JPS6135672B2 - - Google Patents
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- JPS6135672B2 JPS6135672B2 JP202379A JP202379A JPS6135672B2 JP S6135672 B2 JPS6135672 B2 JP S6135672B2 JP 202379 A JP202379 A JP 202379A JP 202379 A JP202379 A JP 202379A JP S6135672 B2 JPS6135672 B2 JP S6135672B2
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Electric Ovens (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高周波加熱装置に関するもので、食品
の表面温度を正確に検出する赤外線検出器を備え
た高周波加熱装置を提供することを目的とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high-frequency heating device, and an object of the present invention is to provide a high-frequency heating device equipped with an infrared detector that accurately detects the surface temperature of food.
一般に、絶対零度よりも高い温度を持つ物体か
らはすべて赤外線が放射されており、単位表面積
当りの放射エネルギーWは次式で示される。 In general, all objects having a temperature higher than absolute zero emit infrared rays, and the radiant energy W per unit surface area is expressed by the following equation.
W=εσT4 ……
但し ε:放射率
σ:Stefan―Boltzmanの定数
T:絶対温度 〓
この放射エネルギーを受けた焦電型検出素子は
温度が変化して、表面電荷に変化をきたし、即ち
これが出力となる。この表面電荷はある時間を経
過すると中和して消滅する。 W = εσT 4 ... where ε: emissivity σ: Stefan-Boltzman's constant T: absolute temperature 〓 The temperature of the pyroelectric detection element that receives this radiant energy changes, causing a change in the surface charge. This becomes the output. This surface charge is neutralized and disappears after a certain period of time.
第1図において1は焦電型赤外線検出素子、2
は高抵抗、3はFET、4は出力抵抗で、これら
によつて赤外線検出器5を構成している。 In Fig. 1, 1 is a pyroelectric infrared detection element, 2
3 is a high resistance, 3 is an FET, and 4 is an output resistor, which constitute an infrared detector 5.
今第2図に示すように、赤外線検出器5の視野
範囲6内の床面7の温度をT1、その床面7の放
射率ε1とし、その視野範囲6内に温度T2の物
体8が移動してきて、第3図に示す状態になつた
とする。この場合、赤外線検出器5の出力抵抗と
4の両端電圧波形は、これをモデル的に示すと、
T1>T2の場合、第4図に示すようになり、T1>
T2の場合、第5図に示すようになる。また逆
に、第3図の状態から第2図に示す状態に変化す
る場合は、T1<T2の時は第5図、T1>T2の場合
は第4図に示すような波形となる。したがつて、
この焦電型検出器によつて、連続的な出力を得る
ためには、焦電型検出素子と被測定物の間にチヨ
ツパーを設け、被測定物から放射される赤外線を
断続する必要がある。この様子を第6図に示す。
第6図において、5は赤外線検出器、8は被測定
物、9はチヨツパーで
εc,Tc:チヨツパーの放射率及び絶対温度
ε2,T2:被測定物の放射率及び絶対温度
とすると、赤外線検出器5に入射する赤外線の変
化量は、
ΔW=σ(εcTc 4−ε2T2 4) ……
となり、赤外線検出器の出力は式に示されたΔ
Wに相応する交流出力が得られる。その波形はT
c<T2の場合第7図に示すようになり、Tc>T2
の場合第8図に示すようになる。第7図と第8図
とは、その極性が反転した状態である。 As shown in FIG. 2, the temperature of the floor 7 within the viewing range 6 of the infrared detector 5 is T 1 , the emissivity of the floor 7 is ε 1 , and there is an object within the viewing range 6 with a temperature T 2 8 has moved and is now in the state shown in FIG. In this case, the output resistance of the infrared detector 5 and the voltage waveform at both ends of the infrared detector 4 are expressed as a model.
In the case of T 1 > T 2 , as shown in Fig. 4, T 1 >
In the case of T 2 , it becomes as shown in FIG. Conversely, when changing from the state shown in Figure 3 to the state shown in Figure 2, the waveform will be as shown in Figure 5 when T 1 < T 2 and as shown in Figure 4 when T 1 > T 2 . becomes. Therefore,
In order to obtain continuous output with this pyroelectric detector, it is necessary to install a chopper between the pyroelectric detection element and the object to be measured to interrupt the infrared rays emitted from the object to be measured. . This situation is shown in FIG.
In Fig. 6, 5 is an infrared detector, 8 is an object to be measured, and 9 is a chopper. ε c , T c : Emissivity and absolute temperature of the chopper. ε 2 , T 2 : Emissivity and absolute temperature of the object to be measured. Then, the amount of change in the infrared light incident on the infrared detector 5 is ΔW=σ(ε c T c 4 −ε 2 T 2 4 )..., and the output of the infrared detector is ΔW shown in the formula.
An AC output corresponding to W can be obtained. The waveform is T
If c < T 2 , the result will be as shown in Fig. 7, and if T c > T 2
In this case, the result will be as shown in FIG. In FIGS. 7 and 8, the polarities are reversed.
第9図は、Tcを一定にし、赤外線のチヨツピ
ング周波数を一定にして、被測定物の温度T2を
Tc>T2の領域からTc≦T2の領域まで変化した
ときの赤外線検出器5の出力電圧の交流成分の実
効値をモデル的に示したものである。第9図から
わかるように、例えば赤外線検出器5の出力電圧
がV0を示す被測定物の温度は、Tc>T2の領域で
の第9図に示すtc<T2の領域でのt0′と2点があ
る。したがつて、例えば赤外線検出器からの出力
電圧がV0の場合には、被測定物の温度がt0かt0′の
いずれであるか判明が困難である。ここで、チヨ
ツパー9の断続を検出するために第6図に示すよ
うに発光部10′と10″をもつ。例えばホトイン
ターラプター10を設けた。このホトインタラプ
ターは、チヨツパー9の周辺で受光部10″から
の出力の立上りおよび立下りの位相が赤外線検出
器5の出力の交流成分の中心線とほぼ一致する位
置に調整して設ける。この時のホトインターラプ
ター10の受光部10″からの出力第10図イ
と、赤外線検出器5からの出力の関係をモデル的
に示すと、Tc>T2の時第4図ロと、Tc<T2の
時第10図ハとでは極性が逆になつている。 Figure 9 shows infrared detection when the temperature T 2 of the object to be measured changes from the region T c > T 2 to the region T c ≦T 2 with T c constant and the infrared chopping frequency constant. This is a model representation of the effective value of the AC component of the output voltage of the device 5. As can be seen from FIG. 9, for example, the temperature of the object to be measured where the output voltage of the infrared detector 5 is V 0 is in the region of T c > T 2 and in the region of t c < T 2 shown in FIG. There are t 0 ' and two points. Therefore, for example, when the output voltage from the infrared detector is V 0 , it is difficult to determine whether the temperature of the object to be measured is t 0 or t 0 '. Here, in order to detect the disconnection of the chopper 9, light emitting parts 10' and 10'' are provided as shown in FIG. 6. For example, a photointerrupter 10 is provided. The position is adjusted so that the rising and falling phases of the output from the section 10'' substantially coincide with the center line of the alternating current component of the output of the infrared detector 5. At this time, the relationship between the output from the light receiving section 10'' of the photointerrupter 10 in Fig. 10 (a) and the output from the infrared detector 5 is shown in a model, as shown in Fig. 4 (b) when T c > T 2 . When T c < T 2 , the polarity is reversed from that in Figure 10 (c).
したがつて、ホトインターラプター10からの
出力イと、赤外線検出器5からの出力両者を加算
すると、Tc<T2の場合は第11図の実線で、Tc
>T2の場合には点線で示すような波形になる。
この第11図に示された出力をチヨツピング周波
数0を通過する、例えば第12図に示すような
特性をもつバンドパスフイルターによつて、低周
波および高周波出力成分をカツトした時に得られ
る波形は、第13図において、Tc<T2の場合は
実線で、Tc>T2の場合は点線で示すようにな
る。この結果、赤外線検出器5からの出力だけで
は前述のように、例えばV0の出力ではt0とt0′の2
点の温度があり、両者の区別が困難であつたが、
上記のように構成することにより両者の出力が第
13図に示すように明確になる。ところで、ホト
インターラプターの断続出力電圧(第10図イに
示すυ)よりも赤外線検出器からの出力がより大
きくなる。すなわち、被測定物の温度が非常に近
い温度の場合は第14図に示すように、ホトイン
ターラプターの出力電圧モデルイと、赤外線検出
器からの出力モデル波形ロを加算すると、ハに示
すようになり、さらにハに示された出力をバンド
パスフイルターを通過した出力波形はニのように
なる。したがつて、チヨツパー温度Tc、チヨツ
ピング周波数0の条件で、被測定物の温度をT
c>T2の領域から、Tc<T2の領域まで変化した
場合のバンドパスフイルターを通過した後の交流
実効値出力はホトインターラプターの出力電圧を
Va,Vb,Vc,O(Va>Vb>Vc>O)の場合
を考えると、第15図に示すようにVaの場合は
a,Vbの場合はb,Vcの場合はc,Oの場合は
Oに示されたようになる。ここで第15図に示す
ように、予想される被測定物(例えば冷凍食品)
の最低温度をT2minとし、また被測定物を高周波
で加熱して制御しようとする最低温度を
Tconminとすると、例えば第15図Cの場合に
は、バンドパスフイルターからの交流出力電圧が
Vc以下では、同じ交流出力電圧で2点の温度が
あり、両者の区別がつきにくい。したがつて、第
15図Cに示す場合には交流出力がVc以上、す
なわち第15図に示すTconminが検出できる最
低温度になる。ところが第15図bに示される特
性においては、Tconminの温度での交流電圧出
力がVbであり、被測定物の温度がTconmin以下
の温度でのバンドパスフイルターからの交流出力
電圧が、常にVbより小さいために、検出装置を
Vb電圧よりも高くしておくと、T2min以上の温
度は充分検出可能であり、また第15図aに示さ
れる特性の場合にも、第15図bと同じことがい
える。したがつて、ホトインターラプターの出力
と赤外線検出器からの出力を加算して得られた出
力をバンドパスフイルターに通過して得られた出
力において、被測定物の予想される最低温度での
交流電圧出力よりも、被測定物の最低制御温度で
得られる交流出力のほうが高くなるように、第1
0図のホトインターラプターの出力電圧Vを選定
すると被測定物の温度において、常に交流出力電
圧の大きさと、温度の第15図a又はbに示すよ
うになり、c又はOに示す2点の温度のどちらで
あるかの判断をする必要がなくなる。 Therefore, when both the output A from the photointerrupter 10 and the output from the infrared detector 5 are added, if T c < T 2 , the solid line in FIG. 11 indicates T c
>T 2 , the waveform becomes as shown by the dotted line.
The waveform obtained when the output shown in FIG. 11 is passed through a chopping frequency of 0 and the low-frequency and high-frequency output components are cut by a bandpass filter having characteristics as shown in FIG. 12, for example, is as follows. In FIG. 13, the case where T c <T 2 is indicated by a solid line, and the case where T c >T 2 is indicated by a dotted line. As a result, as mentioned above, if only the output from the infrared detector 5 is used, for example, the output of V 0 is divided into two parts of t 0 and t 0 '.
Although it was difficult to distinguish between the two because of the temperature of the point,
By configuring as described above, both outputs become clear as shown in FIG. By the way, the output from the infrared detector becomes larger than the intermittent output voltage (υ shown in FIG. 10A) of the photointerrupter. In other words, if the temperatures of the objects to be measured are very close to each other, as shown in Figure 14, by adding the output voltage model A of the photointerrupter and the output model waveform B from the infrared detector, the result will be as shown in C. The output waveform obtained by passing the output shown in C through a bandpass filter becomes as shown in D. Therefore, under the conditions of chopper temperature T c and chipping frequency 0 , the temperature of the measured object is T
When changing from the region c > T 2 to the region T c < T 2 , the AC effective value output after passing through the bandpass filter is the output voltage of the photointerrupter V a , V b , V c , O Considering the case of (V a > V b > V c > O), as shown in Figure 15, in the case of V a , a, in the case of V b , b, in the case of V c , c, and in the case of O, It becomes as shown in O. Here, as shown in FIG. 15, the expected object to be measured (for example, frozen food)
Let T 2 min be the minimum temperature of
Assuming that Tconmin is, for example, in the case of FIG. 15C, when the AC output voltage from the bandpass filter is below V c , there are two temperatures at the same AC output voltage, and it is difficult to distinguish between the two temperatures. Therefore, in the case shown in FIG. 15C, the AC output is equal to or higher than V c , that is, the lowest temperature at which Tconmin shown in FIG. 15 can be detected. However, in the characteristic shown in Fig. 15b, the AC voltage output at a temperature of Tconmin is V b , and the AC output voltage from the bandpass filter when the temperature of the object to be measured is below Tconmin is always V b. If the detection device is set higher than the V b voltage, temperatures of T 2 min or more can be sufficiently detected, and even in the case of the characteristics shown in FIG. The same can be said for b. Therefore, at the output obtained by adding the output of the photointerrupter and the output from the infrared detector and passing it through a bandpass filter, the The first set of
If the output voltage V of the photointerrupter shown in Figure 0 is selected, the magnitude of the AC output voltage and the temperature will always be as shown in Figure 15 a or b at the temperature of the object to be measured, and the two points shown in c or O There is no need to judge which temperature it is.
上記の構成は、被測定物の検出温度範囲内で、
交流出力電圧が常に同じ極性であり、また、検出
温度範囲以下の被測定物の温度においての出力
は、その交流電圧出力を上記検出温度範囲の最低
検出温度での出力より小さくする事を目的として
のべてきたが、上記の方法と同じ考え方を発展し
て、例えば逆に被測定物の高い温度で交流出力電
圧を低く、被測定物の温度が低い温度で交流出力
電圧を高くするように、第10図に示すホトイン
ターラプターの出力から赤外線検出器の出力を減
算して得られた出力をバンドパスフイルターを通
過して出力を得る方法も同様に考えられる。この
特性は第15図と同様に示すと第16図のように
なる。すなわち、赤外線検出器からの視野範囲で
予想される最高温度をT2maxとし、また制御温
度範囲の最高温度をTconmaxとして、Tconmax
の交流出力電圧をVLminで、Tconmaxより高い
温度での交流出力電圧が、VLminより小さくな
るよにホトインターラプターの出力電圧Vを選定
すると、Tconmax温度より低い温度では交流出
力は全て同じ極性であり、またTconmaxより高
い温度では、VLminより出力が小さいため制御
が容易になる。 The above configuration is within the detection temperature range of the measured object.
The AC output voltage always has the same polarity, and the output at the temperature of the measured object below the detection temperature range is intended to be smaller than the output at the lowest detection temperature in the above detection temperature range. As mentioned above, by developing the same idea as the above method, for example, conversely, the AC output voltage can be lowered when the temperature of the object to be measured is high, and the AC output voltage can be increased when the temperature of the object to be measured is low. Similarly, a method of obtaining an output by subtracting the output of the infrared detector from the output of the photointerrupter shown in FIG. 10 and passing the obtained output through a bandpass filter is also considered. This characteristic is shown in FIG. 16 in the same manner as FIG. 15. That is, let the maximum temperature expected in the field of view from the infrared detector be T 2 max, and let the maximum temperature in the control temperature range be Tconmax, and Tconmax
Let V L min be the AC output voltage of They have the same polarity, and at a temperature higher than Tconmax, the output is smaller than V L min, making control easier.
また、第10図イに示す極性を反転し、また第
10図ロの出力を減算したりあるいは加算して、
第15図aまたはbあるいは第16図の特性を得
る事も可能で同様の効果が得られる。 Also, by inverting the polarity shown in Figure 10A and subtracting or adding the output in Figure 10B,
It is also possible to obtain the characteristics shown in FIG. 15 a or b or FIG. 16, and similar effects can be obtained.
本発明は上記のような構成としたので、被測定
物の温度を正確にとらえることができ、適切な温
度制御が可能になつた。尚、本発明は高周波加熱
装置のみでなく、他の電熱ヒーター、ガス等を応
用した調理器にも同様に使用可能である。 Since the present invention has the above-described configuration, the temperature of the object to be measured can be accurately detected, and appropriate temperature control has become possible. Note that the present invention can be used not only for high-frequency heating devices but also for other electric heaters, gas-powered cooking devices, and the like.
第1図は赤外線検出器の回路図、第2図、第3
図は被測定物の温度を検出する場合の側面図、第
4図、第5図はこの波形図、第6図はチヨツパー
を用いた時の赤外線検出器の配置を示す斜視図、
第7図、第8図は第6図における波形図、第9図
はチヨツパー温度、チヨツパー周波数を一定にし
その時に被測定物の温度を可変した時の交流実効
値出力波形図、第10図はイ,ロ,ハはホトカプ
ラー受光部の出力と赤外線検出器からの出力の相
関関係を示す波形図、第11図は第10図のイと
ロあるいはイとハの波形を加算した場合の出力波
形図、第12図はバンドパスフイルターの特性
図、第13図は第11図の波形を第12図のバン
ドパスフイルターを通過した時の出力波形図、第
14図イ,ロ,ハ,ニは被測定物の温度がチヨツ
パー温度より極端に低い場合の各部分の出力波形
図、第15図はホトカプラー出力電圧を変化した
時に被測定物温度を変化した場合の出力波形図、
第16図はホトカプラー出力と、赤外線検出器か
らの出力とを減算する場合の出力波形図。
5……赤外線検出器、8……被測定物、9……
チヨツパー、10……ホトインターラプター。
Figure 1 is the circuit diagram of the infrared detector, Figures 2 and 3
The figure is a side view when detecting the temperature of the object to be measured, Figures 4 and 5 are waveform diagrams, and Figure 6 is a perspective view showing the arrangement of the infrared detector when using a chopper.
Figures 7 and 8 are waveform diagrams in Figure 6, Figure 9 is an AC effective value output waveform diagram when the chopper temperature and chopper frequency are kept constant and the temperature of the object to be measured is varied, and Figure 10 is A, B, and C are waveform diagrams showing the correlation between the output of the photocoupler light receiving section and the output from the infrared detector, and Figure 11 is the output waveform when the waveforms of A and B or A and C in Figure 10 are added. Figure 12 is a characteristic diagram of the band pass filter, Figure 13 is an output waveform diagram when the waveform in Figure 11 is passed through the band pass filter in Figure 12, Figure 14 A, B, C, and D are The output waveform diagram of each part when the temperature of the object to be measured is extremely lower than the chopper temperature, Figure 15 is the output waveform diagram when the temperature of the object to be measured changes when the photocoupler output voltage is changed,
FIG. 16 is an output waveform diagram when the photocoupler output and the output from the infrared detector are subtracted. 5... Infrared detector, 8... Measured object, 9...
Chiyotsupa, 10...Photointerrupter.
Claims (1)
発生する赤外線を検知して高周波出力を制御する
高周波加熱装置において、食品とその食品の表面
から発生する赤外線を検知する赤外線検知器との
間に、前記赤外線を断続するチヨツパーを設け前
記食品表面から発生した赤外線を交流的に赤外線
検知器に入射し、得られた赤外線検知器からの出
力の交流成分と前記チヨツパーの断続を検出する
ためにホトカプラーを設け、このホトカプラーか
らの断続出力とを加算した後、この加算出力を前
記した赤外線を断続する周波数とほぼ同程度の周
波数にピークを持つバンドパスフイルターに加え
て出力を得るようにした赤外線エネルギー検出回
路を備えた事を特徴とする高周波加熱装置。1. In a high-frequency heating device that controls high-frequency output by detecting infrared rays emitted from the surface of food or a container containing food, there is no connection between the food and an infrared detector that detects infrared rays emitted from the surface of the food. , a chopper is provided to interrupt the infrared rays, and the infrared rays generated from the food surface are incident on the infrared detector in an alternating current manner, and a photocoupler is provided to detect the alternating current component of the output from the obtained infrared detector and the discontinuation of the chopper. After adding the intermittent output from this photocoupler, this added output is added to a bandpass filter that has a peak at a frequency that is approximately the same as the frequency at which the infrared rays are intermittent. A high-frequency heating device characterized by being equipped with a detection circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP202379A JPS5593694A (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | High frequency heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP202379A JPS5593694A (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | High frequency heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5593694A JPS5593694A (en) | 1980-07-16 |
| JPS6135672B2 true JPS6135672B2 (en) | 1986-08-14 |
Family
ID=11517725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP202379A Granted JPS5593694A (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | High frequency heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5593694A (en) |
-
1979
- 1979-01-10 JP JP202379A patent/JPS5593694A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5593694A (en) | 1980-07-16 |
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