JP2532396B2 - Heating device - Google Patents
Heating deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加熱装置の自動化を被加熱物の形状認識に
よって実現する加熱装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating device that realizes automation of the heating device by recognizing the shape of an object to be heated.
従来の技術 特開昭50−152334号公報に記載の自動式高周波加熱器
は、被加熱物の大きさＶの検知器を用いて検出し、加熱
時間を自動設定するものである。2. Description of the Related Art The automatic high-frequency heater described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-152334 is to detect a size V of a material to be heated using a detector and automatically set the heating time.
これは被加熱物の負荷としての大きさ水換算分Ｖ
（ｇ）を、補助導波管に配した検波器で検出しこれと手
動で設定された初期温度Ts′と出来上がり温度Teとか
ら、Ｖ×（Te−Ts′）に比例した加熱時間を算出し、自
動的に加熱の制御を行うものである。This is the size as a load of the object to be heated
(G) is detected by a detector arranged in the auxiliary waveguide, and the heating time proportional to V × (Te-Ts ') is calculated from this and the manually set initial temperature Ts' and finished temperature Te. However, the heating is automatically controlled.
被加熱物の負荷としての大きさＶは、加熱用の電波の
一部を検出することで実現される。The magnitude V as the load of the object to be heated is realized by detecting a part of the heating radio wave.
発明が解決しようとする問題点 ところがこのような従来の自動加熱法では、被加熱物
の大きさは、マグネトロンと負荷との整合の度合いから
推定され、マグネトロンにとってその被加熱物がインピ
ーダンスとして重いか軽いかが検出され、これから水換
算分の大きさがもとめられるわけで、被加熱物の体積が
実際に検出されるわけではない。However, in such a conventional automatic heating method, the size of the object to be heated is estimated from the degree of matching between the magnetron and the load, and whether the object to be heated is heavy as an impedance for the magnetron. The lightness is detected, and the size equivalent to water is obtained from this, and the volume of the object to be heated is not actually detected.
ところが検波器によって検出される高周波電流は、マ
グネトロンの温度に依存して大幅に変動し、被加熱物の
大きさ水換算Ｖは安定しない。つまり同じ大きさの被加
熱物であっても、冷時には高周波電流が大きくなり、繰
り返して使用するうちにマグネトロンが温まり、高周波
電流が小さくなって被加熱物の大きさが小さく検出され
る。本発明はかかる背景に鑑み、被加熱物の実際の体積
を検出し、これと重量データとから加熱時間を自動制御
しようとするものである。However, the high-frequency current detected by the detector largely fluctuates depending on the temperature of the magnetron, and the size V of the object to be heated in water conversion is not stable. That is, even if the object to be heated has the same size, the high frequency current becomes large when it is cold, the magnetron becomes warm during repeated use, the high frequency current becomes small, and the size of the object to be heated is detected small. In view of such a background, the present invention detects the actual volume of the object to be heated and attempts to automatically control the heating time from this and the weight data.
問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、超音波セン
サを加熱室の天井に設け、被加熱物を回転載置台によっ
て回転させて、被加熱物までの距離を連続的に制御部に
入力し、さらに重量センサとを用いて、被加熱物の体積
と重量を検出し、これから加熱時間を自動制御しようと
するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides an ultrasonic sensor on the ceiling of a heating chamber, rotates an object to be heated by a rotary mounting table, and measures the distance to the object to be heated. Is continuously input to the control unit, the weight sensor is used to detect the volume and weight of the object to be heated, and then the heating time is automatically controlled.
作用 本発明の加熱装置は、超音波センサが加熱室の上面に
取り付けられるので、回転載置台の回転により被加熱物
までの距離が制御部に連続して入力されるため、制御部
はこのデータから被加熱物のある回転断面を検出でき、
これから被加熱物の大きさ（体積）を推定できる。In the heating device of the present invention, since the ultrasonic sensor is mounted on the upper surface of the heating chamber, the distance to the object to be heated is continuously input to the control unit by the rotation of the rotary mounting table. Can detect the rotating cross section of the heated object from
From this, the size (volume) of the object to be heated can be estimated.
これと重量データとから、制御部は被加熱物の種類を
判別し、加熱時間もしくは加熱時間を決定する因子を設
定し、加熱手段への給電を制御できる。From this and the weight data, the control unit can determine the type of the object to be heated, set the heating time or a factor that determines the heating time, and control the power supply to the heating means.
実施例 以下、本発明の一実施例の加熱装置を図面を参照して
説明する。Example A heating apparatus according to an example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図は本発明に係わる加熱装置の本体斜視図であ
る。本体１の前面には開閉自在に扉体２が軸支され、操
作パネル３が具備されている。この操作パネル３上には
キーボード４が配される。FIG. 2 is a perspective view of the main body of the heating device according to the present invention. A door body 2 is pivotally supported on the front surface of the main body 1 so as to be openable and closable, and an operation panel 3 is provided. A keyboard 4 is arranged on the operation panel 3.
第１図はかかる加熱装置の構成を示すブロック図であ
る。操作パネル３上のキーボード４から入力された動作
指令は、制御部５によって解読される。そして制御部５
は、超音波センサ６を用いて被加熱物までの距離を測
る。超音波センサから回転載置台までの距離は一定なの
で、被加熱物が超音波センサの下部に来れば、超音波セ
ンサに反射が早く帰って来る。その差分で被加熱物の高
さが判る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of such a heating device. The operation command input from the keyboard 4 on the operation panel 3 is decoded by the control unit 5. And the control unit 5
Measures the distance to the object to be heated using the ultrasonic sensor 6. Since the distance from the ultrasonic sensor to the rotary mounting table is constant, if the object to be heated comes under the ultrasonic sensor, the reflection will quickly return to the ultrasonic sensor. The difference indicates the height of the object to be heated.
すなわち、被加熱物の高さは ｈ＝Ｈ−ｄ ｈ−被加熱物の高さ Ｈ−回転載置台までの距離 ｄ−検出された距離 で算出される（第１図参照）。 That is, the height of the object to be heated is calculated by h = H-d h-height of the object to be heated H-distance to the rotary mounting table d-detected distance (see FIG. 1).
さてかかる状態で加熱室７内の回転載置台８が回転を
始めると、被加熱物９と超音波センサ６との相対的な位
置関係が変化していく。そして被加熱物の高さデータが
次々と制御部に入力され、制御部はこのデータら被加熱
物のある回転断面を検出でき、これから被加熱物の大き
さ（体積）を推定できる。When the rotary mounting table 8 in the heating chamber 7 starts rotating in this state, the relative positional relationship between the object to be heated 9 and the ultrasonic sensor 6 changes. Then, the height data of the object to be heated is sequentially input to the control unit, and the control unit can detect the rotating cross section of the object to be heated from this data, and from this, the size (volume) of the object to be heated can be estimated.
次に制御部は、回転載置台の下方に設けた重量センサ
10を用いて、被加熱物の重量を検出する。重量センサ10
としては、静電容量方式や歪みゲージ方式により回転載
置台８の変位量を検出するものや、載置台の固有振動数
を磁石とコイルで測定する振動方式などを採用できる。
モータ11は、回転載置台８を回転させる駆動源である。Next, the control unit uses the weight sensor installed below the rotary mounting table.
10 is used to detect the weight of the heated object. Weight sensor 10
As the method, a method of detecting the amount of displacement of the rotary mounting table 8 by a capacitance method or a strain gauge method, a vibration method of measuring the natural frequency of the mounting table with a magnet and a coil, and the like can be adopted.
The motor 11 is a drive source that rotates the rotary mounting table 8.
超音波センサは検知回路12を介して、また重量センサ
は検知回路13を介して、それぞれ制御部にデータを入力
する。The ultrasonic sensor inputs data to the control unit via the detection circuit 12, and the weight sensor inputs data to the control unit via the detection circuit 13.
第３図は超音波センサの一例として狭超指向性超音波
マイクを示すものである。超音波センサは圧電素子14、
円錐状共振子15、端子16、ビーム整形板17、ケース18、
リード線19、結合軸20、端子板21、吸音シート22から成
っている。（ナショナル・テクニカル・レポート P.50
4〜514 Vol.29 No.3 JAN 1983） 第４図はかかる超音波センサを用いて、被加熱物の体
積を検出したものである。横軸は回転載置台の位置（回
転角度）を、縦軸は被加熱物の高さを表している。従っ
て載置台の各位置で検出された被加熱物の高さの連続デ
ータ（斜線を付した部分）は、被加熱物のある回転断面
を表しており、超音波センサの取り付け位置を適切に選
べば、被加熱物全体の形状を推定できる。FIG. 3 shows a narrow superdirective ultrasonic microphone as an example of the ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor is a piezoelectric element 14,
Conical resonator 15, terminal 16, beam shaping plate 17, case 18,
It is composed of a lead wire 19, a coupling shaft 20, a terminal plate 21, and a sound absorbing sheet 22. (National Technical Report P.50
4 to 514 Vol.29 No.3 JAN 1983) Fig. 4 shows the volume of an object to be heated detected by using such an ultrasonic sensor. The horizontal axis represents the position (rotation angle) of the rotary mounting table, and the vertical axis represents the height of the object to be heated. Therefore, the continuous data of the height of the heated object detected at each position of the mounting table (the shaded area) represents the rotating cross section of the heated object, and the ultrasonic sensor mounting position can be selected appropriately. If so, the shape of the entire object to be heated can be estimated.
１＝80mmは、超音波センサの加熱室中央からの距離を
示し、ある実験ではこの位置が最も被加熱物の形状をよ
り良く判定できた。いずれにしてもセンサは、加熱室の
天井の中央よりは少し位置をずらした方が良い結果が得
られる。これはセンサが中央にあると、被加熱物との相
対的な位置関係があまり変化せず、極端な例では被加熱
物を載置台の中央に置けば、センサは被加熱物の中央の
一点の高さしか検出できず、全体の形状を判定できない
ことによる。1 = 80 mm indicates the distance from the center of the heating chamber of the ultrasonic sensor, and in some experiments, this position was the best for determining the shape of the object to be heated. In any case, it is better to displace the sensor slightly from the center of the ceiling of the heating chamber. This is because when the sensor is in the center, the relative positional relationship with the object to be heated does not change much, and in an extreme example, if the object to be heated is placed in the center of the mounting table, the sensor will be a point in the center of the object to be heated. This is because only the height of can be detected, and the overall shape cannot be determined.
なお１値の最適値は、当然加熱室の大きさや超音波セ
ンサの選択によって変化する。The optimum value of 1 value naturally changes depending on the size of the heating chamber and the selection of the ultrasonic sensor.
また第４図には、ほうれん草とじゃがいものデータを
掲げたが、図から明らかなように重量が同一であれば、
両者の間には相当な違いが認められる。つまり重量と体
積とが検出できれば、野菜の例であれば、それが葉菜
（ほうれん草）なのか根菜（じゃがいも）なのかを識別
できる。かかる判定によりドライバ25を介して加熱手段
26への給電を制御し、加熱を自動化できる。In addition, in Fig. 4, the data of spinach and potatoes are listed.
There are considerable differences between the two. In other words, if the weight and volume can be detected, it can be identified whether it is a leaf vegetable (spinach) or a root vegetable (potato) in the case of vegetables. Based on this determination, heating means is provided via the driver 25.
Power can be controlled to 26 and heating can be automated.
さて第５図は、超音波センサの検知回路の構成例を示
すブロック図である。Now, FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the detection circuit of the ultrasonic sensor.
制御部５はマイクロコンピュータなどで構成され、タ
イミングコントロールを行うことにより、１つの超音波
センサが数十KHzの超音波を送信するとともに、受信の
際には受波器に切り換えられて動作する。The control unit 5 is composed of a microcomputer and the like, and by performing timing control, one ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave of several tens KHz, and at the time of reception, it is switched to a wave receiver to operate.
23は送信回路、24は受信回路である。比較回路25は基
準電圧と受信信号を比較し、この基準電圧を越える受信
信号をラッチし、制御部５に入力する。制御部５は超音
波を送信してから受信するまでの時間を計数し、超音波
の伝播速度から被加熱物までの距離を算出し、これから
被加熱物の高さを求める。Reference numeral 23 is a transmission circuit, and 24 is a reception circuit. The comparison circuit 25 compares the received signal with the reference voltage, latches the received signal exceeding this reference voltage, and inputs the received signal to the control unit 5. The control unit 5 counts the time from transmitting the ultrasonic wave to receiving the ultrasonic wave, calculates the distance to the object to be heated from the propagation velocity of the ultrasonic wave, and obtains the height of the object to be heated from this.
以上の構成により被加熱物の形状認識を正確に行うこ
とができ、被加熱物を自動的に加熱することができる。With the above configuration, the shape of the object to be heated can be accurately recognized, and the object to be heated can be automatically heated.
発明の効果 以上のように本発明の加熱装置は、超音波センサと重
量センサとを備え、回転載置台によって被加熱物を回転
させ、制御部を被加熱物の高さデータを連続的に入力す
ることで、被加熱物の体積を検出する構成であり、被加
熱物の形状が再現よく認識でき、被加熱物の加熱時間を
自動的に設定できる。As described above, the heating device of the present invention includes the ultrasonic sensor and the weight sensor, rotates the object to be heated by the rotary mounting table, and continuously inputs the height data of the object to be heated by the control unit. By doing so, the volume of the object to be heated is detected, the shape of the object to be heated can be recognized with good reproducibility, and the heating time of the object to be heated can be automatically set.
また、形状を認識するセンサとして超音波センサを用
いたので、通常汎用されるカメラとCCDなど光学系のセ
ンサに比べ、はるかに安価であり、しかも汚れに強い。
電子レンジなどの加熱装置では、加熱室内はかなりひど
い油汚れとなり、これに搭載するセンサは通常ヒータで
汚れを焼き切るなどの工夫が必要であるが、防滴型の超
音波センサであれば、素子自身が汚れによって物理的、
化学的に経時変化することはありえず、このような配慮
は何ら必要ない。In addition, since an ultrasonic sensor is used as a sensor for recognizing the shape, it is much cheaper and more resistant to dirt than ordinary general-purpose cameras and optical sensors such as CCDs.
In heating devices such as microwave ovens, the inside of the heating chamber becomes extremely tainted with oil, and it is necessary to devise the sensor mounted on it to burn off the dirt with a heater, but if it is a drip-proof ultrasonic sensor, It ’s physically dirty,
It cannot chemically change over time, and no such consideration is necessary.
このように本発明によれば、繰り返して使用しても再
現よく検出ができ、しかも長期間に渡って安定な動作が
期待できる。As described above, according to the present invention, it is possible to detect with good reproducibility even when it is repeatedly used, and it is possible to expect stable operation for a long period of time.
第１図は本発明の一実施例の加熱装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は同本体斜視図、第３図は狭指向性超音
波センサの断面図、第４図は超音波センサによって検出
された被加熱物の高さデータを示す波形図、第５図は超
音波センサの検知回路の構成例を示す回路ブロック図で
ある。 ５……制御部、６……超音波センサ、７……加熱室、８
……回転載置台、９……被加熱物、10……重量センサ、
26……加熱手段。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a heating device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the same body, FIG. 3 is a sectional view of a narrow directional ultrasonic sensor, and FIG. 4 is an ultrasonic sensor. FIG. 5 is a waveform diagram showing height data of the object to be heated detected by FIG. 5, and FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration example of a detection circuit of the ultrasonic sensor. 5 ... control unit, 6 ... ultrasonic sensor, 7 ... heating chamber, 8
...... Rotary mounting table, 9 ... Heating object, 10 ... Weight sensor,
26 …… Heating means.
Claims (1)
に結合された加熱手段と、前記加熱手段への給電を制御
する制御部と、超音波を受発信する超音波センサと、被
加熱物の重量を検知する重量センサと、被加熱物を回転
させる回転載置台とより成り、前記超音波センサを加熱
室の上面の中央から所定距離だけ離して設け、前記制御
部は前記超音波センサを用いて被加熱物までの距離を検
出することで被加熱物の高さを検知し、前記回転載置台
の回転により連続的に入力される距離データから、被加
熱物のある回転断面を検出し、これから被加熱物の体積
を推定するとともに、前記重量センサで検出した被加熱
物の重量とから被加熱物の種類を判別し、加熱時間もし
くは加熱時間を決定する因子を設定し、前記加熱手段へ
の給電を制御するように構成したことを特徴とした加熱
装置。1. A heating chamber in which an object to be heated is placed, a heating unit coupled to the heating chamber, a control unit for controlling power supply to the heating unit, and an ultrasonic sensor for receiving and transmitting ultrasonic waves. A weight sensor that detects the weight of the object to be heated and a rotary mounting table that rotates the object to be heated, and the ultrasonic sensor is provided at a predetermined distance from the center of the upper surface of the heating chamber, and the controller is The height of the object to be heated is detected by detecting the distance to the object to be heated using an ultrasonic sensor, and the rotation of the object to be heated is detected from the distance data continuously input by the rotation of the rotary mounting table. The cross section is detected, the volume of the heated object is estimated from this, the type of the heated object is determined from the weight of the heated object detected by the weight sensor, and the heating time or a factor that determines the heating time is set. Controlling the power supply to the heating means Heating apparatus, characterized in that the sea urchin configuration.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165813A JP2532396B2 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Heating device |
| KR1019870011746A KR900003755B1 (en) | 1986-02-06 | 1987-10-22 | Automatic vending machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165813A JP2532396B2 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Heating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321421A JPS6321421A (en) | 1988-01-29 |
| JP2532396B2 true JP2532396B2 (en) | 1996-09-11 |
Family
ID=15819483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165813A Expired - Lifetime JP2532396B2 (en) | 1986-02-06 | 1986-07-15 | Heating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2532396B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59215519A (en) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Toshiba Corp | Cooking utensil |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61165813A patent/JP2532396B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6321421A (en) | 1988-01-29 |
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