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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- Japan
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- output
- temperature
- infrared detector
- measured
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013611 frozen food Nutrition 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- １ 食品又は食品を収納している容器の表面から
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。
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 (ja) | 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 (ja) |
-
1979
- 1979-01-10 JP JP202379A patent/JPS5593694A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5593694A (en) | 1980-07-16 |
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