DE602004005105T2

DE602004005105T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von anormaler Temperatursteigerungen in einer Kocheinrichtung

Info

Publication number: DE602004005105T2
Application number: DE602004005105T
Authority: DE
Inventors: Peter Ravenscroft Wilkins; Frederick James Davis; Neil Swann; Isobel Pearce
Original assignee: Ceramaspeed Ltd
Current assignee: Ceramaspeed Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: EP1489479B1; ATE356380T1; EP1489479A1; DK1489479T3; US7105781B2; SI1489479T1; GB0313831D0; US20050016990A1; ES2283947T3; PL1489479T3; DE602004005105D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil und einer Kochfläche, die beispielsweise aus einem glaskeramischen Material besteht und über einer elektrischen Heizvorrichtung liegt, verbunden ist. Ein solch ungewöhnlicher Anstieg der Temperatur kann insbesondere dadurch entstehen, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet oder ein Lebensmittelprodukt am Boden des Kochutensils festklebt.
Das Bereitstellen einer elektrischen Heizvorrichtung, die an der Unterseite einer Kochfläche angeordnet ist, die zum Beispiel aus einem glaskeramischen Material besteht, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein elektrisches Heizelement enthält, das in einem Abstand von der Unterseite der Kochfläche angeordnet ist, ist bekannt. Ein Kochutensil wird von der Kochfläche in einer Kochzone über der Heizvorrichtung getragen. Es ist bekannt, zum Beispiel in einem Hohlraum zwischen dem mindestens einen Heizelement und der Unterseite der Kochfläche eine erste temperaturempfindliche Einrichtung vorzusehen, die die Temperatur in dem Hohlraum und an der Kochfläche überwacht und für eine Unterbrechung der Stromversorgung für das Heizelement sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur erfasst, wodurch verhindert wird, dass es zu einer thermischen Beschädigung der Kochfläche kommt. Eine solche temperaturempfindliche Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt und mit Steuerelektronik elektrisch verbunden ist, bei der es sich um Steuerelektronik auf Mikroprozessorbasis handeln kann.
Es ist ebenfalls bekannt, eine zweite temperaturempfindliche Einrichtung bereitzustellen, die so angeordnet ist, dass sie die Unterseite der Kochfläche innerhalb der Kochzone berührt oder an diese angrenzt, und in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils über die Kochfläche innerhalb der Kochzone eine elektrische Ausgangsleistung für Überwachungs- und Steuerelektronik bereitstellt.
Eine solche zweite temperaturempfindliche Einrichtung kann für das genaue Überwachen der Temperatur des Kochutensils verwendet werden und für das Bereitstellen eines geschlossenen Regelkreises, in dem die Heizvorrichtung auf angemessene Weise mit Strom versorgt wird und für den erwünschten Ablauf der Erwärmung des Kochutensils sorgt.
Wenn sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet oder ein Lebensmittelprodukt, das in dem Kochutensil gekocht wird, an dessen Boden festklebt, kommt es zu einem Anstieg der Temperatur des Kochutensils, der über die Kochfläche erfasst werden kann. Es ist wünschenswert, dass dieser Anstieg der Temperatur vorzugsweise mit Hilfe der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung überwacht und die Stromversorgung für die Heizvorrichtung sofort unterbrochen werden kann und/oder eine Warnung für einen Benutzer ausgegeben wird. Der Anstieg der Temperatur kann jedoch recht gering sein und nicht plötzlich, sondern allmählich erfolgen, und eine ausreichend schnelle Reaktion lässt sich nur schwer erzielen.
Ein Versuch, dieses Problem zu lösen, wird in US-A-6 300 606 beschrieben. Hier wird nur ein einziger Temperatursensor verwendet, und es sind drei separate Schemata erforderlich, um erfassen zu können, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, je nachdem, wie nahe die überwachte Temperatur bei einem Grenzpunkt liegt. Bei einer Temperatur, die weit unter dem Grenzpunkt liegt, wird die erste und die zweite Ableitung einer Temperatur-Zeit-Kurve ermittelt. Es wird erfasst, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, wenn a) die erste Ableitung positiv ist, b) die zweite Ableitung positiv ist und c) die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung eine bestimmte Zeit lang nicht so geändert worden ist, dass diese erhöht wird. Die Tatsache, dass drei separate Schemata erforderlich sind, führt eindeutig zu einer unerwünschten Komplexität. Außerdem hat sich das oben genannte Schema, besonders wenn die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung häufig geändert wird, als unzuverlässig erwiesen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Tempera tur, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil und einer Kochfläche verbunden ist, bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile beseitigen oder doch zumindest verringern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur bereitgestellt, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil und einer Kochfläche, die über einer elektrischen Heizvorrichtung liegt, verbunden ist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine erste temperaturempfindliche Einrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur der Kochfläche überwacht, eine zweite temperaturempfindliche Einrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur des Kochutensils überwacht und in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt, und ein Mittel für das Berechnen einer ersten und einer zweiten Ableitung nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung erfasste Temperatur über einen Betriebstemperaturbereich der Heizvorrichtung und für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur auf der Grundlage der ersten und der zweiten Ableitung, wobei das Mittel dafür vorgesehen ist, die Stabilisierung der ersten Ableitung innerhalb von Stabilisierungsschwellengrenzwerten zu ermitteln, sowie dafür, die erste und die zweite Ableitung mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen, wenn sich die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte befindet, und einen ungewöhnlichen Anstieg der Temperatur zu erfassen, wenn der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert überschritten werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur bereitgestellt, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil und einer Kochfläche, die über einer elektrischen Heizvorrichtung liegt, verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das Überwachen der Temperatur der Kochfläche mit einer ersten temperaturempfindlichen Einrichtung, das Überwachen der Temperatur des Kochutensils und das Bereitstellen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils mit einer zweiten temperaturempfindlichen Ein richtung und das Berechnen einer ersten und einer zweiten Ableitung nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung erfasste Temperatur über einen Betriebstemperaturbereich der Heizvorrichtung und das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur auf der Grundlage der ersten und der zweiten Ableitung, und mit den weiteren Schritten des Ermittelns der Stabilisierung der ersten Ableitung innerhalb von Stabilisierungsschwellengrenzwerten sowie des Vergleichens der ersten und der zweiten Ableitung mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert, wenn sich die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellenwerte befindet, und des Erfassens eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur, wenn der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert überschritten werden.
Die erste und/oder die zweite temperaturempfindliche Einrichtung können/kann sich in der Heizvorrichtung befinden.
Die zweite temperaturempfindliche Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie die Temperatur des Kochutensils über die Kochfläche überwacht.
Die erste temperaturempfindliche Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur der Kochfläche eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt und mit einem Mittel für das Überwachen der Temperatur der Kochfläche elektrisch verbunden ist, die dadurch nach der Zeit erfasst wird.
Das Mittel für das Ermitteln der Stabilisierung der ersten Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte kann einen Stabilisierungsbetriebsmodus für die Heizvorrichtung umfassen, der eingesetzt wird, bis die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte einen vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel etwa 20 Sekunden) lang stabil ist, und in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert nicht wirksam sind, wodurch eine unerwünschte Erfassung eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur vermieden wird, wobei auf den Stabilisierungsbetriebsmodus ein Dauerbetriebsmodus folgt, in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert wirksam sind.
Der Dauerbetriebsmodus kann weitergeführt werden, wenn der der Heizvorrichtung zugeführte Strom im Wesentlichen konstant bleibt und/oder wenn eine Sollwerttemperatur der Kochfläche, die von einem Steuermittel für die Heizvorrichtung festgelegt wird, das mit der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung zusammenwirkt, innerhalb vorgegebener Grenzwerte konstant bleibt und/oder wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung erfasste Temperatur sich nicht um mehr als einen vorgegebenen Betrag erhöht, der durch negative Schwellengrenzwerte für die erste und die zweite Ableitung angegeben wird, anderenfalls wird erneut der Stabilisierungsbetriebsmodus gewählt.
Die erste temperaturempfindliche Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für das mindestens eine Heizelement sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur der Kochfläche erfasst.
Die zweite temperaturempfindliche Einrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für die Heizvorrichtung sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur der Unterseite des Kochutensils erfasst.
Bei einer bestimmten Ausführungsform überwacht die zweite temperaturempfindliche Einrichtung die Temperatur des Kochutensils in vorgegebenen Zeitintervallen, und Temperaturwerte werden in einen Stabilisierungspuffer eingegeben, in dem ein Mittelwert aus ihnen gebildet wird, die durchschnittliche Temperatur in dem Stabilisierungspuffer wird berechnet und in einen Puffer für die erste Ableitung eingegeben, der Mittelwert des Puffers für die erste Ableitung wird berechnet und in einen Puffer für die zweite Ableitung eingegeben, und die Puffer werden kontinuierlich so betrieben, dass in jedem der vorgegebenen Zeitintervalle ein Wert für die erste und die zweite Ableitung ausgegeben wird.
Die vorgegebenen Zeitintervalle können zwischen 0,1 und 4 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 Sekunde und besonders bevorzugt etwa 0,5 Sekunden betragen.
Die erste und/oder die zweite temperaturempfindliche Einrichtung können/kann in Form eines elektrischen Widerstandstemperaturmessfühlers, wie zum Beispiel in Form eines Widerstandstemperaturmessfühlers aus Platin, vorliegen.
Die zweite temperaturempfindliche Einrichtung kann so angeordnet sein, dass sie die Unterseite der Kochfläche berührt oder an diese angrenzt.
Verarbeitungs-, Rechen- und Steuerelektronik auf Mikroprozessorbasis, die mit geeigneten Software-Algorithmen arbeitet, kann für den Betrieb in Verbindung mit der ersten und der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung, der elektrischen Heizvorrichtung und einer Stromversorgung vorgesehen sein.
Die Kochfläche kann glaskeramisches Material umfassen.
Der ungewöhnliche Anstieg der Temperatur, der mit der Kombination aus dem Kochutensil und der Kochfläche, die über der Heizvorrichtung liegt, verbunden ist, kann dadurch entstehen, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet oder ein Lebensmittelprodukt am Boden des Kochutensils festklebt.
Die elektrische Heizvorrichtung kann mindestens ein elektrisches Heizelement enthalten, das unter einem elektrischen Widerstandsheizelement und einem elektrischen Induktionsheizelement ausgewählt worden ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ergibt sich durch das Bereitstellen des Stabilisierungsbetriebsmodus ein empfindliches System, das die Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, oder ein ähnliches Vorkommnis in Verbindung mit dem Kochutensil auf der Kochfläche richtig erfasst und schnell darauf reagiert.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, und um deutlicher zu zeigen, wie sie umgesetzt werden kann, wird nunmehr im Sinne eines Beispiels auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Kochutensils ist, das von einer Kochzone einer Kochfläche getragen wird, unter der sich eine elektrische Heizvorrichtung befindet, die gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Mittel für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur in der Kochzone elektrisch verbunden ist,
2 eine grafische Darstellung von Auftragungen der Temperatur über der Zeit ist, die von einer ersten und einer zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung in der Anordnung aus 1 abgeleitet werden, und eine Auftragung der ersten und der zweiten Ableitung zeigt, die für die Erfassung der Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet und die Stromzufuhr für eine Heizvorrichtung aus 1 unterbrochen wurde, durch Verarbeitungselektronik daraus abgeleitet worden sind,
3 ein Ablaufdiagramm ist, das die Funktionsweise der Anordnung aus den 1 und 2 darstellt,
4 eine grafische Darstellung der Auswirkung des Hineinschüttens von zusätzlichem kaltem Wasser in das Kochutensil ist, wenn darin bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung Wasser erhitzt wird, und
die 5 und 6 grafische Darstellungen von Auftragungen der Temperatur über der Zeit sind, die von einer ersten und einer zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung bei Modifikationen der Anordnung aus den 1 und 2 abgeleitet werden, und eine Auftragung der ersten und der zweiten Ableitung zeigen, die für die Erfassung der Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet und die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung unterbrochen wurde, durch Verarbeitungselektronik daraus abgeleitet worden sind.
Eine in 1 dargestellte Kochanordnung 2 umfasst eine Kochfläche 4, die beispielsweise aus einem glaskeramischen Material besteht und an deren Unterseite sich eine elektrische Heizvorrichtung 6 befindet. Auf der Kochfläche 4 befindet sich eine Kochzone 8. Ein Kochutensil 10, das zum Beispiel 200 ml Wasser enthält, die erhitzt werden sollen, befindet sich auf der Kochfläche 4 in der Kochzone 8.
Die Heizvorrichtung 6 umfasst einen schalenartigen Untersatz 14, der eine Grundschicht 16 aus Wärmedämmmaterial enthält und mindestens ein elektrisches Widerstandsheizelement 18 trägt. Statt des mindestens einen elektrischen Widerstandsheizelements 18 kann mindestens ein elektrisches Induktionsheizelement in bekannter Form vorgesehen werden. Das mindestens eine Heizelement 18 befindet sich in einem Abstand zu der Unterseite 20 der Kochfläche 4, so dass ein Hohlraum 22 gebildet wird.
Eine erste temperaturempfindliche Einrichtung 24 befindet sich in dem Hohlraum 22 und umfasst auf geeignete Weise einen elektrischen Widerstandstemperaturmessfühler, wie zum Beispiel einen Widerstandstemperaturmessfühler aus Platin, der in Abhängigkeit von der Temperatur der Kochfläche 4 eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt.
Es wird eine zweite temperaturempfindliche Einrichtung 26 bereitgestellt, die die Unterseite 20 der Kochfläche 4 innerhalb der Kochzone 8 berührt oder an diese angrenzt und so ausgelegt ist, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils 10 über die Kochfläche 4 innerhalb der Kochzone 8 eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt. Die zweite temperaturempfindliche Einrichtung 26 umfasst auf geeignete Weise einen elektrischen Widerstandstemperaturmessfühler, wie zum Beispiel einen Widerstandstemperaturmessfühler aus Platin.
Eine Verarbeitungs-, Rechen- und Steuerschaltung 28 auf Mikroprozessorbasis, die mit geeigneten Software-Algorithmen arbeitet, ist über die Leitungen 30 mit der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung 24 und über die Leitungen 32 mit der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 elektrisch verbunden. Die Verarbeitungs-, Rechen- und Steuerschaltung 28 ist außerdem über die Leitungen 34 mit dem mindestens einen Heizelement 18 elektrisch verbunden und so ausgelegt, dass sie die Versorgung des mindestens einen Heizelements 18 mit Strom aus einer Stromversorgung 36 steuert.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 die Funktionsweise der Kochanordnung 2 beschrieben. Die Verarbeitungsschaltung 28 stellt in Verbindung mit der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung 24 die Leistung des mindestens einen Heizelements 18 so ein, dass mit der Zeit eine Sollwerttemperatur beibehalten wird, die in 2 mit der Bezugszahl 38 bezeichnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Sollwerttemperatur im Wesentlichen 700 Grad Celsius. Die Verarbeitungsschaltung 28 kann auch die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 unterbrechen, wenn eine vorgegebene maximale Temperatur der Kochfläche 4 überschritten wird.
Die Verarbeitungsschaltung 28 überwacht in Verbindung mit der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 die Temperatur des Kochutensils 10 über die Kochfläche 4 innerhalb der Kochzone 8, die in 2 mit der Bezugszahl 40 bezeichnet ist. Sie ist auch so ausgelegt, dass sie die Geschwindigkeit misst, mit der sich die Temperatur des Kochutensils 10 im Verlauf der gesamten Betriebsdauer der Anordnung über deren gesamten Betriebstemperaturbereich hinweg ändert. Die Überwachung der Temperatur des Kochutensils 10 erfolgt in vorgegebenen Zeitintervallen, die zwischen 0,1 und 4 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 Sekunde und besonders bevorzugt etwa 0,5 Sekunden betragen können.
Die Verarbeitungsschaltung 28 ist so ausgelegt, dass sie eine erste Ableitung D1 nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur berechnet. Diese wird durch die Bezugszahl 42 in 2 gezeigt. Die Verarbeitungsschaltung 28 ist außerdem so ausgelegt, dass sie eine zweite Ableitung D2 nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur berechnet. Diese wird durch die Bezugszahl 44 in 2 gezeigt.
Wenn sich in dem Kochutensil 10 kein Wasser mehr befindet, wie die Bezugszahl 46 in 2 anzeigt, dann erhöht sich die Geschwindigkeit des Anstiegs der Temperatur des Utensils, der von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasst wird, und dies geht mit einer entsprechenden Erhöhung der Werte der ersten und der zweiten Ableitung D1 und D2 einher. Wenn die Werte der ersten und der zweiten Ableitung D1 und D2 vorgegebene Auslöse- oder Schwellenwertpegel überschreiten, sorgt die Verarbeitungsschaltung 28, wie die Bezugszahl 48 in 2 anzeigt, für eine Unterbrechung der Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6, um eine Beschädigung zu verhindern, die dadurch entstehen kann, dass sich in dem Kochutensil 10 kein Wasser mehr befindet. Statt oder zusätzlich zu der Unterbrechung der Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 kann ein Warnsignalmittel, bei dem es sich um ein akustisches Warnsignal handeln kann, aktiviert werden. Bei diesem Beispiel wurde die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung innerhalb von etwa 15 Sekunden, nachdem sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befand, unterbrochen.
Eine weitere Schutzmaßnahme für die Anordnung 2 besteht darin, dass die Schaltung 28, wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet, die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 unterbricht.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Anordnung vor dem Betrieb in einem Dauermodus in einem Stabilisierungsmodus betrieben wird. Während des Betriebs im Stabilisierungsmodus wird die erste Ableitung D1 nach der Zeit überwacht. Erst wenn die erste Ableitung D1 für einen vorgegebenen Zeitraum (geeigneterweise etwa 20 Sekunden) innerhalb vorgegebener Schwellengrenzwerte einen stabilen Wert angenommen hat, wird zum Dauermodus übergegangen, in dem die für D1 und D2 angegebenen Auslöse- oder Schwellengrenzwerte wirksam sind und die Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, erfasst werden kann. Die Stabilisierung der ersten Ableitung D1 wird in 2 durch die Linie 50 angezeigt, wobei der Stabilisierungsmodus links von der Linie 50 und der Dauermodus rechts von der Linie 50 liegt.
In der Praxis kann es möglich sein, dass eine oder mehrere der folgenden weiteren Voraussetzungen erfüllt werden müssen, bevor eine Stabilisierung erreicht wird und es zu einem Übergang von dem Stabilisierungsmodus zum Dauerbetriebsmodus kommt. Die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 muss im Wesentlichen konstant bleiben. Alternativ oder zusätzlich dazu muss eine Sollwerttemperatur der Kochfläche 4, die von der Steuerschaltung 28 ermittelt wird, die mit der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung 24 zusammenwirkt, innerhalb vorgegebener Grenzwerte, wie beispielsweise ±6 Grad Celsius, konstant bleiben. Alternativ oder zusätzlich dazu darf sich die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur nicht um mehr als einen vorgegebenen Betrag verringern, so dass negative Schwellenwerte, die für die erste und die zweite Ableitung D1 und D2 angegeben werden, nicht überschritten werden. Wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird, kann es zum Beispiel zu einer solchen Verringerung der Temperatur kommen, wenn das Kochutensil 10 zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Erhitzens mit kaltem Wasser aufgefüllt wird. Die Temperatur würde sich dann verringern und danach wieder erhöhen, wenn sich das Wasser wieder erhitzt, was dazu führen könnte, dass die Verarbeitungsschaltung fälschlicherweise den Eindruck bekommt, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet. Wenn die oben genannten Voraussetzungen nicht erfüllt werden, wird daher automatisch erneut der Stabilisierungsbetriebsmodus gewählt.
Das Ablaufdiagramm in 3 fasst die Funktionsweise der Anordnung der vorliegenden Erfindung zusammen. Die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur wird überprüft, um sicherzustellen, dass sie keinen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat, der in Bezug zu dem Kochutensil 10 über die Kochfläche 4 eingestellt worden ist. Ist dies jedoch geschehen, dann zeigt dies einen Überhitzungszustand an, und die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 wird aus Sicherheitsgründen sofort unterbrochen. Ist dies nicht geschehen, wird der Stabilisierungsbetriebsmodus weitergeführt, wobei die erste Ableitung D1 überwacht wird, bis sie für die vorgegebene Zeitdauer innerhalb ihrer Stabilisierungsschwellengrenzwerte liegt. Es wird dann zum Dauerbetriebsmodus überge gangen, wenn alle oben genannten Voraussetzungen in Bezug zur Beibehaltung der Sollwerttemperatur in dem Hohlraum 22 und/oder in Bezug zur Beibehaltung einer konstanten Stromzufuhr für die Heizvorrichtung erfüllt worden sind und/oder wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur sich im Wesentlichen nicht verringert. Wenn diese Voraussetzungen angegeben sind und nicht erfüllt werden, wird automatisch erneut der Stabilisierungsbetriebsmodus gewählt. Der Dauermodus wird weitergeführt, und wenn die erste und die zweite Ableitung D1 und D2 ihre jeweiligen vorgegebenen Auslöse- oder Schwellenwerte überschreiten, was anzeigt, dass sich in dem Kochutensil 10 kein Wasser mehr befindet, dann wird die Stromversorgung der Heizvorrichtung 6 unterbrochen und/oder ein Warnsignal aktiviert.
Wenn die Anordnung 2 im Stabilisierungsmodus arbeitet, sind die vorgegebenen Auslöse- oder Schwellenwertpegel nicht wirksam, damit verhindert wird, dass das System so reagiert, als wenn sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befände, wenn zum Beispiel eine Temperatursteuerung nach oben hin justiert wird, was zu erhöhten Ausgangswerten für die erste und die zweite Ableitung führt. Das System kann so ausgelegt sein, dass es in den Stabilisierungsbetriebsmodus übergeht, sobald die Temperatursteuerung um mehr als ein paar Grad (zum Beispiel mehr als sechs Grad Celsius) justiert wird.
Wenn die zweite temperaturempfindliche Einrichtung 26 zu den vorgegebenen Zeitintervallen oder Abtastperioden die Temperatur des Kochutensils 10 über die Kochfläche 4 misst, werden Temperaturwerte in einen Stabilisierungspuffer eingegeben, in dem ein Mittelwert aus ihnen gebildet wird. Die durchschnittliche Temperatur in dem Stabilisierungspuffer wird berechnet und in einen Puffer für die erste Ableitung (D1) eingegeben. Der Mittelwert des Puffers für die erste Ableitung (D1) wird berechnet und in einen Puffer für die zweite Ableitung (D2) eingegeben. Die Puffer werden kontinuierlich so betrieben, dass in jedem der vorgegebenen Zeitintervalle (geeigneterweise alle 0,5 Sekunden) ein Wert für die erste (D1) und die zweite (D2) Ableitung ausgegeben wird.
Die Verarbeitungsdauer in dem Stabilisierungspuffer kann zwischen 5 und 50 Sekunden betragen und liegt vorzugsweise zwischen 5 und 20 Sekunden.
In Tests hat sich gezeigt, dass die für die Stabilisierung benötigte Zeit je nach Art und Menge des Materials 12, das in dem Kochutensil 10 erhitzt wird, sehr unterschiedlich ist. Aus diesem Grund wird sich ein festes Zeitintervall für die beabsichtigte Palette an Materialien und Mengen nicht eignen.
Wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 überwachte Temperatur gemessen und in den Stabilisierungspuffer eingegeben worden ist, in dem ein Mittelwert daraus gebildet wird, wird der Wert der ersten Ableitung dT/dt = K₁(T_rba – T_rbap)/t_s berechnet und in den Rollpuffer für die erste Ableitung eingegeben. (In der oben angegebenen Gleichung ist t_s = Abtastperiode, T_rba = durchschnittliche Temperatur aus dem Rollpuffer, T_rbap = durchschnittliche Temperatur aus dem Rollpuffer für die vorangegangene Abtastperiode t_s, und K₁ ist eine Konstante.) Der Mittelwert dT_rba/dt aus dem Rollpuffer für die erste Ableitung wird berechnet und als erste Ableitung D1 ausgegeben. Der Wert der zweiten Ableitung d²T/dt² = Q₁x(dT_rba/dt – dT_rbap/dt)/t_s wird berechnet und im Rollpuffer für die zweite Ableitung abgelegt. (Hier ist dT_rbap/dt der Mittelwert des Rollpuffers für die erste Ableitung in der vorangegangenen Abtastperiode t_s, und Q₁ ist eine Konstante.) Der Mittelwert d²T_rba/dt² aus dem Rollpuffer für die zweite Ableitung wird berechnet und als zweite Ableitung D2 ausgegeben. Wenn die Ausgangswerte für die erste und die zweite Ableitung über ihrem jeweiligen vorgegebenen Auslöse- oder Schwellenwertpegel liegen, wird die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 abgebrochen und/oder ein Warnsignalmittel aktiviert.
Im Stabilisierungsbetriebsmodus weisen die Puffer für die erste und die zweite Ableitung eine geeignete Dauer von etwa 10 Sekunden auf. Dies führt zu stärker verrauschten (oder unbeständigeren) Ausgangswerten für die erste und die zweite Ableitung. Dies verhindert, dass sich das System zu schnell stabilisiert und dann die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung unterbricht, wenn es gar nicht der Fall ist, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet. Das verrauschte Signal sorgt dafür, dass das System erst dann in seinen Dauerbetriebsmodus ü bergeht, wenn es wirklich in einem stabilen Zustand ist. Die erste Ableitung D1 sollte zum Beispiel für einen Zeitraum von mindestens 20 Sekunden zwischen minus 10 und plus 10 bleiben.
Beispiele für Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit im Dauerbetriebsmodus erfasst werden kann, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, und darauf reagiert wird, sind:

1. Die von der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung 24 erfasste Temperatur liegt über 100 Grad Celsius.
2. Die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasste Temperatur liegt über 50 Grad Celsius.
3. Die erste Ableitung D1 liegt zwischen 1 und 50 und vorzugsweise zwischen 2 und 10.
4. Die zweite Ableitung D2 liegt zwischen 1 und 50 und vorzugsweise zwischen 1 und 10.

Die Anordnung der vorliegenden Erfindung erfasst schnell, dass sich in Kochutensilien 10, die eine Flüssigkeit wie zum Beispiel Wasser enthalten, sowie in Kochutensilien, die Wasser und Materialien wie zum Beispiel Gemüse enthalten, die in der Regel nicht am Boden des Utensils festkleben, kein Wasser mehr befindet. Stärkehaltige Lebensmittel, die in Milch oder Wasser gekocht werden, fangen jedoch oft an, am Boden des Kochutensils festzukleben, obwohl noch eine beträchtliche Menge Flüssigkeit übrig ist, was nicht zufriedenstellend ist und erfasst werden muss. Eine stärkehaltige Schicht, die am Boden des Kochutensils festklebt, führt zu einer Erhöhung der Temperatur, die von mit der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasst werden kann. Dieser Temperaturanstieg erfolgt zwar nur allmählich, reicht aber aus, um Spitzenwerte in der ersten und der zweiten Ableitung D1 und D2 zu erzeugen, wodurch dieser Zustand erfasst werden kann, bevor Lebensmittel anbrennen oder das Kochutensil beschädigt wird.
Diese Anordnung eignet sich besonders gut für das Kochen von Reis in Wasser. Wenn die Erfassung und die Unterbrechung der Stromzufuhr für die Heizvorrichtung erfolgen, entsteht am Boden des Utensils eine dünne stärkehaltige Schicht, wobei der Reis gekocht und feucht ist, aber keine Restflüssigkeit in dem Utensil verbleibt. Die stärkehaltige Schicht kann problemlos und ohne Nachteile in den Reis gerührt werden.
Wie bereits erwähnt wurde, kann es vorkommen, dass das Kochutensil 10 während des Erhitzens einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, darin mit kalter Flüssigkeit aufgefüllt wird. Dies führt zu einem vorübergehenden Absinken der Temperatur in dem Kochutensil 10, auf das im Verlauf des weiteren Erhitzens ein Anstieg der Temperatur folgt. Die Anordnung der vorliegenden Erfindung ist dafür ausgelegt, mit einer solchen Situation richtig umzugehen, die sonst von der Elektronik als Anzeichen dafür interpretiert werden könnte, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet. Dies ist in 4 dargestellt. In das Kochutensil 10 in der Anordnung aus 1 werden 500 ml Wasser gegeben und erhitzt. Die Verarbeitungsschaltung 28 überwacht in Verbindung mit der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 die Temperatur des Kochutensils 10 innerhalb der Kochzone 8 nach der Zeit, wie die Bezugszahl 40 anzeigt. Die erste und die zweite Ableitung D1 und D2 werden berechnet, eine Auftragung der ersten Ableitung D1 ist mit der Bezugszahl 42 und eine Auftragung der zweiten Ableitung D2 mit der Bezugszahl 44 bezeichnet. Das System arbeitet im Stabilisierungsmodus, bis die erste Ableitung D1 (Bezugszahl 42) stabil ist und für einen vorgegebenen Zeitraum so bleibt. Dann wird der Dauerbetriebsmodus initiiert. Im Verlauf des Dauerbetriebsmodus werden jedoch weitere 250 ml kaltes Wasser in das Kochutensil 10 geschüttet. Dies führt zu einem Absinken der Temperatur, das von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 erfasst (und anhand der Kurve 40 in 4 gezeigt) wird und auf das ein Anstieg der Temperatur folgt, wenn sich das Wasser wieder erhitzt. Die erste und die zweite Ableitung D1 und D2 folgen diesem Absinken und dem nachfolgenden Ansteigen der Temperatur, wie ihre Auftragungen (Bezugszahl 42 beziehungsweise 44) innerhalb des eingekreisten Bereichs 52 in 4 anzeigen. Die erste und die zweite Ableitung nehmen in diesem Bereich 52 zunächst sinkende (negative) und dann ansteigende Werte an. Wenn das System im Dauermodus weiterlaufen würde, würde durch die ansteigenden Werte der ersten und der zweiten Ableitung der falsche Eindruck entstehen, dass sich in dem Kochutensil 10 kein Wasser mehr befindet. Um dies zu vermeiden, ist das System so ausgelegt worden, dass es, wenn das kalte Wasser hinzugefügt wird und die Temperatur absinkt und die erste und die zweite Ableitung D1 und D2 negative Werte annehmen, die bestimmte vorgegebene Grenzwerte überschreiten, sofort wieder in seinen Stabilisierungsbetriebsmodus zurückkehrt, bis die erste Ableitung D1 wieder stabil ist und innerhalb ihrer vorgegebenen Schwellengrenzwerte so bleibt. Ein geeigneter negativer Grenzwert für sowohl die erste als auch die zweite Ableitung kann zum Beispiel etwa -2 betragen. Dann wird wieder in den Dauermodus übergegangen, was zu einem zufriedenstellenden Erfassen der Tatsache führt, dass sich in dem Kochutensil 10 kein Wasser mehr befindet (Punkt 46 in 4), und zu einem ordnungsgemäßen Unterbrechen der Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6.
In 5 ist eine Modifikation der Anordnung aus den 1 und 2 dargestellt. Hier wird das Kochutensil 10, das 500 ml Wasser enthält, 6 Minuten lang bei einer Sollwerttemperatur von 700 Grad Celsius erhitzt. Es wird dann für 3 Minuten auf eine Sollwerttemperatur von 400 Grad Celsius heruntergeschaltet und dann für 3 Minuten auf eine Sollwerttemperatur von 600 Grad Celsius hochgeschaltet. Es wird dann für 5 Minuten auf eine Sollwerttemperatur von 500 Grad Celsius heruntergeschaltet und schließlich so lange wieder auf 700 Grad Celsius hochgeschaltet, bis sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet.
Die gesteuerten Auslenkungen der Sollwerttemperatur nach der Zeit sind wie in 2 mit der Bezugszahl 38 bezeichnet. Die Temperatur des Kochutensils 10, die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 nach der Zeit überwacht wird, ist mit der Bezugszahl 40 bezeichnet. Die Auftragung der ersten Ableitung D1 ist mit der Bezugszahl 42 und die Auftragung der zweiten Ableitung D2 mit der Bezugszahl 44 bezeichnet. Am Punkt 46 befindet sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr, und die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 wird 20 Sekunden später am Punkt 48 ausgelöst oder unterbrochen. Es ist ersichtlich, dass die Anordnung bei den unterschiedlichen Sollwerttemperaturen in ihrem Stabilisierungsmodus arbeitet, bis die erste Ableitung D1 (Bezugszahl 42) stabil ist und für den vorgegebenen Zeitraum innerhalb ihrer vorgegebenen Grenzwerte so bleibt. Die Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, wird in dem letzten Dauerbetriebsmodus erfasst, wenn die Werte der ersten und der zweiten Ableitung D1 und D2 vorgegebene Schwellenwertpegel überschreiten.
6 stellt eine weitere Modifikation der Anordnung aus den 1 und 2 dar. Hier wird das Kochutensil 10, das 750 Gramm Kartoffeln in Stücken zu 45 bis 55 Gramm, 250 ml Wasser und einen Teelöffel Salz enthält, bei einer Sollwerttemperatur von 700 Grad Celsius so lange erhitzt, bis sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet. Die Auftragung der Sollwerttemperatur nach der Zeit ist wie in 2 mit der Bezugszahl 38 bezeichnet. Die Temperatur des Kochutensils 10, die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung 26 nach der Zeit überwacht wird, ist mit der Bezugszahl 40 bezeichnet. Die Auftragung der ersten Ableitung D1 ist mit der Bezugszahl 42 und die Auftragung der zweiten Ableitung D2 mit der Bezugszahl 44 bezeichnet. Am Punkt 46 befindet sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr, und die Stromzufuhr für die Heizvorrichtung 6 wird 37 Sekunden später am Punkt 48 ausgelöst oder unterbrochen. Die Anordnung arbeitet wieder in ihrem Stabilisierungsmodus, bis die erste Ableitung D1 (Bezugszahl 42) stabil ist und für den vorgegebenen Zeitraum innerhalb ihrer vorgegebenen Grenzwerte so bleibt. Die Tatsache, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet, wird in dem nachfolgenden Dauerbetriebsmodus erfasst, wenn die Werte der ersten und der zweiten Ableitung D1 und D2 vorgegebene Schwellenwertpegel überschreiten.

Claims

Vorrichtung für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil (10) und einer Kochfläche (4), die über einer elektrischen Heizvorrichtung (6) liegt, verbunden ist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine erste temperaturempfindliche Einrichtung (24), die so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur der Kochfläche überwacht, eine zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26), die so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur des Kochutensils überwacht und in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils eine elektrische Ausgangsleistung bereitstellt, und ein Mittel (28) für das Berechnen einer ersten und einer zweiten Ableitung (D1, D2) nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung erfasste Temperatur über einen Betriebstemperaturbereich der Heizvorrichtung und für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur auf der Grundlage der ersten und der zweiten Ableitung, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (28) dafür vorgesehen ist, die Stabilisierung der ersten Ableitung (D1) innerhalb von Stabilisierungsschwellengrenzwerten zu ermitteln, sowie dafür, die erste und die zweite Ableitung (D1, D2) mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen, wenn sich die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte befindet, und einen ungewöhnlichen Anstieg der Temperatur zu erfassen, wenn der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert überschritten werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste temperaturempfindliche Einrichtung (24) so ausgelegt ist, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur der Kochfläche (4) eine Ausgangsleistung bereitstellt, wobei die erste temperaturempfindliche Einrichtung wahlweise mit dem Mittel (28) für das Überwachen der Temperatur der Kochfläche elektrisch verbunden ist, die dadurch nach der Zeit erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (28) für das Ermitteln der Stabilisierung der ersten Ableitung (D1) innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte einen Stabilisierungsbetriebsmodus für die Heizvorrichtung (6) umfasst, der eingesetzt wird, bis die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte einen vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel etwa 20 Sekunden) lang stabil ist, und in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert nicht wirksam sind, wodurch eine unerwünschte Erfassung eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur vermieden wird, wobei auf den Stabilisierungsbetriebsmodus ein Dauerbetriebsmodus folgt, in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert wirksam sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauerbetriebsmodus weitergeführt wird, wenn der der Heizvorrichtung (6) zugeführte Strom im Wesentlichen konstant bleibt und/oder wenn eine Sollwerttemperatur der Kochfläche (4), die von einem Steuermittel (28) für die Heizvorrichtung festgelegt wird, das mit der ersten temperaturempfindlichen Einrichtung (24) zusammenwirkt, innerhalb vorgegebener Grenzwerte konstant bleibt und/oder wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung (26) erfasste Temperatur sich nicht um mehr als einen vorgegebenen Betrag erhöht, der durch negative Schwellengrenzwerte für die erste und die zweite Ableitung (D1, D2) angegeben wird, anderenfalls wird erneut der Stabilisierungsbetriebsmodus gewählt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste temperaturempfindliche Einrichtung (24) so ausgelegt ist, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für das mindestens eine Heizelement (6) sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur der Kochfläche (4) erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26) so ausgelegt ist, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für die Heizvorrichtung (6) sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur des Kochutensils (10) erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26) die Temperatur des Kochutensils (10) in vorgegebenen Zeitintervallen überwacht und Temperaturwerte in einen Stabilisierungspuffer eingegeben werden, in dem ein Mittelwert aus ihnen gebildet wird, die durchschnittliche Temperatur in dem Stabilisierungspuffer berechnet und in einen Puffer für die erste Ableitung eingegeben wird, der Mittelwert des Puffers für die erste Ableitung berechnet und in einen Puffer für die zweite Ableitung eingegeben wird und die Puffer kontinuierlich so betrieben werden, dass in jedem der vorgegebenen Zeitintervalle ein Wert für die erste und die zweite Ableitung (D1, D2) ausgegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Zeitintervalle zwischen 0,1 und 4 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 Sekunde und besonders bevorzugt etwa 0,5 Sekunden betragen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (24, 26) in Form eines elektrischen Widerstandstemperaturmessfühlers, wie zum Beispiel in Form eines Widerstandstemperaturmessfühlers aus Platin, vorliegen/vorliegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26) so angeordnet ist, dass sie die Unterseite der Kochfläche (4) berührt oder an diese angrenzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verarbeitungs-, Rechen- und Steuerelektronik (28) auf Mikroprozessorbasis, die mit geeigneten Software-Algorithmen arbeitet, für den Betrieb in Verbindung mit der ersten und der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung (24, 26), der elektrischen Heizvorrichtung (6) und einer Stromversorgung (36) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochfläche (4) glaskeramisches Material umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ungewöhnliche Anstieg der Temperatur, der mit der Kombination aus dem Kochutensil (10) und der Kochfläche (4), die über der Heizvorrichtung (6) liegt, verbunden ist, dadurch entsteht, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet oder ein Lebensmittelprodukt am Boden des Kochutensils festklebt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizvorrichtung (6) mindestens ein elektrisches Heizelement enthält, das unter einem elektrischen Widerstandsheizelement und einem elektrischen Induktionsheizelement ausgewählt worden ist.
Verfahren für das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur, der mit einer Kombination aus einem Kochutensil (10) und einer Kochfläche (4), die über einer elektrischen Heizvorrichtung (6) liegt, verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das Überwachen der Temperatur der Kochfläche mit einer ersten temperaturempfindlichen Einrichtung (24), das Überwachen der Temperatur des Kochutensils und das Bereitstellen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochutensils mit einer zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung (26) und das Berechnen einer ersten und einer zweiten Ableitung (D1, D2) nach der Zeit für die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung erfasste Temperatur über einen Betriebstemperaturbereich der Heizvorrichtung und das Erfassen eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur auf der Grundlage der ersten und der zweiten Ableitung, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Ermittelns der Stabilisierung der ersten Ableitung (D1) innerhalb von Stabilisierungsschwellengrenzwerten sowie des Vergleichens der ersten und der zweiten Ableitung (D1, D2) mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert, wenn sich die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte befindet, und des Erfassens eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur, wenn der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert überschritten werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste temperaturempfindliche Einrichtung (24) so ausgelegt ist, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur der Kochfläche (4) eine Ausgangsleistung bereitstellt, wobei die erste temperaturempfindliche Einrichtung wahlweise mit dem Mittel (28) für das Überwachen der Temperatur der Kochfläche elektrisch verbunden ist, die dadurch nach der Zeit erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns der Stabilisierung der ersten Ableitung (D1) innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte das Herstellen eines Stabilisierungsbetriebsmodus für die Heizvorrichtung (6) umfasst, der eingesetzt wird, bis die erste Ableitung innerhalb der Stabilisierungsschwellengrenzwerte einen vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel etwa 20 Sekunden) lang stabil ist, und in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert nicht wirksam sind, wodurch eine unerwünschte Erfassung eines ungewöhnlichen Anstiegs der Temperatur vermieden wird, wobei auf den Stabilisierungsbetriebsmodus ein Dauerbetriebsmodus folgt, in dessen Verlauf der erste und der zweite vorgegebene Schwellenwert wirksam sind.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauerbetriebsmodus weitergeführt wird, wenn der der Heizvorrichtung (6) zugeführte Strom im Wesentlichen konstant bleibt und/oder wenn eine Sollwert temperatur der Kochfläche (4) innerhalb vorgegebener Grenzwerte konstant bleibt und/oder wenn die von der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung (26) erfasste Temperatur sich nicht um mehr als einen vorgegebenen Betrag erhöht, der durch negative Schwellengrenzwerte für die erste und die zweite Ableitung (D1, D2) angegeben wird, anderenfalls wird erneut der Stabilisierungsbetriebsmodus gewählt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste temperaturempfindliche Einrichtung (24) so ausgelegt ist, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für das mindestens eine Heizelement (6) sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur der Kochfläche (4) erfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26) so ausgelegt ist, dass sie für eine Unterbrechung der Stromversorgung für die Heizvorrichtung (6) sorgt, wenn sie eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur des Kochutensils (10) erfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass: das Überwachen der Temperatur des Kochutensils (10) in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt und Temperaturwerte in einen Stabilisierungspuffer eingegeben werden, in dem ein Mittelwert aus ihnen gebildet wird, die durchschnittliche Temperatur in dem Stabilisierungspuffer berechnet und in einen Puffer für die erste Ableitung eingegeben wird, der Mittelwert des Puffers für die erste Ableitung berechnet und in einen Puffer für die zweite Ableitung eingegeben wird und die Puffer kontinuierlich so betrieben werden, dass in jedem der vorgegebenen Zeitintervalle ein Wert für die erste und die zweite Ableitung (D1, D2) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Zeitintervalle zwischen 0,1 und 4 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0,3 und 1 Sekunde und besonders bevorzugt etwa 0,5 Sekunden betragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (24, 26) in Form eines elektrischen Widerstandstemperaturmessfühlers, wie zum Beispiel in Form eines Widerstandstemperaturmessfühlers aus Platin, vorliegen/vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite temperaturempfindliche Einrichtung (26) so angeordnet ist, dass sie die Unterseite der Kochfläche (4) berührt oder an diese angrenzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Verarbeitungs-, Rechen- und Steuerelektronik (28) auf Mikroprozessorbasis, die mit geeigneten Software-Algorithmen arbeitet, für den Betrieb in Verbindung mit der ersten und der zweiten temperaturempfindlichen Einrichtung (24, 26), der elektrischen Heizvorrichtung (6) und einer Stromversorgung (36) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochfläche (4) glaskeramisches Material umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der ungewöhnliche Anstieg der Temperatur, der mit der Kombination aus dem Kochutensil (10) und der Kochfläche (4), die über der Heizvorrichtung (6) liegt, verbunden ist, dadurch entsteht, dass sich in dem Kochutensil kein Wasser mehr befindet oder ein Lebensmittelprodukt am Boden des Kochutensils festklebt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizvorrichtung (6) mindestens ein elektrisches Heizelement enthält, das unter einem elektrischen Widerstandsheizelement und einem elektrischen Induktionsheizelement ausgewählt worden ist.