JPS58141771A - 解凍状況検出装置 - 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】 本発明は庫内に置かれた冷凍食品の解凍度合を検出する
解凍状況検出装置にかかり、詳細にはいろいろな加熱手
段により冷凍食品を解凍する時の食品の物性変化を高周
波によって計測し、適切な解凍をおこなうための手掛り
を得る解凍状況検出装置に関するものである。

従来の冷凍食品の解凍は２例えば家庭内におい　Ｐ ては自然解凍、流水解凍、加熱解凍、電子レンジによる
高周波エネルギーでの解凍などがあり、また工業用とし
ては、　２．４５ＧＨｚの高周波エネルギーあるいは、
数十ＭＨｚの高周波エネルギーにより解凍をおこなって
いるが、いずれの場合においても。

冷凍食品の量、籾温の違いがあるため、適切な解凍を行
うことができず、そのため解凍に過不足が生じて食品が
煮えてしまったり、逆に加熱が不足して再解凍の必要が
生じてしまうことがあるため。

常に解凍を監視しなければならないなど極めてわずられ
しいものであった。

最近この様な使い傅手を改良したものとして。

電子レンジにおいて赤外線により食品の温度を測定して
解凍を検知する装置が開発されている。この装置は第１
図にその原理図を示したように、金属で囲まれた加熱室
１の内部に食品載置台２を置き、この食品載置台２には
冷凍食品５が置かれており、加熱室１の上方には２．４
５ＧＨ２の高周波加熱源４．導波管５で構成された高周
波加熱手段が２置されている。６は高周波エネルギーの
励振口で３　Ｐ ある。ここでドア（図示せず）を開いて食品３を加熱室
１内に置き、高周波加熱源４で発振された高周波エネル
ギーを導波管５を介して励振口６より励振して食品５を
高周波加熱し、加熱に伴って増加する食品３からの赤外
線７をスリット８を介して加熱室外に導き出し、この赤
外線７を赤外線検出器９により検出し、その検出信号を
増幅、変換、制御装置１０にて信号処理して高周波加熱
源４を制御するものである。

この赤外線検出方式は９食品の絶体温変の計測ができる
ので、解凍温度すなわち０°Ｃ付近を測定できるが、実
際これを使用しても種々の不具合な点がある。すなわち
その第１は、温度の計測が可能であっても必ずしも解凍
温度を一適切に検出できず、氷の融解による確実な解凍
の終点を捕捉できないこと、第２はスリットのように２
．４５ＧＨｚの高周波エネルギーをカットオフオ条１よ
うなせまい視野角の範囲しか計測ができないこと、第３
には赤外線信号量が小さいため、ノイズ成分の分離や増
黒などの信号処理に複雑な電子回路構成が必要なことで
あり、電子レンジ以外のものに応用できる可能性が小さ
いなどである。

本発明はかかる従来技術の欠点をなくシ、冷凍食品の解
凍時における物理的物性変化を適確にと波を放射した時
、冷凍食品が温度上昇して解凍状態にむかうときの食品
の電波吸収量の急激な吸収変化および解凍終了時の水晶
体状態において電波吸収が最大となる現象、さらに氷晶
体から常温あるいは高温に向って昇温するときの電波吸
収割合の減少する現象を利用して解凍を検出するもので
あって、電波吸収量の変化により適確な解凍をおこなう
ことのできる解凍状況検出装置に関するものである。

すなわち、この物性変化はつぎのように説明される。食
品は含水量が多く、誘電率および誘電体損失が大きく、
高周波を吸収する性質があるが。

この物性には温度依存性があり、物質の氷結状態では吸
収が小さく、氷晶体ではこれが最大となり。

　Ｐ 氷晶体を過ぎてさらに昇温すると再び吸収が小さくなる
傾向があり、この状態変化は食品の水分が多いほど顕著
になる特異現象がある。

本発明は上記現象を利用して間接的ではあるが適確に且
つ自動的に解凍を検出し制御しようとするものである。

以下本発明の一実施例を図によって説明する。

第２図は本発明を電子レンジに応用した場合の斜視図で
ある。図において１１はキャビネットであり、１２はド
ア、１３は排気ｑ、１４は解凍検出機能、解凍終了表示
灯、解凍終了ブザー等を含む制（財）装置、１５は制御
装置１４を含む表示部である。

第３図は９本発明の詳細な説明するための断面図である
。金属板又は金属網で囲まれた加熱室１にはドア（図示
せず）が開閉自在に取付けられており、内部に食品載置
台２．冷凍食品５が配置される。冷凍食品５は高周波加
熱源よりの高周波エネルギー、電気、ガスなどの加熱源
（いずれも図示せず）により解凍される。１６は本発明
において使用する高周波信号発生器であり、１７は高周
波Ｐ 信号の送信アンテナ、１８は受信アンテナ、１９は受信
信号を制御信号に変換する変換器、２０は制（財）装置
である。

妻の高周波信号を送信アンテナ１７より加熱室１の成立
を最少限に抑制して複雑な共振による測定エラーを小さ
くすることができる。しかし、それでもこれらの電波は
加熱室内で多重回反射して。

アンテナや空隙から外へ出るか、あるいは熱損失となっ
てしまうのであるが、誘電体損失の大きい食品が入ると
これに大きく消費されてアンテナより外へ出る量が少な
くなる。また誘電体損失も温度依存性があるため、アン
テナの受信信号も特異な変化パターンを示す。

第４図、第５図は冷凍食品を加熱した時の受信７　Ｐ 信号すなわち食品温度と出力電圧の関係を示したもので
、−１８〜−１５°Ｃ程度の冷凍食品を解凍するとき出
力電圧変化２１．２２．２３は加熱によって次窮に低下
し、電波吸収が大きくなることを示す。

この電圧変化の最低になる点あるいはほとんど一定にな
る時の食品温度ｔｍｉｎ、ｔｘは２種々の食品により求
めた結果、はぼ−３〜−１°Ｃであり、この温度は冷凍
食品に含まれる水分が氷の状態から氷と水の混在するい
わゆる氷晶体にある状態に移った温度を示すもので、こ
のｔｍｉｎ、ｔｘになった点を見出すことにより解凍が
検出できる。出力電圧変化のパターンはほとんどが第４
図２１の変ｆヒを示すが、水分の少いすなわち氷の少い
いわゆる鋒負荷（冷凍らんまん、ピザパイ、シューマイ
など）においては、第５図２２．２３の如き変化を示す
ものがある。なお第４図、第５図において食品を解凍終
了後さらに加熱を続行すると出力電圧は水分が沸とうす
る迄わずかながら増加してゆくことが実験的に確められ
ている。

第６図は、第３図において食品３を回転載置台２４上で
回転させ高周波加熱源４により高周波加熱して均一に解
凍を行う場合の手段に９いての説明図である。図におい
て得られる出力電圧はそのまま出力させると第７図２５
のように脈動し、その平均値（回転載置台２４１回転回
転子均）は同図２６のようになる。また回転載置台２４
の１回転における出力電圧の変動は９食品の形状などの
影響によ抄第８図２７のように変動して、この波形のま
ま温度変化に追随してゆく。したがってこのような場合
には、第６図の回転載置台２４の回転に合せて１回転す
る間の全出力電圧を平均化するか、常に１回転する間の
同一個所のみを常に監視。

計測するかの２通りの方法があるが、後者の方が精度が
よい。すなわち第６図に示すよりに回転、載置台２４３
を駆動するモータ２８のシャフト２９に固定されて回転
する細長い回転検出板３０．この回転検出板３０の１回
転毎にその回転を検出する回転検出素子３１．この検出
、素子３１の検知信号を検知する同期検出器３２．この
同期検出器３２の信号と受信アンテナよりの信号を比較
し９回転検出素子　Ｐ 号がある間だけ受信をおこなうようにした変換器３５、
この変換器３３よりの信号を得て加熱源を制御する制御
装置３４とを設け、これらにより出力電圧を検出し制御
するのがよく、この場合の出力電圧の変化は第９図３５
のように間けつ的な信号であるから、この状態において
も出力電圧が最小点となったら解凍終了であるから、加
熱を停止すればよい。

以上のべたように本発明によれば、冷凍食品の解凍過程
における物性変化すなわち誘電率、誘電体損失の変化を
９食品が吸収する電波のレベル変化として検出し、しか
も解凍の終了時に明確な極小点を示す受信レベルの特性
を利用して解凍終了を検出できるので、この時点で加熱
を停止するような制御機構を設けることにより自動的に
解凍を終了あるいは検出できるから、冷凍食品の解凍を
過不足なくおこなえる利点がある。またこの手段によれ
ば、一度受信出力の最小点に到る迄の加熱時１間を求め
ると、あとはこの最適加熱時間に合せて冷凍食品を入れ
かえて解凍を行う（重量も一定０　　Ｆ が好ましい）ことができ、工業的な解凍において極めて
便利である。さらに本発明によれば９食品によって解凍
温度より常温で食べる方がよいものがある場合は、解凍
終点を検出後さらに適宜加熱を続行して常温とすること
もできるし、継続加熱時間を解凍終了迄の加熱所要時間
に対するある割合で算出して決定することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の解凍装置を示す断面図、第２図は本発明
の一実施例の解凍状況検出装置を備えた電子レンジの外
観図、第３図は同解凍状況検出装置の原理説明のための
断面図、第４．５．７．８．９図は同受信レベルの特性
図、第６゛図は同高周波加熱解凍における実施例を示す
断面図である。 １・・・加熱室、３・・・冷凍食品、４・・・高周波加
熱源。 １６・・・高周波信号発生器、１７・・・送信アンテナ
。 １８・・・受信アンテナ、　１９．３３・・・変換器。 ２０、３４・・・制御装置。 ２１、２２．２３．２６．２７．３５・・・出力電圧変
化。 第４図　　　　　第５図 第６図 μ ’ｔｏ　　　　Ｊ／ 第７図　　　　　　第８図 第９図 ４品温度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属板或いは金属網で囲まれた庫内に高周波′電波を励
   振する送信アンテナとその電波を受信するだめの受信ア
   ンテナを配設し、該両アンテナ間で特定周波数の電波を
   送受信し、庫内の冷凍食品の解凍にともなって変化する
   受信出力の変化が最低になる点あるいはほとんど一定に
   なる点を検出し。 その点を基準として冷凍食品の加熱エネルギーの供給を
   制御する信号を出力することを特徴とする解凍状況検出
   装置。