JPH0675429B2 - Heating device - Google Patents
Heating deviceInfo
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- JPH0675429B2 JPH0675429B2 JP61251111A JP25111186A JPH0675429B2 JP H0675429 B2 JPH0675429 B2 JP H0675429B2 JP 61251111 A JP61251111 A JP 61251111A JP 25111186 A JP25111186 A JP 25111186A JP H0675429 B2 JPH0675429 B2 JP H0675429B2
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、加熱装置の自動化を被加熱物の形状認識と、
加熱の進行の検出によって実現する加熱装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to automation of a heating device and shape recognition of an object to be heated.
The present invention relates to a heating device realized by detecting the progress of heating.
従来の技術 特開昭50−152334号公報に記載の自動式高周波加熱器
は、被加熱物の大きさＶを検波器を用いて検出し、加熱
時間を自動設定するものである。2. Description of the Related Art The automatic high-frequency heater described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-152334 detects the size V of an object to be heated using a wave detector and automatically sets the heating time.
これは被加熱物の負荷としての大きさ水換算分Ｖ（ｇ）
を、補助導波管に配した検波器で検出しこれと手動で設
定された初期温度Ts′と出来上がり温度Teとから、Ｖ×
（Te-Ts′）に比例した加熱時間を算出し、自動的に加
熱の制御を行うものである。This is the size as a load of the object to be heated V (g)
Is detected by a detector arranged in the auxiliary waveguide, and from this and the manually set initial temperature Ts ′ and finished temperature Te, V ×
The heating time proportional to (Te-Ts') is calculated and the heating is automatically controlled.
被加熱物の負荷としての大きさＶは、加熱用の電波の一
部を検出することで実現される。The magnitude V as the load of the object to be heated is realized by detecting a part of the heating radio wave.
発明が解決しようとする問題点 ところがこのような従来の自動加熱法では、被加熱物の
大きさは、マグネトロンと負荷との整合の度合いから推
定され、マグネトロンにとってその被加熱物がインピー
ダンスとして重いか軽いかが検出され、これから水換算
分の大きさがもとめられるわけで、被加熱物の体積が実
際に検出されるわけではない。However, in such a conventional automatic heating method, the size of the object to be heated is estimated from the degree of matching between the magnetron and the load, and whether the object to be heated is heavy as an impedance for the magnetron. The lightness is detected, and the size equivalent to water is obtained from this, and the volume of the object to be heated is not actually detected.
しかも検波器によって検出される高周波電流は、マグネ
トロンの温度に依存して大幅に変動し、被加熱物の大き
さ水換算分Ｖは安定しない。つまり同じ大きさの被加熱
物であっても、冷時には高周波電流が大きくなり、繰り
返して使用するうちにマグネトロンが温まり、高周波電
流が小さくなって被加熱物の大きさが小さく検出され
る。Moreover, the high-frequency current detected by the detector fluctuates greatly depending on the temperature of the magnetron, and the size V of the object to be heated, which is equivalent to water, is not stable. That is, even if the object to be heated has the same size, the high frequency current becomes large when it is cold, the magnetron becomes warm during repeated use, the high frequency current becomes small, and the size of the object to be heated is detected small.
本発明はかかる背景に鑑み、被加熱物の実際の体積を検
出し、これをもとに仕上がりセンサの加熱時間を決定す
る因子を最適化し、数少ないキーで広範な被加熱物を自
動加熱しようとするものである。In view of such a background, the present invention detects the actual volume of the object to be heated, optimizes the factor that determines the heating time of the finish sensor based on this, and attempts to automatically heat a wide range of objects with a few keys. To do.
問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、被加熱物を回
転させる回転載置台と、加熱室の天井もしくはその近傍
に設けた超音波センサと、被加熱物の重量を検出する重
量センサと、被加熱物の加熱の進行を検出する仕上がり
センサを備え、これらをもとに仕上がりセンサの加熱時
間を決定する因子を最適に設定して、数少ないキーで広
範な被加熱物を自動加熱しようとするものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a rotary mounting table for rotating an object to be heated, an ultrasonic sensor provided on a ceiling of a heating chamber or in the vicinity thereof, and an object to be heated. Equipped with a weight sensor that detects the weight of the finished product and a finish sensor that detects the progress of heating of the object to be heated. It is intended to automatically heat an object to be heated.
作 用 本発明の加熱装置は、被加熱物を回転させながら加熱室
の天井もしくはその近傍に設けた超音波センサを用いて
被加熱物までの距離を連続的に検出することで被加熱物
の体積を判別し、合わせて重量センサにより被加熱物の
重量を測定し、この両データから被加熱物の密度を算出
し、この密度をもとに被加熱物の種類を推定してこの推
定から仕上がりセンサの加熱時間を決定する因子、すな
わち検知しきい値や追加加熱時間定数を設定し、加熱手
段への給電を制御する。Operation The heating device of the present invention continuously detects the distance to the object to be heated by rotating the object to be heated and continuously detecting the distance to the object to be heated using the ultrasonic sensor provided in or near the ceiling of the heating chamber. Determine the volume, measure the weight of the object to be heated with a weight sensor, calculate the density of the object to be heated from both data, estimate the kind of the object to be heated based on this density, and from this estimation The factors that determine the heating time of the finish sensor, that is, the detection threshold value and the additional heating time constant are set, and the power supply to the heating means is controlled.
実施例 以下、本発明の一実施例の加熱装置を図面を参照して説
明する。Example A heating apparatus according to an example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図は本発明に係わる加熱装置の本体斜視図である。
本体１の前面には開閉自在に扉体２が軸支され、操作パ
ネル３が具備されている。この操作パネル３上にはキー
ボード４が配される。FIG. 2 is a perspective view of the main body of the heating device according to the present invention.
A door body 2 is pivotally supported on the front surface of the main body 1 so as to be openable and closable, and an operation panel 3 is provided. A keyboard 4 is arranged on the operation panel 3.
第１図はかかる加熱装置の構成を示すブロック図であ
る。操作パネル３上のキーボード４から入力された動作
指令は、制御部５によって解読される。そして制御部５
は、超音波センサ６を用いて被加熱物までの距離を測
る。超音波センサから回転載置台までの距離は一定なの
で、被加熱物が超音波センサの下部に来れば、超音波セ
ンサに反射が早く帰って来る。その差分で被加熱物の高
さが判る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of such a heating device. The operation command input from the keyboard 4 on the operation panel 3 is decoded by the control unit 5. And the control unit 5
Measures the distance to the object to be heated using the ultrasonic sensor 6. Since the distance from the ultrasonic sensor to the rotary mounting table is constant, if the object to be heated comes under the ultrasonic sensor, the reflection will quickly return to the ultrasonic sensor. The difference indicates the height of the object to be heated.
すなわち、被加熱物の高さは ｈ＝Ｈ−ｄ ｈ−被加熱物の高さ Ｈ−回転載置台までの距離 ｄ−検出された距離 で算出される。That is, the height of the object to be heated is calculated by h = H-d h-height of the object to be heated H-distance to the rotary mounting table d-detected distance.
さてかかる状態で加熱室７内の回転載置台８が回転を始
めると、被加熱物９と超音波センサ６との相対的な位置
関係が変化していく。そして被加熱物の高さデータが次
々と制御部に入力され、制御部はこのデータから被加熱
物のある回転断面を検出でき、これから被加熱物の大き
さ（体積）を推定できる。When the rotary mounting table 8 in the heating chamber 7 starts rotating in this state, the relative positional relationship between the object to be heated 9 and the ultrasonic sensor 6 changes. Then, the height data of the object to be heated is sequentially input to the control unit, and the control unit can detect the rotating cross section of the object to be heated from this data, and from this, the size (volume) of the object to be heated can be estimated.
次に本発明ではさらに被加熱物の密度を求めるため、回
転載置台の下方に設けた重量センサ10を用いて、被加熱
物の重量を検出する。重量センサ10としては、静電容量
方式や歪みゲージ方式により回転載置台８の変位量を検
出するものや、載置台の固有振動数を磁石とコイルで測
定する振動方式などを採用できる。モータ11は、回転載
置台８を回転させる駆動源である。Next, in the present invention, in order to further obtain the density of the object to be heated, the weight sensor 10 provided below the rotary mounting table is used to detect the weight of the object to be heated. As the weight sensor 10, it is possible to use a capacitance sensor or a strain gauge method for detecting the amount of displacement of the rotary mounting table 8, or a vibration method for measuring the natural frequency of the mounting table with a magnet and a coil. The motor 11 is a drive source that rotates the rotary mounting table 8.
超音波センサは検知回路12を介して、また重量センサは
検知回路13を介して、それぞれ制御部にデータを入力す
る。The ultrasonic sensor inputs data to the control unit via the detection circuit 12, and the weight sensor inputs data to the control unit via the detection circuit 13.
第３図は超音波センサの一例として狭超指向性超音波マ
イクを示すものである。超音波センサは圧電素子14,円
錐状共振子15,端子16,ビーム整形板17,ケース18,リード
線19,結合軸20,端子板21,吸音シート22から成ってい
る。（ナショナル・テクニカル・レポートP.504〜514
Vol.29 No.3 AN1983） 第４図はかかる超音波センサを用いて、被加熱物の体積
を検出したものである。横軸は回転載置台の位置（回転
角度）を、縦軸は被加熱物の高さを表している。従って
載置台の各位置で検出された被加熱物の高さの連続デー
タ（斜線を付した部分）は、被加熱物のある回転断面を
表しており、超音波センサの取り付け位置（１値）を適
切に選べば、被加熱物全体の形状を推定できる。FIG. 3 shows a narrow superdirective ultrasonic microphone as an example of the ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor comprises a piezoelectric element 14, a conical resonator 15, a terminal 16, a beam shaping plate 17, a case 18, a lead wire 19, a coupling shaft 20, a terminal plate 21, and a sound absorbing sheet 22. (National Technical Report P.504-514
Vol.29 No.3 AN1983) Fig. 4 shows the volume of an object to be heated detected by using such an ultrasonic sensor. The horizontal axis represents the position (rotation angle) of the rotary mounting table, and the vertical axis represents the height of the object to be heated. Therefore, the continuous data of the height of the heated object detected at each position of the mounting table (the hatched portion) represents the rotating cross section of the heated object, and the ultrasonic sensor mounting position (1 value) If is selected appropriately, the shape of the whole heated object can be estimated.
超音波センサによって検出した被加熱物の形状に基づい
て、その形状・大きさに応じた最適な検知しきい値や追
加加熱時間定数を設定できる。Based on the shape of the object to be heated detected by the ultrasonic sensor, the optimum detection threshold value and additional heating time constant can be set according to the shape and size of the object.
さて第４図は、ほうれん草とじゃがいものデータを示す
ものだが、図から明らかなように重量が同一であれば、
両者の間には相当な違いが認められる。つまり重量と体
積とが検出できれば、野菜の例であれば、それが野菜
（ほうれん草）なのか根菜（じゃがいも）なのかを識別
できる。かかる判定により、制御部５は被加熱物の種類
を推定することもできる。Now, Fig. 4 shows the data of spinach and potato, but as is clear from the figure, if the weight is the same,
There are considerable differences between the two. In other words, if the weight and volume can be detected, in the case of vegetables, it can be identified whether they are vegetables (spinach) or root vegetables (potato). Based on this determination, the control unit 5 can also estimate the type of the object to be heated.
次いで制御部５は、以上の判定の結果をもとに仕上がり
センサ27により加熱時間を決定する因子を設定し、ドラ
イバ25を介して加熱手段26への給電を開始する。Next, the control unit 5 sets a factor that determines the heating time by the finish sensor 27 based on the result of the above determination, and starts the power supply to the heating means 26 via the driver 25.
加熱が開始されると、加熱手段26たるマグネトロンを冷
却するため、冷却ファン28が回転し同時に冷却風が吸気
ガイド29を介して加熱室内へ導入され、加熱室内を換気
する。そして排気ガイド30内には、仕上がりセンサ27た
る湿度センサが設けられており、被加熱物から発生する
蒸気を検出する。31は湿度センサの検知回路である。When heating is started, in order to cool the magnetron as the heating means 26, the cooling fan 28 rotates and at the same time cooling air is introduced into the heating chamber through the intake guide 29 to ventilate the heating chamber. A humidity sensor, which is a finish sensor 27, is provided in the exhaust guide 30 to detect vapor generated from the object to be heated. Reference numeral 31 is a detection circuit of the humidity sensor.
第５図はかかる加熱の自動化の手順を示したタイムチャ
ートである。まず最初の形状判別サイクルPDにおいて、
回転載置台が回転し、被加熱物の大きさが検出される。
この間、マイクロ波は停止されている。この形状判別に
より、被加熱物の形状あるいは種類が判定され、追加加
熱時間定数Ｋが選択される。FIG. 5 is a time chart showing the procedure of automation of such heating. In the first shape discrimination cycle PD,
The rotary table rotates and the size of the object to be heated is detected.
During this time, the microwave is stopped. By this shape determination, the shape or type of the object to be heated is determined, and the additional heating time constant K is selected.
次いでマイクロ波が照射され、被加熱物の加熱が開始さ
れる。湿度センサによってある検知しきい値△Ｈを越え
る蒸気が検出されると、要した時間T1に前記の追加加熱
時間定数Ｋを乗じて、追加加熱時間TK1が算出され、こ
れが計数されるまで加熱は継続される。Next, microwaves are irradiated to start heating the object to be heated. When the humidity sensor detects vapor exceeding a certain detection threshold value ΔH, the additional heating time TK 1 is calculated by multiplying the required time T 1 by the additional heating time constant K, and is counted. Heating is continued.
本実施例では、追加加熱時間定数を形状認識によって可
変とする構成をとしたが、もちろん検知しきい値△Ｈを
形状認識により可変としても同様の効果を得ることがで
きる。In the present embodiment, the additional heating time constant is made variable by shape recognition, but of course the same effect can be obtained by making the detection threshold value ΔH variable by shape recognition.
さて第６図は、調音波センサの検知回路の構成例を示す
ブロック図である。Now, FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the detection circuit of the harmonic sensor.
制御部５はマイクロコンピュータなどで構成され、タイ
ミングコントロールを行うことにより、１つの超音波セ
ンサが数十KHzの超音波を送信するとともに、受信の際
には受波器に切り換えられて動作する。The control unit 5 is composed of a microcomputer and the like, and by performing timing control, one ultrasonic sensor transmits an ultrasonic wave of several tens KHz, and at the time of reception, it is switched to a wave receiver to operate.
32は送信回路、33は受信回路である。比較回路34は基準
電圧と受信信号を比較し、この基準電圧を越える受信信
号をラッチし、制御部５に入力する。制御部５は超音波
を送信してから受信するまでの時間を計数し、超音波の
伝播速度から被加熱物までの距離を算出し、これから被
加熱物の高さを求める。32 is a transmitting circuit, and 33 is a receiving circuit. The comparison circuit 34 compares the reference voltage with the received signal, latches the received signal exceeding this reference voltage, and inputs it to the control unit 5. The control unit 5 counts the time from transmitting the ultrasonic wave to receiving the ultrasonic wave, calculates the distance to the object to be heated from the propagation velocity of the ultrasonic wave, and obtains the height of the object to be heated from this.
なお重量センサの検知回路と制御法については例えば特
願昭60−264051号公報により、仕上がりセンサたる湿度
センサの検知回路と制御法については、例えば特開昭51
−134951号公報により実現することができる。For the detection circuit and control method of the weight sensor, see, for example, Japanese Patent Application No. 60-264051, and for the detection circuit and control method of the humidity sensor, which is a finish sensor, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
It can be realized by the publication of -134951.
以上の構成により被加熱物の形状認識を正確に行うこと
ができ、適切な仕上がりセンサの制御が可能となり、被
加熱物の形状や推定された種類に応じて、被加熱物を自
動的に加熱することができる。With the above configuration, the shape of the heated object can be accurately recognized, the finish sensor can be controlled appropriately, and the heated object is automatically heated according to the shape of the heated object and the estimated type. can do.
発明の効果 以上のように本発明の加熱装置は、超音波センサと重量
センサと仕上がりセンサを備え、超音波センサにより被
加熱物の体積を、重量センサにより被加熱物の重量を検
知し、これらから被加熱物の密度を算出し、この密度に
基づいて被加熱物の種類などを推定し、仕上がりセンサ
によって加熱時間を決定する因子を最適な値に設定する
構成であり、広範な被加熱物を数少ないキーで自動的に
加熱することができる。As described above, the heating device of the present invention includes the ultrasonic sensor, the weight sensor, and the finish sensor, the ultrasonic sensor detects the volume of the heated object, and the weight sensor detects the weight of the heated object. The density of the heated object is calculated from this, the type of the heated object is estimated based on this density, and the factor that determines the heating time is set to the optimum value by the finish sensor. Can be heated automatically with a few keys.
また形状を認識するセンサとして超音波センサを用いた
ので、通常汎用されるカメラとCCDなど光学系のセンサ
に比べ、はるかに安価であり、しかも汚れに強い。電子
レンジなどの加熱装置では、加熱室内はかなりひどい油
汚れとなり、これに搭載するセンサは通常ヒータで汚れ
を焼き切るなどの工夫が必要であるが、防滴型の超音波
センサであれば、素子自身が汚れによって物理的，化学
的に経時変化することはありえず、このような配慮は何
ら必要ない。また、被加熱物を回転させながら超音波セ
ンサによって連続的に被加熱物までの距離を検出するの
で、数少ない超音波センサで被加熱物の形状を精度良く
検知できる。Also, because an ultrasonic sensor is used as a sensor for recognizing the shape, it is much cheaper and more resistant to dirt than optical sensors such as commonly used cameras and CCDs. In heating devices such as microwave ovens, the inside of the heating chamber becomes extremely tainted with oil, and it is necessary to devise a sensor to be installed in the heating chamber to burn off the dirt, but with a drip-proof ultrasonic sensor, It is not possible for the soil itself to physically or chemically change over time, and no such consideration is necessary. Further, since the ultrasonic sensor continuously detects the distance to the object to be heated while rotating the object to be heated, the shape of the object to be heated can be accurately detected by the few ultrasonic sensors.
このように本発明によれば、数少ないキーボードで広範
な被加熱物の加熱が自動化でき、シンプルな操作で良好
な加熱が実現できる。As described above, according to the present invention, heating of a wide range of objects to be heated can be automated with a few keyboards, and good heating can be realized by a simple operation.
第１図は本発明の一実施例の加熱装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は同本体斜視図、第３図は狭指向性超音
波センサの断面図、第４図は超音波センサによって検出
された被加熱物の高さデータを示す波形図、第５図は加
熱の自動化の手順を示すタイムチャート、第６図は超音
波センサの検知回路の構成例を示す回路ブロック図であ
る。 ５……制御部、６……超音波センサ、７……加熱室、９
……被加熱物、10……重量センサ、26……加熱手段、27
……仕上がりセンサ。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a heating device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the same body, FIG. 3 is a sectional view of a narrow directional ultrasonic sensor, and FIG. 4 is an ultrasonic sensor. FIG. 5 is a waveform diagram showing height data of the object to be heated detected by FIG. 5, FIG. 5 is a time chart showing an automatic heating procedure, and FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration example of a detection circuit of the ultrasonic sensor. . 5 ... control unit, 6 ... ultrasonic sensor, 7 ... heating chamber, 9
…… Heating object, 10 …… Weight sensor, 26 …… Heating means, 27
…… Finish sensor.
Claims (1)
内で被加熱物を回転させる回転載置台と、前記回転載置
台の下方に設けられ被加熱物の重量を検出する重量セン
サと、前記加熱室に結合された加熱手段と、前記加熱手
段への給電を制御する制御部と、前記加熱室の天井もし
くはその近傍に設けた超音波センサと、被加熱物の加熱
の進行を検出する仕上がりセンサとより成り、前記制御
部は前記回転載置台により被加熱物を回転させながら、
前記超音波センサを用いて被加熱物までの距離を連続的
に検出することで被加熱物の体積を判別し、これと前記
重量センサによる被加熱物の重量とから被加熱物の密度
を算出し、この密度をもとに前記仕上がりセンサにより
加熱時間を決定する因子を設定し、前記加熱手段への給
電を制御するよう構成した加熱装置。1. A heating chamber for accommodating an object to be heated, a rotary mounting table for rotating the object to be heated in the heating chamber, and a weight sensor provided below the rotary mounting table for detecting the weight of the object to be heated. A heating unit coupled to the heating chamber, a control unit for controlling power supply to the heating unit, an ultrasonic sensor provided at or near the ceiling of the heating chamber, and detects progress of heating of the object to be heated. And a rotation sensor that rotates the object to be heated by the rotary mounting table.
The volume of the heated object is determined by continuously detecting the distance to the heated object using the ultrasonic sensor, and the density of the heated object is calculated from this and the weight of the heated object by the weight sensor. A heating device configured to set a factor that determines the heating time by the finish sensor based on this density and control the power supply to the heating means.
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-
1986
- 1986-10-22 JP JP61251111A patent/JPH0675429B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014194325A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | Heating cooker |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105492A (en) | 1988-05-10 |
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