JP4552735B2 - 加熱調理器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態における加熱調理器のブロック図、図2は、同加熱調理器の反射センサの出力と反射率との関係を示すグラフ図、図3は、同加熱調理器のトッププレートの透過、及び、鍋底による反射のイメージ図と、反射光のエネルギと鍋ずれ量の関係を示すグラフ図である。
放射率ε(λ)+反射率R(λ)=1 −−−−−−−−−(1)
の関係が成立する。従って、反射率を1から引いて各点の放射率を求めることができる。この算出した各点の放射率の平均処理、あるいは、多数決処理(最小値を除いた平均)を行い、赤外線センサ14の視野部の放射率を推定し出力する。この放射率を入力して、温度算出手段22は、算出した温度値を放射率補正して出力する。
度算出手段22を設けることにより、鍋11の底の複数箇所の反射率が検知可能となりこの複数の反射率から赤外線センサ14の視野部の放射率を精度良く推定することができる。又、複数箇所で反射率を測定することで、鍋11の底の形状や表面状態の影響を無くし、トッププレート10を介しても安定した測定を行うことができる。従って、鍋11の底の非接触で高精度な温度測定が可能となり、微妙な火加減ができる調理性能に優れた加熱調理器を提供することができる。
位時間当たりの総放射エネルギ量(W/m2)はステファン・ボルツマンの法則より、1.1μm〜30μmの波長帯域にあり、そのピークは4ミクロン〜10ミクロンの波長にある(温度が高くなればなるほど加速度的に大きなエネルギを赤外線として放射する)。しかし、上記のようにトッププレート10を介することで、赤外線センサ14で測定できる波長帯域は0.9〜2.6μmとなり微弱であるが、モジュールとして赤外線センサ14と一体化されたアンプで500〜5000倍程度に増幅して出力することで、温度の検出を可能としている。また、検出波長帯域0.7〜0.9μmの反射センサは、鍋11の底や、トッププレート10から放射される大きなエネルギ量のより長波長の赤外線には反応しないので、反射光のみを精度良く検知できる。
図4は、本発明の第2の実施の形態における加熱調理器の部分展開図である。なお、上記第1の実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
、スピネルなどの結晶材料を用いることもできる。図4は、断面が四辺形の長方体を用いた場合の例を示したが、円筒形、楕円形でも良い。この導光体42、43は、空気と材料の屈折率差による全反射を利用して、光を効率よく導くものである。
図5は、本発明の第3の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
図6は、本発明の第4の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
図7は、本発明の第5の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品に
ついては、同一符号を付してその説明を省略する。
器54、55で複数箇所に投光し、その複数箇所の反射光を導光体53と方向性結合器54、55で合成し、単一の反射センサ41で受光することにより、鍋11の底の複数箇所の反射率が一組の発光、受光素子で検知可能となる。また、導光体53及び方向性結合器54、55を近赤外線を透過する樹脂部品で作ることで、安価な構成にすることができる。
図8は、本発明の第6の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
折率制御技術によりプラスチック材料を用いることもできる。その樹脂材料には耐熱性(約380℃)、耐環境安定性に優れたポリイミドや、簡易加工・大口径化・平坦性・密着性に勝れ、200℃の耐熱性も有するエポキシ系樹脂が適している。このような樹脂材料を用いることにより、柔軟性・衝撃安定性を向上させることが可能となる。
図9は、本発明の第7の実施の形態における加熱調理器の反射率測定系の構成図と、その要部の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
図10は、本発明の第8の実施の形態における加熱調理器の断面図を示すものである。なお、上記実施の形態における加熱調理器と同一部品については、同一符号を付してその説明を省略する。
11 鍋
13 加熱手段
14 赤外線センサ
15〜17 投光手段
18〜20 反射センサ
21 放射率換算手段
22 温度算出手段
23 制御手段
42、43 導光体
44 検知孔
44a〜44c、91a〜91c 検知孔(孔)
51a、51b、51c 光ファイバ
52 拡散集光手段
54、55 方向性結合器
70 誘電体導光路
75 鏡筒
75a、75b コア
77 ハーフミラー
90 空洞
Claims (7)
- 鍋を加熱する加熱手段と、前記鍋の底面から放射される赤外線強度を検知する赤外線センサと、前記鍋の底面に対して投光し、かつ前記鍋の底面からの反射光を受光する導光体と、前記導光体に光を入射させる投光手段と、前記導光体を介して前記反射光の強度を検知する反射センサと、前記反射センサの出力から前記鍋の底面の反射率を換算し、さらにその反射率から放射率を換算する放射率換算手段と、この換算された放射率及び前記赤外線センサの出力から前記鍋の底面の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段の出力に応じて前記加熱手段に供給する電力を制御する制御手段と、前記加熱手段の加熱領域内の複数箇所に設けられた投光及び受光用の孔とを備え、前記反射センサは、前記複数箇所の反射光強度の合成値を検知し、前記放射率換算手段は、前記反射センサで検知した反射光強度の合成値から前記赤外線センサの視野部の放射率を推定するようにした加熱調理器。
- 導光体の屈折率を調整し、全反射により投光する往路と、反射光を導く復路を分離して形成した請求項1に記載の加熱調理器。
- 導光体を、プラスチック光ファイバで形成した請求項1又は2に記載の加熱調理器。
- 導光体への入射光と、鍋の底面からの反射光を方向性結合器により分離するようにした請求項1〜3のいずれか1項に記載の加熱調理器。
- 導光体を薄膜光導波路で形成した請求項1に記載の加熱調理器。
- 導光体を、内壁が鏡面の鏡筒と、ハーフミラーで形成した請求項1に記載の加熱調理器。
- 導光体を、鍋と加熱手段との間に配された空洞と、前記空洞に連通すると共に前記加熱手段による加熱領域内の複数箇所の上方に開けた投光及び受光用の孔と、前記孔の下部に設けたミラーとで形成した請求項1に記載の加熱調理器。
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