JPS599892A - ワイヤレスプロ−ブを備えた高周波加熱装置 - 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】 本発明は、被加熱物の温度データをワイヤレスで送受信
を行ない、調理の制御の自動化を行なう高周波加熱装置
に関するものである。

従来の高周波加熱装置において、加熱制菌の自動化の方
式として、被加熱物から発生する温度や湿度あるいはガ
スを、それぞれサーミスタ、湿度センサおよびガスセン
サを用いて検出し、被加熱物の仕上りを検知するものが
ある。また被加熱物の表面温度を赤外線センサで測り、
被加熱物の仕上りを検知し、自動制御を行なうものもあ
る。

これらの方式は、検知するセンサが高周波等の影響を受
けないように、被加熱物と離れた加熱室外部に設置され
ているため、調理の操作は良いが加熱室内の雰囲気の温
度、湿度およびガスを検出しているため、仕上妙に多少
のばらつきがあったリ１寸だ被加熱物の中間温度で加熱
制御することが困難であった。赤外線上ンサによる方式
は、検出する領域が狭く、その領域から外れたら検出不
可能で、被加熱物の設置位置や、容器の形状等に難点が
あった。これらを解決する方式として、被加熱物にサー
ミスタを設けたプローブを挿入し。

その温度データを有線で取り出し、加熱制御を行なう方
式がある。この方式は被加熱物の温度を正確にとらえる
ことができ、またユーザの希望の設定温度で加熱制御す
ることが可能である。しかしプローブを有線で加熱室外
部の制御回路と接続しているため、被加熱物の加熱むら
対策に効果のあるターンテーブル方式が使用できない欠
点があった。

この上記の欠点を解消する方式として、ワイヤレスプロ
ーブが考えられる。これは被加熱物の温度データを電波
や超音波あるいは光を媒体としてグローブから送信し、
加熱室外部で受信し、加熱制御を行なうもので、この方
式はターンテーブルの使用も可能となる。またこのプロ
ーブは、ビード型サーミスタを温度検知素子として、プ
ローブ先端に封じ、被加熱物の温度変化を抵抗値変化と
してとらえ、抵抗値変化を電圧変化あるいは発振周波数
変化として信号を送る。この送信の電子回路の電源とし
ては、電池が考えられるが、電池は寿命時間の問題があ
り、交換が必要となる。電池を使用せずに加熱室内の高
周波をアンテナで受け。

これをダイオードで整流して、電源として用いることが
考えられる。

本発明は、上記のワイヤレスプローブを実現するためな
されたもので７周囲の温度変化や電源電圧の変動に対し
ても安定し、使い勝手に優れたワイヤレスプローブを備
えた高周波加熱装置を提供することを目的とする。

その目的達成のだめ、無安定バイブレータからなる２個
の発振回路を設け、第１の発振回路は感熱素子の抵抗値
変化を発振周波数に変換せしめ。

第２の同回路は超音波送信素子に共振した固定周波数を
発振させ２両回路の出力信号をＡＮＤ回路を介して超音
波送信素子に接続し、超音波を媒体として送信を行い、
更にその送信部の電子回路の電源を高周波をアンテナで
受けだものをダイオードで整流して得るようにしたもの
である。

以下２本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図はワイヤレスプローブを用いた場合の高周波加熱
装置の全体斜視図であるが、１は高周波加熱装置本体で
あり、２はコントロールパネル、３は加熱室、４はドア
である。５はターンテーブル。

６は被加熱物、７はワイヤレスプローブである。

この図に示すように、ワイヤレスプローブ７は被加熱物
に挿入され、被加熱物の温度データを送信する。加熱室
外部には受信素子を設け、制御回路に接続する。信号を
送る媒体は超音波である。この装置の使用法および動作
順序は。

（１）ターンテーブル５に被加熱物６を載置し、ワイヤ
レスプローブ７を挿入してドア４を閉じる。

Ｃ）希望温度をコントロールパネル２に設定し。

スタートボタンを押す。

６）加熱室内に高周波が入ると、被加熱物６は加熱され
同プローブ７からは温度データが送信される。

（４）設定した温度と送信された温度データの値が一致
したら、制御回路が動作し、マグネトロンの電源回路が
ＯＦＦとなり、調理完了となる。

次にワイヤレスプローブ７の本体を第２図に示す。８は
ビート形のサーミスタが封入された突起部で、被加熱部
６に挿入する、部分である。９は送信素子を内蔵した部
分である。また送信回路部は本体７に収納されている。

送信回路の電源は同プローブ７の一部にアン子すを設け
、加熱室３内の高周波を受け、ダイオードで整流して使
用する。

ワイヤレスプローブ７のシステムにおいて、サーミスタ
は温度変化を抵抗値変化としてとらえ。

抵抗値の変化を発振周波数の変化に変換し、超音波送信
素子より温度のデータ信号を送信する。送信された信号
は加熱室３外部に設けた受信素子で受け、増幅して波形
整形を行ない、パルス化するっこの温度のデータ信号の
パルス周期をマイクロコンピュータで読み込み、演算処
理を行ない、被加熱物の温度を把握する。

第５図に、プローブの送信回路のブロック図を示す。１
２は電源部で、１３は感熱素子（サーミスタ）１４の変
化に伴って周波数が変化する第１の発振回路、１５は超
音波送信素子１７に共振した固定周波数を発振する第２
の発振回路、１６は２つの発振回路の出力のＡＮＤをと
るＡＮＤ回路、１７は超音波送信素子である。

この第３図のブロック図において、感熱素子１４と第１
の発振回路１６の具体的な回路が第４図である。第１の
発振回路１３は、インノく一タ（消費電力の小さいＣＭ
ＯＳインバータを使用）を２ヶ用い。

ＣＲの充放電を利用した無安定マルチノくイブレータ回
路である。この回路１３の発振周期Ｔ２８（第５図に示
す）は、一般に、　Ｔ　−２，２ＲＴＣＴで表わされる
。したがってＲＴ１４をサーミスタにすると発振周期Ｔ
２Ｂは温度変化によって変わり、サーミスタは温度が上
昇すると抵抗値が小さくなる（負性抵抗）傾向を有して
いるため周期は短くなる。同回路１３で抵抗Ｒ５２１は
、インノく一タＡ１８の入力保護ダイオードに流れる電
流を小さくするだめの保護抵抗である。第１の発振回路
１３゛のインノ〈−タの入出力の電圧波形を第５図に示
す。この図で。

電源電圧はローレベル（グランド）をＶＳ［ｌとし。

ハイレベルヲ■ＤＤトシ、インバータのスレッショルド
電圧をＶＴＩｌｉとしている。ｆａ１２５の電圧波形は
。

インバータＡ１８の入力電圧ＶＩ２２の波形で、ＲＴ１
４とＣ！Ｔ２０の充放電のくり返しのためこのような波
形となる。また■）２６の電圧波形は、　Ｔ２２３の電
圧波形を示しているがインバータＡ１８がスレショルド
電圧ＶＴＲで動作（反転）するため、立上りと立下りが
ゆるやかな矩形波となる。さらに出力電圧■。

２４の電圧波形は（ｃ１２７で示されるが、〜）２６の
電圧波形のスレッショルド電圧でインバータＢ１９が動
作（反転）するため、整形された矩形波となる。

次に第５図のブロック図全体の具体的な回路にしたのが
第６図である。第６図で第１の発振回路１３にはコンデ
ンサＣ２２９と抵抗Ｒ３３０で構成された微分回路３０
Ａに接続し、インバータＥ３２とインバータＰ３３０２
個で構成されたバッファ３３Ａに接続する。

また第１の発振回路１３と同じマルチバイブレータ回路
の第２の発振回路１５を設ける。この回路１５の発振周
期Ｔは、　Ｔ　−２，２Ｒ２０１で表わされ。

周波数ｆはｆ−一となる。この発振周波数ｆを。

超音波送信素子１７の固有周波数と一致するように、抵
抗Ｒ２３８とコンデン＋ｊ（３ｔ３９の値を決め。

固定する。

バッファ３３Ａの出力と第２の発振回路１５の出力をＡ
ＮＤ回路１６に入力し、　ＡＮＤ回路１６の出力に超音
波送信素子１７を接続する。

第６図の各点の電圧波形を第７図に示す。第７図テ（２
）４４はＶ　２４の電圧波形、ＣＢ４５はＴ３３１　＋
７）電圧波形、　ＩＣ５４６はＴ４３４の電圧波形、■
）４７はＴ５４０の電圧波形、Ｏ］４ＢはＴ６４３の電
圧波形である。ここで電源電圧はローレベルを０とし、
・・イレベルをＶＤＤとしている。（２）４４は、第５
図の（Ｃ！１２７と同じもので。

この矩形波を微分したのが０３１４５の波形である。こ
の微分回路３０Ａの時定数τは、τ−Ｃ２・Ｒ３・で示
され、　＋０１４６のバッファ３３Ａの出力波形のパル
ス幅Ｔｌ４９を決める。＋Ｄ１４７は整形された矩形波
で、　（Ｃ！１４６の出力波形と０４７の出力波形をＡ
ＮＤをとると■４８の出力波形を得る。この出力を超音
波送信素子１７に印加すると、パルスの立上り時（’　
Ｔ１４９　’）は、非常に効率良く超音波が送信されそ
の周期はＴ２８である。

第８図は受信システムをブロック図で示したものである
。ワイヤレスプローブ７から周期Ｔ２８で送信されてく
る超音波を、加熱室外にパンチ孔やメツシュを介して設
けた超音波受信素子４９で受信する。受信した信号は増
幅回路５０で増幅し、整流してコンパレータなど用いて
矩形波を作り、波形整形５１を行なう。さらにこの周期
Ｔ２８の波形を工１０インタフェース回路５２に入力し
、マイクロコンピュータ５３で周期Ｔを読み取り、すな
わち被加熱物６の温度を検知し、マイクロコンピュータ
５３はマグネトロン５５の電源５４を制御する。

したがって本発明により、被加熱物の温度を精度良く把
え、調理９自動化が可能となり、マイクロ波加熱の加熱
むらに最も効果の大きいターンテーブルも使用できる。

熱装置の外観図で、第２図は本＃ｌ！−明の一実施例に
よるワイヤレスプローブの外観斜視図、第３図は同プロ
ーブの構成ブロック図である。第４図は同サーミスタを
用いた無安定マルチバイブレータ回路で、第５図は第４
図の各部の電圧波形である。

第６図は、同プローブ全体の具体的な電気回路で。

第７図は第６図の各部の電圧波形を表わしている。

第８図は同受信システムのブロック図である。

１３．１５・・・第１．第２の発振回路。

１６・・・ＡＮＤ回路。

１７・・・超音波送信素子。

３０Ａ・・・微分回路。

３３Ａ・・・バッファ。

出願人　　日立熱器具株式会社 ４図 ５図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱室内の被加熱物の温度を検出する感熱素子と、検出
   した信号に応じて発振周波数が変化する発振機構と、超
   音波を送信する送信機構とを有したワイヤレスプローブ
   と、それからの信号を受信し９発振周波数をマイクロコ
   ンピュータで読み取り、被加熱物の温度をとらえ、調理
   を自動制御する機構とを備えたワイヤレスプローブを備
   えた高周波加熱装置において、無安定バイブレータから
   なる２個の発振回路（１３）　（１ｓ）を設け、第１の
   発振回路（１３）は感熱素子例えばサーミスタを用いて
   その抵抗値変化を発振周波数変化に変換し、第２の発振
   回路（１５）は超音波送信素子（１７）−に共振した固
   定周波数を発振させ、又第１の発振回路（１３）と微分
   回路（３０Ａ）とバッファ（３３Ａ）とを直列にし、バ
   ッファ（３３Ａ）の出力信号と第２の発振回路（１５）
   の出力信号とをＡＮＤ回路（１６）を介して超音波送信
   素子（１７）に接続し、更に電源を高周波を整流したも
   ので構成し、広範な温度範囲で安定した発振周波数を得
   ることを特徴としたワイヤレスプローブを備えた高周波
   加熱装置。