专利名称:感应加热烹调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用红外线传感器测定温度的感应加热烹调器。
背景技术：
图5是表示以往的感应加热烹调器的结构的概念剖面图。顶板42用于放置作为加热负荷的锅41。加热线圈(以下称为线圈)43用于加热锅41。红外线传感器44检测来自锅41的红外线放射，温度计算部45根据来自红外线传感器44的输出计算锅41的温度。控制部46根据来自温度计算部45的输出控制对线圈43的电流供给。在如上所述构成的感应加热烹调器中，利用从锅41的底部放射的红外线直接检测锅41的温度，所以能够进行响应性良好的温度检测。这种感应加热烹调器例如已在日本专利特开平3-184295号公报中公开。
但是这种结构的感应加热烹调器在使其能够加热由铝、铜等磁导率较低且具有大于等于铝的导电率的低电阻的锅中的被加热物时，烹调性能降低。这是因为在感应加热时为降低产生于线圈43和锅41之间的浮力，需要在线圈43的上方设置含有铝等高导电率的非磁性金属的浮力降低板47。
该情况时，浮力降低板47接受到来自线圈43的磁通，由于自身发热有时上升到约300～400℃。因此，从浮力降低板47放射的红外线的能量成为从100～200℃的锅41的底部放射的红外线的数十倍。并且，如果从浮力降低板47放射的红外线一部分直接或在顶板42反射后间接射入红外线传感器44，根据来自红外线传感器44的信号，温度计算部45将错误的温度检测结果传递给控制部46。接收到该结果的控制部46降低对线圈43的输出。由此不能获得充足的火力，烹调性能降低。
发明内容本发明在感应加热烹调器中，在加热像磁性金属(铁、铸铁、磁性不锈钢等)或非磁性不锈钢那样导电率低于铝的金属锅时，利用红外线传感器实现响应性良好的控制。并且，在加热导电率大于等于铝(以下称为“高导电率”)的非磁性锅时，利用浮力降低板降低作用于锅的浮力，同时降低因来自浮力降低板的红外线放射造成的影响，降低因红外线传感器的温度控制造成的火力不足，提高烹调性能。本发明的感应加热烹调器具有放置锅的顶板；配置于顶板下方的加热线圈；变换器电路；锅类型判定部；高导电率的非磁性金属制的浮力降低板；红外线传感器；温度计算部；和控制部。变换器电路向加热线圈提供高频电流。锅类型判定部判定锅是由高导电率的非磁性金属材料构成，还是由磁性金属材料或导电率低于铝的非磁性金属材料构成。浮力降低板配置在顶板和加热线圈之间，降低在感应加热高导电率的锅时作用于锅的浮力。红外线传感器检测来自锅的红外线放射。温度计算部根据红外线传感器的输出计算锅的温度。控制部在判定为锅是由磁性金属材料或导电率低于铝的非磁性金属材料构成的情况下，根据温度计算部的计算温度控制变换器电路的输出，并且在锅类型判定部判定为由高导电率的非磁性材料构成锅时，使温度计算部的温度检测无效。由此，能够防止由于在加热高导电率的非磁性锅时从自身发热的浮力降低板射入红外线传感器的红外线影响造成的温度的错误检测，能够降低因红外线传感器的温度控制造成的火力不足。因此，在加热磁性锅和低导电率的非磁性金属制锅时，能够利用红外线传感器实现响应性良好的烹调，在加热高导电率的非磁性锅时，能够降低由于来自浮力降低板的红外线放射的影响造成的红外线传感器的错误温度检测。由此，烹调性能提高。
图1是概要表示本发明的实施方式1的感应加热烹调器的结构的剖面图。
图2是表示图1中的感应加热烹调器的来自锅和浮力降低板的红外线放射的剖面图。
图3是概要表示本发明的实施方式1的其他感应加热烹调器的结构的剖面图。
图4是概要表示本发明的实施方式2的感应加热烹调器的结构的剖面图。
图5是概要表示以往的感应加热烹调器的结构的剖面图。
符号说明11锅；12顶板；13加热线圈；14变换器(inverter)电路；15浮力降低板；16锅类型判定部；17红外线传感器；18温度计算部；19第1温度检测部；20、23控制部；21、22红外线放射；24计时部；25通知部；26第2温度检测部；41锅；42顶板；43加热线圈；44红外线传感器；45温度计算部；46控制部；47浮力降低板。
具体实施方式以下参照本发明的实施方式。另外，本发明不被该实施方式限定。
(实施方式1)图1是概要表示本发明的实施方式1的感应加热烹调器的结构的剖面图。图2是表示来自图1中的感应加热烹调器的锅11和浮力降低板15的红外线放射的剖面图。顶板12用于放置锅11。配置于顶板12下方的加热线圈(以下称为线圈)13用于感应加热锅11。变换器电路14向线圈13提供大于等于20kHz的高频电流。铝、铜等具有大于等于铝的导电率的非磁性金属制的浮力降低板15配置在顶板12和线圈13之间，在利用从线圈13产生的磁通加热锅11时，降低作用于锅11中感应的电流的浮力。实质上，浮力降低板15降低作用于锅11的浮力。
锅类型判定部(以下称为判定部)16根据变换器电路14的输出，判定锅11是铁、铸铁、磁性不锈钢等磁性金属制锅、或者非磁性不锈钢等导电率低于铝的非磁性金属制锅，还是铝等高导电率的非磁性金属制锅。红外线传感器17检测来自锅11的红外线放射。红外线传感器17可以使用热电堆、热电式红外线传感器等热式红外线传感器，或者光电二极管、光电晶体管等量子式红外线传感器，不特别限定其类型。优选响应速度快且小型的传感器。温度计算部18根据来自红外线传感器17的输出计算锅11的底部温度。
第1温度检测部19由热敏电阻构成，其根据来自顶板12的热的传导检测锅11的底部温度。控制部20根据来自判定部16、温度计算部18、第1温度检测部19的输出，控制变换器电路14的输出。判定部16、温度计算部18、控制部20由微电脑等构成，可以分体构成也可以构成为一体。
说明如上所述构成的感应加热烹调器的动作。在向线圈13提供高频电流后，放置于线圈13上方的锅11被加热。从锅11的底部放射对应锅11的温度的红外线，如图2所示，从锅11发出的红外线放射21透过顶板12输入红外线传感器17。来自浮力降低板15的红外线放射22也输入红外线传感器17。来自浮力降低板15的红外线放射22除按照图2所示从浮力降低板15直接输入红外线传感器17外，虽然没有图示，但在顶板12反射后输入红外线传感器17。根据来自红外线传感器17的输入信号，温度计算部18计算锅11的温度，控制部20接受该温度控制在线圈13流动的电流以成为所设定的加热状态。
判定部16根据向线圈13提供高频电流时的变换器电路14的输出，判定锅11的类型。例如，判定部16比较变换器14的输入电流和产生于线圈13的电压，判定锅11的类型。更加具体地讲，在开始加热时，向线圈13施加低输出电流，一面缓慢地增加该输出电流一面判定锅11的类型。作为缓慢增加输出的方法，可以采用变更频率的方法，也可以采用在一定频率下以二支设备半桥(two-device half bridge)方式变更驱动时间比的方法。
根据在变换器14的输出较小时进行的锅类型判定动作，在判定部16判定为由磁性金属材料或低导电率的非磁性金属材料构成锅11时，控制部20向线圈13提供约20kHz的高频电流，增大提供给线圈13的电流直到达到目标的加热输出。该情况时，锅11例如是铁系列(铁、铸铁)、磁性不锈钢等磁性金属制锅、或者导电率低于铝的非磁性金属即非磁性不锈钢制锅。非磁性不锈钢制锅的磁导率较小，在锅11的底部流动的高频电流的渗透深度较大，所以不易获得基于趋肤效应的发热作用。但是，非磁性不锈钢与铝、铜等相比，电阻率较大，所以能够以相应较小的加热线圈电流获得规定的发热量。在达到目标的加热输出后仍加热磁性金属制锅或低导电率的非磁性金属制锅时，在线圈13流动的电流频率较低且较小，所以铝制浮力降低板15几乎不会因为来自线圈13的磁通而自身发热。因此，在红外线传感器17的温度检测中，来自浮力降低板15的红外线放射22不会影响对来自锅11的红外线放射21的检测。因此，控制部20根据温度计算部18的检测结果和第1温度检测部19的检测结果，在至少任一方的检测温度满足分别设定的设定条件时，控制变换器电路14的输出。例如，在检测温度大于等于规定值时、检测温度的斜率成为大于等于规定值的值时等，控制部20控制变换器电路14的输出。即，控制部20抑制提供给线圈13的高频电流或停止加热动作，由此使锅11的温度或温度斜率小于等于规定值。
另一方面，在判定部16判定为由高导电率的非磁性金属材料构成锅11时，控制部20向线圈13提供约60kHz的高频电流。该情况时，锅11例如是铝、铜等非磁性金属制锅。
在加热像铝、铜等那样导磁率较低的低电阻的非磁性锅时，与使线圈13加热磁性金属制锅时相比，需要流过频率高且较大的电流、增加磁通量，所以浮力降低板15的自身发热也增大。浮力降低板15由高导电率的非磁性金属材料构成，以便抑制因来自线圈13的磁通造成的发热，但在锅11是高导电率的非磁性金属制锅时，浮力降低板15的温度有时上升到300～400℃。红外线传感器17接受来自浮力降低板15的红外线放射22的影响，有可能错误检测为远远高于锅11的实际温度的温度。因此，控制部20无视温度计算部18的检测结果，根据第1温度检测部19的检测结果控制变换器电路14的输出，使锅11的温度小于等于规定的温度或规定的温度斜率。
即使在判定部16判定为是高导电率的非磁性金属锅时，在火力较小的情况下，浮力降低板15的温度也不会上升到上述温度。因此，来自浮力降低板15的红外线放射22几乎不会带来使红外线传感器17的温度检测产生不良的影响。在这种火力设定下，即使使用非磁性金属制锅，红外线传感器17的温度检测也不会产生不良。该情况时，控制部20根据温度计算部18和第1温度检测部19的检测结果，控制变换器电路14的输出，使锅11的温度小于等于规定的温度或规定的温度斜率。
如上所述，在本实施方式中，在判定部16判定为锅11是非磁性金属制锅时，使红外线传感器17的温度检测结果无效。因此，在锅11是磁性材料或导电率高的非磁性金属制锅时，能够进行基于红外线传感器17的响应性良好的温度控制，在锅11是高导电率的非磁性金属材料制品时，能够降低由于浮力降低板15的自身发热影响造成的红外线传感器17的错误温度检测。并且，即使是高导电率的非磁性金属制锅，在小于等于规定的火力设定时，使红外线传感器17的温度检测有效。因此，在来自浮力降低板15的红外线放射22不会影响红外线传感器17的温度检测的火力状态下，能够与锅11的类型无关地进行红外线传感器17的响应性良好的温度控制。
另外，判定部16不限于上述结构。例如图3所示，也可以设置由热敏电阻构成的第2温度检测部26，通过测定浮力降低板15的温度或温度斜率，判定锅11的类型。尽管第1温度检测部19的测定温度小于等于规定值(第1温度)，但在第2温度检测部26的测定温度达到规定值(比第1温度高的第2温度)、或者第2温度检测部26的测定温度变化大于等于规定值的情况下，判定部16可以根据该信息判定为锅11由高导电率的非磁性金属材料构成。此处，第1温度例如设定为100℃，第2温度例如设定为200℃。通过将第2温度设定得比第1温度高，能够防止因第1温度的上升延迟造成的错误判定。在判定部16进行这种判定后，控制部20无视温度计算部18的检测结果，根据第1温度检测部19的检测结果控制变换器电路14的输出，使锅11的温度小于等于规定温度。另外，判定部16如果能够根据图3所示的第2温度检测部26的输出和图1所示的变换器电路14的输出双方进行判定，则控制部20可以更加高精度地确定能够使红外线传感器17动作的条件。
(实施方式2)图4是表示本发明的实施方式2的感应加热烹调器的结构的概念剖面图。另外，对与实施方式1相同的结构赋予相同符号，并省略详细说明。本实施方式的感应加热烹调器与实施方式1的不同之处是，设置控制部23取代控制部20，并且追加了计时部24和通知部25。
控制自动烹调的控制部23根据判定部16、温度计算部18、第1温度检测部19的输出，利用规定的算法控制变换器电路14的输出。计时部24对在判定部16判定为高导电率的非磁性金属制锅的状态下加热的时间进行计时。通知部25通知通过控制部23禁止自动烹调的情况。控制部23由微电脑和存储器等构成，计时部24由微电脑、定时器等构成。通知部25由液晶面板等显示器，扬声器、蜂鸣器等语音输出器等构成。在以下的说明中，以由显示器构成时为例进行说明。
说明如上所述构成的感应加热烹调器的动作。根据来自红外线传感器17的输入信号，温度计算部18计算锅11的温度或温度斜率，控制部23根据来自温度计算部18的信号和对应所设定的自动烹调菜单的算法，控制在线圈13流动的电流。
在锅11的材质是铝、铜等高导电率的非磁性金属时，浮力降低板15的温度有时上升到300～400℃。在这种情况下，红外线传感器17按照图2所示，接受来自浮力降低板15的红外线放射22的影响，错误检测为远远高于锅11的实际温度的温度。或者，有可能不能检测到烧水壶沸腾时，煮饭过程中喷出时、油炸烹调中的材料投放等的温度拐点。该情况时，将会产生火力不足或因检测延迟造成的溢出、沾锅等不良。为了防止这种不良，在判定部16判定是高导电率的非磁性金属制锅时，控制部23禁止自动烹调。此时，优选通过通知部25显示该信息。
另外，在锅11的材质是铁系列的磁性金属或低导电率的非磁性金属时，在进行自动烹调的情况下，如果在由高导电率的非磁性金属制锅加热烹调后马上进行自动烹调，有可能造成温度的错误检测。这是因为由于在加热高导电率的非磁性金属制锅时因自身发热而导致温度上升的浮力降低板15的红外线放射22，温度计算部18错误地检测温度。因此，优选控制部23在判定部16判定为高导电率的非磁性金属制锅的状态下的加热结束后的规定时间、或者与计时部24的计时时间对应的时间，禁止开始下一次自动烹调。由此，在加热高导电率的非磁性金属制锅后由磁性金属制锅或低导电率的非磁性金属制锅自动烹调时，不会受到在加热高导电率的非磁性金属锅时而上升的浮力降低板15的余热影响，能够由磁性金属制锅或低导电率的非磁性金属制锅进行自动烹调。另外，优选利用通知部25通知该信息。
如上所述，在本实施方式中，在判定部16判定锅11是高导电率的非磁性金属制锅时，禁止自动烹调，所以在锅11是磁性金属制锅或低导电率的非磁性金属材料时，能够进行基于红外线传感器17的响应性良好的自动烹调。并且，在锅11是高导电率的非磁性金属制材料时，能够防止由于浮力降低板15的自身发热的影响造成的红外线传感器17的错误温度检测导致的自动烹调失败。
并且，在加热高导电率的非磁性金属制锅后进行自动烹调时，红外线传感器17不会接受在加热高导电率的非磁性金属制锅时自身已发热的浮力降低板15的余热影响，能够进行自动烹调。
另外，优选可以根据开始自动烹调前的高导电率的非磁性金属制锅的加热时间，变更截止到下一次自动烹调的禁止时间。该情况下，在加热高导电率的非磁性金属制锅的时间较短、浮力降低板15的温度上升较小的情况下，能够将开始自动烹调的待机时间抑制在最小限度，能够提高自动烹调的使用便利性，而且不会降低烹调性能。
并且，利用通知部25视觉显示自动烹调禁止状态或者利用声音进行通知，所以使用者能够容易识别不能烹调的状态。
另外，与实施方式1相同，在使用高导电率的非磁性金属制锅时，在火力较小的情况下，浮力降低板15的温度不会上升到300～400℃。因此，来自浮力降低板15的红外线放射22不产生使红外线传感器17的温度检测产生不良的影响。所以，优选控制部23在判定部16判定为高导电率的非磁性金属制锅时，把最大火力限制为红外线传感器17的温度检测不会产生不良的火力。并且，优选根据来自温度计算部18的信号和与所设定的自动烹调菜单对应的算法，控制在线圈13流动的电流。
如上所述，在本实施方式中，在加热高导电率的非磁性金属制锅时，控制部23也能够将对高导电率的非磁性金属制锅的最大输出限制在规定值以下。因此，即使是高导电率的非磁性金属制锅，也能够实现活用了红外线传感器17的良好响应性的自动烹调。
另外，在实施方式1、2的说明中构成为具有第1温度检测部19，但在属于变换器电路14的输出小于等于规定值的范围内的火力时，即使不设置也能够获得相同的作用效果。该情况时，控制部20、23根据温度计算部18的计算温度控制变换器电路14。并且，与将要加热的锅11的类型无关，能够经常进行活用了红外线传感器17的高精度的温度控制。
并且，也可以在第1实施方式中设置通知部25。在使温度计算部18的检测温度无效的情况下，通过通知该信息，能够判定锅11是磁性金属材料或低导电率的非磁性金属材料还是高导电率的非磁性金属材料，如果错误检测锅11的材料，则可以判定为故障。
本发明的感应加热烹调器是可以加热铝等高导电率的非磁性金属锅的感应加热烹调器。并且，在加热高导电率的非磁性锅时，使基于红外线传感器的温度检测无效，消除从高导电率的非磁性金属制的浮力降低板放射的红外线的影响。通过这种控制，在加热磁性金属锅时，能够实现对基于红外线传感器的响应性的更高精度的温度控制。另一方面，在加热高导电率的非磁性金属锅时，也能够提高烹调性能，而且不会产生因红外线传感器的错误温度检测造成的火力不足。
权利要求
1.一种感应加热烹调器，具有放置锅的顶板；配置于所述顶板下方的加热线圈；向所述加热线圈提供高频电流的变换器电路；锅类型判定部，判定所述锅是由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成，还是由磁性金属材料或导电率低于铝的非磁性金属材料构成；非磁性金属制的浮力降低板，配置在所述顶板和所述加热线圈之间，具有大于等于铝的导电率，用于降低在感应加热所述锅时作用于所述锅的浮力；红外线传感器，检测来自所述锅的红外线放射；温度计算部，根据所述红外线传感器的输出计算所述锅的温度；和控制部，根据所述温度计算部的计算温度控制所述变换器电路的输出，在所述锅类型判定部锅判定所述锅是由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的情况下，使所述温度计算部的温度检测无效。
2.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，进一步具有第1温度检测部，其根据来自所述顶板的热的传导测定所述锅的温度。
3.根据权利要求
2所述的感应加热烹调器，其中，所述控制部在所述温度计算部的计算温度和所述第1温度检测部的检测温度至少任一方满足各自预先设定的设定条件时，抑制提供给所述加热线圈的高频电流或者停止加热动作。
4.根据权利要求
2所述的感应加热烹调器，进一步具有测定所述浮力降低板的温度的第2温度检测部，其中，所述锅类型判定部在所述第1温度检测部的测定温度低于第1温度、所述第2温度检测部的测定温度大于等于比第1温度高的第2温度时，判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成。
5.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，进一步具有测定所述浮力降低板的温度的第2温度检测部，其中，所述锅类型判定部在所述第2温度检测部的测定温度的变化大于等于规定值时，判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成。
6.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，其中，所述锅类型判定部根据所述变换器电路的输出，判定所述锅是由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成，还是由磁性金属材料或导电率低于铝的非磁性金属构成。
7.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，其中，在所述锅类型判定部判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的情况下，在所述变换器电路的输出小于等于规定值时，所述控制部使基于所述温度计算部的温度检测无效，根据所述温度计算部的计算温度控制所述变换器电路。
8.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，进一步具有通知部，在所述控制部使所述温度计算部的温度检测无效的情况下，通知该情况。
9.根据权利要求
1所述的感应加热烹调器，其中，所述控制部根据来自所述温度计算部的计算温度，利用规定的算法控制所述变换器电路的输出，进行自动烹调。
10.根据权利要求
9所述的感应加热烹调器，其中，在所述锅类型判定部判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的情况下，所述控制部禁止自动烹调。
11.根据权利要求
10所述的感应加热烹调器，进一步具有通知部，在所述控制部禁止自动烹调的情况下，通知该情况。
12.根据权利要求
9所述的感应加热烹调器，其中，在所述锅类型判定部判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的情况下，所述控制部把所述变换器电路的最大输出限制为小于等于规定值。
13.根据权利要求
9所述的感应加热烹调器，其中，所述控制部在结束由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的所述锅的加热动作后，在规定时间内禁止开始自动烹调。
14.根据权利要求
13所述的感应加热烹调器，进一步具有计时部，对在所述锅类型判定部判定所述锅由具有大于等于铝的导电率的非磁性金属材料构成的状态下进行加热动作的时间进行计时，所述控制部根据所述计时部的计时时间，变更到下一次开始自动烹调为止的禁止时间。
15.根据权利要求
13所述的感应加热烹调器，进一步具有通知部，在所述控制部禁止自动烹调的情况下，通知该情况。
专利摘要
提供一种感应加热烹调器，具有顶板、加热线圈、变换器电路、锅类型判定部、具有高导电率的非磁性金属制的浮力降低板、红外线传感器、温度计算部和控制部。锅类型判定部判定锅是由具有高导电率的非磁性金属材料构成，还是由磁性金属材料或导电率低于铝的非磁性金属材料构成。温度计算部根据检测来自锅的红外线放射的红外线传感器的输出计算锅的温度。控制部根据温度计算部的计算温度控制变换器电路的输出，在锅类型判定部锅判定为由非磁性金属材料构成锅的情况下，使温度计算部的温度检测无效。
文档编号H05B6/12GK1994021SQ200680000586
公开日2007年7月4日 申请日期2006年4月18日
发明者富永博, 渡边贤治, 前知香 申请人:松下电器产业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan