BR112017004489B1 - INDUCTION HOB, METHOD FOR HEATING FOOD AND COMPUTER READABLE MEDIUM - Google Patents
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Abstract
PLACA DE INDUÇÃO, MÉTODO PARA AQUECIMENTO DE ALIMENTOS E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR PARA UMA PLACA DE INDUÇÃO. Uma placa de cocção por indução e um método para aquecimento de alimentos, bem como um produto de programa de computador, são revelados. Com base nas informações de um sistema microeletromecânico (1500) em conjunto com um sensor de temperatura associado a uma zona de aquecimento, as vibrações podem ser detectadas e uma zona de aquecimento associada à substância fervente pode ser apropriadamente discriminada em relação a uma suportando uma panela tendo uma substância não fervente na mesma. A cocção em fogo brando subsequente da substância pode ser automaticamente efetuada. Uma indicação será fornecida a um usuário (1680), e uma função automatizada pode ser iniciada (1610) incluindo a ebulição e subsequente cocção em fogo brando, respectivamente indicação de uma substância fervente, em qualquer uma das zonas de aquecimento em uma placa de indução (1000).INDUCTION HOB, METHOD FOR HEATING FOOD AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR AN INDUCTION HOB. An induction cooking hob and method for heating food, as well as a computer program product, are disclosed. Based on information from a microelectromechanical system (1500) in conjunction with a temperature sensor associated with a heating zone, vibrations can be detected and a heating zone associated with the boiling substance can be properly discriminated against one supporting a pan having a non-boiling substance in it. Subsequent simmering of the substance can be carried out automatically. An indication will be provided to a user (1680), and an automated function can be started (1610) including boiling and subsequent simmering, respectively indication of a boiling substance, on any one of the heating zones on an induction hob (1000).
Description
[001] No estilo de vida moderno, o tempo é escasso e o uso eficiente do tempo disponível é essencial. Em ambientes domésticos, como por exemplo ambientes de cozinha, as pessoas querem ter a máxima liberdade na preparação dos seus alimentos, enquanto esperam ao mesmo tempo um nível sofisticado de automação e segurança para garantir e salvaguardar um ótimo resultado de cocção. Os fabricantes de placas de cozinha se esforçam assim por desenvolver funções de cocção automatizadas até um grau mais elevado, ao mesmo tempo que usam tecnologia de sensor dedicada combinada com mecanismos de controle sofisticados.[001] In the modern lifestyle, time is scarce and efficient use of available time is essential. In domestic environments, such as kitchen environments, people want maximum freedom in the preparation of their food, while at the same time expecting a sophisticated level of automation and security to guarantee and safeguard an optimal cooking result. Cooking hob manufacturers thus strive to develop automated cooking functions to a higher degree, while using dedicated sensor technology combined with sophisticated control mechanisms.
[002] Por outro lado, as placas de cozinha, como por exemplo placas de indução, para ambientes de cozinha e para um mercado de massas têm de ser economicamente rentáveis e confiáveis para garantir uma funcionalidade a longo prazo esperada dos aparelhos de cozinha.[002] On the other hand, cooking hobs, such as induction hobs, for kitchen environments and for a mass market have to be cost-effective and reliable to ensure long-term functionality expected from kitchen appliances.
[003] O documento EP 2020826 B1 revela um fogão de aquecimento por indução, um método de cocção de aquecimento por indução e um programa de cocção de aquecimento por indução. De acordo com esse documento, é usado um sensor de vibração com base na cerâmica piezelétrica para detectar vibrações causadas por ondas sonoras na gama de frequência ultrassônica de aproximadamente o dobro da frequência de indução.[003] EP 2020826 B1 discloses an induction heating cooker, an induction heating cooking method and an induction heating cooking program. According to this document, a piezoelectric ceramic based vibration sensor is used to detect vibrations caused by sound waves in the ultrasonic frequency range of approximately twice the induction frequency.
[004] Uma modalidade ilustrada na Fig. 11 ilustra duas panelas nas duas zonas de aquecimento equipadas com termístores individuais para detectar uma temperatura de uma superfície inferior de um recipiente de cocção. A detecção de vibração é habitualmente efetuada por um único sensor de vibração. Para detectar no exemplo ilustrado na Fig. 11 qual dos dois recipientes contém uma substância fervente, a potência de indução fornecida às respectivas bobinas de indução é manipulada de acordo com um padrão, e se for descoberto um padrão de vibração correspondente pelo sensor de vibração, são identificadas a respectiva substância fervente e a zona de cocção associada.[004] An embodiment illustrated in Fig. 11 illustrates two pans on two heating zones equipped with individual thermistors to detect a temperature of a lower surface of a cooking vessel. Vibration detection is usually performed by a single vibration sensor. To detect in the example illustrated in Fig. 11 which of the two vessels contains a boiling substance, the induction power supplied to the respective induction coils is manipulated according to a pattern, and if a corresponding vibration pattern is discovered by the vibration sensor, the respective boiling substance and the associated cooking zone.
[005] O documento JP 2005129239 A revela um fogão de aquecimento no qual é fácil identificar um meio de aquecimento de ebulição no caso de um dos receptáculos colocados respectivamente em uma pluralidade de meios de aquecimento começar fervendo. No fogão de aquecimento munido de uma chapa superior capaz da colocação de um receptáculo no qual é colocado um material aquecido, e uma pluralidade de meios de aquecimento compostos pelo menos por uma bobina de aquecimento por indução e um aquecedor elétrico dispostos e instalados respectivamente na parte inferior dessa chapa superior, essa é equipada com um meio de detecção de vibração para detectar vibrações do receptáculo por via da chapa superior, um meio de detecção de ebulição para detectar um estado de ebulição do material aquecido por uma saída desse meio de detecção de vibração, e um meio de avaliação de ebulição para identificar o meio de aquecimento de ebulição desde uma relação de amortecimento de vibrações de um receptáculo correspondendo ao respectivo meio de aquecimento após a conclusão do aquecimento por ebulição do material aquecido.[005] Document JP 2005129239 A discloses a heating stove in which it is easy to identify a boiling heating medium in case one of the receptacles placed respectively in a plurality of heating means starts boiling. In the heating stove provided with an upper plate capable of placing a receptacle in which a heated material is placed, and a plurality of heating means composed of at least an induction heating coil and an electric heater arranged and installed respectively in the bottom of that upper plate, the latter is equipped with a vibration detection means for detecting vibrations of the receptacle via the upper plate, a boiling detection means for detecting a boiling state of the material heated by an output of that vibration detection means , and a boiling evaluation means for identifying the boiling heating medium from a vibration dampening ratio of a receptacle corresponding to the respective heating medium upon completion of boiling heating of the heated material.
[006] De acordo com o documento US 6236025 B, uma gama de cocção com um sistema de detecção acústica para a determinação do estado de ebulição dos conteúdos de um utensílio de cocção inclui pelo menos um sensor acústico que se encontra posicionado sobre ou dentro do aparelho de cocção para detectar emissões acústicas em uma ou mais gamas específicas de frequências que são características de emissões resultantes do aquecimento e da ebulição de líquidos em uma variedade de recipientes ou utensílios de cocção.[006] According to document US 6236025 B, a cooking range with an acoustic detection system for determining the state of boiling of the contents of a cooking utensil includes at least one acoustic sensor that is positioned on or inside the cooking apparatus for detecting acoustic emissions in one or more specific frequency ranges that are characteristic of emissions resulting from the heating and boiling of liquids in a variety of containers or cooking utensils.
[007] De acordo com o documento JP 2005019292, para eliminar um problema, como por exemplo um equívoco por parte de um usuário, um fogão de aquecimento compreende um corpo de fogão de aquecimento munido de uma chapa superior para a montagem de um recipiente de aquecimento na parte superior, um meio de aquecimento para aquecer e cozinhar um objeto aquecido no recipiente de aquecimento, um sensor de vibração para a detecção do nível de vibração transmitida ao corpo de fogão de aquecimento, um sensor de temperatura para a detecção da temperatura da chapa superior, e um meio de detecção de ebulição que detecta o estado de ebulição do objeto aquecido no recipiente de aquecimento com base na saída do sensor de vibração e, sob a condição de que a temperatura detectada do sensor de temperatura seja uma temperatura prescrita ou superior, decide finalmente a detecção de ebulição do objeto aquecido.[007] According to document JP 2005019292, to eliminate a problem, such as a mistake by a user, a heating stove comprises a heating stove body provided with an upper plate for mounting a container of heating at the top, a heating medium for heating and cooking a heated object in the heating vessel, a vibration sensor for detecting the level of vibration transmitted to the heating stove body, a temperature sensor for detecting the temperature of the top plate, and a boiling detection means that detects the boiling state of the object heated in the heating vessel based on the output of the vibration sensor and, under the condition that the detected temperature of the temperature sensor is a prescribed temperature or top, finally decides the boiling detection of the heated object.
[008] De acordo com o documento EP 2590473 A, um dispositivo de cocção tem uma unidade de aquecimento, uma unidade de controle e uma unidade de sensor. A unidade de controle é fornecida para a detecção do estado de cocção em fogo brando iminente dos alimentos a serem cozinhados pela unidade de aquecimento, com base no perfil de tempo de um sinal medido pela unidade de sensor. Um sensor de aceleração é fornecido na unidade de sensor. É efetuada uma determinação de posição de material de cocção aquecido com base na intensidade de sinal correspondente dos sinais.[008] According to EP 2590473 A, a cooking device has a heating unit, a control unit and a sensor unit. The control unit is provided for detecting the imminent simmering state of the food to be cooked by the heating unit based on the time profile of a signal measured by the sensor unit. An acceleration sensor is provided in the sensor unit. A position determination of heated cooking material is performed based on the corresponding signal strength of the signals.
[009] O documento US 6118104 A descreve um método de determinação dos estados de ebulição de um líquido como medido por um sensor acústico que mede o sinal acústico gerado pelo líquido à medida que é aquecido. O sinal acústico é suavizado, e é calculado um primeiro derivado do sinal acústico. Igualmente, é medida a frequência do sinal acústico. Os pontos de inflexão derivados, os pontos de inclinação zero e as frequências de sinal acústico são utilizados para determinar os estados de pré-cocção em fogo brando, cocção em fogo brando, pré-ebulição, ebulição, secagem de ebulição e derramamento do líquido.[009] Document US 6,118,104 A describes a method of determining the boiling states of a liquid as measured by an acoustic sensor that measures the acoustic signal generated by the liquid as it is heated. The acoustic signal is smoothed, and a first derivative of the acoustic signal is calculated. Also, the frequency of the acoustic signal is measured. Derived inflection points, zero slope points, and acoustic signal frequencies are used to determine pre-simmering, simmering, pre-boiling, boiling, boiling drying, and liquid pouring states.
[010] Não é conhecido mais nenhum estado da técnica.[010] No other state of the art is known.
[011] O invento se baseia no problema para melhorar a detecção de ebulição para uma placa de cocção na presença de mais de um recipiente de cocção e subsequente controle de energia para uma placa de indução.[011] The invention is based on the problem of improving boiling detection for a cooking hob in the presence of more than one cooking vessel and subsequent energy control for an induction hob.
[012] Esse problema é resolvido pelo invento através de uma placa de indução de acordo com a reivindicação 1, um método para o aquecimento dos alimentos de acordo com a reivindicação 11 e um produto de programa de computador para uma placa de indução de acordo com a reivindicação 15.[012] This problem is solved by the invention through an induction hob according to claim 1, a method for heating food according to claim 11 and a computer program product for an induction hob according to claim 15.
[013] Outros desenvolvimentos do invento são apresentados nas reivindicações dependentes.[013] Further developments of the invention are presented in the dependent claims.
[014] Vantajosamente, uma placa de indução de acordo com o presente invento usa um sistema microeletromecânico, igualmente denominado MEMS, respectivamente um sensor de aceleração para detectar vibrações causadas por bolhas se formando dentro de uma substância aquecida, fazendo assim uso de uma tecnologia amplamente distribuída em dispositivos móveis que se encontre disponível em grandes quantidades e tenha demonstrado ser confiável. A mesma combina isso com respectivos detectores de temperatura para determinar quais das substâncias sendo aquecidas na placa de indução se encontram fervendo e controlando a energia fornecida à bobina de indução aquecendo a respectiva substância identificada de uma maneira para evitar a cocção excessiva e permitir a cocção em fogo brando contínua em um processo automatizado.[014] Advantageously, an induction hob according to the present invention uses a microelectromechanical system, also called MEMS, respectively an acceleration sensor to detect vibrations caused by bubbles forming inside a heated substance, thus making use of a technology widely distributed on mobile devices that is available in large quantities and has been demonstrated to be reliable. It combines this with respective temperature detectors to determine which of the substances being heated on the induction hob are boiling and controlling the energy supplied to the induction coil by heating the respective identified substance in a manner to prevent overcooking and allow for induction cooking. Continuous simmering in an automated process.
[015] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, o sistema microeletromecânico, p. ex. como um sensor de vibração, é colocado entre zonas de aquecimento, e dessa maneira as vibrações causadas por substâncias ferventes em qualquer uma das zonas de aquecimento em torno de um sensor de vibração podem ser detectadas com sensibilidade substancialmente igual e, desse modo, somente um sensor de vibração no centro pode ser usado para uma pluralidade de zonas de aquecimento de modo a detectar em segurança substâncias ferventes em cocção nas respectivas zonas de aquecimento.[015] Advantageously, according to another development of an embodiment of the hob according to the present invention, the microelectromechanical system, e.g. ex. like a vibration sensor, is placed between heating zones, and in this way vibrations caused by boiling substances in any of the heating zones around a vibration sensor can be detected with substantially equal sensitivity, and thus only one vibration sensor in the center can be used for a plurality of heating zones in order to safely detect boiling substances in cooking in the respective heating zones.
[016] Beneficamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, o sistema microeletromecânico, respectivamente o sensor de vibração ou aceleração, é colocado no meio entre zonas de cocção, uma vez que dessa maneira as vibrações causadas por substâncias aquecidas nas respectivas zonas de cocção têm de se deslocar pela mesma distância até ao sensor de vibração e, desse modo, permitir uma detecção precisa de vibrações com a mesma sensibilidade independente da zona de cocção envolvida. Dessa maneira, a detecção de substâncias de cocção é ainda facilitada e melhorada. Isso permite o estabelecimento da mesma precisão na determinação relativamente a todas as zonas de cocção.[016] Beneficially, according to another development of an embodiment of the cooking hob according to the present invention, the microelectromechanical system, respectively the vibration or acceleration sensor, is placed in the middle between cooking zones, since that way This way the vibrations caused by substances heated in the respective cooking zones must travel the same distance to the vibration sensor and thus allow precise detection of vibrations with the same sensitivity regardless of the cooking zone involved. In this way, the detection of cooking substances is further facilitated and improved. This allows for the same determination accuracy to be established for all cooking zones.
[017] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, o sistema microeletromecânico, respectivamente sensor de aceleração, sensor de vibração, é ligado a uma chapa de cocção que aloja igualmente as zonas de cocção da placa de cocção por indução. Dessa maneira, a distribuição de vibração ao sensor de aceleração é facilitada, enquanto permite ao mesmo tempo os efeitos de amortecimento mínimos, melhorando assim a precisão. O isolamento do sistema microeletromecânico de ondas magnéticas ou um campo elétrico presente ou causado pela operação da placa de indução por um meio dielétrico protege o dispositivo e garante uma função a longo prazo do sensor de aceleração. Beneficamente, ao mesmo tempo também é fornecido um melhor isolamento térmico. Dessa maneira, o sistema microeletromecânico é mais bem protegido contra o choque térmico ou o sobreaquecimento no caso de ser colocada uma panela quente nas suas imediações.[017] Advantageously, according to another development of an embodiment of the cooking hob according to the present invention, the microelectromechanical system, respectively acceleration sensor, vibration sensor, is connected to a cooking plate that also houses the zones of cooking on the induction hob. In this way, the distribution of vibration to the acceleration sensor is facilitated, while at the same time allowing for minimal damping effects, thus improving accuracy. Isolation of the microelectromechanical system from magnetic waves or an electric field present or caused by the operation of the induction hob by a dielectric medium protects the device and ensures a long-term function of the acceleration sensor. Beneficially, at the same time better thermal insulation is also provided. In this way, the microelectromechanical system is better protected against thermal shock or overheating if a hot pan is placed in its vicinity.
[018] Beneficamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, o meio dielétrico corresponde a mica, que é uma substância rígida e, desse modo, permite a distribuição de energia sonora e de vibração, enquanto protege ao mesmo tempo o sistema microeletromecânico contra danos através de um campo elétrico ou ondas magnéticas, respectivamente radiação, presentes em uma placa de indução. Vantajosamente, a mica também tem boas propriedades de isolamento térmico e, desse modo, é capaz de fornecer proteção dupla ao sistema microeletromecânico.[018] Beneficially, according to another development of an embodiment of the hob according to the present invention, the dielectric medium corresponds to mica, which is a rigid substance and, in this way, allows the distribution of sound energy and vibration, while at the same time protecting the microelectromechanical system against damage through an electric field or magnetic waves, respectively radiation, present in an induction hob. Advantageously, mica also has good thermal insulation properties and thus is able to provide double protection to the microelectromechanical system.
[019] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, é fornecida uma interface de usuário na placa de cozinha que é conectada a uma unidade de controle e adaptada para indicar um estado de ebulição de uma substância em qualquer uma das zonas de cocção a um usuário. Dessa maneira, pode ser acionada uma rápida resposta por um usuário, respectivamente a percepção de um operador pode ser atraída de modo a fornecer um controle mais próximo do processo de cocção e eventualmente tomar medidas corretivas não suportando funções automatizadas da placa de cocção por indução.[019] Advantageously, according to another development of an embodiment of the hob according to the present invention, a user interface is provided on the hob which is connected to a control unit and adapted to indicate a status of boiling a substance in any of the cooking zones to a user. In this way, a quick response by a user can be triggered, respectively, an operator's perception can be attracted in order to provide a closer control of the cooking process and eventually take corrective measures not supporting automated functions of the induction cooking hob.
[020] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de cozinha de acordo com o presente invento, o controlador é adaptado para controlar a energia fornecida à zona de aquecimento por indução para manter a substância fervente cozinhando em fogo brando. Isso significa que a energia fornecida à respectiva bobina de indução associada à zona de aquecimento identificada, que suporta a substância fervente será reduzida de maneira a evitar a ebulição, enquanto mantém ao mesmo tempo a substância fervente em um estado de cocção em fogo brando associado a uma temperatura de cocção predeterminada.[020] Advantageously, according to a further development of an embodiment of the cooktop according to the present invention, the controller is adapted to control the energy supplied to the induction heating zone to keep the boiling substance cooking on low heat. This means that the energy supplied to the respective induction coil associated with the identified heating zone, which supports the boiling substance will be reduced in such a way as to prevent boiling, while at the same time keeping the boiling substance in a simmering state associated with a predetermined cooking temperature.
[021] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de indução de acordo com o presente invento, o controlador é adaptado para controlar a potência fornecida à zona de aquecimento identificada com base em uma vibração, respectivamente nível sonoro, em um estado de cocção inicial e um nível sonoro máximo. Dessa maneira, pode ser calculado um nível de potência que corresponda a uma certa temperatura levando em consideração a potência total, e à relação do volume sonoro total com o volume sonoro em um estado de cocção em fogo brando. Desse modo, é fornecido um método fácil e simples para calcular a potência requerida para manter uma substância anteriormente fervente em um estado de cocção em fogo brando.[021] Advantageously, according to another development of an embodiment of the induction hob according to the present invention, the controller is adapted to control the power supplied to the identified heating zone based on a vibration, respectively sound level, in an initial cooking state and a maximum sound level. In this way, a power level can be calculated that corresponds to a certain temperature taking into account the total power, and the ratio of the total sound volume to the sound volume in a simmering state of cooking. In this way, an easy and simple method is provided for calculating the power required to maintain a previously boiling substance in a simmering state.
[022] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de indução de acordo com o presente invento, a potência fornecida à zona de aquecimento identificada é determinada com base em um comportamento de aquecimento da substância a ferver. Com base na potência fornecida à zona de aquecimento e no tempo necessário para a substância ferver, dificilmente pode ser calculada uma massa de uma substância considerando água como uma base. Dessa maneira, a potência requerida para manter a substância em uma zona de aquecimento em um estado de cocção em fogo brando pode ser bem aproximada levando em consideração quaisquer observações efetuadas anteriormente com diferentes massas, e p. ex. procurando a potência requerida para a cocção em fogo brando em uma tabela de potência/massa armazenada p. ex. no controlador.[022] Advantageously, according to another development of an embodiment of the induction hob according to the present invention, the power supplied to the identified heating zone is determined based on a heating behavior of the boiling substance. Based on the power supplied to the heating zone and the time required for the substance to boil, a mass of a substance can hardly be calculated considering water as a base. In this way, the power required to keep the substance in a heating zone in a simmering state can be approximated well by taking into account any observations previously made with different masses, e.g. ex. looking up the required power for low heat cooking in a stored power/mass table p. ex. on the controller.
[023] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento de uma modalidade da placa de indução de acordo com o presente invento, uma interface de usuário é munida de um botão de início para um processo automatizado envolvendo detecção de panela em uma zona de aquecimento, ebulição de uma substância na panela detectada em uma zona de aquecimento e subsequente cocção em fogo brando da substância aquecida. Dessa maneira, com um mínimo de interação de usuário requerida, as substâncias em várias panelas na placa de indução de acordo com o presente invento podem ferver e subsequentemente ser cozinhadas em fogo brando de acordo com um estado de cocção concluído predeterminado. Beneficamente, esse processo pode ser combinado com cronometragens predefinidas para zonas de aquecimento respectivas.[023] Advantageously, according to another development of an embodiment of the induction hob according to the present invention, a user interface is provided with a start button for an automated process involving pan detection in a heating zone, boiling of a substance in the pan detected in a heating zone and subsequent simmering of the heated substance. In this way, with a minimum of required user interaction, substances in various pots on the induction hob according to the present invention can boil and subsequently be simmered according to a predetermined completed cooking state. Beneficially, this process can be combined with predefined timings for respective heating zones.
[024] Vantajosamente, de acordo com um método para aquecimento de alimentos de acordo com o presente invento, podem ser medidas vibrações causadas por som audível durante o aquecimento de uma substância aquecida em diferentes zonas de aquecimento de uma placa de indução, e pode ser efetuada a análise de sinais de som ao longo do tempo de modo a realizar a determinação de forma segura assim que é alcançado um estado de ebulição. Subsequentemente, a potência fornecida à zona de aquecimento, que suporta a substância fervente, pode ser controlada, p. ex. de uma maneira para cozinhar em fogo brando a substância após a ebulição, ou pode ser fornecida uma indicação de modo a permitir a um usuário responder à substância fervente tomando medidas de controle apropriadas ou p. ex. colocando o macarrão na água fervente.[024] Advantageously, according to a method for heating food according to the present invention, vibrations caused by audible sound during heating of a substance heated in different heating zones of an induction hob can be measured, and it can be The analysis of sound signals over time was carried out in order to carry out the determination safely as soon as a state of boiling is reached. Subsequently, the power supplied to the heating zone, which supports the boiling substance, can be controlled, e.g. ex. in a way to simmer the substance after boiling, or an indication can be provided so as to enable a user to respond to the boiling substance by taking appropriate control measures or e.g. ex. putting the pasta in boiling water.
[025] Vantajosamente, pode ser fornecida uma indicação de ebulição, assim que uma relação de nível sonoro máximo para um nível sonoro atual for de 0,4.[025] Advantageously, an indication of boiling can be provided as soon as a maximum sound level ratio to a current sound level is 0.4.
[026] Vantajosamente, pode ser fornecida outra determinação de um estado de ebulição por um outro desenvolvimento de uma modalidade do método de acordo com o presente invento na determinação de uma inclinação plana de um nível sonoro que seja superior a um nível sonoro inicial durante um período de 30 segundos.[026] Advantageously, another determination of a boiling state can be provided by a further development of an embodiment of the method according to the present invention in determining a flat slope of a sound level that is higher than an initial sound level during a period of 30 seconds.
[027] Vantajosamente, de acordo com um outro desenvolvimento do método de acordo com o presente invento, uma potência fornecida a uma zona de aquecimento é reduzida com base em uma relação de um nível sonoro máximo para um nível sonoro esperado para ocorrer em um estado de cocção em fogo brando e ajustando a potência conformemente ou determinando o gradiente de temperatura durante o aquecimento, correspondendo a uma massa de substância a ser aquecida. Isso permite determinar uma potência requerida para manter a substância em um estado de cocção em fogo brando, vantajosamente procurando a potência em uma tabela listando massas e potência de aquecimento requerida para cocção em fogo brando.[027] Advantageously, according to another development of the method according to the present invention, a power supplied to a heating zone is reduced based on a ratio of a maximum sound level to a sound level expected to occur in a state simmering and adjusting the power accordingly or determining the temperature gradient during heating, corresponding to a mass of substance to be heated. This allows one to determine a power required to maintain the substance in a simmering state, advantageously looking up the potency in a table listing masses and heating power required for simmering.
[028] Vantajosamente, um produto de programa de computador para uma placa de indução de acordo com o presente invento compreende instruções legíveis por computador armazenadas em uma memória que quando lidas por um controlador da placa de indução fazem com que o controlador execute as etapas do método de acordo com o presente invento como etapas do processo. Dessa maneira, a produção em massa é facilitada e é possível uma fácil atualização de software de controlador em um sítio de cliente de um modo sem fios ou por leitor transferindo as instruções desde um terminal de manutenção ou afins para o controlador no local do cliente.[028] Advantageously, a computer program product for an induction hob according to the present invention comprises computer-readable instructions stored in a memory that when read by an induction hob controller cause the controller to perform the steps of the induction hob method according to the present invention as process steps. In this way, mass production is facilitated and an easy update of controller software at a customer site is possible in a wireless way or by reader transferring the instructions from a maintenance terminal or the like to the controller at the customer site.
[029] Subsequentemente, o invento será mais explicado com base nos exemplos ilustrados nos desenhos, em que: - a Figura 1 ilustra uma vista superior exemplificativa de uma placa de cozinha; - a Figura 2 ilustra uma configuração de uma placa de cozinha; - a Fig. 3 ilustra uma curva de vibração ao longo do tempo; e - a Fig. 4 ilustra um produto de programa de computador.[029] Subsequently, the invention will be further explained based on the examples illustrated in the drawings, in which: - Figure 1 illustrates an exemplary top view of a kitchen hob; - Figure 2 illustrates a configuration of a cooking hob; - the Fig. 3 illustrates a vibration curve over time; and - Fig. 4 illustrates a computer program product.
[030] Como ilustrado na Fig. 1, uma placa de indução 1000 tem, por exemplo, quatro zonas de aquecimento 1100, 1200, 1300 e 1400. Um sensor de vibração, incorporado como p. ex. acelerômetro, respectivamente um sistema microeletromecânico 1500, se situa entre as zonas de aquecimento e preferencialmente no meio delas de modo a detectar vibrações causadas por som audível quando as substâncias se encontram fervendo nas respectivas zonas de aquecimento com a mesma precisão.[030] As illustrated in Fig. 1, an induction hob 1000 has, for example, four heating zones 1100, 1200, 1300 and 1400. A vibration sensor, incorporated as e.g. ex. accelerometer, respectively a microelectromechanical system 1500, is located between the heating zones and preferably in the middle of them in order to detect vibrations caused by audible sound when the substances are boiling in the respective heating zones with the same precision.
[031] Para uma melhor proteção, o sistema microeletromecânico pode ser montado em uma placa de circuito impresso. Dessa forma, pode ser mais bem protegido contra calor e vibração em excesso. Ademais, no caso de a localização de montagem se encontrar mais próxima de uma bobina magnética, uma proteção magnética pode de preferência ser munida beneficamente de uma proteção de metal. A placa de circuito impresso pode beneficamente ser acoplada em uma cerâmica de vidro por meios mecânicos, como por exemplo um pino ou paredes. Por outro lado, a placa de circuito impresso pode beneficamente ser montada em um material macio, p. ex. silicone, fixando o mesmo a uma placa de fogão para limitar a transmissão de vibração desde a cerâmica de vidro para o sistema microeletromecânico. Dessa maneira, o tempo de vida do sistema microeletromecânico pode ser prolongado.[031] For better protection, the microelectromechanical system can be mounted on a printed circuit board. In this way, it can be better protected from excessive heat and vibration. Furthermore, in case the mounting location is closer to a magnetic coil, a magnetic shield can preferably be beneficially provided with a metal shield. The printed circuit board can beneficially be coupled to a glass ceramic by mechanical means, such as a pin or walls. On the other hand, the printed circuit board can beneficially be mounted on a soft material, e.g. ex. silicone, fixing it to a cooktop to limit the transmission of vibration from the glass ceramic to the microelectromechanical system. In this way, the lifetime of the microelectromechanical system can be extended.
[032] Ademais, é ilustrada uma interface humana 1600 que permite selecionar respectivamente as zonas de aquecimento 1100 a 1400 por comutadores 1660 a 1630 correspondentes. Ademais, é fornecido um comutador on/off (ligar/desligar) 1670, bem como uma indicação 1680 e um botão 1610 para uma função automatizada. Ademais, é ilustrado um comutador +/- 1620 para p. ex. regular a potência fornecida às respectivas zonas de aquecimento 1100 a 1400 quando não está em execução nenhuma função automatizada, ou para corrigir a potência durante um processo automatizado. O indicador 1680 pode ser, por exemplo, uma apresentação de texto, uma apresentação óptica, como por exemplo um díodo emissor de luz, ou conter um alto-falante de modo a fornecer um som audível no caso de um estado alcançado por uma substância na placa de indução necessitar da atenção do usuário, para mais entrada de dados ou realização de atividades com substâncias de cocção. Por exemplo, um estado de ebulição de uma substância de cocção em qualquer uma das zonas de aquecimento 1100 a 1400 pode ser indicado no indicador 1680. Com o botão de função automática, que pode ser p. ex. um campo de sensor ou igualmente uma entrada de dados de écran tátil, um usuário pode iniciar uma função de ebulição automatizada em qualquer uma das zonas de aquecimento da placa de indução 1000. Por exemplo, um usuário pode colocar um recipiente de cocção, como por exemplo uma panela, em uma das zonas de aquecimento que será reconhecida por uma detecção de panela, não ilustrado, da placa de indução e causar a subsequente ebulição da substância, onde é detectado um estado de ebulição pelo uso do sistema microeletromecânico 1500, e pode ser iniciada uma subsequente cocção em fogo brando da substância depois de ser alcançado o estado de ebulição.[032] Furthermore, a human interface 1600 is illustrated that allows selecting the heating zones 1100 to 1400 by corresponding switches 1660 to 1630 respectively. Furthermore, an on/off switch 1670 is provided, as well as an indication 1680 and a button 1610 for an automated function. Furthermore, a +/- 1620 switch for p. ex. to regulate the power supplied to the respective heating zones 1100 to 1400 when no automated function is running, or to correct the power during an automated process. Indicator 1680 can be, for example, a text display, an optical display such as a light emitting diode, or contain a loudspeaker so as to provide an audible sound in the event of a state reached by a substance in the induction hob needs the user's attention, for further data entry or performing activities with cooking substances. For example, a boiling state of a cooking substance in any one of the heating zones 1100 to 1400 can be indicated on indicator 1680. With the automatic function button, which can be e.g. ex. a sensor field or equally a touch screen data input, a user can initiate an automated boiling function in any of the heating zones of the induction hob 1000. For example, a user can place a cooking vessel, as per for example a pan, in one of the heating zones which will be recognized by a pan detection, not illustrated, of the induction hob and cause the substance to subsequently boil, where a state of boiling is detected by the use of the microelectromechanical system 1500, and may a subsequent simmering of the substance after boiling has been reached.
[033] Ademais, depois de alcançado o estado de ebulição, pode ser fornecida uma indicação por via do indicador 1680 apresentando uma luz intermitente, uma mensagem de texto ou um som audível ou uma combinação dos mesmos. A mesma função automatizada é concebível para múltiplas panelas colocadas em diferentes zonas de aquecimento.[033] Furthermore, once the boiling state has been reached, an indication can be provided via the indicator 1680 showing a flashing light, a text message, or an audible sound, or a combination thereof. The same automated function is conceivable for multiple pans placed on different heating zones.
[034] A Fig. 2 ilustra uma configuração básica de uma placa de cozinha de acordo com uma modalidade do presente invento. Nesse caso, isso pode ser considerado como uma modalidade preferida do presente invento. Os inventores descobriram que na presença de múltiplas substâncias ferventes em uma placa de cozinha, uma substância fervente pode ser seguramente identificada por uma combinação de um sensor térmico e um sistema microeletromecânico, p. ex. respectivamente um sensor de aceleração. Nesse caso, é ilustrada uma panela 2100 contendo uma substância de cocção 2110, p. ex. água ou uma sopa ou qualquer outro prato. É igualmente ilustrada uma placa de fogão 2250 que suporta a panela 2100 por cima de uma zona de aquecimento. A zona de aquecimento é exposta a ondas magnéticas emanadas de uma bobina de indução 2200 localizada sob a placa de fogão 2250. Os campos elétricos podem aumentar durante a operação da placa de indução. Localizado na área da zona de cocção se encontra um sensor térmico 2220, como por exemplo um termostato, fornecendo informações sobre uma temperatura na respectiva área. Ademais, é ilustrado um gerador 2300 de ondas magnéticas que é conectado a um controlador 2400, que controla os sinais e a energia dos sinais gerados pelo gerador 2300.[034] Fig. 2 illustrates a basic configuration of a cooktop according to an embodiment of the present invention. If so, it can be considered as a preferred embodiment of the present invention. The inventors have found that in the presence of multiple boiling substances on a cooktop, a boiling substance can be reliably identified by a combination of a thermal sensor and a microelectromechanical system, e.g. ex. respectively an acceleration sensor. In that case, a pot 2100 containing a cooking substance 2110, e.g. ex. water or a soup or any other dish. Also illustrated is a cooking plate 2250 which supports the pan 2100 above a heating zone. The heating zone is exposed to magnetic waves emanating from an induction coil 2200 located under the cooktop 2250. Electric fields can increase during operation of the induction hob. Located in the cooking zone area is a thermal sensor 2220, such as a thermostat, providing information about a temperature in the respective area. Furthermore, a magnetic wave generator 2300 is illustrated which is connected to a controller 2400 which controls the signals and energy of the signals generated by the generator 2300.
[035] Ademais, é ilustrado um controlador de interface de usuário 2600, que é conectado ao controlador por via de uma linha 2410 e ao sensor de vibração 2500, respectivamente sistema microeletromecânico, respectivamente acelerômetro 2500, por via de uma linha 2510. Depois de a bobina de indução 2200 ser alimentada com energia magnética desde o gerador 2300, são geradas correntes de Foucault dentro do recipiente de cocção 2100, e a substância 2110 é aquecida pelo recipiente aquecido. Além disso, um campo elétrico pode aumentar, o que pode causar danos nas partes elétricas sensíveis, como por exemplo um MEMS.[035] Furthermore, a user interface controller 2600 is illustrated, which is connected to the controller via a line 2410 and to the vibration sensor 2500, respectively microelectromechanical system, respectively accelerometer 2500, via a line 2510. After the induction coil 2200 is supplied with magnetic energy from the generator 2300, eddy currents are generated within the cooking vessel 2100, and the substance 2110 is heated by the heated vessel. Also, an electric field may build up, which can damage sensitive electrical parts such as a MEMS.
[036] Em uma certa altura, começam se formando bolhas dentro da substância 2110 e se colapsam novamente, o que provoca vibrações e um som audível. Esse som é detectado pelo sistema microeletromecânico 2500. Nesse caso, é ilustrado que o sistema microeletromecânico 2500 é ligado à placa de fogão 2250 indiretamente por via de uma proteção dielétrica 2505, que pode ser feita de mica, uma vez que se trata de uma substância rígida e não amortece substancialmente as vibrações, enquanto protege ao mesmo tempo o sistema microeletromecânico contra ondas eletromagnéticas emanadas da bobina de indução 2200 ou um campo elétrico que aumenta ou se encontra presente durante a operação ou na placa de indução. Beneficamente, a mica fornece igualmente ao mesmo tempo um bom isolamento térmico contra calor transmitido desde p. ex. uma panela quente através da placa de fogão 2250 p. ex. sendo feita de cerâmica de vidro.[036] At a certain point, bubbles begin to form within the substance 2110 and collapse again, causing vibrations and an audible sound. This sound is detected by the microelectromechanical system 2500. In this case, it is illustrated that the microelectromechanical system 2500 is connected to the hob 2250 indirectly via a dielectric shield 2505, which can be made of mica, since it is a substance rigid and does not substantially dampen vibrations, while at the same time protecting the microelectromechanical system from electromagnetic waves emanating from the induction coil 2200 or an electric field that builds up or is present during operation or in the induction hob. Beneficially, the mica also at the same time provides good thermal insulation against heat transmitted from dust. ex. a hot pan across the hob 2250p. ex. being made of glass ceramics.
[037] Em vez da mica ou além da mesma, para melhor proteção, o sistema microeletromecânico pode ser montado em uma placa de circuito impresso. Dessa forma, pode ser mais bem protegido contra calor e vibração em excesso. Ademais, no caso de a localização de montagem se encontrar mais próxima de uma bobina magnética, uma proteção magnética pode de preferência ser munida beneficamente de uma proteção de metal. As bobinas de indução também podem beneficamente ser projetadas para direcionar as ondas eletromagnéticas para longe do sistema microeletromecânico. A placa de circuito impresso pode beneficamente ser acoplada na placa de fogão 2250 por meios mecânicos, como por exemplo um pino ou uma parede. Por outro lado, a placa de circuito impresso pode beneficamente ser montada em um material macio, p. ex. silicone, para limitar a transmissão de energia de vibração desde a cerâmica de vidro para o sistema microeletromecânico. Dessa maneira, o tempo de vida do sistema microeletromecânico pode ser prolongado.[037] Instead of mica or in addition to it, for better protection, the microelectromechanical system can be mounted on a printed circuit board. In this way, it can be better protected from excessive heat and vibration. Furthermore, in case the mounting location is closer to a magnetic coil, a magnetic shield can preferably be beneficially provided with a metal shield. Induction coils can also be beneficially designed to direct electromagnetic waves away from the microelectromechanical system. The printed circuit board can beneficially be coupled to the cooktop 2250 by mechanical means, such as a pin or a wall. On the other hand, the printed circuit board can beneficially be mounted on a soft material, e.g. ex. silicone, to limit the transmission of vibration energy from the glass ceramic to the microelectromechanical system. In this way, the lifetime of the microelectromechanical system can be extended.
[038] A placa de indução de acordo com a modalidade pode ser configurada de uma forma que múltiplas substâncias possam ser aquecidas de modo síncrono na placa de fogão 2250 e que cada zona de aquecimento seja munida de um sensor térmico 2220, enquanto preferencialmente somente um sistema microeletromecânico p. ex. necessita de ser fornecido para detectar vibrações causadas por um som audível emanado de todas as substâncias aquecidas em todas as zonas de aquecimento indicadas por 1100 a 1400 na Fig. 1.[038] The induction hob according to the modality can be configured in such a way that multiple substances can be heated synchronously on the hob 2250 and that each heating zone is provided with a thermal sensor 2220, while preferably only one microelectromechanical system p. ex. needs to be provided to detect vibrations caused by an audible sound emanating from all heated substances in all heating zones indicated by 1100 to 1400 in Fig. 1.
[039] Após a detecção da ebulição de uma substância respectiva, consultando o respectivo sensor de temperatura indicando a temperatura mais alta, a respectiva zona de aquecimento pode ser identificada e podem ser tomadas medidas corretivas de modo a controlar a potência fornecida à bobina de indução 2200, preferencialmente de uma maneira em que a potência fornecida à bobina de indução 2200 seja diminuída para permitir uma cocção em fogo brando da substância anteriormente fervida durante um período de tempo predeterminado.[039] After detecting the boiling of a respective substance, consulting the respective temperature sensor indicating the highest temperature, the respective heating zone can be identified and corrective measures can be taken in order to control the power supplied to the induction coil 2200, preferably in a manner in which the power supplied to the induction coil 2200 is decreased to allow simmering of the previously boiled substance for a predetermined period of time.
[040] Habitualmente, um sistema microeletromecânico é um dispositivo que é igualmente usado em telefones celulares (móveis), e é amplamente disponível e confiável e pode ser usado de uma maneira economicamente rentável como um dispositivo de mercado de massas para eletrodomésticos.[040] Customarily, a microelectromechanical system is a device that is also used in cellular (mobile) phones, and is widely available and reliable, and can be used in an economically cost-effective manner as a mass-market device for home appliances.
[041] Por outro lado, é concebível que um sistema microeletromecânico como parte de um dispositivo móvel seja usado diretamente colocando um telefone celular na placa de fogão 2250 e permitindo que o mesmo comunique com o controlador 2400 ou 2600 por via do campo de comunicação próximo ou qualquer outra comunicação adequada sem fios. Em um caso assim, o sistema microeletromecânico 2500 não seria requerido. Por outro lado, se for esse o caso, o indicador pode avisar um usuário para colocar o seu telefone celular na placa de fogão para permitir a realização da função automatizada. O sistema microeletromecânico 2500 pode fazer parte de um subsistema de acelerômetro que prepara sinais detectados pelo sistema microeletromecânico para a comunicação com o controlador 2400.[041] On the other hand, it is conceivable that a microelectromechanical system as part of a mobile device is used directly by placing a cell phone on the cooktop 2250 and allowing it to communicate with the controller 2400 or 2600 via the near field communication or any other suitable wireless communication. In such a case, the microelectromechanical system 2500 would not be required. On the other hand, if that is the case, the indicator could prompt a user to place their cell phone on the hob to allow the automated function to take place. The microelectromechanical system 2500 may form part of an accelerometer subsystem that prepares signals detected by the microelectromechanical system for communication with the controller 2400.
[042] Beneficamente, o subsistema de acelerômetro é colocado em contato com a placa de fogão e protegido por uma proteção de uma camada dielétrica beneficamente feita de 1 mm de mica para detectar variações de aceleração devido a vibrações causadas por sons audíveis de uma panela 2100, e a proteção pode se estender suficientemente pelo sistema microeletromecânico de modo a proteger o mesmo contra um campo elétrico ou perturbações causadas por ondas magnéticas. Beneficamente, pode ser colado à placa de fogão 2250 por baixo. Em alternativa, ou além disso, pode ser usada uma placa de circuito impresso para a montagem e melhor proteção do sistema microeletromecânico como descrito acima.[042] Beneficially, the accelerometer subsystem is placed in contact with the cooktop and protected by a protection of a dielectric layer beneficially made of 1 mm of mica to detect acceleration variations due to vibrations caused by audible sounds from a pan 2100 , and the protection may extend sufficiently through the microelectromechanical system to protect it against an electric field or disturbances caused by magnetic waves. Beneficially, it can be glued to the hob 2250 from below. Alternatively, or in addition, a printed circuit board can be used for mounting and better protection of the microelectromechanical system as described above.
[043] Beneficamente, de acordo com o presente invento, uma função automatizada iniciada p. ex. por um botão 1610 ilustrado na Fig. 1 detecta ou inicia qualquer panela e uma zona de aquecimento relacionada na placa de indução contendo uma substância fervente e indica uma detecção de ebulição a um usuário através da interface humana 1600 ilustrada na Fig. 1; e após um período de tempo adequado reduz a potência fornecida à zona de aquecimento respectiva para manter a substância em cocção em fogo brando. Um sistema microeletromecânico tem a vantagem de não ter nenhuma inércia que forneça uma vantagem de velocidade relativamente aos sensores de temperatura, uma vez que o calor gerado na substância fervente e na panela 2110, 2100 necessita de ser transmitido desde a panela através da placa de fogão 2250 ao sensor de temperatura 2220.[043] Beneficially, according to the present invention, an automated function initiated e.g. ex. by a button 1610 illustrated in Fig. 1 detects or starts any pot and related heating zone on the induction hob containing a boiling substance and indicates a boiling detection to a user via the human interface 1600 illustrated in Fig. 1; and after a suitable period of time reduces the power supplied to the respective heating zone to keep the substance simmering. A microelectromechanical system has the advantage of having no inertia which provides a speed advantage over temperature sensors, as the heat generated in the boiling substance and in the pot 2110, 2100 needs to be transmitted from the pot through the cooktop 2250 to the temperature sensor 2220.
[044] A Fig. 3 ilustra uma curva de vibração ao longo do tempo durante um aquecimento de uma substância em uma placa de indução de acordo com uma modalidade do presente invento, p. ex. pode ser usada uma configuração de acordo com a Fig. 2 para gerar esse diagrama.[044] Fig. 3 illustrates a curve of vibration over time during a heating of a substance on an induction hob according to an embodiment of the present invention, e.g. ex. a configuration according to Fig. 2 to generate this diagram.
[045] Acima, é indicado um nível sonoro 3200, e é indicado o tempo 3100 à direita. Em um estado inicial, a energia é ligada, p. ex. colocando uma panela na placa de indução, detectando a presença da panela e pressionando o botão automático 1610 na placa. Em seguida, é fornecida potência a uma bobina de indução de modo a aquecer a panela e a substância dentro da panela gerando correntes de Foucault no material condutor da panela. Nesse estágio 3150, não é gerado praticamente nenhum som audível e as vibrações associadas ao som audível se mantêm geralmente a um nível inferior. Nesse contexto, é assumido que a energia fornecida à bobina de indução é constante. Pode ser uma potência máxima ou pode ser uma potência de configuração de aquecimento especial ou pode ser qualquer nível de energia desejado associado e adequado a um processo de cocção.[045] Above, a sound level 3200 is indicated, and time 3100 is indicated to the right. In an initial state, the power is turned on, e.g. ex. placing a pan on the induction hob, detecting the presence of the pan and pressing the automatic button 1610 on the hob. Power is then supplied to an induction coil so as to heat the pot and the substance within the pot by generating eddy currents in the pot's conductive material. At this stage 3150, virtually no audible sound is generated and the vibrations associated with audible sound generally remain at a lower level. In this context, it is assumed that the energy supplied to the induction coil is constant. It can be a maximum power or it can be a special heat setting power or it can be any desired energy level associated and suited to a cooking process.
[046] Em uma certa altura, pode ser determinado um gradiente positivo indicando uma fase de pré-ebulição em 3250. Mais tarde, será passado um máximo e pode ser detectado um gradiente negativo da curva de vibração. Em 3250, é indicada uma fase de início de ebulição. 3500 se refere a uma curva filtrada, ao passo que 3600 se refere a uma curva medida. Por exemplo, um sinal medido por um sistema microeletromecânico pode ser submetido à transformada de Fourier rápida para transformar a mesma em um espectro de potência de frequência e para filtrar frequências indesejadas que não têm origem no processo de cocção. Igualmente, podem ser filtradas frequências originárias da harmônica fundamental.[046] At a certain height, a positive gradient can be determined indicating a pre-boiling phase at 3250. Later, a maximum will be passed and a negative gradient of the vibration curve can be detected. At 3250, an onset of boiling phase is indicated. 3500 refers to a filtered curve, while 3600 refers to a measured curve. For example, a signal measured by a microelectromechanical system can be fast Fourier transformed to transform it into a frequency power spectrum and to filter out unwanted frequencies that do not originate in the cooking process. Also, frequencies originating from the fundamental harmonic can be filtered.
[047] Ademais, para melhorar a qualidade do sinal, pode ser usado um filtro passa-baixas para classificar ainda sinais que não estão relacionados com um processo de cocção. A curva filtrada é ilustrada em 3500.[047] Furthermore, to improve signal quality, a low-pass filter can be used to further classify signals that are not related to a cooking process. The filtered curve is illustrated at 3500.
[048] Beneficamente, de acordo com um método do presente invento, podem ser realizados múltiplos algoritmos paralelos no sinal que melhora a possibilidade e a probabilidade de detectar de forma segura um estado de ebulição em várias condições com diferentes panelas, diferentes níveis de substância e diferentes níveis de potência.[048] Beneficially, according to a method of the present invention, multiple parallel algorithms can be performed on the signal that improves the possibility and probability of reliably detecting a boiling state in various conditions with different pans, different levels of substance and different power levels.
[049] Beneficamente, para cada sinal, é detectado e armazenado um histórico de sinais na forma p. ex. de diferentes etapas: detecção de uma inclinação positiva, uma inclinação negativa, um pico, um nível inicial e subsequente avaliação de condições, e refinamento das informações obtidas para tomada de decisões de modo a atribuir de forma segura estágios de cocção, como por exemplo, em particular, ebulição e cocção em fogo brando. Nesse caso, isso significa que p. ex. certas condições em um certo tempo são determinadas e armazenadas para mais avaliação.[049] Beneficially, for each signal, a history of signals in p form is detected and stored. ex. of different stages: detection of a positive slope, a negative slope, a peak, an initial level and subsequent evaluation of conditions, and refinement of the information obtained for decision making in order to safely assign cooking stages, such as, for example, in particular, boiling and simmering. In this case, it means that p. ex. certain conditions at a certain time are determined and stored for further evaluation.
[050] Vantajosamente, podem ser realizados múltiplos algoritmos, p. ex.: 1) uma detecção de um pico máximo e a subsequente descida podem ser realizadas. É sabido, p. ex., que a ebulição ocorre na extremidade posterior do pico em um caso ideal. Conformemente, a ebulição pode ser detectada de forma segura e de uma maneira fácil, se for possível detectar esse pico com uma subsequente descida do sinal. Um sinal de detecção de ebulição pode ser gerado, por exemplo, quando for alcançada uma certa relação entre a intensidade de sinal máxima e um subsequente sinal, p. ex. preferencialmente uma relação de 0,4 é suficiente para indicar a ocorrência de ebulição. Nesse caso, o sinal pode ser usado para gerar informações na forma de texto como informações visíveis ou audíveis indicadas na interface humana.[050] Advantageously, multiple algorithms can be realized, e.g. eg: 1) a detection of a maximum peak and subsequent descent can be performed. It is known, p. e.g., that boiling occurs at the trailing end of the peak in an ideal case. Accordingly, boiling can be detected reliably and in an easy manner, if it is possible to detect such a peak with a subsequent decay of the signal. A boiling detection signal can be generated, for example, when a certain relationship between the maximum signal strength and a subsequent signal, e.g. ex. preferably a ratio of 0.4 is sufficient to indicate that boiling has occurred. In that case, the signal can be used to generate information in the form of text as visible or audible information indicated in the human interface.
[051] Outras etapas podem ser efetuadas no caso de não ser possível uma determinação segura de acordo com 1). Nesse caso, beneficamente, outra determinação; 2) pode ser efetuada, em que é detectada uma inclinação plana do nível de vibração, que é, contudo, determinada como sendo superior a um nível inicial da vibração. Plano significa que o nível substancialmente se mantém igual ao longo de um período de tempo e somente, p. ex., difere 5 % ou 10 %. Os estados correspondem a 3450 para o nível superior e a 3150 para o nível inferior no estágio inicial. Essa detecção pode ser ainda melhorada combinando a mesma com uma detecção anterior de um pico pequeno, respectivamente uma inclinação negativa.[051] Further steps can be taken in case a secure determination according to 1) is not possible. In that case, beneficially, another determination; 2) can be performed, whereby a flat slope of the vibration level is detected, which is however determined to be higher than an initial vibration level. Flat means that the level remains substantially the same over a period of time and only, e.g. e.g. differs by 5% or 10%. The states correspond to 3450 for the top level and 3150 for the bottom level in the initial stage. This detection can be further improved by combining it with a previous detection of a small peak, respectively a negative slope.
[052] Por outro lado, se os métodos de acordo com 1) e 2) não originarem uma detecção segura, uma outra detecção; 3) pode ser efetuada que se baseie somente na detecção de uma inclinação plana em um nível superior final e um nível inferior em um estado inicial 3150. Nesse caso, pode ser benéfico usar um período de observação mais longo, p. ex. preferencialmente de 20 segundos, ou mais preferencialmente de 30 segundos, até ser gerado um sinal para detecção de ebulição para melhorar a segurança da detecção.[052] On the other hand, if the methods according to 1) and 2) do not lead to a safe detection, another detection; 3) can be performed that is based solely on detecting a flat slope at a final upper level and a lower level at an initial state 3150. In that case, it may be beneficial to use a longer observation period, e.g. ex. preferably 20 seconds, or more preferably 30 seconds, until a signal for boiling detection is generated to improve detection security.
[053] Beneficamente, de acordo com as modalidades do presente invento, a detecção de vibração é combinada com a detecção de temperatura. As placas de indução se encontram habitualmente equipadas com um sensor de temperatura de zona que mede convencionalmente uma temperatura compreendida por uma mistura da temperatura fria, temperatura de vidro/panela e campo magnético de indução. Como uma consequência dessa mistura de medições, as informações de sensor dessa temperatura sozinhas não são habitualmente adequadas para fornecer uma indicação precisa de um ponto de ebulição.[053] Beneficially, according to the embodiments of the present invention, vibration detection is combined with temperature detection. Induction hobs are usually equipped with a zone temperature sensor which conventionally measures a temperature comprised of a mixture of cold temperature, glass/pan temperature and induction magnetic field. As a consequence of this mixture of measurements, sensor information from this temperature alone is usually not adequate to provide an accurate indication of a boiling point.
[054] Beneficamente, a determinação de ebulição em uma substância baseada em vibrações e um sistema microeletromecânico tem uma prioridade mais elevada que a determinação baseada em um sensor de temperatura. Todavia, o sensor de temperatura pode ser usado no caso de múltiplos fluidos ou substâncias se encontrarem fervendo em diferentes zonas de aquecimento e no caso de ser gerado um sinal de indicação de ebulição pelo gerador, respectivamente o controlador de interface de usuário, para alocar a zona de aquecimento apropriada. Nesse caso, é determinada a zona de aquecimento tendo um sensor térmico associado indicando uma temperatura mais elevada para suportar a panela contendo uma substância fervente, e é fornecida uma indicação correspondente no indicador 1650.[054] Beneficially, the determination of boiling in a substance based on vibrations and a microelectromechanical system has a higher priority than the determination based on a temperature sensor. However, the temperature sensor can be used in case multiple fluids or substances are boiling in different heating zones and in case a boiling indication signal is generated by the generator, respectively the user interface controller, to allocate the temperature. appropriate heating zone. In that case, the heating zone is determined having an associated thermal sensor indicating a higher temperature to support the pot containing a boiling substance, and a corresponding indication is provided on the indicator 1650.
[055] Beneficamente, os respectivos sensores de temperatura 2220 podem ainda ser usados para aumentar a detecção de forma confiável p. ex. iniciando o algoritmo de avaliação somente assim que uma zona de cocção tiver alcançado uma certa temperatura. Ademais, a detecção pode ser parada se p. ex. for indicada uma temperatura inesperada incomum por um sensor de temperatura associado a uma zona de aquecimento.[055] Beneficially, the respective temperature sensors 2220 can still be used to reliably increase detection p. ex. starting the evaluation algorithm only once a cooking zone has reached a certain temperature. Furthermore, detection can be stopped if p. ex. an unusually unexpected temperature is indicated by a temperature sensor associated with a heating zone.
[056] Em um processo de cocção automatizado de acordo com uma modalidade do método de acordo com o presente invento, e subsequente a uma detecção de um estado de ebulição em uma substância contida em uma panela em uma zona de aquecimento, a energia fornecida a uma bobina de indução associada a essa zona de aquecimento pode ser reduzida de uma maneira para manter os alimentos na panela em um estado de cocção em fogo brando. É possível determinar de várias formas um nível de potência nesse estado apropriadamente fornecido à bobina de indução. Por exemplo, um nível de vibrações registradas em um nível inicial 3150 na Fig. 3 pode ser comparado com um nível de vibração na ebulição forte, p. ex. em 3450 ilustrado na Fig. 3.[056] In an automated cooking process according to an embodiment of the method according to the present invention, and subsequent to a detection of a boiling state in a substance contained in a pan in a heating zone, the energy supplied to an induction coil associated with this heating zone can be turned down in such a way as to keep the food in the pan in a simmering state. It is possible to determine in several ways a power level in this state properly supplied to the induction coil. For example, a level of vibrations recorded at an initial level 3150 in Fig. 3 can be compared with a level of vibration in strong boiling, p. ex. at 3450 illustrated in Fig. 3.
[057] Um nível de potência de cocção em fogo brando pode p. ex. ser ajustado em relação a esses dois níveis de modo a alcançar um nível de cocção em fogo brando correspondendo a um nível de vibração escalado entre esses dois níveis. Proporcionalmente, serão usados níveis de potência associados para determinar o nível de cocção em fogo brando correspondente. Por outro lado, no caso em que um sensor de temperatura indica que uma detecção de ebulição se baseou na cocção iniciada desde um estado frio, pode ser medido um tempo desde um estado frio e pode ser estimada uma quantidade de água, respectivamente substância cozinhada, desde o tempo e a potência integrada derivados pela medição do tempo em constante potência respectiva até à ocorrência da ebulição. Isso permite determinar a quantidade de água e correspondentemente permite associar uma quantidade de energia a ser fornecida a essa substância de modo a manter a mesma em um estado de cocção em fogo brando, p. ex. fornecendo uma tabela que aloca uma certa energia a uma certa massa de substância a ser cozinhada e procurando a energia requerida necessária para a respectiva massa na tabela.[057] A simmering power level can e.g. ex. be adjusted relative to these two levels so as to achieve a simmering level corresponding to a scaled vibration level between these two levels. Proportionately, associated power levels will be used to determine the corresponding simmering level. On the other hand, in the case where a temperature sensor indicates that a boiling detection was based on cooking started from a cold state, a time from a cold state can be measured and an amount of water, respectively cooked substance, can be estimated. from time and integrated power derived by measuring time at constant respective power until boiling occurs. This allows to determine the amount of water and correspondingly allows to associate an amount of energy to be supplied to that substance in order to maintain it in a state of cooking over low heat, e.g. ex. providing a table that allocates a certain energy to a certain mass of substance to be cooked and looking up the required energy needed for the respective mass in the table.
[058] Como ilustra a Fig. 4, um produto de programa de computador 4000 é compreendido por p. ex. um suporte de dados, como por exemplo um cartão de armazenamento 4100 e instruções 4200 respectivamente 4300 armazenadas no cartão de armazenamento 4100. Por exemplo, essas instruções podem ser lidas por um controlador 2400 em uma placa de indução e fazer com que o mesmo efetue a detecção de ebulição, o cálculo de energia requerida para a cocção em fogo brando e o controle de zonas de cocção como explicado acima. Lista de Numerais de Referência 1000: placa de indução; 1100, 1200, 1300, 1400: zonas de aquecimento; 1500: sensor de vibração, acelerômetro, sistema microeletromecânico; 1600: interface humana; 1630, 1640, 1650, 1660: seletores para zonas de aquecimento; 1670: comutador on/off (ligar/desligar); 1610: comutador de função automatizada; 1680: indicador; 2000: configuração da placa de indução; 2100: panela; 2110: substância de cocção; 2250: placa de fogão; 2200: bobina de indução; 2300: gerador de indução; 2400: controlador; 2410: linha de conexão; 2600: controlador de interface de usuário; 2510: linha de conexão; 2220: sensor térmico; 2230: linha de conexão; 2210, 2220: linhas para fornecimento de potência à bobina de indução; 2500: subsistema de acelerômetro, respectivamente sistema microeletromecânico; 2505: material de proteção dielétrica; 3000: gráfico de vibrações ao longo do tempo; 2200: vibrações; 3100: tempo; 1330: estágio inicial; 3250: estágio de pré-ebulição; 3350: estágio de início de ebulição; 3450: estágio de ebulição em um nível de vibração superior 3150; 4000: produto de programa de computador; 4200, 4300: instruções legíveis por computador; 4100: suporte de dados.[058] As shown in Fig. 4, a computer program product 4000 is comprised of e.g. ex. a data carrier, such as a storage card 4100 and instructions 4200 respectively 4300 stored on the storage card 4100. For example, these instructions can be read by a controller 2400 on an induction hob and make it perform the same boiling detection, the calculation of energy required for low heat cooking and the control of cooking zones as explained above. List of Reference Numerals 1000: induction hob; 1100, 1200, 1300, 1400: heating zones; 1500: vibration sensor, accelerometer, microelectromechanical system; 1600: human interface; 1630, 1640, 1650, 1660: selectors for heating zones; 1670: on/off switch (on/off); 1610: automated function switch; 1680: indicator; 2000: induction hob configuration; 2100: pan; 2110: cooking substance; 2250: hob; 2200: induction coil; 2300: induction generator; 2400: controller; 2410: connecting line; 2600: User Interface Controller; 2510: connection line; 2220: thermal sensor; 2230: connection line; 2210, 2220: lines for supplying power to the induction coil; 2500: accelerometer subsystem, respectively microelectromechanical system; 2505: dielectric protection material; 3000: graph of vibrations over time; 2200: vibrations; 3100: time; 1330: initial stage; 3250: pre-boiling stage; 3350: beginning of boiling stage; 3450: boiling stage at a higher vibration level 3150; 4000: computer program product; 4200, 4300: computer-readable instructions; 4100: data carrier.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP14185254.1 | 2014-09-18 | ||
| EP14185254.1A EP2999301B1 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Induction hob with boiling detection and induction energy control, method for heating food with an induction hob and computer program product |
| PCT/EP2015/067901 WO2016041684A1 (en) | 2014-09-18 | 2015-08-04 | Induction hob with boiling detection and induction energy control, method for heating food with an induction hob and computer program product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112017004489A2 BR112017004489A2 (en) | 2017-12-05 |
| BR112017004489B1 true BR112017004489B1 (en) | 2023-06-06 |
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