JPS6315710B2 - - Google Patents
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- JPS6315710B2 JPS6315710B2 JP55063606A JP6360680A JPS6315710B2 JP S6315710 B2 JPS6315710 B2 JP S6315710B2 JP 55063606 A JP55063606 A JP 55063606A JP 6360680 A JP6360680 A JP 6360680A JP S6315710 B2 JPS6315710 B2 JP S6315710B2
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- heated
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
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- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高周波加熱熱源が加熱室に供給する
入射電力および加熱室側から反射される反射電力
のうち少なくとも反射電力を検出する検出手段を
設けた高周波加熱装置に関するものであり、その
目的とするところは反射電力の変化量に基づいて
加熱熱源を制御し自動加熱を行なうところにあ
る。
入射電力および加熱室側から反射される反射電力
のうち少なくとも反射電力を検出する検出手段を
設けた高周波加熱装置に関するものであり、その
目的とするところは反射電力の変化量に基づいて
加熱熱源を制御し自動加熱を行なうところにあ
る。
従来、高周波加熱装置において自動加熱を行な
う手段として、加熱室庫内の雰囲気温度を温度セ
ンサで検知するもの、被加熱物に温度検知センサ
を挿入して直接的に温度を検知するもの、被加熱
物が加熱されることによつて発生する水蒸気量を
温度センサで検知するもの、被加熱物の発生する
炭素分を含んだガスを検知するものなどが用いら
れている。ところで、被加熱物を加熱するのに必
要な熱量は、投入される高周波パワーとその投入
時間で決定される。上記の検知手段を用いた自動
加熱は、投入時間を検知手段の検知信号に基づい
て制御するものである。しかしながら、これらの
検知手段を用いて自動加熱を行う場合、高周波加
熱装置の本質であるところ高周波加熱熱源の出力
高周波パワーを被加熱物に吸収させる隙の加熱効
率（被加熱物に吸収される高周波パワーと高周波
加熱熱源の出力高周波パワーの比）が被加熱物の
種類や大きさによつて大巾に変化するために自動
加熱を推進させる上での大きな課題になつてい
る。これは第１図を見ればより明白となる。第１
図は、高周波加熱装置の軽負荷効率特性を示した
もので、横軸は負荷である水の量（c.c.）、縦軸は
定格出力に対し水負荷2000c.c.の時の加熱効率を
100とした加熱効率を表わしたものであり、たと
えば定格出力600wに対して水負荷2000c.c.の時に
600wすべてが負荷に吸収されると水負荷100c.c.の
時には約380wしか負荷に吸収されないことを示
している。
う手段として、加熱室庫内の雰囲気温度を温度セ
ンサで検知するもの、被加熱物に温度検知センサ
を挿入して直接的に温度を検知するもの、被加熱
物が加熱されることによつて発生する水蒸気量を
温度センサで検知するもの、被加熱物の発生する
炭素分を含んだガスを検知するものなどが用いら
れている。ところで、被加熱物を加熱するのに必
要な熱量は、投入される高周波パワーとその投入
時間で決定される。上記の検知手段を用いた自動
加熱は、投入時間を検知手段の検知信号に基づい
て制御するものである。しかしながら、これらの
検知手段を用いて自動加熱を行う場合、高周波加
熱装置の本質であるところ高周波加熱熱源の出力
高周波パワーを被加熱物に吸収させる隙の加熱効
率（被加熱物に吸収される高周波パワーと高周波
加熱熱源の出力高周波パワーの比）が被加熱物の
種類や大きさによつて大巾に変化するために自動
加熱を推進させる上での大きな課題になつてい
る。これは第１図を見ればより明白となる。第１
図は、高周波加熱装置の軽負荷効率特性を示した
もので、横軸は負荷である水の量（c.c.）、縦軸は
定格出力に対し水負荷2000c.c.の時の加熱効率を
100とした加熱効率を表わしたものであり、たと
えば定格出力600wに対して水負荷2000c.c.の時に
600wすべてが負荷に吸収されると水負荷100c.c.の
時には約380wしか負荷に吸収されないことを示
している。
また、被加熱熱源の出力高周波パワーPi、その
周波数、被加熱物の比誘電率εr、被加熱物の誘
電体力率tanδを用いて Ｐ＝ｋ・Pi・・εrtanδ ここでｋは吸収常数 と表わすことができる。ところで同一被加熱物に
対してεrtanδは周波数とともに変化するが、さ
らには同一周波数において、被加熱物の温度によ
つてもεrtanδは変化するため、被加熱物への加熱
効率は加熱時間に伴なつて変化することになる。
第２図は被加熱物の温度とεrtanδの関係を示す特
性図である。横軸に温度「℃」、縦軸にεrtanδを
目盛つており、実線が魚、破線がH2Oに対する
特性である。冷凍魚や氷に対しては吸収される高
周波パワーは少なくて０℃に近づくと急速に吸収
され、以後被加熱物の温度上昇に伴なつて吸収さ
れる高周波パワーは徐々に減少することが図に示
されている。これはすなわち等量の高周波パワー
が加熱室に供給されているとすると、加熱室側か
ら反射する反射電力が被加熱物の温度上昇に伴な
つて変化することを示唆しており特に解凍器への
応用展開が考えられる。
周波数、被加熱物の比誘電率εr、被加熱物の誘
電体力率tanδを用いて Ｐ＝ｋ・Pi・・εrtanδ ここでｋは吸収常数 と表わすことができる。ところで同一被加熱物に
対してεrtanδは周波数とともに変化するが、さ
らには同一周波数において、被加熱物の温度によ
つてもεrtanδは変化するため、被加熱物への加熱
効率は加熱時間に伴なつて変化することになる。
第２図は被加熱物の温度とεrtanδの関係を示す特
性図である。横軸に温度「℃」、縦軸にεrtanδを
目盛つており、実線が魚、破線がH2Oに対する
特性である。冷凍魚や氷に対しては吸収される高
周波パワーは少なくて０℃に近づくと急速に吸収
され、以後被加熱物の温度上昇に伴なつて吸収さ
れる高周波パワーは徐々に減少することが図に示
されている。これはすなわち等量の高周波パワー
が加熱室に供給されているとすると、加熱室側か
ら反射する反射電力が被加熱物の温度上昇に伴な
つて変化することを示唆しており特に解凍器への
応用展開が考えられる。
また、加熱に必要な熱量を決定する方法とし
て、予じめ決めた加熱時間と、加熱初期に生ずる
反射電力に基づいて決定される投入高周波パワー
とを用いる方法がある。この方法も、前述した内
容からわかるように加熱経過に伴なつて変化する
被加熱物に吸収される高周波パワーについての対
応をしていないため、よりよい加熱を実行するこ
とができない。
て、予じめ決めた加熱時間と、加熱初期に生ずる
反射電力に基づいて決定される投入高周波パワー
とを用いる方法がある。この方法も、前述した内
容からわかるように加熱経過に伴なつて変化する
被加熱物に吸収される高周波パワーについての対
応をしていないため、よりよい加熱を実行するこ
とができない。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであ
り、加熱室側から反射される反射電力を時々刻々
検出し、この反射電力の変化量に基づいて被加熱
物の加熱状態を判断し加熱時間を制御する高周波
加熱装置を提供するものである。
り、加熱室側から反射される反射電力を時々刻々
検出し、この反射電力の変化量に基づいて被加熱
物の加熱状態を判断し加熱時間を制御する高周波
加熱装置を提供するものである。
以下図面を参照に説明する。
第３図は、本発明一実施例を示す高周波加熱装
置の構成図である。高周波加熱熱源１は、固体素
子を用いて構成された全固体高周波発生源で構成
されており、その出力端には、入射電力Pi、反射
電力Prを検出するマイクロストリツプ線路で構
成された２方向性結合器２が接続され、２方向性
結合器の出力端には、同軸−マイクロストリツプ
線路変換器と高周波パワー伝送線路である同軸伝
送線路３が接続され、その末端には加熱室４に高
周波を励振させるアンテナ５が構成されている。
高周波加熱熱源の出力高周波パワーは、上記の２
方向性結合器、同軸伝送線路、アンテナを伝送し
て加熱室内に収容された被加熱物６を誘電加熱す
る。７は高周波加熱熱源１の駆動電源を制御する
制御器である。
置の構成図である。高周波加熱熱源１は、固体素
子を用いて構成された全固体高周波発生源で構成
されており、その出力端には、入射電力Pi、反射
電力Prを検出するマイクロストリツプ線路で構
成された２方向性結合器２が接続され、２方向性
結合器の出力端には、同軸−マイクロストリツプ
線路変換器と高周波パワー伝送線路である同軸伝
送線路３が接続され、その末端には加熱室４に高
周波を励振させるアンテナ５が構成されている。
高周波加熱熱源の出力高周波パワーは、上記の２
方向性結合器、同軸伝送線路、アンテナを伝送し
て加熱室内に収容された被加熱物６を誘電加熱す
る。７は高周波加熱熱源１の駆動電源を制御する
制御器である。
第４図は、本発明一実施例を示す入射電力、反
射電力検出用の２方向性結合器の構成図である。
高周波加熱熱源の出力高周波パワーすなわち入射
電力Piはマイクロストリツプ主線路８を伝送す
る。この主線路８の出力端は同軸−マイクロスト
リツプ線路変換器９を介して同軸伝送線路３に接
続されている。また主線路８と平行に所望の間隔
でもつて張られたマイクロストリツプ副線路１０
により主線路８を伝送する入射電力Piと反射電力
Prに比例した電力量P′i、P′rを夫々検波ダイオー
ド１１，１２によつて電気信号に変換し、２方向
性結合器２の２出力端１３，１４に夫々入射電
力、反射電力に等価な信号を出力する。また副線
路１０の中央部には終端抵抗１５が接続されてい
る。
射電力検出用の２方向性結合器の構成図である。
高周波加熱熱源の出力高周波パワーすなわち入射
電力Piはマイクロストリツプ主線路８を伝送す
る。この主線路８の出力端は同軸−マイクロスト
リツプ線路変換器９を介して同軸伝送線路３に接
続されている。また主線路８と平行に所望の間隔
でもつて張られたマイクロストリツプ副線路１０
により主線路８を伝送する入射電力Piと反射電力
Prに比例した電力量P′i、P′rを夫々検波ダイオー
ド１１，１２によつて電気信号に変換し、２方向
性結合器２の２出力端１３，１４に夫々入射電
力、反射電力に等価な信号を出力する。また副線
路１０の中央部には終端抵抗１５が接続されてい
る。
第５図は本発明一実施例を示す高周波加熱装置
の制御シグナルフローブロツク図である。
の制御シグナルフローブロツク図である。
本発明の制御方式は、被加熱物を加熱するのに
必要な熱量を被加熱物に吸収される高周波パワー
とこれに基づいて制御された投入時間により決定
するものであり、第５図を参照して以下にその具
体的な制御内容を説明する。
必要な熱量を被加熱物に吸収される高周波パワー
とこれに基づいて制御された投入時間により決定
するものであり、第５図を参照して以下にその具
体的な制御内容を説明する。
前記２方向性結合器により得られた入射電力、
反射電力に対応した信号P′i，P′r（ｔ）に基づき、
相対値検出器１６はＶ（ｔ）＝P′r（ｔ）／P′iなる
信号を出力する。ここで反射電力信号P′r（ｔ）
は、時々刻々変化することから時間変数ｔの関係
で示される。今時刻toに加熱が開始された時、初
期相対値保持器１７によりＶ（to）＝P′r（to）／
P′iなる信号量が加熱時間中保持される。また加
熱時間経過に伴ない時々刻々変化するＶ（ｔ）と
上記Ｖ（to）との差Ｖ（to）−Ｖ（ｔ）なる信号が加
熱熱源制御器７に入力される。一方入射電力信号
Piおよび被加熱物に応じて選択される
MANUAL信号により、基準信号発生器１８が
加熱時間を制御する加熱時間制御基準信号VSを
発生する。前記加熱熱源制御器７は、上記のＶ
（to）−Ｖ（ｔ）なる信号と制御基準信号VSとの比
較を行ない加熱熱源を制御する制御信号VCを出
力する。高周波加熱熱源である固体高周波発生源
を構成する固体高周波発振器（図に示していな
い）は駆動電圧を制御することによつて出力高周
波パワーのレベルが制御されるいわゆる電圧制御
発振器で構成されており高周波加熱熱源は加熱時
間に対して連続動作を行う。この出力高周波パワ
ーすなわち加熱室への入射電力Piは固体高周波発
振器の駆動電圧値より一義的に知れる。このよう
な高周波加熱源の場合、たとえば固体高周波発振
器の駆動電圧を前記制御信号VCにより制御しそ
の動作を終了させて被加熱物の高周波加熱を自動
的に制御するものである。
反射電力に対応した信号P′i，P′r（ｔ）に基づき、
相対値検出器１６はＶ（ｔ）＝P′r（ｔ）／P′iなる
信号を出力する。ここで反射電力信号P′r（ｔ）
は、時々刻々変化することから時間変数ｔの関係
で示される。今時刻toに加熱が開始された時、初
期相対値保持器１７によりＶ（to）＝P′r（to）／
P′iなる信号量が加熱時間中保持される。また加
熱時間経過に伴ない時々刻々変化するＶ（ｔ）と
上記Ｖ（to）との差Ｖ（to）−Ｖ（ｔ）なる信号が加
熱熱源制御器７に入力される。一方入射電力信号
Piおよび被加熱物に応じて選択される
MANUAL信号により、基準信号発生器１８が
加熱時間を制御する加熱時間制御基準信号VSを
発生する。前記加熱熱源制御器７は、上記のＶ
（to）−Ｖ（ｔ）なる信号と制御基準信号VSとの比
較を行ない加熱熱源を制御する制御信号VCを出
力する。高周波加熱熱源である固体高周波発生源
を構成する固体高周波発振器（図に示していな
い）は駆動電圧を制御することによつて出力高周
波パワーのレベルが制御されるいわゆる電圧制御
発振器で構成されており高周波加熱熱源は加熱時
間に対して連続動作を行う。この出力高周波パワ
ーすなわち加熱室への入射電力Piは固体高周波発
振器の駆動電圧値より一義的に知れる。このよう
な高周波加熱源の場合、たとえば固体高周波発振
器の駆動電圧を前記制御信号VCにより制御しそ
の動作を終了させて被加熱物の高周波加熱を自動
的に制御するものである。
なお高周波加熱熱源の各出力高周波パワーに対
じた加熱時間制御基準信号VS′を準備しておくこ
とにより各出力高周波パワーレベルに応じ上述と
同様の過程で制御信号を得るように構成すること
も可能である。また、高周波出力を２段階に可変
して高周波加熱を行う場合には、第１段階での出
力にて加熱に要した時間に基づいて第２段階での
高周波出力パワーとその動作時間を決定し加熱を
行うようにすることも可能である。
じた加熱時間制御基準信号VS′を準備しておくこ
とにより各出力高周波パワーレベルに応じ上述と
同様の過程で制御信号を得るように構成すること
も可能である。また、高周波出力を２段階に可変
して高周波加熱を行う場合には、第１段階での出
力にて加熱に要した時間に基づいて第２段階での
高周波出力パワーとその動作時間を決定し加熱を
行うようにすることも可能である。
以上の説明は、高周波加熱熱源をその出力高周
波パワーレベルが容易にかつ連続的に変えること
ができる固体高周波発生源で構成したものであ
る。これに対して出力高周波パワーを高周波加熱
熱源駆動時間のデユーテイ比で変化させる構成か
らなる高周波加熱熱源の場合には、出力高周波パ
ワーは時間平均で決められる。しかしながらこの
場合でも動作時の反射電力を検出して同様の制御
信号を出力することができることは明らかであ
る。
波パワーレベルが容易にかつ連続的に変えること
ができる固体高周波発生源で構成したものであ
る。これに対して出力高周波パワーを高周波加熱
熱源駆動時間のデユーテイ比で変化させる構成か
らなる高周波加熱熱源の場合には、出力高周波パ
ワーは時間平均で決められる。しかしながらこの
場合でも動作時の反射電力を検出して同様の制御
信号を出力することができることは明らかであ
る。
なお入射電力、反射電力検出手段は本発明一実
施例に限るものではなくたとえば同軸線路や導波
管を用いて構成してもよい。
施例に限るものではなくたとえば同軸線路や導波
管を用いて構成してもよい。
以上本発明は、少なくとも加熱室からの反射電
力を検出する手段を設けた高周波加熱装置におい
て、反射電力量の変化量に基づいて高周波加熱熱
源の出力電力を閉ループ制御するものであり、加
熱時間の計数は不要であり、また時々刻々の被加
熱物の加熱進捗度合が掌握できるため使い勝手の
よい装置が提供できるとともに構成が簡単なため
民生機器に十分実用化できる効果を奏する。
力を検出する手段を設けた高周波加熱装置におい
て、反射電力量の変化量に基づいて高周波加熱熱
源の出力電力を閉ループ制御するものであり、加
熱時間の計数は不要であり、また時々刻々の被加
熱物の加熱進捗度合が掌握できるため使い勝手の
よい装置が提供できるとともに構成が簡単なため
民生機器に十分実用化できる効果を奏する。
第１図は従来の高周波加熱装置の軽負荷効率特
性図、第２図は被加熱物の温度とεr・tanδの関係
を示す特性図、第３図は本発明一実施例を示す高
周波加熱装置の構成図、第４図は本発明一実施例
を示す入射電力、反射電力検出用の２方向性結合
器の構成図、第５図は本発明一実施例を示す高周
波加熱装置の制御シグナルフローブロツク線図で
ある。 １……高周波加熱熱源、２……２方向性結合器
（電力検出器）、４……加熱室、６……被加熱物、
７……制御器、Pi，P′i……入射電力、Pr，P′r，
P′r（ｔ）……反射電力。
性図、第２図は被加熱物の温度とεr・tanδの関係
を示す特性図、第３図は本発明一実施例を示す高
周波加熱装置の構成図、第４図は本発明一実施例
を示す入射電力、反射電力検出用の２方向性結合
器の構成図、第５図は本発明一実施例を示す高周
波加熱装置の制御シグナルフローブロツク線図で
ある。 １……高周波加熱熱源、２……２方向性結合器
（電力検出器）、４……加熱室、６……被加熱物、
７……制御器、Pi，P′i……入射電力、Pr，P′r，
P′r（ｔ）……反射電力。
Claims (1)
- １ 被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室に
給電するマイクロ波エネルギを発生させる高周波
加熱熱源と、前記加熱室からの反射電力を検出す
る手段と、加熱初期に生じる反射電力を記憶保持
する手段と、加熱中に検出される反射電力と前記
記憶保持された反射電力との差に基づいて前記高
周波加熱熱源の動作を終了させる制御器とを有す
る高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6360680A JPS56159087A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | High frequency heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6360680A JPS56159087A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | High frequency heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56159087A JPS56159087A (en) | 1981-12-08 |
| JPS6315710B2 true JPS6315710B2 (ja) | 1988-04-06 |
Family
ID=13234109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6360680A Granted JPS56159087A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | High frequency heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56159087A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0199116A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Fujitsu Ltd | 高周波電源の制御方法 |
| US5241040A (en) * | 1990-07-11 | 1993-08-31 | International Business Machines Corporation | Microwave processing |
| US9398646B2 (en) | 2009-07-10 | 2016-07-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Microwave heating device and microwave heating control method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549632A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-10 | Tdk Corp | Electronic oven |
-
1980
- 1980-05-13 JP JP6360680A patent/JPS56159087A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549632A (en) * | 1978-10-05 | 1980-04-10 | Tdk Corp | Electronic oven |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56159087A (en) | 1981-12-08 |
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