EP2925087A1 - Akustisches kochassistenzsystem - Google Patents
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- EP2925087A1 EP2925087A1 EP15159678.0A EP15159678A EP2925087A1 EP 2925087 A1 EP2925087 A1 EP 2925087A1 EP 15159678 A EP15159678 A EP 15159678A EP 2925087 A1 EP2925087 A1 EP 2925087A1
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- H05B2213/07—Heating plates with temperature control means
Definitions
- the invention is based on a cooking assistance system for the contactless determination of a suitable power level for a hob on which a food is heated in a cooking container with a cooking medium having a higher temperature than the boiling point of water contained in the food.
- a cooking device device designed as a hob device which comprises a heating unit, a control unit and a sensor unit.
- the sensor unit has a microphone arranged on an underside of a hob plate.
- the control unit is provided to determine an instantaneous state of cooking of a food by means of a vibration signal measured by the microphone.
- the object of the invention is to provide a generic cooking assistance system with increased ease of use.
- the invention is based on a cooking assistance system for contactless determination of a suitable power level for a hob, on which a food in a cooking container with a cooking medium having a higher temperature than the boiling point of water contained in the food is heated.
- the cooking assistance system also has a sensor unit and a control unit.
- the sensor unit comprises an acceleration sensor.
- the control unit is provided to detect a suitable power level from a time profile of an acceleration signal (a 1 (t)) measured by the sensor unit.
- the heating unit comprises a resistance heater and / or a radiant heater and / or preferably an induction heater, which is intended to convert electrical energy indirectly via induced eddy currents into heat.
- a "cooking medium having a higher temperature than the boiling point of water contained in the food” is to be understood in particular a suitable frying or frying fat with a high smoke point, vegetable oil, lard or clarified butter, which have a higher boiling point than water contained in the food , The boiling point of water contained in the food will depend on the cooking conditions, ie if it is vacuum cooking or cooking at a height, it will normally be below 100 ° C, and if it is pressurized, it may be above 100 ° C ,
- a "control unit” is to be understood as meaning, in particular, an electronic unit which is provided to control and / or regulate at least the heating unit.
- the control unit comprises a computing unit and, in particular in addition to the computing unit, a memory unit with a control and / or regulating program stored therein.
- An "acceleration sensor” should in particular be understood to mean a sensor which is intended to measure an acceleration, in particular by determining an inertial force acting on a test mass.
- the acceleration sensor may be any acceleration sensor which appears expedient to a person skilled in the art, in particular a piezoelectric acceleration sensor.
- the acceleration sensor is a miniaturized acceleration sensor, which is designed in particular as a micro-electro-mechanical system (MEMS).
- MEMS micro-electro-mechanical system
- the sensor unit preferably comprises an amplifier unit for amplifying the measured variable.
- the signal measured by the sensor unit is preferably an in particular averaged oscillation signal, preferably a sound pressure and / or a sound pressure level and / or an acceleration, in particular a maximum acceleration.
- a "suitable power level” is to be understood as meaning, in particular, a power level which is most suitable for achieving a desired state of cooking.
- the control unit is thus provided to detect on the basis of the signal waveform (a 1 (t)) in particular a power level set too high or too low and an automatic adaptation of the power level and / or a corresponding user indication make.
- the invention makes use of the oscillations which occur in a cooking vessel at the bottom or at the side wall during at least one heating operation, which vibrations are caused in particular by the formation and bursting of vapor bubbles.
- Such an embodiment can advantageously increase operating convenience.
- a more precise control of the heating unit can be carried out, in particular in the context of automatically running cooking programs during frying or frying.
- overcooking of the food can be avoided when used in a hob, whereby a cleaning requirement of the hob can be advantageously reduced.
- unsafe operating conditions in particular by empty cooking vessels, can be largely avoided.
- control unit is provided to detect an excessive, set power level based on an at least substantially steep rise of the signal.
- an "at least essentially steep rise” of the signal should be understood as meaning, in particular, an increase in at least one averaging of the signal.
- An “averaging of the signal” should be understood here and below as meaning, in particular, a discontinuous mathematical function which as function values averaging the signal over time intervals having a length of at least 0.5 s, in particular of at least 1 s, preferably of at least 2 s and in particular of at most 10 s and preferably of not more than 5 s, and as argument values each have points in time within the time intervals, in particular at the beginning or in the middle or at the end of the time interval.
- control unit can cause a reduction of the set power level of the hob and thus cause a reduction of the heating power of the heating unit.
- control unit be provided to set a too high, set power level based on an at least substantially steep drop of the signal (a 1 (t)) to a local maximum (â 1 ) of the signal (a 1 (t)).
- An "at least significant local maximum” of the signal is to be understood in particular to mean a local maximum of at least one averaging of the signal.
- a "local maximum” is to be understood as meaning a structure of a mathematical function, in particular the temporal profile of the signal and in particular the averaging of the signal, which increases for argument values, in particular times, below an argument value interval, in particular a time interval, and for argument values, in particular Time points above the argument value interval, in particular the time interval drops.
- At least one function value of the local maximum is greater than all the function values in an argument value interval comprising the local maximum.
- the local maximum is a global maximum, so that at least one function value of the local maximum is at least as large as all other function values of the mathematical function.
- the control unit can cause a reduction of the set power level of the hob and thus cause a reduction of the heating power of the heating unit.
- control unit is provided to detect a too low, set power level based on an at least substantially flat rise (52) of the signal (a 1 (t)).
- a measure of the flatness of a "rise” should be understood in particular the mathematical slope, which results in a curve point from the slope of the Kurventangente.
- the control unit can cause an increase of the set power level of the hob and thus cause an increase of the heating power of the heating unit.
- control unit be provided to set a too low, set power level based on an at least substantially flat drop (54) of the signal (a 1 (t)) to a local maximum (â 1 ) of the signal (a 1 (FIG. t)).
- â 1 a local maximum of the signal
- the control unit can cause an increase of the set power level of the hob and thus cause an increase of the heating power of the heating unit.
- control unit be provided to set a too high, set power level based on an at least substantial change of a slope of the signal (a 1 (t)) after a substantially constant drop (54) of the signal (a 1 (t )).
- a substantially constant drop is to be understood as meaning, in particular, a drop with a slope that deviates from a reference value by no more than 5%, in particular not more than 2%, and preferably no more than 1%, and is particularly advantageously identical to the reference value .
- an "at least substantial change” means a deviation of the slope substantially greater than the reference value.
- the frying or frying process is completed and the control unit can cause a reduction of the set power level of the hob.
- control unit is provided to output an indication of the appropriate power level to a user via a user interface.
- control unit is provided to adjust the set power level of the hob in the direction of the determined, suitable power level.
- the sensor unit is designed as a mobile measuring unit.
- the mobile measuring unit can be used advantageously at different locations of the cooking vessel.
- the mobile measuring unit is easily removable when not in use or for service purposes. It is also advantageous that a mobile measuring unit can easily move when struck with other cookware and is not damaged or damaged the cookware.
- a method is proposed with a cooking assistance system for contactless determination of a suitable power level for a hob, in which a suitable power level for a hob is detected from a time course of an accelerometer signal measured by a sensor unit (a 1 (t)), on which a food heated in a cooking container with a cooking medium having a higher temperature than the boiling point of water contained in the food to be cooked.
- a cooking appliance in particular a hob, proposed with a cooking assistance system according to the invention.
- the hob is designed as an induction hob, which can react quickly to a change in heating power, whereby the advantages of the invention are particularly advantageous to bear.
- a mobile measuring unit is proposed suitable for use in a cooking assistance system according to the invention.
- FIG. 1 shows a trained as a hob 34 cooking appliance.
- the hob 34 comprises a cooking appliance device according to the invention with a hob plate 36.
- the hob plate 36 consists of a glass ceramic.
- heating zones 38, 40, 42, 44 are visualized by means of a marker 45 in a known manner.
- the hob plate 36 is arranged horizontally in an operational state of the hob 34 and provided for setting up a cooking vessel 46 on a top 49 of the hob plate 36.
- the cooking appliance 16 comprises four heating units 10, 22, 24, 26 designed as inductor coils.
- the heating unit 10 is arranged below the heating zone 38 in an operational state.
- the heating unit 22 is disposed in an operative state below the heating zone 40.
- the heating unit 24 is disposed in an operative state below the heating zone 42.
- the heating unit 26 is disposed in an operative state below the heating zone 44.
- the cooking appliance device further comprises a control unit 12.
- a mobile measuring unit 14 is attached to the cooking vessel 46 via a holding device. Assemblies which are arranged in an operative state below the cooking plate 36 are in Fig. 1 dashed lines.
- the cooking vessel 46 is placed on the heating zone 38 and heated by the heating unit 10.
- the cooking vessel 46 includes a food to be cooked 16 which is cooked in a fatty cooking medium such as cooking oil, melted butter, or lard.
- a fatty cooking medium such as cooking oil, melted butter, or lard.
- the term "food to be cooked 16" is used in the following for the food to be cooked 16 and the fatty cooking medium.
- the cooking vessel 46 is set in a characteristic vibration.
- the mobile measuring unit 14 detects in an operating state caused by the vibration of the cooking vessel 46 maximum acceleration a 1 .
- the control unit 12 is provided to determine a suitable power level for the heating unit 10 from a time profile of the signal a 1 (t) measured by the mobile measuring unit 14.
- FIG. 2 shows temperature and water content curves for a typical frying process.
- the power level of the hob is constant in this example and leads to a continuous heating temperature 62 of 160 ° Celsius.
- the surface 64 and center temperatures 66 of the food increase continuously until they reach a stable temperature value. This temperature value is close to the set oil temperature 62.
- the water content of the food at the surface 68 and in the middle 70 decreases continuously.
- the decrease of the water content takes place during the frying process in the form of vapor bubbles.
- the emergence and bursting of these vapor bubbles occur in the cooking vessel on the ground or on the side wall Vibrations that can be measured by the sensor unit.
- the constant decrease of the water content thus leads to a constant decrease of the resulting vibrations. In this way, the frying or frying process can be tracked via the sensor unit.
- FIG. 3a shows an example of the decrease of the water content 70 in the food during frying.
- the water content decreases sharply, as in particular the surface moisture evaporates. This is also expressed acoustically by a strong vapor bubble activity.
- the decrease in the water content continues to decrease. During this period, a crust forms on the food, so that less and less water can escape from the food. Acoustically, this is shown by a lower vapor bubble activity.
- FIG. 3b shows an exemplary graph with the acceleration signal a 1 (t).
- the acceleration a 1 is plotted.
- the food 16 is heated in the present example, starting from an ambient temperature continuously through the heating unit 10.
- the food to be cooked 16 passes through different, distinctive frying phases whose transitions on the horizontal axis are marked by two times t 1 , t 2 .
- t 1 the acceleration a 1
- the occurring acceleration a 1 depends on the cooking temperature.
- the acceleration a 1 reaches a maximum â 1 .
- the acceleration decreases with a constant slope 54.
- the control unit 12 in a mode of operation a time averaging. During a time interval with a length of 1 s, an average value of all accelerations a 1 measured in the time interval is formed for the mobile measuring unit 14. This mean value is assigned a time t which corresponds to a middle of the time interval. For analysis, the control unit 12 draws the averaging. So the control unit 12 is to provided to detect a too high, set power level based on an at least substantially steep rise 52 of the signal.
- control unit 12 is provided to detect a too high, set power level based on an at least substantially steep fall 54 of the signal (a 1 (t)) after a local maximum (â 1 ) of the signal (a 1 (t)) , Finally, the control unit 12 is provided to detect a too low, set power level based on an at least substantially flat rise 52 of the signal (a 1 (t)). Furthermore, the control unit 12 is provided to detect a too low set power level based on an at least substantially flat fall 54 of the signal a 1 (t) after a local maximum â 1 of the signal a 1 (t).
- control unit 12 is provided to overshoot a set power level based on an at least substantial change in a slope of the signal (a 1 (t)) following a substantially constant fall (54) of the signal (a 1 (t)) detect.
- control unit 12 is provided to take into account a manual change, in particular a reduction, of a heating power of the heating unit 10 by an operator, because such a change may result in a change in the acceleration a 1 .
- the control unit 12 is therefore intended to allow a power consumption of the heating unit 10 to be included in an analysis of the appropriate power level at any time t.
- control unit 12 is provided to take into account a history of the acceleration a 1 in the analysis of the appropriate power level, because so a determination of the appropriate power level can be further improved.
- an inventive embodiment of a cooking appliance device are versatile.
- user guidance can advantageously be extended by displaying an appropriate performance level to an operator and / or by communicating it acoustically.
- a functionality of automatically running cooking programs can be increased particularly advantageously since the control unit 12 information about a suitable power level are available.
- overcooking can be avoided since the control unit 12 can timely interrupt and / or reduce a power supply to the respective heating units 10, 22, 24, 26 and preferably can inform an operator by an acoustic signal about it.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Kochassistenzsystem zur berührungslosen Ermittlung einer geeigneten Leistungsstufe für ein Kochfeld, auf dem ein Gargut in einem Garbehälter mit einem Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser beheizt wird.
- Aus der
DE 196 38 355 A1 ist eine als Kochfeldvorrichtung ausgebildete Gargerätevorrichtung bekannt, welche eine Heizeinheit, eine Steuereinheit und eine Sensoreinheit umfasst. Die Sensoreinheit weist ein an einer Unterseite einer Kochfeldplatte angeordnetes Mikrophon auf. Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, anhand eines durch das Mikrophon gemessenen Schwingungssignals einen momentanen Garzustand eines Garguts zu bestimmen. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Kochassistenzsystem mit einem erhöhten Bedienkomfort bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kochassistenzsystem, ein Verfahren und ein Gargerät mit einem Kochassistenzsystem, sowie eine mobile Messeinheit für ein Kochassistenzsystem mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 10, 11 und 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
- Die Erfindung geht aus von einem Kochassistenzsystem zur berührungslosen Ermittlung einer geeigneten Leistungsstufe für ein Kochfeld, auf dem ein Gargut in einem Garbehälter mit einem Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser beheizbar ist. Das Kochassistenzsystem weist zudem eine Sensoreinheit und eine Steuereinheit auf. Die Sensoreinheit umfasst einen Beschleunigungssensor. Die Steuereinheit ist dazu vorgesehen, aus einem zeitlichen Verlauf eines durch die Sensoreinheit gemessenen Beschleunigungssignals (a1(t)) eine geeignete Leistungsstufe zu erkennen. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet und/oder programmiert verstanden werden. Das Gargut wird mittels einer Heizeinheit beheizt. Unter einer "Heizeinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Insbesondere umfasst die Heizeinheit einen Widerstandsheizkörper und/oder einen Strahlungsheizkörper und/oder vorzugsweise einen Induktionsheizkörper, welcher dazu vorgesehen ist, elektrische Energie indirekt über induzierte Wirbelströme in Wärme umzuwandeln. Unter einem "Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser" soll insbesondere ein zum Frittieren oder Braten geeignetes Fett mit einem hohen Rauchpunkt, Pflanzenöl, Schmalz oder geklärte Butter verstanden werden, die einen höheren Siedepunkt als im Gargut enthaltenes Wasser aufweisen. Der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser wird von den Kochbedingungen abhängen, d.h. wenn es sich um Vakuumgaren oder Kochen auf einer Höhe handelt, wird er normalerweise unter 100° C liegen, und wenn es sich um Druckgaren handelt, kann er über 100° C liegen. Unter einer "Steuereinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest die Heizeinheit zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm. Unter einem "Beschleunigungssensor" soll insbesondere ein Sensor verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist, eine Beschleunigung zu messen, indem insbesondere eine auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmt wird. Bei dem Beschleunigungssensor kann es sich um einen beliebigen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Beschleunigungssensor handeln, insbesondere einen piezoelektrischen Beschleunigungssensor. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor jedoch ein miniaturisierter Beschleunigungssensor, welcher insbesondere als ein mikro-elektro-mechanisches System (MEMS) ausgebildet ist. Ferner umfasst die Sensoreinheit vorzugsweise eine Verstärkereinheit zur Verstärkung der Messgröße. Bei dem von der Sensoreinheit gemessenen Signal handelt es sich vorzugsweise um ein insbesondere gemitteltes Schwingungssignal, vorzugsweise einen Schalldruck und/oder einen Schalldruckpegel und/oder eine Beschleunigung, insbesondere eine Maximalbeschleunigung. Unter einer "geeigneten Leistungsstufe" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Leistungsstufe verstanden werden, welche zur Erreichung eines gewünschten Garzustandes am besten geeignet ist. Die Steuereinheit ist somit dazu vorgesehen, anhand des Signalverlaufs (a1(t)) insbesondere eine zu hoch oder zu niedrig eingestellte Leistungsstufe zu erkennen und eine automatische Anpassung der Leistungsstufe und/oder einen entsprechenden Nutzerhinweis vorzunehmen. Die Erfindung nutzt die während zumindest eines Heizbetriebs in einem Gargefäß am Boden oder an der Seitenwand entstehenden Schwingungen, welche insbesondere durch das Entstehen und Zerplatzen von Dampfblasen verursacht werden.
- Durch eine solche Ausgestaltung kann ein Bedienkomfort vorteilhaft erhöht werden. Es kann insbesondere eine exaktere Steuerung der Heizeinheit vorgenommen werden, insbesondere im Rahmen automatisch ablaufender Garprogramme beim Frittieren oder Braten. Ferner kann bei Verwendung in einem Kochfeld ein Überkochen des Garguts vermieden werden, wodurch ein Reinigungsbedarf des Kochfelds vorteilhaft verringert werden kann. Des Weiteren können unsichere Betriebszustände, insbesondere durch leergekochte Gargefäße, weitgehend vermieden werden.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen steilen Anstiegs des Signals zu erkennen. Unter einem "zumindest im wesentlichen steilen Anstieg" des Signals soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Anstieg wenigstens einer Mittelung des Signals verstanden werden. Unter einer "Mittelung des Signals" soll hier und im Folgenden insbesondere eine unstetige mathematische Funktion verstanden werden, die als Funktionswerte eine zeitliche Mittelwertbildung des Signals über Zeitintervalle mit einer Länge von zumindest 0,5 s, insbesondere von wenigstens 1 s, vorzugsweise von mindestens 2 s sowie insbesondere von höchstens 10 s und vorzugsweise von maximal 5 s, und als Argumentwerte jeweils Zeitpunkte innerhalb der Zeitintervalle, insbesondere am Anfang oder in einer Mitte oder am Ende des Zeitintervalls, aufweist. Als Maß für die Steilheit eines "Anstiegs" soll hier insbesondere die mathematische Steigung verstanden werden, die sich in einem Kurvenpunkt aus der Steigung der Kurventangente ergibt. In diesem Fall kann die Steuereinheit eine Reduzierung der eingestellten Leistungsstufe des Kochfelds veranlassen und somit eine Reduzierung der Heizleistung der Heizeinheit bewirken.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen steilen Abfalls des Signals (a1(t)) nach einem lokalen Maximums (â1) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Unter einem "zumindest wesentlichen lokalen Maximum" des Signals soll insbesondere ein lokales Maximum wenigstens einer Mittelung des Signals verstanden werden. Unter einem "lokalen Maximum" soll insbesondere eine Struktur einer mathematischen Funktion, insbesondere des zeitlichen Verlaufs des Signals und insbesondere der Mittelung des Signals, verstanden werden, welche für Argumentwerte, insbesondere Zeitpunkte, unterhalb eines Argumentwertintervalls, insbesondere eines Zeitintervalls, ansteigt und für Argumentwerte, insbesondere Zeitpunkte, oberhalb des Argumentwertintervalls, insbesondere des Zeitintervalls, abfällt. Vorzugsweise ist wenigstens ein Funktionswert des lokalen Maximums größer als alle Funktionswerte in einem das lokale Maximum umfassenden Argumentwertintervall. Vorzugsweise ist das lokale Maximum ein globales Maximum, so dass wenigstens ein Funktionswert des lokalen Maximums zumindest so groß ist wie sämtliche andere Funktionswerte der mathematischen Funktion. Als Maß für die Steilheit eines "Abfalls" soll hier insbesondere die mathematische Steigung verstanden werden, die sich in einem Kurvenpunkt aus der Steigung der Kurventangente ergibt. In diesem Fall kann die Steuereinheit eine Reduzierung der eingestellten Leistungsstufe des Kochfelds veranlassen und somit eine Reduzierung der Heizleistung der Heizeinheit bewirken.
- Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen flachen Anstiegs (52) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Als Maß für die Flachheit eines "Anstiegs" soll hier insbesondere die mathematische Steigung verstanden werden, die sich in einem Kurvenpunkt aus der Steigung der Kurventangente ergibt. In diesem Fall kann die Steuereinheit eine Erhöhung der eingestellten Leistungsstufe des Kochfelds veranlassen und somit eine Erhöhung der Heizleistung der Heizeinheit bewirken.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im wesentlichen flachen Abfalls (54) des Signals (a1(t)) nach einem lokalen Maximums (â1) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Als Maß für die Flachheit eines "Abfalls" soll hier insbesondere die mathematische Steigung verstanden werden, die sich in einem Kurvenpunkt aus der Steigung der Kurventangente ergibt. In diesem Fall kann die Steuereinheit eine Erhöhung der eingestellten Leistungsstufe des Kochfelds veranlassen und somit eine Erhöhung der Heizleistung der Heizeinheit bewirken.
- Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand einer zumindest wesentlichen Änderung einer Steigung des Signals (a1(t)) nach einem im Wesentlichen, konstanten Abfall (54) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Unter einem "im Wesentlichen konstanten Abfall" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Abfall mit einer Steigung verstanden werden, die höchstens um 5 %, insbesondere maximal um 2 % und vorzugsweise höchstens um 1 % von einem Referenzwert abweicht und besonders vorteilhaft mit dem Referenzwert identisch ist. Unter einer "zumindest wesentlichen Änderung" ist demzufolge eine Abweichung der Steigung wesentlich größer als der Referenzwert gemeint. In diesem Fall ist der Frittier- oder Bratvorgang beendet und die Steuereinheit kann eine Reduzierung der eingestellten Leistungsstufe des Kochfelds veranlassen.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Hinweis über die geeignete Leistungsstufe einem Nutzer über eine Nutzerschnittstelle auszugeben.
- Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die eingestellte Leistungsstufe des Kochfeldes in Richtung der ermittelten, geeigneten Leistungsstufe anzupassen.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Sensoreinheit als mobile Messeinheit ausgestaltet. Die mobile Messeinheit kann in vorteilhafter Weise an unterschiedlichen Stellen des Gargefäßes verwendet werden. Ebenso ist die mobile Messeinheit bei Nichtgebrauch oder zu Servicezwecken einfach abnehmbar. Vorteilhaft ist auch, dass eine mobile Messeinheit sich bei einem Anstoßen mit anderem Kochgeschirr leicht verschieben kann und so nicht beschädigt wird oder das Kochgeschirr beschädigt.
- Ferner wird ein Verfahren mit einem Kochassistenzsystem zur berührungslosen Ermittlung einer geeigneten Leistungsstufe für ein Kochfeld vorgeschlagen, bei dem aus einem zeitlichen Verlauf eines durch eine Sensoreinheit gemessenen Beschleunigungssignals (a1(t)) eine geeignete Leistungsstufe für ein Kochfeld erkannt wird, auf dem ein Gargut in einem Garbehälter mit einem Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser beheizt wird. Ferner wird ein Gargerät, insbesondere ein Kochfeld, mit einem erfindungsgemäßen Kochassistenzsystem vorgeschlagen. Vorzugsweise ist das Kochfeld als Induktionskochfeld ausgebildet, welches schnell auf eine Veränderung einer Heizleistung reagieren kann, wodurch die Vorteile der Erfindung besonders vorteilhaft zum Tragen kommen.
- Ferner wird eine mobile Messeinheit geeignet zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Kochassistenzsystem vorgeschlagen.
- Weitere Vorteile und kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figurenbeschreibung, die Zeichnungen und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in einer Kombination, die lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen. Der Fachmann wird erkennen, dass auch weitere Teilkombinationen der dargestellten und beschriebenen Merkmale zur Ausnutzung des in den Patentansprüchen beschriebenen Erfindungsgedankens verwendbar sind. Es zeigen:
- Figur 1
- ein Kochfeld mit einem erfindungsgemäßen Kochassistenzsystem und einem zu beheizenden Gargefäß in einer Draufsicht,
- Figur 2
- ein Schaubild mit beispielhaften zeitlichen Temperatur- und Wassergehaltsverläufen für einen typischen Frittiervorgang,
- Figur 3a
- ein Schaubild mit einem beispielhaften zeitlichen Verlauf der Wassergehaltsabnahme für einen typischen Frittiervorgang,
- Figur 3b
- ein Schaubild mit einem beispielhaften zeitlichen Verlauf eines Beschleunigungssignal a1(t) für einen typischen Frittiervorgang.
-
Figur 1 zeigt ein als Kochfeld 34 ausgebildetes Gargerät. Das Kochfeld 34 umfasst eine erfindungsgemäße Gargerätevorrichtung mit einer Kochfeldplatte 36. Die Kochfeldplatte 36 besteht aus einer Glaskeramik. Auf der Kochfeldplatte 36 sind in bekannter Weise Heizzonen 38, 40, 42, 44 mittels einer Markierung 45 visualisiert. Die Kochfeldplatte 36 ist in einem betriebsbereiten Zustand des Kochfelds 34 horizontal angeordnet und zu einem Aufstellen eines Gargefäßes 46 auf eine Oberseite 49 der Kochfeldplatte 36 vorgesehen. In dem Gargefäß 46 befindet sich das Gargut 16. Die Gargerätevorrichtung umfasst vier als Induktorspulen ausgebildete Heizeinheiten 10, 22, 24, 26. Die Heizeinheit 10 ist in einem betriebsbereiten Zustand unterhalb der Heizzone 38 angeordnet. Die Heizeinheit 22 ist in einem betriebsbereiten Zustand unterhalb der Heizzone 40 angeordnet. Die Heizeinheit 24 ist in einem betriebsbereiten Zustand unterhalb der Heizzone 42 angeordnet. Die Heizeinheit 26 ist in einem betriebsbereiten Zustand unterhalb der Heizzone 44 angeordnet. Die Gargerätevorrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit 12. Eine mobile Messeinheit 14 ist über eine Haltevorrichtung an dem Gargefäß 46 angebracht. Baueinheiten, die in einem betriebsbereiten Zustand unterhalb der Kochfeldplatte 36 angeordnet sind, sind inFig. 1 gestrichelt eingezeichnet. - Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei angenommen, dass das Gargefäß 46 auf der Heizzone 38 abgestellt und durch die Heizeinheit 10 beheizt ist. Das Gargefäß 46 beinhaltet ein Gargut 16, welches in einem fetthaltigen Kochmedium, beispielsweise Speiseöl, zerlassener Butter, oder Schmalz, gegart wird. Der Einfachheit halber wird im Folgenden für das Gargut 16 und das fetthaltige Kochmedium zusammenfassend der Begriff "Gargut 16" verwendet. Abhängig von einem Garzustand des Garguts 16 wird das Gargefäß 46 in eine charakteristische Schwingung versetzt. Die mobile Messeinheit 14 erfasst in einem Betriebszustand eine durch die Schwingung des Gargefäßes 46 verursachte maximale Beschleunigung a1. Die Steuereinheit 12 ist dazu vorgesehen, aus einem zeitlichen Verlauf des durch die mobile Messeinheit 14 gemessenen Signals a1(t) eine geeignete Leistungsstufe für die Heizeinheit 10 zu ermitteln.
-
Figur 2 zeigt Temperatur- und Wassergehaltsverläufe für einen typischen Frittiervorgang. Die Leistungsstufe des Kochfeldes ist in diesem Beispiel konstant und führt zu einer durchgängigen Heiztemperatur 62 von 160° Celsius. Die Oberflächen- 64 und Mittelpunkttemperaturen 66 des Gargutes steigen kontinuierlich an, bis sie einen stabilen Temperaturwert erreicht haben. Dieser Temperaturwert liegt nahe der eingestellten Öltemperatur 62. Der Wassergehalt des Gargutes an der Oberfläche 68 und in der Mitte 70 nimmt kontinuierlich ab. Die Abnahme des Wassergehalts erfolgt während des Frittiervorgangs in Form von Dampfblasen. Durch das Entstehen und Zerplatzen dieser Dampfblasen entstehen in dem Gargefäß am Boden oder an der Seitenwand Schwingungen, welche durch die Sensoreinheit gemessen werden können. Die konstante Abnahme des Wassergehalts führt somit auch zu einer konstanten Abnahme der entstehenden Schwingungen. Auf diese Weise kann der Frittier- oder Bratvorgang über die Sensoreinheit verfolgt werden. -
Figur 3a zeigt beispielhaft die Abnahme des Wassergehaltes 70 im Gargut während des Frittierens. Zu Beginn des Frittiervorganges nimmt der Wassergehalt stark ab, da dann auch insbesondere die Oberflächenfeuchtigkeit verdampft. Dies äußert sich auch akustisch durch eine starke Dampfblasenaktivität. Zum Ende des Frittiervorganges lässt die Abnahme des Wassergehaltes immer weiter nach. In diesem Zeitraum bildet sich eine Kruste auf dem Gargut, so dass auch immer weniger Wasser aus dem Gargut entweichen kann. Akustisch zeigt sich dies an einer geringeren Dampfblasenaktivität. -
Figur 3b zeigt ein beispielhaftes Schaubild mit dem Beschleunigungssignal a1(t). Auf einer vertikalen Achse ist die Beschleunigung a1 aufgetragen. Das Gargut 16 wird im vorliegenden Beispiel ausgehend von einer Umgebungstemperatur kontinuierlich durch die Heizeinheit 10 erhitzt. Das Gargut 16 durchläuft dabei verschiedene, markante Frittierphasen, deren Übergänge auf der horizontalen Achse durch zwei Zeitpunkte t1, t2 markiert sind. In einer Aufwärmphase treten erste Blasen im Gargut 16 auf, was zu einem steilen Anstieg 52 der Beschleunigung a1 führt. Die auftretende Beschleunigung a1 hängt dabei von der Garguttemperatur ab. Beim Zeitpunkt t1 erreicht die Beschleunigung a1 ein Maximum â1. Danach nimmt die Beschleunigung mit einer konstanten Steigung 54 ab. In diesem Zeitraum wird der Wassergehalt des Garguts 16 kontinuierlich verdampft und es treten immer weniger Blasen im Gargut auf. Beim Zeitpunkt t2 nimmt die gemessene Beschleunigung a1 stark ab. Dies macht sich durch eine Änderung im Abfall 56 bemerkbar. Ab diesem Zeitpunkt t2 ist der Frittiervorgang beendet und es besteht die Gefahr des Überkochens bei unvermindert hoher Heizleistung. - Da das gemessene Signal a1(t) in der Regel statistischen Schwankungen unterliegt, nimmt die Steuereinheit 12 in einem Betriebszustand eine zeitliche Mittelwertbildung vor. Während eines Zeitintervalls mit einer Länge von 1 s wird für die mobile Messeinheit 14 ein Mittelwert aller im Zeitintervall gemessenen Beschleunigungen a1 gebildet. Dieser Mittelwert wird eine Zeit t zugewiesen, welche einer Mitte des Zeitintervalls entspricht. Zur Analyse zieht die Steuereinheit 12 die Mittelung heran. So ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen steilen Anstiegs 52 des Signals zu erkennen. Ferner ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen steilen Abfalls 54 des Signals (a1(t)) nach einem lokalen Maximums (â1) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Schließlich ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen flachen Anstiegs 52 des Signals (a1(t)) zu erkennen. Des Weiteren ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im Wesentlichen flachen Abfalls 54 des Signals a1(t) nach einem lokalen Maximums â1 des Signals a1(t) zu erkennen. Letztlich ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand einer zumindest wesentlichen Änderung einer Steigung des Signals (a1(t)) nach einem im Wesentlichen, konstanten Abfall (54) des Signals (a1(t)) zu erkennen. Es versteht sich von selbst, dass die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen ist, eine manuelle Änderung, insbesondere eine Reduktion, einer Heizleistung der Heizeinheit 10 durch einen Bediener zu berücksichtigen, denn durch eine solche Änderung kann es zu einer Veränderung der Beschleunigung a1 kommen. Die Steuereinheit 12 ist daher dazu vorgesehen, zu jeder Zeit t eine Leistungsaufnahme der Heizeinheit 10 mit in eine Analyse der geeigneten Leistungsstufe einfließen zu lassen. Ferner ist die Steuereinheit 12 dazu vorgesehen, eine Historie der Beschleunigung a1 in der Analyse der geeigneten Leistungsstufe zu berücksichtigen, denn so kann eine Ermittlung der geeigneten Leistungsstufe weiter verbessert werden.
- Vorteile einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Gargerätevorrichtung sind vielseitig. So kann eine Nutzerführung vorteilhaft erweitert werden, indem einem Bediener eine geeignete Leistungsstufe angezeigt und/oder akustisch vermittelt werden kann. Ferner kann eine Funktionalität automatisch ablaufender Garprogramme besonders vorteilhaft gesteigert werden, da der Steuereinheit 12 Informationen über eine geeignete Leistungsstufe zur Verfügung stehen. Und schließlich kann ein Überkochen vermieden werden, da die Steuereinheit 12 eine Energiezufuhr zu den betreffenden Heizeinheiten 10, 22, 24, 26 rechtzeitig unterbrechen und/oder reduzieren kann und vorzugsweise einen Bediener durch ein akustisches Signal darüber informieren kann.
-
- 10
- Heizeinheit
- 12
- Steuereinheit
- 14
- Mobile Messeinheit
- 16
- Gargut
- 22
- Heizeinheit
- 24
- Heizeinheit
- 26
- Heizeinheit
- 34
- Kochfeld
- 36
- Kochfeldplatte
- 38
- Heizzone
- 40
- Heizzone
- 42
- Heizzone
- 44
- Heizzone
- 45
- Markierung
- 46
- Gargefäß
- 49
- Oberseite
- 52
- Anstieg
- 54
- Abflachung
- 56
- Abfall
- 62
- Öltemperatur
- 64
- Oberflächentemperatur
- 66
- Mittelpunkttemperatur
- 68
- Oberflächenfeuchtigkeit
- 70
- Mittlere Feuchtigkeit
- a1
- Beschleunigung
- â1
- Maximum
- a1(t)
- Signal
Claims (12)
- Kochassistenzsystem zur berührungslosen Ermittlung einer geeigneten Leistungsstufe für ein Kochfeld (34), auf dem ein Gargut (16) in einem Garbehälter (46) mit einem Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser beheizbar ist, mit einer Sensoreinheit (14) und einer Steuereinheit (12), wobei- die Sensoreinheit (14) einen Beschleunigungssensor umfasst, und- die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, aus einem zeitlichen Verlauf eines durch die Sensoreinheit (14) gemessenen Beschleunigungssignals (a1(t)) eine geeignete Leistungsstufe zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im wesentlichen steilen Anstiegs (52) des Signals (a1(t)) zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im wesentlichen steilen Abfalls (54) des Signals (a1(t)) nach einem lokalen Maximums (â1) des Signals (a1(t)) zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im wesentlichen flachen Anstiegs (52) des Signals (a1(t)) zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine zu niedrige, eingestellte Leistungsstufe anhand eines zumindest im wesentlichen flachen Abfalls (54) des Signals (a1(t)) nach einem lokalen Maximums (â1) des Signals (a1(t)) zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, eine zu hohe, eingestellte Leistungsstufe anhand einer zumindest wesentlichen Änderung (56) einer Steigung des Signals (a1(t)) nach einem im wesentlichen, konstanten Abfall (54) des Signals (a1(t)) zu erkennen.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, einen Hinweis über die geeignete Leistungsstufe einem Nutzer über eine Nutzerschnittstelle auszugeben.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, die eingestellte Leistungsstufe des Kochfeldes (34) in Richtung der ermittelten, geeigneten Leistungsstufe anzupassen.
- Kochassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit (14) als mobile Messeinheit (14) ausgestaltet ist.
- Verfahren mit einem Kochassistenzsystem zur berührungslosen Ermittlung einer geeigneten Leistungsstufe für ein Kochfeld (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem aus einem zeitlichen Verlauf eines durch eine Sensoreinheit (14) gemessenen Beschleunigungssignals (a1(t)) eine geeignete Leistungsstufe für ein Kochfeld (34) erkannt wird, auf dem ein Gargut (16) in einem Garbehälter (46) mit einem Kochmedium aufweisend eine höhere Temperatur als der Siedepunkt von im Gargut enthaltenem Wasser beheizt wird.
- Gargerät, insbesondere Kochfeld (34), mit einem Kochassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
- Mobile Messeinheit geeignet zum Einsatz in einem Kochassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP2925087A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4608070A1 (de) * | 2024-02-21 | 2025-08-27 | AMC International Alfa Metalcraft Corporation AG | Kochgerät |
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-
2015
- 2015-03-18 EP EP15159678.0A patent/EP2925087A1/de not_active Withdrawn
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