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Die Erfindung betrifft ein Gargerät, insbesondere Backofen, mit einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Garzustands eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts, umfassend zumindest einem Sensor, welcher zur Erfassung von Informationen aus einem aus dem Garraum ausströmenden Medium ausgebildet ist.
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Bei der
DE 103 40 146 A1 kann mit einem Backofen sowie einem entsprechenden Sensor ein Gas ausgewertet werden, welches bei einem Garprozess eines Kuchens oder dergleichen entsteht. Von einem gespeicherten End-Signalmuster wird ein jeweils gemessenes aktuelles Signalmuster subtrahiert. Aus den jeweiligen Werten wird eine Kurve erstellt, wobei der Betrag der Fläche oder der Kurve berechnet wird und dadurch ein Fehlerflächenwert bestimmt wird. Bei Erreichen eines Minimums des Betrags der Fläche wird das aktuelle Signalmuster als dem gespeicherten End-Signalmuster entsprechend festgelegt. Ein zugeordneter Fertig-Zustand gilt dann als erreicht und der Garprozess kann automatisch gestoppt werden.
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Die
DE 43 41 410 A1 zeigt einen Back- und Bratofen mit einem elektrisch beheizten Garraum und einem beheizten Dampferzeuger für den Garraum sowie mit einem Heißluftgebläse und einem vom Garraum abgehenden Wrasenabzug und einer Vorrichtung zur Steuerung des über einen Programmwähler einstellbaren Garablaufes, wobei im Bereich des Garraumes zur Erfassung der Garraum-Dampfkonzentration eine als Feuchtigkeitssensor ausgebildete Messeinrichtung oder dergl. angeordnet ist, die Bestandteil einer Messwerte-Auswerteeinheit ist, durch die in Abhängigkeit der von dem Feuchtigkeitssensor erfassten Messwerte Signale für eine den Betrieb des Dampferzeugers regelnden Einrichtung abgeleitet werden.
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Aus der
DD 233 198 A1 ist eine Feuchtemesseinrichtung zur Messung der Feuchte in Gasen bekannt, die in der Klima- und Prozessmesstechnik genutzt werden kann.
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Die
DE 10 2004 049 927 A1 zeigt ein Verfahren zur Steuerung eines Garvorgangs bei einem Gargerät mit einem Garraum, mindestens einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration in dem Garraum und einer elektrischen Steuerung, die eine Auswerteschaltung mit einem Zeitglied und einen Speicher aufweist und mit dem Sensor in Signalübertragungsverbindung steht, wobei in dem Speicher eine Vielzahl von Referenzwertemengen abgespeichert ist, die jeweils dem zeitlichen Verlauf einer Referenzfunktion von einem Startzeitpunkt t
0 bis zu jeweils einem Endzeitpunkt t
Z eines Garvorgangs entsprechen und denen jeweils Parametersätze für die elektrische Steuerung zugeordnet sind.
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Aus der
EP 0 394 009 B1 ist ein Heizgerät zum automatischen Heizen eines Materials entsprechend von einem Dampfsensor zum Erfassen von dem aufgeheizten Material erzeugten Dampfs abgeleiteten Daten bekannt.
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Bei den bekannten Lösungen sind große Probleme bei der Signalauswertung des Piezosensors bei höheren Temperaturen der Kühlluft, die zum Piezosensor gelangt, gegeben. Die Auswertung der vom Piezosensor erhaltenen Informationen ist daher nur sehr unzureichend und gerade bei diesen Situationen oftmals falsch bzw. eine Auswertung kann gar nicht erfolgen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Garzustands eines Garguts sowie ein entsprechendes Gargerät zu schaffen, bei welchem die Auswertung der Signale des Sensors zur Erfassung von Dampf aus dem Garraum zuverlässig und genau erfolgen kann.
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Die Aufgabe wird durch ein Gargerät, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Gargerät mit einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Garzustands eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts umfasst zumindest einen Sensor, welcher zur Erfassung von Informationen aus einem aus dem Garraum ausströmenden Medium ausgebildet ist.
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Der Sensor zur Erfassung von Informationen aus einem aus dem Garraum ausströmenden Medium ist ein Piezosensor. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erfassung der Temperatur des Sensors, eine Verstärkereinheit und eine Auswerteeinheit auf. Die Auswerteeinheit zur Bestimmung des Garzustands ist abhängig von der durch die Einrichtung erfassten Temperatur des Sensors ausgebildet. Die Verstärkereinheit zur Veränderung eines an die Auswerteeinheit übertragenes Signal des Sensors ist abhängig von der erfassten Temperatur ausgebildet und der Sensor und die Einrichtung sind in einem Kühlluftkanal des Gargeräts an einer Trennwand angeordnet, wobei die Trennwand zu beiden Kanälen zugehörig ist.
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Durch das Gargerät mit der Vorrichtung wird somit die Möglichkeit geschaffen, dass bei unterschiedlichen Temperatureinflüssen auf den Sensor dennoch die Auswertung der Signale, die dieser erzeugt, stets und auch zuverlässig sowie genau erfolgen kann. Indem die Temperaturerfassung des Sensors selbst zusätzlich durchgeführt wird, können unerwünschte Temperatureinflüsse auf die Signalbildung des Sensors und die Möglichkeit der Auswertung dieser Signale zumindest deutlich reduziert werden, insbesondere verhindert werden.
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Die Ausführung des Sensors als Piezosensor weist den Vorteil auf, dass dieser kompakt ausgebildet ist und besonders geeignet in den Umgebungsbedingungen im Gargerät eingesetzt werden kann. Des Weiteren ist er relativ kostengünstig.
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Der Sensor, welcher zur Erfassung von Informationen aus einem aus dem Garraum ausströmenden Medium ausgebildet ist, ist insbesondere ein Dampferkennungssensor, welcher zur Detektion von Dampf im aus dem Garraum ausströmenden Medium und/oder zur Erfassung einer Änderung der Luftfeuchtigkeit in diesem Mediumstrom ausgebildet ist. Diesbezüglich wird als eine Ausführung ein Sensor verstanden, welcher zur direkten Erfassung von Dampf und/oder einer Luftfeuchteänderung ausgebildet ist.
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Es kann jedoch auch als weitere Ausführung vorgesehen sein, dass der Sensor zur indirekten Erfassung von Dampf und/oder einer Luftfeuchteänderung in dem Medium ausgebildet ist. Vorzugsweise ist bei einer derartigen Ausgestaltung vorgesehen, dass der Sensor die durch den Dampf verursachte Temperaturänderung in dem Medium oder eine Temperaturänderung eines durch das Medium temperaturbeaufschlagten Teils detektiert.
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Dies ist besonders vorteilhaft, da dadurch genaue Messungen erreicht werden können und relativ einfache Sensoren eingesetzt werden können. Dadurch kann auch eine kostengünstige und dennoch robuste Sensorik bereitgestellt werden. Insbesondere umfasst der Mediumstrom Luft. Dann, wenn das Gargut in dem Garrum während der Zubereitung aufdampft und somit in dem Gargut enthaltenes Wasser verdampft, bilden sich Dampfschwaden, die sich dem Mediumstrom beimischen. Die Dampfschwaden weisen eine höhere Temperatur und eine höhere Feuchte auf, als die Luft im Mediumstrom. Wenn nun eine Dampfbildung erfolgt kann dies detektiert werden, da der an dem Sensor vorbeistreifende Mediumstrom dann heißere Bereiche, die Dampfschwaden, und kühlere Bereiche aufweist. Werden nun derartige Temperaturänderungen aufgrund der heißeren Dampfschwaden detektiert, so wird eine Dampfbildung und/oder eine Erhöhung der Luftfeuchte im Mediumstrom erkannt. Diese Temperaturänderungen im Mediumstrom werden durch den Sensor detektiert.
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Wenn ein feuchtes, und somit Wasser aufweisendes Lebensmittel erwärmt wird, dann beginnt irgendwann das im Lebensmittel enthaltene Wasser zu kochen. Mit Beginn des Kochens, was als Aufdampfen bezeichnet wird, setzt Dampfproduktion ein. Bei hinreichender Erwärmung, was beispielsweise bei Erwärmung mit Mikrowellenstrahlung fast immer gegeben ist, ist dieser Vorgang des Aufdampfens zeitlich recht scharf begrenzt (Zeitraum von einigen Sekunden). Mit dem Aufdampfen findet sich damit plötzlich Dampf in der Abluft des Gargeräts. Bei der Zubereitung von Lebensmitteln gestattet beispielsweise der Zeitpunkt eines Aufdampfens des Lebensmittels Rückschlüsse auf den gerade erreichten Garzustand des Lebensmittels. Das Aufdampfen kann mit einem entsprechenden Sensor erfasst werden.
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Vorzugsweise ist die Signalstärke des Signals des Sensors abhängig von den Informationen der Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors. Abhängig von unerwünschten Temperatureinflüssen auf den Sensor kann somit dessen Signalstärke verändert werden, so dass stets ein zuverlässiges und sicheres Auswerten der Informationen des Sensors gewährleistet werden kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Verstärkereinheit aufweist, welche abhängig von den Informationen der Einrichtung zur Erfassung der Temperatur des Sensors zur Bestimmung eines Verstärkungsfaktors für das Signal des Sensors ausgebildet ist. Es kann daher ein sehr exakter Zusammenhang gebildet werden, so dass auf die individuelle Situation bei der Messung eingegangen werden kann und eine ganz spezifische Signalverstärkung erfolgen kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verstärkereinheit zur Bestimmung eines Verstärkungsfaktors ausgebildet ist, welcher mit steigender Temperatur des Sensors größer wird. Da gerade bei größeren Temperaturen, die auf den Sensors einwirken, dessen Signal immer schlechter wird, ist es im Hinblick auf eine ausreichende und exakte Auswertung gerade in diesem Zusammenhang sehr vorteilhaft, dass auch der Verstärkungsfaktor nicht konstant ist, sondern mit steigender Temperatur größer wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein die detektierten Informationen aufweisendes und an die Auswerteeinheit übertragenes Signal des Sensors abhängig von den Informationen der Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors ist, wenn ein gemessener Temperaturwert des Sensors und/oder ein Temperaturwert in der Umgebung des Sensors größer als ein vorgegebener Temperatur-Schwellwert ist. Insbesondere ist die Vorrichtung somit so ausgebildet, dass nicht in allen Situationen eine Veränderung des Signals des Sensors auftritt, sondern individuell entschieden wird, ob die Signale des Sensors für eine zufriedenstellende Auswertung ausreichend sind, insbesondere ob die Signalstärke entsprechend ist. Dies kann der Fall sein, wenn eine Temperaturbeaufschlagung des Sensors insbesondere durch die Kühlluft, kleiner als der Temperatur-Schwellwert ist. Sind derartige Temperatureinflüsse gegeben, so muss das Signal des Sensors nicht verändert werden, sondern kann unverändert zur Auswerteeinheit übertragen werden und dort ausgewertet werden. Tritt allerdings eine Situation auf, bei der Temperaturen größer dem Temperatur-Schwellwert im Sensor oder in dessen Umgebung vorherrschen, so ist die Vorrichtung gerade so ausgebildet, dass dies detektiert wird und bei diesen Situationen dann eine bedarfsgerechte und angepasste Veränderung des Signals des Sensors erfolgt.
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Vorzugsweise ist der Temperatur-Schwellwert größer 55°C, insbesondere größer 60°C. Gerade dieser Wert stellt einen besonders kritischen Wert dahingehend dar, dass bei Sensoren aus dem Stand der Technik die Signalauswertung nicht mehr ausreichend und zuverlässig erfolgen kann.
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Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors zumindest einen Temperatursensor. Dieser ist insbesondere direkt an dem Sensor angeordnet. Die Temperaturerfassung des Sensors kann somit äußerst exakt erfolgen und eine kompakte und bauraumminimierte Ausgestaltung der Vorrichtung kann erreicht werden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Sensor und die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors, insbesondere der Temperatursensor, in Strömungsrichtung der Kühlluft nach einem Gebläse angeordnet sind. Gerade dort kann zum einen eine effektive Kühlung der Komponenten erreicht werden, und andererseits jedoch gerade eine entsprechende Temperaturbeeinflussung auf den Sensor exakt detektiert werden.
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Vorzugsweise sind der Sensor und die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors außerhalb eines das aus dem Garraum ausströmenden Medium führenden Mediumkanals angeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors sowie der Sensor selbst an einer Trennwand im Kühlluftkanal außerhalb des Mediumkanals angeordnet sind, wobei die Trennwand zu beiden Kanälen zugehörig ist, durch welche die beiden Kanäle getrennt sind. Auch hier kann somit eine kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung geschaffen werden, da zumindest eine Wand sowohl von beiden Kanälen genützt wird.
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Insbesondere ist zumindest der Sensor an einer Außenseite des Mediumkanals angeordnet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors auf einer der Außenseite des Mediumkanals abgewandten Seite des Sensors an diesem Sensor angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist somit die Einrichtung zur Temperaturerfassung des Sensors, insbesondere der Temperatursensor, berührungslos mit dem Mediumkanal angeordnet. Eine Temperaturverfälschung durch die Temperaturbeaufschlagung des Temperatursensors durch die Trennwand kann dadurch vermieden werden.
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Vorzugsweise ist der Sensor auf der mit dem Kühlluftstrom kontaktierten Seite mit einer durch den Kühlluftstrom erzeugten relativ gleichmäßigen Temperatur beaufschlagt. Auf der dem Mediumkanal zugewandten Seite ist er den Temperaturänderungen durch die Dampfbildung ausgesetzt. Dies kann sowohl direkt als auch indirekt sein. So kann vorgesehen sein, dass der Sensor direkt mit dem Mediumstrom in Kontakt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein indirekter Kontakt vorgesehen ist und beispielsweise die Trennwand dazwischen ist.
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Durch das erfindungsgemäße Gargerät kann erreicht werden, dass der vorzugsweise als Piezosensor ausgebildete Sensor quasi unabhängig von der Arbeitstemperatur des Piezos ist. Der Temperatursensor kann vorzugsweise ein PT 1000 sein. Die Verstärkung des Signals des Piezosensors erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Temperatur des Piezos, wobei insbesondere ein Verstärkungsfaktor der Signalverstärkung des Piezos mit der Temperatur des Piezos ansteigt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gargeräts;
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2 eine schematische Blockbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Darstellung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
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4 eine schematische Darstellung einer Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Gargerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Gargerät 1 gezeigt, welches beispielsweise als Backofen ausgebildet sein kann. Das Gargerät 1 umfasst einen Garraum 2, der durch eine Muffel 3 begrenzt ist. Durch eine frontseitige Beschickungsöffnung der Muffel 3 kann Gargut 5 in den Garraum 2 eingebracht werden und auf einer Aufstelleinheit 4 angebracht werden.
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Im Betrieb des Gargeräts 1 und somit bei einem Ablaufen eines Zubereitungsvorgangs wird im Garraum 2 Medium 6 erzeugt, welches durch Verändern des Zustands des Garguts 5 auftritt. Das Medium 6 kann beispielsweise Wrasen und dergleichen sowie Wasserdampf aufweisen. Dieses aus dem Garraum 2 ausströmende Medium 6 wird durch einen Mediumkanal 7 des Gargeräts 1 geleitet. Neben dem Mediumkanal 7 weist das Gargerät 1 einen Kühlluftkanal 8 auf, in dem ein Kühlluftgebläse 9 angeordnet ist, welches durch Öffnungen im Gehäuse des Gargeräts 1 Kühlluft 10 von außen ansaugen kann. Die Kühlluft 10 wird dann ebenso wie das Medium 6 wieder nach außen geleitet.
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Beispielhaft ist eine Trennwand 11 gezeigt, welche den Mediumkanal 7 von dem Kühlluftkanal 8 separiert, wobei die Trennwand 11 beiden Kanälen 7 bzw. 8 zugehörig ist.
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Auf einer Außenseite 12 der Trennwand 11 im Hinblick auf die Position zum Mediumkanal 7 ist ein als Piezosensor 13 ausgebildeter Sensor zur Erfassung von Dampf in dem Medium 6 und/oder zur Erfassung einer Änderung der Luftfeuchtigkeit in dem Medium 6 positioniert. Das Gargerät 1 umfasst darüber hinaus eine Einrichtung zur Erfassung der Temperatur des Piezosensors 13, welche Einrichtung einen Temperatursensor 14 aufweist. In der gezeigten Ausführung ist der Temperatursensor 14 direkt auf dem Piezosensor 13 angeordnet und dort insbesondere auf der dem Mediumkanal 7 und der Außenseite 12 der Trennwand 11 abgewandten Seite positioniert. Der Temperatursensor 14 ist somit beabstandet zur Trennwand 11 und berührungslos zu dieser angeordnet.
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Das Gargerät 1 umfasst somit eine Vorrichtung 22 zur Bestimmung eines Garzustands des Garguts 5 in dem Garraum 2 des Gargeräts 1, welche zumindest den einen Piezosensor 13 umfasst, welcher zur Erfassung von Informationen aus dem aus dem Garraum 2 ausströmenden Medium 6 ausgebildet ist. Die Vorrichtung 22 umfasst darüber hinaus den Temperatursensor 14 sowie eine in 1 nicht dargestellte Auswerteeinheit 16 (2). Die Auswerteeinheit 16 ist zur Bestimmung des Garzustands abhängig von den detektierten Informationen zumindest des einen Piezosensors 13 ausgebildet, wobei die Vorrichtung 22 darüber hinaus so ausgebildet ist, dass sie eine die detektierten Informationen aufweisendes und an die Auswerteeinheit 16 übertragenes Signal des Piezosensors 13 abhängig von den Informationen des Temperatursensors 14 gegebenenfalls verändern kann.
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Die Vorrichtung 22, welche in 1 lediglich mit einem Bezugszeichen angedeutet ist, ist in 2 anhand eines Blockbilds näher erläutert.
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Gemäß der Darstellung in 2 umfasst die Vorrichtung 22 neben den Sensoren 13 und 14 und der Auswerteeinheit 16 eine Verstärkereinheit 15, welche der Auswerteeinheit 16 vorgeschaltet ist. Die Signale des Piezosensors 13 sowie des Temperatursensors 14 werden an diese Verstärkereinheit 15 übertragen, wobei diese dahingehend intelligent ausgebildet ist, dass sie abhängig von den Signalinformationen erfassen kann, ob eine Veränderung des Signals des Piezosensors 13 vor der Übertragung an die Auswerteeinheit 16 erforderlich ist. Dies wird abhängig davon gemacht, welche Temperatur der Piezosensor 13 gegenwärtig aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Temperatur-Schwellwert definiert und in der Verstärkereinheit 15 abgelegt ist, welcher im Ausführungsbeispiel 60°C beträgt. Weist das Signal des Temperatursensors 14 eine Information auf, bei der die Temperatur des Piezosensors 13 kleiner als dieser Temperatur-Schwellwert erfasst wird, so wird das Signal des Piezosensors 13 unverändert an die Auswerteeinheit 16 zur dortigen Informationsauswertung übertragen. Wird allerdings festgestellt, dass aufgrund des Signals des Temperatursensors 14 die Temperatur des Piezosensors 13 größer als dieser Temperatur-Schwellwert ist, so wird das Signal des Piezosensors 13 verändert. Insbesondere wird in diesem Zusammenhang die Signalstärke verändert und mit einem Verstärkungsfaktor 17 verstärkt. Dieser Verstärkungsfaktor 17 ist nicht pauschal sondern variabel, wobei insbesondere eine Variation dahingehend vorgesehen ist, dass der Verstärkungsfaktor k größer wird, je größer die Temperatur des Piezosensors 13 ist.
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In 3 ist in einer beispielhaften schematischen Darstellung eine Ausführung gezeigt, bei der die Kanäle 7 und 8 jeweils gewinkelt ausgebildet sind und völlig separat voneinander ausgebildet sind. Die Trennwand 11 separiert in diesem Ausführungsbeispiel die Kanäle 7 und 8 vollständig voneinander. Es ist zu erkennen, dass beispielhaft zwei Signalleitungen 18 und 19 zum Temperatursensor 14 führen, wobei zwei Signalleitungen 20 und 21 zum Piezosensor 13 führen.
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In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung gezeigt, bei der die beiden Kanäle 7 und 8 zunächst in Strömungsrichtung betrachtet voneinander separiert sind und in Strömungsrichtung nach dem Passieren des Piezosensors 13 und des Temperatursensors 14 mit einem gewissen Überstand der Trennwand 11 nachher in einem gemeinsamen weiteren Kanal zusammengeführt sind, in dem dann sowohl die Kühlluft 10 als auch das Medium 6 vermengt und weitertransportiert werden. Dieses Mediumgemisch in dem gemeinsam fortgeführten Kanal wird beispielsweise über ein Gebläse abgesaugt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gargerät
- 2
- Garraum
- 3
- Muffel
- 4
- Aufstelleinheit
- 5
- Gargut
- 6
- Medium
- 7
- Mediumkanal
- 8
- Kühlluftkanal
- 9
- Kühlluftgebläse
- 10
- Kühlluft
- 11
- Trennwand
- 12
- Außenseite
- 13
- Piezosensor
- 14
- Temperatursensor
- 15
- Verstärkereinheit
- 16
- Auswerteeinheit
- 17
- Verstärkungsfaktor
- 18, 19, 20, 21
- Signalleitungen
- 22
- Vorrichtung
