JPH0650543A

JPH0650543A - 高周波加熱装置

Info

Publication number: JPH0650543A
Application number: JP20475592A
Authority: JP
Inventors: Hideki Terasawa; 秀樹寺沢; Masaaki Yamaguchi; 公明山口; Akihisa Takano; 晃久高野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】【目的】赤外線検出器により被加熱物の温度を検出す
る高周波加熱装置において、被加熱物を回転皿の任意の
位置に置いても被加熱物の温度を検出できるようにす
る。【構成】加熱室１０内に加熱中に被加熱物１６を回転
させる回転皿１８を設け、マグネトロン１５の出力で被
加熱物１６を加熱する。加熱室１０の側壁面１１、１２
に設けた小穴２４、２５を光路とする発光部２６と受光
部２７とを設け、被加熱物１６から発せられる赤外線を
加熱室１０の側壁面１２に設けた赤外線検出窓１９を通
して赤外線検出器２１により検出し、赤外線検出器２１
の出力信号を温度換算する。マグネトロン１５、赤外線
検出器２１、発光部２６、受光部２７などを制御するマ
イクロコンピュータを備え、調理中に検出した赤外線検
出器２１の出力信号のうち、受光部２７が発光部２６か
らの発光信号を受光していない期間の赤外線検出器２１
の出力信号を被加熱物１６の温度とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤外線検出手段によって
被加熱物の温度を検出するようにした高周波加熱装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の高周波加熱装置では、被
加熱物の温度を検出する方法として、被加熱物より発生
する赤外線を検出する方法があり、一般的には、図９に
示すように、加熱室１の上面に赤外線の検出口２および
赤外線センサ３を設け、回転皿４上に被加熱物５を載置
し、主に被加熱物５の上面からの赤外線を検出して、被
加熱物５の温度を検出し、図１０に示すように再加熱調
理としては、「あたため」スイッチ６または「適温セレ
クト」スイッチ７を入力し、さらに「メニュー合わせ」
スイッチ８にて調理メニュー９の中から希望の調理メニ
ューを選択入力後、加熱を開始し、赤外線センサ３が被
加熱物５の設定温度（仕上がり温度）を検出したとき加
熱源の運転を停止するように構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の高周
波加熱装置では、赤外線センサ３の視野範囲外に被加熱
物５を置くと被加熱物５の温度を検出できなくなるの
で、たとえば回転皿４に印をつけることで赤外線センサ
３の視野範囲を示し、使用者にその印の中に被加熱物５
を位置させるように指示しなければならないという問題
があり、また、被加熱物５の温度検出の時間分解能が細
かくないとき、被加熱物５が熱くなりすぎたり、冷たす
ぎたりして最適加熱が実現できないという問題があり、
さらに、被加熱物５の種類を見分けることができないの
で、調理メニュースイッチの数が多くなり操作が煩雑に
なってしまうという問題を有していた。

【０００４】本発明は上記課題を解決すもので、被加熱
物を回転皿の任意の位置に置いても被加熱物の温度を検
出できるようにすることを第１の目的としている。

【０００５】また、被加熱物の温度検出の時間分解能が
細かくないときの欠点を補い、最適加熱ができるように
することを第２の目的としている。

【０００６】さらに、被加熱物の種類を見分けることが
でき、使い勝手を向上することを第３の目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、被加熱物を収納する加熱室と、前記
被加熱物を加熱する高周波加熱手段と、加熱中に被加熱
物を回転させるための回転皿と、前記加熱室の側壁面に
設けられた小穴を光路とする発光手段と、前記側壁面の
対向する側壁面に設けられた小穴を通過して前記発光手
段からの発光信号を検知する受光手段と、前記被加熱物
から発せられる赤外線を前記加熱室の側壁面に設けられ
た小穴を通して受光する赤外線検出手段と、前記赤外線
検出手段の出力信号を温度換算する温度換算手段と、前
記高周波加熱手段、赤外線検出手段、温度換算手段、発
光手段、受光手段などを制御する制御手段とを備え、調
理中に検出した前記赤外線検出手段の出力信号のうち前
記受光手段が前記発光手段からの発光信号を受光してい
ない期間の前記赤外線検出手段の出力信号を前記被加熱
物の温度とするようにしたことを第１の課題解決手段と
している。

【０００８】また、第２の目的を達成するため、上記第
１の課題解決手段の受光手段が発光手段からの発光信号
を受光している期間が一定時間以上のとき、調理開始後
の温度換算手段の温度情報と調理開始後の経過時間を用
いて次回に前記受光手段が前記発光手段からの発光信号
を受光しないとき、および次回に前記受光手段が前記発
光手段からの発光信号を受光しないときまでの被加熱物
の温度を推定するようにしたことを第２の課題解決手段
としている。

【０００９】さらに、第３の目的を達成するため、上記
第１の課題解決手段の調理中に高周波加熱手段を一定時
間停止し、その期間の温度換算手段の温度情報の時間変
化を用いて被加熱物の種類を推定するようにしたことを
第３の課題解決手段としている。

【００１０】

【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
受光手段が発光手段からの発光信号を受光していない期
間には被加熱物の赤外線を検出できるため、被加熱物を
回転皿の任意の位置に置いても赤外線検出手段によって
被加熱物の温度を検出できる。

【００１１】また、第２の課題解決手段により、被加熱
物の温度検出の時間分解能が細かくないときにもその欠
点が補える。

【００１２】さらに、第３の課題解決手段により、調理
中に高周波加熱手段を一定時間停止し、その期間の温度
換算手段の温度情報の時間変化を用いて被加熱物の種類
を推定できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例の高周波加熱装置を
図１から図３を参照しながら説明する。

【００１４】図１に示すように、加熱室１０は、側壁面
１１、１２を有し、この加熱室１０の天板１３上部には
導波管１４を添設している。この導波管１４の一端部に
は、マグネトロン（高周波加熱手段）１５を付設してお
り、マグネトロン１５から発振された高周波エネルギー
で被加熱物１６を加熱する。また、加熱室１０の下部に
は加熱中に被加熱物１６を回転させるモータ１７を備え
た回転皿１８を設けている。一方、赤外線検出窓（小
穴）１９は加熱室１０の側壁面１２に設けられ、この赤
外線検出窓１９を通して、加熱室１０の外に設けた赤外
線センサ２０が被加熱物１６から発せられた赤外線を検
出するようにしている。また、図１、図２に示すよう
に、赤外線センサ２０に内蔵される赤外線検出器（赤外
線検出手段）２１の光軸２２は、ほぼ回転皿１８の軸心
を通過する方向に向いており、赤外線検出器２１の視野
２３は図示のように形成している。さらに、赤外線セン
サ２０よりわずか下部に位置し、かつ回転皿１８よりわ
ずか上位に位置し、回転皿１８の軸心を通過する直径線
上の加熱室１の左側壁面１１と右側壁面１２には小穴２
４、２５を設け、これら小穴２４、２５に対向して光セ
ンサの発光部（発光手段）２６と受光部（受光手段）２
７とを設けている。これら発光部２６と受光部２７で構
成する光センサの光軸２８は、赤外線センサ２０の光軸
２２のわずか下部に位置させた構成となっている。

【００１５】つぎに、制御回路は、図３に示すように構
成しており、商用電源２９は低圧トランス３０で降圧さ
れた後、半波整流回路３１、定電圧発生素子３２を経て
マイクロコンピュータ（制御手段、以下、マイコンとい
う）３３の電源ＶCCとなる。また、リセットＩＣ３４は
マイコン３３にリセット信号を与える。マグネトロン１
５は、インバータ回路などの駆動・制御回路３５を介し
てマイコン３３に接続し、モータ１７は駆動回路３６を
介してマイコン３３に接続している。スタートスイッチ
３７は調理の開始を指示するもので、取消スイッチ３８
は調理中や調理メニューの設定を中止を指示し、「あた
ため」スイッチ３９は被加熱物の再加熱を指示し、調理
メニュースイッチ群４０は解凍、オーブン、グリルなど
の調理モードを指示するものである。

【００１６】発光部２６はホトダイオードにより構成
し、受光部２７はホトトランジスタにより構成し、それ
ぞれマイコン３３に接続している。赤外線センサ２０
は、赤外線検出器２１、チョッパ４１、チョッパ温度測
温用ダイオード４２およびそれらの周辺回路などで構成
している。赤外線検出器２１は、焦電型赤外線検出素子
４３、高抵抗４４、ＦＥＴ４５などで構成し、チョッパ
４１は被加熱物１６から発せられる赤外線を断続するこ
とにより、焦電型赤外線検出素子４３は被加熱物１６と
チョッパ４１の温度差に基づく信号が出力される。赤外
線検出器２１の出力信号は、交流増幅器４６で増幅され
た後、その出力信号を正弦波に波形整形するバンドパス
フィルタ４７を経て、チョッパ４１に同期させる同期整
流回路４８、この整流信号のピークを保持するピークホ
ールド回路４９および増幅回路５０を経てマイコン３３
に入力し、また、ダイオード４２は増幅回路５１を経て
マイコン３３に接続し、チョッパ４１は駆動回路５２を
経てマイコン３３に接続している。

【００１７】上記構成において、まず最初に、図４(a)
〜(f)を参照しながら被加熱物１６を回転皿１８の中央
に置いた場合と、回転皿１８の端に置いた場合とをどの
ように区別し、被加熱物１６の温度を検出するかを説明
する。

【００１８】「あたため」スイッチ３９が入力され、つ
づいてスタートスイッチ３７が入力されると、マイコン
３３のＢポートより方形波が出力され、チョッパ４２が
動作するとともに、マイコン３３のＤポートはハイ(HIG
H)出力となり、発光部２６は発光信号を発する。このと
き、被加熱物１６が回転皿１８の中央にあると、図４
(a)、(b)のように受光部２７は発光部２６の信号を全く
受け取らず、マイコン３３のＥポートはハイ(HIGH）入
力のままであるが、被加熱物１６を図１の１６ａ、１６
ｂのように回転皿１８の端に置くと、図４(c)に示すよ
うに被加熱物１６が光センサの光軸２８を横切ったとき
にのみ、すなわち、赤外線センサ２０の光軸２２を横切
ったときにのみ、受光部２７は発光部２６の信号を受け
取らずにマイコン３３のＥポートはハイ(HIGH)入力にな
る。すなわち、被加熱物１6が赤外線センサ２０の視野
にあるときのみ、マイコン３３のＥポートはハイ(HIGH)
入力となる。また、マイコン３３のＦポートはピークホ
ールド回路４９へピークホールド値のリッセトする信号
を、たとえば図４(d)のタイミングで発生する。このと
き、マイコン３３のＡポートに入力される赤外線検出器
２１の回路処理された信号は、被加熱物１６を回転皿１
８の中央に置くと、常に被加熱物１６の温度を測定して
いるので、図４(e)のように連続的に上昇して行くが、
被加熱物１６を回転皿１８の端に置くと、図４(f)のよ
うにマイコン３３のＥポートがハイ(HIGH)入力のときに
のみ、被加熱物１６の温度を示す。すなわち、被加熱物
１６が回転皿１８の中央にあっても、端にあってもマイ
コン３３のＥポートの信号がハイ(HIGH)入力のときにの
み、マイコン３３のＡポートの信号を被加熱物１６の温
度とすればよい。

【００１９】つぎに、被加熱物１６の温度検出の時間分
解能が大きくないとき、その欠点をどのようにして補う
かを説明する。

【００２０】上述したように、被加熱物１６が回転皿１
８の中央にあると、被加熱物１６は赤外線センサ２０の
視野２３に存在するので常にその温度を測定できるが、
回転皿１８の端にあると、回転皿１８の回転周期Ｔの１
／２の時間ごとにしか被加熱物１６の温度を測定できな
い。測定と測定の間に被加熱物１６の温度が設定温度を
越えてしまうことは十分に考えられることで、これは図
５のフローチャトに示す考え方を実行することによって
回避できる。

【００２１】今、回転皿１８が１／２回転する時間がα
時間以上（ｔ_S／２≧α）のとき、加熱中に被加熱物１
６の温度が設定温度を越えてしまうことがわっかている
とする。まず、ステップ１０１でスタートスイッチ３７
をオンし、ステップ１０２でマイコン３３のＤポートは
ハイ(HIGH)出力となり、発光部２６は発光信号を発す
る。ステップ１０３でマイコン３３のＥポートのハイ(H
IGH)入力、すなわち、被加熱物１６が赤外線センサ２０
の視野２３にあることを確認した後、ステップ１０４で
被加熱物１６の温度情報と調理開始からの経過時間をマ
イコン３３のＲＡＭに格納する。そして、ステップ１０
５で測定温度と設定温度とを比較し、ステップ１０６に
てｔ_s／２≧αのときに、ステップ１０７にて後述する
方法にて、被加熱物１６がつぎに赤外線センサ２０の視
野２３に入るときの温度を推定し、ステップ１０８にて
この推定温度が設定温度を越えなければステップ１０３
に戻り、推定温度が設定温度を越えると、ステップ１０
９にて被加熱物１６の温度が設定温度になる時間（図６
(a)のｔａ）を算出し、ステップ１１０にて設定温度に
なる時間が経過したかを判断した後、ステップ１１１に
て調理終了処理ルーチンに移る。

【００２２】つぎに、被調理物１６がつぎに赤外線セン
サ２０の視野２３に入るときの温度の推定する方法につ
いて、図６(a)、(b)を用いて説明する。

【００２３】図６(a)に示すように、加熱開始後時間ｔ
のときに被加熱物温度がＴで、（ｔ₁、Ｔ₁）（ｔ₂、
Ｔ₂）（ｔ₃、Ｔ₃）（ｔ₄、Ｔ₄）を測定済みデータであ
るとする。これらのデータを用いて、つぎに被加熱物１
６が赤外線センサ２０の視野に入る時刻ｔ＝ｔ₅のとき
の被加熱物１６の温度Ｔ₅をつぎのようにして推定す
る。

【００２４】(1) 図６(b)に示すように、測定時間間隔
ごとにｄＴ／ｄｔを算出し、これを一次直線近似（ａｔ
＋ｂ）する。

【００２５】(2) この一次直線近似式のｔ＝ｔ₅のとき
の値（ａｔ₅＋ｂ）を求める。 (3) (2)で求めた値とｄＴ／ｄｔの定義よりＴ₅＝Ｔ₄＋（ａｔ₅＋ｂ）×（ｔ₅−ｔ₄）となる。

【００２６】つぎに、被加熱物１６の特徴を推定し、被
加熱物１６の種類をどのようにして見分けるかについて
説明する。

【００２７】図７および図８は、それぞれご飯およびコ
ーヒーを再加熱したときの、容器および食品の温度の時
間変化を示している。コーヒーのような液体は容器と食
品がほぼ同一の上昇を示すが、ご飯のような固体の食品
は容器の温度上昇が食品に比べてきわめて遅い。この特
性を利用して、途中で高周波加熱を中断すると、ご飯の
容器温度は上昇するが、コーヒーの容器温度は下降す
る。

【００２８】今、赤外線センサ２０の出力信号を回路処
理した情報であるマイコン３３のＡポートの信号も容器
温度と同じ値を示すので、入力信号の傾きが負ならば調
理物は固体、正ならば液体と区別がつく。区別した後は
高周波出力をオンした後、各々の設定温度に達したとき
を調理終了とすればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、被加熱物を収納する加熱室と、前記被加熱物
を加熱する高周波加熱手段と、加熱中に被加熱物を回転
させるための回転皿と、前記加熱室の側壁面に設けられ
た小穴を光路とする発光手段と、前記側壁面の対向する
側壁面に設けられた小穴を通過して前記発光手段からの
発光信号を検知する受光手段と、前記被加熱物から発せ
られる赤外線を前記加熱室の側壁面に設けられた小穴を
通して受光する赤外線検出手段と、前記赤外線検出手段
の出力信号を温度換算する温度換算手段と、前記高周波
加熱手段、赤外線検出手段、温度換算手段、発光手段、
受光手段などを制御する制御手段とを備え、調理中に検
出した前記赤外線検出手段の出力信号のうち前記受光手
段が前記発光手段からの発光信号を受光していない期間
の前記赤外線検出手段の出力信号を前記被加熱物の温度
とするようにしたから、被加熱物を回転皿上のどこにお
いても被加熱物の測温が可能であり、また、加熱室の上
部より検出する方法と比較して、センサ雰囲気温度上
昇、被加熱物の蒸気などによるセンサの汚染を防ぐこと
ができ、製品の信頼性を向上できる。

【００３０】また、受光手段が発光手段からの発光信号
を受光している期間が一定時間以上のとき、調理開始後
の温度換算手段の温度情報と調理開始後の経過時間を用
いて次回に前記受光手段が前記発光手段からの発光信号
を受光しないとき、および次回に前記受光手段が前記発
光手段からの発光信号を受光しないときまでの被加熱物
の温度を推定するようにしたから、被加熱物の温度検出
の時間分解能が大きくないときにもその欠点が補えるの
で、最適加熱を実現できる。

【００３１】さらに、調理中に高周波加熱手段を一定時
間停止し、その期間の温度換算手段の温度情報の時間変
化を用いて被加熱物の種類を推定するようにしたから、
被加熱物の種類を見分けることができるので調理メニュ
ースイッチの数が減り、使い勝手を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の高周波加熱装置の側断面図

【図２】同高周波加熱装置のＡ−Ｂ線断面図

【図３】同高周波加熱装置のブロック回路図

【図４】(a)〜(f) 同高周波加熱装置のタイミングチャ
ート

【図５】同高周波加熱装置の要部動作フローチャート

【図６】(a) 同高周波加熱装置の被加熱物の温度推定図 (b) 同高周波加熱装置の被加熱物の温度推定説明図

【図７】同高周波加熱装置の赤外線センサにて測定した
被加熱物温度特性の一例を示す図

【図８】同高周波加熱装置の赤外線センサにて測定した
被加熱物温度特性の他の例を示す図

【図９】従来の高周波加熱装置の側断面図

【図１０】同高周波加熱装置の操作パネルの正面図

【符号の説明】

１０加熱室１１側壁面１２側壁面１５マグネトロン（高周波加熱手段）１６被加熱物１８回転皿１９赤外線検出窓（小穴）２１赤外線検出器（赤外線検出手段）２４小穴２５小穴２６発光部（発光手段）２７受光部（受光手段）３３マイクロコンピュータ（制御手段）４８同期整流回路（温度換算手段）４９ピークホールド回路（温度換算手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱物を収納する加熱室と、前記被加
熱物を加熱する高周波加熱手段と、加熱中に被加熱物を
回転させるための回転皿と、前記加熱室の側壁面に設け
られた小穴を光路とする発光手段と、前記側壁面の対向
する側壁面に設けられた小穴を通過して前記発光手段か
らの発光信号を検知する受光手段と、前記被加熱物から
発せられる赤外線を前記加熱室の側壁面に設けられた小
穴を通して受光する赤外線検出手段と、前記赤外線検出
手段の出力信号を温度換算する温度換算手段と、前記高
周波加熱手段、赤外線検出手段、温度換算手段、発光手
段、受光手段などを制御する制御手段とを備え、調理中
に検出した前記赤外線検出手段の出力信号のうち前記受
光手段が前記発光手段からの発光信号を受光していない
期間の前記赤外線検出手段の出力信号を前記被加熱物の
温度とするようにした高周波加熱装置。
【請求項２】受光手段が発光手段からの発光信号を受
光している期間が一定時間以上のとき、調理開始後の温
度換算手段の温度情報と調理開始後の経過時間を用いて
次回に前記受光手段が前記発光手段からの発光信号を受
光しないとき、および次回に前記受光手段が前記発光手
段からの発光信号を受光しないときまでの被加熱物の温
度を推定するようにした請求項１記載の高周波加熱装
置。
【請求項３】調理中に高周波加熱手段を一定時間停止
し、その期間の温度換算手段の温度情報の時間変化を用
いて被加熱物の種類を推定するようにした請求項１記載
の高周波加熱装置。