋６の底面温度を極めて正確に検出することができる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態においては、近接する赤外線センサ３０と接触式温度センサ３１とにより、トッププレート３を透過する赤外線量とトッププレート３の温度をそれぞれ計測し、２つの出力の差分を算出することにより、鍋６の底面温度を正確に検出することができる。また、接触式温度センサ３１は、一般的には赤外線センサ３０より簡便且つ低コストで構成できるために、簡単で安価な加熱調理器を提供することができる。
【００４９】
さらに、接触式温度センサ３１は、単眼赤外線センサ３０に入射する赤外線の透過エリアに近いトッププレート３の温度を計測しているため、透過エリアで発生する赤外線量より得られる温度と、接触式温度センサ３１で計測される温度とはほぼ同一である。従って、鍋温度算出部２３では、トッププレート３の昇温分の赤外線量を容易にキャンセルすることができ、鍋６の底面温度の真値を正確に算出することができる。
【００５０】
実施の形態５．
次に、実施の形態５に係る加熱調理器を説明する。図７は、実施の形態５の加熱調理器を示すブロック図である。この実施の形態５が図１に示す実施の形態１と異なるのは、アレイ赤外線センサ７の周囲を囲む筒状ガイド３２を備えている点である。その他の構成については実施の形態１と同一又は同等である。なお、実施の形態１と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５１】
図７に示すように、筒状ガイド３２は、アレイ赤外線センサ７の周囲を囲み、上端面がトッププレート３に密着して取り付けられている。このように、筒状ガイド３２の上端面がトッププレート３に密着しているため、アレイ赤外線センサ７、特に集光レンズ１２に埃等の赤外線遮蔽物が付着しない構成を得ることができる。
【００５２】
また、本実施の形態ではアレイ赤外線センサ７を囲う構成としたが、実施の形態４に示したような、単眼赤外線センサ３０と接触式温度センサ３１を囲う構成としてもよく、実施の形態３に示したような複数の赤外線センサ７，２８を囲ってもよい。さらに、この筒状ガイド３２の筒の内側面が黒色の艶消し材等が塗布されることが望ましく、筒状ガイド３２を構成する部材としては黒色の強磁性体であるフェライト材が望ましい。
【００５３】
次に、実施の形態５に係る加熱調理器の動作について説明する。なお、本実施の形態の特徴である筒状ガイド３２以外の構成は、実施の形態１と同等であるため、基本的な動作説明は省略する。筒状ガイド３２は、筐体２内で発生する塵埃、特に通電コイル１等の冷却用ファンにより外気を吸引する際に発生する塵埃が、アレイ赤外線センサ７の集光レンズ１２に付着させない構成を得ることができる。また、筒の内側面を黒色とすることにより、アレイ赤外線センサ７が集光する赤外線量の外乱反射を抑制することができる。さらに、筒状ガイド３２を強磁性体であるフェライト材で構成することにより、通電コイル１の周辺に発生する磁界は筒状ガイド３２に吸収されるため、アレイ赤外線センサ７の検出信号を磁界による外乱ノイズから効果的に防止することができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態においては、アレイ赤外線センサ７の周囲を囲み、上端面が前記トッププレート３に密着して構成された筒状ガイド３２を設けることにより、アレイ赤外線センサ７の集光レンズ１２に塵埃等を付着させない構成を得ることができる。このため、アレイ赤外線センサ７による赤外線量の検出精度の低下を抑制することができる。
【００５５】
また、筒状ガイド３２の内側面を黒色とすることにより、アレイ赤外線センサ７に集光する赤外線量の外乱反射を効果的に抑制することができる。さらに、筒状ガイド３２を強磁性体であるフェライト材で構成して、通電コイル１の周辺に発生する磁界を筒状ガイド３２で吸収させることにより、アレイ赤外線センサ７の検出信号を磁界による外乱ノイズから効果的に防止することができる。その結果、鍋６の底面温度を高い精度で検出することができる。
【００５６】
なお、筒状ガイド３２の代わりにアレイ赤外線センサ７の周辺に配置され、通電コイル１の周辺に発生する磁界を遮断する遮蔽部材を用いてもよい。遮蔽部材の形状は、平板状、円弧板状、筒状など、磁界の遮断が可能ないずれの形状であってもよい。遮蔽部材を配置することにより、通電コイル１の周辺に発生する磁界は遮蔽部材に吸収されるため、アレイ赤外線センサ７の検出信号を磁界による外乱ノイズから効果的に防止することができる。
また、実施の形態４で示した単眼赤外線センサ３０と接触式温度センサ３１の周辺に上記遮蔽部材を配置してもよく、実施の形態３に示した複数の赤外線センサ７，２８の周辺に上記遮蔽部材を配置してもよい。これらの場合にも、通電コイル１の周辺に発生する磁界は遮蔽部材に吸収されるため、アレイ赤外線センサ７の検出信号を磁界による外乱ノイズから効果的に防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る加熱調理器は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
即ち、加熱容器の底面から放射された赤外線の赤外線量に基づいて、加熱容器の底面温度を算出しているので、反り鍋のように加熱容器の底面とトッププレートとの間に隙間がある場合でも、正確に温度検出を行うことができる。
また、第１の測定エリアからの赤外線量は、加熱容器の底面から放射された赤外線がトッププレートを透過した赤外線量と、トッププレートで発生した赤外線の赤外線量とを加えた値であり、第２の測定エリアからの赤外線量は、トッププレートで発生した赤外線の赤外線量のみである。従って、第１の測定エリアからの赤外線量と、第２の測定エリアからの赤外線量との差を、演算部で計算することにより、加熱容器の底面温度の真値を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る加熱調理器に底がフラットな鍋を載置した状態を示す断面図である。
【図３】アレイ赤外線センサおよび演算部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態３の加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示すブロック図である。（ｂ）は、実施の形態３の加熱調理器が備える通電コイルおよびアレイ赤外線センサの配置を示す図である。
【図６】実施の形態４の加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示すブロック図である。
【図７】実施の形態５の加熱調理器に反り鍋を載置した状態を示すブロック図である。
【図８】従来の加熱調理器の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…通電コイル、３…トッププレート、４…能力制御手段、６…鍋、７…アレイ赤外線センサ、７ａ，２８ａ…第１の測定エリア、７ｂ，２８ｂ…第２の測定エリア、８…黒体塗料層、９…演算部、１０…表示パネル、１１ａ，１１ｂ…受光素子、１２…集光レンズ、１３…スキャン部、１４…増幅部、１５…基準温度素子、１８…マイクロコンピュータ、２２…記憶部、２３…鍋温度算出部、２４…能力制御決定部、２６…鍋底黒体塗料層、２７…分割通電コイル、２８…アレイ赤外線センサ、２９…黒体塗料層、３０…単眼赤外線センサ、３１…接触式温度センサ、３２…筒状ガイド。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooking device having an induction heating (hereinafter referred to as IH) type, a halogen heater, or the like as a heat source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a heating cooker of this type, one using a temperature sensor such as a thermistor for detecting the temperature of a pot has been known (for example, see Patent Document 1). This temperature sensor is disposed at the center of the lower surface of the top plate on which the pan is placed, detects the center temperature of the bottom surface of the pan by heat conduction through the top plate, and based on the detection result, sets the pan to a desired temperature. Temperature control.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-75425
[0004]
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the heating cooker. In FIG. 8, reference numeral 101 denotes a top plate for placing a pot 102 and the like, which is attached to the main body 103 by bonding or the like. In the main body 103, a coil 104 serving as a heating means for generating high-frequency magnetic lines of force and a control circuit 105 for controlling the coil 104 are incorporated, and a temperature-sensitive element 106 is crimped on the lower surface of the top plate 101. Then, a signal from the temperature sensing element 106 is input to the control circuit 105, and the control circuit determines the boiling of water based on the temperature rise gradient of the pot 102 on the top plate 101 and the elapsed time since energization. Then, the energization of the coil 104 is cut off.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the heating cooker of the temperature sensor type as described above, there is a high possibility that a large error is given to the temperature measurement of the pan depending on the properties (material, shape, etc.) of the pan. That is, the temperature rise gradient is different due to the difference in the thermal conductivity due to the material and thickness of the pot, and the heating time by the timer is also different, so that it is difficult to realize the boiling detection with a small error. In addition, the bottom shape of the pot is not flat but concave (hereinafter referred to as a “warped pot”). In this case, the center of the bottom of the pot does not contact the top plate, causing a large error in measuring the temperature of the pot. I do. Further, in the case of such a warped pot, since the temperature rise gradient is delayed as compared with a pot having a flat bottom shape, it is difficult to detect an accurate temperature gradient of the pot.
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cooking device capable of detecting a temperature with high accuracy without being affected by the material and shape of a pan.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The heating cooker of the present invention is provided on a top plate, a first measurement area for transmitting infrared radiation radiated from the bottom surface of the heating container to the lower surface of the top plate, and provided on the top plate and radiated from the bottom surface of the heating container. A second measurement area for blocking infrared rays to be transmitted, an infrared ray amount detection unit disposed below the top plate and detecting the amount of infrared rays from the first measurement area and the amount of infrared rays from the second measurement area; A calculating unit that calculates the temperature of the heating container based on the amount of infrared light detected by the amount detecting unit.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a heating cooker according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a warp pot is placed on the heating cooker according to Embodiment 1. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a pan with a flat bottom is placed on the heating cooker according to Embodiment 1.
[0009]
1 and 2, the heating cooker according to the first embodiment is housed in a box-shaped housing 2, and is spirally wound in one plane, and is provided above the energizing coil 1. , A planar top plate 3 constituting the upper surface of the housing 2, a capability control means 4 for increasing / decreasing the amount of high-frequency alternating current flowing through the energizing coil 1, and a front end of the upper surface of the housing 2 And an operation panel 5 for inputting a signal such as a heating / stop signal to the capacity control unit 4 or a temperature setting of the object to be heated.
[0010]
Here, a transparent heat-resistant insulating material such as crystallized glass is used for the top plate 3, but other transparent materials may be used. Further, a pot (heating container) 6 containing an object to be heated can be placed on the upper surface of the top plate 3 at a position facing the energizing coil 1. The pot 6 is generally made of a metal material such as iron, and is placed in an alternating magnetic field formed around the coil when the coil 1 is energized. As a result, due to the action of the eddy current flowing inside the pan 6, the whole pan 6 serves as a heating source, and the object to be heated accommodated in the pan 6 is heated. In FIG. 1, a pot with a concave bottom is used, and in FIG. 2, a pot with a flat bottom is used.
[0011]
Further, the heating cooker according to the first embodiment is arranged below the top plate 3 at substantially the center of the placement position of the pan 6, and receives infrared rays from the adjacent first measurement area 7a and second measurement area 7b. An array infrared sensor (infrared amount detection unit) 7 for detecting the amount, a black body paint layer 8 applied to a second measurement area 7b on the lower surface of the top plate 3 and having an infrared emissivity close to 1, and an array infrared sensor 7 A calculating unit 9 for calculating the bottom surface temperature of the pan 6 based on the detected infrared ray amount, and a heating / heating unit arranged on the front surface of the housing 2 and calculated by the calculating unit 9 or set by the operation panel 5. A display panel 10 for displaying information such as a stop state and temperature setting.
[0012]
Next, a detailed configuration of the array infrared sensor 7 and the arithmetic unit 9 will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 3, an array infrared sensor 7 includes a pair of light receiving elements 11a and 11b arranged in a line, and is disposed in front of these light receiving elements 11a and 11b, and receives infrared light from the first measurement area 7a. And a condenser lens 12 for condensing the infrared light from the second measurement area 7b on the light receiving element 11b. Here, the condenser lens 12 is made of a material having substantially the same infrared transmission wavelength as the first measurement area 7a of the top plate 3. That is, crystallized glass used as a general plate material has a characteristic of transmitting about 90% of a wavelength of about 0.5 μm to about 2.5 μm. It is made of a material that transmits a wavelength of 5 μm to about 2.5 μm.
[0013]
As described above, by forming the condenser lens 12 from the material having substantially the same infrared transmission wavelength as the first measurement area 7a of the top plate 3, most of the infrared light transmitted through the first measurement area 7a is collected. The light reaches the array infrared sensor 7 without being reflected by the optical lens 12. As a result, the infrared light from the first measurement area 7a can be detected by the array infrared sensor 7 without being lost in the optical path on the way, and the detection accuracy of the array infrared sensor 7 is improved.
[0014]
The array infrared sensor 7 includes a scanning unit 13 that selects output signals from the light receiving elements 11a and 11b by an address signal (described later), and an amplifying unit that amplifies the output signal selected by the scanning unit 13 to a predetermined level. 14, a contact-type reference temperature element 15 such as a thermistor arranged close to the cold junction of the light receiving elements 11a and 11b, and an amplification unit 16 for amplifying an output signal from the reference temperature element 15 to a predetermined level. A differential amplifier 17 is provided for inputting the signal amplified by the amplifier 14 and the output signal amplified by the amplifier 16 for comparison and amplification.
[0015]
The array infrared sensor 13 includes a light receiving element 11a, 11b, a scanning unit 13, amplification units 14, 16, a reference temperature element 15, and a differential amplification unit 17 in a can package or the like, and a condensing lens on the surface of the package. 12 may be arranged. With such a configuration, a low-cost device with a small space can be provided.
[0016]
Next, a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) 18 constituting the arithmetic unit 9 will be described. The microcomputer 18 receives a signal output unit 19 for selectively outputting the address signals of the light receiving elements 11a and 11b to the scanning unit 13 at a predetermined timing, and an output signal from the differential amplifying unit 17 of the array infrared sensor 13 and receives the light receiving element 11a. , 11b, and an A / D converter 21 for converting a voltage output from the multiplexer 20 into a digital signal. Further, the microcomputer 18 receives the output signals from the storage unit 22 for storing the digital signal output of the A / D conversion unit 21 and the signal output unit 19 and the storage unit 22, and performs arithmetic processing according to the purpose. The temperature controller 23 includes a temperature calculator 23 and a capacity control determiner 24 that receives an output signal from the pan bottom temperature calculator 23 and determines a control amount to the capacity controller 4.
[0017]
The storage unit 22 has storage buffers corresponding to the two light receiving elements 11a and 11b. In addition, the pan temperature calculating unit 23 calculates the amount of infrared rays from the first measurement area 7a focused on the light receiving element 11a and the amount of infrared rays collected from the second measurement area 7b on the light receiving element 11b. The bottom temperature of the pan 6 is calculated from the two outputs. Furthermore, the amount of power to the energizing coil 1 can be controlled via the capability control means 4 based on the output result of the capability control determining unit 24 and the operating conditions input to the operation panel 5. Further, the output of the bottom surface temperature of the pan 6 calculated by the pan temperature calculating section 23 is transmitted to the display panel 9 and displayed on the display panel 9 as a currently detected temperature.
[0018]
Next, the operation of the heating cooker according to the first embodiment will be described. First, when the pot 6 containing the object to be heated is placed on the top plate 3 and cooking selection such as setting of a target temperature is performed from the operation panel 5, cooking of the object to be heated starts. Upon receiving this start signal, the capability control means 4 and the array infrared sensor 7 start operating. The capacity control means 4 supplies the high-frequency alternating current to the current supply coil 1 with a current amount corresponding to the temperature setting. By the action of the eddy current flowing inside the energizing coil 1, the entire pot 6 is heated as a heating source, and the object to be heated in the pot 6 is heated.
[0019]
When the object to be heated in the pan 6 is heated, the pan 6 warms up, and infrared rays are emitted from the bottom surface of the pan 6. The emitted infrared light passes through the first measurement area 7a of the top plate 3 and is collected on the light receiving element 11a by the condenser lens 12. When the pan 6 is warmed, the top plate 3 on which the pan 6 is placed is also warmed, and infrared rays are generated in the first measurement area 7a of the top plate 3. The infrared rays generated in the first measurement area 7a of the top plate 3 are condensed on the light receiving element 11a by the condenser lens 12.
[0020]
On the other hand, since the black body paint layer 8 is applied to the second measurement area 7b of the top plate 3, infrared rays emitted from the bottom surface of the pan 6 are blocked by the black body paint layer 8 and transmitted through the top plate 3. I will not. For this reason, only infrared rays generated by the top plate 3 are radiated from the second measurement area 7b, and are condensed on the light receiving element 11b by the condensing lens 12. The temperature of the light receiving elements 11a and 11b changes due to the collection of the infrared light, and the temperature difference generated between the hot junction and the cold junction of the thermocouple is converted into a voltage and output. At this time, the scanning unit 13 selects an output voltage from one of the light receiving elements 11, for example, an output voltage from the light receiving element 11 a, and outputs a voltage to the amplification unit 14 based on the address signal output from the signal output unit 19.
[0021]
Further, the reference temperature element 15 arranged near the cold junction of the light receiving element 11 detects the ambient temperature and outputs a voltage to the amplifier 16. The output voltages amplified by these amplifying units 14 and 16 are compared and amplified by the differential amplifying unit 17, so that even if the ambient temperature changes, the first and second bottom plates of the pan 6 and the top plate 3 are not affected. The temperatures of the measurement areas 7a and 7b can be accurately detected as voltage values.
[0022]
The voltage compared and amplified by the differential amplifier 17 is input to an A / D converter 21 built in the microcomputer 18 via a multiplexer 20 to become a digital signal. The digital signal is stored in a storage unit 22. You. By performing such operations sequentially, the infrared ray amount data detected by all the light receiving elements 11a and 11b can be stored in the storage unit 22. By providing a plurality of storage units 22, it is possible to store infrared amount data of the light receiving elements 11a and 11b for each time series.
[0023]
The infrared ray amount data stored in the storage unit 22 and the address signal data from the signal output unit 19 are input to the pan temperature calculating unit 23, and the pan temperature calculating unit 23 outputs the infrared ray amount data detected by the light receiving element 11a and the light receiving amount. The temperature of the bottom surface of the pan 6 is calculated from the infrared ray amount data detected by the element 11b. As described above, since the infrared rays emitted from the bottom surface of the pan 6 and the infrared rays generated by the top plate 3 are collected on the light receiving element 11a, the infrared ray amount data detected by the light receiving element 11a Is the total amount of infrared rays. On the other hand, since only the infrared rays generated by the top plate 3 are collected on the light receiving element 11b, the infrared ray amount data detected by the light receiving element 11b is the infrared ray amount of only the infrared ray generated by the top plate 3. is there.
[0024]
Therefore, by subtracting the infrared ray data detected by the light receiving element 11b from the infrared ray data detected by the light receiving element 11a, only the infrared ray emitted from the bottom surface of the pan 6 can be extracted. In addition, since the emissivity of infrared rays is different between the first measurement area 7a and the second measurement area 7b, the above-described subtraction uses the emissivity ratio as a parameter to match the amount of infrared rays of the top plate 3. I do. By the above calculation, the infrared rays generated by the temperature rise of the top plate 3 can be surely canceled, and the bottom surface temperature of the pan 6 can be detected very accurately.
[0025]
The temperature data calculated by the pot temperature calculating means 23 is input to the capacity control determining unit 24, and an alternating current amount is generated according to the temperature setting from the operation panel 5, so that the object to be heated is cooked at the target temperature. Is done. The temperature data calculated by the pan temperature calculating means 23 is also input to the display panel 9, and the current temperature and the like of the pan 6 being heated can be displayed on an LCD screen or the like to inform the user.
[0026]
Furthermore, when the pan 6 is removed from the top plate 3 after the cooking is completed, the output of the light receiving element 11a is smaller than the output of the light receiving element 11b (the second measuring area 7b is larger than the first measuring area 7a). Continuous operation for detecting this and displaying a high temperature temperature on the top plate 3 to warn the user even when the pan 6 is not present, and performing the next cooking when the top plate 3 is high temperature In some cases, accurate temperature detection and control, and display / warning can be performed based on the temperature change and difference between the light receiving elements 11a and 11b.
[0027]
As described above, since the bottom surface temperature of the pan 6 is calculated based on the amount of infrared rays radiated from the bottom surface of the pan 6, between the bottom surface of the pan 6 and the top plate 3 like a warped pan. Even when there is a gap, the temperature can be accurately detected.
[0028]
Further, the amount of infrared light from the first measurement area 7a is a value obtained by adding the amount of infrared light emitted from the bottom of the pan 6 through the top plate 3 and the amount of infrared light generated by the top plate 3. In addition, the amount of infrared light from the second measurement area 7 b is only the amount of infrared light generated by the top plate 3. Accordingly, the difference between the amount of infrared rays from the first measurement area 7a and the amount of infrared rays from the second measurement area 7b is calculated by the pan temperature calculation unit 23, so that the true value of the bottom temperature of the pan 6 can be accurately calculated. Can be calculated.
[0029]
Further, since the first measurement area 7a and the second measurement area 7b are arranged close to each other, the infrared ray generated in the first measurement area 7a and the infrared ray generated in the second measurement area 7b are different from each other. Have substantially the same amount of infrared light. Therefore, the pan temperature calculating section 23 can easily cancel the infrared ray amount corresponding to the temperature rise of the top plate 3 and can accurately calculate the true value of the bottom surface temperature of the pan 6.
[0030]
In the present embodiment, an example in which the array infrared sensor 7 is used to configure a plurality of light-collecting areas with one sensor has been described. However, a plurality of infrared sensors may be arranged near each other for measurement. In addition, although an IH cooker has been described as an example, it is needless to say that the present invention can be applied to a cooker using a halogen heater or a sheath heater as a heating source. Further, the black body paint layer 8 may be on the upper surface of the top plate 3, or may be sandwiched between these plates when the top plate 3 is composed of two plates.
[0031]
Further, the pan temperature calculating unit 23 determines whether the amount of infrared rays from the first measurement area 7a is less than the predetermined amount, based on the amount of infrared rays from the first measurement area 7a detected by the array infrared sensor 7. 6, the amount of infrared light from the first measurement area 7a and the second measurement area 7b are detected when the amount of infrared light from the first measurement area 7a is equal to or greater than a predetermined amount. The temperature of the pan 6 may be inferred based on the difference value between the infrared ray amount and the infrared ray amount. By performing such control, while the temperature of the top plate 3 itself is low and the temperature of the infrared ray is low, the pan temperature calculation unit 23 performs arithmetic processing using only the infrared ray amount of the first measurement area 7a. The processing of the unit 23 can be simplified.
[0032]
Embodiment 2 FIG.
Next, a heating cooker according to Embodiment 2 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a heating cooker according to the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a pan bottom black body paint layer 26 is provided on the bottom surface of the pan 6 from the center to a predetermined area. Other configurations are the same as or equivalent to the first embodiment. Note that the same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0033]
The pot bottom black body paint layer 26 is formed by applying or sticking a black body material having an infrared emissivity of approximately 1. When the pot 6 is placed at a predetermined position on the top plate 3, the formation position of the bottom black body paint layer 26 is adjusted so as to face the first measurement area 7 a.
[0034]
Next, the operation of the heating cooker according to Embodiment 2 will be described. The configuration other than the pot bottom black body paint layer 26, which is a feature of the present embodiment, is the same as that of the first embodiment. To do.
[0035]
In the infrared sensor system as described in the first embodiment, a difference in emissivity depending on the properties (material and surface state) of the pot 6 as the heating vessel has a considerable influence on the measurement. In general, energy incident on an infrared sensor from an object to be measured is represented by emissivity (object itself) + reflectivity (incident from an object and reflected by surroundings) + transmittance (transmitted through object) = 1. For example, based on the emissivity ε = 1 of a black body, glass is 0.90 to 0.95, 18-8 stainless steel is 0.16, aluminum gloss is 0.095, and aluminum oxide is 0.76. With different emissivity. In the case of a metal pot 6, the transmittance can be neglected. For example, in the case of a stainless steel pot 6, the reflectance is as high as 0.84. For this reason, the disturbance temperature incident on the object from the surroundings may be measured by the array infrared sensor 7, and if it is desired to detect the bottom surface temperature of the pan 6 with higher accuracy, it is necessary to take measures.
[0036]
In this embodiment, since the bottom black body paint layer 26 simulating a black body is formed on the bottom of the pan 6, the emissivity ε ≒ 1 at the bottom of the pan 6 can be realized. The reflectance at the bottom is almost 0 (because emissivity + reflectivity + transmittance = 1). As a result, the disturbance temperature due to the reflected light from the bottom surface of the pot 6 is hardly measured by the array infrared sensor 7, and a stable temperature can be measured.
[0037]
As described above, in the present embodiment, reflected or reflected light from the bottom surface of the pan 6 can be eliminated by applying or sticking a material having an emissivity of approximately 1 on the bottom outer bottom surface of the pan 6, The bottom surface temperature of the pan 6 can be accurately detected without being affected by the material and surface condition of the pan 6.
[0038]
Embodiment 3 FIG.
Next, a heating cooker according to Embodiment 3 will be described. FIG. 5A is a block diagram illustrating a heating cooker according to the third embodiment. FIG. 5B is a diagram showing the arrangement of the energizing coil and the array infrared sensor provided in the heating cooker according to the third embodiment. The third embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a two-part energizing coil 27 is provided instead of the energizing coil 1 and that two sets of array infrared sensors 7 and 28 are provided. Point. Other configurations are the same as or equivalent to the first embodiment. Note that the same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0039]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the two-part energized coil 27 is configured to be divided into an inner bundle and an outer bundle facing in the radial direction, and a space is provided between these bundles. The array infrared sensor 28 is provided in this space, and detects the amount of infrared rays from the first measurement area 28a and the second measurement area 28b provided on the top plate 3.
[0040]
Next, the operation of the heating cooker according to Embodiment 3 will be described. The configuration other than the two-part energized coil 27 and the two sets of array infrared sensors 7 and 28, which are the features of the present embodiment, is the same as that of the first embodiment, and thus the basic operation description is omitted. The array infrared sensor 7 arranged in the center of the two-part energized coil 27 and the array infrared sensor 28 arranged in the radial space part have an infrared amount at the center of the pan 6 placed on the top plate 3. Detect the amount of infrared rays in the peripheral area. As shown in FIG. 5 (a), when a warped pot is placed, the central part detects an area not in contact with the pan 6 and the top plate 3, and the radial part detects an area in contact with the top plate 3. As a matter of course, the array infrared sensor 28 that detects the pot 6 that is in contact with the top plate 3 has a larger amount of infrared light.
[0041]
In such a case, the pan temperature calculating means 9 compares the output results of the array infrared sensor 7 and the array infrared sensor 28. Specifically, the difference between the amount of infrared light from the first measurement area 7a and the amount of infrared light from the second measurement area 7b, and the difference between the amount of infrared light from the first measurement area 28a and the amount of infrared light from the second measurement area 28b The arithmetic unit 9 calculates a difference value with respect to the amount of infrared rays of the above, and performs a comparison process between the obtained difference values. This comparison process basically calculates the temperature of the pan 6 by selecting the one with the higher difference value. However, as the heating time becomes longer, the bottom surface temperature of the pan 6 asymptotically approaches a constant temperature. May be calculated to determine the temperature of the pan 6. Further, even when the placed pan 6 is not placed at the center of the energizing coil 27 with a small diameter, the temperature of the pan 6 can be detected by one of the two array infrared sensors 7 and 28.
[0042]
As described above, in the present embodiment, the bottom surface temperature of pan 6 can be detected more accurately by arranging two arrayed infrared sensors in the center and radial space of two-part energized coil 27. it can. In addition, the accurate bottom surface temperature of the pan 6 can be detected without being affected by the shape, size, and placement place of the pan.
[0043]
Embodiment 4 FIG.
Next, a heating cooker according to Embodiment 4 will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a heating cooker according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a monocular infrared sensor 30 and a contact temperature sensor 31 are provided instead of the array infrared sensor 7. Other configurations are the same as or equivalent to the first embodiment. The same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0044]
As shown in FIG. 6, the monocular infrared sensor 30 is disposed below the top plate 3 at substantially the center of the placement position of the pan 6, and is radiated from the bottom surface 30 a of the pan 6 and passes through the top plate 3. Detects the amount of infrared light. The condensing lens of the monocular infrared sensor 30 has a wavelength of at least about 0.5 μm to about 2.5 μm, which is equivalent to the transmission area of the top plate 3 (the area where infrared light incident on the condensing lens passes through the top plate 3). It is made of a transparent material. The contact-type temperature sensor 31 is provided in close proximity to the transmission area and pressed against the lower surface of the top plate 3. The contact-type temperature sensor 31 can directly measure the lower surface temperature of the top plate 3. it can.
[0045]
Next, the operation of the heating cooker according to Embodiment 4 will be described. The configuration other than the monocular infrared sensor 30 and the contact-type temperature sensor 31, which are features of the present embodiment, is the same as that of the first embodiment, and thus the basic operation description is omitted. First, when an object to be heated in the pan 6 is heated, the pan 6 warms, and infrared rays are emitted from the bottom surface 30a of the pan 6. The emitted infrared light passes through the top plate 3 and enters the monocular infrared sensor 30. When the pan 6 is warmed, the top plate 3 on which the pan 6 is placed is also warmed, and the top plate 3 generates infrared rays. Then, the infrared rays generated by the top plate 3 are also incident on the monocular infrared sensor 30.
[0046]
On the other hand, the contact temperature sensor 31 measures the temperature of the top plate 3 near the transmission area. Then, the outputs of the monocular infrared sensor 30 and the contact-type temperature sensor 31 are output to the calculation unit 9. The calculation unit 9 calculates the temperature of the bottom surface of the pan 6 from the infrared ray amount data detected by the monocular infrared sensor 30 and the temperature data detected by the contact temperature sensor 31. As described above, since the infrared rays emitted from the bottom of the pan 6 and the infrared rays generated by the top plate 3 are incident on the monocular infrared sensor 30, the infrared ray amount data detected by the monocular infrared sensor 30 is: The sum of these infrared rays is the amount of infrared rays.
[0047]
Therefore, by using the temperature of the top plate 3 measured by the contact temperature sensor 31 as a reference and calculating the difference between the output of the monocular infrared sensor 30 and the output of the contact temperature sensor 31 by the calculation unit 9, The infrared rays generated by the temperature rise can be reliably canceled. As a result, the bottom surface temperature of the pan 6 can be detected extremely accurately.
[0048]
As described above, in the present embodiment, the amount of infrared rays transmitted through the top plate 3 and the temperature of the top plate 3 are measured by the infrared sensor 30 and the contact-type temperature sensor 31 close to each other, and the difference between the two outputs is measured. Is calculated, the bottom surface temperature of the pan 6 can be accurately detected. Further, since the contact-type temperature sensor 31 can be generally configured more simply and at lower cost than the infrared sensor 30, a simple and inexpensive heating cooker can be provided.
[0049]
Further, since the contact-type temperature sensor 31 measures the temperature of the top plate 3 near the transmission area of the infrared light incident on the monocular infrared sensor 30, the temperature obtained from the amount of infrared light generated in the transmission area and the contact-type temperature The temperature measured by the sensor 31 is almost the same. Therefore, the pan temperature calculation unit 23 can easily cancel the infrared ray amount corresponding to the temperature rise of the top plate 3 and can accurately calculate the true value of the bottom surface temperature of the pan 6.
[0050]
Embodiment 5 FIG.
Next, a heating cooker according to Embodiment 5 will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a heating cooker according to the fifth embodiment. The fifth embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a cylindrical guide 32 surrounding the array infrared sensor 7 is provided. Other configurations are the same as or equivalent to the first embodiment. Note that the same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0051]
As shown in FIG. 7, the cylindrical guide 32 surrounds the array infrared sensor 7, and has an upper end surface attached to the top plate 3 in close contact. As described above, since the upper end surface of the cylindrical guide 32 is in close contact with the top plate 3, it is possible to obtain a configuration in which an infrared shield such as dust does not adhere to the array infrared sensor 7, especially the condenser lens 12.
[0052]
Further, in the present embodiment, the configuration is such that the array infrared sensor 7 is surrounded. However, the configuration may be such that the monocular infrared sensor 30 and the contact temperature sensor 31 are surrounded as shown in the fourth embodiment. A plurality of infrared sensors 7, 28 as shown may be surrounded. Further, a black matting material or the like is desirably applied to the inner surface of the cylinder of the cylindrical guide 32, and a ferrite material which is a black ferromagnetic material is preferable as a member constituting the cylindrical guide 32.
[0053]
Next, the operation of the heating cooker according to Embodiment 5 will be described. The configuration other than the cylindrical guide 32, which is a feature of the present embodiment, is the same as that of the first embodiment, and thus the basic operation description is omitted. The cylindrical guide 32 has a configuration in which dust generated in the housing 2, particularly, dust generated when sucking outside air by a cooling fan such as the energizing coil 1 does not adhere to the condenser lens 12 of the array infrared sensor 7. Obtainable. In addition, by making the inner surface of the cylinder black, it is possible to suppress disturbance reflection of the amount of infrared light collected by the array infrared sensor 7. Furthermore, since the cylindrical guide 32 is made of a ferrite material, which is a ferromagnetic material, the magnetic field generated around the energizing coil 1 is absorbed by the cylindrical guide 32, so that the detection signal of the array infrared sensor 7 is generated by the magnetic field. It can be effectively prevented from disturbance noise.
[0054]
As described above, in the present embodiment, the collection of the array infrared sensor 7 is provided by surrounding the periphery of the array infrared sensor 7 and providing the cylindrical guide 32 whose upper end surface is in close contact with the top plate 3. A configuration in which dust or the like does not adhere to the optical lens 12 can be obtained. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of detecting the amount of infrared rays by the array infrared sensor 7.
[0055]
Further, by making the inner side surface of the cylindrical guide 32 black, it is possible to effectively suppress disturbance reflection of the amount of infrared light focused on the array infrared sensor 7. Further, the cylindrical guide 32 is made of a ferrite material, which is a ferromagnetic material, and the magnetic field generated around the energizing coil 1 is absorbed by the cylindrical guide 32, so that the detection signal of the array infrared sensor 7 is disturbed by the magnetic field. It can be effectively prevented from noise. As a result, the bottom surface temperature of the pan 6 can be detected with high accuracy.
[0056]
Instead of the cylindrical guide 32, a shielding member that is arranged around the array infrared sensor 7 and blocks a magnetic field generated around the energizing coil 1 may be used. The shape of the shielding member may be any shape, such as a flat plate shape, an arc plate shape, and a tubular shape, which can block a magnetic field. By disposing the shielding member, the magnetic field generated around the energizing coil 1 is absorbed by the shielding member, so that the detection signal of the array infrared sensor 7 can be effectively prevented from disturbance noise due to the magnetic field.
Further, the shielding member may be arranged around the monocular infrared sensor 30 and the contact type temperature sensor 31 shown in the fourth embodiment, and the shielding member may be arranged around the plurality of infrared sensors 7 and 28 shown in the third embodiment. A shielding member may be provided. Also in these cases, since the magnetic field generated around the energizing coil 1 is absorbed by the shielding member, the detection signal of the array infrared sensor 7 can be effectively prevented from disturbance noise due to the magnetic field.
[0057]
【The invention's effect】
Since the heating cooker according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
In other words, since the bottom surface temperature of the heating container is calculated based on the amount of infrared rays emitted from the bottom surface of the heating container, when there is a gap between the bottom surface of the heating container and the top plate, such as a warp pot, However, the temperature can be accurately detected.
Further, the amount of infrared light from the first measurement area is a value obtained by adding the amount of infrared light emitted from the bottom surface of the heating vessel to the infrared light transmitted through the top plate and the amount of infrared light emitted from the top plate. The amount of infrared light from the measurement area 2 is only the amount of infrared light generated by the top plate. Accordingly, the true value of the bottom surface temperature of the heating vessel can be accurately calculated by calculating the difference between the amount of infrared rays from the first measurement area and the amount of infrared rays from the second measurement area by the calculation unit. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a warp pot is placed on a heating cooker according to Embodiment 1.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a pan with a flat bottom is placed on the cooking device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an array infrared sensor and a calculation unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a state in which a warp pot is placed on the heating cooker according to the second embodiment.
FIG. 5A is a block diagram showing a state in which a warp pot is placed on the heating cooker according to the third embodiment. (B) is a figure which shows the arrangement | positioning of the electricity supply coil and array infrared sensor with which the heating cooker of Embodiment 3 is provided.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a state in which a warp pot is placed on the heating cooker according to the fourth embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a state in which a warp pot is placed on the heating cooker according to the fifth embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional heating cooker.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply coil, 3 ... Top plate, 4 ... Capability control means, 6 ... Pan, 7 ... Array infrared sensor, 7a, 28a ... 1st measurement area, 7b, 28b ... 2nd measurement area, 8 ... Black body Paint layer, 9 arithmetic unit, 10 display panel, 11a, 11b light receiving element, 12 condenser lens, 13 scan unit, 14 amplifier unit, 15 reference temperature element, 18 microcomputer, 22 storage Unit, 23: pot temperature calculating unit, 24: ability control determining unit, 26: pot bottom black body paint layer, 27: split energizing coil, 28 ... array infrared sensor, 29 ... black body paint layer, 30 ... monocular infrared sensor, 31 ... contact type temperature sensor, 32 ... cylindrical guide.

Claims

A heating cooker for placing a heating container on the top plate and heating an object to be heated in the heating container,
A first measurement area provided on the top plate and transmitting infrared light emitted from the bottom surface of the heating vessel to the lower surface of the top plate,
A second measurement area provided on the top plate and blocking infrared rays emitted from the bottom surface of the heating vessel,
An infrared ray amount detection unit that is arranged below the top plate and detects an infrared ray amount from the first measurement area and an infrared ray amount from the second measurement area;
A heating unit that calculates a temperature of the heating container based on the amount of infrared light detected by the infrared light amount detection unit.

The heating cooker according to claim 1, further comprising a control unit that controls an ability of a heat source to heat the object to be heated based on the temperature of the heating container calculated by the calculation unit.

The cooking device according to claim 2, wherein the control unit controls output of a warning display or output of a warning sound.

The cooking device according to claim 1, wherein the first measurement area and the second measurement area are arranged close to each other.

The infrared amount detection unit has a single infrared sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in a line or array, and a part of these light receiving elements detects the amount of infrared light from the first measurement area. 2. The cooking device according to claim 1, wherein the other part of the light receiving elements detects the amount of infrared rays from the second measurement area.

The infrared amount detector has a pair of infrared sensors, one of the infrared sensors detects the amount of infrared light from the first measurement area, and the other of the infrared sensors detects the second measurement area. 2. The heating cooker according to claim 1, wherein the amount of infrared rays from the food is detected.

7. The cooking device according to claim 5, wherein the lens or the window member of the infrared sensor has a material having an infrared transmission wavelength substantially equal to an infrared transmission wavelength region of the top plate.

The heating cooker according to claim 5, wherein the infrared sensor includes a cylindrical guide portion that surrounds a sensor surface and has a tip that is in close contact with a lower surface of the top plate.

The heating cooker according to claim 5, further comprising a shielding member disposed around the infrared sensor and configured to block a magnetic field generated around a heat source that heats the object to be heated.

The cooking device according to claim 9, wherein the shielding member is made of a ferromagnetic material.

2. The heating cooker according to claim 1, wherein the second measurement area is formed by applying or attaching a material having an emissivity of approximately 1.

2. The heating cooker according to claim 1, wherein the infrared ray amount detecting unit detects an infrared ray amount from the heating container in which a material having an emissivity of about 1 is applied or affixed to the bottom surface.

The arithmetic unit infers the temperature of the heating container based on a difference value between the amount of infrared light from the first measurement area and the amount of infrared light from the second measurement area detected by the infrared light amount detection unit. The cooking device according to claim 1, wherein the heating is performed.

The calculating unit, when the amount of infrared light from the first measurement area is less than a predetermined amount, based on the amount of infrared light from the first measurement area detected by the amount of infrared light detection unit, Infer the temperature, and when the amount of infrared light from the first measurement area is equal to or more than a predetermined amount, the amount of infrared light from the first measurement area and the amount of infrared light from the second measurement area detected by the infrared light amount detection unit are calculated. The heating cooker according to claim 1, wherein the temperature of the heating container is inferred based on a difference value from the infrared ray amount.

The first and second measurement areas are provided at at least two places, a central part and a peripheral part of the mounting position of the heating container, respectively, and the infrared ray amount detecting part is configured to be the first and second parts of the central part. The heating cooking device according to claim 1, further comprising: a detection unit that detects an amount of infrared rays from the measurement area of (1), and a detection unit that detects an amount of infrared rays from the first and second measurement areas of the peripheral part. vessel.

A heating cooker for placing a heating container on the top plate and heating an object to be heated in the heating container,
An infrared sensor disposed below the top plate and detecting the amount of infrared light from the bottom surface of the heating vessel via the top plate,
A temperature sensor arranged in contact with the top plate and detecting a temperature of the top plate;
A heating cooker, comprising: a calculation unit that calculates the temperature of the heating container based on the amount of infrared light detected by the infrared sensor and the temperature of the top plate detected by the temperature sensor.

17. The cooking device according to claim 16, wherein the infrared sensor and the temperature sensor are arranged close to each other.

17. The cooking device according to claim 16, wherein a lens or a window material of the infrared sensor has a material having an infrared transmission wavelength substantially equal to an infrared transmission wavelength region of the top plate.

17. The heating cooker according to claim 16, wherein the infrared sensor includes a cylindrical guide that surrounds a sensor surface and has a tip that is in close contact with a lower surface of the top plate.

17. The cooking device according to claim 16, further comprising a shielding member disposed around the infrared sensor and configured to block a magnetic field generated around a heat source that heats the object to be heated.

The cooking device according to claim 16, wherein the shielding member is made of a ferromagnetic material.