DE102019207978A1 - Household microwave device with detection device for detecting microwave leakage radiation - Google Patents
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Abstract
Ein Haushalts-Mikrowellengerät (1) weist einen Garraum (2) und mindestens eine Detektionseinrichtung (10, 11) zur Erfassung von Mikrowellen-Leckagestrahlung außerhalb des Garraums (2) auf, wobei die Detektionseinrichtung (10, 11) mindestens eine Antennenleitung (11), in der durch Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind, und eine mit der mindestens einen Antennenleitung (11) verbundene Auswerteschaltung (10), die zur Bestimmung von in der mindestens einen Antennenleitung (11) induzierten Wechselströmen ausgebildet ist, aufweist und wobei die mindestens eine Antennenleitung (11) mindestens eine weitere Funktion aufweist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen mit Mikrowellenfunktion und eigenständige Mikrowellenöfen.A household microwave appliance (1) has a cooking space (2) and at least one detection device (10, 11) for detecting microwave leakage radiation outside the cooking space (2), the detection device (10, 11) having at least one antenna line (11) , in which alternating currents can be induced by microwaves, and has an evaluation circuit (10) connected to the at least one antenna line (11) which is designed to determine alternating currents induced in the at least one antenna line (11), and wherein the at least one antenna line ( 11) has at least one other function. The invention is particularly advantageously applicable to baking ovens with a microwave function and stand-alone microwave ovens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen Garraum und mindestens eine Detektionseinrichtung zur Erfassung von Mikrowellen-Leckagestrahlung außerhalb des Garraums, wobei die Detektionseinrichtung mindestens eine Antennenleitung, in der durch Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind, und eine mit der mindestens einen Antennenleitung verbundene Auswerteschaltung, die zur Bestimmung von in der mindestens einen Antennenleitung induzierten Wechselströmen ausgebildet ist, aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben des Haushalts-Mikrowellengeräts. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen mit Mikrowellenfunktion und eigenständige Mikrowellenöfen.The invention relates to a household microwave appliance, having a cooking space and at least one detection device for detecting microwave leakage radiation outside the cooking space, the detection device having at least one antenna line in which alternating currents can be induced by microwaves and an evaluation circuit connected to the at least one antenna line, which is designed to determine alternating currents induced in the at least one antenna line. The invention also relates to a method for operating the household microwave appliance. The invention is particularly advantageously applicable to baking ovens with a microwave function and stand-alone microwave ovens.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitzustellen, eine Leckage von aus einem Garraum eines Haushalts-Mikrowellengeräts austretenden Mikrowellen festzustellen.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide an improved possibility of detecting a leakage of microwaves emerging from a cooking space of a domestic microwave appliance.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen Garraum und mindestens eine Detektionseinrichtung zur Erfassung von Mikrowellen-Leckagestrahlung außerhalb des Garraums, wobei
- - die Detektionseinrichtung mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung („Antennenleitung“), in der durch Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind, und eine mit der mindestens einen Antennenleitung verbundene Auswerteschaltung, die zur Bestimmung von in der mindestens einen Antennenleitung induzierten Wechselströmen ausgebildet ist, aufweist und wobei
- - die mindestens eine Antennenleitung mindestens eine weitere Funktion aufweist.
- the detection device has at least one electrically conductive line ("antenna line") in which alternating currents can be induced by microwaves, and an evaluation circuit connected to the at least one antenna line, which is designed to determine alternating currents induced in the at least one antenna line, and wherein
- - The at least one antenna line has at least one further function.
Das Haushalts-Mikrowellengerät kann ein Gargerät mit Mikrowellenfunktion sein, insbesondere ein Backofen mit zusätzlicher Mikrowellenfunktion, ein eigenständiges Mikrowellengerät oder ein Mikrowellengerät mit zusätzlichen IR-Heizelementen wie Widerstandsheizelementen, IR-Strahlern usw.The household microwave device can be a cooking device with a microwave function, in particular an oven with an additional microwave function, a stand-alone microwave device or a microwave device with additional IR heating elements such as resistance heating elements, IR radiators, etc.
Ein Haushalts-Mikrowellengerät weist typischerweise mindestens einen Mikrowellengenerator wie einen halbleiterbasierten Mikrowellengenerator oder ein Magnetron auf, um Mikrowellen zu erzeugen, mittels deren in dem Garraum befindliches Gut behandelbar oder beaufschlagbar ist. Die Mikrowellenfrequenz kann beispielsweise im Bereich von 915 MHz oder 2,45 GHz liegen. Der Mikrowellengenerator kann die Mikrowellen direkt oder über eine Mikrowellenführung in den Garraum einspeisen. Zudem können Mittel zur Verteilung der Mikrowellen in dem Garraum wie, insbesondere drehbare, Einspeiseantennen, Modenrührer, Wobbler usw. vorhanden sein. Die Erzeugung und Einleitung von Mikrowellen in den Garraum ist grundsätzlich gut bekannt und wird deshalb hier nicht weiter ausgeführt.A household microwave appliance typically has at least one microwave generator, such as a semiconductor-based microwave generator or a magnetron, in order to generate microwaves, by means of which the items located in the cooking space can be treated or acted upon. The microwave frequency can be in the range of 915 MHz or 2.45 GHz, for example. The microwave generator can feed the microwaves into the cooking space directly or via a microwave guide. In addition, means for distributing the microwaves in the cooking space, such as, in particular, rotatable feed antennas, mode stirrers, wobblers, etc., can be present. The generation and introduction of microwaves into the cooking space is generally well known and is therefore not discussed further here.
Die Mikrowellen-Detektionseinrichtung dient zur Erfassung von Mikrowellen-Leckagestrahlung außerhalb des Garraums, insbesondere von Mikrowellen-Leckagestrahlung in einem Bereich des Haushalts-Mikrowellengeräts zwischen einer Garraumwandung (im Folgenden auch als „Muffel“ bezeichnet) und einem äußeren Gehäuse, aber auch in Türspalten usw.The microwave detection device is used to detect microwave leakage radiation outside the cooking space, in particular microwave leakage radiation in an area of the household microwave device between a cooking space wall (hereinafter also referred to as “muffle”) and an outer housing, but also in door gaps, etc. .
Die Antennenleitung ist eine elektrisch leitfähige, insbesondere metallische, Leitung, z.B. eine Leiterbahn, Draht, Kabel usw., in die durch mittels des Mikrowellengenerators erzeugte Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind.The antenna line is an electrically conductive, in particular metallic, line, e.g. a conductor track, wire, cable, etc., into which alternating currents can be induced by the microwaves generated by the microwave generator.
Die Auswerteschaltung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Stärke eines in der mindestens einen Antennenleitung induzierten mikrowelleninduzierten Stroms zu bestimmen, der ein Maß für die Stärke der Leckage bzw. Leckrate ist. Die Auswerteschaltung kann ein oder mehrere elektrische und/oder elektronische Bauteile und/oder Funktionseinheiten wie Kondensatoren, Widerstände, Prozessoren (z.B. Mikrokontroller, ASICs, FPGAs), Gleichrichter, A/D-Wandler usw. aufweisen.The evaluation circuit is set up in particular to determine the strength of a microwave-induced current induced in the at least one antenna line, which is a measure of the strength of the leakage or leak rate. The evaluation circuit can have one or more electrical and / or electronic components and / or functional units such as capacitors, resistors, processors (e.g. microcontrollers, ASICs, FPGAs), rectifiers, A / D converters, etc.
Eine Auswerteschaltung kann in einer Weiterbildung mit genau einer Antennenleitung verbunden sein und daher nur diese Antennenleitung auswerten bzw. die Stärke eines in dieser Antennenleitung induzierten mikrowelleninduzierten Stroms bestimmen. Es ist eine alternative Weiterbildung, dass eine Auswerteschaltung mit mehreren Antennenleitungen verbunden ist. In diesem Fall können mehrere Antennenleitungen von der Auswerteschaltung gemeinsam ausgewertet werden. Die gemeinsame Auswertung ermöglicht die Bereitstellung einer besonders einfachen und preiswerten Detektionseinrichtung. Auch kann die abgedeckte oder erfassbare Detektionsfläche hierdurch zusätzlich vergrößert werden, so dass die Auswerteeinheit bei einer eventuellen Leckage noch eher ansprechen kann. In einer Weiterbildung können dazu mehrere Antennenleitungen elektrisch zusammengeführt werden und an einem gemeinsamen Knotenpunkt mit der Auswerteschaltung verbunden sein. Alternativ können mehrere Antennenleitungen mittels der gleichen Auswerteschaltung individuell ausgewertet werden, z.B. zeitlich getrennt oder parallel. Die individuelle Auswertung ermöglicht eine verbesserte Lokalisierung eines Leckstrahlungsherds.In one development, an evaluation circuit can be connected to precisely one antenna line and therefore only evaluate this antenna line or determine the strength of a microwave-induced current induced in this antenna line. It is an alternative development that an evaluation circuit is connected to several antenna lines. In this case, several antenna lines can be evaluated jointly by the evaluation circuit. The joint evaluation enables a particularly simple and inexpensive detection device to be provided. The covered or detectable detection area can also be enlarged as a result, so that the evaluation unit can respond earlier in the event of a leak. In a further development, several antenna lines can be electrically brought together for this purpose and connected to the evaluation circuit at a common node. Alternatively, several antenna lines can be evaluated individually using the same evaluation circuit, for example at different times or in parallel. The individual evaluation enables an improved localization of a leakage radiation source.
Alternativ kann das Haushalts-Mikrowellengerät mehrere z.B. mit jeweils einer Antennenleitung verbundene Auswerteschaltungen aufweisen. Diese können über das Haushalts-Mikrowellengerät verteilt angeordnet sein.Alternatively, the household microwave appliance can contain several e.g. each have evaluation circuits connected to an antenna line. These can be arranged distributed over the household microwave device.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Antennenleitung zumindest abschnittsweise mindestens eine weitere Funktion aufweist oder ausübt. Insbesondere kann so eine bereits zu einem anderen Zweck vorhandene elektrische Leitung zusätzlich als Antennenleitung genutzt werden. Eine die mindestens eine weitere Funktion aufweisende Leitung wäre damit auch dann in dem Gerät vorhanden, wenn sie nicht zur Detektion der Mikrowellenleckage genützt würde.It is a further development that the at least one antenna line has or performs at least one further function, at least in sections. In particular, an electrical line that is already present for another purpose can also be used as an antenna line. A line having the at least one further function would thus also be present in the device if it were not used to detect the microwave leakage.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine weitere Funktion eine Stromversorgungsfunktion zur Versorgung mindestens eines elektrischen Verbrauchers des Haushalts-Mikrowellengeräts mit elektrischer Energie und/oder eine Datenübertragungsfunktion umfasst. In anderen Worten ist mindestens eine Antennenleitung eine Stromversorgungsleitung für mindestens einen elektrischen Verbraucher und/oder eine Datenübertragungsleitung. Der zum Betreiben des Verbrauchers genutzte („Last-“) Strom kann ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein. Solche Antennenleitungen ergeben den Vorteil, dass sie typischerweise über ihre Länge gleich ausgebildet sind und/oder einen definierten, besonders geringen elektrischen Widerstand aufweisen. Dadurch wiederum kann eine besonders genaue und zuverlässige Erkennung oder Auswertung der darin mikrowelleninduzierten Wechselströme erreicht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass solche Antennenleitungen typischerweise Funktionseinheiten miteinander verbinden, welche sich in thermisch und/oder chemisch und/oder elektromagnetisch wenig belasteten Raumbereichen des Haushalts-Mikrowellengeräts befinden. Folglich kann auch die Auswerteschaltung ohne oder mit nur geringem Anpassungsaufwand an Endabschnitten der Antennenleitungen in diesen Bereichen angeordnet sein.In one embodiment, the at least one further function comprises a power supply function for supplying at least one electrical consumer of the household microwave appliance with electrical energy and / or a data transmission function. In other words, at least one antenna line is a power supply line for at least one electrical consumer and / or a data transmission line. The (“load”) current used to operate the consumer can be a direct current or an alternating current. Such antenna lines have the advantage that they are typically designed to be the same over their length and / or have a defined, particularly low electrical resistance. In this way, in turn, a particularly precise and reliable detection or evaluation of the microwave-induced alternating currents can be achieved. Another advantage is that such antenna lines typically connect functional units to one another, which are located in room areas of the household microwave appliance that are not exposed to much thermal and / or chemical and / or electromagnetic stress. Consequently, the evaluation circuit can also be arranged with little or no adaptation effort on end sections of the antenna lines in these areas.
Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, andere elektrisch leitfähige und beispielsweise eine mechanische Funktion erfüllende Komponenten des Haushalts-Mikrowellengeräts als Antennenleitungen zu nutzen, insbesondere längliche Komponenten, wie Streben, Befestigungsdrähte usw. In diesem Fall kann es nötig sein, die Komponenten durch zusätzliche Leitungsabschnitte in Form z.B. von Drähten zu der Auswerteschaltung hin zu verlängern, damit die Auswerteschaltung in einem thermisch und/oder chemisch wenig belasteten Raumbereich untergebracht werden kann und/oder um einen elektrischen Anschluss an die Auswerteschaltung zu ermöglichen. Die zusätzlichen Leitungsabschnitte können an die elektrisch leitfähigen Komponenten angelötet usw. sein.In principle, however, it is also possible to use other electrically conductive components of the household microwave device that fulfill a mechanical function, for example, as antenna cables, in particular elongated components such as struts, fastening wires, etc. Shape e.g. of wires to the evaluation circuit so that the evaluation circuit can be accommodated in a thermally and / or chemically less stressed area and / or to enable an electrical connection to the evaluation circuit. The additional line sections can be soldered to the electrically conductive components, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine elektrische Verbraucher ein Heizelement, eine Lichterzeugungseinrichtung, einen Motor, eine Stromversorgungseinrichtung und/oder eine Elektronik (z.B. eine Steuerplatine) usw. umfasst. Das Heizelement kann z.B. ein Widerstandsheizelement zum Heizen des Garraums oder eines Verdampfers sein. Die Lichterzeugungseinrichtung kann z.B. eine Lampe oder andere Beleuchtungsvorrichtung sein oder aufweisen, beispielsweise zur Beleuchtung des Garraums, von Bedienelementen oder von Dekorelementen. Der Motor kann z.B. ein Motor zum Bewegen einer Drehantenne, eines Bratenspießes, eines Lüfters, einer Klappe (z.B. einer Wrasenklappe), eines Drehtellers, einer Garraumtür, einer Pumpe usw. sein. Grundsätzlich ist der mindestens eine elektrische Verbraucher jedoch nicht darauf beschränkt und kann ein beliebiger anderer Verbraucher wie eine Bedienblende oder Komponente davon, eine Kamera, ein Kommunikationsmodul (z.B. ein WLAN- oder Ethernet-Modul) usw. sein.It is an embodiment that the at least one electrical consumer comprises a heating element, a light generating device, a motor, a power supply device and / or electronics (e.g. a control board) etc. The heating element can e.g. be a resistance heating element for heating the cooking space or an evaporator. The light generating device can e.g. be or have a lamp or other lighting device, for example to illuminate the cooking space, control elements or decorative elements. The motor can e.g. be a motor for moving a rotary antenna, a roasting spit, a fan, a flap (e.g. a vapor flap), a turntable, a cooking chamber door, a pump, etc. In principle, however, the at least one electrical consumer is not restricted to this and can be any other consumer such as a control panel or component thereof, a camera, a communication module (e.g. a WLAN or Ethernet module), etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Antennenleitung mindestens eine Datenübertragungsfunktion aufweist und mit mindestens einer keinen elektrischen Verbraueher darstellenden Funktionseinheit des Geräts verbunden ist, z.B. mit einem Sensor, einem Reed-Kontakt oder anderen Magnetschalter usw. Dieser Fall kann beispielsweise vorliegen, wenn die nicht stromverbrauchende Funktionseinheit ein Sensor ist, z.B. ein Temperatursensor, speziell Temperaturfühler. Jedoch gibt es auch Sensoren, die elektrische Verbraucher darstellen, beispielsweise Sauerstoffsensoren in Form von Lambdasonden, welche ein Heizelement aufweisen. Ist die keinen elektrischen Verbraucher darstellende Funktionseinheit ein Reed-Kontakt, könnte dieser in einer Variante nur Signalpegel schalten (wobei z.B. ein Mikrocontroller den Schaltzustand auswertet), in einer anderen Variante z.B. einen Erregerstrom einer Relaisspule. Die Verkabelungen beider Reed-Kontakte wären geeignete Antennenleitungen.It is an embodiment that at least one antenna line has at least one data transmission function and is connected to at least one functional unit of the device that does not represent an electrical consumer, e.g. with a sensor, a reed contact or other magnetic switch, etc. This case can exist, for example, when the functional unit that does not consume electricity is a sensor, e.g. a temperature sensor, especially temperature sensor. However, there are also sensors that represent electrical consumers, for example oxygen sensors in the form of lambda probes that have a heating element. If the functional unit that does not represent an electrical consumer is a reed contact, in one variant this could only switch signal levels (e.g. a microcontroller evaluates the switching state), in another variant e.g. an excitation current of a relay coil. The cabling of both reed contacts would be suitable antenna lines.
Auch kann eine elektrische Leitung als Antennenleitung eingerichtet sein oder genutzt werden, die sowohl der Stromversorgung als auch der Datenübertragung dient, z.B. durch Modulation eines Stromversorgungssignals mit einem Datensignal. Grundsätzlich kann ein elektrischer Verbraucher sowohl mit einer dedizierten Stromversorgungsleitung als auch mit einer dedizierten Datenleitung verbunden sein, von denen eine oder mehrere als Antennenleitung dienen können.An electrical line can also be set up or used as an antenna line, which serves both for power supply and for data transmission, e.g. by modulating a power supply signal with a data signal. In principle, an electrical consumer can be connected both to a dedicated power supply line and to a dedicated data line, one or more of which can serve as an antenna line.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Antennenleitung mindestens einen Abschnitt aufweist, dessen Form und/oder Position (nur) durch die Funktion der Antennenleitung zur Erfassung der Mikrowellen-Leckagestrahlung bestimmt ist. Dieser Abschnitt trägt also nicht zur Durchführung der weiteren Funktion der Antennenleitung bei oder kann sich darauf sogar (wenn auch typischerweise nur geringfügig) negativ auswirken. Der Vorteil eines solchen Abschnitts besteht darin, dass er auf eine verbesserte Detektion von Mikrowellen-Leckagestrahlung hin geformt und/oder verlegt ist und damit deren besonders zuverlässige Detektion ermöglicht. Der Abschnitt kann beispielsweise durch oder um Bereiche von Öffnungen einer Garraumwandung gelegt sein. Durch die erhöhte Länge wird sein ohmscher Widerstand vergrößert, was aber nur eine vernachlässigbar geringe oder praktisch keine Auswirkung auf seine Stromleitungs- und/oder Datenübertragungsfunktion zu haben braucht. Auch kann der Abschnitt verschlungen (z.B. mäanderförmig) geformt sein.It is an embodiment that at least one antenna line has at least one section, the shape and / or position of which is determined (only) by the function of the antenna line for detecting the microwave leakage radiation. This section therefore does not contribute to the implementation of the further function of the antenna line or can even have a negative effect on it (even if typically only slightly). The advantage of such a section is that it is shaped and / or relocated for improved detection of microwave leakage radiation and thus enables its particularly reliable detection. The section can for example be placed through or around areas of openings in a cooking chamber wall. Due to the increased length, its ohmic resistance is increased, but this need only have a negligibly small or practically no effect on its power line and / or data transmission function. The section can also be twisted (for example, meander-shaped).
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Antennenleitung mindestens eine Länge von mindestens 800 mm, insbesondere von mindestens 1000 mm, insbesondere von mindestens 1500 mm, insbesondere von mindestens 2000 mm aufweist. Eine so hohe Länge ergibt den Vorteil, dass möglichst viele/große Bereiche im Inneren des Gehäuses des Haushalts-Mikrowellengeräts mit einer Antennenleitung überdeckt werden können und dadurch örtlich verteilte Leckstrahlungsherde mit einer geringen Anzahl an Antennenleitungen sensiert oder detektiert werden können.It is an embodiment that at least one antenna line has a length of at least 800 mm, in particular of at least 1000 mm, in particular of at least 1500 mm, in particular of at least 2000 mm. Such a long length has the advantage that as many / large areas as possible inside the housing of the household microwave device can be covered with an antenna line and locally distributed sources of leakage radiation can be sensed or detected with a small number of antenna lines.
Da die Leckstrahlungsherde nicht nur örtlich verteilt sind, sondern oft auch zeitlich unterschiedlich stark abstrahlen (beispielsweise aufgrund von zeitlich unterschiedlicher Modenverteilung im Garraum durch Bewegung einer Einspeiseantenne, eines Modenrührers und/oder eines Drehtellers), ist es vorteilhaft, dass die Antennenleitung eine örtlich und ggf. auch zeitlich aufintegrierende Eigenschaft aufweist. Die Superposition der verschieden eingestrahlten Mikrowellensignale ergibt dann das am Mikrowellensensor anliegende Summensignal. Diese Superposition ist umso stärker ausgeprägt, je länger die Antennenleitung ist.Since the sources of leakage radiation are not only spatially distributed, but often also radiate at different rates over time (for example, due to a different mode distribution in the cooking chamber due to the movement of a feed antenna, a mode stirrer and / or a turntable), it is advantageous that the antenna line has a locally and possibly . Also has a time-integrating property. The superposition of the different radiated microwave signals then results in the sum signal applied to the microwave sensor. This superposition is more pronounced the longer the antenna cable is.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Mikrowellen-Detektionseinrichtung zusätzlich mindestens eine elektrisch leitfähige Leitung, in der durch Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind, aufweist, die mit der Auswerteschaltung verbunden ist und die keine weitere signalleitende (d.h., keine Strom und/oder Daten leitende) Funktion aufweist, insbesondere keine weitere Funktion aufweist. Eine solche Leitung wird im Folgenden als „Schnüffelleitung“ bezeichnet. Die Schnüffelleitung ist also nur zum Zweck der Detektion einer mikrowellenbasierten Induktion verlegt. Das Haushalts-Mikrowellengerät kann folglich so ausgebildet sein, dass die Auswerteschaltung mit mindestens einer Antennenleitung (die auch mindestens eine weitere Funktion erfüllt) und mit mindestens einer Schnüffelleitung (ohne dedizierte weitere Funktion) verbunden ist. Das Vorsehen einer Schnüffelleitung ergibt den Vorteil, dass sie besonders variabel in dem Gerät verlegbar ist, z.B. weil sie an einem Ende funktional mit der Auswerteschaltung verbunden ist, aber das andere Ende ein frei positionierbares Ende ist. Eine Schnüffelleitung kann grundsätzlich analog zu einer Antennenleitung ausgebildet und/oder angeschlossen sein. Als Schnüffelleitung kann z.B. ein Draht, ein Kabel, eine auf einem Substrat aufgebrachte Leiterbahn usw. verwendet werden.It is an embodiment that the microwave detection device additionally has at least one electrically conductive line in which alternating currents can be induced by microwaves, which is connected to the evaluation circuit and which has no further signal-conducting (ie no current and / or data-conducting) function has, in particular has no further function. Such a line is referred to below as a "sniffer line". The sniffer line is only laid for the purpose of detecting microwave-based induction. The household microwave appliance can consequently be designed such that the evaluation circuit is connected to at least one antenna line (which also fulfills at least one further function) and to at least one sniffer line (without a dedicated further function). Providing a sniffer line has the advantage that it can be laid in the device in a particularly variable manner, e.g. because it is functionally connected to the evaluation circuit at one end, but the other end is a freely positionable end. A sniffer line can basically be designed and / or connected analogously to an antenna line. As a sniffer line, e.g. a wire, a cable, a conductor track applied to a substrate, etc. can be used.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Auswerteschaltung eine eigenständige Komponente des Haushalts-Mikrowellengeräts ist, von einer Steuereinrichtung getrennt angeordnet ist und über mindestens eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist. So wird der Vorteil erreicht, dass mindestens eine Auswerteschaltung besonders flexibel in dem Haushalts-Mikrowellengerät positionierbar ist. Die Auswerteschaltung kann als Ausgangssignal oder Ausgangsinformation insbesondere Information über die Stärke des mikrowelleninduzierten Wechselstroms liefern. Das Ausgangssignal oder die Ausgangsinformation kann in analoger oder digitaler Form vorliegen. Das Ausgangssignal oder die Ausgangsinformation kann von der Steuereinrichtung zur Beurteilung verwendet werden, ob mindestens eine mit der Stärke der Leckrate zusammenhängende Aktion ausgelöst werden soll, wie weiter unten genauer beschrieben ist.It is a further development that at least one evaluation circuit is an independent component of the household microwave appliance, is arranged separately from a control device and is connected to the control device via at least one signal line. This has the advantage that at least one evaluation circuit can be positioned particularly flexibly in the household microwave appliance. As an output signal or output information, the evaluation circuit can in particular provide information about the strength of the microwave-induced alternating current. The output signal or the output information can be in analog or digital form. The output signal or the output information can be used by the control device to assess whether at least one action associated with the strength of the leak rate should be triggered, as will be described in more detail below.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung in eine Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Auswerteschaltung in einem Raumbereich untergebracht ist, der zur Unterbringung elektrischer und/oder elektronischer Komponenten besonders gut geeignet bzw. vorgesehen ist. Dies ist besonders vorteilhaft, falls die Steuereinrichtung in einem besonders geschützten Fach, Abteil oder Kompartment untergebracht ist, das beispielsweise thermisch isoliert und/oder zur Kühlung der Auswerteeinheit belüftet ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Signalwege zwischen Auswerteschaltung und Steuereinrichtung besonders kurz und damit störunanfällig sind. Insbesondere können die Ausgangssignale oder Ausgangsinformation direkt zu einem Prozessor (z.B. einem Mikrokontroller, FPGA, ASIC usw.) der Steuereinrichtung geleitet werden. Noch ein Vorteil beruht darin, dass von der Steuereinrichtung typischerweise mehrere elektrische Leitungen (Stromversorgungsleitungen und/oder Datenleitungen) zu Verbrauchern abgehen, so dass die Positionierung der Auswerteschaltung an der Steuereinrichtung besonders kurze Wege von der mindestens einen Antennenleitung zu der Auswerteschaltung ermöglicht.It is an embodiment that the evaluation circuit is integrated in a control device of the household microwave appliance. This has the advantage that the evaluation circuit is accommodated in a spatial area which is particularly well suited or provided for accommodating electrical and / or electronic components. This is particularly advantageous if the control device is accommodated in a specially protected compartment, compartment or compartment which is, for example, thermally insulated and / or ventilated to cool the evaluation unit. Another advantage is that the signal paths between the evaluation circuit and the control device are particularly short and therefore not susceptible to interference. In particular, the output signals or output information can be passed directly to a processor (for example a microcontroller, FPGA, ASIC, etc.) of the control device. Another advantage is that a plurality of electrical lines (power supply lines and / or data lines) typically lead from the control device to consumers, so that the positioning of the evaluation circuit on the control device is particularly short distances from the allows at least one antenna line to the evaluation circuit.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung so in die Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist, dass sie eine eigenständige bauliche Einheit ist (z.B. eine eigene Platine oder Leiterplatte aufweist), die an der Leiterplatte oder Platine der Steuereinrichtung befestigt ist, z.B. durch Lötverbindung(en), einen Steckplatz usw.It is a further development that the evaluation circuit is integrated into the control device of the household microwave appliance in such a way that it is an independent structural unit (e.g. has its own circuit board or printed circuit board) which is attached to the circuit board or circuit board of the control device, e.g. by soldering connection (s), a slot, etc.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung so in die Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist, dass eine Leiterplatte der Steuereinrichtung mit den Bauteilen der Auswerteschaltung bestückt ist.It is a further development that the evaluation circuit is integrated into the control device of the household microwave appliance in such a way that a circuit board of the control device is equipped with the components of the evaluation circuit.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung soweit funktional in die Steuereinrichtung integriert ist, dass ein Prozessor der Steuereinrichtung auch die Auswertung der Antennenleitung(en) übernimmt. Es wird dann vorteilhafterweise keine gesonderte oder gesondert hergestellte Auswerteschaltung mehr benötigt.It is a further development that the evaluation circuit is functionally integrated into the control device to the extent that a processor of the control device also takes over the evaluation of the antenna line (s). Advantageously, there is then no longer any need for a separate or separately manufactured evaluation circuit.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung über mindestens eine Leiterbahn einer Leiterplatte der Steuereinrichtung mit der mindestens einen Antennenleitung verbunden ist. So wird eine besonders einfache, platzsparende und robuste Anbindung der Auswerteschaltung an die mindestens eine Leiterbahn ermöglicht. Eine Antennenleitung wird dabei insbesondere an die Platine geführt und dort mit der Leiterbahn verbunden, z.B. durch Lötstellen, Klemmen, Stecker usw.In one embodiment, the evaluation circuit is connected to the at least one antenna line via at least one conductor track on a circuit board of the control device. This enables a particularly simple, space-saving and robust connection of the evaluation circuit to the at least one conductor track. In particular, an antenna line is led to the circuit board and connected there to the conductor track, e.g. by soldering points, terminals, plugs, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung über einen Koppelkondensator mit der mindestens einen Antennenleitung verbunden ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Antennenleitung galvanisch von der Auswerteschaltung getrennt ist, aber Wechselstromsignale durch den Koppelkondensator übertragbar sind. Durch den Koppelkondensator wird also eine Gleichspannungsabtrennung zwischen Antennenleitung und Auswerteschaltung erreicht. Insbesondere ist ein Anschluss des Koppelkondensators elektrisch mit mindestens einer Antennenleitung und der andere Anschluss mit der Auswerteschaltung elektrisch verbunden. Der Koppelkondensator kann auch einen Teil der Auswerteschaltung darstellen.It is an embodiment that the evaluation circuit is connected to the at least one antenna line via a coupling capacitor. This has the advantage that the antenna line is galvanically isolated from the evaluation circuit, but alternating current signals can be transmitted through the coupling capacitor. The coupling capacitor thus achieves a DC voltage separation between the antenna line and the evaluation circuit. In particular, one connection of the coupling capacitor is electrically connected to at least one antenna line and the other connection is electrically connected to the evaluation circuit. The coupling capacitor can also represent part of the evaluation circuit.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Koppelkondensator eine Komponente eines Hochpassfilters ist. So wird der Vorteil erreicht, dass die vergleichsweise hochfrequenten mikrowelleninduzierten Wechselströme (die z.B. eine Frequenz im Bereich der Mikrowellenfrequenz aufweisen können) zu der Auswerteschaltung durchgelassen werden, während niederfrequente Wechselströme, wie sie z.B. typischerweise für eine Stromversorgung eines Verbrauchers mit Wechselstrom verwendet werden (z.B. mit einer Netzfrequenz von 50 Hz), nicht durchgelassen werden. Dadurch wird eine Störung des Messsignals der Mikrowellen-Leckagestrahlung durch elektrische Ströme in den Antennenleitungen mit niedrigeren Frequenzen verhindert, was wiederum eine Auswertegenauigkeit erhöht.It is an embodiment that the coupling capacitor is a component of a high-pass filter. This has the advantage that the comparatively high-frequency microwave-induced alternating currents (which e.g. can have a frequency in the range of the microwave frequency) are allowed to pass through to the evaluation circuit, while low-frequency alternating currents, such as those e.g. are typically used to supply a load with alternating current (e.g. with a mains frequency of 50 Hz), cannot be let through. This prevents the measurement signal of the microwave leakage radiation from being disturbed by electrical currents in the antenna lines with lower frequencies, which in turn increases the accuracy of the evaluation.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Koppelkondensator zusammen mit einem insbesondere geerdeten ohmschen Widerstand den Hochpassfilter bildet. Der Widerstand kann eine Komponente der Auswerteschaltung sein, z.B. deren Eingangswiderstand.It is a further development that the coupling capacitor forms the high-pass filter together with a particularly grounded ohmic resistor. The resistance can be a component of the evaluation circuit, e.g. their input resistance.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Hochpassfilter zusätzlich einen mit dem Koppelkondensator verbundenen Widerstand, insbesondere Eingangswiderstand, aufweist und der Koppelkondensator eine Kapazität der Größe
Diese Formel ergibt sich aus einer komplexen Übertragungsfunktion I, die das Verhältnis einer von dem Hochpassfilter weitergegebenen Spannung U2 zu der auf der überwachten oder angezapften Antennenleitung anliegenden Spannung U1 wiedergibt (GI.2):
Da hier nur der Betrag der Übertragungsfunktion (und nicht deren Phasenlage) interessiert, folgt (GI.3):
Für die Auswahl und Dimensionierung des Koppelkondensators
Daraus ergibt sich die vorteilhafte Größe des Kapazitätswerts
Ist eine Schnüffelleitung an die Auswerteschaltung angeschlossen, braucht diese nicht durch einen Koppelkondensator von der Auswerteschaltung galvanisch getrennt zu sein. Auch kann auf das Vorsehen eines Hochpassfilters verzichtet werden. Alternativ ist auch die Schnüffelleitung über einen Koppelkondensator und/oder einen Hochpassfilter angeschlossen.If a sniffer line is connected to the evaluation circuit, it does not need to be galvanically separated from the evaluation circuit by a coupling capacitor. The provision of a high-pass filter can also be dispensed with. Alternatively, the sniffer line is also connected via a coupling capacitor and / or a high-pass filter.
Die durch die Auswerteschaltung bestimmten Ausgangs- oder Berechnungswerte, welche ein Maß für die Mikrowellen-Leckage darstellen, können von der Steuereinrichtung bewertet werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät, insbesondere dessen Steuereinrichtung, dazu eingerichtet ist, beruhend auf einer bestimmten oder berechneten Stärke des in mindestens einer Antennenleitung mikrowelleninduzierten Wechselstroms mindestens eine Aktion auszulösen. So wird der Vorteil erreicht, dass automatisch auf eine zu hohe Leckrate reagiert werden kann. Beispielsweise kann bei Überschreitung eines Grenzwertes der Berechnungswerte die Steuereinrichtung eine Meldung an einen Nutzer und/oder an einen Kundendienst ausgeben und/oder das Haushalts-Mikrowellengerät abschalten.The output or calculation values determined by the evaluation circuit, which represent a measure of the microwave leakage, can be evaluated by the control device. One embodiment is that the household microwave appliance, in particular its control device, is set up to trigger at least one action based on a specific or calculated strength of the alternating current induced by the microwave in at least one antenna line. This has the advantage that it is possible to react automatically to an excessively high leak rate. For example, if a limit value for the calculation values is exceeded, the control device can output a message to a user and / or to a customer service and / or switch off the household microwave appliance.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Berechnungswerte abgespeichert werden, z.B. durch die Steuereinrichtung, insbesondere in einem Datenspeicher des Haushalts-Mikrowellengeräts und/oder in einer externen Instanz wie einem Netzwerkserver. Es können Berechnungswerte nur des letzten Betriebsablaufs und/oder Berechnungswerte mehrerer Betriebsabläufe abgespeichert werden. Durch ihre Abspeicherung ergibt sich der Vorteil, dass die Berechnungswerte auswertbar sind, um einen Verlauf der Leckrate über die Zeit und somit eine eventuelle Drift besonders zuverlässig detektieren zu können.It is a further development that the calculation values are stored, e.g. by the control device, in particular in a data memory of the household microwave appliance and / or in an external entity such as a network server. Calculation values can only be saved from the last operating sequence and / or calculation values from several operating sequences. Saving them has the advantage that the calculation values can be evaluated in order to be able to detect a progression of the leak rate over time and thus any drift in a particularly reliable manner.
Es ist eine Weiterbildung, dass über Ferndatenübermittlung der Berechnungswerte die Qualitätslage der ausgelieferten Geräte mitverfolgt werden kann und eine prospektive Abschätzung des künftigen Service-Bedarfs möglich ist. Durch Auslesen der gespeicherten Daten kann der Kundendienst feststellen, ob eine Abschaltung eines Mikrowellengeräts auf eine erhöhte Leckrate im Gerät zurückzuführen ist, und somit Fehlerursachen eingrenzen. Auch können Alterungserscheinungen im Gerät / an Bauteilen (z.B. dem Magnetron) festgestellt und bewertet werden.It is a further development that the quality of the delivered devices can be tracked via remote data transmission of the calculation values and a prospective assessment of future service requirements is possible. By reading out the stored data, customer service can determine whether a shutdown of a microwave device is due to an increased leak rate in the device, and thus narrow down the causes of the error. Aging phenomena in the device / on components (e.g. the magnetron) can also be determined and assessed.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts, insbesondere wie oben beschrieben, bei dem über mindestens eine elektrische Leitung („Antennenleitung“) elektrische Nutzsignale (insbesondere Lastströme und/oder Datensignale) zu und/oder von mindestens einer Funktionseinheit des Haushalts-Mikrowellengeräts übertragen werden (insbesondere von und/oder zu einer Steuereinrichtung des Geräts) und von dieser mindestens einen Antennenleitung mikrowelleninduzierte Wechselströme abgegriffen (z.B. mittels einer Auswerteschaltung) und ausgewertet werden (z.B. mittels der Auswerteschaltung oder der Steuereinrichtung).The object is also achieved by a method for operating a household microwave device, in particular as described above, in which electrical useful signals (in particular load currents and / or data signals) to and / or from at least one functional unit via at least one electrical line (“antenna line”) of the household microwave device (in particular from and / or to a control device of the device) and from this at least one antenna line microwave-induced alternating currents are tapped (e.g. by means of an evaluation circuit) and evaluated (e.g. by means of the evaluation circuit or the control device).
Das Verfahren kann analog zu dem obigen Haushalts-Mikrowellengerät ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.The method can be designed analogously to the above household microwave appliance and produces the same advantages.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
-
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Mikrowellengerät; -
2 zeigt in Draufsicht eine Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts aus1 mit einer Auswerteschaltung; und -
3 zeigt eine alternative Auswerteschaltung für das Haushalts-Mikrowellengerät aus1 .
-
1 shows, as a sectional illustration in side view, a household microwave appliance; -
2 shows a plan view of a control device of the domestic microwave appliance1 with an evaluation circuit; and -
3 shows an alternative evaluation circuit for the household microwave device1 .
Ferner ist eine Bedieneinrichtung
In die Steuereinrichtung
Die Antennenleitung
Die Antennenleitung
Das Haushalts-Mikrowellengerät
Die elektrischen Leitungen
Insbesondere ist die Auswerteschaltung
Die Auswerteschaltung
Der Koppelkondensator
Das - z. B. analoge - Ausgangssignal der Auswerteschaltung
Die Steuereinrichtung
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich Leckageherde in oder an der Muffel
Die Ausgangssignale der Auswerteschaltung
Anstelle des in
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
So können auch mehrere Antennenleitungen
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.In general, “a”, “a” etc. can be understood as a singular or a plurality, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one" etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.A number can also include exactly the specified number and a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Haushalts-MikrowellengerätHousehold microwave oven
- 22
- GarraumCooking space
- 33
- MuffelGrouch
- 44th
- Türdoor
- 55
- MikrowellengeneratorMicrowave generator
- 66th
- BedieneinrichtungControl device
- 77th
- DrehtellerTurntable
- 88th
- Motorengine
- 99
- SteuereinrichtungControl device
- 1010
- AuswerteschaltungEvaluation circuit
- 1111
- AntennenleitungAntenna cable
- 1212
- Gehäusecasing
- 1313
- SchnüffelleitungSniffer line
- 1414th
- LeiterplatteCircuit board
- 1515th
- Elektrische LeitungElectrical line
- 1616
- AnschlusspunktConnection point
- 1717th
- LeiterbahnTrack
- 1818th
- Prozessorprocessor
- 1919th
- KoppelkondensatorCoupling capacitor
- 2020th
- Widerstandresistance
- 2121st
- AuswerteschaltungEvaluation circuit
- 2222nd
- Erste SpuleFirst coil
- 2323
- Diodediode
- 2424
- Zweiter KondensatorSecond capacitor
- 2525th
- Zweite SpuleSecond coil
- AA.
- AusschnittCutout
- CC.
- KapazitätswertCapacity value
- C2C2
- KapazitätswertCapacity value
- RR.
- WiderstandswertResistance value
- L1L1
- InduktivitätswertInductance value
- L2L2
- InduktivitätswertInductance value
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- DE 2029559 A1 [0004]DE 2029559 A1 [0004]
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