JPS6029706Y2 - 温度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は焦電型の赤外線検出素子を用いた温度検出装置
に関し、特に測定精度に優れた温度検出装置を提案した
ものである。

焦電型の赤外線検出素子を用いてなる温度検出装置は被
測温物が発する赤外線をチョッパを用いて断続的に赤外
線検出素子に入射せしめ、赤外線検出素子が出力する正
弦波状の電気信号から被測温物とチョッパとの温度差情
報を求める一方、他の手段によってチョッパ温度情報を
求め、この両者に基き被測温物の温度を求めるようにし
たものである。

ところで赤外線検出素子の出力（電圧信号）の周波数特
性は第３図に実線で示すように低周波である程高出力が
得られる特性を示す。

従って出力電圧レベルでみる限りチョッパによる赤外線
断続周波数は低いことが望ましい。

然るところ赤外線検出素子の出力信号は半波整流された
後平滑化され、その後直流信号として処理されていくが
、赤外線断続周波数が低い程平滑化された信号中のリッ
プル成分が犬となるので、この赤外線断続周波数は赤外
線検出素子の出力電圧及び前記リップル成分の両面、更
には温度特性の面からみて合理的な値が選定される。

而してこのように選定された周波数で入射赤外線の断続
が行われるようにチョッパ及びその駆動系が構成される
が、主として駆動系の不備、経時変化等により赤外線断
続周波数がふらつき、このために赤外線検出素子の出力
が一定せず測定精度をある程度以上向上させ得ないとい
う難点があった。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、赤
外線検出素子が出力する電気信号の処理系にそのレベル
の補正のためにフィルタを設けることとして赤外線断続
周波数のふらつきによる悪影響を避けて安定した高い測
定精度を得られるようにした温度検出装置を提供するこ
とを目的とし、以下に本考案を電子レンジにおける実施
例を示す図面に基いて詳述する。

第１図は電子レンジ内調理物の測温の為に設けた本考案
に係る赤外線検出型の温度検出装置の構成を略示するブ
ロック図である。

図において１１は焦電型の赤外線検出素子であって、調
理室（図示せず）上方の室内に検出面が被測温物である
調理物１０が発する赤外線を捉え得るように配設されて
いる。

１８は調理物１０から赤外線検出素子１１に向う赤外線
を断続するためのチョッパであって、透過部と遮弊部と
を交互に等配形成した回転円板よりなる。

２０はフォトインタラプタであって、発光部２０ａを調
理物１０側に、また受光部２０ｂを赤外線検出素子１１
側に位置せしめる如くチョッパ１８を挾んで対向配置さ
れており、発光部２０ａが発する光もチョッパ１８によ
り断続されて受光部２０ｂに入射されるようにしである
。

赤外線検出素子１１及び受光部２０ｂのチョッパ１８の
円周方向位置は異るので夫々への赤外線及び光の入射タ
イミングは異るが、双方の入射タイミングの周期及び入
射時間幅は一致し、赤外線検出素子１１及びフォトイン
タラプタ２０の受光部２０が出力する電気信号の位相は
一定の同期関係にある。

赤外線検出素子１１が出力する電気信号はチョッパ１８
の入射赤外線断続作用によりその断続周波数に一致する
周波数を有する第２図イに示す如き正弦波状の信号ａと
なっている。

この信号ａは位相シックを兼ねるプリアンプ１２へ入力
され、適宜レベルに迄増幅されると共に、後述する同期
整流回路１５にてフォトインクラブタ２０の出力の位相
と整合するように移相制御され、第２図口に示す如き正
弦波状の信号すが得られる。

この信号すはバイパスフィルタ１３へ入力された後、メ
インアンプ１４へ入力され所定レベルに迄増幅される。

バイパスフィルタ１３は第３図に破線で示すようにその
遮断周波数ｆｃがチョッパ１８による赤外線遮断周波数
、即ち、信号ａ、 ｂの周波数Ｆｉよりも高く、且つ減
衰域における出力−周波数特性は、実線で示す赤外線検
出素子１１の出力−周波数特性と相補的であるようなも
のが使用される。

即ち赤外線検出素子１１の周波数増加に伴う出力減衰量
がｎｄＢ／αＪであるとするとバイパスフィルタ１３と
してはその減衰域における周波数増加に伴う出力減衰量
が−ｎｄＢ１０ＣＴであるようにその特性を定める。

ただ減衰域の全域に亘ってこの条件を満す必要はなく、
Ｆｉの前後の適当な範囲（Ｆｉのふらつきが想定される
範囲、例えばＦｉ±１０％）においてこの条件を満して
いれば十分である。

信号すは斯かるバイパスフィルタ１３及びメインアンプ
１４を経て同期整流回路１５へ入力される。

一方、フォトインタラプタ２０の受光部２０ｂの出力は
波形整形回路１９へ入力され、第２図へに示す如き矩形
パルス状の同期整流信号Ｃとなって同期整流回路１５の
制御端子へ入力される。

そうすると信号すは前述のように移相制御されているの
で、メイアンプ１４の出力は半波整流され、第２図二に
示す半波整流信号ｄが得られる。

この半波整流信号ｄは抵抗１６ａ及びコンデンサ１６ｂ
からなる平滑化回路１６へ入力され、ここで平滑化され
、第２図ホに示す如き平滑波信号ｅを得る。

この平滑波信号ｅは補正回路１７へ入力される。

２１はチョッパ１８の温度を捉える為にその近傍に配し
たダイオードであり、その順方向電圧変化がチョッパ１
８の温度情報として補正回路１７へ入力される。

平滑波信号ｅは調理物１０とチョッパ１８との温度差を
示す情報であるから補正回路１７は両人力信号の加算又
は減算を行って適宜増幅して得た信号を出力する。

従ってこの補正回路１７の出力信号は調理物１０の温度
を示す情報となっており、適宜の表示又は制御データと
して使用されることになる。

叙上の如く構成された本考案に係る温度検出装置（以下
本案装置という）において、バイパスフィルタ１３に入
力される信号すはチョッパ１８の回転速度変動によりそ
の周波数が変動し、赤外線検出素子１１の特性に従い周
波数の高低変化に応じた電圧値の低高変化が現れること
になる。

ところがバイパスフィルタ１３においては低周波である
程減衰量が大きく、また高周波である程減衰量が少く、
しかもその減衰量の大小は周波数変動に伴う信号すの電
圧値の高低変化と相補関係にあるので、要するにバイパ
スフィルタ１３の出力信号レベルはチョッパ１８の回転
速度が極端に変動しない限り、赤外線検出素子が捉える
温度情報（調理物１０をチョッパ１８との温度差）に忠
実に追随することになる。

なお上述の実施例ではバイパスフィルタ１３をプリアン
プ１２とメインアンプ１４との間に介在させることとし
たがプリアンプ前後、メインアンプ後段等、他の位置に
介在させてもよいことは勿論である。

またバイパスフィルタに替えて低周波側の遮断周波数が
前述の遮断周波数ｆｃとなるバンドパスフイルタを用い
ても同効を奏することは勿論である。

このようにバンドパスフィルタを用いる場合にはその高
周波側の遮断周波数は高周波ノイズ除去に有効となるよ
うに選定される。

以上詳述したように本案装置は赤外線検出素子の出力信
号処理系にその遮断周波数がチョッパによる赤外線断続
周波数より高いフィルタを介在させたので、チョッパの
回転速度の変動等に伴う赤外線断続周波数のふらつきの
影響が回避され、測定精度の向上及び安定化が図れる実
益がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであって、第１図は本
案装置のブロック図、第２図イ〜ホはその各部における
信号波形図、第３図は赤外線検出素子及びバイパスフィ
ルタの出力−周波数特性図である。 １１・・・・・・赤外線検出素子、１２・・・・・・プ
リアンプ、１３・・・・・・バイパスフィルタ、１４・
・・・・・メインアンプ、１８・・・・・・チョッパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 被測温物が発する赤外線をチョッパにて断続して赤
   外線検出素子で捉え、該赤外線検出素子が発する電気信
   号から被測温物の温度を求めるようにした温度検出素子
   において、前記チョッパによる赤外線断続周波数より高
   い遮断周波数を有し、該遮断周波数より高周波の領域に
   通過域を有するフィルタを前記電気信号の処理系に介在
   させたことを特徴とする温度検出装置。 ２ 前記フィルタの前記遮断周波数より低周波側の減衰
   域における出力の周波数特性は少くともその一部におい
   て赤外線検出素子の出力の周波数特性と相補的である実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の温度検出装置。