JPH01132090A

JPH01132090A - 加熱状態検出装置

Info

Publication number: JPH01132090A
Application number: JP62291052A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kashimoto; 隆柏本; Koji Yoshino; 浩二吉野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-24

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子レンジに関し、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なうもので
、検出素子として圧電素子センサを用いた加熱状態検出
装置に関するものである。

従来の技術従来電子レンジの調理状態を検出するセンサとしては、
第１１図に示すように、湿度センサ３６の抵抗値変化を
基準電圧電源３７の電圧を抵抗３８と分圧し比較するこ
とによりｍ知して電子レンジを制御している。（例えば
特開昭５３−７７３８５号公報）また、第１２図に示す
ように、加熱状態の検出の簡易な手段として電圧素子セ
ンサｂの水蒸気の熱的便化により、その結果、分極電流
が発生し、その分極電流を検出する手段がある。（例え
ば、特開昭６１−２６９８９０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の湿度センサ３６を用いた場合、
抵抗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、各構成要素である湿度センサ３６の
抵抗、電源の電圧のばち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。

また、圧電素子センサ１を用いた場合、電圧素子センサ
の温度特性により、電子レンジで被加熱物１２を繰りか
えし加熱を行なうと、圧電素子センサ１を取り付けた排
気部８の温度が上昇するので、検出される圧電素子セン
サ１の分極電流も低下するので、同じ量の被加熱物１２
を加熱したところ加熱終了時間が一定にならない問題点
があった。

問題点を解決するだめの手段本発明は、上記問題点を解決するため、圧電素子センサ
の雰囲気温度を検出する温度補償素子を用いて、圧電素
子センサの信号と、補償素子の信号を混合する混合器を
用いた構成としたものである。

作　　　用本発明によれば、排気路の温度上昇で圧電素子センサの
温度特性による分極電流の低下を補償素子の信号で補正
し、簡単な構成で被加熱物の調理状態が検出できる作用
を有する。

実施例以下、本発明の一実施例について、添付図面にもとづい
て説明する。

第１図ｆａｔ　、（ｂｌは本発明の一実施例の圧電素子
センサ１の斜視図と、圧電素子センサ１、温度補正素子
６の取り付けた状態を示す図である。第１図ｆａｔにお
いてチタン酸鉛等からなる圧電セラミック素子１には、
電極２．３が両面に施され、各電極２．３にはリード線
４．５が配線されている。また第１図ｆｂｌに示すよう
に圧電素子センサ１、および温度補正素子６（大発明の
一実施例では、温度補償用ダイオード）は、加熱室７の
排気部８中のセンサ取り付は穴９に隣接して配設され、
ビス１０．１１で排気部壁面に取り付けられている。

第２図は本発明の圧電素子センサ１を有する電子レンジ
の本体構成図である。被加熱物１２を出し入れする加熱
室７と、被加熱物１２を高周波加熱するマグネトロン１
３、加＃１室排気部８に設けた圧電素子センサ１、温度
補償ダイオード６、マグネトロン１３を冷却する冷却フ
ァン１４、冷却ファン１４の風を一部加熱室へ送風する
ダクト１５ドアスイツチ１６、圧電素子センサ１の出力
の出力信号をろ波するろ波器１７（以後フィルタと呼ぶ
）、フィルター１７の信号を増幅する増幅器１８、温度
補償ダイオード６の温度変化に対する順方向電圧の変化
を検出する検出器１９、増幅された圧電素子センサ１の
信号と温度補償ダイオード６の検出電圧を混合する混合
器２０、被加熱物１２の調理終了を決める設定手段２１
、混合器２０の信号と設定手段２１の信号を比較する比
較器２２、比較器２２の信号を検出し、本体の制御を行
なう制御手段２３、およびマグネトロン１３を付勢する
付勢手段２４から構成されている。また、加熱室γ内に
は被加熱物１２が配され、マグネトロン１３の冷却虱の
一部は、冷却ファン１４によりダクト１５を介して加熱
室７内に醇かれる。

冷却虱の一部を実矢線２５で被加熱物１２がら発生する
水分等の気体を点矢１ａ２６で示している。

冷却風と、被加熱物１２から発生する水分等をふくんだ
気体は、排気部８をとおって加熱室７外部へ排出される
。ここで、第３図に、水４００ＣＣを加熱した場合の圧
電素子センサ１の信号と雑音についての出力電圧波形例
を示す。ａは、加熱室７内の水が沸騰した時の信号波形
例を示している。

ｂには、この波形をスペクトラム分析した結果を示す。

圧電素子センサ１に暖かい水蒸気を含んだ温風があたる
ごとによって０〜５０Ｈｚ帯で大きい信号がでているこ
とがわかる。イは、加熱室７内の水が沸騰した場合、口
は、沸騰前の場合、ハは電子レンジに通電されていない
場合であり、イと口の差は、約３０ｄＢ、信号レベ）Ｖ
は、数ｍＶの電圧である。また、圧電素子センサ１に汚
れを付着させても第３図の出力波形は変化しなかった。

これは圧電素子センサ１が熱的変化の応答により信号を
発生するからである。そこで、第４図に示すように、圧
電素子センサ１の出力信号を上記０から５０Ｈｚ帯の通
過帯域をもつフィルターを構成スルへく、ノ・イパスフ
ィルタ−２７、ローパスフィルター２８でバンドパスフ
ィルターヲ作成シている。第５図は、温度補償ダイオー
ド６の順方向電圧と、雰囲気温度の関係を示す図である
。雰囲気温度上昇とともに、半導体の性質により順方向
電圧が低下する特性を有する。第６図は、検出器１９と
混合器２０の回路を示すものである。２９０部分は、温
度補償ダイオード６の順方向の電圧変化を検出する検出
器であり、差動アンプにより、雰囲気温度が上昇すると
、アンプの出力電圧が増加する特性を有する。３０の部
分はフィルター１７を通した圧電素子センサ１の出力が
増幅器１８で増幅された信号と、差動アンプによる温度
補償ダイオード６の信号とを加算する回路である。第７
図は、混合器２０の出力電圧と、雰囲気温度の関係を示
す図であり、圧電素子センサ１の出力電圧は、雰囲気温
度上昇とともに低下してくる。これは、次のように説明
される。圧電素子センサは、暖かい水分を含む上記の熱
変化の微分量に応じて分極電流を発生する。このとき圧
電素子センサ１の雰囲気温度が高いと、暖かい水蒸気が
たとえ圧−型素子センサ１に衝突し、熱の授受をしても
熱的温度の変化が小さいからである。一方、温度補償ダ
イオード６の出力信号は、雰囲気温度上昇とともに増加
するので、結局混合器２０の出力は、排気部の雰囲気温
度によらず安定な出力を出力することができるものであ
る。

第８図は、本発明一実施例のシステムブロック図である
。２１は、制御手段からラダー抵抗とオペアンプで構成
し、加熱手段の終了を決める設定手段である。この設定
手段２１の電圧レベルと、混合器２０の信号レベルとを
比較器２２で比較し、設定手段２１の電圧レベルを越え
たことを制御手段２３が検出すると、マグネトロン１３
を付勢する付勢手段２４であるリレーの接点と、冷却フ
ァン１４、加熱室７内の照明用のランプ３１のリレー３
２の接点を開放し、マグネｌ−ロン１３、冷却ファン１
４などへの通電を停止させるものである。

なお、３３は、制御手段２３などに供給する電源、３４
は、調理のスタートボタンである。第９図は、同じ量の
水４００ＣＣの被加熱物１２をくりかえし加熱した時の
混合部２０の検出電圧と、加熱時間の関係を示す図であ
る。スタートボタン３４を押してから、被加熱物１２か
ら水蒸気が発生しはじめると、圧電素子センサ１の微分
信号パルスが発生し、設定電圧を越えると、マグネトロ
ン１３の通電は停止される。このときの温度補償素子ダ
イオード６の出力電圧は、Δｖ１であるとする、続けて
水４００ＣＣを加熱すると、最初加熱室７内に残留する
水分の微分信号パルスが発生し、やがて被加熱物１２の
水蒸気が発生すると、同様に微分信号パルスが発生する
。しかしながら、排気部８の温度上昇とともに微分信号
パルスの信号レベルが低下するが、温度補償ダイオード
６の出力電圧がΔＶ　１’に変化するので、くりかえし
同じ量の被加熱物１２を加熱しても、同じ加熱時間Ｔで
加熱は終了するものである。なお、本発明−実施例にお
いて制御手段２３にマイクロコンピュータ−を使用して
おり、微分信号パルスの検出、設定手段２１の任意のレ
ベル設定、追いだき加熱の時間設定など複雑な制御シー
ケンスを構成するのに適している。

また、第１０図に示すように圧電素子センサ１補正素子
６を樹脂３５で一体モールドすることによって圧電素子
センサ１と補正素子６の温度が同じになり、補正素子６
による正確な補正が可能となるほか、被加熱物１２のガ
スによる素子の劣化を防ぐ効果がある。

なお、本発明の一実施例において温度補正素子には、温
度補償ダイオードを用いてい石が、温度補償サーミスタ
、コンデンサ、バリスタなどあらゆる温度補正素子でも
よく上記実施例に限定されるものではない。

発明の効果以上述べてきたように本発明によれば、以下に述べる効
果かえられる。

（１）圧電素子センサの雰囲気温度による加熱終了の微
分信号パルスの検出能力の低下を温度補正素子で補正し
ているので、電子レンジをくりかえし使用しても加熱終
了時間に差が生じることがなく、つねに安定した被加熱
物の仕上がりが可能となる。

（２）湿度センサは、センサに付着する被加熱物の油や
ガスをヒータでリフレッシュすることや、と−タ用の電
源が必要であり、センサの保守の面で繁雑なのに比べて
、圧電素子センサは、そのような特別回路が一切不要で
低コストでかつ簡易な構成で加熱状態終了を自動的に検
知できる。

【図面の簡単な説明】

第゛１図＋ａｌは本発明の一実施例の圧電素子センサの
断面図、第１図（ｂｌは同圧電素子センサと温度補正素
子の取り付は状態を示す断面図、第２図は同圧電素子セ
ンサを用いる電子レンジの本体構成ブロック図、第３図
は同圧電素子センサの出力電圧波形図、第４図は同ろ波
器の回路構成図、第５図は同温度補正素子の電圧と雰囲
気温度の関係を示す特性図、第６図は同検出器、混合器
の回路図、第７図は同混合器の出力電圧と雰囲気温度の
関係を示す特性図、第８図は同システムブロック図、第
９図は同くりかえし加熱した時の混合器の出力電圧と加
熱時間の関係を示す特性図、第１０図は本発明の他の天
施例の圧電素子センサ、温度補正素子の断面図、第１１
図は従来の湿度センサを用いた本体構成ブロック図、第
１２図は従来の他の例の圧電素子センサを用いた本体構
成ブロック図である。１・・・・・・圧電素子センサ、６・・・・・・温度補
正素子、７・・・・・・加熱室、８・・・・・・排気部
、１２・・・・・・被加熱物１３・・・・・・加熱手段
、１７・・・・−・ろ波器、１８・・・・・・増幅器、
２０・・・・・・混合器、２１・・・・・・設定手段、
２２・・・・・・比較器、２３・・・・・・制御手段、
２４・・・・・・付勢手段、３５・・・・・・樹脂。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！−
・−圧電米子上−ダ宵　２　図第　４　口第５図幕雰囲気温及（°Ｃ）第７図ｏ　　　　　　　　　　　　　　　ｓｏ　　　　　　　
　ｇ。雰囲気温度［”ＣＪｖｋｇ図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被加熱物を出し入れする加熱室と、前記被加熱物
を加熱する加熱手段と、前記被加熱物の調理状態を検出
する圧電素子センサと、前記圧電素子センサの温度補償
用の補正素子と、前記圧電素子センサの信号を適宜ろ波
するろ波器、および増幅器と、前記増幅器と前記補正素
子の信号を混合する混合器と、前記被加熱物の調理終了
を決める設定手段と、前記混合器の信号と前記設定手段
の信号とを比較する比較器と、前記加熱手段の付勢手段
と、前記比較器の信号により前記付勢手段の付勢を停止
する制御手段とからなる加熱状態検出装置。
（２）制御手段は、マイクロコンピューターで構成した
特許請求の範囲第１項記載の加熱状態検出装置。
（３）圧電素子センサ、および前記補正素子は、樹脂で
一体モールドした構成とした特許請求の範囲第１項記載
の加熱状態検出装置。