EP2095684B1 - Method for generating processing and analysing a signal correlated to temperature and corresponding device - Google Patents
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- EP2095684B1 EP2095684B1 EP07856308A EP07856308A EP2095684B1 EP 2095684 B1 EP2095684 B1 EP 2095684B1 EP 07856308 A EP07856308 A EP 07856308A EP 07856308 A EP07856308 A EP 07856308A EP 2095684 B1 EP2095684 B1 EP 2095684B1
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- H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
- H05B2213/07—Heating plates with temperature control means
Definitions
- the invention relates to a method for generating, processing and evaluating a temperature or a correlated with the temperature of a cooking appliance or a hob signal in the operating state of the device and a corresponding device.
- the invention is based on the object to provide alternative methods of the type mentioned above and a corresponding device, with which in particular a value detected via a temperature sensor device value can be provided as output value that can be further processed or used as well as possible.
- the temperature of the cooking appliance or the hob, a cooking utensil heated thereon or heated in operation and / or a cooking utensil contents contained therein such as a food with a temperature sensor device is detected over time.
- the temperature signal detected by the temperature sensor device is differentiated once by time, then inverted and exponentiated with a number or an exponent between 0.5 and 1, advantageously between 0.6 and 0.8.
- According to the invention is closed in a basic embodiment of the invention of the initial value on the amount of cookware content or determines this. Based on this, a prediction of the boiling point can take place when the heat energy supplied is known. This can be done in various ways, preferably by measuring means in a drive.
- the temperature signal for a time prior to reaching the cooking point preferably far, but still safe shortly before reaching the boiling point
- the temperature signal is detected and evaluated in a further basic embodiment of the invention, for example, at usual power in the range of about 1200 W to 4000 W. for a time up to a maximum of about 300 seconds after the start of the cooking process or starting the heating.
- the amount of water can advantageously be determined, for example, as mentioned above, too high temperatures can be avoided or certain cooking programs or automatic processes can be better controlled.
- this information is present during the cooking process before reaching the cooking point and it can be very helpful early in the cooking process for further evaluation. A subsequent one more Evaluation is possible, for example, for a precise boiling point determination.
- T (t ') corresponds to the signal of the temperature sensor and t (t') corresponds to the time during the measurement.
- the temperature signal is evaluated in a time window of 50 to 200 seconds after the start of the cooking process.
- a time window of about 60 to 120 seconds, with a heating power of more than 1500 W at an induction heating. This results in a relatively fast evaluation, ie in a relatively short time or shortly after the start of the cooking process.
- further method steps can access and use this evaluation relatively quickly.
- the processing according to the invention of the temperature signal detected in the relatively short time course results in a very well evaluable course in the aforementioned manner, and above all clearly before reaching the boiling point.
- This course has characteristic properties and is well suited for further evaluation.
- the processing according to the invention is closed or determined by the initial value on the amount of cookware content, which from it can be predicted in known heating energy, which is supplied via the electric cooking appliance, the time of reaching the cooking point.
- the time of reaching the cooking point can be approximately predetermined and, before reaching the boiling point, the heat energy supplied can be reduced to avoid boiling of the contents of the cookware, if desired. This can be part of a selected cooking program.
- the exponent is about 2/3, particularly advantageous exactly 2/3.
- this exponent results in a virtually linear course and thus a particularly easily processable and evaluable output value.
- Formal results the value 2/3 is derived from a consideration of the dynamic course of temperature signals.
- the time course of the required heating power during the entire operation is additionally or further monitored.
- it can additionally be detected whether an increase or decrease in the temperature coincides with the time course of the heating power or whether there is possibly an error in the temperature detection. If, for example, an increase in the temperature is detected at a time at which no heating power is introduced, this can be regarded as an error in the temperature detection. This can be displayed to an operator. In addition, this hob of the hob can be switched off.
- the cooling of the temperature sensor, during which a lower power is supplied can be evaluated.
- a better evaluation is achievable.
- Such a signal can be achieved, for example, by a deliberate power reduction in the operation of an induction heater, in particular when downshifting a "flash mode" with powers greater than 2500 W, by cyclic operation of a radiant heater or by reducing the amount of gas in a gas heater.
- the absolute value of the temperature sensor can also be included in the evaluation. This is especially true when comparing with default values.
- the method described in this application is independent of the type of heating and can be transferred from the mentioned induction or radiant heaters to any types of heating, such as thin or thick-film heating elements or tubular heating elements.
- the method can be used for gas burners, in which the supplied energy can be determined by the amount of gas supplied.
- the method is also applicable to electrical appliances such as an oven or steamer.
- Fig. 1 is a hob 11 shown as electric cooking appliance. It has a hob plate 12, below which a conventional induction heater is arranged as an induction heater 14. On the hob plate 12, a cookware 13 and a saucepan is placed above the induction heater 14 to bring its contents to a boil or to heat. On the underside of the hob plate 12, a temperature sensor S is disposed in the region above the induction heater 14. This can be a standard thick film based Pt1000. In an alternative embodiment, it may be a tungsten sensor or an optically measuring sensor, in particular a so-called thermopile with a sensitivity in a suitable wavelength range. The temperature sensor S supplies the temperature T or a corresponding temperature signal to a controller 16.
- a temperature sensor S supplies the temperature T or a corresponding temperature signal to a controller 16.
- the temperature sensor S is electronically interrogated, via the controller 16. This means that the temperature signal T is present in the controller 16 and can be further processed. This further processing takes place in a prescribed manner in that the temperature signal T is differentiated according to the time. This result is inverted and the result of the inversion is raised to 2/3. This results in an initial value A, or the like for further evaluation activities and / or performing a cooking program. is used. He is also advantageous because he has a reasonably linear History has. Changes can be recognized very well.
- the controller 16 can evaluate the result.
- the controller 16 also monitors the power supply to the induction heater 14.
- a plausibility check with regard to the generated temperature profile or the detected temperature level at the temperature sensor S can take place by detecting the time profile of the supplied electrical energy. If, for example, no or only a very small heating power is generated by the induction heater 14 at a certain point in time, but the temperature at the temperature sensor S increases, then a fault condition must be present. This is especially true when the temperature at the temperature sensor S is so high that it can be generated only by operation of the induction heater 14 and not by, for example, setting up a very hot cookware on the cooktop plate 12 above the temperature sensor S. Here then can a warning signal can be issued or possibly the induction heater 14 or the entire Hob 11 are turned off. In this case, either there is a fault in the induction heater 14, the controller 16 or at the temperature sensor S. Each of these sources of error is relatively serious, which is why a shutdown should take place.
- Fig. 2 shows the time course of the initial value or the heat capacity, the with an arrangement after Fig. 1 was detected at a first pot.
- the amount of water in the pot is here varied with 0.251, 0.51, 11, 2l and 2.51.
- the temperature for these values is detected via the temperature sensor S under the glass-ceramic plate 12.
- the supplied power was more than 1500 W.
- Fig. 3 shows the same process, but with another second pot 13.
- the quantity determinations can work very well.
- the curves then run very differently again. For even longer periods they would be similar to Fig. 2 again diverge and again be well distinguishable, but with the same aforementioned limitations or disadvantages, especially because of the late date.
- the controller 16 knows the curves or a kind of reference curve.
- Another possible method can be the storage of reference curves on concrete, used cooking pots by an operator.
- the power P and the temperature T are determined at a time t1 relatively shortly after switching on.
- ⁇ t1 is the time from the switch-on time to t1.
- ⁇ T refers to the temperature difference from the start temperature.
- a generalization with a power P 'changed at time t1 can be easily made.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen, Verarbeiten und Auswerten einer Temperatur bzw. eines mit der Temperatur an einem Kochgerät bzw. einem Kochfeld korrelierten Signals im Betriebszustand des Gerätes sowie eine entsprechende Vorrichtung.The invention relates to a method for generating, processing and evaluating a temperature or a correlated with the temperature of a cooking appliance or a hob signal in the operating state of the device and a corresponding device.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, Temperaturen an einem Kochfeld zu erfassen, und zwar sowohl zum Schutz der Kochfeld-Platte gegen Überhitzung als auch zur Durchführung von sogenannten automatischen Kochprogrammen, siehe beispielsweise
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, alternative Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, mit denen insbesondere ein über eine Temperatursensor-Vorrichtung erfasster Wert als Ausgangswert zur Verfügung gestellt werden kann, der möglichst gut weiterverarbeitet bzw. verwendet werden kann.The invention is based on the object to provide alternative methods of the type mentioned above and a corresponding device, with which in particular a value detected via a temperature sensor device value can be provided as output value that can be further processed or used as well as possible.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 3 und durch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Einige Merkmale gelten sowohl für die Verfahren als auch für die Vorrichtung. Sie werden teilweise nur einmal erläutert, können jedoch unabhängig voneinander sowohl für Verfahren als auch Vorrichtung gelten. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by a method having the features of
Es ist vorgesehen, dass die Temperatur des Kochgerätes bzw. des Kochfeldes, eines darauf stehenden bzw. im Betrieb erhitzten Kochgeschirrs und/oder eines darin enthaltenen Kochgeschirrinhaltes wie eines Nahrungsmittels mit einer Temperatursensor-Vorrichtung im zeitlichen Verlauf erfasst wird. Das von der Temperatursensor-Vorrichtung erfasste Temperatursignal wird einmal nach der Zeit differenziert, anschließend invertiert und mit einer Zahl bzw. einem Exponent zwischen 0,5 und 1, vorteilhaft zwischen 0,6 und 0,8, potenziert. Dadurch erhält man einen Wert als Ausgangswert zur weiteren Verarbeitung und Auswertung. Erfindungsgemäß wird bei einer grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung von dem Ausgangswert auf die Menge des Kochgeschirrinhaltes geschlossen bzw. diese bestimmt. Darauf basierend kann eine Vorherbestimmung des Kochpunktes erfolgen, wenn die zugeführte Heizenergie bekannt ist. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, bevorzugt durch Messmittel in einer Ansteuerung.It is envisaged that the temperature of the cooking appliance or the hob, a cooking utensil heated thereon or heated in operation and / or a cooking utensil contents contained therein such as a food with a temperature sensor device is detected over time. The temperature signal detected by the temperature sensor device is differentiated once by time, then inverted and exponentiated with a number or an exponent between 0.5 and 1, advantageously between 0.6 and 0.8. This gives a value as output value for further processing and evaluation. According to the invention is closed in a basic embodiment of the invention of the initial value on the amount of cookware content or determines this. Based on this, a prediction of the boiling point can take place when the heat energy supplied is known. This can be done in various ways, preferably by measuring means in a drive.
Erfindungsgemäß wird bei einer weiteren grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung das Temperatursignal für eine Zeit vor Erreichen des Kochpunkts, bevorzugt weit, aber noch sicher kurz vor Erreichen des Kochpunkts, das Temperatursignal erfasst und ausgewertet, beispielsweise bei üblichen Leistungen im Bereich von etwa 1200 W bis 4000 W für eine Zeit bis maximal etwa 300 Sekunden nach Beginn des Kochvorgangs bzw. Starten der Erwärmung. Weil auf diese Weise vorteilhaft die Wassermenge bestimmt werden kann, können beispielsweise, wie zuvor genannt, zu hohe Temperaturen vermieden oder bestimmte Kochprogramme oder automatische Abläufe besser gesteuert werden. Vorteilhaft liegt diese Information während des Kochvorgangs vor dem Erreichen des Kochpunkts vor und sie kann bereits früh beim Kochvorgang sehr hilfreich für eine weitere Auswertung sein. Eine nachfolgende weitere Auswertung ist möglich, beispielsweise für eine genaue Kochpunktbestimmung. Allerdings ist dann die vorgenannte Bestimmung der Wassermenge bereits abgeschlossen. Das Berechnungsverfahren sowie weitere Möglichkeiten hierzu sind in der
In Formeln ausgedrückt bedeutet das vorbeschriebene Verfahren, dass der Ausgangswert A(t) gebildet wird als
Vorteilhaft wird das Temperatursignal in einem Zeitfenster von 50 bis 200 Sekunden nach Beginn des Kochvorgangs ausgewertet. Besonders vorteilhaft erfolgt eine Auswertung in einem Zeitfenster von etwa 60 bis 120 Sekunden, bei einer Heizleistung von mehr als 1500 W bei einer Induktionsheizung. Das ergibt eine relativ schnelle Auswertung, also in relativ kurzer Zeit bzw. kurz nach Beginn des Kochvorgangs. So können weitere Verfahrensschritte relativ schnell auf diese Auswertung zugreifen und sie verwenden.Advantageously, the temperature signal is evaluated in a time window of 50 to 200 seconds after the start of the cooking process. Particularly advantageous is an evaluation in a time window of about 60 to 120 seconds, with a heating power of more than 1500 W at an induction heating. This results in a relatively fast evaluation, ie in a relatively short time or shortly after the start of the cooking process. Thus, further method steps can access and use this evaluation relatively quickly.
Wird ein Strahlungsheizkörper als Beheizung verwendet und dieser getaktet betrieben, ist es möglich, dass die Steigung Δt/ΔT, welche dem Ausgangswert zu Grunde liegt, negativ wird. In diesem Fall wird der Betrag der Klammer verwendet. Zusätzlich kann das Vorzeichen des Wertes innerhalb der Klammer separat in die Betrachtung einbezogen werden. In diesem Sinne kann das Vorzeichen des Ausgangswertes als Vorzeichen verstanden werden, welches sich für den Fall c=1 ergäbe.If a radiant heater is used as heating and it operates in a clocked manner, it is possible that the slope .DELTA.t / .DELTA.T, which is based on the initial value, becomes negative. In this case, the amount will be the clip used. In addition, the sign of the value within the bracket can be included separately in the consideration. In this sense, the sign of the output value can be understood as a sign, which would result for the case c = 1.
Es wird darauf hingewiesen, dass sich für den Ausgangswert dadurch, dass die Temperaturänderung im Nenner des Ausgangswertes steht, solche kleinen Änderungen sehr stark bemerkbar machen. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen die Temperaturänderungen nur noch sehr klein sind.It should be noted that for the output value, the fact that the temperature change is in the denominator of the output value makes such small changes very noticeable. This is especially true in cases where the temperature changes are only very small.
Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass man durch die erfindungsgemäße Verarbeitung des im relativ kurzen zeitlichen Verlauf erfassten Temperatursignals auf vorgenannte Art und Weise einen sehr gut auswertbaren Verlauf erhält vor allem auch deutlich vor Erreichen des Kochpunkts. Dieser Verlauf weist charakteristische Eigenschaften auf und eignet sich gut für eine weitere Auswertung. Vorteilhaft wird erfindungsgemäß von dem Ausgangswert auf die Menge des Kochgeschirrinhaltes geschlossen bzw. diese bestimmt, wobei daraus bei bekannter Heizenergie, die über das Elektrokochgerät zugeführt wird, der Zeitpunkt des Erreichens der Kochpunkts in etwa vorherbestimmt werden kann. Dies kann beispielsweise zur Abstimmung einer weiteren Kochpunkterkennung dienen. So kann besonders vorteilhaft der Zeitpunkt des Erreichens des Kochpunkts in etwa vorherbestimmt werden und vor Erreichen des Kochpunkts die zugeführte Heizenergie verringert werden zur Vermeidung des Kochens des Kochgeschirrinhalts, falls dies gewünscht ist. Dies kann Bestandteil eines gewählten Kochprogramms sein.In the context of the invention, it has been shown that the processing according to the invention of the temperature signal detected in the relatively short time course results in a very well evaluable course in the aforementioned manner, and above all clearly before reaching the boiling point. This course has characteristic properties and is well suited for further evaluation. Advantageously, according to the invention is closed or determined by the initial value on the amount of cookware content, which from it can be predicted in known heating energy, which is supplied via the electric cooking appliance, the time of reaching the cooking point. This can be used, for example, to coordinate another cooking point detection. Thus, particularly advantageously, the time of reaching the cooking point can be approximately predetermined and, before reaching the boiling point, the heat energy supplied can be reduced to avoid boiling of the contents of the cookware, if desired. This can be part of a selected cooking program.
Besonders vorteilhaft beträgt der Exponent etwa 2/3, besonders vorteilhaft genau 2/3. Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass sich mit diesem Exponent ein nahezu linearer Verlauf und somit ein besonders gut verarbeitbarer und auswertbarer Ausgangswert ergibt. Formal ergibt sich der Wert 2/3 aus einer Betrachtung des dynamischen Verlaufs von Temperatursignalen. Es findet also eine Berücksichtigung des Effekts statt, dass sich eine Änderung der Temperatur des Kochgutes nicht direkt an einem Sensor, beispielsweise in der Nähe des Heizleiters, wiederspiegelt.Particularly advantageous is the exponent about 2/3, particularly advantageous exactly 2/3. In the context of the invention, it has been found that this exponent results in a virtually linear course and thus a particularly easily processable and evaluable output value. Formal results the
Zur elektronischen Erfassung des zeitlichen Verlaufs des Temperatursignals sind verschiedene Temperatursensoren sowie entsprechende Messaufbauten geeignet, die dem Fachmann bekannt sind.For electronic detection of the temporal course of the temperature signal, various temperature sensors and corresponding measurement structures are suitable which are known to the person skilled in the art.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich bzw. weiterhin der zeitliche Verlauf der benötigten Heizleistung während des gesamten Betriebs überwacht. So kann zusätzlich erkannt werden, ob ein Ansteigen oder Abfallen der Temperatur mit dem zeitlichen Verlauf der Heizleistung übereinstimmt oder ob unter Umständen ein Fehler in der Temperaturerfassung vorliegt. Wird beispielsweise ein Ansteigen der Temperatur zu einem Zeitpunkt festgestellt, zu dem keine Heizleistung eingebracht wird, so kann dies als Fehler in der Temperaturerfassung gewertet werden. Dies kann einer Bedienperson angezeigt werden. Außerdem kann diese Kochstelle des Kochfeldes abgeschaltet werden.In one embodiment of the invention, the time course of the required heating power during the entire operation is additionally or further monitored. Thus, it can additionally be detected whether an increase or decrease in the temperature coincides with the time course of the heating power or whether there is possibly an error in the temperature detection. If, for example, an increase in the temperature is detected at a time at which no heating power is introduced, this can be regarded as an error in the temperature detection. This can be displayed to an operator. In addition, this hob of the hob can be switched off.
In weiterer Ausgestaltung kann das Abkühlen des Temperatursensors, währenddessen eine geringere Leistung zugeführt wird, ausgewertet werden. So ist ein besseres Auswerteverhalten erreichbar. Ein solches Signal kann beispielsweise durch eine bewusste Leistungsreduzierung beim Betrieb einer Induktionsheizung, insbesondere beim Herunterschalten eines "Blitzbetriebs" mit Leistungen größer als 2500 W, durch taktenden Betrieb eines Strahlungsheizkörpers oder durch eine Reduktion der Gasmenge bei einer Gasheizeinrichtung erreicht werden.In a further embodiment, the cooling of the temperature sensor, during which a lower power is supplied, can be evaluated. Thus, a better evaluation is achievable. Such a signal can be achieved, for example, by a deliberate power reduction in the operation of an induction heater, in particular when downshifting a "flash mode" with powers greater than 2500 W, by cyclic operation of a radiant heater or by reducing the amount of gas in a gas heater.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Abkühlen während eines Taktbetriebes einer taktend betriebenen Heizeinrichtung einerseits und ein Abkühlen in Folge einer Reduktion der Leistung auf den Wert "Null" andererseits in separaten Berechnungsverfahren behandelt werden. Durch die Unterscheidung ist das Anpassen einer Berechnung möglich. Als vorteilhafter wird es jedoch angesehen, wenn die Leistung kontinuierlich zugeführt wird.It can be provided that a cooling during a cycle operation of a clocked operated heater on the one hand and a cooling due to a reduction of the power to the value "zero" on the other be treated in separate calculation methods. The distinction makes it possible to adjust a calculation. However, it is considered more advantageous if the power is supplied continuously.
Auch der absolute Wert des Temperatursensors kann in die Auswertung mit einbezogen werden. Dies gilt insbesondere beim Vergleich mit vorgegebenen Standardwerten.The absolute value of the temperature sensor can also be included in the evaluation. This is especially true when comparing with default values.
Grundsätzlich ist das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren von der Beheizungsart unabhängig und von den erwähnten Induktions- oder Strahlungsheizeinrichtungen auf beliebige Heizungsarten übertragbar, wie beispielsweise Dünn- oder Dickschicht-Heizelemente oder Rohrheizkörper. Außerdem ist das Verfahren für Gasbrenner einsetzbar, bei denen die zugeführte Energie über die zugeführte Gasmenge ermittelt werden kann. Das Verfahren ist auch auf Elektrogeräte wie beispielsweise einen Backofen oder einen Dampfgarer übertragbar.In principle, the method described in this application is independent of the type of heating and can be transferred from the mentioned induction or radiant heaters to any types of heating, such as thin or thick-film heating elements or tubular heating elements. In addition, the method can be used for gas burners, in which the supplied energy can be determined by the amount of gas supplied. The method is also applicable to electrical appliances such as an oven or steamer.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in Zwischen-Überschriften und einzelne Abschnitte beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into intermediate headings and individual sections does not limit the general validity of the statements made thereunder.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1
- eine Schnittdarstellung durch ein Kochfeld mit einer Induktions- heizung und einem Temperatursensor;
- Fig. 2
- ein Diagramm für den Verlauf der Wärmekapazität Cp über der Zeit für ca. 300 Sekunden für verschiedene Füllmengen in ei- nem ersten Topf und
- Fig. 3
- eine Darstellung entsprechend
Fig. 2 mit einem zweiten Topf.
- Fig. 1
- a sectional view through a hob with an induction heater and a temperature sensor;
- Fig. 2
- a diagram for the course of the heat capacity Cp over time for about 300 seconds for different quantities in a first pot and
- Fig. 3
- a representation accordingly
Fig. 2 with a second pot.
In
Der Temperatursensor S ist elektronisch abfragbar, und zwar über die Steuerung 16. Dies bedeutet also, dass das Temperatursignal T in der Steuerung 16 anliegt und weiter verarbeitet werden kann. Diese Weiterverarbeitung erfolgt auf vorgeschriebene Art und Weise dadurch, dass das Temperatursignal T nach der Zeit differenziert wird. Dieses Ergebnis wird invertiert und das Ergebnis der Invertierung wird mit 2/3 potenziert. Dadurch ergibt sich ein Ausgangswert A, der für weitere Auswertetätigkeiten und/oder das Durchführen eines Kochprogramms odgl. verwendet wird. Er ist auch dadurch vorteilhaft, weil er einen einigermaßen linearen Verlauf aufweist. Daran können Veränderungen besonders gut erkannt werden.The temperature sensor S is electronically interrogated, via the
Nimmt man nun bei dem Kochfeld 11 charakteristische Temperaturkurven auf und speichert die dadurch erhaltenen Verläufe des vorstehend ermittelten Ausgangswertes in der Steuerung 16 oder einem zugehörigen, nicht dargestellten Speicher, ab, so kann der in einem Betrieb ermittelte Ausgangswert A damit verglichen werden. Kann man aufgrund des derzeitigen Verlaufs des Ausgangswertes bei einem bestimmten Kochvorgang auf dem Kochfeld ein bekanntes Muster aus dem Speicher erkennen bzw. entspricht es einem bekannten Muster, so kann die Steuerung 16 das Ergebnis auswerten.If one now takes characteristic temperature curves on the
Möglichkeiten, mit der Steuerung 16 ein Kochprogramm ablaufen zu lassen bzw. Warnsignale odgl. abzugeben sowie sonstige Signale, sind für den Fachmann bekannt, insbesondere auch aus den vorgenannten Dokumenten des Standes der Technik. Insofern braucht hier nicht weiter darauf eingegangen zu werden.Possibilities to run with the controller 16 a cooking program or warning signals or the like. give and other signals are known to the skilled person, in particular from the aforementioned prior art documents. In this respect need not be further discussed here.
Vorteilhaft überwacht die Steuerung 16 auch die Leistungszufuhr zu der Induktionsheizung 14. So kann über Erfassen des zeitlichen Verlaufs der zugeführten elektrischen Energie eine Plausibilitätsprüfung hinsichtlich des erzeugten Temperaturverlaufs oder der erfassten Temperaturhöhe am Temperatursensor S erfolgen. Wird beispielsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt keine oder nur eine sehr geringe Heizleistung von der Induktionsheizung 14 erzeugt, die Temperatur an dem Temperatursensor S steigt jedoch an, so muss ein Fehlerzustand vorliegen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Temperatur an dem Temperatursensor S so hoch ist, dass sie nur durch Betrieb der Induktionsheizung 14 erzeugt werden kann und nicht durch beispielsweise ein Aufstellen eines noch sehr heißen Kochgeschirrs auf der Kochfeldplatte 12 oberhalb des Temperatursensors S. Hier kann dann ein Warnsignal ausgegeben werden oder unter Umständen die Induktionsheizung 14 bzw. auch das gesamte Kochfeld 11 abgeschaltet werden. In diesem Fall liegt nämlich entweder ein Fehler in der Induktionsheizung 14, der Steuerung 16 oder aber an dem Temperatursensor S vor. Jede dieser Fehlerquellen ist relativ gravierend, weswegen eine Abschaltung erfolgen sollte.Advantageously, the
Das in
Es ist zu erkennen, dass kurz nach Beginn der Aufzeichnung der Werte für Cp für die Werte von 0,251 bis 21 klar unterscheidbar sind. Die Kurve für 2,51 verläuft zwischen denjenigen für 11 und 21. Eine etwas eingeschränkte Unterscheidbarkeit beeinträchtigt jedoch die Genauigkeit des Verfahrens nur geringfügig, da der Unterschied hier nicht so besonders groß ist, auch in der vorhandenen Menge und eine grobe Bestimmung der Menge in diesem Bereich bereits sehr vorteilhaft ist.It can be seen that shortly after the start of the recording, the values for Cp are clearly distinguishable for the values of 0.251 to 21. The curve for 2.51 runs between those for 11 and 21. A somewhat limited distinctness, however, affects the accuracy of the process only slightly, since the difference here is not so great, also in the amount present and a rough determination of the amount in this Area is already very beneficial.
Es ist zu erkennen, dass in dem zeitlichen Bereich zwischen 50 Sekunden und etwa 130 Sekunden die fünf Kurven einigermaßen unterscheidbar sind. Für eine gewisse Zeitphase zwischen etwa 130 Sekunden und 300 Sekunden gehen sie wiederum etwas durcheinander, bis sie dann ab ca. 300 Sekunden wiederum ähnlich unterscheidbar sind. Ab hier jedoch steigen die Werte sehr stark an. Des Weiteren sind bis zu diesem Zeitpunkt bereits fünf Minuten vergangen und im Rahmen der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Werte eben schon erheblich früher zur Verfügung stehen. Somit wird der vorgenannte Bereich zwischen etwa 50 Sekunden und 130 Sekunden als besonders günstig angesehen für eine Auswertung.It can be seen that in the time range between 50 seconds and about 130 seconds, the five curves are reasonably distinguishable. For a certain period of time between about 130 seconds and 300 seconds, they go again a bit confused, until they are then similarly distinguishable from about 300 seconds. From here, however, the values increase very much. Furthermore, five minutes have already passed by this time and within the scope of the invention It is considered to be particularly advantageous if the values are already available much earlier. Thus, the aforementioned range between about 50 seconds and 130 seconds is considered to be particularly favorable for an evaluation.
Aus den Kurvenverläufen in
Nun ist es natürlich notwendig, dass die Steuerung 16 die Kurvenverläufe bzw. eine Art Referenzkurvenverlauf kennt. Dazu ist es denkbar, gewisse Referenzverläufe einmal aufzunehmen und damit in die Steuerung einzuspeichern. Dies kann vorteilhaft werksseitig bei der Herstellung erfolgen. Alternativ kann versucht werden, aus dem zeitlichen Verhalten der Werte für die Wärmekapazität Cp, insbesondere in dem Zeitraum vor etwa 120 Sekunden, insbesondere aufgrund des Abfalls der Kurve sowie erreichter Absolutwerte, darauf rückzuschließen. Ein weiteres mögliches Verfahren kann die Einspeicherung von Referenzkurven an konkreten, verwendeten Kochtöpfen durch eine Bedienperson sein.Now it is of course necessary that the
Zur Verdeutlichung der oben beschriebenen Ideen soll in diesem Abschnitt der Gedankengang anhand von mathematischen Formeln nochmals kurz dargestellt werden. Aufgrund der Übersichtlichkeit der Darstellung wird der Fall Exponent = 1 o.B.d.A. beschrieben.In order to clarify the ideas described above, the course of thought in this section will be briefly described again using mathematical formulas. For the sake of clarity of presentation, the case exponent = 1 o.B.d.A. described.
Folgende Beziehungen sind bekannt:
Von diesen Größen hat Wasser die größte spezifische Wärmekapazität und man kann näherungsweise für große Wassermengen annehmen, dass Cp ungefähr Cp_Wasser ist. Laut Definition der spezifischen Wärmekapazität gilt dann
Im Rahmen des Gedankengangs werden die Leistung P und die Temperatur T zu einem Zeitpunkt t1 relativ kurz nach dem Einschalten bestimmt. Δt1 ist die Zeit vom Einschaltzeitpunkt bis t1. ΔT bezieht sich auf die Temperaturdifferenz ausgehend von der Starttemperatur.Within the scope of the argument, the power P and the temperature T are determined at a time t1 relatively shortly after switching on. Δt1 is the time from the switch-on time to t1. ΔT refers to the temperature difference from the start temperature.
Es folgt dann
Wird aber eine bestimmte Temperaturerhöhung ΔT2 gewünscht, z.B. 80°C ausgehend von ca. 20°C Starttemperatur, gilt für diese die analoge Beziehung. Ein Umstellen der obigen Beziehung kann dann dazu benutzt werden, den Zeitpunkt Δt2, zu welchem die Temperaturerhöhung ΔT2 erreicht werden wird, zu berechnen:
Solange das Wasser noch nicht kocht, ändert sich die Wärmekapazität im Wesentlichen nicht und man kann Gl. (4) in Gl. (5) einsetzen und erhält
Das besondere an dieser Gleichung ist, dass der "Kochpunkt" Δt2 nur von Größen abhängt, die zum Zeitpunkt t1 bereits bekannt sind. Der "Kochpunkt" kann also mittels Gl. (6) bereits frühzeitig berechnet werden, sobald man einen einigermaßen stabilen Wert für Cp(t1) ermittelt hat.The peculiarity of this equation is that the "boiling point" Δt2 depends only on quantities that are already known at time t1. The "cooking point" can therefore by means of Eq. (6) can be calculated early as soon as one has determined a reasonably stable value for Cp (t1).
Eine Verallgemeinerung mit einer Leistung P', welche zum Zeitpunkt t1 geändert wird, kann einfach vorgenommen werden.A generalization with a power P 'changed at time t1 can be easily made.
Es gilt dann
Eine Messung zu verschiedenen Zeitpunkten t kann natürlich vorgenommen werden, um die Stabilität des Resultats zu überprüfen.Of course, a measurement at different times t can be made to check the stability of the result.
Claims (7)
- A method of generating, processing and evaluating a signal correlated with the temperature at a cooking appliance, in particular at a hob (11), when the cooking appliance is in the operating state, the temperature of the cooking appliance, of a cooking utensil (13) standing thereon and/or of the contents of the cooking utensil being detected by a temperature sensor device (S), the temperature signal (T) detected by the temperature sensor device over the time profile of the cooking process being differentiated once as a function of time, the result being inverted and then the result of the inversion being raised to an exponent of between 0.5 and 1.0 in order to obtain an initial value, and this initial value being taken as the basis for further processing and evaluation, characterized in that the initial value is used to draw conclusions as to the quantity of the contents of the cooking utensil or to determine said quantity, on the basis of which, if the heating energy which is being supplied by the cooking appliance is known, the time at which boiling point is reached is predetermined, in particular to adjust a further boiling point recognition.
- A method according to Claim 1, characterized in that the time at which boiling point is reached is predetermined and the heating energy supplied is reduced before the boiling point is reached to prevent the contents of the cooking utensil from boiling.
- A method according to the preamble of Claim 1, in particular according to Claim 1, characterized in that the temperature signal (T) is detected for a period of up to 300 seconds at most after the start of the cooking process.
- A method according to Claim 3, characterized in that the temperature signal (T) is evaluated in a time window of 50 to 200 seconds after the start of the cooking process, preferably in a time window of approx. 60 to 120 seconds.
- A method according to Claim 3 or 4, characterized in that the exponent is between 0.6 and 0.8, it being in particular approx. 2/3, preferably precisely 2/3.
- A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating energy is detected, in particular by detection continued over time of a heating power, with measuring means for detecting the heating power preferably being present, in particular at cooking appliance switching or control means (16).
- A device for processing and evaluating a signal correlated with the temperature at a cooking appliance or hob (11) when the cooking appliance is in the operating state, in particular for carrying out the method according to any one of the preceding claims, having a temperature sensor device (S) for detecting the temperature of the cooking appliance or the heating device (14) thereof, of a cooking utensil (13) standing thereon and/or of the contents of the cooking utensil, characterized by a sensor signal processing means or control means (16) for detecting the profile over time of the temperature signal (T) of the temperature sensor device (S), for differentiating the temperature signal once as a function of time, for inverting the result and subsequently raising the result of the inversion to an exponent of between 0.5 and 1.0, in particular around 0.6 and 0.8, for an initial value for further processing and evaluation of said initial value, the temperature signal (T) being detected for a period of up to 300 seconds at most after the start of the cooking process.
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