CN110520022B - 配备有食物膨胀测量装置的烹饪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烹饪器，其包括用于收纳颗粒食物、尤其是米的收纳室，所述颗粒食物具有在水存在的情况下膨胀的倾向，其特征在于，所述烹饪器配备有测量装置，所述测量装置传递与表示在浸泡步骤期间在所述室中的所述食物的膨胀相关的信息，尤其是表示所述室中的所述食物的膨胀速度、膨胀率或膨胀力的信息。

Description

配备有食物膨胀测量装置的烹饪器

技术领域

本发明涉及允许烹饪谷物和豆类、特别是米的小家电设备，也称为“烹饪器”。

背景技术

已知有许多型号的烹饪器。

公报WO2012/056173A1描述了电饭锅的一例。

专利US6028297公开了一种电饭锅，该电饭锅能够减少在检测到由于米在烹饪时产生的泡沫引起的室中的米粥(“rice gruel”)溢出时的加热功率。烹饪器在盖中包括浮子，该浮子能够在溢出时移动。

申请WO2012/018965公开了一种装置，该装置包括主容器和用于使液体进出的容器，这些用于使液体进出的容器用于供应主容器并接收来自该主容器的废物。

存在多种类型的米，例如白米、糙米、黑米或红米，并且每种类型的米可分为多个品种。

大多数烹饪器都包括适配于不同类型的米、尤其是白米或糙米的烹饪程序。某些电饭锅具有专门用于烹饪特定品种的米、例如中国东北米、巴斯马蒂(Basmati)米或泰国米的程序。

还存在这样的电饭煲，其界面允许消费者选择在烹饪前导入到锅胆中的米粒的形式，即长粒或圆粒。

各种米的最佳烹饪动力学取决于该种米的烹饪行为。该烹饪行为特别是根据所述品种的膨胀潜力由淀粉糊化后米粒的膨胀速度来表明。膨胀至少部分地随三个主要参数而变，即品种的糊化温度，米粒形式和米粒的直链淀粉含量。

需要进一步改进烹饪器，以便尤其是使水热循环最佳适配于期望的感官属性。

此外，更具体地涉及电饭锅，用最少量的水将米导入到烹饪室中，遵守这一点是重要的，不过也有可能在不合适的条件下煮饭，甚至会导致煮焦。

如果由于加热时温度异常升高而会快速检测到锅胆中完全没有水，则用现有的烹饪器检测不到锅胆填充不足，并且不允许避免煮焦食物或使其味道劣化。

因此，在检测导入水量不足方面也有意义。

发明内容

因此，本发明旨在进一步改进烹饪器、尤其是电饭锅，以满足上述全部或部分需求。

因此，根据第一方面，本发明涉及一种烹饪器，其包括用于收纳颗粒食物、尤其是米的收纳室，所述颗粒食物具有在水存在的情况下膨胀的倾向，该烹饪器的特征在于，所述烹饪器配备有测量装置，所述测量装置传递与表示在通过吸收水的浸泡步骤期间在所述室中的所述食物的膨胀相关的信息，尤其是表示所述室中的所述食物的膨胀速度、膨胀率或膨胀力的信息。

当食物处在用于烹饪的壳中时可以进行测量，所述收纳室则是烹饪室。这减少了操作，因为对用于被烹饪的食物进行测量。为此也可以设置有用于测量的体积较大的食物，这可以提高精度。此外，当温度有利于膨胀时，尤其是在某些品种的米的情况下，当食物放置在烹饪室中时测量表示膨胀的量值允许受益于与烹饪室相关联的加热系统以在浸泡时升高温度。

作为变型例，对食品的样品进行测量，收纳室则是分析室，与烹饪室不同。这需要额外的操作以将样品放入分析室中然后将其取出，但也可以促进测量的实施，因为分析室可以特别适合于待进行的测量。

烹饪器既设置有烹饪室又设置有不同的分析室会是有利的，因而这允许一方面测量在食物浸泡步骤期间表示烹饪室中的膨胀的量值，另一方面在该分析室中进行另一种类型的测量。可以将食物在没有水的情况下干式设置在该分析室中，甚至在存在试剂的情况下，该试剂用于允许测量特定属性。

本发明可以允许在不使用外部测量仪器的情况下确定表示在烹饪器内食物的膨胀的量值。

所进行的测量允许向设备和/或使用者通知食物的某些参数并使水热烹饪循环适配于该食物，以便例如使其营养潜力和/或感官潜力最大化。可以在每次烹饪之前自动进行测量，或者可以仅在使用者请求时进行测量，例如在打开新盒子或袋子的食物之后的第一次烹饪的情况下。

使用者可以利用由烹饪器进行的测量受益于每种食物的烹饪方案，该烹饪方案适合于获得食物的期望属性，例如特定质地。

本发明还允许使由使用者在将食物导入设备之前事先识别食物品种的步骤变得不太有用，因为该设备可以能够利用所进行的测量来至少确定食物本身的某些参数。

当从使用者和烹饪器得知米品种，该米品种例如已由使用者告知或者已从先前烹饪时的测量中获得时，本发明也是有意义的。

在该情况下，膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度的测量可以允许知道是否米仍是新鲜的、适于烹饪并且已经正确储存，或反之已经干燥并将具有烹饪缺陷。

因此，烹饪器可以配置为将测量结果与先前使用或已知的、尤其是被用信号告知为最爱品种的米品种的参照数据进行比较，并根据比较结果通知使用者所导入的米的质量差。因此，可以通知使用者所用的米有不会获得预期的感官结果或营养结果的风险。

本发明的另一个优点是，如果需要，允许检测不足的初始供水。为此，可以使用测量装置来验证初始水位超过食物的水平的预定量。如果测量装置检测到没有达到预期的初始水位，则这种情况可以通过例如错误消息向使用者发出信号，并且可以阻止水热循环的起动。

通过使用放置在食物上的元件，可以便于检测比食物的水平大出预定距离的水位，该元件跟踪食物在其膨胀时的水平，并且该元件超过食物水平一定距离的上表面。测量装置可以配置为检测该上表面在初始时刻良好浸没，例如通过利用当上表面浸没时或者当上表面未浸没时光的不同反射。在水位不足的情况下，上表面露出，这可以由测量装置检测，并且可以产生相应的信息以通知使用者锅胆的水填充不充分。

测量装置还可以在水热循环的进展过程中用来检测浸泡过程中的缺水，该缺水与食物吸收水相关。在该情况下，可以中断浸泡并启动烹饪。因此，可以避免冒着水位进一步下降的风险延长浸泡。因此，如果需要，本发明允许使用测量装置，以便在浸泡过程中检测到极限水位的情况下允许烹饪器提早且自动地启动烹饪。于是降低了在非均匀的、易于使食物味道劣化的条件下的烹饪风险。

在这里，术语“烹饪器”包括所有电饭锅(英文为“rice-cooker”)、多功能烹饪器、高压锅、蒸汽锅和慢炖锅。

优选地，烹饪器设置有加热自动调节部，以便控制烹饪室中的温度。特别地，烹饪器可以配置为当烹饪室中的温度保持在预定温度时进行食物的膨胀相关的量值的测量，所述预定温度对于米，优选地大于或等于70℃，例如等于75℃甚至更高，可能会达到例如95℃。事实上，米的吸水动力学是温度依赖性的，并且在大于或等于70℃的温度例如等于75℃时进行测量的事实允许在相对短的时间内表明某些品种的米之间的膨胀率的显著差异，并因此将它们区分开。

由测量装置传递的信息可以由烹饪器外部的信息系统处理，所述烹饪器与所述信息系统交换数据。这例如涉及平板电脑、智能电话设备、专用于烹饪的计算机、或者电饭锅可以与之交换数据的远程服务器；例如，通过互联网进行对该服务器的访问。至少部分地对数据进行外部处理的优点是受益于不专用于该应用的信息系统的计算能力。在一个变型例中，信息由烹饪器内部的信息系统处理，该信息系统包括例如具有微处理器的控制电路。

信息的处理可以通过访问数据库来完成，该数据库允许关联由分析装置传递的信息，例如与食物的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度、食物的品种或具有大致相同属性的类别相关的信息。该数据库可以在烹饪器内部，存储在烹饪器的存储器中，或者在烹饪器外部，例如存在于烹饪器例如通过互联网连接可与之通信的服务器上。

烹饪器可以配置为根据上述信息为使用者选择或提供水热循环，该水热循环适配于食物的品种并且必要时适配于烹饪结束时的食物的期望属性，例如关于食物的质地。烹饪器优选地配置为允许使用者，如果其希望的话，根据例如期望质地修改所提供的循环的某些参数。例如，烹饪器设置有数据，这些数据针对由烹饪器列出的每个品种的米向烹饪器通知能够根据水热循环的不同参数达到的属性，尤其是质地，这些不同参数例如是：浸泡持续时间，烹饪持续时间，烹饪温度，水/米比，烹饪时的压力管理，或者导入的米量。在烹饪器已确定了米品种或导入的食物近似的类别的情况下，烹饪器能够自动调节水热循环的参数，以便获得最佳响应由使用者输入的偏好的食物的属性，这些偏好例如涉及米的质地，尤其是硬度，粘度，光泽，粘附性，弹性或者粘聚性，以及其他期望的质地参数。

选择适配于导入到烹饪器中的食物的品种的特定水热循环允许优化烹饪质量并使其营养潜力和感官潜力最大化，并且例如获得使用者期望的质地。

由烹饪器根据食物的性质提出或选择的水热循环例如选自其参数是固定的多个预定循环；例如，烹饪器设置有在不同相应温度时的多个烹饪程序，并且根据通过分析确定的食物的性质来选择其中一个程序。作为变型例，在烹饪器内的预编程的水热循环包括一个或多个参数，该一个或多个参数是变量，并且其值是通过应用一个或多个计算规则至少根据从测量得到的信息来确定的。这可以允许更精细地调节食物的水热循环。例如，烹饪器设置有在温度T时的烹饪程序，该温度T是膨胀率T_g的函数，即T＝f(T_g)，其中f是例如变量T_g的连续函数。根据针对食物所测量的膨胀率，调节温度T。烹饪程序可以有利地针对每个品种使多个变量介入，该多个变量是浸泡温度、初始水/米比以及浸泡持续时间。知道导入的米品种的浸泡行为可以允许向烹饪器通知待使用预测模型，该预测模型用于预测烹饪结束时的米的感官属性。知道模型后，烹饪器可以根据使用者期望的属性，例如在质地方面的属性，适配水热循环的不同参数，以使该水热循环最佳地适合于获得这些期望属性。

烹饪器可以配置为允许使用者针对食物选择至少一个期望质地参数，尤其是烹饪结束时的硬度和/或粘度，并且烹饪器还配置为至少一方面根据借助测量装置确定的所述信息，另一方面根据由使用者输入的一个或多个质地参数来控制用于加热收纳食物的室的系统，以便在烹饪结束时接近使用者希望的质地。

测量装置可以考虑到最终目标价格，例如根据期望精度和容许用于制成这些测量装置的成本以各种形式制成。测量装置可以基于光学测量、声学测量、磁学测量、电学测量和/或机电测量以及其他可能性。

“膨胀率”是指表示食物在浸泡过程中的相对膨胀的量值，即，食物在膨胀后占据的体积与食物在膨胀前的体积之比。

“膨胀速度”是指表示食物体积随时间变化的量级。

“膨胀力”是指由食物在其膨胀时施加的膨胀力。

测量装置优选地只有当烹饪器关闭时才工作，也就是说盖已经折叠并锁闭在其烹饪位置。

通过例如检测食物在浸泡过程中的表面水平的变化，可以直接对食物进行食物的膨胀率和/或膨胀速度的测量。

在一个变型例中，通过例如确定食物在浸泡过程中吸收的水量，间接地进行测量。

测量装置可以设置在烹饪器的各个部位，并且例如至少部分地、甚至完全地偏移到烹饪器的盖中。在该情况下，测量装置可以包括传感器，该传感器面向存在于室中的食物的表面。该传感器例如与烹饪器的盖连成一体。传感器在其是光学式时，有利地由例如玻璃或者任何其它合适材料例如硅制的窗保护。

在一个变型例中，测量装置包括在浸泡过程中至少部分地浸入到食物中的元件。

光学测量装置可以适合于检测食物表面的水平变化，或者优选地检测设置在食物表面处的目标元件的水平变化，该目标元件伴随在膨胀时食物表面的移动。

光学测量装置还可以适合于检测浸泡水的水位变化，尤其是当表示膨胀的量值对应于被测量的吸收水量时。知道浸泡水位可以对以计量方式导入水是有用的，从而允许补偿由食物吸收的量。

上述目标元件可以用作光反射器并且便于光学检测装置的动作。例如，目标元件具有比食物本身更好的反射率，并因此便于反射光束，尤其是准直光束。

目标元件优选地定中心在烹饪室中。为此，目标元件可以尤其占据用于收纳食物的锅胆的整个内部区段。

优选地，目标元件是穿孔的，以允许其漏水并搁置在食物的表面上。

目标元件优选地由不锈钢制成。

优选地，目标元件制成有向上突出部分，该向上突出部分的上表面用作测量装置的目标表面。

因此，目标表面相对于食物水平升高一定距离，该距离根据要遵守的最小水/米比来选择。

这允许通过检测到目标元件的上表面被浸入来使用目标元件以验证已将足够量的水导入到锅胆中。如果导入到锅胆中的水量不足，则上表面露出，这可以容易地检测，尤其是光学检测，并且可以产生相应的报警。

为了实现突出部分，可以使用通过冲压成形的目标元件。因此，目标元件可以包括升高的冲压的中央部分和平坦的环形的周边部分。该周边部分可以是穿孔的，如同是中央部分，尤其是在其周边。中央部分可以是大致平坦的顶部，平行于环形周边部分的平面。因此，目标元件优选地包括尤其是通过盘的冲压形成的升高的中央部分，该盘优选是其外径大致对应于用于收纳食物的锅胆的内径的盘，该盘是优选穿孔的。

当检测是非光学的，例如声学、磁性或电容性时，检测装置会对由目标元件占据的位置灵敏，例如由于制造该元件的材料。

在一个实施例中，测量装置包括光学传感器，例如红外传感器，尤其是在近红外中，以便例如对浸泡水的水位和/或传感器的保护窗的玻璃不太灵敏。

光学测量装置例如通过三角测量进行工作，并且包括光源和传感器，该光源优选为红外光源，该光源将准直光束投射到表面上，该传感器对反射光束的定向灵敏。

在一个实施变型例中，测量装置包括磁传感器，例如霍尔效应传感器或电感传感器，或电容传感器。

尤其是在该情况下，检测装置可以包括探针，该探针指向食物并且例如抵靠在食物的表面上。

该探针可相对于检测器移动，该检测器设置有用于检测探针相对于检测器的位置的检测电路；例如，探针包括杆，该杆大致接合在检测器中，并且杆的位置检测例如以电容或电感方式在检测器内进行。

优选地，探针在其端部制成有头部，该头部允许探针搁置在食物上而不会过度下沉到食物中。该头部可以由垂直于杆定向的凸缘构成。

优选地，探针是可移除的，也就是说，它可以与检测器脱离，以便于对其清洁。

测量装置还可以包括检测器，该检测器浸入到容纳在收纳室中的食物中，特别是当收纳室由烹饪室构成时。该检测器例如通过一端部搁置在食物收纳室的底部中，并且该检测器配置为例如利用光学传感器或电传感器或者利用跟踪食物表面的水平变化的可移动元件来检测室中的食物的水平，该可移动元件例如是环形形状并接合在检测器上。检测器可以包括进行电导率测量的至少两个电极，优选为沿检测器分布的多个电极，以便对检测器浸入到水和/或食物中的距离进行检测。

检测器，尤其是当其与食物一起设置在室中时，可以配置为将其信息通过无线连接传输到集成在烹饪器中或烹饪器外部的接收器。

检测器可以在必要时可移除地固定在收纳室中或收纳室上，例如固定在收纳室的底部上。这可以允许将检测器以预定定向例如竖直地保持在室中并且提高测量精度。例如，检测器包括磁体，该磁体有助于至少在浸泡阶段期间将检测器固定在烹饪室中。

在一个变型例中，检测器从锅胆的底部延伸，优选竖直地、不可移除地延伸。

烹饪器可以设置有人机界面，该人机界面包括显示器，该显示器允许显示与对表示膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度的量值进行的测量相关的至少一个信息。

界面可以显示水热循环的参数，该水热循环尤其是根据所识别的品种并且必要时由使用者输入的偏好、例如关于期望质地的偏好提供给使用者的。

界面可以配置为允许使用者激活或不激活测量装置和/或输入关于烹饪结束时的期望结果的偏好，例如质地。

界面还可以用于登记品种作为喜好，以便存储相应数据，并且例如在该品种的新烹饪时重复使用这些数据，例如以便找到相同的质地。

界面还可以配置为允许控制烹饪器的工作并调节例如水热循环的某些参数。

本发明还涉及一种用于测量表示存在于烹饪器的室中的食物的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度的量值的方法，其中，在该室中的食物的浸泡步骤期间，检测该室中的食物的膨胀力和/或水平变化和/或浸泡水的水位变化，并且至少基于如此检测的变化来确定表示所述率或所述速度的信息。

在一个实施例中，在浸泡阶段期间食物的水平变化用于确定食物的品种或者在浸泡膨胀方面类似的品种类别。

在一个变型例中，浸泡水的水位测量用于通过另外在浸泡期间测量导入到容纳食物的室中的水量来确定食物的品种或者在浸泡膨胀方面类似的品种，该导入以受控和计量的方式根据浸泡水的水位变化检测来进行。

如上所述，上述信息可以至少部分地由烹饪器外部的信息系统来处理，该烹饪器与该信息系统交换数据。

当食物存在于烹饪器中时，可以重复测量，尤其是为了具有膨胀动力学。知道膨胀动力学可以提供额外数据以将品种之间更精细地进行区分。

食物可以是米，并且尤其是在该情况下，浸泡优选地在大于或等于70℃的温度时进行，例如等于75℃。一旦进行了测量，就可以将相应消息传递给使用者。

烹饪器可以如此实现，使得使用者可以利用上述使用者界面输入至少一个期望质地参数，例如与期望的硬度或粘度相关的参数，并且自动确定待进行的调节，从而知道米品种和初始水/米比以获得期望结果，为此使用例如可针对每个品种根据浸泡温度、浸泡持续时间和初始水/米比获得的感官属性的预测模型。

所进行的测量可以仅用于将多个品种之间进行区分，以最佳地适配烹饪，如上所述。所进行的测量还可以跟随有附加数据的产生，这些附加数据用于向使用者告知食物的属性，例如食物的至少一个物理化学属性，例如，直链淀粉含量，蛋白质含量，糊化温度和/或食物颗粒的几何特征，例如形状或尺寸，这些数据基于所述信息来确定，甚至必要时由附加测量来确定，这些附加测量例如由另一测量设备存在于烹饪器内而产生的。这些附加数据在需要的情况下被传送给使用者，例如通过显示在烹饪器的人机界面上，或者显示在通过无线连接与烹饪器进行通信的终端上。

根据本发明的另一方面，本发明还涉及一种用于借助根据本发明的如上限定的烹饪器来烹饪食物的方法，其中，根据表示食物的膨胀力、膨胀速度和/或膨胀率的至少所述信息，尤其是通过将该信息与参考数据进行比较，来确定和/或向使用者提供和/或可供使用者选择食物的烹饪程序。该比较在必要时允许还确定食物的至少一个物理化学属性，尤其是直链淀粉含量，蛋白质含量和/或糊化温度。

在这种烹饪方法中，可以请求使用者输入烹饪结束时的期望质地参数的至少一个值，并且可以至少一方面根据期望值并且另一方面根据表示食物的膨胀力、膨胀速度和/或膨胀率的所述信息来确定烹饪程序。

可以请求使用者输入在营养能力和/或烹饪程序的持续时间方面的至少一个偏好，并且可以至少一方面根据期望值并且另一方面根据表示食物的膨胀力、膨胀速度和/或膨胀率的所述信息来确定烹饪程序。

本发明还涉及一种用于识别在烹饪器、尤其是上述限定的烹饪器中存在的食物的方法，其中，在第一识别阶段期间，观察在介于70℃和77℃之间的温度T时浸泡期间的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度，并且将该膨胀力、该膨胀率和/或该膨胀动力学与参考数据进行比较，以至少基于该比较产生与食物的标识相关的指示，尤其是米品种或者具有在浸泡过程中在浸泡方面类似属性的食物类别的归属。

该方法可以包括在浸泡温度修改之后的第二识别阶段，尤其是在85℃和95℃之间。

实际上，在达到预定浸泡温度之前，某些品种的米不具有明显的膨胀；提高水温并且仅从一定温度检测温度对膨胀的影响，可以允许区分某些品种。

该方法还可以包括以下步骤：将测量结果与关于先前使用的且在所述烹饪器中登记为最爱食物的食物的参考数据进行比较，并且根据比较结果通知使用者导入食物的质量。

根据本发明的另一方面，本发明还独立地或与前述内容相结合地涉及一种用于检测烹饪器、尤其是电饭锅的烹饪室中的水位的方法，其中，在烹饪室中的食物上设置目标元件，该目标元件具有限定设置在测量装置、尤其是光学测量装置对面的目标表面的升高部分，产生与该目标表面相对于锅胆中的水位的位置相关的测量信号。该测量信号可以用于触发报警、中断水热循环或阻止其启动，或引起浸泡循环的预期结束和烹饪循环的自动触发、以及其它可能性。

特别地，检测方法可以旨在检测目标表面是否出现。在该情况下，目标表面优选地升高一段距离，该距离大致对应于食物上方期望的最小水位。

附图说明

通过阅读下面的详细描述、本发明的非限制性实施例并且通过查阅附图，将更好地理解本发明，在附图中：

图1A至图5A示意性且部分地以轴向剖视图示出了就在将食物导入到锅胆中之后的根据本发明的烹饪器的示例；

图1B至图5B分别示出了在浸泡阶段时在食物膨胀之后的图1A至

图5A的烹饪器；

图6示出了根据本发明的烹饪器的一变型例；

图7是根据本发明的烹饪器的控制电路的一例的框图；

图8示出了由测量装置提供的数据处理的一例；

图9示出了对于不同品质的米在75℃浸泡期间米层高度随时间的变化；

图10是图2A和图2B的烹饪器的放大比例的图；

图11是图10的烹饪器的轴向半剖视图；

图12示出了在70℃浸泡时不同品种的米的膨胀力随时间的变化；以及

图13示意性且部分地示出了配备有包括质地测量仪的测量装置的烹饪器。

具体实施方式

在图1A中示出了根据本发明的烹饪器1，该烹饪器1包括壳体4，该壳体4包括基部7和铰接在该基部7上的盖6。

壳体4在基部7内容置限定烹饪室3的锅胆5，待烹饪食物A，在这种情况下为米，与水W一起被导入到该烹饪室3中。水的表面用附图标记S_W表示，食物A的表面用附图标记S_A表示。锅胆5优选是可移除的，以允许其清洁。锅胆5可以在内部涂有抗粘附涂层。

烹饪器1以本身已知的方式包括用于加热锅胆5的电气系统8，该电气系统8由电子控制电路控制，该电子控制电路例如至少部分地集成在盖6中。

电气系统8包括一个或多个电加热电阻器。

烹饪器1设置成借助未示出的缆线连接到电源插座。

在食物A导入到锅胆5之后，在优选地在预定温度时进行的浸泡时，食物A倾向于吸收水分并膨胀，这种膨胀根据食物的品种或大或小并且还会取决于温度。膨胀会在食物内伴随诸如水合或糊化之类的化学反应。

在图1B中示出了食物A在其膨胀之后的表面S_A的水平相对于图1A中所示的初始水平的变化。

锅胆5在时刻t₀被填充食物A到初始高度h0.riz，并且初始水高度h.eau大于初始高度h0.riz。

优选地，初始水高度h.eau选择成使得水的高度保持大于或等于浸泡步骤结束时的食物的高度。

在膨胀后，在时刻t₁，食物A的高度变为h1.riz。

根据本发明的一个方面，烹饪器1配备有测量装置，这些测量装置传递表示在浸泡步骤期间在室3中的食物A的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度的信息。

在图1A和图1B的示例中，这些测量装置包括光学传感器2，该光学传感器2由盖6承载并且远程检测锅胆5中的食物A的水平变化。

光学传感器2定向成面向锅胆5的底部，优选地大致位于盖6的内表面的中心。光学传感器2可以由例如玻璃或硅制的透明窗19保护免受液体溅射。

在图1A和图1B中非常示意性示出了由光学传感器2发射的以发散光束形式的光束，而不考虑该光束的真实几何形状，因为该几何形状根据所采用的技术可以是非常可变的。特别地，所发射的光束可以是准直光束。该光束的波长选择成与食物A上方的水的存在兼容以及与保护窗的可能穿透兼容。优选地，波长在红外中，优选地在近红外中。

光学传感器2可以是通过三角测量起作用的光学传感器，其包括：与目标表面的法线成一角度的光束发射器，和用于确定通过镜面反射而反射的光束的角度的检测器。从传感器到目标表面的距离是通过知道该角度而给出的。

由光学传感器2发射的光束可以是红外光束，并且发射器可以是红外LED，优选为激光二极管。

光学传感器2还可以通过彩色编码来逐渐共焦。

在该情况下，光学系统在传感器2内产生受控的色差，该色差将白光在光轴长度方向上分解成连续的单色波长。这些不同的波长以不同的距离聚焦。传感器包括检测器，该检测器识别精确聚焦在目标表面上并且对应于非常精确的距离的波长。

测量装置可以没有可移动元件。作为变型例，测量装置包括可移动元件，例如为了移动光学器件以将光束聚焦在食物的表面上，根据重新聚焦所需的位移进行食物的水平变化的检测。

在图1A和图1B的示例中，光学传感器2允许检测在浸泡过程中食物的表面S_A的水平变化。

例如，在关闭盖6并由使用者启动食物烹饪程序之后，在时刻t₀进行表面S_A的水平的初始测量，该程序包括浸泡阶段。在预定持续时间之后，在时刻t₁进行至少一个另外测量。

在时刻t₁的膨胀率T_g(t₁)可以通过计算量(h_1.riz－h_0.riz)/h_0.riz来确定。

在浸泡步骤时随时间对食物A的表面的水平进行一系列测量会是有利的，以便知道食物A的膨胀速度随时间的变化以及食物吸收水分的历程，因为多品种的食物A会具有不同的膨胀动力学，如后面以米为例详述的那样。知道导入到烹饪室中的品种的膨胀动力学，可以允许通过将观察到的动力学与先前对于已知品种所测量的参考动力学进行比较来更容易地识别品种。

优选地，为了便于测量食物A的膨胀，烹饪器1包括目标元件，该目标元件放置在锅胆30中的食物A的表面上，以便当食物A膨胀时跟踪该元件的表面的水平。

在图2A、图10和图11中示出了烹饪器1，该烹饪器1包括用作光学传感器2的这种元件10。

元件10具有密度，该密度防止该元件10漂浮在容纳于锅胆5中的水中，并且该密度使该元件10搁靠在食物的表面S_A上，尤其是如图2A和图2B所示。

元件10可以以盘的形式呈现，具有升高的中央部分10a和环形的周边部分10b。该环形的周边部分10b优选是穿孔的，如图所示，这允许元件10漏水并搁置在食物的表面上。

升高的中央部分的顶部10c可以是平坦的，如图所示。

元件10的上表面10c用作光学传感器2的反射表面S_C，并且例如具有高反射率，以便于例如在通过三角测量的测量的情况下实施的镜面反射。

元件10设置成食物接触并耐受浸泡和烹饪温度。优选地，元件10由金属制成，尤其是通过冲压制成，例如由不锈钢制成。元件10的下表面11与食物接触的程度足以允许元件10保持在食物的表面上而不会在浸泡阶段期间下沉。

优选地，元件10大致占据锅胆5的整个内部区段，这允许目标表面S_C定中心并且使在食物A的整个表面上的测量平均。

升高的中央部分的上表面和环形的周边部分10b的下表面之间的高度差dh优选地对应于高于食物水平的期望的最小水高度。

因此，如果检测到表面S_C露出，则可以产生报警。

在开始浸泡之前进行该检测是有利的，以用信号通知使用者锅胆中缺水。

在浸泡过程中进行该检测也是引人关注的。

实际上，在浸泡结束时，优选的是，元件10保持浸没，这表明了足够量的水的存在以开始烹饪循环。

如果在浸泡过程中检测到水位低于目标表面S_C的水平，也就是说，如果检测到目标表面S_C从水中出来，则能够提前自动触发烹饪的开始，以便不延长浸泡并避免以更低的水位发生烹饪的开始，从而可能导致烹饪过程中食物的劣化。

作为变型例，在浸泡过程中检测到水位不足的情况下，中断水热循环。目标表面S_C的露出的检测可以通过检测与不存在水或不覆盖升高的中央部分10a相关的反射率的变化来完成。

表示在时刻t食物A的膨胀率的量值通过测量在浸泡过程中在该时刻元件10的位移来确定。对于膨胀速度的获得也是如此。

烹饪器1可以制成为使得当盖6关闭时，试图自动检测元件10的存在，并且必要时，在可以选择或甚至开始烹饪程序之前，用信号告知使用者水位不足，如上所述。

元件10的目标表面S_C正常浸入到水中，包括在浸泡结束时，以便允许在水位不足的情况下发出报警，如上所述。作为变型例，元件10以足以允许其在浸泡阶段过程中保持露出的高度来制成，这可以限制与水和空气之间的分界面处的折射相关的干扰。

必要时，元件10制成为与锅胆5机械配合以保持定中心在锅胆5中，例如通过抵靠在锅胆5上在多个等角度分布的部位处。例如，元件10以星形形状制成。

在图1A和图2A的示例中，通过测量食物A的表面S_A的水平或放置在食物A上并与其一起移动的元件的目标表面S_C的水平，直接进行食物A的膨胀的跟踪。

还能够通过测量除表面S_A或S_C的水平之外的量值，间接地确定表示食物的膨胀的量值。特别地，烹饪器1可以配置为测量在浸泡阶段过程中由食物吸收的引起食物膨胀的水量。因此，膨胀率与吸收的水量相关，并且对于膨胀速度也是如此。

在图3A所示的示例中，在时刻t0，在浸泡步骤开始时，在分析室30中加入初始体积的水V0.eau，使得水的初始高度等于食物A的初始高度h0.riz。

然后，随着浸泡步骤再加入水，以补偿吸收的量，并保持水位等于食物A的水平。

在浸泡步骤结束时，加入的水量表示食物的品种。

在该示例中，烹饪器1实现成可以从未示出的储水器将水加入到锅胆5中。

该储水器例如设置在盖6中并且水例如通过流经流量计以计量的方式流入到锅胆5中，水流动例如通过电动阀自动控制。

作为变型例，储水器容置在壳体4的基部7中，并且烹饪器1包括计量泵，例如蠕动泵，用于将数量计量过的水带入到锅胆5中。

可以通过使用放置在食物A上的目标元件10来实现水的计量导入，如图3A和图3B所示。例如，可以利用光学测量来检测元件10从水中露出的时刻。例如，测量装置在元件10上投射聚焦光束，该聚焦光束在没有水的情况下在检测器上反射。由于与水相关的折射，覆盖元件10的水的存在改变了光束的反射，并且检测器可以检测与覆盖元件10的水的存在或不存在相关的反射光的这种变化。

测量装置可以配置为检测锅胆5中的水位超过元件10的水平的时刻，并且烹饪器1可以包括控制回路，该控制回路触发并停止填充，以便随时间保持水位与元件10的目标表面S_C齐平。

知道随时间加入的水量提供了有关膨胀速度的信息。

必要时，一旦确定了食物的品种，就可以使用储水器，以最佳地调节烹饪所需的水量。

现在将参照图4A和图4B描述烹饪器1的一个实施变型例，在该实施变型例中，检测装置包括传感器，该传感器包括探针13，该探针13机械连接到由盖6承载的检测器12，使得探针13的移动由检测器12检测。

探针13包括例如凸缘形头部15和杆16，该凸缘形头部15足够宽以搁置在食物A的表面上而不会下沉到食物A中，该杆16接合在检测器12中。

当探针13移动以伴随食物A的膨胀时，杆16大致下沉到检测器12中，并且检测器12可以配置为当杆16上升时传递表示杆16的移动的信号，该移动与食物A的膨胀相关。

检测器12内的杆16的上升检测例如以电感式、电容式或光学式进行。

例如，杆16承载磁体，并且检测器12包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器对由该磁体产生的磁场灵敏。

作为变型例，检测器12包括线圈，该线圈例如与杆16同轴，该杆16表现为磁芯，该磁芯沿其轴线大致导入到线圈中；由此产生线圈的电感的变化，该变化可以用于传递表示杆16下沉到检测器12中的信号。

作为另一变型例，检测器12包括产生电场的至少一个电极，杆通过电容效应干涉该电场；电容的变化被检测并被转换成表示杆下沉到检测器12内的信号。

探针13还可以在检测器12内移动电位计，例如线性电位计或旋转电位计。

探针可以通过其重量搁靠在食物A上；作为变型例，复位弹簧有助于将探针压靠在食物A上。这可以有助于压实探针下方的食物A并提高测量精度。

探针13可以不可拆卸地连接到检测器12，也就是说，使用者不使用工具就不能移除探针13；优选地，探针13可移除地连接到检测器12，也就是说，当盖6打开时，使用者可以将探针13移除，例如用于其清洁。

优选地，探针13充分地保持在检测器12上，使得使用者可以将其放置就位并关闭盖6，然后一旦盖6关闭就不会使探针13从检测器12脱离。

必要时，杆16可以利用配置在盖6中的相应开口向上从盖6的上方高出。

在未示出的一个变型例中，测量装置包括探针，该探针只有当盖关闭时才展开。例如，烹饪器1配置为检测盖6的关闭，然后致动将探针从缩回构造释放到展开构造的机构。当使用者希望打开盖时，在将闩锁解锁之前使探针返回到缩回位置，从而准许打开盖。

如图5A所示，测量装置22还可以是完全可移除的，并且当食物A存在于锅胆5中时设置在锅胆5中。

测量装置22例如以形成检测器的细长形状的元件的形式呈现，该元件浸入到食物中，并且优选地竖直定向。

在该情况下，测量结果可以通过无线连接，例如BLE(“Bluetooth Low Energy”(低功耗蓝牙)传输到烹饪器的控制电路或者传输到位于烹饪器1外部附近的终端，该终端与该烹饪器1进行通信。

分析装置22可以包括光学传感器、电容传感器、电感传感器或其他传感器，该传感器对食物和/或食物浸泡其中的水的高度灵敏。

优选地，包括测量装置22的元件抵靠在锅胆31的底部上。可以适合于检测这种抵靠。

当食物膨胀时，与其接触的元件的面积增大，这可以由测量装置22来检测。

测量装置22可以用于直接测量食物的膨胀，或者作为变型例用于通过测量所吸收的水量来实现膨胀的间接测量，如上参照图3A和图3B所述。

在刚刚描述的示例中，表示膨胀的量级的测量在烹饪室3中进行。

在图6所示的变型例中，烹饪器1包括与烹饪室3不同的分析室30，食物A的样品被导入到该分析室30中以便测量其属性中的至少一个，尤其是标识。

分析室30可以尤其设置在壳体4的基部7中在锅胆5旁边，并且例如在铰链附近，盖6通过该铰链铰接在基部7上。

分析室30例如由罐31限定，当盖6折叠在基部7上时，罐31可以由塞32关闭，该塞32由盖6承载。

罐31的体积小于锅胆5的体积，并且例如设置成收纳介于10g和20g之间的食物。优选地，罐31正如锅胆5那样可移除地收纳在基部7的容置部中，以便于其清洁和其排空。

测量装置例如设置成通过使用放置在罐31中的样品来测量表示食物的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度的量值。在该情况下，样品可以与水一起导入以实现浸泡，并且必要时，可以将罐31加热到加速食物A的膨胀的温度。

测量装置，无论其是针对放置在烹饪锅胆中的食物，还是针对放置在附属的分析室中的食物，都还可以包括质地测量仪，如图13中示意性所示。这些测量装置可以如上参考图1A至图5B所述，并且例如由盖6承载。

该质地测量仪包括按压元件，该按压元件抵靠食物并且允许测量在浸泡过程中由食物施加的膨胀力。

该力根据米品种是不同的，如图12所示，这允许将米品质进行区分。

在图7中示意性示出了烹饪器1的控制电路100。该控制电路100例如通过双向连接101与上述测量装置进行通信，这些测量装置允许测量与食物的膨胀相关的量值。

控制电路100例如基于微处理器或微计算机。

电源接口102由控制电路100根据由上述电气系统8的一个或多个电阻器103提供的加热功率来控制，该电气系统8放置在锅胆5下方。

控制电路100可以接收来自温度传感器的信号105，以便将锅胆5的温度精确调节到设定值附近，该设定值可以随时间变化，尤其是在浸泡阶段和烹饪阶段过程中。

烹饪器1包括人机界面110，该人机界面110连接到控制电路100并且包括例如触觉显示器和/或一个或多个指示灯和/或按钮。

优选地，烹饪器1被连接，也就是说，它可以利用适配接口111通过Internet(互联网)与远程服务器200进行通信，和/或例如通过Bluetooth(蓝牙)或Wifi连接与诸如智能电话或平板电脑之类的终端210进行通信。

在图8中示出了来自测量的数据的处理。在该图中，从对食物A进行的一个或多个测量得到的数据标记为220。这例如涉及测量表示在浸泡过程中食物A的膨胀的量值。

将这些数据220与来自数据库240的参考数据230进行比较。

例如，数据库240列出了对于各种品种的米的浸泡力的变化的一组值，如图所示12，或者对于各种品质的米在预定的浸泡温度时的随时间变化的米层高度的一组值，如图9所示。

在该图中示出了对于普通日本米和普通韩国米的品种在75℃时的米层高度的变化。

韩国米不具有与日本米相同的动力学，而它们具有接近的糊化峰值温度，这允许在浸泡时将它们区分开。

另外，如果在75℃时的浸泡时，米的膨胀很小甚至不存在，则可以得出结论，其糊化峰值温度大于75℃。在该情况下，在较高温度例如95℃时的行为的第二分析可以允许更精细地表征品种。

颗粒的初始直链淀粉含量对谷物的吸水性具有不利影响。对于不同温度，尤其是在75℃和95℃时，对米随时间的膨胀的研究可以提供关于烹饪器1中存在的品种的直链淀粉含量的信息。可以理解，通过将烹饪器1中容纳的食物A的膨胀变化历程与这些参考曲线进行比较，可以确定食物A最接近哪个品种，并因此自动识别食物的品种。

数据220的处理可以完全在烹饪器1的内部进行，数据库240集成在该烹饪器1中。

作为变型例，数据220的分析至少部分地在烹饪器1的外部进行，例如在下载了相应的应用程序之后，在终端210内进行，或者在远程服务器200内进行。这可以允许必要时从更大的计算能力中受益。

一旦识别出食物A的品种或者行为相似的食物类别以及必要时食物A的其他属性，就可以向使用者提供一个或多个烹饪程序，该烹饪程序例如产生不同的质地、不同的营养摄入或者优化水热循环的持续时间，这些程序适配于烹饪器1中存在的品种。

因此，烹饪器1可以在存储器中包括参数，这些参数允许根据食物的多个品种和/或期望属性，尤其是期望的味觉和/或营养属性产生多个水热循环。界面110可以显示各种信息，这些信息允许使用者选择烹饪结束时的一个或多个期望属性。然后，控制电路100例如利用多个模型来控制最适合于获得期望属性的水热循环，这些模型根据食物的品种和水热循环的一个或多个参数，例如浸泡持续时间、初始水/米比、烹饪持续时间以及在浸泡和/或烹饪过程中的温度变化来预测食物的至少一个属性的变化。

烹饪器可以包括或利用随米的性质、米的形状、期望的味觉属性和/或营养值而变化的水热循环模型。

烹饪器可以根据使用者期望的结果优化某些参数，例如血糖含量或水热循环的持续时间。

当然，本发明不限于以上描述的示例。

例如，本发明可以应用于除米之外的食物。

Claims (23)

1.一种烹饪器(1)，其包括用于收纳颗粒食物(A)的收纳室(3)，所述颗粒食物(A)具有在水存在的情况下膨胀的倾向，其特征在于，所述烹饪器(1)配备有测量装置，所述测量装置传递与表示在通过吸收水的浸泡步骤期间在所述室中的所述食物的膨胀相关的信息，所述烹饪器配置为检测不足的初始供水，所述测量装置适于验证初始水位超过所述食物的水平一预定距离，并且所述烹饪器包括待放置在所述食物上的元件(10)，以便于检测大于所述食物的水平一预定距离的水位，所述元件(10)在所述食物的膨胀时跟踪所述食物的水平，并且具有超过所述食物的水平的上表面和与食物接触的下表面，所述测量装置配置为在初始时刻通过利用当所述上表面浸没时以及当所述上表面未浸没时光的不同反射，检测该上表面的浸没特性或非浸没特性。

2.根据权利要求1所述的烹饪器，所述颗粒食物(A)是米。

3.根据权利要求1所述的烹饪器，所述信息表示所述室中的所述食物的膨胀速度、膨胀率或膨胀力。

4.根据权利要求1所述的烹饪器，所述烹饪器配置为使得当所述室中的温度保持在预定温度时进行表示所述食物的膨胀的量值的测量，所述预定温度对于米大于或等于70℃。

5.根据权利要求4所述的烹饪器，所述预定温度大于或等于75℃。

6.根据权利要求4所述的烹饪器，所述预定温度达到95℃。

7.根据权利要求1或4所述的烹饪器，所述烹饪器配置为根据所述信息选择或为使用者提供适合于所述食物的品种的水热循环。

8.根据权利要求1或4所述的烹饪器，所述烹饪器配置为允许使用者针对所述食物选择至少一个期望质地参数并且所述烹饪器还配置为至少一方面根据借助所述测量装置确定的所述信息，另一方面根据由使用者输入的一个或多个质地参数来控制用于加热收纳所述食物的所述室的加热系统，以便在烹饪结束时接近使用者希望的质地。

9.根据权利要求8所述的烹饪器，所述质地参数是烹饪结束时的硬度和/或粘度。

10.根据权利要求1或4所述的烹饪器，所述测量装置构造成直接针对所述食物，通过检测在浸泡过程中所述食物的表面的水平变化来进行所述食物的膨胀率或膨胀速度的测量。

11.根据权利要求1或4所述的烹饪器，所述烹饪器构造成通过确定在浸泡过程中由所述食物吸收的水量来进行所述食物的膨胀率或膨胀速度的测量。

12.根据权利要求1或4所述的烹饪器，其中，所述测量装置包括质地测量仪(60)。

13.根据权利要求1或4所述的烹饪器，所述烹饪器设置有人机界面(110)，所述人机界面(110)包括显示器，所述显示器允许显示与对表示膨胀率的量值进行的测量相关的至少一个信息。

14.根据权利要求13所述的烹饪器，所述显示器允许显示米品种。

15.根据权利要求14所述的烹饪器，所述显示器允许显示提供给使用者的水热循环的参数。

16.根据权利要求15所述的烹饪器，所述水热循环根据所识别的品种提供给使用者。

17.根据权利要求15所述的烹饪器，所述水热循环根据所识别的品种以及由使用者输入的偏好提供给使用者。

18.根据权利要求17所述的烹饪器，所述偏好有关期望质地。

19.一种借助根据权利要求1至18中任一项所述的烹饪器烹饪食物的方法，其中，至少根据表示所述食物的膨胀力、膨胀速度和/或膨胀率的信息，来确定和/或向使用者提供和/或供使用者选择所述食物的烹饪程序。

20.根据权利要求19所述的方法，通过将信息与参考数据进行比较，从而允许确定所述食物的至少一个物理化学属性。

21.根据权利要求20所述的方法，所述物理化学属性是直链淀粉含量，蛋白质含量和/或糊化温度。

22.一种用于识别在烹饪器中存在的食物的方法，其中，在第一识别阶段期间，观察在介于70℃和77℃之间的温度T时浸泡时的膨胀力、膨胀率和/或膨胀速度，并且将所述食物通过吸收水的该膨胀力、该膨胀率和/或该膨胀速度与参考数据进行比较，以至少基于该比较产生与所述食物的标识相关的指示。

23.根据权利要求22所述的方法，所述食物的标识是米品种或者具有在浸泡过程中在膨胀方面类似的属性的食物类别的归属。

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