JPS59207598A - 高周波加熱装置のワイヤレス温度プロ−ブ - 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】 本発明は被加熱物の温度をケーブルを用いないで加熱室
外に伝達する高周波加熱装置のワイヤレス温度プローブ
に関するものである。

従来、高周波加熱装置に用いられている通常温度プロー
ブと称される温度センサは、第１図の如くケーブルによ
って加熱室本体１と結ばれている。

温度プローブの先端２には温度検知素子としてサーミス
タが封じられている。しだがって被加熱物６の温度の変
化は抵抗値の一変化となる。この温度情報は同軸ケーブ
ル４を介して加熱室本体１へ伝達される。この抵抗値の
変化を電圧等の変化に変換ＬＩ−”１クロコンピユータ
等でこの信号を処理し、マダイ・トロン等の高周波発振
管の出力を制御する。このような従来技術では、信号伝
達のだめの同軸ケーブル４が不可欠であり、したがって
高周波加熱装置における有効な均一加熱手段であるター
ンテーブルを用いるのが困難であるという欠点を有する
。寸だ使用に際してもケーブルのプラグ５を加熱室本体
１のジャックに差し込み、さらに被加熱物６にプローブ
を刺きねばならず手間がかかるという欠点がある。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を除去するため
、同軸ケーブルを必要としないワイヤレス温度プローブ
を提供することにあり、さらには電池を必要とせず、高
周波加熱装置の加熱室内の高周波電力の一部を整流して
電源を得るワイヤレス温度グローブを提供することにあ
る。

ワイヤレス温度プローブの実現においては二つの大きな
問題がある。一つは温度情報の伝送媒体として何を用い
るか、いま一つは信号送出用の電源である。

温度情報の伝送媒体としては光、市波、超音波等が考え
られる。光を用いた場合は発光部、受光部の汚れによる
信号の減衰が実用上の困難をもたらす。また発光ダイオ
ード等を用いた場合、これらを高周波の強電界から保護
するだめ金属網をかぶせてやらなければならず、一層発
光部、受光部の汚れは落しずらくなる。

また電波を用いた場合には送信、受信に大きなアンテナ
を必要とし、加熱室の有効容積を小さくしてしまう。

超音波を用いた場合、光及び電波における上記問題点が
軽減されるので我々は超音波を伝送媒体として用いる。

電源としては［電池を用いるのが最も簡単であるが、電
池交換が煩わしいこと、まだ電池交換のためプローブに
（ｄ可動接続部を設けなければならないことの問題点が
ある。この点から我々は加熱室内の高周波電力の一部を
整流して、これをワイヤレス温度プローブの、駆動電源
として用いることとしたつ 超音波による温度情報の伝送は次の如く行う。

超音波発振素子及び受信素子はその共振周波数が素子の
機械的固有インピーダンスによって決定されるので、そ
の共振周波数の偏移により温度情報を力えることはでき
ない（周波数変調はできない）。そこで低周波の発振回
路（例えば５００Ｈ２程度）により超音波発振素子を間
欠的に駆動し、かつこの間欠的、駆動周期を測温温度に
より可変とすることとした。したがって超音波受１言素
子は２ｍ５ｅｃ程度ごとに放射される超音波を受信し、
その周期を計」１１することにより被加熱物の温度を検
知ｉ−るようにした。

以下本発明の一実施例を図により説明する。第　−２図
はワイヤレス温度グローブの断面図である。

サーミスタケース３５に収められた測温用のサーミスタ
６０は被加熱物にそう人され、被加熱物の温度を検出す
る。測温用のサーミスタ３０の抵抗値は、超音波発振素
子、駆動回路３乙に伝達され、同駆動回路３６は、その
抵抗値と同駆動回路内の時定数用コンデンサの容量の積
に対応した周期で超音波発振素子１２を、“駆動する。

、駆動された契音波発振素子１２は超音波を送信する。

次に超音波発振素子駆動回路３乙の４源回路（でついて
説明する。高周波愛社アンテナ１１により加熱室内２２
の高周波電力の一部を取り入れ、整流回路用ストリップ
基板６６へ導く。受電された高周波は、ストリップ線路
により整流用ダイオード６１まで導かれ、整流される。

整流された直流電力は貫通コンデンサ３２を介して超音
波発振素子駆動回路３６へ供給される。また、この電源
回路はシールド用金属板３４でシールドされている。

これは高周波受にアンテナ１１により導かれる高周波電
力は最大１Ｗ程度にも達し、整流回路用ストリップ基板
６６の上に太き々高周波電界を生じるからであり、この
高周波電界により、超音波発振素子駆動回路３乙の回路
素子が破壊または誤動作するのを防止するためであるっ 貫通コンデンサ３２は整流された直流電力に重畳される
高周波電力成分を除去して超音波発振素子駆動回路６６
の誤動作を防止するために必要なものである。

次に第６図第４図により整流回路用ストリップ基板６３
をでらに詳しく説明する。図では省略されているが、高
周波受取アンテナ１１は主線路４゜の先端部４５に取り
付けられる。主線路４ｏに導かれた高周波電力は整流用
ダイオード６１に到達す己。

ここで整流を効率良く行うためにはダイオード３１の位
置に電波的短絡面を生成する必要がある。その理由は、
電波的短絡面においては高周波の電界が最小で電流が最
大となり、ダイオード３１に過大な逆電圧をかけること
なく、必要十分な電流を流すことができるからである。

したがってダイオ−１−’３１の後には４２１及び４２
２の２本の短絡用線路が置かれている。これらの線路の
長さλ３はダイオード６１から見てλｇ／４に選ばれて
いる。ここで７ｇはストリップ線路上における高周波の
波長である。短絡用ポｑ路４２１　、４２２の先端は開
放となっているからダイオード６１から見たインピーダ
ンスは短絡である。短絡用線路は４２１と４２２の２本
から構成されているが、これはダイオード６１から見る
と２本の線路が並列に接続されているので。

さらに低インピーダンスに見え、ダイオード３１の位置
に電波的短絡面を確実に構成することになる。

ダイオード６１で整流することにより得られた直流は引
き出し線４４を介し、て負荷抵抗ＲＬを流れ。

直流帰環用線路４１を流れ、主線路４ｏを流れ、ダイオ
ード３１へ流れ込むという直流ループをなす。

直流帰環用線路４１はこの直流ループを構成するだめの
線路であり、主線路４０からの高周波電力は遮断するが
、直流は通過させる必要がある。これを実現するには主
線路４０から直流用帰環線路４１を見た高周波インピー
ダンスを開放インピーダンスになるよう選んでやれば良
い。このとき、直流帰順用線路４１へは高周波電力は流
入せず、また主線路４０から見たとき、直流帰環用線路
４１は高周波的には存在しないように見えるＬ開放イン
ピーダンスになるよう選ぶには直流帰環用線・路４１の
長さ氾２はλｇ／４に選び、その終端を短絡してやれば
良い。第３図、第４図の実施例では短絡を次のように行
っている。直流帰環用線路４１の終端に島４６を設置し
、この島４３と整流回路用ストリップ基板６５のグラウ
ンド面４６を短銘板４８により短路している。ざて短絡
用線路４２１゜４２２の１ｇｗ３は犬きぐ、直流帰環用
線路４１の幅Ｗ２は小さいが、これは次の理由による。

ストリップ線路の特性インピーダンスＺ。はその線路幅
が小をい程大きくなる。まだ終端開放、短絡の場合それ
ぞれの入力インピーダンスは。

と表される。したがって短絡インピーダンスを得たいと
きはＺｏをできるだけ小さく、また開放イノビーダンス
を得だいときはＺｏをできるだけ犬すく、すなわち線路
幅をできるだけ、それぞれ大きく、又小さくすれば良い
。例えば基板６３の厚さく調風体部）を１ｍｍ、比誘電
率を３８．使用高周波の周波数を２４５０ＭＨ２とした
とき、　Ｗ＞　−２，２ｍｍ　。

Ｗ２　＝　０．５ｍｍ　、　Ｗ３　＝　６．０ｍｍに対
して特注インピーダンスＺ□　Ｌまそれぞれ５０　、　
１０２　、２４Ωとなる。主線路４０の長さ氾１はほぼ
λｇ／２に選ぶ必要がある。

第２図における高周波結合孔５１の直径は高周波の波長
の１，１５０以下と極めて小さいので第３図における主
線路４０の先端部４５から高周波結合孔５１を見たイン
ピーダンスはほぼ短絡インピーダンスである。したがっ
て主線路４０上で導入された高周波が効率良く共振して
ダイオード６１により効率良く整流されるためには２１
−λｇ／２であることが必要である。

尚、第６図における破線は直流ループを説明するための
仮想的な線で貫通コンデンサ等が省略されている。

第５図、第６図には整流回路用ストリップ基板６６の曲
の実施例を示す。この実施例では基板の小型化を図るだ
め、短絡用線路は４２１の一本のみであり、直流帰頃用
線路４１は主線路４ｏに対して斜交させている。また島
４６とグラウンド面４６を短絡きせるには前述の短絡板
４８を用いるのが低周波数域から高周波数域まで最も確
実であるが。

ハンダ付等を考慮すると、あまり有利ではない。

本実施例では島４６の部分に貫通孔を設け、ここに短絡
線５０をそう人して島４３とグラウンド面４６を短絡し
ている。尚第６図は第５図のＡａ／における断面図であ
る。

第７図には以上により実現されたワイヤレス温度グロー
ブ９が高周波加熱装置２ｏにおいて使用きれる一実施例
を示す。高周波発振管であるマグネトロン２１より放射
された高周波は被加熱物ろに吸収されると同時にワイヤ
レス温度グローブ９にも一部吸収はれる。ワイヤレス温
度プローブ９はこのエネルギにより、被加熱物の温度を
超音波信号に変換して受［言器２４へ送信する。しだが
ってターンテーブル２６により、被加熱物６が回転して
も何ら支障がないことが了解できよう。

以上２本発明によれば温度プローブをターンテーブルの
ある高周波加熱装置で用いることが可能と々す、−１だ
駆動電源として電池を用いていないので温度グローブの
保守も簡嘔にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度プローブの使用例を説明するための
概略図、第２図は本発明の一実施例による高周波加熱装
置のワイヤレス温度グローブの断面図、第６図は整流回
路の平面図、第４図は同側面図、第５図は他の実施例に
よる整流回路の平面図、第６図は第５図のＡ−’Ａ’に
おける断面図、第７図はワイヤレス温度プローブの使用
例を示す概略図である。 ９：ワイヤレス温度グローブ １１：高周波・受層アンテナ。 １２−超音波発振素子。 ３１：整流用ダイオード。 ５３：整流回路用ストリップ基板。 出願人　　日立熱器具株式会社 ５１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　加熱室内の高周波重力を受電し、これを整流するこ
   とにより直流電源を与える電源回路（６３）と１食品内
   部の温度を検出するサーミスタ（３０）から成る測温部
   と、サーミスタの抵抗値と時定数用コンデンサにより決
   定される周波数で上記電源回路から得た電力で発振し超
   音波素子を駆動する回路部（６６）と、この、駆動回路
   部により駆動され超音波を送信する送信部（１２）とか
   ら構成されることを特徴とする高周波加熱装置のワイヤ
   レス温度プローブ（９）。 ２、特許請求の範囲第（１）項における電源回路（あ）
   は整流用ダイオード（６１）とストリップ線＠（あ）と
   から構成し、ストリップ線路は高周波７熱装置置庫内の
   高周波を導くだめの主線路（４０）と。 整流用ダイオード（３１）の位置に電波的短絡面を形成
   するだめの短絡用線路（４２１，４２２）と。 整流された直流電力を流すだめの直流す帯環用線路（４
   １）の三つの線路から構成され、ス）・１）ノブ線路上
   における高周波の波長をλｇとしたとき、主θ路の長さ
   は、慨略’ｇ／２＋矧絡用線路と直流帰環用線路の長プ
   はλｇ／４であることを特徴とする高周波７ＪＤ熱装置
   のワイヤレス温度プローブ。 ６　特許請求の範囲第（２）項におけるスｌ−ＩＪノフ
   ゛線路の直流冊甲用１樫路（４１）Ｉ主線路（４［：ｌ
   ）　Ｉ短絡用線路（４２１，４２２）の順に腺路巾冨−
   ／）：広くなることを特徴とする高周波加熱装置のワイ
   ヤレス温度プローブっ 線路２本を並列にしたことを特徴とする高周波加熱装置
   のワイヤレス温度プローブ゛・５　特許請求の範囲第（
   ２）項に九−けるスト１ノノフ゛鍔路の直流帰環用線１
   路（４１）の一端（４３）はストリップ線路用基板（６
   ３）に設けた胃通孔を通して導線（５０）により、ス）
   　ｌ）ノブ線路用基板のグランド而（４６）に短絡され
   ることを特徴とす−１（ る高周波加熱装置のワイヤレス温度プローブ。