JP4744582B2 - Cooker - Google Patents
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Description
本発明は、電磁誘導を利用して加熱調理を行う加熱調理器に関するものである。 The present invention relates to a cooking device that performs cooking using electromagnetic induction.
従来の一般的な加熱調理器では、天板に載置される被加熱物(例えば、鍋など)の温度を検出し、その温度に基づいて加熱手段を制御して被加熱物の温度調節を行い、被加熱物の焦げ付きや生煮えなどを防ぐ等の確実な加熱調理を可能としている。 In a conventional general cooking device, the temperature of an object to be heated (for example, a pan) placed on the top plate is detected, and the temperature of the object to be heated is adjusted by controlling the heating means based on the temperature. It is possible to perform reliable heating cooking such as preventing burning of the heated object and raw cooking.
このような加熱調理器では、被加熱物の温度を正確に検出するための技術が各種提案されている。例えば、被加熱物の材質を検出する材質検出手段と、被加熱物から放射される赤外線量を検出する赤外線温度検出手段とを備え、材質検出手段により検出した被加熱物の材質から被加熱物の放射率を求め、赤外線温度検出手段で検出された被加熱物の赤外線量を前記放射率で補正して被加熱物の温度を推定するようにした誘導加熱調理器がある(例えば、特許文献1,特許文献2参照)。 In such a heating cooker, various techniques for accurately detecting the temperature of the object to be heated have been proposed. For example, a material detecting means for detecting the material of the object to be heated and an infrared temperature detecting means for detecting the amount of infrared rays emitted from the object to be heated are provided, and the object to be heated is detected from the material of the object to be heated detected by the material detecting means. There is an induction heating cooker that calculates the emissivity of the object and estimates the temperature of the object to be heated by correcting the infrared amount of the object to be heated detected by the infrared temperature detecting means with the emissivity (for example, Patent Documents) 1, Patent Document 2).
また、別の温度検出方法を採用した加熱調理器として、天板の下に発光手段と受光手段と赤外線温度検出手段とを配置し、発光手段から天板を介して被加熱物の底面に光を照射し、被加熱物の底面で反射した反射光を天板を介して受光手段で受光し、その受光量から換算された被加熱物の放射率を用いて、赤外線温度検出手段で検出した被加熱物の赤外線量を補正し、温度を推定するようにした加熱調理器がある(例えば、特許文献3参照)。 In addition, as a cooking device employing another temperature detection method, a light emitting means, a light receiving means, and an infrared temperature detecting means are disposed under the top plate, and light is emitted from the light emitting means to the bottom surface of the object to be heated via the top plate. The reflected light reflected from the bottom of the heated object is received by the light receiving means through the top plate, and detected by the infrared temperature detecting means using the emissivity of the heated object converted from the received light amount. There is a cooking device that corrects the amount of infrared rays of the object to be heated and estimates the temperature (see, for example, Patent Document 3).
また更に、別の温度検出方法を採用した加熱調理器として、赤外線量から温度を検知する赤外線温度検出手段で検出した被加熱物の仮想温度上昇速度と、接触式温度検出手段で測定した天板の温度上昇速度との温度上昇速度の割合に対応する放射率のデータベースを備え、温度上昇速度割合を算出してデータベースに基づいて放射率を決定し、この放射率と赤外線温度検出手段で検出した赤外線量とに基づいて被加熱物の温度を算出するようにした加熱調理器がある(例えば、特許文献4参照)。
特許文献1及び特許文献2の加熱調理器では、被加熱物の材質に応じて放射率を決定し、その放射率に基づいて被加熱物の赤外線量を補正して被加熱物の温度を推定するようにしている。しかしながら、同じ材質であっても、被加熱物の表面状態により被加熱物から放射される赤外線量が異なることから、単に材質に基づいて放射率を一意に決定してしまうと、正確な温度を検出することができない。具体的には、黒体の赤外線放射率1.0を基準としたとき、被加熱物の材質が例えば鏡面仕上げの鉄の場合、放射率は0.21であるが、さびて鏡面状態が失われると0.69となる。このように放射率が異なると、被加熱物の温度自体は変わらなくても被加熱物から放射される赤外線量は変化する。したがって、正確な温度を検出することができず、被加熱物の加熱動作が不安定になるという問題があった。
In the heating cookers of
また、特許文献3の加熱調理器では、被加熱物から放射される赤外線量をガラス製の天板を介して検出するようにしているが、天板は低温(約150℃以下)の赤外線をカットする特性を有しているため、約150℃以下の温度を正しく検出することができない。また、発光手段から投光した光を被加熱物で反射させ、その反射光を受光手段で受光するという計測原理上、受光手段に反射光以外の照明等の外乱光が入射するのを避けるように構成する必要がある。したがって、発光手段及び受光手段を天板の下部に配置し、天板の下部から被加熱物の底部(鍋底)に向けて投光し、鍋底からの反射光を受光するようにしている。しかしながら、鍋底が凹んでいる所謂反り鍋の場合、鍋底が平坦なものに比べて反射光が散乱するため、反射光を上手く受光できず、温度を正しく検出できないという問題があった。 Moreover, in the heating cooker of patent document 3, although the amount of infrared rays radiated | emitted from a to-be-heated object is detected through a glass top plate, a top plate is using low temperature (about 150 degrees C or less) infrared rays. Since it has a characteristic of cutting, a temperature of about 150 ° C. or lower cannot be correctly detected. In addition, on the measurement principle that the light projected from the light emitting means is reflected by the object to be heated, and the reflected light is received by the light receiving means, avoid disturbance light such as illumination other than reflected light from entering the light receiving means. Need to be configured. Therefore, the light emitting means and the light receiving means are disposed below the top plate, and light is projected from the bottom of the top plate toward the bottom (pan bottom) of the object to be heated so that the reflected light from the pan bottom is received. However, in the case of a so-called warped pan in which the bottom of the pan is recessed, the reflected light is scattered as compared with a flat pan bottom, so that the reflected light cannot be received well and the temperature cannot be detected correctly.
また、特許文献4の加熱調理器では、放射率決定に際し、接触式温度検出手段の測定結果を利用している。被加熱物が反り鍋の場合、鍋底と天板との間に空間が生じることから鍋の熱が天板に伝わり難く、接触式温度検出手段では精度良く検出できない。したがって、放射率の決定精度が良好とは言えず、その結果、温度検知精度も十分ではないという問題があった。
Moreover, in the heating cooker of
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、被加熱物の温度を正確に検出して適切な加熱動作を実行することのできる加熱調理器を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at obtaining the heating cooker which can detect the temperature of a to-be-heated object correctly, and can perform suitable heating operation | movement.
本発明に係る加熱調理器は、被加熱物を載置する天板と、天板の下方に設けられ、被加熱物を加熱する加熱部と、加熱部を駆動する駆動部と、天板よりも上方に配置され、被加熱物から放射される赤外線量に基づいて被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、赤外線温度検出部で検出された被加熱物の温度に基づいて駆動部を制御し、加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、赤外線温度検出部は、天板上に載置される被加熱物の側面、被加熱物と天板との境界部及び天板を含む被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物の放射率を決定し、放射率に基づいて、所定箇所の温度を補正して被加熱物の温度とするものである。 The cooking device according to the present invention includes a top plate on which the object to be heated is placed, a heating unit that is provided below the top plate and heats the object to be heated, a driving unit that drives the heating unit, and a top plate. And an infrared temperature detector that detects the temperature of the object to be heated based on the amount of infrared rays emitted from the object to be heated, and a drive unit based on the temperature of the object to be heated detected by the infrared temperature detector And an infrared temperature detector that controls the side of the object to be heated placed on the top plate, the boundary between the object to be heated and the top plate, and the ceiling. Detect the temperature at multiple locations within the detection area including the plate, determine the emissivity of the object to be heated according to the temperature difference between the maximum temperature of the multiple locations and the detected temperature at the specified location, and emissivity Based on the above, the temperature of the predetermined object is corrected to the temperature of the object to be heated.
本発明によれば、被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、複数箇所の温度のうち、最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物の放射率を決定し、放射率に基づいて、所定箇所の温度を補正して被加熱物の温度とするため、被加熱物の温度を正確に検出することが可能となり、適切な加熱動作を実行することが可能となる。 According to the present invention, the temperature of a plurality of locations in the detection area is detected, and the emissivity of the heated object is determined according to the temperature difference between the maximum temperature and the detection temperature of the predetermined location among the temperatures of the plurality of locations. Since the temperature of the object to be heated is corrected based on the emissivity to obtain the temperature of the object to be heated, the temperature of the object to be heated can be accurately detected, and an appropriate heating operation can be performed. Become.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る加熱調理器の外観を模式的に示す斜視図、図2は、図1の側面断面図である。
加熱調理器の本体11は、本体11の上面に配置され、被加熱物14を載置するための例えばセラミクスなどの耐熱性材料から成る天板12と、本体11の上面の一側に配置されて機器のオン/オフや天板12上に載置される被加熱物14の加熱温度を設定する各操作スイッチ(図示なし)が設けられた操作部13と、機器のオン/オフや設定温度を表示する表示部15とを備えている。また、天板12の直下には天板12上に載置された被加熱物14を加熱するための加熱コイルで構成された加熱部16と、交流電源(図示せず)から供給される商用電力を高周波電力に変換して加熱部16に供給する駆動部17とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of a heating cooker according to
The
加熱調理器は更に、被加熱物14から放射される赤外線量を検出する赤外線検出部19を備えた赤外線温度検出部18と、制御部22とを有している。赤外線検出部19は、天板12の上面を臨むように天板12の上方に配置されており、赤外線温度検出部18は赤外線検出部19で検出した赤外線量を温度検出部20にて温度に換算し、温度データを制御部22に出力する。制御部22は、操作部13から入力設定された運転条件と、赤外線温度検出部18の検出温度とに基づいて駆動部17を制御し、加熱部16の加熱動作を制御する。
The cooking device further includes an infrared
次に、赤外線検出部19の構成及び本体11への配置について説明する。図3は、赤外線検出部の受光素子部分の構成を示す図である。図4は、赤外線検出部の配置位置の説明図である。図3に示すように、赤外線検出部19は、例えば縦方向に配列された複数の受光素子1を備えており、ここでは8個配列して構成されている。各受光素子1(1a〜1h)は、被加熱物14から放射される赤外線を受光する。各受光素子1それぞれの受光エリアの角度は例えば5度以内に設定され、天板12上の定位置に被加熱物14を載置した状態で、図4に示すように全受光素子1で被加熱物14の側面(鍋肌部)から鍋底部、更に天板部を受光エリア内に収めることができるように配置されている。
Next, the configuration of the
図4の例では、受光素子1a〜1cによる受光エリアa〜cで鍋肌部から放射される赤外線を受光し、受光素子1d、1eによる受光エリアd、eで鍋底部から放射される赤外線を受光し、受光素子1f〜1hによる受光エリアf〜hで天板部から放射される赤外線を受光している。被加熱物14の各部と受光エリアa〜hとの対応関係は被加熱物14の大きさによって変化するが、何れにしろ、被加熱物14の側面(鍋肌部)、被加熱物14と天板12との境界部(鍋底部)及び天板12(天板部)を受光エリア(被検出領域)内に収め、その被検出領域内を、上下方向に複数箇所、温度検出できるように各受光素子1が配置されている。各受光素子1のそれぞれで検出された赤外線量は、温度検出部20において以下のステファン・ボルツマンの法則を用いて温度に換算される。
In the example of FIG. 4, the infrared rays radiated from the pot skin are received by the light receiving areas a to c by the
物体からの放射エネルギーMは、以下の(1)式で求められる。 The radiant energy M from the object is obtained by the following equation (1).
これを実際のセンサ出力P(受光素子1が受光した赤外線量)に当てはめると、以下の(2)式となる。 When this is applied to the actual sensor output P (the amount of infrared rays received by the light receiving element 1), the following equation (2) is obtained.
上記(2)式により、以下の(3)式が求められる。 From the above equation (2), the following equation (3) is obtained.
(3)式に、既知の値、すなわち受光素子1自体の温度T0、物体の放射率ε、定数k、センサ出力P(受光素子1が受光した赤外線量)を代入することにより、物体の温度Tが求められる。すなわち、物体の温度Tは、受光素子1自体の温度T0 、物体の放射率εが判れば、赤外線量Pにより求めることができる。
By substituting a known value, that is, the temperature T 0 of the light receiving
ところで、被加熱物14は、上述したように材質が同じであっても、表面状態によって放射率が異なる。このため、実際の表面状態に見合った放射率を特定することが非常に重要である。そこで、本発明では、赤外線温度検出部18の各受光素子1(1a〜1h)により検出した複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて被加熱物14の放射率を決定するようにしている。最高温度と所定箇所の検出温度との温度差から実際の表面状態に見合った放射率を決定することができる原理について以下に説明する。
By the way, even if the to-be-heated
図5は、被加熱物の放射率が小さい場合(鏡面に相当)における、各受光素子1a〜1hによる検出温度を示す図である。図6は、被加熱物の放射率が大きい場合(非鏡面に相当)における、各受光素子1a〜1hによる検出温度を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing detected temperatures by the respective
図5に示すように、放射率が小さい場合、鍋肌部や天板部に比べて鍋底部の温度が高く検出されるという特徴がある。この理由について以下に説明する。
放射率εと反射率Rとの間には、ε+R=1の関係が成立する。被加熱物14が例えばステンレス製で表面状態が鏡面の場合、放射率は0.15と低く、逆に反射率は0.85と高い。加熱状態の被加熱物14との接触により天板12へ伝わった熱に対応する赤外線は、被加熱物14の鍋底部へ放射される。そして、その赤外線は反射率の大きい被加熱物14の表面により反射され、受光素子1にて受光される。すなわち、鍋肌部や天板部に対応する受光素子1a〜1c,1f〜1hに関しては、鍋肌部や天板部そのものから放射される赤外線が受光されるが、鍋底部に対応する受光素子1d,1eに関しては、天板部からの赤外線の反射の影響も受けるため、鍋肌部や天板部に対応する受光素子1a〜1c,1f〜1hに比べて多くの赤外線を受光する。よって、放射率が小さい被加熱物14の場合、鍋肌部や天板部に比べて鍋底部の検出温度が高くなり、鍋肌部や天板部との温度差が大きくなるという特徴がある。
As shown in FIG. 5, when the emissivity is small, the temperature at the bottom of the pan is detected higher than that at the pan skin or top plate. The reason for this will be described below.
Between emissivity ε and reflectance R, a relationship of ε + R = 1 is established. When the object to be heated 14 is made of, for example, stainless steel and the surface state is a mirror surface, the emissivity is as low as 0.15, and conversely, the reflectance is as high as 0.85. Infrared rays corresponding to the heat transmitted to the
一方、放射率が大きい非鏡面の被加熱物14の場合、図6に示すように、鍋肌部と鍋底部との間にさほど温度差が無いという特徴がある。
On the other hand, in the case of the non-specular surface
図7は、放射率が異なる被加熱物を天板上に載置して赤外線温度検出部の各受光素子1で温度検出を行った場合の、最高温度と受光素子1aの検出温度との温度差の時間変化を示す図である。
図7に示すように、放射率が小さい方が温度差Δtが大きくなる。これは、上記図5及び図6の説明からも明らかである。また、加熱時間が短い間は各放射率それぞれの温度差Δt同士の違いは小さいが、ある程度加熱(例えば、200秒)された時点での温度差Δtの違いは顕著となって現れる。
FIG. 7 shows the temperature between the maximum temperature and the detected temperature of the
As shown in FIG. 7, the temperature difference Δt increases as the emissivity decreases. This is also clear from the description of FIG. 5 and FIG. Further, while the heating time is short, the difference between the temperature differences Δt of the respective emissivities is small, but the difference in the temperature difference Δt at the time of heating to some extent (for example, 200 seconds) appears remarkably.
そこで、本実施の形態1では、加熱開始から所定時間経過後の各受光素子1a〜1hの検出温度のうちの最高温度と受光素子1aの検出温度との間の温度差Δtと、放射率とを予めテーブル化しておき、この放射率テーブルを参照して放射率を決定するようにしている。これにより、被加熱物14の表面状態に見合った放射率を決定することができる。なお、温度差Δtを求める際の受光素子1(1a〜1h)の検出温度は、仮放射率「1」を用いて計算したものとする。また、温度差Δtを求めるに際し、受光素子1aの検出温度を用いているが、受光素子1aの検出エリアaの高さ位置は、全受光素子1a〜1hの検出エリアの中で最上部の位置であり、天板12から一番離れた位置となっている。よって、天板12からの熱の影響や、被加熱物14の大きさによらず常に安定して被加熱物14の鍋肌部の温度を検出できることから、温度差Δtの算出、引いては放射率の決定に受光素子1aの検出温度を用いるようにしている。
Therefore, in the first embodiment, the temperature difference Δt between the detected temperature of each of the
次の表1は放射率テーブルの一例を示している。
この例では、温度差が9.4℃以上であれば放射率0.2と決定し、0.92以上且つ9.4未満であれば放射率0.3と決定する。 In this example, if the temperature difference is 9.4 ° C. or more, the emissivity is determined to be 0.2, and if the temperature difference is 0.92 or more and less than 9.4, the emissivity is determined to be 0.3.
以上のようにして決定した放射率を用いて被加熱物14の温度を算出する。この際、受光素子1a〜1hのうちの何れかを代表素子として決定し、その決定された代表素子で検出された赤外線量を用いて温度を算出する。ここでは、放射率テーブルを作成するに際し、受光素子1aの検出温度を用いていることから、受光素子1aを代表素子とする。そして、受光素子1aで検出された赤外線量と、決定した放射率とから温度を求め、被加熱物14の温度とする。
The temperature of the article to be heated 14 is calculated using the emissivity determined as described above. At this time, any one of the
図8は、赤外線温度検出部の具体的な構成と、赤外線温度検出部の温度検出結果に基づいて加熱部を制御するまでに関わる処理部を示すブロック図である。図8において図2と同一部分には同一符号を付す。
赤外線検出部19は、受光素子1に加えて、被検出領域Aから放射される赤外線を集光する集光レンズ30と、スキャン部31と、スキャン部31で選択された出力信号を所定レベルまで増幅する第1の増幅部32と、サーミスタから成る基準温度素子33とを備えている。基準温度素子33で検出された温度は、上記(1)〜(3)式及び後述の(10)式における周囲温度Tsとして利用される。なお、周囲温度Ts は例えば25℃などの固定値を用いるようにしても良い。
FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the infrared temperature detection unit and a processing unit involved until the heating unit is controlled based on the temperature detection result of the infrared temperature detection unit. In FIG. 8, the same parts as those in FIG.
In addition to the
温度検出部20は、具体的にはマイコンで構成されており、所定のタイミングによって各受光素子1に対応したスキャン部31にアドレス信号を出力する信号出力部41と、赤外線温度検出部18の増幅部32からの出力信号を入力し、各受光素子1a〜1hと基準温度素子33の選択/切替を行なうマルチプレクサ部42とを備えている。更に、マルチプレクサ部42からの出力電圧をデジタル信号に変換するA/D変換部43と、A/D変換部43からのデジタル信号を温度データに変換する温度変換部44と、温度変換部44から出力される各温度データに基づいて被加熱物14の温度を算出し、制御部22に出力する温度算出部45とを備えている。
The
A/D変換部43には、マルチプレクサ部42を介して各受光素子1a〜1hの出力信号(赤外線量)が増幅部32で増幅されて入力されており、温度変換部44は、受光素子1a〜1hで検出した赤外線量を、上記(3)式に基づき温度データに変換し、各受光素子1a〜1hによる検出温度として温度算出部45に出力する。なお、ここでは放射率を仮放射率「1」として温度データに変換する。温度算出部45は、温度変換部44から入力された各受光素子1a〜1hによる各検出温度のうち、最高温度と、受光素子1aの検出温度と、放射率テーブル45aとに基づいて被加熱物14の放射率を決定する。そして、仮放射率「1」で算出した温度を、新たに決定した放射率に基づき補正し、補正後の温度を被加熱物14の温度として制御部22に出力する。
Output signals (infrared rays) of the respective
次に、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器における温度検出動作を図9に基づいて説明する。図9は、温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
操作部13の操作スイッチがONされると、制御部22は、駆動部17を介して加熱部16を駆動する。加熱部16から発生する磁束により被加熱物14に渦電流が流れ、渦電流により被加熱物14が誘導加熱される。赤外線温度検出部18は、操作スイッチON時から温度検出を開始しており、その検出温度が制御部22に出力されている。この時の温度換算の際には、受光素子1a〜1hで受光した赤外線量うち、例えば最高の赤外線量と仮放射率「1」とを用いる。
Next, the temperature detection operation in the induction heating cooker according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the temperature detection process.
When the operation switch of the
そして、制御部22は、加熱開始から所定温度分(例えば、20℃)、温度上昇したかをチェックする(S1)。加熱開始直後で被加熱物14が十分加熱されていない場合、被加熱物14の温度と赤外線検出部19自体の温度(基準温度素子33の検出温度)とが同等の温度であるため、赤外線温度検出部18では被加熱物14の温度を正確に検出できない。また、加熱開始直後は、図7に示したように放射率毎の温度差Δtの違いが明確でない。このため、所定温度分の温度上昇を待った後、被加熱物14の温度を算出する。ステップS1の判断では、ここでは赤外線温度検出部18の検出温度を用いているが、他に例えば天板12の下部に接触式温度検出部を設け、接触式温度検出部の検出温度を用いて判断するようにしても良い。
Then, the
そして、被加熱物14の温度が所定温度分、上昇すると、温度算出部45は、温度変換部44から各受光素子1a〜1hの温度データを取得する(S2)。このステップS2の温度データは、仮放射率「1」として計算されたものである。そして、温度算出部45は、各受光素子1a〜1hのうちの最高温度と、受光素子1aの検出温度との温度差Δtを算出し、この温度差Δtに基づいて放射率テーブル45aを参照し、放射率を決定する(S3)。そして、決定した放射率を用いて温度補正を行う(S4)。具体的には、決定した放射率と、受光素子1aで検出した赤外線量とから温度を算出し、これを被加熱物14の温度とする。そして、ステップS4で温度を算出してから所定時間が経過すると(S5)、ステップS2に戻って放射率を設定し直し、新たに設定した放射率で温度を換算する。制御部22は、以上のようにして所定時間毎に更新される被加熱物14の最新の温度に基づいて駆動部17を制御し、加熱部16の加熱動作を制御する。
And if the temperature of the to-
以上説明したように、本実施の形態1によれば、次のような効果を有する。
被加熱物14の放射率は、上述したように材質によって一意に決められるものではなく、同じ材質であっても表面状態によって異なる。よって、本例では、各受光素子1a〜1hの検出温度のうちの最高温度と、受光素子1aの検出温度との温度差Δtを算出し、この温度差Δtから実際の表面状態に見合った放射率を特定することができるため、正確な温度検出が可能となる。したがって、正確な温度で調理が可能となり、被調理物の加熱調理を良好に行うことが可能となる。
As described above, the first embodiment has the following effects.
The emissivity of the object to be heated 14 is not uniquely determined by the material as described above, and varies depending on the surface state even if the material is the same. Therefore, in this example, the temperature difference Δt between the maximum temperature of the detection temperatures of the
また、被加熱物14の側面から放射される赤外線量に基づいて温度検出を行っているため、反り鍋であっても正確に温度検出を行うことができる。 Moreover, since temperature detection is performed based on the amount of infrared rays radiated from the side surface of the object to be heated 14, temperature detection can be accurately performed even with a warped pan.
また、天板12を介して被加熱物14の温度を検出する温度センサの場合、温度検出が可能となるまでに天板12の温度上昇に伴う遅延が生じるが、赤外線温度検出部18ではこのような遅延無く被加熱物14の温度検出が可能である。
Further, in the case of a temperature sensor that detects the temperature of the object to be heated 14 via the
また、被加熱物14の正確な温度を検出できるので、温度を見誤ることによる過剰な加熱等を防止でき、省エネルギーをエネルギー消費量の削減が可能となる。
Moreover, since the exact temperature of the to-
被加熱物14の放射率は、被加熱物14の温度上昇に伴って変化し、また、調理を進める過程で被加熱物14の表面に汚れが付着する等して変化する場合もある。本実施の形態1では、所定時間毎に放射率を設定し直し、新たに設定した放射率を用いて温度換算を行うようにしているので、調理開始から調理終了に至るまで正確な温度で加熱制御を行うことが可能となる。 The emissivity of the object to be heated 14 changes as the temperature of the object to be heated 14 rises, and there are cases where the emissivity of the object to be heated 14 changes due to dirt adhering to the surface of the object to be heated 14 in the course of cooking. In the first embodiment, the emissivity is reset every predetermined time, and the temperature is converted using the newly set emissivity. Therefore, heating is performed at an accurate temperature from the start of cooking to the end of cooking. Control can be performed.
なお、本実施の形態1では、温度差Δtから放射率を求めるに際し、放射率テーブル45aを用いて行うようにしているが、温度差Δtから放射率を求めるための放射率算出式を予め記憶しておき、この放射率算出式により放射率を求めるようにしてもよい。 In the first embodiment, when the emissivity is obtained from the temperature difference Δt, the emissivity table 45a is used. However, an emissivity calculation formula for obtaining the emissivity from the temperature difference Δt is stored in advance. In addition, the emissivity may be obtained by this emissivity calculation formula.
実施の形態2.
実施の形態2は、各受光素子1a〜1hの検出温度のうちの最高温度と、この最高温度を検出した受光素子の上方にあり天板12による影響が及ばない被加熱物14の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子の検出温度とを用いて被加熱物14の鍋肌部の放射率を決定するようにしたものである。実施の形態2の加熱調理器は図8に示した実施の形態1の放射率テーブル45aに代えて、所定の放射率算出式によって放射率を求める構成としたものであり、その他は実施の形態1と同様である。以下では、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment is the maximum temperature among the detected temperatures of the respective
以下、放射率を決定するための放射率算出式について説明する。図10は、数式の算出手順を説明するための補足図で、以下の説明において適宜参照されたい。なお、図10において、鍋肌部の実際の温度がTa、放射率がεaであり、鍋底部の実際の温度がTb、放射率がεbである。 Hereinafter, an emissivity calculation formula for determining the emissivity will be described. FIG. 10 is a supplementary diagram for explaining the calculation procedure of the mathematical formula, and should be referred to as appropriate in the following description. In FIG. 10, the actual temperature of the pot skin portion is Ta and the emissivity is εa, the actual temperature of the pan bottom portion is Tb, and the emissivity is εb.
物体からの実際の放射エネルギーQは以下の(4)式で計算される。
赤外線温度検出部18上では、以下の(5)式として測定温度Tm を求めている。
そして、(4)式と(5)式とが等しいとすると、図10の鍋肌部と鍋底部とのそれぞれにおいて以下の(6)及び(7)が成立する。
以上の(6)式及び(7)式により、次の(8)式及び(9)式が導出される。
そして、被加熱物14の鍋肌部と鍋底部とは場所が近接しているため、実際の鍋肌部の温度Taと鍋底部の温度TbをTa≒Tbとして近似すると、次の(10)式(放射率算出式)を得ることができる。
なお、周囲温度Tsは赤外線温度検出部18の温度T0 (図8の基準温度素子33によって検出された値)としても良いし、例えば25℃などの固定値としても良い。この(10)の放射率算出式に、各受光素子1a〜1hによる検出温度のうちの最高温度(鍋底部の温度Tb’とみなす)と、その最高温度を検出した受光素子の上方にあり天板12による影響が及ばない被加熱物14の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子の検出温度(鍋肌部の温度Ta’とみなす)とを代入することにより、鍋肌部の放射率εaを決定する。なお、以下では、各受光素子1a〜1hによる検出温度のうちの最高温度を検出した受光素子を受光素子maxといい、受光素子maxの上方にあり天板12による影響が及ばない被加熱物14の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子を受光素子truという。
The ambient temperature Ts may be the temperature T 0 of the infrared temperature detection unit 18 (a value detected by the
図11は、本発明の実施の形態2に係る加熱調理器における温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
実施の形態2の温度検出処理は、実施の形態1と同様にまず、加熱開始から所定温度分(例えば、20℃)、温度上昇したかをチェックする(S1)。そして、所定温度分上昇すると、温度算出部45は、温度変換部44から各受光素子1a〜1hの温度データを取得するとともに、基準温度素子33の検出値を周囲温度Tsとして取得する(S11)。このステップS11の温度データは、仮放射率「1」として計算されたものである。続いて、各受光素子1a〜1hの温度データの中から、最高温度と、その最高温度を検出した受光素子maxの上方にあり天板12による影響が及ばない被加熱物14の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の温度を検出する受光素子tru の検出温度とを選定し(S12)、これらを上記(10)の放射率算出式に代入して鍋肌部の放射率εaを算出する(S13)。そして、ここで算出した放射率εaを用いて温度補正を行う(S14)。具体的には、算出した放射率εaと受光素子1aで検出した赤外線量とから温度を算出し、これを被加熱物14の温度とする。そして、上記実施の形態1と同様に、温度を算出してから所定時間が経過すると(S5)、ステップS11に戻って放射率を設定し直し、新たに設定した放射率で温度を換算する。制御部22は、以上のようにして所定時間毎に更新される被加熱物14の温度に基づいて駆動部17を制御し、加熱部16の加熱動作を制御する。
FIG. 11: is a flowchart which shows the flow of the temperature detection process in the heating cooker which concerns on Embodiment 2 of this invention.
In the temperature detection process of the second embodiment, as in the first embodiment, first, it is checked whether the temperature has increased by a predetermined temperature (for example, 20 ° C.) from the start of heating (S1). When the temperature rises by a predetermined temperature, the
このように、実施の形態2によれば、各受光素子1a〜1hのうちの受光素子maxと受光素子tru の2箇所の検出温度から直接鍋肌部の放射率εaを算出し、その放射率εaに基づいて温度を求めるようにしたので、現状の表面状態に見合った放射率を決定できる。よって、より正確に温度を検出することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the emissivity εa of the pot skin portion is directly calculated from the two detected temperatures of the light receiving element max and the light receiving element tru among the
なお、ステップS14の温度補正において、受光素子1aで検出した赤外線量を用いて被加熱物14の温度を算出しているが、受光素子1aは、上述したように天板12から一番離れた位置を検出エリアとしており、天板12からの熱の影響や、被加熱物14の大きさや形状によらず常に安定して被加熱物14の鍋肌部からの赤外線量を検知できる。したがって、受光素子1aで検出した赤外線量を用いることにより、正確な温度を安定的に得ることができる。なお、ここでは受光素子1aを用いたが、これに限られたものではなく、例えば受光素子tru を用いてもよい。
In the temperature correction in step S14, the temperature of the object to be heated 14 is calculated using the amount of infrared light detected by the
ところで、上記実施の形態1及び実施の形態2では、所定時間毎に放射率を更新して温度検出を行うようにしているため、被加熱物14の側面に錆や傷や磨き等の局所的な放射率の違いがあると、放射率が急激に変化する可能性がある。例えば調理中に被加熱物14が動かされるなどして受光素子1の被検出領域内の被加熱物14の位置が鏡面部分から錆部分に変化した場合等が該当する。このように放射率が急激に変化すると、この放射率から求められる温度も急激に変化することになる。このような温度に従って加熱制御を行うと、所望の加熱制御が行えないことから、制御部22は、今回の検出温度と前回の検出温度との温度差が所定の閾値(第1の閾値)以上の場合には、今回の検出温度に基づいた加熱制御は行わず、前回の検出温度に基づいた制御を継続する。これにより、放射率の急激な変化に伴って加熱動作が不安定になるのを防止することができる。
By the way, in
実施の形態3.
実施の形態3は、加熱中であるにも関わらず赤外線温度検出部18の検出温度が上昇しない場合、何らかの異常が発生したものと判断して加熱を停止し、使用者へ報知するようにしたものである。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, when the detection temperature of the infrared
実施の形態3の加熱調理器の構成は実施の形態1又は実施の形態2と同様である。また、実施の形態3の加熱調理器は、温度検出処理に関しては上記実施の形態1又は実施の形態2と同様であり、以下、実施の形態3の特徴部分の処理を中心に説明する。 The configuration of the heating cooker according to the third embodiment is the same as that of the first or second embodiment. Further, the cooking device of the third embodiment is similar to the first embodiment or the second embodiment with respect to the temperature detection process, and hereinafter, the process of the characteristic part of the third embodiment will be mainly described.
図12は、実施の形態3の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下では、操作部13の操作スイッチがONされて被加熱物14の加熱が開始されており、赤外線温度検出部18では被加熱物14の温度検出が行われているものとする。
制御部22には、赤外線温度検出部18から所定時間毎に出力される検出温度が入力されており(S31)、今回入力された検出温度と前回の検出温度との温度差が予め設定された閾値(第2の閾値)以上か否かをチェックする(S32)。温度差が閾値以上であれば、正常状態であるためステップS31に戻る。一方、温度差が閾値未満の場合、何らかの異常が発生したものと判断して駆動部17に停止信号を出力すると共に、加熱停止した旨を使用者に報知する(S33)。報知方法は任意であるが、表示部15への表示や、音出力などにより行う。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of processing of the characteristic part of the third embodiment. In the following description, it is assumed that the operation switch of the
The
ここで、異常とは、例えば赤外線検出部19の受光面の前面に汚れが付着したり、障害物が載置された場合等が該当する。この場合、被加熱物14から放射される赤外線が赤外線検出部19に到達せず、被加熱物14の温度を検知できない。よって、このような場合には使用者に報知することで、汚れを拭き取ったり、障害物を除去したり等の対策を促すことができ、正確な温度検出が可能となる。
Here, the abnormality corresponds to, for example, a case where dirt is attached to the front surface of the light receiving surface of the
実施の形態4.
加熱調理中に鍋等の被加熱物14が鍋振りされた場合、赤外線温度検出部18の被検出領域から被加熱物14が外れたり復帰したりを繰り返す。この場合、赤外線温度検出部18は被加熱物14の温度を検出したり、天板12の温度を検出したりすることになり、検出温度が大きく変動する。制御部22では、赤外線温度検出部18の検出温度が設定温度に達したときに加熱を停止したり加熱力を弱めたりする加熱制御を行っているが、被加熱物14が被検出領域から外れて天板12の温度を検出した場合、実際の被加熱物14の温度が設定温度に達していなくても、設定温度に比べて高いと判断され、加熱を停止したり加熱力を弱めたりしてしまう場合がある。実施の形態4は、このような鍋振りに伴う誤った加熱制御が行われるのを防止するようにしたものである。
When the object to be heated 14 such as a pan is shaken during cooking, the object to be heated 14 comes off or returns from the detection area of the
実施の形態4の加熱調理器の構成は実施の形態1又は実施の形態2と同様である。また、実施の形態4の加熱調理器は、温度検出処理に関しては上記実施の形態1又は実施の形態2と同様であり、以下、実施の形態4の特徴部分の処理を中心に説明する。 The configuration of the heating cooker according to the fourth embodiment is the same as that of the first or second embodiment. In addition, the cooking device of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment or the second embodiment with respect to the temperature detection process, and will be described below with a focus on the processing of the characteristic part of the fourth embodiment.
図13は、実施の形態4の特徴部分の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下では、操作部13の操作スイッチがONされて被加熱物14の加熱が開始されており、赤外線温度検出部18では被加熱物14の温度検出が行われているものとする。
制御部22には、赤外線温度検出部18から所定時間毎に出力される検出温度が順次入力され、その入力された検出温度に基づいて鍋振りが行われているか否かをチェックしており、鍋振りを検知した場合(S41)、鍋振り検知前の検出温度に基づいた加熱制御を継続する(S42)。すなわち、鍋振り検知中の赤外線温度検出部18の検出温度に基づいた加熱制御は行わない。そして、鍋振りが終了した場合には、通常の制御すなわち赤外線温度検出部18の検出温度に基づいた加熱制御を行う(S43)。なお、鍋振り検知のアルゴリズムとしては、例えば、所定期間内に赤外線温度検出部18から順次入力される検出温度が所定の温度幅以上変動する場合、鍋振りと検知することができる。
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing of the characteristic part of the fourth embodiment. In the following description, it is assumed that the operation switch of the
The
このように制御することにより、鍋振りに伴う誤った加熱制御が行われるのを防止することが可能である。 By controlling in this way, it is possible to prevent erroneous heating control associated with pan shaking.
なお、上記各実施の形態では、赤外線検出部19の受光素子1を、複数の受光素子を直線状に配置した複眼型の構成とした例を示したが、受光素子1を1つとした単眼型の構成とし、これを上下方向に動かすことで複眼型と同様の被検出領域を検出するようにしても良い。
In each of the above embodiments, the
1 受光素子、1a〜1h 受光素子、11 本体、12 天板、13 操作部、14 被加熱物、15 表示部、16 加熱部、17 駆動部、18 赤外線温度検出部、19 赤外線検出部、20 温度検出部、21 接触式温度検出部、22 制御部、30 集光レンズ、31 スキャン部、32 増幅部、33 基準温度素子、41 信号出力部、42 マルチプレクサ部、43 A/D変換部、44 温度変換部、45 温度算出部、45a 放射率テーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱部と、
該加熱部を駆動する駆動部と、
前記天板よりも上方に配置され、前記被加熱物から放射される赤外線量に基づいて前記被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、
該赤外線温度検出部で検出された前記被加熱物の温度に基づいて前記駆動部を制御し、前記加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、
前記赤外線温度検出部は、前記天板上に載置される被加熱物の側面、前記被加熱物と前記天板との境界部及び天板を含む被検出領域内の複数箇所の温度を検出し、該複数箇所の温度のうちの最高温度と所定箇所の検出温度との温度差に応じて前記被加熱物の放射率を決定し、該放射率に基づいて、前記所定箇所の温度を補正して前記被加熱物の温度とすることを特徴とする加熱調理器。 A top plate on which the object to be heated is placed;
A heating unit provided below the top plate for heating the object to be heated;
A drive unit for driving the heating unit;
An infrared temperature detector that is disposed above the top plate and detects the temperature of the object to be heated based on the amount of infrared rays emitted from the object to be heated;
A control unit that controls the driving unit based on the temperature of the object to be heated detected by the infrared temperature detection unit, and controls a heating operation of the heating unit;
The infrared temperature detection unit detects temperatures of a plurality of locations in a detection area including a side surface of a heated object placed on the top plate, a boundary between the heated object and the top plate, and the top plate. The emissivity of the object to be heated is determined in accordance with a temperature difference between the maximum temperature of the temperatures at the plurality of locations and the detected temperature at the predetermined location, and the temperature at the predetermined location is corrected based on the emissivity. Then, the cooking device is characterized in that the temperature of the article to be heated is set.
該天板の下方に設けられ、前記被加熱物を加熱する加熱部と、
該加熱部を駆動する駆動部と、
前記天板よりも上方に配置され、前記被加熱物から放射される赤外線量に基づいて前記被加熱物の温度を検出する赤外線温度検出部と、
該赤外線温度検出部で検出された前記被加熱物の温度に基づいて前記駆動部を制御し、前記加熱部の加熱動作を制御する制御部とを備え、
前記赤外線温度検出部は、前記天板上に載置される被加熱物の側面、前記被加熱物と前記天板との境界部及び天板を含む被検出領域内を上下方向に複数箇所、温度検出し、該複数箇所の温度のうち、最高温度と該最高温度を検出した箇所の上方にあり前記天板による影響が及ばない前記被加熱物の側面でかつ前記最高温度を検出した箇所に近い箇所の検出温度とを用いて前記被加熱物の放射率を決定し、該放射率に基づいて、前記複数箇所のうちの所定箇所の温度を補正して前記被加熱物の温度とすることを特徴とする加熱調理器。 A top plate on which the object to be heated is placed;
A heating unit provided below the top plate for heating the object to be heated;
A drive unit for driving the heating unit;
An infrared temperature detector that is disposed above the top plate and detects the temperature of the object to be heated based on the amount of infrared rays emitted from the object to be heated;
A control unit that controls the driving unit based on the temperature of the object to be heated detected by the infrared temperature detection unit, and controls a heating operation of the heating unit;
The infrared temperature detection unit is a plurality of locations in the vertical direction in the detection area including the side surface of the object to be heated placed on the top plate, the boundary between the object to be heated and the top plate, and the top plate, Detecting the temperature, among the temperatures of the plurality of locations, above the location where the highest temperature and the highest temperature were detected, on the side of the object to be heated that is not affected by the top plate and at the location where the highest temperature was detected The emissivity of the object to be heated is determined using the detected temperature at a nearby location, and the temperature of the object to be heated is corrected based on the emissivity to correct the temperature at a predetermined location among the plurality of locations. A cooking device characterized by.
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