DE10340146A1 - Process for evaluating a gas for controlling an oven with respect to its gas content comprises subtracting the measured actual signal pattern from a stored final signal pattern and plotting a curve from the results - Google Patents

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Abstract

Process for evaluating a gas (24) comprises subtracting the measured actual signal pattern from a stored final signal pattern and plotting a curve from the results. The amount of the surface is calculated from the curve. On reaching a minimum of the amount of surface the actual signal pattern corresponds to the stored final signal pattern. An independent claim is also included for a device for carrying out the process.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technikfield of use and state of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung eines Gases und eine hierfür geeignete Vorrichtung. Insbesondere soll damit ein Elektrogerät entsprechend einem Gasgehalt oder einer Gaserzeugung gesteuert werden, beispielsweise ein Backofen.The The invention relates to a method for evaluating a gas and one for this suitable device. In particular, it should be an electrical appliance accordingly a gas content or a gas generation are controlled, for example an oven.

Aus der DE 103 07 247 A1 ist es bekannt, einen Gassensor an einem Elektrogerät anzuordnen. Das Elektrogerät ist hierbei eine Dunstabzugshaube, welche anhand des Gases den Betriebszustand eines Kochfeldes darunter erkennen kann.From the DE 103 07 247 A1 It is known to arrange a gas sensor on an electrical appliance. The electrical appliance here is an extractor hood, which can detect the operating state of a hob below it using the gas.

Aus der DE 102 32 133 A1 ist es bekannt, Backmischungen mit Zusatzstoffen zu versehen, welche eine Gaserzeugung mit bestimmten Charakteristika bewirken. Diese Charakteristika können dann durch entsprechende Gassensoren sowie eine Auswertung erkannt werden. Daraus sind Rückschlüsse auf den Zustand, insbesondere eine erfolgte Zubereitung, möglich.From the DE 102 32 133 A1 It is known to provide baking mixes with additives that cause gas generation with certain characteristics. These characteristics can then be detected by appropriate gas sensors and an evaluation. From this it is possible to draw conclusions about the condition, in particular a preparation that has taken place.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist in der Regel der Aufwand für die Sensoren sehr hoch. Des weiteren ist es bislang noch nicht zufriedenstellend genau gelungen, anhand von Gaszusammensetzungen beispielsweise auf den Zustand eines Nahrungsmittels zu schließen bzw. so einen Backofen oder ein Kochfeld zu steuern.at the known devices is usually the cost of the sensors very high. Furthermore, it is not yet satisfactorily accurate succeeded in using gas compositions, for example, on the Condition of a food close or so an oven or to control a hob.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können und insbesondere Gaszusammensetzungen ausgewertet und zur Steuerung eines Elektrogerätes verwendet werden können.Of the Invention is based on the object, an aforementioned method and one for implementation the method to provide suitable means by which the Disadvantages of the prior art can be eliminated and especially gas compositions evaluated and for control of an electrical appliance can be used.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Is solved this object by a method having the features of the claim 1 and a device with the features of claim 16. Advantageous As well as preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and will be closer in the following explained. The wording of the claims is by express Reference made to the content of the description.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Sensor zur Gewinnung eines Signalmusters vorgesehen ist, wobei der Sensor jeweils auf die gewünschten oder charakteristischen Gase anspricht. Vorteilhaft können dies reduzierend wirkende Gase sein. Solche Gase entstehen insbesondere bei Garprozessen in einem Backofen, beispielsweise beim Backen von Kuchen. Erfindungsgemäß werden End-Signalmuster gespeichert bzw. liegen in gespeicherter Form vor. Jeweils aktuell mit dem Sensor gemessene Signalmuster werden von dem End-Signalmuster subtrahiert. Dadurch entsteht eine Kurve, zumindest in rechnerischer Form. Der Betrag der Fläche unter der Kurve wird berechnet, welche der Differenz zwischen End-Signalmuster und aktuell gemessenem Signalmuster entspricht. Erreicht der Betrag der Fläche ein Minimum bzw. steigt er danach wieder an, wird in einer Steuerung festgelegt, dass das aktuelle Signalmuster dem gespeicherten End-Signalmuster entspricht bzw. das End-Signalmuster als erreicht gilt. Somit gilt ein dem End-Signalmuster entsprechender Zustand als erreicht oder ein zugeordneter Prozess als abgeschlossen.According to the invention, it is provided a sensor is provided for obtaining a signal pattern, wherein the sensor in each case to the desired or characteristic Gases responsive. Can be advantageous this be reducing gases. Such gases arise in particular in cooking processes in an oven, for example, when baking Cake. According to the invention end signal pattern stored or stored in stored form. Always up-to-date signal patterns measured by the sensor are derived from the final signal pattern subtracted. This creates a curve, at least mathematically Shape. The amount of the area below the curve is calculated which is the difference between end signal patterns and currently measured signal pattern. Reached the amount of area a minimum or he rises again thereafter, is in a control set the current signal pattern to the stored end signal pattern corresponds or the end signal pattern is considered reached. Thus applies a the final signal pattern corresponding state as reached or an associated process as finished.

Somit ist im Rahmen der Erfindung zwar ein gewisser Rechenaufwand notwendig. Dieser kann allerdings mit moderner Signalelektronik relativ leicht durchgeführt werden. Des weiteren kann durch dieses Verfahren des Vergleichs zwischen End-Signalmuster und aktuell gemessenem Signalmuster das Problem überwunden werden, dass das End-Signalmuster in den seltensten Fällen exakt erreicht wird. Hierfür sind, insbesondere bei Nahrungsmitteln, die Signalabweichungen aufgrund von Inhaltsvariationen zu groß.Consequently Although a certain amount of computation is necessary within the scope of the invention. However, this can be done relatively easily with modern signal electronics. Furthermore, by this method of comparison between End signal pattern and currently measured signal pattern overcome the problem be that the final signal pattern in the rarest cases exactly is reached. Therefor are, especially in food, the signal deviations due to of content variations too big.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren sozusagen in mehreren Stufen erfolgt. Dies bedeutet, dass während eines Betriebs eines Elektrogerätes ein jeweils unterschiedliches End-Signalmuster mehrfach erreicht wird. Dies bedeutet, dass sozusagen mehrere Punkte von verschiedenen Zuständen angesteuert werden. Anhand dessen kann ein ablaufender Garprozess, der teilweise sehr komplex sein kann, besser erfasst werden.In An embodiment of the invention can be provided that the Procedure, so to speak in several stages. This means that while an operation of an electrical appliance reaches a different end signal pattern multiple times becomes. This means that, as it were, several points of different states be controlled. Based on this, a running cooking process, which can sometimes be very complex, better captured.

Zur Erstellung des gemessenen Signalmusters ist es von Vorteil, wenn die Messwerte auf einen Wert normiert werden. Dies kann insbesondere ein Mittelwert sein. Eine entsprechende Normierung kann auch für die End-Signalmuster erstellt werden, so dass deren Vergleichbarkeit gewährleistet ist.to Creating the measured signal pattern, it is advantageous if the measured values are standardized to a value. This can be special be an average. A corresponding normalization can also be used for the end signal pattern be created to ensure their comparability is.

Des weiteren ist es wichtig, dass für den Betrieb bei einer in etwa gleichbleibenden Sensortemperatur die Empfindlichkeit für eine bestimmte Gasart eingestellt werden sollte. Dies ist jedoch in der Praxis selten durchführbar. Somit ist es von Vorteil, wenn eine dynamische Betriebsweise des Sensors verwendet wird. Dies bedeutet, dass der Sensor einen Temperaturzyklus mehrfach durchläuft. Dabei wird der Sensor jeweils zunächst aufgeheizt und kühlt dann wieder ab. Sowohl das Aufheizen als auch das Abkühlen können mit konstanter Steigung, in Sprüngen oder in einem anderen vorgebbaren Zeitverkauf erfolgen. In Abständen, welche regelmäßig oder unregelmäßig sein können, wird das Sensorsignal aufgenommen. Dabei kann beispielsweise mindestens jede Sekunde eine Messung vorgenommen werden. Ein Temperaturzyklus kann beispielsweise 10 Sekunden bis 120 Sekunden dauern, vorteilhaft ca. 30 Sekunden bis 60 Sekunden.Furthermore, it is important that the sensitivity for a particular type of gas should be adjusted for operation at an approximately constant sensor temperature. However, this is rarely practicable in practice. Thus, it is advantageous if a dynamic mode of operation of the sensor is used. This means that the sensor goes through a temperature cycle several times. It will The sensor is first heated and then cooled again. Both heating and cooling can be done with constant slope, in jumps or in some other predeterminable time sale. At intervals, which may be regular or irregular, the sensor signal is recorded. In this case, for example, a measurement can be made at least every second. A temperature cycle may take, for example, 10 seconds to 120 seconds, advantageously about 30 seconds to 60 seconds.

Aus einem vollständigen Durchlaufen eines Temperaturzyklus bzw. aus den sich dabei ergebenden Messwerten kann ein Signalmuster gewonnen werden. Dieses Signalmuster beschreibt sozusagen den Messwert zum jeweiligen Zeitpunkt. Somit entspricht im vorliegenden Fall ein Signalmuster einen einzigen Messwert bzw. wird einem solchen gleich gesetzt.Out a complete one Go through a temperature cycle or from the resulting Measured values can be obtained a signal pattern. This signal pattern describes, so to speak, the measured value at the respective time. Consequently In the present case, a signal pattern corresponds to a single one Measured value or is set equal to one.

End-Signalmuster können in einer Datenbank hinterlegt sein und zum Vergleich mit einem aktuell gemessenen Signalmuster abgerufen werden. Dabei sollte einem gespeicherten End-Signalmuster eine bestimmte Information zugeordnet sein. Diese bestimmte Information betrifft vorteilhaft den Zustand des Elektrogerätes oder eines damit zubereiteten Nahrungsmittels beispielsweise.End signal pattern can be stored in a database and compared with a current one measured signal pattern are retrieved. It should have a stored End signal pattern to be assigned a specific information. This particular Information advantageously relates to the state of the electrical appliance or for example, a food prepared therewith.

Der Sensor selber sollte für die Erkennung von Gasen ausgelegt sein, welche bei einem Garprozess von Nahrungsmittel entstehen, insbesondere in einem Backofen. Eine Möglichkeit hierfür sind Festkörper-Elektrolytsensoren oder Metalloxidsensoren. Diese haben sich für ähnliche Anwendungen in der Praxis bewährt. Ein Festkörper-Elektrolytsensor kann beispielsweise Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkondioxid als Elektrolyt aufweisen. Der ursprüngliche Sinn der Stabilisierung durch Yttriumoxid ist das Verhindern einer Phasenumwandlung, was wiederum zu einer verbesserten thermomechanischen Stabilität führt. Diese Stabilisierung führt jedoch auch zu Sauerstoffdefekten im Kristallgitter. Die dadurch bedingte erhöhte Leitfähigkeit durch Sauerstoffionen ist die Voraussetzung, dass das Material überhaupt als Elektrolyt eingesetzt werden kann. Durch die Wahl des Elektrodenmaterials und der Betriebstemperatur des Sensors wird die Empfindlichkeit für unterschiedliche Gase eingestellt. Insofern ist hierfür auch die oben genannte dynamische Betriebsweise besonders geeignet.Of the Sensor itself should be for the detection of gases to be designed, which in a cooking process arise from food, especially in an oven. A possibility therefor are solid-state electrolyte sensors or metal oxide sensors. These have become similar applications in practice proven. A solid-state electrolyte sensor can For example, yttria-stabilized zirconia as the electrolyte exhibit. The original meaning the stabilization by yttria is the prevention of phase transformation, which in turn leads to improved thermomechanical stability. These Stabilization leads but also to oxygen defects in the crystal lattice. The result conditional increased conductivity By oxygen ions is the requirement that the material at all can be used as electrolyte. By choosing the electrode material and the operating temperature of the sensor becomes the sensitivity for different Gases set. In this respect, this is also the above dynamic Operation particularly suitable.

Bei Metalloxidsensoren wird die elektrische Leitfähigkeit durch die Anlagerung von Gasatomen beeinflusst. Für besonders hohe Temperaturen sind beispielsweise Galliumoxidsensoren geeignet. Auch hier kann durch die oben beschriebene dynamische Betriebsweise die Empfindlichkeit für unterschiedliche Gase eingestellt werden.at Metal oxide sensors will increase the electrical conductivity by the addition influenced by gas atoms. For particularly high temperatures are, for example, gallium oxide sensors suitable. Again, by the dynamic mode of operation described above the sensitivity for different gases are set.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn zur Auswertung ein vorgenannter Sensor mit einem weiteren Sensor kombiniert wird, der beispielsweise ein CO2-Sensor sein kann. Beispielsweise bei Zubereitung eines Nahrungsmittels mit Teig, etwa Kuchen oder Pizza, gast Kohlendioxid bereits bei Temperaturen ab ca. 50°C ab. Ab 80°C beginnt Wasser aus dem Teig zu entweichen, Bei höheren Temperaturen, ca. ab 120°C bis 150°C, werden die im Teig enthaltenen Aromastoffe frei. Dies ist auch bekannt als Maillard-Reaktion. Dies kann dann erkannt werden, wenn sich der Duft eines fertigen Kuchens in der Küche ausbreitet.Furthermore, it is advantageous if, for the purpose of evaluation, an aforementioned sensor is combined with another sensor, which can be, for example, a CO 2 sensor. For example, when preparing a food with dough, such as cake or pizza, guest carbon dioxide at temperatures from about 50 ° C from. From 80 ° C, water begins to escape from the dough. At higher temperatures, from about 120 ° C to 150 ° C, the flavorings contained in the dough are released. This is also known as the Maillard reaction. This can be recognized when the fragrance of a finished cake spreads in the kitchen.

Der Sensor sollte eine Beheizung aufweisen. Diese dient zum Erreichen der vorgenannten dynamischen Betriebsweise. Dabei können der gesamte Sensor samt Beheizung mit einer möglichst geringen thermischen Masse ausgeführt sein, was eine hohe Dynamik der Betriebsweise ermöglicht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, eine Beheizung eines Sensors als Temperaturfühler für das Elektrogerät zu verwenden. Somit kann eine vorteilhafte Doppelfunktion erreicht werden. Es ist von Vorteil, wenn die eigene Beheizung der Sensoren so ausgelegt ist, dass sie Temperaturen von bis zu 800°C erreichen kann. So ist eine Selbstreinigung der sensitiven Oberfläche durch Heizen möglich.Of the Sensor should have heating. This serves to reach the aforementioned dynamic mode of operation. It can the entire sensor including heating with the lowest possible thermal Mass performed be, which allows a high dynamics of operation. In a further embodiment of the invention, it is also possible to have a Heating a sensor to use as a temperature sensor for the electrical appliance. Thus, an advantageous dual function can be achieved. It is advantageous if the own heating of the sensors designed so is that it can reach temperatures of up to 800 ° C. That's one Self-cleaning of the sensitive surface by heating possible.

Des weiteren kann, insbesondere beim Einsatz in einem Backofen, ein vorgenannter Sensor zur Steuerung eines Pyrolyse-Vorgangs zur Reinigung eines Backofens verwendet werden. Auch hierfür ist es insbesondere von Vorteil, wenn Temperaturen erkannt werden können. So kann eine Pyrolyse mit ca. 500°C durchgeführt werden. Insbesondere für den vorgenannten Pyrolyse-Betrieb ist es von Vorteil, wenn der Sensor hochtemperaturbeständig ist. Diese Temperaturbeständigkeit sollte bis mindestens 500°C reichen. So kann gewährleistet werden, dass der Sensor bei einer Pyrolyse-Reinigung nicht beschädigt wird.Of Another can, especially when used in an oven, a The aforesaid sensor for controlling a pyrolysis process for cleaning a Baking oven can be used. Again, it is particularly advantageous when temperatures can be detected. So can a pyrolysis with about 500 ° C carried out become. Especially for the aforementioned pyrolysis operation, it is advantageous if the sensor high temperature resistant is. This temperature resistance should be at least 500 ° C pass. This can be guaranteed that the sensor will not be damaged during pyrolysis cleaning.

Zur Erkennung, auf welches End-Signalmuster angesteuert werden soll, gibt es mehrere Möglichkeiten. Zum einen kann ein Bediener dieses eingeben, beispielsweise in Verbindung mit einem bestimmten Kochrezept oder einer bestimmten Nahrungsmittelzubereitung. Des weiteren kann eine selbständige Erkennung vorgesehen sein. Dabei versucht eine Auswertung einen ständigen Vergleich der aktuell gemessenen Signalmuster mit den gespeicherten End-Signalmustern. Je nachdem, welchem End-Signalmuster das gemessene Signalmuster am besten entspricht, wird vorausgesetzt, dass dieses End-Signalmuster angesteuert werden soll. Hierfür kann vorteilhaft auch ein weiterer Sensor, beispielsweise ein oben genannter CO2-Sensor, verwendet werden.There are several possibilities for detecting which end signal pattern is to be addressed. On the one hand, an operator can enter this, for example in connection with a particular cooking recipe or a particular food preparation. Furthermore, a separate detection can be provided. An evaluation attempts a constant comparison of the currently measured signal patterns with the stored end signal patterns. Depending on which end signal pattern the measured signal pattern best corresponds to, it is assumed that this end signal pattern should be addressed. For this purpose, advantageously, a further sensor, such as a CO 2 sensor mentioned above, can be used.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features go out the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations an embodiment of the Invention and other fields be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here. The subdivision of the application into individual Sections and intermediate headings restrict the not in its generality among these statements.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:One embodiment the invention is shown schematically in the drawings and will be closer in the following explained. In the drawings show:

1 eine Schnittdarstellung eines Backofens mit einem Gassensor sowie entsprechende Ansteuerung, 1 a sectional view of a baking oven with a gas sensor and corresponding control,

2 ein Signalmuster für einen Hefekuchen zu Beginn und am Ende des Garprozesses jeweils über einen Temperaturzyklus und 2 a signal pattern for a yeast cake at the beginning and at the end of the cooking process in each case over a temperature cycle and

3 verschiedene Fehlerflächenwerte für verschiedene Kuchenarten über der Garzeit. 3 different error surface values for different types of cake over the cooking time.

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispielsdetailed Description of the embodiment

In 1 ist schematisch ein Backofen 11 dargestellt. Im Backofen wird die Muffel 13 von einer entsprechend isolierten Wandung 12 umgeben.In 1 is schematically an oven 11 shown. In the oven, the muffle 13 from a correspondingly insulated wall 12 surround.

In dem Backofen 11 ist eine Backofenheizung 15 angeordnet, welche mit einer Backofensteuerung 16 verbunden ist. Des weiteren befindet sich ein Abstellgitter 18 in der Muffel 13. Auf dem Abstellgitter 18 ist eine Backform 20 abgestellt, welche eine Teigmischung 22 enthält. Es ist zu erkennen, wie durch die Beheizung mittels der Backofenheizung 15 Gas 24 ausströmt. Dieses Gas 24 enthält verschiedene Inhaltsstoffe, anhand derer eine Auswertung des Zustands der Teigmischung 22 möglich ist.In the oven 11 is an oven heater 15 arranged, which with an oven control 16 connected is. Furthermore, there is a Abstellgitter 18 in the muffle 13 , On the Abstellgitter 18 is a baking dish 20 turned off, which is a dough mixture 22 contains. It can be seen, as by the heating by means of the oven heating 15 gas 24 flows. This gas 24 Contains various ingredients, based on which an evaluation of the state of the dough mixture 22 is possible.

Im oberen Bereich der Muffel 13 ist ein Gassensor 26 angeordnet. Sein Sensorkopf 26 ragt derart in die Muffel, dass er das aufsteigende Gas 24 gut erfasst bzw. von diesem umströmt wird. Der Sensorkopf 26 ist mit einer entsprechenden Sensorelektronik 28 verbunden. Diese wiederum ist mit der Backofensteuerung 16 verbunden.In the upper part of the muffle 13 is a gas sensor 26 arranged. His sensor head 26 juts into the muffle so much that he is the rising gas 24 is well detected or flows around it. The sensor head 26 is with a corresponding sensor electronics 28 connected. This in turn is with the oven control 16 connected.

In 2 ist ein Signalmuster dargestellt, welches mit dem Sensorkopf 26 aufgenommen werden kann. Es ist der Kurvenverlauf über eine Zykluszeit dargestellt, welche in etwa 50 Sekunden dauert. An der senkrechten Achse ist ein sogenannter normierter Sensorleitwert aufgetragen. Dieser kann verschiedene Charakteristika enthalten, insbesondere diejenigen, auf die der Sensorkopf 26 bei der Teigmischung 22 besonders gut anspricht.In 2 is a signal pattern shown, which with the sensor head 26 can be included. The curve over a cycle time is shown, which takes about 50 seconds. On the vertical axis a so-called standardized sensor conductivity is plotted. This may include various characteristics, especially those to which the sensor head 26 in the dough mixture 22 appeals very well.

Einerseits ist eine durchgezogen dargestellte Kurve dargestellt, welche dem Signalmuster über einen Temperaturzyklus zu Beginn des Garprozesses entspricht, also wenn der Teig noch relativ roh ist. Die strichpunktierte Kurve, welche dem vorgenannten End-Signalmuster entspricht, zeigt den Verlauf des normierten Sensorleitwerts über einen Temperaturzyklus relativ nahe vor dem Fertigwerden des Kuchens. Es ist auch zu erkennen, wie mit Fortschreiten des Garzustandes des Teiges die Abweichungen vom Wert 1,0 für den Sensorleitwert geringer werden.On the one hand is a solid curve shown, which the Signal pattern over corresponds to a temperature cycle at the beginning of the cooking process, ie if the dough is still relatively raw. The dash-dotted curve, which corresponds to the aforementioned end signal pattern, shows the course of the standardized sensor conductance over a temperature cycle relatively close to the cake finish. It can also be seen as the progress of the cooking state of the dough, the deviations from the value 1.0 for the sensor conductivity lower become.

Die strichpunktierte Kurve entspricht dem End-Signalmuster und kann auch als Fertigkurve bezeichnet werden. Sie entspricht dem Verlauf des Sensorleitwerts über einen Temperaturzyklus, wenn der Garprozess beendet ist oder kurz davor ist. Eine solche Fertigkurve kann in einer Datenbank, insbesondere in der Sensorelektronik, hinterlegt sein. Sie wird von dem Backofen bei der Eingabe des Garguts bzw. der speziellen Art des Garguts, welche auch automatisch erkannt werden kann, abgerufen. Während des Garprozesses wird das aktuelle Signalmuster ständig gemessen und mit der Fertigkurve verglichen. Genau gesagt bedeutet dies, dass die jeweilige Fläche zwischen dem aktuellen Signalmuster und der Fertigkurve bestimmt wird, welche in 2 schraffiert dargestellt ist. Diese Größe wird als Fehlerflächenwert bezeichnet und ist mit der jeweiligen Erstellungszeit behaftet.The dot-dashed curve corresponds to the end signal pattern and can also be referred to as the finish curve. It corresponds to the course of the sensor conductance over a temperature cycle when the cooking process is finished or is just before. Such a finished curve can be stored in a database, in particular in the sensor electronics. It is retrieved from the oven when entering the food or the specific type of food, which can also be detected automatically. During the cooking process, the current signal pattern is constantly measured and compared with the finished curve. Specifically, this means that the respective area between the current signal pattern and the finish curve is determined, which in 2 hatched. This size is referred to as an error surface value and is subject to the respective creation time.

In 3 sind verschiedene Verläufe des Fehlerflächenwertes über der Zeit, also der Erstellungszeit, für verschiedene Kuchenarten bzw. Teigmischungen dargestellt. Durchgezogen ist dabei jeweils die theoretische Kurve, die eine Art polynomischer Näherung ist. Der Zeitpunkt, an dem diese Näherung ein Minimum durchläuft, ist der Zeitpunkt, an dem der Teig fertig gegart ist. Des weiteren sind in der 3 durch ein Kreuz die jeweiligen Fertigzeitpunkte nach dem Rezept angegeben. Eine relativ gute Übereinstimmung ist zu erkennen, das bedeutet, jeweils in etwa in der Nähe der Zeitpunkte des Fertigstellens durchlaufen die theoretischen Kurven ein Minimum. Die gestrichelten Kurven sind die Messwerte der Verläufe des Fehlerflächenwertes. Aus 3 ist des weiteren zu erkennen, wie sich im zeitlichen Ablauf auch über den Fertigzeitpunkt hinweg die Kurven ändern.In 3 are different gradients of the error surface value over time, so the creation time, shown for different types of cake or dough mixtures. The theoretical curve, which is a kind of polynomial approximation, is always traversed. The time at which this approximation goes through a minimum is when the dough has finished cooking. Furthermore, in the 3 indicated by a cross the respective finish times according to the recipe. A relatively good match can be seen, that is, each approximately near the completion times, the theoretical curves undergo a minimum. The dashed curves are the measured values of the curves of the error surface value. Out 3 Furthermore, it can be seen how the curves change over time even beyond the finish time.

Die Kurve 1 ist für einen Biskuit-Teig. Die Kurve 2 ist für einen Mürbeteig. Die Kurve 3 ist für einen Hefeteig. Die Kurve 4 ist für einen Teig eines Marmorkuchens.The curve 1 is for a biscuit dough. The curve 2 is for a shortcrust pastry. The curve 3 is for egg Nine yeast dough. The curve 4 is for a dough of a marble cake.

Es wird deutlich, wie für verschiedene Teigarten die Verläufe des Fehlerflächenwerts durchaus sehr unterschiedlich sind. Dies weist den großen Vorteil auf, dass so eine Erkennung einer bestimmten Kuchenart anhand eines charakteristischen Kurvenverlaufs möglich ist sowie dessen Vergleich mit den gemessenen Werten sowie eine Bestimmung des Fertigzeitpunkts. Es muß also bei einer automatischen Erkennung der Kuchenart diese nicht eingegeben werden.It becomes clear how for different dough types the courses the error surface value are very different. This shows the big advantage on that such a recognition of a certain Kuchenart by means of a characteristic curve is possible and its comparison with the measured values and a determination of the finish time. So it has to be in an automatic detection of the cake type this is not entered become.

Zum einen ist es mit einem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der zugehörigen Vorrichtung möglich, den Fertigzeitpunkt zu bestimmen und den Garprozess abzuschalten. Des weiteren kann jedoch auch durch Nachregelung der Temperatur oder eines anderen physikalischen Werts im Backofen erreicht werden, dass beispielsweise bei zu niedriger Temperatur diese angehoben wird. So kann neben der Feststellung des Fertigzeitpunkts zusätzlich eine Optimierung des Garprozesses stattfinden.To the One is possible with a method according to the invention and the associated device, the To determine the finish time and to switch off the cooking process. Of However, further can also be done by readjusting the temperature or of a different physical value in the oven, that, for example, at too low a temperature raised this becomes. Thus, in addition to the determination of the finish time additionally a Optimization of the cooking process take place.

Claims (23)

Verfahren zur Auswertung eines Gases (24), insbesondere zur Steuerung eines Elektrogerätes (11) entsprechend dem Gasgehalt, mit einem Sensor (26) zur Gewinnung eines Signalmusters, wobei der Sensor (26) eine Sensitivität für Gase aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von einem gespeicherten End-Signalmuster das jeweils gemessene aktuelle Signalmuster subtrahiert wird und daraus eine Kurve erstellt wird, wobei der Betrag der Fläche unter der Kurve berechnet wird, und wobei bei Erreichen eines Minimums des Betrags der Fläche das aktuelle Signalmuster als dem gespeicherten End-Signalmuster entsprechend festgelegt wird und ein diesem End-Signalmuster entsprechender Zustand als erreicht gilt.Method for evaluating a gas ( 24 ), in particular for controlling an electrical appliance ( 11 ) according to the gas content, with a sensor ( 26 ) for obtaining a signal pattern, wherein the sensor ( 26 ) has a sensitivity to gases, characterized in that from a stored end signal pattern, the respective measured current signal pattern is subtracted and therefrom a curve is created, wherein the amount of area under the curve is calculated, and wherein upon reaching a minimum of the amount the surface of the current signal pattern is determined according to the stored end signal pattern and a state corresponding to this end signal pattern is considered reached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Sensitivität für reduzierend wirkende Gase aufweist, die insbesondere bei Garprozessen im Backofen entstehen.Method according to claim 1, characterized in that the sensor ( 26 ) has a sensitivity for reducing gases that arise especially in cooking processes in the oven. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Betriebs eines Elektrogerätes (11) mehrfach ein jeweils unterschiedliches Signalmuster erreicht wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that during operation of an electrical appliance ( 11 ) repeatedly a respective different signal pattern is achieved. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung des Signalmusters die Messwerte auf einen Wert normiert werden, insbesondere einen Mittelwert.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for generating the signal pattern, the measured values be normalized to a value, in particular an average value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung einer dynamischen Betriebsweise des Sensors (26) ein Temperaturzyklus mehrfach durchlaufen wird, wobei der Sensor zunächst aufgeheizt wird und dann abkühlt, wobei vorzugsweise der Temperaturverlauf für Aufheizen und Abkühlen prinzipiell ähnlich ist, insbesondere mit jeweils konstantem Betrag der Steigung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in order to achieve a dynamic mode of operation of the sensor ( 26 ) is passed through a temperature cycle several times, wherein the sensor is first heated and then cooled, wherein preferably the temperature profile for heating and cooling is in principle similar, in particular with a constant amount of the slope. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Temperaturzyklus mehrfach gemessen wird, insbesondere regelmäßig in gleichen Zeitabständen, wobei vorzugsweise ein Zeitabstand im Bereich weniger Sekunden oder darunter liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that during a Temperature cycle is measured several times, especially regularly in the same Time intervals, where preferably a time interval in the range of a few seconds or less lies. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vollständige Durchlaufen eines Temperaturzyklus ein Signalmuster ergibt.Method according to Claim 6, characterized that the whole Going through a temperature cycle yields a signal pattern. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Signalmuster in einer Datenbank hinterlegt sind und abgerufen werden können zum Vergleich mit einem aktuellen Signalmuster, wobei jedem gespeicherten End-Signalmuster eine bestimmte Information zugeordnet ist, insbesondere über den Zustand des Elektrogerätes (11).Method according to one of the preceding claims, characterized in that signal patterns are stored in a database and can be retrieved for comparison with a current signal pattern, each stored end signal pattern is associated with a specific information, in particular on the state of the electrical device ( 11 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Betrieb eines Elektrogeräts (11) zur Nahrungsmittelzubereitung verwendet wird, insbesondere zum Betrieb eines Backofens.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is used for the operation of an electrical appliance ( 11 ) is used for food preparation, in particular for the operation of a baking oven. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Sensitivität für Gas (24) aufweist, welches bei einem Garprozess in einem Backofen (11) entsteht, wobei insbesondere der Sensor ein Festkörper-Elektrolytsensor oder ein Metalloxidsensor ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 26 ) a sensitivity to gas ( 24 ), which during a cooking process in an oven ( 11 ), wherein in particular the sensor is a solid state electrolyte sensor or a metal oxide sensor. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Festkörper-Elektrolytsensor (26) Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkondioxid als Elektrolyt aufweist.Method according to claim 10, characterized in that a solid-state electrolyte sensor ( 26 ) Has yttria-stabilized zirconia as the electrolyte. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metalloxidsensor (26) Galliumoxid als sensitive Schicht aufweist.Method according to claim 10, characterized in that a metal oxide sensor ( 26 ) Has gallium oxide as a sensitive layer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgenannter Sensor (26) mit einem weiteren CO2-Sensor kombiniert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an aforementioned sensor ( 26 ) is combined with another CO 2 sensor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Beheizung aufweist und die Beheizung auch als Temperaturfühler für ein Elektrogerät, insbesondere einen Backofen (11), verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 26 ) has a heating and the heating also as a temperature sensor for an electrical appliance, esp especially an oven ( 11 ), is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Betrieb eines Backofens (11) oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgenannter Sensor (26) zur Steuerung eines Pyrolyse-Vorgangs genutzt wird.Method according to one of the preceding claims for operating a baking oven ( 11 ) or the like, characterized in that an aforementioned sensor ( 26 ) is used to control a pyrolysis process. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Sensitivität für Gase (24) aufweist, die insbesondere bei Garprozessen im Backofen (11) entstehen.Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 26 ) a sensitivity to gases ( 24 ), in particular during cooking processes in the oven ( 11 ) arise. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Sensitivität für reduzierend wirkende Gase (24) aufweist.Device according to claim 16, characterized in that the sensor ( 26 ) a sensitivity to reducing gases ( 24 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) temperaturbeständig bis mindestens 500°C ist.Device according to claim 16 or 17, characterized in that the sensor ( 26 ) is temperature resistant up to at least 500 ° C. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) ein Festkörper-Elektrolytsensor ist, insbesondere mit Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkondioxid als Elektrolyt, wobei vorzugsweise durch die Wahl des Elektrodenmaterials und der Betriebstemperatur des Sensors die Empfindlichkeit für verschiedene Gase (24) einstellbar ist.Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the sensor ( 26 ) is a solid electrolyte sensor, in particular with yttria-stabilized zirconia as the electrolyte, wherein preferably by the choice of the electrode material and the operating temperature of the sensor, the sensitivity for various gases ( 24 ) is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) ein Metalloxidsensor ist, dessen elektrische Leitfähigkeit durch die Anlagerung von Gasatomen beeinflusst ist, insbesondere ein Galliumoxid-Sensor.Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that the sensor ( 26 ) is a metal oxide sensor whose electrical conductivity is influenced by the addition of gas atoms, in particular a gallium oxide sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26) eine Heizeinrichtung aufweist, mit welcher seine Betriebstemperatur einstellbar ist zur Beeinflussung der Empfindlichkeit für unterschiedliche Gase (24).Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that the sensor ( 26 ) has a heating device with which its operating temperature is adjustable for influencing the sensitivity for different gases ( 24 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die sensitive Schicht des Sensors (26) und eine Sensorbeheizung jeweils eine möglichst geringe thermische Masse aufweisen und insbesondere in Dick- oder Dünnschicht-Technik auf ein Substrat aufgebracht sind.Device according to one of claims 16 to 21, characterized in that the sensitive layer of the sensor ( 26 ) and a sensor heating in each case have the lowest possible thermal mass and are applied in particular on thick or thin-film technique on a substrate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (26), insbesondere mit einer Sensitivität für reduzierend wirkende Gase (24), mit einem weiteren Sensor, insbesondere einem CO2-Sensor, kombiniert ist.Device according to one of claims 16 to 22, characterized in that the sensor ( 26 ), in particular with a sensitivity to reducing gases ( 24 ), is combined with a further sensor, in particular a CO 2 sensor.
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