JP2730634B2 - 焦電センサ応用加熱装置 - Google Patents
焦電センサ応用加熱装置Info
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- JP2730634B2 JP2730634B2 JP1047623A JP4762389A JP2730634B2 JP 2730634 B2 JP2730634 B2 JP 2730634B2 JP 1047623 A JP1047623 A JP 1047623A JP 4762389 A JP4762389 A JP 4762389A JP 2730634 B2 JP2730634 B2 JP 2730634B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pyroelectric
- sensor
- hardness
- pyroelectric body
- adhesive
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Electric Ovens (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焦電体の焦電効果を利用した焦電センサに関
し、例えば、電子レンジの再加熱の自動化に応用するも
のに関する。
し、例えば、電子レンジの再加熱の自動化に応用するも
のに関する。
従来の技術 従来、電子レンジの再加熱の自動化に使用されている
センサとしては、第７図に示すような湿度センサがあ
り、センサチップ19、ヒータ20、樹脂ベース21、メッシ
ュカバー22、端子23で構成さている。センサチップ19は
湿度変化（食品から発生する蒸気）によりその抵抗値が
変化するので、制御器は（図示せず）基準電圧と抵抗と
で分割される電圧により、食品の調理状態を検出してい
た。ヒータ20は電子レンジに用いた場合、食品のガス、
油等によりセンサチップ19が汚れるのを熱でリフレッシ
ュするためのものであり、メッシュカバー22は、防風用
でありヒータ20の省電力化のために用いている。（ナシ
ョナル・テクニカル・レポートVol.29No.3） また、第１図に示すような焦電センサ７を電子レンジ
の再加熱の自動化に用いた場合を説明する。焦電センサ
７は、金属板１、焦電体２、接着材３、電極４、リード
線５で構成されている。焦電センサは、食品からの熱を
持った水蒸気が、金属板１を介して焦電体２に熱変化を
与え時のみ、焦電体２に焦電効果によって生じた電流が
流れ外部に抵抗を接続すれば電圧として観測される。す
なわち、食品からの水蒸気が次々に焦電体２に熱変化と
して加わる時点で食品の再加熱の終了判断としているわ
けである。センサの特性に関しては、特開昭62−112929
号公報に示している。
センサとしては、第７図に示すような湿度センサがあ
り、センサチップ19、ヒータ20、樹脂ベース21、メッシ
ュカバー22、端子23で構成さている。センサチップ19は
湿度変化（食品から発生する蒸気）によりその抵抗値が
変化するので、制御器は（図示せず）基準電圧と抵抗と
で分割される電圧により、食品の調理状態を検出してい
た。ヒータ20は電子レンジに用いた場合、食品のガス、
油等によりセンサチップ19が汚れるのを熱でリフレッシ
ュするためのものであり、メッシュカバー22は、防風用
でありヒータ20の省電力化のために用いている。（ナシ
ョナル・テクニカル・レポートVol.29No.3） また、第１図に示すような焦電センサ７を電子レンジ
の再加熱の自動化に用いた場合を説明する。焦電センサ
７は、金属板１、焦電体２、接着材３、電極４、リード
線５で構成されている。焦電センサは、食品からの熱を
持った水蒸気が、金属板１を介して焦電体２に熱変化を
与え時のみ、焦電体２に焦電効果によって生じた電流が
流れ外部に抵抗を接続すれば電圧として観測される。す
なわち、食品からの水蒸気が次々に焦電体２に熱変化と
して加わる時点で食品の再加熱の終了判断としているわ
けである。センサの特性に関しては、特開昭62−112929
号公報に示している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような湿度センサを用いると、調
理中に食品中のガスや油分等が、湿度センサに付着して
検出感度が落ちてくるため、一回の調理毎にリフレッシ
ュ加熱処理用のヒータで湿度センサの付着物を蒸発させ
なければならず、余分な電力やコストが発生する上、抵
抗両端の電圧を制御信号として用いているので、各構成
要素である湿度センサの抵抗、電源の電圧のばらつきが
制御信号のばらつきに結びつくことになり管理が困難で
あった。
理中に食品中のガスや油分等が、湿度センサに付着して
検出感度が落ちてくるため、一回の調理毎にリフレッシ
ュ加熱処理用のヒータで湿度センサの付着物を蒸発させ
なければならず、余分な電力やコストが発生する上、抵
抗両端の電圧を制御信号として用いているので、各構成
要素である湿度センサの抵抗、電源の電圧のばらつきが
制御信号のばらつきに結びつくことになり管理が困難で
あった。
また、焦電センサを用いた場合、構成は湿度センサに
比べて簡単であるが、次のような課題が生じた。
比べて簡単であるが、次のような課題が生じた。
（１） 最近ではトースター機能を有する電子レンジの
普及に伴い、ヒータ温風の急激なヒートショックで金属
板と焦電体の熱膨張率の違いで接着材等を介して焦電体
にクラックが発生し、センサ機能がなくなり、機器が自
動的に停止しないことがあった。
普及に伴い、ヒータ温風の急激なヒートショックで金属
板と焦電体の熱膨張率の違いで接着材等を介して焦電体
にクラックが発生し、センサ機能がなくなり、機器が自
動的に停止しないことがあった。
（２） 同時に金属板・焦電体を防湿保護する樹脂に関
しても同様なヒートショックを行うと、樹脂にクラック
が発生し、充分な防湿機能を果さずセンサ機能の劣化に
より同様に機器が自動的に停止する時間が伸びたり停止
しないことがあった。
しても同様なヒートショックを行うと、樹脂にクラック
が発生し、充分な防湿機能を果さずセンサ機能の劣化に
より同様に機器が自動的に停止する時間が伸びたり停止
しないことがあった。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の焦電センサは、導
電性の板体と、前記板体の片側に低硬度の接着材で接着
した焦電体と、前記焦電体に形成した一対の電極と、前
記電極に接続したリード線とを有し、前記板体の前記焦
電体、前記電極および前記リード線を設けた片側を低硬
度の樹脂でモールドする構成としたものである。
電性の板体と、前記板体の片側に低硬度の接着材で接着
した焦電体と、前記焦電体に形成した一対の電極と、前
記電極に接続したリード線とを有し、前記板体の前記焦
電体、前記電極および前記リード線を設けた片側を低硬
度の樹脂でモールドする構成としたものである。
作用 本発明によれば、焦電体と板体との熱膨張の差による
ひずみを低硬度の接着材で緩衝すると共に、焦電体の防
湿保護を低硬度の樹脂でモールドしこの樹脂にクラック
が発生しないようにすることによりクラックからの湿気
の混入を防ぐという作用を有すると共に、焦電体の圧電
性によるノイズ電圧を抑える作用を有する。
ひずみを低硬度の接着材で緩衝すると共に、焦電体の防
湿保護を低硬度の樹脂でモールドしこの樹脂にクラック
が発生しないようにすることによりクラックからの湿気
の混入を防ぐという作用を有すると共に、焦電体の圧電
性によるノイズ電圧を抑える作用を有する。
実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面にもとづい
て説明する。
て説明する。
第１図は、焦電センサ７の断面図である。金属板１上
に、チタン酸鉛系とジルコン酸鉛系の組成物を有する焦
電体２が、低硬度のシリコン系の接着材３で接着されて
いる。焦電体２には、一対の電極４が形成され電極４か
らそれぞれ樹脂で被覆されたリード線５が接続され、さ
らに焦電体２を接着している側の金属板１、焦電体２、
接着材３、電極４、リード線５を低硬度のシリコン系の
樹脂６でモールドし、かつリード線５を樹脂６上で固着
保持させている。また、金属板１の焦電体２を接着して
いない側の面は、樹脂でモールドしていないため、加熱
室９からの熱気が直接この面と接触し、この熱を焦電体
２に伝えることができる。
に、チタン酸鉛系とジルコン酸鉛系の組成物を有する焦
電体２が、低硬度のシリコン系の接着材３で接着されて
いる。焦電体２には、一対の電極４が形成され電極４か
らそれぞれ樹脂で被覆されたリード線５が接続され、さ
らに焦電体２を接着している側の金属板１、焦電体２、
接着材３、電極４、リード線５を低硬度のシリコン系の
樹脂６でモールドし、かつリード線５を樹脂６上で固着
保持させている。また、金属板１の焦電体２を接着して
いない側の面は、樹脂でモールドしていないため、加熱
室９からの熱気が直接この面と接触し、この熱を焦電体
２に伝えることができる。
第２図は、本発明の焦電センサ７を有する電子レンジ
の本体構成図である。食品８を出し入れする加熱室９
と、食品８の高周波加熱するマグネトロン10、排気部1
1、排気部11に設けた焦電センサ７、マグネトロン10を
冷却する冷却ファン12、冷却ファン12の風を一部加熱室
は送風するダクト13、焦電センサ７の出力信号をろ波す
るフィルター14、フィルターの信号を増幅する増幅器1
5、制御手段16で構成されている。また、18はトースタ
ー用のヒータでパンを焼く時に使用するものである。
の本体構成図である。食品８を出し入れする加熱室９
と、食品８の高周波加熱するマグネトロン10、排気部1
1、排気部11に設けた焦電センサ７、マグネトロン10を
冷却する冷却ファン12、冷却ファン12の風を一部加熱室
は送風するダクト13、焦電センサ７の出力信号をろ波す
るフィルター14、フィルターの信号を増幅する増幅器1
5、制御手段16で構成されている。また、18はトースタ
ー用のヒータでパンを焼く時に使用するものである。
食品８の再加熱の自動化は次のようにしておこなわれ
る。加熱室９内には、食品８が配され、マグネトロン10
を冷却する冷却風の一部は、ダクト13を介して加熱室９
に導かれる。冷却風の一部を実矢線17で食品８から発生
する水蒸気を点矢線で示している。冷却風の一部17と、
食品８から発生する水蒸気は、排気部11を通って外部へ
排出される。
る。加熱室９内には、食品８が配され、マグネトロン10
を冷却する冷却風の一部は、ダクト13を介して加熱室９
に導かれる。冷却風の一部を実矢線17で食品８から発生
する水蒸気を点矢線で示している。冷却風の一部17と、
食品８から発生する水蒸気は、排気部11を通って外部へ
排出される。
ここで、第３図および第４図に水400ccを加熱した時
の焦電センサ７の信号と雑音についての出力電圧波形例
を示す。第３図は加熱室13内の水が沸騰するまでの時間
とともに推移する信号波形、第４図は、この波形をスペ
クトラム分析した結果である。
の焦電センサ７の信号と雑音についての出力電圧波形例
を示す。第３図は加熱室13内の水が沸騰するまでの時間
とともに推移する信号波形、第４図は、この波形をスペ
クトラム分析した結果である。
第４図から解るように焦電センサ７に暖かい水蒸気が
当たると０から20Hz帯で大きい信号の変化がみられる。
イは加熱室９内の水が沸騰した場合、ロは沸騰前の場
合、ハは電子レンジに通電されていない場合であり、イ
とロの差は、約30dB、イの信号レベルは数Mvの電圧であ
る。そこで、０から10Hz帯を通過するフィルター14、増
幅器15を通した波形が第３図に示すように観測される。
制御手段16はこの信号によりマグネトロン10等のオンオ
フを制御する。
当たると０から20Hz帯で大きい信号の変化がみられる。
イは加熱室９内の水が沸騰した場合、ロは沸騰前の場
合、ハは電子レンジに通電されていない場合であり、イ
とロの差は、約30dB、イの信号レベルは数Mvの電圧であ
る。そこで、０から10Hz帯を通過するフィルター14、増
幅器15を通した波形が第３図に示すように観測される。
制御手段16はこの信号によりマグネトロン10等のオンオ
フを制御する。
次に、第５図にトースター機能を有する電子レンジに
おける焦電体２の温度ストレスを示す。トースター使用
時、ヒータ18がオンし、パン等を焼くことができる。し
かし、ヒータ18を長時間使用すると、加熱室９内が温度
上昇し、マグネトロン10の保護などのために冷却ファン
12がオンし、加熱室内９を冷却する。すると、冷却ファ
ン12の送風により加熱室９内に充満していた熱気が金属
板１を介し焦電体２に急激な温度変化を加えることにな
る。そこで本発明の一実施例ではこの急激な温度ストレ
スに十分対応できる接着材として、低硬度のシリコン系
の接着材３を用いたのである。
おける焦電体２の温度ストレスを示す。トースター使用
時、ヒータ18がオンし、パン等を焼くことができる。し
かし、ヒータ18を長時間使用すると、加熱室９内が温度
上昇し、マグネトロン10の保護などのために冷却ファン
12がオンし、加熱室内９を冷却する。すると、冷却ファ
ン12の送風により加熱室９内に充満していた熱気が金属
板１を介し焦電体２に急激な温度変化を加えることにな
る。そこで本発明の一実施例ではこの急激な温度ストレ
スに十分対応できる接着材として、低硬度のシリコン系
の接着材３を用いたのである。
第６図は、従来の硬度の高いエポキシ系と、低硬度の
シリコン系の接着材のヒートストレスの寿命データであ
る。試験条件は、−40〜120℃、湿度60％中５分サイク
ルのヒートショックの試験である。硬度の高いエポキシ
系の接着材において、金属板１と焦電体２のハク離、焦
電体２のワレ、エポキシ系の樹脂６のクラックが発生し
た。しかし、低硬度のシリコン系の接着材３、樹脂６を
使用したものは、そのような現象は発生しなかった。こ
れは、硬度の高い接着材で板体１と焦電体２を固定して
しまうと、急激な温度変化に追従できず、金属板１の熱
膨張によるそりなどの相互作用で焦電体２のハク離やワ
レが生じたものと考えられ、逆にシリコン系などの低硬
度の接着材・樹脂はそのような急激な温度変化を加えて
もクッション的な熱緩衝材となってエポキシ系接着剤の
ような現象は生じなかったものと考えられる。
シリコン系の接着材のヒートストレスの寿命データであ
る。試験条件は、−40〜120℃、湿度60％中５分サイク
ルのヒートショックの試験である。硬度の高いエポキシ
系の接着材において、金属板１と焦電体２のハク離、焦
電体２のワレ、エポキシ系の樹脂６のクラックが発生し
た。しかし、低硬度のシリコン系の接着材３、樹脂６を
使用したものは、そのような現象は発生しなかった。こ
れは、硬度の高い接着材で板体１と焦電体２を固定して
しまうと、急激な温度変化に追従できず、金属板１の熱
膨張によるそりなどの相互作用で焦電体２のハク離やワ
レが生じたものと考えられ、逆にシリコン系などの低硬
度の接着材・樹脂はそのような急激な温度変化を加えて
もクッション的な熱緩衝材となってエポキシ系接着剤の
ような現象は生じなかったものと考えられる。
発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば、以下に述べる
効果が得られる。
効果が得られる。
（１） ヒータを付加した機器において急激な温度スト
レスが生じても低硬度の接着材で緩衝させるので、焦電
体のはく離が生ずることがなく、長期に安定した機器の
制御が可能となる。
レスが生じても低硬度の接着材で緩衝させるので、焦電
体のはく離が生ずることがなく、長期に安定した機器の
制御が可能となる。
（２） また、急激な温度ストレスを加えても低硬度の
樹脂でモールドしているので、焦電体のクラックが発生
せず湿気の混入を防ぎ、焦電体の劣化を防ぎ、安定した
機器の自動化を簡単な構成ですることができる。
樹脂でモールドしているので、焦電体のクラックが発生
せず湿気の混入を防ぎ、焦電体の劣化を防ぎ、安定した
機器の自動化を簡単な構成ですることができる。
（３） 低硬度の接着材を使用しているので、急激な温
度ストレスにより、焦電体への歪みによる電圧発生（圧
電性）を防ぎ、機器への振動による機器の誤動作を防ぐ
ことができる。
度ストレスにより、焦電体への歪みによる電圧発生（圧
電性）を防ぎ、機器への振動による機器の誤動作を防ぐ
ことができる。
第１図は本発明の一実施例の焦電センサの断面図、第２
図は同焦電センサを組み込んだ電子レンジ装置の構成
図、第３図は同装置の焦電センサの出力波形図、第４図
は同装置の焦電センサの出力波形のスペクトラム分析
図、第５図は同装置の温度ストレスに対する焦電センサ
の温度上昇図、第６図は同センサのヒートショックの接
着材に対する寿命データ図、第７図は従来の湿度センサ
の構成図である。 １……金属板、２……焦電体、３……接着材、４……電
極、５……リード線、６……樹脂。
図は同焦電センサを組み込んだ電子レンジ装置の構成
図、第３図は同装置の焦電センサの出力波形図、第４図
は同装置の焦電センサの出力波形のスペクトラム分析
図、第５図は同装置の温度ストレスに対する焦電センサ
の温度上昇図、第６図は同センサのヒートショックの接
着材に対する寿命データ図、第７図は従来の湿度センサ
の構成図である。 １……金属板、２……焦電体、３……接着材、４……電
極、５……リード線、６……樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 公明 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 笠井 功 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 特開 昭56−77731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−163507（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−42196（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】焦電体の板体と、前記板体の片側に低硬度
の接着材で接着した焦電体と、前記焦電体に形成した一
対の電極と、前記電極に接続したリード線とを有し、前
記板体の前記焦電体、前記電極および前記リード線を設
けた片側を低硬度の樹脂でモールドする構成とした焦電
センサ応用加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047623A JP2730634B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 焦電センサ応用加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047623A JP2730634B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 焦電センサ応用加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02227623A JPH02227623A (ja) | 1990-09-10 |
| JP2730634B2 true JP2730634B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=12780340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1047623A Expired - Lifetime JP2730634B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 焦電センサ応用加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730634B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542196U (ja) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | ||
| JPS5849812B2 (ja) * | 1979-11-30 | 1983-11-07 | 石塚電子株式会社 | 温度センサ−の製造方法 |
| JPH0237962B2 (ja) * | 1983-03-08 | 1990-08-28 | Mitutoyo Corp | Henisokuteiki |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1047623A patent/JP2730634B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02227623A (ja) | 1990-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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