TWI533761B - Induction heating conditioner - Google Patents

Description

感應加熱調理器

本發明是關於具備熱電堆作為鍋溫度檢測手段之感應加熱調理器。

感應加熱調理器，是在結晶化玻璃等所構成的面板下設置同心圓狀的感應加熱線圈(以下簡稱「加熱線圈」)，讓高頻電流流過，利用所產生的磁場在面板上所載置之作為調理容器的鍋底誘發渦電流，利用其焦耳熱將作為調理容器的鍋實施直接加熱。

作為感應加熱調理器之鍋溫度檢測手段，基於應答速度良好的觀點，現在大多採用：將從加熱後的鍋底放射出之紅外線隔著面板藉由紅外線感測器觀測而檢測溫度者。作為該紅外線感測器，一般是使用光二極體等的量子型、或熱電堆等的熱型感測器。將該紅外線感測器配置於加熱線圈中心空隙附近的下方，將從鍋底放射出的紅外線隔著面板藉由紅外線感測器進行檢測，對應於其輸出而控制用來驅動加熱線圈之換流器電路輸出，藉此將調理溫度予以調整。

然而，在調理溫度(100~250℃)下放射紅外線能量少，再者基於面板的光學特性，透過面板的波長僅為1μm~3μm之幅寬2μm左右，只能讓鍋的全部放射紅外線能量之1~2%通過面板。因此，所使用的紅外線感測器之感度，要求比體溫計等所使用者高1階以上的感度。此外，由於感測器輸出信號為直流電壓，必須使用放大率高的直流放大電路。因此，該等紅外線感測器對於周圍溫度的變動非常敏感，調理中的機體內溫度變動會使感測器輸出電壓發生變動，而對鍋溫度檢測精度造成極大的影響。

作為解決此問題的手段，可列舉專利文獻1~4。

專利文獻1的技術，係具備：輸出對應於來自檢測對象的紅外線入射的信號之第1檢測部(熱電堆)、輸出對應於來自周圍環境的紅外線入射的信號之第2檢測部(熱電堆)、以及輸出第1、第2檢測部之輸出信號的差值之差動放大器，而能高精度地檢測來自檢測對象的紅外線。

專利文獻2的技術，係具備：具有讓紅外線射入的入射窗之容器、在該容器內與前述入射窗相對向地配置之第1紅外線檢測元件(熱型紅外線檢測元件)、用來組裝第1紅外線檢測元件之基板、以及配置於前述容器內而用來對第1紅外線檢測元件之檢測輸出實施溫度補償之第2紅外線檢測元件(熱型紅外線檢測元件)，在從前述入射窗射入的紅外線能被前述基板遮蔽的位置配置第2紅外線檢測元件，藉此抑制周圍溫度變化所造成的檢測精度降 低。

專利文獻3的技術，是一種將熱源溫度以非接觸方式進行測定之紅外線溫度感測器，係具備：偵測從前述熱源放射的紅外線熱量之紅外線偵測用感熱元件、偵測來自外部環境的熱量且被遮光之溫度補償用感熱元件、以及在前述外部環境和前述紅外線感測器之間進行熱的流出流入之熱流出入部位；使從前述熱流入部位朝向前述偵測用元件和補償用元件之熱傳導成為大致均等，而能進行正確的溫度補償。

專利文獻4的技術，是一種將物體所輻射的紅外線能量轉換成電信號而輸出之紅外線感測器，係具備：將前述紅外線能量轉換成前述電信號之第1紅外線檢測元件(光二極體)所構成的受光部、及用來校正前述受光部的輸出信號之第2紅外線檢測元件(光二極體)、即溫度特性補償元件所構成的校正部，前述受光部和前述校正部是在同一基板上由同一材料所形成且具有相同構造而讓前述紅外線以同樣的方式射入；並具備有：將前述受光部的輸出信號放大之運算放大電路、連接於前述運算放大電路之反相輸入端子和輸出端子之間的電阻元件、用來產生基準電壓之基準電壓產生電路；前述受光部之一端子連接於前述運算放大電路之非反相輸入端子，前述溫度特性補償元件之一端子連接於前述運算放大電路之反相輸入端子，前述受光部之另一端子和前述溫度特性補償元件之另一端子共通連接於前述基準電壓產生電路，藉由該紅外線感測 器將被檢測對象物的溫度予以高精度地檢測。

[專利文獻1]日本特開2007-85840號公報

[專利文獻2]日本特開平11-132857號公報

[專利文獻3]日本特開2011-75365號公報

[專利文獻4]WO2007-125873號公報

專利文獻1，是將第1檢測部輸出和第2檢測部輸出的差值放大，該第1檢測部是讓來自檢測對象及周圍環境(周圍溫度)的紅外線射入，該第2檢測部是讓來自周圍環境的紅外線射入；利用差動放大器之高CMRR(Common-Mode Rejection Ratio，同相除去比)將來自周圍環境的紅外線所造成的輸出變動去除，藉此提高檢測精度。專利文獻1，是假定射入第1檢測部之來自周圍環境的紅外線量和射入第2檢測部之紅外線量相等。又假定各元件的紅外線檢測感度、溫度特性相同。然而，實際上，要使來自周圍環境之各檢測部的紅外線量或溫度相等很困難。又在具體的電路，必須在差動放大器前設置緩衝放大器。由於熱電堆的內部電阻(約50~150kΩ)大，為了利用電路將其輸出電阻降低而讓下個差動放大器正常地動作，這是相當重要的。再者，縱使紅外線感測器是經由相同程序製作，已知其輸出(感度)特性仍會有30%左右的偏差。 因此要利用二個元件輸出來實施差動放大是困難的。此外，像家電用品這種大量生產製品的情況，必須將差動放大器的放大率實施微調來抑制偏差。如眾所周知，如果連接於反相輸入之電阻比及值和連接於非反相輸入之電阻比及值不同的話，差動放大器無法維持高CMRR。因此，為了抑制紅外線感測器的感度偏差所進行之放大率微調，必須將電阻值在兩部位同時調整成同值而維持高CMRR。這也是困難的。基於以上說明，依專利文獻1的構造，難以具體實現差動放大器，且存在電路成本增加的問題。

專利文獻2，是將第1紅外線檢測元件及將前述輸出實施溫度補償之第2紅外線檢測元件組裝於同一容器內，考慮到將各紅外線檢測元件置於同一溫度環境。又構成為，從入射窗讓紅外線射入第1紅外線檢測元件，讓紅外線不射入配置於第1紅外線檢測元件背面之第2紅外線檢測元件。而且將第1紅外線檢測元件(熱敏電阻)及第2紅外線檢測元件(熱敏電阻)串聯，將其連接點的輸出信號放大，藉此進行溫度補償。熱敏電阻的情況，其電阻值取決於周圍溫度，同一構造的情況成為大致同一電阻值。因此，將其串聯而施加一定電壓的情況，連接點的電壓取決於串聯元件的電阻比，因此對周圍溫度變化不致發生變動。亦即被實施溫度補償。

然而，依專利文獻2的構造，來自入射窗的紅外光可能在容器內反射、漫射而射入第2紅外線檢測元件。為了避免射入，必須對第2紅外線檢測元件採用其他 對策(例如在容器內另外設置遮光壁等的對策)。此外，能將元件串聯而簡單地進行溫度補償者，僅限於上述說明的感溫電阻元件、例如熱敏電阻。又揭示出，前述串聯元件是構成維恩電橋，將其輸出予以差動放大而更高精度地進行溫度補償的例子。其他問題點則是與專利文獻1相同。

專利文獻3，與專利文獻2同樣的，將紅外線偵測用感熱元件和被遮光的溫度補償用感熱元件配置在同一容器內，且配置成使熱流出入部位往容器的熱傳遞成為大致均等(例如位於點對稱的位置)，將各元件和電阻的連接點實施差動放大，藉此進行溫度補償。專利文獻3，與專利文獻2同樣的，能利用該放大構造進行補償的元件必須為感溫電阻元件。其他問題點與專利文獻1相同。

在專利文獻4，將第1紅外線檢測元件(多段光二極體)和構造與第1紅外線檢測元件相同的第2紅外線檢測元件(多段光二極體)所構成的溫度特性補償元件予以串聯，將該連接點以外的2端子連接於放大電路(電流電壓變換放大電路)之反相及非反相輸入，將連接點連接於基準電壓，藉此進行溫度補償。這種形式的放大電路，利用PN接合的光電流之量子型紅外線感測器、例如光二極體是有效，能將溫度變化所造成之PN接合的順向電壓變化予以補償。因此，依專利文獻4的構造，無法將其技術應用於熱型紅外線感測器。其他問題點是與專利文獻1相同。

上述專利文獻1~4，在恆定時的溫度環境變 化、亦即變化後的環境溫度經長時間成為一定時，如果來自被檢測體的紅外線量相同的話，縱使變化前溫度與變化後溫度不同(對於環境溫度的差異)，仍能進行溫度補償而使紅外線感測器的輸出不改變。但並未提及環境溫度逐漸變化時(過渡時)的溫度補償。像感應加熱調理器這種在調理中逐漸發生溫度變動者，對於過渡的溫度環境變化如何進行溫度補償變得極重要。

本發明是為了提供一種感應加熱調理器，作為紅外線感測器特別是使用熱電堆之鍋溫度檢測手段，縱使是在像感應加熱調理器這種環境溫度會逐漸變化之過渡的溫度環境及恆定的溫度環境，仍能避免周圍溫度變動造成紅外線感測器輸出變動的影響，又縱使在電源投入時仍能降低紅外線感測器輸出變動，能穩定且精度良好地檢測大範圍的鍋底溫度，能使安全性、操作性提高。

為了解決上述問題，本發明之感應加熱調理器，係具備：將調理容器載置於上面之結晶化玻璃構成的面板、設置於該面板下且為了加熱前述調理容器而產生感應磁場之加熱線圈、設置於該加熱線圈下而用來檢測從前述調理容器的底部放射的紅外線之紅外線檢測手段、以及根據前述紅外線檢測手段之輸出而檢測鍋溫度之鍋溫 度檢測手段；其特徵在於，前述紅外線檢測手段具備有第1紅外線感測器、第1直流放大器、第2紅外線感測器及第2直流放大器，該第1紅外線感測器，讓從前述調理容器的底部放射之紅外線射入，將與紅外線量成比例的直流電壓輸出；該第1直流放大器，將該第1紅外線感測器輸出予以直流放大；該第2紅外線感測器，藉由將從前述調理容器的底部放射的紅外線予以遮光而使從前述調理容器的底部放射之紅外線無法射入，將與紅外線量成比例的直流電壓輸出；該第2直流放大器，將前述第2紅外線感測器的輸出予以反相直流放大；以前述第2直流放大器的輸出作為前述第1直流放大器的偏電壓而輸入，以前述第1直流放大器的輸出作為前述紅外線檢測手段的輸出。

依據本發明，能夠提供一種感應加熱調理器，其所具備的鍋溫度檢測手段是由紅外線檢測手段及直流放大手段所構成，該紅外線檢測手段是像光二極體等的量子型或熱電堆等的熱型感測器那樣輸出與輸入紅外線量成比例的直流電壓；對於調理中的殼體內部之溫度變化(過渡的溫度變化)，能使紅外線檢測手段的輸出穩定化，縱使殼體內部因調理而產生溫度變化，仍能正確地檢測調 理鍋底的溫度。而且能提供一種感應加熱調理器，藉由控制供應給加熱線圈之高頻電力，能進行安全且最佳的調理。

1‧‧‧感應加熱調理器之主體

2‧‧‧面板

3‧‧‧操作部

4‧‧‧表示調理鍋載置位置之圓

5‧‧‧紅外線透過窗

6‧‧‧燒烤庫

6a‧‧‧上燒烤器加熱器

6b‧‧‧下燒烤器加熱器

6c‧‧‧網板

7‧‧‧調理鍋

8‧‧‧加熱線圈

8a‧‧‧第1線圈

8b‧‧‧第2線圈

8c‧‧‧線圈間隙

8d‧‧‧橋接線

9‧‧‧換流器電路

10‧‧‧線圈座

11‧‧‧肥粒鐵

14a‧‧‧內空洞

14b‧‧‧外空洞壁

15‧‧‧線圈冷卻風路

15a‧‧‧線圈上面冷卻風路

15b‧‧‧線圈下面冷卻風路

15c‧‧‧線圈上面冷卻風送出孔

16‧‧‧密封材

18‧‧‧鍋溫度檢測裝置

19‧‧‧感測器視野筒

20‧‧‧熱敏電阻

21a‧‧‧低電壓端子

21b‧‧‧高電壓端子

25‧‧‧鍋溫度檢測用熱電堆

26‧‧‧溫度變化補償用遮光熱電堆

27‧‧‧反射型光斷續器

28‧‧‧電子電路基板

29‧‧‧紅外線感測器盒

30‧‧‧盒窗

31‧‧‧結晶化玻璃光學過濾器

32‧‧‧金屬盒

33‧‧‧外側紅外線感測器盒

35‧‧‧金屬罐

36‧‧‧金屬座

38‧‧‧矽基材

39‧‧‧矽氧化膜

40‧‧‧多晶矽蒸鍍膜

41‧‧‧鋁蒸鍍膜

42‧‧‧測溫接點部

43‧‧‧紅外線吸收膜

44‧‧‧冷接點部

45‧‧‧NTC熱敏電阻

46‧‧‧金屬銷

47‧‧‧窗

48‧‧‧玻璃凸透鏡

50‧‧‧紅外線LED

51‧‧‧紅外線光電晶體

60‧‧‧微電腦

61‧‧‧頻率控制電路

62‧‧‧電力控制電路

63‧‧‧整流電路

64‧‧‧電源開關

68‧‧‧燒烤器加熱器電路

69‧‧‧操作開關

70‧‧‧顯示電路

71‧‧‧蜂鳴器

72‧‧‧紅外線檢測電路

72-1、72-3、72-4、73-3‧‧‧運算放大器

73‧‧‧反射率檢測電路

73-1‧‧‧電晶體

73-4‧‧‧充放電電路

75‧‧‧塑膠構件

76‧‧‧鍋溫度檢測用熱電堆

77‧‧‧遮光隔壁

78‧‧‧遮光筒

圖1係顯示實施例1的感應加熱調理器構造之立體圖。

圖2係顯示實施例1的感應加熱調理器構造之剖面圖。

圖3係顯示實施例1的右側加熱線圈周邊的詳細剖面圖。

圖4係顯示實施例1的左側加熱線圈周邊的詳細剖面圖。

圖5係顯示實施例1的加熱線圈及鍋溫度檢測裝置的配置之俯視圖。

圖6係顯示實施例1的加熱線圈背面之俯視圖。

圖7(a)(b)係顯示實施例1的鍋溫度檢測裝置之俯視及剖面圖。

圖8係顯示實施例1的反射型光斷續器。

圖9(a)~(c)係顯示實施例1的鍋放射紅外線檢測用熱電堆25的詳細俯視及剖面圖。

圖10(a)~(c)係顯示實施例1的溫度變化補償用熱電堆26的詳細俯視及剖面圖。

圖11係顯示實施例1的感應加熱調理器之控制方塊圖。

圖12係顯示習知的紅外線檢測電路之詳細圖。

圖13係顯示習知的紅外線檢測電路輸出之溫度特性圖。

圖14係顯示習知的紅外線檢測電路輸出之電源投入及周圍溫度變化時的輸出變動之實驗例。

圖15係顯示實施例1的紅外線檢測電路之詳細圖。

圖16係顯示實施例1的紅外線檢測電路動作之示意圖。

圖17係顯示實施例1的紅外線檢測電路輸出之電源投入及周圍溫度變化時的輸出變動之實驗例。

圖18係顯示實施例1的反射率檢測電路的詳細圖。

圖19係顯示根據蒲朗克分布定律之分光放射能量。

圖20係顯示面板等的玻璃之光學特性圖。

圖21係顯示熱電堆的入射能量之比較圖。

圖22係顯示實施例1的各部溫度和熱電堆25的入射紅外線能量之關係圖。

圖23係顯示實施例1的黑體(鍋底)溫度和紅外線檢測電路輸出的關係圖。

圖24係顯示實施例1的面板溫度和紅外線檢測電路輸出的關係圖。

圖25係顯示實施例1的反射率檢測電路之反射電壓和反射率的關係圖。

圖26係顯示實施例1的各種鍋之鍋底溫度和鍋溫度檢測電路輸出的關係圖。

圖27係顯示實施例1的各種鍋放射率和反射率的關係圖。

圖28係顯示實施例1的感應加熱調理之流程圖。

圖29係顯示實施例1的反射率檢測之流程圖。

圖30係顯示實施例1的鍋溫度檢測之流程圖。

圖31係顯示實施例2的鍋溫度檢測裝置之俯視及剖面圖。

圖32係顯示實施例3的紅外線檢測電路之詳細圖。

圖33係顯示實施例3的鍋溫度檢測裝置之俯視及剖面圖。

圖34係顯示實施例3的鍋溫度檢測裝置之俯視及剖面圖。

根據圖式說明本發明的實施例。

[實施例1]

圖1係實施例1的感應加熱調理器之主體1的立體圖，圖2是在圖1中之一點鏈線AA’所示的部分載置調理鍋7時的概略縱剖面圖。以下所說明的例子，可感應加熱之置鍋場所設有左右2口，能利用輻射加熱器、鹵素加熱器等的加熱器(加熱源)之放射熱進行加熱之置鍋場 所設有1口，且具有燒烤器，但本發明的適用對象並不限定於此，例如也能是可感應加熱的置鍋場所設有3口之感應加熱調理器。又調理鍋7可為適用於感應加熱之磁性體的鐵鍋，或是非磁性體的鋁鍋、銅鍋。

如圖1及圖2所示般，在主體1的上面，裝設有結晶化玻璃等的非磁性體所形成之面板2。此外，在面板2的前方裝設操作顯示部3，在該操作顯示部3配置有：指示各口及燒烤器的加熱開始、或加熱過程之開關、顯示各口的加熱狀態(溫度等)之顯示器。以下符號之末端文字R、L分別表示右側、左側的加熱口下之構造零件，未附加該文字者表示右、左共通的構造零件。

在面板2的上面印刷：具有與配置於其下方的加熱線圈8或輻射加熱器之最大半徑大致一致的半徑之圓4，其表示可加熱的置鍋場所。此外，由於面板2一般而言對可見光是呈透明的，在上面印刷有於玻璃料混入耐熱塗料之耐熱耐久性的裝飾，在下面實施耐熱面塗裝，而使機器內部無法被看見。在偏離可感應加熱的置鍋場所2口之圓4中央約50mm的位置設置：用來實施後述鍋溫度檢測而未進行印刷、塗裝之紅外線透過窗5。該紅外線透過窗5是用來讓紅外光透過，僅該部分將對於紅外光呈透明的可見光截斷構件(耐熱薄膜或玻璃)裝設於下面亦可。

在面板2的上面之各口(圓4)，載置調理鍋7而進行加熱調理。如圖2所示般，若對加熱線圈8供應來自換流器電路9(高頻電流供應手段)之高頻電流，分割成 外周側的第1線圈8a和內周側的第2線圈8b之加熱線圈8會產生高頻磁場(圖中虛線所示)，該高頻磁場與鍋7交會而產生渦電流，利用其焦耳熱使調理鍋7本身被感應加熱而發熱。因此，調理鍋7內的調理物，利用調理鍋7本身的發熱而被實施加熱調理。這時，調理鍋7下方的面板2也藉由發熱後的調理鍋7之傳熱或放射熱而變得高溫。

在面板右側之右加熱線圈8R下配置換流器電路9，在左側之左加熱線圈8L下配置燒烤庫6。在該燒烤庫6內，將管加熱器6a、6b分別配置於上下，而能實施魚等的燒烤。

圖3詳細顯示右側加熱線圈8R周邊的剖面。如圖3所示般，在面板2下面，於耐熱塑膠所構成之線圈座10內呈同心圓狀(漩渦狀)地捲繞配置加熱線圈8，該加熱線圈8被分割成在第1線圈8a和第2線圈8b之間具有線圈間隙8c。在加熱線圈8的下側，將ㄈ字狀的肥粒鐵11以凸部朝上的方式呈放射狀配置於線圈座構件內部。該肥粒鐵11配置成，使加熱線圈8所產生的磁通能高效率地導至面板2上之作為調理容器的調理鍋7。此外還能防止磁通漏到線圈座10下部。由於肥粒鐵11的導磁率高，磁通大部分能通過肥粒鐵11內。

在線圈座10下設置：用來冷卻加熱線圈8之線圈冷卻風路15。線圈冷卻風路15分成二個，一個是連接於第1線圈8a的內周側而用來冷卻第2線圈8b及第1線圈8a上面之線圈上面冷卻風路15a；另一個是用來冷卻 第1線圈8a的下面之線圈下面冷卻風路15b。在位於線圈座10中心部分下方之線圈上面冷卻風路15a的上面，開設有圓形的線圈上面冷卻風送出孔15c。

線圈座10的中心部成為圓筒狀的內空洞14a，第1線圈8a的內周側成為圓筒狀的外空洞壁14b，該外空洞壁14b是與內藏肥粒鐵11之放射狀樑相連。在該外空洞壁14b的下部連接線圈上面冷卻風路15a之線圈上面冷卻風送出孔15c。在線圈上面冷卻風送出孔15c的周圍設有玻璃棉等的密封材16，而與外空洞壁14b連接。

在往右側加熱線圈8R之冷卻風路15下，將內藏換流器電路9等的電路基板之電路冷卻風路17a、17b設置成重疊2層，在電路冷卻風路17a、17b分別內藏有左右的加熱線圈8L、8R之換流器電路等。該等冷卻風路固定於主體1。

從固定於線圈下面冷卻風路15b或電路冷卻風路17a之三個線圈座支承具12藉由彈簧13按壓線圈座10，藉此將其緊壓於面板2的下面。

在線圈冷卻風送出孔15c下的線圈上面冷卻風路15a中配置鍋溫度檢測裝置18。鍋溫度檢測裝置18，是利用透過面板2的紅外線透過窗5之紅外線來檢測被感應加熱後的調理鍋7之底面溫度。

在加熱調理中，從內藏於主體1之風扇(未圖示)將外部空氣導入線圈上面冷卻風路15a、線圈下面冷卻 風路15b、電路冷卻風路17a、17b。然而，受到換流器電路功率元件的發熱、肥粒鐵的發熱、加熱線圈本身的發熱，該冷卻風被加熱，因此鍋溫度檢測裝置18的周圍溫度會隨著時間經過而上昇。調理結束後，周圍溫度會隨著時間經過而下降。流經線圈上面冷卻風路15a內的冷卻風，一邊將鍋溫度檢測裝置18冷卻、一邊從線圈上面冷卻風送出孔15c沿著圓筒狀的外空洞壁14b內之線圈間隙8c及內空洞14a上昇，從線圈間隙8c及內空洞14a上部，被面板2阻擋而朝線圈徑向外側流過面板2和加熱線圈8之間，藉此將加熱線圈8的上面及面板2下面予以冷卻。在線圈下面冷卻風路15b之與線圈8a下面接觸的部分開設有複數個小孔，流經線圈下面冷卻風路15b內的冷卻風從該小孔朝向線圈8a下面噴流而進行冷卻。

圖4詳細顯示左側加熱線圈8L周邊的剖面。加熱線圈、線圈座、冷卻風路、線圈座支承構造是與圖3相同。在燒烤庫6內部配置上管加熱器6a、下管加熱器6b，在兩者之間固定網板6c，將調理物(魚等)載置於此而進行燒烤物調理。當在燒烤庫6內進行燒烤物調理時，燒烤器6的上面、加熱線圈8L之線圈上面冷卻風路15a下面成為高溫狀態。其溫度會將鍋溫度檢測裝置18L的下面實施加熱。

圖5詳細顯示，除了面板2以外之圖3的俯視圖，是加熱線圈8、線圈座10、線圈冷卻風路15a的詳細構造圖。顯示加熱線圈8及內空洞14a與鍋溫度檢測裝 置18在水平面的位置關係。

加熱線圈8，是將藉由鐵氟龍(註冊商標)等實施絕緣被覆之李茲線(Litz wire)呈同心圓狀朝同一方向捲繞，被分割成外周側的第1線圈8a和內周側的第2線圈8b。其間隙8c成為寬度約15mm之同心帶狀，第1線圈8a的捲繞終端是透過間隙8c橋接而成為第2線圈8b的捲繞起端，利用第1線圈8a和橋接線8d和第2線圈8b來構成加熱線圈8。在線圈座10，於第1線圈8a的內周側設有圓筒狀的外空洞壁14b，其內側成為線圈間隙部8c。此外，在第2線圈8b的內周側設置內空洞14a。再者，在線圈間隙部8c的一部分、即呈放射狀配置之二個肥粒鐵11間設置橢圓筒狀的感測器視野筒19(線圈徑向之短徑約12mm，線圈圓周方向之長徑25mm)，在該感測器視野筒19下設置鍋溫度檢測裝置18。

實施例之捲繞成同心圓狀的加熱線圈8，在捲繞寬度中央附近的感應磁場最強，將鍋實施感應加熱的情況，該捲繞寬度中央部分的溫度最高。將加熱線圈8分割成二個是為了在分割間隙下設置鍋溫度檢測裝置18，而檢測該高溫部分的鍋溫度。

在感測器視野筒19的上部旁側，以與面板2之紅外線透過窗5的旁側下面接觸的方式設置熱敏電阻20。

來自被感應加熱後的鍋底面之紅外線透過面板2的紅外線透過窗5，從感測器視野筒19射入隨後詳 細說明之鍋溫度檢測裝置18所內藏的熱電堆(熱電偶)25。

圖6是從圖5(加熱線圈8)的背面觀察的圖。在線圈座10設有二個線圈端子21a、21b，在低電壓端子21a連接第1線圈8a之捲繞起端，在高電壓端子21b連接第2線圈之捲繞終端。藉由螺釘將換流器電路9的輸出線22a、22b固定於該端子。在銅、鋁等製的非磁性體鍋，輸出4~5kV的高電壓之高電壓輸出線22b連接於高電壓端子21b。

如圖5、圖6所說明般，鍋溫度檢測裝置18，是避開橋接線8d的附近，且在偏離高電壓輸出線22b所連接的高電壓端子21b的位置之線圈間隙部8c所設置的感測器視野筒19下設置其盒窗30。避開橋接線8d的附近設置，是為了防止：此處的磁場變亂而造成磁場漏到更下部，造成後述感測器盒的電磁屏蔽用之金屬盒32被加熱。

圖5、圖6所說明的構造，在左右加熱線圈是相同的。為了區分左右，將符號末端文字以R、L表示。例如8R表示右側加熱線圈，8L表示左側加熱線圈。左側的冷卻風路成為讓右側冷卻風的一部分流過的構造。亦可在左側設置獨立的吸氣風扇而使流過左右的冷卻風路之空氣分離。

圖7詳細顯示鍋溫度檢測裝置18。

圖7(a)顯示鍋溫度檢測裝置18的俯視圖。鍋溫度檢測裝置18的中心構造包含：讓從調理容器的底部 放射之紅外線射入的鍋放射紅外線檢測用紅外線感測器(熱電堆25)、被遮光而不讓從調理容器的底部放射之紅外線射入之溫度變化補償用紅外線感測器(熱電堆26)、以及反射型光斷續器27。熱電堆25、26和反射型光斷續器27配置於：組裝有用來放大熱電堆輸出信號之紅外線檢測電路72及反射率檢測電路73之電子電路基板28，該鍋放射紅外線檢測用熱電堆25、溫度變化補償用熱電堆26、反射型光斷續器27及電子電路基板28全體被密封於塑膠構件的紅外線感測器盒29(一點鏈線所示)內。在該紅外線感測器盒29開設有用來讓紅外線透過的盒窗30，在盒窗30嵌入結晶化玻璃光學過濾器31。該結晶化玻璃光學過濾器31是將結晶化玻璃薄切成正方形而構成，該結晶化玻璃具有與構成面板2的結晶化玻璃大致相同的光學特性(但如圖20的細線所示般，1μm以上之長波長側的光學特性雖大致相同，但在短波長側，比面板透過率小的區域有400nm左右，這部分的可見光被截斷因此看起來呈紅黑色)。

而且，在結晶化玻璃光學過濾器31下，將熱電堆25、26和反射型光斷續器27組裝在電子電路基板28上。該紅外線感測器盒29的周圍，藉由鋁等之導磁率約1的金屬盒32(2點鏈線所示)包覆。當然在前述盒窗30處形成有開口。而且，鋁金屬盒32的周圍藉由塑膠構件的外側紅外線感測器盒33包覆。當然在前述盒窗30處形成有開口。亦即，熱電堆25、26成為被3層盒子包覆的 狀態。

將熱電堆25和熱電堆26收藏在同一盒內是為了使這兩個元件的周圍溫度條件儘量一致。而且，熱電堆25和反射型光斷續器27以面對感測器視野筒19內的方式設置於基板28。

上述構造之鍋溫度檢測裝置18的盒窗30，以面對線圈座10之感測器視野筒19內的方式設置於線圈上面冷卻風路15a內。

圖7(b)顯示沿著圖7(a)中的A-A’線之剖面圖。該剖面圖顯示：設置於紅外線感測器盒29內之電子電路基板28上所裝設的熱電堆25、26及反射型光斷續器27和紅外線感測器盒29的盒窗30、結晶化玻璃光學過濾器31之位置關係。

圖8詳細顯示反射型光斷續器27。反射型光斷續器27，是將作為紅外線發光元件之紅外線LED50和作為紅外線受光元件之紅外線光電晶體51並列於同一塑膠構件而模製成者。在紅外線LED的發光面上由塑膠構成透鏡，將細光束之930nm附近的紅外光朝上方照射。在紅外線光電晶體51的受光面上由可阻止可見光的塑膠構成透鏡，將照射紅外光的物體(鍋底面)之反射紅外光以窄視角接收，輸出與其接收光量成比例的電流。該反射型光斷續器27，是由成對之紅外線發光元件和受光元件所構成，因此能計測面板2上所載置的調理鍋7底面之反射率。

將反射光斷續器27前面的發光部、受光部配置於結晶化玻璃光學過濾器31的下面之正下方。這是為了防止紅外線發光被正上方的結晶化玻璃光學過濾器31反射、接收。

紅外線LED50之紅外線發光，85%以上會透過結晶化玻璃光學過濾器31，剩餘15%被反射(參照後述圖20所示的結晶化玻璃光學過濾器31之光學特性)，而藉由旁側的紅外線光電晶體51接收。若在反射型光斷續器27之頂面(發光、受光面)與結晶化玻璃光學過濾器31之間存在數mm的間隙，會接收前述的反射，而影響本來目的之面板2上的鍋底面之反射光的接收。因此在本實施例，如圖示般讓結晶化玻璃光學過濾器31和反射光斷續器27(紅外線LED50及紅外線光電晶體51)之發光．受光面的距離接近成500μm以內，以防止發光紅外線在結晶化玻璃光學過濾器31的反射被紅外線光電晶體51接收。讓結晶化玻璃光學過濾器31下面與反射光斷續器27上面接觸則更理想。

圖9詳細顯示鍋放射紅外線檢測用熱電堆25。

圖9(a)顯示熱電堆25的立體圖。圖9(b)顯示圖9(a)中B-B’線的熱電堆25之剖面圖，圖9(c)顯示圖9(b)中C-C’線的剖面之俯視圖。又為了能看到熱電偶，將紅外線吸收膜予以省略。

熱電堆25是將多數個熱電偶(熱偶)予以縱列 連接(堆疊)而構成，被收容於鍍鎳鋼板等的金屬罐35和金屬座36所構成的金屬盒37內。在約300μm厚的矽基材38表面上，為了電及熱絕緣而形成矽氧化膜39，在其上方使用多晶矽、鋁依序進行圖案蒸鍍而形成多晶矽蒸鍍膜40、鋁蒸鍍膜41，藉此作成多數個熱電偶並將其等予以縱列連接。在設有多晶矽、鋁接合點(測溫接點)之矽基材38中央部，形成接近黑體之氧化銣膜或聚醯亞胺膜等的紅外線吸收膜43來作為保護被膜。多晶矽及鋁蒸鍍膜的一端成為冷接點部44，將其配置於矽基材38的周圍。將矽基材38的背面以保留周圍(冷接點部)的方式蝕刻290μm，使設有測溫接點部分之矽基材厚度成為10μm。藉由使熱傳導良好的矽變薄，減少測溫接點部42和冷接點部44之熱傳導而使測溫接點部和冷接點部形成熱絕緣。

將矽基材38藉由黏結劑等固定於金屬盒37的金屬座36。同時在金屬座36配置NTC熱敏電阻45，該NTC熱敏電阻45是在陶瓷上形成膜而構成。這是為了檢測設於金屬盒37內之熱電偶的雰圍溫度而校正熱電偶的熱電動勢，其詳細隨後說明。在金屬座36貫穿配置被實施絕緣密封之四根金屬銷46，將熱電偶的輸出和NTC熱敏電阻45透過導線連接於該金屬銷。於氮等的惰性氣體中，將筒狀的金屬罐35被覆熔接於金屬座36。在該金屬罐35的上面開設小孔狀的窗47，在此從內側裝設玻璃凸透鏡48。以測溫接點部42(位於紅外線吸收膜43下)位 於該小孔之垂直下方的方式固定矽基材38。該玻璃凸透鏡48設計成使紅外線透過窗5的視野範圍成像於紅外線吸收膜43。這是為了縮窄熱電堆25的視野特性而使聚光效率提高。此外，一般矽玻璃板的光學特性具有15μm短波通特性(圖20之一點鏈線)，相對於此，本實施例的玻璃凸透鏡48，是由具有光學特性為5μm短波通特性(圖20的虛線)之玻璃所製成。如此可將測定對象物以外(例如面板2或感測器視野筒19等)所放射之5μm以上的紅外線外在干擾予以除去。

熱電堆25內的熱電偶測溫接點部42(位於紅外線吸收膜43下)，被通過該小孔狀的窗47而在玻璃凸透鏡48聚光後的紅外線加熱，其加熱溫度上昇與所通過的紅外線能量成比例，而使與熱電偶之冷接點部44和測溫接點部42之溫度差成比例的電壓朝熱電偶輸出的金屬銷46輸出。

前述般的熱電堆25，金屬盒37在熱性上等同於熱電偶的冷接點，其溫度變動成為熱電堆25的輸出變動。

圖10詳細顯示作為溫度補償元件所使用的溫度變化補償用熱電堆26。圖中，與圖9相同的符號表示同一物體。

溫度補償元件的熱電堆26，除了不具備金屬盒37上面的窗47、玻璃凸透鏡48及NTC熱敏電阻45以外，其他是與熱電堆25成為相同構造。紅外線吸收膜43 的上面藉由金屬盒37進行遮光，被收藏於金屬罐35和金屬座36所構成的金屬盒37內而避免紅外線射入紅外線吸收膜43。與前述具有相同的構造是指，熱電偶(包含對數、圖案)、矽基材38、矽氧化膜39、金屬盒37、金屬座36的組成、形狀、尺寸及封入的惰性氣體。亦即構成為，使周圍溫度朝冷接點部44、測溫接點部42之傳熱特性、與從冷接點部44到測溫接點部42之傳熱特性相同。

圖11顯示本實施例的感應加熱調理器之控制方塊圖。利用微電腦60控制感應加熱調理器的動作。以下符號R表示與位於圖1右方的感應加熱口有關的方塊，符號L表示與位於圖1左方的感應加熱口有關的方塊。二個換流器電路9R及9L對加熱線圈8R及8L供應高頻電流。該換流器電路9R、9L之動作頻率及對線圈的供應電力，是利用頻率控制電路61R、61L及電力控制電路62R、62L進行調整。讓動作頻率改變，是因為依鍋的金屬種類高頻電流的頻率之感應加熱效率會改變。一般而言，鐵是使用20kHz的頻率，電阻率更低的銅、鋁則是使用70kHz以上的頻率。頻率的切換，是根據未圖示的鍋種類判別手段的判斷而由微電腦60進行頻率控制電路的控制。

從整流電路63對各換流器電路9R、9L供應直流電壓。該整流電路63是透過電源開關64連接於3端子200V的商用電源65。商用電源的接地端子是透過接地線連接於主體1的金屬部。輻射加熱器66是透過輻射加 熱器電路67連接於商用電源65，利用輻射加熱器電路67控制供應給輻射加熱器66的電力。又上下燒烤器加熱器6a、6b是透過燒烤器加熱器電路68連接於3端子200V的商用電源65。利用燒烤器加熱器電路68控制對燒烤器加熱器6a、6b供應的電力。

微電腦60與顯示操作部的操作開關69、顯示電路70連接，接收使用者的操作指示而進行機器的動作狀態顯示。此外，與蜂鳴器71連接，而報知使用者之操作鍵按壓、或錯誤等的警告等。微電腦60根據使用者的指示，控制頻率控制電路61R、61L、電力控制電路62R、62L及輻射加熱器電路67、燒烤器加熱器電路68，以將面板2上的調理鍋7或燒烤庫6內實施加熱。

熱電堆25、26連接於紅外線檢測電路72，熱電堆25的輸出被放大後輸入至微電腦60的AD端子。光斷續器27連接於反射率檢測電路73，利用微電腦60的埠輸出控制發光元件的發光，調理鍋7所反射的紅外光是藉由受光元件接收，其輸出信號放大後輸入微電腦60的AD端子。紅外線檢測電路72及反射率檢測電路73的詳細動作隨後說明。再者，熱敏電阻20R連接於熱敏電阻溫度檢測電路74R，其輸出被輸入微電腦60的AD端子。同樣的，熱敏電阻20L也是連接於熱敏電阻溫度檢測電路74L，其輸出被輸入微電腦60的AD端子。這些都是用來檢測面板2的溫度。

又微電腦60根據反射率檢測電路73的輸出 而得知調理鍋的紅外線反射率，利用反射率進行校正而檢測調理鍋的溫度。此處理也是利用微電腦60的軟體進行。利用反射率校正手段的動作，以及事先作成的溫度轉換表(紅外線檢測電路72的輸出電壓和鍋溫度的關係)，轉換成鍋溫度。

而且，微電腦60根據該鍋溫度，透過電力控制電路62控制調理鍋7的加熱。此處理法的詳細內容隨後說明。

圖12顯示習知的紅外線檢測電路72的詳細構造。熱電堆25的熱電偶輸出(熱電動勢)(圖中(+)、(-)符號間的電壓)經由運算放大器(以下簡稱OP放大器)72-1放大成約3000倍，從輸出端子72-2輸出，而被輸入微電腦60的AD端子。OP放大器72-1的放大率G是依電阻R1和電阻R2所決定(放大率G=(R2/R1+1))。

熱電堆25內的NTC熱敏電阻45，是讓電阻R8以串聯的狀態連接於將電路電源電壓Vcc(=5V)經由電阻R5、R6、R7分壓後的電壓源(電阻R6兩端)。其與電阻R8的連接點(圖中a點所示)，連接於OP放大器72-3所構成之緩衝放大器(電壓隨耦器)的輸入，連接點a的電壓成為OP放大器72-3的輸出。圖中b點的電壓(OP放大器72-3的輸出)，是作為OP放大器72-1的偏電壓Vbias而施加於電阻R1和熱電偶輸出端子(-)的連接點。OP放大器72-3所構成之緩衝放大器的輸出阻抗大致為零，作為理想的電壓源而將OP放大器72-3的輸出、即偏電壓 Vbias(與連接點a的電壓相同)施加於OP放大器72-1。OP放大器72-1，以該Vbias值作為動作基準電壓(熱電堆25的輸出電壓為零時的值)，將熱電堆25的熱電偶輸出(圖中(+)、(-)符號間的直流電壓)放大G=(R2/R1+1)倍後的值加上Vbais值而輸出。在NTC熱敏電阻45於溫度25℃的電阻值下，該Vbias值被設計成0.5V，從零電壓偏移0.5V的偏電壓Vbais值是用來檢測紅外線檢測電路72的故障。如果OP放大器72-1故障、或輸出端子72-2斷開、或輸出端子72-2與電源VCC或電路接地發生短路的話，微電腦60的讀取電壓成為與0.5V不同。

圖12所示的電路圖中，將R6兩端短路而避免NTC熱敏電阻45的溫度電阻值變化影響Vbias值，使用OP放大器72-1放大率G設定為2700之電子電路基板，在圖8的鍋溫度檢測裝置18載置圖12所示之習知紅外線檢測電路72，使恆溫槽的槽內溫度成為可變而測定OP放大器72-1的輸出。圖13顯示槽內溫度25℃~60℃的結果之一例。這是將熱電堆25的熱電偶輸出(圖中(+)、(-)符號間的電壓)放大2700倍後進行測定者。在此，使來自恆溫槽上壁面的放射紅外線射入熱電堆25，恆溫槽壁面為不鏽鋼製(放射率0.3以下)且低溫(60℃以下)，如後述般(參照圖21、圖26)其放射紅外線能量為鍋底(100℃)放射紅外線能量的10%以下而可忽視。此外，由於各溫度點的觀測是在經由相當時間後才進行，測溫接點42(被紅外線能量加熱的點)和冷接點44的溫度差不存在，成為熱電 偶的電動勢零的狀態。亦即，該測定是用來測定紅外線未射入狀態下之熱電堆25的溫度特性。又OP放大器72-1本身的輸入偏電壓為0.1μV，其溫度係數為0.05nV/℃，在上述觀測時，OP放大器本身的輸入偏電壓為一定而可忽視。

由圖13可知，紅外線未射入的熱電堆25之輸出具有負的溫度特性。溫度係數對於五個熱電堆是大致相同的，其輸入換算值(圖中數值乘上1/2700後的值)為0.22μV/℃。在該溫度係數下，縱使鍋溫度(放射的能量)一定，當熱電堆25的周圍溫度上昇時熱電堆25的輸出會減少，並無法正確的檢測鍋溫度。

該負的溫度特性，是源自構成熱電堆之鋁-多晶矽熱電偶的多晶矽線電阻值的溫度特性。如眾所周知，金屬線具有正的電阻溫度特性。當溫度上昇時電阻值會上昇，在OP放大器的輸入電流(pA)下產生電壓降低。該電壓降低的變動量造成上述輸出的負溫度特性。

NTC熱敏電阻45屬於具有負的溫度特性之電阻元件，溫度上昇時電阻值會降低。因此，當熱電堆25內的溫度上昇時，連接點a(熱敏電阻45與電阻R8的連接點)的電壓會上昇。只要將其上昇係數設計成前述0.22μV/℃，可抵消熱電堆輸出減少。亦即，利用連接點a的電壓、亦即OP放大器72-1之偏電壓Vbias值的上昇來補償熱電堆25輸出的減少。亦即，NTC熱敏電阻45是用來防止：熱電堆25的輸出、亦即測定對象之放射紅外線 能量所產生的輸出因周圍溫度而發生變化。換言之，縱使熱電堆25的周圍溫度改變，可進行溫度補償，而在恆定狀態(周圍溫度一定，冷接點和測溫接點的溫度相同的狀態)下，只要測定對象的溫度、亦即射入的紅外線能量不改變就不會產生輸出變化。圖13中的虛線表示熱電堆E-0之溫度補償後的輸出。可知縱使周圍(熱電堆)溫度改變，在恆定狀態下輸出成為一定。

圖14顯示，利用在熱敏電阻45的恆定狀態(周圍溫度一定，測溫接點和冷接點成為相同溫度的狀態)下進行溫度補償之圖12的習知電路，在紅外線未射入熱電堆25的狀態下，於電源投入後，隨著時間經過使周圍溫度從25℃~40℃逐漸增加的情況之感測器輸出變動。周圍溫度逐漸上昇是因為，在感應加熱調理器，隨著鍋的加熱，換流器電路功率元件的發熱、肥粒鐵的發熱、加熱線圈本身的發熱造成冷卻風昇溫，該冷卻風流向內藏紅外線檢測電路72之鍋溫度檢測裝置18。又燒烤庫6進行加熱的狀態時，除了前述以外，還會使鍋溫度檢測裝置18的底面昇溫。該逐漸昇溫是在恆溫槽進行模擬。

從圖14可知，電源投入後，感測器輸出發生過衝，花費約2分鐘才能穩定於設計的偏電壓(Vbias電壓值)0.5V。圖12的電路並未具備這樣的時間常數。此外，當周圍溫度改變時，感測器輸出大幅下降(減少約50mV輸出)，到達40℃而經過相當時間才成為設計的偏電壓Vbias=0.5V。亦即可知，在周圍溫度25℃和40℃具有相同 的輸出電壓，而進行前述熱敏電阻45在恆定狀態下的溫度補償。然而可知，在電源剛投入後及溫度改變的過渡狀態下感測器輸出大幅改變。在利用感應加熱調理器進行調理的情況，如前述所說明般時時刻刻鍋溫度檢測裝置18的周圍溫度都在改變。在此狀態下檢測鍋溫度的情況，在由前述紅外線感測器的輸出電壓換算成鍋溫度的過程，此變動量成為鍋溫度檢測誤差。詳細內容隨後說明。

上述輸出變動的原因是起因於感測器元件的構造(參照圖9)。首先說明電源投入時的變動原因。熱電堆25的熱電偶，是在10μm厚的矽氧化膜上形成圖案。若對圖案施加電壓，會將圖案間的矽氧化膜之電容器充電。例如，根據矽氧化膜的厚度10μm、電阻率、介電率，計算電容器容量、並聯電阻值為10pF、1000MΩ左右，其時間常數約2分，與從實驗結果的電源投入到達恆定值0.5V的時間大致一致。

溫度改變時的輸出變動，根據從冷接點部44至測溫接點部42的熱傳遞延遲作說明。冷接點部44設於塊體矽上，測溫接點部42設於10μm矽膜、10μm氧化矽膜上。因此冷接點部44在較短時間成為與金屬座36甚至金屬罐35的周圍溫度相同，測溫接點部42由於熱傳遞延遲，在較長時間才成為金屬罐35的周圍溫度。如果紅外線未射入且將冷接點部44的溫度設為T1、將測溫接點部42的溫度設為T2的話，T2以與溫度差(T1-T2)成比例的熱傳遞係數而比T1更慢進行溫度上昇，經過長時間成為 相同溫度T1=T2。實驗所使用的熱電堆如圖14所示，經過數十分鐘成為相同溫度。在如此般周圍溫度改變的過渡狀態，冷接點部44和測溫接點部42的溫度不同，在熱電偶的兩端、亦即熱電堆25端子產生電壓。該電壓被放大電路放大後輸出給紅外線檢測電路72的輸出端子72-2。在周圍溫度上昇中，T1較快成為周圍溫度，T2則如前述般較慢成為周圍溫度，因此在上昇途中，成為T1>T2而輸出負電壓。相反地，當周圍溫度下降中，T2的溫度下降較慢，成為T2>T1而產生正電壓(熱電堆25之相對於(-)端子的(+)端子將與(T2-T1)成比例的電壓輸出)。

在此狀態下檢測面板2上的鍋溫度的情況，上述電壓變動成為鍋所放射的紅外線之檢測誤差，而使鍋溫度檢測精度變差。

圖15顯示本實施例的紅外線檢測電路。與圖11相同的符號表示同一物體。OP放大器72-4配合R9、R10構成放大率G=(R10/R9+1)的正相放大電路，其輸入與被遮光的熱電堆26之熱電偶輸出(圖中(+)、(-)所示)連接。熱電堆的負輸出(以(-)表示)連接於OP放大器72-4的正相輸入，正輸出(以(+)表示)連接於R10。結果，成為將與熱電堆25的相位相反的熱電偶輸出藉由放大率G=(R10/R9+1)的OP放大器72-4放大，以其輸出電壓作為偏電壓Vbias而施加於OP放大器72-1之圖中b點所示的偏壓點。

如果熱電堆25、26為同一構造的話，對於紅 外線輸入、周圍溫度或溫度變化，成為同一相位、同一輸出。熱電堆25的輸出利用放大率G=(R2/R1+1)的OP放大器72-1進行正相放大，熱電堆26的輸出以與熱電堆25相反的相位利用放大率G=(R10/R9+1)的OP放大器72-4進行放大，而讓OP放大器72-1之(圖中b點所示)的偏壓點電壓發生變動。該變動就那樣成為OP放大器72-1的輸出變動。如果熱電堆25沒有紅外線射入且各OP放大器的放大率G相同(R2/R1+1=R10/R9+1)的話，輸出端子72-2的溫度變化所造成的變動輸出，會被放大信號相同且相反相位的OP放大器72-4輸出、即偏電壓Vbias的變動輸出抵消。圖16示意顯示此情況。

圖16顯示，電源投入後周圍溫度從25℃改變成40℃的情況之紅外線檢測電路72各部位的電壓。又處於對熱電堆25未射入紅外線的狀態。如圖中(a)之2點鏈線所示，當沒有利用熱敏電阻45進行恆定時溫度補償的情況，OP放大器72-1輸出在40℃比25℃更低。為了防止此現象，將圖11中a點的電壓(偏電壓Vbais)利用熱敏電阻45的負的電阻溫度特性，如(b)之1點鏈線般使其隨著溫度上昇而上昇。結果如(c)之實線般，在圖11的習知紅外線檢測電路雖實施恆定時的溫度補償(25℃輸出和40℃輸出相同)，但在溫度改變時，如前述般產生下降(dip)。本發明圖15的b點所示的偏電壓(Vbais)如(d)的虛線所示，成為在(b)所示的電壓加上(c)所示的電壓反相後(相反相位)的電壓而得的電壓，利用該偏電壓Vbais將(a)所示 的實線(沒有恆定時及過渡時的溫度變化補償)電壓抵消，結果如(e)之粗實線所示，不管恆定時或溫度改變之過渡時都成為一定的電壓。亦即，紅外線檢測電路72的端子72-2輸出，是對恆定及過渡的溫度變動進行補償而得者。

如此般習知電路所輸出之圖14所示的溫度變化時的下降，利用同一且相反相位信號之偏電壓Vbias予以抵消，而避免輸出端子72-2在下降及恆定時發生不一致。

如上述所說明般，習知電路(圖12)所進行之利用熱敏電阻45之恆定時的溫度補償，在本發明的圖15，是將a點所示的電壓作為溫度補償用熱電堆26的放大器、即OP放大器72-4的偏電壓而施加於熱電堆26的(-)端子和電阻R9的連接點。如此，也能進行恆定時的溫度補償。又在專利文獻，要同時進行恆定時和過渡時的溫度補償很困難，因此並未提及。

電源投入時也是與前述說明同樣的，投入時的輸出變動，藉由將相反相位且同一輸出變動賦予b點所示的偏電壓(Vbias)而予以抵消，使輸出端子72-2不輸出變動。在此的熱電堆26由於被遮光，雖沒有紅外線接收產生的輸出，但電源投入或過渡的溫度變動所產生之輸出變動則是與熱電堆25相同。另一方面，熱電堆25也會輸出與入射紅外線成比例的電壓。結果紅外線檢測電路72，沒有起因於電源投入或過渡的溫度變動所產生之輸出變動，僅將與熱電堆25的接收紅外線量成比例的輸出信 號從端子72-2輸出。

圖17顯示，將圖15之本實施例的電路輸出和圖12之習知電路的輸出作比較。電源投入時的變動減低成1/4，可大致消除溫度變化時的下降。雖殘留若干變動，這是起因於熱電堆25、26的感度及熱傳遞特性的不均一、各元件之溫度環境變化的偏差。熱傳遞特性的偏差，是因熱電偶上之屬於凸透鏡的熱電堆25和屬於遮光金屬罐的熱電堆26之差異，或各元件的配置位置關係、例如從基板28起的高度、互相的距離而產生。該偏差所造成的若干變動，藉由將OP放大器72-4的放大率G予以微調即可訂正。當然紅外線檢測感度之不均一，也是調整OP放大器72-1的放大率。本發明，能將紅外線檢測感度之不均一、熱傳遞特性的不均一、各元件之溫度環境變化的偏差予以獨立地調整。但在前述專利文獻1的習知技術，要將紅外線檢測用熱電堆25和溫度補償用熱電堆26之不均一予以獨立地訂正很困難。

圖18顯示反射率檢測電路73的詳細構造。光斷續器27之發光元件、即紅外線LED50被電晶體73-1驅動。該驅動，是由從微電腦60的輸出埠輸入驅動信號端子73-2之信號所控制。當將負載比(duty)50%的矩形波信號輸入驅動信號端子73-2時，紅外線LED50在信號為5V時會發光，信號為0V會熄滅。其發光強度與流經紅外線LED50的電流成比例，該電流是取決於電阻R11值。在本實施例，電阻值是固定的，因此發光強度是一定的。 該紅外發光被面板2及調理鍋7的底面反射後，藉由受光元件之光電晶體51接收時，利用光電流使電阻R12產生電壓。反射越大(接收光量越多)則電壓成比例地變大。該信號電壓，經由電容器C1將直流部分截止，以交流信號的方式輸入由OP放大器73-3構成之正相直流放大器。在此，僅交流信號的正側成分被放大。被放大之負載比50%的信號，利用充放電電路(R13和C2所構成)73-4轉換成直流的平均值電壓，從輸出端子73-8輸出。該輸出被輸入微電腦60的AD端子。

如此般，反射率檢測電路73，將發光強度一定之經載波調變後的紅外光朝鍋底面放射，接收被鍋反射的紅外光，以其平均值電壓作為反射電壓，藉此檢測出相當於反射率的值。當未載置調理鍋7的情況，成為只有面板2的反射而顯示一定的值。從該一定值起算的增加分量為來自鍋的反射量，該量相當於鍋的反射率。

將紅外發光實施載波調變而在受光路徑將直流成分截止，是為了防止自然光或白熾燈、螢光燈等的照明機器所含之一定的紅外光影響鍋的反射率檢測(可見光，藉由受光元件之光學過濾器截止)。此外，也能防止光電晶體51之暗電流的影響。

以下說明本實施例1之鍋溫度檢測動作。

載置於面板2上之調理鍋7，藉由感應加熱而發熱。藉由該加熱，從鍋7底面放射紅外線。其全放射能量E與鍋溫度T的四次方成比例(E=σT⁴；史提芬-波茲曼定律)。 圖19顯示根據蒲朗克分布定律算出之黑體溫度的分光放射能量。將該分光放射能量在全波長區積分，求出全放射能量E，其與溫度(絕對溫度)的四次方成比例。這就是前述史提芬-波茲曼定律，該係數σ是史提芬-波茲曼係數。分光放射能量的峰值波長，根據維恩移位定律在調理溫度100~300℃為5μm~8μm。

感應加熱後的鍋底，將鍋底的放射率ε乘以黑體溫度之全放射能量E而得之全放射能量，對應於溫度而放出。亦即黑體溫度之全放射能量E和鍋底溫度之全放射能量(E’=εσT⁴)的比為放射率ε。

另一方面，屬於非磁性體之結晶化玻璃(面板2)的光學特性如圖20之粗線所示。如圖20中的粗線所示般，結晶化玻璃，能讓0.2μm~2.9μm波長的光透過80%以上，讓3~4.5μm波長的光透過30%左右，比4.5μm更長的波長、及比0.2μm更短的波長的光則幾乎無法透過。基於此光學特性，從鍋放射出的紅外線放射能量(參照圖19)的大部分(波長4μm以上的大部分)無法通過面板2。可通過者僅從鍋放射出的全紅外線放射能量之約1%左右。

圖21顯示在黑體和熱電堆(一般為15μm短通濾波器的熱電堆)之間僅存在空氣的情況、圖3所示般在黑體和熱電堆之間插入面板2及結晶化玻璃光學過濾器31的情況，射入熱電堆之熱電偶面的入射能量和放射紅外線的黑體溫度的關係。這是在圖19的分光放射能量組合圖20的光學特性(透過率)，在全波長區進行積分而獲 得的。僅存在空氣的情況，在全波長區設定為透過率=1。從圖可知，在本實施例(感應加熱調理器)，由於介入面板2、結晶化玻璃光學過濾器31，相較於未介入的情況(僅有空氣)，射入熱電堆的能量在100℃附近減少約2位數、在300℃也減少約1位數。在低溫側入射能量減少變大，是因為更多的低溫放射分光能量被面板除去(濾除)。因此紅外線感測器必須有高感度，必須將感測器輸出以高放大率G予以放大。

作為紅外線感測器如眾所周知，包含：紅外線光二極體、紅外線光電晶體等的量子型，以及熱電堆、焦電元件等的熱型。量子型感測器是基於量子效應來檢測紅外線，因此在窄波長帶域具有高感度為其特徵；熱型在廣波長帶域具有低感度為其特徵。量子型是依半導體的種類來決定感度波長，像矽這種可低成本取得者，實用感度波長是從可見光外(0.8μm)至1μm以下，因此檢測溫度範圍成為300℃以上。在更低溫側具有檢測感度(波長2μm)之紅外線光電晶體因為是化合物半導體(例如InGaAs等)，價格比矽高1~2位數。另一方面，相較於量子型，熱型在從可見光至20μm以下的廣波長帶域具有均一的低感度(原理上並不具備波長依存性)。因此，藉由在感測器之紅外線受光面之前設置光學過濾器，能將檢測溫度範圍波長縮窄而防止外在干擾。

在本實施例，由於檢測溫度範圍為140至380℃，作為紅外線感測器是使用屬於熱型的熱電堆。同 樣屬於熱型的焦電元件，因為是微分型的感測器，必須讓紅外線入射斷續，而使用屬於普通機械的斷續機構。因此，基於可靠性的觀點，並不適用於像感應加熱調理器這種家電用品。同樣屬於熱型的熱敏電阻元件，入射紅外線能量與輸出(電阻值)之間具有非線性關係，因此必須校正。又為了提高感度必須將其細線化而形成為折返長線，會使元件電阻值變大。另一方面，熱電堆不須前述機構、校正，此外，依據近年來MEMS等的技術可低成本地供應：使用半導體製程將構成的熱電偶微小化而多數個堆積(堆疊)以提昇感度者。

近年來許多體溫計所使用之熱電堆的光學過濾器，是採用前述(圖20中一點鏈線)般之透過波長1~15μm者。這是因為，根據維恩移位定律，人體的紅外線放射能量之峰值波長約10μm(體溫36℃)，因此使用上述光學過濾器是最佳的。

如前述般，習知的體溫計、電磁爐所使用之熱電堆的入射能量大，熱電堆本身的感度不太會成為問題，用來放大熱電堆輸出之放大電路的放大率G為100倍以下即可。然而，屬於感應加熱調理器之本實施例的鍋溫度檢測裝置18，其熱偶(熱電偶)是採用半導體製程較容易製作之多晶矽．鋁金屬對，使用將其堆積50個而構成的熱電堆25，進一步利用玻璃凸透鏡的聚光而使感度比一般者提高10倍左右。又將其輸出利用放大電路放大3000倍，而能檢測前述微小的入射紅外線能量。

利用熱偶計測物體溫度的情況，是將冷接點固定於冰點(0℃)，讓測溫接點接觸物體而進行計測。熱電堆如圖9所說明，是堆積有多數個熱偶，具有被入射紅外線加熱之多數個測溫接點、及位於矽基材38上之多數個冷接點。而且，冷接點是藉由黏結劑固定於金屬盒37的金屬座36，因此在熱性上，熱電堆的金屬盒37(金屬罐36和金屬座37)成為冷接點。而且，該金屬盒37無法像通常的熱偶那樣固定於冰點。

假使，將一個熱偶的熱電動勢設定為5μV/℃，堆積數設定為50、直流放大器的放大率設定為2000，金屬盒37溫度每變化1℃，直流放大器的輸出會發生500mV的電壓變動。亦即，必須抑制熱電堆25周圍的溫度變動。

本實施例的鍋溫度檢測裝置18，為了能夠檢測加熱調理中的鍋底高溫部，是配置在分割的加熱線圈8所產生之高頻磁場的磁通密度最強的線圈間隙8c正下方。該位置，是在加熱線圈8的下方呈放射狀配置之棒狀肥粒鐵11之間，由於磁通幾乎都通過肥粒鐵中，因此是磁通洩漏少的場所。然而，因為離加熱線圈8下面的距離為20mm左右，磁通洩漏大，會將位於此處的金屬感應加熱而使其溫度上昇。例如將3kW高頻電力輸入加熱線圈，將面板2上所載置之調理容器、即鍋實施感應加熱的情況，位於此場所之磁性體的鋼板，會發生約30℃的溫度上昇。非磁性體的鋁也會發生約5℃的溫度上昇。

調理中，被感應加熱的鍋底成為100~300℃的高溫。而且，面板2及下面的加熱線圈8也經由來自鍋底的熱傳導、熱輻射而變得高溫。

再者，在加熱線圈8流過十數安培的高頻電流，因此線圈本身會產生焦耳發熱。為了將該等的面板、加熱線圈予以冷卻，是在線圈冷卻風路15a、15b導入外部空氣，如前述般讓風吹到加熱線圈8而將其冷卻。

此外，在鍋溫度檢測裝置18之配置中，是將對加熱線圈供應高頻電力的換流器電路9配置於冷卻風路17a、17b中。該換流器電路，是由將20~90kHz、十數安培的電流予以開關之電路所構成。因此，會輻射大的電磁波。

如此般，鍋溫度檢測裝置18，特別是內藏的熱電堆25、26，曝露於(1)來自加熱線圈8的磁通洩漏、(2)線圈冷卻用的冷卻風所造成的溫度變化、(3)換流器電路所輻射之電磁波雜訊。鍋溫度檢測裝置18必須對應於這些外在干擾，而檢測出加熱調理中的鍋底溫度。

內藏有熱電堆25、26之鍋溫度檢測裝置18，宜儘量處於一定溫度雰圍。因此，在本實施例，是在讓外部空氣導入之線圈冷卻風路15a內設置鍋溫度檢測裝置18，於調理中利用外部空氣將熱電堆25、26和紅外線檢測電路72施以冷卻而防止其等的溫度上昇。此外，為了防止線圈冷卻風路15a內的氣流直接吹到熱電堆25、26之金屬盒37及紅外線檢測電路72之半導體、電阻等而發 生熱起伏，利用作為防風盒之紅外線感測器盒29將其覆蓋。此外，熱電堆25、26及紅外線檢測電路72，可藉由紅外線感測器盒29內的空氣形成空氣隔熱。將對於溫度變化為穩定之熱電堆25的輸出予以直流放大後，作為低輸出阻抗的信號電壓輸出給後述的微電腦60之AD端子。

再者，該紅外線感測器盒29是被鋁等之導磁率大致1的金屬盒32覆蓋，藉此將加熱線圈所產生的交流磁場遮蔽，而避免因加熱線圈7所產生之高頻交流磁場使熱電堆25的金屬盒37感應加熱而造成溫度上昇。此外，該金屬盒32，對於配置於鍋溫度檢測裝置18的下部之換流器電路的脈衝雜音(放射電磁波)，是成為電磁遮蔽。

該金屬盒32，在加熱調理中會被周圍雰圍溫度及來自加熱線圈7的磁通洩漏施以感應加熱，在鋁的情況發生5~10℃的溫度上昇。要在該溫度上昇平息之前繼續進行調理的情況，是將外部空氣急速導入而吹到金屬盒32使金屬盒32急速冷卻，結果造成紅外線感測器盒29內的熱電堆25的周圍溫度急劇降低。相反的情況，例如冬天早上剛開始進行調理的情況，機體內的金屬盒32夜裏被充分冷卻而成為5℃左右，使用者在暖氣設定為20℃的調理室開始進行調理的情況，該暖氣被導入冷卻風路15a，而使20℃的暖氣吹到5℃的金屬盒31。在本實施例，為了防止這種外部空氣導致金屬盒32的急激溫度變 化，進一步用塑膠的外側紅外線感測器盒33覆蓋該金屬盒32。藉此避免冷卻風直接吹到金屬盒32而防止風導致溫度急劇改變。

縱使採用如此般對於環境溫度變動之對應，如前述圖14所示般，在電源投入時、環境溫度變化時，感測器輸出仍會變動。藉由進行圖15所示之新的溫度補償，如前述圖17所示般可大幅降低感測器輸出變動。

面板2，會吸收來自被感應加熱後的調理鍋7之紅外線放射，藉由該吸收及接觸熱傳導而被加熱。如圖20之粗線所示，面板2讓0.2μm~2.9μm波長的光透過80%以上，讓3μm~4.5μm波長的光透過30%左右，比4.5μm更長的波長、及比0.2μm更短的波長的光幾乎無法透過。

當放射能量射入物質表面時，其一部分ρ被反射，一部分α被吸收，剩下的τ則透過。在其等的量之間，基於能量守恆定律ρ+α+τ=1可成立。在面板2上載置調理鍋7的狀態下，由於調理鍋7之紅外線放射能量在面板2的反射可視為幾乎是零，在面板2，吸收率α+透過率τ=1可成立。根據基爾霍夫熱輻射定律，由於吸收率α=放射率ε，來自調理鍋7之紅外線放射能量當中，0.2μm~2.9μm的波長有80%以上透過面板2，剩下的20%被面板2吸收而將其放射。此外，3μm~4.5μm的波長有30%左右透過，剩下的70%被吸收而將其放射。比4.5μm更長的波長、及比0.2μm更短的波長幾乎無法透過，全部被吸收 而將其放射。經由熱傳導被加熱的量也是同樣的。在波長4.5μm以上，熱傳導加溫的紅外線能量幾乎都從面板2表面被放射出。

因此，使用熱電堆25來檢測面板2上的調理鍋7的溫度的情況，面板2本身之加熱所放射的紅外線會造成問題。例如附屬於熱電堆25之玻璃凸透鏡48的透過波長為1~15μm的話，面板2所放射之波長比4.5μm更長的紅外線會大幅影響熱電堆25的輸出，變成無法正確地檢測面板2上的調理鍋底的溫度。透過面板2之鍋的放射紅外線能量為1μm~2.9μm屬於約2μm的帶域，相對於此面板2本身所放射的紅外線能量為4.5μm~15μm屬於約10μm的帶域，如果在相同溫度的話，熱電堆輸出當中，面板2溫度造成的影響量是調理鍋7溫度造成的影響量之5倍。

在本實施例，為了防止上述問題，在熱電堆25所構成之鍋溫度檢測裝置18的紅外線感測器盒29開設讓紅外線透過的盒窗30，在該盒窗30嵌入結晶化玻璃光學過濾器31，該結晶化玻璃光學過濾器31是將構成面板2之結晶化玻璃薄切成正方形而成。而且，將射入熱電堆25之紅外線當中，面板2所放射的量予以除去。面板所放射之波長2.9μm以上的部分，利用具有與面板2相同的透過特性之結晶化玻璃光學過濾器31的光學特性，而阻止其射入熱電堆25。

結晶化玻璃光學過濾器31也能利用面板以外 的材料作成，但要製作圖20之實線所示般之具有急峻且特殊特性之光學過濾器非常困難且成本高昂。

此外，結晶化玻璃光學過濾器31的效果包括：使配置於其下方之熱電堆25、26、反射型光斷續器27等無法從面板2的紅外線透過窗5看到。如前述般(圖20的細線所示)，1μm以上的長波長側之光學特性雖與面板2大致相同，但在短波長側透過率比面板小的區域有400nm左右，這部分的可見光被截斷因此看起來呈紅黑色，而使其下方所配置之基板上的零件看不見。

再者，作為熱電堆25的玻璃凸透鏡48，是使用無法讓波長5μm以上透過之具有5μm短通濾波器的(圖20之虛線所示)。這是為了讓被周圍溫度加熱之結晶化玻璃光學過濾器31本身及紅外線感測器盒29所放射的紅外線當中之波長5μm以上者也無法透過。這是因為如前述般，從鍋放射出之1~2.9μm的紅外線能量的通過受面板制限而變得非常微小，不得不將熱電堆25的輸出放大(實施例約3000倍)，因此對於周圍溫度之5μm以上的紅外線放射很敏感，必須徹底防止來自鍋底以外之4.5μm以上的紅外線射入熱電堆的紅外線吸收膜43。

又該玻璃凸透鏡48，可使用與面板2、結晶化玻璃光學過濾器31相同的結晶化玻璃作成。如此，基於前述理由，可更良好地將結晶化玻璃光學過濾器31的溫度所造成之紅外線放射遮斷。然而，縱使採用前述光學上的對策仍有不足，如以下所述般，來自面板2的放射紅 外線成為鍋溫度檢測的誤差要因。

調理中熱電堆25所檢測之紅外線能量，除了來自作為檢測對象之(1)調理鍋的紅外線能量以外，還重疊上(2)來自面板2的紅外線能量、(3)來自感測器視野筒19內壁的紅外線能量、(4)來自結晶化玻璃光學過濾器31的紅外線能量、(5)來自其他構件的紅外線能量，熱電堆25會產生與該等紅外線能量成比例的電壓。而且，為了正確地檢測鍋溫度，特別是必須減去(2)來自面板的紅外線能量所造成的電壓。

(3)項的能量，該視野筒19是將熱電堆25的視野特性縮窄至半值角10度，其內壁的溫度利用冷卻風而在動作中保持60℃以下，且紅外線放射向量是與熱電堆的受光向量正交，因此射入熱電堆的紅外線能量不會造成問題。(4)項的能量，由於將鍋溫度檢測裝置18配置於冷卻風路內，其溫度被抑制為40℃以下，就射入熱電堆的紅外線能量而言不太會造成問題。(5)項也是與(4)項同樣的。但在檢測較低溫度(150℃以下，參照圖22)的情況，(4)、(5)項也會造成問題。關於這點，藉由使熱電堆26具有與熱電堆25同樣的受光構造即可防止。這點在實施例3作詳細說明。

圖22顯示本實施例之各部位的溫度和各部位所放射而射入熱電堆25的紅外線吸收膜43之紅外線能量(計算結果)之關係。這是使用圖19的分光放射能量和各構件的透過特性(圖20所示)進行計算所獲得。各部位的 溫度，僅圖示出調理中到達的溫度範圍。

調理中的各構件之代表溫度，例如將來自300℃的鍋(黑體)之入射能量設定為1時，來自200℃(縱使是在300℃長時間加熱中，面板2(玻璃)的熱傳遞率低而只能昇溫至200℃左右。在短時間則成為更低的溫度。)的面板之入射能量為1/6，來自80℃的感測器視野筒之入射能量為1/120，來自40℃的結晶化玻璃光學過濾器31之入射能量為1/60。鍋的放射率例如為0.25的話，來自前述鍋的入射能量1成為1/4，與其他構件、特別是來自面板2的入射能量變得差異不大。亦即可知，作為對於低溫下的鍋溫度檢測之外在干擾，變得無法忽視。

圖23顯示房間為常溫25℃的狀態下，將作為鍋底之黑體載置於圖3的實施例之紅外線透過窗5的情況，黑體溫度T和紅外線檢測電路72輸出端子72-2的輸出電壓V的關係。黑體僅載置面板不會被加熱的短時間，感測器視野筒19、結晶化玻璃光學過濾器31也不會發生溫度上昇。亦即，僅將前述(1)項之來自調理鍋的入射紅外線能量藉由熱電堆25轉換成電壓後，利用紅外線檢測電路72予以放大輸出。

輸出電壓V從常溫~100℃為大致0.5V，超過100℃時輸出與溫度(絕對溫度)的次方成比例的電壓。

0.5V是因為，紅外線檢測電路72的電源電壓(5V)經由電阻R5、R6、R7分壓後的電壓(圖11/圖15中的a/b點所示)0.5V以運算放大器72-1的偏電壓Vbias的 方式賦予。輸出端子72-2的輸出電壓值減去該0.5V後的值(從0.5V起算之電壓上昇值)與鍋底面溫度成比例。微電腦60將紅外線檢測電路72的輸出端子72-2之輸出電壓V進行AD轉換後予以讀取，根據該電壓減去0.5V後的值、即鍋溫度檢測電壓Vt(=V-0.5)進行後述處理而獲得鍋溫度。圖18的關係，是作成表格資料TBLn事先儲存於微電腦60的ROM。這是根據熱電堆25輸出、亦即鍋溫度檢測電路72的輸出電壓求取鍋溫度之資料表。

圖24顯示僅加熱面板2時之面板溫度Tt和紅外線檢測電路72輸出端子72-2的輸出電壓V的關係。但顯示前述減去0.5V後的值。顯示將未載置鍋之面板2的感測器窗5附近利用熱風加熱時之面板溫度Tt和紅外線檢測電路72之輸出端子72-2的輸出電壓V的關係。這時，感測器視野筒19、結晶化玻璃光學過濾器31未被加熱。亦即，這是將來自面板2的放射紅外線能量轉換成電壓。圖24的關係，是作成表格資料TBLt事先儲存於微電腦60的ROM。

內藏於鍋溫度檢測裝置18之光斷續器27如圖8所示般配置且在面板2上未載置調理鍋的情況，紅外線LED50所放射的紅外光(波長930nm)大部分會透過結晶化玻璃光學過濾器31及面板2而不致返回紅外線光電晶體51。然而，其中一部分會被結晶化玻璃光學過濾器31及面板2反射。這是因為，結晶化玻璃光學過濾器31及面板2的透過率在波長930nm為85%及90%，剩下的 15%及10%的紅外光會被反射。特別是被結晶化玻璃光學過濾器31反射的部分會直接返回其旁側之紅外線光電晶體51，因此本實施例如圖8所示般，配置成使光斷續器26的前面與結晶化玻璃光學過濾器31下面相接，藉此防止該反射光射入紅外線光電晶體51。此外，依紅外線LED的放射角度，也會有未到達面板下面而被位於徑路中途的物體(感測器視野筒19內面)反射之紅外光。

因此，反射率檢測電路73的輸出，在面板上載置鍋的情況(a)為Vr1，未載置鍋的情況(b)為Vr2。實質的鍋之反射電壓Vr成為Vr=Vr2-Vr1。

圖25顯示，根據在面板上配置反射率已知的金屬板時之反射率檢測電路73的輸出所獲得之反射電壓Vr和反射率的關係。圖中也顯示近似線。利用此關係，根據反射率檢測電路73的輸出電壓可獲得反射率。而且，將該關係儲存於表格資料，或將近似式的係數值事先儲存於微電腦60之ROM。

像調理鍋這種金屬物質，根據基爾霍夫熱輻射定律，在從溫度T的物質表面放射之紅外線能量(E=εσT⁴)之放射率ε和表面的反射率ρ之間，ε+ρ=1的關係可成立。在(透過率α=0)調理鍋，由於放射率不同，雖然是相同的鍋底溫度，所放射之紅外線能量並不相同。因此，會發生熱電堆輸出、亦即鍋溫度檢測裝置18的輸出不同的問題。於是，必須檢測調理鍋底的反射率而求出放射率，將鍋溫度檢測裝置18的輸出校正之後再換算成溫 度。用來進行此處理的是反射率檢測電路73，其求出相當於前述反射率的量、即反射電壓Vr，根據此來獲得反射率。用1減去該反射率而獲得放射率。

圖26顯示，關於載置於面板2之放射率不同的數種鍋，從鍋溫度檢測裝置18的輸出(紅外線檢測電路72的輸出V)減去前述0.5V的偏電壓Vbias後的值Vt(鍋溫度檢測電壓)和鍋底面溫度T的關係之一例。圖中也顯示各鍋底面的放射率。可知，鍋溫度檢測裝置18的輸出和鍋底溫度的關係會因放射率而異。圖26(a)所示的鍋，放射率為0.9而接近黑體。圖26(b)的放射率為0.57，(c)為0.43，(d)為0.24。將(b)、(c)、(d)的電壓值除以放射率時，如圖中虛線所示般，可彙集成大致1根曲線。各輸出Vt1與各鍋的全放射能量(E’=εσT⁴)成比例，將其除以放射率，如前述般表示換算成黑體的全放射能量(E=σT⁴)。而且表示，只要知道各鍋的放射率就能將各鍋的鍋溫度還原成黑體的放射溫度。

圖27顯示，各鍋之使用放射溫度計所計測的放射率和使用圖3的反射率檢測電路73所獲得的反射率的關係。雖然某種鍋可能不適用基爾霍夫熱輻射定律，但放射率和反射率之間具有強相關性。不適用基爾霍夫熱輻射定律的情況，是在反射率的檢測中，起因於鍋表面的散亂而無法接收反射紅外線的全部。在求取反射率時，紅外線LED50的放射光宜朝面板2儘量垂直地入射，鍋的反射光宜儘量垂直地導入光電晶體51。在本實施例，鍋溫 度檢測裝置18內之熱電堆25的面板2上位置之視野面、和該反射率檢測發光的面板2上之反射面成為同一面。因此，如圖7所示般，在鍋溫度檢測裝置18內將熱電堆25和反射型光斷續器26並列配置。

以下，針對本實施例的動作，是說明在右側的圓4載置調理鍋7而以既定溫度、既定時間將調理鍋加熱而進行調理的情況。圖28顯示該動作的流程圖。投入未圖示的電源，利用載置有調理鍋7之感應加熱口的操作開關設定成既定的溫度及調理時間(步驟S1)，指示調理開始(步驟S2)，微電腦60首先控制反射率檢測電路73而讀取所載置的鍋之反射資料(相當於反射率)，並檢測反射率(放射率)(步驟S3)。同時，為了將加熱線圈8及換流器電路9等施以冷卻，驅動未圖示的風扇而對冷卻風路15a、15b及16a、16b導入外部空氣。

在此，關於檢測反射率的步驟S3，使用圖29所示的流程圖詳細地說明。微電腦60，對反射率檢測電路73之端子73-2，從埠輸出紅外線LED驅動信號(步驟S3-1)。既定時間、例如200ms輸出後(步驟S3-2)，將輸出給端子73-8的電壓Vr2從AD端子讀取(步驟S3-3)。接著，將紅外線LED驅動信號停止(步驟S3-4)。接著，從之前讀取的電壓Vr2減去事先儲存之未載置鍋時的電壓Vr1而算出反射電壓Vr(步驟S3-5)。然後，根據事先儲存的反射電壓和反射率的關係(圖25所示)，由反射率ρ獲得放射率ε(=1-反射率)(步驟S3-6)。

在反射率檢測步驟S3之後，控制電力控制電路62、頻率控制電路61、換流器電路9，對加熱線圈8供應電力而開始進行感應加熱(步驟S4)。若對加熱線圈7供應電力，加熱線圈7會產生感應磁場，對面板2上的調理鍋7進行感應加熱。藉由該感應加熱使調理鍋7的溫度上昇，開始進行調理鍋7內的被加熱物之調理。若微電腦60開始進行感應加熱，每隔一定時間讀取鍋溫度檢測裝置18的輸出，檢測鍋溫度(步驟S5)。

在此，針對鍋溫度檢測動作(步驟S5)詳細地說明。圖30顯示鍋溫度檢測的流程圖。微電腦60讀取鍋溫度檢測裝置18(紅外線檢測電路72)的輸出端子72-2之輸出電壓V(步驟S5-1)，從該值減去設計Vbias=0.5V(恆定室溫25℃之設計值)而作為鍋溫度檢測電壓Vt(步驟S5-2)。

同時由熱敏電阻20和熱敏電阻溫度算出電路73讀取面板2的溫度Ta(步驟S5-3)。而且，根據前述事先作為表格TBLt所儲存的面板溫度Tt和熱電堆溫度檢測電路72的輸出V(端子72-2)的關係，獲得溫度Ta的輸出電壓Va(步驟S5-4，面板溫度補償電壓取得的動作)。

接下來，由前述鍋溫度檢測電壓Vt減去前述Va(步驟S5-5)。經由此處理，將作為外在干擾之來自面板2的紅外線量除去。該減法運算後的電壓成為Vt(利用減法運算之面板溫度補償的動作)。

接著，使用即將感應加熱前所獲得的放射率 ε(=1-反射率)，對該減法運算後之鍋溫度檢測電壓Vt進行除法運算(步驟S5-6)(反射率校正的動作)。在除法運算後的Vt加上前述Vbias=0.5V(步驟S5-7)，參照事先以溫度轉換表格TBLn的方式儲存之Vt和鍋溫度T的關係、即資料表(步驟S5-8)，轉換成鍋溫度而獲得鍋溫度T。

在此，燒烤庫6正在調理中，假定鍋溫度檢測裝置18L的周圍溫度為上昇中。這時，如圖14所示般依據習知的紅外線檢測電路(圖11)，輸出值減少(在因溫度變化而減少變低之偏電壓加上與入射的紅外線成比例之電壓)的上述Vt(=讀取輸出值-設計的恆定25℃的偏電壓0.5V)值比通常更低。結果，檢測鍋溫度，是檢測出比常溫時低。當周圍溫度為下降中時，相反地，檢測鍋溫度是檢測出比常溫時高。依據圖15所示之本實施例的電路，縱使周圍溫度變化中，紅外線檢測輸出仍不會發生變動，因此不會發生上述鍋溫度誤差。

鍋溫度檢測動作(步驟S5)所檢測的鍋溫度T到達既定溫度後，一邊進行鍋溫度檢測動作(步驟S5)一邊繼續感應加熱(步驟S6)。接著當鍋溫度T到達既定溫度後，進行異常加熱的檢查(步驟S7)。如果因空燒等造成鍋溫度急劇上昇，當到達油的著火溫度的話會發生危險，因此當鍋溫度超過330℃的情況，將感應加熱停止(步驟S12)。

當鍋溫度T到達既定溫度後，減少感應加熱的電流(步驟S8)，設定調理時間計時器(步驟9)。

接下來每隔一定時間進行鍋溫度檢測(步驟S5)，一邊檢查鍋溫度(步驟S6)，一邊進行異常加熱的檢查(步驟S7)，讓供應給加熱線圈7的電流減增既定量(步驟S8、S10)，使鍋溫度保持一定(Tc)。接著，當經過既定的調理時間後(步驟S11)，利用蜂鳴器對使用者報知調理結束，停止對加熱線圈7的電力投入(步驟S12)。如此，將調理鍋7的被調理物以所設定的溫度及時間進行調理。在此也是，如果在調理中發生空燒(水分消失)，使鍋溫度急劇上昇而到達油的著火溫度的話會有危險，因此進行異常加熱檢查(步驟S7)，當熱鍋溫度超過330℃的情況，將感應加熱停止(步驟S12)。

此外，也能取代算出放射率的過程(步驟S5-6)及將鍋溫度檢測電壓Vt利用放射率進行除法運算的過程(步驟S5-7)，事先將倍率a=1/放射率(a=1/ε)的值(成為1以上的值)和反射率(或反射電壓Vr)的關係以表格的方式儲存，根據反射率(或反射電壓Vr)利用前述表格獲得倍率a，在Vt乘上該倍率後，參照資料表TBLn輸出鍋溫度。如此，不須使用要耗費微電腦的處理時間之除法運算，可謀求處理的高速化。

以上的說明，僅是顯示在即將感應加熱前僅進行1次反射率檢測的例子，但並不限定於此。通常的鍋，在感應加熱中(縱使溫度成為高溫)反射率並不會變化。此外，紅外線發光LED，存在長時間連續發光之壽命的問題。在本說明是考慮到這些點，對於1個調理，限定 為在即將感應加熱前進行1次的反射率檢測。當然，也能將發光電流減低，在調理中每一定周期、例如每2秒進行反射率檢測。溫度檢測，是使用即將檢測前的反射率(放射率)進行校正處理(步驟S5-5)。特別是薄型鍋，因高溫造成的鍋底變形可能使反射率改變。再者，在底面實施色塗裝的鍋，因高溫造成塗裝變性可能使反射率改變。在此情況，較佳為縱使在加熱中仍定期進行反射率檢測。在此情況當然，為了避免磁場的影響，較佳為如實施例般，藉由非磁性金屬體將反射型光斷續器26及反射率檢測電路73包圍。

此外，也會有在調理中將鍋更換成其他鍋的情況。這時反射率當然會改變。在此情況，在目前使用的鍋移開的時點，鍋溫度檢測裝置18所檢測的電壓會急劇降低。而且，在載置其他溫度的鍋的時點，鍋溫度檢測裝置18所檢測的電壓會回復與該鍋底面溫度對應的值。較佳為掌握此變化而再度進行反射率的檢測。

又作為恆定時的溫度檢測元件，雖是使用內藏於熱電堆25之NTC熱敏電阻45，但並不限定於此。當然也可以是設置在基板上的NTC熱敏電阻。此外，不限於NTC熱敏電阻，也可以是半導體元件，例如使用二極體的順向電壓變化之溫度檢測元件。

[實施例2]

圖31顯示的鍋溫度檢測裝置18，是將熱電堆 25、26設置在同一紅外線感測器盒29內，進一步藉由塑膠構件75所構成的熱耦合手段施以熱耦合。在實施例1(圖7)，熱電堆25、26是在基板28上並列配置，其間存在熱傳遞率低的空氣層。在本實施例，熱電堆25、26的金屬罐35彼此是藉由熱傳遞率比空氣層更佳的塑膠構件75連結，藉此使金屬罐35彼此、進而使熱電堆25、26的溫度(環境)變得更一致。結果，能使溫度變化補償精度提高。構件75，當然也可以是熱傳遞率良好的金屬。

[實施例3]

圖32顯示使用熱電堆76作為溫度變化補償用熱電堆之紅外線檢測電路72，該熱電堆76是與紅外線檢測用熱電堆25同樣的，具有將入射紅外線聚光的凸透鏡48、以及用來安裝該凸透鏡48之窗47。與圖15相同的符號表示同一物體。作為溫度變化補償用，是在OP放大器72-4連接熱電堆76的輸出、即熱電偶輸出(圖中以(+)、(-)表示)。將熱電堆76的負輸出(以(-)表示)連接於OP放大器72-4的正相輸入，將正輸出(以(+)表示)連接於R10。結果，將與熱電堆25的相位相反的熱電偶輸出藉由放大率G=(R10/R9+1)之OP放大器72-4予以放大，該輸出電壓是作為偏電壓Vbias而施加於OP放大器72-1之圖中b點所示的偏壓點。但與圖15同樣的，該熱電堆76，為了避免來自鍋底的紅外線射入，必須改變內藏的紅外線感測器盒29構造。

圖33顯示該鍋溫度檢測裝置18之俯視及剖面圖。與圖7相同的符號表示同一物體。為了避免來自鍋的紅外線射入熱電堆76，將紅外線感測器盒29的上面延伸而將熱電堆76的前面視野遮住；在熱電堆25和熱電堆76之間設有遮光隔壁77，以避免射入熱電堆25之紅外線漫射而射入熱電堆76。如此，熱電堆76不會接收來自鍋7的紅外線，但能接收來自紅外線感測器盒29的內壁之紅外線。熱電堆25可接收來自鍋的紅外線及來自紅外線感測器盒內壁的紅外線，因此在該鍋溫度檢測裝置18，可防止來自紅外線感測器盒內壁之紅外線、亦即紅外線感測器盒內壁的溫度所造成之外在干擾(感測器輸出變動)。與圖7的說明同樣的，只要OP放大器72-1、72-4的放大率大致相同的話，內壁的溫度所產生之OP放大器72-1的輸出，能被相同的OP放大器72-4輸出、即偏電壓所抵消。結果能更穩定地進行鍋溫度的檢測。其他動作是與實施例1相同，因此省略其說明。

圖34顯示，具備圖32的紅外線檢測電路之鍋溫度檢測裝置18的俯視及剖面圖。與圖33相同的符號表示同一物體。在本鍋溫度檢測裝置18，為了使熱電堆76的前面視野僅存在結晶化玻璃光學過濾器31，藉由遮光筒78覆蓋熱電堆76，該遮光筒78的前面到達結晶化玻璃光學過濾器31的下面。此外，如圖所示般，感測器視野筒19和鍋溫度檢測裝置18是配置成，使來自鍋7之紅外線無法射入熱電堆76。只要熱電堆76的視角狹小， 縱使沒有遮光筒78，也能使熱電堆76的前面視野僅存在結晶化玻璃光學過濾器31。

結果，與圖33的說明同樣的，來自結晶化玻璃光學過濾器31之紅外線、亦即結晶化玻璃光學過濾器的溫度所造成之輸出變動，只要OP放大器72-1和72-4之放大率大致相同，由於在熱電堆25和熱電堆76為同一且相位相反而能抵消，該變動不會反映在鍋溫度檢測裝置18的輸出(端子72-2)。亦即，能夠防止結晶化玻璃光學過濾器31之熱外在干擾。

又在以上的說明，作為紅外線檢測元件雖是限定為熱電堆，但並不限定於此。也可以是熱敏電阻或量子型的紅外線檢測元件。將同一構造的紅外線檢測元件輸出以相反相位放大，而將其作為射入紅外線之紅外線檢測的放大電路之偏電壓的本發明，並不限定為熱電堆，也能適用於熱敏電阻或光二極體。

25‧‧‧鍋溫度檢測用熱電堆

26‧‧‧溫度變化補償用遮光熱電堆

42‧‧‧測溫接點部

44‧‧‧冷接點部

45‧‧‧NTC熱敏電阻

72‧‧‧紅外線檢測電路

72-1、72-2、72-4‧‧‧運算放大器

R1、R2、R5~R10‧‧‧電阻

Vcc‧‧‧電源電壓

Claims (6)

1. 一種感應加熱調理器，係具備：將調理容器載置於上面的面板、設置於該面板下且為了加熱前述調理容器而產生感應磁場之加熱線圈、設置於該加熱線圈下而用來檢測從前述調理容器的底部放射的紅外線之紅外線檢測手段、以及根據前述紅外線檢測手段之輸出而檢測鍋溫度之鍋溫度檢測手段；其特徵在於，前述紅外線檢測手段具備有第1紅外線感測器、第1直流放大器、第2紅外線感測器及第2直流放大器，該第1紅外線感測器，讓從前述調理容器的底部放射之紅外線射入，將與紅外線量成比例的直流電壓輸出；該第1直流放大器，將該第1紅外線感測器輸出予以直流放大；該第2紅外線感測器，藉由將從前述調理容器的底部放射的紅外線予以遮光而使從前述調理容器的底部放射之紅外線無法射入，將與紅外線量成比例的直流電壓輸出；該第2直流放大器，將前述第2紅外線感測器的輸出予以反相直流放大；在前述第1紅外線感測器的內部或附近配置溫度檢測元件，利用前述溫度檢測元件的檢測溫度來控制前述第2直流放大器所輸出的偏電壓後，以前述第2直流放大器的輸出作為前述第1直流放大器的偏電壓而輸入，以前述第 1直流放大器的輸出作為前述紅外線檢測手段的輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之感應加熱調理器，其中，前述第1紅外線感測器是藉由具備透鏡之金屬罐包覆，該透鏡能讓前述調理容器的底部所放射的紅外線透過；前述第2紅外線感測器是藉由金屬罐包覆，該金屬罐能將前述調理容器的底部所放射的紅外線遮蔽。
3. 如申請專利範圍第1項所述之感應加熱調理器，其中，前述第1及第2紅外線感測器藉由熱耦合手段互相結合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之感應加熱調理器，其中，前述第1直流放大器的放大率和前述第2直流放大器的放大率大致相等。
5. 如申請專利範圍第1項所述之感應加熱調理器，其中，前述第1紅外線感測器及前述第2紅外線感測器為熱電堆。
6. 如申請專利範圍第1項所述之感應加熱調理器，其中，進一步設有遮光筒及防風盒；該遮光筒，是將從前述加熱線圈放射的紅外線遮斷， 並將從前述調理容器的底部放射的紅外線導向前述紅外線檢測手段；該防風盒，配置於該遮光筒下，在前述第1紅外線感測器的前面具有讓紅外線透過的窗材；將前述第1紅外線感測器及第2紅外線感測器收藏於前述防風盒內。