DE3104926C2 - Control device for cooking, roasting or baking processes with a food thermometer - Google Patents
Control device for cooking, roasting or baking processes with a food thermometerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Koch-, Brat- oder Backvorgänge mit einem Speisethermometer mit spießartigem, einen Temperaturfühler aufweisenden Fühlerteil, der mit der zu erhitztenden Speise in Kontakt gebracht und zur Temperatursteuerung verwendet wird.The present invention relates to a control device for cooking, roasting or baking processes with a food thermometer with a spit-like, a temperature sensor having sensor part that is connected to the brought into contact with food to be heated and used for temperature control.
Um Koch-, Brat- oder Backvorgänge zu steuern, ist es bekannt, Speisethermometer zu verwenden, welche in das Koch-, Brat- oder Backgut eingeführt werden und den jeweiligen Temperaturzustand durch einen Temperaturfühler abgreifen. Der jeweils ermittelte Temperatunvert wird einer Steuerschaltung zugeführt, welche entsprechend dere angezeigten Istwert und dem voreingegebenen Sollwert den Heizprozeß steuert.To control cooking, roasting or baking processes, it is known to use food thermometers, which are inserted into the cooking, roasting or baked goods and pick up the respective temperature state by means of a temperature sensor. The respective determined temperature unvert is fed to a control circuit, which according to their displayed actual value and the preset setpoint controls the heating process.
Es ist eine Temperaturüberwachungsvorrichtung für Mikrowellenherde bekanntgeworden (DE-OS 25 07 175), bei welcher der Garungszustand des im Mikrowellenherd zu garenden Gutes unter Verwendung eines Speisenthermometers erfolgt Dieses Speisethermometer wird in das zu garende Gut eingesteckt und steht mit der Steuerschaltung der Mikrowellenheizung in Verbindung. Ist im Gargut die erforderliche Temperatur erreicht, so wird der an der Spitze des Temperaturfühlers gemessene Wert in der Steuerschaltung als Steuerkriterium für den Heizvorgang weiter verwendet.A temperature monitoring device for microwave ovens has become known (DE-OS 25 07 175), in which the cooking state of the food to be cooked in the microwave oven is used This food thermometer is inserted into the food to be cooked and is in communication with the control circuit of the microwave heater. Is the required in the food Temperature is reached, the value measured at the tip of the temperature sensor is entered in the control circuit used as a control criterion for the heating process.
Darüber hinaus ist eine weitere Anordnung bekanntgeworden (US-PS 29 33 585), in der ebenfalls ein Speisenthermometer dargestellt und beschrieben ist, welches zur Überwachung des Garungszustandes des in einem Ofen zu bratenden Gutes dient. Als weiteres Kriterium für die Steuerung der Heizung wird eine gewichtsabhängige Steuereingabe vorgenommen. Außerdem erfolgt eine Temperaturmessung im Garungsraum. In addition, another arrangement has become known (US-PS 29 33 585), in which a Food thermometer is shown and described, which is used to monitor the cooking state of the in food to be roasted in an oven. Another criterion for controlling the heating is a weight-dependent control input made. In addition, the temperature is measured in the cooking space.
Derartige Maßnahmen haben sich für die Ablaufsteuerung des Gärungsprozesses als vorteilhaft erwiesen. Durch unsachgemäße Handhabung des Speisethermometers oder durch sonstige Einflüsse ist es aber möglich, daß der Temperaturfühler entweder nicht in der Lage ist, die wahre Temperatur des Gargutes zu erfassen oder aber den erfaßten Temperaturwert an die Auswerteschaltung weiterzuleiten. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Temperaturfühler nicht ordnungsgemäß im Gargut steckt oder aus dem Gargut gänzlich herausgefallen ist b/w. auch dann, wenn das Oargiit durch fehlerhafte Überhitzung verkohlt ist. Als weitere Fehlerquelle tritt eine mangelhafte Verbindung des Speisethermometers mit der Aiiswerteschalüing in Krscheinung. die dadurch verursach' -ein kan:\ d.itl die Steckverbindung nicht "rdnuiiirs^i.-i^aii Merge '"111 v.'rdSuch measures have proven to be advantageous for the flow control of the fermentation process. However, it is due to improper handling of the food thermometer or other influences possible that the temperature sensor is either not able to determine the true temperature of the food to be cooked record or forward the recorded temperature value to the evaluation circuit. This is for example this is the case when the temperature sensor is not properly inserted in the food or out of the food b / w has completely fallen out. even if the oargiit is charred due to incorrect overheating. as Another source of error is a poor connection of the dining thermometer with the Aiiswerteschalüing in Glint. which cause '-a kan: \ d.itl die Connector not "rdnuiiirs ^ i.-i ^ aii Merge '" 111 v.'rd
Die Aufgab.1 der- 'irliegenden f riincluny ist ■ -';ηκ!ΐΓ dann /:i vhen. eine !ι··::κΎ">!]Π"_Ι]ΐιιηι: bi':vi'/:.'U:nenThe task. 1 of the- 'irrelevant friincluny is ■ -'; ηκ! Ϊ́Γ then /: i vhen. one ! ι ·· :: κΎ ">!] Π" _Ι] ΐιιηι: bi ': vi' / :. 'U: nen
welche das ordnungsgemäße Arbeiten eines Temperaturfühlers im größtmöglichen Maße sicherstellt.which the proper working of a temperature sensor to the greatest possible extent.
Eine Steuereinrichtung, welche diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäO dadurch gekennzeichnet, daß am Fühlerteil zusätzlich zum Temperaturfühler eine die Lage des Fühlerteils in- oder außerhalb der Speise bzw. den GarzuEtand der zu erhitzenden Speise registrierende Indikationseinrichtung einer Auswerteschaltung, welche in Abhängigkeit von der Lage des Fühlerteils "steuerkriterien für die Koch-, Brat- oder Backvorgänge abgibt, vorgesehen istA control device which meets these requirements is characterized according to the invention: that on the sensor part, in addition to the temperature sensor, the position of the sensor part inside or outside the food or the cooking state of the food to be heated is registered by an evaluation circuit, which, depending on the position of the sensor part, "control criteria for the cooking, roasting or Releases baking processes, is provided
Durch eine Steuereinrichtung mit diesen erfindungsgemäß^n Merkmalen wird sichergestellt, daß erkannt wird, wenn die Normalbedingungen für den Temperaturfühler zur Steuerung des Gärungsprozesses nicht gegeben sind. Die Indikationseinrichtung nahe des Bereichs des Temperaturfühlers am Fühlerteil ermittelt die ordnungsgemäße Anordnung des Temperaturfühlers im GarguL Werden durch die Indikationseinrichtung abweichende Werte ermittelt und signalisiert, so schaltet die Auswerteschaltung den Gärungsprozeß ab. Es wird also sichergestellt, daß die Adswerteschaltung für den Temperaturfühler nicht unsachgemäß arbeitet. Damit wird weitestgehend ausgeschlossen, daß das Gargut durch zu lange Garzeit verkohlt oder verdunstet. Da im erkannten Fehlerfall der Gärungsprozeß sofort abgebrochen wird, wird keine unnötige Energie vergeudet und sowohl das Gargut als auch das Gerät werden geschont.By a control device with these according to the invention ^ n Features ensures that it is recognized when the normal conditions for the temperature sensor to control the fermentation process are not given. The indication device near the The area of the temperature sensor on the sensor part determines the correct arrangement of the temperature sensor im GarguL If the indication device determines and signals deviating values, see above the evaluation circuit switches off the fermentation process. It is thus ensured that the Adswerteschaltung does not work improperly for the temperature sensor. This largely prevents the food from charring or evaporating if the cooking time is too long. Since the fermentation process is interrupted immediately if a fault is detected, no unnecessary energy is generated wasted and both the food and the appliance are spared.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die & erfindungsgemäße Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß als Indikationseinrichtung ein Leitwertfühler vorgesehen ist. Bevorzugterweise ist der Leitwertfühier in Form von zwei voneinander getrennten Kontakten eines elektrischen Indikations-Stromkreises ausgebildet und in unmittelbarer Nähe des vorzugsweise an der Fühlerspitze liegende·! Temperaturfühlers angeordnet. Diese Ausgestaltung und Anordnung der Indikationseinrichtung ist aufbau- und herstellungstechnisch besonders einfach und in der Funktionsweise sehr sicher. Durrh die Indikationseinrichtung wird der Widerstandswert des Gargutes gemessen und als elektronisch verwertbares Steuerkriterium an die Auswerteschaltung weitergeleitet.According to a preferred embodiment, the & inventive control device is characterized in that is provided as an indication means is a conductance probe. The conductance guide is preferably designed in the form of two separate contacts of an electrical indication circuit and is located in the immediate vicinity of the ·! Temperature sensor arranged. This design and arrangement of the indication device is particularly simple in terms of structure and production technology and is very reliable in its mode of operation. The resistance value of the food to be cooked is measured by the indicator device and passed on to the evaluation circuit as an electronically usable control criterion.
Als Auswerteschaltung ist nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ein Mikroprozessor vorgesehen. In dies3m Zusammenhang ist die Indikationseinrichtung innerhalb einer Wheatstone'schen-Brücke der Auswerteschaltung vorgeschaltet.According to a preferred development of the invention, a microprocessor is used as the evaluation circuit intended. In this context is the indication device upstream of the evaluation circuit within a Wheatstone bridge.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Steuereinrichtung ist die Indikationseinrichtung innerhalb einer Widerstands-Frequenz-Umsetzerschaltung der Auswerteschal'ung vorgeschaltet. Durch periodisch wiederholte Priifvorgänge des jeweiligen Zustandes der Indikationseinrichtung ist eine Verbesserung der Meß- γ·ϊ vorgänge durchführbar.According to another embodiment of the control device, the indication device is connected upstream of the evaluation circuit within a resistance-frequency converter circuit. By periodically repeated Priifvorgänge the respective state of the indicating means to improve the measurement γ · ϊ operations can be performed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 einen Temperaturfühler mit einer Indikationseinrichtung, 1 shows a temperature sensor with an indicator device,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der von einem derartigen Meßfühler gelieferten Meßwerte.2 shows a circuit arrangement for evaluation the measured values supplied by such a sensor.
Fig. 3 eine abgewandelte Schaltungsanordnung für die Meßwertaufbereitung der Indikalionscinrichtung '>r< und3 shows a modified circuit arrangement for the processing of measured values of the indication device '> r < and
F ■'i g. 4 eine weiter j Ausfuhrungsform einer Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des von der Indikationseinrichtung gelieferten Meßergebnisses.F I g. 4 shows another embodiment of a circuit arrangement for processing the measurement result delivered by the indication device.
Der Fühlerteil 1 eines Speisethermometers, welcher in das zu garende Gut zum Zwecke des für den Gärungsprozeß vorgesehenen Steuervorganges eingesteckt ist, weist an seiner Spitze eine NTC-PiIIe als Temperaturfühler 2 sowie als Indikationseinrichtung 3 zwei in Kunststoff vergossene und damit gegeneinander isolierte Kupferdrähte auf. Die elektronische Verbindung zu einer Auswerteschaltung erfolgt über ein vierdrähtiges isoliertes flexibles Kabe! 4 bis zu einem Klinkenstecker 5, welcher zwei Kontaktbereiche 6 für die Indikatoreinrichtung 3 und zwei Kontaktbereiche 7 für den Temperaturfühler 2 aufweist.The sensor part 1 of a food thermometer, which in the food to be cooked for the purpose of Fermentation process provided control process is inserted, has an NTC PiIIe as at its tip Temperature sensor 2 and, as an indication device 3, two encapsulated in plastic and thus against each other insulated copper wires. The electronic connection to an evaluation circuit takes place via a four-wire insulated flexible cable! 4 to a jack plug 5, which has two contact areas 6 for the indicator device 3 and two contact areas 7 for the temperature sensor 2.
Der Klinkenstecker wird in eine Kentaktbuchse der Elektroherdsteuerung eingesteckt, damit der Gärungsprozeß über das Speisenthermometer überwacht werden kann. Über die Indikationseinrichtung 3 wird der Leitwert des zu garenden Gutes über eine Widerstandsmessung ermittelt. Befindet sich die Indikationseinrichtung nicht im Gargut oder ungenügend im Gargut, so wird ein zu niedriger Leitwert zwischen den Enden der Indikationseinrichtung eimittelt und aus dieser Tatsache ein fehlerhafter Einsatz des Speisethermometers signalisiert und ausgewertet. In der gleichen Weise wirkt es sich aus, wenn der Klinkenstecker 5 nicht ordnungsgemäß in der Steckerbuchse der Auswerteeinrichtung eingesteckt ist.The jack plug is plugged into a Kentakt socket of the electric stove control, so that the fermentation process can be monitored via the food probe. About the indication device 3 is the conductivity of the food to be cooked is determined by measuring the resistance. The indication device is located not in the food or insufficiently in the food, the conductivity value between the Centers and ends of the indicating device this fact signaled and evaluated incorrect use of the food thermometer. In the same It has an effect if the jack plug 5 is not properly inserted into the socket of the evaluation device is plugged in.
Für die Auswertung der durch das Speisethermometer gelieferten Meßwerte dient gemäß Fig.2 eine Schaltungsanordnung unter Verwendung eines Mikroprozessors 8. Der temperaturveränderliche WiderstandFor the evaluation of the measured values supplied by the feed thermometer, a Circuit arrangement using a microprocessor 8. The temperature-variable resistor
9 der NTC-Pille 2 Hefen über einen Differenzverstärker9 of the NTC pill 2 yeasts via a differential amplifier
10 die ermittelten Steuerkriterien an den Mikroprozessor, welcher dem Differenzverstärker 10 das Sollwertkriterium zuführt.10 the determined control criteria to the microprocessor, which the differential amplifier 10 the setpoint criterion feeds.
Die Indikationseinrichtung 3 wird gemäß Fig. 2 durch eine Widerstands-Frequenz-Umsetzung nach der Ladungsbilanzmethode ausgewertet. Symbolisch für das zu garende Gut ist ein Widerstandswert 11 zwischen Eingangsanschlüssen A und B der Schaltungsanordnung dargestellt. Über die dargestellte Schaltungsanordnung wird ein Kondensator 12 auf die Versorgungsspannung aufgeladen. Der Basis des Transistors 13 wird vom Mikroprozessor 8 aus ein Abfragetakt zugeleitet, welcher den Transistor 13 impulsförmig durchrteuert. In der Durchsteuerphase wird der Kondensator 13 über den Widerstandswert 11 des Gargutes entladen. Die Entladungsgeschwindigkeit ist abhängig vom Widerslandswert 11. Über einen Differenzverstärker 14 wird das Meßergebnis an den Mikroprozessor 8 weitergeleitet. The indication device 3 is evaluated according to FIG. 2 by a resistance-frequency conversion according to the charge balance method. A resistance value 11 between input connections A and B of the circuit arrangement is shown symbolically for the product to be cooked. A capacitor 12 is charged to the supply voltage via the circuit arrangement shown. The base of the transistor 13 is fed by the microprocessor 8 from an interrogation clock which controls the transistor 13 in a pulse-shaped manner. In the control phase, the capacitor 13 is discharged via the resistance value 11 of the food to be cooked. The discharge speed is dependent on the opposing value 11. The measurement result is passed on to the microprocessor 8 via a differential amplifier 14.
Es kann normalerweise davon ausgegangen werden, daß ein für den Widerstand 11 erfaßter Wert, welche^
kleiner als ein Megohm ist, bedeutet, daß der Temperaturfühler ordnungsgemäß im Gargut ist. Damit
ist anzunehmen, daß auch der Temperaturfühler 9 ordnungsgemäß arbeitet und seine Meßergebnisse für
die Steuerung der Energiezufuhr herangezogen werden können. Ein ermittelter Widerstandswert über 10 Megohm
würde bedeuten, daß der Temperaturfühler außerhalb des Gargutes sein dürfte, so daß die
Gärungsprozeß-Steuerung abzuschalten ist, Werte zwischen ein Megohm und zehn Megohm Jürften
normalerweise zumindest nicht anhaltend auftreten. Sicherheitshalber empfiehlt sich eine Abschaltung der
Garung^.-'T/cß-Stei'erung bereits bei gemessene'!
Widerslandswerten über ein Megohm.
Gemäß der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wirdIt can normally be assumed that a value detected for the resistor 11 which is less than one megohm means that the temperature sensor is properly in the food. It can thus be assumed that the temperature sensor 9 is also working properly and its measurement results can be used to control the energy supply. A determined resistance value above 10 megohms would mean that the temperature sensor should be outside of the food, so that the fermentation process control has to be switched off, values between one megohm and ten megohms usually do not occur continuously. To be on the safe side, it is advisable to switch off the cooking ^ .- 'T / cß increase already at the measured'! Contradicting values over one megohm.
According to the circuit arrangement of FIG
der symbolische Gargutwiderstand Il mittels einer Widerstandstoleranzmcssung unter Einschaltung eines Fensterdiskriminators 15 durchgeführt. Der Ausgang 16 dieses Fenslerdiskriminators wird einer zugeordneten Temperaturfühler-Auswerteschaltung zugeführt. Ergibt die Widerstandstoleranzriessiing für den Gargutwiderstand 11 einen unzulässig hohen Wert, so wird über den Ausgang 16 des Fensterdiskriminators 15 ein den Garungspro/eß unterbrechendes Steuerkriteriiim ausgegeben. Gleichzeitig wird dieses Kriterium einer Anzeigeeinheit, beispieisweise einem LED-Display zugeführt. Auf diesem Display erscheint eine symbolische Anzeige für den fehlerhaften Einsatz des Speiselhermomcters.the symbolic food resistance II by means of a resistance tolerance measurement with the inclusion of a Window discriminator 15 carried out. The output 16 of this Fensler discriminator is assigned to one Temperature sensor evaluation circuit supplied. Results in the resistance tolerance rating for the resistance of the food to be cooked 11 has an impermissibly high value, the Output 16 of window discriminator 15 outputs a control criterion which interrupts the cooking process. At the same time, this criterion becomes a display unit, for example an LED display fed. A symbolic display appears on this display for incorrect use of the Food thermomcters.
GemäLi F-" i g. 4 ist der Widerstandswert Il des zu garenden Gutes innerhalb einer Wheatstone'schen-Brückenschaltung angeordnet. Über den Operationsverstärker 17 wird das Meßergebnis einem Mikroprozessor 18 zugeführt. Die aus den Widerständen 14,20. 21 sowie dem Gargutwidcrstand Il unter Einbeziehung eines Operationsverstärkers 22 bestehende Wheatstone'si Iie-Hrückensehaluuig bietet sich besonders deshalb vorteilhaft an, weil damit insbesondere störende Umwelteinflüsse wie Temperaturunterschiede sich nicht nachteilig auf das Meßergcoms aufwirken.According to FIG. 4, the resistance value II of the food to be cooked is within a Wheatstone bridge circuit arranged. The measurement result is transmitted to a microprocessor via the operational amplifier 17 18 supplied. The one from the resistors 14.20. 21 and the cooking resistance Il with the inclusion of an operational amplifier 22 existing Wheatstone'si Iie-Hrückensehaluuig is particularly suitable It is therefore advantageous because this means that in particular disruptive environmental influences such as temperature differences do not occur have a detrimental effect on the Messergcoms.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |