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JPH06103103B2 - 圧電素子センサ付き電子レンジ - Google Patents

圧電素子センサ付き電子レンジ

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Publication number
JPH06103103B2
JPH06103103B2 JP60076939A JP7693985A JPH06103103B2 JP H06103103 B2 JPH06103103 B2 JP H06103103B2 JP 60076939 A JP60076939 A JP 60076939A JP 7693985 A JP7693985 A JP 7693985A JP H06103103 B2 JPH06103103 B2 JP H06103103B2
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JP
Japan
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piezoelectric element
sensor
element sensor
microwave oven
voltage
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慈 楠木
直芳 前原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、食品の加熱に応じて食品から発生する気体の
状態を検知して、報知手段の制御を行う圧電素子センサ
付き電子レンジに関するものである。
従来の技術 従来のセンサ付電子レンジは、第10図に示すように、湿
度センサまたはガスセンサ35の抵抗値変化を基準電圧電
源36の電圧を抵抗37と分圧することにより検知して機器
を制御している。
（例えば特開昭53−77365号公報） また、湿度センサやガスセンサを用いたものは、本質的
に検知素子の結晶粒界現象を利用するものなので、検知
精度を確保するためや粒界の目づまりを防止するため
に、ヒータにより保温したり、定期的にヒータで汚れを
焼ききることなど、保守面で種々の工夫がなされてい
た。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の方式は、抵抗37両端の電圧を制御信号
として用いているので、数多く生産する場合に、各構成
要素すなわち温度センサ35の抵抗値、抵抗37の抵抗値、
電源36の電圧のばらつきが制御電圧信号のばらつきに結
びつくことになり、管理が困難であった。本発明はかか
る点に鑑みてなされたもので簡単な構成で食品の加熱状
態を検出する手段を提供することを目的としている。
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、圧電素子センサ
を用い、加熱の進捗にともない発生するセンサの分極電
圧をもとに制御器により報知手段を制御するものであ
る。
作用 本発明によれば、排気部に圧電素子センサを排気流に接
するように設けているので、前記圧電素子センサは排気
流の温度の変化を容易に感知し、その温度に応じた分極
電圧信号を発生することができる。したがって、この圧
電素子センサの信号により報知手段を容易に制御するこ
とができる。
実施例 第１図は本発明の圧電素子センサ付き電子レンジの一実
施例を示すものである。第１図において圧電素子センサ
１の出力は、センサに対し直流成分が印加されてイオン
伝導による分極特性の変化が発生しないように、又、セ
ンサ電圧出力の直流成分を阻止するように構成された電
圧増巾用のアンプ２（以降直流阻止アンプと呼ぶ）およ
び電圧比較用の比較器３さらには制御器４に接続されて
いる。
加熱室６内には食品７が配され、マグネトロン５の冷却
風の１部は、ファン８によりダクト９を介して加熱室６
内に導びかれる。冷却風の１部を実矢線10で、食品から
発生する水分等の気体を点矢線11で示している。冷却風
と食品から発生する水分等を含んだ気体は排気部12を通
って加熱室６から外部へ送出される。
上記排気部12に圧電素子センサをとりつけてある。本実
施例ではファン８を駆動するモータのコア13に、電源プ
ラグから電源スイッチ15を介して巻線16とともに巻線17
が巻いてあり、この巻線17には、整流ブリッジ18、コン
デンサ19、抵抗20、定電圧ダイオード21からなる定電圧
電源部を構成し、モータのコア13に１次巻線として作用
する巻線16と２次巻線として作用する巻線17とを巻回し
た構成で制御回路用の特別に設けたトランスを不要にし
ている。また、報知手段として用いられる例えばブザー
22は、増巾された信号電圧が設定されたスレッシュホー
ルド電圧ΔVTよりも大きくなったときに、制御器４の信
号で動作するように構成されている。第２図〜第４図を
用いて実測構成例を示す。第２図は実験に用いた電子レ
ンジの構成である。電波出力500wで、マグネトロン５の
電波は導波部23を介して加熱室６に供され、食品皿24が
モータ25で回転する構成をとるものである。第３図は排
気部12に圧電素子センサ１を取付けた状態を示す。第４
図は圧電素子センサとして実験で用いた防滴型超音波マ
イク構成を示すものであり、マイクは圧電素子26、シリ
コンゴムスペーサ27、端子28、振動部29、振動ケース3
0、リード線31、内リンク32、端子板33、シリコンゴム3
4からなっている。（National Technical Report P504
〜P514 vol29 No3 JAN1983） したがって、圧電素子センサ１は排気部12の排気流に接
する部分に振動ケース（薄板）30を配して設けられる構
成となる。
第５図には上記、圧電素子センサの信号と雑音について
のデータ例を示す。（ａ）は庫内６の水が沸騰している
ときの信号波形例を示している。（ｂ）には、この波形
をスペクトラム分析した結果例を示す。40KHz用の超音
波マイクに、温かい水蒸気を含む風があたることによ
り、０〜50Hz帯で大きな信号が出ていることがわかる。
（イ）と（ロ）の差は約30dB、信号レベルは数mVの電圧
である。（イ）は庫内の水が沸騰した場合、（ロ）は沸
騰前の場合、（ハ）は電子レンジに通電されてない場合
である。このように信号レベルが大きいため、電子レン
ジ内の電磁騒音や冷却ファンの風切り音による雑音レベ
ルに影響されることなく制御することができる。第６図
には直流阻止用アンプ２として単電源用オペアンプを用
いたアンプの回路例を、第７図には水400ccを加熱した
場合の微分アンプ出力電圧の波形の例を示している。第
８図、第９図には、ローパスフィルタとハイパスフィル
タを組み合わせたバンドパスフィルタ特性をもつアンプ
２の回路例と、この回路を用いて水400ccを加熱した場
合のアンプ出力電圧波形例を示している。以上の結果か
ら理解できるように第１図の比較器３においてあらかじ
め設定したスレッシュホールド電圧ΔVTと信号電圧を比
較することにより、信号電圧がΔVTより大きくなった時
に制御器４でブザー報知するようにすれば、調理物が沸
騰点に達した時点を知ることができる。又制御器で電源
電圧を開成することで加熱を停止する構成も可能であ
る。さらに増巾器の増巾度をあげることや、超音波マイ
クの取付け方を工夫して、検知感度をあげれば沸騰点の
みならず水蒸気圧の急増する水温60℃位からの検知も可
能であり、この場合スレッシュホールド電圧を手動可変
設定可能にすれば、調理出来上がりの調整も可能になる
など多くの結果が期せるものである。
以上述べたように本発明の特徴とするところは、センサ
ーとして圧電素子センサを用いた点にある。これは後述
のように圧電素子センサーが焦電効果を有するためと考
えられる。すなわち、圧電素子をセンサとして用いるこ
とにより、温かい水蒸気体がセンサに触れることで、分
極バランスがくずれて信号を発生するメカニズムは次の
現象から以下のように推定できる。
（１） 超音波加湿機により、冷めたい水の細滴をセン
サに触れさせても分極による大きい信号発生は観測され
ないこと。
（２） 圧電素子センサに500w程度のスポット照明用の
光を断続照射することで大きな信号発生が観測されるこ
と。
従がって信号発生は、圧電素子が有する熱的な焦電効果
によりもたらされる。
発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば、きわめて簡易な
構成で、食品の加熱状態検知機能つきの電子レンジが実
現できる。
すなわち、本発明ではセンサとして圧電素子センサを用
いているので、保温したり定期的にヒータで汚れを焼き
きることなどの保守が不要である。従がって保温用の電
力や焼き切り用の電力が不要で省電力形である。
また、保温用ヒータ電力の精度を保つための制御用パー
ツやヒータ電力用の特別のトランスが不要であり安価で
ある。
また、電子レンジ内の電磁騒音や冷却ファンの風切り音
による雑音レベルに比して、信号が大きいので安定した
制御ができる。
また、排気部と圧電素子の間に振動ケースを介した防滴
型のセンサ構成をとれば、長期に安定したセンサ性能が
確保できるため電子レンジの信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の圧電素子センサ付き電子レ
ンジの構成図、第２図〜第４図はそれぞれ電子レンジ及
びセンサの断面図、第５図（ａ）（ｂ）はそれぞれセン
サ出力波形図、第６図は微分アンプの回路図、第７図は
第６図の回路の出力波形図、第８図はバンドパスアンプ
の回路図、第９図は第８図の回路の出力波形図、第10図
は従来例のブロック図である。 １……圧電素子センサ、２……増巾器（直流阻止アン
プ）、４……制御機、５……マイクロ波発生手段、６…
…加熱室、７……被加熱物（食品）、12……排気部、22
……報知手段（ブザー）、29……振動部、30……振動ケ
ース（薄板）。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被加熱物を収容する加熱室と、この加熱室
    内の被加熱物を加熱するマイクロ波発生手段と、前記マ
    イクロ波発生手段を制御する制御器と、前記加熱室内の
    内部の気体を加熱室外に排気する排気部とを備え、この
    排気部には排気流に接するように圧電素子センサを設
    け、この圧電素子センサの分極電圧の信号をもとに前記
    制御器により、前記マイクロ波発生手段を制御する圧電
    素子センサ付き電子レンジ。
  2. 【請求項２】圧電素子センサは圧電素子の排気流に接す
    る部分に薄板を配して構成される特許請求の範囲第１項
    記載の圧電素子センサ付き電子レンジ。
  3. 【請求項３】圧電素子センサの出力を増幅器で増幅した
    電圧と、あらかじめ設定したスレッシュホールド電圧と
    を比較した出力により制御器で制御する特許請求の範囲
    第１項記載の圧電素子センサ付き電子レンジ。
JP60076939A 1985-04-11 1985-04-11 圧電素子センサ付き電子レンジ Expired - Lifetime JPH06103103B2 (ja)

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JPS61235615A (ja) 1986-10-20

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