JP2008232469A - 加熱調理器用の温度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調理用容器として放射率変動型の調理用容器を用いる場合であっても、極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供する。
【解決手段】赤外線強度検出手段４０が、２種の第１温度計測用の波長域Ｋ１、２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２、及び、温度判定用の波長域Ｋ３についての赤外線強度の夫々を検出し、温度検出手段５０が、２種の第１温度計測用の波長域Ｋ１の赤外線強度の比に基づいて求めた第１予測温度と、２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２の赤外線強度の比に基づいて求めた第２予測温度との差が許容範囲内にあれば各予測温度に基づいて調理用容器の温度を判定し、第１予測温度と第２予測温度との差が許容範囲を外れているときは、温度判定用の波長域Ｋ３について検出される赤外線強度に基づいて調理用容器の温度を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線における複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置に関する。

上記加熱調理器用の温度検出装置において、従来では、加熱調理器としてガスバーナや電磁式加熱器等の加熱手段を備えたコンロに適用したものとして、次のように構成されたものがあった。
すなわち、前記赤外線強度検出手段が、赤外線波長領域における異なる２つの波長域、具体的には、３．５μｍ以上且つ４．０μｍ以下の範囲内の波長域、及び、８μｍ以上且つ１０μｍ以下の範囲内の波長域の赤外線の赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出手段が、前記２つの波長域における赤外線強度の比を求め、その赤外線強度の比と、予め記憶している赤外線強度の比と温度との関係とから調理用容器の温度を検出するように構成して、その検出された調理用容器の温度に基づいて、調理用容器の温度制御を行ったり、調理用容器における過度の温度上昇を回避させるために加熱手段の加熱作動を緊急停止させる等の処理を行えるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

説明を加えると、上述したような異なる２つの波長域における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との変化特性が、常温から約３００℃程度の温度範囲内においては、調理用容器の材質の差にかかわらず略同じ特性であることを前提として、このような温度と赤外線強度との関係を用いて調理用容器の温度を検出するようにしたものである。

特開２００２−３４０３３９号公報

しかしながら、本出願人が鋭意研究を行った結果、調理用容器として利用される材質の多くのものは、上記したような特性を有するが、一部の材質のものについては、上述したように予め記憶している赤外線強度の比と温度との特性を示すデータを用いて調理用容器の温度を計測した場合に、計測結果が実際の温度とは大きく異なるものが存在することを実験により知見するに至った。

本出願人による実験結果について説明を加えると、図２に、本出願人が計測した物体表面温度が２００℃である物体の赤外波長領域における種々の材質についての波長の変化に対する放射率の変化を表す放射特性を示している。そして、この計測結果から以下に説明するようなことが判明した。
すなわち、黒体、金属の表面に黒色塗装した調理用容器、金属の表面に銀色塗装した調理用容器、及び、ステンレス板を用いた調理用容器等では、波長の変化にかかわらず放射率の変化が無いか又は少ない状態となるものであるが、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器では、波長が変化すると、放射率が長めの波長領域では放射率の変化が無いか又は少ない状態となるのに対して、短かめの波長領域においては波長の変化に対する放射率の変化が大きく変化する状態になるという放射特性である、言い換えると、波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性であることが判明した。

そして、上述したように、２つの波長域における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との変化特性がどのような材質の調理用容器であっても略同じであることを前提として温度を検出するようにした上記従来構成による温度検出の構成では、波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器を計測対象とする場合には、検出される温度が調理用容器の実際の温度とが大きくずれた値になってしまい、調理用容器の温度を検出することができないおそれがあり、調理用容器の温度に基づく制御等を良好に行うことができない不利があった。

本発明の目的は、調理用容器として放射率変動型の調理用容器を用いる場合であっても、極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供する点にある。

本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線における複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えたものであって、その第１特徴構成は、
前記赤外線強度検出手段が、
前記複数の波長域についての赤外線強度として、
波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器に対応させて、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域についての赤外線強度、及び、前記放射率均平範囲に設定した温度判定用の波長域についての赤外線強度の夫々を検出するように構成され、
前記温度検出手段が、
２種の前記第１温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第１予測温度を求め、かつ、２種の前記第２温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第２予測温度を求めて、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度及び前記第２予測温度に基づいて前記調理用容器の温度を判定し、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が前記許容範囲を外れているときは、前記温度判定用の波長域について検出される赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を判定するように構成されている点にある。

第１特徴構成によれば、前記赤外線強度検出手段により、波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器に対応させて、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域についての赤外線強度、及び、前記放射率均平範囲に設定した温度判定用の波長域についての赤外線強度の夫々を検出するのである。

説明を加えると、図２に示すように、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器等においては、波長が変化すると、放射率が長めの波長領域では放射率の変化が無いか又は少ない状態となるのに対して、短かめの波長領域においては波長の変化に対する放射率の変化が大きく変化する状態になるという放射特性となっているが、このような放射率変動型の調理用容器を対象とする場合であれば、前記長めの波長領域が波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲に対応し、前記短かめの波長領域が波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲に対応するのであり、夫々の波長領域に対応させて、前記放射率変動範囲に第１温度計測用の波長域を設定し、前記放射率均平範囲に第１温度計測用の波長域を設定し、前記放射率均平範囲に異なる波長域として２種の第２温度計測用の波長域を設定して、各波長域にて夫々赤外線強度を検出することになる。

そうすると、前記放射率変動範囲及び前記放射率均平範囲に各別に設定される２種の第１温度計測用の波長域夫々について検出される一対の赤外線強度の比と調理用容器の温度との変化特性と、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定される２種の前記第２温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比と調理用容器の温度との変化特性とは、夫々異なる関係になる。

ちなみに、図７に２種の第１温度計測用の波長域夫々について検出される一対の赤外線強度の比と調理用容器の温度との変化特性の本出願人の計測結果を示しており、図８に２種の第２温度計測用の波長域夫々について検出される一対の赤外線強度の比と調理用容器の温度との変化特性の本出願人の計測結果を示している。

一方、調理用容器としては、放射率変動型の調理用容器以外に、波長の変化に対する放射率の変化が無い又は変化が少ない放射特性の放射率均平型の調理用容器も存在するが、この放射率均平型の調理用容器では、前記放射率変動範囲及び前記放射率均平範囲の夫々おいて放射率の変化が無い又は変化が少ないので、前記２種の第１温度計測用の波長域夫々について検出される一対の赤外線強度の比と、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定される２種の前記第２温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比は、調理用容器の温度の変化に対して同じか又は略同じ特性になる。

そこで、例えば、異なる波長域の赤外線強度の比と温度との変化特性として、放射率変動型の調理用容器あるいは放射率均平型の調理用容器のいずれかの特性に基づいて設定しておき、その赤外線強度の比と温度との変化特性を用いて、２種の前記第１温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第１予測温度を求め、２種の前記第２温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第２予測温度とを夫々求めて、それらの第１予測温度と第２予測温度とを対比することで、放射率変動型の調理用容器であるか、放射率均平型の調理用容器であるかを判定することが可能となる。

つまり、第１予測温度と第２予測温度とが予め設定した許容範囲内にあるときは、調理用容器が放射率均平型の調理用容器であり、許容範囲を超えているときは、放射率変動型の調理用容器であることが判る。そして、調理用容器が前記放射率均平型の調理用容器であれば、調理用容器の温度の変化に対する波長毎の赤外線強度の変化等の放射特性は予め計測しておくことができ、それらの第１予測温度及び第２予測温度から調理用容器の温度を判定することができる。

一方、第１予測温度と第２予測温度とが許容範囲を超えているときは、調理用容器が放射率変動型の調理用容器であるが、この場合には、前記温度判定用の波長域について検出される赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を判定するのである。
説明を加えると、本出願人は、実験結果により、図２に示すように、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器等の放射率変動型の調理用容器においては、放射率均平範囲では、放射率が０．９程度の高い値で波長が変化しても略同じ値になっていることを見出した。このように放射率が略一定で高い値であるときは、前記温度判定用の波長域において調理用容器の実際の温度と赤外線強度とを計測した結果、それらの相関関係は略一定であり、それらの相関関係を記憶しておき、別の調理用容器について同じ波長域で赤外線強度を計測して、その赤外線強度と記憶している相関関係とから温度を求めると、例えば、許容温度内の少ない誤差であることが判明した。
そこで、例えば、上記したような相関関係等を用いることにより、前記温度判定用の波長域の赤外線強度から調理用容器の温度を判定することができるのである。

従って、調理用容器として放射率変動型の調理用容器を用いる場合であっても、極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域が、波長の変化に対する放射率の変化が無い又は変化が少ない放射特性の放射率均平型の調理用容器については放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が前記２種の前記第２温度計測用の波長域よりも大きい波長域に対応するように定められ、
前記温度検出手段が、
前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が前記許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度を前記調理用容器の温度として判定するように構成されている点にある。

第２特徴構成によれば、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が許容範囲内にあるときは、調理用容器として、各複数の波長域の夫々において放射率の変化が無い又は変化が少ない放射率均平型の調理用容器であることが想定されるので、その場合は、前記第１予測温度を前記調理用容器の温度として判定するようにしている。

そして、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域では、放射率均平型の調理用容器が放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が、前記２種の前記第２温度計測用の波長域よりも大きいので、前記第１予測温度を求めるための一対の赤外線強度の比の方が、前記第２予測温度を求めるための一対の赤外線強度の比よりも、調理用容器の温度の変化に対する変化率が大きくなる。つまり、調理用容器の温度として、第１予測温度の方が第２予測温度に較べてより適正な温度として用いることができる。そこで、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が許容範囲内にあるときは、第１予測温度を調理用容器の温度として判定するようにしているのである。

従って、放射率均平型の調理用容器について、極力正確に調理用容器の温度を検出することが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記赤外線強度検出手段が、前記放射率変動範囲に設定される前記第１温度計測用の波長域として、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、且つ、前記放射率均平範囲に設定される前記２種の第２温度計測用の波長域並びに前記温度判定用の波長域として、８．０μｍ以上且つ２０．０μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている点にある。

第３特徴構成によれば、前記第１温度計測用の波長域が、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内から選択され、前記２種の第２温度計測用の波長域並びに前記温度判定用の波長域として、８．０μｍ以上且つ２０．０μｍ以下の範囲内から選択されて夫々設定されることになる。

すなわち、調理用容器を例えばバーナで形成される火炎により加熱する加熱調理器であれば、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度を赤外線強度検出手段により火炎を介して検出する場合、その火炎には、ＣＯ₂やＨ₂Ｏが気体の状態で存在する。そして、そのコンロにおける実際の火炎は、ＣＯ₂やＨ₂Ｏの発光に伴う高輝度の赤外線を発しているため、その発光は、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度検出手段におけるノイズ発生の原因となる。そして、ＣＯ₂やＨ₂Ｏは、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲内、及び、４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲内において赤外線を発光するので、それらの範囲外であれば、火炎の赤外線発光に伴うノイズの影響が除去できることより極力正確な温度検出が可能となる。

本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記赤外線強度検出手段が、前記放射率均平範囲に設定した前記温度判定用の波長域についての赤外線強度として、前記２種の第２温度計測用の波長域のうちのいずれか１つの波長域についての赤外線強度を検出するように構成されている点にある。

第４特徴構成によれば、前記赤外線強度検出手段は、前記温度判定用の波長域についての赤外線強度として、前記２種の第２温度計測用の波長域のうちのいずれか１つの波長域についての赤外線強度を兼用する構成としているので、それらを異なる波長域に各別に設定するものに較べて、赤外線を受光するための受光手段や特定の波長域の赤外線を通過させるための光学フィルター等の個数が少なくなり簡素な構成にすることができる。

以下、本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置を加熱調理器としてのコンロに適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、加熱調理器としてのコンロは、円形の加熱用の開口１ａを有する平板状の天板１、開口１ａの上方に離間させて加熱対象物調理用の鍋等の調理用容器Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される調理用容器Ｎを加熱する加熱手段としてのガス燃焼式のバーナ３０、そのバーナ３０の作動を制御する燃焼制御部３等を備えて構成されている。

前記バーナ３０は、ブンゼン燃焼式の内炎式バーナであり、燃料供給路５を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル３１、そのガスノズル３１から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気が供給される混合管３２、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口３３を備えて、前記混合管３２から混合気が供給される環状のバーナ本体３４等を備えて構成され、前記バーナ３０は、前記開口１ａの下方に位置させて設けている。

このバーナ３０においては、混合管３２からバーナ本体３４内に供給された燃料ガスＧと空気との混合気が炎口３３からバーナ本体３４の中心に向けて略水平方向に噴出され、その噴出された燃料ガスＧと空気との混合気が燃焼して、火炎Ｆが前記開口１ａを通って上向きに形成される。

前記燃料供給路５には、前記ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁６と、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁７とが設けられ、バーナ３０のバーナ本体３４内の下方には、開口１ａを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿８が設けられる。

さらに、このコンロには、天板の下方側に位置し且つ汁受皿８の中央部に位置して調理用容器から放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出手段としての赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて調理用容器の温度を検出する温度検出手段としての温度検出部５０とを備えた温度検出装置が設けられている。

そして、前記赤外線強度検出部４０が、調理用容器から放射される赤外線における異なる複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出部５０が、赤外線強度検出部４０にて検出される複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に基づいて、調理用容器の温度を検出するように構成されている。さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３０の火炎からの放射強度が強い範囲外に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。

バーナ３０により加熱される調理用容器として、波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器、及び、波長の変化に対する放射率の変化が無い又は変化が少ない放射特性の放射率均平型の調理用容器が存在するが、赤外線強度検出部４０は、前記複数の波長域についての赤外線強度として、波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器に対応させて、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域Ｋ１についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域Ｋ１についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２についての赤外線強度、及び、前記放射率均平範囲に設定した温度判定用の波長域Ｋ３についての赤外線強度の夫々を検出するように構成されている。

又、前記温度検出部５０が、２種の前記第１温度計測用の波長域Ｋ１の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第１予測温度を求め、かつ、２種の前記第２温度計測用の波長域Ｋ２の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第２予測温度を求めて、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度及び前記第２予測温度に基づいて前記調理用容器の温度を判定し、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が前記許容範囲を外れているときは、前記温度判定用の波長域Ｋ３について検出される赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を判定するように構成されている。

以下、赤外線強度検出部４０による赤外線強度の計測対象となる複数の波長域を設定するために、複数の種類の調理用容器を用いて本出願人が行った各種の実測データについて具体的に説明する。ここでは、複数の種類の調理用容器としては、金属の表面に黒色塗装した調理用容器、金属の表面に銀色塗装した調理用容器、ステンレス板を用いた調理用容器、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器、及び、アルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器の夫々を用いて計測した結果を示す。

図２に、本出願人が計測した物体表面温度が２００℃である物体の赤外波長領域における種々の材質についての放射特性を示している。この内容について説明を加えると、黒体では放射率は波長の変化にかかわらず１．０で一定であり、又、金属の表面に黒色塗装した調理用容器、金属の表面に銀色塗装した調理用容器、及び、ステンレス板を用いた調理用容器等では、波長の変化にかかわらず夫々放射率が約０．９程度、０．４程度、及び、０．２程度で略一定である。

しかしながら、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器では、波長が変化すると、放射率が長めの波長領域では約０．９程度で略一定であるのに対して短かめの波長領域においては放射率が小さい値になり、波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射特性であることが実験結果から判明した。つまり、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器が放射率変動型の調理用容器に対応しており、前記長めの波長領域が波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲に対応し、前記短かめの波長領域が波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲に対応する。

図３〜図５には、各種の材質の調理用容器（鍋）についての赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。すなわち、図３は金属の表面に黒色塗装した調理用容器について、図４は金属の表面に銀色塗装した調理用容器について、図５はアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器について、夫々、常温（２５℃）から３００℃程度の範囲で加熱したときに、温度が変化したときの赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。これらの図から明らかなように、加熱調理時の調理用容器の温度、例えば、常温から３００℃程度において、１．５μｍ以上且つ数十μｍ以下の範囲内の波長領域において赤外線が放射しており、例えば、３．５μｍ以上且つ１５μｍ以下の範囲内において各種の赤外線センサにて検出可能な充分な放射強度を有している。

又、図６には、ガス燃焼式のバーナ３０にて形成される火炎から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示しており、この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲、及び、４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲では、火炎からの放射が強い。そこで、赤外線強度検出部４０にて赤外線強度を検出する検出対象波長域としては、このような火炎からの放射が強い波長範囲外に設定することが望ましい。

そして、上記したような調理用容器からの赤外線の放射領域や火炎による影響等を考慮した上で、放射率変動型の調理用容器を用いる場合であっても、極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することができるように、赤外線強度検出部４０による波長域を設定するようにしている。

すなわち、赤外線強度検出部４０による赤外線検出用の波長域として、３．５μｍ以上且つ４μｍ以下の領域を第１波長域α１として設定し、８μｍ以上且つ１１μｍ以下の領域を第２波長域α２として設定し、１３μｍ以上１５μｍ以下の領域を第３波長域α３として設定して、それら３つの波長域の赤外線強度を夫々検出する構成としている。説明を加えると、図３及び図４から判るように、第１波長域α１が、放射率均平型の調理用容器については放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が第２波長域α２や第３波長域α３よりも大きい波長領域に対応するように定められている。言い換えると、第１波長域α１においては、温度の変化に対する赤外線強度の変化についての分解能が第２波長域α２や第３波長域αにおける分解能よりも大きいものになっている。

前記第１波長域α１が前記放射率変動型の調理用容器における前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域Ｋ１に対応し、前記第２波長域α２が前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域Ｋ１に対応する。そして、第２波長域α２及び第３波長域α３が、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２に対応する。従って、この実施形態では、第２波長域α２が、第１温度計測用の波長域Ｋ１及び第２温度計測用の波長域Ｋ２を兼用する構成となっている。さらに、この実施形態では、第２波長域α２が、温度判定用の波長域Ｋ３をも兼用する構成となっている。

図７には、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域α１における赤外線強度（Ａ）及び第２波長域α２における赤外線強度（Ｂ）の比、すなわち第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する調理用容器の温度との関係を示しており、図８には、赤外線強度検出部４０により検出された第２波長域α２における赤外線強度（Ｂ）と第３波長域α３における赤外線強度（Ｃ）の比、すなわち第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）に対する調理用容器の温度との関係を示している。

図７に示すように、前記第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する調理用容器の温度の関係においては、金属の表面に有機シリコン系塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器では、金属の表面に黒色塗装した調理用容器や金属の表面に銀色塗装した調理用容器に対して大きく異なる特性を示しており、第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が同じであっても対応する温度は大きく異なる状態となる。

一方、金属の表面に黒色塗装した調理用容器及び金属の表面に銀色塗装した調理用容器については、常温（２５℃）から３００℃程度の温度範囲において、共に略同じ状態で温度に依存して変化しており、両者は殆ど同じ特性になっている。つまり、第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が同じであれば、その第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する調理用容器の温度は略同じになっている。

そこで、金属の表面に黒色塗装した調理用容器及び金属の表面に銀色塗装した調理用容器については、第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との変化特性についての代表的なものを予め記憶しておき、加熱される調理用容器について、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域α１における赤外線強度と第２波長域α２における赤外線強度の比すなわち第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）を求め、その実測された第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）、及び、予め記憶している前記変化特性から調理用容器の温度を検出することが可能となる。

図８に示すように、第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）に対する調理用容器の温度の関係においては、常温（２５℃）から３００℃程度の温度範囲において、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器は、金属の表面に黒色塗装した調理用容器や金属の表面に銀色塗装した調理用容器のものとほとんど同じ特性になっており、第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）が同じであれば、その第２赤外線強度比に対する調理用容器の温度は略同じになっている。

しかし、図８に記載した実験結果によれば、例えば２００℃以下の温度領域においては、横軸である温度の変化に対する縦軸である赤外線強度比の変化率が小さいだけでなく、調理用容器の材質の違いによるバラつきが少し大きめになっていることが判る。従って、この第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）に対する調理用容器の温度の関係に基づいて調理用容器の温度を計測するようにすると、このような調理用容器の材質の違いによるバラつきが原因で結果精度が低下するおそれがある。

そこで、図２に示すように、金属の表面にシリコン系有機耐熱塗料を塗布した調理用容器やアルミ板の表面をアルマイト処理した調理用容器、すなわち、放射率変動型の調理用容器については、波長が８．０μｍ以上の範囲では、いずれのものについても放射率が０．９程度であることがわかるが、本出願人がさらに詳しく調査した結果、放射率が０．８０から０．９８の範囲であることを見出した。

そこで、本出願人は、放射率が０．８０〜０．９８と変化した場合のそれらの平均値である０．８９又はそれに近い調理用容器を用いて、温度が変化したときの第２波長域α２の赤外線強度の変化特性を予め計測して記憶しておき、その記憶している変化特性と、温度測定対象として材質が異なる調理用容器について赤外線強度検出部４０にて計測された第２波長域α２の赤外線強度の実測値とから、その調理用容器の温度を計測する実験を行ったところ、被測定物の放射率が０．８０〜０．９８と変化した場合においても、実際の温度が２００℃である場合に、その測定結果として、±１５℃の範囲内にあることが実験により確かめられた。このようにして、第２波長域α２の赤外線強度を利用することにより、放射率変動型の調理用容器であっても極力精度よく温度を計測することができるのである。

そこで、前記温度検出部５０は、上記したような第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との変化特性、第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）と調理用容器の温度との変化特性、並びに、放射率が０．８９又はそれに近い調理用容器を用いて計測された調理用容器の温度の変化に対する第２波長域α２の赤外線強度の変化特性の夫々を、予め図示しないメモリに記憶しておき、バーナ３０にて加熱される調理用容器について、前記赤外線強度検出部４０により実際に検出された検出結果とこれらの記憶されている変化特性とから調理用容器の温度を検出するように構成されている。

説明を加えると、温度検出部５０は、前記赤外線強度検出部４０により検出される第１波長域α１における赤外線強度と第２波長域α２における赤外線強度との比である第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）の実測値、及び、前記記憶されている第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）
と温度との変化特性から調理用容器の第１予測温度Ｔ１を求め、更に、前記赤外線強度検出部４０により検出される第２波長域α２における赤外線強度と第３波長域α３における赤外線強度との比の実測値、及び、前記記憶されている第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）と温度との変化特性から調理用容器の第２予測温度Ｔ２を求め、前記第１予測温度Ｔ１と前記第２予測温度Ｔ２との差が許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度Ｔ１を前記調理用容器の温度として、且つ、前記第１予測温度Ｔ１と前記第２予測温度Ｔ２との差が前記許容範囲を超えているときは、前記第２波長域α２を前記温度判定用の波長域Ｋ３として、その第２波長域α２における赤外線強度に基づいて調理用容器の温度を判定するように構成されている。

次に、赤外線強度検出部４０の構成について具体的に説明する。
図１に示すように、赤外線強度検出部４０が、前記汁受皿８の中央部に形成した開口部に下方側から挿入する状態で配設され、その赤外線強度検出部４０にて、五徳２に載置された調理用容器Ｎの底部から放射されて導入された赤外線の赤外線強度を検出するように構成されている。又、図１に示すように、赤外線強度検出部４０は、通過させる赤外線の波長域が互いに異なる３個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、それら３個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂ，４１ｃを通過した赤外線を各別に検出する３個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃとを備えて構成して、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる３つの波長域、すなわち、前記第１波長域α１、前記第２波長域α２及び前記第３波長域α３の夫々についての赤外線強度を検出するように構成されている。ちなみに、前記バンドパスフィルター４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、対応する波長域の赤外線のみを選択的に透過させるように構成されている。

上記のような波長域の赤外線強度を検出する３個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃとしては、Ｇｅ若しくはＩｎＧａＡｓを赤外線セルとして用いたもの、ＰｂＳ若しくはＰｂＳｅを赤外線セルとして用いたもの、また、ＨｇＣｄＴｅを赤外線セルとして用いたもの等、種々のものを利用することができる。また、上記の材料以外にも昇電素子やサーモパイル等を用いることもできる。

次に、前記温度検出部５０により調理用容器Ｎの温度を求める処理について説明する。
温度検出部５０には、上記したような第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との変化特性、第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）と調理用容器の温度との変化特性、及び、放射率が０．８９又はそれに近い調理用容器を用いて計測された調理用容器の温度の変化に対する第２波長域α２の赤外線強度の変化特性が、予めメモリに記憶されている。ちなみに、これらの変化特性は、例えば、各相関関係についての近似式を求めて設定したり、あるいは、マップデータとして記憶する等、種々の形態で記憶しておくことができる。

そして、前記温度検出部５０は、赤外線強度検出部４０にて検出された第１波長域α１に対応する赤外線強度と第２波長域α２に対応する第１赤外線強度（Ｂ／Ａ）を求め、その実測した第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）、及び、予め記憶している第１赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との変化特性から第１予測温度Ｔ１を求める。又、赤外線強度検出部４０にて検出された第２波長域α２に対応する赤外線強度と第３波長域α３に対応する赤外線強度との比つまり第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）を求め、その実測した第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）、及び、予め記憶している第２赤外線強度比（Ｃ／Ｂ）と調理用容器の温度との変化特性から第２予測温度Ｔ２を求める。

そして、第１予測温度Ｔ１と第２予測温度Ｔ２との差が許容範囲（例えば±１５℃の範囲）内であれば第１予測温度Ｔ１を調理用容器の温度として判定する。
一方、第１予測温度Ｔ１と第２予測温度Ｔ２との差が前記許容範囲を超えていれば、第２波長域α２における赤外線強度の検出値、及び、予め記憶している第２波長域α２における赤外線強度と調理用容器の温度との変化特性から、調理用容器の温度を判定するのである。

前記温度検出部５０にて求められた温度は、前記燃焼制御部３に出力され、燃焼制御部３は、この温度検出部５０にて求められる温度に基づいて燃料供給量調節弁６等を制御することにより、調理用容器Ｎの自動温度制御、調理用容器Ｎの過昇温時の緊急停止制御等を行うように構成されている。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。

（１）上記実施形態では、前記温度判定用の波長域Ｋ３として、前記第２波長域α２を兼用する構成としたが、このような構成に代えて、前記温度判定用の波長域Ｋ３として前記第３波長域α３を兼用する構成としてもよく、あるいは、前記放射率均平範囲において、前記第２波長域α２や前記第３波長域α３とは異なる波長域を設定するものでもよい。

（２）上記実施形態では、前記第２波長域α２が、前記第１温度計測用の波長域Ｋ１及び前記第２温度計測用の波長域Ｋ２を兼用する構成としたが、このような構成に代えて、前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域Ｋ１と、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２の夫々を互いに異なる波長域に設定するものでもよい。つまり、２種の第１温度計測用の波長域Ｋ１と２種の第２温度計測用の波長域Ｋ２として異なる４つの波長域を夫々設定する構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、前記温度検出手段が、第１予測温度Ｔ１と第２予測温度Ｔ２との差が許容範囲内であれば第１予測温度Ｔ１を調理用容器の温度として判定する構成としたが、このような構成に代えて、第１予測温度Ｔ１と第２予測温度Ｔ２との差が許容範囲内であれば第１予測温度Ｔ１と第２予測温度Ｔ２との平均値を調理用容器の温度として判定する等、種々の形態で実施することができる。

（４）上記実施形態では、前記加熱調理器として、混合気を環状のバーナ本体から内向きに噴出させて燃焼させる内炎式バーナを備えるコンロを示したが、混合気を外向き上方に噴出させるブンゼン燃焼式のバーナを備えたコンロであってもよい。
つまり、図９に示すように、バーナ３０が、天板１に形成された開口部を通して上方に露出して混合気を外向き上方に噴出させて燃焼させる炎口３３を備える外炎式バーナにて構成するものでもよく、この構成では、炎口３３を形成するバーナ本体３５が円筒状に設けられて、その中央に上下方向に貫通する貫通孔３６が形成され、赤外線強度検出部４０がその貫通孔３６を通した赤外線強度を検出するように構成されている。尚、貫通孔３６の上端部は透光性の窓部３７にて覆う構成としている。

（５）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が、３個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂ，４１ｃを通過した赤外線を各別に検出する３個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂ，４２ｃを備えて、調理用容器Ｎから放射される赤外線における互いに異なる３つの波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、１つの赤外線検出素子に対して３個のバンドパスフィルターが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。

（６）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段が、バーナの中央部の下方側に位置して上下方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものを例示したが、このような構成に限らず、バーナの中央部から横方向に位置をずらせて、斜め方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものでもよく、設置形態は種々変更して実施することができる。

（７）上記実施形態では、前記加熱手段としてガス燃焼式のバーナを用いる構成としたが、加熱手段はバーナに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプを用いたもの、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたもの、又は、電磁誘導加熱（通常、「ＩＨ」と呼ばれる）を行う磁界発生コイルを用いたもの等、電気式加熱部にて構成しても良い。

加熱調理器の概略構成図 放射特性を示す図 調理用容器から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図 調理用容器から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図 調理用容器から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図 火炎から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示す図 調理用容器の温度と赤外線強度比との関係を示す図 調理用容器の温度と赤外線強度比との関係を示す図 別実施形態の加熱調理器の概略構成図

符号の説明

３０ 加熱手段
４０ 赤外線強度検出手段
５０ 温度検出手段
Ｋ１ 第１温度計測用の波長域
Ｋ２ 第２温度計測用の波長域
Ｋ３ 温度判定用の波長域
Ｔ１ 第１予測温度
Ｔ２ 第２予測温度

Claims (4)

1. 調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線における複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記複数の波長域夫々についての赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置であって、
   前記赤外線強度検出手段が、
   前記複数の波長域についての赤外線強度として、
   波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射率均平範囲及び波長の変化に対する放射率の変化が大きい放射率変動範囲を有する放射特性の放射率変動型の調理用容器に対応させて、前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に設定した第１温度計測用の波長域についての赤外線強度、前記放射率均平範囲に異なる波長域として設定した２種の第２温度計測用の波長域についての赤外線強度、及び、前記放射率均平範囲に設定した温度判定用の波長域についての赤外線強度の夫々を検出するように構成され、
   前記温度検出手段が、
   ２種の前記第１温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第１予測温度を求め、かつ、２種の前記第２温度計測用の波長域の夫々について検出される一対の赤外線強度の比に基づいて第２予測温度を求めて、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度及び前記第２予測温度に基づいて前記調理用容器の温度を判定し、前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が前記許容範囲を外れているときは、前記温度判定用の波長域について検出される赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を判定するように構成されている加熱調理器用の温度検出装置。
2. 前記放射率変動範囲に設定した第１温度計測用の波長域が、波長の変化に対する放射率の変化が無い又は変化が少ない放射特性の放射率均平型の調理用容器については放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が前記２種の前記第２温度計測用の波長域よりも大きい波長域に対応するように定められ、
   前記温度検出手段が、
   前記第１予測温度と前記第２予測温度との差が前記許容範囲内にあるときは、前記第１予測温度を前記調理用容器の温度として判定するように構成されている請求項１記載の加熱調理器用の温度検出装置。
3. 前記赤外線強度検出手段が、
   前記放射率変動範囲に設定される前記第１温度計測用の波長域として、３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、且つ、前記放射率均平範囲に設定される前記２種の第２温度計測用の波長域並びに前記温度判定用の波長域として、８．０μｍ以上且つ２０．０μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている請求項１又は２記載の加熱調理器用の温度検出装置。
4. 前記赤外線強度検出手段が、
   前記放射率均平範囲に設定した前記温度判定用の波長域についての赤外線強度として、前記２種の第２温度計測用の波長域のうちのいずれか１つの波長域についての赤外線強度を検出するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器用の温度検出装置。

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