JP7304304B2 - Gas stove - Google Patents
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本発明は、調理器具の鍋底から放射される赤外線を赤外線センサで検知して、調理器具の鍋底温度を判断するガスコンロに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas stove that determines the temperature of the bottom of a cooking utensil by detecting infrared rays emitted from the bottom of the cooking utensil with an infrared sensor.
従来、調理器具から放射される赤外線を赤外線センサで検知し、検知された赤外線の赤外線強度に基づき、調理器具の鍋底温度を非接触で判断するガスコンロが提案されている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, there has been proposed a gas stove that detects infrared rays radiated from cooking utensils with an infrared sensor and determines the temperature of the bottom of the cooking utensils in a non-contact manner based on the infrared intensity of the detected infrared rays (for example, Patent Document 1). .
ところで、調理中、調理器具を加熱するバーナ自体も高温の発熱体となっているため、バーナから放射される赤外線も赤外線センサで検知される。そのため、バーナから放射される赤外線を受光し難い位置に赤外線センサを設けたり、遮蔽手段を設けたりすることも考えられるが、バーナから放射される赤外線は調理器具の鍋底で反射する。その結果、調理器具の鍋底から放射される赤外線と、バーナから放射され、調理器具の鍋底で反射した赤外線とが重畳された赤外線が赤外線センサで検知されて、調理器具の鍋底温度を誤検知するという問題がある。 By the way, since the burner itself that heats the cooking utensil during cooking is also a high-temperature heating element, infrared rays emitted from the burner are also detected by the infrared sensor. Therefore, an infrared sensor may be provided at a position where it is difficult to receive the infrared rays emitted from the burner, or a shielding means may be provided. As a result, infrared rays emitted from the bottom of the cooking utensil and infrared rays emitted from the burner and reflected from the bottom of the cooking utensil are superimposed and detected by the infrared sensor, resulting in misdetection of the temperature of the bottom of the cooking utensil. There is a problem.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、バーナにより加熱される調理器具の鍋底温度を正確に判断可能なガスコンロを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas stove capable of accurately determining the bottom temperature of a cooking utensil heated by a burner.
本発明によれば、
バーナと、
バーナ温度を検知するバーナ温度検知手段と、
バーナ上に載置された調理器具の鍋底から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、
調理器具の鍋底温度を算出する制御手段と、を備え
制御手段は、バーナ温度検知手段により検知されるバーナ温度に基づき、バーナから放射されて調理器具の鍋底で反射する反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度を算出し、
赤外線センサで検知される赤外線の赤外線強度から算出される反射バーナ源赤外線強度を減算して、調理器具の鍋底温度を算出するガスコンロが提供される。
According to the invention,
burner and
a burner temperature detecting means for detecting a burner temperature;
an infrared sensor for detecting infrared rays emitted from the bottom of the cooking utensil placed on the burner;
a control means for calculating the bottom temperature of the pan of the cooking utensil, wherein the control means comprises a reflective burner source infrared rays radiated from the burner and reflected by the pan bottom of the cooking utensil based on the burner temperature detected by the burner temperature detecting means; Calculate the source infrared intensity,
A gas stove is provided that calculates the pot bottom temperature of the cookware by subtracting the calculated reflected burner source infrared intensity from the infrared intensity of the infrared detected by the infrared sensor.
加熱されたバーナのバーナ温度を取得すれば、バーナから放射されて調理器具の鍋底で反射する反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度を算出することができる。従って、赤外線センサで検知される赤外線強度からバーナ温度に基づき算出される反射バーナ源赤外線強度を減算することにより、バーナから放射される赤外線による外乱の影響を除外した調理器具の鍋底温度を算出することができる。 Once the burner temperature of the heated burner is obtained, it is possible to calculate the reflected burner source infrared intensity of the reflected burner source infrared radiation emitted from the burner and reflected by the bottom of the cooking utensil. Therefore, by subtracting the reflected burner source infrared intensity calculated based on the burner temperature from the infrared intensity detected by the infrared sensor, the pan bottom temperature of the cookware excluding the influence of the disturbance due to the infrared ray radiated from the burner is calculated. be able to.
好ましくは、上記ガスコンロにおいて、
制御手段は、バーナ温度検知手段により検知されるバーナ温度と調理器具の鍋底の反射率とに基づき、反射バーナ源赤外線強度を算出する。
Preferably, in the above gas stove,
The control means calculates the reflected burner source infrared intensity based on the burner temperature detected by the burner temperature detection means and the reflectance of the bottom of the cooking utensil.
赤外線センサで検知される反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度は、材質や表面の形状などに起因する調理器具の鍋底の反射率によって変化する。従って、上記ガスコンロによれば、調理器具の鍋底の反射率を考慮して算出される補正した反射バーナ源赤外線強度に基づき、より正確に調理器具の鍋底温度を算出することができる。 The intensity of the reflected burner source infrared rays detected by the infrared sensor varies depending on the reflectance of the bottom of the cooking utensil due to the material, surface shape, and the like. Therefore, according to the above gas stove, the pan bottom temperature of the cooking utensil can be calculated more accurately based on the corrected reflected burner source infrared intensity calculated in consideration of the reflectance of the pan bottom of the cooking utensil.
好ましくは、上記ガスコンロにおいて、
赤外線センサは、バーナの中央部に位置する空間部内に設けられる。
Preferably, in the above gas stove,
An infrared sensor is provided in a space located in the center of the burner.
上記ガスコンロによれば、火炎から放射される赤外線による外乱の影響をさらに低減することができる。 According to the above gas stove, it is possible to further reduce the influence of disturbance due to infrared rays radiated from the flame.
好ましくは、上記ガスコンロは、さらに、
空間部内に、調理器具の鍋底の反射率を計測するための発光部を有し、制御手段は、赤外線センサで検知される発光部から照射されて調理器具の鍋底で反射する反射赤外線の反射赤外線強度に基づき、調理器具の鍋底の反射率を算出する。
Preferably, the gas stove further includes:
A light emitting part for measuring the reflectance of the bottom of the cooking utensil is provided in the space, and the control means detects reflected infrared rays emitted from the light emitting part detected by the infrared sensor and reflected by the bottom of the cooking utensil. Based on the intensity, the reflectance of the bottom of the cookware is calculated.
発光部から照射されて調理器具の鍋底で反射する反射赤外線を赤外線センサで検知すれば、その反射赤外線強度と発光部が照射する赤外線の赤外線強度とから、調理器具の鍋底の反斜率を算出することができる。従って、上記ガスコンロによれば、使用する調理器具に応じた反射率に基づき、反射バーナ源赤外線強度を算出することができる。 When the infrared sensor detects the reflected infrared rays emitted from the light emitting part and reflected by the bottom of the cooking utensil, the anti-slant ratio of the bottom of the cooking utensil is calculated from the intensity of the reflected infrared rays and the infrared intensity of the infrared rays emitted by the light emitting part. be able to. Therefore, according to the above gas stove, it is possible to calculate the reflected burner source infrared intensity based on the reflectance according to the cooking utensil used.
以上のように、本発明によれば、赤外線センサにより調理器具の鍋底温度を正確に判断可能なガスコンロを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide a gas stove capable of accurately determining the temperature of the bottom of a cooking utensil using an infrared sensor.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るガスコンロを具体的に説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係るガスコンロは、バーナ1を臨ませるバーナ用開口21が開設された天板2を備える。バーナ1は、混合管11の下流端から上方に延びてバーナ用開口21に挿通されるバーナボディ12と、バーナボディ12上に載置される環状のバーナキャップ16とを備える。
Hereinafter, gas stoves according to embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gas stove according to the present embodiment includes a top plate 2 having a burner opening 21 through which a burner 1 faces. The burner 1 includes a
バーナボディ12は、内筒121と外筒122とを備え、中空環状に形成されている。外筒122の上端部には、内曲げフランジ122aが形成されている。また、外筒122には、バーナ用開口21を上方から覆うバーナリング3が外挿されている。さらに、バーナリング3には、調理器具Pをバーナ1の上方に所定間隔で載置する五徳9が外挿されている。なお、図1では、調理器具Pの底面のみが図示されている。
The
バーナキャップ16の中央に位置する内周部には、内筒121の上端部に内嵌するシール筒部161が垂設されている。従って、バーナキャップ16の中央部には、上下に開放する空間部163が形成されている。また、バーナキャップ16の下面外周部には、バーナボディ12の上面外周部を形成する外筒122の内曲げフランジ122aの上面に当接する環状壁162が突設されている。環状壁162には、周方向に間隔を存して設けられた溝からなる複数の炎孔19が形成されている。従って、混合管11からの混合気(燃料ガスと一次空気との混合ガス)は、炎孔19から外方に噴出し、図示しないバーナ1に付設された点火電極によって混合気が着火すると、炎孔19に外方に延びる火炎が形成される。なお、バーナボディ12の上面外周部にバーナキャップ16の下面外周部に当接する環状壁を突設して、この環状壁に炎孔を形成してもよい。
A
空間部163を形成するバーナキャップ16のシール筒部161には、シール筒部161に当接して、バーナキャップ16の温度を検知するための接触式の温度検知手段であるサーミスタ170(バーナ温度検知手段)が設けられている。サーミスタ170は、検知する温度に応じた検知信号を後述するコントローラ100に出力する。これにより、外乱の影響を受けることなく、バーナ1の温度を直接、検知することができる。
The
空間部163の上端開放部近傍には、赤外線受光部5と反射率測定用発光部6とが径方向に並設されている。赤外線受光部5は、赤外線センサ51と、赤外線センサ51を上方から覆う受光キャップ52とを有している。赤外線センサ51は、調理器具Pの鍋底から放射される赤外線を受光する。赤外線センサ51としては、従来公知の赤外線フォトダイオードや赤外線フォトトランジスタのような量子型、サーモパイル、焦電素子のような熱型のセンサを使用することができる。赤外線センサ51は、受光する赤外線強度に応じた出力信号を後述するコントローラ100に出力する。バーナ1の中央部に設けられた空間部163内に赤外線センサ51を配設することにより、バーナ1から放射される赤外線は直接、赤外線センサ51で受光され難く、また太陽光及び火炎から放射される赤外線による外乱の影響を低減することができる。
In the vicinity of the upper end open portion of the
受光キャップ52は、ハット型の断面形状を有し、中央上面部に窓部を有する。従って、調理器具Pの鍋底から放射される赤外線は窓部を介して赤外線センサ51に入射する。波長選択性のない赤外線センサ51を用いる場合、窓部には、一定の波長範囲の赤外線を選択的に透過する光学フィルタ55が設けられる。なお、光学フィルタ55を配置することなく、波長選択性を有する赤外線センサ51を使用してもよい。
The light-receiving
反射率測定用発光部6は、赤外線を照射する光源61を有している。光源61としては、従来公知の赤外線LEDなどを使用することができる。光源61は、コントローラ100と接続されており、バーナ1の消火状態で光源61から赤外線を調理器具Pの鍋底に向けて照射し、赤外線センサ51は、調理器具Pの鍋底で反射する赤外線を検知する。この光源61から照射されて赤外線センサ51で検知される赤外線の赤外線強度は、調理器具Pの鍋底の反射率に比例する。なお、一般に、調理器具Pの赤外線の透過率は0とみなせるため、調理器具Pの鍋底には、反射率+放射率=1の関係にある。
The reflectance measurement
図2に示すように、コントローラ100には、サーミスタ170が検知して出力するバーナ温度に応じた検知信号及び赤外線センサ51が受光して出力する赤外線強度に応じた出力信号が入力される。コントローラ100は、マイクロコンピュータを用いて構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することにより、各種の制御を実行するように構成されている。また、コントローラ100は、機能的構成手段として、光源61からの赤外線の照射を制御する発光制御部101、光源61から照射される赤外線が調理器具Pの鍋底で反射して、赤外線センサ51で検知される反射赤外線の反射赤外線強度に基づき、調理器具Pの鍋底の反射率を算出する反射率算出部102、算出される調理器具Pの鍋底の反射率から、調理器具Pの鍋底の放射率を算出する放射率算出部103、サーミスタ170で検知される温度と算出される調理器具Pの鍋底の反射率とに基づいて、バーナ1から放射されて調理器具Pの鍋底で反射する反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度を算出する反射赤外線強度算出部104、赤外線センサ51で検知される赤外線の赤外線強度から反射バーナ源赤外線強度を減算して調理器具Pの鍋底温度を算出する鍋底温度算出部105などを備える。従って、本実施の形態では、コントローラ100が制御手段として機能する。コントローラ100の記憶部110には、バーナ1の放射率、調理器具Pの鍋底温度と赤外線強度との相関データ、バーナ温度とその温度に対応するバーナ源赤外線強度との相関データなどのデータテーブルが格納されている。なお、バーナ1の放射率は器具固有の値であって一定であるため、バーナ温度とバーナ源赤外線強度との相関データは実験により予め求めることができる。
As shown in FIG. 2, the
図3及び図4は、調理器具P(温度:150℃)から放射される調理器具源赤外線の分光スペクトル(線(a))、バーナ1(温度:250℃,放射率:0.9)から放射されるバーナ源赤外線の分光スペクトル(線(b))、調理器具Pの鍋底で反射した反射バーナ源赤外線の分光スペクトル(線(c))、及び調理器具Pから放射される調理器具源赤外線と調理器具Pの鍋底で反射する反射バーナ源赤外線とが重畳された赤外線センサ51で検知される赤外線の分光スペクトル(線(d))であり、図3は、調理器具Pの反射率が0.8の場合を、図4は、調理器具Pの反射率が0.2の場合を示す。 3 and 4 show the spectral spectrum (line (a)) of the cookware source infrared rays radiated from the cookware P (temperature: 150°C), from the burner 1 (temperature: 250°C, emissivity: 0.9) The spectral spectrum of the emitted burner source infrared radiation (line (b)), the spectral spectrum of the reflected burner source infrared radiation reflected by the pan bottom of the cooking utensil P (line (c)), and the cooking utensil source infrared radiation emitted from the cooking utensil P. and the reflected burner source infrared rays reflected by the bottom of the cooking utensil P are superimposed on each other and detected by the infrared sensor 51 (line (d)). 0.8, and FIG. 4 shows the case where the reflectance of the cooking utensil P is 0.2.
図3及び図4に示すように、赤外線センサ51が受光する赤外線の赤外線強度(線(d))は、調理器具Pの調理器具源赤外線強度(線(a))とバーナ1から放射されるバーナ源赤外線が調理器具Pの鍋底で反射した反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度(線(c))とが重畳されたものである。すなわち、赤外線センサ51で検知される赤外線の赤外線強度と、調理器具Pの鍋底から放射される調理器具源赤外線の調理器具源赤外線強度、及びバーナ1から放射されるバーナ源赤外線強度とは、以下の式(1)の関係が成立する。
Ip・εp=I-(Ib・εb・rp) (1)
上記式中、Iは、赤外線センサ51で検知される赤外線の赤外線強度、Ipは、調理器具Pの鍋底から放射される調理器具源赤外線の調理器具源赤外線強度、Ibは、バーナ1から放射されるバーナ源赤外線のバーナ源赤外線強度、εpは、調理器具Pの鍋底の放射率、εbは、バーナ1の放射率、rpは、調理器具Pの鍋底の反射率である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the intensity of the infrared rays received by the infrared sensor 51 (line (d)) is the intensity of the cookware source infrared rays (line (a)) of the cookware P and the intensity of the infrared rays radiated from the burner 1. The intensity of the reflected burner source infrared rays (line (c)) of the reflected burner source infrared rays reflected by the bottom of the pan of the cooking utensil P is superimposed. That is, the intensity of the infrared rays detected by the
Ip·εp=I−(Ib·εb·rp) (1)
In the above formula, I is the infrared intensity of the infrared rays detected by the
既述したように、バーナ1の放射率は器具固有の値であって一定であるため、上記式において、加熱されたバーナ1のバーナ温度をサーミスタ170で直接、検知すれば、バーナ温度と赤外線強度との相関データからバーナ温度に対応するバーナ源赤外線強度を算出することができる。また、赤外線センサ51で検知される反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度は、材質や表面の形状などに起因する調理器具Pの鍋底の反射率によって変化する。従って、赤外線センサ51で検知される赤外線強度からバーナ温度と調理器具Pの鍋底の反射率とに基づき算出される反射バーナ源赤外線強度を減算することにより、調理器具Pの鍋底から放射される調理器具源赤外線強度を算出することができる。そして、鍋底温度と赤外線強度とは一定の相関関係にあるから、調理器具Pの鍋底温度と赤外線強度との相関データを使用すれば、算出された調理器具源赤外線強度に対応する調理器具Pの鍋底温度を求めることができる。なお、赤外線センサ51で検知する赤外線は、太陽光や火炎から放射される赤外線による外乱の影響の少ない波長範囲が好ましい。
As described above, the emissivity of the burner 1 is a value unique to the appliance and is constant. Therefore, in the above equation, if the burner temperature of the heated burner 1 is directly detected by the
以上のように、本実施の形態によれば、バーナ1から放射される赤外線による外乱の影響を除外した調理器具Pの鍋底温度を算出することができる。また、本実施の形態によれば、調理器具Pの鍋底の反射率も考慮して補正した反射バーナ源赤外線強度を算出するから、より正確に調理器具Pの鍋底温度を算出することができる。また、反射率測定用発光部6の光源61から赤外線を照射して、調理器具Pの鍋底の反射率及び放射率を測定するから、使用する調理器具Pに応じた正確な反射率及び放射率を使用して調理器具Pの鍋底温度を算出することができる。また、実測により求めたバーナ温度とバーナ源赤外線強度との相関データを使用して反射バーナ源赤外線強度を算出することにより、さらに正確に調理器具Pの鍋底温度を算出することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to calculate the pan bottom temperature of the cookware P excluding the influence of the disturbance caused by the infrared rays emitted from the burner 1 . Further, according to the present embodiment, since the reflected burner source infrared ray intensity corrected in consideration of the reflectance of the bottom of the cooking utensil P is calculated, the temperature of the bottom of the cooking utensil P can be calculated more accurately. In addition, since infrared rays are emitted from the
(その他の実施の形態)
(1)上記実施の形態では、所定の赤外線強度の赤外線を調理器具に照射し、調理器具で反射する反射赤外線強度に基づき、調理器具の反射率及び放射率が算出されている。しかしながら、使用する調理器具が固定されている場合、照射手段を設けることなく、予め測定した調理器具の反射率及び放射率を用いてもよい。また、発光部を設けずに、バーナの火炎の発する赤外線を用いて、調理器具の反射率を求めてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the above embodiment, the cookware is irradiated with infrared rays of a predetermined infrared intensity, and the reflectance and emissivity of the cookware are calculated based on the intensity of the reflected infrared rays reflected by the cookware. However, if the cookware to be used is fixed, the previously measured reflectance and emissivity of the cookware may be used without providing irradiation means. Alternatively, the reflectance of the cookware may be determined using infrared rays emitted by the flame of the burner without providing the light emitting portion.
(2)上記実施の形態では、赤外線センサで検知される赤外線強度への影響の大きなバーナからの反射バーナ源赤外線強度のみを減算しているが、調理器具近傍に配置された五徳などの他の発熱体からの赤外線も考慮してもよい。 (2) In the above embodiment, only the reflected burner source infrared intensity from the burner that greatly affects the infrared intensity detected by the infrared sensor is subtracted. Infrared rays from heating elements may also be considered.
(3)上記実施の形態では、バーナの中央部に赤外線センサが設けられているが、調理器具の鍋底から放射される赤外線を検知できれば、バーナリングや天板の下方などに設けてもよい。 (3) In the above embodiment, the infrared sensor is provided at the center of the burner, but it may be provided below the burner ring or the top plate as long as the infrared ray emitted from the bottom of the cooking utensil can be detected.
1 バーナ
6 反射率測定用発光部
51 赤外線センサ
100 コントローラ
163 空間部
170 サーミスタ
P 調理器具
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (4)
バーナ温度を検知するバーナ温度検知手段と、
バーナ上に載置された調理器具の鍋底から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、
調理器具の鍋底温度を算出する制御手段と、を備え、
制御手段は、バーナ温度検知手段により検知されるバーナ温度に基づき、バーナから放射されて調理器具の鍋底で反射する反射バーナ源赤外線の反射バーナ源赤外線強度を算出し、
赤外線センサで検知される赤外線の赤外線強度から算出される反射バーナ源赤外線強度を減算して、調理器具の鍋底温度を算出するガスコンロ。 burner and
a burner temperature detecting means for detecting a burner temperature;
an infrared sensor for detecting infrared rays emitted from the bottom of the cooking utensil placed on the burner;
and a control means for calculating the bottom temperature of the cooking utensil,
Based on the burner temperature detected by the burner temperature detection means, the control means calculates the intensity of the reflected burner source infrared rays emitted from the burner and reflected by the bottom of the pan of the cooking utensil,
A gas stove that calculates the bottom temperature of a cooking utensil by subtracting the infrared intensity of a reflected burner source calculated from the infrared intensity of infrared rays detected by an infrared sensor.
制御手段は、バーナ温度検知手段により検知されるバーナ温度と調理器具の鍋底の反射率とに基づき、反射バーナ源赤外線強度を算出するガスコンロ。 In the gas stove according to claim 1,
The control means is a gas stove for calculating the reflected burner source infrared intensity based on the burner temperature detected by the burner temperature detection means and the reflectance of the bottom of the cooking utensil.
赤外線センサは、バーナの中央部に位置する空間部内に設けられるガスコンロ。 In the gas stove according to claim 1 or 2,
The infrared sensor is a gas stove installed in the space located in the center of the burner.
空間部内に、調理器具の鍋底の反射率を計測するための発光部を有し、制御手段は、赤外線センサで検知される発光部から照射されて調理器具の鍋底で反射する反射赤外線の反射赤外線強度に基づき、調理器具の鍋底の反射率を算出するガスコンロ。
The gas stove according to claim 3 further comprises
A light emitting part for measuring the reflectance of the bottom of the cooking utensil is provided in the space, and the control means detects reflected infrared rays emitted from the light emitting part detected by the infrared sensor and reflected by the bottom of the cooking utensil. A gas stove that calculates the reflectance of the bottom of the cooking utensil based on the intensity.
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