JPS60246594A - ワイヤレス温度プロ−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】 「産業上の利用分野」 本発明は、被加熱物の温度をワイヤレス温度プローブで
把握し、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。

「従来の技術」 従来の高周波加熱装置において１加熱制御の自動化の方
式として被加熱物の温度や加熱室内の湿度あるいは被加
熱物から発生するガスをそれぞれサーミスタ、湿度セン
サおよびおよびガスセ／すを用いて検出し、被加熱物の
温度を検知するものがある。寸だ被加熱物の表面温度を
赤外線センサでとらえ、被加熱物の仕上りを検知し、自
動制御を行なう方式のものもある。

これらの方式は、検知するセ／す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、調理の操作性は良いが。

加熱室内の雰囲気の温度、湿度およびガスを検出してい
るため仕上りに多少のばらつきがあったり。

また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。赤外線センサによる方式は、検出する領域が狭く
、その領域から被加熱物が外れたら検出不可能で、被加
熱物の載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、サーミスタ等の温度セン
サを設けたグローブを被加熱物に挿入し。

その温度信号を有線で加熱室外に取り出し、加熱制御を
行なう方式がある。この方式は被加熱物の内部の温度を
正確にとらえることができ、１だ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と組合
わせて使用することが機械的および電気的に非常に困難
であった。また有線であるため使い勝手が悪かった。

「発明が解決しようとする問題点」 プローブを備えた高周波加熱装置は使い勝手の悪い点で
ある。

「問題点を解決するだめの手段」 本発明はワイヤレス温度プローブをコイルアンテナと感
温用のコンデンサとからなるＬＣ共振回路で構成し、そ
れを被加熱物に接続させる構成とした。

「作　用」 コンデンサは被加熱物の温度の変化に伴ない容Ｉ値が変
化し、プローブの共振周波数は変化する。

そこでその共振周波数をとらえ、被加熱物の温度を検知
する。そのため加熱室内に送信アンテナを設け、一定周
波数幅を掃引した信号をアンテナより送信し、その掃引
の送信信号にプローブの共振周波数の点を現出させ、こ
の共振点をとらえ、被加熱物の温度を検知する。

「実施例」 以下１本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図は、ワイヤレス温度プローブを用いた場合の高周
波加熱装置の斜視図である。１は高周波加熱装置本体て
あり、２はコントロール・シネル。

６は加熱室、４はドアである。５は被加熱物で。

６はターンテーブルである。７はワイヤレス温度グロー
ブ（以下プローブと略称する。）で、８は送信アンテナ
である。第２図は、第１図の断面図を示す。９はター／
テーブルを駆動するモータ。

１０は高周波を発振するマグネトロ７である。第１図及
び第２図において、送信アンテナ８は加熱室６内の被加
熱物５の妨げにならないように上方部かまたけ下方部に
設ける。捷だ送信アンテナ８は。

／−ズヒータを兼用することもできる。

次にグローブシステムの原理について述べる。

第３図は原理を説明するだめの等価回路図である。

第６図に示すように、コイルが２個あり、１個のコイル
にはコンデンサを接続し、　ＬＣ共振回路を構成する。

コイルのインダクタンスをそれぞれＬｌ。

Ｌ（１＋コンデンサの容量をＣＯ＋　相互インダクタン
スをＭＩＯとする。

このような回路構成において、コンデンサが接続されて
いないコイルにＬＣ共振回路の共振周波数ｆｏを包含し
た帯域の周波数成分を有した信号を印加すると、電流Ｉ
、が流れる。コイルに電流１１が流れると電磁誘導によ
り２次側のコイルには電流■。

が流れる。ここで電流１Ｇは、２次側が共振回路である
ために、共振周波数ｆｏの信号電流である。２次側に共
振周波数ｆｏの成分のみの電流１ｏが流れると、電磁誘
導により一次側電流１．の周波数成分において周波数ｆ
。の所は第５図（ａ）に示すように減少する。したがっ
て二次側のコンデンサの容ｉｃ。を温度によって変化さ
せれば、共振周波数ｆｏは変化する。この変化を一次側
の送信信号においてとらえると温度を検知することがで
きる。この原理を応用したシステムのブロック図が第４
ン」である。

この／ステムの概要は、加熱室ろ内にループアンテナ８
を設置し、ループアンテナ８とグローブ７のコイルアン
テナ２５（後述）Ｖｉ電磁気的に結合しており、またプ
ローブ７は、コンデンサを温度センサとして用い、コイ
ルアンテナ２５とでＬＣ共振回路を構成するものである
。温度検知手段は、ループアンテナ８より、プローブ７
の共振周波数ｉｏを包含した帯域の信号を間欠的にある
いは連続的に送信する。この信号はある周波数１１から
ｆ２ｉで掃引した信号である。加熱室内乙にグローブ７
が存在すると送信信号は第５図（ａ）のようになる。従
ってこの共振点をとらえるとプローブの温度が検知でき
ることになる。送信信号の共振点をとらえる手段はいろ
いろ考えられるが一側上して、原信号と送信信号を差動
増幅器などを介して第５図（Ｃ）の信号を作る手段があ
る。第５図（ｂ）は送信信号の掃引開始パルスと掃引完
了パルスである。第５図（Ｃ）は上記したようにグロー
ブの共振点のパルス信号図である。従って、送信開始と
共振点壕での時間Ｔを計測すれば共振点の変化を検知す
ることができる。

次に温度センサであるコンデンサについて述べる。一般
にコンデンサの容量Ｃは、温度の関数で表わすと次式と
なる。

Ｃ＝　（１＋Ａ　（Ｔ−Ｔｏ）　ｌ　Ｃｏ−□　（１１
ここでＡは温度係数、Ｔは測定温度＋　ＴＯは基準温度
（２０℃）＋Ｑｌは基準温度２０℃におけるコンデンサ
の容量値である。

壕だグローブの共振周波数ｆｏは、コイルアンテナのイ
ンダクタンスをＬとすると。

ｆｏ−２πへ、。　（２） で表わされる。よってインダクタンスＬが固定であれば
、共振周波数ｆｏは温度Ｔに対して平方根の逆数に比例
して変化するが、実際コンデンサの容量Ｃｏを２２０　
ｐＦ、温度係数Ａを−７５０ｐｐ、／　ｄｅｙとし。

コイルアンテナのインダクタンスＬを１．０μＨとした
とき、温度と共振周波数の関係は第６図のようになる。

この特性２７より温度Ｔが０〜１ｏｏ℃では共振周波数
はほぼ直線状に変化している。もっとも（２）式より判
るように温度Ｔに対して共振周波数ｆ。

が二次曲線となるのであるが、使用する温度幅が狭いた
め直線とみなせるからである。

第４図の７ステムプロノク図において、１７は送信回路
でＶＣＯなどを用い掃引信号を作り増幅して送信アンテ
ナ８より送信する。１８は第５図（ωに示した送信信号
より共振点をとらえ、パルス波形を作成する回路で、マ
イクロコンピュータ２０と接続する。マイクロコンピュ
ータ２０は、前記した送信開始と共振点１での時間Ｔを
計測し、被加熱物５がユーザの設定温度に到達したら、
マグネトロン１０の制御回路１９へ信号を送り、マグネ
トロン１ｏの発振を停止する。２１はコントロールパネ
ル２に設けるディスプレイで、温度表示などを行なう。

壕だ２２は、コントロールパネルのキー人力部を示し。

ユーザはこれにより温度設定を行なう。

次にグローブ７の構造を第７図に示す。第７図は温度グ
ローブ７の断面図である。プローブ７は。

温度を検知する感温用のコンデンサ３０を被加熱物５に
挿入する突起部３１内に封入している。このコンデンサ
３０をコイルアンテナ２５から入る加熱室内の強電界の
高周波より保護するため、バンドリジェクションフィル
タを設ける。バンドリジェクションフィルタとしては、
構造が簡単なチョーク構造が考えられる。第７図は、チ
ョーク内に仕切板長の長さとしたチョーク２６を２段直
列に接続し。

チョーク２６間にコイル２８を接続した構造のバンドリ
ジェクションフィルタを設けている。これはチョーク構
造１段の減衰特性と比較して１周波数特性が広帯域であ
るためその効果は多大である。しかし信号周波数である
Ｉ　Ｑ　ＭＨｚ付近の電波に対しては減衰するような影
響はない。またこれらのチョーク２６は、金属筒状導体
２９内に納める。コイルアンテナ２５は強電界の高周波
による放電を防止するためコイルアンテナ２５の線間に
距離を持たせるか。

絶縁材料３２をはさむような構造とする。またコイルア
ンテナ２５の全体を非導体材料３３で被覆し、ユーザが
握り易くする。

またプローグ７は、感温用のコンデンサ３０を除くと電
子部品がないため、加熱室ろ内がオープン調理時の雰囲
気温度２００〜２５０℃においても影響を受けず、使用
が可能である。

「発明の効果」 以上述べたように本発明によれば、ワイヤレス温度プロ
ーブはコイルアンテナと感温用のコンデ／すで構成され
２部品点数が少なく、電源部を必要としないため小型軽
量にできる。捷だ同グローブの感温部以外には電子部品
を用いていないだめ。

同グローブが高温にさらされてもその影響を受けない。

従ってオーブン調理の直後に同グローブを用いた高周波
加熱を行なうことができる。又加熱室内には、送信アン
テナとしてループアンテナを１個設けるだけでよく、又
／−ズヒータを兼用することもできるため加熱室内の構
造も簡単となる。

したがって上記の特徴より、使い勝手に優れた高周波加
熱装置を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるワイヤレス温度プロー
ブを用いた高周波加熱装置の外観図１第２図はその断面
図、第６図は同原理説明の等価回路図、第４図は同シス
テムブロック図、第５図（ωは同送信信号の波形図、同
図（ｂ）は、掃引開始・完了パルス波形図、同図（Ｃ）
は共振点パルス波形図。 第６図は同温度と共振周波数の特性図、第７図は同プロ
ーブの断面構造図である。 ５・被加熱物。 ７・・・ワイヤレス温度プローブ。 ８・・送信アンテナ。 ２４・・温度と共振周波数の関係特性。 ２５　コイルアンテナ。 ２６　チョーク。 ３０・感温用のコンデンサ。 出願人　日立熱器具株式会社 第１図 第２囚 第６図 偶贋Ｔ（”Ｃ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱室内の被加熱物の温度を検知する感温用のコンデン
   サ＋３０）トコイルアンテナ（ハ）とで共振回路を構成
   したワイヤレス温度プローブ（７）を被加熱物に接触し
   て設け、上記プローブ（７）の温度に対応した共振周波
   数を包含する周波数幅を加熱室内の送信アンテナ（８）
   より送信し、送信信号に現出する上記プローブ（７）の
   共振点をとらえ、被加熱物の温度を検知することを特徴
   としたワイヤレス温度プローブを備えた高周波加熱装置
   。