CN1032732A - 用于烤炉的参数控制系统 - Google Patents

Abstract

用于烤炉，例如可以是烤箱或具有能够喷射蒸汽 进入烹调室的环流烤箱的参数控制系统。参数控制 系统可精确地控制烤炉中烹调温度、烹调时间、湿度 和气流。参数能够容易地和重复地设置。

Description

本发明涉及烤炉，例如烤箱或者能够把蒸气注入烹调室的组合炉的参数控制系统。这种具有注入蒸气功能的环流烤箱被称为组合炉。烤箱或组合炉可用于商业厨房的烘、蒸、发面（或发酵）、烤、或使食品保持在即食温度上。组合炉的所有热和气的调配一般都由人工控制，烤箱或者组合炉可以是平板式、旋转式、垂直转轮式、旋转木马式或螺旋式等等。

然而，对这些组合炉的控制不能使它们用于快餐或合号商店，在这些地方烹调温度，烹调时间，湿度和气流的精细控制必须易于设置。合号商店中每个店的食品品味也必须保持重复一致。

迈斯特（Meister）的美国专利4506598涉及一种组合炉，它有热空气模式也有蒸气模式。一个单独风扇在各模式中使空气循环。在热空气模式。一个气门打开放掉炉内的蒸气，在蒸气模式，气门关闭，当蒸气将空气排出烹调室时，蒸气通过一个连接导管出现在烹调室，在热空气模式中以控制一个排气管和一个液体排出管道位置的办法进行控制。

因此，本发明的目的是为加热食品的烤炉提供一个新的和改进的参数控制系统。

本发明的另一目的是为需要精确控制烤炉中烹调温度，烹调时间，湿度和气流的组合炉提供一个新的和改进的参数控制系统。

本发明的又一目的是为参数可以方便地重复设置的烤炉提供一个新的和改进的参数控制系统。

根据本发明，用于加热食品的烤炉参数控制系统包括用于加热烤炉中热媒质的电路和用于控制参数1热媒质温度的程控电路。控制系统还包含用于控制参数二热媒质流量的程控电路以及用于在热媒质温度和流量的预定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

根据本发明，烤炉加热系统包括多个制品选择键，根据第一个键的动作，为一给定制品至少选择一个加热参数，并且根据第一个键的另一动作为该给定制品指示出烤炉的位置。

又根据本发明，加热食品的烤炉的参数控制系统包括一个用于加热烤炉媒质的电路和一个用于控制参数1热媒质温度的程控电路。该系统还包括一个用于控制    参数2热媒质湿度的程控电路和一个在热媒质温度和湿度的预定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

又根据本发明，用于加热食品的烤炉的参数控制系统包括一个用于加热烤炉热媒质的电路和一个用于控制参数1热媒质温度的程控电路。该系统还包括一个用    于控制参数2热媒质循环的程控电路和一个在热媒质温度和循环流向的预定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

又根据本发明，用于加热食品的烤炉的参数控制系统中，用于控制流量的电路包括一个风扇以及用于调节所说风扇转速的电路或用于调节风扇位置的电路或用于调节热媒质流量风门的电路。

又根据本发明，用于加热食品的烤炉的参数控制系统包括一个用于加热烤炉热媒质的电路和一个用于控制热媒质参数1的电路。该系统还包括一个在参数1的预定值下控制一个或多个时间段的电路，其中任何时间段均取决于参数1的测量值。

为更好地理解本发明及它的其它和进一步的目的，将结合相应附图作为以下叙述的参考，这些观点将在从属权项中提出。

说明书附图说明：

图1    为根据本发明的参数控制系统示意图。

图2-5均为微机模块的示意流程图，微机则按照流程图编制的计算机程序工作。

图6    为一个表示烹调装置的选择温度与经过时间的关系曲线。

图7    为按照流程图编制的程序进行工作的微机的示意性流程图。

图8    为闭环湿度控制装置例的框图。

图9    为闭环流量控制装置例的框图。

图10    为闭环流量控制装置另一例的框图。

在详细参考附图之前，应知道为了清楚起见，图2-5和7中所使用的装置，例如，模-数转换器和一微处理器，其硬件包括中央处理单元，随机存取存贮器，定时和控制电路，输入输出接口装置和中央处理器工作所必要的其它数字子系统，用框图表示，因为这对于本专业技术人员是熟知的。微处理器按照根据图中表示的流程图编制的计算机程序工作。

现在详细参见图1所示，一个微机10包括一中央处理单元，它接收来自键盘11的输入信号，这个键盘例如可能是一个电容性键盘。

该装置包含一常规电源12，一复位电路13用于当电源上电时的复位，一个时钟振荡器14用于提供给微机10时钟脉冲，一温度传感器电路15用于在烹调装置中检测温度，一个音频告警器16，一个数字显示器17和一个指示灯18。该装置又包含一输入状态电路19，它可以例如对门开关（未示出）作出响应。该微机控制输出延迟电路20，它可以例如控制烤炉的电的或其它加热电路21。

现在详细参见图2所示，当起动键30动作，每个制品键的程序参数变量，例如时间段t1，t2，…tn，温度T1，T2，…Tn，湿度H1，H2，…Hn，流量V1，V2，…Vn和循环流向R1，R2，…Rn，则被确定了。应知道这里tn表示一时间段，Tn等于设置时间段为tn的温度，Hn等于设置时间段为tn的湿度，Vn等于时间段为tn的流量，Rn等于时间段为tn的循环流向（左或者右），N等于1，2，3，…N时间段的序号，当第一制品键按下时，微机模块32“制品键按下”耦合到微机模块33“将制品键决定的所有变量（n＝1）初值装入设置寄存器”。

微机模块33耦合到微机模块34“进行温度，湿度，流量和流向算法”。

微机模块34耦合到微机模块35“提示操作者选择有搁板或整炉，且键功能由制品变为有搁板或整炉”。微机模块35耦合到微机模块36“烤炉被测参数是在可接受宽限？”。微机模块36的“否”输出耦合到微机模块34的输入。微机模块36的“是”

输出耦合到微机模块37“提示操作者烤炉设置合适”。

然后操作者按下有搁板键，如图3所示的微机模块38“有搁板键被按下”，例如，它是最初被按的制品键的第二次按动。微机模块“选择了有搁板键？”的“否”输出耦合到微机模块38的输入，微机模块39的“是”输出耦合到微机模块40“显示有搁板标志”。微机模块40“显示有搁板标志”输出耦合到微机模块41“起动倒数计时器n＝1”，微机模块41耦合到微机模块42“倒数计时器结束？”。微机模块42的“否”输出耦合到微机模块42的输入，微机模块42“是”输出耦合到微机模块43“加n”。

微机模块43耦合到微机模块“所有参数（tn，Tn，Hn，Vn，Rn）装入相应的算法”，它们分别表示为图5中的微机模块70“倒数计时器”和图4中的微机模块50“温度控制算法”，微机模块51“湿度控制算法”，微机模块52“流量控制算法”，以及微机模块53“流向控制算法”。

微机模块44耦合到微机模块45“进行所有算法tn，Tn，Hn，Vn，Rn”，此模块的tn表示时间计时器t1以后的所有时间计时器。

微机模块45耦合到微机模块46“tn倒数计时器已结束？”。微机模块46的“否”输出耦合到微机模块45的输入，微机模块46的“是”输出耦合到微机模块47“最后时间计时器tn已减完？”。微机模块47的“否”输出耦合到微机模块43“加n”的输入端，微机模块47的“是”输出耦合到微机模块48“提示操作员烹调结束”。

现在详细参看图4所示，温度控制算法，例如可以是在不同时间段内具有不同温度的复杂算法，或者是在加热或者烹调过程内具有一恒定温度的比较简单的算法。在温度控制算法能够在制品一键按动所确定的制品一的时间段内能由一恒定温度所表示的情况下;以及在制品二键按动，制品二的温度控制算法在预定较短的时间段内具有恒定温度的情况下，那么在第一键按动两次并且选择了制品也选择了有搁板之后，可按动二次制品二键以指示制品二为搁板放置并与制品一以相同的时间加热或烹调。

烤炉温度传感器电路15和温度设置寄存器55耦合到微机模块50“温度控制算法”的输入以通过一适宜的热控制模块56进行热控制，例如这可以是闭环电热控制。温度控制算法将在后面比较完整地加以解释。

用类似的方式，湿度监视器57和湿度设置寄存器58耦合到微机模块51“湿度控制算法”以通过合适的湿度控制模块59进行湿度控制，如所示。这可以例如通过闭环蒸气注入控制来完成。

流量监视器60和流量设置寄存器61耦合到“流量控制算法”微机模块52以通过模块64进行流量控制，如所示。这可以例如由风扇马达的闭环调整或者管道风门的闭环调整或者一个风扇或多个风扇轴向位置的闭环调整来完成。控制风扇轴向位置也可以靠一个伺服马达实验确定。

风扇马达速度的闭环调整例如可以使用一个热空气管道和一个由流量决定角度位置的摆页，由该摆页控制一个电位器的施转位置，该电位器控制风扇的变速马达。

流体循环设置寄存器62耦合到流体循环控制算法微机模块53，通过模块63进行空气循环控制。这可以通过例如改变恒速或变速风扇的转向来起作用。此风扇可以是与湿度控制模块59和流量控制模块64中所用的同种风扇。

现在详细参考图5所示出的一个典型的“倒数计时器”微机模块70。一“计时器设置温度”微机模块71馈送一设置温度至计时器。一个烤炉温度传感器电路15将实际烤炉温度馈送到计时器。一个“线性或参数-决定时间”微机模块73将输入送至计时器。当计时器减至零，微机模块70起动一“计时器完成”模块74。

现在详细参考图6，这里示出一个例如烘制适合的食品如面包圈的烹调曲线。对每种烹调制品可以经验地给出这种烹调曲线。经验数据在查寻表中用100来表示，它等于真正时间或无调节。参考图7，一个“进入设置温度和烹调时间段tn”微机模块80耦合至一个“烹调时间段tn”寄存器81和一个“设置温度”寄存器82。寄存器81耦合至时钟87用于设置时钟减数。“设置温度”寄存器82的输出耦合至“烹调曲线查寻表”微机模块83，它可以包含图6中表示的数据。“烤炉温度传感电路”15也耦合到微机模块83。曲线查寻表83的数值装入“烹调曲线计数器”微机模块85，查寻表中的数值由测量实际烤炉温度和设置温度（所需烹调温度）之差所决定。如果实际温度低于设置温度，得到的负差值说明需要用比真正时间段tn更长的时间才能达到设置的烹调温度。微处理器包含一个中断计时器86，例如它每秒中断100次。中断计时器使烹调曲线计数器85减1，例如每秒100次，于是实际温度等于设置温度时，烹调曲线计数器将每秒钟回零一次。当曲线计数器回零，它将从用于制品定时的时钟87中减去一秒，所以烹调时间是参数-确定，例如是温度-确定。

参见图5和图7，“线性或参数-确定时间”微机模块73和“减数计时器”微机模块70最佳的是包含例如“烹调曲线查寻表”微机模块83，“烹调曲线计数器”微机模块85，“中断计时器”微机模块86和时钟87。

现在详细参考图8所示，一马达90带动一个空气推动装置91，例如，可以是一个鼠笼风扇。蒸气也可以由螺线管控制的喷射器92在螺线管93的作用和风扇91的推动下喷射，湿度传感器94检测烤炉中的湿度并提供一个相应的电信号给比较器95。一个湿度设置寄存器96提供一表示所需湿度的电信号给数-模转换器97以供比较器95之用。一脉冲电路98控制螺线管93的工作以适当地控制蒸气喷射器92的阀门，脉冲电路98输出一个与由湿度传感器94输出信号和数-模转换器97的输出信号之差所代表的电压信号成正比的脉冲信号。

现在详细参见图9，热空气管道100提供内部空气或外部空气或二者的结合作为热空气并吹向摆页101，它使一个电位器按照摆页的位置旋转。摆页的位置取决于由风扇导入并碰击在摆页上的热空气的流量决定。电位器102的输出信号被加至比较器103，流量设置寄存器104提供一个表示所需流量的数字信号给数一模转换器105，它的输出提供给比较器103。表示电位器102和转换器105的信号之差的比较器103输出信号被加到直径马达106，以控制其旋转方向和速度Ｂ薷?07与直流马达106的轴连接，用以根据流量设置寄存器的设置来定位挡板门108，使其打开或关闭热空气管道111。

现在详细参见图10所示的另一种流量控制。热空气管道114按照鼠笼风扇91的转向提供朝向或离开摆页118的热空气，它可以沿轴向方向进入或离开热气管道114。摆页118的位置取决于由风扇91导入并撞击在摆页的流量。风扇91可以从管道中抽出，其效果是由于风扇被抽出，风扇只有一小部分位于热空气通道内使流量变小。风扇轴112与马达轴113同轴。一个闭锁装置，例如齿槽（未示出）使马达轴113带动风扇轴112旋转，同时能使风扇从管道中抽出。风扇马达106最好使风扇恒速旋转。由于风扇转动，装有罗杆120的伺服马达119使得滑杆117来回运动而引起风扇从管道中抽出或插入。伺服马达119可以顺时针或逆时针旋转。

在闭环系统中，流量对摆页118定位，摆页118使电位器102旋转，从而将摆页的角度位置转变为电压。该电压被加到比较器103上。流量参数数字量从装入流量设置寄存器104加到一个数-模转换器105上，数-模转换器105又耦合到比较器103上。如果两个输入到比较器的电压不同，根据输入电压比较器将输出正或负电压。伺服马达119由比较器103的输出信号驱动，并作逆时针或顺时针旋转，使风扇抽出或者插入管道。由于风扇插入，较大的气流量使摆页随之升起或由于风扇抽出使摆页落下，直到比较器两个输入电压一致时为止。这情况仅在由设置寄存器104给定流量值和数-模转换器105的一个电位点上产生。于是流量可任意编程设置到寄存器104中。

偶尔被烘烤的食品是对于调整气流敏感的粘稠体，即当食品做好后，它还未形成固态。高速风扇吹到食品上，则造成不齐和不美观的外形。控制美观外形的方法之一是设置流量足够小而不影响制品，两个调整流量的例子已经结合图9和图10讲解过了。

保持美观防止制品外形歪扭的另一个方法是用交变的热气流循环。这可以用交替地改变风扇旋转方向来达到。

加热系统也可以构造成含有这样的可编程微机模块，按照制品一选择键的多个动作之一，加热系统至少选择一个参数，例如温度，用于放置一批给定的制品，从而根据制品一选择键的一个动作指示出对搁放一个给定制品的烤炉位置。于是，制品选择键可以动作，例如三次，前两个给装在不同位置的给定制品选择相同温度。接着，例如制品选择键的第三次动作使加热系统指示出给定制品投放的烤炉位置。

虽然已经描述过了什么是现在所考虑到的本发明的最佳实施例，但很明显对熟悉本领域的人来说，在其中可以做出各种变化和实施例而与本发明不相违背，因此，其目的在于将这些变化和实施例均包括在内，因为它们仍落入在本发明的精神实质和范围之中。

Claims (23)

1、一个用于加热食品的烤炉的参数控制系统包括：

用于加热烤炉中热媒质的电路；

用于控制参数1热媒质温度的程控电路；

用于控制参数2热媒质流量的程控电路；以及

用于在烤炉中热媒质的温度和流量的预定值下控制一个或多个时间段的电路。

2、根据权利要求1的系统，它包括用于控制参数3热媒质湿度的程控电路;以及其中所述的用于控制一个或多个时间段的电路，包含有在烤炉中热媒质湿度的给定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

3、根据权利要求1的系统，其中具有在给定时间段上选择每个所述参数的程控值的制品键。

4、根据权利要求2的系统，其中具有在给定时间段上选择每个所述参数的程控值的制品键。

5、根据权利要求3的系统，其中任何所说的时间段取决于至少为所说的参数之一的测量值。

6、根据权利要求4的系统，其中任何所说的时间段取决于至少为所说的参数之一的测量值。

7、根据权利要求3的系统，其中如果一个或多个所说的参数超出了一个或多个给定设置所预定的容许范围，则所说的制品键对起动一个烹调周期无效。

8、根据权利要求4的系统，其中如果一个或多个所说的参数超出了一个或多个给定设置所预定的容许范围，则所说的制品键对起动一个烹调周期无效。

9、根据权利要求1的系统，其中所说的用于控制流量的电路包括一个风扇以及用于调节所说风扇转速的电路或用于调节风扇位置的电路或用于调节热媒质流量风门的电路。

10、根据权利要求2的系统，它包括用于控制参数4热媒质循环的程控电路。

11、根据权利要求10的系统，其中所说的用于控制热媒质循环的电路至少包括一个风扇并且包含至少一个用于控制风扇转向从而控制烤炉热媒质流动的电路。

12、根据权利要求10的系统，其中所说的用于控制热媒质循环的程控电路能改变热媒质循环方向以提供具有完美喜人外观的制品。

13、根据权利要求2的系统，其中所说的用于控制流量的电路包括一个风扇以及用于调整风扇转速的电路或用于调整热媒质流量气门的电路。

14、根据权利要求13的系统，它包含一个通过改变风扇旋转方向来改变烤炉热媒质流动方向的程控电路。

15、一种烤炉的加热系统，它包括：

多种制品选择键，它根据第一键的一次动作选择至少一个给定制品的加热参数和根据第一键的另一次动作指示给定制品的一个烤炉位置。

16、根据权利要求15的加热系统，它至少根据第一键的多次动作之一对给定的一批制品选择至少一个加热参数，根据所说的第一键的另一次动作对给定的一批制品指示烤炉位置。

17、根据权利要求15的加热系统，其中根据所说的多个制品选择键的第二个键的一次动作对第二个给定的制品选择至少一个相同数值的加热参数，根据第二键的另一次动作对第二个给定制品指示另一个烤炉位置。

18、根据权利要求15的加热系统，其中所说的烤炉位置是搁板位置。

19、一种用于加热食品的烤炉的参数控制系统，它包括：

用于加热烤炉中的热媒质的电路;

用于控制参数1加热媒质温度的程控电路;

用于控制参数2加热媒质湿度的程控电路，以及用于在热媒质温度和湿度给定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

20、一种用于加热食品的烤炉的参数控制系统，它包括：

用于加热烤炉中的热媒质的电路;

用于控制参数1加热媒质温度的程控电路;

用于控制参数2加热媒质循环的程控电路;以及

用于在热媒质温度和循环给定值下控制一个或多个时间段的程控电路。

21、一种用于加热食品的烤炉的参数的控制系统，它包括：

用于加热烤炉中的热媒质的电路;

用于控制加热媒质参数1的电路;

用于在所说的参数1的给定值下控制一个或多个时间段的电路，其中任何所说的时间段取决于所说参数1的测量值。

22、根据权利要求21的系统，其中所说的参数1是热媒质的温度。

23、根据权利要求21的系统，其中所说的控制电路是编程的。

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