EP1028602B1 - Procédé de reconnaissance d'une cuisson à vide d'un élément de vaisselle placé sur des plaques possédant une surface de cuisson vitro-céramique ainsi que le dispositif correspondant - Google Patents

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EP1028602B1
EP1028602B1 EP99125600A EP99125600A EP1028602B1 EP 1028602 B1 EP1028602 B1 EP 1028602B1 EP 99125600 A EP99125600 A EP 99125600A EP 99125600 A EP99125600 A EP 99125600A EP 1028602 B1 EP1028602 B1 EP 1028602B1
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EP
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temperature
signal
control
regulating
switch
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EP99125600A
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EP1028602A3 (fr
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Harry Engelmann
Kurt Dr. Schaupert
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Schott AG
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Schott AG
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04Heating plates with overheat protection means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the empty cooking of Dishes on hobs with a cooking surface that at least a cooking zone, which is associated with a radiator whose Energy supply is set via control and regulating bodies, and in which the temperature or a derived quantity as a signal (Temperature signal) operational detected and by means of a Protection temperature limiter limited with adjustable shutdown temperature is, by comparing the actual Temperatursignals with the shutdown temperature and forming a control signal for detecting the emptying of the dishes.
  • the invention further relates to a device for carrying out this Process.
  • DE 43 36 752 A1 discloses a method for detecting empty cooking of crockery on hobs with a ceramic hob and a associated device has become known that both the measurement of Temperature as well as the determination of their first derivative. Only when the value of the first derivative exceeds a threshold, the initial one Heating power reduced by 100%. Furthermore, this document is to infer that empty cooking metal pots due to their sinking electrical Heating capacity can be detected at the same temperature and when sinking under a certain power value, the power supply is interrupted. These Method has the in connection with the aforementioned US-Scripture described disadvantages.
  • the invention is based on the object, the method initially described so to lead or the associated device in such a way that a secure Detection of the critical operating condition of emptying the dishes regardless of the current power setting and also independent of Cookware type and thus a safe protection of the associated cooking zone This critical operating condition is possible.
  • the individual temperature constellations are coupled with each other, as the Temperature of the cooking zone is not a constant size, especially since the rule and Control bodies can be operated at any time.
  • the link is the Detection of the critical operating state according to an embodiment of Invention made such that upon actuation of the control and control organs in For purposes of reducing the power supply, forming the control signal for a predetermined period of time, preferably in the range of two minutes, disabled is checked, and then checked whether the temperature is still at the Shutdown temperature is or has fallen so far that switched to the case is that both time derivatives are positive, i. it is then one Temperature constellation with the corresponding signal formation conditions according to the first temperature constellation.
  • the regulatory and control bodies actuated, then according to an embodiment of the invention the Shutdown temperature raised back to the original value, so if necessary the full power at high temperature is ready.
  • the method is performed so that the predetermined time interval for the deactivation of the formation of a control signal after actuation of the control and regulation devices in the range of two minutes lies.
  • the method performed so that the time derivative of the temperature signal a regression line through the earlier temperature values and the difference whose extrapolation to the current temperature value is formed, and that the second time derivative of the temperature signal from a balancing line by the earlier values of the first time derivative and the difference of their extrapolation is formed at the current value of the first time derivative becomes.
  • the evaluation of the detection of the critical operating state can on done in different ways. This condition can be displayed in the simplest case be advantageous, but associated with a warning, the acoustic, or optically but also by remote action (Homebus) can be done. At a fully automated control is preferably directly the radiator switched off.
  • the inventive method for detecting the empty cooking of the dishes is based on .the evaluation of the change in the heat flow and the so connected variables temperature and duty cycle of the cooking appliance and the from these two derived quantities.
  • the second derivative next to the first derivative also positive, i. it lies the same value constellation as in the empty cooking according to FIG. 2 before.
  • the user is obviously present, which is why in this case the Detection of the critical operating condition will be temporarily overridden without compromising protection.
  • the recognition is reactivated.
  • the second derivative after some time positive, as in the diagram of FIG. 3 is shown.
  • the first derivative is negative in this case, causing this case can be distinguished as uncritical.
  • the power control of cooking zones is typically done according to the state the technology by clocking the power supply. It is at a fixed total duration the interval of e.g. 40 s the ratio of switched on, i. current-carrying duration, to the total duration, varies. This switching on and off leads to a periodic change in the glass-ceramic temperature, which is the overlaid with long-term temperature change. To the disturbing influence of this filter out periodic change is, according to one embodiment of the Invention the temperature synchronous to the clocking - e.g. always at the Cut-off edge - measured.
  • the accuracy of the temperature measurement requires consideration. in the In fact, the temperature measurements are subject to fluctuations in practical operation by measurement inaccuracies and disturbances. Usually, the Reducing these effects averaged several values over time. this means However, a delay in the detection of the empty cooking dishes, since only several values must be available for averaging. Especially when clocking the Energy controller with the typical rate of one clock per 40 s is this Delay for detecting the critical operating condition intolerable.
  • the procedure can be also with a temperature-dependent variable, such as the sheet resistance of Sensors on the underside of the cooking surface according to DE 196 32 057 A1, successfully perform. It is advantageous here that the aging of the sensors Procedure not obstructed, since only the time derivatives of Resistance values are used. A temperature calibration of the sensors not necessary.
  • the operating state of the empty cooking of the dishes is therefore in the first Temperature range detected as critical if both the first and second time derivative of the temperature are positive without the control and Regulatory bodies within a given time to increase the Power supply were confirmed. However, this constellation is below described 2nd temperature range is no longer given.
  • the temperature of the glass ceramic cooking surface is at the shutdown temperature of the Protective temperature limiter, the temperature does not change when emptying. At this temperature constellation, the protection temperature limiter controls constant temperature. The after emptying worse heat dissipation of Systems then express themselves in a reduced current duty cycle per cycle. As an indication of the critical operating condition is then used that the Current duty decreases, although the control and regulating organs are not were pressed.
  • the shutdown temperature of the protection temperature limiter will increase lowered the current value and an empty cooking utensils then as at the case constellation described in 2. recognized.
  • This method first sets the detection of a temperature equilibrium state ahead. This condition is recognized when the Temperature changes over a longer period only insignificantly. Is the temperature then only slightly below the usual shutdown temperature of Protective temperature limiter, its shutdown temperature is on the current Temperature value reduced.
  • Fig. 5 is an embodiment of a device for detecting the Empty cooking utensils in a hob with a glass ceramic cooking surface 1, which has four cooking zones 2 in the embodiment.
  • Everyone Cooking zone 2 is assigned a radiator 3, for example an electric operated radiant heater whose energy supply via a control stage 4, operable via control elements 5, for example, touch switch, rotary switch or the like, is adjustable.
  • Each cooking zone 2 is also a temperature sensor 6, directly the temperature in the cooking zone or one of them Derived size is recorded operationally.
  • Such temperature sensor for cooking zones are in various embodiments in the market or in the relevant Writing, e.g. in DE 196 32 057 A1, described. The better overview In Fig. 5, radiators and temperature sensors are only for one cooking zone shown.
  • the corresponding temperature signal T of the temperature sensor 6 is once fed to the control stage 4, as an actual value for the usual temperature control of the cooking zone.
  • a protective temperature limiter 7 with adjustable switch-off temperature T A here in electronic design, which is also connected to the control stage 4.
  • This protective temperature limiter 7 limits the temperature in the cooking zone to the value of the switch-off temperature T A , also referred to as switching threshold.
  • Such protective temperature limiter with adjustable shutdown temperature are also known.
  • the evaluation and control unit 8 acts with its output A1 on the protection temperature limiter 7 with respect to the specification of the cut-off temperature T A and it is connected via output A2 also with the control stage 4, in order to switch off at a critical operating condition can. Via the output A3, it is connected to a display and / or warning unit 9 in which the critical operating state is displayed or an optical or acoustic alarm signal is generated.
  • Steps to detect the emptying of dishes on the cooking zones 2 is erected.
  • the linking of the steps and the created Signals is again in the Fig. 6 in the form of a conventional flow chart for the presented individual program steps, from which also the relationships directly result for the three described temperature constellations. Due to the detailed description of the process steps in the individual Temperature constellations and their inner connection needs at this Do not further describe the flowchart of FIG. 6 in more detail become. The following remarks should suffice:
  • the temperature information T A is stored in the evaluation and control unit 8 to calculate the best-fit line through the last 5 measurement points and the extrapolation to the current time point corresponding to FIG. 4. If an approximately constant temperature in the range is determined within 40K of the switching threshold of the protection temperature limiter 7 (560 ° C), this switching threshold is lowered to the current value to continue according to case 3.
  • the electronic protection temperature limiter is as a separate stage. 7 shown. It can also be part of the evaluation and control unit 8, with Specification of the switch-off temperature by the software.

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Claims (15)

  1. Procédé de reconnaissance de la cuisson à vide de récipients de cuisson posés sur des plaques de cuisson comportant une surface de cuisson, laquelle présente une zone de cuisson au moins associée à un élément thermique, dont l'alimentation en énergie est réglée par l'intermédiaire d'organes de commande et de réglage, et dans laquelle la température ou une grandeur dérivée de celle-ci est détectée en cours de fonctionnement en tant que signal (signal de température) et limitée au moyen d'un limiteur de température de sécurité à température de coupure réglable par comparaison entre le signal de température effective et la température de coupure et formation d'un signal de commande en vue de la reconnaissance de la cuisson à vide du récipient de cuisson, caractérisé, de façon différentiée en fonction de la grandeur de comparaison entre la température effective et la température de coupure,
    en présence d'une première constellation de températures, par les étapes:
    de formation des dérivées première et seconde par rapport au temps du signal de température et de détection d'un actionnement des organes de commande et de réglage lorsque le signal de température se situe en dehors d'une plage prédéfinie d'écarts par rapport à la température de coupure, et
    de formation du signal de commande lorsque les deux dérivées par rapport au temps sont positives, en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une augmentation de la puissance alimentée;
    ou, en présence d'une deuxième constellation de températures, par les étapes:
    de détection de l'alimentation en énergie de l'élément thermique et d'un actionnement des organes de commande et de réglage lorsque le signal de température correspond à la température de coupure, et
    de formation du signal de commande lorsque l'alimentation en énergie descend d'une valeur prédéfinie, en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une diminution de la puissance alimentée;
    ou, en présence d'une troisième constellation de températures, par les étapes :
    d'abaissement de la température de coupure à la valeur du signal de température effective, lorsque celle-ci se situe en équilibre thermique dans une plage prédéfinie d'écarts par rapport à la température de coupure,
    de détection de l'alimentation en énergie de l'élément thermique et d'un actionnement des organes de commande et de réglage, et
    de formation du signal de commande lorsque l'alimentation en énergie descend d'une valeur prédéfinie, en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une diminution de la puissance alimentée.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas de la deuxième constellation de températures, lors d'un actionnement des organes de commande et de réglage dans le sens d'une diminution de la puissance alimentée, la formation du signal de commande est désactivée pendant une durée prédéfinie, de préférence de l'ordre de deux minutes, et en ce qu'il est ensuite vérifié si la température correspond encore à la température de coupure ou a baissé à tel point que le cas où les deux dérivées par rapport au temps sont positives est sélectionné.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas de la troisième constellation de températures, lors d'un actionnement des organes de commande et de réglage, la température de coupure est de nouveau augmentée à la valeur initiale.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéfini de désactivation de la formation du signal de commande après un actionnement des organes de commande et de réglage est de l'ordre de deux minutes.
  5. Procédé selon la revendication 1 ou l'une quelconque des revendications 3, 4, caractérisé en ce que dans le cas de la troisième constellation de températures, la plage d'écarts prédéfinie du signal de température effective par rapport à la température de coupure est de l'ordre de 40 K.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans le cas de la deuxième constellation de températures, la valeur minimale prédéfinie de baisse de l'alimentation en énergie est de l'ordre de 2% par minute.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'alimentation en énergie a lieu de manière cyclique et le signal de température est également cyclique et dérivé de manière synchrone par rapport au signal de cycle.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la dérivée par rapport au temps du signal de température est formée à partir d'une droite égalisatrice par les valeurs des températures antérieures et la différence de leur extrapolation par rapport à la valeur de température du moment.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dérivée seconde par rapport au temps du signal de température est formée à partir d'une droite égalisatrice par les valeurs antérieures de la dérivée première par rapport au temps et la différence de leur extrapolation par rapport à la valeur du moment de la dérivée première par rapport au temps.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les dérivées première et seconde par rapport au temps sont formées à partir d'une grandeur de mesure qui dépend de la température.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le signal de commande est un signal de coupure de l'élément thermique et/ou un signal d'affichage ou selon le cas d'alarme et ce dernier est de préférence un signal acoustique ou optique, l'alarme pouvant également être déclenchée par action à distance (homebus).
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la formation du signal de commande est réprimée ou sa transmission empêchée pendant un intervalle de temps prédéfini, lorsque le récipient de cuisson ne couvre qu'un pourcentage prédéfini de la zone de cuisson.
  13. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou les revendications dépendantes correspondantes, à partir d'une plaque de cuisson comportant une surface de cuisson (1), laquelle présente une zone de cuisson (2) au moins associée à un élément thermique (3), dont l'alimentation en énergie peut être réglée par l'intermédiaire d'organes de commande et de réglage (4, 5), sur laquelle est installé un capteur de température (6), lequel détecte en cours de fonctionnement la température de la zone de cuisson (2) ou une grandeur dérivée de celle-ci en tant que signal (signal de température), et à laquelle est associé un limiteur de température de sécurité (7) à température de coupure réglable, caractérisé en ce qu'il est prévu un module d'évaluation et de commande électronique (8), auquel sont envoyés, outre le signal de température (T), des signaux relatifs à la température de coupure (TA), à l'alimentation en énergie (Ez) et à un actionnement (BR) des organes de commande et de réglage (4, 5), et dont la sortie est reliée au dispositif de réglage de la température de coupure du limiteur de température de sécurité (7), aux organes de commande et de réglage (4, 5) et éventuellement à une unité d'affichage ou selon le cas d'avertissement (9), et lequel possède un premier étage de comparaison destiné à la comparaison entre la température de la zone de cuisson et la température de coupure et présente d'autres étages destinés à former un signal de commande en vue de la reconnaissance de la cuisson à vide du récipient de cuisson en fonction de la comparaison, les autres étages présentant un étage destiné à former les dérivées première et seconde par rapport au temps du signal de température et détecter un actionnement des organes de commande et de réglage (4, 5) lorsque le signal de température se situe en dehors d'une plage prédéfinie d'écarts par rapport à la température de coupure, et former le signal de commande lorsque les deux dérivées par rapport au temps sont positives, en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage (4, 5) dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une augmentation de la puissance alimentée; ou les autres étages présentant un étage destiné à détecter l'alimentation en énergie de l'élément thermique (3) et un actionnement des organes de commande et de réglage (4, 5) lorsque le signal de température correspond à la température de coupure, et à former un signal de commande lorsque l'alimentation en énergie diminue en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage (4, 5) dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une diminution de la puissance alimentée; ou les autres étages présentant un étage destiné à abaisser la température de coupure à la valeur du signal de température effective, lorsque celle-ci se situe en équilibre thermique dans une plage prédéfinie d'écarts par rapport à la température de coupure, ainsi qu'à détecter l'alimentation en énergie de l'élément thermique et un actionnement des organes de commande et de réglage, et à former un signal de commande lorsque l'alimentation en énergie descend d'une valeur prédéfinie, en l'absence d'un actionnement des organes de commande et de réglage dans un intervalle de temps écoulé prédéfini en vue d'une diminution de la puissance alimentée.
  14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le signal de commande est un signal de coupure destiné à l'élément thermique (3) et/ou un signal d'affichage ou selon le cas d'alarme destiné à un étage d'affichage ou selon le cas d'alarme (9) correspondant.
  15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14 comportant un circuit destiné à une reconnaissance de marmites, caractérisé en ce que l'étage destiné à la formation du signal de commande est couplé au circuit de reconnaissance de marmites de telle sorte que lors d'un déplacement d'une valeur prédéfinie de la marmite sur la zone de cuisson, la formation du signal de commande soit réprimée pendant un intervalle de temps prédéfini ou sa transmission empêchée.
EP99125600A 1999-02-13 1999-12-22 Procédé de reconnaissance d'une cuisson à vide d'un élément de vaisselle placé sur des plaques possédant une surface de cuisson vitro-céramique ainsi que le dispositif correspondant Expired - Lifetime EP1028602B1 (fr)

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