JP2011249214A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明は、被加熱物の容量および種類ならびに鍋の形状および材質によらず、被加熱物の沸騰状態を正確に検知できる加熱調理器を実現することを目的とする。
【解決手段】本願発明に係る加熱調理器は、鍋が載置されるトッププレートと、その下方に配置された加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、トッププレートを介して鍋の振動を検出し、検出された振動信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域の信号成分を抽出し、抽出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出する信号演算部と、信号演算部で算出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度比に基づいて鍋に収容された被加熱物の沸騰状態を判定する状態判定部と、状態判定部で判定された沸騰状態に応じた高周波電流が加熱コイルに供給されるように駆動回路を制御する制御回路とを備える。
【選択図】図１

Description

本願発明は、誘導加熱コイルやラジエントヒータなどを利用する加熱調理器に関し、とりわけ被加熱体内の被加熱物が沸騰する際に生じる振動を検出することにより、被加熱物の沸騰状態を正確に検出できる加熱調理器に関する。

これまでの加熱調理器において、被加熱体の温度を正確に検出することにより、適正な電力を誘導加熱コイルやラジエントヒータに供給するものが数多く提案されており、たとえば温度センサを用いて、被加熱体の温度を直接的に測定するもの、あるいは被加熱物（たとえば水）が沸騰する際に生じる（核沸騰または部分沸騰による）振動を検出する振動センサを用いて、被加熱物の沸騰状態を検出しようとするものが提案されている。

一般に、温度センサを用いて被加熱体の温度を測定する加熱調理器おいて、温度センサがトッププレートの下方に配置されるために、温度センサで測定される温度が被加熱体の実際の温度に追随せず、被加熱体のリアルタイムの温度が検出しにくい。一方、振動センサを用いて被加熱体の温度を検知する加熱調理器においては、被加熱物（たとえば水）の核沸騰または部分沸騰に伴う振動を直ちに検出することができるので、時間応答性よく被加熱体の温度を検知できる点において、前者より優れている。

たとえば特許文献１に記載の加熱調理器は、鍋などを載置するためのトッププレートの下方に（裏面に当接するように）振動センサが取り付けられ、被加熱物（たとえば水）の核沸騰または部分沸騰に伴う振動を検出して、被加熱体の温度を検知しようとするものである。また特許文献１に記載の加熱調理器は、核沸騰および部分沸騰に起因して振動の周波数帯域が異なることを利用して、すなわち部分沸騰状態から、沸点近くで生じる核沸騰状態までに移行するタイミングを、高い周波数帯域および低い周波数帯域の振動の大きさ（振動信号の強度または振幅）を検出することにより、被加熱物が沸点近くまで加熱されたことを検知するものである。

特開２００３−０７７６４３号公報

しかしながら、振動センサから出力される振動信号の強度は、被加熱体に収容される被加熱物の沸騰状態のみならず、被加熱物の容量にも大きく依存する。また振動信号の強度は、被加熱物が単なる水である場合や、固形状食材を含む水夜液である場合、油分を含む場合など、沸点が変化するさまざまな場合において被加熱物の種類によっても左右され、さらには鍋の形状および材質にも依存する。

すなわち特許文献１に記載の加熱調理器は、被加熱物の容量および種類ならびに鍋の形状および材質（被加熱パラメータ）を限定した状況においてのみ、振動センサから出力される振動信号の強度を検出することにより被加熱体の温度を正確に検知することができるものであり、上記被加熱パラメータが変化するとき、必ずしも正確に被加熱物の沸騰状態を検知することはできなかった。

そこで本願発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、被加熱物の容量および種類ならびに鍋の形状および材質によらず、被加熱物の沸騰状態を適正に検知することができる加熱調理器を提供することを目的とする。

本願発明に係る加熱調理器は、被加熱体が載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置された加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、前記トッププレートを介して前記被加熱体の振動を検出し、振動信号を出力する振動検出部と、前記振動検出部で検出された振動信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域の信号成分を抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部で抽出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出する信号演算部と、前記信号演算部で算出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度比に基づいて前記被加熱体に収容された被加熱物の沸騰状態を判定する状態判定部と、前記状態判定部で判定された沸騰状態に応じた高周波電流が前記加熱コイルに供給されるように前記駆動回路を制御する制御回路とを備えたことを特徴とするものである。

本願発明によれば、被加熱物の容量および種類ならびに鍋の形状および材質によらず、被加熱物の沸騰状態を正確に検知できる加熱調理器を実現することができる。

本願発明の実施の形態１に係る加熱調理器の概略的な電気的構成を示す回路ブロック図である。 （ａ）は被加熱物の加熱開始後の被加熱物の温度の時間的推移を示すグラフであり、（ｂ）は振動信号の強度の一般的な時間的推移を示すグラフである。 （ａ）は被加熱物の加熱開始後の被加熱物の温度の時間的推移を示すグラフであり、（ｂ）は振動信号の高周波数帯域の信号成分の時間的推移を示すグラフであり、（ｃ）は振動信号の低周波数帯域の信号成分の時間的推移を示すグラフである。 （ａ）は被加熱物の加熱開始後の被加熱物の温度の時間的推移を示すグラフであり、（ｂ）は高周波数帯域の信号成分に対する低周波数帯域の信号成分の強度比の時間的推移を示すグラフである。 制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。 制御回路の動作の択一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る加熱調理器の概略的な電気的構成を示す、図１と同様の回路ブロック図である。 （ａ）は被加熱物の加熱開始後の被加熱物の温度の時間的推移を示すグラフであり、（ｂ）〜（ｅ）は振動信号の各周波数帯域の信号成分の時間的推移を示すグラフである。 （ａ）は被加熱物の加熱開始後の被加熱物の温度の時間的推移を示すグラフであり、（ｂ）は高周波数帯域群の信号成分に対する低周波数帯域群の信号成分の合計値の強度比の時間的推移を示すグラフである。 実施の形態３に係る加熱調理器の概略的な電気的構成を示す、図１と同様の回路ブロック図である。 実施の形態４に係る加熱調理器の概略的な電気的構成を示す、図１と同様の回路ブロック図である。 実施の形態５に係る加熱調理器の概略的な電気的構成を示す、図１と同様の回路ブロック図である。

以下、添付図面を参照して本願発明に係る加熱調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明および以下の添付図面において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、「上方」および「下方」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。また以下の添付図面において、同様の構成部品については同様の符号を用いて参照する。

実施の形態１．
図１〜図６を参照しながら、本願発明に係る加熱調理器の実施の形態１について以下詳細に説明する。図１は、実施の形態１による加熱調理器１の概略的な電気的構成を示す回路ブロック図である。図１に示す加熱調理器１は、概略、食材などの被加熱物Ｆを収容する鍋などの被加熱体Ｐが載置されるトッププレート（天板）６と、トッププレート６の下方に配置されるＩＨ（Induction Heating ）方式の誘導加熱コイル（以下、単に「加熱コイル」という。）１０と、同様にトッププレート６の振動を検出できるように配置された振動センサ（振動検出部）１２とを有する。振動センサ１２は、トッププレート６を介して被加熱体Ｐから生じる振動を検出するものであれば任意のものを用いて構成することができ、たとえば圧電セラミックセンサや振動ピックアップコイル、非接触式の光学式変位センサなどであってもよい。

また加熱調理器１は、二相または三相の商用電源２０からの交流電流を直流電流に整流する電源整流回路２２と、加熱コイル１０に所定の駆動周波数を有する高周波電流を供給する駆動回路２４と、加熱コイル１０およびこれに直列に接続された共振コンデンサ１４からなるＬＣＲ誘導加熱部１６と、ＬＣＲ誘導加熱部１６の両端に印加される駆動電圧を検出する駆動電圧検出部２６と、ＬＣＲ誘導加熱部１６に流れる駆動電流を検出する駆動電流検出部２８とを有する。さらに加熱調理器１は、駆動電圧検出部２６および駆動電流検出部２８に電気的に接続され、検出された駆動電圧および駆動電流に基づいて、適正な高周波電流が加熱コイル１０に供給されるように駆動回路２４を制御する制御回路３０を有する。

電源整流回路２２は、より具体的には、全波整流または半波整流するものであってもよく、直流成分を得るためのインダクタンスやコンデンサを含むフィルタ回路（ともに図示せず）を有するものであってもよい。また駆動回路２４は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子（図示せず）を含むインバータ回路であり、インバータ駆動する回路であれば任意のものを用いることができ、たとえばハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を用いて構成することができる。

ＬＣＲ誘導加熱部１６は、上述のように、加熱コイル１０およびこれに直列に接続された共振コンデンサ１４からなり、加熱コイル１０は、図１において、インダクタンスＬと負荷抵抗Ｒの等価回路として図示されている。駆動回路２４から加熱コイル１０に高周波電流が供給されると、その周囲に交流磁場を形成し（交流磁場が導電体からなる被加熱体Ｐに鎖交し）、被加熱体Ｐに渦電流を形成して、被加熱体Ｐ自体を加熱する。

さらに図１に示す加熱調理器１は、振動センサ１２に電気的に接続された信号抽出部４０と、信号抽出部４０に接続された信号演算部５０と、信号演算部５０および制御回路３０に接続された状態判定部６０と、制御回路３０に接続された設定入力部７０とを有する。

実施の形態１に係る信号抽出部４０は、一般的なバンドパスフィルタ４２ａ，４２ｂおよびアナログデジタル変換器４４ａ，４４ｂ（以下、単に「ＡＤ変換器」という。）を用いて構成されていてもよく、振動センサ１２で検出された振動信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域（高周波数帯域および低周波数帯域）の信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）を選択的に抽出して得られたアナログ信号を、デジタル信号に変換するものである。

実施の形態１に係る信号演算部５０は、信号抽出部４０で抽出された第１および第２の周波数帯域の信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出するものであり、状態判定部６０は、この強度比に基づいて被加熱体Ｐに収容された被加熱物Ｆの沸騰状態を判定するものである。

本願発明に係る制御回路３０は、駆動電圧検出部２６および駆動電流検出部２８で検出された駆動電圧および駆動電流のみならず、状態判定部６０で判定された被加熱物Ｆの沸騰状態をフィードバックしつつ、適正な高周波電流が加熱コイル１０に供給されるように駆動回路２４を制御するものである。

設定入力部７０は、加熱調理器１の「火力」（すなわち被加熱体Ｐから生じる熱量）や、後に詳述する加熱モード（長時間加熱モードまたは沸かしモード）をユーザにより選択することを可能にするものである。

ここで本願発明に係る加熱調理器１の動作についてより詳細に説明する。
ユーザが設定入力部７０を用いて加熱調理器１の所定の「火力」を設定すると、制御回路３０が駆動回路２４を制御して、駆動回路２４が適正な高周波電流を加熱コイル１０（ＬＣＲ誘導加熱部１６）に供給する。このとき、駆動電圧検出部２６および駆動電流検出部２８で検出された駆動電圧および駆動電流が、所定の「火力」に見合う電力が消費されているか否か判断するために制御回路３０にフィードバックされる。

振動センサ１２は、被加熱体Ｐから生じる振動はトッププレート６を介して常時モニタする。通常、振動センサ１２で検出される振動信号は、広範な周波数を含む信号成分からなるが、さまざまな周波数帯域全体における振動信号の強度は、被加熱物Ｆの実測温度とともに図２（ｂ）に示すように推移する。

ところで、被加熱物Ｆ（特に水）は、低温状態から沸騰状態に推移するとき、小さな気泡が生じる部分沸騰が始まり、さらに加熱されると、部分沸騰が収束し、特定の部位から大きな気泡が生じる核沸騰が生じることが知られている。また被加熱物Ｆの部分沸騰が生じたときに被加熱体Ｐから発生する振動は、高周波数帯域の信号成分を多く含み、被加熱物Ｆの核沸騰が生じたときに被加熱体Ｐから発生する振動は、低周波数帯域の信号成分が支配的であることが分かっている。したがって、高周波数帯域の信号成分を抽出するバンドパスフィルタ４２ａを通過する信号成分の強度は、部分沸騰の発生に応じて、被加熱物Ｆの実測温度とともにピーク値を有し（図３（ｂ））、低周波数帯域の信号成分を抽出するバンドパスフィルタ４２ｂを通過する信号成分の強度は、被加熱物Ｆの実測温度とともに徐々に増大し、沸点に達した後は一定の値に維持される（図３（ｃ））。これらの信号成分の強度は、各ＡＤ変換器４４ａ，４４ｂによりデジタル信号に変換される。

上述のように、振動信号の強度は、被加熱物の容量および種類ならびに鍋の形状および材質（被加熱パラメータ）に依存するので、振動センサ１２から出力される振動信号の強度に基づいて被加熱物の沸騰状態を正確に検知することはできなかった。
しかしながら本願発明によれば、信号演算部５０は、信号抽出部４０で抽出された高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出する。この信号成分の強度の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）は、被加熱物Ｆの実測温度とともに図４（ｂ）に示すように時間推移する。すなわち被加熱物Ｆの温度が上昇するにつれて、信号成分の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）は、部分沸騰の発生とともに小さくなり、極小値に達した後、増大に転じ、核沸騰状態で飽和すると一定の値に維持される。

そして本願発明者の研究によれば、高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分の強度の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）は、被加熱物Ｆの容量および種類ならびに鍋Ｐの形状および材質（被加熱パラメータ）に依存することなく、被加熱物Ｆの温度により変化することが確認された。すなわち本願発明に係る状態判定部６０は、信号成分の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）が所定の閾値ｒ_ｔｈ１より小さいときには被加熱物Ｆが部分沸騰状態にあり、所定の閾値ｒ_ｔｈ２より大きいときには被加熱物Ｆが核沸騰状態にあることを極めて正確に判定することができる。

換言すると、制御回路３０は、信号成分の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を所定の閾値ｒ_ｔｈ１より小さく維持されるように駆動回路２４を制御することにより、被加熱物Ｆの容量および種類ならびに鍋の形状および材質によらず、被加熱物Ｆを部分沸騰状態に精緻に制御することができる。

図５は、制御回路３０の動作の一例を示すフローチャートである。被加熱物Ｆが核沸騰状態にあることを状態判定部６０が判定すると、制御回路３０は、加熱コイル１０に供給される高周波電流を停止または抑制するように駆動回路２４を制御する。これにより、本願発明に係る加熱調理器１は、被加熱物Ｆが鍋Ｐから吹きこぼれることを防止することができる。

図６は、制御回路３０の動作の択一的な具体例を示すフローチャートである。加熱調理器１は、上述のように、長時間加熱モードまたは沸かしモードをユーザにより選択することができる設定入力部７０を有する（図１）。長時間加熱モードとは、煮込み料理など、小さい火力で長時間加熱したい料理に適した調理モードであり、沸かしモードとは、できるだけ速やかに被加熱物Ｆを沸騰させたい場合に適した調理モードである。

加熱する前の被加熱物Ｆの信号成分の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）は、部分沸騰状態を示す閾値ｒ_ｔｈ１より大きいので、ステップＳ１において、状態判定部６０は、被加熱物Ｆが部分沸騰状態に至ったか否か（ｒ_ｔｈ１＜ｒ）を判定する。被加熱物Ｆが部分沸騰状態に未だ至っていないと判定された場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ２において、制御回路３０は、加熱コイル１０に高周波電流を継続して供給するように駆動回路２４を制御する。

一方、被加熱物Ｆが部分沸騰状態に至ったと判断された場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ３において、制御回路３０は、設定入力部７０でユーザにより選択された加熱モードが長時間加熱モードか否かを確認する。

長時間加熱モードが選択されていた場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ４において、制御回路３０は、被加熱物Ｆが部分沸騰状態で維持されるように、加熱コイル１０に供給電流を抑制するように駆動回路２４を制御する。

沸かしモードが選択されていた場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ５において、状態判定部６０は、被加熱物Ｆが核沸騰状態に至ったか否か（ｒ＜ｒ_ｔｈ２）を判定する。被加熱物Ｆが核沸騰状態に未だ至っていないと判定された場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ６において、制御回路３０は、加熱コイル１０に高周波電流を継続して供給するように駆動回路２４を制御する。

一方、被加熱物Ｆが核沸騰状態に至ったと判断された場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ７において、制御回路３０は、加熱コイル１０に供給電流を停止（または抑制）するように駆動回路２４を制御する。

以上のように、本願発明によれば、極めて簡便な構成で被加熱物Ｆの沸騰状態を判定することができ、これに基づいて適正な高周波電流で加熱コイル１０を駆動することができる。

実施の形態２．
図７〜図９を参照しながら、本願発明に係る加熱調理器の実施の形態２について以下に説明する。実施の形態２の加熱調理器２は、状態判定部６０が互いに異なる２つの周波数帯域群の信号成分の強度の合計値（ΣＰ_ｉ，ΣＰ_ｊ）の比を算出する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。

実施の形態２の信号抽出部４０は、図７に示すように、振動センサ１２で検出された振動信号から、互いに異なる複数（３以上）の周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ_１，Ｐ_２，・・・，Ｐ_ｎ、ｎは３以上の自然数）を選択的に抽出する複数のバンドパスフィルタ４２_１，４２_２，・・・，４２_ｎと、および対応するＡＤ変換器４４_１，４４_２，・・・，４４_ｎとを有する。このとき、各ＡＤ変換器４４_１，４４_２，・・・，４４_ｎから出力される各周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ_１，Ｐ_２，・・・，Ｐ_ｎ−１，Ｐ_ｎ）の強度は、図８（ｂ）〜図（ｅ）のように時間推移する。

実施の形態２に係る信号演算部５０は、信号抽出部４０で抽出された複数の周波数帯域の信号成分のうち、部分沸騰に主に起因して生じる周波数帯域を有する信号成分と、核沸騰に主に起因して生じる周波数帯域を有する信号成分とを２つのグループ（第１および第２の周波数帯域群）に分類して、各グループの信号成分の強度の合計値（ΣＰ_ｉ，ΣＰ_ｊ）を計算する。また信号演算部５０は、各グループの信号成分の強度の合計値の比（Ｒ＝ΣＰ_ｊ／ΣＰ_ｉ）を算出する。この強度比（Ｒ）は、被加熱物Ｆの実測温度とともに図９（ｂ）に示すように時間推移する。

このとき、外乱による振動は特定の周波数でピーク値を有する信号として検出されるので、信号演算部５０は各グループの信号成分の中で、その強度が所定値を超えるピーク値を有するとき、外乱によるものと判断して、その信号成分を取り除いて、各グループの信号成分の強度の合計値の比（Ｒ）を算出することが好ましい。

こうして、実施の形態２に係る状態判定部６０は、実施の形態１と同様、信号成分の強度比（ｒ）の代わりに、２つの周波数帯域群の信号成分の合計値の比（Ｒ）を用いることにより、被加熱物Ｆの容量および種類ならびに鍋の形状および材質によらず、被加熱体Ｐに収容された被加熱物Ｆの沸騰状態を判定することができる。

このように部分沸騰および核沸騰に主に起因して生じる複数の周波数帯域を有する複数の信号成分を抽出して、これらの信号成分の強度の合計値の比（Ｒ）を算出するので、実施の形態１に比して、被加熱体Ｐに収容された被加熱物Ｆの沸騰状態をより正確に判定することができる。また複数の周波数帯域を有する複数の信号成分のうち、特定の周波数でピーク値を有する外乱による信号成分だけを容易に排除できるので、外乱による悪影響を排除して、被加熱物Ｆの沸騰状態をよりいっそう正確に判定することができる。

実施の形態３．
図１０を参照しながら、本願発明に係る加熱調理器の実施の形態３について以下に説明する。実施の形態３の加熱調理器３は、信号抽出部４０が第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）をそれぞれ整流する整流回路４６ａ，４６ｂを有する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。

実施の形態３の信号抽出部４０は、図１０に示すように、バンドパスフィルタ４２ａ，４２ｂにより、振動センサ１２で検出された振動信号から高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）を選択的に抽出し、整流回路４６ａ，４６ｂにより、信号成分のアナログ信号を平滑化し、ＡＤ変換器４４ａ，４４ｂにより平滑化された高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分を信号演算部に出力するものである。換言すると、実施の形態２の加熱調理器２が、信号抽出部４０が複数の（離散的な）周波数帯域を抽出した後、信号演算部５０で信号成分の強度を合計演算することにより判定精度を改善するものであったのに対し、実施の形態３の加熱調理器３は、より広範な第１および第２の周波数帯域における信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）を平滑化することにより判定精度を向上させることができる。

特に、実施の形態３の信号抽出部４０は、部分沸騰および核沸騰に主に起因して生じる周波数帯域がそれぞれ連続的に分布する場合には、上記の極めて簡便な構成を用いて、より広範な第１および第２の周波数帯域における信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）を平滑化することにより、被加熱物Ｆの沸騰状態をより正確に判定することができる。

実施の形態４．
図１１を参照しながら、本願発明に係る加熱調理器の実施の形態４について以下に説明する。実施の形態４の加熱調理器４は、信号抽出部４０がバンドパスフィルタ４２ａ，４２ｂおよび増幅回路４８ａ，４８ｂとからなり、信号演算部５０が整流回路４６ａ，４６ｂ、比較器５２、およびＡＤ変換器４４からなる点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。

図１１を参照すると、実施の形態４の信号抽出部４０は、バンドパスフィルタ４２ａ，４２ｂにより、振動センサ１２で検出された振動信号から高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）を選択的に抽出し、増幅回路４８ａ，４８ｂにより、各信号成分を互いに異なる所定の増幅率ｋ_１，ｋ_２で増幅する。

実施の形態４の信号演算部５０は、所定の増幅率ｋ_１，ｋ_２で増幅された高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）を、整流回路４６ａ，４６ｂを用いて整流（平滑化）し、比較器５２でこれらの大小を判定し、ＡＤ変換器４４によりＡＤ変換する。すなわち実施の形態４の加熱調理器４は、実施の形態１で説明した部分沸騰および核沸騰の判定基準となる信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１＝ｋ_１／ｋ_２）を、高周波数帯域および低周波数帯域の信号成分（Ｐ₁，Ｐ_２）を増幅する増幅率ｋ_１，ｋ_２として増幅回路４８ａ，４８ｂに事前に組み込んでおくことができる。こうして実施の形態４の加熱調理器４は、上記実施の形態と同様、極めて簡便な構成を用いて、被加熱物Ｆの沸騰状態をより正確に判定することができる。

実施の形態５．
図１２を参照しながら、本願発明に係る加熱調理器の実施の形態５について以下に説明する。実施の形態５の加熱調理器５は、信号抽出部４０がローパスフィルタ５４およびＡＤ変換器５６からなり、信号演算部５０が任意の周波数帯域の信号成分を算出（抽出）する点を除いて、実施の形態１の加熱調理器１と同様の構成を有するので、その他の構成部品に関連する詳細な説明を省略する。なお図中、同一構成部品については同一の符号を用いて示す。

上述のように、実施の形態５の信号抽出部４０は、振動センサ１２で検出された振動信号がエイリアシング防止用のローパスフィルタ５４で処理された後、ＡＤ変換器５６により、さまざまな周波数帯域においてＡＤ変換される。

実施の形態５の信号演算部５０は、デジタル化された振動信号の任意の第１および第２の周波数帯域における信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出する。そして実施の形態５の状態判定部６０は、この比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）に基づいて被加熱体Ｐに収容された被加熱物Ｆの沸騰状態を判定する。すなわち、これまでの実施の形態では、信号抽出部４０が特定の周波数帯域における信号成分を抽出していたところ、実施の形態５によれば、信号演算部５０がデジタル化された振動信号の第１および第２の周波数帯域における信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）を、たとえば高速フーリエ変換などの周波数解析（ソフトウェアまたはプログラム）を用いて算出（抽出）するとともに、これらの比を算出するものである。

このとき、実施の形態２で説明したように、信号演算部５０は、特定の周波数でピーク値を有する外乱による振動信号を取り除いた後、信号成分の強度比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出することが好ましい。

以上のように、実施の形態５の信号抽出部４０は、ローパスフィルタ５４およびＡＤ変換器５６のみからなるので、部品点数を削減し、部品構成を簡略化することができる。また上記のように、外乱による振動信号を容易に除去できるので、被加熱物Ｆの沸騰状態をより正確に判定することができる。

１〜５：加熱調理器、６トッププレート（天板）、１０：加熱コイル、１２：振動センサ（振動検出部）、１４：共振コンデンサ、１６：ＬＣＲ誘導加熱部、２０：商用電源、２２：電源整流回路、２４：駆動回路、２６：駆動電圧検出部、２８：駆動電流検出部、３０：制御回路、４０：信号抽出部、４２：バンドパスフィルタ、４４：アナログデジタル変換器（ＡＤ変換器）、４６：整流回路、４８：増幅回路、５０：信号演算部、５２：比較器、５４：ローパスフィルタ、５６：アナログデジタル変換器（ＡＤ変換器）、６０：状態判定部、７０：設定入力部、Ｆ：被加熱物、Ｐ被加熱体。

Claims (6)

1. 被加熱体が載置されるトッププレートと、
   前記トッププレートの下方に配置された加熱コイルと、
   前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、
   前記トッププレートを介して前記被加熱体の振動を検出し、振動信号を出力する振動検出部と、
   前記振動検出部で検出された振動信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域の信号成分を抽出する信号抽出部と、
   前記信号抽出部で抽出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度（Ｐ₁，Ｐ_２）の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）を算出する信号演算部と、
   前記信号演算部で算出された第１および第２の周波数帯域の信号成分の強度比に基づいて前記被加熱体に収容された被加熱物の沸騰状態を判定する状態判定部と、
   前記状態判定部で判定された沸騰状態に応じた高周波電流が前記加熱コイルに供給されるように前記駆動回路を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする加熱調理器。
2. 状態判定部は、第１および第２の周波数帯域の信号の強度の比（ｒ＝Ｐ_２／Ｐ_１）が所定の閾値（ｒ_ｔｈ２）以上であるとき、被加熱体内の被加熱物が核沸騰状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
3. 制御回路は、被加熱体内の被加熱物が核沸騰状態にあると状態判定部が判定したとき、加熱コイルへの高周波電流の供給を停止するように駆動回路を制御することを特徴とする請求項２に記載の加熱調理器。
4. 被加熱体内の被加熱物が部分沸騰状態で加熱される長時間加熱モード、または核沸騰状態に至るまで加熱される沸かしモードを、ユーザにより選択できるモード選択部を有し、
   制御回路は、前記モード選択部で選択された長時間加熱モードまたは沸かしモードに応じて、前記被加熱体内の被加熱物が加熱されるように駆動回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
5. 信号抽出部は、振動検出部で検出された振動信号から、互いに異なる帯域の複数の信号成分を抽出し、
   信号演算部は、前記信号抽出部で抽出された複数の信号成分を第１および第２の周波数帯域群の信号成分の強度（ΣＰ_ｉ，ΣＰ_ｊ）の合計値の比（Ｒ＝ΣＰ_ｊ／ΣＰ_ｉ）を算出し、
   状態判定部は、前記信号演算部で算出された第１および第２の周波数帯域群の信号成分の強度比に基づいて、前記被加熱体に収容された被加熱物の沸騰状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
6. 信号演算部は、信号抽出部で抽出された複数の信号成分のうち、その強度が所定値を超えるとき、その信号成分を取り除いて、第１および第２の周波数帯域群の信号成分の強度（ΣＰ_ｉ，ΣＰ_ｊ）の合計値の比（Ｒ＝ΣＰ_ｊ／ΣＰ_ｉ）を算出することを特徴とする請求項５に記載の加熱調理器。

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