JPS61269890A - Electronic range with piezoelectric element sensor - Google Patents

Electronic range with piezoelectric element sensor

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JPS61269890A
JPS61269890A JP10966285A JP10966285A JPS61269890A JP S61269890 A JPS61269890 A JP S61269890A JP 10966285 A JP10966285 A JP 10966285A JP 10966285 A JP10966285 A JP 10966285A JP S61269890 A JPS61269890 A JP S61269890A
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sensor
piezoelectric element
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voltage
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楠木 慈
前原 直芳
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、食品の加熱に応じて食品から発生する気体の
状態を検知して、制御を行う圧電素子センサ付き電子レ
ンジに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a microwave oven equipped with a piezoelectric element sensor that detects and controls the state of gas generated from food as the food is heated.

従来の技術 従来のセンサ付電子レンジは、第10図に示すように、
湿度センサ35′の抵抗値変化を、基準電圧電源36の
電圧を抵抗37と分圧することにより検知して、機器を
制御している。(例えば特開昭53−77365号公報
) 発明が解決しようとする問題点 このような従来の方式は、抵抗37両端の電圧を制御信
号として用いているので、数多く生産する場合に、各構
成要素湿度センサ35の抵抗、抵抗37、電源36のば
らつきが制御電圧信号のばらつきに結びつくことになり
、管理が困難であった。本発明はかかる点に鑑みてなさ
れたもので簡単な構成で、食品の加熱状態を検出する手
段と、センサの長期使用時の振動ケースの汚れに対する
対策を提供することを目的としている。
BACKGROUND ART A conventional microwave oven with a sensor, as shown in FIG.
A change in the resistance value of the humidity sensor 35' is detected by dividing the voltage of the reference voltage power source 36 with a resistor 37 to control the device. (For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-77365) Problems to be Solved by the Invention This conventional method uses the voltage across the resistor 37 as a control signal, so when producing a large number of Variations in the resistance of the humidity sensor 35, resistance 37, and power source 36 lead to variations in the control voltage signal, making management difficult. The present invention has been made in view of the above, and has an object to provide a means for detecting the heating state of food, with a simple structure, and a measure against contamination of the vibration case during long-term use of the sensor.

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、センサとして圧
電素子を用い、加熱の進捗にともない発生するセンサ電
圧をローパスフィルタ特性をもつ巾器で増巾し、電圧比
較を介して制御出力を得るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention uses a piezoelectric element as a sensor and amplifies the sensor voltage generated as heating progresses with a filter having low-pass filter characteristics. The control output is obtained through comparison.

作  用 本発明によれば、従来例の基準電圧や、分圧用抵抗に相
当するものが不要であり、簡単な構成で制御できるもの
である。
Function According to the present invention, there is no need for a reference voltage or a resistor for voltage division in the conventional example, and control can be performed with a simple configuration.

実施例 第1図は本発明の圧電素子センサ付き電子レンジの一実
施例を示すものである。第1図において圧電素子センサ
1の出力は、出力信号のうち例えば商用周波成分より低
い周波数成分を増巾する電圧増巾用のアンプ(以降ロー
パスアンプと呼ぶ)を含むアンプ2および電圧比較用の
比較器3、さらには制御器4に接続されている。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of a microwave oven equipped with a piezoelectric sensor according to the present invention. In FIG. 1, the output of the piezoelectric element sensor 1 includes an amplifier 2 including a voltage amplification amplifier (hereinafter referred to as a low-pass amplifier) that amplifies a frequency component lower than the commercial frequency component of the output signal, and an amplifier 2 for voltage comparison. It is connected to a comparator 3 and further to a controller 4.

加熱室6内には食品7が配され、マグネトロン5の冷却
風の1部は、ファン8によりダクト9を介して加熱室6
内に導びかれる。冷却風の1部を実矢線10で、食品か
ら発生する水分等の気体を点矢線11で示している。冷
却風と食品から発生する水分等を含んだ気体は排気部1
2を通りて加熱室6から外部に送出される。上記排気部
12には圧電センナをとりつけである。本実施例ではフ
ァン8を駆動するモータのコア13に、電源プラグから
電源スィッチ15を介して巻線16とともに巻線17が
巻いてあり、この巻線17には整流ブリンジ18、コン
デンサー9、抵抗20、定電圧ダイオード21からなる
定電圧電源部を構成し、制御回路用のトランスを不要に
している。また、ブザー21は、増巾された信号電圧が
設定されたスレーシュホールド電圧ΔvTよりも大きく
なったときに、制御器4の信号で動作するように構成さ
れている。第2図〜第4図を用いて実測構成例を示す。
Food 7 is placed in the heating chamber 6, and a part of the cooling air from the magnetron 5 is sent to the heating chamber 6 through a duct 9 by a fan 8.
guided within. A portion of the cooling air is shown by a solid arrow line 10, and a gas such as moisture generated from the food is shown by a dotted arrow line 11. The cooling air and the gas containing moisture generated from the food are removed from the exhaust section 1.
2 and is sent out from the heating chamber 6 to the outside. A piezoelectric sensor is attached to the exhaust section 12. In this embodiment, a winding 17 is wound around the core 13 of the motor that drives the fan 8 along with the winding 16 from the power plug via the power switch 15. 20. A constant voltage power supply section is constituted by a constant voltage diode 21, eliminating the need for a transformer for the control circuit. Further, the buzzer 21 is configured to operate according to a signal from the controller 4 when the amplified signal voltage becomes larger than a set threshold voltage ΔvT. Examples of actually measured configurations are shown using FIGS. 2 to 4.

第2図は実験に用いた電子レンジの構成である。電波出
力soowで、マグネトロン5の電波は導波部を介して
加熱室6に供され、食品皿24がモータ25で回転する
構成をとるものである。第3図は排気部12に圧電素子
センサーを取付けた状態を示す。第4図は圧電素子セン
サとして実験で用いた防滴型、超音波マイクの構成を示
すものであり、マイクは圧電素子26、シリコンゴムス
ペーサ27、端子28、振動部29、振動ケース30、
リード線31、内リンク32、端子板33、シリコンゴ
ム24からなっている。
Figure 2 shows the configuration of the microwave oven used in the experiment. The radio wave output from the magnetron 5 is so high that the radio waves from the magnetron 5 are supplied to the heating chamber 6 via a waveguide, and the food plate 24 is rotated by a motor 25. FIG. 3 shows a state in which a piezoelectric element sensor is attached to the exhaust section 12. FIG. 4 shows the configuration of a drip-proof ultrasonic microphone used in the experiment as a piezoelectric element sensor.
It consists of a lead wire 31, an inner link 32, a terminal plate 33, and silicone rubber 24.

(National Technical Repor
t P504〜P514vol  29  NO31A
N1983)第5図には40 KHz受信用の超音波マ
イクを圧電素子センサとして用い電子レンジに装着し、
センサの出力信号をスペクトル分析した結果例を示す。
(National Technical Report
t P504~P514vol 29 NO31A
N1983) In Figure 5, an ultrasonic microphone for 40 KHz reception is used as a piezoelectric element sensor and attached to a microwave oven.
An example of the results of spectrum analysis of the sensor output signal is shown.

(、)はセンサの初期状態、(b)はセンサの振動ケー
ス30の全表面にシリコーングリースを0.5〜1゜厚
で塗布した状態でのそれぞれ電子レンジの電源投入前の
暗騒音状態、電源投入後で水分発生前の状態、水が10
0°C結果である。結果は、5 Hz以下は類似出力で
あるが、それ以上の周波数では(b)の方が小さい出力
値となっている。
(,) is the initial state of the sensor, (b) is the background noise state before the microwave oven is powered on, with silicone grease applied to the entire surface of the vibration case 30 of the sensor at a thickness of 0.5 to 1°, respectively. After turning on the power and before moisture is generated, water is 10
This is the result at 0°C. The results show that at frequencies below 5 Hz, the outputs are similar, but at frequencies above that, (b) has a smaller output value.

これは、セ/すを長期使用したときにセンサの表面であ
る振動ケースに汚物が付着することによる出力信号の変
化を少なくするための対策が必要であることを示してい
る。
This indicates that it is necessary to take measures to reduce changes in the output signal due to dirt adhering to the vibrating case, which is the surface of the sensor, when the cell is used for a long period of time.

この問題の対策として本発明では、第6図に示スヨウな
、ローパスフィルタ増巾部を有するアンプを用いるもの
である。第6図のアンプの周波数ゲイン特性をボリュー
ムVRの調整によりゲインを最大にした場合(MAX)
と最小にした場合(MEN)について示したのが第7図
である。このセンサの沸騰時の出力を上記アンプを用い
て増巾した結果を第8図に示す。第8図から明らかなよ
うに、ローパスアンプを用いることにより、センサの初
期状態と、シリコーングリース塗布時で殆んど差のない
出力が得られることになり、センサの長期使用時の汚れ
に対して安定した出力を得るだめの対策として有効であ
ることが理解できよう。
As a solution to this problem, the present invention uses an amplifier having a low-pass filter amplification section as shown in FIG. When the frequency gain characteristics of the amplifier shown in Figure 6 are maximized by adjusting the volume VR (MAX)
FIG. 7 shows the case (MEN) where it is minimized. FIG. 8 shows the result of amplifying the output of this sensor during boiling using the above amplifier. As is clear from Figure 8, by using a low-pass amplifier, it is possible to obtain an output with almost no difference between the initial state of the sensor and when silicone grease is applied, and it is possible to prevent the sensor from becoming dirty after long-term use. It can be understood that this is an effective measure to prevent stable output.

以上の結果から明らかなように、上記アンプ出力を第1
図の比較器3においてスレッシュホールド電圧ΔvTと
比較することにより、信号電圧がΔVTより大きくなっ
た時に制御器4でブザー報知するようにすれば調理物が
沸騰点に達した時点を知ることができる。
As is clear from the above results, the above amplifier output is
By comparing the signal voltage with the threshold voltage ΔvT in the comparator 3 shown in the figure, if the controller 4 issues a buzzer notification when the signal voltage becomes larger than ΔVT, it is possible to know when the food has reached the boiling point. .

又制御器で電源を開成することで加熱を自動的に停止す
る構成も可能である。第9図にはセンサ出力例を42d
B/○CTのローパスフィルタ全周い、カットオフ周波
数を31.5 Hz 、 40Hz 、 50Hzとし
た時の結果を示す。
It is also possible to have a configuration in which heating is automatically stopped by turning on the power supply using a controller. Figure 9 shows an example of sensor output at 42d.
The results are shown when the low-pass filter of B/○CT is used all around and the cutoff frequencies are set to 31.5 Hz, 40 Hz, and 50 Hz.

発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば、きわめて簡易な
構成で、食品の加熱状態検知機能つきの電子レンジが実
現できる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a microwave oven with a food heating state detection function can be realized with an extremely simple configuration.

湿度センサやガスセンサを用いたものは、本質的に検知
素子の結晶粒界現象を利用するものなので、粒界の目づ
まりを防止するために、ヒータにより保温したり定期的
にヒータで汚れを焼ききることなど、保守面で多くの複
雑な工夫が要るが、本発明ではそのようなものが不要で
ある。従って保温用の電力や焼き切り用の電力が不要で
省電力型である。
Humidity sensors and gas sensors essentially utilize the grain boundary phenomenon of the sensing element, so to prevent clogging of the grain boundaries, they must be kept warm with a heater or periodically burned off to remove dirt. Although many complicated measures are required in terms of maintenance, the present invention does not require such measures. Therefore, there is no need for electricity for heat retention or for baking, making it a power-saving type.

さらに、保温用ヒータ電力の精度を保つだめの制御用パ
ーツやヒータ電力用の特別のトランスが不要であり安価
である。また第5図(b)で明らかなように、電子レン
ジ内の電磁騒音や冷却ファンの風切り音による雑音レベ
ルに対して、信号が大きいので安定した制御ができる。
Furthermore, there is no need for control parts to maintain the accuracy of the heat-retaining heater power or a special transformer for the heater power, and the cost is low. Furthermore, as is clear from FIG. 5(b), the signal is large, so stable control can be achieved with respect to the noise level caused by electromagnetic noise within the microwave oven and wind noise from the cooling fan.

さらにローパスアンプを用いているので、センサの信号
出力を長期に変化なく得られることになる0 またローパスアンプを用いると、第9図のように商用電
源からの誘導ノイズも受けにくくなり、特にfcを40
Hz以下にすると実用上充分なS/N比を得ることがで
きる。
Furthermore, since a low-pass amplifier is used, the signal output of the sensor can be obtained without change over a long period of time.In addition, when a low-pass amplifier is used, as shown in Figure 9, it is less susceptible to inductive noise from the commercial power supply. 40
When the frequency is set to Hz or less, a practically sufficient S/N ratio can be obtained.

また、従来の湿度センサでは、湿度センサとアンプの接
続に誘導ノイズを受けにくくするだめのシールド線を用
いていたが、本発明ではローパスアンプを用いることに
より通常のリード線利用が可能なので安価な構成ができ
る。
In addition, conventional humidity sensors use shielded wires to connect the humidity sensor and amplifier to make them less susceptible to induced noise, but the present invention uses a low-pass amplifier, which makes it possible to use ordinary lead wires, making it less expensive. Can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の圧電素子付き電子レンジの
構成図、第2図〜第4図はそれぞれ同電子レンジ及びセ
ンサの断面図、第5図(、)(b)は同それぞれセンサ
出力例の特性図、第6図は同アンプの回路図、第7図は
第6図のアンプの特性図、第8図は同センサの出力をア
ンプを介して出力した     )出力例の特性図、第
9図は同アンプのカットオフ周波数を変えたときの出力
波形図、第10図は従来例のブロック図である。 1・・・・・・圧力素子センサ、2・・・・・・ローパ
スアンプを含むアンプ、3・・・・・・比較器、4・・
・・・・制御器、6・・・・・・加熱室、12・・・・
・・排気部、ΔVT・・・・・・スレッシュホールド電
圧、29・・・・・・圧電素子、30・・・・・・振動
ケース(薄板)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名7−
−−ノ玉電未子七ンサ ?−−−直づL阻止アンプ 3−−−ア乙I更、迅、 第1図       4−利りl7B 6−j)D弁(1− /2−一一拝矢印 Δv7 第2図 Z5 第3図 第4図 第5図 り一Δ 区 (り 城
Fig. 1 is a configuration diagram of a microwave oven equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, Figs. 2 to 4 are sectional views of the same microwave oven and a sensor, respectively, and Fig. 5 (,) and (b) are respectively the same. Characteristic diagram of a sensor output example, Figure 6 is a circuit diagram of the same amplifier, Figure 7 is a characteristic diagram of the amplifier in Figure 6, and Figure 8 is the output of the same sensor output via an amplifier.) Characteristics of an output example 9 is an output waveform diagram when the cutoff frequency of the same amplifier is changed, and FIG. 10 is a block diagram of a conventional example. 1...Pressure element sensor, 2...Amplifier including low-pass amplifier, 3...Comparator, 4...
...Controller, 6...Heating chamber, 12...
...Exhaust section, ΔVT...Threshold voltage, 29...Piezoelectric element, 30...Vibration case (thin plate). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao 1 person 7-
--Nodama Den Miko Nansa? ---Naozu L blocking amplifier 3---A Otsu I further, Jin, Fig. 1 4-Return l7B 6-j) D valve (1- /2-11 arrow Δv7 Fig. 2 Z5 3rd Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 加熱室の排気部に圧電素子センサを設け、上記圧電素子
センサの出力を商用周波数より低いカットオフ周波数の
ローパス特性を有する電圧増巾用の増巾部を有するロー
パスアンプを含むアンプで増巾した電圧と予め設定した
スレッシュホールド電圧とを比較器で比較した出力によ
り制御器で制御する圧電素子センサ付き電子レンジ。
A piezoelectric element sensor was provided in the exhaust section of the heating chamber, and the output of the piezoelectric element sensor was amplified by an amplifier including a low-pass amplifier having an amplification section for voltage amplification having a low-pass characteristic with a cutoff frequency lower than the commercial frequency. A microwave oven with a piezoelectric sensor that is controlled by a controller based on the output of a comparator that compares the voltage with a preset threshold voltage.
JP10966285A 1985-05-22 1985-05-22 Microwave oven with piezoelectric element sensor Expired - Lifetime JPH0612710B2 (en)

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