CN102637053A

CN102637053A - 烹饪用品的温度调节方法

Info

Publication number: CN102637053A
Application number: CN2012100305212A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·伯拉; 卢瓦·阿兰
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: FR2971663B1; CN102637053B; EP2487989B1; EP2487989A1; ES2569679T3; FR2971663A1

Abstract

本发明主要涉及一种烹饪用品的温度调节方法，该烹饪用品由可变加热装置加热，所述方法包括以下步骤：-设定一待达到的规定温度值(T_consigne)(100)；-测量烹饪用品的温度(T_CTN)(110)；以及-将烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)与规定温度值(T_consigne)进行比较(120)。所述方法的主要特征在于，所述方法还包括以下步骤：-设定界限温度值(T_seuil)(140)；-将烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)与界限温度值(T_seuil)进行比较(150)；以及-向加热装置输送供电能量(Qeff)(130)，该能量取决于：所测量温度(T_CTN)与界限温度值(T_seuil)之间的差，以及所测量温度(T_CTN)与规定温度值(T_consigne)之间的差。

Description

烹饪用品的温度调节方法

技术领域

本发明涉及尤其是在家电设备领域内的烹饪用品的热调节。

更确切地说，本发明根据其目的中的一个目的涉及一种烹饪用品的温度调节方法，烹饪用品由可变加热装置加热，所述方法包括以下步骤：

设定一个待达到的规定温度值；

向烹饪用品的加热装置供电；以及

测量烹饪用品的温度。

背景技术

这种方法是本领域人员公知的，并在该领域内存在诸多现有技术文献，烹饪用品的加热装置的供电调节例如取决于烹饪用品的温度测量。

然而，温度调节应被执行为：一方面是迅速加热烹饪用品，另一方面是在烹饪用品的温度变得很高时不会损坏烹饪用品的内装食物。

发明内容

鉴于以上目的，符合上述技术领域中所述的根据本发明的方法的主要特征在于，该方法还包括以下步骤：

将烹饪用品的被测量的温度与界限温度值和规定温度值进行比较；以及

通过加热装置输送能量，该能量取决于：

所测量的温度与界限温度值之间的差，以及

所测量的温度与规定温度值之间的差。

由于该双阈值特征，能够调节所输送的加热功率，使得烹饪用品的温度上升非常迅速但受限制。

因此，对于烹饪用品的温度上升阶段，当烹饪用品的被测量的温度小于界限温度值时，输送给加热装置的(或者由加热装置输送的)能量在时间上是恒定值，其与可以提供给所述加热装置的(或者所述加热装置可以提供的)最大值成一比例。

由于该开环(boucle ouverte)功能，烹饪用品的温度上升得到迅速执行。

优选地，可以提供给所述加热装置的(或者所述加热装置可以提供的)最大值的比例取决于规定温度值。

由于该特征，超过烹饪用品应达到的目标温度的危险受到限制。

对于烹饪用品应达到的目标温度的调节阶段，优选地规定，至少在烹饪用品的被测量的温度第一次超过界限温度值时，输送给加热装置的(或者由加热装置输送的)能量是可变的且受控于所测量的温度与规定温度值之间的差。

优选地，温度是在一段持续时间内测量的，在时间(t)内由加热装置输送的(或者输送给加热装置的)能量还受控于在前一时间(t-1)内由加热装置输送的(或者输送给加热装置的)能量。

由于该特征，烹饪用品的温度越接近规定温度，每单位时间由加热装置输送的能量就越小，这限制了超过规定温度的危险，因此限制了损坏烹饪用品的内装物的危险。

在一个实施方式中，规定了通过调节所述加热装置的供电来调节由加热装置输送的能量。

一种电子控制电路事实上允许容易修改加热装置的供电信号。

在一个实施方式中，加热装置是使用周期方波供电信号来供电的，由加热装置输送的能量是通过所述周期信号的占空比的值来调节的。

由于该特征，加热能量是以非常简单且非常迅速的方式来调节的。

在一个实施方式中，规定了以下步骤：至少在烹饪用品的被测量的温度第一次超过界限温度值时，将由加热装置输送的能量初始化为最小值或零。

由于该特征，能够使用烹饪用品和/或加热装置的热惯性来减慢烹饪用品的温度上升。

优选地，规定了以下步骤：如果烹饪用品的被测量的温度大于规定温度，则切断加热装置的供电。

由于该特征，烹饪用品的温度被迅速稳定在规定温度的周围。

根据另一目的，本发明还涉及一种烹饪用品的温度调节装置，所述装置能够实施根据本发明的方法，并包括：

温度传感器，其用于测量烹饪用品的温度；

加热装置，其用于加热烹饪用品；

调节装置，其用于调节加热装置的供电；

设定装置，其用于设定待达到的规定温度值；

计算机，其被配置为：

将烹饪用品的被测量的温度与界限温度值和规定温度值进行比较，以及

控制加热装置输送能量，该能量取决于：

所测量的温度与界限温度值之间的差，以及

所测量的温度与规定温度值之间的差。

最后，本发明还涉及一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码指令，当所述程序在计算机上被执行时，所述程序代码指令用于执行根据本发明的方法的各步骤。

附图说明

通过参照附图阅读以下以非限定性示例给出的说明，将更清楚地了解本发明的其它特征和优点，在附图中：

图1示出根据本发明的装置的一个实施方式；

图2示出根据本发明的被测量的温度和输送给加热装置的能量的同步变化；

图3示出在存在干扰的情况下实施本发明时的所测量温度的变化；

图4示出输送给加热装置的能量的占空比；以及

图5示出根据本发明的方法的一个实施方式。

具体实施方式

在烹饪用品的热调节领域中，尤其是在家电设备的领域中，使用者确定待达到的规定温度，以便在该规定温度加热烹饪用品的内装食物，并在需要时在预定时间期间保持该规定温度。

从烹饪观点来看，重要的是不损坏甚至不烧焦盛装在烹饪用品内的食物。因此应控制烹饪用品的温度。为此，建议通过调节输送给所述烹饪用品的加热装置的能量来控制烹饪用品的加热。

为了简化以下说明，将提及一种相对于加热装置和温度调节装置可拆卸的烹饪用品。然而，本领域人员能够将加热装置和调节装置的整体或一部分设置到烹饪用品内。

在烹饪用品10的传统的温度调节装置的基础上，在此提出一种温度传感器13(例如针对负温度系数为CTN)，用于测量烹饪用品的温度T_CTN。CTN例如被贴附在烹饪用品10的下面，以便最靠近被加热食物(图1)。CTN还可以被设置即集成到烹饪用品中。

对烹饪用品10实施加热是由烹饪用品的(可变)加热装置11(例如加热电阻)进行的，烹饪用品的由加热电阻分配的加热能量取决于提供给加热电阻的电功率。因此可以改变加热。

待达到的规定温度值T_consigne是由使用者利用与下述的计算机连接的人机界面IHM(未图示)来确定的，该待达到的规定温度值T_consigne在此为了便于用语表述起见而不加区别地称为“温度规定值”、“规定温度”、或者还有“定值”。

优选地，规定值显示在IHM的显示屏上。规定值是可变的且由使用者例如通过按下IHM的按钮来确定，这些按钮允许根据预设定的步距(例如5℃)来增加或减少规定值。

加热时间还优选地是可编程的。加热时间作为“定值”被记录在存储器内。一旦使用者对加热时间和“定值”进行了选择，就例如通过按下IHM的启动按钮开始加热。与计算器连接或包括计算器的电子电路则向加热装置11提供电能。优选地，目视指示器(指示灯)和/或音响指示器指示实施加热。还可以使用时间和温度预调的程序，IHM允许使用者选择其中的一个。

由于安全原因，期望的是还设置检测装置(未图示)，该检测装置检测烹饪用品10内的内装物的存在，以便在烹饪用品10的内装物空的情况下切断加热。例如有红外线传感器、重量传感器或者本领域人员公知的其它装置。

对加热能量的调节是由加热装置11的供电调节装置12来实施的。这些调节装置12与温度传感器CTN连接并与加热装置11连接，并且例如包括计算器(微处理器或其它)。

规定了通过调节在加热装置11的输入端提供的供电功率来调节由加热装置11提供的能量。

在功能方面，加热能量值，即由加热装置11分配的能量或者加热装置11的供电能量同时受控于由传感器13测量的烹饪用品10的温度T_CTN和规定温度值T_consigne。

也就是说，计算器将烹饪用品10的被测量的温度T_CTN与规定温度值T_consigne进行比较，并控制加热装置11输送能量，这取决于所测量的温度T_CTN与规定温度值T_consigne之间的差。

与现有技术不同，这里还规定，加热装置11的加热能量或供电能量的值还同时受控于由传感器13测量的烹饪用品10的温度T_CTN和界限温度值T_seuil，该界限温度值T_seuil小于规定温度值T_consigne。

也就是说，计算器将烹饪用品10的被测量的温度T_CTN与界限温度值T_seuil进行比较，并控制加热装置11输送能量，该能量还取决于所测量的温度T_CTN与界限温度值T_seuil之间的差。

界限温度值T_seuil影响到烹饪用品的温度上升速度(T_seuil越接近T_consigne，温度上升就越迅速，但是超过“规定值”的危险就越高)，如后所述。

在一个实施方式中，规定了界限温度值T_seuil受控于规定温度值T_consigne。

可以规定，界限温度值T_seuil是规定温度的固定比例，例如T_seuil＝60％T_consigne。

还可以规定，比例的值取决于规定值T_consigne。

例如：

如果T_consigne＜T1℃或者T_consigne介于T1_1℃和T1_2℃之间，T_seuil＝X％T_consigne，以及如果T_consigne＞T2℃，或者如果T_consigne介于T2_1℃和T2_2℃之间，T_seuil＝Y％T_consigne。

例如，对于介于85℃和100℃之间的规定值，可以规定T_seuil＝83％T_consigne，并且能量固定为最大值的60％(即N＝60，Qeff＝N.Qmax，如后所述)。

在功能方面，这里提出了一种阶段形态，即双阈值，一个是开环阈值，另一个是闭环阈值。

在加热实施后，当烹饪用品的被测量的温度T_CTN小于界限温度值T_seuil时(图2阶段A，图3阶段I)，输送给加热装置11的电能量Qeff在时间上是恒定值，其与可以提供给所述加热装置的最大值Qmax成一比例N，即Qeff＝N.Qmax，其中N是(优选在工厂而不是由使用者)可参数化的正值(百分比)。

温度是在一段持续时间内测量的，并且在一个实施方式中，在时间(t)内输送给加热装置的能量等于在前一时间(t-1)内输送给加热装置的能量。

因此能够例如通过计算所测量温度的时间导数来处理干扰。因此可以对所测量温度的突然朝下变化(干扰，图3)作出反应并运用给定的能量值。还能够在加热阶段(图2阶段A)期间实施该调节，在该加热阶段中，时间导数是正的。

优选地，比例值N取决于规定温度值T_consigne。例如可以规定，如果T_consigne小于规定阈值T_consigne_seuil(例如85℃)，则N＝60％，因此，加热装置11以其最大功率Qmax的60％被供电；并且，如果T_consigne大于规定阈值T_consigne_seuil(例如85℃)，则N＝100％，从而加热装置11以其最大功率Qmax被供电。

该开环功能允许确保烹饪用品10的温度迅速上升。

然后，至少在烹饪用品10的被测量的温度T_CTN第一次超过界限温度值T_seuil时(图2阶段B，图3阶段II开始)，在加热装置11的供电时输送的电能量是可变的且受控于所测量温度T_CTN与规定温度值T_consigne之间的差。

在该阶段(图2阶段B和C，图3阶段II)期间的功能是闭环功能。

优选地规定了初始化步骤，其中，在温度T_CTN第一次超过界限温度值T_seuil时，将在加热装置11的供电时输送的电能量初始化为初始值Qeff_i(t0)。

在一个实施方式中，初始值Qeff_i(t0)等于在前一时刻Qeff(t0-1)在加热装置11的供电时输送的电能量值(在该情况下，在越过阈值T_seuil之前)。

在另一个实施方式中，初始值Qeff_i(t0)变得最小，在需要时是零，也就是说，N取记录在存储器内的最小值Nmin，在需要时等于0。这因此减慢了烹饪用品的温度上升速度，同时仍然获得烹饪用品和加热装置的热惯性，这允许限制突然超过规定温度的危险。

在该情况下，温度增加不大，减少了传感器13相对于烹饪用品的实际温度的延迟。因此，测量值更接近实际值，因此测量是更好的、更精确的。

在初始化后，在每次测量温度时，输送给加热装置的电能量Qeff(t)例如按以下方式受控于测量温度T_CTN与规定温度T_consigne值之间的差。

将误差E(t)定义为规定温度T_consigne的(恒定)值与在时间t测量的温度T_CTN(t)值之间的差：

E(t)＝T_consigne-T_CTN(t)

输送给加热装置的电能量Qeff(t)则是误差E(t)的数学函数。

例如，规定了一种简单的数学函数，其中，在时间t输送给加热装置的电能量Qeff(t)取决于在前一时间t-1输送给加热装置的电能量Qeff(t-1)，并取决于在时间t计算出的误差E(t)的值：

Qeff(t)＝K*E(t)+Qeff(t-1)(1)

其中，K是所选的系数且允许影响到温度调节速度。

在初始化后的第一测量时间t0+δt时(因此在越过界限温度值后)，因此得到：

Qeff(t0+δt)＝K*E(t0+δt)+Qeff(t0)

其中，δt是两次连续温度测量之间的时间间隔。

在一个实施方式中，规定每隔1.5秒，即δt＝1.5秒进行测量。

因此，输送给加热装置的能量从达到界限温度值起增加(图2阶段B)直到达到规定温度，但是在每次重复时补充的电能量在接近规定温度时越来越小。

在超过规定温度时(图2阶段C)，误差E(t)变为负，使得在每次重复时计算出的电能量逐渐减少直到测量温度重新变得小于定值。

在一个实施方式中，在每次超过规定温度时，计算出的电能量被应用于加热装置。

在另一个实施方式中，在每次超过规定温度时，无论Qeff的计算结果如何，都规定迫使将输送给加热装置的电能量Qeff控制为最小值，例如Qeff_i(t0)，在需要时为零。

还可以规定，在每次超过规定温度时，用以下公式(1’)替代公式(1)：Qeff(t)＝K*E(t)+Qeff(t-1)的计算，在公式(1’)中减去Qeff(t-1)这一项：

Qeff(t)＝K*E(t)-Qeff(t-1)(1’)

优选地，对加热装置的供电是借助继电器以“全有或全无”方式进行的。

利用继电器对加热装置的供电是根据周期方波电信号(图4)进行的，该信号的周期是T且具有一个占空比：

α＝Ton/Toff

其中，Ton是与加热装置的供电对应的周期T内的高状态的持续时间，并且

Toff是在周期T内的低状态的持续时间，在低状态期间继电器被切断。

因此，通过控制占空比α的值，可以简单地使输送给加热装置的能量Qeff改变。例如可以通过α＝0使Qeff_i的值初始化。

在一个实施方式中，周期T是3秒。也就是说，每隔1.5秒进行Qeff的计算，结果仅每隔一回(une fois sur deux)应用于继电器。以上计算的周期值和频率值仅仅是示例性的，可以特别是根据烹饪用品来改变。

当测量温度几乎等于定值(α几乎恒定)时，加热装置的供电处于稳定状态，如图2的阶段C所示。

根据本发明，根据定值调节加热装置的供电能量的事实允许根据待处理食物的类型和待使用的加热模式来适配功率级。

通过利用输送给加热装置的能量的划分(découpage)来限制提供给烹饪用品的能量，能够针对给定的烹饪用品(例如加热碗)制备难处理的食物(沙司、奶、蛋、巧克力)并将任何类型的食物保温，而没有损坏这些食物的危险，同时保持迅速烹饪的可能性，例如用于制备需要更多能量的浓汤。例如对于杂拌浓汤，如果最大能量的100％被分配给加热装置，则烧焦浓汤的固体杂拌颗粒的危险非常高。根据本发明，在加热装置和烹饪用品之间的热传递更和缓，这还允许将烹饪制备物保温在消耗温度(例如在80℃、40分钟期间)。

根据本发明，甚至在存在暂时干扰的情况下(例如使烹饪用品与其加热装置隔开一段距离)，烹饪用品的温度也能非常迅速地回到规定值(图3)。

Claims

1.一种烹饪用品的温度调节方法，所述烹饪用品由可变加热装置(11)加热，所述方法包括以下步骤：

-设定一待达到的规定温度值(T_consigne)(100)；

-测量所述烹饪用品的温度(T_CTN)(110)；

-将所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)与所述规定温度值(T_consigne)进行比较(120)，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-设定界限温度值(T_seuil)(140)，所述界限温度值(T_seuil)小于所述规定温度值(T_consigne)；

-将所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)与所述界限温度值(T_seuil)进行比较(150)；以及

-向所述加热装置输送供电能量(Qeff)(130)，该能量取决于：

所测量的温度(T_CTN)与所述界限温度值(T_seuil)之间的差，以及

所测量的温度(T_CTN)与所述规定温度值(T_consigne)之间的差。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)小于所述界限温度值(T_seuil)时，输送给所述加热装置(11)的能量(Qeff)在时间上是恒定值，其与可以提供给所述加热装置的最大值成一比例。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少在所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)第一次超过所述界限温度值(T_seuil)时，输送给所述加热装置的能量是可变的且受控于所测量的温度(T_CTN)与所述规定温度值(T_consigne)之间的差。

4.根据上一权利要求所述的方法，其中，温度是在一段持续时间内测量的，在时间(t)内输送给所述加热装置的能量还受控于在前一时间(t-1)内由所述加热装置输送的能量。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，输送给所述加热装置(11)的能量(Qeff)由所述加热装置的供电信号调节，所述供电信号是周期方波信号，所述周期方波信号的占空比(α)是可变的。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：至少在所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)第一次超过所述界限温度值(T_seuil)时，将输送给所述加热装置的能量初始化为最小值或零。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：如果所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)大于规定温度(T_consigne)，则切断所述加热装置的供电。

8.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码指令，当所述程序在计算机上被执行时，所述程序代码指令用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的各步骤。

9.一种烹饪用品(10)的温度调节装置，所述温度调节装置能够实施根据上述权利要求1至7中任一项所述的方法，所述温度调节装置包括：

-温度传感器(13)，其用于测量所述烹饪用品的温度(T_CTN)；

-加热装置(11)，其用于加热所述烹饪用品；

-调节装置(12)，其用于调节所述加热装置的供电；

-设定装置，其用于设定待达到的规定温度值(T_consigne)；

-计算器，其被配置为：

将所述烹饪用品的被测量的温度(T_CTN)与界限温度值(T_seuil)和规定温度值(T_consigne)进行比较，以及

控制所述加热装置(11)输送能量(Qeff)，该能量取决于：

所测量的温度(T_CTN)与所述界限温度值(T_seuil)之间的差，以及

所测量的温度(T_CTN)与所述规定温度值(T_consigne)之间的差。

10.根据权利要求9所述的装置，所述装置还包括继电器，所述继电器用于所述加热装置(11)的供电。