JP2697265B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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公明 山口
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智美 森山
浩二 吉野
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は被加熱物の状態を検出するマイクロ波検波セ
ンサを備えた高周波加熱装置に関する。
従来の技術 近年、加熱室内の被加熱物の重量に応じて常に適切に
加熱するために、加熱室内にマイクロ波検波センサを配
置し、検出された被加熱物に吸収されなかった反射マイ
クロ波電力が被加熱物の重量に反比例する特性を用いて
被加熱物の重量を検出して加熱するものが主流となって
きている。
従来、この種の高周波加熱装置は特公昭52−2133号公
報に示すような構成が一般的であった。以下、その構成
について第12図を参照しながら説明する。
図に示すように、加熱室35の中に設けられたマイクロ
波検波センサ(以下、検波センサという)36により検出
された電気信号を検波回路37に加え、検波回路37の出力
信号を直流増幅器38に加え、直流増幅器38の出力信号を
タイマー39に加え、タイマー39の出力信号をマイクロ波
発振用の電源回路40に加える。マグネトロンで構成した
マイクロ波発振器41は電源回路40からの電力を受けて加
熱室35の内部にマイクロ波を放出する。マイクロ波発振
器41から放出されたマイクロ波電力は、その一部は被加
熱物42に吸収されるマイクロ波電力43となるが、このマ
イクロ波電力43は被加熱物42の重量により変化するの
で、被加熱物42に吸収されないマイクロ波電力44も被加
熱物42の重量により変化する。したがって、検波センサ
36によりマイクロ波電力44を検出して得られる電気信号
の大きさは被加熱物42の重量により変化し、直流増幅器
38の出力信号は被加熱物42の重量により変化し、その結
果、直流増幅器38の出力信号で動作するタイマー39の動
作時間は、被加熱物42の重量により変化する。したがっ
て、直流増幅器38の利得特性を適当に選定して被加熱物
42の重量が変化しても常に最適な加熱を行なわれるよう
加熱時間を制御するようにしていた。
発明が解決しようとする課題 このような従来の高周波加熱装置では、検波センサ36
の出力信号は被加熱物42の形状や重さ、初期温度、さら
に加熱するマイクロ波電力43によって広い範囲にわたっ
て変化する。一方、検波センサ36が故障した場合、故障
時の出力信号と正常時の信号が接近しているため、誤っ
て故障判断したり逆に故障判断できなかったりする不都
合があった。故障時の出力は微小な信号を増幅する増幅
器で入力電圧がゼロであっても、出力がわずかに出てし
まうオフセット電圧の存在やノイズのため検波センサ36
からわずかに出力信号があらわれてしまう。このため、
故障を判別するために検波センサ36が取りうる故障時の
出力範囲を存在する。たとえば、第13図は検波センサ36
の出力の時間経過のチャートを被加熱物42をいくつかの
条件に変えて示してあり、aは初期温度が−20度・300g
のミンチ肉、bは初期温度が−15度・200gのスライス
肉、cは初期温度が−10度・500gのまぐろである。bの
場合は加熱当初の出力電圧は高いものの、2〜3分で1/
5ほどに減少する。またcの場合は加熱当初の出力電圧
は比較的小さく、3〜4分後には故障時の出力範囲に割
り込んでしまう結果、正常か故障か区別ができない。
本発明は上記課題を解決するもので、ある一定時間ご
との検波センサの検出信号の変動値と平均値を比較する
ことで信頼性の高い故障判定を可能とする高周波加熱装
置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、被加熱物を載置
する加熱室と、前記加熱室の被加熱物に高周波エネルギ
ーを供給するマグネトロンと、前記被加熱物を均一に加
熱するための均一加熱手段と、前記加熱室内の被加熱物
からの高周波エネルギーの反射量を検出する検波センサ
と、前記検波センサの出力を入力し前記マグネトロンの
動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記
検波センサの一定周期毎のピーク値と同平均値の比率の
監視によって前記検波センサの故障を検知するようにし
たことを課題解決手段としている。
作用 本発明は上記した課題解決手段により、検波センサが
正常な場合は、検波センサからの出力信号は被加熱物の
大きさ、状態により数ボルトの大きな信号から数ミリボ
ルトの小さな信号まで広い範囲にわたり変化し、かつマ
イクロ波分布を改善するための被加熱物回転機構によっ
て回転周期ごとに変動するが、検波センサを構成してい
る部品が不良になったり、接続リード線が切れたりして
起きる故障時には、出力信号が小さくなり、被加熱物回
転機構の影響を受けないため、出力信号の変動の有無を
監視することにより、正常時の微小な出力信号と区別し
て故障を判断できる。
実施例 以下、本発明の一実施例について第1図から第5図を
参照しながら説明する。
図に示すように、マグネトロン1によって励振された
マイクロ波は導波管2によって加熱室3内に導かれ、被
加熱物4に吸収される。またファン5により起こされた
風はマグネトロン1を冷却後、加熱室3の側面の小穴6
を通り加熱室3に入り、被加熱物4が加熱された結果生
じた熱を運んで加熱室3の対向壁面の小穴7から排気ガ
イド8内に入り、そして外郭9の外部へと排気される。
加熱室3の天井部には検波センサ10を穴11に直角に取付
けている。被加熱物4は均一加熱のため均一加熱手段と
してのターンテーブル12上に載せられ、ターンテーブル
12はターンテーブルモータ13によって回転される。一
方、検波センサ10によって測定されたマイクロ波の強さ
は増幅回路14で増幅した後、マイクロコンピュータ(以
下マイコンという)15に入力する。
検波センサ10はプリント基板16上にエッチングされた
銅箔パターン17とチップ部品18群で構成されており、エ
ッチングで形成されたアンテナ19を加熱室3に穿された
穴11に対向して取付け板20を介して設置している。
また、アンテナ19の出力は検波ダイオード21で検波
し、この検波された高周波電圧はフィルタ部22によって
低周波分のみを通過させ、平滑部23で直流化して検波セ
ンサ10の出力となる。
検波センサ10の出力は増幅回路14を通ったあと、V積
分カウンタ部24でターンテーブル12の1回転分積分さ
れ、Va,Vbメモリ部25に記憶され、VaはW演算部26で重
量Wが計算され、Va−Vb演算部27でVa−Vbが計算され、
Va−Vbメモリ部28に記憶され、T演算部29で加熱時間T
が計算される。加熱時間Tはタイマ部30に設定され、か
つ減算処理部31で減算が開始される。一方加熱中は積分
時間10秒ごとにVm/Vpがしきい値Vfと比較部32で比較さ
れ、Vm/Vp>Vfが成立した場合検波センサ10の故障と判
断してスイッチ33をOFFにし、加熱を強調終了させる。
また外部の表示部34にも減算中の内容を表示する。
上記構成において動作を説明すると、ターンテーブル
12に載った被加熱物14が第6図に示すように形状が不定
形であるとき、ターンテーブル12の回転によって検波セ
ンサ10の出力は時間とともに第7図のように変動する。
このときの信号はピーク値Vpを伴ってターンテーブル12
の回転周期t間の平均値はVmとなる。
正常な検波センサ10の出力信号aは第8図のように、
ターンテーブル12の回転にともなって変動しながら時間
経過とともに減衰していく。一方、故障している検波セ
ンサ10の出力信号bはほぼ一定しており時間が経過して
も変わらない。ここで、正常な検波センサ10の場合、第
9図(a)に示すように一定周期としてターンテーブル
12の1回転周期t間のピーク値Vpと平均値Vmの非Vm/Vp
は1よりも小さいが、故障している検波センサ10の場
合、第9図(b)に示すように一定周期としてターンテ
ーブル12の1回転周期t間のピーク値Vpと平均値Vmの非
Vm/Vpは1に近い。このVm/Vpの差を検知して検波センサ
10の故障の判定を行う。
つぎに、この検知過程を第10図および第11図に示した
マイコン15の処理過程のフローチャートにより説明す
る。
第10図において、調理スタート後、ターンテーブル12
の1回転分10秒間の検波センサ10の出力の積分を行な
い、これを積分時間10秒で割って積分出力Vaを得る。Va
から重量Wを計算する。同時に積分時間10秒間のピーク
値Vmを得てVm/Vpを計算し、しきい値Vfを越えていない
かを監視する。Vfは0.9程度が適当である。以後、加熱
終了までこの監視を続ける。Vm/VpがVfを越えたときは
検波センサ10が故障と判断して加熱を終了する。加熱を
開始して1分後に同様の積分を行なって積分出力Vbを
得、WとVa−Vbから加熱残り時間Tを計算する。T経過
後、調理を終了する。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、検
波センサの出力を入力しマグネトロンの動作を制御する
制御手段は、検波センサの一定周期ごとのピーク値と同
平均値の比率の監視によって検波センサの故障を検知す
るようにしたから、被加熱物の重量、初期温度などを検
出するとき、同時に検波センサの故障を速やかに正確に
検出することができ、安定した信頼性が高い高周波加熱
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の高周波加熱装置のシステム
構成図、第2図は同高周波加熱装置の一部切欠きした正
面図、第3図は同高周波加熱装置の検波センサの分解斜
視図、第4図は同検波センサの電気回路図、第5図は同
高周波加熱装置のマイクロコンピュータのデータフロー
図、第6図は同高周波加熱装置の被加熱物を載せたター
ンテーブルの平面図、第7図は同被加熱物を加熱すると
きの検波センサ出力信号の時間変化を示す図、第8図は
正常な検波センサと故障している検波センサの出力電圧
の時間経過を示すチャート、第9図(a),(b)はそ
れぞれ正常な検波センサの一定時間t間のピーク値Vpと
平均値Vmの関係を示すチャートおよび故障している検波
センサの一定時間t間のピーク値Vpと平均値Vmの関係を
示すチャート、第10図は同高周波加熱装置のマイクロコ
ンピュータの処理内容を示すフローチャート、第11図は
同サブルーチンのフローチャート、第12図は従来の高周
波加熱装置のブロック図、第13図は同高周波加熱装置の
異なる被加熱物を加熱したときの検波センサ出力信号の
時間変化を示す図である。 1……マグネトロン、3……加熱室、4……被加熱物、
10……検波センサ(マイクロ検波センサ)、15……マイ
クロコンピュータ(制御手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 智美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 吉野 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 酒井 伸一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭52−2133(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加熱物を載置する加熱室と、前記加熱室
    の被加熱物に高周波エネルギーを供給するマグネトロン
    と、前記被加熱物を均一に加熱する均一加熱手段と、前
    記加熱室内の被加熱物からの高周波エネルギーの反射量
    を検出するマイクロ波検波センサと、前記マイクロ波検
    波センサの出力を入力し前記マグネトロンの動作を制御
    する制御手段とを備え、前記均一加熱手段と同期して前
    記制御手段は前記マイクロ波検波センサの一定周期ごと
    のピーク値と同平均値の比率の監視によって前記マイク
    ロ波検波センサの故障を検知するようにしてなる高周波
    加熱装置。
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