加熱調理器用の温度検出装置
【課題】赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することにより、調理用容器の温度を正確に検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供する。
【解決手段】第１波長域についての赤外線強度と第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器の基準温度を求め、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求め、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第２温度として求め、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定し、放射率と第１波長域についての赤外線強度又は第２波長域についての赤外線強度とに基づいて調理用容器の温度を求める。
【解決手段】第１波長域についての赤外線強度と第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器の基準温度を求め、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求め、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第２温度として求め、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定し、放射率と第１波長域についての赤外線強度又は第２波長域についての赤外線強度とに基づいて調理用容器の温度を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる加熱調理器用の温度検出装置は、例えば調理用容器を加熱する加熱手段としてガスバーナを備えたガスコンロ等の加熱調理器に適用されるものであり、従来では、赤外線強度を検出するサーモパイル等からなる赤外線強度検出手段を備えて、この赤外線強度検出手段にて加熱手段にて加熱された調理用容器から放射される赤外線強度を検出して、その検出結果に基づいて調理用容器の温度を検出するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）（以下、第１の従来例という）。
【０００３】
又、別の従来例として、前記赤外線強度検出手段が、異なる２つの波長域における赤外線強度を各別に検出するように構成され、前記温度検出手段が、前記異なる２つの波長域における赤外線強度の比を求め、その赤外線強度の比と予め記憶している赤外線強度の比と温度との相関関係とから調理用容器の温度を検出するように構成したものもある（例えば、特許文献２参照。）（以下、第２の従来例という）。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−４３１２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に物体はその温度に応じた強度の赤外線を放射するため、物体から放射される赤外線の強度を測定してその赤外線強度により物体の温度を検出することが可能であるから、第１の従来例では、このような特性を利用して調理用容器の温度を検出するようにしたものである。
【０００６】
しかしながら、物質の放射率が異なると温度が同じであっても放射される赤外線強度は異なった値になるものであり、実際の調理で使用される調理用容器としては、種々異なる物質からなる調理用容器が存在するが、第１の従来例では、このような放射率の違いについて考慮されておらず、調理用容器の放射率が大きく変化しないことを前提として赤外線の強度を検出する構成とするものであり、使用する調理用容器によっては温度を正確に検出することができないものとなっていた。
【０００７】
そして、上述したような調理用容器の放射率の差異に起因した誤差を少なくした状態で温度を検出するためのものとして、第２の従来例に記載されるような加熱調理器用の温度検出装置が提案されている。説明を加えると、前記赤外線強度検出手段にて検出される異なる２つの波長域における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との相関関係が、調理用容器の材質の違い、換言すると調理用容器の放射率の違いにかかわらず略同じ特性であることを前提として、温度計測対象となる調理用容器について赤外線強度検出手段にて２つの波長域についての赤外線強度を検出し、その計測結果と、上記したような赤外線強度の比と温度との相関関係とから、調理用容器の温度を検出するようにしたものである。
【０００８】
本出願は、第２の従来例と同様に、上記したような調理用容器の放射率の差異にかかわらず調理用容器の温度を検出することを目的するものであって、赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することにより、放射率の変化にかかわらず調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えたものであって、その第１特徴構成は、
前記赤外線強度検出手段が、
波長計測対象範囲のうちで互いに波長が異なり且つ前記調理用容器が放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定された第１波長域及び第２波長域の夫々における赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度検出手段が、
前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて前記調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理、
波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する前記第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、
前記基準体における温度の変化に対する前記第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理、
前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理、
前記放射率推定処理にて推定された放射率と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度又は前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、前記調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するように構成されている点にある。
【００１０】
本出願人は、調理用容器の放射率の差異にかかわらず調理用容器の温度を検出する構成を得るために鋭意研究を行った結果、後述するような各種の実測データから放射率が判明していない調理用容器の放射率を推定することが可能であることを見出し、その推定した放射率と赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度とから調理用容器の温度を検出することが可能となることを見出した。
【００１１】
図６〜図１０に、各種の材質からなる調理用容器についての温度と赤外線強度との相関関係について本出願人が計測した結果を示している。
図６のラインＬ１は、前記基準体の一例としての黒体炉についての温度の変化に対する第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係を示し、図６のラインＬ２は、黒体炉の温度の変化に対する第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係を示している。図７には、黒色塗装鍋を複数の所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。図８には、銀色塗装鍋を複数の所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）の計測結果及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）の計測結果を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。又、図９には、アルミ鍋を所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。
【００１２】
そして、図６のラインＬ１に示す相関関係と調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求めることができる。又、図６のラインＬ２に示す相関関係と調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求めることができる。
【００１３】
図１０には、前記赤外線強度検出手段にて検出される異なる２つの波長域（第１波長域及び第２波長域）における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との相関関係を示している。この図から、調理用容器の材質の違い、換言すると調理用容器の放射率の違いにかかわらず相関関係が略同じになっていることが分かる。そして、例えば、そのうちのいずれか代表的な１つの相関関係を用いて、温度計測対象となる調理用容器について赤外線強度検出手段にて２つの波長域（第１波長域及び第２波長域）における赤外線強度を検出してその赤外線強度比と、代表的な相関関係とから温度計測対象となる調理用容器の基準温度を求めることができる。
【００１４】
そして、図６〜図１０に示すような計測結果から、本出願人は、上記したようにして検出される基準温度（Ｔ０）、第１温度（Ｔ１）、第２温度（Ｔ２）を用いて、例えばそれらの関係の一例として第１温度と第２温度との差分値を基準温度にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕を種々の基準温度に対応させた状態で求め、図１１に示すような結果を得た。そして、この図１１に示す計測結果から前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕は調理用容器の材質が異なると互いに異なる値となり、しかも、材質が同じ調理用容器であればどのような温度であっても略一定の値となることから、これらの基準温度、第１温度、第２温度の情報を種々の材質の調理用容器について予め計測しておくことで、加熱調理器に載置された調理用容器の放射率を推定することが可能となることを見出した。
【００１５】
又、調理用容器の温度変化に対する赤外線強度の変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定されているから、それら一対の赤外線強度の比の調理用容器の温度の変化に対する変化率は大きなものとなり、それだけ分解能が高く調理用容器の基準温度を誤差の少ない状態で求めることが可能となる。
【００１６】
そこで、これらの計測結果を利用して、前記温度検出手段が、先ず、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理を実行する。次に、前記基準体における温度の変化に対する第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、及び、前記基準体における温度の変化に対する第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理を実行し、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理を実行するのである。但し、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度の関係として、上記した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕に限らず種々の関係を設定することが可能である。
【００１７】
そして、温度検出手段が、前記放射率推定処理にて推定された放射率と、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度又は調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するのである。例えば、第１波長域についての赤外線強度又は調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度のいずれかを放射率で割ると、そのときの調理用容器の温度と同じ温度の基準体における赤外線強度を求めることができ、図６の相関関係と基準体における赤外線強度からそのときの調理用容器の温度を求めることができる。
【００１８】
その結果、温度検出対象となる調理用容器の放射率が分かっていなくても、上述したように赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することができるから、その推測された放射率と調理用容器について計測された赤外線強度とを用いて調理用容器の温度を放射率の差異にかかわらず検出することが可能となる。
【００１９】
従って、第１特徴構成によれば、赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することにより、放射率の変化にかかわらず調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２０】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するように構成されている点にある。
【００２１】
第２特徴構成によれば、前記温度検出手段が、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて調理用容器の放射率を推定するが、図１１に示すような本出願人の計測結果より、前記演算値は、調理用容器の材質が異なると互いに異なる値となり、しかも、材質が同じ調理用容器であればどのような温度であっても常にほぼ一定の値となることが明らかであるから、調理用容器の放射率を極力正確な値として推定することが可能となる。
【００２２】
従って、第２特徴構成によれば、正確な値として推定される調理用容器の放射率を用いることにより、調理用容器の温度を正確に検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２３】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記基準体の放射率が０．９以上である点にある。
【００２４】
第３特徴構成によれば、前記基準体の放射率が０．９以上であるから、調理用容器として一般に用いられる材質の容器であれば、調理用容器の放射率が基準体の放射率と同じ又はそれよりも小さい放射率となるから前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなる利点がある。つまり、基準体の放射率が０．９よりも低い場合であれば、調理用容器の種類によっては、調理用容器の放射率が基準体の放射率よりも大きい場合と、調理用容器の放射率が基準体の放射率よりも小さい場合の両者が存在することがあり、前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が低いものになるおそれがあるが、基準体の放射率が０．９以上であれば、このようなことがなく前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなる。
【００２５】
従って、第３特徴構成によれば、前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなるから調理用容器の放射率を推定する場合の信頼性が向上し、調理用容器の温度を正確に検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２６】
本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記赤外線強度検出手段が、前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている点にある。
【００２７】
第４特徴構成によれば、前記第１波長域として３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μｍ以上且つ２０．０μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定されることになる。
【００２８】
すなわち、調理用容器を例えばバーナで形成される火炎により加熱する加熱調理器であれば、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度を赤外線強度検出手段により火炎を介して検出する場合、その火炎には、ＣＯ2やＨ2Ｏが気体の状態で存在する。そして、そのコンロにおける実際の火炎は、ＣＯ2やＨ2Ｏの発光に伴う高輝度の赤外線を発しているため、その発光は、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度検出手段におけるノイズ発生の原因となる。そして、ＣＯ2やＨ2Ｏは、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲内、及び４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲内において赤外線を発光するので、上記したような第１波長域及び第２波長域が設定されることで、火炎の赤外線発光に伴うノイズの影響が除去できることにより、極力正確な温度検出が可能となる。
【００２９】
従って、第４特徴構成によれば、加熱手段としてバーナを備える加熱調理器であっても、火炎の赤外線発光に伴うノイズの影響を少なくした状態で極力正確な温度検出が可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置を加熱調理器としてのガスコンロに適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ガスコンロは、円形の加熱用の開口１ａを有する平板状の天板１、開口１ａの上方に離間させて加熱調理用の鍋等の調理用容器Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される調理用容器Ｎを加熱する加熱手段としてのガス燃焼式のバーナ３０、そのバーナ３０の作動を制御する燃焼制御装置３等を備えて構成されている。
【００３１】
前記バーナ３０は、ブンゼン燃焼式の内炎式バーナであり、燃料供給路５を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル３１、そのガスノズル３１から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気が供給される混合管３２、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口３３を備えて、前記混合管３２から混合気が供給される環状のバーナ本体３４等を備えて構成され、前記バーナ３０は、前記開口１ａの下方に位置させて設けている。
【００３２】
このバーナ３０においては、混合管３２からバーナ本体３４内に供給された燃料ガスＧと空気との混合気が炎口３３からバーナ本体３４の中心に向けて略水平方向に噴出され、その噴出された燃料ガスＧと空気との混合気が燃焼して、火炎Ｆが前記開口１ａを通って上向きに形成される。
【００３３】
前記燃料供給路５には、前記ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁６と、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁７とが設けられ、バーナ３０のバーナ本体３４内の下方には、開口１ａを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿８が設けられる。
【００３４】
さらに、このコンロには、天板１の下方側に位置し且つ汁受皿８の中央部に位置して調理用容器Ｎから放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出手段としての赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出する温度検出手段５０とを備えた温度検出装置が設けられている。
【００３５】
そして、前記赤外線強度検出部４０が、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出手段５０が、赤外線強度検出部４０にて検出される複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に基づいて、調理用容器Ｎの温度を検出するように構成されている。さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３０の火炎からの放射強度が強い波長領域を外れた領域に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。
【００３６】
次に、赤外線強度検出部４０による赤外線強度の計測対象となる複数の波長域を設定するために複数の種類の調理用容器を用いて本出願人が行った各種の実測データについて具体的に説明する。ここでは、複数の種類の調理用容器としては、金属の表面に黒色塗装した調理用容器（以下、黒色塗装鍋と称する）、金属の表面に銀色塗装した調理用容器（以下、銀色塗装鍋と称する）、アルミ板を用いた調理用容器（以下、アルミ鍋と称する）の夫々を用いて計測した結果を示す。
【００３７】
図２〜図４には、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋の夫々について、常温（２５℃）から約３００℃の範囲で加熱したときに、温度が変化したときの赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。これらの図から明らかなように、加熱調理時の調理用容器の温度、例えば、常温から約３００℃までの範囲において、１．５μｍ以上且つ数十μｍ以下の範囲内の波長領域において赤外線が放射しており、例えば、３．５μｍ以上且つ１５μｍ以下の範囲内において各種の赤外線センサにて検出可能な充分な放射強度を有している。
【００３８】
又、図５には、ガス燃焼式のバーナ３０にて形成される火炎から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示しており、この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲、及び、４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲では火炎からの放射が強い。そこで、赤外線強度検出部４０にて赤外線強度を検出する検出対象波長域としては、このような火炎からの放射が強い波長範囲外に設定することが望ましい。
【００３９】
そして、上記したような調理用容器からの赤外線の放射領域や火炎による影響等を考慮した上で、放射率が異なる調理用容器を用いる場合であっても極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することができるように、赤外線強度検出部４０による波長域として、３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された第１波長域と、８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された第２波長域を設定するようにしている。
【００４０】
具体的には、赤外線強度検出部４０による赤外線検出用の波長域として、３．５μｍ以上且つ４．０μｍ以下の波長領域α１内にて選択された前記第１波長域Ｋ１、及び、８μｍ以上且つ１３μｍ以下の波長領域α２内から選択された前記第２波長域Ｋ２を設定して、それら２つの波長域Ｋ１、Ｋ２の赤外線強度を夫々検出する構成としている。説明を加えると、図２〜図４から分かるように、第１波長域Ｋ１が、調理用容器の温度変化に対する赤外線強度の変化が第２波長域Ｋ２よりも大きくなるような波長域に定められている。言い換えると、第１波長域Ｋ１においては、温度の変化に対する赤外線強度の変化についての分解能が第２波長域Ｋ２における分解能よりも大きいものになっている。尚、前記第１波長域Ｋ１は、波長領域α１のうちの一部の波長域を用いるものでもよく波長領域α１全体の波長域を用いるものでもよい。前記第２波長域Ｋ２も同様に、波長領域α２のうちの一部の波長域を用いるものでもよく波長領域α２全体の波長域を用いるものでもよい。
【００４１】
図６に、放射率が略１．０である黒体炉について、その黒体炉の温度を変化させたときにおける前記第１波長域Ｋ１及び前記第２波長域Ｋ２の夫々における赤外線強度の相関関係を示している。図中、ラインＬ１が第１波長域Ｋ１についての黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示しており、ラインＬ２が第２波長域Ｋ２についての黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示している。
【００４２】
黒体炉は、波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体に対応するものであり、前記放射率が０．９以上である。具体的には、波長計測対象範囲の全範囲にわたって放射率が略１．０で一定の特性を有するものである。
【００４３】
図７には、黒色塗装鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度の計測結果（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度の計測結果（図中黒丸で示す）を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。黒色塗装鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．９で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、黒色塗装鍋の赤外線強度は、そのときの黒色塗装鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．９倍に相当する値になっている。
【００４４】
ちなみに、第１波長域Ｋ１における赤外線強度は、１００℃、２００℃、３００℃の各点に限らずその他の複数の温度についても計測されるが、黒体炉の検出値と対比し易いように、図７では上記３点のみ代表する形態で簡略化して表示している。このような簡略した表示形態は、以下の銀色塗装鍋、アルミ鍋の場合でも同様である。
【００４５】
又、図８には、銀色塗装鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度の計測結果（図中黒丸で示す）を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。銀色塗装鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．４で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、銀色塗装鍋の赤外線強度は、そのときの銀色塗装鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．４倍に相当する値になっている。
【００４６】
さらに、図９には、アルミ鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度の計測結果（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度（図中黒丸で示す）の計測結果を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。アルミ鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．３で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、アルミ鍋の赤外線強度は、そのときのアルミ鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．３倍に相当する値になっている。
【００４７】
図１０には、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度（Ａ）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度（Ｂ）の比すなわち赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する物体の温度との関係を示している。図１０の記載内容から分かるように、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋では、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が共に略同じ状態で温度に依存して変化しており略同じ特性になっている。つまり、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が同じであれば、その赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する調理用容器Ｎの温度は略同じになっている。
【００４８】
そこで、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器Ｎの温度との相関関係についての複数のもののうちの代表的なものについていずれか１つを予め記憶しておき、加熱される調理用容器Ｎについて、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度と第２波長域Ｋ２における赤外線強度の比すなわち赤外線強度比（Ｂ／Ａ）を求め、その実測された赤外線強度比（Ｂ／Ａ）、及び、予め記憶している前記相関関係から調理用容器Ｎの温度を基準温度Ｔ０として求めることができる。前記赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器Ｎの温度との相関関係について、例えば複数のデータの平均値を求めてその平均値を記憶するようにしてもよい。
【００４９】
そして、本出願人は、図６〜図１０に示す計測結果から次のようなことを見出した。
すなわち、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋の夫々は、１００℃、２００℃、３００℃のいずれにおいても、調理用容器から放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度（第１温度）Ｔ１は、調理用容器から放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度（第２温度）Ｔ２よりも高い温度になる。
【００５０】
各種の調理用容器について計測された第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２、及び、基準温度Ｔ０の夫々の検出値を用いて、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差分値を基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕と、基準温度Ｔ０との相関関係が図１１に示すような関係として得られた。しかも、前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の複数の温度の平均値を求め、その演算値の平均値と調理用容器の放射率との相関関係が図１２のような直線状の相関関係として得られた。図１１から、前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕は調理用容器の温度が変化しても略一定であることが分かり、しかも、図１２から前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕と調理用容器の放射率とが略直線状の変化するような所定の相関関係を有していることが分かる。
【００５１】
そこで、このような計測データを種々の材質のものについて計測して予め記憶しておき、温度計測対象である調理用容器Ｎの放射率が分かっていない場合であっても、赤外線強度検出部４０により第１波長域Ｋ１における赤外線強度及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度を計測して、その計測結果から調理用容器Ｎの温度を検出することができる。
【００５２】
以上の結果を踏まえて、前記温度検出手段５０が次のように構成されている。
すなわち、前記温度検出手段５０が、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器Ｎの基準温度を求める基準温度算出処理、波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する第１波長域Ｋ１における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度に基づいて、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度Ｔ１として求める第１温度算出処理、基準体における温度の変化に対する第２波長域Ｋ２における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度に基づいて、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第２温度Ｔ２として求める第２温度算出処理、前記基準温度Ｔ０、前記第１温度Ｔ１、及び、前記第２温度Ｔ２に基づいて、調理用容器Ｎの放射率を推定する放射率推定処理、前記放射率推定処理にて推定された放射率と調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度とに基づいて調理用容器Ｎの温度を求める温度算出処理を夫々実行するように構成されている。
【００５３】
前記温度検出手段５０は、前記放射率推定処理として、前記第１温度Ｔ１と前記第２温度Ｔ２との差分値を前記基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕に基づいて、前記調理用容器Ｎの放射率を推定するように構成されている。
【００５４】
次に、赤外線強度検出部４０の構成について具体的に説明する。
図１に示すように、赤外線強度検出部４０が、前記汁受皿８の中央部に形成した開口部に下方側から挿入する状態で配設され、その赤外線強度検出部４０にて、五徳２に載置された調理用容器Ｎの底部から放射されて導入された赤外線の赤外線強度を検出するように構成されている。又、図１に示すように、赤外線強度検出部４０は、通過させる赤外線の波長域が互いに異なる２個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂと、それら２個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとを備えて構成して、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる２つの波長域、すなわち、前記第１波長域Ｋ１及び前記第２波長域Ｋ２の夫々についての赤外線強度を検出するように構成されている。ちなみに、前記バンドパスフィルター４１ａ，４１ｂは、対応する波長域の赤外線のみを選択的に透過させるように構成されている。そして、上記の波長域の赤外線強度を検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとして、サーモパイル等を用いることができる。
【００５５】
次に、前記温度検出手段５０により調理用容器Ｎの温度を求める処理について具体的に説明する。
温度検出手段５０は、前記基準体の一例としての黒体炉における温度の変化に対する第１波長域Ｋ１における赤外線強度の変化を示す相関関係及び黒体炉における温度の変化に対する第２波長域Ｋ２における赤外線強度の変化を示す相関関係（以下、第１記憶データという場合がある）（図６のラインＬ１、Ｌ２参照）、上記したような調理用容器の温度に対する前記赤外線強度比（Ｂ／Ａ）の変化を示す相関関係のうちの予め定めた代表的な１つのもの（以下、第２記憶データという場合がある）（図１０参照）、並びに、種々の材質の調理用容器について予め計測した前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の種々の温度についての平均値と調理用容器Ｎの放射率との相関関係（以下、第３記憶データという場合がある）（図１２参照）の夫々が、予め図示しないメモリに記憶する状態で備えられている。ちなみに、これらの特性は、例えば、各相関関係についての近似式を求めて設定したり、あるいは、マップデータとして記憶する等、種々の形態で記憶しておくことができる。
【００５６】
そして、温度検出手段５０は、図１３に示すように、先ず、前記基準温度算出処理を実行する（ステップ１）。すなわち、赤外線強度検出部４０にて検出された調理用容器Ｎから放射された赤外線における第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と第２波長域Ｋ２についての赤外線強度との比つまり実測赤外線強度比を求め、その実測赤外線強度比、及び、前記第２記憶データ、すなわち、予め記憶している赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との相関関係（図１０参照）から調理用容器Ｎについての基準温度Ｔ０を求める。
【００５７】
次に、前記温度検出手段５０は前記第１温度算出処理を実行する（ステップ２）。すなわち、五徳２に調理用容器Ｎを載置してバーナ３０を加熱状態に調整している状態で、前記赤外線強度検出部４０により調理用容器Ｎから放射される赤外線のうちの第１波長域Ｋ１における赤外線強度を計測する。そして、その計測された赤外線強度と、前記第１記憶データのうち第１波長域Ｋ１における赤外線強度の相関関係（図６のラインＬ１）とから、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度である第１温度Ｔ１を算出する。
【００５８】
次に、前記温度検出手段５０が前記第２温度算出処理を実行する（ステップ３）。すなわち、前記赤外線強度検出部４０により調理用容器Ｎから放射される赤外線のうちの第２波長域Ｋ２における赤外線強度を計測する。そして、その計測された赤外線強度と、前記第１記憶データのうち第２波長域Ｋ２における赤外線強度の相関関係（図６のラインＬ２）とから、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度である第２温度Ｔ２を算出する。
【００５９】
次に、前記温度検出手段５０が前記放射率推定処理を実行する（ステップ４）。すなわち、前記基準温度Ｔ０、前記第１温度Ｔ１、前記第２温度Ｔ２の算出値を用いて、前記第１温度Ｔ１と前記第２温度Ｔ２との差分値を前記基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕を求め、その求めた演算値と、前記第３記憶データにおける相関関係（図１２参照）とから調理用容器の放射率を推定する。
【００６０】
次に、前記温度検出手段５０が前記温度算出処理を実行する（ステップ５）。すなわち、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度を上記ステップ４において推定した放射率で割ると、そのときの調理用容器Ｎの温度と同じ温度の黒体炉における赤外線強度を求めることができる。そして、その求めた黒体炉における赤外線強度と、図６の相関関係（ラインＬ２）とからそのときの黒体炉の温度を求めることができ、その温度を調理用容器Ｎの温度として求めるのである。
【００６１】
このとき、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度を用いるようにしたのは、図２〜図４から明らかなように、調理用容器Ｎの温度が低い場合であっても大きな強度の赤外線が放射されており、赤外線検出部４０により大きな出力が得られるので、それだけ精度よく現在の調理用容器Ｎの温度を検出することができるからである。
【００６２】
そして、前記温度検出手段５０にて求められた温度の情報は前記燃焼制御装置３に出力され、燃焼制御装置３は、この温度検出手段５０にて求められる温度に基づいて燃料供給量調節弁７等を制御することにより、バーナ３０により調理用容器Ｎを加熱するときに調理用容器Ｎの温度を設定範囲に抑制する自動温度制御、調理用容器Ｎの温度が上限温度以上に上昇した時にバーナ３０の燃焼を停止させる緊急停止制御等を行うように構成されている。
【００６３】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００６４】
（１）上記実施形態では、前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するにあたり、図１２に記載している前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の複数の温度についての平均値と調理用容器の放射率との相関関係を用いて放射率を求めるようにしているが、このような構成に代えて、例えば、図１１に記載しているような、各種の材質からなる調理用容器について、種々の温度において計測された前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕をマップデータとして記憶しておき、このマップデータを用いて放射率を推定するように構成するものでもよい。
【００６５】
又、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値を用いるものに限らず、前記第１温度、前記第２温度、及び、前記基準温度の関係として、放射率に対応する状態で表すことができる別の計算値を用いるようにしてもよく、要するに放射率を推定することが可能なものであればよい。
【００６６】
（２）上記実施形態では、前記温度検出手段が、前記温度算出処理として、前記調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度を用いて温度を算出するようにしたが、このような構成に代えて、前記調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度を用いて温度を算出するようにしてもよい。
【００６７】
（３）上記実施形態では、前記基準体の放射率が０．９以上のものとして黒体炉を用いるようにしたが、このような黒体炉に限らず放射率が０．９以上の黒体炉以外の物体を用いてもよく、又、放射率が０．９未満の物体を用いるものでもよい。
【００６８】
（４）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段による赤外線検出用の波長域として、３．５μｍ以上且つ４．０μｍ以下の波長領域内にて選択された第１波長域、及び、８μｍ以上且つ１３μｍ以下の波長領域内から選択された第２波長域を設定して、それら２つの波長域の赤外線強度を夫々検出する構成としたが、このような構成に限らず、前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域を設定し、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域を設定するものであればよい。
【００６９】
（５）上記実施形態では、前記加熱調理器として、混合気を環状のバーナ本体から内向きに噴出させて燃焼させる内炎式バーナを備えるコンロを示したが、混合気を外向き上方に噴出させるブンゼン燃焼式のバーナを備えたコンロであってもよい。
つまり、図１４に示すように、バーナ３０が、天板１に形成された開口部を通して上方に露出して混合気を外向き上方に噴出させて燃焼させる炎口３３を備える外炎式バーナにて構成するものでもよく、この構成では、炎口３３を形成するバーナ本体３５が円筒状に設けられて、その中央に上下方向に貫通する貫通孔３６が形成され、赤外線強度検出部４０がその貫通孔３６を通した赤外線強度を検出するように構成されている。尚、貫通孔３６の上端部は赤外線透過性の窓部３７にて覆う構成としている。
【００７０】
（６）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が複数のバンドパスフィルターを通過した赤外線を各別に検出する複数の赤外線検出素子を備えて互いに異なる波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、複数の波長域の夫々の赤外線を全て検出可能な１つの赤外線検出素子に対して複数のバンドパスフィルターが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。
【００７１】
（７）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段が、バーナの中央部の下方側に位置して上下方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものを例示したが、このような構成に限らず、バーナの中央部から横方向に位置をずらせて、斜め方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものでもよく、設置形態は種々変更して実施することができる。
【００７２】
（８）上記実施形態では、前記加熱手段としてガス燃焼式のバーナを用いる構成としたが、加熱手段はバーナに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプを用いたもの、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたもの、又は、電磁誘導加熱（通常、「ＩＨ」と呼ばれる）を行う磁界発生コイルを用いたもの等、電気式加熱部にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】加熱調理器の概略構成図
【図２】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図３】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図４】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図５】火炎から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図６】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示す図
【図７】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図８】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図９】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図１０】調理用容器の温度と赤外線強度比との関係を示す図
【図１１】調理用容器の温度と演算値との関係を示す図
【図１２】演算値と放射率との関係を示す図
【図１３】温度検出手段の制御フローチャート
【図１４】別実施形態の加熱調理器の概略構成図
【符号の説明】
【００７４】
３０ 加熱手段
４０ 赤外線強度検出手段
５０ 温度検出手段
Ｋ１ 第１波長域
Ｋ２ 第２波長域
Ｔ０ 基準温度
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる加熱調理器用の温度検出装置は、例えば調理用容器を加熱する加熱手段としてガスバーナを備えたガスコンロ等の加熱調理器に適用されるものであり、従来では、赤外線強度を検出するサーモパイル等からなる赤外線強度検出手段を備えて、この赤外線強度検出手段にて加熱手段にて加熱された調理用容器から放射される赤外線強度を検出して、その検出結果に基づいて調理用容器の温度を検出するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）（以下、第１の従来例という）。
【０００３】
又、別の従来例として、前記赤外線強度検出手段が、異なる２つの波長域における赤外線強度を各別に検出するように構成され、前記温度検出手段が、前記異なる２つの波長域における赤外線強度の比を求め、その赤外線強度の比と予め記憶している赤外線強度の比と温度との相関関係とから調理用容器の温度を検出するように構成したものもある（例えば、特許文献２参照。）（以下、第２の従来例という）。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−４３１２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に物体はその温度に応じた強度の赤外線を放射するため、物体から放射される赤外線の強度を測定してその赤外線強度により物体の温度を検出することが可能であるから、第１の従来例では、このような特性を利用して調理用容器の温度を検出するようにしたものである。
【０００６】
しかしながら、物質の放射率が異なると温度が同じであっても放射される赤外線強度は異なった値になるものであり、実際の調理で使用される調理用容器としては、種々異なる物質からなる調理用容器が存在するが、第１の従来例では、このような放射率の違いについて考慮されておらず、調理用容器の放射率が大きく変化しないことを前提として赤外線の強度を検出する構成とするものであり、使用する調理用容器によっては温度を正確に検出することができないものとなっていた。
【０００７】
そして、上述したような調理用容器の放射率の差異に起因した誤差を少なくした状態で温度を検出するためのものとして、第２の従来例に記載されるような加熱調理器用の温度検出装置が提案されている。説明を加えると、前記赤外線強度検出手段にて検出される異なる２つの波長域における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との相関関係が、調理用容器の材質の違い、換言すると調理用容器の放射率の違いにかかわらず略同じ特性であることを前提として、温度計測対象となる調理用容器について赤外線強度検出手段にて２つの波長域についての赤外線強度を検出し、その計測結果と、上記したような赤外線強度の比と温度との相関関係とから、調理用容器の温度を検出するようにしたものである。
【０００８】
本出願は、第２の従来例と同様に、上記したような調理用容器の放射率の差異にかかわらず調理用容器の温度を検出することを目的するものであって、赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することにより、放射率の変化にかかわらず調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置は、調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えたものであって、その第１特徴構成は、
前記赤外線強度検出手段が、
波長計測対象範囲のうちで互いに波長が異なり且つ前記調理用容器が放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定された第１波長域及び第２波長域の夫々における赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度検出手段が、
前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて前記調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理、
波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する前記第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、
前記基準体における温度の変化に対する前記第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理、
前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理、
前記放射率推定処理にて推定された放射率と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度又は前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、前記調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するように構成されている点にある。
【００１０】
本出願人は、調理用容器の放射率の差異にかかわらず調理用容器の温度を検出する構成を得るために鋭意研究を行った結果、後述するような各種の実測データから放射率が判明していない調理用容器の放射率を推定することが可能であることを見出し、その推定した放射率と赤外線強度検出手段にて検出される赤外線強度とから調理用容器の温度を検出することが可能となることを見出した。
【００１１】
図６〜図１０に、各種の材質からなる調理用容器についての温度と赤外線強度との相関関係について本出願人が計測した結果を示している。
図６のラインＬ１は、前記基準体の一例としての黒体炉についての温度の変化に対する第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係を示し、図６のラインＬ２は、黒体炉の温度の変化に対する第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係を示している。図７には、黒色塗装鍋を複数の所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。図８には、銀色塗装鍋を複数の所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）の計測結果及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）の計測結果を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。又、図９には、アルミ鍋を所定温度（例えば、１００℃、２００℃、３００℃）に加熱したときの第１波長域における赤外線強度の計測結果（図中に白丸で示す）及び第２波長域における赤外線強度の計測結果（図中に黒丸で示す）を黒体炉の相関関係と対応付けて示している。
【００１２】
そして、図６のラインＬ１に示す相関関係と調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求めることができる。又、図６のラインＬ２に示す相関関係と調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求めることができる。
【００１３】
図１０には、前記赤外線強度検出手段にて検出される異なる２つの波長域（第１波長域及び第２波長域）における赤外線強度の比と赤外線を放射している調理用容器の温度との相関関係を示している。この図から、調理用容器の材質の違い、換言すると調理用容器の放射率の違いにかかわらず相関関係が略同じになっていることが分かる。そして、例えば、そのうちのいずれか代表的な１つの相関関係を用いて、温度計測対象となる調理用容器について赤外線強度検出手段にて２つの波長域（第１波長域及び第２波長域）における赤外線強度を検出してその赤外線強度比と、代表的な相関関係とから温度計測対象となる調理用容器の基準温度を求めることができる。
【００１４】
そして、図６〜図１０に示すような計測結果から、本出願人は、上記したようにして検出される基準温度（Ｔ０）、第１温度（Ｔ１）、第２温度（Ｔ２）を用いて、例えばそれらの関係の一例として第１温度と第２温度との差分値を基準温度にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕を種々の基準温度に対応させた状態で求め、図１１に示すような結果を得た。そして、この図１１に示す計測結果から前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕は調理用容器の材質が異なると互いに異なる値となり、しかも、材質が同じ調理用容器であればどのような温度であっても略一定の値となることから、これらの基準温度、第１温度、第２温度の情報を種々の材質の調理用容器について予め計測しておくことで、加熱調理器に載置された調理用容器の放射率を推定することが可能となることを見出した。
【００１５】
又、調理用容器の温度変化に対する赤外線強度の変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定されているから、それら一対の赤外線強度の比の調理用容器の温度の変化に対する変化率は大きなものとなり、それだけ分解能が高く調理用容器の基準温度を誤差の少ない状態で求めることが可能となる。
【００１６】
そこで、これらの計測結果を利用して、前記温度検出手段が、先ず、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理を実行する。次に、前記基準体における温度の変化に対する第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、及び、前記基準体における温度の変化に対する第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度に基づいて、調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理を実行し、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理を実行するのである。但し、前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度の関係として、上記した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕に限らず種々の関係を設定することが可能である。
【００１７】
そして、温度検出手段が、前記放射率推定処理にて推定された放射率と、調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度又は調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するのである。例えば、第１波長域についての赤外線強度又は調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度のいずれかを放射率で割ると、そのときの調理用容器の温度と同じ温度の基準体における赤外線強度を求めることができ、図６の相関関係と基準体における赤外線強度からそのときの調理用容器の温度を求めることができる。
【００１８】
その結果、温度検出対象となる調理用容器の放射率が分かっていなくても、上述したように赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することができるから、その推測された放射率と調理用容器について計測された赤外線強度とを用いて調理用容器の温度を放射率の差異にかかわらず検出することが可能となる。
【００１９】
従って、第１特徴構成によれば、赤外線強度の検出情報に基づいて調理用容器の放射率を推定することにより、放射率の変化にかかわらず調理用容器の温度を検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２０】
本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するように構成されている点にある。
【００２１】
第２特徴構成によれば、前記温度検出手段が、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて調理用容器の放射率を推定するが、図１１に示すような本出願人の計測結果より、前記演算値は、調理用容器の材質が異なると互いに異なる値となり、しかも、材質が同じ調理用容器であればどのような温度であっても常にほぼ一定の値となることが明らかであるから、調理用容器の放射率を極力正確な値として推定することが可能となる。
【００２２】
従って、第２特徴構成によれば、正確な値として推定される調理用容器の放射率を用いることにより、調理用容器の温度を正確に検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２３】
本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記基準体の放射率が０．９以上である点にある。
【００２４】
第３特徴構成によれば、前記基準体の放射率が０．９以上であるから、調理用容器として一般に用いられる材質の容器であれば、調理用容器の放射率が基準体の放射率と同じ又はそれよりも小さい放射率となるから前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなる利点がある。つまり、基準体の放射率が０．９よりも低い場合であれば、調理用容器の種類によっては、調理用容器の放射率が基準体の放射率よりも大きい場合と、調理用容器の放射率が基準体の放射率よりも小さい場合の両者が存在することがあり、前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が低いものになるおそれがあるが、基準体の放射率が０．９以上であれば、このようなことがなく前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなる。
【００２５】
従って、第３特徴構成によれば、前記第１温度及び前記第２温度を求めるときの信頼性が高くなるから調理用容器の放射率を推定する場合の信頼性が向上し、調理用容器の温度を正確に検出することが可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【００２６】
本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記赤外線強度検出手段が、前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている点にある。
【００２７】
第４特徴構成によれば、前記第１波長域として３．１μｍ以上且つ４．２μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μｍ以上且つ２０．０μｍ以下の範囲内から選択された波長域が設定されることになる。
【００２８】
すなわち、調理用容器を例えばバーナで形成される火炎により加熱する加熱調理器であれば、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度を赤外線強度検出手段により火炎を介して検出する場合、その火炎には、ＣＯ2やＨ2Ｏが気体の状態で存在する。そして、そのコンロにおける実際の火炎は、ＣＯ2やＨ2Ｏの発光に伴う高輝度の赤外線を発しているため、その発光は、調理用容器から放射される赤外線の赤外線強度検出手段におけるノイズ発生の原因となる。そして、ＣＯ2やＨ2Ｏは、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲内、及び４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲内において赤外線を発光するので、上記したような第１波長域及び第２波長域が設定されることで、火炎の赤外線発光に伴うノイズの影響が除去できることにより、極力正確な温度検出が可能となる。
【００２９】
従って、第４特徴構成によれば、加熱手段としてバーナを備える加熱調理器であっても、火炎の赤外線発光に伴うノイズの影響を少なくした状態で極力正確な温度検出が可能となる加熱調理器用の温度検出装置を提供できるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る加熱調理器用の温度検出装置を加熱調理器としてのガスコンロに適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ガスコンロは、円形の加熱用の開口１ａを有する平板状の天板１、開口１ａの上方に離間させて加熱調理用の鍋等の調理用容器Ｎを載置可能な五徳２、その五徳２上に載置される調理用容器Ｎを加熱する加熱手段としてのガス燃焼式のバーナ３０、そのバーナ３０の作動を制御する燃焼制御装置３等を備えて構成されている。
【００３１】
前記バーナ３０は、ブンゼン燃焼式の内炎式バーナであり、燃料供給路５を通じて供給される燃料ガスＧを噴出するガスノズル３１、そのガスノズル３１から燃料ガスＧが噴出されると共に、その燃料ガスＧの噴出に伴う吸引作用により燃焼用空気が供給される混合管３２、及び、内周部に混合気を噴出する複数の炎口３３を備えて、前記混合管３２から混合気が供給される環状のバーナ本体３４等を備えて構成され、前記バーナ３０は、前記開口１ａの下方に位置させて設けている。
【００３２】
このバーナ３０においては、混合管３２からバーナ本体３４内に供給された燃料ガスＧと空気との混合気が炎口３３からバーナ本体３４の中心に向けて略水平方向に噴出され、その噴出された燃料ガスＧと空気との混合気が燃焼して、火炎Ｆが前記開口１ａを通って上向きに形成される。
【００３３】
前記燃料供給路５には、前記ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給を断続する燃料供給断続弁６と、ガスノズル３１への燃料ガスＧの供給量を調節する燃料供給量調節弁７とが設けられ、バーナ３０のバーナ本体３４内の下方には、開口１ａを介して落下した煮零れ等を受けるための汁受皿８が設けられる。
【００３４】
さらに、このコンロには、天板１の下方側に位置し且つ汁受皿８の中央部に位置して調理用容器Ｎから放射された赤外線の強度を検出する赤外線強度検出手段としての赤外線強度検出部４０と、その赤外線強度検出部４０により検出された赤外線の強度に基づいて調理用容器Ｎの温度を検出する温度検出手段５０とを備えた温度検出装置が設けられている。
【００３５】
そして、前記赤外線強度検出部４０が、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる複数の波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成され、前記温度検出手段５０が、赤外線強度検出部４０にて検出される複数の波長域夫々についての赤外線強度の関係に基づいて、調理用容器Ｎの温度を検出するように構成されている。さらに、赤外線強度検出部４０は、赤外線の波長範囲のうちのバーナ３０の火炎からの放射強度が強い波長領域を外れた領域に設定された波長域の赤外線強度を検出するように構成されている。
【００３６】
次に、赤外線強度検出部４０による赤外線強度の計測対象となる複数の波長域を設定するために複数の種類の調理用容器を用いて本出願人が行った各種の実測データについて具体的に説明する。ここでは、複数の種類の調理用容器としては、金属の表面に黒色塗装した調理用容器（以下、黒色塗装鍋と称する）、金属の表面に銀色塗装した調理用容器（以下、銀色塗装鍋と称する）、アルミ板を用いた調理用容器（以下、アルミ鍋と称する）の夫々を用いて計測した結果を示す。
【００３７】
図２〜図４には、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋の夫々について、常温（２５℃）から約３００℃の範囲で加熱したときに、温度が変化したときの赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示している。これらの図から明らかなように、加熱調理時の調理用容器の温度、例えば、常温から約３００℃までの範囲において、１．５μｍ以上且つ数十μｍ以下の範囲内の波長領域において赤外線が放射しており、例えば、３．５μｍ以上且つ１５μｍ以下の範囲内において各種の赤外線センサにて検出可能な充分な放射強度を有している。
【００３８】
又、図５には、ガス燃焼式のバーナ３０にて形成される火炎から放射される赤外線放射強度の分光スペクトルデータを示しており、この図から明らかなように、赤外線の波長範囲のうち、２．４μｍ以上且つ３．１μｍ以下の範囲、及び、４．２μｍ以上且つ８．０μｍ以下の範囲では火炎からの放射が強い。そこで、赤外線強度検出部４０にて赤外線強度を検出する検出対象波長域としては、このような火炎からの放射が強い波長範囲外に設定することが望ましい。
【００３９】
そして、上記したような調理用容器からの赤外線の放射領域や火炎による影響等を考慮した上で、放射率が異なる調理用容器を用いる場合であっても極力誤差を少なくした状態で調理用容器の温度を検出することができるように、赤外線強度検出部４０による波長域として、３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された第１波長域と、８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された第２波長域を設定するようにしている。
【００４０】
具体的には、赤外線強度検出部４０による赤外線検出用の波長域として、３．５μｍ以上且つ４．０μｍ以下の波長領域α１内にて選択された前記第１波長域Ｋ１、及び、８μｍ以上且つ１３μｍ以下の波長領域α２内から選択された前記第２波長域Ｋ２を設定して、それら２つの波長域Ｋ１、Ｋ２の赤外線強度を夫々検出する構成としている。説明を加えると、図２〜図４から分かるように、第１波長域Ｋ１が、調理用容器の温度変化に対する赤外線強度の変化が第２波長域Ｋ２よりも大きくなるような波長域に定められている。言い換えると、第１波長域Ｋ１においては、温度の変化に対する赤外線強度の変化についての分解能が第２波長域Ｋ２における分解能よりも大きいものになっている。尚、前記第１波長域Ｋ１は、波長領域α１のうちの一部の波長域を用いるものでもよく波長領域α１全体の波長域を用いるものでもよい。前記第２波長域Ｋ２も同様に、波長領域α２のうちの一部の波長域を用いるものでもよく波長領域α２全体の波長域を用いるものでもよい。
【００４１】
図６に、放射率が略１．０である黒体炉について、その黒体炉の温度を変化させたときにおける前記第１波長域Ｋ１及び前記第２波長域Ｋ２の夫々における赤外線強度の相関関係を示している。図中、ラインＬ１が第１波長域Ｋ１についての黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示しており、ラインＬ２が第２波長域Ｋ２についての黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示している。
【００４２】
黒体炉は、波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体に対応するものであり、前記放射率が０．９以上である。具体的には、波長計測対象範囲の全範囲にわたって放射率が略１．０で一定の特性を有するものである。
【００４３】
図７には、黒色塗装鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度の計測結果（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度の計測結果（図中黒丸で示す）を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。黒色塗装鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．９で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、黒色塗装鍋の赤外線強度は、そのときの黒色塗装鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．９倍に相当する値になっている。
【００４４】
ちなみに、第１波長域Ｋ１における赤外線強度は、１００℃、２００℃、３００℃の各点に限らずその他の複数の温度についても計測されるが、黒体炉の検出値と対比し易いように、図７では上記３点のみ代表する形態で簡略化して表示している。このような簡略した表示形態は、以下の銀色塗装鍋、アルミ鍋の場合でも同様である。
【００４５】
又、図８には、銀色塗装鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度の計測結果（図中黒丸で示す）を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。銀色塗装鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．４で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、銀色塗装鍋の赤外線強度は、そのときの銀色塗装鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．４倍に相当する値になっている。
【００４６】
さらに、図９には、アルミ鍋を１００℃、２００℃、３００℃の夫々に変化させたときにおける赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度の計測結果（図中白丸で示す）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度（図中黒丸で示す）の計測結果を、図６に示したような黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係（ラインＬ１，Ｌ２）と対応させて記載している。アルミ鍋の放射率は波長の変化にかかわらず約０．３で略一定であるから、第１波長域Ｋ１及び第２波長域Ｋ２のいずれの場合においても、アルミ鍋の赤外線強度は、そのときのアルミ鍋の温度と同じ温度であるときの黒体炉の赤外線強度に対して略０．３倍に相当する値になっている。
【００４７】
図１０には、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度（Ａ）及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度（Ｂ）の比すなわち赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する物体の温度との関係を示している。図１０の記載内容から分かるように、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋では、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が共に略同じ状態で温度に依存して変化しており略同じ特性になっている。つまり、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）が同じであれば、その赤外線強度比（Ｂ／Ａ）に対する調理用容器Ｎの温度は略同じになっている。
【００４８】
そこで、赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器Ｎの温度との相関関係についての複数のもののうちの代表的なものについていずれか１つを予め記憶しておき、加熱される調理用容器Ｎについて、赤外線強度検出部４０により検出された第１波長域Ｋ１における赤外線強度と第２波長域Ｋ２における赤外線強度の比すなわち赤外線強度比（Ｂ／Ａ）を求め、その実測された赤外線強度比（Ｂ／Ａ）、及び、予め記憶している前記相関関係から調理用容器Ｎの温度を基準温度Ｔ０として求めることができる。前記赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器Ｎの温度との相関関係について、例えば複数のデータの平均値を求めてその平均値を記憶するようにしてもよい。
【００４９】
そして、本出願人は、図６〜図１０に示す計測結果から次のようなことを見出した。
すなわち、黒色塗装鍋、銀色塗装鍋、アルミ鍋の夫々は、１００℃、２００℃、３００℃のいずれにおいても、調理用容器から放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度（第１温度）Ｔ１は、調理用容器から放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度（第２温度）Ｔ２よりも高い温度になる。
【００５０】
各種の調理用容器について計測された第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２、及び、基準温度Ｔ０の夫々の検出値を用いて、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との差分値を基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕と、基準温度Ｔ０との相関関係が図１１に示すような関係として得られた。しかも、前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の複数の温度の平均値を求め、その演算値の平均値と調理用容器の放射率との相関関係が図１２のような直線状の相関関係として得られた。図１１から、前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕は調理用容器の温度が変化しても略一定であることが分かり、しかも、図１２から前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕と調理用容器の放射率とが略直線状の変化するような所定の相関関係を有していることが分かる。
【００５１】
そこで、このような計測データを種々の材質のものについて計測して予め記憶しておき、温度計測対象である調理用容器Ｎの放射率が分かっていない場合であっても、赤外線強度検出部４０により第１波長域Ｋ１における赤外線強度及び第２波長域Ｋ２における赤外線強度を計測して、その計測結果から調理用容器Ｎの温度を検出することができる。
【００５２】
以上の結果を踏まえて、前記温度検出手段５０が次のように構成されている。
すなわち、前記温度検出手段５０が、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度との比に基づいて調理用容器Ｎの基準温度を求める基準温度算出処理、波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する第１波長域Ｋ１における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度に基づいて、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第１温度Ｔ１として求める第１温度算出処理、基準体における温度の変化に対する第２波長域Ｋ２における赤外線強度の変化を示す相関関係と、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度に基づいて、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する基準体の温度を第２温度Ｔ２として求める第２温度算出処理、前記基準温度Ｔ０、前記第１温度Ｔ１、及び、前記第２温度Ｔ２に基づいて、調理用容器Ｎの放射率を推定する放射率推定処理、前記放射率推定処理にて推定された放射率と調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度とに基づいて調理用容器Ｎの温度を求める温度算出処理を夫々実行するように構成されている。
【００５３】
前記温度検出手段５０は、前記放射率推定処理として、前記第１温度Ｔ１と前記第２温度Ｔ２との差分値を前記基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕に基づいて、前記調理用容器Ｎの放射率を推定するように構成されている。
【００５４】
次に、赤外線強度検出部４０の構成について具体的に説明する。
図１に示すように、赤外線強度検出部４０が、前記汁受皿８の中央部に形成した開口部に下方側から挿入する状態で配設され、その赤外線強度検出部４０にて、五徳２に載置された調理用容器Ｎの底部から放射されて導入された赤外線の赤外線強度を検出するように構成されている。又、図１に示すように、赤外線強度検出部４０は、通過させる赤外線の波長域が互いに異なる２個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂと、それら２個のバンドパスフィルター４１ａ，４１ｂを通過した赤外線を各別に検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとを備えて構成して、調理用容器Ｎから放射される赤外線における異なる２つの波長域、すなわち、前記第１波長域Ｋ１及び前記第２波長域Ｋ２の夫々についての赤外線強度を検出するように構成されている。ちなみに、前記バンドパスフィルター４１ａ，４１ｂは、対応する波長域の赤外線のみを選択的に透過させるように構成されている。そして、上記の波長域の赤外線強度を検出する２個の赤外線検出素子４２ａ，４２ｂとして、サーモパイル等を用いることができる。
【００５５】
次に、前記温度検出手段５０により調理用容器Ｎの温度を求める処理について具体的に説明する。
温度検出手段５０は、前記基準体の一例としての黒体炉における温度の変化に対する第１波長域Ｋ１における赤外線強度の変化を示す相関関係及び黒体炉における温度の変化に対する第２波長域Ｋ２における赤外線強度の変化を示す相関関係（以下、第１記憶データという場合がある）（図６のラインＬ１、Ｌ２参照）、上記したような調理用容器の温度に対する前記赤外線強度比（Ｂ／Ａ）の変化を示す相関関係のうちの予め定めた代表的な１つのもの（以下、第２記憶データという場合がある）（図１０参照）、並びに、種々の材質の調理用容器について予め計測した前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の種々の温度についての平均値と調理用容器Ｎの放射率との相関関係（以下、第３記憶データという場合がある）（図１２参照）の夫々が、予め図示しないメモリに記憶する状態で備えられている。ちなみに、これらの特性は、例えば、各相関関係についての近似式を求めて設定したり、あるいは、マップデータとして記憶する等、種々の形態で記憶しておくことができる。
【００５６】
そして、温度検出手段５０は、図１３に示すように、先ず、前記基準温度算出処理を実行する（ステップ１）。すなわち、赤外線強度検出部４０にて検出された調理用容器Ｎから放射された赤外線における第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と第２波長域Ｋ２についての赤外線強度との比つまり実測赤外線強度比を求め、その実測赤外線強度比、及び、前記第２記憶データ、すなわち、予め記憶している赤外線強度比（Ｂ／Ａ）と調理用容器の温度との相関関係（図１０参照）から調理用容器Ｎについての基準温度Ｔ０を求める。
【００５７】
次に、前記温度検出手段５０は前記第１温度算出処理を実行する（ステップ２）。すなわち、五徳２に調理用容器Ｎを載置してバーナ３０を加熱状態に調整している状態で、前記赤外線強度検出部４０により調理用容器Ｎから放射される赤外線のうちの第１波長域Ｋ１における赤外線強度を計測する。そして、その計測された赤外線強度と、前記第１記憶データのうち第１波長域Ｋ１における赤外線強度の相関関係（図６のラインＬ１）とから、調理用容器Ｎから放射された第１波長域Ｋ１についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度である第１温度Ｔ１を算出する。
【００５８】
次に、前記温度検出手段５０が前記第２温度算出処理を実行する（ステップ３）。すなわち、前記赤外線強度検出部４０により調理用容器Ｎから放射される赤外線のうちの第２波長域Ｋ２における赤外線強度を計測する。そして、その計測された赤外線強度と、前記第１記憶データのうち第２波長域Ｋ２における赤外線強度の相関関係（図６のラインＬ２）とから、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する黒体炉の温度である第２温度Ｔ２を算出する。
【００５９】
次に、前記温度検出手段５０が前記放射率推定処理を実行する（ステップ４）。すなわち、前記基準温度Ｔ０、前記第１温度Ｔ１、前記第２温度Ｔ２の算出値を用いて、前記第１温度Ｔ１と前記第２温度Ｔ２との差分値を前記基準温度Ｔ０にて除した演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕を求め、その求めた演算値と、前記第３記憶データにおける相関関係（図１２参照）とから調理用容器の放射率を推定する。
【００６０】
次に、前記温度検出手段５０が前記温度算出処理を実行する（ステップ５）。すなわち、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度を上記ステップ４において推定した放射率で割ると、そのときの調理用容器Ｎの温度と同じ温度の黒体炉における赤外線強度を求めることができる。そして、その求めた黒体炉における赤外線強度と、図６の相関関係（ラインＬ２）とからそのときの黒体炉の温度を求めることができ、その温度を調理用容器Ｎの温度として求めるのである。
【００６１】
このとき、調理用容器Ｎから放射された第２波長域Ｋ２についての赤外線強度を用いるようにしたのは、図２〜図４から明らかなように、調理用容器Ｎの温度が低い場合であっても大きな強度の赤外線が放射されており、赤外線検出部４０により大きな出力が得られるので、それだけ精度よく現在の調理用容器Ｎの温度を検出することができるからである。
【００６２】
そして、前記温度検出手段５０にて求められた温度の情報は前記燃焼制御装置３に出力され、燃焼制御装置３は、この温度検出手段５０にて求められる温度に基づいて燃料供給量調節弁７等を制御することにより、バーナ３０により調理用容器Ｎを加熱するときに調理用容器Ｎの温度を設定範囲に抑制する自動温度制御、調理用容器Ｎの温度が上限温度以上に上昇した時にバーナ３０の燃焼を停止させる緊急停止制御等を行うように構成されている。
【００６３】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００６４】
（１）上記実施形態では、前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するにあたり、図１２に記載している前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕の複数の温度についての平均値と調理用容器の放射率との相関関係を用いて放射率を求めるようにしているが、このような構成に代えて、例えば、図１１に記載しているような、各種の材質からなる調理用容器について、種々の温度において計測された前記演算値〔（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ０〕をマップデータとして記憶しておき、このマップデータを用いて放射率を推定するように構成するものでもよい。
【００６５】
又、前記放射率推定処理として、前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値を用いるものに限らず、前記第１温度、前記第２温度、及び、前記基準温度の関係として、放射率に対応する状態で表すことができる別の計算値を用いるようにしてもよく、要するに放射率を推定することが可能なものであればよい。
【００６６】
（２）上記実施形態では、前記温度検出手段が、前記温度算出処理として、前記調理用容器から放射された第２波長域についての赤外線強度を用いて温度を算出するようにしたが、このような構成に代えて、前記調理用容器から放射された第１波長域についての赤外線強度を用いて温度を算出するようにしてもよい。
【００６７】
（３）上記実施形態では、前記基準体の放射率が０．９以上のものとして黒体炉を用いるようにしたが、このような黒体炉に限らず放射率が０．９以上の黒体炉以外の物体を用いてもよく、又、放射率が０．９未満の物体を用いるものでもよい。
【００６８】
（４）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段による赤外線検出用の波長域として、３．５μｍ以上且つ４．０μｍ以下の波長領域内にて選択された第１波長域、及び、８μｍ以上且つ１３μｍ以下の波長領域内から選択された第２波長域を設定して、それら２つの波長域の赤外線強度を夫々検出する構成としたが、このような構成に限らず、前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域を設定し、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域を設定するものであればよい。
【００６９】
（５）上記実施形態では、前記加熱調理器として、混合気を環状のバーナ本体から内向きに噴出させて燃焼させる内炎式バーナを備えるコンロを示したが、混合気を外向き上方に噴出させるブンゼン燃焼式のバーナを備えたコンロであってもよい。
つまり、図１４に示すように、バーナ３０が、天板１に形成された開口部を通して上方に露出して混合気を外向き上方に噴出させて燃焼させる炎口３３を備える外炎式バーナにて構成するものでもよく、この構成では、炎口３３を形成するバーナ本体３５が円筒状に設けられて、その中央に上下方向に貫通する貫通孔３６が形成され、赤外線強度検出部４０がその貫通孔３６を通した赤外線強度を検出するように構成されている。尚、貫通孔３６の上端部は赤外線透過性の窓部３７にて覆う構成としている。
【００７０】
（６）上記実施形態では、赤外線強度検出手段が複数のバンドパスフィルターを通過した赤外線を各別に検出する複数の赤外線検出素子を備えて互いに異なる波長域夫々についての赤外線強度を検出するように構成したが、このような構成に代えて、複数の波長域の夫々の赤外線を全て検出可能な１つの赤外線検出素子に対して複数のバンドパスフィルターが交互に作用するように位置を切り換えて、その切り換えた状態の夫々における赤外線検出素子の検出値を用いて、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する構成としてもよい。
【００７１】
（７）上記実施形態では、前記赤外線強度検出手段が、バーナの中央部の下方側に位置して上下方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものを例示したが、このような構成に限らず、バーナの中央部から横方向に位置をずらせて、斜め方向に沿って入射する赤外線の強度を検出するものでもよく、設置形態は種々変更して実施することができる。
【００７２】
（８）上記実施形態では、前記加熱手段としてガス燃焼式のバーナを用いる構成としたが、加熱手段はバーナに限定されるものではなく、例えばハロゲンランプを用いたもの、電気抵抗線を内蔵したシーズヒータを用いたもの、又は、電磁誘導加熱（通常、「ＩＨ」と呼ばれる）を行う磁界発生コイルを用いたもの等、電気式加熱部にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】加熱調理器の概略構成図
【図２】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図３】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図４】調理用容器から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図５】火炎から放射される放射強度の分光スペクトルデータを示す図
【図６】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係を示す図
【図７】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図８】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図９】黒体炉の温度と赤外線強度の相関関係と赤外線強度計測値とを示す図
【図１０】調理用容器の温度と赤外線強度比との関係を示す図
【図１１】調理用容器の温度と演算値との関係を示す図
【図１２】演算値と放射率との関係を示す図
【図１３】温度検出手段の制御フローチャート
【図１４】別実施形態の加熱調理器の概略構成図
【符号の説明】
【００７４】
３０ 加熱手段
４０ 赤外線強度検出手段
５０ 温度検出手段
Ｋ１ 第１波長域
Ｋ２ 第２波長域
Ｔ０ 基準温度
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置であって、
前記赤外線強度検出手段が、
波長計測対象範囲のうちで互いに波長が異なり且つ前記調理用容器が放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定された第１波長域及び第２波長域の夫々における赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度検出手段が、
前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて前記調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理、
波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する前記第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、
前記基準体における温度の変化に対する前記第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理、
前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理、
前記放射率推定処理にて推定された放射率と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度又は前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、前記調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するように構成されている加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項２】
前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、
前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するように構成されている請求項１記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項３】
前記基準体の放射率が０．９以上である請求項１又は２記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項４】
前記赤外線強度検出手段が、
前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項１】
調理用容器を加熱する加熱手段と、前記調理用容器から放射された赤外線についての赤外線強度を検出する赤外線強度検出手段と、その赤外線強度検出手段にて検出される前記赤外線強度に基づいて前記調理用容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた加熱調理器用の温度検出装置であって、
前記赤外線強度検出手段が、
波長計測対象範囲のうちで互いに波長が異なり且つ前記調理用容器が放射する赤外線強度の温度変化に対する変化が第１波長域の方が第２波長域よりも大きくなるように設定された第１波長域及び第２波長域の夫々における赤外線強度を検出するように構成され、
前記温度検出手段が、
前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度との比に基づいて前記調理用容器の基準温度を求める基準温度算出処理、
波長計測対象範囲の全範囲又は略全範囲にわたり波長の変化に対する放射率の変化が小さい放射特性を有し且つ放射率が予め判明している基準体における温度の変化に対する前記第１波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第１温度として求める第１温度算出処理、
前記基準体における温度の変化に対する前記第２波長域における赤外線強度の変化を示す相関関係と、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度に基づいて、前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度と同じ赤外線強度に対応する前記基準体の温度を第２温度として求める第２温度算出処理、
前記基準温度、前記第１温度、及び、前記第２温度に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定する放射率推定処理、
前記放射率推定処理にて推定された放射率と、前記調理用容器から放射された前記第１波長域についての赤外線強度又は前記調理用容器から放射された前記第２波長域についての赤外線強度とに基づいて、前記調理用容器の温度を求める温度算出処理を実行するように構成されている加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項２】
前記温度検出手段が、前記放射率推定処理として、
前記第１温度と前記第２温度との差分値を前記基準温度にて除した演算値に基づいて、前記調理用容器の放射率を推定するように構成されている請求項１記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項３】
前記基準体の放射率が０．９以上である請求項１又は２記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【請求項４】
前記赤外線強度検出手段が、
前記第１波長域として３．１μm以上且つ４．２μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、前記第２波長域として８．０μm以上且つ２０．０μm以下の範囲内から選択された波長域が設定され、それら複数の波長域夫々の赤外線強度を検出するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器用の温度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２２９２９７（Ｐ２００９−２２９２９７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７６２１３（Ｐ２００８−７６２１３）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１７７６１２）株式会社ミクニ (332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００１７７６１２）株式会社ミクニ (332)
【Ｆターム（参考）】
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