DE69730182T2

DE69730182T2 - Verfahren zum Steuren des Kochvorganges in einem Mikrowellenofen, solcher Ofen und dessen Anwendung

Info

Publication number: DE69730182T2
Application number: DE69730182T
Authority: DE
Inventors: Birgitta Kidblad; Per TÖRNGREN
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2017-05-03
Also published as: SE9602159L; EP0817533A1; CN1175670A; DE69730182D1; US5889264A; SE9602159D0; EP0817533B1; SE506605C2; CN1104595C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren an einem Mikrowellenofen zum Steuern eines Kochvorgangs, wobei der Ofen eine Ofenhöhlung, eine Mikrowellenquelle, ein Versorgungssystem zum Führen von Mikrowellen in die Höhlung, eine Steuereinheit zum Steuern eines Leistungspegels und einer Versorgungsdauer der in die Höhlung geführten Mikrowellen umfasst, und eine mit der Steuereinheit verbundene Einrichtung zum Einstellen oder Berechnen einer Kochzeit eines festen oder flüssigen Nahrungsmittels. Die Erfindung ist auch auf einen Mikrowellenofen, eine Mikrowellenerhitzungsvorrichtung und die Nutzung derselben für ein automatisches Durchführen einer Kochprozedur gerichtet.
TECHNISCHER HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Der Stand der Technik wird durch das US Patent 4 791 263 repräsentiert, welches ein Verfahren der in der Einleitung erwähnten Art beschreibt, bei der eine Erhitzung mit 70% einer maximalen Leistung beginnt und fortschreitet, bis ein Gassensor 65% Änderung eines Anfangswertes erfasst. Basierend auf der für ein Erreichen dieses Wertes benötigten Zeit wird ein Zeitwert zum fortlaufenden Erhitzen berechnet, wobei die Erhitzung mit ungefähr 50% der Maximalleistung fortschreitet. Am Ende dieser berechneten Zeitdauer wird angenommen, dass ein Kochen erreicht wurde, und es wird mit zwei optionalen festen Zeitdauern mit einem Leistungspegel fortgefahren, der vorgegeben ist. Danach fährt das Verfahren mit einem Warmhaltezustand auf einem weiteren niedrigeren festen Leistungspegel fort. Aus diesem ist es offensichtlich, dass der Leistungspegel während des tatsächlichen Kochens in einer sogenannten "offenen Schleife" mit der Verwendung von festen Zeitdauern und festen Leistungspegeln gesteuert wird.
Das offenbarte Verfahren hat einen Nachteil darin, dass beim Beginn der Prozedur keine Maximalleistung verwendet wird, wodurch die benötigte Zeitdauer erhöht wird, wobei dieser Nachteil wie beim allgemein bekannten Verfahren ist, bei dem als Beispiel ein Leistungspegel von ¾ der Maximalleistung eingestellt wird, und während einer vorgegebenen Zeitdauer erhitzt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das tatsächliche Kochen mit einem vorgegebenen und festen Leistungspegel ohne Abtasten des Fortschreitens der Prozedur vorgenommen wird. Das bedeutet, dass das Nahrungsstück durch die Mikrowellen in einem zu hohen Ausmaß direkt beeinflusst werden kann, was ein Risiko eines Überkochens ergibt, was darüber hinaus einen unnötigen Energieverbrauch bedeutet.
EP-A-701387 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Kochers, in dem ein neuronales Netz für ein Beurteilen der optimalen Kochzeit verwendet wird, wobei das Netzwerk mit einem Feuchtigkeitssensor verbunden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für ein gesteuertes Kochen in einem Mikrowellenofen oder einer Erhitzungsvorrichtung zu erlangen, wobei die oben erwähnten Nachteile vermieden sind, und wobei eine Kochprozedur ermöglicht wird, die auf das individuelle Nahrungsmittel besser angepasst ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Mikrowellenofen und eine Mikrowellenerhitzungsvorrichtung für eine Implementierung des Verfahrens zu erlangen.
Weitere Aufgaben der Erfindung sind es, ein Verfahren und einen Ofen mit verbesserter Sicherheit bei einem Kochen und einer Verbesserung einer Nutzerfreundlichkeit des Ofens zu erlangen.
Die erste erwähnte Aufgabe wird durch ein Verfahren der in der Einführung erwähnten Art erzielt, dadurch gekennzeichnet, dass

– Mikrowellen mit der Maximalleistung oder im wesentlichen der Maximalleistung während eines ersten Erhitzungsschrittes für ein schnelles Erhitzen des Nahrungsmittels bis zum Kochen zugeführt werden,
– ein erster Parameter, der den Beginn des Kochens des Nahrungsmittels anzeigt, mittels eines ersten Sensors gemessen wird,
– der genannte Vorgang in einem zweiten durch einen Sensor gesteuerten Erhitzungsschritt fortgeführt wird, in dem ein gewünschter Brodel- oder Kochgrad während der Kochzeit abhängig von einer Rückkopplungsinformation aufrecht erhalten wird, wobei
– das Messen der Kochzeit (T_b) beginnt,
– die zugeführte Leistungsstärke abhängig vom Ausgangssignal eines zweiten Sensors zum Messen eines zweiten Parameters zugeführt wird, der den gewünschten Grad an beständigem Brodeln oder Kochen anzeigt, und
– der Vorgang durch Unterbrechen der Mikrowellenzuführung beendet wird, wenn die eingestellte Kochzeit abgelaufen ist.

Aufgrund der Tatsache, dass die gelieferte Mikrowellenleistung während der tatsächlichen Kochprozedur in einer "geschlossenen Schleife" basierend auf Rückkopplungsinformation von dem Sensor durchgeführt wird, wird eine fortlaufend andauernde Anpassung der gelieferten Mikrowellenleistung auf einem Pegel erzielt, der für ein momentanes Aufrechterhalten eines Kochens erforderlich ist. Dadurch wird eine verbesserte Qualität des gekochten Nahrungsmittels erlangt, und das Risiko eines Über-Kochens wird eliminiert. Zur gleichen Zeit wird durch ein fortlaufendes Anpassen des erforderlichen Leistungspegels ein verminderter Energieverbrauch erzielt. Die Kochzeit wird durch die Verwendung eines Leistungspegels verkürzt, der so hoch wie möglich ist, bis ein Kochen eintritt.
In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der erste Erhitzungsschritt unterbrochen, wenn der erste Parameter einen vorgegebenen Wert erreicht, der ein zuverlässiges Kochen anzeigt, und durch ein Steuern des Leistungspegels durch periodisches Erfassen des zweiten Parameters und Vergleichen desselben mit einem empirisch ermittelten Wert, der einem erwünschten Grad eines Brodelns/Kochens entspricht. Die Verwendung dieser beiden Werte erleichtert die Auslegung eines Kochprozedursteuerprogramms und stellt ein Kochergebnis mit guter Qualität sicher.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens basiert auf der Feuchtigkeit in der Höhlung mittels eines oder mehreren Feuchtigkeitssensoren, und ist durch die Tatsache gekennzeichnet, dass die Leistungssteuerung auf einem mittleren Feuchtigkeitswert basiert, der fortlaufend auf Grundlage einer vorgegebenen Anzahl kürzlich gemessener Feuchtigkeitswerte berechnet wird. Dieses verbessert die Leistungssteuergenauigkeit durch ein Eliminieren eines Einflusses von momentanen Feuchtigkeitsveränderungen.
Ein Mikrowellenofen gemäß der Erfindung umfasst eine Ofenhöhlung, eine Mikrowellenquelle, ein Versorgungssystem zum Liefern von Mikrowellen in die Höhlung, eine programmgesteuerte Mikroprozessorsteuereinheit zum Steuern eines Leistungspegels und einer Versorgungszeit der Mikrowellen, die in die Höhlung geliefert werden, einen Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen der Feuchtigkeit der Ventilationsluft von der Höhlung angeordnet ist, und der mit der Steuereinheit verbunden ist, sowie eine Betriebseinrichtung, die mit der Steuereinheit verbunden ist, zum Erfassen einer Kochzeit eines festen oder flüssigen Nahrungsmittels, wobei der Ofen die Merkmale aufweist, die sich aus dem folgenden Anspruch 9 ergeben.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens und des Mikrowellenofens gemäß der Erfindung, die die Sicherheit eines Handhabens erhöhen, sind im ersten Fall durch die Tatsache gekennzeichnet, dass der erste Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn der vorgegebene Wert, und damit ein Kochen, von einem Beginn nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens erreicht wird, wodurch das Risiko eines Beschädigens des Ofens, des Nahrungsmittels und des Kochgefäßes eliminiert wird, beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass die Lieferung eines erforderlichen Wasservolumens vergessen wurde, ein zu dicht schließender Deckel verwendet wird, oder eines anderen Grundes, und in einem zweiten Fall durch die Tatsache, dass der zweite Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn der zweite Parameter fortlaufend geringer als der empirisch festgestellte Wert ist, und der Unterschied größer als ein vorgegebener Wert während eines vorgegebenen Zeitintervalls wird, wodurch das Risiko eines Trockenkochens nach einem Verbrauch des mitgelieferten Wasservolumens eliminiert wird.
Ein Mikrowellenerhitzungssystem gemäß der Erfindung umfasst eine Erhitzungshöhlung zum Erhitzen eines festen oder flüssigen Nahrungsmittels, einer Mikrowellenquelle, ein System zur Lieferung der Mikrowellen in die Höhlung, eine Steuereinheit zum Steuern eines Leistungspegels und einer Versorgungszeitdauer der Mikrowellen, die in die Höhlung geliefert werden, eine Einrichtung zum Berechnen einer Kochzeit des Nahrungsmittels, und einen Sensor zum Erfassen eines Parameters, der ein Kochen des Nahrungsmittels anzeigt, und umfasst die Merkmale, dass die Steuereinheit dazu angeordnet ist, nach einem Erreichen eines Kochens einen erwünschten Grad eines fortdauernden Kochens aufrecht zu erhalten, durch Steuern der Mikrowellenleistung, die in Abhängigkeit von einer Rückkopplungsinformation von dem Sensor geliefert wird, wobei der erwünschte Grad eines Kochens einem empirisch erfassten Zielwert des Parameters entspricht, wobei der Leistungspegel inkremental in kleinen Schritten eingestellt wird, die von Unterschieden abhängen, die zwischen den Parameterwerten und dem Zielwert erfasst werden, wobei das Kochen unterbrochen wird, wenn eine berechnete Kochzeit erreicht ist. Die kleinen Leistungspegelschritte sind vorzugsweise mit solch einer geringen Amplitude, dass eine im wesentlichen stetige Leistungspegelsteuerung erzielt wird. Das Kochen wird während einer automatisch berechneten Kochzeit fortgeführt, die beispielsweise auf der Erhöhungsrate des Parameters und der Zeit, bis ein Kochen erreicht wird, basiert, möglicherweise unter Verwendung von zusätzlicher Information von einem Gewichtssensor zum Erfassen des Gewichts des Nahrungsmittels. Diese Lösung bedeutet, dass eine Handhabung weiter erleichtert wird, aufgrund der Tatsache, dass es nicht notwendig ist, die Kochzeit auf einer integrierten Bedientafel auszuwählen. Alternativ kann die Erhitzungsvorrichtung auch eine Einrichtung zum Auswählen einer erwünschten Kochzeit umfassen, um in dieser Hinsicht die Wahlfreiheit zu erzielen.
Weitere Ausführungen ergeben sich aus den folgenden Ansprüchen.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, eine im wesentlichen verbesserte Qualität des gekochten Nahrungsmittels zu erzielen, indem die Kochzeit gemessen wird, wenn ein Kochen beginnt, und indem die Mikrowellenleistung während der Kochzeit gesteuert wird. Weiter besteht die Erkenntnis, dass dies mittels eines geeignet ausgelegten Steuerprogramms erreicht werden kann, das mittels der Mikroprozessor-basierten Steuereinheit implementiert werden kann, die normalerweise ein integraler Bestandteil eines Mikrowellenofens ist, und mittels der Verwendung eines oder mehrerer Sensoren einer wohlbekannten Art.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird genauer im folgenden mit Bezug auf ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel des Steuerverfahrens gemäß der Erfindung und einen Mikrowellenofen zum Implementieren desselben mittels Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt schematisch tatsächliche Bestandteile eines Mikrowellenofens gemäß der Erfindung;
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprogramms zum gesteuerten Kochen gemäß der Erfindung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprogramms zum Steuern des Leistungspegels, in dem in 2 gezeigten Steuerprogramm enthalten; und
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprogramms zum Berechnen eines Luftfeuchtemittelwertes, was ein Teil des in 3 gezeigten Steuerprogramms darstellt.
1 zeigt erfindungsbezogene Bestandteile eines Mikrowellenofens gemäß der Erfindung, mit einer Ofenhöhlung 1, einer Mikrowellenquelle 2, einem Versorgungssystem 3 zum Liefern von Mikrowellen von der Mikrowellenquelle in die Höhlung, einer Mikroprozessor-basierten Steuereinheit 4 für die Steuerung optionaler gespeicherter Kochprogramme in Abhängigkeit von über das Bedienfeld des Ofens (nicht gezeigt) gelieferter Information, und einem Feuchtigkeitssensor 5 in dem Ventilationsluftpfad von der Höhlung, zum Erfassen der Feuchtigkeit der Ventilationsluft. In Abhängigkeit von der Auslegung des Ventilationsluftpfades kann der Feuchtigkeitssensor 5 unterschiedlich angeordnet sein. Der Einfachheit halber sind die Verbindungen zwischen dem Feuchtigkeitssensor 5, der Mikrowellenquelle 2 und der Steuereinheit 4 mittels gepunkteter Linien angezeigt. In 1 sind die Abdeckung des Ofens einschließlich des Bedienfeldes und die Ofentür für ein Schließen der Höhlung ausgelassen. Die detailliertere mechanische und elektrische Auslegung des Ofens ist für eine Offenbarung der Erfindung nicht von Wichtigkeit und wurde demzufolge in diesem Zusammenhang ausgelassen. Stattdessen nehme man Bezug auf den Whirlpool Mikrowellenofen vom Typ AVM215, hergestellt und vertrieben durch den Anmelder. Dieser Ofen ist mit einem Grillelement ausgestattet und weist die folgenden technischen Spezifikationen auf: Versorgungsspannung 240 V/Hz; Energieverbrauch 2850 W; Mikrowellenleistung 1000 W; Grillelementleistung 1200 W; elektronischer Zeitgeber; externe Dimension 330 × 553 × 477 mm; Höhlungsdimension 227 × 375 × 395 mm; Mikrowellenleistungspegel, die mittels eines Steuerprogramms ausgewählt werden können.
Im offenbarten Ausführungsbeispiel des Mikrowellenofens gemäß der Erfindung wird die gelieferte Mikrowellenleistung mittels eines sogenannten Pulsens der Mikrowellenquelle 2 gesteuert, wobei diese normalerweise ein Magnetron ist, was bedeutet, dass die Energieversorgung in Leistungszyklen unterteilt ist, und dass das Magnetron mit einem maximalen Leistungspegel während eines gewählten Abschnitts t_on der Gesamtzykluszeit T_c aktiviert ist, und wobei der Leistungspegel als mittlerer Leistungswert während des Zyklus erlangt wird. Diese Art von Leistungssteuerung wurde in dem oben erwähnten Ofen angewendet. Es versteht sich, dass die Erfindung genauso auf eine andere Art von Mikrowellenleistungsteuerung angewendet werden kann, beispielsweise mit Schaltermodusart, unter der Annahme jedoch, dass die Energieversorgung in Leistungszyklen mit adäquater Länge unterteilt werden kann.
Das Flussdiagramm in 2 veranschaulicht die unterschiedlichen Schritte, wenn das Kochsteuerprogramm gemäß der Erfindung geführt wird. Nicht mehr als zwei Maßnahmen vom Nutzer sind erforderlich; nämlich: die Eingabe einer relevanten Kochzeit über das Ofenbedienfeld; Starten des Ofens. Danach wird die Kochprozedur durchgeführt, und voll automatisch beendet. Während eines Ausführens des Programms wird eine Anzahl von Konstanten mit empirisch erfassten Werten von dem Speicher durch den Mikroprozessor abgerufen. Diese Konstanten sind die folgenden:
H1 = Feuchtigkeitswert, der ein zuverlässiges Kochen anzeigt.
T1 = Sicherheitszeitbegrenzung, innerhalb der H1 erhalten werden muss. Die Prozedur wird unterbrochen, es sei dann, dass H1 innerhalb T1 erhalten wird.
T2 = Pausenintervall zwischen anfänglichem Aufkochen und dem fortgeführten tatsächlichen Kochen
Tb = ausgewählte Kochzeit
H_cb = empirisch gesetzter Feuchtigkeitswert entsprechend einem erwünschten Grad von fortdauerndem Kochen
HUM_av = berechneter mittlerer Feuchtigkeitswert
HUM_err = HUM_av – H_cb
H2 = maximaler erlaubter negativer Wert von HUM_err während einer begrenzten Zeitperiode
T3 = längste Zeitperiode, während der HUM_err geringer als –H2 erlaubt ist. Die Prozedur wird unterbrochen, falls T3 überschritten wird.
C1, C2, C3, C4, C5 = Begrenzungswerte der Differenz HUM_err – H_cb, wobei
C1 = maximale erlaubte positive Begrenzung,
C2 = erste negative Differenzbegrenzung,
C3 = zweite negative Differenzbegrenzung, wobei C3 > C2,
C4 = erste positive Differenzbegrenzung,
C5 = zweite positive Differenzbegrenzung, wobei C4 < C5 < C1
Im folgenden bezeichnet t die Laufzeit und HUM bezeichnet einen Feuchtigkeitswert, der erfasst wird.
Das Programm von 2 beginnt mit dem Schritt S, läuft durch die Schritte a1–a18, und endet mit dem Schritt E gemäß dem folgenden:
S: Starten eines Kochprogramms
a1: hole H1, gehe zu a2
a2: hole T1, gehe zu a3
a3: setze Leistungspegel auf 100% der maximalen Mikrowellenleistung, gehe zu a4
a4: t ≥ T1?
falls "ja" (Y), gehe zu a5
falls "nein" (N), gehe zu a6
a5: unterbreche Mikrowellenlieferung, gehe zu E, beende Programm
a6: HUM ≥ H1?
falls "ja" (Y), gehe zu a7
falls "nein" (N), kehre zu a4 zurück
a7: unterbreche die Mikrowellenversorgung, gehe zu a8
a8: beginne Pausenintervall mit der Länge T2, gehe zu a9
a9: hole ausgewählte Kochzeit T_b, gehe zu a10
a10: erlange H_cb, gehe zu a11
a11: erlange T3, gehe zu a12
a12: erlange H2, gehe zu a13
a13: setze Leistungspegel auf 30% der Maximalmikrowellenleistung, gehe zu a14
a14: beginne Herabzählen von T_b, gehe zu a15
a15: beginne ein Steuern des Leistungspegels zum Erhalten eines erwünschten Grades eines Kochens, gehe zu a16
a16: T_b = 0?
falls "ja" (Y), gehe zu a17
falls "nein" (N), gehe zu a18
a17: unterbreche Mikrowellenversorgung, gehe zu a19
a18: HUM_err < –H2 und t > T3?
falls "ja" (Y), gehe zu a17
falls "nein" (N), kehre zu a16 zurück
a19: unterbreche Mikrowellenversorgung, gehe zu E
E: beende das Programm
Schritt a15 bedeutet ein Ausführen des Steuerprogramms zum Steuern des Mikrowellenleistungspegels, der geliefert wird, um einen erwünschten Grad eines Kochens aufrecht zu erhalten, wobei dieser Zustand durch den empirisch festgestellten Feuchtigkeitswert H_cb dargestellt wird, in Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm von 3. Das Programm umfasst Schritte S_ec und b1–bl6 und wird während jedes individuellen Leistungszyklus durchgeführt, mit in diesem Ausführungsbeispiel einer Länge von ungefähr 20S. Von einem prinzipiellen Standpunkt aus wird jeder neue Zyklus mit der Mikrowellenquelle inaktiviert initiiert. Ein neuer Wert von t_on, erzeugt durch die Leistungssteuerung während eines laufenden Zyklus, wird als Anfangswert t_on während eines nächst kommenden Zyklus verwendet. Beim Beginn des Programms werden die oben definierten konstanten C1–C5 gesammelt, was im Flussdiagramm nicht gezeigt ist. Das Programm folgt dem folgenden:
S_ec: Beginne Leistungspegelsteuerung, gehe zu b1
b1: wurde neuer Leistungszyklus initiiert?
falls "ja" (Y), gehe zu b2
falls "nein" (N), kehre zu b1 zurück
b2: berechne HUM_av gemäß Unterroutine (4), gehe zu b3
b3: berechne HUM_err = HUM_av – H_cb, gehe zu b4
b4: HUM_err ≥ C1?
falls "ja" (Y), gehe zu b5
falls "nein" (N), gehe zu b6
b5: vermeide Aktivierung der Mikrowellenquelle, gehe zu b7
b6: aktiviere die Mikrowellenquelle, gehe zu b7
b7: HUM_err ≤ C2?
falls "ja" (Y), gehe zu b8
falls "nein" (N), gehe zu b11
b8: HUM_err ≤ C3?
falls "ja" (Y), gehe zu b9
falls "nein" (N), gehe zu b10
b9: erhöhe t_on mit 0,6 s, gehe zu b15
b10: erhöhe t_on mit 0,2 s, gehe zu b15
b11: HUM_err ≥ C4?
falls "ja" (Y), gehe zu b12
falls "nein" (N), gehe zu b15
b12: HUM_err ≥ C5?
falls "ja" (Y), gehe zu b13
falls "nein" (N), gehe zu b14
b13: vermindere t_on mit 0,6 s, gehe zu b15
b14: vermindere t_on mit 0,2 s, gehe zu b15
b15: t = t_on?
falls "ja" (Y), gehe zu b16
falls "nein" (N), kehre zu b15 zurück
b16: deaktiviere die Mikrowellenquelle während des verbleibenden Anteils des Leistungszyklus, kehre zu S_ec zurück
Das Flussdiagramm von 4 veranschaulicht eine Programmroutine zum Berechnen der mittleren Luftfeuchtigkeit HUM_av. In diesem Ausführungsbeispiel wird diese Berechnung einmal pro Sekunde ausgeführt, was 20 Berechnungen während des Leistungszyklus mit der Länge von 20 Sekunden, wie dies verwendet wird, bedeutet. Jede Sekunde wird die Steuereinheit einen neuen Feuchtigkeitsabtastwert von dem Feuchtigkeitssensor 5 erhalten. Eine Berechnung des Mittels basierend auf n solchen Abtastwerten, wobei n = 20 im vorliegenden Fall zutrifft. Im Flussdiagramm wird HUM_arr(i) zur Bezeichnung des i-ten Abtastwertes verwendet, der erfasst wird. Das Programm umfasst Schritte S_hav und c1–c5, und wird in Übereinstimmung mit dem folgenden ausgeführt:
S_hav: Beginne Programm zum Berechnen der mittleren Luftfeuchtigkeit, gehe zu c1
c1: ist 1 s abgelaufen?
falls "ja" (Y), gehe zu c2
falls "nein" (N), kehre zu c1 zurück
c2: Luftfeuchtigkeit = HUM_arr(i), Sätze i = +1, gehe zu c3
c3: i > n?
falls "ja" (Y), gehe zu c4
falls "nein" (N), gehe zu c5
c4: Sätze i = 1, gehe zu c5
c5: berechne
kehre zu c1 zurück
Vergleichende Tests eines Kochens in einem Mikrowellenofen in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik (konstanter Leistungspegel während einer Kochdauer) und eines Mikrowellenofens gemäß der Erfindung mit einer Leistungspegelsteuerung während eines Kochens haben allgemein einen signifikant geringeren Energieverbrauch und eine verbesserte Qualität des gekochten Nahrungsmittels gezeigt, wenn der Ofen gemäß der Erfindung verwendet wird. Ein Kochen von 500 g geschnittener Karotten in einem Ofen des Standes der Technik erfordert dem gemäß eine Gesamtheit von 123 kJ und ergibt teilweise geschrumpfte und getrocknete Karottenstücke, im Vergleich zum Energieverbrauch von 74 kJ und einer höheren Qualität, wenn der Ofen gemäß der Erfindung verwendet wird.

Claims

Verfahren zum Steuern des Kochvorgangs in einem Mikrowellenherd, der eine Herdkammer (1), eine Mikrowellenquelle (2), ein Zuführsystem (3) zum Zuführen von Mikrowellen in die Kammer, eine Steuereinheit (4) zum Steuern der Leistungsstärke und der Zuführzeit der der Kammer zugeführten Mikrowellen und mit der Steuereinheit verbundene Mittel zur Einstellung der Kochzeit (T_b) für ein festes oder flüssiges Nahrungsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – Mikrowellen mit der Maximalleistung oder im Wesentlichen der Maximalleistung während eines ersten Erhitzungsschritts für ein schnelles Erhitzen des Nahrungsmittels bis zum Kochen zugeführt werden, – ein erster Parameter, der den Beginn des Kochens des Nahrungsmittels anzeigt, mittels eines ersten Sensors gemessen wird, – der genannte Vorgang in einem zweiten durch einen Sensor gesteuerten Erhitzungsschritt fortgeführt wird, in dem ein gewünschter Brodel- oder Kochgrad während der Kochzeit abhängig von einer Rückkopplungsinformation aufrecht erhalten wird, wobei der zweite Erhitzungsschritt Folgendes umfasst: – das Messen der Kochzeit (T_b) beginnt, – die zugeführte Leistungsstärke wird abhängig vom Ausgangssignal eines zweiten Sensors zum Messen eines zweiten Parameters zugeführt, der den gewünschten Grad an beständigem Brodeln oder Kochen anzeigt, und – der Vorgang wird durch Unterbrechen der Mikrowellenzuführung beendet, wenn die eingestellte Kochzeit abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn des erste Parameter einen vorbestimmten Wert (H1) erreicht hat, der ein zuverlässiges Kochen anzeigt, und – die Leistungsstärke durch periodisches Messen des zweiten Parameters und durch Vergleich dieses Parameters mit einem empirisch gewonnenen Wert (H_cb) gesteuert wird, der einem gewünschten Brodel- oder Kochgrad entspricht, und – der erste Parameter und der zweite Parameter vorzugsweise identisch sind und der vorbestimmte Wert größer als der oder gleich dem Wert ist, der empirisch gewonnen worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn der vorbestimmte Wert (H1) und ein damit verbundenes Kochen innerhalb einer vorbestimmten Zeit (T1) vom Beginn des Vorgangs an nicht erreicht worden sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenzuführung während einer vorbestimmten, kurzen Zeitspanne (T2) zwischen dem ersten Erhitzungsschritt und dem zweiten Erhitzungsschritt zum Beginnen der Kochzeitmessung und zum Einstellen eines vorbestimmten, geringen Werts der Leistungsstärke beim Beginn des zweiten Erhitzungsschritts unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn der zweite Parameter ständig kleiner als der empirisch gewonnene Wert (H_cb) ist und wenn die Differenz einen vorbestimmten Betrag (H2) während einer vorbestimmten Zeitspanne (T3) überschreitet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor und der zweite Sensor Feuchtigkeitssensoren sind, die für das periodische Messen der Feuchtigkeit der Ventilationsluft der Kammer (1) vorgesehen worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungssteuerung auf einem beweglichen Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) basiert, der auf einer Berechnung einer vorbestimmten Anzahl von weit vorher gemessenen Luftfeuchtigkeitswerten beruht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein und derselbe Feuchtigkeitssensor (5) als erster Feuchtigkeitssensor und zweiter Feuchtigkeitssensor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Mikrowellen zyklisch zugeführt werden und die Mikrowellenleistungsstärke mittels eines Leistungsdurchschnitts während jedes Zyklus (T_c) gesteuert wird, der durch Ein- bzw. Ausschalten der Mikrowellenquelle (2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstärke dadurch aufrecht erhalten, erhöht oder vermindert wird, dass der Einschaltzeit (t_on) während des Zyklus der Wert Null gegeben wird, dieser Wert durch definierte Schritte unverändert gehalten, erhöht oder vermindert wird, die abhängig vom Wert der Differenz (HUM_err) zwischen dem für den Zyklus berechneten Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) und dem empirisch gewonnenen Feuchtigkeitswert (H_cb) im Vergleich zu festen Differenzgrenzen (C1–C5) sind.
Mikrowellenherd mit einer Herdkammer (1), einer Mikrowellenquelle (2), einem Zuführsystem (3) zum Zuführen von Mikrowellen in die Kammer, einer mit einem programmgesteuerten Mikroprozessor arbeitenden Steuereinheit (4) zum Steuern der Leistungsstärke und der Zuführzeit der der Kammer zugeführten Mikrowellen, einem Feuchtigkeitssensor (5) zum Messen der Luftfeuchtigkeit der Ventilationsluft der Kammer, wobei dieser Sensor (5) mit der Steuereinheit verbunden ist, und mit der Steuereinheit verbundenen Betriebsmitteln zur Einstellung der Kochzeit für ein festes oder flüssiges Nahrungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit derart programmiert ist, dass sie durch einen Kochvorgang in zwei Schritten läuft, die Folgendes umfassen: – einen ersten Erhitzungsschritt für ein schnelles Erhitzen des Nahrungsmittels bis zum Kochen, wobei in diesem ersten Schritt der Kammer die Maximalleistung oder im Wesentlichen die Maximalleistung zugeführt wird und die Leistungszuführung in einem Moment unterbrochen wird, in dem ein vorbestimmter Feuchtigkeitswert (H1) durch einen ersten Feuchtigkeitssensor gemessen wird, und – einen zweiten Erhitzungsschritt, in dem die zugeführte Leistungsstärke abhängig von einer Rückkopplungsinformation von einem zweiten Feuchtigkeitssensor gesteuert wird, um einen empirisch gewonnenen Feuchtigkeitswert (H_cb) zu erhalten, der einem gewünschten Kochgrad während einer Kochzeit (T_b) entspricht, die für das Nahrungsmittel eingestellt worden ist, wobei dieser zweite Erhitzungsschritt mit der Einstellung der Leistungsstärke auf einen vorbestimmten Beginnwert und mit dem Beginn des Herunterzählens der Kochzeit (T_b) beginnt.
Mikrowellenherd nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein und derselbe Feuchtigkeitssensor (5) für den ersten Feuchtigkeitssensor und den zweiten Feuchtigkeitssensor vorgesehen ist.
Mikrowellenherd nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit (4) derart programmiert ist, dass der erste Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn der vorbestimmte Feuchtigkeitswert (H1) nicht innerhalb einer vorbestimmten Maximalzeitspanne (T1) erreicht wird.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit derart programmiert ist, dass der zweite Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn die Luftfeuchtigkeit, die während eines vorbestimmten Betrags der Zeit (T3) gemessen wird, ständig geringer als der empirisch gewonnene Feuchtigkeitswert (T_cb) ist und die genannte Differenz einen vorbestimmten Betrag (H2) überschreitet.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit derart programmiert ist, dass – Feuchtigkeitswerte periodisch empfangen werden, – für jeden empfangenen Feuchtigkeitswert ein beweglicher Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) berechnet wird, der auf einer vorbestimmten Anzahl von Werten basiert, die weit vorher empfangen worden sind, und – die Mikrowellenquelle (2) abhängig von den in dieser Weise berechneten Feuchtigkeitsdurchschnittswerten gesteuert wird.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Mikrowellen durch Ein- und Ausschalten der Mikrowellenquelle (2) während Leistungszyklen zugeführt werden und eine gewünschte Leistungsstärke als Leistungsdurchschnitt durch Steuern der Einschaltzeit (t_on) während eines betreffenden Zyklus erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit (4) derart programmiert ist, dass die Einschaltzeit (t_on) durch definierte Schritte während eines Leistungszyklus (T_c) vermindert oder erhöht wird, alternativ eine laufende Einschaltzeit aufrecht erhalten wird, und zwar abhängig davon, ob die Differenz (HUM_err) zwischen einem berechneten Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) und dem empirisch gewonnenen Feuchtigkeitswert (H_cb) Werte überschreitet oder
[EINE SEITE FEHLT, EINE WIEDERHOLT SICH] Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit derart programmiert ist, dass der zweite Erhitzungsschritt unterbrochen wird, wenn die Luftfeuchtigkeit, die während eines vorbestimmten Betrags der Zeit (T3) gemessen wird, ständig geringer als der empirisch gewonnene Feuchtigkeitswert (T_cb) ist und die genannte Differenz einen vorbestimmten Betrag (H2) überschreitet.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit derart programmiert ist, dass – Feuchtigkeitswerte periodisch empfangen werden, – für jeden empfangenen Feuchtigkeitswert ein beweglicher Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) berechnet wird, der auf einer vorbestimmten Anzahl von Werten basiert, die weit vorher empfangen worden sind, und – die Mikrowellenquelle (2) abhängig von den in dieser Weise berechneten Feuchtigkeitsdurchschnittswerten gesteuert wird.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Mikrowellen durch Ein- und Ausschalten der Mikrowellenquelle (2) während Leistungszyklen zugeführt werden und eine gewünschte Leistungsstärke als Leistungsdurchschnitt durch Steuern der Einschaltzeit (t_on) während eines betreffenden Zyklus erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Mikroprozessor arbeitende Steuereinheit (4) derart programmiert ist, dass die Einschaltzeit (t_on) durch definierte Schritte während eines Leistungszyklus (T_c) vermindert oder erhöht wird, alternativ eine laufende Einschaltzeit aufrecht erhalten wird, und zwar abhängig davon, ob die Differenz (HUM_err) zwischen einem berechneten Feuchtigkeitsdurchschnitt (HUM_av) und dem empirisch gewonnenen Feuchtigkeitswert (H_cb) Werte überschreitet oder – die Berechnung des Luftfeuchtigkeitsdurchschnitts auf einer Anzahl von 20 der weit vorher empfangenen Feuchtigkeitswerte basiert.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginnwert der Leistungsstärke am Beginn des zweiten Erhitzungsschritts im Wesentlichen 30% der Maximalleistung beträgt.
Mikrowellenherd nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Audiosignalquelle aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie am Ende des Vorgangs nach dem Zurückzählen der Kochzeit auf Null bzw. auch dann aktiviert wird, wenn der Vorgang aus anderen Gründen unterbrochen wird.
Verwendung des Verfahrens und des Mikrowellenherd nach einem der vorstehenden Ansprüche für ein automatisch gesteuertes Kochen eines festen oder flüssigen Nahrungsmittels, das in einem mit einem Deckel versehenen Gefäß enthalten ist.