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JPS6325244B2 - - Google Patents
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JPS6325244B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6325244B2
JPS6325244B2 JP55065535A JP6553580A JPS6325244B2 JP S6325244 B2 JPS6325244 B2 JP S6325244B2 JP 55065535 A JP55065535 A JP 55065535A JP 6553580 A JP6553580 A JP 6553580A JP S6325244 B2 JPS6325244 B2 JP S6325244B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
heated
type semiconductor
sensor
gas sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55065535A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56162327A (en
Inventor
Koji Nitsuta
Jiro Terada
Fumio Fukushima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6553580A priority Critical patent/JPS56162327A/en
Publication of JPS56162327A publication Critical patent/JPS56162327A/en
Publication of JPS6325244B2 publication Critical patent/JPS6325244B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子レンジやオーブン電子レンジ、ガ
スオーブン等のような加熱装置に関するもので、
自動調理制御を行なわせることを目的とするもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to heating devices such as microwave ovens, microwave ovens, gas ovens, etc.
The purpose is to perform automatic cooking control.

従来のこの種加熱装置では、タイマーにより被
加熱物の加熱状態を制御している。この方法では
被加熱物の種類あるいは量によつてそれぞれ加熱
時間あるいは加熱温度が異なるので、それぞれに
応じてあらかじめ加熱条件を設定してやらねばな
らず、、めんどうで、その設定をあやまれば調理
も失敗してしまうという欠点があつた。最近で
は、上記の問題点を克服するため、温度センサや
湿度センサにより加熱状態の自動制御が試みられ
ている。
In conventional heating devices of this type, the heating state of the object to be heated is controlled by a timer. In this method, the heating time or heating temperature differs depending on the type or amount of the object to be heated, so it is necessary to set the heating conditions in advance according to each type, which is tedious, and if the settings are incorrect, the cooking will fail. There was a drawback that it was difficult to use. Recently, in order to overcome the above problems, attempts have been made to automatically control the heating state using temperature sensors and humidity sensors.

その一つの温度センサを用いたものでは排気口
に温度センサを設け雰囲気の温度変化により被加
熱物の温度を検出することが試みられた。しか
し、この方法では排気口の温度変化と被加熱物の
加熱温度との的確な相関関係がなかなか得られが
たい。そこで、温度センサを直接被加熱物に挿入
して、温度制御を行なうことが開発され、この方
法においては、たとえば肉のかたまり等の被加熱
物の下ごしらえでは比較的良好な結果を示す。し
かし、最終加熱では加熱むらが生じたり、焦げ目
の程度の判別がむつかしい。また野菜類の多くの
ものやケーキなどには温度センサを挿入できない
ので、これらには適さない。さらにまた使用時に
おいて、被加熱物のかすやにおいなどが残るの
で、再使用時にはまず洗浄を行わねばならずめん
どうである。
One of the methods using a temperature sensor was to install a temperature sensor at the exhaust port and detect the temperature of the object to be heated based on changes in the temperature of the atmosphere. However, with this method, it is difficult to obtain an accurate correlation between the temperature change at the exhaust port and the heating temperature of the object to be heated. Therefore, it has been developed to control the temperature by inserting a temperature sensor directly into the object to be heated, and this method has shown relatively good results when preparing objects to be heated, such as chunks of meat. However, during final heating, uneven heating occurs and it is difficult to judge the degree of browning. Also, temperature sensors cannot be inserted into many vegetables, cakes, etc., so it is not suitable for these. Furthermore, during use, residues and odors of the heated material remain, so cleaning must be performed first before reuse, which is troublesome.

次に、さらに改良された自動制御加熱法とし
て、排気口に湿度センサを設け、被加熱物である
各種の食品の調理状態を検出することが開発され
た。この方法では温度センサに比べて、はるかに
広い範囲の食品の加熱が可能になり、さらに食品
の量に依存せず加熱条件が制御されるようにな
る。湿度検知による方法では、あらゆる食品が多
かれ少なかれ水分を含んでいて、加熱により食品
から水分が蒸発して、雰囲気内の湿度が変化し、
この湿度変化に着目したものである。
Next, as a further improved automatically controlled heating method, a method was developed in which a humidity sensor was installed in the exhaust port to detect the cooking status of various foods to be heated. Compared to temperature sensors, this method allows food to be heated over a much wider range, and heating conditions can be controlled independently of the amount of food. In the humidity detection method, all foods contain more or less water, and heating evaporates water from the food, changing the humidity in the atmosphere.
This study focused on this humidity change.

しかし、温度センサにしても湿度センサ方式に
しても、一部の食品料理ではほぼ満足すべき結果
が得られるが、魚、肉、パン焼きなどの焼き料理
や、酒カンなどのアルコール料理などでは充分な
ものではなかつた。
However, although either the temperature sensor or the humidity sensor method provides almost satisfactory results for some food dishes, it is insufficient for grilled dishes such as fish, meat, and bread, and alcoholic dishes such as sake cans. It wasn't something.

ところで、食品は加熱が進み、焼き状態になる
高温加熱になると、水分や炭酸ガスに加えて、ア
ルコール成分、煙成分である各種炭化水素、油蒸
気などの有機ガスを発生する。これらの有機ガス
は、たとえば、半導体ガスセンサによつて検知す
ることが可能である。しかし、現在市販されてい
る半導体ガスセンサは有機ガスを含めた還元性ガ
スを検知するが、雰囲気中の水分検知はできな
い。したがつて、有機ガスや還元性ガスのみの検
知機能のみを有するガスセンサでは被加熱物であ
る食品の調理制御をきめ細かく実施することはで
きず、限定された仕様となる。またこれらの半導
体ガスセンサはn形の半導体材料からなるもので
ある。水分検知においては、これらn形半導体材
料への水分吸着も通常物理吸着によるもので、も
し水分吸着により電気伝導が変化するとすれば、
水のイオン伝導が支配的である。したがつて、こ
れら半導体における水分量による電気伝導の変化
は水分量の増加とともに電気伝導が増加するはず
である。一方、還元性ガス検知においても、n形
半導体はそれらのガス濃度の増加とともに電気伝
導が増加するもので、水分吸着によるものとほぼ
同じ傾向を示すことになり、その分離性が電子回
路上からみても良くない。
By the way, when food is heated to such high temperatures that it reaches a baked state, it generates alcohol components, various hydrocarbons as smoke components, and organic gases such as oil vapor in addition to moisture and carbon dioxide gas. These organic gases can be detected, for example, by semiconductor gas sensors. However, currently commercially available semiconductor gas sensors detect reducing gases including organic gases, but cannot detect moisture in the atmosphere. Therefore, a gas sensor that only has the function of detecting organic gases or reducing gases cannot precisely control the cooking of food, which is an object to be heated, and has limited specifications. Further, these semiconductor gas sensors are made of n-type semiconductor material. In moisture detection, moisture adsorption to these n-type semiconductor materials is usually due to physical adsorption, and if moisture adsorption changes electrical conduction, then
Ionic conduction of water is dominant. Therefore, the electrical conductivity of these semiconductors should increase as the moisture content increases. On the other hand, when detecting reducing gases, the electrical conductivity of n-type semiconductors increases as the concentration of these gases increases, and this shows almost the same tendency as that due to moisture adsorption, and its separability is important from the point of view of electronic circuits. It's not good to look at.

本発明は上記に述べた食品を中心とした被加熱
物の加熱状態を制御する場合の多くの問題点を解
決した加熱装置を提供しようとするものである。
The present invention aims to provide a heating device that solves many of the problems described above when controlling the heating state of objects to be heated, mainly foods.

すなわち、本発明の加熱装置はp形半導体ガス
センサにより被加熱物から加熱により発生するガ
ス成分をセンサ抵抗値の増加で還元性ガス検知、
減少で湿度検知して被加熱物の加熱状態を制御す
るものであり、p形半導体ガスセンサの一例とし
てクロム酸マグネシウムスピネル(MgCr2O4
TiO2)系多孔質磁器半導体の板状磁器を用い、
その両面に酸化ルテニウム系(RuO2)グレーズ
電極を付与したものである。
That is, the heating device of the present invention uses a p-type semiconductor gas sensor to detect reducing gas components generated from the heated object by increasing the sensor resistance value.
It controls the heating state of the heated object by detecting the humidity decrease, and an example of a p-type semiconductor gas sensor is magnesium chromate spinel (MgCr 2 O 4
Using plate-shaped porcelain made of TiO 2 )-based porous porcelain semiconductor,
Ruthenium oxide (RuO 2 ) glaze electrodes are provided on both sides.

このp形半導体ガスセンサの原理を説明する
と、多くの金属酸化物系と同様に低温領域、たと
えば200℃以下では化学的には不活性であり、こ
の温度領域ではイオン結合性の水と物理吸着を行
なう。金属酸化物半導体の表面は水の物理吸着に
より、一種の電解質となり、主としてプロトンイ
オンの伝導により、吸着量に応じて電気伝導度が
変化する。この変化を利用したものが湿度センサ
にほかならない。この変化の有様は雰囲気の相対
湿度の増加とともに電気抵抗が減少することによ
つて特徴づけられる。
To explain the principle of this p-type semiconductor gas sensor, like many metal oxides, it is chemically inactive in a low temperature range, for example, below 200°C, and in this temperature range it does not interact with ionic water and physical adsorption. Let's do it. The surface of a metal oxide semiconductor becomes a type of electrolyte due to the physical adsorption of water, and its electrical conductivity changes depending on the amount of adsorption, mainly due to the conduction of proton ions. Humidity sensors utilize this change. This change is characterized by a decrease in electrical resistance as the relative humidity of the atmosphere increases.

一方、このp形半導体ガスセンサは200℃以上
の高温になると、化学的に活性となり、各種炭化
水素成分ガス、水素ガス、硫化水素ガス、アルコ
ールガスなどの還元性ガスを含む雰囲気にさらさ
れると、半導体表面での化学吸着反応により、こ
れら還元性ガス濃度が増加するとともに電気抵抗
が増加するようになる。また200℃以上の高温で
は水蒸気ガスは物理吸着も化学吸着もほとんど行
なわないことが判明した(すなわち水蒸気ガスは
ほぼ中性ガスであることを示している)。
On the other hand, this p-type semiconductor gas sensor becomes chemically active at high temperatures of 200°C or higher, and when exposed to an atmosphere containing reducing gases such as various hydrocarbon component gases, hydrogen gas, hydrogen sulfide gas, and alcohol gas. Due to chemisorption reactions on the semiconductor surface, the electrical resistance increases as the concentration of these reducing gases increases. It was also found that at high temperatures of 200°C or higher, water vapor gas undergoes almost no physical adsorption or chemical adsorption (in other words, water vapor gas is essentially a neutral gas).

このような特性を示すp形半導体ガスセンサを
用いると、食品などを中心とした被加熱物を極め
て正確にその加熱状態を制御することができる。
すなわち、あらゆる食品は多かれ少なかれ水分を
含んでいる。これらの食品の中の多くは最初の下
ごしらえのための加熱と最終のベーキングまたは
こげ目付などの加熱とのプロセンで料理するもの
である。最初の下ごしらえの加熱では比較的低温
で加熱するが、この場合食品の内部は加熱により
一種の沸とう状態を検知するのが好ましい。つま
り、雰囲気の水分の検知であり、食品の温度は加
熱により上昇するが、100℃以下である。このよ
うな雰囲気中の水分の変化を上記センサを湿度セ
ンサとして動作させて、下ごしらえの状態をより
均質に制御することができる。引きつづき、加熱
をつづけると、食品は部分的に水分が無くなり、
表面から燃焼が始まり、主として、各種炭化水素
などが蒸発する。上記センサをたとえば、300℃
に加熱して一定温度に保持すると、これらの還元
性ガスと化学吸着を行ない、p形半導体ガスセン
サ表面からは酸素がうばわれ、その結果急激に電
気抵抗が増加する。このようにして、被加熱物の
表面からの燃焼ガスによる雰囲気中のガス変化を
上記センサをガスセンサとして動作させて、ベー
キングまたはこげ目付などの加熱状態をより均質
に制御することができる。
By using a p-type semiconductor gas sensor exhibiting such characteristics, it is possible to extremely accurately control the heating state of objects to be heated, such as foods.
In other words, all foods contain water to some degree. Many of these foods are cooked in prosthene, with initial heating for preparation and final heating for baking or browning. In the initial preparation heating, the food is heated at a relatively low temperature, and in this case, it is preferable to detect a kind of boiling state inside the food by heating it. In other words, it detects moisture in the atmosphere, and although the temperature of the food rises due to heating, it remains below 100°C. By using the sensor as a humidity sensor to detect such changes in moisture in the atmosphere, the state of preparation can be controlled more uniformly. If you continue to heat the food, the moisture will partially disappear,
Combustion begins from the surface, and various hydrocarbons mainly evaporate. For example, if the above sensor is
When heated to a constant temperature and held at a constant temperature, chemical adsorption occurs with these reducing gases, and oxygen is removed from the surface of the p-type semiconductor gas sensor, resulting in a sudden increase in electrical resistance. In this way, the sensor can be operated as a gas sensor to detect gas changes in the atmosphere due to combustion gas from the surface of the object to be heated, and heating conditions such as baking or burnt area weight can be controlled more uniformly.

以上のようにp形半導体ガスセンサを用いると
湿度検知における電気抵抗の変化と還元性ガス検
知での変化と全く逆なので、一定のしきい値レベ
ルを決めてやれば、一個のセンサで、食品を中心
とした被加熱物の調理状態をきわめて正確に行な
うことができ、かつ回路構成もきめわて簡便とな
る。今日主流になつているシステム商品の全自動
化にマツチするものであり、ヒータ式オーブン、
電子レンジ、ヒータ付電子レンジ、ガス燃焼式各
種オーブンなどの調理システムの自動化をより一
層進めたものとなる。これらのp形半導体ガスセ
ンサを内蔵した加熱装置はかかる観点から全く画
期的であるといえる。
As described above, when a p-type semiconductor gas sensor is used, the change in electrical resistance for humidity detection is completely opposite to the change for reducing gas detection, so if a certain threshold level is determined, food can be detected with one sensor. The cooking state of the object to be heated can be extremely accurately controlled, and the circuit configuration is also extremely simple. It is compatible with the fully automated system products that are becoming mainstream today, such as heater-type ovens,
This will further advance the automation of cooking systems such as microwave ovens, microwave ovens with heaters, and various gas-fired ovens. From this point of view, it can be said that the heating device incorporating these p-type semiconductor gas sensors is completely revolutionary.

以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第1図に本発明の一実施例にかかるp形半導
体ガスセンサを設置したヒータ付電子レンジの概
略図を示した。被加熱物1を受皿2に入れこれら
が加熱完了内に設置されている。加熱室3の上部
にはマグネトロン4とヒータ5等の加熱手段が設
けられている。排気口6にはp形半導体ガスセン
サ7が設置されている。8はマグネトロン4とヒ
ータ5をp形半導体ガスセンサ7からの信号によ
り制御するための制御装置である。第2図は前記
制御装置8を詳細に示したものである。第3図は
センサの概要図である。第4図は雰囲気ガスセン
サの電気抵抗特性をそれぞれ示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a microwave oven equipped with a heater equipped with a p-type semiconductor gas sensor according to an embodiment of the present invention. The object to be heated 1 is placed in a saucer 2, and these are placed inside the heating chamber. In the upper part of the heating chamber 3, heating means such as a magnetron 4 and a heater 5 are provided. A p-type semiconductor gas sensor 7 is installed at the exhaust port 6. Reference numeral 8 denotes a control device for controlling the magnetron 4 and heater 5 using signals from the p-type semiconductor gas sensor 7. FIG. 2 shows the control device 8 in detail. FIG. 3 is a schematic diagram of the sensor. FIG. 4 shows the electrical resistance characteristics of the atmospheric gas sensors.

次に第1図の動作を、第3図のセンサの概略図
と第2図の制御回路ブロツクと第4図の雰囲気ガ
ス濃度とp形半導体ガスセンサ7の電気抵抗変化
の様子で説明する。
Next, the operation shown in FIG. 1 will be explained with reference to the schematic diagram of the sensor shown in FIG. 3, the control circuit block shown in FIG. 2, and the changes in the atmospheric gas concentration and electrical resistance of the p-type semiconductor gas sensor 7 shown in FIG.

まず、受皿2の中に被加熱物1として生魚を入
れる。制御装置8を入れると、まずマグネトロン
4が働き、生魚の下ごしらえが始まり、生魚は誘
電加熱により加熱され、一種の沸とう状態にな
り、加熱完了と排気口6の温度が上昇する(約
100℃以上には上昇しない)とともに急激に湿度
が増加する。排気口6に設置されたp形半導体ガ
スセンサ7がこの急激な湿度変化を検知し、増幅
回路20で増幅し、比較回路21の一端に信号が
印加される。この比較回路21の他端には基準電
圧23が加えられている。上記比較回路21の出
力でマルチリレー22を作動させて、マグネトロ
ン4を停止させるとともにヒータ5を発熱させ
る。この時同時にp形半導体ガスセンサ7に付与
されているヒータ12にも通電され、このセンサ
7はたとえば400℃に保たれる。
First, raw fish is placed in the saucer 2 as the object to be heated 1. When the control device 8 is turned on, the magnetron 4 starts working and the preparation of the raw fish begins.The raw fish is heated by dielectric heating and reaches a kind of boiling state, and the heating is completed and the temperature at the exhaust port 6 rises (approx.
temperature (does not rise above 100℃), and humidity increases rapidly. A p-type semiconductor gas sensor 7 installed at the exhaust port 6 detects this rapid humidity change, amplifies it in an amplifier circuit 20, and a signal is applied to one end of a comparison circuit 21. A reference voltage 23 is applied to the other end of this comparison circuit 21. The multi-relay 22 is activated by the output of the comparison circuit 21 to stop the magnetron 4 and cause the heater 5 to generate heat. At this time, the heater 12 provided to the p-type semiconductor gas sensor 7 is also energized, and the sensor 7 is maintained at, for example, 400°C.

かかる動作システムにより、下ごしらえのため
の水蒸気検知による加熱状態の制御後、引きつづ
き、ヒータ加熱による高温輻射加熱により、被加
熱物である魚を焼くことが始まる。輻射熱により
加熱室3の温度は200℃から300℃に上昇し、魚の
表面の油成分が沸とうし、次第に燃焼し始める。
この時、加熱室3は酸素不足となり、油成分や一
酸化炭素などが生成する。これらのガスはいずれ
も還元性のいわゆる有機ガスで、排気口6に設置
されたp形半導体ガスセンサ7に化学吸着し、被
加熱物である魚の加熱状態、たとえばこげ目の状
況を検知し、増幅回路20で増幅し、比較回路2
1の一端に信号が印加される。この比較回路の出
力でマルチリレーを動作させて、ヒータを停止さ
せ、加熱を終了させる。
With this operating system, after controlling the heating state by detecting water vapor for preparation, the fish to be heated starts to be grilled by high-temperature radiant heating using a heater. The temperature in the heating chamber 3 rises from 200°C to 300°C due to radiant heat, and the oil component on the surface of the fish boils and gradually begins to burn.
At this time, the heating chamber 3 becomes deficient in oxygen, and oil components, carbon monoxide, etc. are generated. These gases are all reducing so-called organic gases, and are chemically adsorbed on the p-type semiconductor gas sensor 7 installed at the exhaust port 6, detecting the heating state of the fish to be heated, such as the state of burnt eyes, and amplifying the gas. The circuit 20 amplifies and the comparison circuit 2
A signal is applied to one end of 1. The output of this comparison circuit operates a multi-relay to stop the heater and complete heating.

このように、低温加熱領域ではマグネトロン4
の誘電加熱により、たとえば上記の魚料理におい
て、下ごしらえを行ない、この時は上記p形半導
体ガスセンサ7を湿度センサとして動作させる。
その後焼魚にするため、輻射加熱であるヒータ熱
になり、魚の加熱を行ない、同時に上記p形半導
体ガスセンサ7も加熱して一定温度、たとえば
400℃に保持し、魚から出てくる油成分の蒸発や
燃焼ガスである一酸化炭素成分などの還元性の有
機ガスを検知して、極めてきめ細かく魚の加熱を
自動制御する。しかも電気回路的にみても、湿度
検知のときのp形半導体ガスセンサ7の電気伝導
度の増加を+とすると、高温での化学吸着による
還元性有機ガス検知のそれは−となり、比較回路
21で容易に両者の変化を分離できる。これはp
形半導体ガスセンサ7を用いたことによるもので
あり、n形半導体では湿度も有機ガス検知も+と
なり、その分離が困難である。
In this way, in the low temperature heating region, the magnetron 4
The dielectric heating is used to prepare, for example, the above-mentioned fish dish, and at this time the p-type semiconductor gas sensor 7 is operated as a humidity sensor.
After that, in order to grill the fish, the fish is heated using radiation heating, and at the same time the p-type semiconductor gas sensor 7 is also heated to a constant temperature, e.g.
It maintains the temperature at 400℃ and detects the evaporation of oil components coming out of the fish and reducing organic gases such as carbon monoxide components, which are combustion gases, to automatically control the heating of the fish in an extremely precise manner. Furthermore, from an electrical circuit perspective, if the increase in electrical conductivity of the p-type semiconductor gas sensor 7 when detecting humidity is +, then the increase in electrical conductivity when detecting reducing organic gases due to chemical adsorption at high temperatures becomes -, which can be easily explained using the comparison circuit 21. The changes in both can be separated. This is p
This is because the n-type semiconductor gas sensor 7 is used, and with an n-type semiconductor, both humidity and organic gas detection are positive, making it difficult to separate them.

次に一例として、酒カンの加熱について説明す
る。受皿2に酒を入れた容器を入れる。この場合
の加熱は誘電加熱が電力的にも好ましい。加熱が
進むと、水蒸気とアルコール蒸気が排気口6にも
でてくる。この時、p形半導体センサ7は予め加
熱しておき、たとえば400℃に保持すると、水蒸
気とは化学吸着せず、アルコールと化学吸着し、
その電気伝導度が変化する。アルコールも還元性
有機ガスであるので、その吸着濃度に応じて、電
気伝導度が減少する。この変化度を検知して、良
好な加熱温度に酒カンを制御することができる。
Next, as an example, heating of sake cans will be explained. Place the container containing sake into saucer 2. In this case, dielectric heating is preferable in terms of electric power. As the heating progresses, water vapor and alcohol vapor also come out to the exhaust port 6. At this time, if the p-type semiconductor sensor 7 is heated in advance and maintained at, for example, 400°C, it will not chemically adsorb water vapor but will chemically adsorb alcohol.
Its electrical conductivity changes. Since alcohol is also a reducing organic gas, the electrical conductivity decreases depending on its adsorption concentration. By detecting this degree of change, it is possible to control the sake can to a favorable heating temperature.

以上のように、p形半導体ガスセンサ7により
被加熱物から加熱により発生するガス成分を検知
して、被加熱物の加熱状態を制御することを特徴
とする加熱装置によれば、極めてきめ細かく被加
熱物の加熱制御を行うことができるものである。
とりわけ、食品の加熱においては、加熱の初期に
おいて、被加熱物からでてくる水蒸気を検知し、
いわゆる予備加熱制御を行ない、つづいて高温加
熱により、こげ目や、臭を含むガス検知により、
最終加熱状態を均一に制御できるのである。
As described above, according to the heating device characterized in that the p-type semiconductor gas sensor 7 detects the gas component generated from the heated object by heating and controls the heating state of the heated object, the heated object can be heated very precisely. It is possible to control the heating of objects.
In particular, when heating food, water vapor coming from the heated object is detected at the initial stage of heating.
We perform so-called preheating control, then high-temperature heating, detecting burnt spots and gases containing odors.
The final heating state can be controlled uniformly.

かかる加熱装置は誘電加熱、ヒータやガス燃焼
による輻射加熱方法からなる電子レンジ、オーブ
ン、ガスオーブンあるいはこれらの加熱法の組み
合せによるオーブンに広く応用できるものであ
る。
Such a heating device can be widely applied to a microwave oven, an oven, a gas oven, or an oven using a combination of these heating methods, such as dielectric heating, a heater, or a radiant heating method using gas combustion.

また上記p形半導体センサ7としては、金属酸
化物系のものが好ましい。すなわち、最近のセラ
ミツク技術により金属酸化物系では容易にセラミ
ツクの形のものが得られ、耐熱性を含めて、かな
り安定であり、油やほこりなどを吸着しても、た
とえば600℃以上に加熱すると、これらを容易に
除去でき、再生することもできるのである。もち
論高温熱処理した薄膜系やグレーズなどの厚膜系
についてもセラミツクと同様であり、最適であ
る。これらの金属酸化物系のうち、本発明のp形
半導体ガスセンサ7として良好なものは高温でp
形半導体特性をもつているのが必要であり、その
代表として、MgCr2O4系スピネル、Cr2O3、NiO
などが挙げられる。中でもMgCrO4系スピネルは
200℃以下の低温領域で、湿度のみに作用し、物
理吸着により電気伝導度が増加する。すなわち湿
度−抵抗特性が全湿度領域にわたつて得られ、そ
の応答性も早い。また200℃以上になると化学的
に表面粒子が活性となり、還元性ガスと化学吸着
して、逆に電気伝導度が減少する。この化学吸着
性は550℃の高温まで存在し、ガスセンサとして
も有効である。しかもこの系の特性は2000℃近く
に融点をもち、耐熱性がすぐれていて、表面吸着
により劣化しても空気中で600℃以上の加熱クリ
ーニングにより再生することができ、長寿命を有
する。なお第3図においては、RuO2系グレーズ
抵抗体の電極11,12、そして13,14,1
5は電極に接続して引出したリード線である。リ
ード線14,15のうちどちらか1方とリード線
13との両端子間がセンサ検知抵抗となる。すな
わち、P型ガスセンサの検知抵抗となる。又、リ
ード14と15間には前記グレース抵抗体が挿入
されているのでこれを素子加熱用ヒータとし、ガ
ス検知時に通電加熱し、動作させる。
Further, as the p-type semiconductor sensor 7, a metal oxide type sensor is preferable. In other words, with recent ceramic technology, metal oxide-based ceramics can be easily obtained, and they are quite stable, including heat resistance, and can be heated to over 600℃ even if they absorb oil or dust. These can then be easily removed and regenerated. In theory, thin film systems and thick film systems such as glazes that have been heat treated at high temperatures are also suitable, similar to ceramics. Among these metal oxides, those suitable for the p-type semiconductor gas sensor 7 of the present invention are p-type at high temperatures.
It is necessary to have semiconductor characteristics, and typical examples include MgCr 2 O 4 spinel, Cr 2 O 3 , NiO
Examples include. Among them, MgCrO 4 spinel
At low temperatures below 200℃, it only affects humidity and increases electrical conductivity due to physical adsorption. That is, humidity-resistance characteristics can be obtained over the entire humidity range, and the response is quick. Furthermore, at temperatures above 200°C, surface particles become chemically active and chemically adsorb reducing gases, conversely reducing electrical conductivity. This chemisorption property exists up to a high temperature of 550°C, making it effective as a gas sensor. Moreover, this system has a melting point near 2000°C, has excellent heat resistance, and even if it deteriorates due to surface adsorption, it can be regenerated by heating and cleaning in air at 600°C or higher, so it has a long life. In addition, in FIG. 3 , electrodes 11, 12, 13, 14, 1
5 is a lead wire connected to the electrode and pulled out. A sensor detection resistor is located between one of the lead wires 14 and 15 and both terminals of the lead wire 13. That is, it becomes a detection resistance of a P-type gas sensor. Further, since the Grace resistor is inserted between the leads 14 and 15, it is used as a heater for heating the element, and is activated by applying electricity to heat it when gas is detected.

第4図はp形半導体ガスセンサ7の抵抗を一定
レベルに基準化したときの、水蒸気濃度による電
気抵抗の変化、各種還元性ガス、たとえばアルコ
ール濃度による電気抵抗の変化を示すものであ
る。各種炭化水素、油成分、臭い成分、硫化水
素、一酸化炭素などについてもアルコール同様の
変化を示す。
FIG. 4 shows changes in electrical resistance due to water vapor concentration and changes in electrical resistance due to concentration of various reducing gases, such as alcohol, when the resistance of the p-type semiconductor gas sensor 7 is standardized to a constant level. Various hydrocarbons, oil components, odor components, hydrogen sulfide, carbon monoxide, etc. also show changes similar to those of alcohol.

以上説明したように、本発明による加熱装置は
p形半導体ガスセンサにより加熱手段を制御する
ことにより、従来のタイマーによる加熱や温度制
御だけによる加熱とは異なり、加熱状態を自動的
に制御できる。またp形半導体ガスセンサは熱的
にも安定しており、応答性も早く、ガス選択性が
良いなどの特徴をもち、非常に安定した加熱制御
を行なうことができる。
As described above, the heating device according to the present invention can automatically control the heating state by controlling the heating means using a p-type semiconductor gas sensor, unlike heating using a conventional timer or heating only by temperature control. Further, the p-type semiconductor gas sensor is thermally stable, has quick response, and has good gas selectivity, and can perform very stable heating control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例におけるオーブンレ
ンジの概略断面図、第2図は制御装置のブロツク
ダイアグラム、第3図はp形半導体ガスセンサの
一例を示すもので、aは断面図、bは上面図、第
4図は第3図のp形半導体ガスセンサのガス一抵
抗特性図である。 1……被加熱物、2……受皿、3……加熱室、
4……マグネトロン、5……ヒータ、6……排気
口、7……p形半導体ガスセンサ、8……制御装
置、11……電極、12……ヒータ、13,1
4,15……リード線、20……増幅器、21…
…比較回路、22……マルチリレー、23……基
準電圧。
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a microwave oven according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a control device, and Fig. 3 is an example of a p-type semiconductor gas sensor. The top view of FIG. 4 is a gas resistance characteristic diagram of the p-type semiconductor gas sensor of FIG. 3. 1... object to be heated, 2... saucer, 3... heating chamber,
4... Magnetron, 5... Heater, 6... Exhaust port, 7... P-type semiconductor gas sensor, 8... Control device, 11... Electrode, 12... Heater, 13, 1
4, 15...Lead wire, 20...Amplifier, 21...
...Comparison circuit, 22...Multi relay, 23...Reference voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 被加熱物を加熱する第1の加熱手段と、前記
被加熱物から発生するガス成分を検出するP形半
導体ガスセンサと、検出するガス成分に応じて前
記ガスセンサを選択的に加熱する第2の加熱手段
と、前記ガスセンサのセンサ抵抗値の増減により
前記第1の加熱手段の出力を制御する出力制御手
段とを有する加熱装置。
1. A first heating means that heats an object to be heated, a P-type semiconductor gas sensor that detects a gas component generated from the object to be heated, and a second heating means that selectively heats the gas sensor according to the gas component to be detected. A heating device comprising: a heating means; and an output control means for controlling the output of the first heating means by increasing or decreasing a sensor resistance value of the gas sensor.
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