EP2748534B1 - Einrichten einer überwachungsvorrichtung für ein kochfeld - Google Patents

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EP2748534B1
EP2748534B1 EP12762226.4A EP12762226A EP2748534B1 EP 2748534 B1 EP2748534 B1 EP 2748534B1 EP 12762226 A EP12762226 A EP 12762226A EP 2748534 B1 EP2748534 B1 EP 2748534B1
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EP
European Patent Office
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hob
cooking
monitoring apparatus
temperature
infrared sensor
Prior art date
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Active
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EP12762226.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2748534A1 (de
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Stefan Harder
Uwe Has
Peter Schuhbäck
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2748534B1 publication Critical patent/EP2748534B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/03—Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • 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 setting up a monitoring device with at least one image-spatially resolving infrared sensor for a hob with at least one hotplate.
  • the invention also relates to a monitoring device with at least one image-spatially resolving infrared sensor, a hob and a system of a monitoring device and a hob, each set up for carrying out the method.
  • a generic monitoring device for monitoring at least one cooking area of a hob is off WO 2010/020541 A1 known.
  • the monitoring device is provided for detection in an infrared region and for this purpose has at least one sensor unit with a plurality of infrared sensors, which are arranged in a sensor field.
  • the monitoring device can have an evaluation unit which is provided for image evaluation of data acquired by the sensor unit.
  • the evaluation unit and the sensor unit may, in cooperation, be provided for detecting and evaluating a temporal sequence of images of the cooking area.
  • the evaluation unit can be provided to assign an application situation to a change in a contour determined in at least two different images.
  • the arrangement of the infrared sensors in the sensor field can cause a screening of the cooking area to be monitored, and an extension direction of the cooking area to be monitored can be assigned at least eight grids, in particular at least sixteen grids.
  • the sensor field can be a two-dimensional field.
  • the sensor field may be a square matrix arrangement.
  • the sensor unit may have a field of view, which extends into a common area for a cooktop user in an operation of the cooktop.
  • the monitoring unit can be designed as a safety device for detecting a dangerous situation during an operation of the hob.
  • WO 2010/020541 A1 is the possibility of an accurate temperature measurement for each cooking zone of a hob given. As a result, when a preset threshold value for the temperature is exceeded, the entire cooktop or even only the relevant radiator, from which a potential danger arises, can be selectively switched off.
  • Precondition for an accurate temperature measurement is a sufficiently accurate knowledge of a hotplate and its assignment to one or more pixels of the spatially resolving infrared sensor unit. This assignment is also a prerequisite for a selective shutdown or power reduction of hotplates in the event of detected overheating.
  • JP 2009 092 338 A discloses an extractor hood provided with a pyroelectric infrared ray sensor, wherein eight elements are arrayed on a surface facing the burner of the boiler, and a silicone lens bundles infrared rays with respect to the pyroelectric infrared ray sensor.
  • a shutter mechanism that intermittently intercepts the infrared rays, wherein a motor performs the driving of the shutter mechanism and a rotary scanning of the pyroelectric infrared ray sensor and the silicon lens, and further a thermistor monitoring a temperature of a shutter mechanism periphery, a signal processing means for amplifying Signals of the pyroelectric infrared ray sensor and the thermistor and for calculating a temperature, a boiler state judgment means for judging a state of the boiler from a signal processed temperature distribution, and a controller capable of setting a rotation frequency of an engine of the extractor hood depending on a state judgment result of the heater; to stop or change. th heating current provided when the heating state goes into the overheating state.
  • JP 2009092338 A relates to a method of automatically controlling a cooker hood in a number, a direction and a cooking operation for the purpose of automatically operating at optimum exhaust air output in response to the number and direction of burners of a stove, and relates to a cooking process.
  • a fan of an extractor hood has a structure with an eight-element pyroelectric infrared radiation sensor corresponding to an array shape of a face opposite to the hearth, with a silicon lens converging infrared rays on the pyroelectric infrared radiation sensor, with an intermittently interrupting infrared ray shutter mechanism, with a DC motor for driving the shutter mechanism and Rotary keys of the pyroelectric infrared radiation sensor and the silicon lens, comprising a thermistor measuring a temperature of a periphery of the shutter mechanism, signal processing means for amplifying signals from the pyroelectric infrared radiation sensor and the thermistor and calculating a temperature, a state judgment means for judging a state of the hotplate from a signal-processed temperature distribution, and with a controller capable of running, stopping or changing a rotational frequency of a motor of the fan in response to a result of a state judgment of the hearth.
  • DE 39 09 125 A1 relates to a control device of an extractor hood.
  • the speed of the exhaust fan should automatically set to a favorable for the removal of the haze and low noise value.
  • at least one infrared detector which detects the temperature prevailing in the cooking plates, is arranged on the extractor hood.
  • An evaluation circuit sets a higher speed for a detector signal based on a higher temperature than for a lower temperature.
  • the object is achieved by a method for setting up a monitoring device having at least one image-spatially resolving infrared sensor for a hob with at least one cooking point, wherein the method has at least the step: assigning, in particular by the monitoring device, at least one pixel of the infrared sensor to at least one cooking point.
  • DE 3909125 A1 discloses a control device of an extractor hood.
  • the speed of the suction fan should automatically set to a favorable for the removal of the haze and low noise value.
  • at least one infrared detector which detects the temperature prevailing on the cooking plates, is arranged on the extractor hood.
  • An evaluation circuit sets a higher speed for a detector signal based on a higher temperature than for a lower temperature.
  • WO 2003/074940 A1 discloses a system and method for monitoring an electric range.
  • the system comprises a plurality of detection devices, including a current meter arranged to measure current for heating the electric range, a temperature sensor arranged to measure a temperature of the electric range, a personal detector arranged to receive the Presence of a person at the electric range and a smoke detector arranged to detect smoke emanating from the electric range.
  • a processor having a timer function is operatively connected to the sensor units and is arranged to calculate a heating state of the electric range according to a program as a function of all signals from the detector and their durations and to determine when a heating state turns into an overheat state as a function of reference values for said signals and their duration stored in a memory in the processor.
  • a switch which is operatively connected to the processor, is arranged to turn off the power for heating the electric range when the heating state has turned to the overheating state.
  • the infrared sensor or the monitoring device is thus able to variably adapt the assignment of pixels of the spatially resolving infrared sensor to the cooking zones of the hob.
  • This is in contrast to the prior art, in which at best fixed predetermined pixels are associated with the known cooking zones of a cooking zone.
  • the monitoring device can be adapted with little effort to differently configured cooktops.
  • a simplified assembly is possible.
  • a particularly good distinctness of the respective active radiator or hotplate is achieved in addition to adjacent zones of the hob.
  • the adjacent zones in contrast to a clocking, may in particular have a constant exponential cooling behavior, e.g. for the dissipation of residual heat.
  • it may be dispensed with a dedicated communication device.
  • the monitoring unit or the at least one infrared sensor can in particular be analogous to WO 2010/020541 A1 be designed.
  • the assignment of at least one pixel of the infrared sensor to at least one hotplate may in particular comprise detecting a hotplate on the basis of contiguous pixels of high temperature. It is exploited that contiguous areas of the hob are associated with a comparatively high temperature activated cooking zones, the cooking of intermediate areas with surrounded by a significantly lower temperature.
  • the high temperatures of a hotplate need not be constant, but in particular can form a local temperature plateau with temperatures above an associated threshold.
  • the threshold may be predetermined (and optimized, for example, by experiments for good recognition) or may be determined by a suitable algorithm.
  • the assignment of the pixels is carried out as a function of a membership of a temperature sensed at the pixel to a local temperature plateau.
  • a particular pixel, if any, is associated with only one hotplate to prevent misidentification of a temperature.
  • a hotplate may be associated with one or more contiguous pixels.
  • a temperature of the cooking location (cooking station temperature) can be obtained, for example, by averaging the temperatures sensed by these multiple pixels. As a result, measurement inaccuracies due to temperature fluctuations in the temperature plateau can be largely compensated.
  • that pixel associated with the hotplate having the highest sensed temperature value may be selected. This increases safety in monitoring for overheating. Overheating can be detected, for example, as soon as a certain temperature limit is exceeded beyond a defined time interval.
  • mapping is performed when all cooking zones of the hob are activated. So all cooking zones are turned on, and the monitoring unit identifies pixels that belong to certain temperature plateaus and consequently to certain cooking zones.
  • the assignment is performed at successively activated hotplates.
  • the hotplates are thus activated and deactivated one after the other, so that in particular no hotplates are activated at the same time.
  • the temperature plateau with the highest temperature corresponds to the currently activated hotplate.
  • the cooking zones are activated until an at least substantially constant temperature is established at the cooking zone.
  • associated with a hotplate associated pixels can be reliably detected.
  • the hotplates are activated by means of a respective burst of energy.
  • the advantage of this embodiment is the avoidance of heating of the environment (glass ceramic, radiator floor, etc.) of the cooking point and thereby avoiding possible misallocation of the pixels by adjacent hot zones (residual heat ranges) on the hob.
  • critical temperatures on the hob which can lead to burns due to accidental contact during or after completing the assignment process, more reliably avoided.
  • the activated cooking zones are heated to a different target temperature.
  • the radiator of a hob can be taken in particular either parallel or sequentially with a different duty cycle in operation.
  • a different temperature in particular glass surface temperature (GOT)
  • GOT glass surface temperature
  • Zone circuits are preferably controlled with the same cycle ratio as an associated base radiator of the hob, resulting in an identical temperature.
  • the clocking may, for example, have cooking point-specific frequency patterns.
  • this clock pattern is recognizable. For identification of the respective radiator or the associated hob, this can be evaluated.
  • the information may include, for example, a radiator identifier or radiator number (e.g., four bits long), a set cooking level (e.g., four bits long), and other data such as acknowledgment bits (ACK) or check bits.
  • a radiator identifier or radiator number e.g., four bits long
  • a set cooking level e.g., four bits long
  • other data such as acknowledgment bits (ACK) or check bits.
  • hob and the monitoring device are communicatively coupled with each other and the hob reports at least one piece of information about a currently activated hotplate to the monitoring device
  • this information may include a cooking station identifier (e.g., "Hob 1", “Hob 2", etc.) of a currently activated hotplate.
  • a cooking station identifier e.g., "Hob 1", “Hob 2", etc.
  • the cooking zones or associated radiators activated one behind the other can be provided with an unambiguous link between the pixels belonging to this cooking area and the heating element of the cooking area.
  • cooking station-specific information may be returned from the monitoring device to the hob, e.g. information about a temperature at or overheating a particular cooking area. The information about the temperature may e.g. be used for a control of the hob.
  • the information may additionally or alternatively include other contents, e.g. a feature by which the hotplates are clearly identifiable, especially during simultaneous operation.
  • Such information may be, for example, an individual setpoint cooking temperature, in particular expected glass surface temperature (GOT), and / or a cooking point specific clocking (e.g., a duty cycle or a pulse-pause ratio) set during the mapping phase.
  • GOT expected glass surface temperature
  • a cooking point specific clocking e.g., a duty cycle or a pulse-pause ratio
  • the overheating information may generally be associated with at least one action, e.g. with an output of a warning signal or with an instruction to shut down or reduce the power of that particular cooking station.
  • the monitoring device reports at least one, in particular temperature-related, information about a particular hotplate to the hob.
  • the signaling can generally be carried out, for example, via a wireless (Bluetooth, WLAN, Piconet, etc.) communication link.
  • the hob or a cooktop cooking unit, such as a stove
  • the monitoring device can be equipped with a suitable transmitter, receiver and / or transceiver.
  • the monitoring device and the hob can be wired together, for example via an Ethernet connection or a home network connection.
  • reporting and communicating is done through a user who detects a message on one of the devices and manually enters the contents of that message into the other device.
  • at least one of the devices has a display unit for displaying the information to be transmitted to the other device, and the respective other device has an input unit for inputting this information.
  • the method described above can be carried out in particular in solid, self-heating cooking zones, as for example in radiant heaters (for example with resistance heaters or flash lamps, etc.).
  • induction hobs In induction hobs, however, the problem arises that the hotplates or their inductors do not heat themselves, but the heating in a deposited on the hotplates metallic object, especially cooking utensils, is generated.
  • for carrying out an allocation process for example, metal blanks whose diameter is adapted to the respective hob, or also (optionally water-filled) cooking utensils, e.g. Pots on which cooking plates are placed.
  • the glass-ceramic cover of the hob can be covered with ferromagnetic metal foil.
  • the inductors When the inductors are activated, they are only selectively heated above the inductors.
  • a special embodiment may be a local covering of the inductors with a respective film adapted to the diameter of the inductor. This can then be successively laid from one cooking position to the next during the teaching process.
  • the special advantage of the film is its low thermal inertia, so that it heats up quickly and also cools down quickly.
  • the allocation process is also possible with normally used cookware, as a residual heat of the hob cover between the cooking zones is negligible due to their low heat cross-section. Consequently, the inductors can be used analogously to radiant heaters and in particular controlled.
  • the method is performed several times in succession, in particular at regular intervals ("pot tracking").
  • the pot tracking can be carried out during a cooking process, while the co-ordination process with fixed, self-heating hotplates is preferably carried out once during the startup or movement of the monitoring unit.
  • the "pot tracking" is particularly advantageous for induction hobs, which no longer have localized burners, but a (dense) packing a plurality of smaller inductors.
  • cooking utensils can be placed essentially arbitrarily on the hob, and the cooking utensils are energized by those inductors with energy, which are currently located below the cooking utensils.
  • a static association between cooking zones and pixels is not useful because the cooking utensils can be positioned anywhere on the hob and thus an associated heating area can arise locally at any location on the hob.
  • a monitoring device should therefore be able to spatially identify the heating areas determined by local temperature plateaus in each individual recording and dynamically assign pixels to a temporal sequence of images of an infrared sensor.
  • the "pot tracking" is suitable for this.
  • the object is also achieved by a monitoring device having at least one image-wise spatially resolving infrared sensor, wherein the monitoring device is set up to carry out the method described above.
  • the monitoring device for example, a wireless or wired transmitter, receiver or transceiver for communication with the hob have. Additionally or alternatively, the monitoring device may comprise a display unit and / or an input unit.
  • the monitoring device can have an evaluation unit for evaluating the sensor signals output by the at least one infrared sensor.
  • the evaluation unit can also be set up to carry out the assignment of temperature plateaus to hotplates and / or pixels.
  • the evaluation unit can also be set up to recognize dangerous situations on the basis of the evaluation, e.g. an imminent or already occurring overheating, e.g. a fire.
  • the evaluation unit can also be designed to output notes or commands to the hob and / or to a user on the basis of a recognized dangerous situation (possibly cookie-specific).
  • a motion sensor is integrated into the monitoring unit.
  • a movement of the monitoring unit can be detected, which can be an indication that the pixels are being reassigned to the cooking zones.
  • the monitoring unit can output a message to a user when a movement is detected.
  • a spectral range of the at least one infrared sensor lies in a transmission range of glass ceramic.
  • the pulsed energization of the radiator can be determined without any significant influence of the glass ceramic and therefore particularly precise.
  • an independent infrared sensor may be used for this purpose.
  • Transmittance ranges of glass-ceramic are in particular between about 0.7 micrometers and 2.8 micrometers and at about 3.7 micrometers. Consequently, a surface-sensitive infrared sensor can directly detect or monitor a heating element located under the glass-ceramic plate when viewed from above on a hob covered by a glass-ceramic plate.
  • the infrared sensor is only slightly influenced by the glass ceramic.
  • the temperature of a current-carrying radiator is typically about 1000 ° C. A typical for operating the radiator clock behavior of the radiator can therefore be observed directly on the basis of strongly pronounced changes in temperature during clock-related heating and cooling phases of the radiator.
  • the object is also achieved by a system of such a monitoring device and a cooktop device with at least one hob.
  • the cooktop unit can in particular have radiant heaters or inductors (induction cooktop).
  • the cooktop device may include a wireless or wired transmitter, receiver, or transceiver for (unidirectional or bidirectional) communication with the cooktop.
  • the monitoring device may comprise a display unit and / or an input unit.
  • the cooktop appliance may further comprise a control device which controls the cooking zones of the cooktop and which is adapted, possibly in cooperation with the monitoring device, to activate the cooktops suitably for an assignment sequence, e.g. simultaneously, in succession, with a burst of energy, to a predetermined temperature, etc.
  • a control device which controls the cooking zones of the cooktop and which is adapted, possibly in cooperation with the monitoring device, to activate the cooktops suitably for an assignment sequence, e.g. simultaneously, in succession, with a burst of energy, to a predetermined temperature, etc.
  • the cooktop appliance may e.g. a stove or a separate hob.
  • the monitoring device is advantageously arranged directly above or obliquely above the hob of the cooktop appliance for providing a large and clear field of view.
  • the hob should be as complete as possible, directly in the field of view of the camera.
  • the allocation process may be carried out only once at a commissioning of the cooktop, the monitoring device or the system, especially in fixed radiant heaters, or if the motion detector has detected a movement of the monitoring device ("training phase").
  • the invention may in particular have the following advantages: It is certainly possible to assign the cooking zones in the image of the infrared sensor to the actual cooking zones of the hob. In conjunction with transmission and evaluation of cooking location information (e.g., a cooking level) from the hob to the monitoring device, a more precise hazard assessment is possible. It is a selective shutdown or power reduction of radiators possible. It is possible to use the monitoring device with a large number of plate mirrors without these having to be statically programmed in advance. In addition, "Pot-Tracking" makes it possible to detect hazards even on induction hobs without firmly defined cooking zones or heating zones.
  • the monitoring device can also be installed by a technical layman (possibly even without installation instructions), which leads to a cost reduction, since no customer service is needed.
  • Assembly of the monitoring device or system may, in one variant, be divided into three main steps. These include a mechanical installation of the monitoring device relative to the hob, a determination of the field of view of the at least one infrared sensor of the monitoring device (eg by a Selection of optics of suitable focal length) and a final assignment of the pixels of the at least one infrared sensor to the cooking zones of the hob.
  • the monitoring device can first be aligned relative to the hob. This can e.g. by specifying installation dimensions (for example, a mounting height and a position) in an associated installation manual.
  • installation dimensions for example, a mounting height and a position
  • a template may be used, through which e.g. centered position of the infrared sensor on the hob of the width b and installation at an optimum height h is guaranteed.
  • the template may consist in particular of paper, cardboard or plastic.
  • the hob is preferably completely in the field of view of the infrared sensor.
  • the cooktop fills the field of view of the camera completely, which leads to an optimal use of the resolution of the infrared sensor.
  • Each individual pixel of the infrared sensor is then assigned to a surface element of the hob surface.
  • An adaptation of the infrared sensor with respect to the hob width can also be done by choosing optics (e.g., lenses) of appropriate focal length adapted to the hob width.
  • optics e.g., lenses
  • the next step is the above-described assignment of pixels to hotplates.
  • This process is automated. Thus, advantageously errors can be avoided. Also, this results in a time savings in comparison to a, in principle, also possible controlled by a user, in particular menu-guided, methods.
  • Fig.1 shows a system 1, 3, which has a cooktop device 1 (eg a stove or a separate hob) with a hob 2 and with a monitoring device 3 arranged above it with a pixel-like spatially resolving infrared sensor 4.
  • a cooktop device 1 eg a stove or a separate hob
  • a monitoring device 3 arranged above it with a pixel-like spatially resolving infrared sensor 4.
  • the infrared sensor 4 may comprise a field of individual sensors ("sensor array").
  • the thermocouples can be present in particular as thermopiles or "thermopiles".
  • the hob 2 is completely covered and monitored by the downward or obliquely downward field of view B of the infrared sensor 4.
  • the field of view B is subdivided analogously to the arrangement of the thermopile of the infrared sensor 4 in a grid R, wherein the grid R is made up of a square 10x10 matrix arrangement of serving as a picture "dots" grid surfaces F. Of the one hundred screen areas F, ninety grid areas F cover the hob 2.
  • a temperature of each of the grid areas F can be individually sensed.
  • the cooktop 2 here has four cooking zones 5a, 5b, 5c and 5d.
  • the grid areas F In order to be able to measure a temperature of the cooking areas 5a-d or of objects placed thereon (cooking utensils, etc.), it is necessary to assign the grid areas F to the cooking areas 5a-d, since this assignment is not predetermined in the present case.
  • selected grid areas F of the infrared sensor 4 are assigned to the cooking areas 5a, 5b, 5c and 5d.
  • all four cooking zones 5a-d are activated for carrying out an assignment sequence, in particular by a cyclic activation of radiant heating elements 7a-d arranged beneath a glass-ceramic cover 6.
  • the glass-ceramic cover 6 heats up strongly, whereas it is less strongly heated between the cooking areas 5a-d.
  • Those contiguous grid areas F at which a high temperature is sensed ie as a rule at grid areas F which at least partially cover a cooking area 5a-d
  • the grading and assignment is carried out here as a function of a membership of a sensed on a grid surface F temperature to a local temperature plateau, which is above a certain temperature threshold.
  • the temperature threshold value can be, for example, above a maximum temperature that can be reached in an intermediate region between cooking zones 5a-d.
  • Fig.1 For example, fourteen grid areas F (5a) of the hob 5a, eleven grid areas F (5b) of the hob 5b, twelve grid areas F (5c) of the hob 5c and four grid areas F (5d) are assigned to the hob 5d.
  • the temperatures of the associated cooking zones 5a-d are determined below, for example by averaging over the grid areas F (FIG. 5a), F (5b), F (5c) and F (5d), respectively.
  • An implementation of this assignment process, in which all cooking zones 5a-d are activated, is particularly time-saving.
  • the cooking zones 5a-d can be heated to a different target temperature.
  • the cooktop unit 1 or the cooktop 2 can notify the monitoring device 3 (eg via a respective wireless or wired communication interface) of a cooktop code and the associated target temperature of the cooktops 5a-d.
  • the monitoring device 3 can subsequently transmit a temperature or an overheating of a hob 5a-d together with the hob detection to the hob 2, whereby a temperature control or selective safety shutdown of this hob 5a-d is made possible in a simple manner.
  • an activation of the radiators 7a-d and thus of the cooking zones 5a-d is carried out by means of an information-dependent clocking in order to obtain a clear assignment.
  • Fig.2 shows a temporal sequence of a pulse-like timing of an impressed in one of the hobs 5a-d power P (upper curve) and an associated temperature development on the hob cover 6 of this hob 5a-d.
  • the impressing of the power P takes place in particular bit-like.
  • the hob cover 6 is thereby also heated in a pulse-like manner, but with a tooth-like shape of the bits. Consequently, bit-like information can be transmitted both by the power P of the heater 7a-d and by the local temperature of the cooktop cover 6 above the heaters 7a-d. In this case, viewed in particular over a longer period of time, the radiator 7a-d can be operated with a maximum power P.
  • the timing i.e., in particular the clocked power signal or the associated temperature signal
  • the infrared sensor 4 detects the information impressed on the timing.
  • the infrared sensor 4 detects the information impressed on the timing. Because this allows the infrared sensor 4, the sharper timing signal of the radiator 7a-d directly sense, which increases a recognition accuracy.
  • the clocks have a predetermined structure, which here purely by way of example a 2-bit field A1 to indicate an incipient transfer of information, a 4-bit field A2 with the identifier or number of the associated (the information issuing) radiator 7a-d, a 4th -bittiges field A3 for a cooking stage, at least one field A4 for other features (such as a target temperature, etc.), a 3-bit field A5 for a check bit and a 2-bit field A6 indicating an end of the information transfer.
  • This information (s) may be decoded by the monitoring device 3 from the timing and in turn associated with the sensed cooking point 5a-d.
  • information associated with the cooking area 5a-d e.g. Identification to be communicated by a clearly assigned pulse-pause ratio of the timing of the associated radiator 7a-d.
  • the currently activated cooking zones 5a-d can be activated until an at least substantially constant temperature is established at this cooking point 5a-d. It is a further embodiment that is advantageous for avoiding misallocations, that the hotplates 5a-d are activated by means of a respective energy pulse. This leads to a short-term annealing of the momentarily energized radiator 7a-d and thus the associated hob 5a-d, which is detected by the infrared sensor 4. Advantage of this design is to avoid heating the environment (glass ceramic, radiator floor, etc.) of the cooking area 5a-d and thereby avoiding possible misallocation of the pixels by adjacent hot zones (residual heat ranges) on the hob. 2
  • the monitoring device 3 may comprise a motion sensor 8, which can detect a movement of the monitoring device 3.
  • the above-described setup or assignment process may be particularly useful at the beginning of a first start-up or after a subsequent movement of the monitoring unit, as can be determined by the motion sensor 8, for example.
  • Figure 3 shows in plan view a section on a hob device 11, which is instead of the Hob device 1 and equipped with radiant heaters 7a-d hob 2 an induction hob 12, which has at least one equipped with an inductor 17 hotplate 15. Furthermore, in relation to the hob 15 and the inductor 17 laterally offset cooking utensils G in the form of a pot or similar. located.
  • an alternating magnetic field is generated by the inductor 17 which generates an induction current in the cooking utensil G, which first heats the cooking utensil G first. If the inductor 17 and the cooking utensil G are laterally offset from one another, only the area of the cooking area 15 covered by the cooking utensil G becomes warm. In particular, the area of the cooking utensil G covering the cooking area 15 can then be more easily overheated.
  • the above-described setup or assignment process can also be performed during a normal cooking operation, for example from switching on the induction cooktop 12 or a hotplate 15th
  • the setting-up or association process is preferably carried out several times in succession, in particular at regular intervals ("pot-tracking"). This can be done on the basis of the normal cooking utensils G.
  • FIG. 4 shows in plan view a system 21, 3, comprising a cooktop unit 21 with an induction cooktop 22 with a close-packed array of comparatively small inductors 27 and the monitoring device 3.
  • the cooking utensil G in the form of a pot o , placed there and is heated there by an energy transfer from the located below the cooking utensils G 17 inductors.
  • the inductors 17 located below the cooking utensil G thus form a "virtual" or "ad hoc" cooking station 15.
  • An elevated temperature in the region of a temperature plateau is determined by the grid surfaces l, m, n, o, since the infrared sensor 4 senses the cooking utensil G, while the cooktop cover, in particular glass ceramic 6, remains comparatively cold. Consequently, serving as pixels grid areas l, m, n, o of the cooking station 25 are assigned.
  • Figure 5 shows the system 21, 3 with the cooking utensil G on a second position of the induction cooktop 22.
  • an elevated temperature in the region of a temperature plateau through the grid surfaces w, x, y, z is determined.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten einer Überwachungsvorrichtung mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor für ein Kochfeld mit mindestens einer Kochstelle. Die Erfindung betrifft auch eine Überwachungsvorrichtung mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor, ein Kochfeld und ein System aus einer Überwachungsvorrichtung und einem Kochfeld, jeweils eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens.
  • Eine gattungsgemäße Überwachungsvorrichtung zur Überwachung zumindest eines Kochbereichs eines Kochfelds ist aus WO 2010/020541 A1 bekannt. Die Überwachungsvorrichtung ist zu einer Erfassung in einem Infrarotbereich vorgesehen und weist dazu zumindest eine Sensoreinheit mit einer Mehrzahl von Infrarotsensoren auf, die in einem Sensorfeld angeordnet sind. Die Überwachungsvorrichtung kann eine Auswerteeinheit aufweisen, die zu einer Bildauswertung von durch die Sensoreinheit erfassten Daten vorgesehen ist. Zur Erkennung einer Anwendungssituation bei einem Betrieb des Kochfelds können die Auswerteeinheit und die Sensoreinheit im Zusammenwirken dazu vorgesehen sein, eine zeitliche Folge von Bildern des Kochbereichs zu erfassen und auszuwerten. Insbesondere kann die Auswerteeinheit dazu vorgesehen sein, einer Änderung einer in zumindest zwei verschiedenen Bildern ermittelten Kontur eine Anwendungssituation zuzuordnen. Zudem kann die Anordnung der Infrarotsensoren im Sensorfeld eine Rasterung des zu überwachenden Kochbereichs bewirken, und einer Erstreckungsrichtung des zu überwachenden Kochbereichs können zumindest acht Raster, insbesondere zumindest sechzehn Raster, zugeordnet sein. Das Sensorfeld kann ein zweidimensionales Feld sein. Das Sensorfeld kann eine quadratische Matrixanordnung sein. Die Sensoreinheit kann ein Blickfeld aufweisen, das sich bis in einen Aufenthaltsbereich für einen Kochfeldbenutzer bei einer Bedienung des Kochfelds erstreckt. Die Überwachungseinheit kann als eine Sicherheitsvorrichtung zur Erkennung einer Gefahrensituation bei einer Bedienung des Kochfelds ausgebildet sein. Mit der räumlich aufgelösten Temperaturmessung aus WO 2010/020541 A1 ist die Möglichkeit einer genauen Temperaturmessung für jede einzelne Kochzone eines Kochfeldes gegeben. Dadurch kann bei Überschreitung eines voreingestellten Schwellwertes für die Temperatur das gesamte Kochfeld oder auch nur der betreffende Heizkörper, von dem eine potentielle Gefahr ausgeht, selektiv abgeschaltet werden.
  • Dadurch können viele Küchenbrände bereits im Entstehungsprozess erkannt und vermieden werden.
  • Voraussetzung für eine genaue Temperaturmessung ist aber eine ausreichend genaue Kenntnis einer Kochstelle und deren Zuordnung zu einem oder mehreren Bildpunkten der ortsauflösenden Infrarot-Sensoreinheit. Diese Zuordnung ist auch eine Voraussetzung für eine selektive Abschaltung oder Leistungsreduzierung von Kochstellen für den Fall einer detektierten Überhitzung.
  • Ein Einrichten einer Überwachungsvorrichtung zur Realisierung einer solchen Zuordnung ergibt sich bisher nur durch eine aufeinander abgestimmte Kombination aus einer Infrarot-Sensoreinheit und einem davon überwachten Kochfeld bei einer genauen Einhaltung einer relativen Anordnung (Ort, Winkel usw.) von Sensoreinheit und Kochfeld bei der Montage. Soll jedoch die Überwachungsvorrichtung mit einem anders ausgestalteten Kochfeld verwendet werden, so muss die Überwachungseinheit entweder den Aufbau dieses Kochfelds kennen oder erlernen, falls dies möglich ist. Auch muss die Überwachungsvorrichtung neu eingerichtet (justiert) werden, wenn diese oder das Kochfeld gegeneinander bewegt werden. Dies ist häufig für einen Laien nicht praktikabel.
  • JP 2009 092 338 A offenbart eine Dunstabzugshaube, die mit einem pyroelektrischen Infrarotstrahlensensor versehen ist, wobei acht Elemente auf einer dem Brenner des Heizkochers zugewandten Fläche in Arrayform angeordnet sind und wobei eine Silikonlinse Infrarotstrahlen in Bezug auf den pyroelektrischen Infrarotstrahlensensor bündelt. Ferner ist ein Verschlussmechanismus, der die Infrarotstrahlen intermittierend unterbricht offenbart, wobei ein Motor den Antrieb des Verschlussmechanismus und ein drehendes Scannen des pyroelektrischen Infrarotstrahlensensors und der Siliziumlinse durchführt, und weiter ein Thermistor, der eine Temperatur einer Verschlussmechanismus-Peripherie überwacht, eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verstärken von Signalen des pyroelektrischen Infrarotstrahlensensors und des Thermistors und zum Berechnen einer Temperatur, eine Heizkocherzustandsbeurteilungseinrichtung zum Beurteilen eines Zustands des Heizkochers aus einer signalverarbeiteten Temperaturverteilung und eine Steuereinrichtung, die in der Lage ist, eine Drehfrequenz eines Motors der Dunstabzugshaube in Abhängigkeit von einem Zustandsbeurteilungsergebnis des Heizkochers einzustellen, anzuhalten oder zu ändern. ten des Heizstroms vorgesehen, wenn der Aufheizzustand in den Überhitzungszustand übergeht.
  • JP 2009092338 A betrifft eine Methode zur automatischen Steuerung einer Dunstabzugshaube in Abhängigkeit von einer Zahl, einer Richtung und eines Kochvorgangs, und zwar zum Zweck eines automatischen Betriebs bei optimaler Abluftleistung in Reaktion auf die verwendete Anzahl und Richtung von Brennern eines Herd, und betrifft einen Kochprozess. Ein Ventilator einer Dunstabzugshaube einen einen Aufbau mit einem pyroelektrischen Infrarotstrahlungssensor mit acht Elementen entsprechend einer ArrayForm einer Fläche gegenüber dem Herd, mit einer Infrarotstrahlen auf den pyroelektrischen Infrarotstrahlungssensor konvergierenden Silikonlinse, mit einem intermittierend unterbrechenden Blendenmechanismus für Infrarotstrahlen, mit einem Gleichstrommotor zum Antrieb des Blendenmechanismus und zum Drehabtasten des pyroelektrischen Infrarotstrahlungssensor und der Siliziumlinse, mit einem Thermistor, der eine Temperatur eines Umfang des Blendenmechanismus misst, mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Verstärken von Signalen von dem pyroelektrischen Infrarotstrahlungssensor und dem Thermistor und zum Berechnen einer Temperatur, mit einem Zustandsbeurteilungsmittel zum Beurteilen eines Zustands der Kochstelle aus einer signalverarbeiteten Temperaturverteilung, und mit einer Steuereinrichtung, die in der Lage ist, ein Laufen, Stoppen oder Ändern einer Drehfrequenz eines Motors des Ventilators in Reaktion auf ein Ergebnis einer Zustandsbeurteilung des Herds durchzuführen.
  • DE 39 09 125 A1 betrifft eine Steuereinrichtung einer Dunstabzugshaube. Bei einer Steuereinrichtung für ein Absauggebläse einer über Kochplatte anzuordnenden Dunstabzugshaube soll sich die Drehzahl des Absauggebläses selbsttätig auf einen für das Abziehen des Dunstes und eine geringe Geräuschentwicklung günstigen Wert einstellen. Es ist hierfür an der Dunstabzugshaube wenigstens ein Infrarotdetektor angeordnet, der die bei den Kochplatten herrschende Temperatur erfasst. Eine Auswerteschaltung stellt bei einem auf einer höheren Temperatur beruhenden Detektorsignal eine größere Drehzahl als bei einer niedrigeren Temperatur ein.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Einrichtung der Überwachungseinheit, insbesondere in Bezug auf eine Zuordnung von Kochstellen zu Bildpunkten des Infrarotsensors der Überwachungseinheit, zu erleichtern.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Einrichten einer Überwachungsvorrichtung mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor für ein Kochfeld mit mindestens einer Kochstelle, wobei das Verfahren mindestens den Schritt: Zuordnen, insbesondere durch die Überwachungsvorrichtung, mindestens eines Bildpunkts des Infrarotsensors zu mindestens einer Kochstelle aufweist.
  • DE 3909125 A1 offenbart eine Steuereinrichtung einer Dunstabzugshaube. Bei der Steuereinrichtung für ein Absauggebläse einer über Kochplatten anzuordnenden Dunstabzugshaube soll sich die Drehzahl des Absauggebläses selbsttätig auf einen für das Abziehen des Dunstes und eine geringe Geräuschentwicklung günstigen Wert einstellen. Es ist hierfür an der Dunstabzugshaube wenigstens ein Infrarotdetektor angeordnet, der die an den Kochplatten herrschende Temperatur erfasst. Eine Auswerteschaltung stellt bei einem auf einer höheren Temperatur beruhenden Detektorsignal eine größere Drehzahl als bei einer niedrigeren Temperatur ein.
  • WO 2003/074940 A1 offenbart ein System und Verfahren zur Überwachung eines Elektroherds. Das System weist eine Mehrzahl von Erfassungsvorrichtungen auf, einschließlich eines Strommessers, der angeordnet ist, um Strom zum Erwärmen des Elektroherds zu messen, einen Temperatursensor, der angeordnet ist, um eine Temperatur des Elektroherds zu messen, einen Personendetektor, der angeordnet ist, um das Vorhandensein einer Person an dem Elektroherd zu detektieren und einen Rauchmelder, der angeordnet ist, um eine von dem Elektroherd ausgehende Raucherzeugung zu detektieren. Ein Prozessor mit einer Zeitgeberfunktion ist betriebsmäßig mit den Sensoreinheiten verbunden und ist so angeordnet, dass er einen Aufheizzustand des Elektroherds gemäß einem Programm als Funktion aller Signale von dem Detektor und deren Zeitdauern berechnet und bestimmt, wann ein Erwärmungszustand in einen Überhitzungszustand umschlägt, und zwar berechnet als eine Funktion von Referenzwerten für die genannten Signale und deren Dauer, die in einem Speicher in dem Prozessor gespeichert sind. Ein Schalter, der funktional mit dem Prozessor verbunden ist, ist angeordnet, um den Strom zum Erwärmen des Elektroherds auszuschalten, wenn der Aufheizzustand in den Überhitzungszustand umgeschlagen ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nächteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Einrichtung der Überwachungseinheit, insbesondere in Bezug auf eine Zuordnung von Kochstellen zu Bildpunkten des Infrarotsensors der Überwachungseinheit, zu erleichtern.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Der Infrarotsensor bzw. die Überwachungsvorrichtung ist also in der Lage, die Zuordnung von Bildpunkten des ortsauflösenden Infrarotsensors variabel an die Kochstellen des Kochfelds anzupassen. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem bestenfalls fest vorgegebene Bildpunkte den bekannten Kochstellen einer Kochzone zugeordnet sind. Durch das Verfahren kann die Überwachungsvorrichtung mit einem geringen Aufwand auch an unterschiedlich ausgestaltete Kochfelder angepasst werden. Da durch die variable Anpassung der Zuordnung auch höhere Anordnungstoleranzen zwischen der Überwachungsvorrichtung und dem Kochfeld ausgleichbar sind, ist eine vereinfachte Montage möglich. Durch dieses Verfahren wird darüber hinaus eine besonders gute Unterscheidbarkeit des jeweils aktiven Heizkörpers bzw. Kochstelle zu benachbarten Zonen des Kochfelds erzielt. Die benachbarten Zonen können im Gegensatz zu einer Taktung insbesondere ein konstantes exponentielles Abkühlverhalten aufweisen, z.B. zur Dissipation von Restwärme. Darüber hinaus mag so auf eine dedizierte Kommunikationseinrichtung verzichtet werden.
  • Die Überwachungseinheit bzw. der mindestens eine Infrarotsensor können insbesondere analog zu WO 2010/020541 A1 ausgestaltet sein.
  • Das Zuordnen mindestens eines Bildpunkts des Infrarotsensors zu mindestens einer Kochstelle kann insbesondere ein Erkennen einer Kochstelle anhand von zusammenhängenden Bildpunkten hoher Temperatur umfassen. Dabei wird ausgenutzt, dass zusammenhängende Bereiche des Kochfelds mit einer vergleichsweise hohen Temperatur aktivierten Kochstellen zuordenbar sind, wobei die Kochstellen von Zwischenbereichen mit einer signifikant niedrigeren Temperatur umgeben sind. Die hohen Temperaturen einer Kochstelle brauchen nicht konstant zu sein, sondern können insbesondere ein lokales Temperaturplateau mit Temperaturen oberhalb eines zugehörigen Schwellwerts bilden. Der Schwellwert kann vorbestimmt sein (und z.B. durch Experimente auf eine gute Erkennung hin optimiert sein) oder mag mittels eines geeigneten Algorithmus bestimmt werden.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass das Zuordnen der Bildpunkte in Abhängigkeit von einer Angehörigkeit einer an dem Bildpunkt abgefühlten Temperatur zu einem lokalen Temperaturplateau durchgeführt wird.
  • Ein bestimmter Bildpunkt ist, falls überhaupt, nur genau einer Kochstelle zugeordnet, um eine Fehlbestimmung einer Temperatur zu verhindern. Einer Kochstelle können ein oder mehrere zusammenhängende Bildpunkte zugeordnet sein.
  • Sind einer Kochstelle mehrere zusammenhängende Bildpunkte zugeordnet, kann eine Temperatur der Kochstelle (Kochstellentemperatur) beispielsweise durch eine Mittelung der von diesen mehreren Bildpunkten jeweils abgefühlten Temperaturen erlangt. Dadurch können Messungenauigkeiten durch Temperaturschwankungen in dem Temperaturplateau weitgehend ausgeglichen werden. Alternativ kann zur Bestimmung der Kochstellentemperatur derjenige der Kochstelle zugeordnete Bildpunkt mit dem höchsten abgefühlten Temperaturwert ausgewählt werden. Dies erhöht eine Sicherheit bei der Überwachung auf eine Überhitzung. Eine Überhitzung kann beispielsweise festgestellt werden, sobald ein gewisser Temperaturgrenzwert über ein definiertes Zeitintervall hinaus überschritten wird.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Zuordnen durchgeführt wird, wenn alle Kochstellen des Kochfelds aktiviert sind. Es sind also alle Kochstellen angeschaltet, und die Überwachungseinheit identifiziert Bildpunkte, die zu bestimmten Temperaturplateaus und folglich zu bestimmten Kochstellen gehören.
  • Jedoch bleibt dabei eine individuelle Zuordnung der Kochstellen unbekannt, d.h., welcher Heizkörper des Kochfeldes zu welchem Temperaturplateau korrespondiert. Im Gefahrenfall kann hierbei lediglich das gesamte Kochfeld abgeschaltet werden, sobald in einem der Bereiche eine kritische Temperatur überschritten wird. Eine selektive Abschaltung oder Leistungsreduzierung einzelner Heizkörper oder Kochstellen ist ohne weiteres nicht möglich. Diese Ausgestaltung ist besonders bevorzugt nutzbar für Kochfelder, denen nicht automatisierbar zu entnehmen ist, welcher Heizkörper jeweils eingeschaltet oder aktiviert ist.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Zuordnen bei nacheinander aktivierten Kochstellen durchgeführt wird. Dabei werden die Kochstellen also nacheinander aktiviert und deaktiviert, so dass insbesondere keine Kochstellen gleichzeitig aktiviert sind. Das Temperaturplateau mit der höchsten Temperatur (insbesondere höchsten Spitzentemperatur oder höchsten Durchschnittstemperatur) entspricht der gerade aktivierten Kochstelle. Dadurch wird eine Korrelation einer bestimmten, aktuell aktivierten Kochstelle zu dem mindestens einen zugehörigen Bildpunkt ermöglicht, beispielsweise durch eine Übertragung einer Kennung der aktuell aktivierten Kochstelle an die Überwachungsvorrichtung. Folglich kann bei einer Feststellung einer Überhitzung an diesen Bildpunkten die damit korrelierte Kochstelle selektiv deaktiviert oder in ihrer Leistung verringert werden, z.B. durch eine Übertragung einer entsprechenden Information oder eines entsprechenden Befehls von der Überwachungsvorrichtung an das Kochfeld.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Kochstellen so lange aktiviert werden, bis sich eine zumindest im Wesentlichen konstante Temperatur an der Kochstelle einstellt. Dadurch können zu einer Kochstelle zugehörige Bildpunkte sicher erkannt werden.
  • Es ist eine zur Vermeidung von Fehlzuordnungen von Bildpunkten zu Kochstellen vorteilhafte weitere Ausgestaltung, dass die Kochstellen mittels eines jeweiligen Energiestoßes aktiviert werden. Dies bedeutet in anderen Worten, dass die Heizkörper eines Kochfeldes sukzessive mit kurzen Energiestößen beaufschlagt werden. Dies führt zu einem kurzzeitigen Aufglühen des stoßartig bestromten Heizkörpers (z.B. auf etwa 1100°C) und damit der zugehörigen Kochstelle, was durch den Infrarotsensor erkannt wird. Vorteil bei dieser Ausgestaltung ist die Vermeidung einer Aufheizung der Umgebung (Glaskeramik, Heizkörperboden, usw.) der Kochstelle und dadurch eine Vermeidung möglicher Fehlzuordnungen der Bildpunkte durch benachbarte heiße Zonen (Restwärmebereiche) auf dem Kochfeld. Dadurch wiederum ergibt sich der Vorteil, dass der Zuordnungsablauf schnell durchführbar ist, da Wartezeiten zum Abkühlen des Kochfelds entfallen. Zudem werden kritische Temperaturen auf dem Kochfeld, welche zu Verbrennungen durch unbeabsichtigtes Berühren während oder nach Abschluss des Zuordnungsablaufs führen können, zuverlässiger vermieden.
  • Es ist eine zum sichereren Erkennen von Kochstellen und zur Vermeidung von Fehlzuordnungen von Bildpunkten zu Kochstellen vorteilhafte weitere Ausgestaltung, dass die aktivierten Kochstellen auf eine unterschiedliche Zieltemperatur aufgeheizt werden. Dazu können die Heizkörper eines Kochfelds insbesondere entweder parallel oder nacheinander mit einem unterschiedlichem Taktverhältnis in Betrieb genommen werden. Anhand von Unterschieden in der aufgenommenen Energie stellt sich für jeden Heizkörper und damit für jede Kochstelle im eingeschwungenen (d.h. im Wesentlichen temperaturstabilen) Zustand eine unterschiedliche Temperatur, insbesondere Glasoberflächentemperatur (GOT) auf der Glaskeramik, ein. Durch diese Temperaturunterschiede wird eine eindeutige Zuordnung von Bildpunkten zu den verschiedenen Kochstellen erleichtert.
  • Zonenzuschaltungen (einer mehrzonigen Kochstelle) werden bevorzugt mit dem gleichem Taktverhältnis wie ein zugehöriger Basis-Heizkörper der Kochstelle angesteuert, was zu einer identischen Temperatur führt.
  • Die Taktung kann beispielsweise kochstellenspezifische Frequenzmuster aufweisen. Es kann dabei insbesondere die volle Leistung an jedem Heizkörper mit einem charakteristischen Puls-Pausen-Verhältnis, mit einer frei wählbaren Frequenz, eingetaktet werden. Am Aufheiz- und Abkühlverhalten der Heizwendeln sowie der Abdeckung (Glaskeramik o.ä.) ist dieses Taktmuster wiedererkennbar. Zur Identifikation des jeweiligen Heizkörpers bzw. der zugehörigen Kochstelle kann dieses ausgewertet werden.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht in einer Weiterbildung eine kodierte Übermittlung von Informationen, insbesondere eine digitale Informationsübermittlung, und zwar auch ohne eine dedizierte Kommunikationsverbindung zwischen dem Kochfeld und der Überwachungsvorrichtung. Die Information kann beispielsweise eine Heizkörperkennung oder Heizkörpernummer (z.B. mit einer Länge von vier Bits), eine eingestellte Kochstufe (z.B. mit einer Länge von vier Bits) sowie weiteren Daten wie beispielsweise Bestätigungsbits (ACK) oder Prüfbits aufweisen.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Kochfeld und die Überwachungsvorrichtung (unidirektional oder bidirektional) kommunikativ miteinander gekoppelt sind und das Kochfeld mindestens eine Information über eine aktuell aktivierte Kochstelle an die Überwachungsvorrichtung meldet
  • Diese Information kann insbesondere eine Kochstellenkennung (z.B. "Kochstelle 1", "Kochstelle 2" usw.) einer aktuell aktivierten Kochstelle umfassen. So kann den hintereinander aktivierten Kochstellen bzw. zugehörigen Heizkörpern eine eindeutige Verknüpfung zwischen den zu dieser Kochstelle zugehörigen Bildpunkten und dem Heizkörper der Kochstelle bereitgestellt werden. Dadurch wiederum kann von der Überwachungsvorrichtung an das Kochfeld eine kochstellenspezifische Information zurückgeliefert werden, z.B. eine Information über eine Temperatur an oder über eine Überhitzung einer bestimmten Kochstelle. Die Information über die Temperatur kann z.B. für eine Regelung der Kochstelle verwendet werden.
  • Jedoch kann die Information zusätzlich oder alternativ andere Inhalte umfassen, z.B. ein Merkmal, anhand dessen die Kochstellen eindeutig identifizierbar sind, insbesondere auch während eines gleichzeitigen Betriebs. Eine solche Information kann beispielsweise eine während der Zuordnungsphase eingestellte individuelle (Soll-)Temperatur der Kochstelle, insbesondere erwartete Glasoberflächentemperatur (GOT), und/oder eine kochstellenspezifische Taktung (z.B. ein Taktverhältnis oder ein Puls-Pausen-Verhältnis) sein.
  • Die Information über Überhitzung kann allgemein mit mindestens einer Aktion verknüpft sein, z.B. mit einer Ausgabe eines Warnsignals oder mit einem Befehl zur Abschaltung oder Leistungsreduzierung dieser bestimmten Kochstelle.
  • Es ist folglich noch eine Weiterbildung, dass die Überwachungsvorrichtung mindestens eine, insbesondere temperaturbezogene, Information über eine bestimmte Kochstelle an das Kochfeld meldet.
  • Das Melden kann allgemein beispielsweise über eine drahtlose (Bluetooth, WLAN, Piconet usw.) Kommunikationsverbindung durchgeführt werden. Das Kochfeld (bzw. ein das Kochfeld aufweisendes Kochgerät, z.B. ein Herd) und die Überwachungsvorrichtung können dazu mit einem passenden Sender, Empfänger und/oder Senderempfänger (Transceiver) ausgestattet sein. Analog können die Überwachungsvorrichtung und das Kochfeld drahtgebunden miteinander verbunden sein, z.B. über eine Ethernetverbindung oder eine Hausnetzverbindung.
  • Es ist noch eine allgemeine Weiterbildung, dass das Melden und Kommunizieren über einen Nutzer geschieht, welcher eine Meldung an einem der Geräte erkennt und den Inhalt dieser Meldung manuell in das andere Gerät eingibt. Dazu weist zumindest eines der Geräte eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen der auf das andere Gerät zu übermittelnden Information auf, und das jeweils andere Gerät weist eine Eingabeeinheit zur Eingabe dieser Information auf.
  • Das oben beschriebene Verfahren kann insbesondere bei festen, sich selbst erwärmenden Kochstellen, wie sie beispielsweise bei Strahlungsheizkörpern (z.B. mit Widerstandsheizkörpern oder Blitzlampen usw.) durchgeführt werden.
  • Bei Induktionskochfeldern hingegen tritt das Problem auf, dass die Kochstellen bzw. deren Induktoren sich nicht selbst aufheizen, sondern die Erwärmung in einem auf den Kochstellen abgesetzten metallischen Objekt, insbesondere Gargeschirr, erzeugt wird. Um das obige Verfahren effektiv auch für Induktionskochfelder anwenden zu können, können zur Durchführung eines Zuordnungsablaufs beispielsweise Ronden aus Metall, deren Durchmesser auf die jeweilige Kochstelle angepasst ist, oder aber auch (ggf. mit Wasser befülltes) Gargeschirr, z.B. Töpfe, auf die Kochstellen aufgesetzt werden.
  • Weiterhin kann für eine effektive Zuordnung die Glaskeramikabdeckung des Kochfeldes mit ferromagnetischer Metallfolie bedeckt werden. Diese wird bei Aktivierung der Induktoren nur jeweils oberhalb der Induktoren punktuell erhitzt. Eine spezielle Ausgestaltung kann eine lokale Bedeckung der Induktoren mit einer jeweils auf den Durchmesser des Induktors angepassten Folie sein. Diese kann dann während des Anlernvorganges sukzessive von einer Kochstelle auf die nächste gelegt werden. Besonderer Vorteil der Folie ist deren geringe thermische Trägheit, sodass sie schnell aufheizt und auch schnell wieder abkühlt.
  • Der Zuordnungsablauf ist auch mit normal genutztem Kochgeschirr möglich, da eine Restwärme der Kochfeldabdeckung zwischen den Kochstellen aufgrund deren geringer Wärmequerleitung vernachlässigbar ist. Folglich können die Induktoren analog zu Strahlungsheizkörpern eingesetzt und insbesondere angesteuert werden.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Verfahren mehrfach hintereinander, insbesondere in regelmäßigen Abständen, durchgeführt wird ("Pot-Tracking"). Das Pot-Tracking kann insbesondere während eines Garvorgangs durchgeführt werden, während der Zuordnungsvorgang mit festen, selbstheizenden Kochstellen bevorzugt einmal bei einer Inbetriebnahme oder einer Bewegung der Überwachungseinheit durchgeführt wird.
  • Dabei findet insbesondere keine statische Zuordnung der Kochstellen zu den Bildpunkten mehr statt, sondern es werden in jedem einzelnen Bild einer Aufnahmeserie des Infrarotsensors die Bereiche benachbarter Bildpunkte eines Temperaturplateaus identifiziert und einer Kochstelle zugeordnet. Dadurch können insbesondere geänderte Erwärmungsbereiche durch außermittig auf eine Kochstelle aufgesetzte Objekte (Töpfe usw.) und/oder durch versetzte Objekte berücksichtigt werden, welche eher zu einer Überhitzung neigen als mittig aufgesetzte Objekte. Dadurch wird eine genauere und zuverlässigere Temperaturüberwachung ermöglicht, weil eine Mittelung über die für eine mittig abgedeckte Kochstelle identifizierten Bildpunkte bei einem versetzten Gargeschirr aufgrund der kalten Glaskeramik eine zu niedrige Temperatur ergeben würde und sich eine Überhitzungsgefahr in dem Gargeschirr eventuell nicht erkennen lassen würde.
  • Das "Pot-Tracking" ist insbesondere vorteilhaft anwendbar für Induktionskochfelder, welche keinen lokalisierten Kochstellen mehr aufweisen, sondern eine (dichte) Packung einer Vielzahl kleinerer Induktoren. Hierbei kann Gargeschirr im Wesentlichen beliebig auf dem Kochfeld abgestellt werden, und das Gargeschirr wird von denjenigen Induktoren mit Energie beaufschlagt, welche sich aktuell unterhalb des Gargeschirrs befinden. In diesem Falle ist also eine statische Zuordnung zwischen Kochstellen und Bildpunkten nicht sinnvoll, da das Gargeschirr beliebig auf dem Kochfeld positionierbar ist und damit ein zugehöriger Erwärmungsbereich lokal an jedem möglichen Ort auf dem Kochfeld entstehen kann. Eine Überwachungsvorrichtung sollte also in der Lage sein, bei einer zeitlichen Folge von Aufnahmen eines Infrarotsensors die durch lokale Temperaturplateaus bestimmten Erwärmungsbereiche in jeder einzelnen Aufnahme räumlich zu identifizieren und dynamisch Bildpunkten zuzuordnen. Das "Pot-Tracking" ist hierfür geeignet.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Überwachungsvorrichtung mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor, wobei die Überwachungsvorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Dazu kann die Überwachungsvorrichtung beispielsweise einen drahtlosen oder drahtgebundenen Sender, Empfänger oder Senderempfänger zur Kommunikation mit dem Kochfeld aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Überwachungsvorrichtung eine Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit aufweisen.
  • Die Überwachungsvorrichtung kann insbesondere eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von dem mindestens einen Infrarotsensor ausgegebenen Sensorsignale aufweisen. Die Auswerteeinheit kann auch dazu eingerichtet sein, die Zuordnung von Temperaturplateaus zu Kochstellen und/oder Bildpunkten vorzunehmen. Die Auswerteeinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, auf der Grundlage der Auswertung Gefahrensituationen zu erkennen, z.B. eine drohende oder bereits eingetretene Überhitzung, z.B. einen Brand. Die Auswerteeinheit kann ferner dazu eingereichtet sein, auf der Grundlage einer erkannten Gefahrensituation (ggf. kochstellenspezifisch) Hinweise oder Befehle an das Kochfeld und/oder an einen Nutzer auszugeben.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass ein Bewegungssensor in die Überwachungseinheit integriert ist. Dadurch kann eine Bewegung der Überwachungseinheit erkannt werden, was ein Hinweis darauf sein kann, eine erneute Zuordnung der Bildpunkte zu den Kochstellen durchzuführen. Die Überwachungseinheit kann bei einer erkannten Bewegung insbesondere einen Hinweis an einen Nutzer ausgeben.
  • Es ist eine insbesondere für eine Erkennung einer Taktung eines Heizkörpers vorteilhafte Ausgestaltung, dass ein Spektralbereich des mindestens einen Infrarotsensors in einem Transmissionsbereich von Glaskeramik liegt. So kann die getaktete Bestromung der Heizkörper ohne eine wesentliche Beeinflussung durch die Glaskeramik und folglich besonders präzise festgestellt werden. Insbesondere mag dazu ein eigenständiger Infrarotsensor eingesetzt werden. Transmissionsbereiche von Glaskeramik liegen insbesondere zwischen ca. 0,7 Mikrometern und 2,8 Mikrometern als auch bei ca. 3,7 Mikrometern. Ein dort empfindlicher Infrarotsensor kann folglich bei Draufsicht auf ein durch eine Glaskeramikplatte abgedecktes Kochfeld einen unter der Glaskeramikplatte befindlichen Heizkörper direkt erfassen oder überwachen. Der Infrarotsensor wird dabei durch die Glaskeramik nur wenig beeinflusst. Die Temperatur eines stromdurchflossenen Heizkörpers beträgt typischerweise circa 1000°C. Ein zum Betreiben des Heizkörpers typisches Taktverhalten des Heizkörpers kann folglich anhand von stark ausgeprägten Temperaturänderungen während taktbedingter Aufheiz- und Abkühlphasen des Heizkörpers direkt beobachtet werden.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein System aus einer solchen Überwachungsvorrichtung und einem Kochfeldgerät mit mindestens einem Kochfeld. Das Kochfeldgerät kann insbesondere Strahlungsheizkörper oder Induktoren (Induktionskochfeld) aufweisen.
  • Ferner kann das Kochfeldgerät beispielsweise einen drahtlosen oder drahtgebundenen Sender, Empfänger oder Senderempfänger zur (unidirektionalen oder bidirektionalen) Kommunikation mit dem Kochfeld aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Überwachungsvorrichtung eine Anzeigeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit aufweisen.
  • Das Kochfeldgerät mag ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, welche die Kochstellen des Kochfelds ansteuert und welche dazu eingerichtet ist, ggf. in Zusammenarbeit mit der Überwachungseinrichtung, die Kochstellen für einen Zuordnungsablauf geeignet zu aktivieren, z.B. gleichzeitig, hintereinander, mit einem Energiestoß, auf eine vorbestimmte Temperatur usw.
  • Das Kochfeldgerät mag z.B. ein Herd oder ein eigenständiges Kochfeld sein.
  • Es ist eine für eine Einhaltung einer Betriebssicherheit während des Zuordnungsablaufs, z.B. vor zu hohen Temperaturen, vorteilhafte Weiterbildung, dass der Zuordnungsablauf nur durch einen Benutzer gestartet werden kann. Zudem sollte eine Überhitzungsgefahr unter normalen Umständen ausgeschlossen sein. Möglich ist dies beispielsweise durch eine zeitliche Begrenzung des Zuordnungsablaufs, durch eine Beschränkung der von den jeweiligen Heizkörpern abgegebenen thermischen Energie und/oder durch eine regelmäßig erforderliche Quittierung des Zuordnungsablaufs durch eine Person. Die Quittierung kann beispielsweise durch eine an dem Kochfeldgerät oder an der Überwachungsvorrichtung vorgesehenen Totmannschaltung mit einem zugehörigen Totmannknopf erreicht werden.
  • Die Überwachungsvorrichtung ist für eine Bereitstellung eines großen und übersichtlichen Blickfelds vorteilhafterweise direkt oberhalb oder schräg oberhalb des Kochfelds des Kochfeldgeräts angeordnet. Das Kochfeld sollte sich dabei, möglichst vollständig, direkt im Blickfeld der Kamera befinden.
  • Der Zuordnungsablauf mag insbesondere bei fest installierten Strahlungsheizkörpern nur einmal bei einer Inbetriebnahme des Kochfeldgeräts, der Überwachungseinrichtung oder des Systems durchgeführt werden, oder falls der Bewegungsmelder eine Bewegung der Überwachungseinrichtung festgestellt hat ("Anlernphase").
  • Die Erfindung kann insbesondere die folgenden Vorteile aufweisen: Es ist eine Zuordnung der Kochstellen im Bild des Infrarotsensors zu den realen Kochstellen des Kochfelds sicher möglich. In Verbindung mit einer Übertragung und Auswertung von Kochstelleninformationen (z.B. einer Kochstufe) von dem Kochfeld zu der Überwachungsvorrichtung ist eine präzisere Gefahrenbeurteilung möglich. Es ist eine selektive Abschaltung oder Leistungsreduzierung von Heizkörpern möglich. Es ist eine Verwendung der Überwachungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Plattenspiegeln möglich, ohne dass diese im Voraus statisch einprogrammiert werden müssten. Zudem wird durch das "Pot-Tracking" eine Gefahrenerkennung auch auf Induktionskochfeldern ohne fest definierte Kochstellen oder Heizzonen möglich. Eine unpräzise mechanische Anbringung der Überwachungsvorrichtung über dem Kochfeld ist stärker tolerabel (es sind hohe Toleranzen erlaubt), da die Zuordnung der Kochstellen zu den Bildpunkten automatisiert und variabel abläuft. Die Überwachungsvorrichtung kann auch von einem technischen Laien installiert werden (ggf. sogar ohne Montageanleitung), was zu einer Kostenreduzierung führt, da kein Kundendienst benötigt wird.
  • Eine Montage der Überwachungseinrichtung oder des Systems kann sich in einer Variante in drei hauptsächliche Schritte aufteilen. Diese beinhalten eine mechanische Installation der Überwachungsvorrichtung relativ zu dem Kochfeld, eine Festlegung des Blickfelds des mindestens einen Infrarotsensors der Überwachungsvorrichtung (z.B. durch eine Auswahl von Optiken geeigneter Brennweite) sowie eine abschließende Zuordnung der Bildpunkte des mindestens einen Infrarotsensors zu den Kochstellen des Kochfelds.
  • Zur mechanischen Installation kann insbesondere zunächst die Überwachungseinrichtung relativ zu dem Kochfeld ausgerichtet werden. Dies kann z.B. durch die Angabe von Einbaumaßen (z.B. einer Einbauhöhe und einer Position) in einer zugehörigen Montageanleitung geschehen. Zur Vereinfachung der Installation kann insbesondere eine Schablone verwendet werden, durch welche eine z.B. zentrierte Position des Infrarotsensors über dem Kochfeld der Breite b sowie ein Einbau in einer optimalen Höhe h gewährleistet wird. Die Schablone kann insbesondere aus Papier, Kartonage oder Kunststoff bestehen.
  • Zur Festlegung des Blickfelds befindet sich das Kochfeld vorzugsweise vollständig im Blickfeld des Infrarotsensors. Vorzugsweise füllt das Kochfeld das Blickfeld der Kamera vollständig aus, was zu einer optimalen Nutzung des Auflösungsvermögens des Infrarotsensors führt. Jeder einzelne Bildpunkt des Infrarotsensors ist dann einem Flächenelement der Kochfeldoberfläche zugeordnet. Eine Anpassung des Infrarotsensors hinsichtlich der Kochfeldbreite (üblich sind 30cm, 60cm, 80cm und 90cm) kann zudem durch eine Wahl von an die Kochfeldbreite angepassten Optiken (z.B. Linsen) mit geeigneter Brennweite erfolgen. So kann der des Infrarotsensor auf einfache und kostengünstige Weise an die jeweilige Kochfeldbreite angepasst werden, ohne an der restlichen Vorrichtung Änderungen durchführen zu müssen.
  • Der nächste Schritt ist die oben beschriebene Zuordnung der Bildpunkte zu Kochstellen. Dieser Vorgang wird automatisiert durchgeführt. So können vorteilhafterweise Fehler vermieden werden. Auch ergibt sich so eine Zeitersparnis im Vergleich zu einem, grundsätzlich auch möglichen durch einen Benutzer gesteuerten, insbesondere menügeführten, Verfahren.
  • In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
    • Fig.1
    zeigt in teilweiser Draufsicht ein System mit einem Kochfeldgerät und mit einem Infrarotsensor einer Überwachungsvorrichtung zusammen mit einer Einzeichnung von rasterartigen Bildpunkten des Infrarotsensors auf einem Kochfeld des Kochfeldgeräts;
    Fig.2
    zeigt eine zeitliche Abfolge einer pulsartigen Taktung einer in eine Kochstelle eingeprägten Leistung P (obere Kurve) und eine zugehörige Temperaturentwicklung an einer Kochfeldabdeckung dieser Kochstelle;
    Fig.3
    zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt auf ein Induktionskochfeld mit einem Induktor und ein darüber seitlich versetzt aufgesetztes Gargeschirr;
    Fig.4
    zeigt in Draufsicht ein Induktionskochfeld mit einem dichtgepackten Feld von Induktoren mit einem Gargeschirr auf einer ersten Position des Induktionskochfelds; und
    Fig.5
    zeigt in Draufsicht ein Induktionskochfeld mit einem dichtgepackten Feld von Induktoren mit einem Gargeschirr auf einer zweiten Position des Induktionskochfelds.
  • Fig.1 zeigt ein System 1, 3, das ein Kochfeldgerät 1 (z.B. einen Herd oder ein eigenständiges Kochfeld) mit einem Kochfeld 2 und mit einer darüber angeordneten Überwachungsvorrichtung 3 mit einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor 4 aufweist.
  • Der Infrarotsensor 4 kann ein Feld aus Einzelsensoren ("Sensorarray") aufweisen. Der Infrarotsensor 4 kann beispielsweise als eine Infrarotkamera oder, wie hier vorliegend, als ein Feld aus 10x10 = 100 Thermoelementen (o.Abb.) aufgebaut sein. Die Thermoelemente können insbesondere als Thermosäulen oder "Thermopiles" vorliegen. Das Kochfeld 2 wird von dem nach unten oder schräg unten gerichteten Blickfeld B des Infrarotsensors 4 vollständig überdeckt und überwachbar. Das Blickfeld B ist analog zu der Anordnung der Thermosäulen des Infrarotsensors 4 in ein Raster R unterteilt, wobei das Raster R aus einer quadratischen 10x10-Matrixanordnung von als Bild"punkten" dienenden Rasterflächen F aufgebaut ist. Von den einhundert Rasterflächen F bedecken neunzig Rasterflächen F das Kochfeld 2. Mittels des Infrarotsensors 4 ist eine Temperatur jeder der Rasterflächen F einzeln abfühlbar.
  • Das Kochfeld 2 weist hier vier Kochstellen 5a, 5b, 5c und 5d auf. Um eine Temperatur der Kochstellen 5a-d oder von darauf abgestellten Objekten (Gargeschirr usw.) messen zu können, ist eine Zuordnung der Rasterflächen F zu den Kochstellen 5a-d nötig, da diese Zuordnung im vorliegenden Fall nicht vorgegeben ist. Zum Einrichten der Überwachungsvorrichtung 3 werden also ausgewählte Rasterflächen F des Infrarotsensors 4 den Kochstellen 5a, 5b, 5c und 5d zugeordnet.
  • In einer Variante einer möglichen Zuordnung werden zur Durchführung eines Zuordnungsablaufs alle vier Kochstellen 5a-d aktiviert, insbesondere durch eine getaktete Aktivierung von unter einer Glaskeramikabdeckung 6 angeordneten Strahlungsheizkörpern 7a-d. Durch die Aktivierung der Kochstellen 5a-d bzw. deren Heizkörper 7a-d erwärmt sich die Glaskeramikabdeckung 6 darüber stark auf, hingegen zwischen den Kochstellen 5a-d weniger stark. Diejenigen zusammenhängenden Rasterflächen F, an welchen eine hohe Temperatur abgefühlt wird (d.h. in der Regel an Rasterflächen F, welche eine Kochstelle 5a-d zumindest teilweise abdecken), werden als einer gemeinsamen Kochstelle 5a-d zugehörig eingestuft und dieser Kochstelle 5a-d zugeordnet. Das Einstufen und Zuordnen wird hier in Abhängigkeit von einer Angehörigkeit einer an einer Rasterfläche F abgefühlten Temperatur zu einem lokalen Temperaturplateau durchgeführt, welches oberhalb eines bestimmten Temperaturschwellwerts liegt. Der Temperaturschwellwert kann beispielsweise oberhalb einer maximal in einem Zwischenbereich zwischen Kochstellen 5a-d erreichbaren Temperatur liegen. In Fig.1 sind beispielsweise vierzehn Rasterflächen F(5a) der Kochstelle 5a, elf Rasterflächen F(5b) der Kochstelle 5b, zwölf Rasterflächen F(5c) der Kochstelle 5c und vier Rasterflächen F(5d) der Kochstelle 5d zugeordnet. Anhand dieser Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) und F(5d) werden folgend die Temperaturen der zugehörigen Kochstellen 5a-d bestimmt, beispielsweise durch eine Mittelung über die zu einer Kochstelle 5a-d zugehörigen Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) bzw. F(5d). Eine Durchführung dieses Zuordnungsablaufs, bei dem alle Kochstellen 5a-d aktiviert sind, ist besonders zeitsparend.
  • Um eine eindeutige Zuordnung der zu einer Kochstelle 5a-d gehörigen Heizkörper 7a-d und Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) und F(5d) zu erhalten (z.B. um Heizkörper 7a-d bei einer durch die Überwachungsvorrichtung 3 erkannten Überhitzung selektiv abschalten oder in ihrer Leistung reduzieren zu können), können die Kochstellen 5a-d auf eine unterschiedliche Zieltemperatur aufgeheizt werden. Das Kochfeldgerät 1 bzw. das Kochfeld 2 können der Überwachungsvorrichtung 3 (z.B. über eine jeweilige drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle) eine Kochfeldkennung und die zugehörige Zieltemperatur der Kochstellen 5a-d mitteilen. Dadurch ist die Zuordnung der als Bildpunkte dienenden Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) und F(5d) zu einer jeweiligen, durch ihre Kochfeldkennung eindeutig identifizierbaren Kochstelle 5a-d möglich. Die Überwachungsvorrichtung 3 kann folgend eine Temperatur oder eine Überhitzung einer Kochstelle 5a-d zusammen mit der Kochfeldkennung an das Kochfeld 2 übermitteln, wodurch eine Temperaturregelung oder selektive Sicherheitsabschaltung dieser Kochstelle 5a-d auf einfache Weise ermöglicht wird.
  • Erfindungsgemäß wird zur Erlangung einer eindeutigen Zuordnung eine Aktivierung der Heizkörper 7a-d und damit der Kochstellen 5a-d mittels einer informationsbehafteten Taktung durchgeführt werden. Fig.2 zeigt dazu eine zeitliche Abfolge einer pulsartigen Taktung einer in eine der Kochstellen 5a-d eingeprägten Leistung P (obere Kurve) und eine zugehörige Temperaturentwicklung an der Kochfeldabdeckung 6 dieser Kochstelle 5a-d. Die Einprägung der Leistung P erfolgt insbesondere bitartig. Die Kochfeldabdeckung 6 wird dadurch ebenfalls pulsartig aufgeheizt, jedoch mit einer zahnartigen Form der Bits. Folglich kann sowohl mittels der Leistung P des Heizkörpers 7a-d als auch mittels der lokalen Temperatur der Kochfeldabdeckung 6 oberhalb der Heizkörper 7a-d eine bitartige Information übertragen werden. Dabei kann insbesondere über einen längeren Zeitraum betrachtet der Heizkörper 7a-d mit einer maximalen Leistung P betrieben werden.
  • Die Taktung (d.h., insbesondere das getaktete Leistungssignal oder das zugehörige Temperatursignal) und damit die der Taktung aufgeprägte Information kann durch den Infrarotsensor 4 detektiert werden, insbesondere falls dieser in einem Spektralbereich empfindlich ist, welcher einem Transmissionsbereich der Glaskeramik 6 entspricht. Denn dadurch kann der Infrarotsensor 4 das schärfere Taktungssignal des Heizkörpers 7a-d direkt abfühlen, was eine Erkennungsgenauigkeit erhöht.
  • In Fig.2 weisen die Taktungen eine vorgegebene Struktur auf, welche hier rein beispielhaft ein 2-bittiges Feld A1 zum Hinweis auf eine beginnende Informationsübertragung, ein 4-bittiges Feld A2 mit der Kennung oder Nummer des zugehörigen (die Information ausgebenden) Heizkörpers 7a-d, ein 4-bittiges Feld A3 für eine Kochstufe, mindestes ein Feld A4 für weitere Merkmale (wie eine Zieltemperatur usw.), ein 3-bittiges Feld A5 für ein Prüfbit und ein 2-bittiges Feld A6 zum Hinweis auf ein Ende der Informationsübertragung aufweist. Diese Information(en) können von der Überwachungsvorrichtung 3 aus der Taktung dekodiert und wiederum der abgefühlten Kochstelle 5a-d zugeordnet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich mag eine zu der Kochstelle 5a-d zugehörige Information, z.B. Kennung, durch ein eindeutig zugeordnetes Puls-Pausen-Verhältnis der Taktung des zugehörigen Heizkörpers 7a-d mitgeteilt werden.
  • Es ist ferner eine Variante, dass das Zuordnen von den als Bildpunkten dienenden Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) und F(5d) zu einer jeweiligen Kochstelle 5a-d bei nacheinander aktivierten Kochstellen 5a-d durchgeführt wird. Dabei werden die Kochstellen 5a-d bzw. die Heizkörper 7a-d insbesondere nacheinander so aktiviert und deaktiviert, dass keine Kochstellen 5a-d gleichzeitig aktiviert sind. Das Temperaturplateau mit der höchsten Temperatur (insbesondere höchsten Spitzentemperatur oder höchsten Durchschnittstemperatur) entspricht der gerade aktivierten Kochstelle 5a-d. Dadurch wird eine Korrelation einer bestimmten, aktuell aktivierten Kochstelle 5a-d zu den zugehörigen Rasterflächen F(5a), F(5b), F(5c) und F(5d) ermöglicht, beispielsweise auch mittels einer Übertragung einer Kennung der aktuell aktivierten Kochstelle 5a-d oder Heizkörper 7a-d an die Überwachungsvorrichtung 3.
  • Die aktuell aktivierten Kochstellen 5a-d können so lange aktiviert werden, bis sich eine zumindest im Wesentlichen konstante Temperatur an dieser Kochstelle 5a-d einstellt. Es ist eine zur Vermeidung von Fehlzuordnungen vorteilhafte weitere Ausgestaltung, dass die Kochstellen 5a-d mittels eines jeweiligen Energiestoßes aktiviert werden. Dies führt zu einem nur kurzzeitigen Aufglühen des stoßartig bestromten Heizkörpers 7a-d und damit der zugehörigen Kochstelle 5a-d, was durch den Infrarotsensor 4 erkannt wird. Vorteil bei dieser Ausgestaltung ist die Vermeidung einer Aufheizung der Umgebung (Glaskeramik, Heizkörperboden, usw.) der Kochstelle 5a-d und dadurch eine Vermeidung möglicher Fehlzuordnungen der Bildpunkte durch benachbarte heiße Zonen (Restwärmebereiche) auf dem Kochfeld 2.
  • Zur Erkennung einer Bewegung der Überwachungsvorrichtung 3 kann die Überwachungsvorrichtung 3 einen Bewegungssensor 8 aufweisen, welcher eine Bewegung der Überwachungsvorrichtung 3 feststellen kann.
  • Der oben beschriebene Einrichtungs- oder Zuordnungsvorgang mag insbesondere zu Beginn einer erstmaligen Inbetriebnahme oder nach einer folgenden Bewegung der Überwachungseinheit, wie sie z.B. durch den Bewegungssensor 8 feststellen werden kann, durchgeführt werden.
  • Fig.3 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt auf ein Kochfeldgerät 11, das anstelle des Kochfeldgeräts 1 und des mit Strahlungsheizkörpern 7a-d ausgestatteten Kochfelds 2 ein Induktionskochfeld 12 ist, welches mindestens eine mit einem Induktor 17 ausgestattete Kochstelle 15 aufweist. Ferner ist ein in Bezug auf die Kochstelle 15 und den Induktor 17 seitlich versetzt aufgesetztes Gargeschirr G in Form eines Topfs o.ä. eingezeichnet.
  • Während die mit den Heizkörpern 7a-d versehenen Kochstellen 5a-d sich auch ohne aufgesetztes Gargeschirr aufheizen, wird durch den Induktor 17 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in dem Gargeschirr G einen Induktionsstrom erzeugt, der erst das Gargeschirr G erst aufheizt. Sind der Induktor 17 und das Gargeschirr G seitlich zueinander versetzt, wird nur der von dem Gargeschirr G überdeckte Bereich der Kochstelle 15 warm. Insbesondere kann der die Kochstelle 15 überdeckende Bereich des Gargeschirrs G dann einfacher überhitzen.
  • Würde der oben beschriebene Einrichtungs- oder Zuordnungsvorgang nur zu Beginn einer erstmaligen Inbetriebnahme oder einer folgenden Bewegung der Überwachungseinheit durchgeführt werden, könnte es bei einem versetzten Gargeschirr G zu einer Fehlmessung der Temperatur kommen, insbesondere falls eine Temperaturmittelung über die Bildpunkte oder Rasterflächen vorgenommen wird.
  • Um eine genaue Zuordnung der Bildpunkte und damit eine genaue Temperaturmessung zu einer Kochstelle bzw. einem Gargeschirr für Induktionskochfelder 12 zu verbessern, kann der oben beschriebene Einrichtungs- oder Zuordnungsvorgang auch während eines normalen Garbetriebs durchgeführt werden, z.B. ab Einschalten des Induktionskochfelds 12 oder einer Kochstelle 15. Um eine typische Verschiebung des Gargeschirrs G im Verlauf des Garprozesses berücksichtigen zu können, wird der Einrichtungs- oder Zuordnungsvorgang vorzugsweise mehrfach hintereinander, insbesondere in regelmäßigen Abständen, durchgeführt ("Pot-Tracking"). Dies kann anhand des normalen Gargeschirrs G durchgeführt werden.
  • Fig.4 zeigt in Draufsicht ein System 21, 3, aufweisend ein Kochfeldgerät 21 mit einem Induktionskochfeld 22 mit einem dichtgepackten Feld von vergleichsweise kleinen Induktoren 27 und mit der Überwachungsvorrichtung 3. Auf einer ersten Position des Induktionskochfelds 22 ist das Gargeschirr G in Form eines Topfs o.ä. aufgesetzt und wird dort durch einen Energieübertrag von den unter dem Gargeschirr G befindlichen Induktoren 17 erwärmt. Die unter dem Gargeschirr G befindlichen Induktoren 17 bilden folglich eine "virtuelle" oder "ad-hoc"-Kochstelle 15.
  • Eine erhöhte Temperatur im Bereich eines Temperaturplateaus wird dabei durch die Rasterflächen l, m, n, o festgestellt, da der Infrarotsensor 4 das Gargeschirr G abfühlt, während die Kochfeldabdeckung, insbesondere Glaskeramik 6 vergleichsweise kalt bleibt. Folglich werden die als Bildpunkte dienenden Rasterflächen l, m, n, o der Kochstelle 25 zugeordnet.
  • Fig.5 zeigt das System 21, 3 mit dem Gargeschirr G auf einer zweiten Position des Induktionskochfelds 22. Hierbei wird eine erhöhte Temperatur im Bereich eines Temperaturplateaus durch die Rasterflächen w, x, y, z festgestellt.
  • Da das Gargeschirr G beliebig auf dem Induktionskochfeld 22 angeordnet werden kann, kann eine nur initiale Zuordnung der Rasterflächen zu einer Kochstelle 25 eine Temperaturmessung und Gefahrenerkennung nicht sicherstellen. Eine solche Temperaturmessung und Gefahrenerkennung wird jedoch durch das oben beschriebene Pot-Tracking ermöglicht.
    • Bezuaszeichenliste
    • 1
    Kochfeldgerät
    2
    Kochfeld
    3
    Überwachungsvorrichtung
    4
    Infrarotsensor
    5a
    Kochstelle
    5b
    Kochstelle
    5c
    Kochstelle
    5d
    Kochstelle
    6
    Glaskeramikabdeckung
    7a
    Strahlungsheizkörper
    7b
    Strahlungsheizkörper
    7c
    Strahlungsheizkörper
    7d
    Strahlungsheizkörper
    8
    Bewegungssensor
    11
    Kochfeldgerät
    12
    Induktionskochfeld
    15
    Kochstelle
    17
    Induktor
    21
    Kochfeldgerät
    22
    Induktionskochfeld
    25
    Kochstelle
    27
    Induktor
    A1-6
    Feld
    B
    Blickfeld
    F
    Rasterfläche
    G
    Gargeschirr
    P
    Leistung
    R
    Raster
    t
    Zeit
    T
    Temperatur
    l
    Rasterfläche
    m
    Rasterfläche
    n
    Rasterfläche
    o
    Rasterfläche
    w
    Rasterfläche
    x
    Rasterfläche
    y
    Rasterfläche
    z
    Rasterfläche

Claims (12)

  1. Verfahren zum Einrichten einer Überwachungsvorrichtung (3) mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor (4) für ein Kochfeld (2 ; 12; 22) mit mehreren Kochstellen (5a-d; 25), welches Kochfeld (2 ; 12; 22) sich in einem Blickfeld (B) der Überwachungsvorrichtung (3) befindet, wobei das Verfahren im Rahmen eines Zuordnungsablaufs mindestens die Schritte
    - Aktivieren mindestens einer Kochstelle (5a-d; 25); und
    - Automatisiertes Zuordnen mindestens eines Bildpunkts (F(5a)-F(5d); l-o, w-z) des Infrarotsensors (4) zu mindestens einer aktivierten Kochstelle (5a-d; 15; 25) durch die Überwachungsvorrichtung (3)
    aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Aktivierung der Kochstellen (5a-d) mit einer kochstellenspezifisch informationsbehafteten Taktung durchgeführt wird,
    - diese Taktung mit der zugehörigen kochstellenspezifischen Information von dem Infrarotsensor (4) erkannt wird und
    - die Information der spezifizierten Kochstelle (5a-d) zugeordnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstufen und Zuordnen in Abhängigkeit von einer Angehörigkeit einer an einer Rasterfläche F(5a)-F(5d) abgefühlten Temperatur zu einem lokalen Temperaturplateau durchgeführt wird, welches oberhalb eines bestimmten Temperaturschwellwerts liegt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnen durchgeführt wird, wenn alle Kochstellen (5a-d; 15) des Kochfelds (2; 12) aktiviert sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnen bei nacheinander aktivierten Kochstellen (5a-d; 15) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kochstellen (5a-d; 15) mittels eines jeweiligen Energiestoßes aktiviert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierten Kochstellen (5a-d; 15) auf eine unterschiedliche Zieltemperatur aufgeheizt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochfeld (2; 12; 22) und die Überwachungsvorrichtung (3) kommunikativ miteinander gekoppelt sind und das Kochfeld (2; 12; 22) mindestens eine Information über eine aktuell aktivierte Kochstelle (5a-d; 15; 25) an die Überwachungsvorrichtung (3) meldet.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrfach hintereinander, insbesondere in regelmäßigen Abständen, durchgeführt wird.
  9. Überwachungsvorrichtung (3) mit mindestens einem bildpunktartig ortsauflösenden Infrarotsensor (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  10. Überwachungsvorrichtung (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungssensor (8) zum Erkennen einer Bewegung der Überwachungseinrichtung (3) in die Überwachungseinheit (3) integriert ist.
  11. Überwachungsvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spektralbereich des Infrarotsensors (4) in einem Transmissionsbereich von Glaskeramik liegt.
  12. System aus einer Überwachungsvorrichtung (3) und einem Kochfeldgerät (1; 11; 21) mit mindestens einem Kochfeld (2; 12; 22), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (3) eine Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 ist.
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