JPH02306575A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品の解凍および沸騰を自動的に検知する高
周波加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来の高周波加熱装置の解凍および沸騰の検知手段を説
明する。

従来の解凍検知手段として、タイムオートと重量センサ
について述べる。

タイムオートは、一般的ないくつかの食品に応じて目安
となる調理時間を設定する手段であり、重量センサは、
食品の種類を設定すると自動的にその重量を検出し、そ
れに応じた調理を行う手段である。

また、従来の沸騰検知手段として、絶対湿度センサと圧
電素子センサについて述べる。

絶対湿度センサは、食品中の水分が沸騰して湿度が減少
から増大へ急激に変化する点を、抵抗値変化として取出
すもの（例えば特開昭５３−７７３６５号公報）であり
、圧電素子センサは、沸騰蒸気により加えられた熱変化
による分極電流、電圧値として取出すもの（例えば特開
昭６２−３７６２４号公報）である。

サラに、その他の沸騰検知の方法としてマイクロ波検波
用ダイオードを用いる手段がある。食品が沸騰直前にな
ると出力に高周波成分を含んだ雑音が発生するので、そ
の雑音を検出する仕組みである。（例えば特公昭６０−
２０８７８号公報）発明が解決しようとする課題 解凍検知方法として、タイムオートを用いると、食品の
重さのばらつきや形状や初期状態に関ゎらず一定時間で
加熱を終了するので、加熱不足や加熱のしすぎ等が起こ
りやすく、一定の解凍仕上がり状態にならないという課
題があった。

また解凍検知手段として、重量センサを用いると、タイ
ムオートより解凍仕上がり状態は良いが、その機構上コ
ストが高いという課題を有していた。

一方沸騰検知手段として、絶対湿度センサを用いると、
調理中に食品中のガスや油などがセンサに付着して検出
感度が落ちてくるため、−回の調理毎にリフレッシュ加
熱処理用のヒータで付着物を焼切らねばならず、余分な
電力やコストが発生する課題があった。

また沸騰検知手段として、圧電素子センサを用いると、
取付構成に工夫をしないと圧電素子自体の温度が上昇し
、その温度特性により出力が低下し、加熱終了時間が伸
びて（るという欠点があった。

更に最重要課題として、上記の検知手段は解凍もしくは
沸騰のどちらかしか検知出来ないため、２つ以上の検知
方法を組合せないと、解凍と沸騰の両者を検知すること
ができないという課題があった。

そこで本発明は、簡単な構成で食品の解凍および沸騰を
検知する手段を提供することを第一の目的とする。

また本発明は、より感度よく食品の解凍および沸騰を検
知する手段を提供することを第二の目的とする。

さらに本発明は、低価格の高周波加熱装置（例えばマイ
コン搭載型でないもの）でも、食品の解凍および沸騰を
検知する手段を提供することを第三の目的とする。

課題を解決するための手段 上記第一の目的を達成するために本発明の高周波加熱装
置は、被調理物を格納する加熱室と、前記被調理物に電
磁波を放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の
電波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電
波を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて
機器動作を制御する制御器を有し、前記制御器において
、前記検波回路の出力をローパスフィルタリングする構
成としている。

上記第二の目的を達成するために本発明の高周波加熱装
置は、被調理物を格納する加熱室と、前記被調理物に電
磁波を放射して調理する電波放射部、前記加熱室内の電
波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波
を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機
器動作を制御する制御器を有し、前記制御器において、
前記検波回路の出力の少なくとも直流分をカットし、ロ
ーパスフィルタリングする構成としている。

上記第三の目的を達成するために本発明の高周波加熱装
置は、被調理物を格納する加熱室と、前記被調理物に電
磁波を放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の
電波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電
波を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて
機器動作を制御する制御器を有し、前記制御器において
、前記検波回路の出力の少なくとも直流分をカットし、
アナログ回路でローパスフィルタリングする構成として
いる。

作用 上記第一の構成により本発明の高周波加熱装置は、検波
回路の出力をローパスフィルタリングするので、簡単な
構成で、食品の解凍時の出力の低下と沸騰時の出力の増
加を検知出来る作用を有する。

上記第二の構成により本発明の高周波加熱装置は、検波
回路の出力の少なくとも直流分をカットし、ローパスフ
ィルタリングするので、食品の解凍時の出力の低下と沸
騰時の出力の増加を感度よく検知できる作用を有する。

上記第三の構成により本発明の高周波加熱装置は、検波
回路の出力の少なくとも直流分をカット′し、アナログ
回路でローパスフィルタリングするので、マイコン搭載
型ではない低価格の高周波加熱装置にも使用できる作用
を有する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例の高周波加熱装置の本体構
成図である。

電波放射部１（この場合（よマグネトロン）から放射さ
れる電波・は、加熱室２内の食品３にパワーを与えよう
とするが、食品３の状態によってパワーの入り方が変化
する。アンテナ４（この場合は径が１ｍ以下で長さが５
＋ｍａ前後のダイポール型で、加熱室２の天板上に取付
けである）は、加熱室２内の電波の一部を検知するので
、食品３の状態に応じたパワーの変化を読みあることが
できる。アンテナ４で検知した信号は、減衰器５、検波
回路６を通り、制御器７に入る。制御器７は、入射信号
に応じて食品の解凍や沸騰などの調理仕上がりを判定し
、マグネトロン１や冷却ファン８の動作を制御する。

第２図は本発明の制御器７の一実施例のブロック図中あ
る。検波回路６の出力゛をアンプ９で増幅し、マイコン
１０でローパスデジタルフィルタリングすることで、解
凍や沸騰を判別し、電波放射部１への制御信号１１や冷
却ファン８への制御信号１２を出す仕組みとなっている
。

第３図は本発明の他の実施例の制御器７のブロック図で
ある。検波回路６の出力を、コンデンサ１３と抵抗１４
から成るＤＣカット回路１５で直流成分の除去を行い、
アンプ９で増幅し、マイコン１０でローパスのデジタル
フィルタリングし、解凍や沸騰を判別し、電波放射部１
への制御信号１１や冷却ファン８への制御信号１２を出
す仕組みとなっている。第３図においては、ＤＣカット
回路１５を素子で構成しているが、もちろん場合によっ
ては、マイコン１０のデジタルフィルタリングをローパ
スでなぐバンドパスにすることで実現することも可能で
ある。

第４図は本発明のさらに他の実施例の制御器７のブロッ
ク図である。検波回路６の出力を、コンデンサ１３と抵
抗１４から成るＤＣカット回路１５で直−流成分の除去
を行い、ローパスフィルタを抵抗１６とコンデンサ１７
から成るＬＰＦ回路１８（ローパスフィルタ回路）で低
周波帯におとし、アンプ９で増幅し、充放電回路１９、
比較器２０で、解凍や沸騰を判別し、電波放射部１への
制御信号１１や冷却ファン８への制御信号１２を出す仕
組みとなっている。

但し、本発明の実施例としてはアナログ、デジタルに関
わらず上記実施例の他種々の構成が考えられる。

第５図は、アンテナ４で取込んだ電波を検波する検波回
路６の回路図である。マツチング用の抵抗２１（この場
合５０Ω）、検波ダイオード２２（例えばショットキー
バリアダイオード）、抵抗２３．２４、バイパスコンデ
ンサ２５により、電波は電圧■、として検出される。な
おマグネトロン１が加熱室２内に放射するパワーは数百
ワットであり、検波回路６に過大入力が入らないように
するために、減衰器５を用いている。

第６図は、検波回路６をマイクロストリップラインで構
成した図である。

ある誘電率をＥＴを有する誘電体基板２６上に銅箔のパ
ターン２７．２８．２９．３０をエツチングしている。

２７の銅箔の部分は特性インピーダンス５０Ωであり、
２８の部分はアースである。マイクロストリツブライン
上で検波回路６を構成することによって、ラインの長さ
を検波する周波数帯に合わせて最適に設計するのが容易
であり、エツチングで行っているので検波精度が向上す
る。

第７図は、加熱室２内で氷を解凍し、そのまま加熱を続
けて沸騰させた時の検波回路６の出力を示す特性図であ
る。高周波加熱装置として、ターンテーブル回転型の物
を選んだので、回転に伴う雑音がのっている。この時、
氷は１００ｇであり、マグネトロン１の出力が５００Ｗ
で加熱したので、約３分前後で解凍終了、約５分前後で
沸騰となる。

しかしこの波形では判別が難しいことが容易に分る。

第８図は、第７図と同出力を、スペクトラムアナライザ
ーで周波数的に見た特性図である。Ａは加熱開始後の氷
の状態、Ｂは解凍後の水の状態、Ｃは沸騰後の湯の状態
での出力である。低周波数帯の出力を比較すると、解凍
も沸騰も判別が可能と分る。つまり、出力が、ＡからＢ
に急激に変化すれば解凍終了、ＢからＣに急激に変化す
れば沸騰開始と判断できるのである。

第９図は、第７図と同出力を、１〇七を中心周波数とし
たＢＰＦ　（帯域通過フィルタ）でろ波した特性図であ
り、第１０図は、４Ｈｚを中心周波数としたＢＰＦでろ
波した特性図である。どちらも、約３分前後の解凍終了
時には出力が急激に減少し、約５分前後の沸騰開始時に
は出力が象、激に増加することが分る。よって、低周波
帯にフィルタを用いれば、解凍も沸騰も感度良く検知で
きることになる。

このように解凍から沸騰にいたる信号の変化は、食品３
の物理物性変化の中の誘電体損失の温度依存性によるも
のである。

例えば、０°Ｃの氷と、０°Ｃの水では、８０倍の差が
あり、高周波（特にマイクロ波帯）は、氷の状態では、
誘電体損失が小さいのでほとんど吸収されず、液体の状
態になってくると、誘電体損失が象、激に増加して吸収
されやすくなり、再び減少する特性を有する。

したがって、氷の状態ではアンテナ４で検波される高周
波のパワーは大きいので検波電圧■、も大きい。そして
高周波のパワーが食品３に吸収されはじめると、アンテ
ナ４で検波されるパワーは減少し検波電圧■３も低下す
る。結果として解凍検知が実現できるのである。

一方、水が沸騰し始めると、水泡が発生することによっ
て起こる音や振動や、加熱室２内に沸騰蒸気が拡散する
ことによって高周波が乱されることで、アンテナ４で検
波されるパワーが増大し検波電圧Ｖｓも増加する。結果
として沸騰検知が実現できるのである。

また制御器９にマイコンを使用することで、検波出力の
大きさやパルス幅、または調理経過時間などの情報を元
に、複雑な制御（例えば食品の種類の判別や、追い炊き
の追加や、パワーのデユーティ制御など）を実現してい
る。

発明の効果 以上の様に本発明は、検波回路出力をローパスフィルタ
リングするので、簡単な構成で食品の解凍および沸騰を
検知して、調理の自動化が実現できる。

またさらに本発明は、検波回路出力の少なくとも直流分
をカットし、ローパスフィルタリングするので、より感
度良く食品の解凍および沸騰を検知して、最適な調理の
仕上がり状態を提供できる。

また、さらに本発明は、検波回路の出力の少なくとも直
流分をカットし、アナログ回路でローパスフィルタリン
グするので、マイコン搭載型でない高周波加熱装置にお
いても、食品の解凍および沸騰を検知して、調理の自動
化が実現できる。

【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本体構成
図、第２図は同装置の制御器のブロック図、第３図は同
地の実施例の制御器のブロック図、第４図はさらに他の
実施例の制御器のブロック図、第５図は同装置の検波回
路の回路図、第６図は同装置の検波手段のマイクロスト
リップライン上の構成図、第７図は同装置の解凍および
沸騰時のフィルタろ波する前の信号の特性図、第８図は
同装置の周波数特性図、第９図は同１〇七帯を中心にＢ
ＰＦでろ波した特性図、第１０図は同４七帯を中心にＢ
ＰＦでろ波した特性図である。 １・・・・・・電波放射部、２・・・・・・加熱室、４
・・・・・・アンテナ、６・・・・・・検波回路、７・
・・・・・制御器。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ノー−−１
移り多２し：〉シロ；１暗１「部？−−−皿Ｓ寂 牛−７ンヲナ 乙−一一埃卜変面区 ７−副響龜 第１図 第５図 第６図 第７図 時間［分］ 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加熱物を格納する加熱室と、前記被調理物に電磁波を
   放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の電波を
   検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電波を検
   波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて機器動
   作を制御する制御器を有し、前記制御器において、前記
   検波回路の出力をローパスフィルタリングする構成とし
   た高周波加熱装置。 （２）被調理物を格納する加熱室と、前記被調理物に電
   磁波を放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の
   電波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電
   波を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて
   各種機器動作を制御する制御器を有し、前記制御器にお
   いて、前記検波回路の出力の少なくとも直流分をカット
   し、ローパスフィルタリングする構成とした高周波加熱
   装置。 （３）被調理物を格納する加熱室と、前記被調理物に電
   磁波を放射して調理する電波放射部と、前記加熱室内の
   電波を検出するアンテナと、前記アンテナの検出した電
   波を検波する検波回路と、前記検波回路の出力に応じて
   各種機器動作を制御する制御器を有し、前記制御器にお
   いて、前記検波回路の出力の少なくとも直流分をカット
   し、アナログ回路がローパスフィルタリングする構成と
   した高周波加熱装置。