BR112019005715B1

BR112019005715B1 - Método para detecção de ebulição e placa de indução

Info

Publication number: BR112019005715B1
Application number: BR112019005715-3A
Authority: BR
Inventors: Nicola TERRACCIANO; Laurent Jeanneteau; Alex Viroli; Massimo Nostro; Erik Svend Christiansen
Original assignee: Electrolux Appliances Aktiebolag
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2023-10-03
Also published as: EP3300453A1; AU2017329374A1; CN109792804A; AU2017329374B2; US11330678B2; WO2018054617A1; US20200022227A1; BR112019005715A2; CN109792804B; EP3300453B1

Abstract

a invenção se refere a um método para detecção de ebulição em uma zona de aquecimento de uma placa de indução (1), em que o método compreende as etapas de: desabilitar (s110) um mecanismo de controle de potência da placa de indução ajustando-se a frequência da corrente ac fornecida a uma bobina de indução da placa de indução em um valor fixo; medir (s120) valores de um parâmetro elétrico fornecido dentro da placa de indução (1); interpolar (s130) os valores de parâmetro elétrico medidos reu-nindo-se uma pluralidade de valores do parâmetro elétrico dentro de um intervalo de tempo e calcular o valor médio da dita pluralidade reunida de valores, obtendo-se, assim, valores de parâmetro elétrico interpolados. calcular (s140) uma medida de gradiente indicativa da alteração diferencial dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo; determinar (s150) o ponto de ebulição com base na medida de gradiente calculada.

Description

DESCRIÇÃO

[001] A presente invenção se refere, de modo geral, ao campo de detecção de ebulição. Mais especificamente, a presente invenção está relacionada à detecção de ebulição por monitoramento de parâmetros elétricos de uma placa de indução.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As placas de indução para a preparação de alimentos são bem conhecidas na técnica anterior. As placas de indução compreendem habitualmente pelo menos um aquecedor por indução, o qual está associado a pelo menos uma bobina de indução. Para o aquecimento de uma peça de utensílios de cozinha colocada sobre a placa de indução, a bobina de indução é acoplada a meios de condução eletrônicos para conduzir uma corrente AC através da bobina de indução. A referida corrente AC gera um campo magnético com verificação de tempo. Devido ao acoplamento indutivo entre a bobina indutora e a peça de utensílio de cozinha colocada na placa de indução, o campo magnético gerado pela bobina indutora faz com que correntes de Foucault circulem na peça de utensílio de cozinha. A presença das ditas correntes parasitas gera calor no interior do utensílio de cozinha devido à resistência elétrica do dito utensílio de cozinha.

[003] O documento DE 102 53 198 B4 propõe um método para monitorar e controlar o processo de cozimento de uma peça de utensílio de cozinha em uma placa de indução. A razão de frequência entre a frequência atual e a frequência inicial é monitorada a fim de determinar o ponto de ebulição.

[004] Uma desvantagem da solução conhecida é que a precisão de detecção de ponto de ebulição não é satisfatória devido ao fato de que certas influências prejudiciais levam a um resultado de detecção de ponto de ebulição errado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] É um objetivo das modalidades da invenção fornecer um método confiável e robusto para detectar o ponto de ebulição em placas de indução com o uso de parâmetros elétricos disponíveis dentro da placa de indução. O objetivo é resolvido pelos recursos das reivindicações independentes. As modalidades preferenciais são fornecidas nas reivindicações dependentes. Se não for explicitamente indicado de outro modo, as modalidades da invenção podem ser livremente combinadas entre si.

[006] De acordo com um aspecto, a invenção se refere a um método para detecção de ebulição em uma zona de aquecimento de uma placa de indução. O método compreende as etapas: - desabilitar um mecanismo de controle de potência da placa de indução ajustando-se a frequência da corrente AC fornecida a uma bobina de indução da placa de indução para um valor fixo; - medir valores de um parâmetro elétrico fornecido dentro da placa de indução; - interpolar os valores de parâmetro elétrico medidos reunindo-se uma pluralidade de valores do parâmetro elétrico dentro de um intervalo de tempo e calcular o valor médio da dita pluralidade reunida de valores, obtendo-se, assim, valores de parâmetro elétrico interpolados; - calcular uma medida de gradiente indicativa da alteração diferencial dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo; - determinar o ponto de ebulição com base na medida de gradiente calculada.

[007] O dito método é vantajoso devido ao fato de que, interpolando-se os valores de parâmetro elétrico medidos e fornecendo-se uma medida de gradiente dos ditos valores de parâmetro interpolados, uma detecção de ebulição robusta e confiável é possível.

[008] De acordo com as modalidades preferenciais, o ponto de ebulição é determinado detectando-se se a medida de gradiente calculada é zero e/ou altera seu sinal. Em mais detalhes, o primeiro derivado dos valores de parâmetro elétrico interpolados é determinado a fim de obter a medida de gradiente. No ponto de ebulição, o valor de parâmetro elétrico pode atingir um mínimo que pode ser detectado a fim de determinar precisamente o ponto de ebulição. Uma forma ainda mais exata de determinar o ponto de ebulição é detectar um cruzamento zero (cruzamento +/- ou cruzamento -/+) da medida de gradiente, respectivamente, o primeiro derivado dos valores de parâmetro elétrico interpolados.

[009] De acordo com as modalidades preferenciais, o parâmetro elétrico é a corrente de pico de bobina (valores de corrente nos picos da corrente AC), a potência de saída elétrica de uma bobina de indução associada à zona de aquecimento ou o atraso de fase entre a corrente elétrica e a tensão fornecida à bobina de indução. Os parâmetros elétricos estão correlacionados à temperatura do utensílio de cozinha e podem ser usados para detecção de ebulição. Nas modalidades preferenciais, a corrente de pico de bobina é usada para determinar o ponto de ebulição.

[0010] De acordo com as modalidades preferenciais, o mecanismo de controle de potência é desabilitado após expiração de um certo período de tempo após iniciar o processo de cozimento. No início do processo de cozimento, a potência de saída pode mudar significativamente devido a uma alteração significativa de temperatura da peça de utensílio de cozinha. Atrasando-se a desabilitação do mecanismo de controle de potência, a potência de saída elétrica pode ser mantida constante no início do processo de cozimento, evitando, assim, que a potência de saída elétrica caia excessivamente após o início do processo de cozimento.

[0011] De acordo com as modalidades preferenciais, a determinação do ponto de ebulição é interrompida e o mecanismo de controle de potência é ativado se a potência de saída elétrica da bobina de indução cair abaixo de um certo limite de potência e o processo de determinação de ponto de ebulição é reinicializado após reajustar a potência de saída elétrica. Tal ativação de mecanismo de controle de potência pode ser necessária ao usar uma peça de utensílio de cozinha que mostra uma forte dependência de propriedades indutivas do utensílio de cozinha em temperatura alterada. Tal forte dependência pode levar a uma queda significativa de potência de saída, que resulta em uma extensão indesejada de tempo de cozimento. Ativando-se o mecanismo de controle de potência por um período de tempo limitado, a frequência da corrente AC pode ser variada a fim de atingir a potência de saída desejada, e a detecção de ponto de ebulição é reinicializada após desativar o mecanismo de controle de potência novamente.

[0012] De acordo com as modalidades preferenciais, a dita interpolação dos valores de parâmetro elétrico medidos é realizada por amostragem do parâmetro elétrico com uma frequência entre 1 kHz e 50 kHz e cálculo da média dos valores amostrados dentro de um intervalo de tempo de 1 segundo a 10 segundos. De preferência, a frequência de amostragem está na faixa de 5 kHz a 20kHz, com máxima preferência, 10 kHz. O intervalo de tempo pode ser, de preferência entre, entre 2 segundos e 5 segundos, com máxima preferência, 4 segundos.

[0013] De acordo com as modalidades preferenciais, os critérios para determinar o ponto de ebulição são modificados com base no tempo de ebulição transcorrido e/ou com base na alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos. Logo após iniciar o processo de cozimento, a probabilidade de atingir o ponto de ebulição é mais baixa que após a expiração de um certo período de tempo. Portanto, os critérios para determinar o ponto de ebulição podem ser adaptados a fim de evitar a detecção errônea de ponto de ebulição, por exemplo, devido a oscilações de tensão de rede, etc.

[0014] De acordo com as modalidades preferenciais, os critérios para determinar o ponto de ebulição são o tempo de ressalto de detecção e/ou um limite de detecção. Os ditos critérios podem ser adaptados dependendo do tempo de ebulição transcorrido e/ou da alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos a fim de evitar resultados falsos de detecção de ebulição.

[0015] De acordo com as modalidades preferenciais, um indicador de capacidade de detecção de ebulição que mostra a capacidade de um utensílio de cozinha para ser usado em detecção de ebulição é calculado com base na alteração dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo. Diferentes peças de utensílio de cozinha podem mostrar diferentes graus de dependência de propriedades indutivas de alterações de temperatura. Além disso, algumas peças de utensílio de cozinha não mostram ou não mostram essencialmente nenhuma dependência de variações de temperatura. Desse modo, a detecção de ebulição apresentada não é adequada para tais peças de utensílio de cozinha. Monitorando-se a alteração dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo, especificamente no início do processo de cozimento, pode ser derivado um índice que é indicativo para a capacidade do utensílio de cozinha de ser usado dentro do dito método de detecção de ebulição.

[0016] De acordo com as modalidades preferenciais, a detecção de ebulição é desativada se o dito indicador de capacidade de detecção de ebulição estiver abaixo de um certo valor-limite. Assim, é evitado o uso de uma peça inadequada de utensílio de cozinha no mecanismo de detecção de ebulição proposto que certamente pode levar a resultados de detecção errados e indesejados.

[0017] De acordo com as modalidades preferenciais, a bobina de indução é alimentada em nível de potência de reforço durante a detecção de ebulição, em que o dito nível de potência de reforço tem um nível de potência acima do nível de potência nominal mais alto, em que a bobina de indução é adaptada para ser acionada no dito nível de potência de reforço apenas por um período de tempo de reforço limitado. Assim, o período de tempo que atinge o ponto de ebulição é reduzido.

[0018] De acordo com as modalidades preferenciais, o indicador de capacidade de detecção de potência é estabelecido antes do dito período de tempo de reforço ser transcorrido, e o mecanismo de detecção de ebulição é interrompido, e a bobina de indução é acionada em modo de reforço padrão se o dito indicador mostrar que o utensílio de cozinha não tem capacidade para ser usado no dito mecanismo de detecção de ebulição. Assim, uma extensão indesejada de alimentação da bobina de indução em potência máxima devido a não poder determinar o ponto de ebulição é evitada.

[0019] De acordo com as modalidades preferenciais, a tensão de rede é monitorada a fim de detectar as oscilações de tensão de rede e os parâmetros elétricos medidos são modificados com base em uma fórmula de compensação que usa a dita tensão de rede monitorada. Assim, a influência prejudicial de oscilações de tensão de rede pode ser evitada.

[0020] De acordo com as modalidades preferenciais, a taxa de alteração dos valores de parâmetro elétrico medidos ou valores de parâmetro elétrico interpolados é monitorada e a detecção de ebulição é reinicializada se a taxa de alteração exceder um certo valor-limite. Os movimentos de uma peça de utensílio de cozinha podem também levar a alterações do parâmetro elétrico medido. Entretanto, a taxa de alteração causada por movimentos de uma peça de utensílio de cozinha é tipicamente muito mais alta que a taxa de alteração causada por alterações de temperatura. Desse modo, monitorando-se a taxa de alteração e comparando-se a taxa de alteração com um valor-limite, as alterações de valor de parâmetro causadas por movimentos do utensílio de cozinha podem ser detectadas e filtradas a fim de evitar resultados errados de detecção de ebulição.

[0021] De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a uma placa de indução que compreende uma ou mais bobinas de indução associadas a uma zona de aquecimento. A placa de indução compreende uma entidade de controle que é adaptada para: - desabilitar um mecanismo de controle de potência ajustando-se a frequência da corrente AC fornecida à bobina de indução para um valor fixo; - medir valores de um parâmetro elétrico fornecido dentro da placa de indução; - interpolar os valores de parâmetro elétrico medidos reunindo-se uma pluralidade de valores do parâmetro elétrico dentro de um intervalo de tempo e calcular o valor médio da dita pluralidade reunida de valores, obtendo-se, assim, valores de parâmetro elétrico interpolados; - calcular uma medida de gradiente indicativa da alteração diferencial dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo; e - determinar o ponto de ebulição com base na medida de gradiente calculada. Os termos "essencialmente" ou "aproximadamente", conforme utilizado na presente invenção, significam desvios do valor exato em +/- 10%, de preferência, em +/- 5%, e/ou desvios na forma de alterações que são insignificantes para a função.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] Os vários aspectos da invenção, incluindo seus recursos e vantagens específicos, serão prontamente compreendidos a partir da descrição detalhada a seguir e das Figuras anexas, nas quais:

[0023] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de uma placa de indução de acordo com a presente invenção;

[0024] A Figura 2 mostra um fluxograma de um método para detecção de ebulição; e

[0025] A Figura 3 mostra múltiplos gráficos que indicam alterações de valores medidos ou calculados para detectar o ponto de ebulição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0026] A presente invenção será descrita agora mais completamente com referência aos desenhos anexos, em que as modalidades exemplificadoras são mostradas. Entretanto, essa invenção não deve ser interpretada como limitada às modalidades apresentadas no presente documento. Ao longo da descrição a seguir, referências numéricas semelhantes foram usadas para denotar elementos, partes, itens ou recursos semelhantes, caso se aplique.

[0027] A Figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma placa de indução 1. A placa de indução 1 compreende pelo menos um aquecedor por indução 2, 3, de preferência, fornecido em um prato de placa 9. Por baixo do prato de placa 9, uma ou mais bobinas de indução 4, 5 são fornecidas, em que cada aquecedor por indução 2, 3 está associado a uma ou mais bobinas de indução 4, 5. Cada bobina de indução 4 é acoplada a meios de acionamento eletrônicos 6, 7. Os ditos meios de acionamento eletrônicos 6, 7 são acoplados a uma fonte de alimentação 10. Além disso, uma unidade de controle 8 é fornecida para controlar a operação dos meios de condução eletrônicos 6, 7, especificamente para ajustar a potência de saída das bobinas de indução 4, 5.

[0028] A placa de indução compreende um mecanismo de controle de potência a fim de fornecer potência de aquecimento constante a uma peça de utensílio de cozinha posicionada acima do aquecedor por indução 2, 3. Tipicamente, a resistência magnética do recipiente está aumentando com a temperatura crescente, levando a uma potência de saída mais baixa, respectivamente, corrente de bobina na ausência de um mecanismo de controle de potência. A fim de fornecer potência constante à peça de utensílio de cozinha independente da temperatura, o mecanismo de controle de potência pode ajustar a frequência da corrente AC fornecida à bobina de indução 4, 5 a fim de fornecer uma certa potência à peça de utensílio de cozinha. Em mais detalhes, o mecanismo de controle de potência pode diminuir a frequência a fim de estabilizar a potência fornecida à peça de utensílio de cozinha. Ao operar a placa de indução 1 em um nível de potência fixo ajustado por um usuário em uma interface de usuário, o mecanismo de controle de potência pode ser executado em plano de fundo a fim de evitar uma diminuição da potência com a temperatura em elevação da peça de utensílio de cozinha.

[0029] Conforme já mencionado anteriormente, sinais elétricos que podem ser monitorados dentro da placa de indução estão fortemente correlacionados à temperatura da peça de utensílio de cozinha posicionada acima da bobina de indução. Assim, monitorando-se e analisando-se um ou mais sinais elétricos dentro da placa de indução, as informações referentes à temperatura da peça de utensílio de cozinha podem ser derivadas.

[0030] A Figura 2 mostra um fluxograma de um método 100 para detecção de ebulição na zona de aquecimento de uma placa de indução 1. Conforme mencionado anteriormente, o mecanismo de controle de potência é configurado para alterar parâmetros elétricos, especificamente a frequência da corrente AC fornecida à bobina de indução a fim de obter uma potência de saída constante. Assim, o mecanismo de controle de potência varia automaticamente parâmetros elétricos. Como resultado, as variações dos parâmetros elétricos podem ser causadas por variações de temperatura da peça de utensílio de cozinha e/ou pelo dito mecanismo de controle de bobina automático. A fim de evitar uma superposição de fatores que têm influência sobre a variação de parâmetros elétricos, o mecanismo de controle de potência é desativado (S110). Desativando-se o mecanismo de controle de potência, a frequência é ajustada no valor fixo durante a captura de valores de pelo menos um parâmetro elétrico correlacionado à temperatura da peça de utensílio de cozinha.

[0031] Após desativar o mecanismo de controle de potência, os valores de pelo menos um parâmetro elétrico são medidos (S120). Vale mencionar que são usados parâmetros elétricos que já estão disponíveis dentro da placa de indução 1, especificamente disponíveis dentro da unidade de controle 8 da placa de indução 1. Assim, nenhum sensor externo para realizar as ditas medições é necessário.

[0032] Diferentes parâmetros elétricos podem ser usados para determinar o ponto de ebulição da peça de utensílio de cozinha. Por exemplo, a potência de saída da bobina de indução, o atraso de fase entre a corrente elétrica fornecida à bobina de indução e a tensão elétrica aplicada na bobina de indução ou a corrente de pico de bobina podem ser usados como tal parâmetro. De preferência, a corrente de pico de bobina é usada. O termo "corrente de pico de bobina" significa que os valores de corrente no máximo da curva de corrente (que é um sinal AC oscilante) são determinados e usados para detecção de ponto de ebulição.

[0033] A fim de determinar precisamente o ponto de ebulição, uma alta resolução de medição é necessária. As condições limitantes são, por exemplo, a resolução do conversor AD usado para converter os parâmetros elétricos do domínio analógico no domínio digital e ruído que sobrepõe a variação de parâmetro elétrico induzida por alterações de temperatura da peça de utensílio de cozinha. O termo "ruído", conforme usado na presente revelação, significa quaisquer oscilações do parâmetro elétrico medido, por exemplo, causadas por ruído de fundo dentro da placa de indução 1 (ruído gaussiano), variações de tensão de rede e/ou movimentos de utensílio de cozinha, etc.

[0034] Para aprimorar a precisão da detecção de ponto de ebulição, uma interpolação de parâmetros elétricos medidos é realizada (S130). Em mais detalhes, os parâmetros elétricos fornecidos pelo conversor AD têm a média calculada e são interpolados por um período de tempo longo, em que a frequência da corrente AC é mantida em um valor fixo. Realizando-se o dito cálculo de média/interpolação, os valores de parâmetro elétrico interpolados são derivados dos valores de parâmetro medidos. A dita interpolação e cálculo de média são vantajosos devido ao fato de que microcontroladores incorporados comuns têm tipicamente uma precisão de conversão de 10 ou 12 bits de precisão de conversão. Entretanto, o ruído que sobrepõe o parâmetro elétrico medido é tipicamente mais alto que a resolução do microcontrolador. Por meio do dito cálculo de média, a influência de ruído pode ser reduzida e a precisão de detecção pode ser significativamente aumentada.

[0035] Em uma implantação exemplificativa, um subconjunto de valores de parâmetro elétrico medidos é usado para cálculo de média e interpolação. O dito subconjunto pode ser capturado em um certo período de tempo. Por exemplo, 50% a 90%, especificamente, 60%, 70% ou 80% dos valores de parâmetro elétrico medidos são capturados em um período de tempo de 1 segundo a 10 segundos, por exemplo, 2 segundos, 3 segundos, 4 segundos, 5 segundos, 6 segundos, 7 segundos, 8 segundos ou 9 segundos, especificamente em um período de tempo de 4 segundos para a dita interpolação. De acordo com as modalidades preferenciais, os valores de parâmetro elétrico medidos podem ser valores de pico da corrente de alta frequência. Os ditos valores de pico podem ser, por exemplo, fornecidos por um circuito de hardware ou por meio de processamento de software. Os ditos valores de pico podem ser amostrados a uma certa frequência, por exemplo, uma frequência na faixa de 5 kHz a 20 kHz, especificamente, 10 kHz.

[0036] A fim de aumentar ainda mais a precisão de detecção, um gradiente dos valores de parâmetro elétrico interpolados é calculado (S140). Em mais detalhes, o primeiro derivado da curva de tempo do parâmetro elétrico interpolado é calculado e a detecção de ebulição é realizada com base no dito primeiro derivado. O primeiro derivado é indicativo para o aumento/diminuição do parâmetro elétrico e, portanto, também indicativo para o aumento/diminuição da temperatura da peça de utensílio de cozinha. Se o ponto de ebulição for atingido, o gradiente da curva de tempo do parâmetro elétrico interpolado se aproxima de zero. Assim, com base no gradiente dos valores de parâmetro elétrico interpolados, o ponto de ebulição é determinado (S150). Adicionalmente, na maioria dos casos, o gradiente da curva de tempo pode se tornar negativo após o valor de cruzamento zero, isto é, antes de atingir o ponto de ebulição, o gradiente da curva de tempo é positiva e se torna ligeiramente negativa logo quando o ponto de ebulição foi atingido. Portanto, o mecanismo de detecção de ponto de ebulição pode ser adaptado para detectar o dito cruzamento zero do gradiente do parâmetro elétrico interpolado a partir da faixa positiva para a faixa negativa a fim de detectar precisamente o ponto de ebulição.

[0037] Especificamente, logo após o início do processo de cozimento, o mecanismo de controle de potência pode realizar uma adaptação significativa da frequência da corrente AC fornecida à bobina de indução devido ao fato de que a variação de temperatura no início do processo de cozimento é muito alta. Portanto, é vantajoso desativar o mecanismo de controle de potência não diretamente após o início do processo de cozimento, mas atrasar a dita desativação por um certo período de tempo a fim de permitir que o mecanismo de controle de potência ajuste a potência fornecida à peça de utensílio de cozinha em um estado inicial do processo de cozimento. O atraso pode ser, por exemplo, na área de 20 a 30 segundos.

[0038] A desabilitação mencionada acima do mecanismo de controle de potência pode levar a situações em que a potência de saída da bobina de indução é significativamente diminuída, levando a um atraso indesejado para atingir o ponto de ebulição. A fim de evitar uma redução inaceitável de potência de saída, o mecanismo de controle de potência pode ser reiniciado se a potência de saída cair abaixo de um certo limite. O dito limite pode se rum valor-limite absoluto ou pode ser um limite relativo, relacionado ao valor de potência de saída no momento em que o mecanismo de controle de potência foi desativado. Por exemplo, o valor pode ser definido como um certo valor em porcentagem (por exemplo, 10 a 15%), em que a dita porcentagem indica a faixa em que uma diminuição de potência de saída é tolerada. NO caso em que a potência de saída cai abaixo do dito valor-limite, o mecanismo de detecção de ponto de ebulição pode ser desativado contanto que o mecanismo de controle de potência seja ativado. Após interromper o mecanismo de controle de potência, o mecanismo de detecção de ponto de ebulição é reinicializado novamente. Assim, a redução indesejada da potência de saída pode ser evitada.

[0039] A fim de melhorar ainda mais a detecção de ponto de ebulição, uma adaptação dinâmica de critérios para detectar ponto de ebulição pode ser realizada. Por exemplo, dependendo do estado do processo de cozimento, os critérios para detectar o ponto de ebulição podem ser adaptados. Mais especificamente, os critérios podem ser adaptados se a probabilidade de atingir o ponto de ebulição passar de um certo limite. Por exemplo, o tempo de cozimento transcorrido e/ou a alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos podem ser usados para adaptar os ditos critérios. Os critérios adaptados podem ser um limite de detecção usado para detectar o dito ponto de ebulição ou tempo de ressalto de detecção. O dito tempo de ressalto de detecção indica que antes de sinalizar um estado detectado de ebulição real, os critérios para detectar a ebulição precisam ser atendidos por um certo período de tempo. Os ditos critérios devem ser atingidos permanentemente por um dado período de tempo ou por uma certa porcentagem de tempo durante um dado período.

[0040] A correlação dos parâmetros elétricos a serem medidos dentro da placa de indução e a temperatura da peça de utensílio de cozinha depende fortemente das propriedades do utensílio de cozinha, especificamente, depende do material do utensílio de cozinha. Alguns utensílios de cozinha disponíveis mostram propriedades que levam a nenhuma ou essencialmente nenhuma variação de parâmetros elétricos dentro da placa de indução quando a temperatura do utensílio de cozinha está em alteração. Desse modo, o mecanismo de detecção de ebulição proposto não deve ser realizado ao usar tal utensílio de cozinha. A fim de detectar a capacidade de uma peça de utensílio de cozinha para ser usada para a detecção de ebulição proposta, um algoritmo é incluído na placa de indução, em que o dito algoritmo fornece uma medida para usar o método de detecção de ebulição para a presente peça de utensílio de cozinha. O dito algoritmo pode avaliar a alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos dentro de um certo período de tempo após o início do processo de cozimento. O dito período de tempo pode se iniciar diretamente após o início do processo de cozimento ou pode ser atrasado por um certo período de tempo. Se a alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos estivar abaixo de um certo limite, percebe-se que o recipiente não é adequado para detecção de ebulição. Desse modo, o mecanismo de detecção de ebulição é cancelado. Adicionalmente, uma indicação (visual e/ou auditiva) pode ser fornecida a fim de informar o usuário da placa de indução que a detecção de ebulição foi abortada. Adicionalmente, mesmo se o utensílio de cozinha estiver classificado como sendo útil no dito mecanismo de detecção de recipiente, a qualidade do utensílio de cozinha para ser usado no mecanismo de detecção de recipiente pode ser fornecida em uma interface de usuário.

[0041] A placa de indução pode fornecer um nível de potência de reforço que é mais alto que o nível de potência nominal mais alto. Após ativar o nível de potência de reforço, a placa reverterá a um nível de potência mais baixo após um período de tempo predeterminado (assim chamado tempo de reforço padrão). O mecanismo de detecção de ebulição pode usar o dito nível de potência de reforço para alimentar a bobina de indução contanto que o ponto de ebulição tenha sido detectado.

[0042] O índice mencionado acima que indica a incapacidade do utensílio de cozinha no dito mecanismo de detecção de ebulição pode ser estabelecido antes do tempo de reforço padrão ter sido transcorrido. No caso em que o índice mostra a incapacidade do utensílio de cozinha para ser usado em mecanismo de detecção de ebulição, a placa de indução pode reverter ao modo de reforço padrão que pode ser interrompido após o transcurso do tempo de reforço padrão. De outro modo, a bobina de indução pode ser alimentada em nível de potência de reforço até o ponto de ebulição ser atingido.

[0043] Conforme mencionado acima, um fator de interferência para determinação precisa do ponto de ebulição são variações em tensão de rede. O parâmetro elétrico medido que está correlacionado com a temperatura da peça de utensílio de cozinha é também influenciado por variações/oscilações de tensão de rede. Assim, as oscilações em tensão de rede podem levar a variações de parâmetros elétricos que poderiam ser interpretados como variações de temperatura e, assim, podem levar à detecção errada de ponto de ebulição.

[0044] Entretanto, a tensão de rede pode ser medida independentemente dentro da placa de indução. Os valores de medição da tensão de rede podem ser usados dentro de um esquema de compensação para compensar a influência de oscilações de tensão de rede sobre o processo de detecção de ponto. Em mais detalhes, uma fórmula de compensação pode ser fornecida (por exemplo, com base em medições práticas) que consideram as oscilações de tensão de rede e fornece um sinal de saída compensado de tensão de rede a ser usado para detecção de ebulição.

[0045] Adicionalmente, outro fator prejudicial que influencia a detecção de ponto de ebulição é mover a peça de utensílio de cozinha no prato de placa. Os ditos movimentos podem também levar a variações de parâmetro elétrico que poderiam ser interpretadas como variações de temperatura e, assim, podem levar à detecção errada de ponto de ebulição. Entretanto, na maioria dos casos, a alteração de parâmetro elétrico (quantidade de alteração por unidade de tempo) causada por mover a peça de utensílio de cozinha é muito mais rápida que a alteração de parâmetro elétrico causada por variações de temperatura. Portanto, a fim de poder reconhecer os movimentos do utensílio de cozinha, a velocidade de variação do parâmetro elétrico medido é detectada a fim de decidir se a alteração de parâmetro elétrico é causada por variação de temperatura ou por movimento do utensílio de cozinha. No caso em que um movimento de recipiente é detectado e a alteração do parâmetro elétrico causada pelo dito movimento de recipiente é prejudicial para a detecção de ebulição, o mecanismo de detecção de ebulição pode ser interrompido e reinicializado. Por exemplo, a detecção de ebulição pode ser continuada com um novo desvio do parâmetro elétrico medido.

[0046] A Figura 3 mostra múltiplos gráficos de parâmetros elétricos ou parâmetros derivados de parâmetros elétricos ao longo do tempo. Especificamente, a potência de saída elétrica selecionada fornecida à bobina de indução, a potência de saída elétrica medida fornecida à bobina de indução, a alteração relativa da corrente de pico de bobina (valor de corrente da corrente de pico de bobina menos valor inicial da corrente de pico de bobina) (a alteração relativa é negativa) e o primeiro derivado da alteração relativa da corrente de pico de bobina são mostrados. Com a temperatura em elevação do utensílio de cozinha, a potência de saída elétrica está diminuindo (devido ao mecanismo de controle de potência desativado). Como resultado, a corrente de pico de bobina está também diminuindo ao longo do tempo. Observando- se as curvas da alteração relativa da corrente de pico de bobina e o primeiro derivado da alteração relativa da corrente de pico de bobina, a alteração relativa atinge um máximo (conforme indicado pela seta). O primeiro derivado da alteração relativa da corrente de pico de bobina muda da faixa positiva para a faixa negativa (também indicado pela seta). Esse máximo de cruzamento zero, respectivamente, é indicativo do ponto de ebulição e pode ser detectado pelo mecanismo de detecção de ponto de ebulição a fim de determinar precisamente o ponto de ebulição.

[0047] Deve-se perceber que a descrição e os desenhos meramente ilustram os princípios da placa de indução proposta, respectivamente, o método de detecção de ponto de ebulição. Os peritos na técnica terão a capacidade de implantar várias disposições que, embora não descritas ou mostradas de maneira explícita no presente documento, concretizam os princípios da invenção. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 placa de indução 2 primeiro aquecedor por indução 3 segundo aquecedor por indução 4 primeira bobina de indução 5 segunda bobina de indução 6 meios de acionamento eletrônicos 7 meios de acionamento eletrônicos 8 unidade de controle 9 prato de placa 10 fonte de alimentação 100 método de detecção de ebulição.

Claims

1. Método para detecção de ebulição em uma zona de aquecimento de uma placa de indução (1), em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - desabilitar (S110) um mecanismo de controle de potência da placa de indução ajustando-se a frequência da corrente AC fornecida a uma bobina de indução da placa de indução para um valor fixo; - medir (S120) valores de um parâmetro elétrico fornecido dentro da placa de indução (1); - interpolar (S130) os valores de parâmetro elétrico medidos reunindo-se uma pluralidade de valores do parâmetro elétrico dentro de um intervalo de tempo e calcular o valor médio da dita pluralidade reunida de valores, obtendo-se, assim, valores de parâmetro elétrico interpolados; - calcular (S140) uma medida de gradiente indicativa da alteração diferencial dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo; - determinar (S150) o ponto de ebulição com base na medida de gradiente calculada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ponto de ebulição é determinado detectando-se se a medida de gradiente calculada é zero e/ou altera seu sinal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o parâmetro elétrico é a corrente de pico de bobina, a potência de saída elétrica de uma bobina de indução associada à zona de aquecimento ou o atraso de fase entre a corrente elétrica e a tensão fornecida à bobina de indução (4, 5).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de controle de potência é desabilitado após expiração de um certo período de tempo após iniciar o processo de cozimento.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a determinação do ponto de ebulição é interrompida e o mecanismo de controle de potência é ativado se a potência de saída elétrica da bobina de indução (4, 5) cair abaixo de um certo limite de potência e o processo de determinação de ponto de ebulição é reinicializado após reajustar a potência de saída elétrica.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a interpolação dos valores de parâmetro elétrico medidos é realizada por amostragem do parâmetro elétrico com uma frequência entre 1 kHz e 50 kHz e cálculo da média dos valores amostrados dentro de um intervalo de tempo de 1 segundo a 10 segundos.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os critérios para determinar o ponto de ebulição são modificados com base no tempo de ebulição transcorrido e/ou com base na alteração relativa dos valores de parâmetro elétrico medidos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os critérios para determinar o ponto de ebulição são o tempo de ressalto de detecção e/ou um limite de detecção.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um indicador de capacidade de detecção de ebulição que mostra a capacidade de um utensílio de cozinha para ser usado em detecção de ebulição é calculado com base na alteração dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a detecção de ebulição é desativada se o dito indicador de capacidade de detecção de ebulição estiver abaixo de um certo valor-limite.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a bobina de indução (4, 5) é alimentada em nível de potência de reforço durante a detecção de ebulição, em que o dito nível de potência de reforço tem um nível de potência acima do nível de potência nominal mais alto, em que a bobina de indução (4, 5) é adaptada para ser acionada no dito nível de potência de reforço apenas por um período de tempo de reforço limitado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o indicador de capacidade de detecção de potência é estabelecido antes do dito período de tempo de reforço ser transcorrido, e o mecanismo de detecção de ebulição é interrompido, e a bobina de indução (4, 5) é acionada em modo de reforço padrão se o dito indicador mostrar que o utensílio de cozinha não tem capacidade para ser usado no dito mecanismo de detecção de ebulição.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo dato de que a tensão de rede é monitorada a fim de detectar as oscilações de tensão de rede e os parâmetros elétricos medidos são modificados com base em uma fórmula de compensação que usa a dita tensão de rede monitorada.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a taxa de alteração dos valores de parâmetro elétrico medidos ou valores de parâmetro elétrico interpolados é monitorada e a detecção de ebulição é reinicializada se a taxa de alteração exceder um certo valor-limite.

15. Placa de indução caracterizada pelo fato de que compreende uma ou mais bobinas de indução (4, 5) associadas a uma zona de aquecimento, em que a placa de indução (1) compreende uma entidade de controle que é adaptada para: - desabilitar um mecanismo de controle de potência ajustando-se a frequência da corrente AC fornecida à bobina de indução (4, 5) para um valor fixo; - medir valores de um parâmetro elétrico fornecido dentro da placa de indução (1); - interpolar os valores de parâmetro elétrico medidos reunindo-se uma pluralidade de valores do parâmetro elétrico dentro de um intervalo de tempo e calcular o valor médio da dita pluralidade reunida de valores, obtendo-se, assim, valores de parâmetro elétrico interpolados; - calcular uma medida de gradiente indicativa da alteração diferencial dos valores de parâmetro elétrico interpolados ao longo do tempo; e determinar o ponto de ebulição com base na medida de gradiente calculada.