JP3350990B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JP3350990B2 JP00101393A JP101393A JP3350990B2 JP 3350990 B2 JP3350990 B2 JP 3350990B2 JP 00101393 A JP00101393 A JP 00101393A JP 101393 A JP101393 A JP 101393A JP 3350990 B2 JP3350990 B2 JP 3350990B2
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秀樹 寺沢
公明 山口
俊一 長本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動調理を目的として食
品温度を測定する高周波加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の高周波加熱装置(ここでは
電子レンジ)は、図3に示すように、加熱室1内に食品
2を載せるための調理台3があり、さらにこの食品2を
高周波加熱するための高周波を発振するマグネトロン
4、非接触で食品2の温度を検出する食品温度検出手段
5、この食品温度検出手段5の出力に基づきマグネトロ
ンを制御する制御手段6とを備えている。調理台3は食
品2の加熱ムラを低減するため、常時食品2を回転させ
る(例えば10秒間で1周させる)ターンテーブル方式
である。マグネトロン4は制御手段6から与えられる制
御量に応じ食品2を高周波加熱調理する。
【0003】食品温度検出手段5は広い視野を持った1
素子のサーモパイル型赤外線センサで構成され、加熱室
1の天井面に固定され、開孔窓を介して調理台3の中央
付近に置かれた食品2から放射される熱エネルギーを非
接触で検出し温度に換算する。赤外線センサの測温領域
を円形とした場合、調理台3の中心点周辺に対応し、調
理台3が回転動作をしても測温位置はずれない。今、 V(V):赤外線センサから出力される電圧 T1(K):対象物温度 T0(K):赤外線センサ雰囲気温度 とすると、 T1 = a*V + b ・・・・・・・・・・・・(1) ここでa、bはT0の関数と表せるので、赤外線センサ
の雰囲気温度T0(K)がわかれば、対象物温度T1
(K)すなわち食品2の表面温度は一義的に決定でき
る。つまり食品温度検出手段5は赤外線センサから出力
される電圧V(V)及び赤外線センサ雰囲気温度T0
(K)を測定し、対象物温度T1(K)に変換して制御
手段6に伝える。
【0004】制御手段6は、マグネトロン4による食品
2の加熱調理を開始させる。同時に食品温度検出部5か
ら出力される食品温度情報を常時監視しておき、この温
度が所定温度に達した場合調理したいメニューに応じて
マグネトロン4に対し、加熱を終了させたり加熱パター
ンを変更させたりすることで自動調理を実現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、食品温度検出手段は赤外線センサの視野に
入っている調理台の中央付近に置かれた食品の時々刻々
変化する食品の表面温度T1(K)を赤外線センサの雰
囲気温度T0(K)との差の関数として測温しているの
で赤外線センサの赤外線光軸上の(例えば集光レンズ)
汚れによる赤外線透過率の低下により、食品の温度を正
確に検出できない。したがって自動調理が不完全で調理
の出来映えにバラツキがあるという課題を有していた。
【0006】本発明は上記課題を解決するもので赤外線
光軸上の汚染などに左右されることなく食品そのものの
表面温度を正確に測定することによって、出来映えにバ
ラツキのない自動調理ができる高周波加熱装置を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の高周波加熱装置は、加熱室に置かれた食品を高
周波加熱する加熱手段と、非接触で前記食品の温度を検
出する赤外線センサから構成された食品温度検出手段
と、前記食品温度検出手段の温度精度を前記加熱室の調
理台に置かれた基準負荷に氷を用い加熱の段階で溶解時
と沸騰時の2値によって校正する温度精度校正手段と、
前記温度精度校正手段からの出力に基づき赤外線光軸上
の透過率の劣化を推定し、前記透過率に応じて前記食品
温度検出手段から出力される食品温度情報を補正する補
正手段と、前記補正手段からの出力に基づき前記加熱手
段を制御する制御手段とを備える構成としている。
【0008】
【作用】本発明の高周波加熱装置は、食品温度検出手段
にて非接触で前記食品の温度を検出し、この食品温度検
出手段の温度精度を加熱室の調理台に置かれた基準負荷
によって校正し、その出力に基づき赤外線光軸上の透過
率の劣化を推定し、前記透過率に応じて食品温度検出手
段から出力される食品温度情報を補正するので、赤外線
光軸上の汚れ或はセンサ素子の劣化等によって赤外線透
過率が低下しても温度精度校正手段によって、食品の温
度を正確に測温できる。
【0009】また、温度精度校正手段の基準負荷に氷を
用い加熱の段階で溶解時と沸騰時の2値によって透過率
を推定し、食品温度検出手段から出力される食品温度情
報を補正する構成としているので、安定した氷の溶解温
度(273゜K)と水の沸騰温度(373゜K)の2値
で透過率の低下を推定するので、更に温度精度が向上す
る。補正手段は温度精度校正手段が選択されると基準負
荷の温度を測温し補正値を算出し食品温度検出手段を補
正するので精度のよい温度測定が可能となる。なぜなら
一般に赤外線センサから出力される電圧V(V)は入射
エネルギーに比例し、 T1(K):対象物温度 T0(K):赤外線センサ雰囲気温度 η:赤外線光軸上の透過射率 K:定数 とすると、ステファン−ボルツマンの法則に基づき V = K*(η*T14 − T04) ・・・・・・・・・・・・(2) で表すことができる。一方、赤外線光軸上の物質(例え
ば集光レンズ)の透過率ηは赤外線波長によって、異な
る値を持つ。よって対象物温度T1を求める際に、透過
率ηを常時一定(1.0)として温度換算するのでな
く、補正手段が基準負荷の温度を測温し補正値を算出し
食品温度検出手段を補正するので測温する赤外線光軸上
の透過率ηを推定することで食品温度の測定誤差が小さ
くなるのである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を添付図面にも
とづいて説明する。尚、従来例と同じ構成のものは同一
符号をつける。
【0011】食品温度検出手段5は広い視野を持った1
素子のサーモパイル型赤外線センサで構成され、加熱室
1の天井面に固定され、開孔窓7を介して調理台3の中
央付近に置かれた食品2から放射される熱エネルギーを
非接触で検出し温度に換算する。8は赤外線センサの測
温範囲(視野角)を狭い範囲に限定するための集光レン
ズであり、赤外線センサの測温領域は調理台3の中心点
周辺に集まる。今、 V(V):赤外線センサから出力される電圧 T1(K):対象物温度 T0(K):赤外線センサ雰囲気温度 η:赤外線光軸上の透過率 とすると、 η*T1 = a*V + b ・・・・・・・・・・・・(3) ここでa、bはT0の関数と表せるので、赤外線センサ
の雰囲気温度T0(K)がわかれば、η:透過率と対象
物温度T1(K)の積は一義的に決定できる。つまり食
品温度検出手段5は赤外線センサから出力される電圧V
(V)及び赤外線センサ雰囲気温度T0(K)を測定
し、η*T1(K)に変換して補正手段9に伝える。
【0012】補正手段9には、温度精度校正手段10が
接続されている。例えば初期状態での集光レンズの透過
率η=1.00と定める。高周波加熱装置を使用し食品
からの蒸気や飛沫による汚れや経時変化によって、透過
率が低下すると食品の温度精度が悪くなる。この場合温
度精度校正手段10を能動状態とし、調理台3の中央部
に基準負荷11(例では253゜Kの氷)を置く、温度
精度校正手段10は制御手段6を介してマグネトロン4
を能動状態とする。マグネトロン4が能動状態になった
後の食品温度検出手段5の出力V(V)は図2のように
変化する。図2の横軸は時間変化を表わし縦軸は赤外線
サンサの出力電圧を表わしている。集光レンズ8によっ
て基準負荷11の中心部の限られた範囲の赤外線輻射エ
ネルギーを捕捉しているため高周波加熱の加熱ムラは無
視できるため調理台3は回転させなくてもよい。図2に
おいて時間経過によってA部とB部に電圧変化の無い鞍
部が発生している。これは基準負荷11である氷の溶解
時(273゜K)と水の沸騰時(373゜K)である。
この様に既値の温度の基準負荷11を測温することによ
って、赤外線光軸上の透過率ηを算出する。次に食品温
度検出手段5から伝えられたη*T1(K)の値をこの
推定された透過率ηで割ることで、食品そのものの温度
T1(K)を算出し制御手段6に伝える。ここでは透過
率ηは食品温度依らず一定値をとるものとしたが、先に
も述べた様に赤外線波長(絶対温度に依存する)によっ
た異なるため複数の温度の異なる基準負荷によって校正
し、その間を補完すると更によい。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果が得られる。
【0014】(1)食品温度検出部の赤外線光軸上の透
過率の低下があっても透過率を推定することで食品温度
の測定誤差が小さくなる。
【0015】(2)安定した氷の溶解温度と水の沸騰温
度の2値で透過率を推定するのでさらに食品温度の測定
誤差が小さくなる。
【0016】よって食品そのものの表面温度をより正確
に測定でき、出来映えにバラツキのない自動調理ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における調理器具のブロック図
【図2】同実施例において時間経過における赤外線セン
サの出力電圧変化を示した図
【図3】従来の調理器具のブロック図
【符号の説明】
4 マグネトロン 5 食品温度検出手段 6 制御手段 8 集光レンズ 9 補正手段 10 温度精度校正手段 11 基準負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長本 俊一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 嶋田 拓生 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56−116291(JP,A) 特開 平4−79187(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24C 7/02 330 F24C 7/02 320 H05B 6/68 320

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱室に置かれた食品を高周波加熱する
    加熱手段と、非接触で前記食品の温度を検出する赤外線
    センサから構成された食品温度検出手段と、前記食品温
    度検出手段の温度精度を前記加熱室の調理台に置かれた
    基準負荷に氷を用い加熱の段階で溶解時と沸騰時の2値
    によって校正する温度精度校正手段と、前記温度精度校
    正手段からの出力に基づき赤外線光軸上の透過率の劣化
    を推定し、前記透過率に応じて前記食品温度検出手段か
    ら出力される食品温度情報を補正する補正手段と、前記
    補正手段からの出力に基づき前記加熱手段を制御する制
    御手段とを備えた高周波加熱装置。
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JP2010205745A (ja) * 2010-06-24 2010-09-16 Mitsubishi Electric Corp 加熱調理器
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