JPH01167981A - 加熱状態検出装置 - Google Patents

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、高周波加熱装置等に用いられる圧電素子セン
サを利用した加熱状態検出装置に関するものである。

従来の技術 従来の高周波加熱装置等の加熱状態検出装置の仕組みを
図を用いて説明する。

第６図は従来から用いられている湿度センサ付き高周波
加熱装置である。湿度センサの場合、食品中の水分が沸
騰して湿度が減少から増大へ急激に変化するため、この
点を検出することで調理の終了を判別することが出来る
。このことを基に、第６図に示すように、湿度センサ２
５の抵抗値変化を基準電圧電源２６の電圧を抵抗２７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） また、第７図のように湿度センサの代わりに圧電素子セ
ンサを用いる手段もある。圧電素子センサ１と水蒸気の
間に熱の授受があり、その熱的変化により分極電流が発
生し、その分極電流を検出して機器を制御している。（
例えば特開昭６２−３７６２４号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のように湿度センサを用いると、調理
中に食品中のガスや油などが湿度センサに付着して検出
感度が落ちてくるため、−回の調理毎にリフレッシュ加
熱処理用のヒータなどで湿度センサの付着物を蒸発させ
なければならず、余分な電力やコストが発生するという
問題点を有していた。

また、湿度センサの代わシに圧電素子センサを用いる方
法もあるが、圧電素子センサ自体が温度特性を持ってお
シ、温度上昇と共に加熱終了時間が延びてくるという欠
点があった。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、簡単な構
成で食品の加熱状態を検知する手段を提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の加熱状態検出装
置は、従来の湿度センサの代わシに圧電素子センサを用
いている。さらに、圧電素子センサは調理を〈シ返すと
温度が上昇し、その温度特性によって加熱終了時間が長
くなるという欠点があったので、調理中に電波放射部冷
却用の冷却ファンで電波放射部と圧電素子センサを同時
に冷却する構成としたものである。

作　　用 上記構成によシ本発明は、調理中に電波放射部冷却用の
冷却ファンで圧電素子センサを冷却するので、圧電素子
センサの温度上昇をおさえる作用を有する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す圧電素子センサ付き
加熱状態検出装置を用いた高周波加熱装置である。

第１図において、圧電素子センサ１の出力はセンサに対
し直流成分が印加されないように、又、センサ電圧出力
の直流成分を阻止するように構成された電圧増幅用のア
ンプ２（以降直流阻止アンプと呼ぶ）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。

加熱室５内には食品６が配され、電波放射部（この場合
はマグネトロン）７の冷却風の一部は、冷却ファン８に
よシダクト９を介して加熱室５内に導かれる。冷却風の
一部を実矢線１０で、食品から発生する水蒸気や油など
を含んだ空気を点矢線１１で示している。冷却風と食品
から発生する水蒸気や油などを含んだ空気は、排気部１
２を通って加熱室５から外部に送出される。

上記排気部１２には圧電素子センサ１を取り付けである
。本実施例では冷却ファン８を駆動するモータのコア１
３に、電源グラブ１４から電源スィッチ１５を介して巻
線１６と共に巻線１７がまいてあり、この巻線１７には
整流ブリッジ１８゜ヲンデンサ１９．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。又、ブザー２２は増
幅された信号電圧が設定されたスレッシュホールド電圧
△Ｖｔ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。

制御器４の信号により、同時に電波放射部７の電源電圧
は開成され、調理中は冷却ファン８は回り続けて実矢線
２３の径路で圧電素子センサ１を冷却し、温度上昇を抑
える。

第２図には、上記圧電素子センサの信号と雑音について
のデータ例を示す。（ａ）は庫内５の水が沸騰したとき
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例を示す。

４０　ｋＨｚ用の超音波マイクに温かい水蒸気を含む風
が当たることにより０〜５０Ｈ１帯で大きい信号が出て
いることが判る。イと口の差は約３０ｄＢ、信号レベル
は数ｍＶの電圧である。イは庫内の水が沸騰した場合、
口は沸騰前の場合、ハは高周波加熱装置に通電されてい
ない場合である。

第３図、第４図には、ローパスフィルタとバイパスフィ
ルタラ組ミ合ワせたバンドパスフィルタ特性を持つアン
プ２の回路例と、この回路を用いて水４００ｃｃを加熱
した場合のアンプ出力電圧波形例を示している。

以上の結果から理解できるように、第１図の比較器３に
おいてスレッシュホールド電圧△ｖｔと信号電圧を比較
することによ）、信号電圧△Ｖｔより大きくなったとき
に制御器４でブザー報知するようにして、調理物が沸騰
点に達した時点を知ることができ、また同時に電波放射
部７への電源電圧を開成することで加熱を停止する事が
できる。

第５図は、圧電素子センナを冷却しない場合と冷却する
場合の違いを、調理終了時間と温度上昇度の関係で示し
たものである。圧電素子センサは熱変化に応じて分極電
流を発生するので、従来のように冷却せずに調理をくり
返す場合、−回の調理毎に圧電素子センサおよびその雰
囲気の温度が上昇するので、毎回同程度の暖かい水蒸気
が衝突して熱の授受をしても、温度変化は徐々に小さく
な、っていく。このため、第５図（ａ）のように調理を
くり返す毎に温度上昇度△Ｔが小さくなシ、調理終了時
間ｔは長くなっていく。

一方、圧電素子センサを調理中に冷却する場合は、第５
図（ｂ）のように圧電素子センサの温度上昇をおさえる
ので、調理を何度くり返しても温度上昇度Δ丁は一定で
、調理終了時間ｔも同じとなる。

発明の効果 以上述べてきたように本発明の加熱状態検出装置によれ
ば、次の効果が得られる。

（１）調理中に、電波放射部冷却用の冷却ファンで圧電
素子センサを冷却する構成としたので、繰り返し加熱を
する場合も、圧電素子センサの温度上昇をおさえるので
、センサの寿命がのびることや圧電素子と電極の接着剤
の組成変化がおきないので、安定した出力が得られる。

（２）圧電素子センサの温度特性による調理終了時間の
変動は起こらない。

（３）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
の目詰まり防止するために、ヒータによシ保温したシ定
期的にヒータで汚れを焼き切ることなど、保守面で多く
の複雑な工夫がいるが、圧電素子センナではそのような
ものが不要である。

従って保温用の電力や焼ききシ用の電力が不要で省電力
型である。

（４）本発明の加熱状態検出装置は、（２）と同様の理
由で、保温用ヒータ電力の精度を保つための制御用パー
ツやヒータ電力用の特別のトランスが不要であシ安価で
ある。高周波加熱装置等に本発明の加熱状態検出装置を
用いた場合、大幅なコストダウンとなる。

（５）第２図（ｂ）で明らかなように、高周波加熱装置
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。

（６）さらに直流阻止アンプを用いているので、圧電素
子センサに直流電圧が印加される事なく、イオン伝導等
による素子特性の変化が防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す加熱状態検出装置を高
周波加熱装置に使用した状態のブロック図、第２図ａ、
ｂは圧電素子上／すの信号と雑音の特性図、第３図はバ
ンドパスフィルタ特性を持つアンプの回路図、第４図は
第３図の回路を用いて水４００ｏａを加熱した場合のア
ンプ出力電圧波形図、第５図ａ、ｂは圧電素子センサを
冷却しない場合と冷却する場合の温度上昇度と調理終了
時間の差を示す特性図、第６図は従来例の湿度センナを
用いたブロック図、第７図は従来例の圧電素子センサを
用いたブロック図である。 １・・・・・・圧電素子センサ、５・・・・・・加熱室
、７・・・・・・電波放射部、８・・・・・・冷却ファ
ン、１２・・・・・・排気部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名／−
−一圧電素子℃ンサ ５−加熱室 ＋２−１４卜　気　３戸 第１図 第２図 ＋（７） （ｂ） 第３図 ｖＫ４図 噂−一時間 第５図 （ａλ 時間（秒） （ｂ） 時間（秒） 第６図 第７図 ｖＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 調理のために被調理物を内部に格納する加熱室と、前記
   被調理物に電磁波を放射して調理する電波放射部と、前
   記電波放射部を冷却する冷却ファンと、前記被調理物か
   ら出る水蒸気を前記加熱室外へ逃がす排気部と、前記被
   調理物の水分を検知する圧電素子センサとを備え、前記
   圧電素子センサの温度特性の影響を防ぐために調理中に
   前記電波放射部冷却用の冷却ファンで前記電波放射部と
   前記圧電素子センサを同時に冷却する加熱状態検出装置
   。