JPS59198695A - 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】 本発明は、加熱室内に置かれた食品の解凍度合を検出し
加熱を制御する機能を備えた高周波加熱装置に係り、詳
細には食品の温度変化に伴う食品物性値の変化を、加熱
室内における高周波信号電波の吸収度合の変化として計
測し１食品の加熱を制御する高周波加熱装置に関するも
のである。

一般に高周波加熱源であるマグネトロンよシ励振される
高周波エネルギーによって食品の加熱をおこなう電子レ
ンジなどの高周波加熱装置においては、マグネトロンよ
り励振される２、４５０ＭＨｚ程度の高周波電波を間欠
、あるいは連続発振させて食品の加熱をおこなうもので
あるが２例えば冷凍食品″を加熱解凍する場合において
は、冷凍食品を間欠的に高周波エネルギーによシ加熱し
、急激な加熱を避けてゆつくシ加熱するやり方が通常で
ある。

好ましい解凍度合を得るために、現実には冷凍食品の種
類、数量２重量に見合った加熱時間をあらかじめ予測し
て手動でタイマーをセットし、加熱を開始して所定時間
が経過したらマグネトロンの発振を停止して加熱を終了
せしめるようにしている。しかし実際にこの方法によっ
て解凍した場合。

冷凍食品の種類とＭＲが同じであっても初期温度が異な
ると解凍所要時間が異なるため、解凍に過不足が生じて
しまうのが常であった。このため。

精度の良い解凍の自動制御が要望されるようになってき
た。

この様な従来技術の欠点をおぎなう改良されたものとし
て、以下にのべろ技術的手段がある。これは、誘電体で
ある食品の誘電体損失が１食品の温度に対応した変化を
示す現象、すなわち食品の物性変化を利用するものであ
る。ただし誘電体損失を直接測定するのは非常に複雑な
装置を必要とするので、簡単なもの、すなわち２食品の
収納された加熱室内に対して特定周波数の高周波信号電
波を放射し２食品の温度変化に対応した電波吸収量の変
化から間接的に誘電体損失の変化を求め。

その変化に基づいて加熱の制御を行なうというものであ
る。これによれば１例えば冷凍食品の場合においては１
食品の加熱による温度上昇に伴う誘電体損失の増加、最
大氷結晶−帯付近における極大点の存在を、信号電波の
吸収量の増加とその極大値として計測できる。

ただしこの場合１食品に対して放射される電波の周波数
や、その周波数によって加熱室に生ずる共振周波数やそ
の検波出力レベル、波形などの受信々号の状態によって
誘電体損失の変化を充分把握できない場合があシ、最適
な検出条件を得るためには種々の制約があることが明ら
かとなった。

本発明はその種の欠点をなくシ、最適な解凍の検出およ
びその条件である信号電波の周波数に関連する必要条件
を規定するものである。

以下本発明を一実施例によシ説明する。

第１図は本発明の食品解凍検知機能を備えた高周波加熱
装置の断面図である。図において、１は主として金属で
構成された加熱室であって、壁面２の前面には開閉自在
な扉（図示せず）が配設される。加熱室１の内部には、
被加熱物である食品６がターンテーブル４上に載置され
る。ターンテ・−プル４はさらにモーター５によって回
転する載置台６によって回転し、均一に高周波加熱され
る。

７はマグネトロンであって、導波管８を介して高周波電
波を励振口９よシ加熱室１内に放射し１食品乙の高周波
加熱をおこなう。１０は抵抗発熱体であって１食品のオ
ープン加熱やグリル加熱に利用される。１１は掃引発振
器であって、解凍の計測に必要な高周波信号電波を掃引
発振する。１２はインピーダンス整合器であって、後述
するように計測用共振周波数を選択的に決定することと
、その検波出力レベルを最大にならしめるよう（／Ｃ使
用する１３は同軸フィルタであって、マグネトロンによ
って発振される２、　４５０　ＭＨｚの高周波加熱用電
波が。

電線を介して信号系や空間に漏洩して雑音や信号系部品
の破壊を起すことのない様にし、かつ信号電波を選択的
に通過させるようにするいわゆる帯域阻止フィルタであ
る。また１４はコネクタであるループ状アンテナ１５よ
り送信された高周波信号電波は、加熱室内において加熱
室内寸法、内部構造などの影響下で共振状態を示すが、
その共振周波数の有する電波は、加熱室内に置かれた食
品の温度変化に伴う誘電体損失の変化に応じである割合
で吸収された後、ループ状受信アンテナ１６に到達して
受信され、検波回路１７に送られて直流電圧知変換され
、さらに増幅回路１８によシ直流増幅され、これを制御
信号に変換する変換器１９によって変換し、マイクロコ
ンピュータ２０に送る。マイクロコンピュータ２０は１
回転検出部２１．フォトインタラプタ２２で構成される
ターンテーブル回転周期検出機構２６によって検出され
るターンテーブル回転周期のうち、１回転につき数回め
信号を取シ込み、その信号の平均値あるいは最大値を算
出してターンテーブル１回転のときの信号とし、この検
出信号があらかじめ設定した値に到達したらマグネトロ
ンの駆動と発振器の発振を停止せしめ、または加熱源を
切替えるとか連続的な高周波加熱などによって別の加熱
モードによる加熱を開始する。

ここで信号電波とその形態についてさらに詳細にのべる
。

掃引発振器１１によシある掃引幅で高周波電波を発振し
、送信アンテナ１５によって加熱室１内に信号電波が放
射されたとき、加熱室１内に共振周波数が存在するが、
共振周波数の検波出力を測定すると第２図の符号２４で
示すように、多数のピークが存在し、多数の共振周波数
が存在することがわかる。この多数の共振周波数は７０
０ＭＨｚ以上においてその存在が確認できるが、これら
の各種共振周波数の検波出力はすべて食品の誘電体損失
と対応した変化を示すものではなく、ある周波数帯域の
なかの若干の共振周波数についてのみがその検波出力と
食品の誘電体損失変化すなわち食品の温度の変化に対応
した検波出力の変化を示すことが確認された。この７０
０ＭＨｚ付近の共振周波数は。

加熱室の庫内寸法によってきまるカットオフ周波数すな
わち基本共振周波数であるが１個々の共振周波数の検波
出力と食品の温度との関係を個別に比較してみると、７
００〜９００ＭＨｚ範囲の共振周波数においては、その
検波出力は食品の存在によって減衰が著しいため、計測
に利用することは不可能である。また高周波加熱用２，
４５０ＭＨｚの周波数に近い場合には、　　２，４５０
ＭＨｚを漏洩しない様に設ける同軸フィルタ１３によっ
てカットされ、また１、５００〜２．４５０ＭＨｚの間
においては、共振周波数の検波出力レベルが２食品の存
在下で異常に増加あるいは減衰し、また共振周波数の波
長が変化するため正確な計測ができず、したがって使用
できる共振周波数は９’００〜１，５００ＭＨｚすなわ
ち基本共振周波数よ多波長が長く、ただしその２倍よシ
短い共振周波数範囲が利用できる領域である。

この限定された共振周波数の範囲内においては。

概ね３〜４個程度の共振周波数が存在し、このうちその
検波出力レベルが食品の温度変化に対応した変化を示し
、かつ出力レベルが大きいものが計測の対象となる。

第３図は２選定された共振周波数の検波出力と食品の温
度の関係を例示した特性図である。この第３図において
２５は無負荷時における共振周波数の検波出力波形を示
し、同様に２６は冷凍食品が加熱室内に設置されたとき
の検波出力波形、　２７　、２８は食品の温度上昇に伴
う検波出力の波形である。

この検波出力のピーク波形は、ターンテーブルにより食
品を回転させることによって第４図のように変化する。

すなわち検波出力２９は１食品形状などの影響をうけて
ターンテーブル回転に伴って変化しているから、この−
周期における最大値あるいは平均値を求めることによ９
１食品の一回転における検波出力のレベルを計測する。

食品が冷凍食品である場合には、その検波出力レベルは
食品の温度に対応して第５図のように変化する、検波出
力レベル３０は食品の温度に対応して変化し。

食品温度が一３〜０℃付近の最大氷結晶帯付近で最小と
なる。２の傾向は食品の温度とその誘電体損失を示す特
性値６１（εγ″は誘電体の損失成分項）と逆比例の関
係があシ、検波出力レベルの変化はεγ〃に依存してい
ることがわかる。よってεγ″最大。

検波出力レベル最低の点を検出して加熱を制御すれば解
凍が検出できる。

以上のべたように２本発明は、加熱室に高周波信号電波
を送信し、加熱室内に生ずる共振周波数の検波出力が食
品の温度に対応して変化する現象を受信４号として計測
することにより食品の解凍を計測し、加熱源を制御して
自動調理のできる高周波加熱装置を提供するものであシ
、また送受信周波数、受信４号の選定条件を規制するこ
とにより、精度のよい計測、制御を可能にするものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の断
面図、第２図〜第５図は本発明を説明するための特性図
である。 １・・・加熱室。 ３・・・食　品。 ７・・・マグネトロン。 １１・・・掃引発振器。 １２・・・インビーダンス整合器。 １５・・・送信アンテナ。 １６・・・受信アンテナ。 ２０・・・マイクロコンピュータ。 出願人　日立熱器具株式会社 第１図 第２因 第３図 周波数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属で四重れた加熱室（１）、該加熱室内に収納される
   食品（３）を高周波加熱するための高周波加熱源（７）
   、該高周波加熱源の発振周波数とは異なる周波数でかつ
   微弱な高周波電波を発振する発振器ＯＪ）。 該発振器の電波を前記加熱室へ一定出力で送信する送信
   アンテナ唆、該送信アンテナから送信された電波を受信
   する受信アンテナ００．該受信アンテナの受信する電波
   信号レベルの食品による電波吸収に基づくレベル変化を
   制御信号に変換する変換器０ツ、該変換器の出力により
   前記食品の温度を計測する機構とを備えたものにおいて
   、前記送・受信アンテナ（１５，１６）を介して送受さ
   れる電波の周波数を前記加熱室（１）の庫内寸法からみ
   てカットオフ周波数よシ高く、かつカットオフ周波数の
   ２倍より低くしたことを特徴とする高周波加熱装置。