JPH0827314B2 - マイクロ波エネルギ検出装置 - Google Patents
マイクロ波エネルギ検出装置Info
- Publication number
- JPH0827314B2 JPH0827314B2 JP4202037A JP20203792A JPH0827314B2 JP H0827314 B2 JPH0827314 B2 JP H0827314B2 JP 4202037 A JP4202037 A JP 4202037A JP 20203792 A JP20203792 A JP 20203792A JP H0827314 B2 JPH0827314 B2 JP H0827314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- radio wave
- wave absorber
- thermistor element
- sensor
- Prior art date
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子レンジのようなマイ
クロ波加熱装置において被加熱体の加熱状況又は仕上り
状況を検出するに適したマイクロ波センサを用いたマイ
クロ波エネルギ検出装置に関するものである。
クロ波加熱装置において被加熱体の加熱状況又は仕上り
状況を検出するに適したマイクロ波センサを用いたマイ
クロ波エネルギ検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子レンジにはマイクロ波加熱による冷
凍食品の解凍機能、冷えた食品の温め機能等各種機能が
装備されている。電子レンジではこの種の食品の加熱状
況又は仕上り状況をセンサにより検出してマイクロ波を
発生するマグネトロンの出力を自動的に制御している。
従来、食品の冷凍状態から解凍状態までの温度変化を追
跡し、解凍サイクルの終りを検出する電子レンジが開示
されている（特開昭６４−５０３８５）。この電子レン
ジはマイクロ波を吸収して発熱する検出器とその温度を
測定する素子とその温度から電子レンジの作動を制御す
る計算及び制御装置を備える。検出器は電子レンジ内の
処理すべき製品の近傍に配置され、計算及び制御装置は
時間の関数としての検出器の温度上昇を表わす曲線を求
め、この曲線の二次導関数の値を計算することにより製
品の解凍サイクルの終りを決定し、また二次導関数の値
が所定値よりも小さくなる解凍サイクルの終了時に電子
レンジの作動を制御する。
凍食品の解凍機能、冷えた食品の温め機能等各種機能が
装備されている。電子レンジではこの種の食品の加熱状
況又は仕上り状況をセンサにより検出してマイクロ波を
発生するマグネトロンの出力を自動的に制御している。
従来、食品の冷凍状態から解凍状態までの温度変化を追
跡し、解凍サイクルの終りを検出する電子レンジが開示
されている（特開昭６４−５０３８５）。この電子レン
ジはマイクロ波を吸収して発熱する検出器とその温度を
測定する素子とその温度から電子レンジの作動を制御す
る計算及び制御装置を備える。検出器は電子レンジ内の
処理すべき製品の近傍に配置され、計算及び制御装置は
時間の関数としての検出器の温度上昇を表わす曲線を求
め、この曲線の二次導関数の値を計算することにより製
品の解凍サイクルの終りを決定し、また二次導関数の値
が所定値よりも小さくなる解凍サイクルの終了時に電子
レンジの作動を制御する。
【０００３】また、複数の順次の解凍作業において各解
凍作業の終了を一定の感度で検出できる検出器を備えた
別の電子レンジが開示されている（特開昭６４−５０３
８４）。この電子レンジもマイクロ波検出器と温度測定
素子と計算及び制御装置とを備える。この電子レンジで
は、検出器がマイクロ波を透過するが、マイクロ波の吸
収により発熱した検出器の外部への熱放散を防止する熱
絶縁体を含んでいる。この熱絶縁体により外部との熱交
換が減少して温度上昇が増加するので、検出器は各解凍
作業を感度を低下させることなく検出できる。またこの
検出器は外部に対する熱交換面積が大きくかつその厚さ
が薄く形成される。このため検出器は外部との熱交換が
促進され、各解凍作業後に初期特性を急速に回復する熱
的ラグの小さいものになる。
凍作業の終了を一定の感度で検出できる検出器を備えた
別の電子レンジが開示されている（特開昭６４−５０３
８４）。この電子レンジもマイクロ波検出器と温度測定
素子と計算及び制御装置とを備える。この電子レンジで
は、検出器がマイクロ波を透過するが、マイクロ波の吸
収により発熱した検出器の外部への熱放散を防止する熱
絶縁体を含んでいる。この熱絶縁体により外部との熱交
換が減少して温度上昇が増加するので、検出器は各解凍
作業を感度を低下させることなく検出できる。またこの
検出器は外部に対する熱交換面積が大きくかつその厚さ
が薄く形成される。このため検出器は外部との熱交換が
促進され、各解凍作業後に初期特性を急速に回復する熱
的ラグの小さいものになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６４−５０３８
５号公報に示される電子レンジでは、製品が氷の状態か
ら水の状態に移行すると、製品は徐々により多くのマイ
クロ波エネルギを吸収して徐々に加熱され、検出器に吸
収されるエネルギは徐々に減少する。ここで、時間の関
数として検出器の温度上昇を示す曲線の勾配（一次導関
数）を測定した場合に、この勾配がやや減少し二次導関
数の絶対値が所定値よりも大きくなったとき、電子レン
ジ内の製品は解凍し始める。またこの勾配が緩やかにな
り、二次導関数の絶対値が所定値よりも小さくなったと
き、製品は解凍を終了する。上記電子レンジはこの二次
導関数の変化から解凍状態を決定している。しかし、こ
の解凍状態の決定方法によれば二次導関数の変化をもた
らすのは、検出器に吸収されるマイクロ波エネルギの変
化のみでなくてはならない。
５号公報に示される電子レンジでは、製品が氷の状態か
ら水の状態に移行すると、製品は徐々により多くのマイ
クロ波エネルギを吸収して徐々に加熱され、検出器に吸
収されるエネルギは徐々に減少する。ここで、時間の関
数として検出器の温度上昇を示す曲線の勾配（一次導関
数）を測定した場合に、この勾配がやや減少し二次導関
数の絶対値が所定値よりも大きくなったとき、電子レン
ジ内の製品は解凍し始める。またこの勾配が緩やかにな
り、二次導関数の絶対値が所定値よりも小さくなったと
き、製品は解凍を終了する。上記電子レンジはこの二次
導関数の変化から解凍状態を決定している。しかし、こ
の解凍状態の決定方法によれば二次導関数の変化をもた
らすのは、検出器に吸収されるマイクロ波エネルギの変
化のみでなくてはならない。
【０００５】一方、一般に熱容量Ｃを持つ被加熱物質、
例えばマイクロ波センサがマイクロ波エネルギＥを受け
たときのｔ時間後の温度上昇値θは外部への熱放散が全
くない、完全な断熱状態において、次の式（２）で表わ
される。この関係は図１０に示される。なお、θはマイ
クロ波エネルギＥを受ける前の温度θ 0 からマイクロ波
エネルギＥをｔ時間受けた後の温度θ t までの温度上昇
値である。 θ ＝ Ｅ・ｔ／Ｃ （２） しかしながら、実際の被加熱物質では、マイクロ波エネ
ルギを受けたときに外部への熱放散を無視することがで
きない。この場合、被加熱物質が熱放散定数δを持つ場
合、微小時間ｄｔにこの物質が受取るエネルギＥ・ｄｔ
は次の式（３）で表わされる。 Ｅ・ｄｔ ＝ Ｃ・ｄθ ＋ δ・θ・ｄｔ （３） ただし、ｄθは微小時間に上昇した温度、Ｃ・ｄθは微
小時間に物質に蓄えられた熱エネルギ、δ・θ・ｄｔは
微小時間に周囲に放散した熱エネルギである。上記式
（３）から温度上昇値θはエネルギＥが一定のとき次の
式（４）で表わされる。この関係は図１１に示される。 θ ＝ （Ｅ／δ）・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝ （４） ただし、τは熱時定数であって、Ｃ＝τ・δの関係があ
る。図１０及び図１１から明らかなように、温度上昇値
θが大きくなるに従って、式（１）と式（２）との差が
増大する。
例えばマイクロ波センサがマイクロ波エネルギＥを受け
たときのｔ時間後の温度上昇値θは外部への熱放散が全
くない、完全な断熱状態において、次の式（２）で表わ
される。この関係は図１０に示される。なお、θはマイ
クロ波エネルギＥを受ける前の温度θ 0 からマイクロ波
エネルギＥをｔ時間受けた後の温度θ t までの温度上昇
値である。 θ ＝ Ｅ・ｔ／Ｃ （２） しかしながら、実際の被加熱物質では、マイクロ波エネ
ルギを受けたときに外部への熱放散を無視することがで
きない。この場合、被加熱物質が熱放散定数δを持つ場
合、微小時間ｄｔにこの物質が受取るエネルギＥ・ｄｔ
は次の式（３）で表わされる。 Ｅ・ｄｔ ＝ Ｃ・ｄθ ＋ δ・θ・ｄｔ （３） ただし、ｄθは微小時間に上昇した温度、Ｃ・ｄθは微
小時間に物質に蓄えられた熱エネルギ、δ・θ・ｄｔは
微小時間に周囲に放散した熱エネルギである。上記式
（３）から温度上昇値θはエネルギＥが一定のとき次の
式（４）で表わされる。この関係は図１１に示される。 θ ＝ （Ｅ／δ）・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝ （４） ただし、τは熱時定数であって、Ｃ＝τ・δの関係があ
る。図１０及び図１１から明らかなように、温度上昇値
θが大きくなるに従って、式（１）と式（２）との差が
増大する。
【０００６】さて、上記式（４）から特開昭６４−５０
３８５号公報に述べられた一次導関数（ｄθ／ｄｔ）及
び二次導関数（ｄ2θ／ｄｔ2）を求めると、次の式
（５）及び式（６）がそれぞれ得られる。これらの関係
は図１２及び図１３に示される。 ｄθ／ｄｔ ＝（Ｅ／δ／τ）・ｅｘｐ（−ｔ／τ） （５） ｄ2θ／ｄｔ2＝（−Ｅ／δ／τ2）・ｅｘｐ（−ｔ／τ） （６） 図１３及び式（６）から二次導関数（ｄ2θ／ｄｔ2）は
時間ｔが零から無限大（０〜∞）の範囲において、（−
Ｅ／δ／τ2）から０へと変化することを示しており、
熱放散を考慮すると時間に対しエネルギが変化しない場
合でも二次導関数の変化がもたらされる。このことは特
開昭６４−５０３８５号公報の電子レンジの解凍状態の
決定方法が温度上昇値θが大きくなった状態では、正確
でないことを示唆している。即ち、上記電子レンジでは
検出器に吸収されるマイクロ波エネルギの変化のみで二
次導関数の変化をみて、この二次導関数の変化から解凍
状態を決定しているが、実際にはマイクロ波センサの熱
放散を考慮する必要がある。
３８５号公報に述べられた一次導関数（ｄθ／ｄｔ）及
び二次導関数（ｄ2θ／ｄｔ2）を求めると、次の式
（５）及び式（６）がそれぞれ得られる。これらの関係
は図１２及び図１３に示される。 ｄθ／ｄｔ ＝（Ｅ／δ／τ）・ｅｘｐ（−ｔ／τ） （５） ｄ2θ／ｄｔ2＝（−Ｅ／δ／τ2）・ｅｘｐ（−ｔ／τ） （６） 図１３及び式（６）から二次導関数（ｄ2θ／ｄｔ2）は
時間ｔが零から無限大（０〜∞）の範囲において、（−
Ｅ／δ／τ2）から０へと変化することを示しており、
熱放散を考慮すると時間に対しエネルギが変化しない場
合でも二次導関数の変化がもたらされる。このことは特
開昭６４−５０３８５号公報の電子レンジの解凍状態の
決定方法が温度上昇値θが大きくなった状態では、正確
でないことを示唆している。即ち、上記電子レンジでは
検出器に吸収されるマイクロ波エネルギの変化のみで二
次導関数の変化をみて、この二次導関数の変化から解凍
状態を決定しているが、実際にはマイクロ波センサの熱
放散を考慮する必要がある。
【０００７】また、特開昭６４−５０３８４号公報に示
される電子レンジでは、上述したように熱絶縁体を用
い、かつ熱放散し易い構造を採用している。熱絶縁体
はマイクロ波が照射されている間は熱放散を減少させ、
熱放散し易い構造はマイクロ波が照射されない間は熱
放散を大きくし速やかに初期状態に復帰させ、かつ繰返
し加熱する場合の熱の累積による熱破壊の防止をはかっ
ている。しかし、上記とは相反するものであり、そ
れぞれ十分に満足することは不可能である。
される電子レンジでは、上述したように熱絶縁体を用
い、かつ熱放散し易い構造を採用している。熱絶縁体
はマイクロ波が照射されている間は熱放散を減少させ、
熱放散し易い構造はマイクロ波が照射されない間は熱
放散を大きくし速やかに初期状態に復帰させ、かつ繰返
し加熱する場合の熱の累積による熱破壊の防止をはかっ
ている。しかし、上記とは相反するものであり、そ
れぞれ十分に満足することは不可能である。
【０００８】本発明の目的は、マイクロ波センサの熱放
散を必ずしも減少させる必要がなく、この熱放散を考慮
して、正確にマイクロ波エネルギを検出できる装置を提
供することにある。
散を必ずしも減少させる必要がなく、この熱放散を考慮
して、正確にマイクロ波エネルギを検出できる装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１に示すように、本発
明は、マイクロ波加熱室１７に設置され、マイクロ波を
吸収して発熱する電波吸収体１２とこの吸収体１２の温
度を検出するサーミスタ素子１１とを有するマイクロ波
センサ１０と、このマイクロ波センサ１０の検出出力に
基づいてマイクロ波エネルギの値を計算する計算装置３
０とを備えたマイクロ波エネルギ検出装置である。その
特徴ある構成は、前記計算装置３０が下記式（１）によ
りマイクロ波エネルギの値を時間の関数として計算する
ことにある。 Ｅ ＝ Ｃ・ｄθ／ｄｔ ＋ δ・θ （１） ただし、Ｅは前記電波吸収体が吸収したマイクロ波エネ
ルギ、θ＝θ t −θ 0 であって、θ 0 は電波吸収体１２が
マイクロ波エネルギＥを吸収する前のサーミスタ素子１
１の検出温度、θ t は電波吸収体１２がマイクロ波エネ
ルギＥをｔ時間吸収した後のサーミスタ素子１１の検出
温度、Ｃは前記マイクロ波センサの熱容量、δは前記マ
イクロ波センサの熱放散定数である。上記式（１）は前
述した式（３）の両辺をｄｔで除すことにより求められ
る。この式（１）から時間に対するマイクロ波エネルギ
Ｅが、センサの熱容量Ｃ、熱放散定数δ、時間に対する
温度上昇値θ及びその変化率ｄθ／ｄｔから求められ
る。なお、マイクロ波エネルギＥの値を、マイクロ波セ
ンサの受波面積で除算すれば、単位面積当りの照射エネ
ルギとして表わすこともできる。
明は、マイクロ波加熱室１７に設置され、マイクロ波を
吸収して発熱する電波吸収体１２とこの吸収体１２の温
度を検出するサーミスタ素子１１とを有するマイクロ波
センサ１０と、このマイクロ波センサ１０の検出出力に
基づいてマイクロ波エネルギの値を計算する計算装置３
０とを備えたマイクロ波エネルギ検出装置である。その
特徴ある構成は、前記計算装置３０が下記式（１）によ
りマイクロ波エネルギの値を時間の関数として計算する
ことにある。 Ｅ ＝ Ｃ・ｄθ／ｄｔ ＋ δ・θ （１） ただし、Ｅは前記電波吸収体が吸収したマイクロ波エネ
ルギ、θ＝θ t −θ 0 であって、θ 0 は電波吸収体１２が
マイクロ波エネルギＥを吸収する前のサーミスタ素子１
１の検出温度、θ t は電波吸収体１２がマイクロ波エネ
ルギＥをｔ時間吸収した後のサーミスタ素子１１の検出
温度、Ｃは前記マイクロ波センサの熱容量、δは前記マ
イクロ波センサの熱放散定数である。上記式（１）は前
述した式（３）の両辺をｄｔで除すことにより求められ
る。この式（１）から時間に対するマイクロ波エネルギ
Ｅが、センサの熱容量Ｃ、熱放散定数δ、時間に対する
温度上昇値θ及びその変化率ｄθ／ｄｔから求められ
る。なお、マイクロ波エネルギＥの値を、マイクロ波セ
ンサの受波面積で除算すれば、単位面積当りの照射エネ
ルギとして表わすこともできる。
【００１０】
【作用】計算装置３０には予め式（１）の関係とマイク
ロ波センサ１０に固有の熱容量Ｃ及び熱放散定数δの各
値を記憶させておく。マイクロ波センサ１０にマイクロ
波が到来すると、電波吸収体１２がこれを吸収して発熱
する。マイクロ波エネルギ量に相応してこの発熱量は変
化する。この発熱に伴う温度上昇値θが計算装置３０に
入力する。計算装置３０はこのθが入力すると前記式
（１）を計算し、マイクロ波センサ１０の熱放散を考慮
した被加熱物が受けるマイクロ波エネルギ量を正確に求
める。
ロ波センサ１０に固有の熱容量Ｃ及び熱放散定数δの各
値を記憶させておく。マイクロ波センサ１０にマイクロ
波が到来すると、電波吸収体１２がこれを吸収して発熱
する。マイクロ波エネルギ量に相応してこの発熱量は変
化する。この発熱に伴う温度上昇値θが計算装置３０に
入力する。計算装置３０はこのθが入力すると前記式
（１）を計算し、マイクロ波センサ１０の熱放散を考慮
した被加熱物が受けるマイクロ波エネルギ量を正確に求
める。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１及び図２に示すように、電子レンジ１
３の前面には扉１４が開閉可能に設けられる。電子レン
ジ１３の加熱室１７の天井部にはマイクロ波センサ１０
が設けられる。このマイクロ波センサ１０はサーミスタ
素子１１の感温部１１ａが平板状の電波吸収体１２に接
着される。マイクロ波センサ１０は天井部のフレーム１
５に形成されたスリット１６内に加熱室１７に臨んで固
定される。センサ１０のリード１１ｃはマイクロ波源で
あるマグネトロン１８からのマイクロ波を受けない位置
に設けられる。
く説明する。図１及び図２に示すように、電子レンジ１
３の前面には扉１４が開閉可能に設けられる。電子レン
ジ１３の加熱室１７の天井部にはマイクロ波センサ１０
が設けられる。このマイクロ波センサ１０はサーミスタ
素子１１の感温部１１ａが平板状の電波吸収体１２に接
着される。マイクロ波センサ１０は天井部のフレーム１
５に形成されたスリット１６内に加熱室１７に臨んで固
定される。センサ１０のリード１１ｃはマイクロ波源で
あるマグネトロン１８からのマイクロ波を受けない位置
に設けられる。
【００１２】サーミスタ素子１１は直径１．３５ｍｍで
厚さ１．４５ｍｍのメルフ（MetalElectrode Face）型
素子であって、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とする金属酸
化物の焼結体からなる感温部１１ａを有し、その両端の
端子電極１１ｂにリード１１ｃをはんだ付けして作られ
る。このサーミスタ素子１１の２５℃における抵抗値は
１００ｋΩであって、Ｂ定数は３９６５Ｋである。電波
吸収体１２はＳｉＣの焼結体であって、直径１２ｍｍで
厚さ１ｍｍのサイズに作られる。この電波吸収体１２の
一方の面１２ａはマイクロ波吸収面であり、その他方の
面１２ｂの中央に上記リード付きサーミスタ素子１１の
感温部１１ａがエポキシ樹脂１０ａにより接着される。
サーミスタ素子１１、電波吸収体１２及びエポキシ樹脂
１０ａを含むマイクロ波センサ１０の熱放散定数δは６
ｍＷ／℃であり、その熱時定数τは４０秒である。
厚さ１．４５ｍｍのメルフ（MetalElectrode Face）型
素子であって、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とする金属酸
化物の焼結体からなる感温部１１ａを有し、その両端の
端子電極１１ｂにリード１１ｃをはんだ付けして作られ
る。このサーミスタ素子１１の２５℃における抵抗値は
１００ｋΩであって、Ｂ定数は３９６５Ｋである。電波
吸収体１２はＳｉＣの焼結体であって、直径１２ｍｍで
厚さ１ｍｍのサイズに作られる。この電波吸収体１２の
一方の面１２ａはマイクロ波吸収面であり、その他方の
面１２ｂの中央に上記リード付きサーミスタ素子１１の
感温部１１ａがエポキシ樹脂１０ａにより接着される。
サーミスタ素子１１、電波吸収体１２及びエポキシ樹脂
１０ａを含むマイクロ波センサ１０の熱放散定数δは６
ｍＷ／℃であり、その熱時定数τは４０秒である。
【００１３】加熱室１７の奥部には２４５０ＭＨｚのマ
イクロ波を発生するマグネトロン１８が、またその背後
にはブロアファン１９及びファンモータ２０がそれぞれ
設けられる。加熱室１７の底部には容器２１を載せてモ
ータ２３により回転するターンテーブル２２が設けられ
る。ファンモータ２０の近傍には吸気口２４が、また加
熱室１７の天井部には排気口２６がそれぞれ設けられ
る。電子レンジ１３にはＣＰＵ及びメモリを含むコント
ローラ３０が設けられる。このメモリには前述した式
（１）の関係と前述した熱放散定数δ及び熱時定数τの
各値が記憶される。マイクロ波センサ１０の検出出力は
コントローラ３０に接続され、電波吸収体１２の発熱に
伴う温度上昇値θがサーミスタ素子１１の電気信号とし
てコントローラ３０に入力する。またコントローラ３０
の制御出力はマグネトロン１８、モータ２０及び２３に
それぞれ接続される。なお、θは電波吸収体１２が発熱
する前の温度θ 0 から電波吸収体１２が発熱してｔ時間
経過後の温度θ t までの温度上昇値である。
イクロ波を発生するマグネトロン１８が、またその背後
にはブロアファン１９及びファンモータ２０がそれぞれ
設けられる。加熱室１７の底部には容器２１を載せてモ
ータ２３により回転するターンテーブル２２が設けられ
る。ファンモータ２０の近傍には吸気口２４が、また加
熱室１７の天井部には排気口２６がそれぞれ設けられ
る。電子レンジ１３にはＣＰＵ及びメモリを含むコント
ローラ３０が設けられる。このメモリには前述した式
（１）の関係と前述した熱放散定数δ及び熱時定数τの
各値が記憶される。マイクロ波センサ１０の検出出力は
コントローラ３０に接続され、電波吸収体１２の発熱に
伴う温度上昇値θがサーミスタ素子１１の電気信号とし
てコントローラ３０に入力する。またコントローラ３０
の制御出力はマグネトロン１８、モータ２０及び２３に
それぞれ接続される。なお、θは電波吸収体１２が発熱
する前の温度θ 0 から電波吸収体１２が発熱してｔ時間
経過後の温度θ t までの温度上昇値である。
【００１４】次に、このように構成された電子レンジを
用いてマイクロ波エネルギ検出試験を行った。マイクロ
波出力は２００Ｗ相当のレンジ弱の状態に設定した。ま
た加熱室１７に照射されたマイクロ波エネルギ量を調べ
るためにコントローラ３０に記録装置２７を接続した。 ＜試験Ａ＞最初にターンテーブル２２上に何も載せない
状態でコントローラ３０によりマグネトロン１８からマ
イクロ波を加熱室１７に照射した。照射時間の経過に従
ってコントローラ３０が計算したエネルギ量を記録装置
２７により記録した。その結果を図３に示す。この場
合、ターンテーブル２２上に被加熱物がないため、マイ
クロ波センサ１０に入射されるエネルギ量は時間に対し
てほぼ一定に推移した。 ＜試験Ｂ＞次にターンテーブル２２上の容器２１に氷１
００ｇを入れ、同様にマイクロ波を加熱室１７に照射し
た。この場合、マイクロ波センサ１０に入射されるエネ
ルギは氷が融けるに従って低下するものと予想された。
試験Ａと同様にコントローラ３０が計算したエネルギ量
を記録した結果、図４に示すようにエネルギ量は２００
秒前後で低下しており、その予想が妥当なものであるこ
とが認められた。試験Ａ及びＢの結果からこの実施例の
マイクロ波センサ１０は入射されたエネルギを的確に捉
えていることが判明した。なお、図４のＰに示されるエ
ネルギ量が極小値となる時点を解凍終了としておき、コ
ントローラ３０がこの状態を求めたところでマグネトロ
ン１８のマイクロ波出力を制御すれば、解凍終了検出器
となる。
用いてマイクロ波エネルギ検出試験を行った。マイクロ
波出力は２００Ｗ相当のレンジ弱の状態に設定した。ま
た加熱室１７に照射されたマイクロ波エネルギ量を調べ
るためにコントローラ３０に記録装置２７を接続した。 ＜試験Ａ＞最初にターンテーブル２２上に何も載せない
状態でコントローラ３０によりマグネトロン１８からマ
イクロ波を加熱室１７に照射した。照射時間の経過に従
ってコントローラ３０が計算したエネルギ量を記録装置
２７により記録した。その結果を図３に示す。この場
合、ターンテーブル２２上に被加熱物がないため、マイ
クロ波センサ１０に入射されるエネルギ量は時間に対し
てほぼ一定に推移した。 ＜試験Ｂ＞次にターンテーブル２２上の容器２１に氷１
００ｇを入れ、同様にマイクロ波を加熱室１７に照射し
た。この場合、マイクロ波センサ１０に入射されるエネ
ルギは氷が融けるに従って低下するものと予想された。
試験Ａと同様にコントローラ３０が計算したエネルギ量
を記録した結果、図４に示すようにエネルギ量は２００
秒前後で低下しており、その予想が妥当なものであるこ
とが認められた。試験Ａ及びＢの結果からこの実施例の
マイクロ波センサ１０は入射されたエネルギを的確に捉
えていることが判明した。なお、図４のＰに示されるエ
ネルギ量が極小値となる時点を解凍終了としておき、コ
ントローラ３０がこの状態を求めたところでマグネトロ
ン１８のマイクロ波出力を制御すれば、解凍終了検出器
となる。
【００１５】なお、本発明のマイクロ波センサは上記例
で示した以外に、本出願人がこれまでそれぞれ特許出願
した図５〜図９に示されるものを用いることができる。
図５に示されるマイクロ波センサ１０は、サーミスタ素
子１１の感温部１１ａが電波吸収体粉末を充填材として
含む有機物質３２又は無機物質により被覆される。この
センサに関して特願平３−２４４４４９号により出願し
た。図６に示されるマイクロ波センサ１０は、サーミス
タ素子１１に近接してこのサーミスタ素子１１をそのリ
ード１１ｃを含めて被包する金属被包体３３と、この金
属被包体３３の表面に層状に形成された電波吸収体１２
とを備える。サーミスタ素子１１は充填材３６により金
属被包体３３内で固定されることが好ましい。このセン
サに関して特願平４−１００３４８号により出願した。
で示した以外に、本出願人がこれまでそれぞれ特許出願
した図５〜図９に示されるものを用いることができる。
図５に示されるマイクロ波センサ１０は、サーミスタ素
子１１の感温部１１ａが電波吸収体粉末を充填材として
含む有機物質３２又は無機物質により被覆される。この
センサに関して特願平３−２４４４４９号により出願し
た。図６に示されるマイクロ波センサ１０は、サーミス
タ素子１１に近接してこのサーミスタ素子１１をそのリ
ード１１ｃを含めて被包する金属被包体３３と、この金
属被包体３３の表面に層状に形成された電波吸収体１２
とを備える。サーミスタ素子１１は充填材３６により金
属被包体３３内で固定されることが好ましい。このセン
サに関して特願平４−１００３４８号により出願した。
【００１６】図７に示されるマイクロ波センサ１０は、
電波吸収体１２がサーミスタ特性を有し、この電波吸収
体１２のマイクロ波を受けない面に一対の電極４２，４
３が間隔をあけて設けられる。電極４２，４３にはリー
ド４４，４６がそれぞれ接続され、電波吸収体１２はリ
ード４４，４６を被包するセラミック被包体４７を介し
てキャップ状の取付体４８に取付けられる。このセンサ
に関して特願平４−１００３４９号により出願した。図
８に示されるマイクロ波センサ１０は、電波吸収体１２
がサーミスタ素子１１に近接してこのサーミスタ素子１
１をそのリード１１ｃを含めて被包する。電波吸収体１
２は金属製の鍔部５４を介して取付けられる。サーミス
タ素子１１は充填材３６により電波吸収体１２内で固定
されることが好ましい。このセンサに関して特願平４−
１００３５０号により出願した。図９に示されるマイク
ロ波センサ１０は、電波吸収体１２の表面をマイクロ波
を受ける面とし、この電波吸収体１２の裏面のマイクロ
波を受けない位置に金属体５６が金属層５８を介して接
合され、サーミスタ素子１１がこの金属体５６により保
持されかつ電波吸収体１２の温度を金属体５６を介して
感知する。サーミスタ素子１１のリード１１ｃは絶縁性
物質で被覆される。このセンサに関して特願平４−１６
３５８２により出願した。
電波吸収体１２がサーミスタ特性を有し、この電波吸収
体１２のマイクロ波を受けない面に一対の電極４２，４
３が間隔をあけて設けられる。電極４２，４３にはリー
ド４４，４６がそれぞれ接続され、電波吸収体１２はリ
ード４４，４６を被包するセラミック被包体４７を介し
てキャップ状の取付体４８に取付けられる。このセンサ
に関して特願平４−１００３４９号により出願した。図
８に示されるマイクロ波センサ１０は、電波吸収体１２
がサーミスタ素子１１に近接してこのサーミスタ素子１
１をそのリード１１ｃを含めて被包する。電波吸収体１
２は金属製の鍔部５４を介して取付けられる。サーミス
タ素子１１は充填材３６により電波吸収体１２内で固定
されることが好ましい。このセンサに関して特願平４−
１００３５０号により出願した。図９に示されるマイク
ロ波センサ１０は、電波吸収体１２の表面をマイクロ波
を受ける面とし、この電波吸収体１２の裏面のマイクロ
波を受けない位置に金属体５６が金属層５８を介して接
合され、サーミスタ素子１１がこの金属体５６により保
持されかつ電波吸収体１２の温度を金属体５６を介して
感知する。サーミスタ素子１１のリード１１ｃは絶縁性
物質で被覆される。このセンサに関して特願平４−１６
３５８２により出願した。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、前記式
（１）の関係及びマイクロ波センサの熱放散定数δとそ
の熱時定数τを予め計算装置に入力しておき、このδと
τでマイクロ波センサの熱放散を考慮するようにして、
マイクロ波センサではマイクロ波の吸収に伴う熱エネル
ギを検出するように構成したので、正確にエネルギ量を
検出できるとともに、従来のようにマイクロ波センサに
熱放散を防止する熱絶縁体を設けずに済む。また、計算
装置が時間の経過に従ってマイクロ波エネルギを求める
ため、その変化に基づきマイクロ波源の出力を制御すれ
ば、被加熱物を所望の解凍状態又は加熱状態に的確に処
理することができる。
（１）の関係及びマイクロ波センサの熱放散定数δとそ
の熱時定数τを予め計算装置に入力しておき、このδと
τでマイクロ波センサの熱放散を考慮するようにして、
マイクロ波センサではマイクロ波の吸収に伴う熱エネル
ギを検出するように構成したので、正確にエネルギ量を
検出できるとともに、従来のようにマイクロ波センサに
熱放散を防止する熱絶縁体を設けずに済む。また、計算
装置が時間の経過に従ってマイクロ波エネルギを求める
ため、その変化に基づきマイクロ波源の出力を制御すれ
ば、被加熱物を所望の解凍状態又は加熱状態に的確に処
理することができる。
【図１】本発明実施例のマイクロ波エネルギ検出装置の
構成図。
構成図。
【図２】そのマイクロ波センサの断面図。
【図３】被加熱物のないときに検出装置が検出したエネ
ルギ量の変化を示す図。
ルギ量の変化を示す図。
【図４】氷を解凍したときに検出装置が検出したエネル
ギ量の変化を示す図。
ギ量の変化を示す図。
【図５】そのマイクロ波センサの別の断面図。
【図６】そのマイクロ波センサの別の断面図。
【図７】そのマイクロ波センサの別の断面図。
【図８】そのマイクロ波センサの別の断面図。
【図９】そのマイクロ波センサの別の断面図。
【図１０】断熱状態において物質がマイクロ波エネルギ
を受けたときの温度変化図。
を受けたときの温度変化図。
【図１１】熱放散がある状態において物質がマイクロ波
エネルギを受けたときの温度変化図。
エネルギを受けたときの温度変化図。
【図１２】このときの時間に対する温度の一次導関数を
示す図。
示す図。
【図１３】このときの時間に対する温度の二次導関数を
示す図。
示す図。
１０ マイクロ波センサ １１ サーミスタ素子 １１ａ 感温部 １１ｃ リード １２ 電波吸収体 １２ａ 電波吸収体の一方の面 １２ｂ 電波吸収体の他方の面 ３０ コントローラ（計算装置）
Claims (7)
- 【請求項１】 マイクロ波加熱室(17)に設置され、マイ
クロ波を吸収して発熱する電波吸収体(12)と前記吸収体
(12)の温度を検出するサーミスタ素子(11)とを有するマ
イクロ波センサ(10)と、 前記マイクロ波センサ(10)の検出出力に基づいてマイク
ロ波エネルギの値を計算する計算装置(30)とを備えたマ
イクロ波エネルギ検出装置であって、 前記計算装置(30)は、下記式（１）によりマイクロ波エ
ネルギの値を時間の関数として計算することを特徴とす
るマイクロ波エネルギ検出装置。 Ｅ ＝ Ｃ・ｄθ／ｄｔ ＋ δ・θ （１） ただし、Ｅは前記電波吸収体が吸収したマイクロ波エネ
ルギ、θ＝θ t −θ 0 であって、θ 0 は前記電波吸収体が
マイクロ波エネルギＥを吸収する前の前記サーミスタ素
子の検出温度、θ t は前記電波吸収体がマイクロ波エネ
ルギＥをｔ時間吸収した後の前記サーミスタ素子の検出
温度、Ｃは前記マイクロ波センサの熱容量、δは前記マ
イクロ波センサの熱放散定数である。 - 【請求項２】 マイクロ波センサ(10)は電波吸収体(12)
が少なくともサーミスタ素子(11)の感温部(11a)より広
い面積を有する平板状に形成され、前記電波吸収体の一
方の面(12a)がマイクロ波吸収面であって、前記電波吸
収体の他方の面(12b)に前記サーミスタ素子(11)がマイ
クロ波を受けないように前記感温部(11a)が接着された
請求項１記載のマイクロ波エネルギ検出装置。 - 【請求項３】 マイクロ波センサ(10)はサーミスタ素子
(11)の感温部(11a)が電波吸収体粉末を充填材として含
む有機物質(32)又は無機物質により被覆された請求項１
記載のマイクロ波エネルギ検出装置。 - 【請求項４】 マイクロ波センサ(10)はサーミスタ素子
(11)に近接して前記サーミスタ素子(11)をそのリード(1
1c)を含めて被包する金属被包体(33)と、前記金属被包
体(33)の表面に層状に形成された電波吸収体(12)とを備
えた請求項１記載のマイクロ波エネルギ検出装置。 - 【請求項５】 マイクロ波センサ(10)は電波吸収体(12)
がサーミスタ特性を有し、前記電波吸収体(12)のマイク
ロ波を受けない面に一対の電極(42,43)が間隔をあけて
設けられた請求項１記載のマイクロ波エネルギ検出装
置。 - 【請求項６】 マイクロ波センサ(10)は電波吸収体(12)
がサーミスタ素子(11)に近接して前記サーミスタ素子(1
1)をそのリード(11c)を含めて被包する請求項１記載の
マイクロ波エネルギ検出装置。 - 【請求項７】 マイクロ波センサ(10)は電波吸収体(12)
の表面をマイクロ波を受ける面とし、前記電波吸収体(1
2)の裏面のマイクロ波を受けない位置に金属体(56)が接
合され、サーミスタ素子(11)が前記金属体(56)により保
持されかつ前記電波吸収体(12)の温度を前記金属体(56)
を介して感知する請求項１記載のマイクロ波エネルギ検
出装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202037A JPH0827314B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | マイクロ波エネルギ検出装置 |
| US07/989,173 US5378875A (en) | 1991-12-25 | 1992-12-11 | Microwave oven with power detecting device |
| CA002085527A CA2085527C (en) | 1991-12-25 | 1992-12-16 | Microwave power detecting device |
| NL9202189A NL193485C (nl) | 1991-12-25 | 1992-12-17 | Microgolfoven. |
| DE4243597A DE4243597C2 (de) | 1991-12-25 | 1992-12-22 | Mikrowellenleistungs-Erfassungsvorrichtung |
| GB9226657A GB2263173B (en) | 1991-12-25 | 1992-12-22 | Microwave power detecting device |
| FR9215873A FR2685772A1 (fr) | 1991-12-25 | 1992-12-23 | Dispositif detecteur d'energie micro-onde. |
| KR1019920025659A KR970002015B1 (ko) | 1991-12-25 | 1992-12-24 | 마이크로파전력 검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202037A JPH0827314B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | マイクロ波エネルギ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627166A JPH0627166A (ja) | 1994-02-04 |
| JPH0827314B2 true JPH0827314B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16450892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202037A Expired - Lifetime JPH0827314B2 (ja) | 1991-12-25 | 1992-07-06 | マイクロ波エネルギ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827314B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001353837A (ja) | 2000-06-15 | 2001-12-25 | Murata Mfg Co Ltd | スクリーン印刷版、積層セラミック電子部品の製造方法及び積層セラミック電子部品 |
| JP6661616B2 (ja) * | 2014-05-16 | 2020-03-11 | バイオライフ・ソリューションズ・インコーポレイテッドＢｉｏＬｉｆｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｉｎｃ． | 試料の自動解凍システム、装置、及び自動解凍方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812017A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-24 | Daikin Ind Ltd | 流量・圧力制御装置 |
| JPS62119635U (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-29 | ||
| US5110216A (en) * | 1989-03-30 | 1992-05-05 | Luxtron Corporation | Fiberoptic techniques for measuring the magnitude of local microwave fields and power |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4202037A patent/JPH0827314B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0627166A (ja) | 1994-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960910 |