JPH0456092A - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
- Publication number
- JPH0456092A JPH0456092A JP2164712A JP16471290A JPH0456092A JP H0456092 A JPH0456092 A JP H0456092A JP 2164712 A JP2164712 A JP 2164712A JP 16471290 A JP16471290 A JP 16471290A JP H0456092 A JPH0456092 A JP H0456092A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heated
- output
- heating
- detection sensor
- heating chamber
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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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。
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重量、初期温度などに応じて加熱時
間を制御する高周波加熱装置に関する。
間を制御する高周波加熱装置に関する。
従来の技術
近年、高周波加熱装置は食品などの被加熱物を解凍する
とき、被加熱物の重量、初期温度などによって加熱時間
を自動的に設定し、最適の状態で解凍終了ができること
が求められている。
とき、被加熱物の重量、初期温度などによって加熱時間
を自動的に設定し、最適の状態で解凍終了ができること
が求められている。
従来、この種の高周波加熱装置は加熱室内の被加熱物の
重量に応して常に適切に加熱する方法として加熱室内に
マイクロ波検波センサを配置し、被加熱物に吸収されな
かった反射マイクロ波を検出し、この反射マイクロ波電
力が被加熱物の重量に反比例する特性を用いるものであ
る。
重量に応して常に適切に加熱する方法として加熱室内に
マイクロ波検波センサを配置し、被加熱物に吸収されな
かった反射マイクロ波を検出し、この反射マイクロ波電
力が被加熱物の重量に反比例する特性を用いるものであ
る。
すなわち、加熱室内のマイクロ波の分布状態は被加熱物
の状態によって影響を受け、マイクロ波の分布を何らか
の手段で検知しておけば被加熱物の状態を知ることがで
きる。この原理を応用したのがマイクロ波検波センサで
ある。このマイクロ波検波センサは加熱室内のマイクロ
波のエネルギーを検波ダイオードで検波し、平滑化して
直流信号に変換するものであり、このマイクロ波検波セ
ンサの出力によりタイマなどを駆動して解凍終了するよ
うにしていた。
の状態によって影響を受け、マイクロ波の分布を何らか
の手段で検知しておけば被加熱物の状態を知ることがで
きる。この原理を応用したのがマイクロ波検波センサで
ある。このマイクロ波検波センサは加熱室内のマイクロ
波のエネルギーを検波ダイオードで検波し、平滑化して
直流信号に変換するものであり、このマイクロ波検波セ
ンサの出力によりタイマなどを駆動して解凍終了するよ
うにしていた。
加熱室内の被加熱物が凍結しているときにはマイクロ波
加熱の特性上、被加熱物から反射されるエネルギー量が
比較的大きく、そしてこの反射エネルギー量は重量に逆
比例する。加熱が進み、被加熱物に吸収されるエネルギ
ー量が増えてくるにつれて、反射されるエネルギー量が
しだいに減少してくる。したがってマイクロ波検波セン
サの出力信号の変化を見ていくと被加熱物の加熱状態を
知ることができる。被加熱物の重量は加熱当初のマイク
ロ波検波センサの出力との相関から推定でき、被加熱物
の初期温度と加熱状態の変化は相関が取れているので、
一定時間のマイクロ波検波センサの出力変化を見ていれ
ば、被加熱物の初期温度を知ることができる。したがっ
て、推定重量と初期温度が分かれば演算によって必要な
解凍エネルギーが算出でき、加熱時間と加熱出力を決定
して解凍するようにしていた。
加熱の特性上、被加熱物から反射されるエネルギー量が
比較的大きく、そしてこの反射エネルギー量は重量に逆
比例する。加熱が進み、被加熱物に吸収されるエネルギ
ー量が増えてくるにつれて、反射されるエネルギー量が
しだいに減少してくる。したがってマイクロ波検波セン
サの出力信号の変化を見ていくと被加熱物の加熱状態を
知ることができる。被加熱物の重量は加熱当初のマイク
ロ波検波センサの出力との相関から推定でき、被加熱物
の初期温度と加熱状態の変化は相関が取れているので、
一定時間のマイクロ波検波センサの出力変化を見ていれ
ば、被加熱物の初期温度を知ることができる。したがっ
て、推定重量と初期温度が分かれば演算によって必要な
解凍エネルギーが算出でき、加熱時間と加熱出力を決定
して解凍するようにしていた。
また、高周波加熱装置は、通常、不均一なマイクロ波分
布を改善、またはその影響を少なくするために、加熱室
内でマイクロ波を攪拌したり、被加熱物を回転するなど
移動させるようにしている。
布を改善、またはその影響を少なくするために、加熱室
内でマイクロ波を攪拌したり、被加熱物を回転するなど
移動させるようにしている。
発明が解決しようとする課題
このような従来の高周波加熱装置では、被加熱物を均一
に加熱するために通常用いられるマイクロ波攪拌機構や
ターンテーブルなどの被加熱物移動機構などの均一加熱
手段を用いたとき、マイクロ波検波センサの出力信号は
均一加熱手段の動作とともに大きく変動する。このため
、マイクロ波検波センサの出力信号を検波し平滑化して
得た直流信号は大きく変動し、タイマで処理するとき、
広い入力電圧範囲と高速演算が必要であった。たとえば
タイマにマイクロコンピュータを用いた場合、時々刻々
変化する変動する出力電気信号に追従するために高速度
のマイクロコンピュータが要求されたりプログラムの処
理時間のうち大部分を信号処理に追われるなどの問題が
あった。
に加熱するために通常用いられるマイクロ波攪拌機構や
ターンテーブルなどの被加熱物移動機構などの均一加熱
手段を用いたとき、マイクロ波検波センサの出力信号は
均一加熱手段の動作とともに大きく変動する。このため
、マイクロ波検波センサの出力信号を検波し平滑化して
得た直流信号は大きく変動し、タイマで処理するとき、
広い入力電圧範囲と高速演算が必要であった。たとえば
タイマにマイクロコンピュータを用いた場合、時々刻々
変化する変動する出力電気信号に追従するために高速度
のマイクロコンピュータが要求されたりプログラムの処
理時間のうち大部分を信号処理に追われるなどの問題が
あった。
本発明は上記課題を解決するもので、加熱室内の均一加
熱手段によって変動するマイクロ波検出信号の変動を抑
えて安定化し、高速性を必要とせず処理できる高周波加
熱装置を提供することを目的としている。
熱手段によって変動するマイクロ波検出信号の変動を抑
えて安定化し、高速性を必要とせず処理できる高周波加
熱装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、マイクロ波検波セ
ンサからの出力信号を積分する積分回路を備え、この積
分回路の出力を入力しマグネトロンの高周波出力を制御
する制御手段は、均一加熱手段の同期ごとに積分演算処
理し、被加熱物の加熱時間を計算しマグネトロンの高周
波出力を制御するようにしたことを課題解決手段として
いる。
ンサからの出力信号を積分する積分回路を備え、この積
分回路の出力を入力しマグネトロンの高周波出力を制御
する制御手段は、均一加熱手段の同期ごとに積分演算処
理し、被加熱物の加熱時間を計算しマグネトロンの高周
波出力を制御するようにしたことを課題解決手段として
いる。
作用
本発明は上記した課題解決手段により、不均一なマイク
ロ波分布を改善またはその影響を少なくするために、加
熱室内でマイクロ波を攪拌したり、被加熱物を回転する
など移動させる場合のマイクロ波検波センサの出力変動
を積分回路で平滑したのち制御手段に入力し、均一加熱
手段の周期にあわせて積分演算することによって安定し
た出力信号を得ることができ、以降の信号処理が簡素化
できる。
ロ波分布を改善またはその影響を少なくするために、加
熱室内でマイクロ波を攪拌したり、被加熱物を回転する
など移動させる場合のマイクロ波検波センサの出力変動
を積分回路で平滑したのち制御手段に入力し、均一加熱
手段の周期にあわせて積分演算することによって安定し
た出力信号を得ることができ、以降の信号処理が簡素化
できる。
実施例
以下、本発明の一実施例について第１図から第６図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
図に示すように、マグネトロン１によって励振されたマ
イクロ波は導波管２によって加熱室３内に導かれ、被加
熱物４に吸収される。またファン５により起こされた風
はマグネトロンｌを冷却後、加熱室３の側面に設けた多
数の小穴６を通り加熱室３内に入り、被加熱物４が加熱
された結果生じた熱を運んで加熱室３の対向壁面の多数
の小穴７から排気ガイド８内に入り、そして外郭９の外
部へと排気される。加熱室３の天井部にはマイクロ検波
センサ（以下、検波センサというＮＯを穴１１に直角に
取付けている。被加熱物４は均一加熱のためターンテー
ブル１２上に載せられ、ターンテーブル１２はターンテ
ーブルモータ１３によって回転されている。一方、検波
センサｌＯによって測定されたマイクロ波の強さは積分
回路１４で積分された後、制御手段（以下、マイコンと
いう）１５に入力される。
イクロ波は導波管２によって加熱室３内に導かれ、被加
熱物４に吸収される。またファン５により起こされた風
はマグネトロンｌを冷却後、加熱室３の側面に設けた多
数の小穴６を通り加熱室３内に入り、被加熱物４が加熱
された結果生じた熱を運んで加熱室３の対向壁面の多数
の小穴７から排気ガイド８内に入り、そして外郭９の外
部へと排気される。加熱室３の天井部にはマイクロ検波
センサ（以下、検波センサというＮＯを穴１１に直角に
取付けている。被加熱物４は均一加熱のためターンテー
ブル１２上に載せられ、ターンテーブル１２はターンテ
ーブルモータ１３によって回転されている。一方、検波
センサｌＯによって測定されたマイクロ波の強さは積分
回路１４で積分された後、制御手段（以下、マイコンと
いう）１５に入力される。
検波センサｌＯは、第３図のようにプリント基板１６上
にエツチングされた銅箔パターン１７とチップ部品１８
群で構成されており、エツチングで形成されたアンテナ
１９を加熱室３に穿たれた穴１１に対向して取付は板２
０を介して設置している。アンテナ１９で検出した信号
を第４図のように、検波ダイオード２１で検波し、この
検波された高周波電圧はフィルタ部２２によって低周波
分のみを通過させ、平滑部２３で直流化されて、検波セ
ンサ１ｏの出力となる。
にエツチングされた銅箔パターン１７とチップ部品１８
群で構成されており、エツチングで形成されたアンテナ
１９を加熱室３に穿たれた穴１１に対向して取付は板２
０を介して設置している。アンテナ１９で検出した信号
を第４図のように、検波ダイオード２１で検波し、この
検波された高周波電圧はフィルタ部２２によって低周波
分のみを通過させ、平滑部２３で直流化されて、検波セ
ンサ１ｏの出力となる。
積分回路１４は、第５図のように、バッファ増幅部２４
で人力インピーダンスを検波センサ１ｏの出力インピー
ダンスに比べ十分に高くした後、積分部２５で抵抗器Ｒ
およびキャパシター〇で決定すれる積分定数で積分され
、ターンテーブルＩ２の回転による出力変動を平滑して
マイコン１５に入力する。
で人力インピーダンスを検波センサ１ｏの出力インピー
ダンスに比べ十分に高くした後、積分部２５で抵抗器Ｒ
およびキャパシター〇で決定すれる積分定数で積分され
、ターンテーブルＩ２の回転による出力変動を平滑して
マイコン１５に入力する。
マイコン１５に入力した信号は、第６図のように、■積
分カウンタ２６でターンテーブルＩ２の１回転分積分さ
れ、Ｖａ、Ｖｂメモリ２７に記憶され、ＶａはＷ演算部
２８で重量Ｗが計算され、Ｖａ−Ｖｂ演算部２９でＶａ
−Ｖｂが計算され、Ｖａ−Ｖｂメモ１Ｊ３０に記憶され
、ＴＩ）ＩＩ：部３１で加熱時間Ｔが計算される。加熱
時間Ｔはタイマ３２に設定され、かつ減算処理部３３で
減算が開始される。また外部の表示部３４にも減算中の
内容が表示される。減算中はスイッチ３５がＯＮになる
。減算処理が終了すると調理が終了する。
分カウンタ２６でターンテーブルＩ２の１回転分積分さ
れ、Ｖａ、Ｖｂメモリ２７に記憶され、ＶａはＷ演算部
２８で重量Ｗが計算され、Ｖａ−Ｖｂ演算部２９でＶａ
−Ｖｂが計算され、Ｖａ−Ｖｂメモ１Ｊ３０に記憶され
、ＴＩ）ＩＩ：部３１で加熱時間Ｔが計算される。加熱
時間Ｔはタイマ３２に設定され、かつ減算処理部３３で
減算が開始される。また外部の表示部３４にも減算中の
内容が表示される。減算中はスイッチ３５がＯＮになる
。減算処理が終了すると調理が終了する。
上記構成において動作を説明すると、ターンテーブル１
２に載せた被加熱物４の形状が第７図のように回転対称
でない場合、ターンテーブル１２の回転によって第８図
に示す検波センサ１０の出力と時間の関係チャートのよ
うに出力が突発的な信号を伴って大きく変動する。この
ときのピークＭＶｐとターンテーブル１２の回転周期Ｔ
間の平均値Ｖｍを比較するとマイコン１５０人力範囲は
８ビツトマイコンでは２５６段階のうちＶ ｍ ／ Ｖ
ｐの利用に留まっている。Ｖｍ／Ｖｐは１に近いほど
検波センサ１０の信号がマイコン１５の入力２５６段階
をを効に使えることを示す。このような検波センサ１ｏ
の出力を積分回路１４に入力む７、積分すると、第９図
のようにビーチ値Ｖｐｌと平均［ｊＶｍｌの比Ｖｍｌ／
ＶｐｌはＶ ｍ ／ Ｖ ｐよりも大きく１に近づき、
マイコン１５の２５６段階を有効に使うことができ、マ
イコン１５の演算精度を向上することができる。
２に載せた被加熱物４の形状が第７図のように回転対称
でない場合、ターンテーブル１２の回転によって第８図
に示す検波センサ１０の出力と時間の関係チャートのよ
うに出力が突発的な信号を伴って大きく変動する。この
ときのピークＭＶｐとターンテーブル１２の回転周期Ｔ
間の平均値Ｖｍを比較するとマイコン１５０人力範囲は
８ビツトマイコンでは２５６段階のうちＶ ｍ ／ Ｖ
ｐの利用に留まっている。Ｖｍ／Ｖｐは１に近いほど
検波センサ１０の信号がマイコン１５の入力２５６段階
をを効に使えることを示す。このような検波センサ１ｏ
の出力を積分回路１４に入力む７、積分すると、第９図
のようにビーチ値Ｖｐｌと平均［ｊＶｍｌの比Ｖｍｌ／
ＶｐｌはＶ ｍ ／ Ｖ ｐよりも大きく１に近づき、
マイコン１５の２５６段階を有効に使うことができ、マ
イコン１５の演算精度を向上することができる。
マイコン１５の中でターンテーブル１２の回転周期を毎
に積分された後の信号は第１０図のようになる。
に積分された後の信号は第１０図のようになる。
第１１図は検波センサ１０の出力と被加熱物４の重量と
の関係を示しており、加熱当初の検波センサ１０の出力
は被加熱物４の重量が大きいほど小さいという特性から
、重量Ｗが推定できる。また、第１２図は検波センサ１
０の出力の時間変化を示しており、加熱開始時点での電
圧レベルＶａと１分後の電圧レベルｖｂを測定し、その
差を求めると解凍の進行程度を知ることができる。また
被加熱物４の初期温度による加熱時間の差は実験的に知
られており、初期温度が１０度ちがうと約２０％時間が
かわる。したがって、Ｖａ−ＶｂとＷがら最適解凍時間
を計算することができる。
の関係を示しており、加熱当初の検波センサ１０の出力
は被加熱物４の重量が大きいほど小さいという特性から
、重量Ｗが推定できる。また、第１２図は検波センサ１
０の出力の時間変化を示しており、加熱開始時点での電
圧レベルＶａと１分後の電圧レベルｖｂを測定し、その
差を求めると解凍の進行程度を知ることができる。また
被加熱物４の初期温度による加熱時間の差は実験的に知
られており、初期温度が１０度ちがうと約２０％時間が
かわる。したがって、Ｖａ−ＶｂとＷがら最適解凍時間
を計算することができる。
第１３図は上記検知過程を実行するマイコン１５の処理
過程のフローチャートで、調理スタート後、検波センサ
１０の出力測定を行う。これは第１４図のように、ター
ンテーブル１回転分１０秒間の検波センサ１０の出力の
積分を行ない、これを積分時間１０秒で割って積分出力
Ｖａを得る。この積分出力Ｖａから重量Ｗを計算し、１
分後に同様の積分を行なって積分出力ｖｂを得る。Ｗと
Ｖａ−Ｖｂから加熱残り時間Ｔを計算する。Ｔ経過後、
解凍を終了する。
過程のフローチャートで、調理スタート後、検波センサ
１０の出力測定を行う。これは第１４図のように、ター
ンテーブル１回転分１０秒間の検波センサ１０の出力の
積分を行ない、これを積分時間１０秒で割って積分出力
Ｖａを得る。この積分出力Ｖａから重量Ｗを計算し、１
分後に同様の積分を行なって積分出力ｖｂを得る。Ｗと
Ｖａ−Ｖｂから加熱残り時間Ｔを計算する。Ｔ経過後、
解凍を終了する。
発明の効果
以上の実施例から明らかなように本発明によれば、マイ
クロ波検波センサからの出力信号を積分する積分回路を
備え、前記積分回路の出力を入力しマグネトロンの高周
波出力を制御する制御手段は、均一加熱手段の周期ごと
に積分演算処理し、被加熱物の加熱時間を計算しマグネ
トロンの高周波出力を制御するようにしたから、マイク
ロ波攪拌機構や被加熱物載置台などの均一加熱手段の動
作にかかわらず検波センサ出力信号を正確に精度よく処
理できる結果、安定した最適な解凍時間を決定すること
ができ、解凍の自動化が実現できる。
クロ波検波センサからの出力信号を積分する積分回路を
備え、前記積分回路の出力を入力しマグネトロンの高周
波出力を制御する制御手段は、均一加熱手段の周期ごと
に積分演算処理し、被加熱物の加熱時間を計算しマグネ
トロンの高周波出力を制御するようにしたから、マイク
ロ波攪拌機構や被加熱物載置台などの均一加熱手段の動
作にかかわらず検波センサ出力信号を正確に精度よく処
理できる結果、安定した最適な解凍時間を決定すること
ができ、解凍の自動化が実現できる。
第１図は本発明の一実施例の高周波加熱装置のシステム
構成図、第２図は同高周波加熱装置の一部切欠した正面
図、第３図は同高周波加熱装置の検波センサの分解斜視
図、第４図は同検波センサの回路図、第５図は同検波セ
ンサの出力信号を積分する積分回路の回路図、第６図は
同高周波加熱装置の制御手段内部のデータフロー図、第
７図は同高周波加熱装置の食品を載せたターンテーブル
の上面図、第８図は同検波センサ出力信号の時間変化特
性図、第９図は同積分回路出力信号の時間変化特性図、
第１０図は同制御手段演算出力信号の時間変化特性図、
第１１図は加熱する被加熱物の重量と検波センサ出力信
号の特性図、第１２図は加熱する被加熱物の異なる初期
温度での検波センサ出力信号の時間変化特性図、第１３
図は同制扉手段の処理内容を示すフローチャート、第１
４図は同フローチャートのサブルーチンフローチャート
である。 １・・・・・・マグ７トロン、３・・・・・・加熱室、
４・・・・・・被加熱物、１０・・・・・・マイクロ波
検波センサ、１２・・・・・・ターンテーブル（均一加
熱手段）、１４・・・・・・積分回路、１５・・・・・
・＠御手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名１−−マつ
ネトロン マイクロ看ｆｌＷｌセンＶ 第２図 第 図 第 図 Ｏ 第 図 第 図 摂 図 第 図 仄 第 図 第 １０図 第１３図 ハ １ 】 図 第１２図 １４図
構成図、第２図は同高周波加熱装置の一部切欠した正面
図、第３図は同高周波加熱装置の検波センサの分解斜視
図、第４図は同検波センサの回路図、第５図は同検波セ
ンサの出力信号を積分する積分回路の回路図、第６図は
同高周波加熱装置の制御手段内部のデータフロー図、第
７図は同高周波加熱装置の食品を載せたターンテーブル
の上面図、第８図は同検波センサ出力信号の時間変化特
性図、第９図は同積分回路出力信号の時間変化特性図、
第１０図は同制御手段演算出力信号の時間変化特性図、
第１１図は加熱する被加熱物の重量と検波センサ出力信
号の特性図、第１２図は加熱する被加熱物の異なる初期
温度での検波センサ出力信号の時間変化特性図、第１３
図は同制扉手段の処理内容を示すフローチャート、第１
４図は同フローチャートのサブルーチンフローチャート
である。 １・・・・・・マグ７トロン、３・・・・・・加熱室、
４・・・・・・被加熱物、１０・・・・・・マイクロ波
検波センサ、１２・・・・・・ターンテーブル（均一加
熱手段）、１４・・・・・・積分回路、１５・・・・・
・＠御手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名１−−マつ
ネトロン マイクロ看ｆｌＷｌセンＶ 第２図 第 図 第 図 Ｏ 第 図 第 図 摂 図 第 図 仄 第 図 第 １０図 第１３図 ハ １ 】 図 第１２図 １４図
Claims (1)
- 被加熱物を載置する加熱室と、前記加熱室内の被加熱物
に高周波エネルギーを供給するマグネトロンと、前記加
熱室内の被加熱物からの高周波エネルギーの反射量を検
出するマイクロ波検波センサと、マイクロ波を一定周期
で攪拌する機構や前記被加熱物を載置し一定周期で移動
する被加熱物載置台などの均一加熱手段と、前記マイク
ロ波検波センサからの出力信号を積分する積分回路と、
前記積分回路の出力を入力し前記マグネトロンの高周波
出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記
均一加熱手段の周期ごとに積分演算処理し、被加熱物の
加熱時間を計算しマグネトロンの高周波出力を制御する
ようにしてなる高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164712A JPH0456092A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164712A JPH0456092A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 高周波加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456092A true JPH0456092A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15798455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164712A Pending JPH0456092A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456092A (ja) |
Cited By (6)
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-
1990
- 1990-06-22 JP JP2164712A patent/JPH0456092A/ja active Pending
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