JPS5944792A - ワイヤレスプロ−ブを備えた高周波加熱装置 - 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、被加熱物の温度データをワイヤレスで送受信
を行ない、調理制御の自動化を行なうワイヤレスプロー
ブを備えた高周波加熱装置に関−ｒるものでちる０ 従来の高周波加熱装置の代表である電子レンジにおいて
、加熱制御の自動化の方式と１７で、被ｍ熱物から発生
する温度や湿度あるいはガスを、それぞれザーミ子タ、
湿度センサおよびガスーヒン′ｖ−を用いて検出し、被
加熱物の仕上りを検知するものがある。また被加熱物の
表面温度を赤外線センサで測り、被加熱物の仕上りを検
知し、自動ｆｌｔｌｌ偽１を行なうものもある０ これらの方式は、検知するセンサがアイクロ波等の一影
Ｖを受けないように、被加熱物と離れた加熱室外部に設
置されているため、　１ｉｌＡＩ理の操作は良いが加熱
室内の雰囲気の温度、湿度およびガスを検出しているた
め、仕上シに多少のばらつきがあつたり、１だ被加熱物
の中間温度で加熱側脚することが困難であった。赤外線
セ／すを用いた方式は、検出する領域が狭く、その領域
から外れたら検出不可能で、被加熱物の設置位１ξや、
容器の形状等に難点があった。これらを解決する方式と
して、被加熱物にサーミスタな設けたプローブを挿入し
、その温度データを有線で取り出し、加熱制御を行なう
方式がある。第１図にその外観図を示す。１は電子レン
ジ本体で、２は被加熱物、３は加熱室内、４はドアで、
５は受皿である。６はイＪ線グローブである。この方式
は被加熱物２の温吸を有線プローブ６で正確に捉えるこ
とができ、またユーザの希望の設定温度で加熱制御する
ことか可能である。しかしグローブを有線で加熱室外部
の制御回路と接続しているため、被加熱物の加法むら対
策に最も効果あるターンテーブル方式が便用できない欠
点がある０ この欠点’ｅ解消する方式として、ワイヤレスグローブ
が考えられる。これは被加熱物の温度データを電波や超
音波あるいは光を媒体としてソローープかも送信し、加
熱室外部で受信し、加熱側１ｆｌ１１を行なうもので、
この方式はターンテーブルの使用も口■能となる。また
プローブはサーミスタを温度検知素子として、プローブ
の先端にＪ？Ｊ人し、被加熱物の温度変化を抵抗値変化
として捉え、抵抗値変化を電圧変化あるいは発振周波数
変化として信号を送る。この送信の電子回路の電源とし
ては電池が考えられるが、電池は寿命時間の問題があり
、交゛換が必装となる。電池を使用せずに加熱室内のマ
イクロ波をアンテナで受け、ダイオードで整流して′電
源として用いることもできる。しかし。

ターンテーブルＶこ使用した場合、送信素子と受信素子
が対向した位ｉ６．関係にあるときは信号が大きくグロ
ーブの周期を明確に捉えることができるが。

その他の位置関係では信号が小さくなり同周期を明確に
捉えることが困難となる。

本発明の目的は、上記のワイヤレスグローブにおいて被
加熱物の温度変化によるサーミスタの抵抗値変化を発振
周波数変化に変換し、超音波を媒体として送信を行うも
ので、送信部の電子回路の電源としてマイクロ波をアン
テナで受け、ダイオードで整流して使用し、かつ、ター
ンテーブルに使用した場合でも被加熱物の温度を精度良
くとらえ、使い勝手に優れたワイヤレスグローブを備え
た高周波加熱装置を提供することにある。

すなわち、被加熱物の温度変化によるサーミスタの抵抗
値変化を発振周波数変化に変換する発振回路および超音
波全送信する回路を有したワイヤレスプローブから送信
信号を、加熱室外部に設置固定した受信素子で受け、増
幅して波形整形する回路において、プローブの送信素子
と受［言素子が対向した位置関係はもちろん外れた場合
でもグローブの発振周期を受信側で捉えることができ、
被加熱物の温度を精度良く制御することができるように
したものである。

以下１本発明の一実施例を図を用いて説ＩＪＩＩする。

第２図はワイヤレスグローブを用いた場合の７Ｌ子レン
ジの全体斜視図である。１は電子レンジ本陣であり、２
は被加熱物、６は加熱室、４はドアである。７はワイヤ
レスグローブで、８は電子し／ジのマイクロ波加熱で加
熱むら防止［最も効果あるターンテーブルである。ワイ
ヤレスプローブ７は被加熱物２に挿入され、被加熱物の
温度データを送信する。加熱室６タ１部には受信素子を
設け。

制御回路に接続する。信号を送る媒体は超音波とした。

この装置の使用法および動作順は、１）ター　　　　′
ンテーフル８ｖｃ被加熱物２を載置し、ワイヤレスプロ
ーブ７ｆ：挿入し、ドア４を閉じる。２）ユーザは、希
望温度をコノトロールパネルで設定し、スタートボタン
を押す。３）加熱室内に高周波が入ると被加熱物２は加
熱され、プローブからは温度データが送信される。４）
設定した温度とプローブの温度の値が一致したら制御回
路が動作し、マグネトロンの電源回路が０１”　ｌ”と
なり、調理完了となる。

次にワイヤレスプローブ本体を第６図に示す。

９は電源および送１ｇ回路を内蔵した部分で、１０はサ
ーミスタが封入された突起部で被加熱物２に挿入する部
分である。１１１ｄマイクロ波を受けるアンテナと超音
波送信素子を収納した部分である。送信回路部の電源は
、上記アンテナでマイクロ波を受け、ダイオードで整流
して用いる。

第４図にそのプローブの構成ブロック図を示す０１２は
電源部で、１４はサーミスタ、１６は温度変化すなわち
サーミスタ１４の抵抗値変化を発振周波数変化に変換す
る発振部、１５は上記発振周波数を送信する回路部で、
１６は超音波送信素子である。

第５図は受信／ステムをブロック図で示したものである
。ワイヤレスグローブ７かも温度すなわちサーミスタ１
４の抵抗値で決捷る発振周波数（周期゛■゛）を超音波
を媒体として送信し、加熱室外ＶＣパンチ孔やメッシュ
を介して設けた超音波受信素子１７で受信する。受信し
た信号は増幅回路１８で増幅し、整流してコンパレータ
を用いて波形整形１９を行なう。上記波形整形した矩形
波（周期Ｔ’　）　ｋ１１０インタフェース回路２０に
人力し、マイクロコンピユータ２１で周期′１゛ヲ読み
取り、演算処理を行ない被加熱物２の温度を検知し、マ
イクロコンピユータ２１はマグイ・トロン２３の電＃２
２ヲ制御する。

上記の受信システムにおいて本発明の一実施例の波形整
形部１９を詳細に述べる。

第６図は一般的な波形整形回路である。増幅した信号を
波形整形回路に入力する。」二記伯号を。

コンデンサ”＋　２４で直流分をノＪツトシ、第８図（
ｂ）　４０゜第９図（ｆ）４４のような信号を得る。ま
たこの信号をダイオ−Ｍ　ｌ’ｌ、　２６および抵抗Ｒ
，２２７で整流し、信号の搬送波成分をコンデンサＣ２
２８で除去し、コンノくレータＡ３１の十端子に入力す
る。寸だ比較電圧■２に１コ／パレータＡ３１の一端子
に人力し、抵抗１１．３２９とＩｔ４３０の比で決捷る
定電圧である。このような回路Ｖこおいては信号電圧■
１が、比較電圧ｖ２を越したときコンパレータＡの出力
は’　Ｉ＋　”レベルとなり。

比較電圧■２より下がった時”　Ｌ　”レベルとなり矩
形波を得る。

しかしながらこの回路では、受信信号が弱い場合、信号
電圧Ｖ、が比較電圧Ｖ２　ｆ：越えず送信信号をとらえ
ることができない０−！：た比較電圧■２を小さくする
と超音波のエコーのため、正規の信号（周期′Ｉ゛）よ
り周期の短い矩形波が生じ易いという問題があるＯ 第７図は」１記の欠点を解消した波形整形回路図である
。第７図で信号電圧■３３６け、第６図の信号電圧ｖ１
３６と同じで、コンパレータＡ３１の十瑞子に人力する
。比較電圧■４５７はコンパレータＡ６１の一端子に入
力する。また比較電圧ｖ４３７は、信号電圧Ｖ３よりダ
イオード】）２６ろの電圧降下分だけ減少させ、コンデ
ンサＣ３６５にボールドし、抵抗用６４で放電させる。

ダイオードＩ）２３３は、電圧降下分の小さいゲルマニ
ウムダイオードが適している。ダイオードＤ２６３の電
圧降下分を必要としたのＬｌ、コンデンサＣ３３５と抵
抗几。３４の電圧■４のピーク値ヲ１コ号電圧■３のピ
ーク値より低くシ、信号電圧■３３６と比較電圧ｖ４６
７がクロスする（コンパレータノ＼３１が動作）ように
した。またコンデンサＣ３６５の容用瞠と抵抗Ｉｔ６の
値め積すなわち放電時定数は、受信信号の強弱すなわち
信号電圧Ｖ３のピーク値の大小に応じて、比較電圧Ｖ４
のピーク値が追随できるように決める。

この回路の効果を第８，９図を用いて説明する。

第８図は、超音波受信信号が強い場合の波形“１さ形の
図であるｏ（ａ）３９はグローブの送信素子に印加した
電圧波形（周期′１゛）である。（１））４０は受信（
ｉ号を増幅し、直流分をコンデンサＣ１２４でカットし
た信号波形である。この信号電圧は約４　Ｖｐ、−、で
あるＯこの信号（１］）を整流し、信号の搬送波成分を
コンデンサ０２２８で除去した信号電圧Ｖ３の波形ｆ　
（ｃ）　４１に示す。１だ信号電圧Ｖ３よりダイオード
Ｉ）２３３の電圧降下分だけ減少させ、充放電させた比
較電圧Ｖ＋　ｔ　（ｃ）４１に示した。（Ｃ）図におい
て信号電圧＼Ｉ３が比較電圧ｖ４を越えたときコンノく
レータＡ、３１の出力は’Ｉ＋”レベルとなり周期′ｒ
の出力波形（（＋１）４２）を得る。

捷た受１言信号が弱い場合の信号波形整形を第９図に示
ずｏ　（ｆ）４４　ｉｄコンデンサ０．２４後の電圧波
形て−。

電圧は約１Ｖｐｐである。優）４５は信号電圧ｖ３と比
較電圧ｖ４の電圧波形である。同図より信号電圧ｖ３が
比較′電圧Ｖ＋　ｋ越し、その期間コンノ（レークＡｌ
ｌの出力は”　１１　”となり９周期Ｅ’の・く１９２
列を得る０（（１＋）４６）。

このような回路１１１４成としたので、超音波受信イ１
τ号が弱い場合においても送信信号を確実にとらえ。

グローブを横向きに使用してもよく、ｒ吏用範囲を拡大
した。

以」−の如く本発明により、ワイヤレスグローブの使い
勝手を向」こさせ、被加熱物の温度を精度良くとらえ、
調理の自動化が可能となり、マイクロ波加熱の加熱むら
に最も効果の大きいターンテーブルに使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は有線式グローブを使った従来の高周波加熱装置
の外観図、第２図は本発明の一実施例〉こよるワイヤレ
スプローブを使った高周波加熱装置に１′の外観図、第
３図は同ワイヤレスプローブ本体の外観図、第４図は同
プローブの構成ブロック図。 第５図は同受信ソステムのブロック図、第６図は一般的
な波形整形回路図、第７図は本発明の一実施例による波
形整形回路図、第８図は同党１汀１１ｒ　＋。 が強いときの波形整形図、第９図は同量１ｄ信号が弱い
ときの波形整形図である。 符号の説明 ７・・・ワイヤレスグローブ １４　　ザーミスタ １６・超音波送信素子 １８・・増幅回路 １９・・・波形整形回路 ２１　　マイクロコンピュータ ２２・・・電源 ６１・・・コンパレータ 易・ダイオード ３４・・・抵抗 ６５・コンデンサ 出願人　　日立熱器具株式会社 第４図 第５図 第６図 竺８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱室内の被加熱物の温度を検知する感熱素子と検知し
   た信号に応じて発振周波数または送信パルス周期が変化
   する発振機構と超音波を送信する送信機構とを有したワ
   イヤレスプローブと、前記プローブからの信号を受信し
   て発振周波μまた＆：ｔパルス周期ｔマイクロコンピュ
   ータで読み取り被加熱物の温度をとらえて調理を自動制
   御する割部１機構とを備えた高周波加熱装置において、
   受信信号を増幅し整流した信号をコンパレータＧ３１）
   の一端子に入力し、それをダイオード（財）を介して同
   他方の端子に人力し、同他方の端子にはコンデノリ（、
   （・）と抵抗例）の並列回路を接続し、その比較電圧全
   上記受信信号電圧のピーク値より上記ダイメードセ３９
   の電圧降下分だけ減少させ、コンデ／す４１ｉ１　ｉ’
   こボールドし抵抗０４１で放電させるようにして上記コ
   ンパレータＣ１１ｌ　ｉ動作させ、波形整形を行なうこ
   とを１１１徴としたワイヤレスプローブを備えた高周波
   ）ＩＩＩ　ｍ？。 装置０