JPH0627021A - 粒子の存在を検出するための検出器 - Google Patents

粒子の存在を検出するための検出器

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JPH0627021A
JPH0627021A JP5097793A JP9779393A JPH0627021A JP H0627021 A JPH0627021 A JP H0627021A JP 5097793 A JP5097793 A JP 5097793A JP 9779393 A JP9779393 A JP 9779393A JP H0627021 A JPH0627021 A JP H0627021A
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Per Ake B Toerngren
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単でり、主にオーブンチャンバ中の
煙発生を検出し、それによって災害と食物の損傷を防止
するために適用される検出器を提供する。 【構成】 マイクロ波オーブンのための煙・蒸気検出器
が、光送信器12とハウジング11内に配置した2つの
光受信器13、14を備える。加熱処理中マイクロ波チ
ャンバからくる空気がハウジングを通過する。1方の受
信器13は送信器12から直接光を受信し、他方の受信
器14はハウジング内部から間接又は散乱光を受信す
る。チャンバ空気中の煙又は水蒸気の存在を指示する差
信号を生ぜしめるために、両受信器からの信号が微分さ
れ、互いに引き算される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波オーブン用検
出器に関するものである。この検出器は加熱処理中マイ
クロ波オーブンのチャンバ中の煙や水蒸気の如き粒子の
存在を検出するために適用される。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波オーブン中で加熱されたと
き、食物は通常、食物中の水が蒸発するときに加熱処理
の所定の段階で水蒸気を放出する。そのとき蒸気の放出
は加熱の進行状態を示す。チャンバ空気の湿気を測定す
る湿気センサーを準備し、湿気センサーからの出力信号
を処理過程の自動制御に使用することは既知である。も
し加熱が高過ぎる電力レベルで行われるならば、或る場
合には縁焦げが生じるかも知れず、この縁焦げは煙を放
出する結果となる。料理時間と電力レベルが明らかにミ
スセットされると、食物は燃えるか又は黒焦げになり、
多量の煙を発生する結果となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構造
が簡単でり、主にオーブンチャンバ中の煙発生を検出
し、それによって災害と食物の損傷を防止するために適
用される検出器を提供することにある。この検出器はま
た、水蒸気を検出するために、例えば処理過程の自動制
御のためにも適用される。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明によっ
て、光学的性質の電磁放射線を伝送するよう設計されか
つ区画室内に配置された送信器を備え、前記区画室は外
部放射線から遮蔽されかつ加熱処理中、オーブンチャン
バから空気を満たされ、更に、前記送信器に対向して配
置されかつ区画室内部を通る伝送経路に沿って送信器か
ら直接放射線を受信するよう設計された第1の受信器
と、送信器からくる直接放射線から遮蔽されかつ区画室
内部から直接放射線又は散乱放射線を受信するよう設計
された第2の受信器を備え、各受信器は受信した放射線
の測定値をなす出力信号を発出し、更に、前記受信器に
接続された信号処理回路を備え、前記回路で前記受信器
からきた出力信号を比較して、出力信号の相対的大きさ
に所定の変化があったとき、放射線伝送に影響する前記
チャンバ空気中の粒子の存在を指示するようになしたこ
とを特徴とする検出器によって達成される。
【0005】好適には、送信器はIR発光−ダイオード
とし、受信器はホトトランジスタとする。外部放射線が
受信器に到達するのを有効に防止するため、好適には、
送信器と受信器は空気入口と空気出口を備えかつ内部に
非反射性壁をもつ検出器ハウジング内に配置され、前記
ハウジングは、チャンバからくる換気空気が加熱処理中
ハウジングを通って流れるようなオーブンチャンバ外の
位置に配置される。
【0006】煙又は水蒸気が検出器ハウジングに入る
と、第1受信器により受信される直接放射線は減少する
が、第2放射線発生器により受信される間接又は散乱放
射線は増大する。煙又は水蒸気が発生する場合、2つの
受信器からでる出力信号は反対の方向に変化する。この
利点を得るため、好適には信号処理回路は第1受信器か
らでた信号と第2受信器からでた信号間の差をなす信号
を発生するよう構成され、この差信号は煙又は蒸気の発
生を指示する警報信号として使用される。この差信号の
使用は誤警報を出す危険性を減少させる。送信器の光強
度の変動並びに表面被覆により生じる変動は同じ方向で
2つの受信器に影響を与え、引き算により抑制され、煙
と蒸気により生じる変動が増強される。
【0007】マイクロ波オーブン内での加熱中の煙と蒸
気の発生は普通は動的プロセスであり、有用な情報は絶
対的信号の大きさにあるのではなく、信号の時間に伴う
変化にある。それ故、検出器の好適実施例では、信号処
理回路は先ず、受信器からの出力信号を微分するよう設
計され、その後、警報信号として使用される差信号は微
分信号の引き算により生ぜしめられる。
【0008】上記説明では、煙と水蒸気は等しいと見做
されている。というのは、検出器は実質上両者に同じ様
に、即ち、一方の受信器からの出力信号を減少させそし
て他方の受信器からの出力信号を増加させることによっ
て、応答するからである。しかし、実際の実施法では、
大きさと時間特性の両者に関して、煙発生によって生じ
る信号変動と蒸気発生によって生じる信号変動の間には
かなり大きな差がある。従って、信号変動の大きさと時
間の導関数に種々の要件を課すことによって煙と水蒸気
の間を区別することが可能である。
【0009】一般に、煙発生によって生じる信号変動は
蒸気発生によって生じる信号変動よりもずっと大きい。
しかし、検出器は、送信器と第1受信器間の伝送経路に
透明な隔壁を備えるという単純な変更によって水蒸気に
対して一層敏感ならしめることができる。その際、第2
受信器は隔壁に対して送信器と同じ側に置かれ、隔壁は
チャンバ空気より低い温度に隔壁を保つための手段と協
働する。以下、本発明を図示の実施例につき説明する。
【0010】
【実施例】図1に示す検出器ユニット10は検出器ハウ
ジング11と、光学的放射線又は光放射線を伝送するた
めの送信器12と、光学的放射線を受信するための受信
器13、14を含む。好適には、送信器12はIR−発
光ダイオードとし、受信器13、14はホトトランジス
タとする。受信器13はハウジング内に送信器12に対
向して設けられ、ハウジングの内部を通過する真っ直ぐ
な伝送経路に沿って直接放射線を受信する。受信器14
はハウジング内部から間接又は散乱放射線を受信する。
送信器12と受信器14の間に備えたスクリーン15は
送信器12からの直接放射線が受信器14から到達しな
いようになす働きをする。前記ハウジングは非反射性内
壁をもち、周囲からくる光放射線を反射させず、受信器
に到達させるように設計される。更に、ハウジングはマ
イクロ波オーブンのチャンバからの換気空気が加熱処理
中に検出器ハウジングを通過するように据え付けられ
る。
【0011】図2は検出器ハウジングの簡単な実施例を
示す。これは3つの穴22、23、24で形成された方
形のブロック21中に一体部片として作られる。穴の中
心を適切に相対的に位置決めすることによって、図1中
のスクリーン15と同じ機能をもつ材料部分25が中ぐ
り作業後残存するようになす。前記穴は開放したチャン
ネルを形成し、各チャンネル中に送信器と受信器を夫々
据え付ける。
【0012】検出器ユニットは好適には、オーブンチャ
ンバとマイクロ波オーブンの外部ケーシングとの間のス
ペース内に据え付けられる。適当な位置は図3に示し、
そこではオーブンチャンバは30で示し、チャンバから
出る換気空気用の排気穴は31で示す。図3では、検出
器ユニットは排気穴の所でチャンバの外側に直接取付け
られ、図2に示す検出器ハウジングの実施例では、その
チャンネルを垂直に配置して設けられる。空気流がオー
ブンチャンバと外部ケーシング間のスペース内に導かれ
る方法に応じて、他の位置も使用可能である。
【0013】図4は検出器ユニット10の電気部品のた
めの回路図と、信号処理回路40のための簡単なブロッ
ク図を示す。この図において、発光ダイオード12とホ
トトランジスタ13、14は正の供給電圧V+ と接地電
位0の間で夫々抵抗器41、42、43と直列に接続さ
れる。検出器からの出力信号はホトトランジスタ13と
直列抵抗器42の間の接続点で電圧V1 によって及び、
ホトトランジスタ14と直列抵抗器43の間の接続点で
電圧V2 によって形成される。これらの電圧は評価のた
めの信号処理回路40へ供給される。
【0014】検出器の作用は下記の通りである。アイド
ル状態で、発光ダイオード12はホトトランジスタ13
を直接照射する一方、散乱光のみがホトトランジスタ1
4を照射する。煙又は蒸気が煙ハウジングを通過すると
き、ホトトランジスタ13へ行く光は減少し、そこから
でる出力電圧は増大する。同時に、煙と蒸気が光を散乱
させ、そのため、若干の光がホトトランジスタ14に当
たり、そこからの出力電圧は減少する。
【0015】信号処理回路40において、信号V1 とV
2 は先ず等化フィルタ44中でろ過することによって等
化される。これらのフィルタはすべての急速な変化と、
一時的外乱及び例えばオーブンチャンバ中の底板の回転
(かる底板が電界等化のために使用されておれば)によ
って起こされる信号V1 、V2 中の急速な周期的変動と
によってって起こされる“スパイク(spikes)”を抑制
する。そのとき、信号は微分回路46、47中で微分さ
れる。これらの回路は、煙又は蒸気放出時に生じる時間
に伴う信号変動が微分によって増強されるような、数秒
の大きさの程度の時定数をもつ。これは煙又は蒸気放出
を即座に検出することを可能ならしめる。前記微分は例
えば種々のパラメータのドリフト(drifts)によって起
こされる信号の遅い変動のインパクトを除去する。最後
に、微分された信号は引き算回路48中で互いに引き算
され、この回路からの差信号が増幅器49中で増幅され
る。増幅器49からの出力信号は警報信号として使用さ
れ、又はオーブンのスイッチを切るために使用される。
【0016】図5は図1の検出器ユニットの変更例であ
り、水蒸気を検出するために特に適するようになした検
出器を示す。図1と比較すれば、その変更部分は検出器
ハウジング中に透明な隔壁を備えた点である。隔壁は一
側にあるホトトランジスタ13と、他側にある発光ダイ
オード12及びホトトランジスタ14との間でハウジン
グ11の内部を横切って延びる。図5の実施例では、ホ
トトランジスタ13は隔壁16を通過する光を受信し、
一方、隔壁16に対して発光ダイオードと同じ側にある
ホトトランジスタ14は隔壁によって散乱又は反射した
光を受信する。隔壁がオーブンチャンバからくる空気よ
り低い温度に保たれておれば、水蒸気は隔壁上で凝縮
し、かくして2つのホトトランジスタからくる出力信号
に影響を与える。隔壁16をチャンバの空気より低い温
度に保つために、隔壁は周囲と熱伝導連絡状態とするか
又は特別の冷却フィンを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検出器中の検出器ユニットの基本的構
造を示す端面図である。
【図2】検出器ユニットの検出器ハウジングの簡単な実
施例の断面図で、ハウジングを一体部片として作ってい
る例を示す図である。
【図3】検出器のための適切な位置を示すためチャンバ
外部に取付けた本発明の検出器ユニットをもつオーブン
チャンバの斜視図である。
【図4】左側には検出器ユニットの構成部品のための回
路図を示し、右側には検出器ユニットに接続された信号
処理回路のブロック図を示す線図である。
【図5】図1に類似の端面図で、本発明の検出器の変更
例を示す図である。
【符号の説明】
10 検出器ユニット 11 検出器ハウジング 12 送信器 13、14 受信器 15 スクリーン 21 ブロック 22、23、24 穴 30 オーブンチャンバ 31 排気穴 40 信号処理回路 43 直列抵抗器 44 等化フィルタ 46、47 微分回路 48 引き算回路 49 増幅器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱処理中マイクロ波オーブンのチャン
    バ内で煙や水蒸気の如き粒子の存在を検出するための検
    出器において、光学的性質の電磁放射線を伝送するよう
    設計されかつ区画室内に配置された送信器を備え、前記
    区画室は外部放射線から遮蔽されかつ加熱処理中、オー
    ブンチャンバから空気を満たされ、更に、前記送信器に
    対向して配置されかつ区画室内部を通る伝送経路に沿っ
    て送信器から直接放射線を受信するよう設計された第1
    の受信器と、送信器からくる直接放射線から遮蔽されか
    つ区画室内部から直接放射線又は散乱放射線を受信する
    よう設計された第2の受信器を備え、各受信器は受信し
    た放射線の測定値をなす出力信号を発出し、更に、前記
    受信器に接続された信号処理回路を備え、前記回路にお
    いて前記受信器からきた出力信号を比較して、出力信号
    の相対的大きさに所定の変化があったとき、放射線伝送
    に影響を及ぼす前記チャンバ空気中の粒子の存在を指示
    するようになしたことを特徴とする検出器。
  2. 【請求項2】 送信器はIR発光−ダイオードとし、受
    信器はホトトランジスタとすることを特徴とする請求項
    1に記載の検出器。
  3. 【請求項3】 送信器と受信器は空気入口と空気出口を
    備えかつ内部に非反射性壁をもつ検出器ハウジング内に
    配置され、前記ハウジングは、チャンバからくる換気空
    気が加熱処理中ハウジングを通って流れるようなオーブ
    ンチャンバ外の位置に配置されることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の検出器。
  4. 【請求項4】 信号処理回路は第1受信器からでた信号
    と第2受信器からでた信号の間の差をなす信号を発生す
    るための手段を含み、この差信号はチャンバ空気中に粒
    子が存在することを指示するために使用されることを特
    徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の検出器。
  5. 【請求項5】 信号処理回路は受信器からの出力信号を
    微分するための手段を含み、前記差信号は微分された信
    号を引き算することによって生ぜしめられることを特徴
    とする請求項4に記載の検出器。
  6. 【請求項6】 透明な隔壁を送信器と第1受信器の間に
    備え、第2受信器は隔壁に対して送信器と同じ側に置か
    れ、前記隔壁はチャンバ空気より低い温度に隔壁を保つ
    ための手段と協働することを特徴とする請求項3に記載
    の検出器の変更検出器。
JP5097793A 1992-04-27 1993-04-23 粒子の存在を検出するための検出器 Pending JPH0627021A (ja)

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SE9201314A SE470168B (sv) 1992-04-27 1992-04-27 Rök/ångdetektor för mikrovågsugn
SE9201314-3 1992-04-27

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ID=20386068

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US (1) US5493119A (ja)
EP (1) EP0567791B1 (ja)
JP (1) JPH0627021A (ja)
KR (1) KR930022013A (ja)
DE (1) DE69311959T2 (ja)
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