JP2011228147A - Induction heating cooker - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain noncontact, precise, stable, responsive detection of the temperature of a pan without influence of the material quality of the pan on a top plate, the state of a bottom, or temperature elevation of a device component member such as the top plate during cooking.SOLUTION: The induction heating cooker comprises: the top plate to place the pan thereon; a heating coil under the same; a light guide tube provided to a member to fix the heating coil to guide infrared rays from the pan; and a pan temperature detection means which detects the temperature of the pan by calculating an infrared dose radiated from the top plate and the light guide tube from the temperatures of the top plate and the light guide tube and subtracting the result from the output of an infrared detection means, the infrared detection means detecting the infrared rays having passed through the light guide tube.

Description

本発明は、鍋温度検出手段としてサーモパイルを備えた誘導加熱調理器に関する。   The present invention relates to an induction heating cooker provided with a thermopile as a pan temperature detecting means.

誘導加熱調理器は、結晶化ガラス等で構成されるトッププレート下に同心円状の誘導加熱コイル(以下「加熱コイル」と略称)を設置し、これに高周波電流を流し、発生する磁界でトッププレート上に戴置された調理容器である鍋底にうず電流を誘起し、このジュール熱で調理容器である鍋を直接加熱するものである。   An induction heating cooker has a concentric induction heating coil (hereinafter abbreviated as “heating coil”) installed under a top plate made of crystallized glass, etc., and a high-frequency current is passed through the top heating plate. An eddy current is induced at the bottom of the pan, which is a cooking vessel placed on top, and the pan, which is a cooking vessel, is directly heated by this Joule heat.

誘導加熱調理器の鍋温度検出手段として、現在では応答速度が良好な点で加熱された鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで観測し温度を検出するものが多く使われている。この赤外線センサは加熱コイル中心空隙付近の下に配置されて、鍋底から放射される赤外線をトッププレート越しに赤外線センサで検出し、その出力に応じて加熱コイルを駆動するインバータ回路出力を制御して調理温度を調整するものである。   As a means for detecting the temperature of a pan in an induction heating cooker, there are many currently used devices that detect the temperature by observing the infrared rays emitted from the bottom of the pan heated at a good response speed with an infrared sensor through the top plate. . This infrared sensor is placed near the center of the heating coil, detects the infrared radiation emitted from the bottom of the pan with the infrared sensor, and controls the output of the inverter circuit that drives the heating coil according to the output. The cooking temperature is adjusted.

しかし、調理温度(100から300℃)ではその放射赤外線エネルギーは少なく、さらに、トッププレートの光学特性から、トッププレートを通過する波長は1μmから3μmの幅2μm程度しかなく鍋の放射赤外線エネルギーの1〜2%しかない。このため、使用する赤外線センサの感度は体温計等に用いられるそれの2桁高い感度が求められる。   However, at the cooking temperature (100 to 300 ° C.), the radiant infrared energy is small. Further, from the optical characteristics of the top plate, the wavelength passing through the top plate is only about 2 μm with a width of 1 μm to 3 μm. Only 2%. For this reason, the sensitivity of the infrared sensor used is required to be two orders of magnitude higher than that used in thermometers.

さらに、加熱中ではトッププレート自身も鍋底からの伝熱あるいは放射で加熱され、この放射赤外線エネルギーは鍋の放射赤外線エネルギーと同等の量になる。つまり、鍋とトッププレートとの双方からの放射赤外線エネルギーが赤外線センサに入射することになり、調理中のトッププレート自身の温度上昇が鍋温度を検出する赤外線センサの検出外乱となり検出温度に誤差が生じることになる。この課題を解決する手段として特許文献1,2,3に挙げるものがある。   Furthermore, during heating, the top plate itself is also heated by heat transfer or radiation from the bottom of the pan, and this radiant infrared energy is equivalent to the radiant infrared energy of the pan. In other words, the radiant infrared energy from both the pan and the top plate is incident on the infrared sensor, and the temperature rise of the top plate itself during cooking becomes a detection disturbance of the infrared sensor that detects the pan temperature, and the detected temperature has an error. Will occur. Examples of means for solving this problem are disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3.

特許文献1の技術は、トッププレートに設けられ、鍋の底面から放射される赤外線をトッププレートの下に透過させる第1の測定エリアと、トッププレートに設けられ、鍋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、トッププレート下方に設けられ、第1の測定エリアからの赤外線量及び第2の測定エリアからの赤外線量を検出するアレイ状の赤外線検出部とを備え、一つのアレイが検出する第1の測定エリアからの赤外線量から他の一つのアレイが検出する第2の測定エリアからの赤外線量を減算し(差動増幅し)、この出力で鍋温度を検出するものである。つまり、第1の測定エリアからは、鍋底からの赤外線放射とトッププレートからのそれが加算されたものであり、第2の測定エリアからはトッププレート自身が放射する赤外線のみであり、第1のものから第2のものを減算することでトッププレートの温度に影響されない鍋温度の検出技術となっている。   The technique of patent document 1 is provided in the top plate, the 1st measurement area which permeate | transmits the infrared rays radiated | emitted from the bottom face of a pan below a top plate, and the infrared rays provided in the top plate and radiated | emitted from the bottom face of a pan A second measurement area that cuts off the light, and an array-shaped infrared detection unit that is provided below the top plate and detects the amount of infrared rays from the first measurement area and the amount of infrared rays from the second measurement area. The amount of infrared rays from the second measurement area detected by the other array is subtracted from the amount of infrared rays from the first measurement area detected by one array (differential amplification), and the pan temperature is detected by this output. Is. That is, from the first measurement area, the infrared radiation from the pan bottom and that from the top plate are added, and from the second measurement area, only the infrared radiation radiated from the top plate itself is provided. By subtracting the second one from the one, the pan temperature detection technique is not affected by the temperature of the top plate.

特許文献2の技術は、特許文献1と同様の考えであり赤外線検出部を安価な2組の感熱素子(サーミスタ等)で構成される第1の赤外線検知用感熱素子及び第2の赤外線補償用感熱素子とし、各第1及び第2の感熱素子に開口部からの赤外線を導く第1及び第2の導光部が形成される保持体をもつ。そして、第2の導光部が形成される保持体の入射開口部に赤外線遮光膜あるいは遮光材(断熱性弾性体を含む)を配置する。第1の赤外線検知用感熱素子出力と第2の赤外線補償用感熱素子出力を差動増幅することで鍋底の温度を正確に検出するものである。つまり、第1の導光部が形成される保持体下の第1の赤外線検知用感熱素子には、トッププレートを透過した鍋底からの赤外線とトッププレート自身の放射する赤外線が入射され、第2の導光部が形成される保持体下の第2の赤外線補償用検知用感熱素子には、遮光材がトッププレート下面に押し付けられているため概略トッププレート下面の温度になり、トッププレート自身が放射する赤外線に比例する赤外線が入射することになる。そして、第1の赤外線検知用感熱素子出力から第2の赤外線補償用感熱素子出力を減算(差動増幅)することで鍋底の温度を正確に検出する。   The technology of Patent Document 2 is the same idea as Patent Document 1, and the first infrared detection thermal element and the second infrared compensation element are configured with two sets of inexpensive thermal sensors (thermistors, etc.). A heat-sensitive element is provided, and each first and second heat-sensitive element has a holding body on which first and second light guide parts that guide infrared rays from the opening are formed. Then, an infrared light shielding film or a light shielding material (including a heat insulating elastic body) is disposed in the incident opening of the holding body where the second light guide is formed. The temperature at the bottom of the pan is accurately detected by differentially amplifying the first infrared detection thermal element output and the second infrared compensation thermal element output. That is, the infrared rays from the bottom of the pan that have passed through the top plate and the infrared rays that are emitted from the top plate itself are incident on the first infrared detecting thermal element under the holder where the first light guide is formed, In the second infrared thermosensitive sensing element for infrared compensation under the holder where the light guide is formed, the light shielding material is pressed against the lower surface of the top plate, so that the temperature of the upper surface of the top plate is substantially reduced. Infrared rays that are proportional to the emitted infrared rays are incident. Then, the temperature of the pan bottom is accurately detected by subtracting (differential amplification) the second infrared compensation thermal element output from the first infrared detection thermal element output.

特許文献3の技術は、特許文献1,2と同様の考えであり、天板(トッププレート)下面に配置される赤外線検出手段と、この赤外線検出手段出力から鍋底温度を検出する第1の温度検出手段と、天板下面に配置され天板の温度を検出する第2の温度検出手段(サーミスタ)と、赤外線検出手段の出力を第2の温度検出手段の出力に応じて減算する減算手段と備え、この減算手段の出力で検出した鍋温度を補正して、加熱コイルへの加熱出力を制御するものである。つまり、鍋底からの赤外線放射と天板からのそれが重畳された赤外線出力から第1の温度検出手段が出力する鍋温度と天板温度が加算されたものを、第2の温度検出手段から天板自身が放射する赤外線が赤外線検出手段に出力する天板温度を減算することで天板の温度に影響されない鍋温度の検出技術になっている。   The technique of Patent Document 3 is the same idea as Patent Documents 1 and 2, and an infrared detection means arranged on the lower surface of the top plate (top plate), and a first temperature for detecting the pan bottom temperature from the output of the infrared detection means. Detection means, second temperature detection means (thermistor) disposed on the lower surface of the top board for detecting the temperature of the top board, and subtraction means for subtracting the output of the infrared detection means according to the output of the second temperature detection means The pan temperature detected by the output of the subtracting means is corrected to control the heating output to the heating coil. That is, the sum of the pan temperature and the top plate temperature output by the first temperature detecting means from the infrared output in which the infrared radiation from the pan bottom and that from the top plate are superimposed is added to the top temperature from the second temperature detecting means. The temperature of the pan is not affected by the temperature of the top plate by subtracting the temperature of the top plate output to the infrared detecting means by the infrared rays emitted from the plate itself.

特開2004−111055号公報JP 2004-111055 A 特開2004−63451号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-63451 特開2006−40778号公報JP 2006-40778 A

特許文献1の鍋温度検出手段は、少なくとも2つのアレイを持つ赤外線検出部が必要となるため、高価にならざるを得ない。また、第2の測定エリアはトッププレート下面に赤外線を遮断する高価な黒体塗料を塗布して作成している。また、この黒体の放射率はトッププレート自身の放射率とは異なる。そのため、トッププレートと同じ温度にある黒体の赤外線量はトッププレート自身の赤外線量とは異なる。したがって第1の測定エリアからの赤外線量を検出する赤外線検出手段の出力から第2の測定エリアからの赤外線を検出する赤外線検出手段の出力を減算してもトッププレートの温度に影響されない正確な鍋温度の検出はできない。   The pan temperature detection means of Patent Document 1 must be expensive because an infrared detection unit having at least two arrays is required. The second measurement area is created by applying an expensive black body paint that blocks infrared rays on the lower surface of the top plate. The emissivity of this black body is different from that of the top plate itself. Therefore, the infrared amount of a black body at the same temperature as the top plate is different from the infrared amount of the top plate itself. Therefore, even if the output of the infrared detection means for detecting the infrared light from the second measurement area is subtracted from the output of the infrared detection means for detecting the amount of infrared light from the first measurement area, the accurate pan is not affected by the temperature of the top plate. Temperature cannot be detected.

特許文献2の鍋温度検出手段は、赤外線検出に感熱素子(サーミスタ)を用いている。周知のようにサーミスタは温度によりその抵抗値が非線形に変化する。そして、第1の赤外線検知用感熱素子の検出温度(鍋)と第2の赤外線補償用感熱素子の検出温度(トッププレート)は大きく異なるため、素子の抵抗値は大きく非線形に異なることになる。したがって夫々の素子のこの抵抗変化出力に線形な減算を行っても、トッププレートの温度に影響されない正確な鍋温度の検出はできない。   The pan temperature detecting means of Patent Document 2 uses a thermal element (thermistor) for infrared detection. As is well known, the resistance value of the thermistor varies nonlinearly with temperature. And since the detection temperature (pan) of the 1st infrared detection thermal element and the detection temperature (top plate) of the 2nd infrared compensation thermal element differ greatly, the resistance value of an element will differ large nonlinearly. Therefore, even if linear subtraction is performed on this resistance change output of each element, it is not possible to accurately detect the pan temperature that is not affected by the temperature of the top plate.

特許文献3の鍋温度検出手段は、第2の温度検出手段で天板(トッププレート)温度を検出し、これから天板自身が放射する赤外線が赤外線検出手段に出力する値を推定し、これを第1の温度検出手段の出力から減算することで天板の温度に影響されない正確な鍋温度が検出すると述べられているが、具体的な推定手段(方法)については言及されていない。更に後述するが、第1の温度検出手段の出力には天板からの赤外線量の他に、赤外線検出手段に赤外線を導光する導光筒あるいは検出手段周囲の構造物からの赤外線量も含まれる。これらを排除あるいは減算しなければ正確な鍋温度の検出はできない。   The pan temperature detecting means of Patent Document 3 detects the top plate temperature by the second temperature detecting means, and estimates the value that the infrared rays emitted from the top plate itself are output to the infrared detecting means. Although it is stated that an accurate pan temperature that is not affected by the temperature of the top plate is detected by subtracting from the output of the first temperature detection means, no specific estimation means (method) is mentioned. As will be described later, in addition to the amount of infrared rays from the top plate, the output of the first temperature detection means includes the amount of infrared rays from the light guide tube that guides infrared rays to the infrared detection means or the structure around the detection means. It is. Accurate pan temperature cannot be detected unless these are eliminated or subtracted.

赤外線センサで温度検出する場合の他の課題は、被測定物の放射率の影響を受けることである。鍋底の赤外線放射率は、鍋底の材質,色,加工状態(鍋底の塗装や鍋底の刻印,ヘアライン加工,リング加工,打ち込み加工等)に大きく依存する。また、同じ鍋であっても鍋底に付着した調理油等の汚れによって放射率が異なってくる。すなわち、同じ温度,同じ材質の鍋底であっても、色,加工あるいは汚れ状態が異なると放射する赤外線エネルギーが異なるため赤外線センサで受光する赤外線エネルギーも異なり、異なる温度が検出されることになる。このため、鍋底の相違により赤外線による温度検出が異なるのを補正する手段が必要になる。上記特許文献1,2,3には正確な鍋底温度検出に必要な放射率検出について言及されていない。   Another problem in detecting temperature with an infrared sensor is that it is affected by the emissivity of the object to be measured. The infrared emissivity of the pan bottom depends greatly on the material, color and processing state of the pan bottom (painting of the pan bottom, engraving of the pan bottom, hairline processing, ring processing, driving processing, etc.). Moreover, even in the same pan, the emissivity varies depending on dirt such as cooking oil adhering to the bottom of the pan. That is, even when the pan is made of the same temperature and the same material, if the color, processing or dirt state is different, the infrared energy to be radiated is different, so the infrared energy received by the infrared sensor is also different, and a different temperature is detected. For this reason, a means for correcting the difference in temperature detection by infrared rays due to the difference in the pan bottom is required. Patent Documents 1, 2, and 3 do not mention emissivity detection necessary for accurate pan bottom temperature detection.

本発明は赤外線センサとしてサーモパイルを用いた鍋温度検出手段において、トッププレート上に置かれる鍋の鍋底温度を、トッププレートおよび鍋底からの赤外線を赤外線センサに導く加熱コイルに設けた導光筒の温度あるいは赤外線センサの前面に配置される部材の温度に影響されずに、安定して精度良く検出することを可能にし、安全性,使い勝手の向上した誘導加熱調理器を提供することを目的とする。   The present invention relates to a pan temperature detecting means using a thermopile as an infrared sensor, and the temperature of a light guide tube provided in a heating coil for guiding infrared rays from the top plate and the pan bottom to the infrared sensor. Alternatively, an object of the present invention is to provide an induction heating cooker that can be detected stably and accurately without being affected by the temperature of a member disposed on the front surface of an infrared sensor, and has improved safety and usability.

更に鍋底の材質,色,加工状態に拘らず正確に鍋底温度を検出する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an induction heating cooker that accurately detects the pan bottom temperature regardless of the material, color, and processing state of the pan bottom.

上記課題は、調理容器である鍋を上面に置く結晶化ガラスからなるトッププレートと、トッププレートの下に設けられ前記鍋を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、加熱コイルの下に設けられ、前記鍋底などから放射される赤外線を検出するサーモパイルからなる赤外線検出手段と、前記加熱コイルの支持部に設けられ、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記鍋底から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、前記トッププレートの下面に配置されこの温度を検出する第1の温度検出手段と、前記導光筒に配置されこの温度を検出する第2の温度検出手段と、前記第1の温度検出手段の出力に基づき前記トッププレートから放射される赤外線量を算出する第1の赤外線量算出手段と、前記第2の温度検出手段の出力に基づき前記導光筒から放射される赤外線量を算出する第2の赤外線量算出手段と、前記赤外線検出手段の出力から、前記第1及び第2の赤外線量算出手段の出力を減算する減算手段と、前記加熱コイルへ高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、高周波電力供給手段の出力電力を制御する電力制御手段と、前記減算手段の出力より前記調理容器の底面の温度を検出する鍋温度検出手段とを備える誘導加熱調理器によって解決できる。   The above problems include a top plate made of crystallized glass with a pan serving as a cooking container on the top surface, a heating coil that is provided under the top plate and generates an induction magnetic field to heat the pan, and under the heating coil Infrared detection means comprising a thermopile for detecting infrared radiation emitted from the pan bottom and the like, and provided in a support portion of the heating coil, blocking infrared radiation emitted from the heating coil, and emitted from the pan bottom A light guide tube for guiding infrared rays to the infrared detection unit; a first temperature detection unit disposed on the lower surface of the top plate for detecting the temperature; and a second temperature disposed on the light guide tube for detecting the temperature. Detecting means; first infrared ray amount calculating means for calculating an infrared ray amount emitted from the top plate based on an output of the first temperature detecting means; and Second infrared amount calculating means for calculating the amount of infrared rays emitted from the light guide tube based on the output of the degree detecting means, and the outputs of the first and second infrared amount calculating means from the outputs of the infrared detecting means. Subtracting means for subtracting, high frequency power supply means for supplying high frequency power to the heating coil, power control means for controlling the output power of the high frequency power supply means, and the temperature of the bottom surface of the cooking container from the output of the subtraction means It can be solved by an induction heating cooker provided with a pan temperature detecting means for detecting the temperature.

また、上記に加え、前記赤外線検出手段前面に前記トッププレートと同一光学特性を有する窓材を設け、窓材にこの温度を検出する第3の温度検出手段と、前記第3の温度検出手段の出力に基づき前記窓材から放射される赤外線量を算出する第3の赤外線量算出手段と、前記赤外線検出手段の出力から、前記第1及び第2及び第3の赤外線量算出手段の出力を減算する減算手段とを備える誘導加熱調理器によって解決できる。   In addition to the above, a window material having the same optical characteristics as the top plate is provided on the front surface of the infrared detection means, and a third temperature detection means for detecting this temperature on the window material, and a third temperature detection means A third infrared ray amount calculating means for calculating an infrared ray amount emitted from the window material based on the output; and an output of the first, second and third infrared ray amount calculating means from the output of the infrared ray detecting means. This can be solved by an induction heating cooker provided with subtracting means.

更に上記に加え、前記赤外線検出手段の近傍に配置される赤外線発光および受光素子と、前記赤外線発光素子が鍋底面に一定量の赤外線を投光し、この反射光を前記赤外線受光素子で受光し、この反射光の量から鍋底の放射率を計測する放射率計測手段とを備え、前記減算手段の出力を放射率計測手段の出力に基づき補正する補正手段とを備える誘導加熱調理器によって解決できる。   In addition to the above, an infrared light emitting and receiving element disposed in the vicinity of the infrared detecting means, and the infrared light emitting element projects a certain amount of infrared light on the bottom of the pan, and the reflected light is received by the infrared light receiving element. And an emissivity measuring means for measuring the emissivity of the pan bottom from the amount of the reflected light, and can be solved by an induction heating cooker comprising a correcting means for correcting the output of the subtracting means based on the output of the emissivity measuring means. .

本発明によれば、サーモパイル赤外線センサを用いて、調理時の周囲温度つまり、トッププレートおよび導光筒および赤外線センサ前面に配置する部材の温度によらず安定して加熱鍋底の温度を正確に検出する鍋温度検出手段を提供することができる。そして、正確に検出した高温部温度により適切に加熱コイルへの高周波電力を制御することで安全かつ最適な調理を可能にする誘導加熱調理器を提供できる。   According to the present invention, by using a thermopile infrared sensor, the temperature at the bottom of the heating pan can be accurately and stably detected regardless of the ambient temperature during cooking, that is, the temperature of the top plate, the light guide tube, and the member disposed in front of the infrared sensor. A pan temperature detecting means can be provided. And the induction heating cooking appliance which enables safe and optimal cooking by controlling the high frequency electric power to a heating coil appropriately by the high temperature part temperature detected correctly can be provided.

さらに、鍋底温度を検出するサーモパイル赤外線センサの近傍に赤外線発光および受光素子を配置して温度検出と同一視野で鍋底の放射率を計測し、赤外線センサの出力を補正することで鍋底の材質,色,加工状態あるいは汚れの状態に拘らず正確に鍋底温度を検出することが可能になり、正確に検出した鍋底温度を用いて加熱の制御を行うことができるので、上手に調理をすることが可能となる。   In addition, infrared light emitting and receiving elements are placed in the vicinity of the thermopile infrared sensor that detects the pan bottom temperature, and the emissivity of the pan bottom is measured in the same field of view as the temperature detection, and the output of the infrared sensor is corrected to correct the pan bottom material and color. , Because it is possible to accurately detect the temperature at the bottom of the pan regardless of the processing state or the state of dirt, it is possible to control the heating using the accurately detected temperature at the bottom of the pan, so it is possible to cook well It becomes.

実施例1の誘導加熱調理器の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the induction heating cooking appliance of Example 1. FIG. 実施例1の誘導加熱調理器の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the induction heating cooking appliance of Example 1. FIG. 実施例1の加熱コイル周辺の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the heating coil periphery of Example 1. FIG. 実施例1の加熱コイルおよび鍋温度検出装置の配置を示す平面図。The top view which shows arrangement | positioning of the heating coil of Example 1, and a pan temperature detection apparatus. 実施例1の加熱コイルの裏面を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing the back surface of the heating coil according to the first embodiment. 実施例1の鍋温度検出装置の平面および断面図。The top view and sectional drawing of the pan temperature detection apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の反射型フォトインタラプタを示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a reflective photointerrupter according to the first exemplary embodiment. 実施例1のサーモパイルの詳細を示す平面および断面図。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing details of the thermopile of Example 1. 実施例1の誘導加熱調理器の制御ブロック図。The control block diagram of the induction heating cooking appliance of Example 1. FIG. 実施例1のサーモパイル温度検出回路の詳細を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating details of a thermopile temperature detection circuit according to the first embodiment. 実施例1の反射率検出回路の詳細を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating details of the reflectance detection circuit according to the first embodiment. 実施例1の反射率検出回路の動作タイミングチャート。6 is an operation timing chart of the reflectance detection circuit according to the first embodiment. プランクの分布則による分光放射エネルギーを示す図。The figure which shows the spectral radiant energy by Planck's distribution law. 本実施例で使用するトッププレートなどガラスの光学特性を示す図。The figure which shows the optical characteristic of glass, such as a top plate used in a present Example. 実施例1の各部材とその放射赤外線エネルギーを示す模式図。The schematic diagram which shows each member of Example 1, and its radiation infrared energy. 実施例1のサーモパイルの視野特性。The visual field characteristic of the thermopile of Example 1. 実施例1の各部温度と赤外線吸収膜への入射赤外線エネルギーの関係を示す図。The figure which shows the relationship between each part temperature of Example 1, and the incident infrared energy to an infrared rays absorption film. 実施例1の黒体(鍋底)温度とサーモパイル温度検出回路出力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the black body (pan bottom) temperature of Example 1, and a thermopile temperature detection circuit output. 実施例1のトッププレート温度とサーモパイル温度検出回路出力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the top plate temperature of Example 1, and a thermopile temperature detection circuit output. 実施例1のセンサ視野筒および結晶化ガラス光学フィルタ温度とサーモパイル温度検出回路出力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the sensor visual field cylinder of Example 1, crystallized glass optical filter temperature, and a thermopile temperature detection circuit output. 実施例1の反射率検出回路の鍋有無による出力説明図。Output explanatory drawing by the presence or absence of a pan of the reflectance detection circuit of Example 1. FIG. 実施例1の反射率検出回路の反射電圧と反射率の関係を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a reflection voltage and a reflectance of the reflectance detection circuit according to the first embodiment. 実施例1の各種鍋の鍋底温度と鍋温度検出回路出力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the pot bottom temperature of the various pots of Example 1, and a pot temperature detection circuit output. 実施例1の各種鍋放射率と反射率の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the various pan emissivity of Example 1, and a reflectance. 実施例1の誘導加熱調理のフローチャート。2 is a flowchart of induction heating cooking according to the first embodiment. 実施例1の反射率検出のフローチャート。5 is a flowchart of reflectance detection according to the first embodiment. 実施例1の鍋温度検出のフローチャート。The flowchart of the pan temperature detection of Example 1. FIG. 実施例2の加熱コイルを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a heating coil of Example 2. 実施例2の鍋温度検出のフローチャート。The flowchart of the pot temperature detection of Example 2. FIG.

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は実施例1の誘導加熱調理器の本体1の斜視図であり、図2は図1中に一点鎖線AA′で示される部分に調理鍋6を載せたときの概略縦断面図である。以下では、誘導加熱が可能な鍋置き場所が2口、ラジエントヒータやハロゲンヒータ等のヒータ(加熱源)の放射熱で加熱可能な鍋置き場所が1口ある3口の誘導加熱調理器を例に挙げ説明を行うが、本発明の適用対象はこれに限られず例えば誘導加熱が可能な鍋置き場所を3口設けた誘導加熱調理器であっても良い。なお、調理鍋6は、誘導加熱に適した磁性体の鉄鍋であっても良いし、非磁性体のアルミ鍋,銅鍋であっても良い。   1 is a perspective view of a main body 1 of an induction heating cooker according to a first embodiment, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view when a cooking pan 6 is placed on a portion indicated by a one-dot chain line AA ′ in FIG. . In the following, an induction heating cooker having three units with two pan storage locations where induction heating is possible and one pan storage location capable of being heated by radiant heat from a heater (heating source) such as a radiant heater or a halogen heater will be described. However, the application target of the present invention is not limited to this, and may be, for example, an induction heating cooker provided with three pot places where induction heating is possible. The cooking pan 6 may be a magnetic iron pan suitable for induction heating, or a non-magnetic aluminum pan or copper pan.

図1および図2に示すように、本体1の上面には、結晶化ガラス等の非磁性体によって形成されたトッププレート2が装着されている。また、トッププレート2の手前には、各口の加熱開始あるいは加熱コースを指示するスイッチ,各口の加熱状態(温度等)を表示する表示器が配置される操作表示部3が装着されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a top plate 2 formed of a nonmagnetic material such as crystallized glass is mounted on the upper surface of the main body 1. Further, in front of the top plate 2, an operation display unit 3 in which a switch for instructing the heating start or heating course of each port and a display for displaying the heating state (temperature, etc.) of each port is mounted. .

トッププレート2の上面には、その下に配置される加熱コイル7あるいはラジエントヒータの最外半径におよそ一致する半径の円表示4が加熱可能な鍋置き場所を示すために印刷されている。また、トッププレート2は普通可視光に対して透明であるため、上面にはフリットガラスに耐熱塗料を混入した耐熱耐久性の衣装印刷、下面には耐熱面塗装を施し、機器内部が見えないようにしてある。誘導加熱が可能な鍋置き場所2口の円表示4の中央から約50mmずれた位置に後述する鍋温度検出のために印刷,塗装を行っていない赤外線透過窓5が設けられている。この赤外線透過窓5は赤外光を透過させるためであり、この部分だけ赤外光に対しては透明な可視光カット部材(耐熱フィルムまたはガラス)を下面に装着しても良い。   On the upper surface of the top plate 2, a circle display 4 having a radius that approximately matches the outermost radius of the heating coil 7 or the radiant heater disposed thereunder is printed to indicate a place where the pan can be heated. In addition, the top plate 2 is normally transparent to visible light, so the upper surface is coated with a heat resistant and durable garment mixed with a heat resistant paint on the frit glass, and the lower surface is coated with a heat resistant surface so that the interior of the device cannot be seen. It is. An infrared transmission window 5 that is not printed or painted for detecting the pot temperature, which will be described later, is provided at a position shifted by about 50 mm from the center of the circle display 4 at the two pot places where induction heating is possible. This infrared transmission window 5 is for transmitting infrared light, and a visible light cut member (heat-resistant film or glass) that is transparent to infrared light only on this portion may be attached to the lower surface.

トッププレート2の上面の各口(円表示4)に、調理鍋6を置き加熱調理を行う。図2に示すように、加熱コイル7にインバータ回路8(高周波電流供給手段)からの高周波電流を供給すると、外周側の第1のコイル7aと内周側の第2のコイル7bに分割された加熱コイル7が高周波磁界9(図中破線で示す)を発生し、この高周波磁界が調理鍋6と鎖交して、渦電流を発生し、そのジュール熱により調理鍋6自身が誘導加熱され発熱する。従って、調理鍋6内の調理物は、調理鍋6自身の発熱によって加熱調理される。このとき、調理鍋6の下にあるトッププレート2も、発熱した調理鍋6からの伝熱あるいは放射熱により高温になる。   A cooking pan 6 is placed in each mouth (circle display 4) on the upper surface of the top plate 2 and cooking is performed. As shown in FIG. 2, when the high frequency current from the inverter circuit 8 (high frequency current supply means) is supplied to the heating coil 7, it is divided into a first coil 7a on the outer peripheral side and a second coil 7b on the inner peripheral side. The heating coil 7 generates a high-frequency magnetic field 9 (indicated by a broken line in the figure). This high-frequency magnetic field is linked to the cooking pan 6 to generate an eddy current, and the cooking pan 6 itself is induction-heated by the Joule heat to generate heat. To do. Accordingly, the food in the cooking pan 6 is cooked by the heat generated by the cooking pan 6 itself. At this time, the top plate 2 under the cooking pan 6 also becomes high temperature due to heat transfer or radiant heat from the cooking pan 6 that has generated heat.

図3に加熱コイル7周辺の断面を詳しく示す。図3に示すようにトッププレート2下面には第1のコイル7aと第2のコイル7bの間にコイル間隙7cを備えて分割された加熱コイル7が耐熱プラスチックで構成されるコイルベース10内に同心円状(渦巻き状)に巻かれて配置される。加熱コイル7の下側にはコイルベース部材内部にコ字状のフェライト11が凸部を上にして放射状に配置されている。このフェライト11は加熱コイル7が発生する磁束をトッププレート2上の調理容器である調理鍋6に効率良く導くために配置される。また、磁束がコイルベース10下部に漏洩するのを防止する。フェライト11は透磁率が高く磁束はほとんどフェライト11内を通過するからである。   FIG. 3 shows a cross section around the heating coil 7 in detail. As shown in FIG. 3, a heating coil 7 divided with a coil gap 7c between the first coil 7a and the second coil 7b on the lower surface of the top plate 2 is placed in a coil base 10 made of heat-resistant plastic. They are arranged concentrically (spirally). Below the heating coil 7, U-shaped ferrites 11 are radially arranged inside the coil base member with the convex portions up. The ferrite 11 is arranged to efficiently guide the magnetic flux generated by the heating coil 7 to the cooking pan 6 that is a cooking container on the top plate 2. Further, the magnetic flux is prevented from leaking to the lower part of the coil base 10. This is because the ferrite 11 has a high magnetic permeability and almost all the magnetic flux passes through the ferrite 11.

コイルベース10の下には加熱コイル7を冷却するためのコイル冷却風路15が設置される。コイル冷却風路15は二つに分けられ、一つは第1のコイル7aの内周側に接続され、第2のコイル7bおよび第1のコイル7a上面を冷却するコイル上面冷却風路15a、他の一つは第1のコイル7aの下面を冷却するコイル下面冷却風路15bである。コイルベース10の中心部分下に位置するコイル上面冷却風路15aの上面には円形上のコイル上面冷却風送出孔15cが開口している。   A coil cooling air passage 15 for cooling the heating coil 7 is installed under the coil base 10. The coil cooling air passage 15 is divided into two, one is connected to the inner peripheral side of the first coil 7a, and the coil upper surface cooling air passage 15a for cooling the upper surfaces of the second coil 7b and the first coil 7a, The other one is a coil lower surface cooling air passage 15b for cooling the lower surface of the first coil 7a. On the upper surface of the coil upper surface cooling air passage 15a located under the center portion of the coil base 10, a circular coil upper surface cooling air sending hole 15c is opened.

コイルベース10の中心部は円筒状の内空洞14aになっており、第1のコイル7aの内周側にはフェライト11を内蔵する放射上梁に繋がる円筒状の外空洞壁14bになっている。この外空洞壁14bの下部に、コイル上面冷却風路15aのコイル上面冷却風送出孔15cが接続される。コイル上面冷却風送出孔15cの周囲にはグラスウール等のシール材16が設けられ先の外空洞壁14bに接続されている。   The central portion of the coil base 10 is a cylindrical inner cavity 14a, and a cylindrical outer cavity wall 14b connected to the radial beam containing the ferrite 11 is formed on the inner peripheral side of the first coil 7a. . A coil upper surface cooling air sending hole 15c of the coil upper surface cooling air passage 15a is connected to the lower portion of the outer cavity wall 14b. A sealing material 16 such as glass wool is provided around the coil upper surface cooling air sending hole 15c and connected to the outer cavity wall 14b.

コイル冷却風路15の下にはインバータ回路8等の回路基板を内蔵する回路冷却風路17a,17bが2段重ねて設けられ、夫々には左右の加熱コイル7L,7Rのインバータ回路等が内蔵されている。これらの冷却風路は本体1に固定される。   Under the coil cooling air passage 15, circuit cooling air passages 17a and 17b containing a circuit board such as an inverter circuit 8 are provided in two layers, and inverter circuits for the left and right heating coils 7L and 7R, etc., are built in, respectively. Has been. These cooling air passages are fixed to the main body 1.

コイルベース10はコイル下面冷却風路15bまたは回路冷却風路17aに固定される3個のコイルベース受け12からバネ13で押され、トッププレート2の下面に押し付けられる。   The coil base 10 is pressed by the spring 13 from the three coil base receivers 12 fixed to the coil lower surface cooling air passage 15b or the circuit cooling air passage 17a, and is pressed against the lower surface of the top plate 2.

コイル上面冷却風送出孔15c下のコイル上面冷却風路15a中には鍋温度検出装置18が配置される。鍋温度検出装置18は誘導加熱された調理鍋6の底面温度をトッププレート2の赤外線透過窓5を透過する赤外線から検出する。   A pan temperature detector 18 is arranged in the coil upper surface cooling air passage 15a below the coil upper surface cooling air delivery hole 15c. The pan temperature detection device 18 detects the bottom surface temperature of the cooking pan 6 heated by induction from the infrared rays transmitted through the infrared transmission window 5 of the top plate 2.

加熱調理中にはコイル上面冷却風路15a,コイル下面冷却風路15b,回路冷却風路17a,17bには本体1に内蔵されるファン(図示せず)から外気が導入される。コイル上面冷却風路15a内を流れる冷却風は鍋温度検出装置18を冷却しながらコイル上面冷却風送出孔15cから円筒状の外空洞壁14b内のコイル間隙7cおよび内空洞14aを上昇し、コイル間隙7cおよび内空洞14a上部から、トッププレート2に遮られトッププレート2と加熱コイル7の間をコイル径方向外側に流れ、加熱コイル7の上面およびトッププレート2下面を冷却する。コイル下面冷却風路15bのコイル7aの下面にあたる部分には小さな孔が複数開けられ、コイル下面冷却風路15b内を流れる冷却風は、ここからコイル7a下面に向かって噴流してこれを冷却する。   During cooking, outside air is introduced into the coil upper surface cooling air passage 15a, the coil lower surface cooling air passage 15b, and the circuit cooling air passages 17a and 17b from a fan (not shown) built in the main body 1. The cooling air flowing in the coil upper surface cooling air passage 15a raises the coil gap 7c and the inner cavity 14a in the cylindrical outer cavity wall 14b from the coil upper surface cooling air sending hole 15c while cooling the pan temperature detecting device 18, and the coil From the upper part of the gap 7c and the inner cavity 14a, it is blocked by the top plate 2 and flows between the top plate 2 and the heating coil 7 outward in the coil radial direction, and the upper surface of the heating coil 7 and the lower surface of the top plate 2 are cooled. A plurality of small holes are formed in a portion corresponding to the lower surface of the coil 7a of the coil lower surface cooling air passage 15b, and the cooling air flowing in the coil lower surface cooling air passage 15b is jetted from here toward the lower surface of the coil 7a to cool it. .

図4にトッププレート2を除いた図3の上面図の詳細を示す。加熱コイル7,コイルベース10,コイル上面冷却風路15aの詳細構成図である。加熱コイル7および内空洞14aと鍋温度検出装置18の水平面での位置関係を示す。   FIG. 4 shows details of the top view of FIG. 3 excluding the top plate 2. It is a detailed block diagram of the heating coil 7, the coil base 10, and the coil upper surface cooling air path 15a. The positional relationship in the horizontal surface of the heating coil 7, the inner cavity 14a, and the pan temperature detection apparatus 18 is shown.

加熱コイル7は、テフロン(登録商標)等で絶縁被膜されるリッツ線で同心円状に同一方向に巻回され、外周側の第1のコイル7aと内周側の第2のコイル7bに分割される。そのコイル間隙7cは幅およそ15mmの同心帯状をなし、第1のコイル7aの巻き終わりはコイル間隙7cを架橋し第2のコイル7bの巻き始めとなり、第1のコイル7aと架橋線7dと第2のコイル7bで加熱コイル7を構成する。コイルベース10には第1のコイル7aの内周側に円筒状の外空洞壁14bが設けられ、その内側がコイル間隙7cとなっている。また、第2のコイル7bの内周側に内空洞14aが設けられる。さらに、コイル間隙7cの一部、放射状に配置される二つのフェライト11間に円筒状の視野筒19(内径約12mm)が設けられ、この視野筒19の下に鍋温度検出装置18が設置される。   The heating coil 7 is concentrically wound in the same direction with a litz wire that is insulated with Teflon (registered trademark) or the like, and is divided into a first coil 7a on the outer peripheral side and a second coil 7b on the inner peripheral side. The The coil gap 7c has a concentric band shape with a width of about 15 mm. The winding end of the first coil 7a bridges the coil gap 7c and becomes the winding start of the second coil 7b. The first coil 7a, the bridging wire 7d, The heating coil 7 is composed of two coils 7b. The coil base 10 is provided with a cylindrical outer cavity wall 14b on the inner peripheral side of the first coil 7a, and the inside is a coil gap 7c. An inner cavity 14a is provided on the inner peripheral side of the second coil 7b. Further, a cylindrical field cylinder 19 (inner diameter of about 12 mm) is provided between two ferrites 11 arranged radially in part of the coil gap 7 c, and a pan temperature detecting device 18 is installed under the field cylinder 19. The

視野筒19の上部横にはトッププレート2の赤外線透過窓5の横下面に接触するようにサーミスタ20a(第1の温度検出手段)が設置される。   A thermistor 20a (first temperature detecting means) is installed on the upper side of the field cylinder 19 so as to be in contact with the horizontal lower surface of the infrared transmitting window 5 of the top plate 2.

誘導加熱された鍋底面からの赤外線はトッププレート2の赤外線透過窓5を透過し、視野筒19から後で詳細に説明する鍋温度検出装置18に内蔵されるサーモパイル25に入射する。   Infrared rays from the bottom of the pan heated by induction pass through the infrared transmission window 5 of the top plate 2 and enter the thermopile 25 built in the pan temperature detector 18 described in detail later from the visual field cylinder 19.

図5は先の図4を裏から見た図を示す。コイルベース10には2個の低電圧端子21a,高電圧端子21bが設けられ、低電圧端子21aには第1のコイル7aの巻き始めが接続され、高電圧端子21bには第2のコイルの巻き終わりが接続される。この端子にはインバータ回路8の出力線22a,22bがねじで固定される。銅やアルミニウム等の非磁性体の鍋では4〜5kVの高電圧が出力される高電圧出力線22bは高電圧端子21bに接続される。視野筒19の下部外壁側面にはサーミスタ20b(第2の温度検出手段)が視野筒19の内壁温度を検出するように壁内部に埋め込まれる形に設置される。   FIG. 5 shows a view of FIG. 4 from the back. The coil base 10 is provided with two low voltage terminals 21a and a high voltage terminal 21b. The low voltage terminal 21a is connected to the start of winding of the first coil 7a, and the high voltage terminal 21b is connected to the second coil. End of winding is connected. The output lines 22a and 22b of the inverter circuit 8 are fixed to the terminals with screws. In a non-magnetic pot such as copper or aluminum, a high voltage output line 22b that outputs a high voltage of 4 to 5 kV is connected to a high voltage terminal 21b. A thermistor 20b (second temperature detection means) is installed on the side of the lower outer wall of the field cylinder 19 so as to be embedded inside the wall so as to detect the inner wall temperature of the field cylinder 19.

図4,図5で説明したように鍋温度検出装置18は、架橋線7dの近傍をさけ、かつ高電圧出力線22bが接続される高電圧端子21bから離れた位置にあるコイル間隙7cに設けられた視野筒19の下にそのケース窓30が位置するように設置される。   As described in FIGS. 4 and 5, the pan temperature detecting device 18 is provided in the coil gap 7c at a position away from the high-voltage terminal 21b to which the high-voltage output line 22b is connected while avoiding the vicinity of the bridge line 7d. The case window 30 is installed so as to be positioned under the viewing cylinder 19.

図6に鍋温度検出装置18の詳細を示す。   FIG. 6 shows details of the pan temperature detecting device 18.

図6(a)は、鍋温度検出装置18の平面図を示す。鍋温度検出装置18は、ヒートシンク55を被せた赤外線検出センサ(サーモパイル25)と反射型フォトインタラプタ26を中心に構成される。サーモパイル25と反射型フォトインタラプタ26はサーモパイルの出力信号を増幅するサーモパイル温度検出回路72(後で詳細を説明する)と反射率検出回路73(後で詳細を説明する)が実装される電子回路基板27に配置され、このサーモパイル25と反射型フォトインタラプタ26および電子回路基板27は、全体をプラスチック部材の赤外線センサケース29(一点鎖線で示す)内に密封される。この赤外線センサケース29には赤外線を透過させるためにケース窓30が開けられ、このケース窓30にはトッププレート2を構成する結晶化ガラスとほぼ同じ光学特性(但し図14破線で示すように1μm以上の長波長側の光学特性はほぼ同じだが、短波長側でトッププレートに比べて透過率小の領域が400nmほどあり、この部分の可視光がカットされるため目には赤黒く見える)を持つ結晶化ガラスを薄く正方形に切り出したものを結晶化ガラス光学フィルタ31として嵌め込んである。また、結晶化ガラス光学フィルタ31の上面にはその温度を検出するサーミスタ20c(第3の温度検出手段)が設けられている。   FIG. 6A shows a plan view of the pan temperature detecting device 18. The pan temperature detection device 18 is mainly composed of an infrared detection sensor (thermopile 25) covered with a heat sink 55 and a reflective photo interrupter 26. The thermopile 25 and the reflection type photo interrupter 26 are electronic circuit boards on which a thermopile temperature detection circuit 72 (details will be described later) and a reflectance detection circuit 73 (details will be described later) for amplifying the output signal of the thermopile are mounted. 27, the thermopile 25, the reflective photo interrupter 26, and the electronic circuit board 27 are hermetically sealed in an infrared sensor case 29 (indicated by a one-dot chain line) of a plastic member. The infrared sensor case 29 has a case window 30 for transmitting infrared rays. The case window 30 has almost the same optical characteristics as the crystallized glass constituting the top plate 2 (however, 1 μm as shown by the broken line in FIG. 14). The optical characteristics on the long wavelength side are almost the same, but on the short wavelength side, there is a region with a low transmittance of about 400 nm compared to the top plate, and the visible light in this part is cut, so the eyes appear reddish. A crystallized glass cut into a thin square is fitted as a crystallized glass optical filter 31. A thermistor 20c (third temperature detecting means) for detecting the temperature is provided on the upper surface of the crystallized glass optical filter 31.

そして、結晶化ガラス光学フィルタ31の下にヒートシンク55を被せたサーモパイル25と反射型フォトインタラプタ26が電子回路基板27上に実装されている。この赤外線センサケース29は、周りをアルミニウム等の透磁率がほぼ1の金属ケース32(2点鎖線で示す)で覆っている。当然、先のケース窓30の所は開口されている。そして、更にアルミニウム製の金属ケース32は、周りをプラスチック部材の外側赤外線センサケース33で覆っている。当然先のケース窓30の所は開口されている。つまり、サーモパイル25は3重のケースで覆われた形になっている。   A thermopile 25 and a reflective photointerrupter 26 with a heat sink 55 covered under the crystallized glass optical filter 31 are mounted on the electronic circuit board 27. The infrared sensor case 29 is covered with a metal case 32 (indicated by a two-dot chain line) having a permeability of approximately 1 such as aluminum. Naturally, the previous case window 30 is opened. Further, the metal case 32 made of aluminum is covered with an outer infrared sensor case 33 made of a plastic member. Of course, the previous case window 30 is opened. That is, the thermopile 25 is covered with a triple case.

そして、鍋温度検出装置18はそのケース窓30がコイルベース10の視野筒19内を望むようにコイル上面冷却風路15a内に設置される。   And the pan temperature detection apparatus 18 is installed in the coil upper surface cooling air path 15a so that the case window 30 desires the inside of the visual field cylinder 19 of the coil base 10.

図6(a)中のA−A′線に沿った断面図を図6(b)に示す。これは、赤外線センサケース29内に設置される電子回路基板27に装着されるサーモパイル25および反射型フォトインタラプタ26と赤外線センサケース29のケース窓30,結晶化ガラス光学フィルタ31との位置関係を示す断面図である。   FIG. 6B shows a cross-sectional view along the line AA ′ in FIG. This shows the positional relationship between the thermopile 25 and the reflective photo interrupter 26 mounted on the electronic circuit board 27 installed in the infrared sensor case 29, the case window 30 of the infrared sensor case 29, and the crystallized glass optical filter 31. It is sectional drawing.

図7に反射型フォトインタラプタ26の詳細を示す。反射型フォトインタラプタ26は赤外線発光素子としての赤外線LED50と赤外線受光素子としての赤外線フォトトランジスタ51を同一プラスチック部材に並べてモールドしたものである。赤外線LEDの発光面上にはプラスチックでレンズが構成され細いビームで930nm付近の赤外光を上方に照射する。赤外線フォトトランジスタ51の受光面上には可視光阻止のプラスチックでレンズが構成され、先の照射赤外光の物体(鍋底面)での反射赤外光を狭い視野角で受光し、その受光量に比例した電流を出力する。この反射型フォトインタラプタ26は赤外線発光素子と受光素子の対で構成されるものでトッププレート2上に置かれた調理鍋6底面の反射率を計測するものである。   FIG. 7 shows details of the reflective photo interrupter 26. The reflection type photo interrupter 26 is obtained by molding an infrared LED 50 as an infrared light emitting element and an infrared phototransistor 51 as an infrared light receiving element on the same plastic member. A lens is made of plastic on the light emitting surface of the infrared LED, and infrared light of around 930 nm is irradiated upward with a thin beam. A lens is made of visible light blocking plastic on the light receiving surface of the infrared phototransistor 51, and the reflected infrared light at the object (pan bottom) of the previous irradiated infrared light is received with a narrow viewing angle, and the amount of received light A current proportional to is output. This reflection type photo interrupter 26 is constituted by a pair of an infrared light emitting element and a light receiving element, and measures the reflectance of the bottom surface of the cooking pan 6 placed on the top plate 2.

反射型フォトインタラプタ26前面の発光,受光部を結晶化ガラス光学フィルタ31の下面直下に配置している。これは赤外線発光が直上の結晶化ガラス光学フィルタ31で反射され、受光されるのを防止するためである。   The light emitting and receiving portions on the front surface of the reflective photointerrupter 26 are arranged immediately below the lower surface of the crystallized glass optical filter 31. This is to prevent infrared light from being reflected and received by the crystallized glass optical filter 31 directly above.

赤外線LED50の赤外線発光は結晶化ガラス光学フィルタ31を85%以上透過するが、残り15%は反射され、すぐ横の赤外線フォトトランジスタ51で受光される。この反射光はすぐ横の赤外線フォトトランジスタ51で受光される。この受光レベルは反射面との距離が短いと大きく、本来目的であるトッププレート2上にある鍋底面での反射光の受光に影響する。このため、本実施例では、図示するように結晶化ガラス光学フィルタ31と反射型フォトインタラプタ26(赤外線LED50および赤外線フォトトランジスタ51)の発光・受光面との距離を500μm以内程度にまで接近させ、赤外線LED50の発光赤外線が結晶化ガラス光学フィルタ31で反射する反射分が赤外線フォトトランジスタ51で受光されないようにしている。理想的には結晶化ガラス光学フィルタ31下面と反射型フォトインタラプタ26の上面を接触させたほうが望ましい。   Infrared light emitted from the infrared LED 50 passes through the crystallized glass optical filter 31 by 85% or more, but the remaining 15% is reflected and received by the adjacent infrared phototransistor 51. This reflected light is received by the lateral infrared phototransistor 51 immediately. This light reception level is large when the distance to the reflection surface is short, and affects the reception of the reflected light at the bottom surface of the pan on the top plate 2 which is the original purpose. For this reason, in this embodiment, as shown in the figure, the distance between the crystallized glass optical filter 31 and the light emitting / receiving surface of the reflective photointerrupter 26 (infrared LED 50 and infrared phototransistor 51) is brought close to within 500 μm, The reflected light reflected by the crystallized glass optical filter 31 from the infrared LED 50 is prevented from being received by the infrared phototransistor 51. Ideally, the lower surface of the crystallized glass optical filter 31 and the upper surface of the reflective photointerrupter 26 are preferably brought into contact with each other.

図8にサーモパイル25の詳細を示す。図8(a)はヒートシンク55とサーモパイル25の斜視図を示す。図8(b)はヒートシンク55を除いた図8(a)中B−B′で示す線でのサーモパイル25の断面図であり、図8(c)は図8(b)中C−C′で示す線での断面の平面図である。なお、熱電対が見えるように、赤外線吸収膜を省略して示してある。   FIG. 8 shows details of the thermopile 25. FIG. 8A is a perspective view of the heat sink 55 and the thermopile 25. 8B is a cross-sectional view of the thermopile 25 taken along the line BB ′ in FIG. 8A excluding the heat sink 55, and FIG. 8C is a cross-sectional view of CC ′ in FIG. 8B. It is a top view of the cross section in the line shown by. The infrared absorption film is omitted so that the thermocouple can be seen.

サーモパイル25は熱電対(サーモカップル)を多数縦列接続した(パイリング)したもので、ニッケルめっき鋼板等の金属キャン35と金属ステム36からなる金属ケース37内にこれが内蔵されている。およそ300μm厚のシリコン基材38表面に電気的および熱的に絶縁するためシリコン酸化膜39を形成し、この上にポリシリコン,アルミを順次パターン蒸着しポリシリコン蒸着膜40,アルミ蒸着膜41で熱電対を多数作成し、これを縦列接続する。ポリシリコン,アルミ接合点(測温接点)のあるシリコン基材38中央部には、黒体に近い酸化ルビジウム膜等の赤外線吸収膜43を形成する。ポリシリコンおよびアルミ蒸着膜の一端は冷接点部44であり、これはシリコン基材38の周囲に配置する。シリコン基材38の裏面を周囲(冷接点部)を残して290μmまでエッチングし、測温接点部分のあるシリコン基材の厚みを10μmに形成する。これは熱電導の良好なシリコンを薄くすることで、測温接点部42と冷接点部44の熱伝導を少なくし測温接点部と冷接点部を熱的に絶縁するためである。   The thermopile 25 is obtained by connecting a number of thermocouples (thermocouples) in cascade (piling). The thermopile 25 is built in a metal case 37 made of a metal can 35 such as a nickel-plated steel plate and a metal stem 36. A silicon oxide film 39 is formed on the surface of the silicon substrate 38 having a thickness of about 300 μm to electrically and thermally insulate, and polysilicon and aluminum are sequentially deposited on the surface of the silicon oxide film 39 by the polysilicon deposited film 40 and the aluminum deposited film 41. Create many thermocouples and connect them in cascade. An infrared absorption film 43 such as a rubidium oxide film close to a black body is formed at the center of the silicon substrate 38 having a polysilicon / aluminum junction (temperature measuring contact). One end of the polysilicon and aluminum vapor deposition film is a cold junction 44, which is disposed around the silicon substrate 38. The back surface of the silicon substrate 38 is etched to 290 μm leaving the periphery (cold contact portion), and the thickness of the silicon substrate having the temperature measuring contact portion is formed to 10 μm. This is to reduce the heat conduction between the temperature measuring contact portion 42 and the cold junction portion 44 by thinning the silicon having good thermal conductivity, thereby thermally insulating the temperature measuring contact portion and the cold junction portion.

このシリコン基材38を金属ケース37の金属ステム36にボンド等で固定する。同時に金属ステム36にはセラミック上に膜形成したNTCサーミスタ45を同様に配置する。これは金属ケース37内にある熱電対の雰囲気温度を検出し、熱電対の熱起電力を補正するためである。詳細は後述する。金属ステム36には絶縁シールされた4本の金属ピン46が貫通配置されており、この金属ピンに先の熱電対の出力とNTCサーミスタ45がワイヤ接続される。金属ステム36には、筒状の金属キャン35が不活性ガス中で被せられ溶着される。この金属キャン35の上面には小穴の窓47が開けられ、ここに内側からガラス凸レンズ48が装着されている。この小穴の垂直下に先の測温接点部42(赤外線吸収膜43の下にある)が位置するようにシリコン基材38が固定される。このガラス凸レンズ48は赤外線透過窓5の視野範囲が赤外線吸収膜43に結像するように設計される。   The silicon substrate 38 is fixed to the metal stem 36 of the metal case 37 with a bond or the like. At the same time, the NTC thermistor 45 formed on the ceramic is similarly disposed on the metal stem 36. This is for detecting the ambient temperature of the thermocouple in the metal case 37 and correcting the thermoelectromotive force of the thermocouple. Details will be described later. Four metal pins 46 that are insulated and sealed pass through the metal stem 36, and the output of the previous thermocouple and the NTC thermistor 45 are wire-connected to the metal pins 36. A cylindrical metal can 35 is covered and welded to the metal stem 36 in an inert gas. A small-hole window 47 is opened on the upper surface of the metal can 35, and a glass convex lens 48 is mounted on the inside thereof. The silicon substrate 38 is fixed so that the temperature measuring contact portion 42 (below the infrared absorption film 43) is positioned below the small hole. The glass convex lens 48 is designed so that the field of view of the infrared transmission window 5 forms an image on the infrared absorption film 43.

サーモパイル25内の熱電対の測温接点部42(赤外線吸収膜43の下にある)にはこの小穴の窓47を通過しガラス凸レンズ48で集光された赤外線で加熱され、この加熱温度上昇は通過した赤外線エネルギーに比例し、熱電対の冷接点部44と測温接点部42の温度差に比例した電圧が熱電対出力の金属ピン46に出力される。   The thermocouple temperature measuring contact 42 (below the infrared absorbing film 43) in the thermopile 25 is heated by infrared rays that pass through the small hole window 47 and is condensed by the glass convex lens 48. A voltage proportional to the temperature difference between the cold junction portion 44 and the temperature measuring contact portion 42 of the thermocouple is output to the thermocouple output metal pin 46 in proportion to the infrared energy that has passed.

前述したようにサーモパイル25は金属ケース37が熱的には熱電対の冷接点と同じであり、この温度変動がそのままサーモパイル25の出力変動となってしまう。そのため、ヒートシンク55を熱バッファ(熱容量を大きくする)として装着して周囲温度変化に対する出力変動を減少させる。   As described above, in the thermopile 25, the metal case 37 is thermally the same as the cold junction of the thermocouple, and this temperature fluctuation directly becomes the output fluctuation of the thermopile 25. For this reason, the heat sink 55 is mounted as a thermal buffer (increasing the heat capacity) to reduce output fluctuations due to changes in ambient temperature.

図9に本実施例の誘導加熱調理器の制御ブロック図を示す。マイクロコンピュータ60が誘導加熱調理器の動作を制御する。以下記号Rは図1の手前右にあるに誘導加熱口に関するブロックを表し、記号Lは図1の手前左にある誘導加熱口に関するブロックを表す。2つのインバータ回路8Rおよび8Lは加熱コイル7R及び7Lに高周波電流を供給する。このインバータ回路8R,8Lの動作周波数及びコイルへの供給電力を調整するのが周波数制御回路61R,61L及び電力制御回路62R,62Lである。動作周波数を変化させるのは、鍋の金属種類によって高周波電流の周波数で誘導加熱効率が変化するためである。一般に鉄では20kHz、これより抵抗率の低い銅,アルミでは70kHz以上の周波数が用いられる。この周波数切り替えは図示しない鍋種類判別手段の判断に基づいてマイクロコンピュータ60が周波数制御回路を制御して行う。   FIG. 9 shows a control block diagram of the induction heating cooker of the present embodiment. The microcomputer 60 controls the operation of the induction heating cooker. In the following, symbol R represents a block relating to the induction heating port located on the right side in FIG. 1, and symbol L represents a block relating to the induction heating port located on the left side in FIG. The two inverter circuits 8R and 8L supply high-frequency current to the heating coils 7R and 7L. The frequency control circuits 61R and 61L and the power control circuits 62R and 62L adjust the operating frequency of the inverter circuits 8R and 8L and the power supplied to the coils. The reason for changing the operating frequency is that the induction heating efficiency changes at the frequency of the high-frequency current depending on the metal type of the pan. In general, a frequency of 20 kHz is used for iron, and a frequency of 70 kHz or more is used for copper and aluminum having a lower resistivity. This frequency switching is performed by the microcomputer 60 controlling the frequency control circuit based on the judgment of the pan type discrimination means (not shown).

各インバータ回路8R,8Lには整流回路63から直流電圧が供給される。この整流回路63には電源スイッチ64を介して3端子200Vの商用電源65が接続されている。商用電源の接地端子は本体1の金属部に接地線で接続される。ラジエントヒータ66にはラジエントヒータ回路67を介して商用電源65が接続され、ラジエントヒータ回路67がラジエントヒータ66に供給する電力を制御する。   A DC voltage is supplied from the rectifier circuit 63 to each of the inverter circuits 8R and 8L. The rectifier circuit 63 is connected to a commercial power supply 65 having three terminals 200V via a power switch 64. The ground terminal of the commercial power supply is connected to the metal part of the main body 1 with a ground wire. A commercial power supply 65 is connected to the radiant heater 66 through a radiant heater circuit 67, and the radiant heater circuit 67 controls power supplied to the radiant heater 66.

マイクロコンピュータ60には、操作表示部3の操作スイッチ68,表示回路69が接続され使用者の操作指示を受け付け、機器の動作状態表示を行う。また、ブザー70が接続され使用者の操作ボタン押しあるいはエラー等の警告などを報知する。マイクロコンピュータ60は使用者の指示に従い、周波数制御回路61R,61Lと電力制御回路62R,62L及びラジエントヒータ回路67を制御して、トッププレート2上の調理鍋6を加熱する。   The microcomputer 60 is connected with an operation switch 68 and a display circuit 69 of the operation display unit 3 to receive a user's operation instruction and display an operation state of the device. Further, a buzzer 70 is connected to notify a user of an operation button press or a warning such as an error. The microcomputer 60 controls the frequency control circuits 61R and 61L, the power control circuits 62R and 62L, and the radiant heater circuit 67 in accordance with a user instruction to heat the cooking pan 6 on the top plate 2.

サーモパイル25はサーモパイル温度検出回路72に接続され出力が増幅され、マイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。反射型フォトインタラプタ26は反射率検出回路73に接続され、マイクロコンピュータ60のポート出力で発光素子の発光を制御され、調理鍋6で反射された赤外光は受光素子で受光され、その出力信号は増幅されマイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。サーモパイル温度検出回路72および反射率検出回路73の動作の詳細は後述する。更にサーミスタ20aR,20bR,20cRはその入力を選択してその温度検出値を順次マイクロコンピュータ60のAD端子に出力するサーミスタ温度検出回路74Rに接続され、その出力はマイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。同様にサーミスタ20aL,20bL,20cLもサーミスタ温度検出回路74Lに接続され、その出力もマイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。   The thermopile 25 is connected to a thermopile temperature detection circuit 72 so that the output is amplified and input to the AD terminal of the microcomputer 60. The reflection type photo interrupter 26 is connected to the reflectance detection circuit 73, the light emission of the light emitting element is controlled by the port output of the microcomputer 60, the infrared light reflected by the cooking pan 6 is received by the light receiving element, and its output signal Is amplified and input to the AD terminal of the microcomputer 60. Details of the operations of the thermopile temperature detection circuit 72 and the reflectance detection circuit 73 will be described later. Further, the thermistors 20aR, 20bR, and 20cR are connected to a thermistor temperature detection circuit 74R that selects the input and sequentially outputs the temperature detection values to the AD terminal of the microcomputer 60. The output is input to the AD terminal of the microcomputer 60. The Similarly, the thermistors 20aL, 20bL, and 20cL are also connected to the thermistor temperature detection circuit 74L, and the output is also input to the AD terminal of the microcomputer 60.

赤外線量算出手段,減算手段,反射率補正手段はマイクロコンピュータ60のソフトウエアで行われる。後で詳細は述べる。マイクロコンピュータ60は各サーミスタでトッププレート2,視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31の温度を知り、各部材の放射赤外線量に相等する電圧を得る。前記温度から電圧への変換は後述する方法で予めテーブルの形で記憶されている(赤外線量算出手段の動作)。   The infrared amount calculation means, the subtraction means, and the reflectance correction means are performed by software of the microcomputer 60. Details will be described later. The microcomputer 60 knows the temperatures of the top plate 2, the field tube 19, and the crystallized glass optical filter 31 by each thermistor, and obtains a voltage equivalent to the amount of radiant infrared rays of each member. The conversion from temperature to voltage is stored in the form of a table in advance by the method described later (operation of the infrared ray amount calculating means).

そして、マイクロコンピュータ60はサーモパイル温度検出回路72の出力から先の各電圧を減算し、トッププレート2,視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31の影響を相殺する(減算手段の動作)。   The microcomputer 60 subtracts the previous voltages from the output of the thermopile temperature detection circuit 72 to cancel the influence of the top plate 2, the field tube 19, and the crystallized glass optical filter 31 (operation of the subtracting means).

また、マイクロコンピュータ60は反射率検出回路73の出力から調理鍋の赤外線反射率を知り、先の減算結果を反射率で補正して調理鍋の温度を検出する。この処理もマイクロコンピュータ60のソフトウエアで行われる(反射率補正手段の動作)。そして、電力制御回路62を介して、調理鍋6の加熱を制御する。この処理法の詳細は後述する。   The microcomputer 60 knows the infrared reflectance of the cooking pot from the output of the reflectance detection circuit 73 and corrects the previous subtraction result with the reflectance to detect the temperature of the cooking pot. This process is also performed by the software of the microcomputer 60 (operation of the reflectance correction means). And the heating of the cooking pan 6 is controlled via the power control circuit 62. Details of this processing method will be described later.

図10にサーモパイル温度検出回路72の詳細を示す。サーモパイル25の熱電対出力(熱起電力)(図中(+),(−)記号間の電圧)はオペアンプ72−1で約2000倍に増幅され出力端子72−2に出力される。この出力電圧はマイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。オペアンプ72−1の増幅度は抵抗72−3(=R1)と抵抗72−4(=R2)の比(R2/R1)で決まる。また、サーモパイル内のNTCサーミスタ45は、回路電源電圧を抵抗72−5,72−6,72−7で分圧された電圧源(抵抗72−6の両端)に抵抗72−8と直列接続された状態で接続され、この抵抗72−8との接続点aは熱電対出力端子(−)に接続されている。NTCサーミスタ45は負の温度特性を持った抵抗素子であり温度上昇で抵抗値が低下する。このため、サーモパイル25内の温度が上昇すると先の接続点aの電圧は上昇する。熱電対出力(図中(+),(−)記号間の電圧)は測温接点42(赤外線エネルギーで加熱される点)と冷接点部(熱電対出力端子)44の温度差に比例する。このため、サーモパイル25の設置される雰囲気温度で金属ケース37内雰囲気(NTCサーミスタが内蔵される)温度が上昇すると熱電対出力は減少する。この減少を接続点aの電圧上昇で補償する。すなわちNTCサーミスタ45はサーモパイル(熱電対)25の出力すなわち測定対象の放射赤外線エネルギーによる出力が周囲温度で変化するのを防ぐために使用される。つまり、サーモパイル25の周囲温度が変化しても、測定対象の温度すなわち入射する赤外線エネルギーが変化しなければ出力変化を起こさないという冷接点温度補償を行っている。   FIG. 10 shows details of the thermopile temperature detection circuit 72. The thermocouple output (thermoelectromotive force) of the thermopile 25 (voltage between (+) and (−) symbols in the figure) is amplified about 2000 times by the operational amplifier 72-1, and is output to the output terminal 72-2. This output voltage is input to the AD terminal of the microcomputer 60. The amplification degree of the operational amplifier 72-1 is determined by the ratio (R2 / R1) of the resistor 72-3 (= R1) and the resistor 72-4 (= R2). The NTC thermistor 45 in the thermopile is connected in series with the resistor 72-8 to a voltage source (both ends of the resistor 72-6) obtained by dividing the circuit power supply voltage by the resistors 72-5, 72-6, and 72-7. The connection point a with the resistor 72-8 is connected to the thermocouple output terminal (-). The NTC thermistor 45 is a resistance element having negative temperature characteristics, and the resistance value decreases as the temperature rises. For this reason, when the temperature in the thermopile 25 rises, the voltage of the previous connection point a rises. The thermocouple output (the voltage between the symbols (+) and (−) in the figure) is proportional to the temperature difference between the temperature measuring contact 42 (a point heated by infrared energy) and the cold junction (thermocouple output terminal) 44. For this reason, when the atmosphere in the metal case 37 (in which the NTC thermistor is built) rises at the ambient temperature where the thermopile 25 is installed, the thermocouple output decreases. This decrease is compensated by the voltage increase at the connection point a. That is, the NTC thermistor 45 is used to prevent the output of the thermopile (thermocouple) 25, that is, the output due to the radiant infrared energy of the measurement object from changing at the ambient temperature. That is, even if the ambient temperature of the thermopile 25 changes, cold junction temperature compensation is performed so that the output does not change unless the temperature of the measurement object, that is, the incident infrared energy changes.

図11,図12を用いて反射率検出回路73の詳細を示す。図11において、50は発光素子である赤外線LEDであり、例えばその発光波長は930nmである。51は赤外線フォトトランジスタであり、例えばピーク感度波長が800nmで赤外線LED50の発光波長930nmでもピーク感度の80%の感度をもつものである。また、可視光をカットする光学フィルタが受光面に配置されている。図12に反射率検出回路73の動作タイミングチャートを示す。反射型フォトインタラプタ26の発光素子である赤外線LED50はトランジスタ73−1で駆動される。この駆動はマイクロコンピュータ60の出力ポートから駆動信号端子73−2に入力される信号で制御される。図12(a)にこの信号を示す。デューティ50%の矩形波信号を駆動信号端子73−2に入力すると、赤外線LED50は信号が5Vのとき発光し、0Vのときは消灯する。この発光強度は赤外線LED50に流す電流に比例し、この電流は抵抗73−3の値で決められる。本実施例では抵抗値を固定して発光強度は一定である。この赤外発光がトッププレート2及び調理鍋6の底面で反射され、受光素子である赤外線フォトトランジスタ51で受光されると光電流により抵抗73−4に電圧が発生する。この電圧を図12(b)に示す。反射が大きく(受光量が多く)なれば電圧は比例して大きくなる。この信号電圧はコンデンサ73−5で直流分がカットされ、交流信号(図12(c)に示す)としてオペアンプ73−6で構成される正転直流増幅器に入力される。ここで交流信号のプラス側成分のみが増幅される。図12(d)にこれを示す。この増幅されたデューティ50%の信号は充放電回路73−7で直流の平均値電圧に変換され、出力端子73−8から出力される。この出力はマイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。   Details of the reflectance detection circuit 73 will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, reference numeral 50 denotes an infrared LED which is a light emitting element. For example, the emission wavelength is 930 nm. Reference numeral 51 denotes an infrared phototransistor, which has a sensitivity of 80% of the peak sensitivity even when the peak sensitivity wavelength is 800 nm and the emission wavelength of the infrared LED 50 is 930 nm. An optical filter that cuts visible light is disposed on the light receiving surface. FIG. 12 shows an operation timing chart of the reflectance detection circuit 73. The infrared LED 50 which is a light emitting element of the reflective photo interrupter 26 is driven by a transistor 73-1. This drive is controlled by a signal input from the output port of the microcomputer 60 to the drive signal terminal 73-2. FIG. 12A shows this signal. When a rectangular wave signal with a duty of 50% is input to the drive signal terminal 73-2, the infrared LED 50 emits light when the signal is 5V, and turns off when the signal is 0V. This emission intensity is proportional to the current flowing through the infrared LED 50, and this current is determined by the value of the resistor 73-3. In this embodiment, the resistance value is fixed and the light emission intensity is constant. When the infrared light is reflected on the bottom surfaces of the top plate 2 and the cooking pan 6 and received by the infrared phototransistor 51 as a light receiving element, a voltage is generated in the resistor 73-4 by the photocurrent. This voltage is shown in FIG. If the reflection is large (the amount of received light is large), the voltage increases proportionally. This signal voltage has its direct current component cut by the capacitor 73-5, and is input as an alternating current signal (shown in FIG. 12C) to a normal rotation direct current amplifier composed of an operational amplifier 73-6. Here, only the positive component of the AC signal is amplified. This is shown in FIG. The amplified 50% duty signal is converted to a DC average voltage by the charge / discharge circuit 73-7 and output from the output terminal 73-8. This output is input to the AD terminal of the microcomputer 60.

このように反射率検出回路73は発光強度が一定のキャリア変調された赤外光を鍋底面に放射し、鍋で反射される赤外光を受光してその平均値電圧を反射電圧として得ることで反射率に相当する値を検出する。調理鍋6が置かれていない場合にはトッププレートのみでの反射でありこれは一定の値を示す。これからの増加分が鍋からの反射分であり、この量が鍋の反射率に相当するものである。   In this way, the reflectance detection circuit 73 emits carrier-modulated infrared light having a constant emission intensity to the bottom of the pan, receives the infrared light reflected by the pan, and obtains the average voltage as the reflected voltage. The value corresponding to the reflectance is detected by. When the cooking pan 6 is not placed, the reflection is only from the top plate, which shows a constant value. The future increase is the reflection from the pan, and this amount corresponds to the reflectivity of the pan.

赤外発光をキャリア変調し、受光経路で直流成分をカットしているのは、自然光あるいは白熱電灯,蛍光灯などの照明機器に含まれる一定の赤外光が鍋の反射率検出に影響するのを防止するためである。(可視光は受光素子の光学フィルタでカットされる。)また、赤外線フォトトランジスタ51の暗電流の影響も防止している。   Infrared emission is carrier-modulated and the direct current component is cut off in the light receiving path because natural light or certain infrared light contained in lighting equipment such as incandescent lamps and fluorescent lamps affects the reflectance detection of the pan. It is for preventing. (Visible light is cut by the optical filter of the light receiving element.) Further, the influence of the dark current of the infrared phototransistor 51 is also prevented.

以下本実施例1の動作を説明する。   The operation of the first embodiment will be described below.

トッププレート2上に置かれた調理鍋6は誘導加熱により発熱する。この加熱により調理鍋6底面からは赤外線が放射される。この全放射エネルギーEは鍋温度Tの4乗に比例したものである。(E=σT4;ステファン・ボルツマンの法則)図13にプランクの分布則から算出される黒体温度の分光放射エネルギーを示す。この分光放射エネルギーを全波長域で積分すれば、全放射エネルギーEが求まり、これは温度(絶対温度)の4乗に比例する。これが前述のステファン・ボルツマンの法則であり、この係数σがステファン・ボルツマン係数である。分光放射エネルギーのピーク波長はウィーンの変移則から、調理温度100〜300℃で5μm〜8μmである。 The cooking pan 6 placed on the top plate 2 generates heat by induction heating. By this heating, infrared rays are radiated from the bottom of the cooking pan 6. This total radiant energy E is proportional to the fourth power of the pan temperature T. (E = σT 4 ; Stefan-Boltzmann law) FIG. 13 shows the spectral radiant energy of the black body temperature calculated from the Planck distribution law. If this spectral radiant energy is integrated over the entire wavelength region, the total radiant energy E is obtained, which is proportional to the fourth power of the temperature (absolute temperature). This is the aforementioned Stefan-Boltzmann law, and this coefficient σ is the Stefan-Boltzmann coefficient. The peak wavelength of the spectral radiant energy is 5 μm to 8 μm at a cooking temperature of 100 to 300 ° C. based on the Vienna transition law.

誘導加熱された鍋底は、黒体温度の全放射エネルギーEに鍋底の放射率εを乗じた全放射エネルギーを温度に応じて放出する。すなわち黒体温度の全放射エネルギーEと鍋底温度のそれ(E′=εσT4)との比が放射率εである。 The induction-heated pan bottom emits the total radiant energy obtained by multiplying the total radiant energy E of the black body temperature by the emissivity ε of the pan bottom according to the temperature. That is, the ratio of the total radiant energy E of the black body temperature to that of the pan bottom temperature (E ′ = εσT 4 ) is the emissivity ε.

一方、非磁性体である結晶化ガラス(トッププレート2)の光学特性を図14に実線で示す。図14に実線で示すように、結晶化ガラスは、0.2μm〜2.9μmの波長の光を80%以上透過し、3〜4.5μmの波長の光を30%程度透過し、4.5μmよりも長い波長、及び、0.2μmよりも短い波長の光をほとんど透過しない。この光学特性のため鍋から放射される赤外線放射エネルギー(図13参照)の大部分(波長5μm以上の大部分)はトッププレート2を通過できない。通過できるのは鍋から放射される全赤外線放射エネルギーの1%程度である。   On the other hand, the optical characteristics of crystallized glass (top plate 2), which is a non-magnetic material, are shown by solid lines in FIG. As shown by a solid line in FIG. 14, the crystallized glass transmits 80% or more of light having a wavelength of 0.2 μm to 2.9 μm, and transmits about 30% of light having a wavelength of 3 to 4.5 μm. It hardly transmits light having a wavelength longer than 5 μm and a wavelength shorter than 0.2 μm. Due to this optical characteristic, most of the infrared radiation energy (see FIG. 13) radiated from the pan cannot pass through the top plate 2. What can pass is about 1% of the total infrared radiation energy radiated from the pan.

赤外線センサとしては周知のように、赤外線フォトダイオード,赤外線フォトトランジスタのような量子型とサーモパイル,焦電素子のような熱型とがある。量子型センサは量子効果で赤外線を検出するため狭い波長帯域で高い感度を持ち、熱型は広い波長帯域で低い感度を持つのが特徴である。量子型は半導体の種類で感度波長が決められ、シリコンのように安価に購入できるものは実用感度波長が可視光外(0.8μm)から1μm以下のため、検出温度の範囲が300℃以上となる。一方熱型は量子型に比べ、可視光から20μm以下の広い波長帯域で均一の低い感度を持つ(原理的には波長依存性を持たない)。このため、センサへの赤外線受光面の前に光学フィルタを設け、検出温度範囲波長を狭めて外乱を防ぐ。   As is well known, infrared sensors include quantum types such as infrared photodiodes and infrared phototransistors, and thermal types such as thermopile and pyroelectric elements. The quantum type sensor is characterized by high sensitivity in a narrow wavelength band because it detects infrared rays by the quantum effect, and the thermal type has low sensitivity in a wide wavelength band. For the quantum type, the sensitivity wavelength is determined by the type of semiconductor, and those that can be purchased at a low cost, such as silicon, have a practical sensitivity wavelength of 1 μm or less from outside visible light (0.8 μm), so the detection temperature range is 300 ° C. or more. Become. On the other hand, the thermal type has a uniform and low sensitivity in a wide wavelength band of 20 μm or less from visible light compared to the quantum type (in principle, it has no wavelength dependence). For this reason, an optical filter is provided in front of the infrared light receiving surface to the sensor to prevent disturbance by narrowing the detection temperature range wavelength.

本実施例では、調理温度範囲が100から300℃であるため、赤外線センサとして熱型であるサーモパイルを用いる。同じ熱型の焦電素子は微分型のセンサであるため、赤外線入射を断続する必要があり、普通機械的なチョッパ機構が使われる。このため、信頼性の点で誘導加熱調理器のような家電品に用いるのは不向きである。一方サーモパイルはこのような機構を必要とせず、また、近年MEMS等の技術により半導体プロセスを用い構成する熱電対を微小化し多数堆積(パイリング)して感度を向上させたものが安価に供給されている。   In the present embodiment, since the cooking temperature range is 100 to 300 ° C., a thermal type thermopile is used as the infrared sensor. Since the pyroelectric element of the same thermal type is a differential type sensor, it is necessary to interrupt infrared incidence, and a normal mechanical chopper mechanism is used. For this reason, it is unsuitable to use for household appliances like an induction heating cooker from the point of reliability. On the other hand, the thermopile does not require such a mechanism, and in recent years, a thermocouple that uses a semiconductor process is miniaturized by technology such as MEMS, and a large number of layers are piled up (piled) to improve sensitivity. Yes.

近年多くの体温計に用いられるサーモパイルの光学フィルタとしては透過波長が1〜15μmのものが使われる。これはウィーンの変移則から人体の赤外線放射エネルギーのピーク波長が約10μm(体温36℃)であり、上記光学フィルタを用いるのが最適なためである。   In recent years, a thermopile optical filter used in many thermometers has a transmission wavelength of 1 to 15 μm. This is because the peak wavelength of the infrared radiation energy of the human body is about 10 μm (body temperature 36 ° C.), and it is optimal to use the above optical filter, based on the Vienna transition rule.

この光学フィルタを有するサーモパイルを用いて、トッププレート2を通して調理鍋の温度(25〜300℃)を非接触で計測しようとすると、前述したようにサーモパイルに到達する赤外線エネルギーは約1/100に減衰するためとほとんど計測できない。   Using the thermopile with this optical filter, when trying to measure the temperature of the cooking pan (25 to 300 ° C.) through the top plate 2 in a non-contact manner, the infrared energy reaching the thermopile is attenuated to about 1/100 as described above. It is almost impossible to measure.

そのため、本実施例の鍋温度検出装置18では、サーモカップル(熱電対)を半導体プロセスで比較的容易に作成できるポリシリコン・アルミニウム金属対とし、これを50ほど堆積したサーモパイル25を用い、その出力を増幅回路で2000倍に増幅し微小な赤外線エネルギーを検出できるようにしている。   Therefore, in the pan temperature detecting apparatus 18 of the present embodiment, a thermocouple (thermocouple) is a polysilicon / aluminum metal pair that can be formed relatively easily by a semiconductor process, and a thermopile 25 in which about 50 are deposited, and its output is used. Is amplified 2000 times by an amplifier circuit so that minute infrared energy can be detected.

サーモカップルで物体の温度を計測する場合には、冷接点を氷点(0℃)に固定して測温接点を物体に接触させて計測する。サーモパイルは図8で説明したように、サーモカップルが多数堆積されたものであり、入射赤外線で加熱される多数の測温接点とシリコン基材38上にある多数の冷接点で構成される。そして、冷接点は金属ケース37の金属ステム36にボンドで固定されるため、熱的にはサーモパイルの金属ケース37(金属キャン35と金属ステム36)が冷接点となっている。そして、この金属ケース37は通常のサーモカップルのように氷点に固定することができない。   When measuring the temperature of an object with a thermocouple, the cold junction is fixed at the freezing point (0 ° C.) and the temperature measuring contact is brought into contact with the object. As described with reference to FIG. 8, the thermopile is formed by depositing a large number of thermocouples, and includes a large number of temperature measuring contacts heated by incident infrared rays and a large number of cold junctions on the silicon substrate 38. Since the cold junction is fixed to the metal stem 36 of the metal case 37 with a bond, the thermopile metal case 37 (metal can 35 and metal stem 36) is a cold junction. And this metal case 37 cannot be fixed to a freezing point like a normal thermocouple.

仮に、一つのサーモカップルの熱起電力が5μV/℃、パイル数50、直流増幅器の増幅度を2000とすると、金属ケース37の温度が1℃変化すると、直流増幅器の出力では500mVの電圧変動になる。つまり、サーモパイル25周囲の温度変動を押さえることが必要になる。   Assuming that the thermoelectromotive force of one thermocouple is 5 μV / ° C., the number of piles is 50, and the amplification factor of the DC amplifier is 2000, if the temperature of the metal case 37 changes by 1 ° C., the output of the DC amplifier will change to a voltage of 500 mV. Become. That is, it is necessary to suppress the temperature fluctuation around the thermopile 25.

本実施例の鍋温度検出装置18は、加熱調理中の鍋底高温部を検出可能にするために、分割された加熱コイル7が発生する高周波磁界の磁束密度が最も強いコイル間隙7c直下に配置される。この位置は、加熱コイル7の下に放射状に配置される棒状のフェライト11の間であり、磁束はほとんどフェライト中を通過するため漏れ磁束の少ない場所ではある。しかし、加熱コイル7下面からの距離は20mm程度であるため漏れ磁束は大きく、ここに位置する金属を誘導加熱しその温度を上昇させる。例えば3kWの高周波電力を加熱コイルに入力してトッププレート2上に載置される調理容器である鍋を誘導加熱する場合には、この場所にある磁性体の鋼板では約30℃も温度上昇する。非磁性体のアルミニウムでも約5℃も温度上昇する。   The pan temperature detecting device 18 of the present embodiment is disposed immediately below the coil gap 7c where the magnetic flux density of the high-frequency magnetic field generated by the divided heating coil 7 is the strongest so that the hot portion of the pan bottom during cooking can be detected. The This position is between the rod-like ferrites 11 arranged radially under the heating coil 7, and the magnetic flux almost passes through the ferrite and is a place where there is little leakage magnetic flux. However, since the distance from the lower surface of the heating coil 7 is about 20 mm, the leakage magnetic flux is large, and the temperature of the metal located here is increased by induction heating. For example, when high frequency power of 3 kW is input to the heating coil and a pot serving as a cooking vessel placed on the top plate 2 is induction heated, the temperature of the magnetic steel plate at this location rises by about 30 ° C. . Even with non-magnetic aluminum, the temperature rises by about 5 ° C.

調理中、誘導加熱される鍋底は100〜300℃の高温になる。そして、トッププレート2および下面の加熱コイル7も鍋底からの熱伝導,熱輻射で高温となる。   During cooking, the pan bottom heated by induction becomes a high temperature of 100 to 300 ° C. The top plate 2 and the heating coil 7 on the lower surface also become high temperature due to heat conduction and heat radiation from the pan bottom.

さらに、加熱コイル7には十数アンペアの高周波電流を流すためコイル自身もジュール発熱する。これらトッププレート,加熱コイルを冷却するため、コイル上面冷却風路15a,コイル下面冷却風路15bには外気が導入され、前述のように加熱コイル7に風を当てて冷却する。   Furthermore, since a high frequency current of more than ten amperes flows through the heating coil 7, the coil itself generates Joule heat. In order to cool the top plate and the heating coil, outside air is introduced into the coil upper surface cooling air passage 15a and the coil lower surface cooling air passage 15b, and the heating coil 7 is blown and cooled as described above.

また、鍋温度検出装置18の配置される下には加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ回路8が冷却風路17a,17b中に配置される。このインバータ回路は20〜90kHz、十数アンペアの電流をスイッチングする回路から構成される。このため、大きな電磁波を輻射することになる。   In addition, an inverter circuit 8 that supplies high-frequency power to the heating coil is disposed in the cooling air passages 17a and 17b under the pan temperature detector 18. This inverter circuit is composed of a circuit that switches a current of 20 to 90 kHz and several tens of amperes. For this reason, a large electromagnetic wave is radiated.

このように、鍋温度検出装置18、特に内蔵されるサーモパイル25は、(1)加熱コイル7からの漏れ磁束、(2)コイル冷却のための冷却風による温度変化、(3)インバータ回路から輻射される電磁波ノイズ、に晒されることになる。これら外乱に対応して、鍋温度検出装置18は加熱調理中の鍋底高温部を検出しなければならない。   As described above, the pan temperature detecting device 18, particularly the thermopile 25 incorporated therein, includes (1) leakage magnetic flux from the heating coil 7, (2) temperature change due to cooling air for cooling the coil, and (3) radiation from the inverter circuit. Will be exposed to electromagnetic noise. In response to these disturbances, the pan temperature detecting device 18 must detect the hot portion of the pan bottom during cooking.

前述したサーモパイル温度検出回路72の動作説明のごとく、サーモパイル25の出力が雰囲気温度で変化しないように、内蔵のNTCサーミスタ45を用いて回路的に温度補償をしている。しかし、NTCサーミスタ45はセラミックチップの上に薄膜で形成され、これを金属ステム36にボンド等で固定されているため、熱的には冷接点と等価である金属ステム36すなわち金属ケース37の温度変化に追従しにくく、時間遅れが生じる。また、温度抵抗特性の非線形性のため広い温度範囲で正確に温度補償するのが難しい。これらの点でサーモパイル25の周囲温度変化に即応して前述回路で十分な温度補償を行うのは難しい。具体的には1℃/数10分程度の温度変化には対応できるが、1℃/1分程度の温度変化に追従させるのは困難である。前述したように、誘導加熱調理開始と同時に加熱コイル7を冷却するため外気が導入される。前の調理である程度、鍋温度検出装置18と周囲の雰囲気温度が上昇していた場合には、このとき鍋温度検出装置18は急速に(1℃/1分以上で)冷却されることになる。   As described for the operation of the thermopile temperature detection circuit 72 described above, temperature compensation is performed in a circuit using the built-in NTC thermistor 45 so that the output of the thermopile 25 does not change with the ambient temperature. However, since the NTC thermistor 45 is formed as a thin film on the ceramic chip and is fixed to the metal stem 36 with a bond or the like, the temperature of the metal stem 36, that is, the metal case 37, which is thermally equivalent to the cold junction, is used. It is difficult to follow the change and a time delay occurs. In addition, it is difficult to accurately compensate the temperature over a wide temperature range due to the nonlinearity of the temperature resistance characteristic. In these respects, it is difficult to perform sufficient temperature compensation with the above-described circuit in response to a change in the ambient temperature of the thermopile 25. Specifically, it can cope with a temperature change of about 1 ° C./several tens of minutes, but it is difficult to follow the temperature change of about 1 ° C./minute. As described above, outside air is introduced to cool the heating coil 7 simultaneously with the start of induction heating cooking. If the ambient temperature of the pan temperature detecting device 18 and the surroundings has risen to some extent in the previous cooking, the pan temperature detecting device 18 is rapidly cooled (at 1 ° C./1 minute or more) at this time. .

サーモパイル25が内蔵される鍋温度検出装置18はなるべく一定温度雰囲気におくのが望ましい。このため、本実施例では、外気が導入されるコイル上面冷却風路15a内に鍋温度検出装置18を設置し調理中には外気でサーモパイル25とサーモパイル温度検出回路72を冷却しこれらの温度上昇を防止している。また、コイル上面冷却風路15a内の気流がサーモパイル25の金属ケース37およびサーモパイル温度検出回路72の半導体,抵抗等に直接当たり熱ゆらぎを起こすのを防ぐため、防風ケースである赤外線センサケース29でこれを覆っている。また、サーモパイル25とサーモパイル温度検出回路72は赤外線センサケース29内の空気で空気断熱されることにもなる。温度変化に対して安定にサーモパイル25の出力を直流増幅した後低い出力インピーダンスの信号電圧として、後述するマイクロコンピュータ60のAD端子に出力している。   It is desirable that the pan temperature detection device 18 in which the thermopile 25 is built is placed in a constant temperature atmosphere as much as possible. For this reason, in this embodiment, the pan temperature detecting device 18 is installed in the coil upper surface cooling air passage 15a into which the outside air is introduced, and during cooking, the thermopile 25 and the thermopile temperature detecting circuit 72 are cooled by the outside air, and these temperatures rise. Is preventing. Further, in order to prevent the airflow in the coil upper surface cooling air passage 15a from directly hitting the metal case 37 of the thermopile 25 and the semiconductor, resistance, etc. of the thermopile temperature detection circuit 72, the infrared sensor case 29 which is a windproof case is used. It covers this. Further, the thermopile 25 and the thermopile temperature detection circuit 72 are thermally insulated by the air in the infrared sensor case 29. The output of the thermopile 25 is dc-amplified in a stable manner with respect to the temperature change, and then output as a signal voltage with a low output impedance to the AD terminal of the microcomputer 60 described later.

さらに、この赤外線センサケース29をアルミニウム等の透磁率がほぼ1である金属ケース32で覆い、加熱コイルが発生する交流磁場を遮蔽することでサーモパイル25の金属ケース37が加熱コイル7の発生する高周波交流磁界で誘導加熱され温度上昇しないようにしている。また、この金属ケース32は、鍋温度検出装置18の下部に配置されるインバータ回路からのパルス雑音(放射電磁波)に対しての電磁シールドにもなっている。   Further, the infrared sensor case 29 is covered with a metal case 32 such as aluminum having a permeability of approximately 1, and the AC magnetic field generated by the heating coil is shielded, so that the metal case 37 of the thermopile 25 generates a high frequency generated by the heating coil 7. Induction heating with an alternating magnetic field prevents the temperature from rising. The metal case 32 also serves as an electromagnetic shield against pulse noise (radiated electromagnetic waves) from an inverter circuit disposed below the pan temperature detection device 18.

この金属ケース32は、加熱調理中には周囲雰囲気温度および加熱コイル7からの漏れ磁束で誘導加熱され、アルミニウムの場合5〜10℃温度上昇する。この温度上昇がおさまる前に続けて調理を行う場合、外気を急速に導入して金属ケース32に当てると金属ケース32が急速に冷え、結果赤外線センサケース29内のサーモパイル25の周囲温度が急に低下することになる。この逆の場合、例えば冬朝一番に調理を行う場合、機体内の金属ケース32は夜十分に冷却され5℃程度にあり、使用者が20℃に暖房された調理室で調理を開始した場合には、この暖気がコイル上面冷却風路15aに導入され、20℃の暖気が5℃の金属ケース32に当てられることになる。本実施例では、このような外気による金属ケース32の急激な温度変化を防止するために、この金属ケース32を更にプラスチックの外側赤外線センサケース33で覆っている。これで金属ケース32に直接冷却風をあてずに風による温度急変を防止している。   The metal case 32 is induction-heated by the ambient atmosphere temperature and the leakage magnetic flux from the heating coil 7 during cooking, and the temperature rises by 5 to 10 ° C. in the case of aluminum. When cooking is continued before the temperature rise subsides, when the outside air is rapidly introduced and applied to the metal case 32, the metal case 32 cools rapidly, and as a result, the ambient temperature of the thermopile 25 in the infrared sensor case 29 suddenly increases. Will be reduced. In the opposite case, for example, when cooking first in the winter morning, the metal case 32 in the aircraft is sufficiently cooled at night and is at about 5 ° C., and the user starts cooking in a cooking room heated to 20 ° C. The warm air is introduced into the coil upper surface cooling air passage 15a, and the warm air at 20 ° C. is applied to the metal case 32 at 5 ° C. In this embodiment, in order to prevent such a sudden temperature change of the metal case 32 due to the outside air, the metal case 32 is further covered with a plastic outer infrared sensor case 33. Thus, the cooling air is not directly applied to the metal case 32, thereby preventing a sudden temperature change due to the wind.

さて、トッププレート2は誘導加熱された調理鍋6から赤外線放射を吸収することおよび接触熱伝導とで加熱される。図14で実線に示すように、トッププレート2は0.2μm〜2.9μmの波長の光を80%以上透過し、3〜4.5μmの波長の光を30%程度透過し、4.5μmよりも長い波長、及び、0.2μmよりも短い波長の光をほとんど透過しない。   Now, the top plate 2 is heated by absorbing infrared radiation from the induction heated cooking pan 6 and contact heat conduction. As shown by the solid line in FIG. 14, the top plate 2 transmits 80% or more of light having a wavelength of 0.2 μm to 2.9 μm and transmits about 30% of light having a wavelength of 3 to 4.5 μm. Longer wavelengths and light with wavelengths shorter than 0.2 μm are hardly transmitted.

放射エネルギーが物質表面に入射すると、その一部ρは反射され、一部αは吸収され、残りτは透過する。これらの量の間には、エネルギー保存則からρ+α+τ=1が成立する。トッププレート2上に調理鍋6が置かれた状態では、調理鍋6の赤外線放射エネルギーのトッププレート2での反射はほとんどゼロとみなせるため、トッププレート2では吸収率α+透過率τ=1が成立していると見てよい。キルヒホフの法則より吸収率α=放射率εであるため、トッププレート2は調理鍋6からの赤外線放射エネルギーのうち、0.2μm〜2.9μmの波長では80%以上透過し、残り20%を吸収しこれを放射する。また、3〜4.5μmの波長では30%程度透過し、残り70%を吸収しこれを放射する。4.5μmよりも長い波長、及び、0.2μmよりも短い波長ではほとんど透過せず、すべてを吸収してこれを放射する。熱伝導で加熱された分も同様である。波長4.5μm以上では熱伝導加温の赤外線エネルギーはほとんどトッププレート2表面から放射される。   When the radiant energy is incident on the surface of the material, a part ρ is reflected, a part α is absorbed, and the remaining τ is transmitted. Between these quantities, ρ + α + τ = 1 holds from the law of conservation of energy. In the state where the cooking pan 6 is placed on the top plate 2, the reflection of the infrared radiation energy of the cooking pan 6 on the top plate 2 can be regarded as almost zero, so that the absorption rate α + transmittance τ = 1 is established in the top plate 2. You can see it. Since Kirchhoff's law is the absorption rate α = emissivity ε, the top plate 2 transmits 80% or more of the infrared radiation energy from the cooking pan 6 at a wavelength of 0.2 μm to 2.9 μm, and the remaining 20%. Absorb and radiate it. Further, it transmits about 30% at a wavelength of 3 to 4.5 μm, and absorbs and radiates the remaining 70%. At wavelengths longer than 4.5 μm and wavelengths shorter than 0.2 μm, almost no transmission occurs, and all is absorbed and emitted. The same applies to the portion heated by heat conduction. When the wavelength is 4.5 μm or more, most of the infrared energy for heat conduction heating is radiated from the surface of the top plate 2.

このため、サーモパイル25を使用して、トッププレート2上の調理鍋6の温度を検出する場合にはトッププレート2自身の加熱が放射する赤外線が問題となる。例えばサーモパイル25に付属するガラス凸レンズ48の透過波長が1〜15μmであれば、トッププレート2が放射する4.5μmよりも長い波長の赤外線によってサーモパイル25の出力が大きく影響を受け、トッププレート2上の調理鍋底の温度を正確に検出できないことになる。トッププレート2を透過する鍋の放射赤外線エネルギーは1μm〜2.9μmの約2μmの帯域、これに対しトッププレート2自身が放射する赤外線エネルギーは4.5μm〜15μmの約10μmの帯域であり、同じ温度であればサーモパイル出力のうち、調理鍋6の温度による分の5倍がトッププレート2の温度によることになる。   For this reason, when detecting the temperature of the cooking pan 6 on the top plate 2 using the thermopile 25, the infrared rays emitted by the heating of the top plate 2 itself become a problem. For example, if the transmission wavelength of the glass convex lens 48 attached to the thermopile 25 is 1 to 15 μm, the output of the thermopile 25 is greatly affected by infrared rays having a wavelength longer than 4.5 μm radiated from the top plate 2, and The temperature at the bottom of the cooking pan cannot be detected accurately. The radiant infrared energy of the pan passing through the top plate 2 is about 2 μm band of 1 μm to 2.9 μm, whereas the infrared energy radiated by the top plate 2 itself is about 10 μm band of 4.5 μm to 15 μm. If it is temperature, five times the thermopile output due to the temperature of the cooking pan 6 will depend on the temperature of the top plate 2.

本実施例では、上記を防止するためサーモパイル25で構成される鍋温度検出装置18の赤外線センサケース29に、赤外線を透過させるためのケース窓30を開け、このケース窓30にトッププレート2を構成する結晶化ガラスを薄く正方形に切り出したものを結晶化ガラス光学フィルタ31として嵌め込んである。そして、サーモパイル25に入射する赤外線の内トッププレート2が放射する分を除去する。トッププレートが放射する波長2.9μm以上の部分はトッププレート2と同じ透過特性を持つ結晶化ガラス光学フィルタ31の光学特性によってサーモパイル25への入射が阻止される。   In the present embodiment, in order to prevent the above, a case window 30 for transmitting infrared rays is opened in the infrared sensor case 29 of the pan temperature detection device 18 constituted by the thermopile 25, and the top plate 2 is configured in the case window 30. The crystallized glass to be cut into a thin square is fitted as the crystallized glass optical filter 31. Then, the amount of infrared rays radiated from the top plate 2 incident on the thermopile 25 is removed. The portion of the top plate radiating at a wavelength of 2.9 μm or more is prevented from entering the thermopile 25 by the optical characteristics of the crystallized glass optical filter 31 having the same transmission characteristics as the top plate 2.

結晶化ガラス光学フィルタ31をトッププレート以外の材料で作成しても良いが、図14で実線に示すような急峻な特性を示す光学フィルタを作成するのは非常に困難で高価なものになる。   Although the crystallized glass optical filter 31 may be made of a material other than the top plate, it is very difficult and expensive to produce an optical filter having a steep characteristic as shown by a solid line in FIG.

また、結晶化ガラス光学フィルタ31は、その下に配置されるサーモパイル25や反射型フォトインタラプタ26等がトッププレート2の赤外線透過窓5から見えなくする効果をもたせている。前述したように(図14の破線で示すように)1μm以上の長波長側の光学特性はトッププレート2とほぼ同じだが、短波長側でトッププレートに比べて透過率小の領域が400nmほどあり、この部分の可視光がカットされるため目には赤黒く見え、下に配置される部品を見えなくしている。   In addition, the crystallized glass optical filter 31 has an effect of making the thermopile 25 and the reflective photo interrupter 26 disposed below the crystallized glass optical filter 31 invisible from the infrared transmitting window 5 of the top plate 2. As described above (as shown by the broken line in FIG. 14), the optical characteristics on the long wavelength side of 1 μm or more are almost the same as those of the top plate 2, but there is a region having a smaller transmittance on the short wavelength side than the top plate at about 400 nm. Since the visible light in this part is cut, it looks red and black to the eyes, and the parts arranged below are invisible.

更に、サーモパイル25のガラス凸レンズ48として波長5μm以上を透過させない5μmショートパスフィルタを有するガラス(図14に薄線で示す)を用いている。これは周囲温度で暖められる結晶化ガラス光学フィルタ31自身および赤外線センサケース29が放射する赤外線をも波長5μm以上は透過させないようにするためである。というのは先に述べたように鍋から放射される1〜2.9μmの赤外線エネルギーはトッププレートで通過を制限されているため非常に微小であり、サーモパイル25の出力増幅を大きくせざるを得ないため周囲温度での5μm以上の赤外線放射に敏感であり、徹底的に鍋底以外からの4.5μm以上の赤外線がサーモパイルの赤外線吸収膜43に入射するのを防止する必要があるためである。   Further, glass having a 5 μm short-pass filter that does not transmit a wavelength of 5 μm or more is used as the glass convex lens 48 of the thermopile 25 (shown by a thin line in FIG. 14). This is to prevent the infrared rays emitted from the crystallized glass optical filter 31 itself and the infrared sensor case 29 that are heated at the ambient temperature from being transmitted through the wavelength of 5 μm or more. As mentioned above, the infrared energy of 1 to 2.9 μm radiated from the pan is very small because the passage is restricted by the top plate, and the output amplification of the thermopile 25 must be increased. This is because it is sensitive to infrared radiation of 5 μm or more at ambient temperature, and it is necessary to thoroughly prevent the infrared radiation of 4.5 μm or more from other than the pan bottom from entering the infrared absorption film 43 of the thermopile.

なおこのガラス凸レンズ48をトッププレート2や結晶化ガラス光学フィルタ31と同じ結晶化ガラスで作成してもよい。こうすれば前述した理由で結晶化ガラス光学フィルタ31の温度による赤外線放射をよりよく遮断することができるので好適である。   The glass convex lens 48 may be made of the same crystallized glass as the top plate 2 and the crystallized glass optical filter 31. This is preferable because infrared radiation due to the temperature of the crystallized glass optical filter 31 can be better blocked for the reasons described above.

図15に本実施例(図3の構成)を模式的に、各部材の放射赤外線エネルギー、この赤外線エネルギーが通過する各部材(トッププレート2,結晶化ガラス光学フィルタ31,ガラス凸レンズ48)でフィルタリングされ、サーモパイル25の赤外線吸収膜43への入射エネルギーとなる観点でまとめた図を示す。   FIG. 15 schematically illustrates the present embodiment (configuration shown in FIG. 3) by radiating infrared energy of each member and each member (top plate 2, crystallized glass optical filter 31, glass convex lens 48) through which this infrared energy passes. The figure put together from a viewpoint used as the incident energy to the infrared absorption film 43 of the thermopile 25 is shown.

調理鍋6を黒体としてある温度Tnでの赤外線放射エネルギーQn0はトッププレート2を透過する。このとき、Qn0はトッププレート2の透過特性でフィルタリングされ、結果的に減衰して視野筒19内に入射する。この入射赤外線エネルギーをQn1とする。そして、このQn1は鍋温度検出装置18の結晶化ガラス光学フィルタ31を透過する。このとき、Qn1は結晶化ガラス光学フィルタ31の透過特性で再びフィルタリングされ、結果的に更に減衰してQn2となる。次にサーモパイル25のガラス凸レンズ48を透過してサーモパイルの測温接点上の赤外線吸収膜43に入射する。このとき再びガラス凸レンズ48の透過特性で再びフィルタリングされ最終的にQn3となり赤外線吸収膜43に吸収され熱となる。   The infrared radiation energy Qn0 at a certain temperature Tn with the cooking pan 6 as a black body passes through the top plate 2. At this time, Qn0 is filtered by the transmission characteristic of the top plate 2, and as a result attenuates and enters the field tube 19. Let this incident infrared energy be Qn1. This Qn1 passes through the crystallized glass optical filter 31 of the pan temperature detecting device 18. At this time, Qn1 is filtered again by the transmission characteristics of the crystallized glass optical filter 31, and as a result, further attenuates to become Qn2. Next, the light passes through the glass convex lens 48 of the thermopile 25 and is incident on the infrared absorption film 43 on the temperature measuring contact of the thermopile. At this time, it is filtered again by the transmission characteristic of the glass convex lens 48 and finally becomes Qn3 and is absorbed by the infrared absorption film 43 and becomes heat.

さて、トッププレート2は調理鍋6からの熱伝導および放射熱で加熱される。そのため、トッププレート2も赤外線エネルギーを放射する。この赤外線放射エネルギーはトッププレート2の温度Ttと放射率から算出できる。放射率は1から図14に実線で示す透過率を引いた値である。このエネルギーをQt0とする。前述同様これは、結晶化ガラス光学フィルタ31を透過して減衰しQt1となり、次にガラス凸レンズ48を透過して減衰しQt2となり赤外線吸収膜43に吸収され熱となる。   The top plate 2 is heated by heat conduction and radiant heat from the cooking pan 6. Therefore, the top plate 2 also emits infrared energy. This infrared radiation energy can be calculated from the temperature Tt and emissivity of the top plate 2. The emissivity is a value obtained by subtracting the transmittance indicated by the solid line in FIG. This energy is Qt0. As described above, this is transmitted through the crystallized glass optical filter 31 and attenuated to become Qt1, and then transmitted through the glass convex lens 48 and attenuated to become Qt2, which is absorbed by the infrared absorption film 43 and becomes heat.

また、視野筒19内壁も、調理鍋6の放射熱および加熱コイル7からの熱伝導で加熱される。このため、視野筒19内壁も赤外線エネルギーを放射する。この赤外線放射エネルギーは、サーモパイル25の視野特性および視野筒19の寸法(内径,長さ)により一部分がサーモパイル25に入射することになる。図16に実施例で使用したサーモパイル25の視野特性を示す。視野特性が非常に狭ければ、このセンサ視野筒からの赤外線放射はサーモパイル25に入射しないが、一般には狭い視野特性を小型安価なサーモパイルで作ることは困難であり、実施例のようにサーモパイルと視野筒の距離が短い場合は視野筒からの赤外線放射がサーモパイルに入射することになる。このサーモパイルに入射する赤外線放射エネルギーQb0は視野筒19の温度Tbと放射率(約0.7)およびサーモパイルの視野特性から算出できる。前述同様これは、結晶化ガラス光学フィルタ31を透過して減衰しQb1となり、次にガラス凸レンズ48を透過して減衰しQb2となり、赤外線吸収膜43に吸収され熱となる。   The inner wall of the visual field cylinder 19 is also heated by the radiant heat of the cooking pan 6 and the heat conduction from the heating coil 7. For this reason, the inner wall of the viewing tube 19 also emits infrared energy. A part of the infrared radiant energy is incident on the thermopile 25 depending on the visual field characteristics of the thermopile 25 and the dimensions (inner diameter, length) of the visual field cylinder 19. FIG. 16 shows the visual field characteristics of the thermopile 25 used in the example. If the field characteristic is very narrow, infrared radiation from the sensor field tube does not enter the thermopile 25. However, it is generally difficult to produce a narrow field characteristic with a small and inexpensive thermopile. When the distance of the field cylinder is short, infrared radiation from the field cylinder is incident on the thermopile. The infrared radiation energy Qb0 incident on the thermopile can be calculated from the temperature Tb and emissivity (about 0.7) of the field tube 19 and the field characteristics of the thermopile. As described above, this is transmitted through the crystallized glass optical filter 31 and attenuated to Qb1, and then transmitted through the glass convex lens 48 and attenuated to Qb2, which is absorbed by the infrared absorption film 43 and becomes heat.

また、結晶化ガラス光学フィルタ31も調理鍋6からの放射熱および鍋温度検出装置18の設置されるコイル上面冷却風路15aの雰囲気温度で加熱される。このため、結晶化ガラス光学フィルタ31も赤外線エネルギーを放射する。この放射エネルギーQg0は、トッププレート2と同様にその温度Tgと放射率から算出できる。放射率は1から図14に破線で示す透過率を引いた値である。前述同様これは、ガラス凸レンズ48を透過して減衰しQg1となり赤外線吸収膜43に吸収され熱となる。   The crystallized glass optical filter 31 is also heated by the radiant heat from the cooking pan 6 and the ambient temperature of the coil upper surface cooling air passage 15a where the pan temperature detecting device 18 is installed. For this reason, the crystallized glass optical filter 31 also emits infrared energy. The radiant energy Qg0 can be calculated from the temperature Tg and the emissivity in the same manner as the top plate 2. The emissivity is a value obtained by subtracting the transmittance indicated by the broken line in FIG. As described above, this is transmitted through the glass convex lens 48 and attenuates to become Qg1, which is absorbed by the infrared absorption film 43 and becomes heat.

以上述べたように、調理中にサーモパイル25の検出する赤外線エネルギーは、1)調理鍋からのQn3の他に、2)トッププレート2からのQt2、3)視野筒19内壁からのQb2、4)結晶化ガラス光学フィルタ31からのQg1が重畳されたものであり、サーモパイル25はこの赤外線エネルギーに比例した電圧を生じる。そして、正確に鍋温度を検出するためには2),3),4)の赤外線エネルギーによる電圧を減算する必要がある。   As described above, the infrared energy detected by the thermopile 25 during cooking includes 1) Qn3 from the cooking pan, 2) Qt2 from the top plate 2, 3) Qb2 from the inner wall of the viewing tube 19 and 4) Qg1 from the crystallized glass optical filter 31 is superimposed, and the thermopile 25 generates a voltage proportional to the infrared energy. And in order to detect a pan temperature correctly, it is necessary to subtract the voltage by the infrared energy of 2), 3), 4).

図17に本実施例における、各部の温度と各部が放射しサーモパイル25の赤外線吸収膜43に入射する赤外線エネルギー(図15に示すQn3,Qt2,Qb2,Qg1)(計算結果)の関係をまとめて示す。これは図13の分光放射エネルギーと各部材の透過特性(図14に示す)を用いて計算したものである。各部の温度は調理中に到達する温度範囲のみ図示している。   FIG. 17 summarizes the relationship between the temperature of each part and the infrared energy (Qn3, Qt2, Qb2, Qg1 shown in FIG. 15) (calculation results) that is radiated from each part and incident on the infrared absorption film 43 of the thermopile 25 in this embodiment. Show. This is calculated using the spectral radiant energy of FIG. 13 and the transmission characteristics of each member (shown in FIG. 14). The temperature of each part is shown only in the temperature range reached during cooking.

調理中の各部材の代表的温度、例えば300℃の鍋(黒体)からの入射エネルギーを1とすると、200℃のトッププレートからのそれは1/6、80℃のセンサ視野筒からのそれは1/60、40℃の結晶化ガラス光学フィルタ31からのそれは1/60となる。鍋の放射率が例えば0.25となれば、前述鍋からの入射エネルギー1は1/4となり、他の部材からの入射エネルギーとあまりかわらなくなる。つまり、鍋温度検出に対する外乱として無視できなくなることがわかる。   When the typical temperature of each member during cooking, for example, the incident energy from a 300 ° C. pan (black body) is 1, it is 1/6 from the 200 ° C. top plate and 1 from the 80 ° C. sensor field tube. / 60, that from the crystallized glass optical filter 31 at 40 ° C. is 1/60. If the emissivity of the pan becomes, for example, 0.25, the incident energy 1 from the pan becomes ¼, which is not much different from the incident energy from other members. In other words, it can be understood that it cannot be ignored as a disturbance to the pot temperature detection.

図18に鍋底として黒体を図3の実施例の赤外線透過窓5に置いた場合の、黒体温度Tnとサーモパイル温度検出回路72の出力端子72−2の出力電圧Vの関係を示す。黒体はトッププレートが加熱されない程度の短時間戴置した場合であり、視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31の温度上昇もない。つまり、これは図15のQn3を電圧に変換したものである。   FIG. 18 shows the relationship between the black body temperature Tn and the output voltage V of the output terminal 72-2 of the thermopile temperature detection circuit 72 when a black body is placed on the infrared transmission window 5 of the embodiment of FIG. The black body is a case where the top plate is placed for a short time so that the top plate is not heated, and the temperature of the field tube 19 and the crystallized glass optical filter 31 is not increased. That is, this is obtained by converting Qn3 in FIG. 15 into a voltage.

常温から100℃まではほぼ0.5Vであり、100℃を越えると温度に比例した電圧が出力される。0.5Vはサーモパイル温度検出回路72の電源電圧(5V)を抵抗72−5,72−6,72−7で分圧した電圧(図10中a点で示す)0.5Vがオペアンプ72−1のバイアス電圧として与えてあるためである。100℃を越えるとサーモパイル25の出力電圧が大きくなり、オペアンプ72−1で約2000倍に増幅されて0.5V以上の電圧として観測される。このバイアス電圧はサーモパイル温度検出回路72の故障検出用に与えてある。出力端子72−2の出力電圧値からこの0.5Vを引いた値(0.5Vからの電圧上昇値)が検出した鍋底面温度に比例したものである。マイクロコンピュータ60はサーモパイル温度検出回路72の出力端子72−2の出力電圧をAD変換して読み込むが、この電圧から0.5Vを引いた値である鍋温度検出電圧Vt(=V−0.5)をもとに後述処理を行い鍋温度を得る。図18の関係は予めマイクロコンピュータ60のROMにテーブルデータTBLnとして記憶しておく。   The voltage from room temperature to 100 ° C. is almost 0.5 V, and when the temperature exceeds 100 ° C., a voltage proportional to the temperature is output. 0.5V is a voltage obtained by dividing the power supply voltage (5V) of the thermopile temperature detection circuit 72 by resistors 72-5, 72-6, and 72-7 (indicated by a point in FIG. 10), and 0.5V is an operational amplifier 72-1. This is because it is given as a bias voltage. When the temperature exceeds 100 ° C., the output voltage of the thermopile 25 increases, and is amplified about 2000 times by the operational amplifier 72-1, and is observed as a voltage of 0.5V or more. This bias voltage is provided for detecting a failure of the thermopile temperature detection circuit 72. A value obtained by subtracting 0.5 V from the output voltage value of the output terminal 72-2 (a voltage increase value from 0.5 V) is proportional to the detected pan bottom temperature. The microcomputer 60 AD-converts and reads the output voltage of the output terminal 72-2 of the thermopile temperature detection circuit 72. The pan temperature detection voltage Vt (= V−0.5), which is a value obtained by subtracting 0.5V from this voltage. ) To obtain the pan temperature. The relationship shown in FIG. 18 is stored in advance in the ROM of the microcomputer 60 as table data TBLn.

図19にトッププレート2のみを加熱したときのトッププレート温度Ttとサーモパイル温度検出回路72の出力端子72−2の出力電圧Vの関係を示す。但し前述の0.5Vを引いた値で示してある。鍋が置かれていないトッププレート2の赤外線透過窓5近傍を熱風で加熱した時のトッププレート温度Ttとサーモパイル温度検出回路72出力端子72−2の出力電圧の関係を示す。このとき、視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31が加熱されないようにする。つまり、これは図15のQt2を電圧に変換したものである。図19の関係は予めマイクロコンピュータ60のROMにテーブルデータTBLtとして記憶しておく。   FIG. 19 shows the relationship between the top plate temperature Tt when only the top plate 2 is heated and the output voltage V of the output terminal 72-2 of the thermopile temperature detection circuit 72. However, it is shown by a value obtained by subtracting 0.5 V described above. The relationship between the top plate temperature Tt and the output voltage of the thermopile temperature detection circuit 72 output terminal 72-2 when the vicinity of the infrared transmission window 5 of the top plate 2 where the pan is not placed is heated with hot air is shown. At this time, the field cylinder 19 and the crystallized glass optical filter 31 are prevented from being heated. That is, this is obtained by converting Qt2 in FIG. 15 into a voltage. 19 is stored in advance in the ROM of the microcomputer 60 as table data TBLt.

図20に実施例のトッププレート2を取り外し、視野筒19に別途ヒータを巻きつけて独立に加熱した時のセンサ視野筒温度Tbとサーモパイル温度検出回路72出力端子72−2の出力電圧Vの関係を示す。(図では前述0.5Vを減算した値を示している。)このとき、結晶化ガラス光学フィルタ31が加熱されないようにする。つまり、これは図15のQb2を電圧に変換したものである。   FIG. 20 shows the relationship between the sensor field tube temperature Tb and the output voltage V of the thermopile temperature detection circuit 72 output terminal 72-2 when the top plate 2 of the embodiment is removed and a heater is wound around the field tube 19 and heated independently. Indicates. (The figure shows a value obtained by subtracting 0.5 V described above.) At this time, the crystallized glass optical filter 31 is prevented from being heated. That is, this is obtained by converting Qb2 in FIG. 15 into a voltage.

同様に鍋温度検出装置18を取り出し、ドライヤー等で結晶化ガラス光学フィルタ31を短時間加熱し、サーモパイル25等が加熱されないようにあるいはサーモパイル25の温度が変動しないときの結晶化ガラス光学フィルタ31の温度Tgとサーモパイル温度検出回路72の出力端子72−2の出力電圧Vの関係を示す。(図では前述0.5Vを減算した値を示している。)つまり、これは図15のQg1を電圧に変換したものである。この図20に示す二つの関係も予めマイクロコンピュータ60のROMにテーブルデータTBLbおよびTBLgとして記憶しておく。   Similarly, the pan temperature detecting device 18 is taken out, and the crystallized glass optical filter 31 is heated for a short time with a drier or the like so that the thermopile 25 or the like is not heated or the temperature of the thermopile 25 does not fluctuate. The relationship between temperature Tg and the output voltage V of the output terminal 72-2 of the thermopile temperature detection circuit 72 is shown. (The figure shows a value obtained by subtracting the above-mentioned 0.5 V.) That is, this is a result of converting Qg1 in FIG. 15 into a voltage. The two relationships shown in FIG. 20 are also stored in advance in the ROM of the microcomputer 60 as table data TBLb and TBLg.

鍋温度検出装置18に内蔵される反射型フォトインタラプタ26を図6に示すように配置するとトッププレート2上に調理鍋がない場合、赤外線LED50の放射した赤外光(波長930nm)は大部分が結晶化ガラス光学フィルタ31およびトッププレート2を透過し赤外線フォトトランジスタ51には戻ってこない。しかし、一部は結晶化ガラス光学フィルタ31およびトッププレート2で反射される。これは結晶化ガラス光学フィルタ31およびトッププレート2の透過率が波長930nmで85%および90%であり、残り15%および10%の赤外光は反射されるためである。特に結晶化ガラス光学フィルタ31で反射される分はすぐ横にある赤外線フォトトランジスタ51に直接戻るため、本実施例では図6に示すように、反射型フォトインタラプタ26前面を結晶化ガラス光学フィルタ31下面に接するように配置してこの反射光が赤外線フォトトランジスタ51に入射するのを防止している。また、赤外線LEDの放射角度のため、トッププレート下面に到達せず経路途中にある物体(視野筒19内面)で反射される赤外光もある。   When the reflection type photo interrupter 26 built in the pan temperature detection device 18 is arranged as shown in FIG. 6, when there is no cooking pan on the top plate 2, most of the infrared light (wavelength 930 nm) emitted from the infrared LED 50 is large. It passes through the crystallized glass optical filter 31 and the top plate 2 and does not return to the infrared phototransistor 51. However, a part is reflected by the crystallized glass optical filter 31 and the top plate 2. This is because the transmittance of the crystallized glass optical filter 31 and the top plate 2 is 85% and 90% at a wavelength of 930 nm, and the remaining 15% and 10% of infrared light is reflected. In particular, since the amount reflected by the crystallized glass optical filter 31 returns directly to the infrared phototransistor 51 located immediately beside it, in this embodiment, as shown in FIG. It arrange | positions so that a lower surface may be touched, and it prevents that this reflected light injects into the infrared phototransistor 51. FIG. In addition, because of the radiation angle of the infrared LED, there is also infrared light reflected by an object (inner surface of the viewing tube 19) that does not reach the bottom surface of the top plate and is in the middle of the path.

このため、図21に示すように反射率検出回路73の出力は、トッププレート上に鍋がある場合(a)V1となり、鍋がない場合(b)V2となる。正味の鍋での反射電圧VrはVr=V2−V1となる。   Therefore, as shown in FIG. 21, the output of the reflectance detection circuit 73 is (a) V1 when there is a pan on the top plate, and (b) V2 when there is no pan. The reflected voltage Vr at the net pan is Vr = V2−V1.

鍋温度検出装置18を図3に示すように配置し、それに内蔵する反射率検出回路73を用いて、トッププレート上に反射率が既知の金属板を配置したときの反射率検出回路73の出力から得られる先の反射電圧Vrと反射率の関係を図22に示す。図中に近似線も示す。この関係を用いれば、反射率検出回路73の出力電圧から反射率が得られる。そして、この関係をテーブルデータにあるいは近似式の係数値をあらかじめマイクロコンピュータ60のROMに記憶しておく。   The pan temperature detector 18 is arranged as shown in FIG. 3, and the output of the reflectivity detection circuit 73 when a metal plate with a known reflectivity is arranged on the top plate using the reflectivity detection circuit 73 built in the pan temperature detection device 18. FIG. 22 shows the relationship between the reflection voltage Vr obtained from the above and the reflectance. An approximate line is also shown in the figure. If this relationship is used, the reflectance can be obtained from the output voltage of the reflectance detection circuit 73. Then, this relationship is stored in the table data or the coefficient value of the approximate expression in the ROM of the microcomputer 60 in advance.

調理鍋のような金属物質ではキルヒホフの法則により温度Tの物質表面から放射される赤外線エネルギー(E=εσT4)の放射率εと表面の反射率ρの間にはε+ρ=1の関係が成立する(透過率α=0とする)。調理鍋では放射率の違いにより同じ鍋底温度でありながら、放射される赤外線エネルギーが異なる。このため、サーモパイル出力すなわち鍋温度検出装置18の出力が異なるという問題が生じる。そこで調理鍋底の反射率を検出して放射率を求め鍋温度検出装置18の出力を補正してから温度に換算する必要がある。これを行うために先に説明した反射率に相当する量である反射電圧Vrを求め、これから反射率を得るのが反射率検出回路73である。この反射率を1から引いて放射率を得る。 In a metal material such as a cooking pot, a relationship of ε + ρ = 1 holds between the emissivity ε of infrared energy (E = εσT 4 ) radiated from the surface of the material at temperature T and the reflectance ρ of the surface according to Kirchhoff's law. (Transmittance α = 0). In a cooking pan, the infrared energy radiated differs due to the difference in emissivity, while the same pan bottom temperature. For this reason, the problem that a thermopile output, ie, the output of the pan temperature detection apparatus 18, differs arises. Therefore, it is necessary to detect the reflectance of the bottom of the cooking pan to obtain the emissivity, correct the output of the pan temperature detection device 18 and then convert it to a temperature. In order to do this, the reflectance detection circuit 73 obtains the reflectance from the reflected voltage Vr, which is an amount corresponding to the reflectance described above. This reflectance is subtracted from 1 to obtain the emissivity.

図23にトッププレート2に置かれた数種の鍋について、鍋温度検出装置18の出力(サーモパイル温度検出回路72の出力V)から前述した0.5Vのオフセット電圧Voを引いた値Vt(鍋温度検出電圧)と鍋底面温度Tとの関係の一例を示す。図中に各鍋底面の放射率も示す。図23に示すように放射率によって鍋温度検出装置18の出力と鍋底温度の関係が異なることがわかる。図23の(a)で示す鍋は放射率が0.9と黒体に近い。(b)は放射率が0.57、(c)は0.43、(d)は0.24である。(b),(c),(d)の電圧値を放射率で除算すると、図中に破線でしめすものとなり、ほぼ1本の曲線に集約することができることが分かる。各出力Vtは各鍋の全放射エネルギー(E′=εσT4)に比例し、これを放射率で除算するのは、前述したように黒体の全放射エネルギー(E=σT4)に換算することを意味する。そして、各鍋の放射率が分かれば、各鍋の鍋温度を黒体の放射温度に還元できることを意味している。 FIG. 23 shows a value Vt (pot) obtained by subtracting the above-described offset voltage Vo of 0.5 V from the output of the pot temperature detection device 18 (output V of the thermopile temperature detection circuit 72) for several kinds of pots placed on the top plate 2. An example of the relationship between (temperature detection voltage) and pan bottom temperature T is shown. The emissivity at the bottom of each pan is also shown in the figure. As shown in FIG. 23, it can be seen that the relationship between the output of the pan temperature detecting device 18 and the pan bottom temperature differs depending on the emissivity. The pan shown in FIG. 23A has an emissivity of 0.9, which is close to a black body. (B) has an emissivity of 0.57, (c) is 0.43, and (d) is 0.24. When the voltage values of (b), (c), and (d) are divided by the emissivity, it is shown by a broken line in the figure, and it can be seen that it can be summarized into almost one curve. Each output Vt is proportional to the total radiation energy of each pot (E '= εσT 4), which to divide by emissivity is converted into the total radiant energy of a black body as described above (E = σT 4) Means that. And if the emissivity of each pan is known, it means that the pan temperature of each pan can be reduced to the radiation temperature of a black body.

図24に、各鍋において放射温度計を用いて計測した放射率と図3で反射率検出回路73を用いて得た反射率(図22の関係の近似式を適用)の関係を示す。鍋によってキルヒホフの法則からはずれるものもあるが、放射率と反射率の間には強い相関がある。キルヒホフの法則から外れるのは反射率の検出において、鍋表面での散乱により反射赤外線の全てを受光していないためである。反射率を求める際には、赤外線LED50の放射光がトッププレート2になるべく垂直に入射させ、鍋での反射光をなるべく垂直に赤外線フォトトランジスタ51に導くのが望ましい。本実施例では鍋温度検出装置18内のサーモパイル25のトッププレート2上位置での視野面とこの反射率検出発光のトッププレート2上での反射面は同一面である。このため、図6に示すように鍋温度検出装置18内にサーモパイル25と反射型フォトインタラプタ26を並べて配置している。   FIG. 24 shows the relationship between the emissivity measured using a radiation thermometer in each pan and the reflectance obtained by using the reflectance detection circuit 73 in FIG. 3 (applying the approximate expression of the relationship of FIG. 22). Some pans deviate from Kirchhoff's law, but there is a strong correlation between emissivity and reflectivity. The reason for deviating from Kirchhoff's law is that in the detection of reflectance, not all of the reflected infrared rays are received due to scattering on the pan surface. When obtaining the reflectance, it is desirable that the emitted light of the infrared LED 50 is incident as vertically as possible on the top plate 2 and the reflected light from the pan is guided to the infrared phototransistor 51 as vertically as possible. In the present embodiment, the visual field surface of the thermopile 25 in the pan temperature detecting device 18 at the position on the top plate 2 and the reflective surface on the top plate 2 for the reflectance detection light emission are the same surface. For this reason, as shown in FIG. 6, the thermopile 25 and the reflective photointerrupter 26 are arranged side by side in the pan temperature detection device 18.

以下では、本実施例の動作について、手前右側の円表示4に調理鍋6を置き、所定温度で所定時間調理鍋を加熱して調理を行う場合として説明する。図25にこの動作のフローチャートを示す。図示していない電源を投入し、調理鍋6を置いた誘導加熱口の操作スイッチで所定の温度および調理時間を設定し(ステップS1)調理開始を指示すると(ステップS2)、マイクロコンピュータ60はまず反射率検出回路73を制御して載置された鍋の反射データ(反射率に相当)を取り込み反射率を検出する(ステップS3)。同時に加熱コイル7およびインバータ回路8等を冷却するため、図示しないファンを駆動してコイル上面冷却風路15a,コイル下面冷却風路15bおよび16a,16bに外気を導入する。   Below, operation | movement of a present Example demonstrates the case where the cooking pan 6 is set | placed on the circle display 4 of the near right side, and cooking is performed by heating a cooking pan for a predetermined time at predetermined temperature. FIG. 25 shows a flowchart of this operation. When a power source (not shown) is turned on, a predetermined temperature and cooking time are set with the operation switch of the induction heating port on which the cooking pan 6 is placed (step S1), and the start of cooking is instructed (step S2), the microcomputer 60 first starts. Reflection data (corresponding to the reflectance) of the pan placed by controlling the reflectance detection circuit 73 is taken in to detect the reflectance (step S3). At the same time, in order to cool the heating coil 7, the inverter circuit 8, and the like, a fan (not shown) is driven to introduce outside air into the coil upper surface cooling air passage 15a and the coil lower surface cooling air passages 15b and 16a, 16b.

反射率を検出するステップS3を図26に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。マイクロコンピュータ60は反射率検出回路73の端子73−2にポートから図12(a)の赤外線LED駆動信号を出力する(ステップS3−1)。所定時間例えば200ms出力した後(ステップS3−2)、端子73−8に出力される電圧V2をAD端子より読み込む(ステップS3−3)。そして、赤外線LED駆動信号を停止する(ステップS3−4)。次に予め記憶されている鍋が置かれていない時の電圧V1を先に読み込んだ電圧V2から引き反射電圧Vrを算出する(ステップS3−5)。そして、予め記憶されている反射電圧と反射率の関係から反射率ρを得る(ステップS3−6)。   Step S3 for detecting the reflectance will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The microcomputer 60 outputs the infrared LED drive signal of FIG. 12A from the port to the terminal 73-2 of the reflectance detection circuit 73 (step S3-1). After outputting 200 ms for a predetermined time (step S3-2), the voltage V2 output to the terminal 73-8 is read from the AD terminal (step S3-3). Then, the infrared LED drive signal is stopped (step S3-4). Next, the pulling reflection voltage Vr is calculated from the voltage V2 obtained by reading the voltage V1 when the pan stored in advance is not placed (step S3-5). Then, the reflectance ρ is obtained from the relationship between the reflection voltage and the reflectance stored in advance (step S3-6).

ステップS3に続いて、電力制御回路62,周波数制御回路61,インバータ回路8を制御して加熱コイル7に電力を供給し誘導加熱を開始する(ステップS4)。加熱コイル7に電力が供給されると、加熱コイル7から誘導磁界が発せられ、トッププレート2上の調理鍋6が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理鍋6の温度が上昇し、調理鍋6内の被加熱物の調理が開始される。マイクロコンピュータ60は誘導加熱を開始すると、一定時毎に鍋温度検出装置18の出力を読み込み、鍋温度を検出する(ステップS5)。   Subsequent to step S3, the power control circuit 62, the frequency control circuit 61, and the inverter circuit 8 are controlled to supply power to the heating coil 7 to start induction heating (step S4). When electric power is supplied to the heating coil 7, an induction magnetic field is emitted from the heating coil 7, and the cooking pan 6 on the top plate 2 is induction-heated. Due to this induction heating, the temperature of the cooking pan 6 rises, and cooking of the object to be heated in the cooking pan 6 is started. When the induction heating is started, the microcomputer 60 reads the output of the pan temperature detecting device 18 at regular intervals and detects the pan temperature (step S5).

ここで、鍋温度検出動作(ステップS5)を詳細に説明する。図27に鍋温度検出のフローチャートを示す。マイクロコンピュータ60は鍋温度検出装置18(サーモパイル温度検出回路72)の出力電圧Vを読み込み(ステップS5−1)、この値から0.5Vを引きこれを鍋温度検出電圧Vtとする(ステップS5−2)。   Here, the pan temperature detection operation (step S5) will be described in detail. FIG. 27 shows a flowchart of the pan temperature detection. The microcomputer 60 reads the output voltage V of the pan temperature detection device 18 (thermopile temperature detection circuit 72) (step S5-1), subtracts 0.5V from this value, and sets this as the pan temperature detection voltage Vt (step S5-). 2).

同時にサーミスタ20a,20b,20cとサーミスタ温度算出回路74からトッププレート2,視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31の温度T1a,T1b,T1cを読み込む(ステップS5−3)。そして、予めテーブルTBLtとして記憶してあるトッププレート温度Ttとサーモパイル温度検出回路72の出力の関係から、トッププレート2の温度T1aでの赤外線量電圧Vaを得る。同様にテーブルTBLbから視野筒19の温度T1bでの赤外線量電圧Vb,テーブルTBLgから結晶化ガラス光学フィルタ31の温度T1cでの赤外線量電圧Vcを得る(ステップS5−4)。(赤外線量算出手段の動作)続いて先の鍋温度検出電圧Vtから前記Va,Vb,Vcを減算する(ステップS5−5)。(減算手段の動作)この処理により外乱としてのトッププレート2,視野筒19,結晶化ガラス光学フィルタ31からの赤外線量を除去する。この減算後の電圧をVtとする。   At the same time, the temperatures T1a, T1b, T1c of the top plate 2, the field tube 19, and the crystallized glass optical filter 31 are read from the thermistors 20a, 20b, 20c and the thermistor temperature calculation circuit 74 (step S5-3). Then, the infrared amount voltage Va at the temperature T1a of the top plate 2 is obtained from the relationship between the top plate temperature Tt stored in advance as the table TBLt and the output of the thermopile temperature detection circuit 72. Similarly, the infrared amount voltage Vb at the temperature T1b of the viewing tube 19 is obtained from the table TBLb, and the infrared amount voltage Vc at the temperature T1c of the crystallized glass optical filter 31 is obtained from the table TBLg (step S5-4). (Operation of Infrared Amount Calculation Means) Subsequently, Va, Vb and Vc are subtracted from the previous pan temperature detection voltage Vt (step S5-5). (Operation of the subtracting means) By this processing, the amount of infrared rays from the top plate 2, the field tube 19, and the crystallized glass optical filter 31 as disturbances is removed. The voltage after this subtraction is Vt.

そして、誘導加熱直前に検出した反射率から、放射率(=1−反射率)を得て(ステップS5−6)、この減算後の鍋温度検出電圧Vtを除算する(ステップS5−7)(反射率補正の動作)。除算後のVtに前述V0=0.5Vを加算し、予めTBLnとして記憶してあるVnとTnの関係であるデータテーブルを引いて(ステップS5−8)、鍋温度に変換し鍋温度Tnを出力する(ステップS5−9)。   And the emissivity (= 1-reflectance) is obtained from the reflectance detected immediately before induction heating (step S5-6), and the pan temperature detection voltage Vt after this subtraction is divided (step S5-7) ( Reflectance correction operation). The above-mentioned V0 = 0.5V is added to Vt after the division, and a data table which is a relationship between Vn and Tn stored in advance as TBLn is drawn (step S5-8), converted into a pan temperature, and the pan temperature Tn is calculated. Output (step S5-9).

なお、放射率を算出する過程(ステップS5−6)と鍋温度検出電圧Vtを放射率で除算する過程(ステップS5−7)の代わりに、予め倍率a=1/放射率(a=1/ε)の値(1以上の値になる)と反射率(あるいは反射電圧Vr)の関係をテーブルとして記憶し、反射率(あるいは反射電圧Vr)から前記テーブルで倍率aを得て、Vtに倍率を乗算したのち、VnとTnの関係であるデータテーブルTBLnを引いて鍋温度を出力してもよい。こうすれば、マイクロコンピュータの処理時間を要する除算を使用しなくてすみ処理の高速化が図れる。   Instead of the process of calculating the emissivity (step S5-6) and the process of dividing the pan temperature detection voltage Vt by the emissivity (step S5-7), the magnification a = 1 / emissivity (a = 1/1 / The relationship between the value of ε) (becoming a value of 1 or more) and the reflectance (or reflection voltage Vr) is stored as a table, the magnification a is obtained from the reflectance (or reflection voltage Vr) with the table, and the magnification is expressed as Vt. , The data table TBLn that is the relationship between Vn and Tn may be subtracted to output the pot temperature. In this way, it is possible to speed up the processing without using a division requiring a processing time of the microcomputer.

ステップS5で検出した温度が所定の温度に到達したら(ステップS6)、電力制御回路62を制御して加熱コイル7に供給する電流を所定量減少させる(ステップS7)。そして、調理時間タイマーをスタートさせる(ステップS8)。一定時毎の鍋温度検出(ステップS9)を続けながら(ステップS10)、加熱コイル7に供給する電流を所定量減増減させて(ステップS11,S12)、鍋温度を一定(Tc)に保つ。そして、所定の調理時間が経過したら(ステップS13)、調理終了をブザーで使用者に報知して、加熱コイル7への電力投入を停止する(ステップS14)。こうして、調理鍋6の被調理物は設定された温度および時間で調理される。   When the temperature detected in step S5 reaches a predetermined temperature (step S6), the power control circuit 62 is controlled to decrease the current supplied to the heating coil 7 by a predetermined amount (step S7). Then, the cooking time timer is started (step S8). While continuing to detect the pan temperature at regular intervals (step S9) (step S10), the current supplied to the heating coil 7 is decreased or increased by a predetermined amount (steps S11 and S12), and the pan temperature is kept constant (Tc). When a predetermined cooking time has elapsed (step S13), the user is informed of the end of cooking with a buzzer, and the power supply to the heating coil 7 is stopped (step S14). Thus, the food to be cooked in the cooking pan 6 is cooked at the set temperature and time.

以上の説明では反射率検出を誘導加熱直前に1度だけ行う例を示したがこれに限ることはない。通常の鍋では誘導加熱中(温度が高温になっても)反射率は変化しない。また、赤外線発光LEDでは長時間連続発光において寿命の問題がある。本説明ではこれらの点を考慮して1調理につき誘導加熱直前の1回の反射率検出に限定した。当然、発光電流を低減して調理中に一定周期で反射率検出を行っても良い。特に薄手の鍋では高温による鍋底変形で反射率が変化することもある。さらに、色塗装を底面に施した鍋では、高温で塗装が変性し反射率が変化することもある。この場合には加熱中でも定期的に反射率検出を行うのが望ましい。この場合当然磁場の影響を避けるために、実施例のように非磁性金属体で反射型フォトインタラプタ26および反射率検出回路73を囲うのが望ましい。   In the above description, an example in which reflectance detection is performed only once just before induction heating is shown, but the present invention is not limited to this. In ordinary pans, the reflectance does not change during induction heating (even when the temperature rises). In addition, the infrared light emitting LED has a problem of life in continuous light emission for a long time. In this description, in consideration of these points, one cooking is limited to one reflectance detection immediately before induction heating. Naturally, the reflectance may be detected at regular intervals during cooking by reducing the emission current. Especially in thin pans, the reflectivity may change due to pan deformation due to high temperature. Furthermore, in a pan with color coating on the bottom, the coating may be denatured at high temperatures and the reflectance may change. In this case, it is desirable to periodically detect the reflectance even during heating. In this case, of course, in order to avoid the influence of the magnetic field, it is desirable to surround the reflection type photointerrupter 26 and the reflectance detection circuit 73 with a nonmagnetic metal material as in the embodiment.

また、調理中に鍋を別の鍋に交換する場合もある。この時反射率は当然変化する。この場合には今ある鍋を退かした時点で鍋温度検出装置18の検出する電圧が急激に低下する。そして、別温度の鍋を置いた時点で鍋温度検出装置18の検出する電圧はこの鍋底面温度に対応する値に復帰する。この変化を捉え再度反射率を検出するのが望ましい。   In some cases, the pan may be replaced with another pan during cooking. At this time, the reflectivity naturally changes. In this case, the voltage detected by the pan temperature detecting device 18 rapidly decreases when the existing pan is retracted. And the voltage which the pan temperature detection apparatus 18 detects at the time of putting the pan of another temperature returns to the value corresponding to this pan bottom temperature. It is desirable to detect this change and detect the reflectance again.

なお、図20に示すように結晶化ガラス光学フィルタ31の温度が30℃よりも低い場合にはこれがサーモパイル25に与える赤外線量は鍋のそれに比べ一桁少ない。このため、鍋温度検出装置18が調理中十分に冷却できれば(鍋温度検出装置18の周囲温度を冷却風で30℃以下に維持できれば)前述のTBLgの省略およびステップS5−4,S5−5でのVcの算出,減算処理の省略ができることは明らかである。もちろんこの場合には、サーミスタ20cも省くことができる。   As shown in FIG. 20, when the temperature of the crystallized glass optical filter 31 is lower than 30 ° C., the amount of infrared rays it gives to the thermopile 25 is one digit less than that of the pan. For this reason, if the pan temperature detection device 18 can sufficiently cool during cooking (if the ambient temperature of the pan temperature detection device 18 can be maintained at 30 ° C. or less with cooling air), the above-described omission of TBLg and steps S5-4 and S5-5 are performed. It is clear that the calculation and subtraction of Vc can be omitted. Of course, in this case, the thermistor 20c can also be omitted.

実施例1の図5では、視野筒19の温度を導光筒に設けたサーミスタ20bで検出した。図28にコイルベース10の裏面を示す。この実施例2では、加熱コイル7の裏面に設けたサーミスタ20dとトッププレート2下面に設けたサーミスタ20aで視野筒19の温度を検出する。前述したように視野筒19は誘導加熱された鍋からの放射熱と加熱コイル7のジュール発熱の伝熱で加熱される。このため、前記放射熱をトッププレート2の温度から推定し、伝熱を加熱コイル7の温度から推定する。そして、視野筒19の温度をサーミスタ20dとサーミスタ20aの荷重線形和として算出する。例えば、サーミスタ20aで検出する温度をT1aとし、サーミスタ20dで検出する温度をT1cとすればセンサ視野筒の温度T1bは、
T1b=k1×T1a+k2×T1c(k1,k2は定数) …(式1)
で表される。
In FIG. 5 of Example 1, the temperature of the field cylinder 19 was detected by the thermistor 20b provided in the light guide cylinder. FIG. 28 shows the back surface of the coil base 10. In the second embodiment, the temperature of the field cylinder 19 is detected by the thermistor 20d provided on the back surface of the heating coil 7 and the thermistor 20a provided on the lower surface of the top plate 2. As described above, the visual field cylinder 19 is heated by the heat transfer of the radiant heat from the induction heated pan and the Joule heat generated by the heating coil 7. For this reason, the radiant heat is estimated from the temperature of the top plate 2, and the heat transfer is estimated from the temperature of the heating coil 7. Then, the temperature of the visual field cylinder 19 is calculated as a load linear sum of the thermistor 20d and the thermistor 20a. For example, if the temperature detected by the thermistor 20a is T1a and the temperature detected by the thermistor 20d is T1c, the temperature T1b of the sensor field tube is
T1b = k1 × T1a + k2 × T1c (k1 and k2 are constants) (Equation 1)
It is represented by

図28において、図5と同一符号は同一物を示す。本実施例の制御ブロック図は図9の制御ブロックにおけるサーミスタ20bをサーミスタ20dに置き換えたものとなるため省略する。   28, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same items. The control block diagram of this embodiment is omitted because the thermistor 20b in the control block of FIG. 9 is replaced with the thermistor 20d.

この場合の鍋温度検出の処理を図29のフローチャートに示す。図29において図27の処理と同一符号は同一処理を示す。   The pan temperature detection process in this case is shown in the flowchart of FIG. 29, the same reference numerals as those in FIG. 27 denote the same processes.

実施例2でのその他の動作は前述した実施例1と同様であるので説明を省略する。   Since other operations in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

以上説明した誘導加熱調理器によれば、調理温度150から300℃の広い温度範囲において、鍋の材質,鍋底の形状,汚れの強弱によらず調理鍋6の加熱最高温度を正確に安定して検出でき、適切に加熱コイルへの高周波電力を制御することで最適な調理が可能となる。   According to the induction heating cooker described above, the maximum heating temperature of the cooking pan 6 can be accurately and stably controlled regardless of the material of the pan, the shape of the pan bottom, and the level of dirt in a wide temperature range from 150 to 300 ° C. It can be detected, and optimal cooking is possible by appropriately controlling the high frequency power to the heating coil.

1 誘導加熱調理器の本体
2 トッププレート
3 操作表示部
4 調理鍋を置く位置を示す円表示
5 赤外線透過窓
6 調理鍋
7 加熱コイル
7a 第1のコイル
7b 第2のコイル
7c コイル間隙
7d 架橋線
8 インバータ回路
10 コイルベース
11 フェライト
14a 内空洞
14b 外空洞壁
15 コイル冷却風路
15a コイル上面冷却風路
15b コイル下面冷却風路
15c コイル上面冷却風送出孔
16 シール材
18 鍋温度検出装置
19 視野筒
20a サーミスタ(第1の温度検出手段)
20b サーミスタ(第2の温度検出手段)
20c サーミスタ(第3の温度検出手段)
21a 低電圧端子
21b 高電圧端子
25 サーモパイル
26 反射型フォトインタラプタ
27 電子回路基板
29 赤外線センサケース
30 ケース窓
31 結晶化ガラス光学フィルタ
32 金属ケース
33 外側赤外線センサケース
35 金属キャン
36 金属ステム
38 シリコン基材
39 シリコン酸化膜
40 ポリシリコン蒸着膜
41 アルミ蒸着膜
42 測温接点部
43 赤外線吸収膜
44 冷接点部
45 NTCサーミスタ
46 金属ピン
47 窓
48 ガラス凸レンズ
49 結晶化ガラス凸レンズ
50 赤外線LED
51 赤外線フォトトランジスタ
55 ヒートシンク
60 マイクロコンピュータ
61 周波数制御回路
62 電力制御回路
63 整流回路
64 電源スイッチ
68 操作スイッチ
69 表示回路
70 ブザー
72 サーモパイル温度検出回路
72−1,73−6 オペアンプ
72−9 抵抗
73 反射率検出回路
73−5 コンデンサ
73−7 充放電回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body of induction heating cooker 2 Top plate 3 Operation display part 4 Circle display which shows the position which puts a cooking pan 5 Infrared transmission window 6 Cooking pan 7 Heating coil 7a 1st coil 7b 2nd coil 7c Coil gap | interval 7d Bridge line 8 Inverter circuit 10 Coil base 11 Ferrite 14a Inner cavity 14b Outer cavity wall 15 Coil cooling air passage 15a Coil upper surface cooling air passage 15b Coil lower surface cooling air passage 15c Coil upper surface cooling air delivery hole 16 Seal material 18 Pan temperature detection device 19 Field cylinder 20a thermistor (first temperature detecting means)
20b thermistor (second temperature detection means)
20c thermistor (third temperature detecting means)
21a Low voltage terminal 21b High voltage terminal 25 Thermopile 26 Reflective photo interrupter 27 Electronic circuit board 29 Infrared sensor case 30 Case window 31 Crystallized glass optical filter 32 Metal case 33 Outer infrared sensor case 35 Metal can 36 Metal stem 38 Silicon substrate 39 Silicon oxide film 40 Polysilicon vapor deposition film 41 Aluminum vapor deposition film 42 Temperature measuring contact part 43 Infrared absorption film 44 Cold junction part 45 NTC thermistor 46 Metal pin 47 Window 48 Glass convex lens 49 Crystallized glass convex lens 50 Infrared LED
51 Infrared Phototransistor 55 Heat Sink 60 Microcomputer 61 Frequency Control Circuit 62 Power Control Circuit 63 Rectifier Circuit 64 Power Switch 68 Operation Switch 69 Display Circuit 70 Buzzer 72 Thermopile Temperature Detection Circuit 72-1, 73-6 Operational Amplifier 72-9 Resistance 73 Reflection Rate detection circuit 73-5 Capacitor 73-7 Charge / discharge circuit

Claims (6)

調理容器を上面に置く結晶化ガラスからなるトッププレートと、
該トッププレートの下に設けられ、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、
該加熱コイルの下に設けられ、前記調理容器などから放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、
前記加熱コイルの支持部に設けられ、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、
前記トッププレートの下面に配置されこの温度を検出する第1の温度検出手段と、
前記導光筒に配置されこの温度を検出する第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段の出力から前記トッププレートから放射される赤外線量を算出する第1の赤外線量算出手段と、
前記第2の温度検出手段の出力から前記導光筒から放射される赤外線量を算出する第2の赤外線量算出手段と、
前記赤外線検出手段の出力から、前記第1及び第2の赤外線量算出手段の出力を減算する減算手段と、
前記加熱コイルへ高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
該高周波電力供給手段の出力電力を制御する電力制御手段と、
前記減算手段の出力より前記調理容器の底面の温度を検出する調理容器温度検出手段と、を備えており、
該調理容器温度検出手段の出力に基づいて前記加熱コイルへの供給電力を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
A top plate made of crystallized glass with a cooking vessel on top;
A heating coil provided under the top plate for generating an induction magnetic field to heat the cooking vessel;
An infrared detecting means provided under the heating coil for detecting infrared rays emitted from the cooking container;
A light guide tube that is provided at a support portion of the heating coil, blocks infrared rays emitted from the heating coil, and guides infrared rays emitted from the cooking container to the infrared detection means;
First temperature detecting means disposed on the lower surface of the top plate for detecting this temperature;
Second temperature detecting means arranged in the light guide tube for detecting the temperature;
First infrared light amount calculating means for calculating the amount of infrared light emitted from the top plate from the output of the first temperature detecting means;
Second infrared ray amount calculating means for calculating an infrared ray amount radiated from the light guide tube from the output of the second temperature detecting means;
Subtracting means for subtracting the outputs of the first and second infrared light amount calculating means from the output of the infrared detecting means;
High-frequency power supply means for supplying high-frequency power to the heating coil;
Power control means for controlling the output power of the high-frequency power supply means;
Cooking container temperature detecting means for detecting the temperature of the bottom surface of the cooking container from the output of the subtracting means,
An induction heating cooker characterized in that the power supplied to the heating coil is controlled based on the output of the cooking vessel temperature detection means.
請求項1に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の温度検出手段を前記導光筒の上開口部外側近傍の前記トッププレート下面に設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1,
An induction heating cooker characterized in that the first temperature detection means is provided on the lower surface of the top plate near the outside of the upper opening of the light guide tube.
請求項1に記載の誘導加熱調理器において、
前記第2の温度検出手段を、前記導光筒の外壁、あるいは内壁温度を検出するように外壁から内壁側に挿入して内壁直近に配置したことを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1,
An induction heating cooker characterized in that the second temperature detecting means is inserted from the outer wall to the inner wall side so as to detect the outer wall or inner wall temperature of the light guide tube and is arranged in the immediate vicinity of the inner wall.
調理容器を上面に置く結晶化ガラスからなるトッププレートと、
該トッププレートの下に設けられ、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、
該加熱コイルの下に設けられ、前記調理容器などから放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、
前記加熱コイルの支持部に設けられ、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、
前記トッププレートの下面に配置されこの温度を検出する第1の温度検出手段と、
前記加熱コイルに配置されこの温度を検出する第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段の出力から前記トッププレートから放射される赤外線量を算出する第1の赤外線量算出手段と、
前記第1の温度検出手段の出力と前記第2の温度検出手段の出力から前記導光筒から放射される赤外線量を算出する第2の赤外線量算出手段と、
前記赤外線検出手段の出力から、前記第1及び第2の赤外線量算出手段の出力を減算する減算手段と、
前記加熱コイルへ高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
該高周波電力供給手段の出力電力を制御する電力制御手段と、
前記減算手段の出力より前記調理容器の底面の温度を検出する調理容器温度検出手段と、を備えており、
該調理容器温度検出手段の出力に基づいて前記加熱コイルへの供給電力を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
A top plate made of crystallized glass with a cooking vessel on top;
A heating coil provided under the top plate for generating an induction magnetic field to heat the cooking vessel;
An infrared detecting means provided under the heating coil for detecting infrared rays emitted from the cooking container;
A light guide tube that is provided at a support portion of the heating coil, blocks infrared rays emitted from the heating coil, and guides infrared rays emitted from the cooking container to the infrared detection means;
First temperature detecting means disposed on the lower surface of the top plate for detecting this temperature;
Second temperature detecting means disposed on the heating coil for detecting the temperature;
First infrared light amount calculating means for calculating the amount of infrared light emitted from the top plate from the output of the first temperature detecting means;
Second infrared light amount calculating means for calculating the amount of infrared light emitted from the light guide tube from the output of the first temperature detecting means and the output of the second temperature detecting means;
Subtracting means for subtracting the outputs of the first and second infrared light amount calculating means from the output of the infrared detecting means;
High-frequency power supply means for supplying high-frequency power to the heating coil;
Power control means for controlling the output power of the high-frequency power supply means;
Cooking container temperature detecting means for detecting the temperature of the bottom surface of the cooking container from the output of the subtracting means,
An induction heating cooker characterized in that the power supplied to the heating coil is controlled based on the output of the cooking vessel temperature detection means.
請求項4に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の温度検出手段を前記導光筒の上開口部外側近傍の前記トッププレート下面に設け、前記第2の温度検出手段を前記導光筒の外側近傍に位置する加熱コイルに設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 4,
The first temperature detection means is provided on the lower surface of the top plate near the outside of the upper opening of the light guide tube, and the second temperature detection means is provided on a heating coil located near the outside of the light guide tube. Induction heating cooker characterized by.
調理容器を上面に置く結晶化ガラスからなるトッププレートと、
該トッププレートの下に設けられ、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、
該加熱コイルの下に設けられ、前記調理容器などから放射される赤外線を検出し、赤外線受光前面に前記トッププレートと同一光学特性を有する窓材を持つ赤外線検出手段と、
前記加熱コイルの支持部に設けられ、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器から放射される赤外線を前記赤外線検出手段に導く導光筒と、
前記トッププレートの下面に配置されこの温度を検出する第1の温度検出手段と、
前記導光筒に配置されこの温度を検出する第2の温度検出手段と、
前記窓材に配置されこの温度を検出する第3の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段の出力から前記トッププレートから放射される赤外線量を算出する第1の赤外線量算出手段と、
前記第2の温度検出手段の出力から前記導光筒から放射される赤外線量を算出する第2の赤外線量算出手段と、
前記第3の温度検出手段の出力から前記窓材から放射される赤外線量を算出する第3の赤外線量算出手段と、
前記赤外線検出手段の出力から、前記第1及び第2及び第3の赤外線量算出手段の出力を減算する減算手段と、
前記加熱コイルへ高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
該高周波電力供給手段の出力電力を制御する電力制御手段と、
前記減算手段の出力より前記調理容器の底面の温度を検出する調理容器温度検出手段と、を備えており、
前記調理容器温度検出手段の出力に基づいて前記加熱コイルへの供給電力を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
A top plate made of crystallized glass with a cooking vessel on top;
A heating coil provided under the top plate for generating an induction magnetic field to heat the cooking vessel;
Infrared detection means provided under the heating coil, detecting infrared radiation emitted from the cooking container, etc., and having a window member having the same optical characteristics as the top plate on the infrared receiving front surface;
A light guide tube that is provided at a support portion of the heating coil, blocks infrared rays emitted from the heating coil, and guides infrared rays emitted from the cooking container to the infrared detection means;
First temperature detecting means disposed on the lower surface of the top plate for detecting this temperature;
Second temperature detecting means arranged in the light guide tube for detecting the temperature;
A third temperature detecting means arranged on the window member for detecting the temperature;
First infrared light amount calculating means for calculating the amount of infrared light emitted from the top plate from the output of the first temperature detecting means;
Second infrared ray amount calculating means for calculating an infrared ray amount radiated from the light guide tube from the output of the second temperature detecting means;
Third infrared light amount calculating means for calculating the amount of infrared light emitted from the window material from the output of the third temperature detecting means;
Subtracting means for subtracting the outputs of the first, second and third infrared light amount calculating means from the output of the infrared detecting means;
High-frequency power supply means for supplying high-frequency power to the heating coil;
Power control means for controlling the output power of the high-frequency power supply means;
Cooking container temperature detecting means for detecting the temperature of the bottom surface of the cooking container from the output of the subtracting means,
An induction heating cooker characterized in that the power supplied to the heating coil is controlled based on the output of the cooking vessel temperature detection means.
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