JPS6131780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外線検知による食品の加熱制御方法
に関するものである。

電子レンジを含む加熱調理器において、自動に
調理の進抄度合を知つて、加熱熱源を制御するこ
とは、上手に、又自動的に調理が出来るという点
で、非常に期待されている。

このための手段としては、各種調理器において
多くの試みがなされている。例えば、庫内の雰囲
気温度検知法、食品に温度センサを挿入する方
法、さらには、水分を含む食品が、調理進行にと
もなつて発生する水蒸気を温度検知器で調べる方
法等がある。

食品にセンサを挿入するものは、食品の温度を
直接知る点で長所はあるが、反面、食品のある１
定個所の温度情報しか分らないこと、冷凍食品の
解凍時のように、食品が硬くてセンサ挿入に困難
をきたすなど問題点もある。

又、上記の残る２つの方法（雰囲気温度検知
法、温度センサ利用による方法）は、食品の温度
を間接的にしか検知できないこと等の問題があ
り、当初に挙げた期待に充分応えうる内容には完
成されていない。

以上のべたようなニーズの背景と、科学技術の
進歩によるセンサ材料の改良、製造技術の発展に
よる非接触温度センサ開発のシーズは最近民生レ
ベルでドツキング可能に近い形になつてきてい
る。

その中でも絶対雰度以上の物体は必らず赤外エ
ネルギーを出し、そのエネルギー量は、物体の温
度と相関がある。本発明はこの原理を利用して検
知をする赤外線検知センサーを用いた食品の加熱
制御方法に関する。

民生用に使うという観点から、常温使用可能の
センサ（液体窒素などによる冷却が不要なもので
一般に感度は低い）、又対象を食品の温度検知を
するということで、対象物の温度は、冷凍状態の
−20〜−10℃からこげ目がつく温度120〜180℃と
いうことで、小さな赤外入力エネルギーを処理す
る必要があること。（赤外エネルギーの強さＩ
は、食品の放射率をη、絶対温度をＴとしたと
き、Ｉはη×T⁴に比例する）調理器なので、そ
の熱源（ヒータや高周波発生器）が、発生する誘
導や電波放射による雑音がある。

上記入力エネルギーが小さいこと、センサ感度
が低いことと考え合せると、Ｓ／Ｎ比の点で多く
の問題が潜在する。

さらに、赤外検知センサは、対象とする波長が
数ミクロン（μｍ）〜数10ミクロン（μｍ）と長
いが、本質は、光学系利用のものであるので、光
学系の汚れの問題がある。

調理器のセンサとして利用可能にするには、こ
れらの問題を解決する必要があり、そのための多
くの工夫、構造の限定をする必要がある。

さらに、赤外線により食品の温度を測定すると
言つても、食品の表面を測定するだけであるから
容積のある（厚みのある）食品全体の調理進抄を
知れることはない。一般に、加熱器で加熱をした
場合、食品の表面温度と、内部温度には差があ
る。

従つて、表面の温度情報から、食品全体の調理
進抄度合を制御するための工夫も必要とされる。

本発明の一実施例を図面によつて説明する。第
１図は、熱源は明示していないが、加熱調理器で
ある。１はケース、２は脚、３は加熱庫壁、４は
食品受皿台５を回転駆動するモータ、６は食品で
皿７に載つている。８は加熱室である。

９は加熱室壁３の天井中央部に設けられた開孔
である。１０はチヨツパ羽根、１１はチヨツパモ
ータ、１２は反射鏡、１３は視野限定フード、１
４は反射凹面鏡を有する鏡である。１５は赤外線
検知センサである。

第２図Ａ，Ｃ，Ｅは表面温度の経過線図、第２
図Ｂ，Ｄ，Ｆは加熱源の出力の加えるシーケンス
を出力レベルも含め示す図である。

第２図Ａ，Ｂでは、第１設定レベルＴ_N1まで強
出力加熱し、Ｔ_D1まで休止し、次にＴ_N2（Ｔ_N2≧
Ｔ_N1）まで弱出力で加熱し、Ｔ_D2（Ｔ_D2≧Ｔ_D1）
まで休止し、次に弱出力でＴ_Eまで加熱が行なわ
れ、調理が完了する。

第２図Ｃ，Ｄは厚みの薄い食品時の傾向で、出
力切換の休止時は開始後一定時間t₁，t₂経過して
も温度が低下しないか、その低下程度が小さい時
は、次の出力モードに切換る。従つて、加熱時間
は短かく調理が完了する。

第２図Ｅ，Ｆは２度目の加熱時間t₃と１定比率
をもつ時間t₄だけ休止時間（t₄＝kT₃）を置いて、
終了動作、即ちベルやブザー報知がパイロツトラ
ンプ表示することでシーケンス完了とする例を示
している。

なお、出力レベルはデユーテイ切換による制御
も含まれている。

Ｔ_N＝Ｔ_E＝25℃、Ｔ_D＝15℃とし、とした場
合、電波出力を最初700W、次に200Wとして、豚
肉3.5Kgを電子レンジで解凍した結果は全体時間
が30分〜40分でありスピーデイで、非常に良質の
結果を得ることができた。

本発明は、特に表面温度情報から食品全体の調
理進抄度合を制御することに関するものである。

調理（解凍も含む）をする場合、要求されるこ
とは、(1)スピーデイであること、(2)出来上りに失
敗がないこと、特に出来すぎることは禁物であ
る。更に(3)使い勝手を良くするには、量や厚みを
毎回測ることなく自動的に行なわれればベストで
ある。

従来この目的のために、例えば、電子レンジの
解凍をする場合を考えると、食品の量を測り、電
波出力を定格出力の半分以下にし、経験にもとず
く換算時間で、設定してやることが行なわれてい
る。

上記(1)の観点からは、出力を低下させるので長
時間かかる。(2)の観点からは、時間設定を誤まる
と過加熱になる時がある。(3)重量を毎回測定し標
準時間に換算する手間がかかるという問題があ
る。

一方、赤外線による温度検知は表面温度を測定
するので、過加熱の心配は少ないが、特別の工夫
の必要がいる。例えば電子レンジで解凍を進める
とき、同一重量、形状でも材質の差で、表面の温
度変化は大きく異なるのである。これは肉の赤身
の部分を検知するときと、脂肪部を検知するとき
で倍以上の差がある事実となつて現われる。

赤身と脂肪部で電波の吸収率、水の含有量、比
熱の関係で、これは当然の結果である。しかし両
者の加熱エネルギー量は殆んど等しくする必要が
ある。全部脂肪ではないからである。

この問題の解決法として本発明は、初めは強い
出力で加熱をし、次に放置したあと、弱い出力で
加熱をするときの温度上昇特性をみることで必要
適量エネルギーを決めようとするものである。

効果としては、(1)開始時に強出力で加熱するの
で加熱時間が短かくて剤む。(2)食品の温度上昇限
度がある程度、Ｔ_Nの設定で管理できるので、お
さえられ過加熱が発生しいくい。(3)重量だけでな
く形状（厚みが厚いか薄いか）についても必要エ
ネルギーが適確に設定できる。などがある。

特に、(3)の効果が出るのは、次のようなメカニ
ズムによると想定される。

予め設定された最終目的温度Ｔ_E（例えば35
℃）まで加熱するときに強出力の加熱でＴ_N1（例
えば25℃）に達したあと放置するとＴ_D1（例えば
15℃）まで温度は低下する。

薄い物を加熱すると、次のＴ_N2（例30℃）に達
する時間は短かく、厚物を加熱すると長くなる。

これは、薄物の場合、表面と内部の温度勾配が
小さい状態で、加熱が進むのに対し厚物は温度勾
配が大きいので、表面温度が下がろうとする傾向
と、加熱により上昇しようとする傾向のバランス
で表面温度の上昇特性が決まるからである。即ち
弱出力による温度上昇特性は、形状による差（食
品の厚み）の情報が含まれているのである。

従来の加熱制御法は、重量で管理されていたが
この方法は問題がある。例えば、同じ１Kgの肉の
解凍でも厚みが１cmと５cmとでは火の通り方に差
があるので加熱エネルギー量に差があるべきだが
重量によるものは、その差を制御できない。

それに対し本発明の方法は、形状による差も区
別して制御できるものである。

本発明で、出力モードが変る期間に休止時間を
設けることは、上記長所に加えて休止時間内に表
面の高温部と内部低温部間で伝導による熱交換で
温度の水準化が進むという長所も期待できる。

Ｔ_N到達後に温度低下の遅いものは、表面と内
部の温度差が小さいことを意味する。この場合、
Ｔ_Dまで低下する時間放置することは、シーケン
ス時間が長くなり、又その必要もない。

そこで（Ｔ_N−ＴＤ）よりも小さいスレツシユ
ホールド電圧△Tthを設定し、Ｔ_Nから（Ｔ_N−△
Tth）までの到達がある設定時間以上かかる場合
は、次のモードにうつるというシーケンスは全体
時間短縮に有効である。

以上の説明のように本発明によれば次の効果が
得られる。

(i) 開始時に強出力で加熱するので加熱時間が短
かくて剤む。

(ii) 食品の温度上昇限度がある程度でおさえられ
過加熱の心配が少ない。

(iii) 重量だけでなく形状についても、その差に対
応する適確な必要エネルギーが自動的に設定で
きる。

(iv) Ｔ_N到達後、温度が上昇してゆくものや、低
下スピードが極端におそいものはスレーシユホ
ールド電圧設定の方法で、次のシーケンスに移
れる構成で、全体時間を短かくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における赤外線検知
による食品の加熱制御方法を用いた電子レンジの
断面図、第２図Ａ，Ｃ，Ｅは表面温度の経過線
図、第２図Ｂ，Ｄ，Ｆは出力レベルを示す図であ
る。 ６……食品、８……加熱室、１１……チヨツパ
モータ、１５……赤外線検知センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 赤外線による温度検知器をもち、加熱出力を
   変化できる食品加熱器において、加熱開始前に予
   じめ設定された最終目標設定温度レベルＴ_Eと上
   記設定レベルＴ_E以下の低い温度レベルＴ_Nを設
   け、加熱開始後レベルＴ_Eに至る過程で、検出し
   た温度信号が、レベルＴ_Nを越えた時に電波出力
   を停止し、一定時間経過後に、出力停止前よりも
   小さい電波出力で再度加熱することを１回以上繰
   り返して、レベルＴ_Eに達した時点で加熱を停止
   することを特徴とする赤外線検知による食品の加
   熱制御方法。