DE3500743A1

DE3500743A1 - Vorrichtung zum kompensieren der effekte von aeusseren waermequellen auf ein sensorelement in einer automatischen steuereinrichtung fuer die temperatur von nahrungsmitteln in erwaermten gefaessen

Info

Publication number: DE3500743A1
Application number: DE19853500743
Authority: DE
Inventors: Luigi Moncalieri Alluto; Romeo Vinovo Delotto; Vanis Pinerolo Orlandin
Original assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Current assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Priority date: 1984-01-18
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1985-07-25
Anticipated expiration: 2005-01-12
Also published as: IT1179564B; FR2558279B1; IT8467049A0; DE3500743C2; US4645124A; FR2558279A1

Description

INDESIT INDUSTRIA 3/209

ELETTRODOMESTICI ITALIANA S.p.A.
Corso Vittorio Emanuele 11, 72
I - 10121 Torino

Vorrichtung zum Kompensieren der Effekte
von äußeren Wärmequellen auf ein Sensorelement
in einer automatischen Steuereinrichtung für die
Temperatur von Nahrungsmitteln in erwärmten Gefäßen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kompensieren der Effekte von äußeren Wärmequellen auf ein Sensorelement in einer automatischen Steuereinrichtung für die Temperatur, die Nahrungsmittel in Gefäßen erreichen, die durch einen Gasbrenner oder einen elektrischen Erhitzer erwärmt werden, wobei die Vorrichtung Mittel zum Einstellen der gewünschten Temperatur der Nahrungsmittel, die normalerweise einen Knopf umfassen, aufweist, deren Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des Sensorelements verglichen wird, das in Kontakt mit dem Boden des Gefäßes durch Federkraft gedrückt wird.

Die automatische Steuereinrichtung zeigt ein Verhalten, das vom Optimum umso weiter entfernt ist, je größer der Einfluß von äußeren thermischen Quellen in Bezug auf die Heizmittel des Gefäßes auf den Fühler ist. Wenn beispielsweise ein Gasbrenner (oder ein elektrischer Erhitzer) über einem Backofen für Nahrungsmittel angeordnet ist, wird das Ausgangssignal des Fühlers beeinträchtigt, da die Wärme, die von dem Backofen erzeugt wird, den Fühler erreicht, der nahe dem Gas-

brenner oder elektrischen Erhitzer angeordnet ist. 3 5 007 A 3

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die geeignet ist, die Effekte von äußeren thermischen Quellen auf ein Sensorelement in einer automatischen Temperatursteuereinrichtung zu kompensieren, um den vorgenannten Nachteil zu vermeiden und eine größere Genauigkeit des Steuerverhaltens der automatischen Temperatursteuereinrichtung sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Kompensieren von thermischen Effekten von äußeren Quellen in Anwendung bei einem Gasbrenner.

Fig. 2 zeigt ein Schaltkreisdiagramm für die Kompensationsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt einige charakteristische Betriebskurven der Kompensationsvorrichtung von Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein Kochbereich in Form eines Gasherdes 1 im unteren Teil einen Backofen 2 und im oberen Teil eine Deckplatte 3 mit Gasbrennern 4.

Über dem Brenner 4 befindet sich ein Rostkranz 5 zum Tragen eines Gefäßes 6 zur Aufnahme von Nahrungsmitteln, wobei ein temperaturempfindlicher Block 7 gegen den Boden des Gefäßes 6 gedrückt wird, der seinerseits in seinem Inneren ein Sensorelement 8 (beispielsweise ein Thermistor, d.h. ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten) aufnimmt, der elektrisch mit einer Schaltung 11 verbunden

35007A3

ist, die ein Steuerventil 12 steuert, das in eine Gaszuführleitung 13 zu dem Brenner 4 eingesetzt ist.

Der Schaltkreis 11 ist ferner mit einem Potentiometer 14 verbunden, das drei Ausgangsanschlüsse 18, 19 und 20 aufweist und durch einen Steuerknopf 15 betätigbar ist, der sich über der Deckplatte 3 befindet. In Reihe mit dem Anschluß 18 des Potentiometers 14 ist ein Thermistor 21 mit negativem Temperaturkoeffizienten, d.h. vom gleichen Typ wie derjenige des Sensorlementes 8, geschaltet. Der Thermistor 21 und das Sensorelement 8 sind daher in einem Bereich angeordnet, der im wesentlichen gleich durch externe thermische Quellen, wie beispielsweise durch den Backofen 2, beeinflußt wird, Ein Widerstand 22 ist parallel zu dem Thermistor 21 geschaltet.

In Fig. 2 ist im einzelnen die elektrische Schaltung 11 dargestellt. Hierbei sind zwischen einer auf positiver Spannung liegenden Versorgungsleitung 23 und einer geerdeten Leitung 24 geschaltet:

- Ein Widerstand 26 in Reihe mit dem Sensorelement 8, das einen Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten in Parallelschaltung mit einem Widerstand 27 umfaßt;

- und ein Widerstand 29, der mit dem Anschluß 20 des Potentiometers 14 verbunden ist, während andererseits der Anschluß 18, wie bereits ausgeführt, mit der Leitung 24 über die Gruppe aus parallelgeschaltetem Thermistor 21 und Widerstand 22 verbunden ist. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 26 und des Sensorelementes 8 ist seinerseits mit einem Eingangsanschluß b eines Differentialverstärkers 31 verbunden, während der mittlere Anschluß des Potentiometers 14 mit dem Eingang a des Verstärkers 31 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 31 ist mit einem Widerstand 33 verbunden, dessen zweiter Anschluß mit der Leitung 23 verbunden ist, sowie mit einem Widerstand 34, dessen anderer Anschluß mit dem Eingang a des Verstärkers 31 verbunden ist, und ferner mit einem Widerstand 35, dessen anderer Anschluß mit dem Steuerventil 12 verbunden ist. Durch Einstellen einer gewünschten Temperatur für die Nahrungsmittel in dem Gefäß 6 durch den Steuerknopf

~ 3 5 O O 7 Λ 3

15 wird ein Spannungswert Va1 am Eingang a des Verstärkers 31 erhärten, wobei angeommen sei, daß die Umgebungstemperatur im Bereich unterhalb der Deckplatte 3, wo der Thermistor 21 angeordnet ist, etwa
25° C (Backofen 2 nicht in Betrieb) ist. Die obere gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt Spannungswerte Va als Funktion der Position des Zeigers des Potentiometers 14.

Wenn die Temperatur der Nahrungsmittel in dem Gefäß 6, wie sie von dem Sensorelement 8 festgestellt wird, unterhalb des Wertes C (Fig. 3) liegt, ist der Spannungswert Vb am Eingang b des Verstärkers 31, der durch eine durchgezogene Kurve in Fig. 3 repräsentiert wird, während sich die Temperatur der Nahrungsmittel in dem Gefäß 6 ändert, immer größer als der Wert Va1, so daß der Verstärker 31 kein Signal abgibt. Sobald wie durch Anstieg der Temperatur der Nahrungsmittel in dem Gefäß 6 die Spannung Vb auf Vb1 fällt, erscheint am Ausgang des Verstärkers 31 entsprechend dem Wert C, wie er von dem Sensorelement 8 festgestellt wird, ein Signal, das auf das Ventil 12 einwirkt, so daß die Gaszufuhr zum Brenner 4 gesteuert wird.

Nimmt man nun an, daß der Backofen 2 in Betrieb ist, ist die Temperatur im Bereich unterhalb der Deckplatte 3 höher, beispielsweise 100° C, so daß in Fig. 3 aufgrund des Thermistors 21 die Kurve, die die Eingangsspannung für den Verstärker 31 als Funktion der Position des Steuerpotentiometers 14 darstellt, die untere gestrichelte Linie ist.

Angenommen, daß die gleiche Position des Potentiometers beibehalten wird, um die gleiche Kochtemperatur für die Nahrungsmittel im Gefäß 6 zu erhalten, ist die Eingangsspannung für den Verstärker 31 nun Va2. Daher liefert der Verstärker 31 ein Steuersignal für das Ventil 12 am Spannungswert Vb2, der kleiner Vb1 ist, und einem Wert D für die Temperatur, die von dem Sensorelement 8 festgestellt wird, entspricht, der höher als der vorhergehende Wert ist.

Auf diese Weise wird eine Kompensation von externen Einflüssen von Wärmequellen auf das Sensorelement 8 erreicht, da letzteres auf das Ventil 12 bei einem höheren Temperaturwert einwirkt, um die Wärmemenge in Betracht zu ziehen, die durch die äußere Wärmequelle (Bakkofen 2) geliefert wird, um so die Temperatur der Nahrungsmittel im Gefäß 6 im wesentlichen auf dem gleichen Wert wie zuvor zu halten.

Die Neigung der gestrichelten Linien, die die Spannungen am Eingang des Verstärkers 31 darstellen, ist verschieden und größer im Falle einer geringeren Umgebungstemperatur, um so den Einfluß von externen Heizquellen zu kompensieren, der zu der gewünschten Nahrungsmitteltemperatureinstellung in Bezug gesetzt wird, so daß insbesondere die Kompensation geringer ist, wenn die Temperatureinstellung durch den Knopf 15 höher ist. Gemäß Fig. 3 wird in Bezug auf den vorstehend beschriebenen Fall bei einem Anstieg von C auf D des Wertes, bei dem das Sensorelement 8 arbeitet, wenn nun ein höherer Wert der gewünschten Temperatur durch den Knopf 15 eingestellt wird, ein niedrigerer absoluter Anstieg (von C1 zu D1) für den Betriebstemperaturwert des Sensorelementes 8 erhalten. Das gezeigte Muster der gestrichelten Linien mit verschiedener Neigung kann durch entsprechende Bemessung der Schaltkreiskomponenten von Fig. 2 erhalten werden.

Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile werden in sehr einfacher Weise und mit geringem Aufwand erhalten.

Das Sensorelement 8 und der Thermistor 21 können auch von einem anderen, jedoch äquivalenten Typ sein, beispielsweise einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Die Fühleranordnung 7 kann eine andere Konfiguration aufweisen, sie kann dazu verwendet werden, elektrische Heizplatten anstelle von Gasbrennern zu steuern. Ferner kann der Schaltkreis gemäß Fig. 2 anders ausgebildet sein, um die variable Neigung der gestrichelten Linien in Fig. 3 (gerade oder gekrümmte Linien) zu erhalten, der Widerstand 22 kann durch ein Poten-

tiometer ersetzt werden, das mechanisch mit dem Potentiometer 14 gekoppelt ist. Ein derartiger Widerstand (oder Potentiometer) 22 kann in Reihe mit dem Thermistor 21 geschaltet sein.

Der Thermistor 21 kann des weiteren in Reihe mit dem Zweig geschaltet sein, der den Widerstand 26 und das Sensorelement 8 enthält.

Gegebenenfalls kann der Thermistor 21 eine Kupferspule oder eine Zenerdiode enthalten.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1) Vorrichtung zur Kompensation der Effekte von externen Wärmequellen auf ein Sensorelement (8) in einer automatischen Steuereinrichtung für die Temperatur von Nahrungsmitteln in erwärmten Gefäßen (6), wobei eine Einrichtung (14, 15) zum Einstellen der gewünschten Temperatur der Nahrungsmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Einrichtung (21) zum Erzielen der Kompensation vorgesehen ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis zum Erzielen der Kompensation als Funktion der gewünschten Nahrungsmitteltemperatureinstellung vorgesehen ist, wobei die Kompensation geringer ist, wenn der Wert für die eingestellte Temperatur höher ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ^ydaß der Schaltkreis ein Potentiometer umfaßt, das mechanisch mit der Einrichtung (14, 15) zum Einstellen der gewünschten Temperatur für die Nahrungsmittel gekoppelt ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer elektrisch in Reihe oder in Parallelschaltung mit der elektrischen Einrichtung (21) geschaltet ist, um die Kompensation zu erzielen.

5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Einrichtung (21) das Ausgangssignal (Va)

der Einstelleinrichtung (14, 15) für die gewünschte Nahrungsmitteltemperatur oder das Ausgangssignal (Vb) des Sensorelements (8) modifiziert, wobei die Ausgangssignale (Va, Vb) miteinander verglichen werden.

6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Einrichtung ein Thermistor (21) oder eine Kupferspule oder eine Zenerdiode ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (21) in Reihe mit einem Anschluß (18) eines Potentiometers (14) der Einstelleinrichtung (14, 15) ist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (21) einen Temperaturkoeffizienten vom gleichen Typ wie das Sensorelement (8) aufweist.

9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Einrichtung (21) im wesentlichen im gleichen Bereich wie das Sensorelement (8) in Bezug auf den Einfluß der externen Wärmequellen angeordnet ist.

10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (14, 15) für die gewünschte Nahrungsmitteltemperatur und das Sensorelement (8) über einem Backofen (2) angeordnet sind.

11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung automatisch die Temperatur steuert, die von dem Nahrungsmittel in den Gefäßen, die durch einen Gasbrenner oder eine elektrische Heizplatte erhitzt werden, erreicht wird.