JP2016154073A - Induction heating cooker - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating cooker which is equipped with a non-crystallized glass top plate and has high detection accuracy of temperature of a cooking pot.SOLUTION: An induction heating cooker comprises a non-crystallized glass top plate, infrared detection means provided under a heating coil, for detecting infrared radiated from a bottom of a cooking container, and pot temperature detection means for detecting pot temperature based on output of the infrared detection means. The infrared detection means includes: a first infrared sensor to which infrared radiated from the bottom of the cooking container is input and which outputs DC voltage proportional to an amount of the infrared radiation; a first DC amplifier for DC amplifying the output from the first infrared sensor; a second infrared sensor to which infrared radiated from the bottom of the cooking container does not enter by blocking of the infrared radiated from the bottom of the cooking container and which outputs DC voltage proportional to an amount of the infrared radiation; and a second DC amplifier for inverting and DC amplifying the output from the second infrared sensor. An output of the second DC amplifier is input as bias voltage of the first DC amplifier and an output of the first DC amplifier is used as an output of the infrared detection means.SELECTED DRAWING: Figure 7

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.

従来の誘導加熱調理器は、ラジエントヒータと誘導加熱コイル(以下「加熱コイル」と略称)の2種類の加熱源を用いてトッププレートに載置された調理容器を加熱するものがある。ラジエントヒータはトッププレート自体も高温に加熱するため、トッププレートには耐熱温度の高い結晶化ガラスが採用する必要があった。   Some conventional induction heating cookers heat a cooking vessel placed on a top plate using two types of heating sources, a radiant heater and an induction heating coil (hereinafter abbreviated as “heating coil”). Since the radiant heater also heats the top plate itself to a high temperature, it is necessary to employ crystallized glass having a high heat resistance temperature for the top plate.

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。この赤外線センサとしてはフォトダイオードなどの量子型あるいはサーモパイルなどの熱型センサが良く使われる。この赤外線センサを加熱コイル中心空隙付近の下に配置して、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. . As this infrared sensor, a quantum type such as a photodiode or a thermal type sensor such as a thermopile is often used. This infrared sensor is placed near the center of the heating coil and the infrared radiation emitted from the bottom of the pan is detected by the infrared sensor through the top plate, and the output of the inverter circuit that drives the heating coil is controlled according to the output. The cooking temperature is adjusted.

しかし、調理温度(100から250℃)でその放射赤外線エネルギーは少なく、さらに、結晶化ガラス製のトッププレートの光学特性から、トッププレートを透過する波長は1μmから3μmの幅2μm程度しかなく鍋の全放射赤外線エネルギーの1〜2%しかトッププレートを通過できない。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1桁以上高い感度が求められる。またセンサ出力信号は直流電圧であるため、高い増幅率の直流増幅回路が必要となる。このため、これら赤外線センサは周囲温度の変動に対して非常に敏感であり、調理中の機体内温度変動でセンサ出力電圧が変動し、これが鍋温度検出精度に大きく影響する。   However, the radiant infrared energy is small at cooking temperature (100 to 250 ° C). Furthermore, from the optical characteristics of the crystallized glass top plate, the wavelength that passes through the top plate is only about 2 μm with a width of 1 μm to 3 μm. Only 1-2% of the total radiant infrared energy can pass through the top plate. For this reason, the sensitivity of the infrared sensor to be used is required to be one digit higher than that used in thermometers. Further, since the sensor output signal is a DC voltage, a DC amplification circuit having a high amplification factor is required. For this reason, these infrared sensors are very sensitive to fluctuations in ambient temperature, and the sensor output voltage fluctuates due to fluctuations in the temperature inside the machine during cooking, which greatly affects the accuracy of detecting the pot temperature.

この課題を解決する手段として特許文献1から4に挙げるものがある。
特許文献1の技術は、検出対象からの赤外線入射に応じた信号を出力する第1の検出部(サーモパイル)と、周囲環境からの赤外線入射に応じた信号を出力する第2の検出部(サーモパイル)と、第1、第2検出部の出力信号の差分を出力する差動アンプで構成され、検出対象からの赤外線だけを精度よく検出する技術である。
As means for solving this problem, Patent Documents 1 to 4 are listed.
The technology of Patent Document 1 includes a first detection unit (thermopile) that outputs a signal according to infrared radiation from a detection target, and a second detection unit (thermopile) that outputs a signal according to infrared radiation from the surrounding environment. ) And a differential amplifier that outputs the difference between the output signals of the first and second detection units, and is a technology that accurately detects only infrared rays from the detection target.

特許文献2の技術は、赤外線が入射する入射窓を有する容器と、該容器内で前記入射窓と対向配置される第1の赤外線検出素子(熱型赤外線検出素子)と、第1の赤外線検出素子が実装される基板と、前記容器内に配置される第1の赤外線検出素子の検出出力を温度補償するための第2の赤外線検出素子(熱型赤外線検出素子)を備え、前記入射窓から入射する赤外線が前記基板により遮蔽される位置に第2の赤外線検出素子を配置して、周囲温度変化による検出精度の低下を抑制する技術である。   The technique of Patent Document 2 includes a container having an incident window through which infrared rays are incident, a first infrared detection element (thermal infrared detection element) disposed opposite to the incident window in the container, and a first infrared detection. A substrate on which an element is mounted, and a second infrared detection element (thermal infrared detection element) for temperature-compensating the detection output of the first infrared detection element disposed in the container, from the incident window In this technique, a second infrared detection element is disposed at a position where incident infrared rays are shielded by the substrate, and a reduction in detection accuracy due to a change in ambient temperature is suppressed.

特許文献3の技術は、熱源の温度を非接触測定する赤外線温度センサであって、前記熱源から放射される赤外線の熱量を検知する赤外線検知用感熱素子と、外部環境からの熱量を検知する遮光された温度補償用感熱素子と、前記外部環境と前記赤外線センサとの間で熱の流出入が行われる熱流出入部位とを備え、前記熱流入部位から前記検知用素子と補償用素子への熱伝導が略均等になるよう構成し、正確な温度補償を可能にする技術である。   The technology of Patent Document 3 is an infrared temperature sensor that measures the temperature of a heat source in a non-contact manner, and includes a heat-sensitive element for detecting infrared rays that detects the amount of infrared radiation emitted from the heat source, and a light shielding that detects the amount of heat from the external environment. And a heat inflow / outflow region where heat flows in / out between the external environment and the infrared sensor, and heat from the heat inflow region to the detection element and the compensation element. It is a technology that makes it possible to conduct accurate temperature compensation by making the conduction substantially uniform.

特許文献4の技術は、物体から輻射される赤外線のエネルギーを電気信号に変換して出力する赤外線センサであって、前記赤外線のエネルギーを前記電気信号に変換する第1の赤外線検出素子(フォトダイオード)からなる受光部と、前記受光部からの出力信号を補正するための第2の赤外線検出素子(フォトダイオード)からなる温度特性補償素子で構成される補正部とを有し、前記受光部と前記補正部とが同一の基板上に同一の材料で形成され且つ前記赤外線が同じように入射するように同一構造を有し、前記受光部の出力信号を増幅する演算増幅回路と、前記演算増幅回路の反転入力端子と出力端子の間に接続される抵抗素子と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路を備え、前記受光部の一方の端子は前記演算増幅回路の非反転入力端子に接続され、前記温度特性補償素子の一方の端子は前記演算増幅回路の反転入力端子に接続され、前記受光部の他方の端子と前記温度特性補償素子の他方の端子は前記基準電圧発生回路に共通接続される赤外線センサで被対象物の温度を高精度に検出する技術である。   The technology of Patent Document 4 is an infrared sensor that converts infrared energy radiated from an object into an electrical signal and outputs the electrical signal, and a first infrared detection element (photodiode) that converts the infrared energy into the electrical signal. And a correction unit including a temperature characteristic compensation element including a second infrared detection element (photodiode) for correcting an output signal from the light reception unit, and the light reception unit The correction unit is formed of the same material on the same substrate and has the same structure so that the infrared rays are incident in the same manner, and an operational amplification circuit that amplifies the output signal of the light receiving unit, and the operational amplification A resistance element connected between an inverting input terminal and an output terminal of the circuit, and a reference voltage generating circuit for generating a reference voltage, wherein one terminal of the light receiving unit is a non-inverting input of the operational amplifier circuit One terminal of the temperature characteristic compensating element is connected to an inverting input terminal of the operational amplifier circuit, and the other terminal of the light receiving unit and the other terminal of the temperature characteristic compensating element are the reference voltage generating circuit. This is a technique for detecting the temperature of an object with high accuracy by using an infrared sensor commonly connected to each other.

特開2007−85840号公報JP 2007-85840 A 特開平11−132857号公報JP-A-11-132857 特開2011−75365号公報JP 2011-75365 A WO2007−125873号公報WO2007-125873 Publication

特許文献1では、検出対象および周囲環境(周囲温度)からの赤外線が入射する第1の検出部出力と、周囲環境からの赤外線が入射する第2の検出部出力の差分を増幅することで周囲環境からの赤外線による出力変動を差動増幅器の高CMRR(Common-Mode Rejection Ratio、同相除去比)を利用してキャンセルすることで検出精度を向上させる。特許文献1では、第1の検出部に入射する周囲環境からの赤外線量と第2の検出部に入射する赤外線量が等しいと仮定している。また各素子の赤外線検出感度、温度特性が同一と仮定している。しかし、実際には周囲環境からの各検出部の赤外線量あるいは温度を等しくするのは難しい。また具体的な回路では、差動増幅器の前にバッファアンプが必要である。
これはサーモパイルの内部抵抗(およそ50〜150kΩ)が大きく、この出力抵抗を回路的にさげ次の差動増幅器を正常動作させるために重要となる。更に赤外線センサは同一プロセスで作成してもその出力(感度)特性が30%程度ばらつくことが知られている。このため二つの素子出力で差動増幅を実現するのは困難である。また、家電品のような大量生産製品の場合、差動増幅器の増幅率を微調整することでこのバラツキを抑える必要がある。周知のように差動増幅器は反転入力に接続される抵抗比および値と非反転入力に接続される抵抗比および値が同じでなければ高CMRRを維持できない。このため赤外線センサの感度バラツキを抑えるための増幅率の微調整は、抵抗値を2箇所同時同値に調整し高CMRRを維持する必要がある。これも困難なことである。以上特許文献1の構成では差動増幅器を実現するのが困難で、且つ回路コストがかかるという問題がある。
In Patent Document 1, the difference between a first detection unit output to which infrared rays from a detection target and the surrounding environment (ambient temperature) are incident and a second detection unit output to which infrared rays from the surrounding environment are incident are amplified. The detection accuracy is improved by canceling output fluctuation due to infrared rays from the environment by using the high CMRR (Common-Mode Rejection Ratio) of the differential amplifier. In Patent Document 1, it is assumed that the amount of infrared rays from the surrounding environment incident on the first detection unit is equal to the amount of infrared rays incident on the second detection unit. In addition, it is assumed that the infrared detection sensitivity and temperature characteristics of each element are the same. However, in practice, it is difficult to equalize the infrared rays amount or temperature of each detection unit from the surrounding environment. In a specific circuit, a buffer amplifier is required before the differential amplifier.
This is because the internal resistance (approximately 50 to 150 kΩ) of the thermopile is large, and this output resistance is reduced in a circuit to make the next differential amplifier operate normally. Furthermore, it is known that the output (sensitivity) characteristic of an infrared sensor varies by about 30% even if it is produced by the same process. For this reason, it is difficult to realize differential amplification with two element outputs. In the case of mass-produced products such as home appliances, it is necessary to suppress this variation by finely adjusting the amplification factor of the differential amplifier. As is well known, a differential amplifier cannot maintain a high CMRR unless the resistance ratio and value connected to the inverting input and the resistance ratio and value connected to the non-inverting input are the same. For this reason, the fine adjustment of the amplification factor for suppressing the sensitivity variation of the infrared sensor needs to maintain the high CMRR by adjusting the resistance value to the same value at two locations simultaneously. This is also difficult. As described above, the configuration of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to realize a differential amplifier and the circuit cost is high.

特許文献2では、同一容器内に第1の赤外線検出素子と前記出力を温度補償するための第2の赤外線検出素子に組み、各赤外線検出素子が同一温度環境におかれる配慮がなされている。また第1の赤外線検出素子には入射窓から赤外線が入射し、第1の赤外線検出素子の裏面に配置される第2の赤外線検出素子には赤外線が入射しない構造をとる。そして第1の赤外線検出素子(サーミスタ)および第2の赤外線検出素子(サーミスタ)を直列接続し、その接続点の出力信号を増幅することで温度補償を行っている。サーミスタの場合その抵抗値は周囲温度で決まり、同一構造の場合ほぼ同じ抵抗値となる。したがって、これを直列接続し、一定電圧を印加した場合、接続点の電圧は直列素子の抵抗比で決まるため周囲温度変化に対して変わらない。つまり温度補償がなされる。   In Patent Document 2, a first infrared detection element and a second infrared detection element for temperature compensation of the output are assembled in the same container, and consideration is given to placing each infrared detection element in the same temperature environment. In addition, infrared rays are incident on the first infrared detecting element from the incident window, and infrared rays are not incident on the second infrared detecting element disposed on the back surface of the first infrared detecting element. The first infrared detection element (thermistor) and the second infrared detection element (thermistor) are connected in series, and the output signal at the connection point is amplified to compensate for temperature. In the case of the thermistor, the resistance value is determined by the ambient temperature, and in the case of the same structure, the resistance value is almost the same. Therefore, when these are connected in series and a constant voltage is applied, the voltage at the connection point is determined by the resistance ratio of the series elements, and therefore does not change with respect to changes in ambient temperature. That is, temperature compensation is performed.

しかし、特許文献2の構成では、入射窓からの赤外光が容器内で反射、迷光して第2の赤外線検出素子に入射する恐れがある。入射しないようにするには別の対策(例えば容器内に別遮光壁を作るなどの対策)を第2の赤外線検出素子に対して行う必要がある。また、素子を直列接続して簡単に温度補償が行えるのは、上記説明のように感温抵抗素子例えばサーミスタに限られる。また前述直列素子でウイーンブリッジを構成し、この出力を差動増幅し更に高精度に温度補償する例も開示されている。他の課題点は特許文献1と同様である。   However, in the configuration of Patent Document 2, there is a risk that infrared light from the incident window is reflected and stray in the container and enters the second infrared detection element. In order to prevent the incident, another countermeasure (for example, a countermeasure such as forming another light shielding wall in the container) needs to be performed on the second infrared detection element. Further, the temperature compensation that can be easily performed by connecting the elements in series is limited to a temperature sensitive resistance element such as a thermistor as described above. There is also disclosed an example in which a Wien bridge is constituted by the above-described series elements, and the output is differentially amplified to compensate for temperature with higher accuracy. Other problems are the same as in Patent Document 1.

特許文献3では、特許文献2と同様に、赤外線検知用感熱素子と遮光された温度補償用感熱素子とを同一容器内に、容器への熱流出入部位からの熱伝達が略均等になるように(例えば点対称の位置に)配置し、各素子と抵抗の接続点を差動増幅することで温度補償を行っている。特許文献3では、特許文献2と同様に、この増幅構成で補償できるのは素子が感温抵抗素子であることが必要となる。他の課題点は特許文献1と同様である。   In Patent Document 3, as in Patent Document 2, the infrared detecting thermal element and the light-shielded temperature compensating thermal element are placed in the same container so that heat transfer from the heat inflow / outflow site to the container is substantially uniform. The temperature compensation is performed by arranging (for example, a point-symmetrical position) and differentially amplifying the connection point between each element and the resistor. In Patent Document 3, as in Patent Document 2, it is necessary that the element be a temperature-sensitive resistance element that can be compensated by this amplification configuration. Other problems are the same as in Patent Document 1.

特許文献4では、第1の赤外線検出素子(多段フォトダイオード)と第1と同一構造の第2の赤外線検出素子(多段フォトダイオード)からなる温度特性補償素子を直列接続し、この接続点以外の2端子を増幅回路(電流電圧変換増幅回路)の反転および非反転入力に接続し、接続点を基準電圧に接続することで温度補償するものである。この形の増幅回路はPN接合の光電流を利用する量子型赤外線センサ例えばフォトダイオードで有効であり、温度変化によるPN接合の順方向電圧変化を補償するものである。このため、特許文献4の構成では、この技術を熱型赤外線センサに応用することはできない。他の課題点は特許文献1と同様である。   In Patent Document 4, a temperature characteristic compensation element composed of a first infrared detection element (multistage photodiode) and a second infrared detection element (multistage photodiode) having the same structure as that of the first is connected in series. Two terminals are connected to the inverting and non-inverting inputs of an amplifier circuit (current-voltage conversion amplifier circuit), and the temperature is compensated by connecting the connection point to a reference voltage. This type of amplifier circuit is effective for a quantum infrared sensor using a photocurrent of a PN junction, for example, a photodiode, and compensates for a forward voltage change of the PN junction due to a temperature change. For this reason, in the structure of patent document 4, this technique cannot be applied to a thermal type infrared sensor. Other problems are the same as in Patent Document 1.

また、従来の誘導加熱調理器では、結晶化ガラスをトッププレートに使用しているが、可視光領域の透過率が高く(透明度が高く)、かつ、安価な非結晶化ガラスをトッププレートに使用できれば、誘導加熱調理器としても、デザイン性をより高め、価格もより安価にできる。結晶化ガラスに比べて熱衝撃温度が低い非結晶化ガラスを誘導加熱調理器のトッププレートに採用するため、加熱源を誘導加熱コイルで構成することで解決する。   In addition, in the conventional induction heating cooker, crystallized glass is used for the top plate, but non-crystallized glass with high visible light transmittance (high transparency) and low cost is used for the top plate. If possible, the design can be further improved and the price can be reduced as an induction heating cooker. In order to employ non-crystallized glass having a thermal shock temperature lower than that of crystallized glass for the top plate of the induction heating cooker, the problem is solved by configuring the heating source with an induction heating coil.

しかしながら、非結晶化ガラス製のトッププレートとして例えばホウケイ酸ガラスを使用した場合、赤外線を透過する光学特性の差異により、結晶化ガラスと比較して調理容器から生じた赤外線がトッププレートを透過する放射エネルギー量が低下することとなる。   However, when borosilicate glass, for example, is used as the top plate made of non-crystallized glass, the infrared radiation generated from the cooking container is transmitted through the top plate compared to crystallized glass due to the difference in optical properties that transmit infrared light. The amount of energy will decrease.

赤外線センサは、調理容器からの赤外線放射エネルギーの他に、加熱コイルや加熱コイルを制御するインバータ基板などの排熱なども熱外乱となる赤外線放射エネルギーを受光している。トッププレートに非結晶化ガラスを採用すると、結晶化ガラスに比べて赤外線センサが受光する熱外乱の割合が増加することとなり、調理容器の温度を検出する測定精度が悪化するという課題がある。   In addition to the infrared radiation energy from the cooking container, the infrared sensor receives infrared radiation energy that causes heat disturbance due to exhaust heat from the heating coil and the inverter board that controls the heating coil. When non-crystallized glass is employed for the top plate, the rate of thermal disturbance received by the infrared sensor is increased as compared with crystallized glass, and there is a problem that the measurement accuracy for detecting the temperature of the cooking container is deteriorated.

上記特許文献1〜4は、定常時の温度環境変化、つまり変化した環境温度が長時間を経て一定になったとき、被検出体からの赤外線量が同じであれば、変化前の温度と変化後の温度が異なっても(環境温度の相違に対して)赤外線センサの出力が変化しないように温度補償するものである。環境温度が徐々に変化しているときの(過渡時の)温度補償については言及されていない。トッププレートを結晶化ガラスから非結晶化ガラスに変更すると、赤外線センサが受光する熱外乱の割合が増加するため、非結晶化ガラスのトッププレートでは、環境温度の過渡時の温度補償が、調理容器温度の検出精度の向上させる上で重要となる。   The above-mentioned Patent Documents 1 to 4 describe a change in temperature environment at the time of steady state, that is, when the changed environmental temperature becomes constant after a long time, if the amount of infrared rays from the detected object is the same, the temperature and change before the change. The temperature compensation is performed so that the output of the infrared sensor does not change even if the later temperature is different (with respect to the difference in environmental temperature). There is no mention of temperature compensation (transient) when the ambient temperature is changing gradually. Changing the top plate from crystallized glass to non-crystallized glass increases the rate of thermal disturbance received by the infrared sensor, so the non-crystallized glass top plate compensates for temperature during transient environmental temperatures. This is important in improving the temperature detection accuracy.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、調理容器を上面に置くトッププレートと、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、前記調理容器の底から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋温度を検出する鍋温度検出手段と、を備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線検出手段は、前記調理容器の底から放射される赤外線が入射され、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第1の赤外線センサと、 該第1の赤外線センサ出力を直流増幅する第1の直流増幅器と、前記調理容器の底から放射される赤外線を遮光することによって前記調理容器の底から放射される赤外線が入射されず、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第2の赤外線センサと、前記第2の赤外線センサ出力を反転直流増幅する第2の直流増幅器と、を備えており、前記第2の直流増幅器の出力を前記第1の直流増幅器のバイアス電圧として入力し、前記第1の直流増幅器の出力を前記赤外線検出手段の出力とすることにより達成される。   The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and a top plate on which a cooking container is placed is provided, and an induction magnetic field is provided under the top plate to heat the cooking container. A heating coil, an infrared detecting means provided under the heating coil for detecting infrared rays emitted from the bottom of the cooking container, and a pan temperature detecting means for detecting a pan temperature from an output of the infrared detecting means, An induction heating cooker provided, wherein the infrared detection means is configured to receive a first infrared sensor that receives an infrared ray emitted from a bottom of the cooking container and outputs a direct-current voltage proportional to the amount of infrared rays; A first direct-current amplifier that amplifies the output of the infrared sensor and an infrared ray radiated from the bottom of the cooking vessel by blocking the infrared ray radiated from the bottom of the cooking vessel. , A second infrared sensor that outputs a DC voltage proportional to the amount of infrared rays, and a second DC amplifier that inverts and amplifies the second infrared sensor output, and the output of the second DC amplifier Is input as the bias voltage of the first DC amplifier, and the output of the first DC amplifier is used as the output of the infrared detecting means.

本発明によれば、非結晶化ガラス製トッププレートを備えた誘導加熱調理器において、フォトダイオードなどの量子型あるいはサーモパイルなどの熱型センサのように入力赤外線量に比例する直流電圧を出力する赤外線検出手段と直流増幅手段で構成される鍋温度検出手段を持つ誘導加熱調理器において、調理中の筐体内部の温度変化(過渡的な温度変化)に対して赤外線検出手段の出力を安定化し、筐体内部に調理によって温度変化が生じても、調理鍋底の温度を正確に検出する誘導加熱調理器を提供することができる。そして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, in an induction heating cooker provided with a non-crystallized glass top plate, an infrared ray that outputs a DC voltage proportional to an input infrared ray amount, such as a quantum type such as a photodiode or a thermal type sensor such as a thermopile. In an induction heating cooker having a pan temperature detection means composed of a detection means and a DC amplification means, the output of the infrared detection means is stabilized against a temperature change (transient temperature change) inside the casing during cooking, An induction heating cooker can be provided that accurately detects the temperature of the bottom of the cooking pan even if the temperature changes due to cooking inside the housing. And the induction heating cooking appliance which enables safe and optimal cooking by controlling the high frequency electric power to a heating coil can be provided.

また、非結晶化ガラスは結晶化ガラスに比べて透明感があることから、トッププレートにホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスを用いることで、高級感のあるデザインを施すことができる。   Further, since non-crystallized glass is more transparent than crystallized glass, a high-quality design can be applied by using non-crystallized glass of borosilicate glass for the top plate.

ガラス厚4mmのトッププレートに鋼球約500gを落球させた試験を行った結果、結晶化ガラスは高さ約50cmからの落球で割れ、ホウケイ酸ガラスの場合は高さ約130cmからの落球で割れを生じた。ホウケイ酸ガラスは、結晶化ガラスに外郭強度が高いことから、例えばトッププレートのガラス厚4mmから3mmなどの変更が可能となり、トッププレートの薄型が図れる。   As a result of a test in which about 500 g of steel balls were dropped on a 4 mm thick glass top plate, crystallized glass was broken by falling balls from a height of about 50 cm, and in the case of borosilicate glass, it was broken by falling balls from a height of about 130 cm. Produced. Since borosilicate glass has high outer strength compared to crystallized glass, for example, the glass thickness of the top plate can be changed from 4 mm to 3 mm, and the top plate can be thinned.

トッププレートが薄くなるとガラスを透過する赤外線の透過率が増加することとなり、調理鍋からの赤外線エネルギーが鍋温度検出装置に入射する量が増加し、鍋温度の検出精度の向上効果が得られる。また、トッププレートの薄型化により、誘導加熱調理器の軽量化が図れ、輸送や流通の工程において省エネルギーとなり輸送費などのコスト低減効果が得られる。   When the top plate is thinned, the transmittance of infrared rays that pass through the glass increases, and the amount of infrared energy from the cooking pan incident on the pan temperature detecting device increases, and the effect of improving the detection accuracy of the pan temperature is obtained. In addition, by reducing the thickness of the top plate, the induction heating cooker can be reduced in weight, saving energy in transportation and distribution processes, and reducing the cost such as transportation costs.

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の右側加熱コイル周辺の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the right side heating coil periphery of Example 1. FIG. 実施例1の左側加熱コイル周辺の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the left side 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の鍋放射赤外線検出用サーモパイル25の詳細を示す平面および断面図。The top view and sectional drawing which show the detail of the thermopile 25 for pan infrared radiation detection of Example 1. FIG. 実施例1の温度変化補償用サーモパイル26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 a thermopile for temperature change compensation 26 according to the first embodiment. 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. 従来の赤外線検出回路の詳細を示す図。The figure which shows the detail of the conventional infrared rays detection circuit. 従来の赤外線検出回路出力の温度特性を示す図。The figure which shows the temperature characteristic of the conventional infrared rays detection circuit output. 従来の赤外線検出回路出力の電源投入および周囲温度変化時の出力変動を示す実験例。An experimental example showing the output fluctuation when the power of the conventional infrared detection circuit output is turned on and the ambient temperature changes. 実施例1の赤外線検出回路の詳細を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating details of an infrared detection circuit according to the first embodiment. 実施例1の赤外線検出回路動作を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an infrared detection circuit operation according to the first embodiment. 実施例1の赤外線検出回路出力の電源投入および周囲温度変化時の出力変動を示す実験例。FIG. 3 is an experimental example showing output fluctuations when the infrared detection circuit output of Example 1 is turned on and the ambient temperature changes. FIG. 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. 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. 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. サーモパイルへの入射エネルギーの比較を示す図。The figure which shows the comparison of the incident energy to a thermopile. 実施例1の各部温度とサーモパイル25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 the thermopile 25. FIG. 実施例1の黒体(鍋底)温度と赤外線検出回路出力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the blackbody (pan bottom) temperature of Example 1, and an infrared detection circuit output. 実施例1のトッププレート温度と赤外線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 an infrared detection circuit output. 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 2. FIG. 実施例3の赤外線検出回路の詳細。Details of the infrared detection circuit of the third embodiment. 実施例3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 3. FIG. 実施例3の鍋温度検出装置の平面および断面図Plane and sectional view of pan temperature detector of embodiment 3 実施例3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 3. 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7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左右2口、ラジエントヒータやハロゲンヒータ等のヒーター(加熱源)の放射熱で加熱可能な鍋置き場所が1口、魚焼きグリルがある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ない。特にトッププレートを非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラスとする場合は、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ることが望ましい。これは、ラジエントヒータに比べ、誘導加熱による調理鍋7の加熱時の方がトッププレート2の最高温度を500℃以下と低くするためである。これに限らない。特にトッププレートを非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラスとする場合は、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ることが望ましい。これは、ラジエントヒータに比べ、誘導加熱による調理鍋7の加熱時の方がトッププレート2の最高温度を500℃以下と低くするためである。なお、調理鍋7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。図1および図2に示すように、本体1の上面には、トッププレート2が装着されている。   FIG. 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 7 is placed on a portion indicated by a one-dot chain line AA ′ in FIG. . In the following, there are 2 pans on the left and right where induction heating is possible, 1 pan on the side that can be heated by the radiant heat of a heater such as a radiant heater or halogen heater (heating source), induction cooking with a fish grill An example of a vessel will be described, but the application target of the present invention is not limited to this. In particular, when the top plate is made of non-crystallized borosilicate glass, it is desirable that the induction heating cooker is provided with three pot places where induction heating is possible. This is because the maximum temperature of the top plate 2 is lowered to 500 ° C. or lower when the cooking pan 7 is heated by induction heating as compared with the radial heater. Not limited to this. In particular, when the top plate is made of non-crystallized borosilicate glass, it is desirable that the induction heating cooker is provided with three pot places where induction heating is possible. This is because the maximum temperature of the top plate 2 is lowered to 500 ° C. or lower when the cooking pan 7 is heated by induction heating as compared with the radial heater. The cooking pan 7 may be a magnetic iron pan suitable for induction heating, or may be a non-magnetic aluminum pan or copper pan. As shown in FIGS. 1 and 2, a top plate 2 is mounted on the upper surface of the main body 1.

トッププレート2は、少なくとも耐熱温度が3百数十度の耐熱塗料を用いて文字や略全面の塗装を裏面に施し、表面には鍋の滑り止めとなる印刷を施した非結晶化ガラスを基材とする耐熱ガラスである。本実施例で説明する非結晶化ガラスとは、石英ガラス、高ケイ酸ガラスとホウケイ酸ガラスが含まれ、特に本実施例では、ケイ素が略80%、ホウ酸が10〜15%程度含まれ、熱衝撃温度300℃以上かつ500℃以下のホウケイ酸ガラスをいう。   The top plate 2 is based on non-crystallized glass with letters and almost the entire surface painted on the back using a heat resistant paint with a heat resistant temperature of at least 3 and several tens of degrees, and the surface is printed to prevent the pan from slipping. It is heat-resistant glass as a material. The non-crystallized glass described in this example includes quartz glass, high silicate glass, and borosilicate glass. In particular, in this example, silicon is included in about 80% and boric acid is included in about 10-15%. It means a borosilicate glass having a thermal shock temperature of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less.

また、トッププレート2の手前には、各口およびグリル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。以下の符号で最終文字がR、Lはそれぞれ右側、左側の加熱口下の構造部品を示し、この文字が無いものは右、左共通の構造部品を示す。   In front of the top plate 2 is mounted an operation display unit 3 in which a switch for instructing heating start or heating course of each port and grill, and a display for displaying the heating state (temperature, etc.) of each port are arranged. ing. In the following symbols, the final characters R and L indicate structural parts below the right and left heating ports, respectively, and those without this character indicate the right and left common structural components.

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8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。トッププレート2の上面の各口(円4)に、調理鍋7を置き加熱調理を行う。   On the upper surface of the top plate 2, a circle 4 having a radius that approximately matches the outermost radius of the heating coil 8 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 transmitting 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 4 at the two places where the pan is placed 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. A cooking pan 7 is placed in each mouth (circle 4) on the upper surface of the top plate 2 and cooking is performed.

図2に示すように、加熱コイル8にインバータ回路9(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8aと内周側の第2のコイル8bに分割された加熱コイル8が高周波磁界10(図中破線で示す)を発生し、この高周波磁界が調理鍋7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7自身が誘導加熱され発熱する。従って、調理鍋7内の調理物は、調理鍋7自身の発熱によって加熱調理される。このとき、調理鍋7の下にあるトッププレート2も、発熱した調理鍋7からの伝熱あるいは放射熱により高温になる。   As shown in FIG. 2, when a high frequency current is supplied to the heating coil 8 from the inverter circuit 9 (high frequency current supply means), the heating coil 8 is divided into a first coil 8a on the outer peripheral side and a second coil 8b on the inner peripheral side. The heating coil 8 generates a high-frequency magnetic field 10 (indicated by a broken line in the figure), and this high-frequency magnetic field is linked to the cooking pan 7 to generate an eddy current. To do. Accordingly, the food in the cooking pan 7 is cooked by the heat generated by the cooking pan 7 itself. At this time, the top plate 2 under the cooking pan 7 also becomes high temperature due to heat transfer or radiant heat from the cooking pan 7 that has generated heat.

トッププレート右側の右加熱コイル8Rの下にはインバータ回路9が配置され、左側、左加熱コイル8L下にはグリル庫6が配置される。このグリル庫6内には管ヒータ6a、6bが上下に配置され、魚等の焼き物が可能な構造である。   An inverter circuit 9 is disposed below the right heating coil 8R on the right side of the top plate, and a grill cabinet 6 is disposed on the left side and below the left heating coil 8L. In the grill cabinet 6, tube heaters 6a and 6b are arranged one above the other so that grilled fish and the like can be cooked.

図3に右側加熱コイル8R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8aと第2のコイル8bの間にコイル間隙8cを備えて分割された加熱コイル8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8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8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7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 right heating coil 8R in detail. As shown in FIG. 3, a heating coil 8 divided by a coil gap 8c between the first coil 8a and the second coil 8b on the lower surface of the top plate 2 is provided in a coil base 10 made of heat-resistant plastic. They are arranged concentrically (spirally). Below the heating coil 8, 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 8 to the cooking pan 7 which 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8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8aの内周側に接続され、第2のコイル8bおよび第1のコイル8a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8a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 8 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 8a, and the coil upper surface cooling air passage 15a for cooling the upper surfaces of the second coil 8b and the first coil 8a, The other one is a coil lower surface cooling air passage 15b for cooling the lower surface of the first coil 8a. On the upper surface of the coil 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8a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 an inner peripheral side of the first coil 8a is a cylindrical outer cavity wall 14b connected to a radial beam incorporating the ferrite 11. . A coil upper surface cooling air sending hole 15c of the coil 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.

右側加熱コイル8Rへの冷却風路15の下にはインバータ回路9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8L、8R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。   Below the cooling air passage 15 to the right heating coil 8R, circuit cooling air passages 17a and 17b containing a circuit board such as an inverter circuit 9 are provided in two layers, and the right and left heating coils 8L and 8R are respectively stacked. Built-in inverter circuit. 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 detecting device 18 is disposed in the coil upper surface cooling air passage 15a below the coil 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。しかし、インバータ回路パワー素子の発熱、フェライトの発熱、加熱コイル自身の発熱によりこの冷却風が暖められるため鍋温度検出装置18の周囲温度は時間とともに上昇する。調理が終了すると周囲温度は時間とともに下降する。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8c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8の間をコイル径方向外側に流れ、加熱コイル8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8a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8a下面に向かって噴流してこれを冷却する。   During cooking, outside air is introduced from a fan (not shown) built in the main body 1 into the coil upper surface cooling air passage 15a, the coil lower surface cooling air passage 15b, and the circuit cooling air passages 17a, 17b. However, since the cooling air is warmed by the heat generated by the inverter circuit power element, the heat generated by the ferrite, and the heat generated by the heating coil itself, the ambient temperature of the pan temperature detecting device 18 increases with time. When cooking is finished, the ambient temperature decreases with time. 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 gap 8c and the upper portion of the inner cavity 14a, the top plate 2 blocks the flow between the top plate 2 and the heating coil 8, and the upper surface of the heating coil 8 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 8a of the coil lower surface cooling air passage 15b, and the cooling air flowing through the coil lower surface cooling air passage 15b is jetted from here toward the lower surface of the coil 8a to cool it. .

図4に左側加熱コイル8L周辺の断面を詳しく示す。加熱コイル、コイルベース、冷却風路、コイルベース支持構造は図3と同一である。グリル庫6内部には上管ヒータ6a、下管ヒータ6bが配置され、この間に網板6cが固定され、ここに調理物(魚等)を置き焼き物調理を行う。グリル庫6内で焼き物調理を行うと、グリル6の上面、加熱コイル8Lのコイル上面冷却風路15a下面は高温状態となる。この温度は鍋温度検出装置18Lの下面を加熱するようになる。   FIG. 4 shows a detailed cross section around the left heating coil 8L. The heating coil, coil base, cooling air passage, and coil base support structure are the same as in FIG. An upper pipe heater 6a and a lower pipe heater 6b are arranged inside the grill cabinet 6, and a net plate 6c is fixed therebetween, and a cooked food (fish or the like) is placed here to cook the grilled food. When grilled food is cooked in the grill cabinet 6, the upper surface of the grill 6 and the lower surface of the coil upper surface cooling air passage 15a of the heating coil 8L are in a high temperature state. This temperature heats the lower surface of the pan temperature detector 18L.

図5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8、コイルベース10、コイル冷却風路15aの詳細構成図である。加熱コイル8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. 5 shows details of the top view of FIG. 3 excluding the top plate 2. It is a detailed block diagram of the heating coil 8, the coil base 10, and the coil cooling air path 15a. The positional relationship in the horizontal surface of the heating coil 8, the inner cavity 14a, and the pan temperature detection apparatus 18 is shown.

加熱コイル8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8aと内周側の第2のコイル8bに分割される。その間隙8cは幅およそ15mmの同心帯状をなし、第1のコイル8aの巻き終わりは間隙8cを架橋し第2のコイル8bの巻き始めとなり、第1のコイル8aと架橋線8dと第2のコイル8bで加熱コイル8を構成する。コイルベース10には第1のコイル8a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部8cとなっている。また、第2のコイル8bの内周側に内空洞14aが設けられる。さらに、コイル間隙部8cの一部、放射状に配置される二つのフェライト11間に楕円筒状のセンサ視野筒19(コイル径方向での短径約12mm、コイル円周方向での長径25mm)が設けられ、このセンサ視野筒19の下に鍋温度検出装置18が設置される。   The heating coil 8 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 8a on the outer peripheral side and a second coil 8b on the inner peripheral side. The The gap 8c has a concentric band shape with a width of about 15 mm, and the winding end of the first coil 8a bridges the gap 8c and becomes the winding start of the second coil 8b. The first coil 8a, the bridging wire 8d, and the second winding The heating coil 8 is constituted by the coil 8b. The coil base 10 is provided with a cylindrical outer cavity wall 14b on the inner peripheral side of the first coil 8a, and the inside thereof is a coil gap portion 8c. An inner cavity 14a is provided on the inner peripheral side of the second coil 8b. Further, a sensor field cylinder 19 having an elliptical cylindrical shape (a short diameter of about 12 mm in the coil radial direction and a long diameter of 25 mm in the coil circumferential direction) is provided between a portion of the coil gap portion 8c and the two ferrites 11 arranged radially. A pan temperature detecting device 18 is installed under the sensor visual field cylinder 19.

実施例の同心円状に巻かれた加熱コイル8では巻き幅中央近傍の誘導磁界が一番強く、鍋を誘導加熱した場合この巻き幅中央部分の温度が一番高くなる。加熱コイル8を二つに分割したのは、分割隙間の下に鍋温度検出装置18を設け、この高温部分の鍋温度を検出するためである。   In the heating coil 8 wound concentrically in the embodiment, the induction magnetic field in the vicinity of the center of the winding width is the strongest, and when the pan is induction-heated, the temperature at the center portion of the winding width becomes the highest. The reason why the heating coil 8 is divided into two is that a pan temperature detection device 18 is provided under the division gap to detect the pan temperature of this high temperature portion.

センサ視野筒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20が設置される。   A thermistor 20 is installed on the upper side of the sensor visual field cylinder 19 so as to be in contact with the lateral lower surface of the infrared transmission 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、センサ視野筒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(熱電対)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 (thermocouple) 25 built in the pan temperature detecting device 18 described in detail later from the sensor field tube 19. To do.

図6は図5(先の加熱コイル8)を裏から見た図を示す。コイルベース10には2個のコイル端子21a、21bが設けられ、低電圧端子21aには第1のコイル8a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9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。   FIG. 6 shows a view of FIG. 5 (the preceding heating coil 8) seen from the back. The coil base 10 is provided with two coil terminals 21a and 21b, the low voltage terminal 21a is connected to the start of winding of the first coil 8a, and the high voltage terminal 21b is connected to the end of winding of the second coil. Is done. The output lines 22a and 22b of the inverter circuit 9 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.

図5、図6で説明したように鍋温度検出装置18は、架橋線8d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部8cに設けられたセンサ視野筒19の下にそのケース窓30が位置するように設置される。架橋線8dの近傍設置を避けるのは、ここでの磁界が乱れ磁界が更に下部に漏えいし、後述するセンサケースの電磁シールドのための金属ケース32が加熱されるのを防止するためである。   As described with reference to FIGS. 5 and 6, the pan temperature detecting device 18 avoids the vicinity of the bridge line 8d and is disposed in the coil gap portion 8c located at a position away from the high voltage terminal 21b to which the high voltage output line 22b is connected. The case window 30 is installed under the sensor field cylinder 19 provided. The reason for avoiding the installation in the vicinity of the bridge line 8d is to prevent the magnetic field here from being disturbed and the magnetic field further leaking to the lower part, and heating the metal case 32 for electromagnetic shielding of the sensor case described later.

図5、図6で説明した構造は左右加熱コイルで同じである。左右を区別するため符号最終文字をR、Lで示す。例えば8Rは右側加熱コイル、8Lは左側加熱コイルを示す。左側の冷却風路には右側冷却風の一部を流す構造になっている。但し左側に独立の吸気ファンを設け左右の冷却風路に流れる空気を分離しても良いのは明らかである。   The structure described in FIGS. 5 and 6 is the same for the left and right heating coils. In order to distinguish left and right, the last character of the code is indicated by R and L. For example, 8R indicates a right side heating coil, and 8L indicates a left side heating coil. A part of the right cooling air flows through the left cooling air passage. However, it is obvious that an independent intake fan may be provided on the left side to separate the air flowing in the left and right cooling air passages.

図7に鍋温度検出装置18の詳細を示す。   FIG. 7 shows details of the pan temperature detecting device 18.

図7(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、調理容器の底から放射される赤外線が入射される鍋放射赤外線検出用赤外線センサ(サーモパイル25)と、遮光されているため調理容器の底から放射される赤外線が入射されない温度変化補償用赤外線センサ(サーモパイル26)と、反射型フォトインタラプタ27を中心に構成される。サーモパイル25、26と反射型フォトインタラプタ27はサーモパイルの出力信号を増幅する赤外線検出回路72と反射率検出回路73が実装される電子回路基板28に配置され、この鍋放射赤外線検出用サーモパイル25、温度変化補償用サーモパイル26と反射型フォトインタラプタ27および電子回路基板28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を構成する非結晶化ガラスとほぼ同じ光学特性を持つ非結晶化ガラスを薄く切り出したものを光学フィルタ31として嵌め込んである。なお、本実施例の光学フィルタ31は非結晶化ガラスで説明するが、赤外線を透過する材質であればこれに限らず、例えば結晶化ガラスを使用しても良い。また、光学フィルタ31は、トッププレート2より1μm以下の波長において可視光線の透過率が低い光学特性であればなお良く、光学フィルタ31により、サーモパイル25に入射する可視光線を遮光することで、鍋温度の検出誤差を低減できることになる。   FIG. 7A shows a plan view of the pan temperature detecting device 18. The pan temperature detection device 18 is not shielded from the infrared rays emitted from the bottom of the cooking container because the pan temperature detection device 18 is shielded from the infrared sensor (thermopile 25) for detecting infrared rays emitted from the bottom of the cooking vessel. A temperature change compensating infrared sensor (thermopile 26) and a reflective photo interrupter 27 are mainly configured. The thermopile 25, 26 and the reflection type photo interrupter 27 are disposed on the electronic circuit board 28 on which the infrared detection circuit 72 and the reflectance detection circuit 73 for amplifying the thermopile output signal are mounted. The change compensation thermopile 26, the reflective photo interrupter 27, and the electronic circuit board 28 are hermetically sealed in an infrared sensor case 29 (indicated by a one-dot chain line) made of a plastic member. The infrared sensor case 29 is provided with a case window 30 for transmitting infrared rays. The case window 30 is formed by thinly cutting non-crystallized glass having almost the same optical characteristics as the non-crystallized glass constituting the top plate 2. The optical filter 31 is fitted. In addition, although the optical filter 31 of a present Example demonstrates by non-crystallized glass, if it is a material which permeate | transmits infrared rays, it will not be restricted to this, For example, you may use crystallized glass. Further, the optical filter 31 may be any optical characteristic that has a low visible light transmittance at a wavelength of 1 μm or less from the top plate 2, and the optical filter 31 blocks visible light incident on the thermopile 25. The temperature detection error can be reduced.

そして、光学フィルタ31の下にサーモパイル25、26と反射型フォトインタラプタ27が電子回路基板28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、26は3重のケースで覆われた形になっている。   Thermopiles 25 and 26 and a reflective photo interrupter 27 are mounted on the electronic circuit board 28 under the optical filter 31. 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 aluminum metal case 32 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, 26 is covered with a triple case.

サーモパイル25とサーモパイル26を同一ケース内に内蔵するのは、これら2つの素子の周囲温度条件をなるべく一致させるためである。そして、サーモパイル25と反射型フォトインタラプタ27はセンサ視野筒19内を望むように基板28に設置される。   The reason why the thermopile 25 and the thermopile 26 are built in the same case is to match the ambient temperature conditions of these two elements as much as possible. The thermopile 25 and the reflective photo interrupter 27 are installed on the substrate 28 so as to look inside the sensor visual field cylinder 19.

このように構成された鍋温度検出装置18はそのケース窓30がコイルベース10のセンサ視野筒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。   The pan temperature detecting device 18 configured as described above is installed in the coil upper surface cooling air passage 15a so that the case window 30 looks inside the sensor visual field cylinder 19 of the coil base 10.

図7(a)中のA−A′線に沿った断面図を図7(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28に装着されるサーモパイル25、26および反射型フォトインタラプタ27と赤外線センサケース29のケース窓30、光学フィルタ31との位置関係を示す断面図である。   FIG. 7B shows a cross-sectional view along the line AA ′ in FIG. This is a cross section showing the positional relationship between the thermopiles 25 and 26 and the reflection type photo interrupter 27 mounted on the electronic circuit board 28 installed in the infrared sensor case 29 and the case window 30 and the optical filter 31 of the infrared sensor case 29. FIG.

図8に反射型フォトインタラプタ27の詳細を示す。反射型フォトインタラプタ27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27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7底面の反射率を計測するものである。   FIG. 8 shows details of the reflective photointerrupter 27. The reflective photo interrupter 27 is formed by arranging 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 near 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 27 is composed of 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 7 placed on the top plate 2.

反射フォトインタラプタ27前面の発光、受光部を光学フィルタ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 light receiving portions on the front surface of the reflective photointerrupter 27 are arranged immediately below the lower surface of the optical filter 31. This is to prevent infrared light from being reflected and received by the optical filter 31 directly above.

図9に鍋放射赤外線検出用サーモパイル25の詳細を示す。
図9(a)はサーモパイル25の斜視図を示す。図9(b)は図9(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9(c)は図9(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. 9 shows the details of the thermopile 25 for detecting pan radiant infrared rays.
FIG. 9A shows a perspective view of the thermopile 25. 9B is a cross-sectional view of the thermopile 25 taken along the line BB ′ in FIG. 9A, and FIG. 9C is a line taken along the line CC ′ in FIG. 9B. It is a top view of a cross section. 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あるいはポリイミド膜等の赤外線吸収膜43を保護皮膜として形成する。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. Polysilicon and aluminum are sequentially deposited on the silicon oxide film 39 to form a polysilicon deposited film 40 and an aluminum deposited film 41. Create many thermocouples and connect them in cascade. An infrared absorption film 43 such as a rubidium oxide film or a polyimide film close to a black body is formed as a protective film at the center of the silicon substrate 38 having polysilicon and aluminum junctions (temperature measuring contacts). 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。ステム36には、筒状の金属キャン35が窒素などの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製のレンズ48が装着されている。レンズ48の光学特性(図20の実線)は、トッププレート2の非結晶化ガラスに比べ、1μm以下の透過率が低くいことから、可視光線を遮光する。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。これはサーモパイル25の視野特性を狭め、集光効率を高めるためである。   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 stem 36 in an inert gas such as nitrogen. A small-hole window 47 is opened on the upper surface of the metal can 35, and a glass lens 48 is mounted on the inside thereof. The optical characteristic of the lens 48 (solid line in FIG. 20) blocks visible light because it has a transmittance of 1 μm or less compared to the non-crystallized glass of the top plate 2. 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 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. This is to narrow the visual field characteristics of the thermopile 25 and increase the light collection efficiency.

サーモパイル25内の熱電対測温接点部42(赤外線吸収膜43の下にある)にはこの小穴の窓46を通過しレンズ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 portion 42 (below the infrared absorption film 43) in the thermopile 25 is heated by the infrared light that passes through the small hole window 46 and is condensed by the lens 48, and this heating temperature rise has passed. A voltage proportional to the infrared energy and 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 metal pin 46 of the thermocouple output.

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。   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.

図10に、温度補償素子として用いる温度変化補償用サーモパイル26の詳細を示す。図で図9と同一符号は同一物を示す。   FIG. 10 shows details of the thermopile 26 for temperature change compensation used as a temperature compensation element. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.

温度補償素子のサーモパイル26は、金属ケース37上面の窓46、レンズ4
8およびNTCサーミスタ45はないが、他はサーモパイル25と同一構造である。赤外線吸収膜43の上面は金属ケース37で遮光され、赤外線が赤外線吸収膜43に入射しない様に金属キャン35と金属ステム36からなる金属ケース37内に内蔵されている。前述の同一構造とは熱電対(対数、パターンを含む)、シリコン基材38、シリコン酸化膜39、金属ケース37、金属ステム36の組成、形状、寸法および封入不活性ガスが同一であることを言う。つまり、周囲温度の冷接点部44、測温接点部42への伝熱特性と、冷接点部44から測温接点部42への伝熱特性が同一となるように構成されている。
The thermopile 26 of the temperature compensation element includes a window 46 on the upper surface of the metal case 37 and the lens 4.
8 and NTC thermistor 45 are not provided, but the other structure is the same as that of thermopile 25. The upper surface of the infrared absorption film 43 is shielded by a metal case 37 and is built in a metal case 37 including a metal can 35 and a metal stem 36 so that infrared rays do not enter the infrared absorption film 43. The composition, shape, dimensions, and enclosed inert gas of the thermocouple (including logarithm and pattern), silicon substrate 38, silicon oxide film 39, metal case 37, and metal stem 36 are the same as the above-described identical structure. say. In other words, the heat transfer characteristics of the ambient temperature to the cold junction part 44 and the temperature measurement contact part 42 are the same as the heat transfer characteristics from the cold junction part 44 to the temperature measurement contact part 42.

図11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9Rおよび9Lは加熱コイル8R及び8Lに高周波電流を供給する。このインバータ回路9R、9L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。   The control block diagram of the induction heating cooking appliance of a present Example is shown in FIG. 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 9R and 9L supply high-frequency current to the heating coils 8R and 8L. The frequency control circuits 61R and 61L and the power control circuits 62R and 62L adjust the operating frequency of the inverter circuits 9R and 9L 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. Generally, a frequency of 20 kHz is used for iron, copper having a lower resistivity than this, and a frequency of 70 kHz or more is used for aluminum. 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9R、9L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。   A DC voltage is supplied from the rectifier circuit 63 to each of the inverter circuits 9R and 9L. The rectifier circuit 63 is connected to a commercial power supply 65 having three terminals 200V via a power switch 64.

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。また上下グリルヒータ6a、6bにはグリルヒータ回路68を介して3端子200Vの商用電源65が接続される。グリルヒータ回路68がグリルヒータ6a、6bに供給する電力を制御する。   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. A commercial power supply 65 of 3 terminals 200V is connected to the upper and lower grill heaters 6a and 6b via a grill heater circuit 68. The grill heater circuit 68 controls the power supplied to the grill heaters 6a and 6b.

マイクロコンピュータ60には、表示操作部の操作スイッチ69、表示回路70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71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、グリルヒータ回路68を制御して、トッププレート2上の調理鍋7あるいはグリル庫6内を加熱する。   The microcomputer 60 is connected with an operation switch 69 and a display circuit 70 of a display / operation unit, and accepts a user's operation instruction and displays an operation state of the device. Further, a buzzer 71 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, the radiant heater circuit 67, and the grill heater circuit 68 according to the instructions of the user, and the cooking pan 7 or the grill box 6 on the top plate 2 is controlled. Heat the inside.

サーモパイル25、26は赤外線検出回路72に接続されサーモパイル25の出力が増幅され、マイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。フォトインタラプタ27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7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。赤外線検出回路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20Rは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20L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。これらはトッププレート2の温度を検出する。   The thermopile 25, 26 is connected to the infrared detection circuit 72, and the output of the thermopile 25 is amplified and input to the AD terminal of the microcomputer 60. The photo interrupter 27 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 7 is received by the light receiving element, and the output signal is amplified. And input to the AD terminal of the microcomputer 60. Details of operations of the infrared detection circuit 72 and the reflectance detection circuit 73 will be described later. Further, the thermistor 20R is connected to the thermistor temperature detection circuit 74R, and its output is input to the AD terminal of the microcomputer 60. Similarly, the thermistor 20L is also connected to the thermistor temperature detection circuit 74L, and its output is also input to the AD terminal of the microcomputer 60. These detect the temperature of the top plate 2.

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、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、予め作成してある温度変換テーブル(赤外線検出回路72の出力電圧と鍋温度の関係)で鍋温度に変換する。   Further, the microcomputer 60 knows the infrared reflectance of the cooking pot from the output of the reflectance detection circuit 73 and corrects it 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 reflectance correction means) Then, the temperature is converted into a pan temperature using a temperature conversion table (relationship between the output voltage of the infrared detection circuit 72 and the pan temperature) prepared in advance.

そして、マイクロコンピュータ60はこの鍋温度をもとに、電力制御回路62を介して、調理鍋7の加熱を制御する。この処理法の詳細は後述する。   The microcomputer 60 controls heating of the cooking pan 7 via the power control circuit 62 based on the pan temperature. Details of this processing method will be described later.

図12に従来の赤外線検出回路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)はオペレーショナルアンプ(以下OPアンプと略称する)72−1で約3000倍に増幅され、出力端子72−2から出力され、マイクロコンピュータ60のAD端子に入力される。OPアンプ72−1の増幅率Gは抵抗R1と抵抗R2で決まる(増幅率G=(R2/R1+1))。   FIG. 12 shows details of a conventional infrared detection circuit 72. Thermopile output (thermoelectromotive force) of thermopile 25 (voltage between symbols (+) and (-) in the figure) is amplified about 3000 times by an operational amplifier (hereinafter abbreviated as OP amplifier) 72-1, and output terminal 7-2 and input to the AD terminal of the microcomputer 60. The amplification factor G of the OP amplifier 72-1 is determined by the resistors R1 and R2 (amplification factor G = (R2 / R1 + 1)).

サーモパイル25内のNTCサーミスタ45は、回路電源電圧Vcc(=5V)を抵抗R5、R6、R7で分圧された電圧源(抵抗R6の両端)に抵抗R8と直列接続された状態で接続される。この抵抗R8との接続点(図中aで示す)はOPアンプ72−3で構成されるバッファアンプ(電圧フォロアー)の入力に接続され、接続点aの電圧はそのままOPアンプ72−3の出力に現れる。この図中bで示す点の電圧(OPアンプ72−3の出力)は、OPアンプ72−1のバイアス電圧Vbiasとして抵抗R1と熱電対出力端子(−)の接続点に印加される。OPアンプ72−3で構成されるバッファアンプの出力インピーダンスはほぼゼロであり理想的な電圧源としてOPアンプ72−3の出力であるバイアス電圧Vbias(接続点aの電圧と同じ)をOPアンプ72−1に与える。OPアンプ72−1はこのVbias値を動作基準電圧(サーモパイル25の出力電圧がゼロのときの値)として、サーモパイル25の熱電対出力(図中(+)、(−)記号間の直流電圧)をG=(R2/R1+1)倍した値をVbais値に加算して出力する。このVbias値はNTCサーミスタ45の温度25℃での抵抗値で0.5Vに設計され、このゼロ電圧から0.5Vオフセットしたバイアス電圧Vbais値は赤外線検出回路72の故障検出に利用する。OPアンプ72−1の故障あるいは、出力端子72−2の開放、あるいは出力端子72−2が電源VCCあるいは回路グランドと短絡されていればマイクロコンピュータ60の読み込む電圧は0.5Vと異なることになる。   The NTC thermistor 45 in the thermopile 25 is connected in series with a resistor R8 to a voltage source (both ends of the resistor R6) obtained by dividing the circuit power supply voltage Vcc (= 5V) by resistors R5, R6, and R7. . A connection point (shown by a in the figure) with the resistor R8 is connected to an input of a buffer amplifier (voltage follower) constituted by an OP amplifier 72-3, and the voltage at the connection point a is directly output from the OP amplifier 72-3. Appear in The voltage at the point indicated by b in this figure (the output of the OP amplifier 72-3) is applied to the connection point of the resistor R1 and the thermocouple output terminal (-) as the bias voltage Vbias of the OP amplifier 72-1. The output impedance of the buffer amplifier constituted by the OP amplifier 72-3 is almost zero, and the bias voltage Vbias (same as the voltage at the connection point a) that is the output of the OP amplifier 72-3 is used as an ideal voltage source. To -1. The OP amplifier 72-1 uses the Vbias value as an operation reference voltage (value when the output voltage of the thermopile 25 is zero), and the thermocouple output of the thermopile 25 (DC voltage between (+) and (−) symbols in the figure). Is multiplied by G = (R2 / R1 + 1) and added to the Vbais value for output. This Vbias value is designed to be 0.5V as the resistance value of the NTC thermistor 45 at a temperature of 25 ° C. The bias voltage Vbais value offset by 0.5V from this zero voltage is used for detecting the failure of the infrared detection circuit 72. If the operational amplifier 72-1 is broken, the output terminal 72-2 is opened, or the output terminal 72-2 is short-circuited to the power supply VCC or circuit ground, the voltage read by the microcomputer 60 is different from 0.5V. .

図12に示す回路図においてR6両端を短絡してNTCサーミスタ45の温度抵抗値変化がVbias値に影響しないようにし、OPアンプ72−1の増幅率Gを2700に設定した電子回路基板を用い、図8の鍋温度検出装置18に図12に示す従来の赤外線検出回路72を搭載して恒温槽で槽内温度を可変しながらOPアンプ72−1の出力を測定した。図13に槽内温度25℃から60℃での結果の一例を示す。これはサーモパイル25の熱電対出力(図中(+)、(−)記号間の電圧)を2700倍して測定したことになる。ここでサーモパイル25には恒温槽上壁面からの放射赤外線が入射されるが恒温槽壁面はステンレス製(放射率0.3以下)かつ低温(60℃以下)であり、後述のように(図21、図26参照、)その放射赤外線エネルギーは鍋底(100℃)からのそれの10%
以下で無視できる。また、各温度点での観測は十分時間経過後に行っているため、測温接点42(赤外線エネルギーで加熱される点)と冷接点44の温度差はなく、熱電対の起電力ゼロの状態である。つまり、この測定は赤外線入射がない状態でのサーモパイル25の温度特性を測定したものである。なおOPアンプ72−1自身の入力オフセット電圧は0.1μVであり、この温度係数は0.05nV/℃で上記観測ではOPアンプ自身の入力オフセット電圧は一定で無視できるものである。
In the circuit diagram shown in FIG. 12, an electronic circuit board in which both ends of R6 are short-circuited so that the temperature resistance value change of the NTC thermistor 45 does not affect the Vbias value and the amplification factor G of the OP amplifier 72-1 is set to 2700 is used. The conventional infrared detection circuit 72 shown in FIG. 12 was mounted on the pan temperature detection device 18 of FIG. 8, and the output of the OP amplifier 72-1 was measured while varying the temperature in the thermostatic bath. FIG. 13 shows an example of the results at a bath temperature of 25 ° C. to 60 ° C. This is measured by multiplying the thermocouple 25 thermocouple output (voltage between (+) and (−) symbols in the figure) by 2700 times. Here, the infrared rays from the upper wall of the thermostat are incident on the thermopile 25, but the wall of the thermostat is made of stainless steel (emissivity 0.3 or less) and low temperature (60 ° C. or less), as will be described later (FIG. 21). , See Fig. 26) The radiant infrared energy is 10% of that from the pan bottom (100 ° C)
Can be ignored below. Moreover, since the observation at each temperature point is performed after a sufficient time has elapsed, there is no temperature difference between the temperature measuring junction 42 (a point heated by infrared energy) and the cold junction 44, and the thermocouple has an electromotive force of zero. is there. That is, this measurement is a measurement of the temperature characteristics of the thermopile 25 in a state where no infrared light is incident. The input offset voltage of the OP amplifier 72-1 itself is 0.1 μV, and this temperature coefficient is 0.05 nV / ° C. The input offset voltage of the OP amplifier itself is constant and can be ignored in the above observation.

図13から赤外線入射のないサーモパイル25の出力は負の温度特性を持つ。温度係数は5つのサーモパイルについてほぼ同一で入力換算値(図の値を1/2700した値)で0.22μV/℃である。この温度係数のため鍋の温度(放射するエネルギー)が一定でも、サーモパイル25の周囲温度が上昇するとサーモパイル25の出力が減少することになり鍋温度の正確な検出ができない。   From FIG. 13, the output of the thermopile 25 without infrared incidence has a negative temperature characteristic. The temperature coefficient is substantially the same for the five thermopiles, and is 0.22 μV / ° C. as an input conversion value (a value obtained by halving the value in the figure). Because of this temperature coefficient, even if the temperature of the pan (radiated energy) is constant, if the ambient temperature of the thermopile 25 rises, the output of the thermopile 25 will decrease, and the pan temperature cannot be accurately detected.

この負の温度特性はサーモパイルを構成するアルミーポリシリコン熱電対のポリシリコン線抵抗値の温度特性による。周知のように金属線は正の抵抗温度特性を持つ。温度が上がると抵抗値が上昇し、OPアンプの入力電流(pA)で電圧降下がおきる。この電圧降下の変動分が上記出力の負の温度特性となる。   This negative temperature characteristic depends on the temperature characteristic of the polysilicon wire resistance value of the aluminum-polysilicon thermocouple constituting the thermopile. As is well known, a metal wire has a positive resistance temperature characteristic. When the temperature rises, the resistance value rises and a voltage drop occurs with the input current (pA) of the OP amplifier. The fluctuation in the voltage drop becomes the negative temperature characteristic of the output.

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(サーミスタ45と抵抗R8の接続点)の電圧は上昇する。この上昇係数を前述0.22μV/℃に設計すれば、サーモパイル出力減少をキャンセルできる。つまり、サーモパイル25出力の減少を接続点aの電圧すなわちOPアンプ72−1のバイアス電圧Vbias値の上昇で補償する。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、定常状態(周囲温度が一定で冷接点と測温接点の温度が同一となっている状態)では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温度補償を行っている。図13中に破線でサーモパイルE−1の温度補償後の出力を示す。周囲(サーモパイル)温度が変化しても定常状態では出力が一定になっていることがわかる。   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 increases, the voltage at the previous connection point a (the connection point between the thermistor 45 and the resistor R8) increases. If the increase coefficient is designed to be 0.22 μV / ° C., the thermopile output decrease can be canceled. That is, the decrease in the thermopile 25 output is compensated by the increase in the voltage at the connection point a, that is, the bias voltage Vbias value of the OP amplifier 72-1. That is, the NTC thermistor 45 is used to prevent the output of the thermopile 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, the temperature of the measurement object, that is, the incident infrared energy, changes in a steady state (a state where the ambient temperature is constant and the temperature of the cold junction and the temperature measuring junction are the same). Otherwise, temperature compensation is performed so that no change in output occurs. The output after temperature compensation of the thermopile E-1 is shown by a broken line in FIG. It can be seen that the output is constant in the steady state even if the ambient (thermopile) temperature changes.

このサーミスタ45での定常状態(周囲温度が一定となり、測温度接点と冷接点が同一温度となっている状態)での温度補償を行った図12の従来回路で、サーモパイル25に赤外線が入射しない状態で、電源投入後、時間とともに周囲温度を25℃から40℃まで徐々に増加した場合のセンサ出力変動を図14に示す。徐々に周囲温度が上昇するのは、誘導加熱調理器では鍋の加熱とともにインバータ回路パワー素子の発熱、フェライトの発熱、加熱コイル自身の発熱により赤外線検出回路72が内蔵される鍋温度検出装置18への冷却風が暖められるためである。またグリル庫6で加熱している状態では前述に加え、大きく鍋温度検出装置18の底面が温められる。この徐々に暖められるのを恒温槽で模擬した結果である。   In the conventional circuit of FIG. 12 in which temperature compensation is performed in a steady state (the ambient temperature is constant and the temperature measuring contact and the cold contact are the same temperature) in the thermistor 45, infrared rays are not incident on the thermopile 25. FIG. 14 shows sensor output fluctuation when the ambient temperature is gradually increased from 25 ° C. to 40 ° C. with time after the power is turned on. In the induction cooking device, the ambient temperature gradually rises to the pan temperature detecting device 18 in which the infrared detection circuit 72 is built in due to the heat of the inverter circuit power element, the heat of ferrite, and the heat of the heating coil itself as the pan is heated. This is because the cooling air is warmed. Moreover, in the state which is heating with the grill cabinet 6, in addition to the above-mentioned, the bottom face of the pan temperature detection apparatus 18 is heated greatly. This is a result of simulating this gradually warming in a thermostatic bath.

図14から、電源投入直後、センサ出力はオーバーシュートし設計のバイアス電圧(Vbias電圧値)0.5Vに安定するまでにおよそ2分かかっていることがわかる。図12の回路ではこのような時定数を持たせてはいない。また、周囲温度が変化しているときに、センサ出力が大きくディップ(約50mV出力が減少)し、40℃に到達して十分時間が経ってから設計のバイアス電圧Vbias=0.5Vになる。つまり周囲温度が25℃と40℃では同じ出力電圧であり、前述したサーミスタ45での定常状態での温度補償がなされていることがわかる。しかし、電源投入直後および温度が変化している過渡的な状態でセンサ出力が大きく変化していることがわかる。誘導加熱調理器で調理する場合は、前述説明したように時々刻々と鍋温度検出装置18の周囲温度が変化している。この状態で鍋温度を検出する場合、前述した赤外線センサの出力電圧から鍋温度に換算する過程でこの変動分が鍋温度検出誤差となる。詳細は後述する。   From FIG. 14, it can be seen that immediately after the power is turned on, the sensor output overshoots and takes about 2 minutes to stabilize to the designed bias voltage (Vbias voltage value) of 0.5V. The circuit of FIG. 12 does not have such a time constant. Further, when the ambient temperature is changing, the sensor output dip greatly (about 50 mV output decreases), and after reaching a temperature of 40 ° C. and a sufficient time has elapsed, the designed bias voltage Vbias = 0.5V is reached. That is, it can be seen that the output voltage is the same when the ambient temperature is 25 ° C. and 40 ° C., and that the temperature compensation in the steady state is performed by the thermistor 45 described above. However, it can be seen that the sensor output changes greatly immediately after power-on and in a transient state where the temperature changes. When cooking with an induction heating cooker, as described above, the ambient temperature of the pan temperature detecting device 18 changes every moment. When the pan temperature is detected in this state, the fluctuation becomes a pan temperature detection error in the process of converting the output voltage of the infrared sensor described above into the pan temperature. Details will be described later.

上記出力変動の原因はセンサ素子の構造(図9参照)に起因する。まず電源投入時の変動原因を説明する。サーモパイル25の熱電対は10μm厚さのシリコン酸化膜上にパターン形成されている。このパターンに電圧が印加されると。パターン間にあるシリコン酸化膜のコンデンサを充電することになる。例えば、シリコン酸化膜の厚さ10μm、抵抗率、誘電率からこのコンデンサ容量と並列抵抗値を算出すると10pFと1000MΩ程度になり、この時定数は約2分となり実験結果の電源投入から、定常値0.5Vに到達する時間とほぼ一致する。   The cause of the output fluctuation is due to the structure of the sensor element (see FIG. 9). First, the cause of fluctuation at power-on will be described. The thermocouple 25 thermocouple is patterned on a 10 μm thick silicon oxide film. When voltage is applied to this pattern. A capacitor of silicon oxide film between the patterns is charged. For example, if the capacitor capacity and parallel resistance value are calculated from the silicon oxide film thickness 10 μm, resistivity, and dielectric constant, it will be about 10 pF and 1000 MΩ, and this time constant will be about 2 minutes. It almost coincides with the time to reach 0.5V.

温度変化時での出力変動は冷接点部44から測温接点部42までの熱伝達遅れで説明される。冷接点部44はバルクシリコン上にあり、測温接点部42は10μmのシリコン膜、10μm酸化シリコン膜の上にある。このため冷接点部44は金属ステム36ひいては金属キャン35周囲温度と比較的短時間で同じになるが、測温接点部42は熱伝達遅れのため、長時間遅れて金属キャン35周囲温度になる。今、赤外線入射がなく、冷接点部44の温度をT1、測温接点部42の温度をT2とすれば、T2は温度差(T1−T2)に比例する熱伝達係数でT1に遅れて温度上昇し、長時間たてば同一温度T1=T2となる。実験に使用したサーモパイルでは図14に示すように数十分遅れて同一温度になっている。このように周囲温度が変化している過渡的な状態では、冷接点部44と測温接点部42の温度が異なり、熱電対の両端すなわちサーモパイル25端子に電圧が生じる。これが増幅回路で増幅され、赤外線検出回路72の出力端子72−2に出力される。周囲温度上昇中、T1は比較的早く周囲温度となるが、T2は前述のように遅れて周囲温度となるため、上昇途中ではT1>T2となり負の電圧を出力する。逆に周囲温度が下降中であればT2の温度下降が遅れ、T2>T1となり正の電圧が生じる(サーモパイル25は(−)端子に対し(+)端子に(T2−T1)に比例する電圧を出力する。)。   The output fluctuation at the time of temperature change is explained by the heat transfer delay from the cold junction part 44 to the temperature measuring junction part 42. The cold junction 44 is on bulk silicon, and the temperature measuring junction 42 is on a 10 μm silicon film and a 10 μm silicon oxide film. For this reason, the cold junction portion 44 becomes the same as the ambient temperature of the metal stem 36 and thus the metal can 35 in a relatively short time, but the temperature measuring contact portion 42 is delayed for a long time to reach the ambient temperature of the metal can 35 due to the heat transfer delay. . Assuming that there is no incidence of infrared rays, the temperature of the cold junction 44 is T1, and the temperature of the temperature measuring junction 42 is T2, T2 is a heat transfer coefficient proportional to the temperature difference (T1-T2) and is delayed from T1. As the temperature rises, the same temperature T1 = T2 is obtained after a long time. In the thermopile used in the experiment, as shown in FIG. In such a transient state where the ambient temperature is changing, the temperatures of the cold junction portion 44 and the temperature measuring contact portion 42 are different, and a voltage is generated at both ends of the thermocouple, that is, the thermopile 25 terminal. This is amplified by the amplification circuit and output to the output terminal 72-2 of the infrared detection circuit 72. While the ambient temperature rises, T1 reaches the ambient temperature relatively quickly, but T2 delays to the ambient temperature as described above. Therefore, during the rise, T1> T2 and a negative voltage is output. Conversely, if the ambient temperature is decreasing, the temperature decrease of T2 is delayed and T2> T1 is generated, and a positive voltage is generated (thermopile 25 is a voltage proportional to (T2-T1) at (+) terminal with respect to (-) terminal). Is output.)

このような状態で、トッププレート2上の鍋温度を検出する場合には、上記の電圧変動が鍋からの放射赤外線検出の誤差となり、鍋温度検出精度を悪化させることになる。   In such a state, when the pan temperature on the top plate 2 is detected, the voltage fluctuation becomes an error in detecting the infrared radiation from the pan, and the pan temperature detection accuracy is deteriorated.

図15に本実施例の赤外線検出回路を示す。図11と同一符号は同一物を示す。OPアンプ72−4をR9、R10で増幅率G=(R10/R9+1)の正転増幅回路とし、この入力に遮光されたサーモパイル26の熱電対出力(図中(+)、(−)で示す)を接続している。サーモパイルの負出力((−)で示す)をOPアンプ72−4の正転入力に、正出力((+)で示す)をR10に接続する。この結果、サーモパイル25とは逆位相の熱電対出力を増幅率G=(R10/R9+1)のOPアンプ72−4で増幅することとなり、この出力電圧がバイアス電圧VbiasとしてOPアンプ72−1の図中bで示すバイアス点に印加される。   FIG. 15 shows an infrared detection circuit of this embodiment. The same reference numerals as those in FIG. 11 denote the same items. The OP amplifier 72-4 is a forward amplifier circuit with an amplification factor G = (R10 / R9 + 1) with R9 and R10, and the thermocouple output of the thermopile 26 shielded from this input (indicated by (+) and (-) in the figure). ) Is connected. The negative output of the thermopile (indicated by (−)) is connected to the normal input of the OP amplifier 72-4, and the positive output (indicated by (+)) is connected to R10. As a result, the thermocouple output having the opposite phase to that of the thermopile 25 is amplified by the OP amplifier 72-4 having an amplification factor G = (R10 / R9 + 1), and this output voltage is used as the bias voltage Vbias. Applied to the bias point indicated by middle b.

サーモパイル25、26が同一構造であれば赤外線入力あるいは周囲温度あるいは温度変化に対して同一位相、同一出力となる。サーモパイル25の出力は増幅率G=(R2/R1+1)のOPアンプ72−1で正相増幅され、サーモパイル26の出力はサーモパイル25とは逆位相で増幅率G=(R10/R9+1)のOPアンプ72−4で増幅されOPアンプ72−1の(図中bで示す)バイアス点電圧を変動させる。この変動はそのまま、OPアンプ72−1の出力変動となる。今、サーモパイル25に赤外線入射がなく、各OPアンプの増幅率Gが同じであれば(R2/R1+1=R10/R9+1)、出力端子72−2の温度変化による変動出力は、増幅信号が同一且つ逆位相のOPアンプ72−4出力であるバイアス電圧Vbiasの変動出力で打ち消されることになる。この様子を図16に模式的に示す。   If the thermopiles 25 and 26 have the same structure, they have the same phase and the same output with respect to infrared input, ambient temperature, or temperature change. The output of the thermopile 25 is amplified in the positive phase by the OP amplifier 72-1 having the amplification factor G = (R2 / R1 + 1), and the output of the thermopile 26 is the OP amplifier having the amplification factor G = (R10 / R9 + 1) in the opposite phase to the thermopile 25. The bias point voltage (indicated by b in the figure) of the OP amplifier 72-1 is amplified by 72-4 and is changed. This fluctuation becomes the output fluctuation of the OP amplifier 72-1. If there is no infrared incident on the thermopile 25 and the amplification factors G of the respective OP amplifiers are the same (R2 / R1 + 1 = R10 / R9 + 1), the fluctuation output due to the temperature change of the output terminal 72-2 has the same amplified signal and It is canceled out by the fluctuation output of the bias voltage Vbias which is the output of the OP amplifier 72-4 having the opposite phase. This is schematically shown in FIG.

図16は電源投入後、周囲温度を25℃から40℃に変化させた場合の赤外線検出回路72各部の電圧を示す。なお、サーモパイル25への赤外線入射は無い状態である。図中(a)2点鎖線で示すように、サーミスタ45での定常時の温度補償がない場合、OPアンプ72−1出力は、25℃に比べ40℃で下がる。これを防止するため、図11a点の電圧(バイアス電圧Vbais)をサーミスタ45の負の抵抗温度特性を用いて(b)1点鎖線のように温度上昇とともに持ち上げる。この結果、(c)実線のように、図11の従来の赤外線検出回路では定常時の温度補償(25℃の出力と40℃の出力が同じ)がなされるが、温度が変化している時は、前述したようにディップが生じる。本願図15のb点で示すバイアス電圧(Vbais)は(d)破線で示すように(b)で示す電圧に(c)で示す電圧の反転された(逆位相)電圧が加算された電圧となり、このバイアス電圧Vbaisで(a)で示す2点鎖線(定常時および過渡時の温度変化補償がない)電圧が打ち消され、結果(e)太実線で示すように、定常時でも温度の変化する過渡時でも一定の電圧になる。つまり、赤外線検出回路72の端子72−2出力は定常及び過渡的な温度変動に対して補償されたものとなる。   FIG. 16 shows the voltage of each part of the infrared detection circuit 72 when the ambient temperature is changed from 25 ° C. to 40 ° C. after the power is turned on. Note that there is no infrared incident on the thermopile 25. As indicated by a two-dot chain line in the figure, when there is no steady temperature compensation by the thermistor 45, the output of the OP amplifier 72-1 decreases at 40 ° C compared to 25 ° C. In order to prevent this, the voltage (bias voltage Vbais) at point 11a in FIG. 11a is raised as the temperature rises (b) as indicated by a one-dot chain line using the negative resistance temperature characteristic of the thermistor 45. As a result, as shown in the solid line (c), the conventional infrared detection circuit of FIG. 11 performs temperature compensation in the steady state (the output at 25 ° C. is the same as the output at 40 ° C.), but the temperature is changing. As described above, a dip occurs. The bias voltage (Vbais) indicated by the point b in FIG. 15 of the present application is a voltage obtained by adding the inverted (inverse phase) voltage of the voltage shown in (c) to the voltage shown in (b) as shown by the broken line (d). In this bias voltage Vbais, the two-dot chain line (there is no compensation for temperature change during steady state and transient state) voltage is canceled out, and as a result (e), the temperature changes even during steady state as shown by a thick solid line. The voltage is constant even during the transition. That is, the terminal 72-2 output of the infrared detection circuit 72 is compensated for steady and transient temperature fluctuations.

このように従来回路で出力された図14に示す温度変化時のディップは、同一でかつ逆位相信号のバイアス電圧Vbiasで打ち消されることとなり、出力端子72−2ではディップおよび定常時での不一致がなくなる。   Thus, the dip at the time of the temperature change shown in FIG. 14 output by the conventional circuit is the same and is canceled by the bias voltage Vbias of the antiphase signal, and the output terminal 72-2 has a mismatch between the dip and the steady state. Disappear.

なお上記説明のように、従来回路(図12)で行ったサーミスタ45による定常時の温度補償を本願図15では、a点で示す電圧を温度補償用サーモパイル26の増幅器であるOPアンプ72−4のバイアス電圧としてサーモパイル26の(−)端子と抵抗R9の接続点に印加している。こうすることで定常時の温度補償も可能にしている。なお特許文献では定常時と過渡時の温度補償を同時に行うのは困難で言及されていない。   Note that, as described above, the steady-state temperature compensation by the thermistor 45 performed in the conventional circuit (FIG. 12) is the OP amplifier 72-4 that is the amplifier of the temperature compensation thermopile 26 in FIG. The bias voltage is applied to the connection point between the (−) terminal of the thermopile 26 and the resistor R9. In this way, temperature compensation during steady state is also possible. In the patent document, it is difficult to perform temperature compensation at the time of steady and transient at the same time, and it is not mentioned.

電源投入時も前述説明と同様で、投入時の出力変動は逆位相かつ同一出力変動をbで示すバイアス電圧(Vbias)に与えることで打ち消し、出力端子72−2に変動が出力されない。ここでサーモパイル26は遮光されているため、赤外線受光による出力はないが、電源投入あるいは過渡的な温度変動による出力変動はサーモパイル25と同じである。一方サーモパイル25は入射赤外線に比例する電圧も出力する。結果赤外線検出回路72は、電源投入あるいは過渡的な温度変動による出力変動はなくなり、サーモパイル25の受光赤外線量にのみに比例する出力信号を端子72−2から出力する。   When the power is turned on, the output fluctuation at the time of turning on is canceled by applying the reverse phase and the same output fluctuation to the bias voltage (Vbias) indicated by b, and no fluctuation is output to the output terminal 72-2. Here, since the thermopile 26 is shielded from light, there is no output due to infrared light reception, but the output fluctuation due to power-on or transient temperature fluctuation is the same as the thermopile 25. On the other hand, the thermopile 25 also outputs a voltage proportional to the incident infrared ray. As a result, the infrared detection circuit 72 eliminates output fluctuations due to power-on or transient temperature fluctuations, and outputs an output signal from the terminal 72-2 that is proportional only to the amount of infrared rays received by the thermopile 25.

図17に、図15の本実施例の回路の出力を、図12の従来回路の出力と比較して示す。電源投入時の変動は、1/4に低減し、温度変化時のディップはほぼなくすことができる。多少の変動が残るのはサーモパイル25、26の感度および熱伝達特性のバラツキ、各素子での温度環境変化のズレに起因するものである。熱伝達特性のズレは、熱電対上がレンズであるサーモパイル25と遮光金属キャンであるサーモパイル26との相違、あるいは各素子の配置位置関係例えば基板28からの高さ、相互の距離で生じる。このズレによる多少の変動はOPアンプ72−4の増幅率Gを微調整することで訂正できる。もちろん赤外線検出感度のバラツキはOPアンプ72−1の増幅率を調整する。本願では赤外線検出感度のバラツキと熱伝達特性のバラツキ、各素子での温度環境変化のズレを独立に調整できる。前記特許文献1の従来技術では赤外線検出用サーモパイル25と温度補償用サーモパイル26のバラツキ訂正を独立に行うのは困難である。   FIG. 17 shows the output of the circuit of this embodiment of FIG. 15 in comparison with the output of the conventional circuit of FIG. The fluctuation at the time of turning on the power is reduced to ¼, and the dip at the time of temperature change can be almost eliminated. Some variation remains due to variations in the sensitivity and heat transfer characteristics of the thermopiles 25 and 26, and deviations in temperature environment changes in each element. The deviation of the heat transfer characteristics is caused by the difference between the thermopile 25 which is a lens on the thermocouple and the thermopile 26 which is a light shielding metal can, or the positional relationship of each element, for example, the height from the substrate 28 and the mutual distance. Some variation due to this deviation can be corrected by finely adjusting the amplification factor G of the OP amplifier 72-4. Of course, the variation in the infrared detection sensitivity adjusts the amplification factor of the OP amplifier 72-1. In the present application, variation in infrared detection sensitivity, variation in heat transfer characteristics, and deviation in temperature environment change in each element can be adjusted independently. In the prior art disclosed in Patent Document 1, it is difficult to independently correct variations in the infrared detecting thermopile 25 and the temperature compensating thermopile 26.

図18に反射率検出回路73の詳細を示す。フォトインタラプタ27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。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R11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7の底面で反射され、受光素子である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R12に電圧が発生する。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C1で直流分がカットされ、交流信号としてOPアンプ73−3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。この増幅されたデューティ50%の信号は充放電回路(R13とC2で構成される)73−4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。   FIG. 18 shows details of the reflectance detection circuit 73. The infrared LED 50 which is a light emitting element of the photo interrupter 27 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. 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 passed through the infrared LED 50, and this current is determined by the value of the resistor R11. In this embodiment, the resistance value is fixed and the light emission intensity is constant. When the infrared light is reflected by the top plate 2 and the bottom surface of the cooking pan 7 and received by the phototransistor 51 as a light receiving element, a voltage is generated in the resistor R12 by the photocurrent. If the reflection is large (the amount of received light is large), the voltage increases proportionally. This signal voltage is cut in DC by the capacitor C1 and input as an AC signal to a normal DC amplifier constituted by an OP amplifier 73-3. Here, only the positive component of the AC signal is amplified. The amplified 50% duty signal is converted into a DC average voltage by a charge / discharge circuit (comprising R13 and C2) 73-4 and output from an 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7が置かれていない場合にはトッププレート2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 7 is not placed, the reflection is only from the top plate 2, 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、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 detection of pan reflectivity. 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 phototransistor 51 is also prevented.

以下本実施例1の鍋温度検出動作を説明する。
トッププレート2上に置かれた調理鍋7は誘導加熱により発熱する。この加熱により調理鍋7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19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。
Hereinafter, the pan temperature detection operation of the first embodiment will be described.
The cooking pan 7 placed on the top plate 2 generates heat by induction heating. By this heating, infrared rays are emitted from the bottom of the cooking pan 7. This total radiant energy E is proportional to the fourth power of the pan temperature T. (E = σT 4 ; Stefan-Boltzmann law) FIG. 19 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、非磁性体である非結晶化ガラス(トッププレート2)の光学特性を図20に実線(細線)で示す。図20中実線(細線)で示すように、非結晶化ガラスとして用いるホウケイ酸ガラスは、0.4μm〜2.5μmの波長の光を80%以上透過し、3〜4μmの波長の光を25%程度透過し、4μmよりも長い波長、及び、0.4μm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19参照)の大部分(波長4μm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約1%程度である。また、従来の誘導加熱調理器のトッププレートで採用さている結晶化ガラスの光学特性を図20に破線で示す。結晶化ガラスは、0.5μm〜2.5μmの波長の光を80%以上透過し、3〜4.5μmの波長の光を50%程度透過し、4.5μmよりも長い波長、及び、0.5μmよりも短い波長の光をほとんど透過しない。   On the other hand, the optical characteristics of non-crystallized glass (top plate 2), which is a non-magnetic material, are shown by solid lines (thin lines) in FIG. As shown by a solid line (thin line) in FIG. 20, the borosilicate glass used as the non-crystallized glass transmits light having a wavelength of 0.4 μm to 2.5 μm by 80% or more, and 25 light having a wavelength of 3 to 4 μm. %, And transmits almost no light having a wavelength longer than 4 μm and a wavelength shorter than 0.4 μm. Due to this optical characteristic, most of the infrared radiation energy (see FIG. 19) radiated from the pan cannot pass through the top plate 2. Only about 1% of the total infrared radiation energy radiated from the pan can pass. Moreover, the optical characteristic of the crystallized glass employ | adopted with the top plate of the conventional induction heating cooking appliance is shown with a broken line in FIG. Crystallized glass transmits 80% or more of light having a wavelength of 0.5 μm to 2.5 μm, transmits about 50% of light having a wavelength of 3 to 4.5 μm, has a wavelength longer than 4.5 μm, and 0 It hardly transmits light having a wavelength shorter than .5 μm.

図21に黒体とサーモパイルの間が空気のみの場合と図3に示すように黒体とサーモパイルの間に非結晶化ガラスのホウケイ酸ガラス製のトッププレート2および光学フィルタ31が挿入される場合のサーモパイルに入射する入射エネルギーと赤外線を放射する黒体温度の関係を比較して示す。また、従来の誘導加熱調理器との比較として結晶化ガラス製のトッププレートと光学フィルタを組合せた場合のサーモパイルに入射する入射エネルギーを示す。これは図19の分光放射エネルギーに図20の光学特性(透過率)を掛け合わせ、全波長域で積分したものである。空気のみの場合は全波長域で透過率=1として算出している。図から本実施例(誘導加熱調理器)の非結晶化ガラスのトッププレート2、光学フィルタ31が介在するため、介在しない場合(空気のみ)に比較して100℃付近で約2桁以上、300℃でも約1桁もサーモパイルに入射するエネルギーは減少している。これは、従来の結晶化ガラスのトッププレートと光学フィルタの組合せの入射エネルギーと比較して、100℃付近で約10%、300℃付近で約35%に入射エネルギーの割合が低下している。   FIG. 21 shows a case where only the air is between the black body and the thermopile, and a case where the non-crystallized glass borosilicate glass top plate 2 and the optical filter 31 are inserted between the black body and the thermopile as shown in FIG. The relationship between the incident energy incident on the thermopile and the black body temperature radiating infrared rays is shown in comparison. Moreover, the incident energy which injects into a thermopile at the time of combining a crystallized glass top plate and an optical filter as a comparison with the conventional induction heating cooker is shown. This is obtained by multiplying the spectral radiant energy of FIG. 19 by the optical characteristic (transmittance) of FIG. In the case of only air, the calculation is performed assuming that the transmittance is 1 in all wavelength regions. From the figure, since the non-crystallized glass top plate 2 and the optical filter 31 of the present embodiment (induction heating cooker) are interposed, about 2 digits or more at around 100 ° C., compared to the case without air (only air), 300 Even at ℃, the energy incident on the thermopile has decreased by an order of magnitude. Compared with the incident energy of the combination of the conventional crystallized glass top plate and the optical filter, the ratio of the incident energy is reduced to about 10% near 100 ° C. and to about 35% near 300 ° C.

低温側で入射エネルギー減少が大きいのは低温放射分光エネルギーのより多くがトッププレートで除去(フィルタリング)されるためである。このため赤外線センサには高い感度が必要とされ、センサ出力を高い増幅率Gで増幅しなければならない。   The reason for the large decrease in incident energy on the low temperature side is that more of the low temperature radiation spectral energy is removed (filtered) by the top plate. For this reason, high sensitivity is required for the infrared sensor, and the sensor output must be amplified with a high amplification factor G.

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。更に低温側に検出感度(波長2μm)を持たせた赤外線フォトトランジスタは化合物半導体(たとえばInGaAs等)となるためシリコンに比べ1〜2桁ほど高価になる。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. Further, an infrared phototransistor having a detection sensitivity (wavelength 2 μm) on the low temperature side is a compound semiconductor (for example, InGaAs), and therefore is about 1 to 2 digits more expensive than silicon. 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、検出温度範囲が100付近から380℃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ている。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。同じ熱型のサーミスタ素子では、入射赤外線エネルギーと出力(抵抗値)の間に非線形性があり、これを補正する必要がある。また感度を上げるためには細線化し折り返し長線としなければならず、素子の抵抗値が大きくなる。一方サーモパイルはこのような機構、補正を必要とせず、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 this embodiment, since the detected temperature range is from around 100 to 380 ° 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. In the same thermal type thermistor element, there is nonlinearity between the incident infrared energy and the output (resistance value), and it is necessary to correct this. Further, in order to increase the sensitivity, it must be thinned to have a folded long line, which increases the resistance value of the element. On the other hand, thermopile does not require such a mechanism and correction, and in recent years, a thermocouple that uses a semiconductor process is miniaturized by a technique such as MEMS, and a large number of layers are piled up (piled) to improve sensitivity. Has been.

従来の体温計や電子レンジに用いるサーモパイルへの入射エネルギーは多く、サーモパイル自身の感度はあまり問題とならず、サーモパイル出力を増幅する増幅回路の増幅率Gも100倍以下で良い。しかし誘導加熱調理器ある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、更にレンズでの集光で一般的なものに比べ感度を10倍程度高めている。またその出力を増幅回路で3000倍に増幅し前述した微小な入射赤外線エネルギーを検出できるようにしている。   The incident energy to the thermopile used in conventional thermometers and microwave ovens is large, the sensitivity of the thermopile itself does not matter so much, and the amplification factor G of the amplification circuit that amplifies the thermopile output may be 100 times or less. However, in the pan temperature detection device 18 of this embodiment, which is an induction heating cooker, a thermocouple (thermocouple) is a polysilicon / aluminum metal pair that can be formed relatively easily by a semiconductor process, and a thermopile 25 having about 50 deposited thermocouples is formed. In addition, the sensitivity is increased by about 10 times compared with a general lens focusing light. The output is amplified 3000 times by an amplifier circuit so that the minute incident infrared energy described above 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9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36と金属ステム37)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. 9, the thermopile is formed by depositing a large number of thermocouples, and is composed of a large number of temperature measuring contacts heated by incident infrared rays and a large number of cold contacts 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 36 and metal stem 37) 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, when the temperature of the metal case 37 changes by 1 ° C., the voltage fluctuation of 500 mV occurs at the output of the DC amplifier. 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8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8の下に放射状に配置される棒状フェライト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8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 8 is the strongest so that the hot portion of the pan bottom during cooking can be detected. The This position is between the rod-shaped ferrites 11 arranged radially under the heating coil 8, and since the magnetic flux almost passes through the ferrite, it is a place where there is little leakage magnetic flux. However, since the distance from the lower surface of the heating coil 8 is about 20 mm, the magnetic flux leakage 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8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. And the top plate 2 and the heating coil 8 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8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、コイル冷却風路15a、15bには外気が導入され、前述のように加熱コイル8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 8, the coil itself generates Joule heat. In order to cool the top plate and the heating coil, outside air is introduced into the coil cooling air passages 15a and 15b, and the heating coil 8 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9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 9 that supplies high-frequency power to the heating coil is disposed in the cooling air passages 17a and 17b below 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、26は、(1)加熱コイル8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温度を検出しなければならない。   As described above, the pan temperature detecting device 18, particularly the thermopiles 25 and 26 incorporated therein, are (1) leakage magnetic flux from the heating coil 8, (2) temperature change due to cooling air for cooling the coil, and (3) inverter circuit. It will be exposed to electromagnetic noise radiated from. In response to these disturbances, the pan temperature detection device 18 must detect the pan bottom temperature during cooking.

サーモパイル25、26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、26と赤外線検出回路72を冷却しこれらの温度上昇を防止している。また、コイル冷却風路15a内の気流がサーモパイル25、26の金属ケース37および赤外線検出回路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、26と赤外線検出回路72は赤外線ケース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 detecting device 18 in which the thermopile 25, 26 is built is placed in a constant temperature atmosphere as much as possible. For this reason, in this embodiment, the pan temperature detection device 18 is installed in the coil cooling air passage 15a into which the outside air is introduced, and the thermopile 25, 26 and the infrared detection circuit 72 are cooled with the outside air during cooking, and these temperatures rise. Is preventing. In addition, in order to prevent the airflow in the coil cooling air passage 15a from directly hitting the metal case 37 of the thermopile 25, 26 and the semiconductor, resistance, etc. of the infrared detection circuit 72, the thermal sensor 25 is a windproof case. It covers this. Further, the thermopiles 25 and 26 and the infrared detection circuit 72 are also thermally insulated by the air in the infrared 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、この暖気が冷却風路15aに導入され、20℃の暖気が5℃の金属ケース31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 cooling air passage 15a, and the warm air at 20 ° C. is applied to the metal case 31 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.

このような環境温度変動に対する対応をとっても、前述図14に示したように、電源投入時、環境温度変化時にはセンサ出力が変動する。これを図15に示す新たな温度補償を行うことにより前述図17に示すように大幅にセンサ出力変動を低減できる。   Even when taking measures against such environmental temperature fluctuations, as shown in FIG. 14, the sensor output fluctuates when the power is turned on and when the environmental temperature changes. By performing the new temperature compensation shown in FIG. 15, the sensor output fluctuation can be greatly reduced as shown in FIG.

さて、トッププレート2は誘導加熱された調理鍋7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20実線(細線)に示すように、トッププレート2は0.4μm〜2.5μmの波長の光を80%以上透過し、3μm〜4μmの波長の光を25%程度透過し、4μmよりも長い波長、及び、0.4μm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 7 and by contact heat conduction. As shown by a solid line (thin line) in FIG. 20, the top plate 2 transmits light having a wavelength of 0.4 μm to 2.5 μm by 80% or more, transmits light having a wavelength of 3 μm to 4 μm by about 25%, and more than 4 μm. Light with a long wavelength and a wavelength shorter than 0.4 μm is 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7が置かれた状態では、調理鍋7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7からの赤外線放射エネルギーのうち、0.4μm〜2.5μm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、3μm〜4μmの波長では25%程度透過し、残り75%を吸収しこれを放射する。4μmよりも長い波長、及び、0.4μm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4μm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 7 is placed on the top plate 2, the reflection of the infrared radiation energy of the cooking pan 7 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 has an absorption rate α = emissivity ε, the top plate 2 transmits 80% or more of infrared radiation energy from the cooking pan 7 at a wavelength of 0.4 μm to 2.5 μm, and the remaining 20%. Absorb and radiate it. Further, at a wavelength of 3 μm to 4 μm, about 25% is transmitted, and the remaining 75% is absorbed and emitted. At a wavelength longer than 4 μm and at a wavelength shorter than 0.4 μm, the light is hardly transmitted and is absorbed and emitted. The same applies to the portion heated by heat conduction. When the wavelength is 4 μm or more, most of the infrared energy for heat conduction is emitted 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7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4μm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〜2.5μm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4μm〜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7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 the temperature of the cooking pan 7 on the top plate 2 is detected 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 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 μm emitted from the top plate 2, and the bottom of the cooking pan on the top plate 2 It is impossible to accurately detect the temperature. The radiant infrared energy of the pan passing through the top plate 2 is about 2 μm band of 1 μm to 2.5 μm, whereas the infrared energy radiated by the top plate 2 itself is about 10 μm band of 4 μm to 15 μm at the same temperature. If there is any thermopile output, five times the temperature depending on the temperature of the cooking pan 7 depends 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を構成する非結晶化ガラスを薄く切り出したものを光学フィルタ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4μm以上の部分はトッププレート2と同じ透過特性を持つ光学フィルタ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. A non-crystallized glass to be cut is thinly fitted as an optical filter 31. Then, the amount of infrared rays radiated from the top plate 2 incident on the thermopile 25 is removed. The portion with a wavelength of 4 μm or more emitted from the top plate is blocked from entering the thermopile 25 by the optical characteristics of the optical filter 31 having the same transmission characteristics as the top plate 2.

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19で実線に示すような急峻で特殊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 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 and special characteristic as shown by a solid line in FIG.

また、光学フィルタに結晶化ガラスを用いた場合、結晶化ガラスではトッププレートが放射する波長4〜5μm分の赤外線が赤外線センサに熱外乱として入射することになり、鍋温度の検出誤差要因となることから、光学フィルタとトッププレートは同じ材質で構成することが望ましい。   In addition, when crystallized glass is used for the optical filter, infrared light having a wavelength of 4 to 5 μm emitted from the top plate is incident on the infrared sensor as thermal disturbance in the crystallized glass, which causes a detection error of the pan temperature. Therefore, it is desirable that the optical filter and the top plate are made of the same material.

サーモパイル25のレンズ48として波長1μm以下の透過率がトッププレートより低い光学特性のガラス(図20に実線(太線)破線で示す)を用いている。可視光線は0.38〜0.8μmの波長特性を有することから、レンズの光学特性により照明や太陽などの可視光線の遮光効果を得られる。サーモパイルに可視光線が入射した場合、調理鍋7の温度上昇に係わらずサーモパイル出力は増加してしまうため、鍋温度を正しく検出できない。誘導加熱調理器での鍋温度検出において、可視光線の遮光効果を付与する鍋温度の検出手段は必要となる。   As the lens 48 of the thermopile 25, glass having a transmittance of 1 μm or less in wavelength and lower optical characteristics than the top plate (shown by a solid line (thick line) broken line in FIG. 20) is used. Since visible light has a wavelength characteristic of 0.38 to 0.8 μm, a light shielding effect of visible light such as illumination and the sun can be obtained by optical characteristics of the lens. When visible light is incident on the thermopile, the thermopile output increases regardless of the temperature rise of the cooking pan 7, so the pan temperature cannot be detected correctly. In detecting the pan temperature in the induction heating cooker, a pan temperature detecting means for providing a visible light shielding effect is required.

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、検出対象である(1)調理鍋からの赤外線エネルギーの他に、(2)トッププレート2からの赤外線エネルギー、(3)センサ視野筒19内壁からの赤外線エネルギー、(4)光学フィルタ31からの赤外線エネルギー、(5)その他部材からの赤外線エネルギーが重畳されたものであり、サーモパイル25はこれら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特に(2)トッププレートからの赤外線エネルギーによる電圧を減算する必要がある。   Infrared energy detected by the thermopile 25 during cooking is (2) Infrared energy from the top plate 2 in addition to (1) Infrared energy from the cooking pan, (3) From the inner wall of the sensor visual field cylinder 19 Infrared energy, (4) infrared energy from the optical filter 31, and (5) infrared energy from other members are superimposed, and the thermopile 25 generates a voltage proportional to the infrared energy. In order to accurately detect the pan temperature, (2) it is necessary to subtract the voltage due to the infrared energy from the top plate.

(3)項はサーモパイル25の視野特性を半値角10度に狭め、内壁の温度は冷却風で動作中60℃以下に保たち、(4)項は鍋温度検出装置18を冷却風路内に配置しているため、その温度は40℃以下に抑えられサーモパイルに入射する熱外乱となる赤外線エネルギーを低減している。(5)項も(4)項同様である。   The item (3) narrows the field of view of the thermopile 25 to a half-value angle of 10 degrees, the temperature of the inner wall is kept at 60 ° C. or lower during operation with cooling air, and the item (4) is for placing the pan temperature detector 18 in the cooling air passage. Since it is disposed, its temperature is suppressed to 40 ° C. or lower, and infrared energy that becomes a thermal disturbance incident on the thermopile is reduced. The item (5) is the same as the item (4).

しかし、図21で示したように、従来の結晶化ガラス製のトッププレートと光学フィルタの組合せに対して、本実施例の非結晶化ガラス製のトッププレート2と光学フィルタ31の組合せではサーモパイルに入射する調理鍋7からの赤外線エネルギーが10〜35%程度に低下することから、(3)〜(5)による熱外乱となる赤外線エネルギーの割合が大きくなる。   However, as shown in FIG. 21, in contrast to the conventional combination of the crystallized glass top plate and the optical filter, the combination of the non-crystallized glass top plate 2 and the optical filter 31 of the present embodiment is a thermopile. Since the infrared energy from the incident cooking pan 7 falls to about 10 to 35%, the proportion of infrared energy that becomes a thermal disturbance due to (3) to (5) increases.

これに関しては、サーモパイル26をサーモパイル25と同様な受光構造を持たせることで、(3)〜(5)の温度変化により鍋温度検出装置18の周囲温度が変化する熱外乱によるサーモパイル出力の変動を防止することができる。   In this regard, by providing the thermopile 26 with the same light receiving structure as the thermopile 25, fluctuations in the thermopile output due to thermal disturbance in which the ambient temperature of the pan temperature detecting device 18 changes due to temperature changes of (3) to (5). Can be prevented.

図22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(計算結果)の関係をまとめて示す。これは図19の分光放射エネルギーと各部材の透過特性(図20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. 22 collectively shows the relationship between the temperature of each part and the infrared energy (calculation result) that is emitted from each part and incident on the infrared absorption film 43 of the thermopile 25 in this embodiment. This is calculated using the spectral radiant energy of FIG. 19 and the transmission characteristics of each member (shown in FIG. 20). 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℃(300℃長時間加熱中でもトッププレート2(ガラス)の熱伝達率が低く200℃程度までしか上がらない。短時間では更に低い温度である。)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1/120、40℃の光学フィルタ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、他の部材特にトッププレート2からの入射エネルギーとあまりかわらなくなる。つまり、低温での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。   Assuming that the typical energy of each member during cooking, for example, the incident energy from a 300 ° C. pan (black body) is 1, the heat transfer rate of the top plate 2 (glass) is 200 It is only 1/6 from the top plate of the sensor plate at 80 ° C, 1/120 from the sensor field tube at 80 ° C, and 1 from the optical filter 31 at 40 ° C. / 60. If the emissivity of the pan becomes, for example, 0.25, the incident energy 1 from the pan becomes 1/4, and the incident energy from other members, particularly the top plate 2, is not so much different. That is, it can be understood that the disturbance to the pan temperature detection at a low temperature cannot be ignored.

図23に部屋が常温25℃の状態で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Tと赤外線検出回路72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、センサ視野筒19、光学フィルタ31の温度上昇もない。つまり、これは前述(1)項の調理鍋からの入射赤外線エネルギーのみをサーモパイル25で電圧に変換し赤外線検出回路72で増幅出力したものである。   FIG. 23 shows the black body temperature T and the output voltage V of the infrared detection circuit 72 output terminal 72-2 when the black body is placed on the infrared transmission window 5 of the embodiment of FIG. The relationship is shown. The black body is a case where the top plate is placed for such a short time that the top plate is not heated, and the temperature of the sensor field tube 19 and the optical filter 31 is not increased. That is, this is obtained by converting only the incident infrared energy from the cooking pan described in the item (1) into a voltage by the thermopile 25 and amplifying and outputting the voltage by the infrared detection circuit 72.

出力電圧Vは常温から100℃まではほぼ0.5Vであり、100℃を越えると温度(絶対温度)のべき乗に比例した電圧が出力される。   The output voltage V is approximately 0.5 V from room temperature to 100 ° C., and when it exceeds 100 ° C., a voltage proportional to the power of temperature (absolute temperature) is output.

0.5Vは赤外線検出回路72の電源電圧(5V)を抵抗R5、R6、R7で分圧した電圧(図11/図15中のa/b点で示す)0.5Vがオペアンプ72−1のバイアス電圧Vbiasとして与えてあるためである。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は赤外線検出回路72の出力端子72−2の出力電圧V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)をもとに後述処理し鍋温度を得る。図23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。これがサーモパイル25出力すなわち鍋温度検出回路72出力電圧からから鍋温度を求めるデータテーブルである。   0.5V is a voltage obtained by dividing the power supply voltage (5V) of the infrared detection circuit 72 by resistors R5, R6, and R7 (indicated by points a / b in FIG. 11 / FIG. 15). This is because it is given as the bias voltage Vbias. 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 pan bottom temperature. The microcomputer 60 AD-converts and reads the output voltage V of the output terminal 72-2 of the infrared 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. 23 is stored in advance in the ROM of the microcomputer 60 as table data TBLn. This is a data table for obtaining the pan temperature from the thermopile 25 output, that is, the pan temperature detection circuit 72 output voltage.

図24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と赤外線検出回路72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のセンサ窓5近傍を熱風で加熱した時のトッププレート温度Ttと赤外線検出回路72出力端子72−2の出力電圧Vの関係を示す。このとき、センサ視野筒19、光学フィルタ31が加熱されないようにする。つまり、これはトッププレート2からの放射赤外線エネルギーを電圧に変換したものである。図24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. 24 shows the relationship between the top plate temperature Tt when only the top plate 2 is heated and the output voltage V of the infrared detection circuit 72 output terminal 72-2. However, it is shown by a value obtained by subtracting 0.5 V described above. The relationship between the top plate temperature Tt when the vicinity of the sensor window 5 of the top plate 2 where the pan is not placed is heated with hot air and the output voltage V of the infrared detection circuit 72 output terminal 72-2 is shown. At this time, the sensor visual field cylinder 19 and the optical filter 31 are prevented from being heated. That is, this is obtained by converting the radiant infrared energy from the top plate 2 into a voltage. 24 is stored in advance in the ROM of the microcomputer 60 as table data TBLt.

鍋温度検出装置18に内蔵されるフォトインタラプタ27を図8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8に示すように、フォトインタラプタ26前面を光学フィルタ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(センサ視野筒19内面)で反射される赤外光もある。   When the photo interrupter 27 built in the pan temperature detecting device 18 is arranged as shown in FIG. 8, 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 an optical filter. 31 does not pass through the top plate 2 and return to the infrared phototransistor 51. However, a part is reflected by the optical filter 31 and the top plate 2. This is because the transmittance of the 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 optical filter 31 is directly returned to the infrared phototransistor 51 immediately beside it, as shown in FIG. 8, in this embodiment, the front surface of the photo interrupter 26 is disposed so as to be in contact with the lower surface of the optical filter 31. This reflected light is prevented from entering the infrared phototransistor 51. Further, because of the radiation angle of the infrared LED, there is also infrared light that is reflected by an object (inner surface of the sensor visual field cylinder 19) that does not reach the lower surface of the top plate and is in the middle of the path.

このため、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)Vr1となり、鍋がない場合(b)Vr2となる。正味の鍋での反射電圧VrはVr=Vr1−Vr2となる。   For this reason, the output of the reflectance detection circuit 73 is (a) Vr1 when there is a pan on the top plate, and (b) Vr2 when there is no pan. The reflected voltage Vr at the net pan is Vr = Vr1-Vr2.

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25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。   FIG. 25 shows the relationship between the reflection voltage Vr and the reflectance obtained from the output of the reflectance detection circuit 73 when a metal plate with a known reflectance is disposed on the top plate. 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。 For metal materials such as cooking pots, the relationship of ε + ρ = 1 holds between the emissivity ε of infrared energy (E = εσT 4 ) emitted from the surface of the material at temperature T and the reflectance ρ of the surface according to Kirchhoff's law. To do. In a cooking pan (transmittance α = 0), 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26にトッププレート2に置かれた放射率の異なる数種の鍋について、鍋温度検出装置18の出力(赤外線検出回路72の出力V)から前述した0.5Vのバイアス電圧Vbias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。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26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Vt1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. 26 shows values obtained by subtracting the aforementioned 0.5 V bias voltage Vbias from the output of the pan temperature detection device 18 (output V of the infrared detection circuit 72) for several types of pans placed on the top plate 2 and having different emissivities. An example of the relationship between Vt (pan temperature detection voltage) and pan bottom temperature T is shown. The emissivity at the bottom of each pan is also shown in the figure. 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. 26 (a) 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 Vt1 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27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る反射赤外線の全てを受光していないためである。   FIG. 27 shows the relationship between the emissivity measured using a radiation thermometer in each pan and the reflectivity obtained using the reflectivity detection circuit 73 in FIG. 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 due to scattering on the pan surface are received.

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7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。   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 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. 7, 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7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28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7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(放射率)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冷却風路15a、15bおよび16a、16bに外気を導入する。   Below, operation | movement of a present Example is demonstrated as the case where the cooking pan 7 is set | placed on the circle display 4 of the front right side, and cooking is performed by heating a cooking pan for a predetermined time at predetermined temperature. FIG. 28 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 where the cooking pan 7 is placed (step S1), and the start of cooking is instructed (step S2), the microcomputer 60 first starts. The reflection data (corresponding to the reflectance) of the pan placed by controlling the reflectance detection circuit 73 is taken in, and the reflectance (emissivity) is detected (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 cooling air passages 15a, 15b and 16a, 16b.

ここで反射率を検出するステップS3を図29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Vr2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Vr1を先に読み込んだ電圧Vr2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(図25に示す)から反射率ρから放射率ε(=1−反射率)を得る(ステップS3−6)。   Here, step S3 for detecting the reflectance will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The microcomputer 60 outputs an infrared LED drive signal 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 Vr2 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 drawing reflection voltage Vr is calculated from the voltage Vr2 previously read in when the voltage Vr1 stored in advance is not placed (step S3-5). Then, an emissivity ε (= 1-reflectance) is obtained from the reflectance ρ from the relationship between the reflection voltage and the reflectance stored in advance (shown in FIG. 25) (step S3-6).

反射率検出ステップ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9を制御して加熱コイル8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8に電力が供給されると、加熱コイル8から誘導磁界が発せられ、トッププレート2上の調理鍋7が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理鍋7の温度が上昇し、調理鍋7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 the reflectance detection step S3, the power control circuit 62, the frequency control circuit 61, and the inverter circuit 9 are controlled to supply power to the heating coil 8 to start induction heating (step S4). When electric power is supplied to the heating coil 8, an induction magnetic field is emitted from the heating coil 8, and the cooking pan 7 on the top plate 2 is induction-heated. Due to this induction heating, the temperature of the cooking pan 7 rises, and cooking of the object to be heated in the cooking pan 7 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30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(赤外線検出回路72)の出力端子72−2の出力電圧Vを読み込み(ステップS5−1)、この値から設計Vbias=0.5V(定常室温25℃で設計した値)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. 30 shows a flowchart of the pan temperature detection. The microcomputer 60 reads the output voltage V of the output terminal 72-2 of the pan temperature detector 18 (infrared detector circuit 72) (step S5-1), and design Vbias = 0.5V (designed at a steady room temperature of 25 ° C.) from this value. The obtained value is subtracted and used as the pan temperature detection voltage Vt (step S5-2).

同時にサーミスタ20とサーミスタ温度算出回路73からトッププレート2の温度Taを読み込む(ステップS5−3)。そして、前述した予めテーブル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V(端子72−2)の関係から温度Taでの出力電圧Vaを得る(ステップS5−4、トッププレート温度補償電圧取得の動作)。   At the same time, the temperature Ta of the top plate 2 is read from the thermistor 20 and the thermistor temperature calculation circuit 73 (step S5-3). Then, the output voltage Va at the temperature Ta is obtained from the relationship between the top plate temperature Tt previously stored as the table TBLt and the output V (terminal 72-2) of the thermopile temperature detection circuit 72 (step S5-4, top Operation of obtaining plate temperature compensation voltage).

続いて先の鍋温度検出電圧Vtから前記Vaを減算する(ステップS5−5)。この処理により外乱としてのトッププレート2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(減算によるトッププレート温度補償の動作)。   Subsequently, Va is subtracted from the previous pan temperature detection voltage Vt (step S5-5). By this processing, the amount of infrared rays from the top plate 2 as a disturbance is removed. The voltage after this subtraction is defined as Vt (top plate temperature compensation operation by subtraction).

そして、誘導加熱直前に得ておいた放射率ε(=1−反射率)で、この減算後の鍋温度検出電圧Vtを除算する(ステップS5−6)(反射率補正の動作)。除算後のVtに前述Vbias=0.5Vを加算し(ステップS5−7)、予め温度変換テーブルTBLnとして記憶してあるVtと鍋温度T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Tを得る。   Then, the pan temperature detection voltage Vt after this subtraction is divided by the emissivity ε (= 1−reflectance) obtained immediately before induction heating (step S5-6) (reflectance correction operation). Vbias = 0.5 V is added to Vt after division (step S5-7), and a data table that is a relationship between Vt and pan temperature T stored in advance as temperature conversion table TBLn is subtracted (step S5-8). ) To convert to pan temperature to obtain pan temperature T.

ここで、オーブン庫6で調理中であり、鍋温度検出装置18Lの周囲温度が上昇中であると仮定する。この時、図14に示したように従来の赤外線検出回路(図11)では、出力値が減少している(温度変化で減少して低くなっているバイアス電圧に入射した赤外線に比例した電圧が加算されるため)上述のVt(=読み込んだ出力値−設計の定常25℃でのバイアス電圧0.5V)値は通常より低くなる。この結果、検出鍋温度は常温時よりその分低く検出されることになる。周囲温度が下降中では、この逆に検出鍋温度は常温時よりその分高く検出されることになる。図15に示す本実施例の回路では周囲温度の変化中でも赤外線検出出力は変動しないため上述鍋温度誤差は生じない。   Here, it is assumed that cooking is being performed in the oven cabinet 6 and the ambient temperature of the pan temperature detection device 18L is increasing. At this time, as shown in FIG. 14, in the conventional infrared detection circuit (FIG. 11), the output value is decreased (a voltage proportional to the incident infrared light is applied to the bias voltage which is decreased by temperature change and decreased). The above-described Vt (= the read output value−the bias voltage 0.5V at the steady state of design 25 ° C.) is lower than usual. As a result, the detection pan temperature is detected lower than that at normal temperature. On the contrary, when the ambient temperature is decreasing, the detected pan temperature is detected higher than that at the normal temperature. In the circuit of the present embodiment shown in FIG. 15, the infrared detection output does not fluctuate even when the ambient temperature changes, so the above-described pan temperature error does not occur.

鍋温度検出動作(ステップS5)で検出した鍋温度Tが所定温度に達していなかったら、更に鍋温度検出動作(ステップS5)を行いながら誘導加熱を続ける(ステップS6)。続いて鍋温度Tが所定温度に達したら、異常加熱のチェックを行う(ステップS7)。これは空焚き等で鍋温度が急上昇し、油の発火温度に達したら危険であるので鍋温度が330℃を超えた場合は誘導加熱を停止する(ステップS12)。   If the pan temperature T detected in the pan temperature detection operation (step S5) has not reached the predetermined temperature, the induction heating is continued while performing the pan temperature detection operation (step S5) (step S6). Subsequently, when the pan temperature T reaches a predetermined temperature, abnormal heating is checked (step S7). This is because it is dangerous if the pan temperature rises rapidly due to emptying or the like and reaches the ignition temperature of the oil. If the pan temperature exceeds 330 ° C., induction heating is stopped (step S12).

鍋温度Tが所定温度に達したら、誘導加熱の電流を低減し(ステップS8)、調理時間タイマーをセット(ステップ9)する。   When the pan temperature T reaches a predetermined temperature, the induction heating current is reduced (step S8), and the cooking time timer is set (step 9).

続いて一定時毎の鍋温度検出(ステップS5)を行い、鍋温度をチェックしながら(ステップS6)、異常加熱のチェック(ステップS7)も行い、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S8、S10)、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S11)、調理終了をブザーで使用者に報知して、加熱コイル8への電力投入を停止する(ステップS12)。こうして、調理鍋7の被調理物は設定された温度および時間で調理される。ここでも、調理中に空焚き(水分がなくなり)となり、鍋温度が急上昇し、油の発火温度に達したら危険であるので異常加熱チェック(ステップS7)を行い、熱鍋温度が330℃を超えた場合は誘導加熱を停止する(ステップS12)。   Subsequently, the pan temperature is detected at regular intervals (step S5), the pan temperature is checked (step S6), the abnormal heating is also checked (step S7), and the current supplied to the heating coil 7 is decreased or increased by a predetermined amount. (Steps S8 and S10), and the pan temperature is kept constant (Tc). When a predetermined cooking time has elapsed (step S11), the user is notified of the end of cooking with a buzzer, and the power supply to the heating coil 8 is stopped (step S12). Thus, the food to be cooked in the cooking pan 7 is cooked at the set temperature and time. Again, when cooking, it becomes empty (no water), the pan temperature rises rapidly, and if it reaches the ignition temperature of the oil, it is dangerous. If this happens, induction heating is stopped (step S12).

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、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 may be subtracted to output the pan temperature. In this way, it is possible to speed up the processing without using a division requiring a processing time of the microcomputer.

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例えば2秒毎に反射率検出を行っても良い。温度検出は直前の反射率(放射率)を用いて補正処理(ステップS5−5)を行う。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 a constant period, for example, every 2 seconds, while reducing the emission current. For temperature detection, correction processing (step S5-5) is performed using the immediately preceding reflectance (emissivity). 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の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、定常時での温度検出素子として、サーモパイル25に内蔵されるNTCサーミスタ45を用いたがこれに限ることはない。基板上に設けたNTCサーミスタであっても良いのは明らかである。またNTCサーミスタに限らず、半導体素子例えばダイオードの順方向電圧の変化を用いる温度検出素子でも良い。   Although the NTC thermistor 45 built in the thermopile 25 is used as the temperature detecting element in the steady state, the present invention is not limited to this. Obviously, an NTC thermistor provided on the substrate may be used. Further, the temperature detection element is not limited to the NTC thermistor but may be a semiconductor element such as a temperature detection element using a change in the forward voltage of a diode.

上記より、トッププレート2に非結晶化ガラスを用いても、鍋温度検出装置18の周囲温度が急変する過渡時の温度変動を生じる条件においも、鍋放射赤外線検出用赤外線センサ(サーモパイル25)と温度変化補償用赤外線センサ(サーモパイル26)を組合せた構成の鍋温度検出装置18により、調理鍋7の温度を精度良く検出することがでる。   From the above, even if non-crystallized glass is used for the top plate 2, the infrared radiation sensor for detecting the infrared radiation from the pan (thermopile 25) can be used under conditions that cause a temperature fluctuation at the time when the ambient temperature of the pan temperature detector 18 changes suddenly. The temperature of the cooking pan 7 can be detected with high accuracy by the pan temperature detecting device 18 configured to be combined with the temperature change compensating infrared sensor (thermopile 26).

図31にサーモパイル25、26を同一赤外線センサケース29内に設置し、更にプラスチック部材75で構成される熱的結合手段で熱的結合した鍋温度検出装置18を示す。実施例1(図7)ではサーモパイル25、26は基板28上に並べて配置しており、間は熱伝達の低い空気層である。本実施例では、サーモパイル25、26の金属キャン35同士を空気層より熱伝達の良いプラスチック部材75で連結し、金属キャン35同士しいてはサーモパイル25、26の温度(環境)がより同一となるようにしている。この結果、より温度変化補償精度を上げている。部材75は熱伝達の良好な金属でもよいのは明らかである。   FIG. 31 shows a pan temperature detecting device 18 in which the thermopiles 25 and 26 are installed in the same infrared sensor case 29 and are further thermally coupled by a thermal coupling means composed of a plastic member 75. In Example 1 (FIG. 7), the thermopile 25 and 26 are arranged side by side on the board | substrate 28, and it is an air layer with low heat transfer between them. In the present embodiment, the metal cans 35 of the thermopiles 25 and 26 are connected to each other by a plastic member 75 having better heat transfer than the air layer, and the temperatures (environments) of the thermopiles 25 and 26 are the same between the metal cans 35. I am doing so. As a result, the temperature change compensation accuracy is further increased. Obviously, member 75 may be a metal with good heat transfer.

図32に温度変化補償用サーモパイルとして、赤外線検出用サーモパイル25と同様の入射赤外線を集光するレンズ48、これを取り付ける窓47を持つ構造のサーモパイル76を使用した赤外線検出回路72を示す。図15と同一符号は同一物を示す。温度変化補償用としてOPアンプ72−4にはサーモパイル76の出力である熱電対出力(図中(+)、(−)で示す)を接続している。サーモパイル76の負出力((−)で示す)をOPアンプ72−4の正転入力に、正出力((+)で示す)をR10に接続する。この結果、サーモパイル25とは逆位相の熱電対出力を増幅率G=(R10/R9+1)のOPアンプ72−4で増幅することとなり、この出力電圧がバイアス電圧VbiasとしてOPアンプ72−1の図中bで示すバイアス点に印加される。図15と同様に但しこのサーモパイル76には鍋底からの赤外線が入射しないように内蔵する赤外線センサケース29構造の変更が必要となる。   FIG. 32 shows an infrared detection circuit 72 using a thermopile 76 having a structure having a lens 48 for condensing incident infrared rays and a window 47 for attaching the same as the infrared detection thermopile 25 as a temperature change compensating thermopile. The same reference numerals as those in FIG. 15 denote the same items. A thermocouple output (indicated by (+) and (-) in the figure), which is the output of the thermopile 76, is connected to the OP amplifier 72-4 for temperature change compensation. The negative output (indicated by (−)) of the thermopile 76 is connected to the normal rotation input of the OP amplifier 72-4, and the positive output (indicated by (+)) is connected to R10. As a result, the thermocouple output having the opposite phase to that of the thermopile 25 is amplified by the OP amplifier 72-4 having an amplification factor G = (R10 / R9 + 1), and this output voltage is used as the bias voltage Vbias. Applied to the bias point indicated by middle b. As in FIG. 15, however, the thermopile 76 requires a change in the structure of the built-in infrared sensor case 29 so that infrared rays from the pan bottom do not enter.

図33にこの鍋温度検出装置18の平面および断面図を示す。図7と同一符号は同一物を示す。鍋からの赤外線がサーモパイル76に入射しないように、赤外線センサケース29の上面をサーモパイル76の前面視野をさえぎるように伸ばし、サーモパイル25とサーモパイル76の間にサーモパイル25に入射する赤外線が迷光してサーモパイル76に入射しないように遮光隔壁77を設けている。こうすることで、サーモパイル6は鍋7からの赤外線は受光しないが、赤外線センサケース29の内壁からの赤外線を受光することになる。サーモパイル25は鍋からの赤外線と赤外線センサケース内壁からの赤外線を受光しているので、この鍋温度検出装置18では、赤外線センサケース内壁からの赤外線すなわち赤外線センサケース内壁の温度による外乱(センサ出力変動)を防止することができる。図7での説明同様に、OPアンプ72−1、72−4の増幅率が概同じであれば、内壁の温度によるOPアンプ72−1の出力は同じOPアンプ72−4出力であるバイアス電圧で打ち消される。結果より安定した鍋温度の検出が可能となる。その他の動作は実施例1と同様なため説明を省略する。   FIG. 33 shows a plan view and a cross-sectional view of the pan temperature detecting device 18. The same reference numerals as those in FIG. The upper surface of the infrared sensor case 29 is extended so as to block the front visual field of the thermopile 76 so that the infrared rays from the pan do not enter the thermopile 76, and the infrared rays incident on the thermopile 25 between the thermopile 25 and the thermopile 76 stray to cause thermopile. A light-shielding partition wall 77 is provided so as not to be incident on 76. By doing so, the thermopile 6 does not receive the infrared rays from the pan 7 but receives the infrared rays from the inner wall of the infrared sensor case 29. Since the thermopile 25 receives infrared rays from the pan and infrared rays from the inner wall of the infrared sensor case, the pan temperature detecting device 18 uses the infrared rays from the inner wall of the infrared sensor case, that is, disturbance due to the temperature of the inner wall of the infrared sensor case (sensor output fluctuation). ) Can be prevented. Similarly to the description in FIG. 7, if the amplification factors of the OP amplifiers 72-1 and 72-4 are substantially the same, the output of the OP amplifier 72-1 due to the temperature of the inner wall is the bias voltage that is the output of the same OP amplifier 72-4. Will be canceled. As a result, it is possible to detect a stable pan temperature. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

図34に、図33に示した鍋温度検出装置18から、遮光隔壁77を除去した構成の鍋温度検出装置18の断面図を示す。サーモパイル76の前面視野は赤外線ケース29の上面で遮るように伸ばし、調理鍋7からの赤外線がサーモパイル76に入射しないようにしている。本構成においても、図33と同様の鍋温度検出が可能となる。   FIG. 34 shows a cross-sectional view of the pan temperature detecting device 18 having a configuration in which the light shielding partition wall 77 is removed from the pan temperature detecting device 18 shown in FIG. The front field of view of the thermopile 76 is extended so as to be blocked by the upper surface of the infrared case 29, so that the infrared rays from the cooking pan 7 do not enter the thermopile 76. Also in this configuration, the pan temperature detection similar to that in FIG. 33 is possible.

図35に、図32の赤外線検出回路を備える鍋温度検出装置18の平面および断面図を示す。図33と同一符号は同一物を示す。本鍋温度検出装置18ではサーモパイル76が光学フィルタ31のみを前面視野にいれるよう、サーモパイル76に前面が光学フィルタ31の下面に届く遮光筒78を被せている。またセンサ視野筒19と鍋温度検出装置18の配置位置を図に示すように、サーモパイル76に鍋7からの赤外線が入射しないよう配置している。サーモパイル76の視野角が狭小であれば遮光筒78が無くとも、サーモパイル76が光学フィルタ31のみを前面視野にいれることも可能であるのは明らかである。   FIG. 35 shows a plan view and a cross-sectional view of the pan temperature detection apparatus 18 including the infrared detection circuit of FIG. The same reference numerals as those in FIG. 33 denote the same items. In the pan temperature detection device 18, the thermopile 76 is covered with a light-shielding cylinder 78 whose front surface reaches the lower surface of the optical filter 31 so that the thermopile 76 can only have the optical filter 31 in the front visual field. Further, the arrangement positions of the sensor visual field cylinder 19 and the pan temperature detecting device 18 are arranged so that infrared rays from the pan 7 do not enter the thermopile 76 as shown in the figure. Obviously, if the viewing angle of the thermopile 76 is narrow, it is possible for the thermopile 76 to include only the optical filter 31 in the front field of view even without the light blocking cylinder 78.

結果、図33での説明同様に、光学フィルタ31からの赤外線すなわち光学フィルタの温度による出力変動は、OPアンプ72−1と72−4の増幅率が概同じであれば、サーモパイル25とサーモパイル76で同じで逆位相のため打ち消され、鍋温度検出装置18の出力(端子72−2)に現れない。つまり光学フィルタ31の熱外乱を防止することができる。   As a result, as described with reference to FIG. 33, the output fluctuation due to the infrared light from the optical filter 31, that is, the temperature of the optical filter, is similar to the thermopile 25 and the thermopile 76 if the amplification factors of the OP amplifiers 72-1 and 72-4 are approximately the same. In the same manner, the phase is canceled due to the opposite phase, and does not appear at the output (terminal 72-2) of the pan temperature detecting device 18. That is, the thermal disturbance of the optical filter 31 can be prevented.

なお、以上説明は赤外線検出素子としてサーモパイルに限定したが、これに限ることはない。サーミスタあるいは量子型の赤外線検出素子であっても良い。同一構造の赤外線検出素子出力を逆位相で増幅し、これを赤外線の入射する赤外線検出の増幅回路のバイアス電圧とする本発明はサーモパイルに限らず、サーミスタあるいはフォトダイオードに対しても適用できるのはあきらかである。   In the above description, the infrared detection element is limited to the thermopile, but is not limited thereto. It may be a thermistor or a quantum type infrared detecting element. The present invention, which amplifies the infrared detection element output of the same structure in the opposite phase and uses this as the bias voltage of the amplifier circuit for detecting infrared radiation, is not limited to a thermopile, but can be applied to a thermistor or a photodiode. It is clear.

また、サーミスタのように温度検出遅れがないため空焚き等の急激な鍋底最高温度上昇にも追随でき、これを検出して油発火等の恐れがあるときには誘導加熱を即停止することも可能になる。トッププレートの非結晶化ガラスであるホウケイ酸ガラスの熱衝撃温度は約350℃(結晶化ガラスの熱衝撃温度は約800℃)であり、結晶化ガラスに比べて低い値となるが、本発明の鍋温度検出手段により鍋底最高温度上昇を300℃付近で抑えることができるため、ホウケイ酸ガラスの損傷を防止できることとなり、安全な誘導加熱調理器を提供できる。   In addition, unlike the thermistor, there is no temperature detection delay, so it is possible to follow a sudden rise in the maximum temperature at the bottom of the pan such as emptying, and if there is a risk of oil ignition, induction heating can be stopped immediately. Become. The thermal shock temperature of the borosilicate glass that is the non-crystallized glass of the top plate is about 350 ° C. (the thermal shock temperature of the crystallized glass is about 800 ° C.), which is lower than that of the crystallized glass. Since the pot temperature detection means can suppress the pot bottom maximum temperature rise at around 300 ° C., damage to the borosilicate glass can be prevented, and a safe induction heating cooker can be provided.

また、非結晶化ガラスは結晶化ガラスに比べて透明感があることから、トッププレートにホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスを用いることで、高級感のあるデザインを施すことができる。   Further, since non-crystallized glass is more transparent than crystallized glass, a high-quality design can be applied by using non-crystallized glass of borosilicate glass for the top plate.

誘導加熱調理器の外郭となるトッププレートの強度は、電気用品安全法(電安法と呼称)の別表第八1(2)ケに記載されているように、質量250gで、ロックウェル硬度R100の硬さに表面をポリアミド加工した半径10mmの球面を有するおもり(鋼球)を20cmの高さから落球させて、割れやひびの無いことを確認する必要がある。   The strength of the top plate that forms the outer shell of the induction heating cooker is 250 g in mass and Rockwell hardness R100, as described in Appendix 8 (2) of the Electrical Appliance and Material Safety Law (called the Electrical Safety Act). It is necessary to drop a weight (steel ball) having a spherical surface with a radius of 10 mm and a surface of which is polyamide processed from a height of 20 cm to confirm that there are no cracks or cracks.

ホウケイ酸ガラスの非結晶化ガラスは上記の電安法の外郭強度の基準を満たす。さらに、ガラス厚4mmのトッププレートに鋼球約500gを落球させた試験を行った結果、結晶化ガラスは高さ約50cmからの落球で割れ、ホウケイ酸ガラスの場合は高さ約130cmからの落球で割れを生じた。ホウケイ酸ガラスは、結晶化ガラスに外郭強度が高いことから、例えばトッププレートのガラス厚4mmから3mmなどの変更が可能となり、トッププレートの薄型が図れる。   The non-crystallized glass of borosilicate glass satisfies the outer strength standard of the electric safety method. Furthermore, as a result of a test in which about 500 g of steel balls were dropped on a 4 mm thick top plate, crystallized glass was broken by falling balls from a height of about 50 cm. In the case of borosilicate glass, falling balls from a height of about 130 cm Cracking occurred. Since borosilicate glass has high outer strength compared to crystallized glass, for example, the glass thickness of the top plate can be changed from 4 mm to 3 mm, and the top plate can be thinned.

トッププレートが薄くなるとガラスを透過する赤外線の透過率が増加することとなり、調理鍋からの赤外線エネルギーが鍋温度検出装置に入射する量が増加し、鍋温度の検出精度の向上効果が得られる。   When the top plate is thinned, the transmittance of infrared rays that pass through the glass increases, and the amount of infrared energy from the cooking pan incident on the pan temperature detecting device increases, and the effect of improving the detection accuracy of the pan temperature is obtained.

また、トッププレートの薄型化により、誘導加熱調理器の軽量化が図れ、輸送や流通の工程において省エネルギーとなり輸送費などのコスト低減効果が得られる。   In addition, by reducing the thickness of the top plate, the induction heating cooker can be reduced in weight, saving energy in transportation and distribution processes, and reducing the cost such as transportation costs.

1 誘導加熱調理器の本体
2 トッププレート
3 操作部
4 調理鍋を置く位置を示す円表示
5 赤外線透過窓
6 グリル庫
6a 上グリルヒータ
6b 下グリルヒータ
6c 網棚
7 調理鍋
8 加熱コイル
8a 第1のコイル
8b 第2のコイル
8c コイル間隙
8d 架橋線
9 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 コイル下面冷却風送出孔
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 センサ視野筒
20 サーミスタ
21a 低電圧端子
21b 高電圧端子
25 鍋温度検出用サーモパイル
26 温度変化補償用遮光サーモパイル
27 反射型フォトインタラプタ
28 電子回路基板
29 赤外線センサケース
30 ケース窓
31 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
50 赤外線LED
51 赤外線フォトトランジスタ
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 グリルヒータ制御回路
69 操作スイッチ
70 表示回路
71 ブザー
72 赤外線検出回路
72−1、72−3、72−4、73−3 オペアンプ
73 反射率検出回路
73−1 トランジスタ
73−4 充放電回路
75 プラスチック部材
76 鍋温度検出用サーモパイル
77 遮光隔壁
78 遮光筒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body of induction heating cooker 2 Top plate 3 Operation part 4 Circle display which shows the position which puts a cooking pan 5 Infrared transmission window 6 Grill box 6a Upper grill heater 6b Lower grill heater 6c Net shelf 7 Cooking pan 8 Heating coil 8a 1st Coil 8b Second coil 8c Coil gap 8d Bridge wire 9 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 delivery hole 15c Coil upper surface cooling air Delivery hole 16 Sealing material 18 Pan temperature detector 19 Sensor viewing tube 20 Thermistor 21a Low voltage terminal 21b High voltage terminal 25 Thermopile 26 for detecting pan temperature Shading thermopile 27 for compensating temperature change Reflective photo interrupter 28 Electronic circuit board 29 Infrared sensor case 30 Case window 31 Optical filter 32 Metal case 33 Outside 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 portion 43 Infrared absorption film 44 Cold junction portion 45 NTC thermistor 46 Metal pin 47 Window 48 Glass convex lens 50 Infrared LED
51 Infrared phototransistor 60 Microcomputer 61 Frequency control circuit 62 Power control circuit 63 Rectifier circuit 64 Power switch 68 Grill heater control circuit 69 Operation switch 70 Display circuit 71 Buzzer 72 Infrared detection circuits 72-1, 72-3, 72-4, 73-3 Operational Amplifier 73 Reflectance Detection Circuit 73-1 Transistor 73-4 Charge / Discharge Circuit 75 Plastic Member 76 Pan Peel Temperature Detection Thermopile 77 Light-shielding Partition 78 Light-shielding Tube

Claims (13)

調理容器を上面に置くトッププレートと、
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、前記調理容器の底から放射される赤外線を検出する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋温度を検出する鍋温度検出手段と、
を備えた誘導加熱調理器であって、前記赤外線検出手段は、前記調理容器の底から放射される赤外線が入射され、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第1の赤外線センサと、
該第1の赤外線センサ出力を直流増幅する第1の直流増幅器と、
前記調理容器の底から放射される赤外線を遮光することによって前記調理容器の底から放射される赤外線が入射されず、赤外線量に比例する直流電圧を出力する第2の赤外線センサと、
前記第2の赤外線センサ出力を反転直流増幅する第2の直流増幅器と、を備えており、
前記第2の直流増幅器の出力を前記第1の直流増幅器のバイアス電圧として入力し、前
記第1の直流増幅器の出力を前記赤外線検出手段の出力とすることを特徴とする誘導加熱調理器。
A top plate with a cooking container on top,
A heating coil that is provided under the top plate and generates an induction magnetic field to heat the cooking vessel, and an infrared detection that is provided under the heating coil and detects infrared rays emitted from the bottom of the cooking vessel Means, pan temperature detecting means for detecting the pan temperature from the output of the infrared detection means,
An infrared heating means, wherein the infrared detecting means receives an infrared ray radiated from the bottom of the cooking container, and outputs a direct-current voltage proportional to the amount of infrared rays;
A first DC amplifier that DC amplifies the output of the first infrared sensor;
A second infrared sensor that outputs a direct-current voltage proportional to the amount of infrared rays, by blocking infrared rays emitted from the bottom of the cooking vessel so that infrared rays emitted from the bottom of the cooking vessel are not incident;
A second DC amplifier for inverting DC amplification of the second infrared sensor output,
An induction heating cooker, wherein the output of the second DC amplifier is input as a bias voltage of the first DC amplifier, and the output of the first DC amplifier is used as the output of the infrared detecting means.
請求項1に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を透過するレンズを備えた金属キャンで覆われており、
前記第2の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を遮蔽する金属キャンで覆われていることを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1,
The first infrared sensor is covered with a metal can provided with a lens that transmits infrared rays emitted from the bottom of the cooking container,
The induction heating cooker, wherein the second infrared sensor is covered with a metal can that shields infrared rays emitted from the bottom of the cooking vessel.
請求項1に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を透過するレンズを備
えた金属キャンで覆われており、
前記第2の赤外線センサは、前記調理容器の底が放射する赤外線を遮蔽する赤外線を透過するレンズを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1,
The first infrared sensor is covered with a metal can provided with a lens that transmits infrared rays emitted from the bottom of the cooking container,
The induction heating cooker, wherein the second infrared sensor includes a lens that transmits infrared rays that shield infrared rays emitted from the bottom of the cooking container.
請求項1乃至3に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1および第2の赤外線センサを熱的結合手段で相互に結合したことを特徴とする誘導加熱調理器。
In the induction heating cooker according to claims 1 to 3,
An induction heating cooker characterized in that the first and second infrared sensors are coupled to each other by a thermal coupling means.
請求項1乃至4に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の直流増幅器の増幅率と前記第2の直流増幅器の増幅率が概等しいことを特徴とする誘導加熱調理器。
In the induction heating cooker according to claims 1 to 4,
An induction heating cooker characterized in that an amplification factor of the first DC amplifier and an amplification factor of the second DC amplifier are substantially equal.
請求項1乃至5に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の赤外線センサおよび前記第2の赤外線センサがサーモパイルであることを特徴とする誘導加熱調理器。
In the induction heating cooker according to claim 1 to 5,
The induction heating cooker, wherein the first infrared sensor and the second infrared sensor are thermopile.
請求項1乃至6に記載の誘導加熱調理器において、
前記第1の赤外線センサの内部あるいは近傍に温度検出素子を配置し、
前記第2の直流増幅器が出力するバイアス電圧を前記温度検出素子の検出温度で制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1 to 6,
A temperature detecting element is disposed in or near the first infrared sensor;
An induction heating cooker, wherein a bias voltage output from the second DC amplifier is controlled by a temperature detected by the temperature detecting element.
請求項1乃至7に記載の誘導加熱調理器において、
さらに、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器の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、該導光筒の下に配置され赤外線を透過する窓材を前記第1の赤外線センサ前面に持つ防風ケースを設け、前記第1の赤外線センサおよび第2の赤外線センサを前記防風ケース内に内蔵したことを特徴とする誘導加熱調理器。
In the induction heating cooker according to claim 1 to 7,
Further, a light guide tube that blocks infrared rays emitted from the heating coil and guides infrared rays emitted from the bottom of the cooking container to the infrared detection means, and a window that is disposed under the light guide tube and transmits infrared rays. An induction heating cooker characterized in that a windproof case having a material on the front surface of the first infrared sensor is provided, and the first infrared sensor and the second infrared sensor are built in the windproof case.
請求項1乃至7に記載の誘導加熱調理器において、
さらに、前記加熱コイルから放射される赤外線を遮断し、前記調理容器の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、該導光筒の下に配置され赤外線を透過する窓材を前記第1の赤外線センサと前記第2の赤外線センサの前面に持つ防風ケースを設け、前記第1の赤外線センサおよび第2の赤外線センサを前記防風ケース内に内蔵したことを特徴とする誘導加熱調理器。
In the induction heating cooker according to claim 1 to 7,
Further, a light guide tube that blocks infrared rays emitted from the heating coil and guides infrared rays emitted from the bottom of the cooking container to the infrared detection means, and a window that is disposed under the light guide tube and transmits infrared rays. A windproof case having a material in front of the first infrared sensor and the second infrared sensor is provided, and the first infrared sensor and the second infrared sensor are built in the windproof case. Cooking cooker.
請求項1乃至9に記載の誘導加熱調理器において、
前記トッププレートが非結晶化ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1 to 9,
The induction heating cooker, wherein the top plate is non-crystallized glass.
請求項1乃至10に記載の誘導加熱調理器において、
前記窓材が非結晶化ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。
The induction heating cooker according to claim 1 to 10,
The induction heating cooker, wherein the window material is non-crystallized glass.
請求項1乃至11に記載の誘導加熱調理器において、前記トッププレートは、ホウ酸が10〜15%含まれているホウケイ酸ガラスであることを特徴とする誘導加熱調理器。   12. The induction heating cooker according to claim 1, wherein the top plate is borosilicate glass containing 10 to 15% boric acid. 請求項1乃至12に記載の誘導加熱調理器において、前記赤外線センサに備えられた赤外線を透過する前記レンズは、前記トッププレートより可視光線の透過率が低い光学特性としたことを特徴とする誘導加熱調理器。   13. The induction heating cooker according to claim 1, wherein the infrared ray transmitting lens provided in the infrared sensor has an optical characteristic having a visible light transmittance lower than that of the top plate. Cooking cooker.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897176B1 (en) * 2018-02-14 2018-09-12 코박스 주식회사 Induction range with mixed structure
JP2020133955A (en) * 2019-02-15 2020-08-31 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 Heating cooker

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192980A (en) * 2002-12-12 2004-07-08 Hiroshi Yamamoto Plate for induction heating cooker
WO2009022475A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-19 Panasonic Corporation Induction heating cooker
JP2013206644A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Hitachi Appliances Inc Induction heating cooker
JP2014519464A (en) * 2011-04-29 2014-08-14 ユーロケラ ソシエテ オン ノーム コレクティフ Electromagnetic cooker

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192980A (en) * 2002-12-12 2004-07-08 Hiroshi Yamamoto Plate for induction heating cooker
WO2009022475A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-19 Panasonic Corporation Induction heating cooker
JP2014519464A (en) * 2011-04-29 2014-08-14 ユーロケラ ソシエテ オン ノーム コレクティフ Electromagnetic cooker
JP2013206644A (en) * 2012-03-28 2013-10-07 Hitachi Appliances Inc Induction heating cooker

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897176B1 (en) * 2018-02-14 2018-09-12 코박스 주식회사 Induction range with mixed structure
JP2020133955A (en) * 2019-02-15 2020-08-31 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 Heating cooker
JP7140694B2 (en) 2019-02-15 2022-09-21 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 heating cooker

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