CN107251646A - 灶具 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种电磁灶(100)，其具有用于加热包含食物的烹饪容器(106)的电磁元件(104)。电磁灶(100)还具有用于测量烹饪容器(106)或食物的温度的温度传感器(120)。还包括存储有烹饪顺序的存储器。烹饪顺序包括顺序的阶段，每个阶段通过要由烹饪容器(106)或食物达到的设定温度、在加热过程期间施加到电磁元件(104)的设定最大功率以及与该阶段相关联的时间来限定。还包括控制器，其用于检索烹饪顺序并且基于烹饪顺序和测量的温度控制电磁元件(104)。

Description

灶具

技术领域

本发明总体上涉及灶具，并且特别地涉及电磁灶具和对其的控制。

背景技术

在灶具(例如气、电和电磁灶具)中，提供控制机构用于控制传递到放置在灶具上的烹饪容器的热量。所述热量然后从烹饪容器传递到放置在其中的任何食物。在热量被保持恒定的情况下，许多因素影响食物中发生的温度变化和随着时间所到达的温度。

存在对于这样的替代灶具的需要：其总体上给用户提供对传递到食物的热量和食物温度的改进的控制。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种电磁灶，包括：

电磁元件，其用于加热包含食物的烹饪容器；

温度传感器，其用于测量烹饪容器或食物的温度；

存储器，其中存储有烹饪顺序，所述烹饪顺序包括多个顺序的阶段，每个阶段通过要由烹饪容器或食物达到的设定温度、在加热过程中施加到所述电磁元件的设定最大功率以及与该阶段相关联的时间来限定；以及

控制器，其用于检索所述烹饪顺序并且基于所述烹饪顺序和测量的温度控制所述电磁元件。

根据本公开的第二方面，提供了一种电磁灶，包括：

电磁元件，其用于加热包含食物的烹饪容器；

第一温度传感器，其用于测量食物的温度；

第二温度传感器，其用于测量烹饪容器的温度；

控制器，其用于：

确定来自所述第一温度传感器的温度是否满足预限定标准；

一旦确定满足预限定标准，则利用来自所述第一温度传感器的温度控制电磁元件以达到设定温度；并且

一旦确定不满足预限定标准，则利用来自所述第二温度传感器的温度控制电磁元件以达到设定温度。

还公开了本发明的其他方面。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的一个或多个实施方式，在附图中：

图1是便携式电磁灶的立体图；

图2是图1的电磁灶的简略示意图；

图3A-3D示出了在灶的操作过程中图1的电磁灶的用户界面的不同视图；

图4示出了具有不同的温度增加速率的不同的加热分布图；

图5示出了表示温度变化和施加到图1所示的灶的加热系统的功率的加热曲线图；

图6示出了用户预订烹饪顺序所用的方法的流程图；并且

图7示出了用于制备脆皮鱼的示例烹饪顺序的曲线图。

具体实施方式

本文描述了一种电磁灶具，其给用户提供对传递到在灶具上被加热的食物的热量和达到的食物温度的改进的控制。

图1是便携式电磁灶100的立体图。电磁灶100具有基座102，基座102支撑灶具表面104，烹饪容器安置在灶具表面104上。被示出的烹饪容器为炖锅106。灶100具有用于控制其操作的用户界面108，将在下面更详细地描述用户界面108。

灶100还包括有助于其操作的多个传感器。大约位于灶具表面104中间的表面温度传感器(其隐藏在图1的炖锅106下方)用于检测用于烹饪的烹饪容器的基座的温度，烹饪容器例如所示出的炖锅106。在一些实施方式中，可以使用两个或更多个表面温度传感器，其分布在灶具表面104上。温度探针20经由插入到基座102中的接收端口中的连接器122连接到灶100，提供被加热的烹饪容器中的食物的附加测量的温度。

图2是图1的电磁灶100的示例性表示。灶100具有控制器204，控制器204接收来自用户界面(UI)108的用户输入以及来自灶100中的多个传感器的输入。控制器204被实现在处理器(例如微处理器、微控制器、DSP、FPGA或类似物)上，所述处理器被连接到存储器并且具有I/O接口。在功能上，控制器204包括用于控制灶100的各种特征的各种控制子系统。

还包括风机组件220，风机组件220包括线圈风机222和电子器件风机228，线圈风机222具有线圈入口空气路径224和线圈出口空气路径226，电子器件风机228具有电子器件入口空气路径230和电子器件出口空气路径232。线圈风机222向电磁线圈210提供冷却气流，而电子器件风机228向灶100的电子器件提供冷却气流(例如，与一个或多个功率开关相关联的热沉温度)。风机组件220的操作由控制器204控制。

向控制器204提供输入的传感器包括一个或多个温度传感器。在该实施方式中的温度传感器包括表面温度传感器206，其延伸通过灶具表面104并且适于毗邻安置在灶100上的烹饪容器的底部表面并且测量其温度。温度传感器还包括如图1所示的外部探针温度传感器120。一个或多个温度传感器240提供附加的温度测量，例如与电子器件相关联的传感器和与加热系统(例如电磁线圈210或灶具表面104本身)相关联的温度测量。

灶100还包括向位于烹饪表面104下方的电磁线圈210提供电力的电源208。电源208也由控制器204控制。

控制器204还接收来自灶100的电源208的、指示电源208的操作的一个或多个输入，例如电流指示、电压指示和/或功率指示，这些输入中的一个或多个指示灶100的操作和状态。例如，如果向加热系统(在该情况下为电磁线圈210)提供高功率以用于提供快速加热和/或高稳定状态温度，则这会导致向控制器204提供高电流指示。控制器204利用电流指示作为用于灶具部件(例如灶的内部电子器件)的温度状态的预测指标。如果汲取了高电流，则这是内部电子器件可能变热的指示，并且因此该测量可用于灶的风机组件220的控制。

再次参考图1，用户界面108包括在基座108的前表面上的开/关电源按钮110和两个刻度盘112、114。用户界面108进一步包括位于灶具表面104前面的基座102的顶部表面上的显示器116，显示器16的两侧是多个下压按钮118。如将在下面详细描述的，用户界面的各个部件用于：a)接收用于操作参数(例如设定温度，烹饪时间和最大功率设置)的简单用户输入，b)设置或选择复合用户输入，例如烹饪分布图和顺序，以及c)向用户显示信息，例如烹饪状态和菜单功能。

最大功率设置指示加热系统的操作中使用的最大功率，即加热强度，其转而控制烹饪容器的内容物的温度变化速率。一旦达到了设定温度，控制器204就控制供应到电磁线圈210的功率，力图保持设定温度。

烹饪顺序包括例如设定温度、最大功率设置和/或烹饪时间(即一个或多个烹饪阶段的持续时间)的两个或更多个顺序组合。设定温度可以是能够由灶具实现的任何温度。

图3A更详细地示出了在灶100的操作过程期间，用户界面108的视图。灶100利用开/关电源按钮110而被开启和关断。用中央刻度盘112设置烹饪温度，而用刻度盘114设置烹饪时间。在显示器116的右下角318显示设定烹饪时间。

在显示器116中，在马蹄形刻度盘310上以图形方式显示温度。更具体地，优选地以不同的颜色，在刻度盘310的外侧311上显示设定温度，而在刻度盘310的内侧312上显示测量的温度。此外，在显示器116的底部313以文字形式显示设定温度，而在刻度盘310的中央314显示测量的温度。

在文字的测量的温度314下方显示火焰图标320，其中火焰图标320的数目指示最大功率设置。在优选实现方式中，最大功率设置具有分别由一个到三个火焰图标320指示的三个级别。通过拨动下压按钮322来改变最大功率设置。

也参考图2，控制器204利用测量的温度作为反馈以实现设定温度。一旦达到设定温度，则根据灶的设置保持设定温度。替代地，一旦达到设定温度，就可以停用电磁线圈210，从而终止对烹饪容器的进一步加热，或者被控制以达到和/或保持按照程序的后续设定温度，例如用于“保温”阶段的降低的温度。

控制器204使用的测量的温度可以来自于延伸通过灶具表面104并测量烹饪容器的底部表面的温度的表面温度传感器206，或来自于温度探针120，所述温度探针在被连接时测量烹饪容器中食物的温度。通过按下下压按钮323来实现选择温度探针120作为在温度控制中使用的测量的温度的来源。

图3B示出了用户界面108的另一视图，其中，要由控制器204为温度控制使用的测量的温度的来源被指示为温度探针120，通过探针图标330的显示所指示。如果控制器204确定温度探针120未连接，则控制器204使用的测量的温度恢复为来自表面温度传感器206的测量的温度。相应地，不显示探针图标330，如图3A中示出的显示器116中那样。

因为一般地用户经常在烹饪过程期间从烹饪容器或内容物移除温度探针120，所以控制器还确定由温度探针120测量的温度是否指示烹饪容器中食物的可能温度。例如，当在分别来自于表面温度传感器206和温度探针120的温度之间存在大的差异时，控制器204确定由温度探针120测量的温度是否是不可能的。替代地，控制器204可以确定由探针120测量的温度是否在设定温度的范围内，例如比设定温度小10％到30％与比设定温度大10％到30％之间，如果超出所述范围则确定所述温度是不可能的。如果由温度探针120测量的温度被确定为不可能的，则控制器204使用的测量的温度也恢复为来自表面温度传感器206的测量的温度。

温度探针120还可以用于测量烹饪容器中配料的温度，所述温度不被控制器204用于温度控制。相应地，当温度探针120被连接但是不用按钮323选择利用探针120的温度控制时，控制器204将来自表面温度传感器206的测量的温度用于温度控制。在这种情况下，并且如在图3C所示的用户界面108的视图中示出的，由温度探针120测量的温度也显示340在探针图标341上方。

还可以设置探针温度警报。如果探针温度警报被设置，则警报温度显示342在探针图标341下方。一旦由温度探针120测量的温度达到警报温度，就激活警报。替代地或附加地，一旦达到警报温度，可以激活一个或多个其他用户可选的选项。这些选项包括但不限于：

-由控制器204通过停用电磁线圈210而终止加热，或者

-控制器204控制供应到电磁线圈210的功率以便维持警报温度。

已经详细描述了灶100和灶100的用户界面108，接着描述烹饪分布图。如上所述，可以由用户通过按下下压按钮322来改变最大功率设置。然而，控制器204也可以基于不同的设定温度根据一般与这些温度相关联的烹饪风格来自动应用不同的最大功率设置。

如在图4中可以看出的，对于利用低温(例如，30-65摄氏度)的烹饪风格，由控制器204选择低的最大功率设置，产生具有缓慢的温度增加(例如5-8分钟以上)的加热分布图302。缓慢地达到设定温度以避免温度过冲，以使得在加热过程中敏感的食物(例如，鸡蛋或牛奶)不过度加热或烧焦。低的最大功率设置优选地为最大电器功率的1/4到1/3。

利用中等温度(例如，66-85摄氏度)的烹饪风格导致中等最大功率设置被选择，造成由加热分布图304示意的温度变化的中等速率(例如，3-4分钟)。以中等速度到达设定温度，一般产生适度的温度过冲。中等最大功率设置优选地为最大功率的1/2到2/3。

利用高温(例如，86-250摄氏度)的烹饪风格导致高的最大功率设置被控制器204选择，产生由加热分布图306示意的温度变化的较快速率(例如，1-2分钟)。以最高速度达到设定温度，一般导致大的温度过冲(如虚线所示)。在这样的高温下制备的这种类型的食物(例如，油炸或油煎的食物)一般可以经受这种温度过冲，并且通过用温度变化速度快来获得平底锅被快速加热的优势。高的最大功率设置优选地为最大功率的3/4到最大功率。

可以参考图5理解加热过程，图5示出了加热曲线图400，其中在X轴402上是以秒计的时间，在左边的Y轴404上是以摄氏度计的温度，而在右边的Y轴406上是以功率级别计的施加到加热系统的功率。以虚线示出设定温度410，以浅灰色示出测量的温度414，并且以黑实线示出施加的功率级别418。

右边的Y轴406示出从1到10的功率级别。在该曲线图中，每个功率级别表示约90瓦，并且尽管仅示出了10个级别，但是在该曲线图中表示的能够由灶供应的最大功率为20个级别(或在美国使用时为1800瓦)。出于简便的目的，已经选择了20个大致线性的级别。然而，将要理解，可以选择与不同的功率设置相关联的不同数量的级别，例如，在2400瓦灶(如用于澳大利亚)中，可以使用每个表示160瓦的15个级别。替代地，对于功率级别的非线性分配，该15个级别可以与增加的功率间隔相关联，例如，级别1可以是80瓦而级别15可以是250瓦。

在设定温度410例如在点412处(在约47秒处)增加的加热曲线图400中，测量的温度414增加，其中在点416处(在约50秒处)具有可忽略的过冲。施加的功率418在点420处增加到级别6(约540瓦)，在点420后功率减小以避免温度过冲。施加的功率418减小到级别3，在此处保持该功率以便维持设定温度直到约60秒，此时设定温度被改变。

图3D示出了在灶100的操作过程期间显示器116的视图。为了帮助用户获得对具有精确温度和可调节强度的烹饪的理解，将附加信息呈现在显示器106上。除了通过显示火焰图标320来指示最大功率设置之外，还显示指示最大功率设置的描述符321。在图3D中示出的显示器中，描述符321是“Fast(快速)”，指示温度变化的速率被设置为快速。不同的描述符321与不同的功率设置相关联。另外，除了指示设定温度之外，在图3D中示出的显示器中该设定温度为101摄氏度，还可以显示指示设定温度的描述符315。不同的描述符315与不同的温度范围相关联。在图3D中示出的显示器中，描述符315为“Simmer(炖)”。当用户转动设定温度刻度盘112时，所示出的设定温度313改变，并且相关联的描述符315也改变

如上所述，灶100可以利用一步加热或温度分布图来进行操作，其中选择了设定温度并且选择了默认值或用户选择的最大功率设置。还可以利用多步骤温度分布图。这些包括：

·简单烹饪分布图(其包括具有默认值或设定的最大功率设置的一个或两个设定温度，以及可选的持续时间设置)；以及

·复杂烹饪顺序(其包括具有相关联的设定温度、最大功率设置和持续时间设置的一个或多个阶段)。

烹饪分布图可以预编程在灶100上，允许用户进行简单的选择以激活温度分布图的顺序。用户可以在烹饪过程中对这些实时更改。在其他实施方式中，用户选择预编程的烹饪顺序，或者用户预限定烹饪顺序并且然后在开始烹饪时激活该顺序。另外，用户可以在烹饪过程中实时修改烹饪顺序。在进一步的实施方式中，用户可以在烹饪过程中设置烹饪顺序。在烹饪顺序被修改的情况下，通过默认值或根据用户选择，这些修改可以保存在灶上。

用户也可以创建并保存烹饪分布图或烹饪顺序。被输入并且保存以构建分布图和/或顺序的用户设置为温度-功率组合，可选地伴随有持续时间参数。所创建的分布图/顺序还可以包括烹饪后选项作为在已经完成分布图/顺序时的最后阶段。烹饪后选项可以为例如停用电磁线圈210或控制电磁线圈210从而维持“保温”温度。

在一种实施方式中，烹饪分布图使用对于已知食物的温度测量和设定温度。例如，对于水来说，“炖”分布图可以如95到105摄氏度之间的温度设置一般简单。类似地，对于水的“煮沸然后炖”分布图可以通过下述方式实现：施加最大功率直到测量的温度达到100-110摄氏度，在这之后设定温度被改变到95到100度之间。

然而，由于不同类型的食物表现不同，并且由于在不同的大气压下(例如在不同海拔)需要不同的温度，所以另一实施方式提供了利用由温度测量所确定的温度变化速率的烹饪分布图。从一个烹饪阶段到下一个烹饪阶段的转换基于(锅或食物的)测量的温度变化的速率。

例如，对于“炖”分布图，可以由温度测量(例如超过5-10秒的时间间隔，例如超过每间隔6秒的时间间隔)来确定温度变化的速率。一旦温度变化的速率落于速率阈值之下(例如低于每秒1/2度、每秒1度或每秒2度)，则这是正在接近沸点的指示并且是相应地选择的炖设定温度

类似地，对于“煮沸然后炖”分布图，如果测量的温度在某个时间段保持稳定，在这里称为“煮沸阈值时间”(例如，5秒、10秒、30秒或60秒等)，则控制器204确定已经达到沸点。然后可以将用于后续炖阶段的设定温度设置成低于测量的煮沸温度的温度，例如，炖温度可以被选择成比测量的煮沸温度小1％到10％之间。

在其他实施方式中，通过对保存的灶分布图限定“沸”点、“炖”范围等，用户能够“校准”灶本身。

在一些实施方式中，用户选择预编程的烹饪顺序，或者用户预限定烹饪顺序并且然后在开始烹饪时激活该顺序。用户可以在烹饪过程期间实时更改烹饪顺序。

作为示例，图6示出了用户预订烹饪顺序的方法的流程图700。在步骤702，开始并如此限定烹饪顺序的相关阶段(例如初始阶段或候选阶段)。在步骤704，设定需要的温度。在可选步骤706，设定需要的最大功率。如果不设定最大功率则使用默认最大功率设置(如本文其他部分更详细地描述的)。

在步骤708，用户选择设定温度要被维持的持续时间。在一些实施方式中，该持续时间设置被解释为限定一开始加热就开始的时间段。在其他实施方式中，在达到设定温度时开始该时间段。在其他实施方式中，在达到阈值温度时开始该时间段(其中阈值温度在初始和设定温度之间)。在其他实施方式中，在用户提示开始时间时(例如在烹饪容器中的水达到沸点后添加了意大利面之后)该时间段开始。在其他实施方式中，在先前阶段或烹饪选项结束时开始该时间段。烹饪选项包括：

-“停止”：控制器204通过停用电磁线圈210来终止加热过程；

-“保温”：控制器204控制电磁线圈210以便维持“保温”烹饪容器温度，例如60-80度；

-“多一点”在相同功率下维持相同温度持续某个时间段，该时间段被预设(例如1分钟)或者被确定，例如作为经过的烹饪时间的某个百分比，例如5％，或者以实现温度的进一步增加，例如2-5摄氏度；或者

-“重复”：重复相同的温度、功率和烹饪持续时间，例如在烹饪肉类并且要对第二面烹饪时。

在步骤710，存储用于相关阶段的设置，并且根据需要重复过程。

通过遵循该过程，可以设定烹饪顺序，烹饪顺序的示例如图7所示。图7示出了用于制备脆皮鱼的示例烹饪顺序800的曲线图，其中时间在X轴802上以分钟计并且温度在Y轴804上以摄氏度计。

在烹饪鱼时，鱼肉中纤细的蛋白质需要低温但是鱼皮需要高温以形成更多风味并且产生脆皮质地。为了做到这点，初始在低温下缓慢地烹饪鱼，然后非常快速地升高温度以使鱼皮变脆。该方法避免了对鱼蛋白质的外部部分的过度烹饪以及对内部的欠烹饪，同时仍然在鱼皮上实现脆皮处理。

对于这种技术，一般需要高用户参与以开始在低温下烹饪，然后随着时间推移，增加温度来使鱼皮变脆。然而，在由用户预限定烹饪顺序(或甚至在灶上预编程)的情况下，该过程对于用户来说可以简化。

三个加热分布图构成烹饪顺序800。第一加热分布图806示出在0到10分钟之间，并且是一个长的、缓慢的加热过程以温和地烹饪鱼。第二加热分布图808示出在10到18分钟之间，并且包括温度快速增加到高温(如此处所示为180度)，并且使用该高温来快速使鱼皮变脆。第三加热分布图810示出在18到25分钟之间，在该过程中是可选的“保温”步骤，其在上菜之前对烹饪好的鱼保温7分钟。为了适应可变性(例如，鱼的种类、重量和/或厚度和/或初始的食物温度)，用户可以在烹饪过程期间修改温度、温度变化的速率和/或阶段持续时间。

上文仅描述了本发明的一些实施方式，并且可以是不脱离本发明的范围和精神的情况下进行修改和/或改变，实施方式仅仅是示意性的而非限制性的。

Claims (12)

1.一种电磁灶，包括：

电磁元件，其用于加热包含食物的烹饪容器；

温度传感器，其用于测量烹饪容器或食物的温度；

存储器，其中存储有烹饪顺序，所述烹饪顺序包括多个顺序的阶段，每个阶段通过要由所述烹饪容器或食物达到的设定温度、在加热过程期间施加到所述电磁元件的设定最大功率以及与该阶段相关联的时间来限定；以及

控制器，其用于检索所述烹饪顺序并且基于所述烹饪顺序和测量的温度控制所述电磁元件。

2.根据权利要求1所述的电磁灶，其中，至少一个阶段还由指示将要在何时开始与该阶段相关联的时间的设置来限定。

3.根据权利要求2所述的电磁灶，其中基于下述中的一个，开始与该阶段相关联的时间：

用户开始提示；

当加热开始时；以及

当达到设定温度时。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁灶，其中，至少一个阶段还由指示下一阶段具有与该下一阶段之前的阶段基本相同的设定温度和设定最大功率的设置来限定。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁灶，其中，至少一个阶段还由在达到设定温度时要执行的动作来限定，并且其中控制器还控制电磁元件以在达到设定温度后执行所述动作。

6.根据权利要求5所述的电磁灶，其中，所述动作选自包括下述中的一个或多个的群组：

关断所述电磁元件；

改变所述设定温度；

维持所述设定温度；以及

在限定的时间段维持所述设定温度。

7.一种电磁灶，包括：

电磁元件，其用于加热包含食物的烹饪容器；

第一温度传感器，其用于测量食物的温度；

第二温度传感器，其用于测量烹饪容器的温度；

控制器，其用于：

确定来自第一温度传感器的温度是否满足预限定标准；

一旦确定满足预限定标准，则利用来自第一温度传感器的温度控制所述电磁元件以达到设定温度；并且

一旦确定不满足预限定标准，则利用来自第二温度传感器的温度控制所述电磁元件以达到所述设定温度。

8.根据权利要求7所述的电磁灶，其中，预定的标准包括来自第一温度传感器的温度在设定温度的预限定范围内。

9.根据权利要求7所述的电磁灶，其中，预定的标准包括来自第一和第二温度传感器的温度的差超过预限定阈值。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的电磁灶，其中，所述控制器还接收输入，所述输入限定在达到设定温度时要执行的动作，并且其中，控制器控制灶一旦达到所述设定温度后就执行所述动作。

11.根据权利要求10所述的电磁灶，其中，所述动作选自包括下述中的一个或多个的群组：

关断所述电磁元件；

改变所述设定温度；

维持所述设定温度；以及

在限定的时间段维持所述设定温度。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的电磁灶，其中，所述控制器还在设定时段控制所述电磁元件，基于下述中的一个，开始该设定时段：

用户开始提示；

当加热开始时；以及

当达到设定温度时。