CN114258734A - 烹饪装置 - Google Patents

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CN114258734A CN202080057860.2A CN202080057860A CN114258734A CN 114258734 A CN114258734 A CN 114258734A CN 202080057860 A CN202080057860 A CN 202080057860A CN 114258734 A CN114258734 A CN 114258734A
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D·加奎罗
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Breville Pty Ltd
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Abstract

一种烹饪装置，包括：一个或多个用于加热流体的加热元件；以及控制系统，所述控制系统被配置为：在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。

Description

烹饪装置
技术领域
本发明总体上涉及一种烹饪装置。
背景技术
通常，烹饪装置(例如，慢炖锅、高压锅、电饭煲、电磁炉、真空低温烹调装置)可以被配置为通过以下方式工作：将器皿加热到设定点温度一段时间直到烹饪装置断电。这种加热方法允许用户让烹饪装置处于无人看管状态。例如，用户可以在早上7点启动烹饪装置烹饪6个小时，然后按照食谱的指示离开去上班。然而，当用户下班回来时，例如下午4点，由于食物在设定点温度下按延长时间段进行烹饪，因此食材可能并没有像期望的那样烹饪。
一些烹饪装置使用独立的计时器在初始阶段延迟烹饪。但是，食材可能在此阶段变差。例如，由于室温下食物中毒细菌快速生长，在器皿等非冷藏环境中延迟烹饪鸡肉可能会导致鸡肉更快变质。
发明内容
本发明的目的是基本上克服或至少改善现有布置的一个或多个缺点。
根据本发明的一个方面，提供了一个或多个用于加热流体的加热元件；以及控制系统，所述控制系统被配置为：在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
根据本发明的另一方面，提供了一种烹饪装置的控制系统，所述烹饪装置包括一个或多个用于加热流体的加热元件；以及控制系统，其中所述控制系统被配置为：在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
根据本发明的另一方面，提供了一种烹饪装置的控制方法，所述烹饪装置包括一个或多个用于加热流体的加热元件，所述方法包括：在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是示例烹饪装置的示意框图；
图2A和图2B形成了另一个示例烹饪装置的示意框图；
图3A是图2A和图2B的示例烹饪装置的实施方式的截面图；
图3B是图2A和图2B的示例烹饪装置的另一实施方式的截面图；
图4是图2A和图2B的示例烹饪装置的又一实施方式的透视图；
图5A是由图1的示例烹饪装置执行的示例方法的流程图；
图5B是用于图5A的示例方法的示例温度分布图；
图6A是由图2A和图2B的示例烹饪装置执行的示例方法的流程图；
图6B是用于图6A的示例方法的示例温度分布图；
图6C是用于图6A的示例方法的另一个示例温度分布图；
图7是可以实现根据本技术的一些实施例的预测性烹饪系统的示意图；
图8A是可以在图7的预测性烹饪系统中实现的示例烹饪装置的透视图；
图8B是图8A的示例烹饪装置的前视图；
图9是示出根据本技术的一些实施方式的基于处理器的预测性烹饪系统的操作方法的流程图；
图10是示出根据本技术的一些实施方式的用于确定烹饪程序的示例操作方法的流程图；
图11是示出根据本技术的一些实施方式的基于处理器的预测性烹饪系统的代表性操作方法的流程图；
图12A是示出在传统的预测性烹饪过程中流体浴随时间变化的温度和食物的中心温度的曲线图；
图12B是示出与图12A所示的烹饪温度相对应的随时间变化的加热器的功率输入的曲线图；
图13是代表性应用用户输入界面的图示；
图14是代表性应用状态界面的图示；
图15是示出可以在其上操作一些实施方式的装置的概览的框图；
图16是示出可以在其中操作一些实施方式的环境的概览的框图；
图17是示出在一些实施方式中可以在采用所公开技术的系统中使用的组件的框图；并且
图18是替代的代表性烹饪装置的轴侧图。
具体实施方式
在对具有相同附图标记的步骤和/或特征的附图中的任一个或多个进行参考的情况下，除非相反地呈现，否则那些步骤和/或特征出于此描述的目的具有相同功能或操作。
参考图1，示出了示例烹饪装置100的示意框图。烹饪装置图100包括控制系统102和一个或多个加热元件110。控制系统102被配置为控制一个或多个加热元件110加热流体。
在一些实施方式中，烹饪装置100是包括器皿的器皿烹饪器300a或300b(例如，慢炖锅、高压锅、电饭煲等)，如图3A和图3B所示。在其他实施方式中，烹饪装置100不包括器皿(例如，如图4所示的电磁炉400或如图8A和图8B所示的真空低温烹调装置)。
图2A和图2B共同形成对应于图1的烹饪装置100的另一个示例烹饪装置200的示意框图。如图2A所示，烹饪装置200包括图1的控制系统102和一个或多个加热元件110。此外，烹饪装置200包括至少一个输出装置206、至少一个输入装置208以及传感器212。传感器212检测流体的温度并将表示检测的温度的信号发送到控制系统102。在一些配置中，控制系统102被配置为至少部分地基于从传感器212接收的信号来控制一个或多个加热元件110。流体可以是容纳在器皿中的液体。器皿可以是烹饪装置200的部件。或者，器皿可以是与烹饪装置分开的部件。
在本示例中，控制系统102包括存储器204和双向耦合到存储器204的处理单元(或处理器)205。如图2B所示，存储器204可以由非易失性半导体只读存储器(ROM)260和半导体随机存取存储器(RAM)270形成。RAM 270可以是易失性存储器、非易失性存储器或易失性和非易失性存储器的组合。虽然控制系统102在下文中被描述为具有处理器205和存储器204，但是控制系统102也可以通过各种其他类型的控制来实现，例如，包括多个电气部件(例如，电阻器、电感器、电容器、开关)的电路。
输出装置206根据从控制系统102接收的信号向用户呈现信息(例如，选择的食谱、烹饪状态、剩余烹饪时间)。输出装置206的示例包括显示装置，例如液晶显示(LCD)面板和发声元件。
输入装置208从用户接收用户设置。通过操纵输入装置208，用户可以设置输入信息，例如功率水平、食谱、烹饪时间以及用户希望完成烹饪的延长烹饪时间。输入装置208的示例包括与显示装置物理关联以共同形成触摸屏的触敏面板，如图3A、图3B和图4中所示。这样的触摸屏因此可以作为一种形式的图形用户界面(GUI)来操作。也可以使用其他形式的输入装置，例如与显示器一起使用的按钮、转盘或旋钮，如图4所示。
烹饪装置200还可以包括通信接口208以允许通过连接221与计算机(例如，移动电话、平板电脑、膝上型电脑等)或通信网络220进行无线通信。计算机被配置为通过连接221控制烹饪装置200。烹饪装置200被配置为从计算机接收一个或多个控制命令，其中烹饪装置200根据接收到的一个或多个命令进行操作。连接221可以是有线或无线的。例如，连接221可以使用射频频谱或光谱。有线连接的示例包括以太网。此外，无线连接的示例包括基于IEEE802系列(例如，Wi-Fi IEEE 802.11；Zigbee IEEE 802.15.4)、蓝牙、红外数据协会(IrDa)、LoRa等标准的协议。
下文描述的方法可以使用控制系统102来实现，其中图5A和图6A的过程可以实现为在控制系统102内可执行的一个或多个软件应用程序。具体地，参考图2B，所描述的方法的步骤受到软件233中的在控制器102内执行的指令的影响。这些软件指令可以形成为一个或多个代码模块，每个代码模块用于执行一个或多个具体任务。该软件还可以分为两个单独的部分，其中第一部分和相应的代码模块执行所描述的方法，第二部分和相应的代码模块管理第一部分和用户之间的用户界面。
控制系统102的软件233通常存储在存储器204的非易失性ROM 260中。当需要时，可以从计算机可读介质更新存储在ROM 260中的软件233。可以将软件233加载到处理器205中并由其执行。在某些情况下，处理器205可以执行位于RAM 270中的软件指令。处理器205可以将软件指令加载到RAM 270中，其将一个或多个代码模块的拷贝从ROM 260初始化到RAM 270中。可选地，制造商可以将一个或多个代码模块的软件指令预安装在RAM 270的非易失性区域中。在一个或多个代码模块已经位于RAM 270中之后，处理器205可以执行一个或多个代码模块的软件指令。
图2B详细示出了具有用于执行应用程序233的处理器205以及存储器204的控制系统102。存储器204包括只读存储器(ROM)260和随机存取存储器(RAM)270。处理器205能够执行存储在连接的存储器260和270之一或两者中的应用程序233。当烹饪装置200最初被加电时，驻留在ROM 260中的系统程序被执行。永久存储在ROM 260中的应用程序有时被称为“固件”。处理器205执行固件可以实现各种功能，包括处理器管理、存储器管理、装置管理、存储管理和用户界面。
处理器205通常包括多个功能模块，包括控制单元(CU)251、算术逻辑单元(ALU)252、数字信号处理器(DSP)253以及包括一组寄存器254的本地或内部存储器，这些寄存器通常包含原子数据元素256、257，以及内部缓冲区或高速缓存存储器255。一个或多个内部总线259将这些功能模块互连。处理器205通常还具有一个或多个接口258，用于使用连接261经由系统总线281与外部装置进行通信。
应用程序233包括指令262到263的序列，其可以包括条件分支和循环指令。程序233还可以包括在程序233的执行中使用的数据。该数据可以存储为指令的一部分，或存储在ROM260或RAM 270内的单独位置264中。
通常，向处理器205提供一组指令，这些指令在其中执行。该组指令可以被组织为块，其执行特定任务或处理在烹饪装置200中发生的特定事件。通常，应用程序233等待事件，然后执行与该事件相关联的代码块。如处理器205所检测到的，可以响应于经由图2A的用户输入装置208来自用户的输入来触发事件。还可以响应于烹饪装置200中的其他传感器和接口来触发事件。
一组指令的执行可能需要读取和修改数字变量。这样的数字变量存储在RAM 270中。所公开的方法使用存储在存储器270中的已知位置272、273中的输入变量271。输入变量271被处理以产生输出变量277，输出变量被存储在存储器270中的已知位置278、279中。中间变量274可以存储在RAM 270的位置275、276中的附加存储器位置中。替代地，一些中间变量可能仅存在于处理器205的寄存器254中。
通过重复应用获取-执行周期，在处理器205中实现指令序列的执行。处理器205的控制单元251维护称为程序计数器的寄存器，该寄存器包含要执行的下一指令在ROM 260或RAM270中的地址。在获取-执行周期开始时，由程序计数器索引的存储器地址的内容被加载到控制单元251中。如此加载的指令控制处理器205的后续操作，例如，导致数据从ROM存储器260加载到处理器寄存器254中，寄存器的内容与另一寄存器的内容进行算术组合，寄存器的内容写入到另一个寄存器中存储的位置，等等。在提取-执行周期结束时，程序计数器更新为指向系统程序代码中的下一条指令。取决于刚刚执行的指令，这可能涉及增加程序计数器中包含的地址或为程序计数器加载新地址，以实现分支操作。
下述方法的流程中的每个步骤或子流程与应用程序233的一个或多个段相关联，并且通过在处理器205中重复执行获取-执行周期或烹饪装置200中的其他独立处理器块的类似程序性操作来执行。
图3A示出了烹饪装置200的一个实施方式的截面图。在本实施方式中，烹饪装置是慢炖锅300a。然而，烹饪装置也可以是各种其他类型的烹饪器，例如高压锅或电饭煲。烹饪器300a包括底座314、配置成容纳流体的器皿316以及盖子318。底座314具有底部320和侧壁部322，侧壁部从底部320向上延伸至开口324以限定空间326。器皿316可拆卸地容纳在空间326中。
烹饪器300a包括一个或多个用于加热流体的加热元件310。一个或多个加热元件310与图1的加热元件110有关。在本布置中，一个或多个加热元件310附接到底部320。在替代布置中，一个或多个加热元件310附接到侧壁部322，如图3B中的烹饪器300b所示。
烹饪器300a包括控制接口328和传感器312。传感器312附接到底座314，并且被配置为检测流体的温度并将表示检测的温度的信号发送到控制接口328。控制接口328包括控制系统102，并且至少部分地包括图2A的输入装置208和输出装置206。控制接口328耦合到传感器312和一个或多个加热元件310，并且被配置为接收由传感器312发送的信号并基于接收的信号控制一个或多个加热元件310加热流体。
图3B示出了示例烹饪装置200的另一实施方式300b的截面图。
图4示出了烹饪装置200的另一实施方式的透视图。在本实施方式中，烹饪装置是电磁炉400。电磁炉400包括底座414和控制接口428。在图4的示例中，在底座414上设置器皿(未示出)以容纳流体。控制接口428包括控制系统102，并且至少部分地包括图2A的输入装置208和输出装置206。底座414包括一个或多个用于加热流体的加热元件(未示出)。底座414还包括用于检测流体温度并将表示检测的温度的信号发送到控制接口428的传感器(未示出)。
图5A示出了由烹饪装置100执行的示例方法500。在本示例中，烹饪装置可以是慢炖锅，其包括被配置为容纳流体的器皿。然而，烹饪装置也可以是各种其他类型的器皿烹饪器，例如高压锅或电饭煲。烹饪装置也可以是电磁炉，或不包括器皿的真空低温烹调装置。烹饪装置100根据包括三个阶段的温度分布图，例如，如图5B所示的温度分布图520来进行烹饪。在每一阶段，控制系统102控制一个或多个加热元件110以具体温度在一具体时间段内操作。方法500从步骤502开始。在步骤502，在第一时间段t51控制一个或多个加热元件110以将流体加热到第一温度T51。对于肉类等食材，温度T51可以是例如94℃。方法500从步骤502继续到步骤504。在步骤504，控制系统102在第二时间段t52控制一个或多个加热元件110，使得流体的温度下降到第二温度T52。第二温度T52低于于第一温度T51。对于肉类等食材，温度T52可以是例如70℃。将理解贯穿本文讨论的示例，在该第二时间段期间控制一个或多个加热元件110可能意味着与第一时间段相比向一个或多个加热元件提供更少的功率，或者在某些情况下在第二时间段期间不向一个或多个加热元件提供功率。方法500从步骤504继续到步骤506。在步骤506，控制系统102在第三时间段t53控制一个或多个加热元件110以相对于在第二时间段t52期间提供给一个或多个加热元件110的功率增加提供给一个或多个加热元件110的功率。在一些情况下，这会导致流体温度升高到第三温度T53，其中第三温度T53高于第二温度T52。对于肉类等食材，温度T53可以是例如94℃。在其他情况下，提供给一个或多个加热元件110的功率的增加可以导致将流体的温度保持在T52。方法500在步骤506结束。根据食材的类型、食谱的选择和/或使用的烹饪方法的类型，可以使用不同的温度和时间段。
参考图5B，示出了示例温度分布图520。在图5B的示例中，第一温度T51、第二温度T52和第三温度T53分别为94℃、70℃和94℃，而第一时间段t51、第二时间段t52、和第三时间段t53分别为4.264小时、4.67小时和1.066小时。
图6A示出了由烹饪装置200执行的示例方法600。在本示例中，烹饪装置是包括用于容纳流体的器皿的慢炖锅。然而，烹饪装置也可以是各种其他类型的烹饪器，例如高压锅和电饭煲。烹饪装置也可以是不包括器皿的电磁炉或真空低温烹调装置。烹饪装置200根据温度分布图，例如，如图6B所示的温度分布图620进行烹饪。方法600从步骤602开始。在步骤602，至少一个输入装置208从用户接收指示例如食谱的输入信息，该信息被传送到控制系统102。输入信息可以包括例如原始烹饪时间以及可选地用户希望完成烹饪的延长烹饪时间。最长可延长烹饪时间可以限制为例如12小时。在其他布置中，输入信息包括对与原始烹饪时间相关联的食谱的选择。至少一个输入装置208例如是拨盘、多个按钮、触摸屏或它们的组合。
在替代实施方式中，控制系统102经由通信网络220从用户装置(例如，移动电话、平板电脑等)接收输入信息。
方法600从步骤602继续到步骤604。在步骤604，控制系统102基于接收的输入信息确定第一时间段t61、第二时间段t62和第三时间段t63以及第一温度T61、第二温度T62和第三温度T63。在一个实施方式中，控制系统102可以基于原始烹饪时间和延长烹饪时间使用存储在存储器204中的查找表来确定第一时间段t61、第二时间段t62和第三时间段t63以及第一温度T61、第二温度T62和第三温度T63。第二温度T62低于第一温度T61。第三温度T63高于第二温度T62。第一时间段t61和第三时间段t63之和不大于原始烹饪时间，而第一时间段t61、第二时间段t62和第三时间段t63之和等于延长烹饪时间。根据食材的类型或食谱的选择，可以使用不同的温度和时间段。
方法600从步骤604继续到步骤606。在步骤606，控制系统102在第一时间段t61控制一个或多个加热元件以将流体加热到第一温度T61。方法600从步骤606继续到步骤608。在步骤608，控制系统102在第二时间段t62控制一个或多个加热元件110以将流体加热到第二温度T62。方法600从步骤504继续到步骤506。在步骤506，控制系统102在第三时间段t63控制一个或多个加热元件110以将流体加热到第三温度。方法从步骤610继续到步骤612。在步骤612，烹饪结束信息由输出装置206呈现给用户并且方法600结束。
在另一种布置中，方法600包括附加的预加热步骤605。在本布置中，步骤604在进行到步骤606之前进入预加热步骤605。在步骤605，控制系统102控制一个或多个加热元件110以一个或多个预加热温度T_pre在相应的一个或多个时间段内操作。例如，如图6B所示，控制系统102控制一个或多个加热元件110在时间段t_pre内将流体预加热到温度T_pre。虽然温度T_pre已被描述为具有恒定值，但温度T_pre也可以被配置为具有步长值或者与对应的时间段相关联的一系列步长值，例如，如图6C所示。具体地，一个或多个预加热温度可以包括T_pre1和T_pre2，在对应的时间段t_pre1和t_pre2维持所述温度。方法600然后从步骤605继续到步骤606。
在又一种布置中，方法600包括附加的保温步骤613。在本布置中，步骤612继续到保温步骤613。在步骤613，控制系统102控制一个或多个加热元件110以第四温度T4在第四时间段t4操作或直到烹饪装置200断电。方法600在步骤613结束。
参考图6B，示出了示例温度分布图620。在图6B的示例中，原始烹饪时间例如为6小时，而延长烹饪时间例如为10小时。预加热温度T_pre、第一温度T61、第二温度T62和第三温度T63分别为99℃、94℃、70℃、94℃，而预加热时间段t_pre、第一时间段t61、第二时间段t62和第三时间段t63分别为1小时、4.264小时、4.67小时和1.066小时。
参考图6C，示出了另一个示例温度分布图622。在图6C的示例中，原始烹饪时间例如为6小时，而延长烹饪时间例如为10小时。预加热温度T_pre1、T_pre2、第一温度T61、第二温度T62和第三温度T63分别为50℃、80℃、94℃、70℃、94℃，而预加热时间段t_pre1、t_pre2、第一时间段t61、第二时间段t62和第三时间段t63分别为0.5小时、0.5小时、4.264小时、4.67小时和1.066小时。
在上述布置的示例用例中，用户可能希望下午12点开始烹饪并去上班，但希望在晚上10点当用户回家时完成烹饪。通过所描述的布置，例如所描述的烹饪装置200，用户可以操作输入装置208以将原始烹饪时间设置为例如6小时，或者选择与例如6个小时的原始烹饪时间相关联的食谱。用户可进一步操作输入装置208以设置延长烹饪时间为例如10小时。6小时的原始烹饪时间和10小时的延长烹饪时间的输入信息被传送到控制系统102(例如，在步骤602)。控制系统102基于输入信息确定第一时间段、第二时间段和第三时间段以及第一温度、第二温度和第三温度(例如，在步骤604)，其中第二温度低于第一温度并且第三温度温度高于第二温度。烹饪装置200然后通过以下方式烹饪10小时：控制一个或多个加热元件110以第一温度在第一时间段操作(例如，在步骤606)以加热流体，然后以第二温度在第二时间段操作(例如，在步骤608)，然后以第三温度在第三时间段操作(例如，在步骤610)。所描述的布置允许不必将食材置于食物中毒细菌快速生长的温度下进行烹饪。此外，在烹饪过程中具有低于第一温度和第三温度的第二温度的中间烹饪阶段允许延长烹饪过程而不会过度烹饪食材。
图7示出了可以实现根据本技术的一些实施例的预测性烹饪系统700的示意图；预测性烹饪系统700可以包括烹饪器具702、一个或多个处理器708以及一个或多个存储器装置710，所述存储器装置通过一个或多个通信信道，例如通信网络712以通信方式耦合在一起。客户端计算装置706可以通过通信网络712与系统700通信，以向系统提供输入。例如，用户可以使用客户端计算装置706来提供期望的食物温度、整个食物的可接受温度梯度、食物特性(例如，类型、重量、厚度、形状)以及与容器特性(例如尺寸、形状、体积)有关的容器信息。
烹饪器具702可以包括装有流体70，例如水的容器704，以及至少部分地浸没在流体70中的烹饪装置800，例如热浸式循环器或真空低温烹调装置。在一些实施方式中，烹饪器具702可以包括信息标签714和被配置成盖住容器704的盖子705，以帮助控制液体70的热损耗和蒸发。在所示示例中，食物72，例如牛排可以放置在可重新密封的塑料袋74中并且放置在液体70中。当烹饪装置800加热液体70时，可以根据本文中公开的预测性烹饪方法来烹饪食物72。在其他实施方式中，烹饪器具702可以包括例如烤箱、慢炖锅或高压锅。在这些实施例中，烹饪器具基本上包含烹饪装置，其中烤箱包括装有流体70的容器704，所述容器是烤箱室，所述流体是烤箱室中的空气和/或蒸汽。基本上包含烹饪装置的烹饪器具的其他示例是带有湿度控制功能的对流烤箱、慢炖锅或高压锅。
如图8A所示，以真空低温烹调装置的形式提供的烹饪装置800可以包括壳体802和适于将烹饪装置800附接到容器704(图7)的安装夹808。壳体802可以容纳加热器810和传感器，例如温度传感器811、压力传感器812和/或湿度传感器。在烹饪装置800包括容器704的实施例中，烹饪装置800可以包括第二压力传感器(未示出)，以提供指示容器704中的压力的容器压力测量值。进一步参考图8B，壳体802可以容纳电动机815，所述电动机可操作地耦合到叶轮816，以使液体70循环通过入口820、穿过加热器810并从排放出口822排出。烹饪装置800可以包括处理器813和存储器装置814(可以与处理器单片集成)。烹饪装置800还可以包括控制按钮804(例如，开/关)、指示灯806和/或用户界面805。
图9是示出根据本技术的一些实施例的基于处理器的预测性烹饪系统的操作方法900的流程图。方法900开始于902。例如，方法900可以响应于客户端计算装置706(图7)上的特定应用的激活或通过烹饪装置800的控制按钮804和/或用户界面805(图8A和图8B)而启动。
在904，系统接收指示食物72的一个或多个特性的信息。例如，就肉类(例如，牛排72)而言，系统可以接收与种类、切工、厚度，形状、重量、数量等有关的信息。尽管本文关于制备肉类食物描述了装置、系统和方法，但是可以使用所公开技术来制备其他类型的食物，例如鱼、蔬菜、布丁和蛋奶沙司，仅举几例。
在906，系统向烹饪装置800发送初始加热指令以开始加热流体70(图7)并通过例如温度传感器和压力传感器811/812(图8A和图8B)获得测量值。替代地，初始加热指令可以由用户设置。在一些实施方式中，系统可以从用户装置接收地理位置(例如，GPS)信息，以基于地理位置的海拔高度而不是压力传感器812(图8A)或除所述压力传感器之外还基于所述地理位置的海拔高度来估计大气压力。在一些实施方式中，烹饪装置800包括湿度传感器，以提供对容器中的湿度的测量值。在其他实施方式中，烹饪装置800包括第二压力传感器以提供容器压力测量值，对于其中烹饪装置800包含容器的实施方式，容器中的压力可以不同于压力传感器812测得的环境压力或其基于地理位置信息估计的环境压力。还可以基于输入到烹饪装置的电流、电压和/或脉冲宽度利用计算来确定传递到加热器810(图8A)的功率测量值。在一些实施方式中，可以基于之前的测量值和计算来确定初始加热指令，例如，所述之前的测量值和计算可以用作估计流体70和容器704(图7)的物理特性的起始点。
在908，系统可以基于相对于传递到加热器810(图8)的功率的温度变化来确定与流体70和容器704(图7)的相应物理特性有关的一个或多个过程参数。系统可以使用最小二乘法，卡尔曼滤波法或其他类似的数学方法来使物理模型拟合测得的数据，以估计或确定过程参数，例如流体质量/体积c1、容器对环境的热导率c2、取决于空气温度和露点的差量c3，以及对环境的蒸发损耗c4(统称为ci)。例如，在一些实施方式中，系统可以使用以下物理模型来确定上述与流体70和容器704(图7)的相应物理特性有关的常数：
Figure BDA0003506524530000101
其中P(t)是随时间(t)变化的传递到加热器810的功率，F(t)是随时间(t)变化的进入食物72的能量，T(t)是随时间(t)变化的流体的温度，H(T(t))是随时间(t)变化的流体的表面处的特定湿度，ci≥0可以适时改变。例如，过程参数随时间的变化可以通过sigma点卡尔曼滤波法中的过程噪声或最小二乘拟合中的权重来实现。注意：c1∝Vfluid -1。
在一些实施方式中，与流体70和容器704有关的信息可由用户输入(图7)。例如，用户可以提供容器704的尺寸(例如，长度、宽度和/或高度)和/或容器材料，例如玻璃、金属或绝缘材料。通过将某些过程参数替换为已知过程参数，可以使用此信息来完善物理模型。在一些实施方式中，容器704的特性可以是系统已知的和/或仅需要通过例如位于容器上的名称、编号或条形码来识别，或由制造商预定。用户可以使用客户端计算装置706输入名称或编号，或通过相机从位于容器704上的标签714扫描条形码。系统可以从与所识别的容器有关的存储器(例如，存储器710)中检索所有必要的数据。
在910，系统可以粗略估计食物72的温度：
Figure BDA0003506524530000111
Figure BDA0003506524530000112
Figure BDA0003506524530000113
其中τ(0≤r≤R,t≥t0)是食物的温度的估计值，t0是添加食物、进行真空低温烹饪或在慢炖锅或高压锅中烹饪的时间。当在烤箱中烹饪时，方程式4的右侧会增加附加项，以考虑到从食物表面蒸发并冷凝在食物表面上的水汽。具体地，α＝k/(ρcp)是热扩散率，k是热导率，ρ是密度，cp是比热，2R是特性厚度，0≤β≤2是特性形状，h是表面传热系数，并且τ0≈5℃是初始温度。常数α、k、ρ、cp是根据食物类型和切工选择的。例如，无论食物是牛肉还是猪肉，并且无论食物是侧腹牛排还是里脊肉。根据温度分布，系统可以估计食物能量的变化。考虑到温度分布曲线和β，系统执行数值积分或求积来估计能量。特性形状β描述了热是如何从食物边界传递的，并且可以在0到2之间变化。如果相对于三条轴线(即x、y和z)观察食物，则接近零的值指示热来自+/-x而不是y或z，接近1的值指示热来自+/-x和+/-y而不是z，接近2的值指示热来自各个方向，即β表示食物的传热系统的特性维数减去一。
在要同时烹饪多个食物的情况下，系统可以使用食物的平均厚度和总组合重量。在一些实施方式中，系统假设所有食物大致统一。在其他情况下，如果食物具有不同的形状，则系统可以调整算法以使加热时间更长，从而减少烹饪不够和烹饪过头的情况。
在一些实施方式中，系统可以通过客户端装置706(图7)接收与食物有关的形状信息。例如，可以使用客户端装置的相机捕获图像日期(例如，通过可用的增强现实工具包)，所述图像日期可以与食物的特性形状参数β有关。β参数表征不同的形状，即平面、圆柱体和球体/立方体，取值分别在0到2之间。在一些实施方式中，系统可以在食物周围画一个框，使得框的尺寸，例如x、y、z，可以用于估计食物的特性形状参数β。
在一些实施方式中，要烹饪的食物的形状可以与用户应用中呈现的类似食物形状的图像匹配。在一些实施方式中，系统可以基于要烹饪的食物的照片使用来自标记图像的数据库的深度学习来检测食物。在一些实施方式中，可以利用图像数据技术通过使用从食物的照片得出的平均颜色(例如，CIELAB颜色空间)来确定食物的脂肪含量。
在1000，系统可以生成烹饪程序(例如，加热器设定点温度和加热器开启时间)。烹饪程序试图加热食物的中心，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度，如果超过所述温度梯度，则在尝试加热食物的中心时可能会使食物的外部烹饪过头。系统试图确定设定点温度和加热器操作时间段以用于生成烹饪程序，使得食物基本上达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度；并且在加热器操作时间段之后，流体在预定时间段内基本上冷却到期望的食物温度，并且食物在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。这可以被称作攻击性约束，所述约束告知食物边缘可以变得多热。在一些情况下，该系统可以被配置为至少在短时间内将加热器控制到较高的设定点温度以确保实现巴氏杀菌或灭菌。下面参考图10对该流程1000进行更全面的描述。
在912，可以将用于控制加热器的可执行指令(例如，烹饪程序)发送到烹饪装置，所述可执行指令包含与设定点温度和加热器操作时间段有关的加热器控制信息。一旦将烹饪程序发送到烹饪装置，所述方法就可以回到908以定期(例如，每10-300秒)更新容器/流体过程参数、确定食物温度并确定用于所得优化烹饪程序的更新后的加热器控制信息。由于通过容器的传导和从流体的表面的蒸发而产生的热损耗，流体的加热速度随着时间的流逝而变得更慢。因此，系统可以定期重新计算设定点温度和加热器操作时间段，以考虑到烹饪环境的变化。
在914，系统可以控制加热器在足以确保实现巴氏杀菌或灭菌的时间段内升高到更高的设定点温度。在一种形式中，该步骤可以由系统自动执行。替代地，系统可以通过客户端计算装置706(图7)从用户接收食物应该进行巴氏灭菌或杀菌的指示。可以在存储于系统的存储器中的表格中设置执行巴氏杀菌或灭菌的时间段。
在920，可以在906的将初始加热指令发送到烹饪装置之前、期间或之后，将食物添加到流体中。例如，可以在908或1000将食物添加到流体中。系统可以通过客户端计算装置706从用户接收用户已将食物添加到流体中的指示。在一些实施方式中，系统可以通过监测流体温度相对于传递到加热器的功率的变化来检测何时已添加食物。例如，如果与先前确定的速度相比，由温度测量值所指示的流体温度的升高速度开始变慢，则可以推断出食物已添加到了流体中。如果用户在流体达到设定点温度之前提前添加了食物，则系统可以检测到这一点并相应地进行调整。在一些实施方式中，系统使用预测-校正算法来监测与预测的偏差，从而检测食物添加和其他用户事件(例如，添加水)。
图10是示出根据本技术的一些实施例的用于确定用于烹饪程序的更新后的加热器控制信息的代表性方法1000的流程图。系统预测多个温度设定点的结果。系统可以在时间上向前预测每一设定点温度的结果，在多个时间步长求解热方程式(例如，方程式2)，进而预测食物的温度分布曲线以及随时间添加到食物的热量。可以使用卡尔曼滤波法来估计不同的热流，以在下一时间步长计算流体温度。在一些实施方式中，可以使用打靶法来创建有效的烹饪程序，所述烹饪程序将食物的中心加热到期望的食物温度，同时维持或不超过可接受温度梯度约束(例如，攻击性因子)。有效烹饪程序的流体温度将在食物首次被充分加热的预定时间段内与中心温度匹配。在流体是空气且加热元件的热容超过流体的热容的实施例中，有效烹饪程序的加热元件温度将在食物首次被充分加热的预定时间段内与中心温度匹配。优选地，预定时间段在10秒到300秒之间。然后，可以搜索有效的烹饪程序，以获得烹饪时间最短的烹饪程序。在一些实施方式中，用户可以选择受热不太均匀的最终产物(例如，温度梯度较高和/或中心温度有误差)以缩短烹饪食物的时间量，或选择预定可接受温度梯度应更高的食物以获得更好的烹饪效果。该系统可以向用户提供反馈，以警告用户烹饪时间缩短可能会影响食物的最终特性。
在1002，方法开始于根据在操作方法900(图9)期间如何加热流体的测量值以及如上所述的来自用户的输入，包括期望的食物或食物的中心温度T0，以及整个食物的可接受温度梯度，即从食物的表面到中心的温度梯度。
在1004，该方法选择用于评估的设定点温度。该方法包括搜索所有可能的温度设定点——烹饪装置尝试将流体加热到的温度，此后所述流体根据更新后的加热器控制信息冷却到用户的期望的食物温度，正如食物的中心温度上升到所述温度一样。
在1006，该方法包括在给定选定设定点温度的情况下计算加热器操作时间段。加热器操作时间段是烹饪装置应使其设定点从初始选择的设定点温度改变到期望的温度T0的时间，根据当前公开的原理，初始选择的设定点温度通常高于期望的温度T0。该方法包括使系统状态在时间上向前步进：在每一步，确定流体温度、流体体积/质量以及食物的温度分布曲线(使用确定的流体温度)。
在一些实施方式中，加热器操作时间段可以被估计为食物的表面达到最大值的时间段或食物的中心达到预定阈值的时间段。由于流体和/或加热元件的热容，在设定点温度已从设定点温度降低到用户的期望的食物温度之后，食物将继续进行加热(例如，延滞效应)。这被认为是加热或烹饪时间，所述时间通常比加热器操作时间段更长，并且是食物的中心被估计为T0-δ(δ＝期望中心温度的可接受变化)的时间。算法试图优化加热时间。在一些实施方式中，可以使用如上文所论述的打靶法来估计加热时间。
在1008，算法可能会由于一些原因而停止。例如，上一步中使用的设定点温度在给出最佳加热时间的温度设定点的ε内。此ε可能取决于系统的当前状态或估计；例如，如果每N秒(例如10-300秒)进行一次优化并且流体在N秒内不会达到T0，则任何等于或高于T0的设定点温度都将产生相同的结果。一旦达到停止条件，优化程序就会返回1004以评估另一设定点温度。
在1010，一旦所有设定点温度都进行了评估，则该方法就会搜索可接受设定点温度以找到具有最佳烹饪时间的可接受设定点温度。最佳烹饪时间可以是在将来用户选择的时间段内或一天中用户选择的时间段内完成的程序。在一些实施方式中，可以使用二项式或有界牛顿算法、直接搜索算法或基于梯度的搜索算法来搜索设定点温度，以选择满足优化的烹饪程序要求的设定点温度。在1012，一旦选择了最佳设定点温度，则设定点温度和加热器操作时间段就返回到操作方法900，以在912与烹饪装置通信(图9)。
图11是示出根据本技术的一些实施例的基于处理器的预测性烹饪系统700的代表性操作方法1100的流程图。该方法可以存储在烹饪装置的任何数据存储装置，例如处理器的片上存储器中；替代地，可以由用户装置执行该方法的至少某些部分。该方法不仅可以应用于装置800，还可以应用于其他烹饪装置。
方法1100开始于1102。例如，方法1100可以响应于客户端计算装置706(图7)上的特定应用的激活或通过烹饪装置800的控制按钮804和/或用户界面805(图8A和图8B)而启动。在1104，系统可以接收指示要烹饪的食物72(例如，在流体70中)的一个或多个特性的信息。在1106，系统可以接收期望的食物温度以及与整个食物72的预定可接受温度梯度有关的信息。在1108，系统执行一过程，包括发送用于控制加热器810(可以是具有位于流体70的容器中的加热元件的加热器)的指令。指令可以包含与设定点温度和加热器操作时间段有关的信息。在1110，可从温度传感器811获得温度测量值(例如流体70的温度测量值和/或加热器810的温度测量值)。在1112，可以确定输送到加热器810的功率的测量值。在1114，可以基于温度测量值和功率测量值中的至少一个来确定与一个或多个相应物理特性(例如，流体70和容器704中的至少一个的物理特性)有关的一个或多个常数。在1116，可以确定食物72的食物温度。在1118，可以通过求解例如流体温度来确定设定点温度和加热器操作时间段，所述流体温度使食物72达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物72的预定可接受温度梯度；并且所述流体温度在加热器操作时间段后使流体70在预定时间段内基本上冷却到期望的食物温度，并且食物72在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。过程(例如，1108-1118)可以重复一次或多次，直到食物温度达到期望的食物温度为止，此时方法过程1100在1120结束。
图12A是示出在传统烹饪过程(短划线)和预测性烹饪过程(实线)中流体浴随时间变化的温度和食物的中心温度的曲线图1200；在传统的真空低温烹饪中，流体温度1202升高到设定点(例如，55℃)并且保持在该温度，至少直到食物1206达到该设定点温度的例如2℃(线1210)以内，这也是期望的食物温度。在所示示例中，这发生在大约96分钟内(线1214)。
相比而言，使用所公开的预测性烹饪技术，流体温度1204可以升高到远高于传统设定点温度(例如，第一阶段)。在所示示例中，流体温度1204可以升高到大约70℃。流体在加热器操作时间段内保持在该温度，在这种情况下，直到过了大约30分钟，加热器关闭且流体冷却。加热器保持关闭状态，并且流体持续冷却直到流体温度降到期望的食物温度。使用所公开的预测性烹饪技术，流体在预定时间段(即第二时间段)内基本上达到期望的食物温度，并且食物1208在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。在所示示例中，预定时间段发生在大约50分钟(线1212)内，大约是传统技术的时间的一半。此时，加热器可以重新开启，从而提高提供给加热器的电功率，以使流体和食物维持在期望的食物温度，直到用户准备好提供食物和/或对食物进行巴氏灭菌。应当理解，在正常烹饪时间之后，食物可以保持在期望的食物温度，但是整体延长烹饪时间已经减少，从而提高了最终的食物输出。
图12B是示出传统技术和预测性技术中随时间输入到加热器的功率的曲线图1250。功率以百分比占空比形式用脉冲宽度调制(PWM)来表示。在传统的真空低温烹饪中，加热器1252以大约100％的占空比升高温度，直到达到设定点。此时，占空比降低到大约25％，以维持设定点温度。使用所公开的预测性技术，加热器1254可以大约100％的占空比升高温度，直到流体以可接受公差基本上达到较高的设定点温度(例如70℃)。此时，占空比降低到大约45％，以维持设定点温度。然后，加热器关闭(即，占空比为0％)以允许流体冷却到期望的流体温度，此时加热器以大约25％的占空比开启，以使流体和食物维持在期望的食物温度。
图13示出了用于接收关于要烹饪的食物的各种用户输入的代表性用户界面。例如，在画面1610中，用户可以通过单选按钮1624或其他合适的图形控制元件来选择食物是新鲜的还是冷冻的。在食物是牛排的情况下，用户可以通过单选按钮1626输入牛排的厚度。使用此初始输入，系统可以提供对应于常规的真空低温烹饪过程的烹饪时间估计1630。用户可以通过选择开始按钮1632来开始这一过程。然而，画面1610还通过选择切换键1628来向用户提供使用所公开的预测性烹饪技术(例如，得宝烹饪(Turbo Cook))的选项。在这种情况下，用户可以在画面1612上输入附加信息。例如，用户可以通过选择相应按钮1634输入食物的大致形状。用户还可以通过旋转器1636来输入食物的重量。可以通过保存按钮1638来保存这些设定，此时，画面1614可以使用所公开的预测性烹饪技术来提供更新后的估计烹饪时间1640。画面1614可以包括下一步按钮1642以前进到下一个画面。在一些实施方式中，画面1016可以在通过开始按钮1646开始烹饪过程之前提供信息和指令1644。
图14示出了例如指示当前温度和剩余烹饪时间的代表性状态画面。在初始状态画面1618，温度1650与进度指示器(例如圆圈)1652一起提供。还提供了估计烹饪时间1648。在一些实施方式中，各种画面可以包含导航控制1654。在画面1620，提供剩余时间1656以及一天中将准备好食物的时间1658。一旦食物准备好，系统就可以使食物维持在适当的温度，直到用户准备好食用为止。画面1622提供了食物在成品温度下已保持的时间长度1660，并且还提供了时间1662之前的最佳时间。
在一些实施方式中，代表性烹饪系统可以包括可至少部分地浸没在流体的容器中的烹饪装置，所述装置包含加热器和温度传感器，以及至少一个存储指令的存储器装置。所述指令可以使至少一个处理器：接收指示要在流体中烹饪的食物的一个或多个特性的信息；接收期望的食物温度；执行控制过程；并且一次或多次重复控制过程，直到食物温度达到期望的食物温度。控制过程可以包含：发送用于控制加热器的指令，所述指令包含与加热器设定点温度和加热器开启时间有关的信息；从温度传感器获得流体的温度测量值；确定传递到加热器的功率测量值；基于温度测量值和功率测量值中的至少一个，确定与流体和容器中的至少一个的一个或多个对应物理特性有关的一个或多个常数；确定食物的食物温度；确定加热器设定点温度和加热器开启时间。
在一些实施方式中，可以通过求解以下各项来确定设定点温度和加热器操作时间段：食物基本上达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度；并且在加热器操作时间段之后，流体在预定时间段内基本上冷却到期望的食物温度，并且食物在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。系统还可以通过例如移动电话或平板电脑的用户装置以无线方式接收与整个食物的可接受温度梯度有关的信息。系统可以向用户装置提供与预定可接受温度梯度有关的反馈。可以通过求解流体温度来确定设定点温度和加热器开启时间，所述流体温度使食物在用户指定的时间达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度。系统可以基于一个或多个常数来估计容器类型和容器大小中的至少一个，其中一个或多个过程参数可以包括流体体积值(c1)、容器热导率值(c2)或蒸发损耗值(c4)中的至少一个。在一些实施方式中，系统可以接收容器类型和容器大小中的至少一个。可以基于名称、编号或位于容器上的条形码来接收容器类型和容器大小中的至少一个。在一些实施方式中，系统可以基于温度测量值的变化和功率测量值的变化来检测食物是何时放入容器中的。系统可以标识是否在流体达到设定点温度之前将食物放入了容器中，并且可以作为响应而调整设定点温度。系统可以在基于期望的食物温度和指示食物的一个或多个特性的信息选择的巴氏灭菌时间段内维持期望的食物温度。烹饪装置可以包含压力传感器和/或系统可以从用户装置接收地理位置信息并基于所述地理位置的海拔高度来估计大气压力。
在一些实施方式中，代表性烹饪系统可以包括烹饪装置，所述装置包含加热器和温度或压力传感器，以及至少一个存储指令的存储器装置。指令可以使至少一个处理器进行以下操作：接收指示要烹饪的食物的一个或多个特性的信息；接收期望的食物温度；并且执行一过程。过程可以包括：发送用于控制加热器的指令，包含设定点温度、加热器操作时间段或设定点温度和加热器操作时间段两者；从传感器获得与烹饪食物有关的温度测量值(T)；确定传递到加热器的功率测量值(P)；通过使预定物理模型拟合至少温度测量值(T)和功率测量值(P)，确定流体体积值(c1)、容器热导率值(c2)或蒸发损耗值(c4)；确定食物的食物温度(τ)；以及确定设定点温度、加热器操作时间段或设定点温度和加热器操作时间段两者。
系统可以包含用于使处理器一次或多次重复控制过程直到食物温度达到期望的食物温度的指令。在一些实施方式中，烹饪装置至少部分地浸没在流体的容器中。可以通过求解流体温度来确定设定点温度和加热器操作时间段，由此：食物基本上达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度；并且在加热器操作时间段之后，流体在预定时间段内基本上冷却到期望的食物温度，并且食物在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。烹饪装置可以至少部分地浸没在流体的容器中，并且物理模型可以包括方程式1，其中(F)是进入食物的能量，(c3)是取决于空气温度和露点的差量，并且(H)是流体的表面处的比湿。可以使用最小二乘法或卡尔曼滤波法中的一个来求解物理模型。可以通过方程式2-4来确定食物温度(τ)，其中τ(0≤r≤R,t≥t0)是食物温度，t0是食物添加的时间，α＝k/(ρcp)是热扩散率，k是热导率，ρ是密度，cp是比热，2R是特性厚度，0≤β≤2是特性形状，h是表面传热系数，并且τ0是初始食物温度。在一些实施方式中，设定点温度可以大于期望的食物温度，并且烹饪装置可以至少部分地浸没在流体的容器中。
在一些实施方式中，加热食物的代表性方法可以包括：接收指示要烹饪的食物的一个或多个特性的信息；接收期望的食物温度；接收与整个食物的预定可接受温度梯度有关的信息；执行一过程；以及一次或多次重复过程，直到食物温度达到期望的食物温度。过程可以包含：发送用于控制位于要烹饪的食物附近的加热器的指令，包含与设定点温度和加热器操作时间段有关的信息；获得相对于接近要烹饪的食物的环境的温度测量值；确定传递到加热器的功率测量值；基于温度测量值和功率测量值中的至少一个，确定与和食物周围的环境有关的一个或多个对应物理特性有关的一个或多个过程参数；确定食物的食物温度的估计；以及通过求解流体温度来确定设定点温度和加热器操作时间段，由此：食物基本上达到期望的食物温度，同时维持或不超过整个食物的预定可接受温度梯度；并且在加热器操作时间段之后，流体在预定时间段内基本上冷却到期望的食物温度，并且食物在预定时间段内基本上达到期望的食物温度。
在一些实施方式中，所述方法用于加热流体的容器中的食物，并且确定一个或多个过程参数可以包含通过使物理模型拟合至少温度测量值(T)和功率测量值(P)来确定流体体积值(c1)、容器热导率值(c2)和蒸发损耗值(c4)中的至少一个。物理模型可以包括方程式1，其中(F)是进入食物的能量，(c3)是取决于烹饪装置周围的环境大气的环境气温和烹饪装置周围的环境大气的环境露点的差量，并且(H)是流体的表面处的比湿。
在其他实施方式中，烹饪器具702可以包括对流空气烤箱、对流湿度或蒸汽烤箱、对流微波炉、加热混合器、加热搅拌器和烤面包机。在这些实施方式中，容器704装有流体70，例如带有或不带有水汽的空气；并且烹饪装置800与烹饪器具集成在一起，例如作为对流空气烤箱中的加热元件、作为对流微波炉中的微波发生器或烤面包机的槽中的加热元件。烹饪装置800与液体70流体连通，所述液体在室或槽中为空气，并且当烹饪装置800加热液体70时，可以根据本文中公开的预测性烹饪方法来烹饪食物72。在烹饪装置800与烹饪器具702集成在一起的这些情况下，容器702的大小可以在制造时预定且设定为恒定的，并且不需要由用户输入。
在另外其他实施方式中，烹饪器具702可以包括与电磁炉一起使用的常规或压力锅。在这些实施方式中，容器704装有流体70，例如饱和蒸汽，并且烹饪装置800是对常规或压力锅进行感应加热的感应板。作为电磁炉的烹饪装置800以能量方式与锅连通，进而以能量方式与液体70连通，并且当烹饪装置800加热液体70时，可以根据本文中公开的预测性烹饪方法来烹饪食物72。
在又一实施方式中，用于在容纳流体70的容器704中烹饪食物的烹饪装置800包括：用于提供温度测量值的温度传感器811、用于提供环境压力测量值的压力传感器812、用于提供容器压力测量值的第二压力传感器(未示出)，以及用于提供湿度测量值的湿度传感器(未示出)。温度传感器811可以适用于提供流体70和/或加热器810和/或加热器810的加热元件的温度测量值。烹饪装置800还包括至少一个存储器装置710，用于存储用于操作烹饪装置800的可执行指令。烹饪装置800还包括适于执行可执行指令的至少一个处理器813。处理器813根据与设定点温度和加热器操作时间段有关的加热器控制信息来控制加热器810以加热流体70，所述加热器任选地包含加热元件。设定点温度是加热器810试图将流体70加热到的温度。加热器操作时间段是加热器810被设定为朝着设定点温度操作的时间段。
处理器813适于接收指示要在流体中烹饪的食物的一个或多个特性的食物信息以及期望的食物温度。类似地，处理器813适于从温度传感器811获得温度测量值、从压力传感器812获得环境压力测量值、从第二压力传感器获得容器压力测量值，以及从湿度传感器获得湿度测量值。
处理器813还适于基于加热器控制信息来促进确定传递到加热器的功率测量值。例如，处理器813可以向云服务器(未示出)提供加热器810的规格以及电压、电流和/或占空比信息，以基于加热器控制信息来确定传递到加热器的功率测量值。替代地，云服务器可以根据先前的确定来保留和/或访问此信息。在另一替代方案中，处理器813可以基于加热器控制信息来确定传递的功率测量值。
处理器813适于基于温度测量值和功率测量值中的至少一个来促进确定与流体和容器中的至少一个的一个或多个相应物理特性有关的一个或多个过程参数。例如，处理器813可以向云服务器提供温度测量值、功率测量值、环境压力测量值、容器压力测量值和/或湿度测量值，以确定一个或多个过程参数。替代地，云服务器可以根据先前的确定来保留和/或访问此信息。在另一替代方案中，处理器813可以在本地确定一个或多个过程参数。
处理器813适于基于一个或多个过程参数、温度测量值和/或功率测量值来促进确定食物的食物温度。例如，处理器813可以向云服务器提供一个或多个过程参数、温度测量值、功率测量值、环境压力测量值、容器压力测量值和/或湿度测量值，以确定食物温度。替代地，云服务器可以根据先前的确定来保留和/或访问此信息。在另一替代方案中，处理器813可以在本地确定食物温度。
处理器813适于基于食物温度、一个或多个过程参数、温度测量值和/或功率测量值来促进确定更新后的加热器控制信息。例如，处理器813可以向云服务器提供食物温度、一个或多个过程参数、温度测量值、功率测量值、环境压力测量值、容器压力测量值和/或湿度测量值，以确定更新后的加热器控制信息。替代地，云服务器可以根据先前的确定来保留和/或访问此信息。在另一替代方案中，处理器813可以在本地确定更新后的加热器控制信息。
处理器813还适于根据更新后的加热器控制信息来控制加热器810，直到食物温度基本上达到期望的食物温度。
处理器813还适于接收指示容器704的容器类型和容器大小中的至少一个的容器信息。处理器813适于至少基于容器信息来促进确定一个或多个过程参数。容器信息可以包含在位于容器704上的名称、编号或条形码中。
在一些实施方式中，烹饪装置800可能包括容器704。在一些实施方式中，烹饪装置800包括加热器810。
应当理解，上述基于处理器的预测性烹饪系统的操作方法可以同样适用于其他烹饪装置，例如慢炖锅。
此处公开的技术可以体现为专用硬件(例如，电路系统)、用软件和/或固件恰当地编程的可编程电路系统，或专用电路系统和可编程电路系统的组合。因此，实施例可以包含其上存储有指令的机器可读介质，所述指令可以用于使计算机、微处理器、处理器和/或微控制器(或其他电子装置)执行过程。机器可读介质可以包含但不限于光盘、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘、ROM、随机存取存储器(RAM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、快闪存储器或适用于存储电子指令的其他类型的介质/机器可读介质。
在图7中，网络712可以是局域网(LAN)或广域网(WAN)，但也可以是其他有线网络或无线网络。网络712可以是因特网或一些其他公共网络或专用网络。客户端计算装置706可以通过网络接口连接到网络712，例如通过有线通信或无线通信。可以在一个或多个处理器上实现本文中公开的技术。例如，可以在一个或多个网络处理器708、烹饪装置处理器813、相关联的客户端计算装置706的处理器或其任何合适的组合上实现所述系统。
下文参考附图更详细地论述了几种实施方式。现在转而参看附图，图15是示出其上可以操作所公开技术的一些实施方式的装置的概览的框图。装置可以包括确定最优烹饪程序的装置1300的硬件组件。装置备1300可以包括一个或多个输入装置1320，所述输入装置向CPU(处理器)1310提供输入，向它通知动作。这些动作通常由硬件控制器来介导，所述硬件控制器解释从输入装置接收到的信号，并使用通信协议将所述信息传送到CPU 1310。输入装置1320包括例如鼠标、键盘、触摸屏、红外传感器、触摸板、可穿戴输入装置、基于相机或图像的输入装置、麦克风或其他用户输入装置。
CPU 1310可以是装置中的单个处理单元或多个处理单元，或分布在多个装置上。例如，可以通过使用总线，例如PCI总线或SCSI总线将CPU 1310耦合到其他硬件装置。CPU1310可以与用于诸如显示器1330的装置的硬件控制器通信。显示器1330可以用于显示文本和图形。在一些示例中，显示器1330向用户提供图形和文本视觉反馈。在一些实施方式中，显示器1330包括输入装置作为显示器的一部分，例如当输入装置是触摸屏或配备有眼睛方向监测系统时。在一些实施方式中，显示器与输入装置分离。显示装置的示例有：LCD显示屏；LED显示屏；投影、全息或增强现实的显示器(例如平视显示装置或头戴式装置)；等等。其他I/O装置1340还可以耦合到处理器，例如网卡、视频卡、声卡、USB、火线(FireWire)或其他外部装置、相机、打印机、扬声器、CD-ROM驱动器、DVD驱动器、磁盘驱动器或蓝光装置。
在一些实施方式中，装置1300还包括能够与网络节点以无线方式或以基于有线的方式通信的通信装置。通信装置可以通过使用例如TCP/IP协议的网络与另一装置或服务器通信。装置1300可以利用通信装置在多个网络装置上分配工作。
CPU 1310可以访问存储器1350。存储器包括用于易失性和非易失性存储装置的各种硬件装置中的一个或多个，并且可以包括只读存储器和可写存储器。例如，存储器可以包括随机存取存储器(RAM)、CPU寄存器、只读存储器(ROM)和可写非易失性存储器，例如快闪存储器、硬盘驱动器、软盘、CD、DVD、磁存储装置、磁带机、装置缓冲器等。存储器不是与底层硬件分离的传播信号；因此，存储器是非暂时性的。存储器1350可以包括程序存储器1360，该程序存储存储程序和软件，例如操作系统1362、预测性烹饪平台1364，以及其他应用程序1366。存储器1350还可以包括数据存储器1370，该数据存储器可以包含开始时间、完成时间、诸如肉的嫩度等用户喜好，这可以被提供到程序存储器1360或装置1300的任何元件。
一些实施方式可以与众多其他通用或专用计算系统环境或配置一起操作。可适用于与技术一起使用的熟知的计算系统、环境和/或配置的示例包含但不限于个人计算机、服务器计算机、手持式装置或膝上型装置、蜂窝电话、移动电话、可穿戴电子装置、游戏机、平板电脑装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费型电子装置、网络PC、微型计算机、大型计算机、包含上述系统或装置中的任一个的分布式计算环境等。
图16是示出其中可以操作所公开技术的一些实施方式的环境1400的概览的框图。环境1400可以包括一个或多个客户端计算装置1405A-D，客户端计算装置的示例可以包括装置1300。客户端计算装置1405可以使用通过网络1430到一台或多台远程计算机(例如服务器计算装置1410)的逻辑连接在网络环境中操作。
在一些实施方式中，服务器计算装置1410可以是边缘服务器，其接收客户端请求并且通过诸如服务器1420A-C的其他服务器来协调实现这些请求。服务器计算装置1410和1420可以包括计算系统，例如装置700。尽管每一服务器计算装置1410和1420在逻辑上显示为单个服务器，但服务器计算装置可以各自为分布式计算环境，包含位于相同物理位置或地理上不同的物理位置的多个计算装置。在一些实施方式中，每一服务器计算装置1420对应于一组服务器。
客户端计算装置1405和服务器计算装置1410和1420可以各自充当其他服务器/客户端装置的服务器或客户端。服务器1410可以连接到数据库1415。服务器1420A-C可以各自连接到相应的数据库1425A-C。如上文所论述，每一服务器1420可以对应于一组服务器，并且这些服务器中的每一个可以共享数据库或可以具有它们自己的数据库。数据库1415和1425可以存放(warehouse)(例如，存储)诸如开始时间、完成时间和用户喜好的信息。尽管数据库1415和1425在逻辑上显示为单个单元，但数据库1415和1425可以各自为包含多个计算装置的分布式计算环境，所述多个计算装置可以位于其相应服务器内或可以位于相同物理位置或地理上不同的物理位置。
网络1430以是局域网(LAN)或广域网(WAN)，但也可以是其他有线网络或无线网络。网络1430可以是因特网或一些其他公共网络或专用网络。客户端计算装置1405可以通过网络接口连接到网络1430，例如通过有线通信或无线通信。虽然服务器1410与服务器1420之间的连接示出为单独的连接，但这些连接可以是任何类型的局域网、广域网、有线网络或无线网络，包括网络1430或单独的公共网络或专用网络。
图17是示出在一些实施方式中可以在采用所公开技术的系统中使用的组件1500的框图。组件1500包括硬件1502、通用软件1520和专用组件1540。如上文所论述，实现所公开技术的系统可以使用各种硬件，包括处理单元1504(例如，CPU、GPU、APU等)、工作存储器1506、存储存储器1508以及输入和输出装置1510。组件1500可以在诸如客户端计算装置1405的客户端计算装置中或在诸如服务器计算装置1410或1420的服务器计算装置上实现。
通用软件1520可以包括各种应用，包括操作系统1522、本地程序1524和基本输入输出系统(BIOS)1526。专用组件1540可以是通用软件应用1520的子组件，例如本地程序1524。专用组件1540可以包括变量模块1544、最佳烹饪程序估计模块1546、热控模块1548，以及可用于传输数据和控制专用组件的组件，例如界面1542。在一些实施方式中，组件1500可以位于分布在多个计算装置上的计算系统中，或者可以是执行专用组件1540中的一个或多个的基于服务器的应用的接口。
本领域的技术人员应理解，可以多种方式更改上文所描述的图15-17中所示的组件以及上文所论述的每个流程图中的组件。例如，可以重新排列逻辑的顺序、可以并行执行子步骤、可以省略所示逻辑、可以包含其他逻辑，等等。在一些实施方式中，上文所描述的组件中的一个或多个可以执行下文所描述的过程中的一个或多个。
前面仅描述了本发明的一些实施例，并且可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对其进行修改和/或改变，这些实施例是说明性的而不是限制性的。
在本说明书的上下文中，词语“包括”是指“主要包含但不一定单独包含”或“具有”或“包含”，而不是“仅由……组成”。单词“包括(comprising)”的变体，如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”具有相应变化的含义。
在本说明书中，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合实施例描述的具体特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例中。本说明书中各个位置的短语“在一个实施例中”的出现不必完全是指相同实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，描述了可以由一些实施例而不是由其他实施例展示的各种特征。类似地，描述了各种特征，这些特征可能是一些实施例的要求而不是其他实施例的要求。
本说明书中所使用的术语在本公开的上下文内和在使用每一术语的特定上下文中通常具有其在本领域中的一般含义。应了解，可以多于一种方式陈述相同的事物。因此，对于本文中所论述的术语中的任何一个或多个都可以使用替代语言和同义词，并且在本文中无论是否详述或论述术语，都不会赋予其任何特定意义。提供了某些术语的同义词。一个或多个同义词的叙述并不排除其他同义词的使用。在本说明书中任何地方使用示例(包含本文中论述的任何术语的示例)仅是说明性的，并且未打算进一步限制本公开或任何例示术语的范围和含义。同样，本公开不限于本说明书中给出的各种实施例。除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。如有冲突，以本文档(包含定义)为准。

Claims (21)

1.一种烹饪装置，包括：
一个或多个用于加热流体的加热元件；以及
控制系统，被配置为：
在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；
在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及
在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
2.根据权利要求1所述的烹饪装置，其中在所述第三时间段内提供给所述一个或多个加热元件的功率的增加导致以下之一：
所述流体的温度升高到高于第二温度的第三温度；或
在所述第三时间段期间将所述流体的温度保持在所述第二温度。
3.根据权利要求1或2所述的烹饪装置，还包括用于接收输入信息的输入装置，其中所述控制系统被配置为基于所述输入信息确定所述第一、第二和第三时间段以及所述第一和第二温度。
4.根据权利要求3所述的烹饪装置，其中所述输入信息包括原始烹饪时间和延长烹饪时间，其中所述原始烹饪时间不小于所述第一时间段和所述第三时间段的总和，并且所述延长烹饪时间等于所述第一时间段、所述第二时间段和所述第三时间段的总和。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的烹饪装置，还包括耦合到所述控制系统的传感器，其中所述传感器被配置为检测所述流体的温度并将表示检测的温度的信号发送到所述控制系统。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的烹饪装置，其中所述烹饪装置是以下之一：具备对所述流体在其中进行加热的器皿的器皿烹饪器；电磁炉；和真空低温烹调装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的烹饪装置，其中所述控制系统还被配置为控制所述一个或多个加热元件在一个或多个预加热温度下操作以在对应的一个或多个时间段预加热所述流体。
8.一种烹饪装置的控制系统，所述烹饪装置包括一个或多个用于加热流体的加热元件，其中所述控制系统被配置为：
在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；
在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及
在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中在所述第三时间段内提供给所述一个或多个加热元件的功率的增加导致以下之一：
所述流体的温度升高到高于第二温度的第三温度；或
在所述第三时间段期间将所述流体的温度保持在所述第二温度。
10.根据权利要求8或9所述的控制系统，其中所述控制系统被配置为基于从所述烹饪装置的输入装置接收的输入信息来确定所述第一时间段、所述第二时间段和所述第三时间段以及所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其中所述输入信息包括原始烹饪时间和延长烹饪时间，其中所述原始烹饪时间大于所述第一时间段和所述第三时间段的总和，并且所述延长烹饪时间等于所述第一时间段、所述第二时间段和所述第三时间段的总和。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为从传感器接收表示所述流体的温度的信号并且基于接收的的信号控制所述一个或多个加热元件。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的控制系统，其中所述烹饪装置是以下之一：具备用于容纳所述流体的器皿的器皿烹饪器；电磁炉；和真空低温烹调装置。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的控制系统，其中所述控制系统还被配置为控制所述一个或多个加热元件在一个或多个预加热温度下操作，以在对应的一个或多个时间段预加热所述流体。
15.一种烹饪装置的控制方法，所述烹饪装置包括一个或多个用于加热流体的加热元件，所述方法包括：
在第一时间段控制所述一个或多个加热元件以将所述流体加热到第一温度；
在第二时间段控制所述一个或多个加热元件，使得所述流体的温度下降到第二温度；以及
在第三时间段控制所述一个或多个加热元件以相对于在所述第二时间段期间提供给所述一个或多个加热元件的功率增加提供给所述一个或多个加热元件的功率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述第三时间段内提供给所述一个或多个加热元件的功率的增加导致以下之一：
所述流体的温度升高到高于第二温度的第三温度；或
在所述第三时间段期间将所述流体的温度保持在所述第二温度。
17.根据权利要求15或16所述的方法，还包括：
所述控制系统从传感器接收表示所述流体的温度的信号；并且
所述控制系统基于接收的信号控制所述一个或多个加热元件。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括：
从输入装置接收输入信息；和
所述控制系统基于所述输入信息确定所述第一时间段、所述第二时间段和所述第三时间段以及所述第一温度和所述第二温度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述输入信息包括原始烹饪时间和延长烹饪时间，其中所述原始烹饪时间大于所述第一时间段和所述第三时间段的总和，并且所述延长烹饪时间等于所述第一时间段、所述第二时间段和所述第三时间段的总和。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中所述烹饪装置是是以下之一：具备用于容纳所述流体的器皿的器皿烹饪器；电磁炉；和真空低温烹调装置。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，还包括所述控制系统控制所述一个或多个加热元件在一个或多个预加热温度下操作，以在相应的一个或多个时间段内预加热所述流体。
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