JPH11325700A - 着霜センサ - Google Patents
着霜センサInfo
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- JPH11325700A JPH11325700A JP14672898A JP14672898A JPH11325700A JP H11325700 A JPH11325700 A JP H11325700A JP 14672898 A JP14672898 A JP 14672898A JP 14672898 A JP14672898 A JP 14672898A JP H11325700 A JPH11325700 A JP H11325700A
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- Japan
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- light
- frost
- emitting element
- light emitting
- light receiving
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/11—Sensor to detect if defrost is necessary
- F25B2700/111—Sensor to detect if defrost is necessary using an emitter and receiver, e.g. sensing by emitting light or other radiation and receiving reflection by a sensor
Landscapes
- Defrosting Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 氷点下の温度環境下で安定、かつ高感度であ
り、メンテナンスフリーで動作し、小型で安価な着霜セ
ンサを実現する。 【解決手段】 発光素子Ａと、受光素子Ｃ１，Ｃ２と、
発光素子Ａと受光素子Ｃ２間の光路に配設された発光素
子の発光波長に対して透過性の着霜体Ｅと、発光素子Ａ
と受光素子Ｃ１間の光路に配設された反射体Ｈとを備
え、前記着霜体Ｅの表面に氷晶成長の核となる部分Ｇを
設けているとともに、受光素子Ｃ１は発光素子Ａの光を
着霜と無関係に受光して基準出力を出す構成である。
り、メンテナンスフリーで動作し、小型で安価な着霜セ
ンサを実現する。 【解決手段】 発光素子Ａと、受光素子Ｃ１，Ｃ２と、
発光素子Ａと受光素子Ｃ２間の光路に配設された発光素
子の発光波長に対して透過性の着霜体Ｅと、発光素子Ａ
と受光素子Ｃ１間の光路に配設された反射体Ｈとを備
え、前記着霜体Ｅの表面に氷晶成長の核となる部分Ｇを
設けているとともに、受光素子Ｃ１は発光素子Ａの光を
着霜と無関係に受光して基準出力を出す構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫内の着霜を
検知し、庫内の着霜を防止するための着霜センサに関す
るものである。
検知し、庫内の着霜を防止するための着霜センサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】冷蔵庫内の着霜は冷却面の熱伝導率を下
げ、冷蔵庫のエネルギ効率を下げるため、着霜の検知は
従来からの技術課題であった。しかし、低温かつ相対湿
度１００％近い環境で安定に動作し、しかも安価な着霜
センサが実用化されなかったため、従来は着霜の有無に
かかわらず、定期的に冷却面を加熱し着霜を融解する方
法がとられていた。しかし、この従来の方法では、最大
の着霜量に対して十分な加熱をしなければならず、加熱
および再冷却に必要なエネルギが非常に大きいという不
具合があり、世界的な省エネルギ運動の渦中にあって
は、もはや従来方式は継続できない状況になった。
げ、冷蔵庫のエネルギ効率を下げるため、着霜の検知は
従来からの技術課題であった。しかし、低温かつ相対湿
度１００％近い環境で安定に動作し、しかも安価な着霜
センサが実用化されなかったため、従来は着霜の有無に
かかわらず、定期的に冷却面を加熱し着霜を融解する方
法がとられていた。しかし、この従来の方法では、最大
の着霜量に対して十分な加熱をしなければならず、加熱
および再冷却に必要なエネルギが非常に大きいという不
具合があり、世界的な省エネルギ運動の渦中にあって
は、もはや従来方式は継続できない状況になった。
【０００３】また、従来技術としての、霜の存在を電気
的に検出する方法を用いた計器としては霜（水の場合は
露）点計がある。これは、検出部分を冷却し、着霜時の
検出部分温度から大気中の湿度を測定する計器である。
着霜の検出には、着霜による質量増加を水晶振動子の振
動周波数の変化として検出するもの、鏡面の光反射率が
着霜によって変わることを検出するもの等がある。しか
し、霜（露）点計は霜（露）点温度を正確に検出するこ
とが目的のため、一般に大型かつ高価である。たとえ
ば、市販されている霜（露）点計のセンサ部は直径２０
０mmΦ、高さ１００mmと大型で、価格は２００万円もす
るため、とても冷蔵庫に応用することはできない。
的に検出する方法を用いた計器としては霜（水の場合は
露）点計がある。これは、検出部分を冷却し、着霜時の
検出部分温度から大気中の湿度を測定する計器である。
着霜の検出には、着霜による質量増加を水晶振動子の振
動周波数の変化として検出するもの、鏡面の光反射率が
着霜によって変わることを検出するもの等がある。しか
し、霜（露）点計は霜（露）点温度を正確に検出するこ
とが目的のため、一般に大型かつ高価である。たとえ
ば、市販されている霜（露）点計のセンサ部は直径２０
０mmΦ、高さ１００mmと大型で、価格は２００万円もす
るため、とても冷蔵庫に応用することはできない。
【０００４】この霜点計の原理を、安価な反射型光セン
サ（霜センサ：特開昭５８−２８９６７号）や光ファイ
バに置き換えたセンサ（冷凍装置の霜取制御装置：特開
昭５５−１７０６９号）の提案がある。
サ（霜センサ：特開昭５８−２８９６７号）や光ファイ
バに置き換えたセンサ（冷凍装置の霜取制御装置：特開
昭５５−１７０６９号）の提案がある。
【０００５】図２は従来技術の霜点計に用いられる霜検
知部分の原理図である。発光素子Ａから出た光は鏡面反
射板Ｂで反射し、受光素子Ｃで電気信号に変換される。
鏡面反射板Ｂは冷却装置Ｄで冷却され、結霜すると、鏡
面反射板Ｂの反射率が低下するため、受光素子Ｃの出力
は低下する。従って、受光素子Ｃの出力を観察すれば霜
の存在を検知できる。しかし、この方法は冷蔵庫には適
用できない。なぜなら、図２の鏡面反射板Ｂを冷蔵庫の
壁面とすると、発光素子Ａ、受光素子Ｃを壁面から離し
て設置しなければならず、壁面がよごれたり、光路にご
み等がついて動作を不確実にする危険があるばかりでな
く、庫内に突起物があると冷蔵庫としての使い勝手が悪
くなるためである。
知部分の原理図である。発光素子Ａから出た光は鏡面反
射板Ｂで反射し、受光素子Ｃで電気信号に変換される。
鏡面反射板Ｂは冷却装置Ｄで冷却され、結霜すると、鏡
面反射板Ｂの反射率が低下するため、受光素子Ｃの出力
は低下する。従って、受光素子Ｃの出力を観察すれば霜
の存在を検知できる。しかし、この方法は冷蔵庫には適
用できない。なぜなら、図２の鏡面反射板Ｂを冷蔵庫の
壁面とすると、発光素子Ａ、受光素子Ｃを壁面から離し
て設置しなければならず、壁面がよごれたり、光路にご
み等がついて動作を不確実にする危険があるばかりでな
く、庫内に突起物があると冷蔵庫としての使い勝手が悪
くなるためである。
【０００６】図３は従来技術による着霜センサの原理図
である。これは、発光素子Ａと受光素子Ｃとから成る反
射型光センサの光路に、発光素子の発光波長に対して透
過性の着霜板Ｅを設置し、前記着霜板Ｅの表面である着
霜面Ｆの結霜をその背面からの入射光の反射光で検知す
るものである。発光素子Ａからの光はこの光に対して透
過性の着霜板Ｅを透過して行く。ここで、着霜板Ｅの着
霜面Ｆに霜が存在すると、光の一部は反射又は散乱され
て受光素子Ｃに入射する。その結果、受光素子Ｃは受光
信号を発生し、原理的には霜の存在を検知できる。しか
し、この従来例は発光素子、受光素子の温度変化による
出力変動や、発光素子の光出力が時間とともに低下する
経時変化に対して何ら対策がとられていないため、安定
な霜検知ができないこと、着霜の初期に必要な氷晶成長
の核や、光吸収による温度上昇に対する考慮がないた
め、着霜の再現性が悪いこと、外乱光に対する配慮がな
いので誤動作しやすいこと等から、冷蔵庫内の環境下で
長時間の安定した検知動作が出来ないという欠点を持っ
ている。さらに、この従来例では、霜があるとき受光素
子Ｃの出力が発生するから、センサの動作不良で出力の
発生が小さい場合と、センサ動作は良好で着霜が少ない
場合の区別がつかず、センサの動作不良は着霜を無制限
に増大させる危険がある。
である。これは、発光素子Ａと受光素子Ｃとから成る反
射型光センサの光路に、発光素子の発光波長に対して透
過性の着霜板Ｅを設置し、前記着霜板Ｅの表面である着
霜面Ｆの結霜をその背面からの入射光の反射光で検知す
るものである。発光素子Ａからの光はこの光に対して透
過性の着霜板Ｅを透過して行く。ここで、着霜板Ｅの着
霜面Ｆに霜が存在すると、光の一部は反射又は散乱され
て受光素子Ｃに入射する。その結果、受光素子Ｃは受光
信号を発生し、原理的には霜の存在を検知できる。しか
し、この従来例は発光素子、受光素子の温度変化による
出力変動や、発光素子の光出力が時間とともに低下する
経時変化に対して何ら対策がとられていないため、安定
な霜検知ができないこと、着霜の初期に必要な氷晶成長
の核や、光吸収による温度上昇に対する考慮がないた
め、着霜の再現性が悪いこと、外乱光に対する配慮がな
いので誤動作しやすいこと等から、冷蔵庫内の環境下で
長時間の安定した検知動作が出来ないという欠点を持っ
ている。さらに、この従来例では、霜があるとき受光素
子Ｃの出力が発生するから、センサの動作不良で出力の
発生が小さい場合と、センサ動作は良好で着霜が少ない
場合の区別がつかず、センサの動作不良は着霜を無制限
に増大させる危険がある。
【０００７】これらの従来技術は価格的には十分冷蔵庫
に適用可能であり、技術的にも簡単であるのに未だに冷
蔵庫の霜センサとしては実用化されていない。それは、
これらの従来技術は発光素子、受光素子の温度変化によ
る出力変動や、発光素子の光出力が時間とともに低下す
る経時変化に対して何ら対策がとられていないため、安
定な霜検知ができなかったこと、着霜の初期に必要な氷
晶成長の核や、検出光吸収による温度上昇に対する考慮
がないため、着霜の再現性が悪いこと、外乱光に対する
配慮がないため誤動作しやすいこと等実用化には程遠い
技術であったためである。
に適用可能であり、技術的にも簡単であるのに未だに冷
蔵庫の霜センサとしては実用化されていない。それは、
これらの従来技術は発光素子、受光素子の温度変化によ
る出力変動や、発光素子の光出力が時間とともに低下す
る経時変化に対して何ら対策がとられていないため、安
定な霜検知ができなかったこと、着霜の初期に必要な氷
晶成長の核や、検出光吸収による温度上昇に対する考慮
がないため、着霜の再現性が悪いこと、外乱光に対する
配慮がないため誤動作しやすいこと等実用化には程遠い
技術であったためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、定期的に冷
却面を加熱し着霜を融解する従来方式の継続採用がエネ
ルギ的に非常に不利であることに鑑み、着霜センサによ
り霜の付着を早期に検知し、冷却を中止するか又は必要
最小限時間加熱することにより庫内の着霜を防ぎ、無駄
なエネルギを使うことなくエネルギ効率の良い冷却が可
能な冷蔵庫を具現するという、これまでアイデア段階に
あった省エネルギ冷蔵庫を実現するための安価で、動作
の確実な、安定で長寿命の着霜センサを提供することを
目的とするものである。
却面を加熱し着霜を融解する従来方式の継続採用がエネ
ルギ的に非常に不利であることに鑑み、着霜センサによ
り霜の付着を早期に検知し、冷却を中止するか又は必要
最小限時間加熱することにより庫内の着霜を防ぎ、無駄
なエネルギを使うことなくエネルギ効率の良い冷却が可
能な冷蔵庫を具現するという、これまでアイデア段階に
あった省エネルギ冷蔵庫を実現するための安価で、動作
の確実な、安定で長寿命の着霜センサを提供することを
目的とするものである。
【０００９】冷蔵庫内環境で動作する、安価で、動作の
確実な、安定で長寿命の着霜センサが存在すれば、着霜
センサを用いた高エネルギ効率冷蔵庫システム自体を具
現化することに技術的困難はないといわれている。
確実な、安定で長寿命の着霜センサが存在すれば、着霜
センサを用いた高エネルギ効率冷蔵庫システム自体を具
現化することに技術的困難はないといわれている。
【００１０】着霜センサに要求される特性は、氷点下の
温度環境下で安定、かつ高感度であること、冷蔵庫の寿
命は長いので、少なくとも１０年位はメンテナンスフリ
ーで動作すること、小型で安価なこと等である。これら
の技術課題はどれもかなり解決困難であったが、本発明
は以下に述べる手段で課題を解決した。
温度環境下で安定、かつ高感度であること、冷蔵庫の寿
命は長いので、少なくとも１０年位はメンテナンスフリ
ーで動作すること、小型で安価なこと等である。これら
の技術課題はどれもかなり解決困難であったが、本発明
は以下に述べる手段で課題を解決した。
【００１１】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の着霜センサは、一個又は複数の発光素子
と、複数の受光素子と、前記発光素子と前記受光素子間
の少なくとも一つの光路に配設された前記発光素子の発
光波長に対して透過性の着霜体とを備えた構成としてい
る。
に、本発明の着霜センサは、一個又は複数の発光素子
と、複数の受光素子と、前記発光素子と前記受光素子間
の少なくとも一つの光路に配設された前記発光素子の発
光波長に対して透過性の着霜体とを備えた構成としてい
る。
【００１３】前記着霜センサにおいて、前記着霜体の表
面に氷晶成長の核を設ける構成としてもよい。
面に氷晶成長の核を設ける構成としてもよい。
【００１４】また、前記発光素子及び前記受光素子のう
ち、少なくとも前記発光素子を間欠駆動する構成として
もよい。
ち、少なくとも前記発光素子を間欠駆動する構成として
もよい。
【００１５】前記複数の受光素子の一つは、前記発光素
子の光を着霜と無関係に受光して基準出力を出す構成と
してもよい。
子の光を着霜と無関係に受光して基準出力を出す構成と
してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る着霜センサの
実施の形態を図面に従って説明する。
実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】図１は本発明による着霜センサの実施の形
態である。本実施の形態では一個（複数でも良い）の発
光素子Ａと複数（この場合２個）の受光素子Ｃ１，Ｃ２
とを有しており、発光素子と受光素子間の少なくとも一
つの光路に、発光素子の発光波長に対して透過性の着霜
体Ｅを設置した、着霜により光伝達特性が変化する光路
（Ａ−Ｃ２）と、着霜に無関係な反射体Ｈが配されてい
て着霜により光伝達特性が影響されない他の光路（Ａ−
Ｃ１）を持つ。さらに、発光素子Ａを駆動して発光させ
る発光素子駆動回路Ｊと、発光素子駆動回路Ｊの出力と
受光素子Ｃ２の霜検知出力Ｓ２とを乗算する乗算器Ｋと
を設けている。前記発光素子駆動回路Ｊの構成やその制
御方法、乗算器Ｋの構成等は一般的な回路設計技術が利
用できる。
態である。本実施の形態では一個（複数でも良い）の発
光素子Ａと複数（この場合２個）の受光素子Ｃ１，Ｃ２
とを有しており、発光素子と受光素子間の少なくとも一
つの光路に、発光素子の発光波長に対して透過性の着霜
体Ｅを設置した、着霜により光伝達特性が変化する光路
（Ａ−Ｃ２）と、着霜に無関係な反射体Ｈが配されてい
て着霜により光伝達特性が影響されない他の光路（Ａ−
Ｃ１）を持つ。さらに、発光素子Ａを駆動して発光させ
る発光素子駆動回路Ｊと、発光素子駆動回路Ｊの出力と
受光素子Ｃ２の霜検知出力Ｓ２とを乗算する乗算器Ｋと
を設けている。前記発光素子駆動回路Ｊの構成やその制
御方法、乗算器Ｋの構成等は一般的な回路設計技術が利
用できる。
【００１８】前記受光素子Ｃ１の出力Ｓ１は霜の有無に
影響されないから基準出力として用いることができる。
すなわち、受光素子Ｃ１とＣ２の特性が殆ど同一である
（製造時、同じウエハー上の隣接した素子では殆ど同一
である）とすると、図示したように基準出力Ｓ１が一定
になるように発光素子駆動回路Ｊを制御することによ
り、温度や経時変化で発光素子や受光素子の特性が変化
しても、受光素子Ｃ１，Ｃ２が同じ変化をすればその影
響を除去することができる。
影響されないから基準出力として用いることができる。
すなわち、受光素子Ｃ１とＣ２の特性が殆ど同一である
（製造時、同じウエハー上の隣接した素子では殆ど同一
である）とすると、図示したように基準出力Ｓ１が一定
になるように発光素子駆動回路Ｊを制御することによ
り、温度や経時変化で発光素子や受光素子の特性が変化
しても、受光素子Ｃ１，Ｃ２が同じ変化をすればその影
響を除去することができる。
【００１９】さらに、本実施の形態では、発光素子Ａの
発光波長に対して透過性の着霜体Ｅの着霜面Ｆ（光入射
側の反対面）に氷晶成長の核となる部分Ｇを設けた。霜
は水分子の気相成長で生成されるから、着霜の初期には
氷晶成長の核が必要である。核としては着霜面Ｆに微細
な凹凸があればよく、いろいろな構成法が利用できる
が、サンドビーム等で表面をごくわずか粗面化する方法
が簡単である。核がないと霜の出来る条件下でも霜の生
成が不安定になるが、核を設けることにより、再現性の
よいセンサを得ることができる。
発光波長に対して透過性の着霜体Ｅの着霜面Ｆ（光入射
側の反対面）に氷晶成長の核となる部分Ｇを設けた。霜
は水分子の気相成長で生成されるから、着霜の初期には
氷晶成長の核が必要である。核としては着霜面Ｆに微細
な凹凸があればよく、いろいろな構成法が利用できる
が、サンドビーム等で表面をごくわずか粗面化する方法
が簡単である。核がないと霜の出来る条件下でも霜の生
成が不安定になるが、核を設けることにより、再現性の
よいセンサを得ることができる。
【００２０】なお、透過性の着霜体Ｅの光入射面に反射
防止膜を設け、光入射面での不要な反射を防止すると良
い。
防止膜を設け、光入射面での不要な反射を防止すると良
い。
【００２１】着霜の再現性を損なう他の原因として着霜
面の温度がある。着霜はセンサ周辺の相対湿度が１００
％ＲＨになったとき始まり、温度の低下とともに水蒸気
は霜として空気中から取り除かれるので、霜の成長点で
の相対湿度は常に１００％ＲＨであると考えられる。こ
こで、センサの着霜面の温度が周囲よりわずかに高いと
センサ着霜面での相対湿度は１００％ＲＨ以下となり霜
の生成が阻害される。本発明も従来技術と同様、霜の検
知には光を使うため、検知性能を高める目的で光出力を
大きくすると、発光素子の発熱や光の吸収による着霜体
の温度上昇等で着霜の再現性を損なうことがある。この
ため、本実施の形態では着霜面近傍に配置される発光素
子Ａを間欠駆動することで発光素子発熱と光吸収発熱の
平均値を下げている。間欠駆動の間隔は、検知頻度一分
につき一回、発光時間１０ｍ秒とすると、平均消費電力
は１／６０００に低減され、前記温度上昇は無視でき
る。なお、受光素子Ｃ１，Ｃ２も間欠駆動したほうがよ
いが、受光素子は消費電力が小さいので発光素子ほど発
熱しない。
面の温度がある。着霜はセンサ周辺の相対湿度が１００
％ＲＨになったとき始まり、温度の低下とともに水蒸気
は霜として空気中から取り除かれるので、霜の成長点で
の相対湿度は常に１００％ＲＨであると考えられる。こ
こで、センサの着霜面の温度が周囲よりわずかに高いと
センサ着霜面での相対湿度は１００％ＲＨ以下となり霜
の生成が阻害される。本発明も従来技術と同様、霜の検
知には光を使うため、検知性能を高める目的で光出力を
大きくすると、発光素子の発熱や光の吸収による着霜体
の温度上昇等で着霜の再現性を損なうことがある。この
ため、本実施の形態では着霜面近傍に配置される発光素
子Ａを間欠駆動することで発光素子発熱と光吸収発熱の
平均値を下げている。間欠駆動の間隔は、検知頻度一分
につき一回、発光時間１０ｍ秒とすると、平均消費電力
は１／６０００に低減され、前記温度上昇は無視でき
る。なお、受光素子Ｃ１，Ｃ２も間欠駆動したほうがよ
いが、受光素子は消費電力が小さいので発光素子ほど発
熱しない。
【００２２】本発明の着霜センサに限らず光応用センサ
は外乱光による誤動作の危険性をつねに内包している。
そこで、発光素子Ａをパルス列で変調し、受光信号を変
調パルス列で同期検波する方式を利用し、霜検知出力で
ある受光素子Ｃ２の出力Ｓ２と駆動回路Ｊの出力である
発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗じ、発光パルス列
と受光パルス列の相関をとって最終的な霜検知出力Ｓ３
を得ることにより、発光パルス列とは相関のない外乱光
出力を抑圧し、外乱光に対する安定性を確保することが
できる。
は外乱光による誤動作の危険性をつねに内包している。
そこで、発光素子Ａをパルス列で変調し、受光信号を変
調パルス列で同期検波する方式を利用し、霜検知出力で
ある受光素子Ｃ２の出力Ｓ２と駆動回路Ｊの出力である
発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗じ、発光パルス列
と受光パルス列の相関をとって最終的な霜検知出力Ｓ３
を得ることにより、発光パルス列とは相関のない外乱光
出力を抑圧し、外乱光に対する安定性を確保することが
できる。
【００２３】図１の実施の形態で示した着霜センサの全
体的動作を説明する。今、着霜板Ｅの一方の表面である
着霜面Ｆに霜が付着していないとすると、着霜板Ｅが発
光素子Ａの発光波長に対して透過性であるため、受光素
子Ｃ２には発光素子Ａの光は入射せず、受光素子Ｃ２の
出力Ｓ２と発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗算した
霜検知出力Ｓ３は零となる。
体的動作を説明する。今、着霜板Ｅの一方の表面である
着霜面Ｆに霜が付着していないとすると、着霜板Ｅが発
光素子Ａの発光波長に対して透過性であるため、受光素
子Ｃ２には発光素子Ａの光は入射せず、受光素子Ｃ２の
出力Ｓ２と発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗算した
霜検知出力Ｓ３は零となる。
【００２４】着霜板Ｅの着霜面Ｆにおける氷晶成長の核
となる部分Ｇに、結霜すると、発光素子Ａより出た光は
着霜面Ｆの結霜した領域で反射されるようになり、発光
素子Ａからの発光パルス列が受光素子Ｃ２で受光され、
受光素子Ｃ２の出力Ｓ２に受光パルス列が現れる。発光
素子駆動パルス列と出力Ｓ２の受光パルス列とは同期し
ているため、乗算器Ｋで乗算した霜検知出力Ｓ３には出
力Ｓ２の受光パルス列と同様のパルス列が得られ、これ
が着霜を示す検出信号となる。
となる部分Ｇに、結霜すると、発光素子Ａより出た光は
着霜面Ｆの結霜した領域で反射されるようになり、発光
素子Ａからの発光パルス列が受光素子Ｃ２で受光され、
受光素子Ｃ２の出力Ｓ２に受光パルス列が現れる。発光
素子駆動パルス列と出力Ｓ２の受光パルス列とは同期し
ているため、乗算器Ｋで乗算した霜検知出力Ｓ３には出
力Ｓ２の受光パルス列と同様のパルス列が得られ、これ
が着霜を示す検出信号となる。
【００２５】なお、発光素子Ａ及び受光素子Ｃ１，Ｃ２
の温度による変動や経時変化は、受光素子Ｃ２と特性が
殆ど同一である受光素子Ｃ１で発光素子Ａの反射光を受
け、基準出力Ｓ１が一定になるように発光素子駆動回路
Ｊを制御することで除去している。
の温度による変動や経時変化は、受光素子Ｃ２と特性が
殆ど同一である受光素子Ｃ１で発光素子Ａの反射光を受
け、基準出力Ｓ１が一定になるように発光素子駆動回路
Ｊを制御することで除去している。
【００２６】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
【００２７】(1) 発光素子Ａと、発光素子Ａの光をそ
れぞれ受光する特性の揃った受光素子Ｃ１，Ｃ２と、発
光素子Ａと受光素子Ｃ２間の光路に配設された発光素子
の発光波長に対して透過性の着霜体Ｅとを備えており、
しかも発光素子Ａの反射光を常に受ける配置の受光素子
Ｃ１の出力を基準出力Ｓ１として利用することで、発光
素子Ａ及び受光素子Ｃ１，Ｃ２の温度による変動や経時
変化の影響を除去することができる。
れぞれ受光する特性の揃った受光素子Ｃ１，Ｃ２と、発
光素子Ａと受光素子Ｃ２間の光路に配設された発光素子
の発光波長に対して透過性の着霜体Ｅとを備えており、
しかも発光素子Ａの反射光を常に受ける配置の受光素子
Ｃ１の出力を基準出力Ｓ１として利用することで、発光
素子Ａ及び受光素子Ｃ１，Ｃ２の温度による変動や経時
変化の影響を除去することができる。
【００２８】(2) 着霜体Ｅの表面に氷晶成長の核とな
る部分Ｇを設けており、霜の生成が安定化され、再現性
の良好な着霜センサが得られる。
る部分Ｇを設けており、霜の生成が安定化され、再現性
の良好な着霜センサが得られる。
【００２９】(3) 発光素子Ａを間欠駆動することで、
発光素子発熱と着霜板Ｅの光吸収発熱の平均値を下げ、
着霜板Ｅの温度上昇に起因する霜の生成の不安定性を除
去している。
発光素子発熱と着霜板Ｅの光吸収発熱の平均値を下げ、
着霜板Ｅの温度上昇に起因する霜の生成の不安定性を除
去している。
【００３０】(4) 霜検知出力である受光素子Ｃ２の出
力Ｓ２と発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗じ、発光
パルス列と受光パルス列の相関をとって最終的な霜検知
出力Ｓ３を得ることにより、発光パルス列とは相関のな
い外乱光出力を抑圧し、外乱光に対する安定性を確保で
きる。
力Ｓ２と発光素子駆動パルス列を乗算器Ｋで乗じ、発光
パルス列と受光パルス列の相関をとって最終的な霜検知
出力Ｓ３を得ることにより、発光パルス列とは相関のな
い外乱光出力を抑圧し、外乱光に対する安定性を確保で
きる。
【００３１】なお、図１の実施の形態において、反射体
Ｈは透過性の着霜体Ｅの表面又は裏面の一部に設けても
よいが、着霜により光伝達特性が変化する光路（Ａ−Ｃ
２）の光が受光素子Ｃ１に入射しない工夫が必要であ
る。
Ｈは透過性の着霜体Ｅの表面又は裏面の一部に設けても
よいが、着霜により光伝達特性が変化する光路（Ａ−Ｃ
２）の光が受光素子Ｃ１に入射しない工夫が必要であ
る。
【００３２】また、図１の実施の形態では、発光素子Ａ
を１個としたが、発光素子Ａを同一特性の２個とし、一
方の発光素子Ａと受光素子Ｃ１とを組み合わせた基準出
力用の光学系と、他方の発光素子Ａと受光素子Ｃ２とを
組み合わせた検知出力用の光学系とを分けても良い。
を１個としたが、発光素子Ａを同一特性の２個とし、一
方の発光素子Ａと受光素子Ｃ１とを組み合わせた基準出
力用の光学系と、他方の発光素子Ａと受光素子Ｃ２とを
組み合わせた検知出力用の光学系とを分けても良い。
【００３３】さらに、温度や経時変化の影響を除去する
構成としては、他にも受光素子Ｃ２の出力である霜検知
出力Ｓ２を受光素子Ｃ１の基準出力Ｓ１で補正すると
か、霜検知出力Ｓ２と基準出力Ｓ１を差動で使う等の一
般的な設計技術が利用できる。また、この基準出力を観
察すればセンサが正常に動作しているかどうかが判るこ
とも本発明の効果の一つである。
構成としては、他にも受光素子Ｃ２の出力である霜検知
出力Ｓ２を受光素子Ｃ１の基準出力Ｓ１で補正すると
か、霜検知出力Ｓ２と基準出力Ｓ１を差動で使う等の一
般的な設計技術が利用できる。また、この基準出力を観
察すればセンサが正常に動作しているかどうかが判るこ
とも本発明の効果の一つである。
【００３４】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る着霜
センサによれば、冷蔵庫内の着霜を確実、かつ安定に低
価格で検出できるので冷蔵庫の省エネルギ化にも極めて
有効である。
センサによれば、冷蔵庫内の着霜を確実、かつ安定に低
価格で検出できるので冷蔵庫の省エネルギ化にも極めて
有効である。
【図１】本発明に係る着霜センサの実施の形態を示す構
成図である。
成図である。
【図２】従来技術の霜点計の原理図である。
【図３】従来技術の霜センサの原理図である。
Ａ 発光素子 Ｃ１，Ｃ２ 受光素子 Ｅ 着霜体 Ｆ 着霜面 Ｇ 氷晶成長の核となる部分 Ｈ 反射体 Ｊ 発光素子駆動回路 Ｋ 乗算器
Claims (4)
- 【請求項１】 一個又は複数の発光素子と、複数の受光
素子と、前記発光素子と前記受光素子間の少なくとも一
つの光路に配設された前記発光素子の発光波長に対して
透過性の着霜体とを備えたことを特徴とする着霜セン
サ。 - 【請求項２】 前記着霜体の表面に氷晶成長の核を設け
てなる請求項１記載の着霜センサ。 - 【請求項３】 前記発光素子及び前記受光素子のうち、
少なくとも前記発光素子を間欠駆動する請求項１又は２
記載の着霜センサ。 - 【請求項４】 前記複数の受光素子の一つは、前記発光
素子の光を着霜と無関係に受光して基準出力を出すもの
である請求項１，２又は３記載の着霜センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14672898A JPH11325700A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 着霜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14672898A JPH11325700A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 着霜センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325700A true JPH11325700A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15414242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14672898A Withdrawn JPH11325700A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 着霜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325700A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271168A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 着霜検出装置およびデフロスト装置 |
| JP2009097807A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | 着霜検出装置 |
| JP2010060177A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍装置及び空気調和装置 |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP14672898A patent/JPH11325700A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271168A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 着霜検出装置およびデフロスト装置 |
| JP2009097807A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | 着霜検出装置 |
| JP2010060177A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍サイクル装置、冷凍装置及び空気調和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |