JPH0240546A - 沸謄センサ - Google Patents
沸謄センサInfo
- Publication number
- JPH0240546A JPH0240546A JP63192448A JP19244888A JPH0240546A JP H0240546 A JPH0240546 A JP H0240546A JP 63192448 A JP63192448 A JP 63192448A JP 19244888 A JP19244888 A JP 19244888A JP H0240546 A JPH0240546 A JP H0240546A
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- JP
- Japan
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- output
- boiling
- piezoelectric element
- circuit
- capacitor
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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。
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
本発明は沸騰センサに関し、特に電子レンジに用いられ
て、被加熱物（以後食品と呼ぶ）から発生する水蒸気を
検知して制御を行なうためのものであって、検出素子と
して圧電素子を用いた沸騰センサに関するものである。
て、被加熱物（以後食品と呼ぶ）から発生する水蒸気を
検知して制御を行なうためのものであって、検出素子と
して圧電素子を用いた沸騰センサに関するものである。
従来の技術
従来の沸騰センサとして、湿度センサを利用したものが
ある。このような湿度センサとして、第７図に示すよう
にセンサチップ２３、ヒータ２４、樹脂ベース２５、メ
ツシュカバー２６、端子２７で構成されたものがある。
ある。このような湿度センサとして、第７図に示すよう
にセンサチップ２３、ヒータ２４、樹脂ベース２５、メ
ツシュカバー２６、端子２７で構成されたものがある。
センサチップ２３け湿度によりその抵抗値が変化する。
この抵抗値変化にもとづき、図外の制御器か、基準電圧
と抵抗で分圧された電圧により、電子レンジの調理の状
態を検出している。
と抵抗で分圧された電圧により、電子レンジの調理の状
態を検出している。
また、沸騰状態の検出の簡易な方法として、従来、圧電
素子への水蒸気の熱の授受により発生する分極電流を検
出するものがある。検出する回路構成としては、圧電素
子の出方を、フィルター回路、増幅回路、平滑回路を通
してから、設定手段と比較するようになっている（たと
えば、特開昭６１−２６９８９０号公報）。
素子への水蒸気の熱の授受により発生する分極電流を検
出するものがある。検出する回路構成としては、圧電素
子の出方を、フィルター回路、増幅回路、平滑回路を通
してから、設定手段と比較するようになっている（たと
えば、特開昭６１−２６９８９０号公報）。
発明か解決しようとする課題
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。このため、−回の調理ごとにリフレ
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。そのうえ、抵抗両端の電圧を制御信号として用いて
いるので、製品を数多く生産する場合に、各構成要素で
ある湿度センサの抵抗値、抵抗器の抵抗値、電源の電圧
値などのばらつきが制御電圧信号のばらつきに結びつく
ことになり、管理が困難である。
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。このため、−回の調理ごとにリフレ
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。そのうえ、抵抗両端の電圧を制御信号として用いて
いるので、製品を数多く生産する場合に、各構成要素で
ある湿度センサの抵抗値、抵抗器の抵抗値、電源の電圧
値などのばらつきが制御電圧信号のばらつきに結びつく
ことになり、管理が困難である。
また、圧′ｆｔｉ、素子を用いた場合の検出回路の構成
では、部品点数が多く、増幅回路のゲインの調整を要し
、フィルター回路のカットオフ周波数にバラツキがある
などの課題がある。
では、部品点数が多く、増幅回路のゲインの調整を要し
、フィルター回路のカットオフ周波数にバラツキがある
などの課題がある。
そこで本発明はこのような問題点を解決し、圧電素子を
用いたものでありながら、部品点数が少ない簡単な構成
で、安定した出力信号の得られる沸騰センサを得ること
を目的とする。
用いたものでありながら、部品点数が少ない簡単な構成
で、安定した出力信号の得られる沸騰センサを得ること
を目的とする。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するため本発明の沸騰センサは、沸騰時
の熱を受けて分極電流を発生する圧電素子と、この圧電
素子と電気的に並列に接続されかつ樹脂によりモールド
されて、前記圧電素子とともにケース内に封入された高
抵抗、容量およびインピーダンス変換回路と、沸騰時に
おける前記インピーダンス変換回路の出力に対応する値
を設定可能な設定手段と、前記インピーダンス変換回路
の出力と設定手段の出力とを比較する比較手段とで構成
したものである。
の熱を受けて分極電流を発生する圧電素子と、この圧電
素子と電気的に並列に接続されかつ樹脂によりモールド
されて、前記圧電素子とともにケース内に封入された高
抵抗、容量およびインピーダンス変換回路と、沸騰時に
おける前記インピーダンス変換回路の出力に対応する値
を設定可能な設定手段と、前記インピーダンス変換回路
の出力と設定手段の出力とを比較する比較手段とで構成
したものである。
作 用
上記構成によれば、圧電素子の分極電流は、高抵抗で電
圧に変換される。また容量と、圧電素子の内部抵抗とで
積分回路を構成し、それらによりカットオフ周波数が決
まるフィルターとなる。インピーダンス変換回路によっ
て、高抵抗で検出された電圧がそのまま出力され、これ
を設定手段の出力と比較することによって、簡易な構成
で沸騰を検出する作用を有する。高抵抗、容量およびイ
ンピーダンス変換回路は、樹脂によりモールドされて、
圧電素子とともにケース内に封入されているため、外部
からの湿気の混入が防止されて出力信号が安定化する。
圧に変換される。また容量と、圧電素子の内部抵抗とで
積分回路を構成し、それらによりカットオフ周波数が決
まるフィルターとなる。インピーダンス変換回路によっ
て、高抵抗で検出された電圧がそのまま出力され、これ
を設定手段の出力と比較することによって、簡易な構成
で沸騰を検出する作用を有する。高抵抗、容量およびイ
ンピーダンス変換回路は、樹脂によりモールドされて、
圧電素子とともにケース内に封入されているため、外部
からの湿気の混入が防止されて出力信号が安定化する。
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。
説明する。
第１図は、本発明の一実施例の沸騰センサ１３の構成図
である。チタン酸鉛系の圧電素子ｌの両面に一対の電極
２を蒸着し、ｉｔｒ！＠２の一方を金属ケース３に接着
剤４で電気的に接触するように接着している。１１は基
板で、この基板ｔｔｒ：Ｆｉ、金属ケース３に接続され
たリード線５と、高抵抗６と、容ｆｋ（以下コンデンサ
と呼ぶ）７と、ＦＥＴにて構成されたインピーダンス変
換回路８とが取付けられている。第２図に示すように、
これら高抵抗６、コンデンサ７およびインピーダンス変
換回路８は、圧電素子ｌと電気的に並列に接続されてい
る。９はインピーダンス変換回路８に電源を供給するリ
ード線、ｔｏｈインピーダンス変換回路８の出力リード
線である。基板ｌｌ上の構成部品は樹脂１２にてモール
ドされてお秒、また基板１１と金属ケース３とは一体に
封止されている。
である。チタン酸鉛系の圧電素子ｌの両面に一対の電極
２を蒸着し、ｉｔｒ！＠２の一方を金属ケース３に接着
剤４で電気的に接触するように接着している。１１は基
板で、この基板ｔｔｒ：Ｆｉ、金属ケース３に接続され
たリード線５と、高抵抗６と、容ｆｋ（以下コンデンサ
と呼ぶ）７と、ＦＥＴにて構成されたインピーダンス変
換回路８とが取付けられている。第２図に示すように、
これら高抵抗６、コンデンサ７およびインピーダンス変
換回路８は、圧電素子ｌと電気的に並列に接続されてい
る。９はインピーダンス変換回路８に電源を供給するリ
ード線、ｔｏｈインピーダンス変換回路８の出力リード
線である。基板ｌｌ上の構成部品は樹脂１２にてモール
ドされてお秒、また基板１１と金属ケース３とは一体に
封止されている。
第２図は、沸騰センサ１３０回路図である。ここで１４
ｔｉ沸騰終了状態の信号値を設定する設定手段である。
ｔｉ沸騰終了状態の信号値を設定する設定手段である。
１５は比較手段で、インピーダンス変換回路８であるＦ
ＥＴの出力と、設定手段１４の出力とを比較する。沸騰
センサ１３の内部には、インピーダンス変換回路８と直
列に接続された抵抗１６が設けられている。
ＥＴの出力と、設定手段１４の出力とを比較する。沸騰
センサ１３の内部には、インピーダンス変換回路８と直
列に接続された抵抗１６が設けられている。
第３図は沸騰センサ１３を用いた電子レンジの全体構成
図である。この電子レンジは、加熱室１７と、マグネト
ロン１８と、冷却ファン１９と、排気路２０とを有して
い゛る。２１け食品、２２は制御手段である。
図である。この電子レンジは、加熱室１７と、マグネト
ロン１８と、冷却ファン１９と、排気路２０とを有して
い゛る。２１け食品、２２は制御手段である。
食品２１がマグネトロンで高周波加熱され、やがて沸騰
して水蒸気が発生し、冷却ファン１９の風により沸騰セ
ンサ１３の金属ケース３に当たり、圧電素子１に熱変化
を与えるものである。
して水蒸気が発生し、冷却ファン１９の風により沸騰セ
ンサ１３の金属ケース３に当たり、圧電素子１に熱変化
を与えるものである。
第４図は、圧ｖ！Ｌ素子ｌに直流（ＤＣ）から２０Ｈｚ
の交流までの帯域の電圧を印加したときの、Ｓｉｘ時の
出力信号と、コンデンサ（ＣＧ） ７ ｅ付加した場合
と付加しない場合の沸騰前の出力信号との変化を示す。
の交流までの帯域の電圧を印加したときの、Ｓｉｘ時の
出力信号と、コンデンサ（ＣＧ） ７ ｅ付加した場合
と付加しない場合の沸騰前の出力信号との変化を示す。
コンデンサ７を付加した場合には付加しない場合に比べ
沸騰前の信号レベルが落ちており（約１０ｄＢ） 、！
質的疋１ＩＪ１５謄時の信号レベルとのＳハ比が向上し
ていることがわかる。
沸騰前の信号レベルが落ちており（約１０ｄＢ） 、！
質的疋１ＩＪ１５謄時の信号レベルとのＳハ比が向上し
ていることがわかる。
すなわち、コンデンサ７と、圧電素子１の内部抵抗とで
積分回路を構成するので、コンデンサの容量を適当な値
（たとえば０．００１μＦ）に選ぶことによって、フィ
ルターのカットオフ周波数が決まり、ノイズ成分を低減
することができるものである。
積分回路を構成するので、コンデンサの容量を適当な値
（たとえば０．００１μＦ）に選ぶことによって、フィ
ルターのカットオフ周波数が決まり、ノイズ成分を低減
することができるものである。
第５図は、インピーダンス変換回路８における沸、１１
！前と沸騰後の出力信号の変化を示す図である。
！前と沸騰後の出力信号の変化を示す図である。
圧電素子１に並列に接続された高抵抗（ＲＧ）６の抵抗
値を増加すると、出力信号の電圧ｖｓが大きくなってい
ることがわかる。なお、高抵抗６の抵抗値は、１００Ｍ
ρ程度が適当である。
値を増加すると、出力信号の電圧ｖｓが大きくなってい
ることがわかる。なお、高抵抗６の抵抗値は、１００Ｍ
ρ程度が適当である。
これは、圧電素子ｌが水蒸気の熱変化を受けると、次の
第（１１式が導き出されることによるものである。
第（１１式が導き出されることによるものである。
Ｖ５＝α・Ｒｏ・ＩＰ（ΔＴ）−−−−−−ｍここで、
αは比例定数である。ＩＰは熱変化（ΔＴ）によって発
生する分＠電流であり、温度の関数である。また、沸騰
した水蒸気の温度は１００℃であり、その熱変化は非常
に大きいので、分ＦＭ！ＩＣ流ＩＰも大きくなる。した
がって■ｓの急激な変化として観測されるものである。
αは比例定数である。ＩＰは熱変化（ΔＴ）によって発
生する分＠電流であり、温度の関数である。また、沸騰
した水蒸気の温度は１００℃であり、その熱変化は非常
に大きいので、分ＦＭ！ＩＣ流ＩＰも大きくなる。した
がって■ｓの急激な変化として観測されるものである。
第６図は、比較手段１５による沸騰の検出の状態を示し
ている図である。インピーダンス変換回路８の出力信号
電圧ｖ５と、設定手段１４の設定電圧とが比較手段１５
によって比較され、出力信号電圧ｖ５が設定手段１４の
設定電圧以上になれば比較手段１５が反転する。この反
転信号にも−とづいて、制御手段２２がマ′グネトロン
１８、冷却ファン１９の付勢を制御するものである。
ている図である。インピーダンス変換回路８の出力信号
電圧ｖ５と、設定手段１４の設定電圧とが比較手段１５
によって比較され、出力信号電圧ｖ５が設定手段１４の
設定電圧以上になれば比較手段１５が反転する。この反
転信号にも−とづいて、制御手段２２がマ′グネトロン
１８、冷却ファン１９の付勢を制御するものである。
なお、インピーダンス変換回路８は、オペアンプのボル
テージフォロアなどあらゆる高入力インピーダンス用の
変換回路でもよく、上述の本発明の一実施例に限定され
るものではない。
テージフォロアなどあらゆる高入力インピーダンス用の
変換回路でもよく、上述の本発明の一実施例に限定され
るものではない。
し、外部にインピーダンス変換回路８を設け、リード線
をシールド線とする構成にしてもよい。
をシールド線とする構成にしてもよい。
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
果がえられる。
果がえられる。
（１） 高抵抗、容量、インピーダンス変換回路を樹
脂でモールドし、圧電素子とともにケースに封止してｈ
るので、外部からの湿気の混入を防ぐことができ、リー
クによる高抵抗の抵。
脂でモールドし、圧電素子とともにケースに封止してｈ
るので、外部からの湿気の混入を防ぐことができ、リー
クによる高抵抗の抵。
接値の変化を防止してその安定化がはかれ、センサの出
力信号を安定化できる。
力信号を安定化できる。
（２）圧電素子に並列に接続した高抵抗で出力信号の増
加をはかれ、容量によってノイズの低減をはかるととも
に、この容量と圧電素子の内部抵抗とで積分回路を構成
しているので、第５図は同沸騰センサの沸騰前後の信号
変化を示す図、第６図は同沸騰センサによる沸騰の検出
の状態を示す図、第７図は、従来の沸騰検出用の湿度セ
ンサの構成図である。
加をはかれ、容量によってノイズの低減をはかるととも
に、この容量と圧電素子の内部抵抗とで積分回路を構成
しているので、第５図は同沸騰センサの沸騰前後の信号
変化を示す図、第６図は同沸騰センサによる沸騰の検出
の状態を示す図、第７図は、従来の沸騰検出用の湿度セ
ンサの構成図である。
１・・・圧電素子、３・・・金属ケース、６・・・高抵
抗、７・・・容量、８・・・インピーダンス変換回路、
１２・・・樹脂、１３・・・沸騰センサ、１４・・・設
定手段、１５・・・比較手段。
抗、７・・・容量、８・・・インピーダンス変換回路、
１２・・・樹脂、１３・・・沸騰センサ、１４・・・設
定手段、１５・・・比較手段。
代理人 森 本 義 弘
路で沸騰状態を検出できる。
八
第１図は本発明の一実施例の沸騰センサの断面図、第２
図は同沸騰センサの検出回路図、第３図は同沸騰センサ
を電子レンジに適用した場合の全体構成図、第４図は同
沸騰センサの周波数特性図、第 図 、疋電李ｊ ・−ケタ４ダース −・−高ｔｈ技 ・−象量 −・ インピーダンス麦ネｉａ路 第 第２ ／４−一・渡１負 庁、−比軟Ｊ歿 第４図 周 才数 （Ｈｔ） 第５ 図 第に図 端 閘
図は同沸騰センサの検出回路図、第３図は同沸騰センサ
を電子レンジに適用した場合の全体構成図、第４図は同
沸騰センサの周波数特性図、第 図 、疋電李ｊ ・−ケタ４ダース −・−高ｔｈ技 ・−象量 −・ インピーダンス麦ネｉａ路 第 第２ ／４−一・渡１負 庁、−比軟Ｊ歿 第４図 周 才数 （Ｈｔ） 第５ 図 第に図 端 閘
Claims (1)
- １、沸騰時の熱を受けて分極電流を発生する圧電素子と
、この圧電素子と電気的に並列に接続されかつ樹脂によ
りモールドされて、前記圧電素子とともにケース内に封
入された高抵抗、容量およびインピーダンス変換回路と
、沸騰時における前記インピーダンス変換回路の出力に
対応する値を設定可能な設定手段と、前記インピーダン
ス変換回路の出力と設定手段の出力とを比較する比較手
段とで構成した沸騰センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192448A JPH0240546A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 沸謄センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192448A JPH0240546A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 沸謄センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240546A true JPH0240546A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16291473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63192448A Pending JPH0240546A (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 沸謄センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240546A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06317675A (ja) * | 1993-01-13 | 1994-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 在席検出装置 |
| JP2012220416A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ |
-
1988
- 1988-08-01 JP JP63192448A patent/JPH0240546A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06317675A (ja) * | 1993-01-13 | 1994-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 在席検出装置 |
| JP2012220416A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ |
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