EP2983453A1 - Verfahren und hausgerät - Google Patents

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Publication number
EP2983453A1
EP2983453A1 EP15176384.4A EP15176384A EP2983453A1 EP 2983453 A1 EP2983453 A1 EP 2983453A1 EP 15176384 A EP15176384 A EP 15176384A EP 2983453 A1 EP2983453 A1 EP 2983453A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
treated
treatment
characteristic
radiation
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP15176384.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Sillmen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP2983453A1 publication Critical patent/EP2983453A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6447—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors
    • H05B6/6467—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors using detectors with R.F. transmitters
    • 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
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/70—Feed lines
    • H05B6/705—Feed lines using microwave tuning

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a household appliance and a domestic appliance with at least one treatment room and at least one treatment device for the treatment of items to be treated.
  • the domestic appliance additionally comprises at least one measuring system for the contactless determination of at least one characteristic parameter of the material to be treated.
  • One way to provide this information to the home appliance is by the user, e.g. B. by preselection of a particular food category. With such a preselection automatic can be achieved basically good results. However, a certain material to be treated usually also has individual properties, so that deviations may occur with the preselected material to be treated. In addition, the user is usually not all the properties of the material to be treated, which would be helpful for an optimally controlled treatment process, such. B. the moisture content of a roast piece.
  • the known devices and methods with regard to the information collected can still be improved.
  • the treatment result can be optimized and the reliability of automatic functions can be increased.
  • the inventive method is used to operate a household appliance.
  • At least one treatment device is provided for treating items to be treated in at least one treatment room.
  • at least one measuring system having at least one processing device, at least one characteristic parameter of the material to be treated is determined without contact.
  • the treatment device is controlled as a function of the determined parameter.
  • the measuring system generates at least temporarily electromagnetic measuring radiation.
  • the measuring system brings the measuring radiation into the treatment room at least temporarily with at least one transmitting device.
  • At least temporarily, measuring radiation influenced and directly reflected by the treatment product is received by at least one receiving device of the measuring system.
  • the measuring system detects at least one characteristic variable for a wave property of the received measuring radiation.
  • the processing device determines the characteristic characteristic of the material to be treated on the basis of the change in the wave property of the received measuring radiation in relation to the transmitted measuring radiation.
  • the method according to the invention has many advantages.
  • a significant advantage is that based on the received measuring radiation in relation to the transmitted measuring radiation at least one characteristic parameter of the material to be treated is determined without contact.
  • an improved contactless characterization of the material to be treated is achieved. For example, properties such as size, water content and / or volume temperature or the like can be determined. With such information about the respective item to be treated, the treatment result can be optimized and the reliability of automatic functions can be increased.
  • the baking time and baking temperature can be optimally adjusted by the determined moisture content of a cake.
  • the detected by the measuring system size preferably describes a wave property such. As phase, amplitude, frequency, wavelength and / or polarization. Also possible are other common in high-frequency technology or radar magnitudes for the detection of signals.
  • the Measured by the measuring system size is determined in particular as a function of frequency and / or as a function of time.
  • the change of the received measuring radiation in relation to the transmitted measuring radiation is preferably determined by the change of at least one of the at least one variable detected by the measuring system.
  • the change relates in particular to the phase and / or the amplitude of the measuring radiation.
  • the change in the received measuring radiation with respect to the transmitted measuring radiation relates to the frequency and / or the wavelength and / or the polarization and / or the angle of rotation or at least one other common size of the high-frequency technology.
  • the change is preferably detected and / or described by at least one scatter parameter or S parameter.
  • the radiation power absorbed by the material to be treated and / or the corresponding scattering parameter is taken into account as a function of the frequency.
  • the item to be treated is preferably an object which is introduced into the treatment room essentially for treatment. This can be, for example, an object to be cleaned and / or dried and / or a food or an object to be heated. It is also possible that the material to be treated is also introduced into the treatment room and / or only for determining the characteristic parameter.
  • Material to be treated in the sense of this application can also be any object in the treatment room which, in particular, has been introduced into the treatment room together with the object to be treated, in particular as an alternative.
  • a cooking vessel a laundry bag or a solvent or the like. It is possible that the characteristic characteristic of the actual material to be treated is determined together with the auxiliary material to be treated and / or separately from the auxiliary material to be introduced.
  • the measuring radiation is preferably emitted repeatedly.
  • the measuring radiation is emitted before the treatment and / or during the treatment and / or after the treatment of the material to be treated.
  • the measuring radiation influenced and directly reflected by the material to be treated is again received by the receiving device.
  • the characteristic characteristic of the material to be treated is preferably determined after the respective emission or reception.
  • the transmitting device preferably transmits the measuring radiation to the material to be treated, so that the material to be treated is subjected to the measuring radiation.
  • the material to be treated is introduced into the treatment space, the treatment space is closed off and the measurement radiation is emitted and received and evaluated again to determine the characteristic value.
  • the Treatment process to be started has the advantage that the treatment device can be optimally adjusted to the respective item to be treated by taking account of the parameter. It is also preferred that measuring radiation is emitted repeatedly during the treatment process and the parameter is determined. It is advantageous that changes in the material to be treated during or due to the treatment are detected and the treatment device can be adjusted accordingly.
  • the measuring radiation comprises at least two frequencies differing by at least 100 MHz between 10 megahertz and 1 terahertz.
  • a plurality and in particular a plurality of different frequencies are provided.
  • the measuring radiation may have a frequency width of at least 10% of the center frequency of the frequency band used. Also possible is a frequency width of at least 10% of the arithmetic mean of lower and upper limit frequency of the frequency band used. A frequency width of at least 20% of the corresponding arithmetic mean value is preferred.
  • the frequency width in particular comprises at least 250 megahertz and preferably at least 500 megahertz and / or at least one gigahertz and / or at least 5 gigahertz, and more preferably more than 10 gigahertz. Also possible are 20 gigahertz or more.
  • the frequencies are preferably in a frequency band with a bandwidth that is wider than the ISM band of a conventional Mikrowellengarilles marers (about 2.4 GHz - 2.5 GHz). Also possible are several bands. In particular, at least two bands are provided, the center frequencies of which have a spacing of at least one gigahertz and in particular at least five gigahertz and preferably ten or more gigahertz.
  • the transmitting device and / or the receiving device may have at least one antenna device suitable for the respective frequency width for transmitting or receiving. Also possible is an antenna device which is operated as a transmitting device and as a receiving device.
  • the antenna device may comprise one or two or more antennas for transmission and / or reception. It can also be provided at least one antenna array, wherein the individual antenna units cover individual bands or band areas and are preferably operated in parallel.
  • the measuring system is designed as an ultra-wideband system, which is designed for transmitting and receiving ultrabroadband signals and is operated as such. Also possible is an ultra-wideband radar device.
  • the advantages of such broadband measuring system compared to a narrow-band technique are that a very well resolved spectral information is available, by means of which the material to be treated can be characterized according to exactly.
  • the used or generated frequency width can be adjustable.
  • the resolution of the determined characteristics can be increased or reduced, depending on how detailed the information should be for the control of the treatment facility.
  • the transmitting device emits the measuring radiation at least temporarily as at least one pulse with a pulse duration shorter than a nanosecond.
  • the pulse duration is preferably in the range of one hundred or less picoseconds. Also possible is a pulse duration of a few picoseconds or less than a picosecond.
  • the pulse duration is dimensioned so short that the measurement radiation comprises as broad a frequency spectrum as possible according to a corresponding Fourier transformation. In particular, one of the frequency widths described above is to be achieved. An actual pulse can be generated directly.
  • the pulse can also be formed by scanning a suitable frequency spectrum with appropriate Fourier transformation.
  • the measuring system is at least partially designed as a reflectometer or operated as such.
  • at least one transmitting device and / or at least one receiving device may be formed as a reflectometer or comprise such.
  • the reflectometer may be designed as a one-port reflectometer, in which the transmitting device and the receiving device are combined in a common reflectometer antenna device.
  • a two-port reflectometer or a multi-port reflectometer is also possible.
  • the reflectometer can be used for measuring the measurement radiation reflected by the item to be treated and / or for measuring the measurement radiation transmitted by the item to be treated. In particular, corresponding further scattering parameters are determined as a function of the frequency. This has the advantage that diverse and well-resolved information about the material to be treated is obtained.
  • the measuring radiation received by the receiving device is analyzed by the processing device and that in this case the measuring radiation is received, which is received during a defined time window.
  • the beginning of the time window is at least partially dependent on the time of the emission of the measurement radiation.
  • the receiving device is synchronized with the transmitting device.
  • only the measuring radiation is received, which is received during a defined time window substantially.
  • the size detected by the measuring system is determined in particular as a function of time.
  • the duration and / or the beginning of the time window are in particular adjustable.
  • the time window is set so that essentially only the material to be treated reflected and / or transmitted measuring radiation is detected.
  • the adjustment is preferably carried out by the measuring system or the processing device.
  • the time window can also be set as a function of the transmission time of the pulse and / or of the pulse duration. The adjustment can also be made depending on already received measuring radiation.
  • the time window preferably starts after the emission of the pulse.
  • the duration of the time window is chosen in particular so that even short or ultrashort pulses can be used for the evaluation.
  • Such a development has the advantage that it can be determined by the choice of the time window from which spatial area or from which distance the received measuring radiation originates. For example, the characteristic variable determined from the measurement signal can be assigned to a specific region of the material to be treated. Another advantage is that with a correspondingly short time window, a spatially resolved analysis of the material to be treated is also possible in a correspondingly small treatment space.
  • At least partially influenced by the material to be treated and transmitted measuring radiation is received.
  • the use of transmitted and reflected by the material to be treated measuring radiation for the determination of the parameters allows a more detailed description of the material to be treated.
  • at least one further receiving device and / or at least one further transmitting device is provided. It is also possible to operate transmitting devices and receiving devices in pairs, wherein at least one pair of measuring radiation transmitted and reflected by the material to be treated is detected.
  • a transmitting device and two receiving devices may be provided, wherein the one receiving device is essentially provided for the measuring radiation reflected by the material to be treated and the other receiving device essentially for the measuring radiation transmitted by the material to be treated.
  • the one transmitting device is arranged in particular such that its measuring radiation strikes the receiving device after reflection from the material to be treated.
  • the other transmitting device is in particular arranged so that its measuring radiation strikes the receiving device after transmission through the material to be treated.
  • At least the receiving device and / or the transmitting device can be at least partially moved during the transmission and / or reception of the measuring radiation.
  • Possible is a method and / or pivoting and / or turning.
  • the movement is controllable such that at least a certain area of the treatment space can be detected by the measuring system.
  • Possible are a rasterized and / or a fluid movement. It is also possible that the movement is controlled in dependence of the received measuring radiation, z. B. in directional characteristics.
  • the receiving device and / or the transmitting device is at least partially moved along the material to be treated, with measuring radiation being emitted and received at certain positions.
  • measuring radiation which is transmitted and / or received during a defined time window can be taken into account at the positions.
  • a time window is run through at each position.
  • the positions can be increased or reduced depending on the desired resolution of the parameter.
  • the receiving device and the transmitting device can also be moved independently of each other. The movement can also be repeated at certain intervals.
  • the dielectric properties of at least one part of the material to be treated at at least two frequencies of the frequency band used are determined on the basis of the change of at least one characteristic wave property of the received measurement radiation with respect to the transmitted measurement radiation.
  • the dielectric properties can also be determined as a function of frequency.
  • the complex permittivity and / or its real part and / or its imaginary part is determined.
  • the absorption, reflection and / or transmission of the material to be treated is determined at the respective frequency.
  • the characteristic parameter of the material to be treated describes the shape and / or the contour and / or the volume and / or the moisture content and / or the density properties of the material to be treated.
  • the characteristic parameter preferably describes the temperature of at least part of the material to be treated and / or the material properties and / or the state of aggregation and / or the material composition and / or the consistency of the material to be treated.
  • the characteristic parameter can also describe the number of items to be treated, for example on individual parts. It can also describe the number of items to be treated.
  • the characteristic parameter can describe the temporal change of at least one property of the material to be treated. It is also possible to describe the position of the material to be treated in the treatment room.
  • a characteristic parameter in the sense of this application can also be any other property of the material to be treated, which can be described by the interaction with electromagnetic radiation.
  • the characteristic parameter is particularly suitable for providing information for controlling and / or regulating the treatment device. It is also possible that at least two or three or four or more different and / or identical characteristic parameters of the material to be treated are combined and, for example, offset against one another to provide at least one information for the treatment process. In this case, at least one characteristic parameter can also be determined as a function of at least one other characteristic parameter.
  • parameters and their use in the treatment in the household appliance are: the outer geometry of the material to be treated (possible in different stages of the approximation) in order to derive a treatment time and an optimal treatment temperature over the shortest path from outside to inside. If it is the treatment z. For example, do you cook whole potatoes or do you use small or large potatoes, potato pieces or slices? Is the cauliflower cooked as a whole or in florets of a size to be determined? Here, a statistical distribution of the piece sizes (approximated, for example, by spheres or cuboids) can be determined and considered. The (mean) moisture in the entire material to be treated. The average temperature throughout the material to be treated.
  • the state of aggregation (the phase) in the material to be treated is integral or spatially resolved.
  • dough distinguish dough (semi-liquid / doughy, unbaked) from firm ready-baked cake / bread. Pies change their condition from semi-liquid to firm. Detection of the finished state by appropriate characteristic. Determination of the absorption spectrum (for electromagnetic radiation) of the material to be treated. The spectrum can be seen as a fingerprint of the material to be treated. Derivation of food group information during cooking: meat, vegetables, bakery products.
  • the spectrum also contains a statement about the water content in the material to be treated. Structures in the spectrum (eg frequency location of maxima or the amplitude of maxima) provide information about the temperature of the material to be treated at the location (in the space volume element). The measured variables or the parameters can answer questions such.
  • Freshness and quality information can also be obtained from the dielectric spectra. For example, it is determined how long a roast beef has already hung or whether food has already been frozen and thawed one or more times. From this it can be calculated how the roasting process should be done: classic, if already sufficiently hung or first with an upstream low-temperature phase (for accelerated additional hanging) and then classic until the finished time.
  • the characteristic characteristic of the material to be treated is determined before the treatment and / or during the treatment and / or after the treatment.
  • the characteristic characteristic of the material to be treated is determined repeatedly.
  • the characteristic characteristic of the material to be treated is determined as a spatial distribution.
  • the parameter contains spatially resolved and / or three-dimensional information. It is also possible and preferred that the spatial distribution of one or two or more parameters within the material to be treated and / or the treatment room be determined. For example, the water content or the temperature or other parameters are determined at certain points of the material to be treated, for. B. in the middle of a roast piece. At least one parameter can be determined via the volume of material to be treated and / or the treatment room. The volume may also have previously been determined as a parameter. Also possible is a material-resolved determination of the parameter.
  • the parameter and / or the spatial distribution of the parameter are displayed graphically and / or as an image.
  • the characteristic variable for a wave property of the received measurement radiation and / or the change in the wave property of the received measurement radiation relative to the transmitted measurement radiation can also be spatially displayed.
  • parameters such as the temperature or material properties can be displayed in a false-color image of the material to be treated with spatial information.
  • certain discrete value ranges of the characteristic are assigned a color, for. B. the absorption of measuring radiation in a frequency interval.
  • z. B. the contours of the material to be treated and / or the treatment room can be displayed with appropriate colors.
  • the domestic appliance may comprise at least one display device and / or an interface for a display device.
  • the material to be treated may be aligned within the treatment space by at least one positioning device as a function of the characteristic parameter.
  • a motorized rotary and / or pivoting device may be provided, such.
  • the power and / or energy supplied by the treatment device to the material to be treated is set by at least one control device.
  • the control device is preferably operatively connected to the measuring system and the treatment device. It is also possible to set a plurality of treatment devices and / or thermal and / or dielectric heating devices. In this case, for example, the level of the supplied power and / or the duration of the power supply can be adjusted.
  • a spatial adjustment of the power supply, z For example, the direction and / or the distribution of the power supply can be adjusted by controlling a stirrer or the like.
  • the power supply can also be adjusted by adjusting the frequency.
  • the power of a spinner and / or drying device and / or a heat pump device is set as a function of the characteristic parameter.
  • the pressure and / or the atmospheric composition and / or the flow rate within the treatment space as a function of the characteristic parameter.
  • At least one target for the treatment can be predetermined by a user via an operating device.
  • the determined characteristic characteristic of the material to be treated is at least temporarily matched with the target. It is preferred that the treatment device is controlled at least partially as a function of the adjustment.
  • the user selects a program or an automatic function as a target.
  • the user may also select a category for the item to be treated, e.g. As a roast or a yeast dough cake as a category for a food.
  • the measuring system determines one or preferably several characteristic parameters, eg. As the size of a roast and its moisture content and the property of whether the roast is frozen or thawed. Based on this information, the treatment is controlled until the result meets the targets. For example, a convection heating source is first activated until the roast is thoroughly cooked, and then the roast is crisply browned by means of a grill heat source. The progress of the treatment is checked several times by the measuring system determining current values for the characteristic and comparing them with the targets.
  • the determined characteristic parameter is compared with at least one reference parameter stored in at least one memory device.
  • the reference characteristic of at least one defined material to be treated and / or at least one known substance and / or body is adjusted.
  • Discrete values or also averaged values can be provided.
  • the determined parameter is compared with several reference parameters.
  • several parameters can be compared with several reference parameters, eg. B. in the manner of a map control.
  • At least one mathematical approximation method can be used for the adjustment.
  • For Tolerance thresholds can be specified for the adjustment or can also be adapted dynamically as a function of the determined values. It is also possible that the adjustment is at least partially subject to an artificial learning ability, eg. In the manner of a fuzzy logic or the like.
  • the treatment device has at least one heating device.
  • the heater generates electromagnetic radiation for dielectrically heating the material to be treated.
  • the heater is designed as a microwave heating source.
  • the measuring radiation emitted by the transmitting device has, in particular, at least a ten times weaker power than the electromagnetic radiation of the heating device.
  • the measuring radiation emitted by the transmitting device has a transmitting power which is below the permissible limit values.
  • the power per frequency interval is below the respective permissible limit values and preferably below the corresponding free space limit values.
  • the domestic appliance according to the invention comprises at least one treatment room and at least one treatment facility for the treatment of items to be treated.
  • the domestic appliance additionally comprises at least one measuring system with at least one processing device for the contactless determination of at least one characteristic parameter of the material to be treated.
  • the treatment device is suitable and designed to be controlled as a function of the determined parameter.
  • the measuring system is suitable and designed to generate electromagnetic measuring radiation.
  • the measuring system has at least one transmitting device for the at least temporary transmission of electromagnetic measuring radiation into the treatment space.
  • the measuring system also has at least one receiving device for at least temporarily receiving measuring radiation influenced and directly reflected by the material to be treated. In this case, the measuring system is suitable and designed to detect at least one characteristic variable for a wave property of the received measuring radiation.
  • the processing device is suitable and designed to determine the characteristic characteristic of the material to be treated on the basis of the change in the wave property of the received measuring radiation in relation to the transmitted measuring radiation.
  • the domestic appliance according to the invention has many advantages.
  • a considerable advantage is that the domestic appliance has a measuring system with which at least one characteristic parameter of the material to be treated can be determined without contact.
  • the domestic appliance can acquire information about the item to be treated, which can be advantageously taken into account during operation. With such a domestic appliance, a particularly reliable program operation or automatic operation is possible.
  • Another advantage is that the determination of the characteristic Contactless and convenient happens without the user having to do extra work.
  • the domestic appliance according to the invention is particularly suitable and designed to be operated according to the above-described inventive method and / or a development of this method.
  • the transmitting device and / or the receiving device are at least partially adapted and adapted to process measuring radiation at least two different frequencies between 10 megahertz and 100 gigahertz in a frequency bandwidth of at least 10% of the center frequency of the frequency band used.
  • the transmitting device and / or the receiving device are designed and suitable for transmitting or receiving ultra-wideband signals.
  • the processing device is preferably designed for evaluating ultrabroadbandiger signals.
  • the transmitting device is at least partially designed and suitable to emit measuring radiation as at least one pulse at least temporarily and in particular repeatedly.
  • the pulse duration is shorter than a nanosecond.
  • the pulse duration is preferably in the range of one hundred or less picoseconds.
  • the measuring system comprises at least one ultra-wideband radar device and / or is designed as such.
  • the ultra-wideband radar device is preferably adapted and configured to transmit and receive ultra-wideband signals.
  • an ultrashort pulse can be emitted which comprises the widest possible frequency spectrum in accordance with a corresponding Fourier transformation.
  • the frequency width in particular comprises at least 250 megahertz and preferably at least 500 megahertz and / or at least one gigahertz and / or at least 5 gigahertz, and more preferably more than 10 gigahertz.
  • the treatment device is designed as a thermal heating source and / or a heating device for the dielectric heating of items to be treated or comprises such.
  • the treatment device can also be designed as a cleaning device and / or drying device and / or cooling device or comprise such.
  • the treatment device may be a heat pump and / or a condenser device of a dryer or a washing drum of a washing machine include. It is also possible any other configuration, as provided in treatment rooms of household appliances for the treatment of items to be treated.
  • the FIG. 1 shows a domestic appliance 1, which is designed here as a cooking appliance 100.
  • the cooking appliance 100 has a treatment chamber 3 designed as a cooking chamber 13.
  • a treatment device 2 is provided for the treatment of the material to be treated 200.
  • the treatment device 2 comprises a thermal heating source 103 and a heating device 12.
  • the heater 12 is provided for the dielectric heating of the material to be treated 200 and formed here as a Mikrowellenloomario.
  • the cooking chamber 13 is closed by a door 104.
  • a safety device not shown here is provided, which prevents operation of the heater 12 with the door open, so that leakage of microwave radiation is counteracted.
  • further heating sources such as a OberhitzeterrorismSystem and a lower heat radiator or a Dampfloomario or the like may be provided.
  • the cooking appliance 100 can be operated via an operating device 6.
  • the temperature in the cooking chamber 13 can be adjusted during the treatment process.
  • various other program modes and automatic functions may also be set.
  • the domestic appliance 1 has a measuring system 4 shown here in highly schematic form.
  • the measuring system 4 is provided for non-contact determination of various characteristic parameters of the material to be treated 200.
  • the treatment device 2 is controlled as a function of the determined parameters.
  • a parameter may be, for example, the internal temperature of the material to be treated 200.
  • the measuring system 4 can, for. B. also determine the distribution of resonance modes at certain frequencies in the treatment room.
  • the measuring system 4 comprises a transmitting device 14, a receiving device 24, a processing device 5 and a memory device 7.
  • the transmitting device 14 is suitable and designed to generate electromagnetic measuring radiation and to transmit it to the treatment chamber. In this case, at least part of the measuring radiation interacts with the material 200, which is not shown here, and is reflected by it again. The reflected measuring radiation is received by the receiving device 24.
  • At least one characteristic variable for a wave property of the received measuring radiation is detected by the measuring system 4.
  • the amplitude, frequency, phase or polarization or rotation angle is detected as a wave property.
  • the processing device 5 determines from the change of the wave property of the received measurement radiation with respect to the transmitted measurement radiation the characteristic characteristics of the processed material 200.
  • the respective wave properties of the emitted measurement radiation may be stored as corresponding reference values in the processing device 5 or detected by the measurement system 4 during emission be.
  • the determined parameters are taken into account in the treatment of the material to be treated 200.
  • the treatment device 2 is controlled as a function of the determined parameters.
  • the treatment device 2 is operatively connected to the measuring system 4. It is possible that further control devices not shown here are provided.
  • the temperature in the interior of the item to be treated 200 can be determined as a parameter. Depending on this temperature, the heating power of the thermal heat source 103 can then be adjusted accordingly.
  • the heat output of the heating source 103 is regulated so that optimal temperature conditions for cooking the roast piece prevail in the cooking space 13.
  • consideration of the parameters determined can also take account of user-specified target parameters.
  • the user z. B. pretend that he wants a very crispy roast crust.
  • the temperature of the thermal heating source 103 is up-regulated or switched on a GrillMap provoke when the measuring system 4 detects a temperature inside the roast piece, which corresponds to a Fertiggarddling.
  • FIG. 2 a household appliance 1 is shown in a highly schematic, sectional side view.
  • the domestic appliance 1 here is a cooking device 100 with a treatment chamber 3 designed as a cooking chamber 13.
  • the treatment device 2 comprises a thermal heating source 103 whose power is regulated by a control device 42.
  • the control device 42 is also operatively connected to the measuring system 4.
  • the measuring system 4 is designed as a reflectometer device 54, which is designed as a single-lens reflectometer.
  • the transmitting device 14 and the receiving device 24 are housed together in a reflectometer, which thus also serves as a transmitter and receiver.
  • the Refleometer worn 54 is also formed here as a broadband radar reflectometer.
  • electromagnetic measuring radiation is generated and transmitted, which is preferably in a frequency band which is at least 10 gigahertz wide.
  • the frequency band here is 15 gigahertz or 20 gigahertz or more wide.
  • the measuring radiation comprises at least two frequencies and preferably a plurality of frequencies. At least two of the frequencies differ by at least 100 gigahertz or more.
  • the measuring radiation may also have a frequency width of 10% or more of the center frequency of the frequency band used.
  • the measuring radiation is sent by the transmitting device 14 into the treatment space 3.
  • the measuring radiation inter alia interacts with the material to be treated 200 and is reflected by this.
  • the reflected measuring radiation is detected by the receiving device 24.
  • two independent sizes are measured here, z. B. Amount and phase.
  • the processing device 5 determines, based on the detected quantities, the frequency dependence of the ratio of radiation power transmitted into the treatment space 3 to reflected radiation power.
  • the measured variables can be designated, for example, with the scattering parameter S11, as are also known in vector network analyzers.
  • the processing device 5 From the measured, frequency-dependent scattering parameter S11 (as complex numbers, containing two independent measured variables), the processing device 5 first calculates the real-part components and the imaginary-component components of the complex permittivity Epsilon for each measurement frequency.
  • the complex S11 can be converted into complex epsilon.
  • the permittivity describes the properties of the material in
  • the real part and the imaginary part of the complex permittivity are computationally viewed by the processing device 5 in a Cole-Cole diagram.
  • a circular arc with a center point on the axis for the real part is writable.
  • the temperature of the material to be treated 200 results from the circle radius or the position of the circle center on the real part axis.
  • the values for circle radius or circle center are compared by the processing device 5 with corresponding reference values which are stored in the storage device 7 of the measuring system 4.
  • the reference value is, for example, a value for the radius of the circular arc or the position of the circle center on the real part axis of a known substance at defined temperatures. Also possible are reference values, which have been obtained by measuring defined treatment goods or by appropriate simulations. If, for example, the item to be treated 200 is a food, reference values for water or water-containing objects, based on the typical water content of foods, provide comparable results for the temperature determination.
  • the corresponding measuring points for the permittivity are as far as possible on the circle radius.
  • the methods presented here and the household appliances are particularly advantageous because a broadband radar reflectometer or ultra-wideband radars are used.
  • the broadband measuring radiation used in this case allows the corresponding measuring points for the permittivity to be far apart in terms of frequency, so that a corresponding accuracy and reliability of the temperature determination is possible.
  • the broadband measuring radiation is that correspondingly few measuring points are sufficient for a reliable temperature determination.
  • the measuring points on the circle radius are so far removed that a reliable construction of the center of the circle z. B. by secant formation and establishment of the perpendicular bisector is possible.
  • the center of the circle lies at the intersection of the mid-perpendiculars on the secant.
  • the center of the circle can also result from the average of the intersections of all mid-perpendiculars on the secants with the axis for the real part of the permittivity. In this case, the additional information is used that the midpoint must lie on the real axis part. It is also possible to fit a circle into all existing measuring points for the permittivity or to calculate them approximately. The center or circle radius is then calculated from this circle.
  • a reliable temperature determination of water or aqueous products 200 by means of measured values from a frequency band of only 10 gigahertz is possible.
  • the method requires only a correspondingly low technical complexity, so that an application in commercial household appliances is economically possible.
  • Another advantage of viewing in a Cole-Cole diagram is that it is relatively safe to deduce the circle from a comparatively small pitch circle segment because it is known that it is a circle, not an ellipse or even a circle more indefinite function course.
  • the reflectometer device 54 may also be formed as a two-port or multi-port reflectometer device 54.
  • further transmitting devices 14 or receiving devices 24 can be provided.
  • the principle of transmission measurement is also possible. This can be particularly advantageous in certain geometric conditions in the treatment space 3.
  • the transmission through the material to be treated 200 is also accessible to the measurement.
  • the scattering parameters S11 the scattering parameters S12, S21 and S22 can also be determined.
  • two or more reflectometer antennas can be provided. For more than two antennas, a variant is to operate them in pairs and to determine reflection and transmission for each pair.
  • the domestic appliance 1 shown here can also be designed as an alternative to the reflectometer device 54 with an ultra-wideband radar device 44, as described, for example, in US Pat. B. in the Fig. 3 is described.
  • the transmitting device 24 is opened only for a specific time window.
  • the processing device 5 only takes into account measurement radiation from a specific time window.
  • the time window preferably comprises only the duration of the reflex of the material to be treated 200.
  • the receiving device 24 or the processing device 5 is synchronized with the transmitting device 14 for generating the pulse.
  • Such a method and the household appliance 1 designed for such a method enable a very reliable and non-contact temperature determination of the item to be treated 200.
  • a particular advantage is that the temperature inside an object or item 200 can be measured without contact. With knowledge of the internal temperature or the volume temperature, the treatment process and the treatment device 2 can be influenced in a particularly targeted manner.
  • the heating source 103 is controlled such that an optimum temperature for the respective treatment is present in the item to be treated 200.
  • the volume temperature usually correlates very closely with the required cooking time of a food. This allows a very reliable control of automatic functions.
  • the FIG. 3 time a domestic appliance 1 in a highly schematic side view.
  • the domestic appliance 1 is designed here as a cooking appliance 100.
  • the treatment chamber 3 is a cooking chamber 13 and can be heated by a treatment device 2 designed as a thermal heating source 103.
  • the heating source 103 is operatively connected to a control device 42 and can be regulated by this.
  • the measuring system 4 is provided for determining characteristic characteristics of the material to be treated 200 and is designed as an ultra-wideband radar device 44.
  • the ultra-wideband radar device 44 here has two opposing antennas 440, 441.
  • an antenna in each case comprises a transmitting device 14, 140 and a receiving device 24, 240.
  • the antenna 440, 441 work as a transmitter and receiver.
  • the bandwidth of the radar is here preferably greater than 250 megahertz, and preferably greater than 10% of the center frequency of the frequency band used.
  • Particularly preferred is a frequency band which is released for such ultra-wideband applications.
  • a particularly preferred frequency range is, for example, from 100 megahertz to 30 gigahertz or even 100 gigahertz.
  • the measuring system 4 generates measuring radiation and sends it out to the treatment room 3 and to the material 200 to be treated. In this case, a part of the measuring radiation is reflected by the material to be treated 200 and runs back to the antenna 440, 441, from which the measuring radiation was emitted. Another part of the measuring radiation is transmitted from the material to be treated 200 and transmitted to the opposite antenna 440, 441. So is a capture of the Material 200 of reflected and transmitted measuring radiation possible.
  • the measuring system 4 detects at least one characteristic variable for a wave property of the received measuring radiation, such. As the amplitude, frequency, phase or polarization or angle of rotation. Based on the change in the wave property of the received measuring radiation in relation to the transmitted measuring radiation, the characteristic characteristic of the material to be treated 200 is determined. The change relates in particular to the phase and / or the amplitude and / or further characteristic parameters and can be described for example by corresponding scattering parameters.
  • the processing device 5 calculates the real part and the imaginary part of the complex permittivity from the detected wave properties.
  • the processing device 5 takes into account the frequency of the transmitted or received measuring radiation so that the complex permittivity or its real part or imaginary part can be determined as a function of the respective frequency or as a function of the frequency.
  • the processing unit 5 On the basis of the complex permittivity and its frequency dependence, a wide variety of characteristic parameters for the item to be treated 200 can be calculated by the processing unit 5.
  • the outer contour of the item to be treated 200, the temperature distribution or the moisture distribution in the interior of the item to be treated 200, the material composition, the density distribution and numerous other properties of the item to be treated 200 which can interact with electromagnetic measuring radiation can be represented.
  • a wide variety of parameters can be spatially resolved or can be determined or represented integrated over the volume of the material 200 to be treated. So z. B. from the integral moisture content in the material to be treated 200 over the treatment time of the moisture loss of the treated 200 and thus z. B. the cooking process can be determined.
  • the transmission devices 14, 140 of the ultra-wideband radar device 44 are designed here for emitting ultrashort pulses.
  • the duration of the pulses is in the picosecond range.
  • the pulses have correspondingly steep flanks.
  • the receiving devices 24, 240 are designed to receive the broadband pulses. In this case, the receiving devices 24, 240 detect only the measuring radiation, which lies within a certain time window.
  • the time window begins in an adjustable time after the transmission of the transmission pulse. Such a time window makes it possible to determine from which spatial area of the treatment space 3 or the material 200 the received measurement signal originates.
  • the momentum is influenced by the interaction with the item to be treated 200 so that characteristic wave sizes such as the phase or amplitude change.
  • the Changes are detected by the measuring system 4 and evaluated by the processing device 5 time-dependent, so that the electrical properties of the material to be treated can be determined in exactly the spatial area from which the received measuring radiation originates.
  • the spatial resolution is greater or smaller. If, for example, the spatial resolution is to be less detailed, one can work with a lower frequency bandwidth or the spatial information is averaged.
  • the FIG. 4 shows a highly schematic representation of another household appliance in a side view.
  • the measuring system here has an ultra-wideband radar device 44, which has pivotable transmitting device 14 and a pivotable receiving device 24. By pivoting, a spatially resolved description of characteristic parameters of the material to be treated 200 is made possible with only one transmitting device 14 and one receiving device 24.
  • the receiving device 24 is preferably pivoted in a spacing grid along the material 200 to be treated.
  • the transmitting device 14 retains its position. At each pivot position of the receiving device 24 measuring radiation is detected over the entire frequency band observed.
  • the receiving device 24 has a time window for the reception of the measuring radiation reflected and transmitted on the material to be treated, which is preferably passed through once completely. Subsequently, the transmitting device 14 is moved, wherein at this new position, the receiving device 24 is pivoted again along the spacing grid.
  • a directional characteristic is used, so that the transmitting device 14 is pivoted when the receiving device 24 receives a signal with a corresponding phase shift.
  • the measurement run described above can also be repeated in a desired time grid in order to observe the temporal behavior of the parameter of the material to be treated 200.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a measuring system 4 with an ultra-wideband radar device 44.
  • the measuring system presented here is equipped with movable receiving devices 24, 240.
  • the transmitting device 14 is pivotable. During a measuring operation, the transmitting device 14 thereby assumes a specific pivoting position, while the receiving devices 24, 240 are moved along the material 200 to be treated. Preferably, the receiving devices 24, 240 are moved along a predetermined distance grid. Other combinations of stationary, movable and / or pivotable transmitting devices 14 or receiving devices are also possible.
  • a household appliance 1 with a measuring system 4 which allows a determination of the distribution of the radiation power in the treatment room 3. Cavity resonances are determined frequency-dependent, for example.
  • the treatment room is designed as a cooking chamber 13.
  • the electric heater 12 is provided.
  • the heating device 12 has an oscillator device 52 and an amplifier device 62, which together generate and amplify electromagnetic radiation power for heating the cooking chamber 13.
  • the heater 12 is controlled by a controller 42.
  • the measuring system 4 is designed here as an ultra-wideband radar device 44 and has a transmitting device 14, a receiving device 24 and a processing device 5.
  • the measuring system 4 operates substantially similar to that in the FIG. 3
  • the measuring system 4 shown here determines, based on the change in the wave property of the received measuring radiation with respect to the transmitted measuring radiation, a spatial power distribution of electromagnetic radiation. In this case, the power of the measuring radiation absorbed by the treatment space 3 and / or by the material to be treated 200 is determined as a function of the frequency.
  • the measurement system may also include an ultra-wideband radar device 44 or a reflectometer device 54 as previously described.
  • the common cavity resonances of the treatment chamber 3 and 200 treated material can be determined for this frequency.
  • the ultra-short pulses emitted as measuring radiation are preferably in the range of picoseconds to nanoseconds or even microseconds.
  • the frequency bandwidths associated with Fourier transformation are in particular in the range of a few 10 MHz to 1 Hz.
  • the pulse duration is chosen so that the reflected measuring radiation in the treatment chamber 3 is not superimposed on the way to the receiving device 24 with the incoming pulse.
  • the pulse length is selected to be so short that multiple reflections from different regions of the treatment space 3 can be discriminated from reflections at the treatment space 200.
  • the time window is set as described above.
  • cavity resonances Due to the frequency-dependent difference between transmitted and received power of the measuring radiation, cavity resonances appear at certain frequencies. With such cavity resonances, a particularly large amount of radiant power is absorbed by the item to be treated 200 and the treatment space 3. In this case, it is preferably assumed that the treatment area 3, which is usually metallically lined, exhibits a negligible absorption compared to the material 200 to be treated.
  • the cavity resonances are interpreted in particular as meaning the field distribution or the spatial distribution of electromagnetic waves Describe power supply within the treatment room and in particular within the material to be treated 200.
  • the cavity resonances therefore decisively determine the temperature distribution in the material to be treated 200.
  • the cavity resonances thus described by the measuring system 4 can essentially also be transferred to the radiation power supplied by the heating device 12 into the treatment space 3.
  • it can be predicted which cavity resonances will occur with the heater active.
  • Such a measuring method thus has the advantage that the spatial distribution of the radiation powers that can be supplied by the heating device 12 can be described in detail in a treatment space 3 of a given material 200 to be treated.
  • the power supply to the material 200 can be influenced in a targeted manner, for. B. by Stirrer or orientation of the material 200.
  • the complex permittivity for each measurement frequency in the frequency band of the ultra-wideband radar device 44 is preferably determined.
  • the absorption, reflection and transmission of electromagnetic radiation power of the respective frequency can be determined.
  • the domestic appliance 1 shown here also has the advantage that the heating device 12 can be controlled in accordance with the previously determined spatial power distribution.
  • the heating device 12 can be controlled in accordance with the previously determined spatial power distribution.
  • radiation power can be generated at the specific frequency or in a specific frequency range.
  • the oscillator device 52 is operatively connected to the control device 42 and controllable by this.
  • the frequency of the radiation power emitted by the heating device can be set as a function of the power distribution or the determined cavity resonances determined by the measuring system.
  • a frequency is chosen for which the item to be treated has previously shown a high or low absorption capacity in the measuring cycle. It is also possible for the heating device 12 to emit radiation power at different frequencies over time so that certain field distributions or cavity resonances can be superimposed in succession over time. With knowledge of the spatial absorption capacity of the material to be treated 200, it is also possible to supply a high radiation power to certain areas of the material to be treated 200 and to administer a correspondingly low radiation power to other areas. For example, food can be heated more in an inner area than in an outer area.
  • the FIG. 7 shows a trained as a cooking appliance 100 home appliance 1 with a measuring system 4.
  • the measuring system 4 substantially corresponds to the measuring system 4, as shown in the FIG. 6 has been described.
  • the heating device 12 has a transmission device 22 here.
  • the transmission device 22 is connected to the heater 12 via a waveguide device 72.
  • the transmission device 22 is provided here to distribute the electromagnetic radiation power generated by the heater 12 in the treatment room 3.
  • the transmission device 22 may be formed, for example, as a stirrer or impeller or the like.
  • metal-conducting metal sheets are provided which are moved by a motor and lead to a deflection of the radiation power emitted into the treatment chamber 3.
  • different vibration modes or cavity resonances in the treatment chamber 3 are achieved depending on the position of the stirrer or the rotary vane different vibration modes or cavity resonances in the treatment chamber 3 are achieved.
  • the cooking device 100 here also has a positioning device 32.
  • the positioning is designed, for example, as a turntable and serves to position or move the material to be treated 200 in the treatment space 3.
  • the transmission device 22 is here operatively connected to a control device 42, which in turn is operatively connected to the measuring system 4.
  • the transmission device 22 can be controlled as a function of the information determined by the measuring system.
  • the transfer device 22 is preferably aligned so that a desired power supply to the material to be treated 200 is achieved.
  • the change in the cavity resonances in the treatment chamber 3 after changing the position of the transmission device 22 can be monitored by the measuring system 4.
  • the measuring system 4 again transmits the cavity resonances when the transmission device 22 has been changed.
  • the positioning device 32 is set as a function of the cavity resonances determined by the measuring system 4.
  • the desired cavity resonance can also be approached by the heater 12 emits radiant power at a certain frequency, as for example for the cooking appliance 100 in the FIG. 6 has been described.
  • the information contained in the weighted sum may preferably have been determined in advance by a simulation or also by tests.
  • This information and other previously determined parameters of a power distribution are preferably stored as reference parameters in a memory device of the domestic appliance 1. When selecting a corresponding automatic program or another target by the user, the reference parameters are then adapted to the situation.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgerätes 1 sowie ein Hausgerät 1 mit einem Behandlungsraum 3 und einer Behandlungseinrichtung 2 zur Behandlung von Behandlungsgut 200. Das Hausgerät 1 umfasst ein Messsystem 4 mit einer Verarbeitungseinrichtung 5 zur berührungslosen Ermittlung einer charakteristischen Kenngröße des Behandlungsguts 200. Die Behandlungseinrichtung 2 ist dazu geeignet und ausgebildet, in Abhängigkeit der ermittelten Kenngröße gesteuert zu werden. Dabei ist das Messsystem 4 dazu geeignet und ausgebildet, elektromagnetische Messstrahlung zu erzeugen. Das Messsystem 4 weist eine Sendeeinrichtung 14 zum Senden elektromagnetischer Messstrahlung in den Behandlungsraum 3 auf. Das Messsystem 4 weist zudem eine Empfangseinrichtung 24 zum Empfangen von vom Behandlungsgut 200 beeinflusster und direkt reflektierter Messstrahlung auf. Dabei ist das Messsystem 4 dazu geeignet und ausgebildet, eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung zu erfassen. Die Verarbeitungseinrichtung 5 ist dazu geeignet und ausgebildet, anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts 200 zu ermitteln.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgerätes sowie ein Hausgerät mit wenigstens einem Behandlungsraum und wenigstens einer Behandlungseinrichtung zur Behandlung von Behandlungsgut. Das Hausgerät umfasst zudem wenigstens ein Messsystem zur berührungslosen Ermittlung wenigstens einer charakteristischen Kenngröße des Behandlungsguts.
  • Für ein optimales Ergebnis bei der Behandlung von Behandlungsgut in einem Hausgerät ist es in der Regel entscheidend, bestimmte Eigenschaften des Behandlungsgutes zu berücksichtigen, z. B. die Größe eines Garguts oder die Stoffart eines zu waschenden Textils. Zudem spielt die Berücksichtigung von Informationen über das Behandlungsgut auch für den zuverlässigen Ablauf von Automatikprogrammen eine entscheidende Rolle. Beispielsweise sollte für die schmackhafte Zubereitung eines Bratens in einem Backofen mittels einer Automatikfunktion berücksichtigt werden, wie groß dieser ist und ob der Braten z. B. noch gefroren ist.
  • Eine Möglichkeit, dem Hausgerät diese Informationen zur Verfügung zu stellen, ist eine Eingabe durch den Benutzer, z. B. durch Vorwahl einer bestimmten Gargut-Kategorie. Mit einer solchen Vorwahlautomatik lassen sich grundsätzlich gute Ergebnisse erzielen. Allerdings weist ein bestimmtes Behandlungsgut üblicherweise auch individuelle Eigenschaften auf, sodass es zu Abweichungen mit dem vorgewählten Behandlungsgut kommen kann. Zudem sind dem Benutzer in der Regel nicht alle Eigenschaften des Behandlungsgutes bekannt, die für einen optimal gesteuerten Behandlungsvorgang hilfreich wären, wie z. B. der Feuchtigkeitsgehalt eines Bratenstücks.
  • Es ist daher von Vorteil, wenn bestimmte Eigenschaften des Behandlungsgutes im Wesentlichen selbstständig vom Hausgerät erfasst und berücksichtigt werden. So ist es z. B. bei Gargeräten üblich, die Temperatur im Garraum zu überwachen und die Heizleistung entsprechend der erfassten Temperatur sowie der Programmvorgaben anzupassen. Bekannt geworden sind mitunter auch Einstechsonden, die die Temperatur direkt am bzw. im Gargut messen und über elektromagnetische Wellen an das Gargerät übermitteln. Beispielsweise sind auch Gargeräte mit Sensoren beschrieben, die den Feuchtegehalt im Garraum erfassen und dadurch den Garprozess entsprechend steuern.
  • Allerdings sind die bekannten Vorrichtungen und Verfahren im Hinblick auf die erfassten Informationen noch verbesserungsfähig. Durch die Erfassung weiterer Eigenschaften des jeweiligen Behandlungsgutes kann das Behandlungsergebnis optimiert und die Zuverlässigkeit von Automatikfunktionen erhöht werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgerätes zur Verfügung zu stellen, welches eine verbesserte berührungslose Charakterisierung des Behandlungsgutes ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Hausgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Hausgerätes. Es ist wenigstens eine Behandlungseinrichtung zur Behandlung von Behandlungsgut in wenigstens einem Behandlungsraum vorgesehen. Es wird mit wenigstens einem Messsystem mit wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung wenigstens eine charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts berührungslos ermittelt. Die Behandlungseinrichtung wird in Abhängigkeit der ermittelten Kenngröße gesteuert. Dabei erzeugt das Messsystem wenigstens zeitweise elektromagnetische Messstrahlung. Das Messsystem bringt die Messstrahlung wenigstens zeitweise mit wenigstens einer Sendeeinrichtung in den Behandlungsraum ein. Wenigstens zeitweise wird vom Behandlungsgut beeinflusste und direkt reflektierte Messstrahlung von wenigstens einer Empfangseinrichtung des Messsystems empfangen. Dabei erfasst das Messsystem wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung. Die Verarbeitungseinrichtung ermittelt anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass anhand der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung wenigstens eine charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts berührungslos ermittelt wird. Dadurch wird eine verbesserte berührungslose Charakterisierung des Behandlungsgutes erreicht. Beispielsweise können Eigenschaften wie Größe, Wassergehalt und/oder Volumentemperatur oder dergleichen ermittelt werden. Mit solchen Informationen über das jeweilige Behandlungsgut kann das Behandlungsergebnis optimiert und die Zuverlässigkeit von Automatikfunktionen erhöht werden. So kann beispielsweise durch den ermittelten Feuchtegehalt eines Kuchens die Backzeit und Backtemperatur optimal angepasst werden.
  • Die vom Messsystem erfasste Größe beschreibt vorzugsweise eine Welleneigenschaft wie z. B. Phase, Amplitude, Frequenz, Wellenlänge und/oder Polarisation. Möglich sind auch andere in der Hochfrequenztechnik oder Radartechnik übliche Größen zur Erfassung von Signalen. Die vom Messsystem erfasste Größe wird insbesondere als Funktion der Frequenz und/oder als Funktion der Zeit bestimmt.
  • Die Veränderung der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung wird vorzugsweise durch die Veränderung wenigstens einer der wenigstens einen vom Messsystem erfassten Größe ermittelt. Die Veränderung betrifft insbesondere die Phase und/oder die Amplitude der Messstrahlung. Möglich ist aber auch, dass die Veränderung der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die Frequenz und/oder die Wellenlänge und/oder die Polarisation und/oder den Drehwinkel oder wenigstens eine andere übliche Größe der Hochfrequenztechnik betrifft. Bevorzugt wird die Veränderung durch wenigstens einen Streuparameter bzw. S-Parameter erfasst und/oder beschrieben. Dabei wird insbesondere die vom Behandlungsgut absorbierte Strahlungsleistung und/oder der entsprechende Streuparameter als Funktion der Frequenz berücksichtigt.
  • Das Behandlungsgut ist vorzugsweise ein Objekt, welches im Wesentlichen zur Behandlung in den Behandlungsraum eingebracht wird. Das kann beispielsweise ein zu reinigendes und/oder zu trocknendes Objekt und/oder ein Gargut bzw. ein zu erwärmendes Objekt sein. Möglich ist aber auch, dass das Behandlungsgut auch und/oder nur zur Bestimmung der charakteristischen Kenngröße in den Behandlungsraum eingebracht wird.
  • Behandlungsgut im Sinne dieser Anmeldung kann auch ein beliebiges Objekt im Behandlungsraum sein, welches insbesondere hilfsweise zusammen mit dem zu behandelnden Objekt in den Behandlungsraum eingebracht wurde, wie z. B. ein Gargefäß, ein Wäscheschutzbeutel oder ein Lösemittel oder dergleichen. Dabei ist es möglich, dass die charakteristische Kenngröße des eigentlichen Behandlungsgutes zusammen mit dem hilfsweise eingebrachten Behandlungsgut und/oder separat von dem hilfsweise eingebrachten Behandlungsgut ermittelt wird.
  • Die Messstrahlung wird vorzugsweise wiederholt ausgesendet. Insbesondere wird die Messstrahlung vor der Behandlung und/oder während der Behandlung und/oder nach der Behandlung des Behandlungsgutes ausgesendet. Bevorzugt wird nach dem jeweiligen Aussenden der Messstrahlung die vom Behandlungsgut beeinflusste und direkt reflektierte Messstrahlung von der Empfangseinrichtung wieder empfangen. Zudem wird vorzugsweise nach dem jeweiligen Aussenden bzw. Empfangen die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts ermittelt. Bevorzugt sendet die Sendeeinrichtung die Messstrahlung zum Behandlungsgut, sodass das Behandlungsgut mit der Messstrahlung beaufschlagt wird.
  • Beispielsweise wird das Behandlungsgut in den Behandlungsraum eingebracht, der Behandlungsraum verschlossen und die Messstrahlung ausgesendet und zur Ermittlung der Kenngröße wieder empfangen und ausgewertet. Dabei oder danach kann der Behandlungsvorgang gestartet werden. Das hat den Vorteil, dass die Behandlungseinrichtung durch Berücksichtigung der Kenngröße auf das jeweilige Behandlungsgut optimal eingestellt werden kann. Bevorzugt ist auch, dass während des Behandlungsvorgangs wiederholt Messstrahlung ausgesendet und die Kenngröße ermittelt werden. Daran ist vorteilhaft, dass Veränderungen des Behandlungsgutes während bzw. aufgrund der Behandlung erkannt werden und die Behandlungseinrichtung entsprechend angepasst werden kann.
  • Bevorzugt umfasst die Messstrahlung wenigstens zwei sich um wenigstens 100 MHz unterscheidende Frequenzen zwischen 10 Megahertz und 1 Terahertz. Vorzugsweise sind mehrere und insbesondere eine Vielzahl von verschiedenen Frequenzen vorgesehen. Dabei können auch Frequenzen und/oder Frequenzintervalle vorgesehen sein, welche aneinandergrenzen und/oder sich wenigstens teilweise überlappen.
  • Die Messstrahlung kann eine Frequenzbreite von wenigstens 10 % der Mittenfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes aufweisen. Möglich ist auch eine Frequenzbreite von mindestens 10 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes. Bevorzugt ist eine Frequenzbreite von mindestens 20 % des entsprechenden arithmetischen Mittelwertes. Die Frequenzbreite umfasst insbesondere wenigstens 250 Megahertz und vorzugsweise wenigstens 500 Megahertz und/oder wenigstens ein Gigahertz und/oder wenigstens 5 Gigahertz und besonders bevorzugt mehr als 10 Gigahertz. Möglich sind auch 20 Gigahertz oder mehr.
  • Die Frequenzen liegen vorzugsweise in einem Frequenzband mit einer Bandbreite, die breiter ist als das ISM-Band eines üblichen Mikrowellengargerätes (ca. 2,4 GHz - 2,5 GHz). Möglich sind auch mehrere Bänder. Insbesondere sind dabei wenigstens zwei Bänder vorgesehen, deren Mittenfrequenzen einen Abstand von wenigstens einem Gigahertz und insbesondere wenigstens fünf Gigahertz und vorzugsweise 10 oder mehr Gigahertz aufweisen.
  • Die Sendeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung können zum Senden bzw. Empfangen wenigstens eine für die jeweilige Frequenzbreite geeignete Antenneneinrichtung aufweisen. Möglich ist auch eine Antenneneinrichtung, welche als Sendeinrichtung und als Empfangseinrichtung betrieben wird. Die Antenneneinrichtung kann eine oder zwei oder mehrere Antennen zum Senden und/oder Empfangen umfassen. Es kann auch wenigstens ein Antennenarray vorgesehen sein, wobei die einzelnen Antenneneinheiten einzelne Bänder bzw. Bandbereiche abdecken und vorzugsweise parallel betrieben werden.
  • Bevorzugt ist das Messsystem als ein Ultrabreitband-System ausgelegt, welches zum Senden und Empfangen von ultrabreitbandigen Signalen ausgebildet ist und als ein solches betrieben wird. Möglich ist auch eine Ultrabreitbandradareinrichtung. Die Vorteile eines solchen breitbandigen Messsystems gegenüber einer schmalbandigen Technik sind, dass eine sehr gut aufgelöste spektrale Information verfügbar ist, mittels der das Behandlungsgut entsprechend genau charakterisiert werden kann. Dabei kann die eingesetzte bzw. erzeugte Frequenzbreite einstellbar sein. So kann die Auflösung der ermittelten Kenngrößen erhöht oder reduziert werden, je nachdem, wie detailliert die Information für die Steuerung der Behandlungseinrichtung sein soll.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Sendeinrichtung die Messstrahlung wenigstens zeitweise als wenigstens einen Impuls mit einer Impulsdauer kürzer als eine Nanosekunde aussendet. Die Impulsdauer ist vorzugsweise im Bereich von hundert oder weniger Picosekunden. Möglich ist auch eine Impulsdauer von einigen Picosekunden oder weniger als eine Picosekunde. Insbesondere ist die Impulsdauer so kurz bemessen, dass die Messstrahlung ein möglichst breites Frequenzspektrum gemäß entsprechender Fouriertransformation umfasst. Dabei soll insbesondere eine der zuvor beschriebenen Frequenzbreiten erreicht werden. Es kann ein tatsächlicher Puls direkt erzeugt werden. Der Puls kann aber auch durch ein Abscannen eines geeigneten Frequenzspektrums mit entsprechender Fouriertransformation gebildet werden.
  • Möglich ist auch, dass das Messsystem wenigstens teilweise als ein Reflektometer ausgebildet ist bzw. als ein solches betrieben wird. Dabei kann wenigstens eine Sendeeinrichtung und/oder wenigstens eine Empfangseinrichtung als Reflektometer ausgebildet sein oder ein solches umfassen. Das Reflektometer kann als ein Eintor-Reflektometer ausgebildet sein, bei welchen die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung in einer gemeinsamen Reflektometer-Antenneneinrichtung zusammengefasst sind. Möglich ist auch ein Zweitor-Reflektometer oder ein Mehrtor-Reflektometer. Das Reflektometer kann zur Messung der vom Behandlungsgut reflektierten Messstrahlung und/oder zur Messung der vom Behandlungsgut transmittierten Messstrahlung eingesetzt werden. Dabei werden insbesondere entsprechende weitere Streuparameter als Funktion der Frequenz bestimmt. Das hat den Vorteil, dass vielfältige und gut aufgelöste Informationen über das Behandlungsgut erhalten werden.
  • Besonders bevorzugt ist, dass die von der Empfangseinrichtung empfangene Messstrahlung durch die Verarbeitungseinrichtung analysiert wird und dass dabei die Messstrahlung berücksichtigt wird, welche während eines definierten Zeitfensters empfangen wird. Dabei ist insbesondere der Beginn des Zeitfensters wenigstens teilweise vom Zeitpunkt des Aussendens der Messstrahlung abhängig. Beispielsweise ist die Empfangseinrichtung mit der Sendeinrichtung synchronisiert. Insbesondere wird im Wesentlichen nur die Messstrahlung berücksichtigt wird, welche während eines definierten Zeitfensters empfangen wird. Die vom Messsystem erfasste Größe wird dabei insbesondere als Funktion der Zeit bestimmt.
  • Die Dauer und/oder der Beginn des Zeitfensters sind insbesondere einstellbar. Besonders bevorzugt ist das Zeitfenster so eingestellt, dass im Wesentlichen nur die vom Behandlungsgut reflektierte und/oder transmittierte Messstrahlung detektiert wird. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise durch das Messsystem bzw. die Verarbeitungseinrichtung. Das Zeitfenster kann auch in Abhängigkeit von dem Sendezeitpunkt des Impulses und/oder von der Impulsdauer eingestellt werden. Die Einstellung kann auch in Abhängigkeit bereits empfangener Messstrahlung erfolgen. Das Zeitfenster beginnt bevorzugt nach dem Aussenden des Impulses. Die Dauer des Zeitfensters ist insbesondere so gewählt, dass auch kurze oder ultrakurze Impulse zur Auswertung herangezogen werden können.
  • Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass durch die Wahl des Zeitfensters bestimmt werden kann, aus welchem räumlichen Gebiet bzw. aus welcher Entfernung die empfangene Messstrahlung stammt. So kann die aus dem Messsignal ermittelte Kenngröße beispielsweise einem bestimmten Bereich des Behandlungsgutes zugeordnet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit einem entsprechend kurzen Zeitfenster eine ortsaufgelöste Analyse des Behandlungsguts auch in einem entsprechend kleinen Behandlungsraum möglich ist.
  • Möglich ist, dass wenigstens teilweise vom Behandlungsgut beeinflusste und transmittierte Messstrahlung empfangen wird. Die Verwendung von vom Behandlungsgut transmittierter und reflektierter Messstrahlung für die Ermittlung der Kenngrößen ermöglicht eine noch detaillierte Beschreibung des Behandlungsgutes. Dabei ist insbesondere wenigstens eine weitere Empfangseinrichtung und/oder wenigstens eine weitere Sendeeinrichtung vorgesehen. Es können auch Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen paarweise betrieben werden, wobei für wenigstens ein Paar vom Behandlungsgut transmittierte und reflektierte Messstrahlung erfasst wird.
  • Es können beispielsweise eine Sendeeinrichtung und zwei Empfangseinrichtungen vorgesehen sein, wobei die eine Empfangseinrichtung im Wesentlichen für die vom Behandlungsgut reflektierte Messstrahlung und die andere Empfangseinrichtung im Wesentlichen für die vom Behandlungsgut transmittierte Messstrahlung vorgesehen ist. Möglich ist aber auch, dass zwei Sendeeinrichtungen und eine Empfangseinrichtung vorgesehen sind. Dabei ist die eine Sendeeinrichtung insbesondere so angeordnet, dass ihre Messstrahlung nach Reflexion vom Behandlungsgut auf die Empfangseinrichtung trifft. Die andere Sendeeinrichtung ist insbesondere so angeordnet, dass ihre Messstrahlung nach Transmission durch das Behandlungsgut auf die Empfangseinrichtung trifft.
  • In einer Weiterbildung kann wenigstens die Empfangseinrichtung und/oder die Sendeeinrichtung während des Sendens und/oder Empfangens der Messstrahlung wenigstens teilweise bewegt werden. Möglich ist dabei ein Verfahren und/oder ein Verschwenken und/oder ein Drehen. Insbesondere ist die Bewegung so steuerbar, dass wenigstens ein bestimmter Bereich des Behandlungsraums vom Messsystem erfassbar ist. Möglich sind eine gerasterte und/oder eine flüssige Bewegung. Möglich ist auch, dass die Bewegung in Abhängigkeit der empfangenen Messstrahlung gesteuert wird, z. B. in Richtcharakteristik.
  • Beispielsweise wird die Empfangseinrichtung und/oder die Sendeeinrichtung wenigstens teilweise am Behandlungsgut entlang bewegt, wobei an bestimmten Positionen Messstrahlung ausgesendet und empfangen wird. Dabei kann an den Positionen Messstrahlung berücksichtigt werden, welche während eines definierten Zeitfensters gesendet und/oder empfangen wird. Bevorzugt wird an jeder Position ein Zeitfenster durchlaufen. Die Positionen können in Abhängigkeit der gewünschten Auflösung der Kenngröße erhöht bzw. reduziert werden. Dabei können die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung auch unabhängig voneinander bewegt werden. Die Bewegung kann auch in bestimmten Zeitabständen wiederholt werden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung werden anhand der Veränderung wenigstens einer charakteristischen Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die dielektrischen Eigenschaften wenigstens eines Teils des Behandlungsguts bei wenigstens zwei Frequenzen des eingesetzten Frequenzbandes bestimmt. Die dielektrischen Eigenschaften können auch als Funktion der Frequenz bestimmt werden. Insbesondere wird die komplexe Permittivität und/oder deren Realteil und/oder deren Imaginärteil bestimmt. Anhand der komplexen Permittivität wird insbesondere die Absorption, Reflexion und/oder Transmission des Behandlungsguts bei der jeweiligen Frequenz ermittelt.
  • Insbesondere beschreibt die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts die Form und/oder die Kontur und/oder das Volumen und/oder den Feuchtegehalt und/oder die Dichteeigenschaften des Behandlungsguts. Bevorzugt beschreibt die charakteristische Kenngröße die Temperatur wenigstens eines Teils des Behandlungsguts und/oder die Materialeigenschaften und/oder den Aggregatzustand und/oder die stoffliche Zusammensetzung und/oder die Konsistenz des Behandlungsguts. Die charakteristische Kenngröße kann auch die Anzahl des Behandlungsguts beschreiben, beispielsweise an Einzelteilen. Es kann auch die Anzahl an Behandlungsgütern beschrieben werden. Die charakteristische Kenngröße kann die zeitliche Veränderung wenigstens einer Eigenschaft des Behandlungsguts beschreiben. Möglich ist auch eine Beschreibung der Position des Behandlungsguts im Behandlungsraum.
  • Eine charakteristische Kenngröße im Sinne dieser Anmeldung kann auch eine beliebige andere Eigenschaft des Behandlungsguts sein, welche durch die Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung beschrieben werden kann. Dabei ist die charakteristische Kenngröße insbesondere dazu geeignet, Informationen zur Steuerung und/oder Regelung der Behandlungseinrichtung bereitzustellen. Es ist auch möglich, dass wenigstens zwei oder drei oder vier oder mehr verschiedene und/oder gleiche charakteristische Kenngrößen des Behandlungsguts kombiniert und beispielsweise miteinander verrechnet werden, um wenigstens eine Information für den Behandlungsvorgang bereitzustellen. Dabei kann wenigstens eine charakteristische Kenngröße auch in Abhängigkeit wenigstens einer anderen charakteristischen Kenngröße ermittelt werden.
  • Beispiele für Kenngrößen und deren Verwendung bei der Behandlung im Hausgerät sind: die äußere Geometrie des Behandlungsguts (möglich in verschiedenen Stufen der Näherung), um daraus über den kürzesten Weg von außen nach innen eine Behandlungszeit und eine optimale Behandlungstemperatur abzuleiten. Handelt es sich bei der Behandlung z. B. um das Kochen von ganzen Kartoffeln oder werden kleine oder große Kartoffeln, Kartoffelstücke oder Scheiben verwendet? Wird der Blumenkohl als Ganzes oder in Röschen von zu bestimmender Größe gegart? Hier kann eine statistische Verteilung der Stückgrößen (approximiert z. B. durch Kugeln oder Quader) ermittelt und betrachtet werden. Die (mittlere) Feuchte im gesamten Behandlungsgut. Die mittlere Temperatur im gesamten Behandlungsgut. Der Aggregatzustand (die Phase) im Behandlungsgut integral oder ortsaufgelöst. Die Unterscheidung von Wasser und Eis, z. B. für das Auftauen. Wenn gebacken wird: Teig (halbflüssig/teigig, ungebacken) vom festen fertig gebackenen Kuchen/Brot unterscheiden. Pasteten ändern ihren Zustand von halbflüssig nach fest. Erkennung des Fertigzustandes durch entsprechende Kenngröße. Bestimmung des Absorptionsspektrums (für elektromagnetische Strahlung) des Behandlungsguts. Das Spektrum kann als Fingerprint des Behandlungsguts gesehen werden. Ableitung der Information über die Lebensmittelgruppe beim Garen: Fleisch, Gemüse, Backwaren.
  • Das Spektrum (über den Frequenzbereich des Radars) enthält auch eine Aussage über den Wassergehalt im Behandlungsgut. Strukturen im Spektrum (z. B. frequenzmäßige Lage von Maxima oder die Amplitude von Maxima) geben eine Information über die Temperatur des Behandlungsguts an dem Ort (in dem Raumvolumenelement). Die Messgrößen bzw. die Kenngrößen können Fragen beantworten wie z. B.: Wo liegen welche Behandlungsgüter im Behandlungsraum? Welchen Feuchteverlust, welchen Temperaturanstieg haben welche Behandlungsgüter während des Prozesses? Ortsaufgelöste Messungen in einem großen Behandlungsgut für Feuchte- oder Temperatur- oder Phasen (fest, flüssig) - Information. Getrennte Informationen für das Innere des Behandlungsguts (niedrige Frequenzen zur Messung von Feuchte/Temperatur innen) und die Oberfläche (hohe Frequenzen zur Bestimmung der Bräunung oder Trocknung) können bestimmt werden. Aus den dielektrischen Spektren können auch Frische- und Qualitätsinformationen gewonnen werden. Z. B. wird bestimmt, wie lange ein Rinderbraten bereits abgehangen hat oder ob Lebensmittel bereits ein oder mehrmals eingefroren und aufgetaut wurden. Daraus kann berechnet werden, wie der Bratvorgang zu erfolgen hat: klassisch, wenn schon ausreichend abgehangen oder zunächst mit einer vorgeschalteten Niedertemperaturphase (zum beschleunigten zusätzlichen Abhängen) und danach klassisch bis zum Fertigzeitpunkt.
  • Vorzugsweise wird die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts vor der Behandlung und/oder während der Behandlung und/oder nach der Behandlung ermittelt. Besonders bevorzugt wird die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts wiederholt ermittelt.
  • Insbesondere wird die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts als eine räumliche Verteilung bestimmt. Dabei enthält die Kenngröße ortsaufgelöste und/oder dreidimensionale Informationen. Möglich und bevorzugt ist auch, dass die räumliche Verteilung einer oder zwei oder mehrerer Kenngrößen innerhalb des Behandlungsgutes und/oder des Behandlungsraumes bestimmt werden. Beispielsweise werden der Wasseranteil oder die Temperatur oder andere Kenngrößen an bestimmten Stellen des Behandlungsgutes bestimmt, z. B. in der Mitte eines Bratenstücks. Wenigstens eine Kenngröße kann über das Volumen Behandlungsgutes und/oder des Behandlungsraumes bestimmt werden. Dabei kann das Volumen zuvor ebenfalls als eine Kenngröße ermittelt worden sein. Möglich ist auch eine materialaufgelöste Bestimmung der Kenngröße.
  • Möglich ist auch, dass die Kenngröße und/oder die räumliche Verteilung der Kenngröße grafisch und/oder als Bild dargestellt werden. Es können auch die charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung und/oder die Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung räumlich dargestellt werden. Beispielsweise können Kenngrößen wie die Temperatur oder Materialeigenschaften in einem Falschfarbenbild des Behandlungsgutes mit räumlicher Information dargestellt werden. Vorzugsweise werden bestimmte diskrete Wertebereiche der Kenngröße mit einer Farbe belegt, z. B. die Absorption von Messstrahlung in einem Frequenzintervall. Somit können z. B. die Konturen des Behandlungsgutes und/oder des Behandlungsraumes mit entsprechenden Farben dargestellt werden. Dazu kann das Hausgerät wenigstens eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Schnittstelle für eine Anzeigeeinrichtung umfassen.
  • Es ist möglich, dass das Behandlungsgut in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße innerhalb des Behandlungsraumes durch wenigstens eine Positioniereinrichtung ausgerichtet wird. Dabei kann beispielsweise eine motorgetriebene Dreh- und/oder Schwenkeinrichtung vorgesehen sein, wie z. B. ein Drehteller.
  • Es ist möglich und bevorzugt, dass in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße die von der Behandlungseinrichtung dem Behandlungsgut zugeführte Leistung und/oder Energie durch wenigstens eine Steuereinrichtung eingestellt wird. Dabei ist die Steuereinrichtung vorzugsweise mit dem Messsystem und der Behandlungseinrichtung wirkverbunden. Es können auch mehrere Behandlungseinrichtungen und/oder thermische und/oder dielektrische Heizeinrichtungen eingestellt werden. Dabei kann beispielsweise die Höhe der zugeführten Leistung und/oder die Dauer der Leistungszufuhr eingestellt werden.
  • Möglich ist auch eine räumliche Einstellung der Leistungszufuhr, z. B. kann die Richtung und/oder die Verteilung der Energiezufuhr durch Steuerung eines Stirrers oder dergleichen eingestellt werden. Die Leistungszufuhr kann auch durch Anpassung der Frequenz eingestellt werden. Es kann auch die Leistung einer Heizquelle zur Erwärmung einer Reinigungslösung eingestellt werden. Möglich ist auch, dass die Leistung einer Schleudereinrichtung und/oder Trocknungseinrichtung und/oder einer Wärmepumpeneinrichtung in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße eingestellt wird. Es kann auch der Druck und/oder die Atmosphärenzusammensetzung und/oder die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Behandlungsraums in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße eingestellt werden.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass von einem Benutzer über eine Bedieneinrichtung wenigstens eine Zielvorgabe für die Behandlung vorgegeben werden kann. Insbesondere wird die ermittelte charakteristische Kenngröße des Behandlungsgutes mit der Zielvorgabe wenigstens zeitweise abgeglichen. Dabei ist bevorzugt, dass die Behandlungseinrichtung wenigstens teilweise in Abhängigkeit des Abgleichs gesteuert wird. Eine solche Weiterbildung ist besonders vorteilhaft, weil die ermittelte Kenngröße das Behandlungsgut entsprechend charakterisiert und somit eine optimal an das Behandlungsgut angepasste automatisierte Behandlung möglich ist.
  • Beispielsweise wählt der Benutzer ein Programm bzw. eine Automatikfunktion als Zielvorgabe aus. Der Benutzer kann auch eine Kategorie für das Behandlungsgut auswählen, z. B. einen Braten oder einen Hefeteigkuchen als Kategorie für ein Gargut. Nach der Startfreigabe durch den Benutzer ermittelt das Messsystem eine oder vorzugsweise mehrere charakteristische Kenngrößen, z. B. die Größe eines Bratens und dessen Feuchtegehalt sowie die Eigenschaft, ob der Braten gefroren oder aufgetaut ist. Anhand dieser Informationen wird die Behandlung gesteuert, bis das Ergebnis den Zielvorgaben entspricht. Z. B. wird erst eine Umluftheizquelle aktiviert, bis der Braten durchgegart ist und anschließend wird der Braten mittels einer Grillheizquelle knusprig gebräunt. Dabei wird der Behandlungsfortschritt mehrfach überprüft, indem das Messsystem aktuelle Werte für die Kenngröße ermittelt und mit den Zielvorgaben abgleicht.
  • Bei einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ermittelte charakteristische Kenngröße mit wenigstens einer in wenigstens einer Speichereinrichtung abgelegten Referenzkenngröße abgeglichen wird. Dabei wird insbesondere die Referenzkenngröße wenigstens eines definierten Behandlungsgutes und/oder wenigstens eines bekannten Stoffes und/oder Körpers abgeglichen. Es können diskrete Werte oder auch gemittelte Werte vorgesehen sein. Insbesondere wird die ermittelte Kenngröße mit mehreren Referenzkenngröße abgeglichen. Dabei können auch mehrere Kenngrößen mit mehreren Referenzkenngrößen abgeglichen werden, z. B. in der Art einer Kennfeldsteuerung. Für den Abgleich kann wenigstens ein mathematisches Näherungsverfahren eingesetzt werden. Für den Abgleich können Toleranzschwellen vorgegeben oder auch dynamisch in Abhängigkeit der ermittelten Werte anpassbar sein. Möglich ist auch, dass der Abgleich wenigstens teilweise einer künstlichen Lernfähigkeit unterliegt, z. B. in der Art einer fuzzy Logik oder dergleichen.
  • Vorzugsweise weist die Behandlungseinrichtung wenigstens eine Heizeinrichtung auf. Die Heizeinrichtung erzeugt insbesondere elektromagnetische Strahlung zum dielektrischen Erwärmen des Behandlungsguts. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung als eine Mikrowellenheizquelle ausgebildet. Dabei weist die von der Sendeeinrichtung ausgesendete Messstrahlung insbesondere eine wenigstens zehnfach schwächere Leistung als die elektromagnetische Strahlung der Heizeinrichtung auf. Dabei können auch noch weitere thermische Heizeinrichtungen und/oder eine Dampfheizquelle vorgesehen sein.
  • Die von der Sendeeinrichtung ausgesendete Messstrahlung weist insbesondere eine Sendeleistung auf, welche unterhalb der zulässigen Grenzwerte liegt. Insbesondere ist die Leistung je Frequenzintervall unterhalb der jeweils zulässigen Grenzwerte und vorzugsweise unterhalb der entsprechenden Freiraum Grenzwerte.
  • Das erfindungsgemäße Hausgerät umfasst wenigstens einen Behandlungsraum und wenigstens eine Behandlungseinrichtung zur Behandlung von Behandlungsgut. Das Hausgerät umfasst zudem wenigstens ein Messsystem mit wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung zur berührungslosen Ermittlung wenigstens einer charakteristischen Kenngröße des Behandlungsguts. Die Behandlungseinrichtung ist dazu geeignet und ausgebildet, in Abhängigkeit der ermittelten Kenngröße gesteuert zu werden. Dabei ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, elektromagnetische Messstrahlung zu erzeugen. Das Messsystem weist wenigstens eine Sendeeinrichtung zum wenigstens zeitweisen Senden elektromagnetischer Messstrahlung in den Behandlungsraum auf. Das Messsystem weist zudem wenigstens eine Empfangseinrichtung zum wenigstens zeitweisen Empfangen von vom Behandlungsgut beeinflusster und direkt reflektierter Messstrahlung auf. Dabei ist das Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung zu erfassen. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu geeignet und ausgebildet, anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts zu ermitteln.
  • Das erfindungsgemäße Hausgerät hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass das Hausgerät ein Messsystem aufweist, mit dem wenigstens eine charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts berührungslos ermittelbar ist. Dadurch kann das Hausgerät Informationen über das Behandlungsgut erfassen, die beim Betrieb vorteilhaft berücksichtigt werden können. Mit einem solchen Hausgerät ist ein besonders zuverlässiger Programmbetrieb bzw. Automatikbetrieb möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Ermittlung der Kenngröße berührungslos und bequem geschieht, ohne dass der Benutzer zusätzlichen Aufwand betreiben muss.
  • Das erfindungsgemäße Hausgerät ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und/oder einer Weiterbildung dieses Verfahren betrieben zu werden.
  • Vorzugsweise sind die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung wenigstens teilweise dazu ausgebildet und geeignet, Messstrahlung wenigstens zwei unterschiedlicher Frequenzen zwischen 10 Megahertz und 100 Gigahertz in einer Frequenzbandbreite von wenigstens 10 % der Mittenfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes zu verarbeiten. Besonders bevorzugt sind die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, ultrabreitbandige Signale zu senden bzw. zu empfangen. Auch die Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise zur Auswertung ultrabreitbandiger Signale ausgebildet.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Sendeeinrichtung wenigstens teilweise dazu ausgebildet und geeignet ist, Messstrahlung als wenigstens einen Impuls wenigstens zeitweise und insbesondere wiederholt auszusenden. Dabei ist die Impulsdauer insbesondere kürzer als eine Nanosekunde. Die Impulsdauer ist vorzugsweise im Bereich von hundert oder weniger Picosekunden.
  • Besonders bevorzugt umfasst das Messsystem wenigstens eine Ultrabreitbandradareinrichtung und/oder ist als eine solche ausgebildet. Die Ultrabreitbandradareinrichtung ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, ultrabreitbandige Signale zu senden und zu empfangen. Dabei ist insbesondere ein ultrakurzer Puls aussendbar, welcher ein möglichst breites Frequenzspektrum gemäß entsprechender Fouriertransformation umfasst. Die Frequenzbreite umfasst insbesondere wenigstens 250 Megahertz und vorzugsweise wenigstens 500 Megahertz und/oder wenigstens ein Gigahertz und/oder wenigstens 5 Gigahertz und besonders bevorzugt mehr als 10 Gigahertz. Mit einer solchen Ultrabreitbandradareinrichtung können Radarinformationen erzeugt und ausgewertet werden, sodass sehr gut aufgelöste spektrale Informationen erhalten werden. Dadurch kann das Behandlungsgut entsprechend genau charakterisiert und einzelne Kenngrößen räumlich zugeordnet und dargestellt werden.
  • Bevorzugt ist die Behandlungseinrichtung als eine thermische Heizquelle und/oder eine Heizeinrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Behandlungsgut ausgebildet oder umfasst eine solche. Die Behandlungseinrichtung kann auch als eine Reinigungseinrichtung und/oder Trocknungseinrichtung und/oder Kühleinrichtung ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Beispielsweise kann die Behandlungseinrichtung eine Wärmepumpe und/oder eine Kondensatoreinrichtung eines Trockners oder eine Waschtrommel einer Waschmaschine umfassen. Möglich ist auch eine beliebige andere Ausgestaltung, wie sie in Behandlungsräumen von Hausgeräten zur Behandlung von Behandlungsgut vorgesehen ist.
  • In den Figuren zeigen:
    • Figur 1
    eine stark schematisierte Darstellung eines Hausgeräts in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 2
    eine stark schematisierte Darstellung eines Hausgeräts mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht;
    Figur 3
    ein weiteres Hausgerät mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht;
    Figur 4
    ein anderes Hausgerät mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht;
    Figur 5
    noch ein weiteres Hausgerät mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht;
    Figur 6
    eine weitere Ausgestaltung eines Hausgeräts mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht; und
    Fig. 7
    noch eine weitere Ausgestaltung eines Hausgeräts mit einem Messsystem in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • Die Figur 1 zeigt ein Hausgerät 1, welches hier als ein Gargerät 100 ausgebildet ist. Das Gargerät 100 weist einen als Garraum 13 ausgebildeten Behandlungsraum 3 auf. Zur Behandlung des Behandlungsguts 200 ist eine Behandlungseinrichtung 2 vorgesehen. Die Behandlungseinrichtung 2 umfasst eine thermische Heizquelle 103 sowie eine Heizeinrichtung 12.
  • Die Heizeinrichtung 12 ist zur dielektrischen Erwärmung vom Behandlungsgut 200 vorgesehen und hier als eine Mikrowellenheizquelle ausgebildet. Der Garraum 13 ist durch eine Tür 104 verschließbar. Dabei ist eine hier nicht gezeigte Sicherheitseinrichtung vorgesehen, welche einen Betrieb der Heizeinrichtung 12 bei geöffneter Tür verhindert, sodass einem Austreten von Mikrowellenstrahlung entgegengewirkt wird. Zum Beheizen des Garraums 104 können weitere Heizquellen, wie beispielsweise ein Oberhitzeheizkörper und ein Unterhitzeheizkörper oder eine Dampfheizquelle oder dergleichen vorgesehen sein.
  • Das Gargerät 100 ist über eine Bedieneinrichtung 6 bedienbar. Dabei kann beispielsweise die Temperatur im Garraum 13 während des Behandlungsvorgangs eingestellt werden. Vorzugsweise können auch verschiedene andere Programmbetriebsarten und Automatikfunktionen eingestellt werden. Möglich ist auch eine Bedienung über eine berührungsempfindliche Oberfläche oder über einen Touchscreen oder aus der Ferne über einen Computer, ein Smartphone oder dergleichen.
  • Weiterhin weist das Hausgerät 1 ein hier stark schematisiert dargestelltes Messsystem 4 auf. Das Messsystem 4 ist zur berührungslosen Ermittlung verschiedener charakteristischer Kenngrößen des Behandlungsguts 200 vorgesehen. Dabei wird die Behandlungseinrichtung 2 in Abhängigkeit der ermittelten Kenngrößen gesteuert. Eine Kenngröße kann beispielsweise die Innentemperatur des Behandlungsguts 200 sein. Das Messsystem 4 kann z. B. auch die Verteilung von Resonanzmoden bei bestimmten Frequenzen im Behandlungsraum ermitteln.
  • Das Messsystem 4 umfasst eine Sendeeinrichtung 14, eine Empfangseinrichtung 24, eine Verarbeitungseinrichtung 5 sowie eine Speichereinrichtung 7. Die Sendeeinrichtung 14 ist dazu geeignet und ausgebildet, elektromagnetische Messstrahlung zu erzeugen und in den Behandlungsraum zu senden. Dabei wechselwirkt wenigstens ein Teil der Messstrahlung mit dem hier nicht dargestellten Behandlungsgut 200 und wird von diesem wieder reflektiert. Die reflektierte Messstrahlung wird von der Empfangseinrichtung 24 empfangen.
  • Dabei wird von dem Messsystem 4 wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung erfasst. Es wird beispielsweise die Amplitude, Frequenz, Phase oder Polarisation bzw. Drehwinkel als Welleneigenschaft erfasst. Die Verarbeitungseinrichtung 5 ermittelt anschließend aus der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristischen Kenngrößen des Behandlungsguts 200. Die jeweiligen Welleneigenschaften der ausgesendeten Messstrahlung können dabei als entsprechende Referenzwerte in der Verarbeitungseinrichtung 5 abgelegt sein oder beim Aussenden vom Messsystem 4 erfasst worden sein.
  • Die ermittelten Kenngrößen werden bei der Behandlung des Behandlungsguts 200 berücksichtigt. Dabei wird die Behandlungseinrichtung 2 in Abhängigkeit der ermittelten Kenngrößen gesteuert. Vorzugsweise ist die Behandlungseinrichtung 2 dabei mit dem Messsystem 4 wirkverbunden. Dabei ist möglich, dass weitere hier nicht gezeigte Steuereinrichtungen vorgesehen sind. Beispielsweise kann als Kenngröße die Temperatur im Inneren des Behandlungsguts 200 ermittelt werden. In Abhängigkeit dieser Temperatur kann dann die Heizleistung der thermischen Heizquelle 103 entsprechend eingestellt werden.
  • Ist das Behandlungsgut 200 beispielsweise ein Bratenstück, wird die Heizleistung der Heizquelle 103 so geregelt, dass im Garraum 13 optimale Temperaturbedingungen für das Garen des Bratenstücks vorherrschen. Bei der Steuerung des Behandlungsvorgangs unter Berücksichtigung der ermittelten Kenngrößen können zudem auch vom Benutzer vorgegebene Zielparameter berücksichtigt werden. Im Beispiel des Bratenstücks kann der Benutzer z. B. vorgeben, ob er eine besonders knusprige Bratenkruste wünscht. In diesem Fall wird die Temperatur der thermischen Heizquelle 103 hochgeregelt oder eine Grillheizquelle zugeschaltet, wenn das Messsystem 4 eine Temperatur im Inneren des Bratenstücks feststellt, die einem Fertiggarpunkt entspricht.
  • In der Figur 2 ist ein Hausgerät 1 in einer stark schematisierten, geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Das Hausgerät 1 ist hier ein Gargerät 100 mit einem als Garraum 13 ausgebildeten Behandlungsraum 3. Die Behandlungseinrichtung 2 umfasst eine thermische Heizquelle 103, deren Leistung von einer Steuereinrichtung 42 geregelt wird. Die Steuereinrichtung 42 ist zudem mit dem Messsystem 4 wirkverbunden. Das Messsystem 4 ist als eine Reflektometereinrichtung 54 ausgebildet, welche als ein Eintorreflektometer ausgeführt ist. Dabei sind die Sendeeinrichtung 14 und die Empfangseinrichtung 24 gemeinsam in einer Reflektometerantenne untergebracht, welche damit zugleich als Sender und Empfänger dient.
  • Die Reflektometereinrichtung 54 ist hier zudem als ein Breitbandradarreflektometer ausgebildet. Dazu wird elektromagnetische Messstrahlung erzeugt und gesendet, die vorzugsweise in einem Frequenzband liegt, welches mindestens 10 Gigahertz breit ist. Beispielsweise ist das Frequenzband hier 15 Gigahertz oder 20 Gigahertz oder mehr breit. Dabei umfasst die Messstrahlung wenigstens zwei Frequenzen und vorzugsweise eine Vielzahl von Frequenzen. Wenigstens zwei der Frequenzen unterscheiden sich um wenigstens 100 Gigahertz oder mehr. Vorzugsweise kann die Messstrahlung auch eine Frequenzbreite von 10 % oder mehr der Mittelfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes aufweisen.
  • Die Messstrahlung wird von der Sendeeinrichtung 14 in den Behandlungsraum 3 gesendet. Im Behandlungsraum 3 wechselwirkt die Messstrahlung unter anderem mit dem Behandlungsgut 200 und wird von diesem reflektiert. Die reflektierte Messstrahlung wird von der Empfangseinrichtung 24 erfasst. Dabei werden hier zwei unabhängige Größen gemessen, z. B. Betrag und Phase. Die Verarbeitungseinrichtung 5 bestimmt anhand der erfassten Größen die Frequenzabhängigkeit des Verhältnisses von in den Behandlungsraum 3 gesendeter Strahlungsleistung zu reflektierter Strahlungsleistung. Die Messgrößen können beispielsweise mit dem Streuparameter S11 bezeichnet werden, wie sie auch bei Vektornetzwerkanalysatoren bekannt sind.
  • Die Verarbeitungseinrichtung 5 berechnet aus dem gemessenen, frequenzabhängigen Streuparameter S11 (als komplexe Zahlen, enthalten zwei unabhängige Messgrößen) für jede Messfrequenz zunächst die Realteil-Komponenten sowie die Imaginärteil-Komponenten der komplexen Permittivität Epsilon. Dabei lässt sich das komplexe S11 in komplexes Epsilon umrechnen. Die Permittivität beschreibt dabei die Eigenschaften des Materials in
  • Wechselwirkung mit der Messstrahlung für das Behandlungsgut 200, an welchem die Messstrahlung reflektiert wurde. Diese Wechselwirkung ist unter anderen von der Temperatur des Behandlungsgutes 200 abhängig, was vorteilhaft zur Temperaturbestimmung einsetzbar ist.
  • Zur Temperaturbestimmung des Behandlungsguts 200 werden der Realteil und der Imaginärteil der komplexen Permittivität von der Verarbeitungseinrichtung 5 rechnerisch in einem Cole-Cole-Diagramm betrachtet. Dadurch ist ein Kreisbogen mit einem Mittelpunkt auf der Achse für den Realteil beschreibbar. Die Temperatur des Behandlungsgutes 200 ergibt sich dabei aus dem Kreisradius oder der Position der Kreismitte auf der Realteilachse.
  • Anschließend werden die Werte für Kreisradius oder Kreismitte von der Verarbeitungseinrichtung 5 mit entsprechenden Referenzwerten verglichen, welche in der Speichereinrichtung 7 des Messsystems 4 abgelegt sind. Der Referenzwert ist beispielsweise ein Wert für den Radius des Kreisbogens oder der Position der Kreismitte auf der Realteilachse eines bekannten Stoffes bei definierten Temperaturen. Möglich sind auch Referenzwerte, welche durch Messung von definierten Behandlungsgütern oder durch entsprechende Simulationen gewonnen worden sind. Ist das Behandlungsgut 200 beispielsweise ein Lebensmittel, liefern aufgrund des typischen Wassergehalts von Lebensmitteln Referenzwerte für Wasser oder wasserhaltige Objekte entsprechend vergleichbare Ergebnisse für die Temperaturbestimmung.
  • Für die Bestimmung des Kreisradius oder des Kreismittelpunktes ist es vorteilhaft, dass die entsprechenden Messpunkte für die Permittivität möglichst weit auf dem Kreisradius entfernt liegen. Die hier vorgestellten Verfahren sowie die Hausgeräte sind dabei besonders vorteilhaft, weil ein Breitbandradarreflektometer oder ultrabreitbandige Radare eingesetzt werden. Die dabei eingesetzte breitbandige Messstrahlung ermöglicht, dass die entsprechenden Messpunkte für die Permittivität frequenzmäßig weit auseinanderliegen, sodass eine entsprechende Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Temperaturbestimmung möglich ist.
  • Ein weiterer Vorteil der breitbandigen Messstrahlung ist, dass entsprechend wenige Messpunkte für eine zuverlässige Temperaturbestimmung ausreichen. Bei einer breitbandigen Messstrahlung liegen die Messpunkte auf dem Kreisradius soweit entfernt, dass eine zuverlässige Konstruktion des Kreismittelpunktes z. B. durch Sekantenbildung und Errichtung der Mittelsenkrechte möglich ist. Der Kreismittelpunkt liegt dabei im Schnittpunkt der Mittelsenkrechten auf der Sekante. Der Kreismittelpunkt kann sich auch aus dem Mittelwert der Schnittpunkte aller Mittelsenkrechten auf den Sekanten mit der Achse für den Realteil der Permittivität ergeben. Dabei wird die zusätzliche Information benutzt, dass der Mittelpunkt auf der Realteilachse liegen muss. Möglich ist auch, ein Kreis in alle vorhandenen Messpunkte für die Permittivität zu fitten bzw. näherungsweise zu berechnen. Aus diesem Kreis wird anschließend der Mittelpunkt bzw. Kreisradius berechnet.
  • Durch die breitbandige Messstrahlung können Messpunkte erfasst werden, welche auf dem Kreisradius soweit auseinanderliegen, dass die Sekanten möglichst lang sind. Solche Verfahren haben den Vorteil, dass nicht das gesamte Frequenzband zur Abbildung des Halbkreises gescannt werden muss, sondern lediglich einige Messpunkte, aus denen anschließend der Kreis berechnet werden kann. Beispielsweise ist bei Wasser für die Abbildung eines vollständigen Halbkreises bei 0°C ein Frequenzband von etwa 1000 Gigahertz erforderlich. Messungen in einem derart breiten Frequenzband erfordern jedoch einen sehr hohen technischen Aufwand. Das zuvor vorgestellte Verfahren ermöglicht eine erheblich unaufwendigere Temperaturbestimmung, da ein schmaleres Band mit weniger zu scannenden Frequenzen eingesetzt werden kann.
  • So ist beispielsweise eine zuverlässige Temperaturbestimmung von Wasser bzw. wässrigen Behandlungsgütern 200 mittels Messwerten aus einem Frequenzband um lediglich 10 Gigahertz möglich. Je nach erforderlicher Genauigkeit sind auch eine geringere bzw. eine höhere Frequenzbreite möglich. Das Verfahren erfordert daher nur einen entsprechend geringen technischen Aufwand, sodass ein Einsatz auch in üblichen Hausgeräten wirtschaftlich möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Betrachtung in einem Cole-Cole-Diagramm ist, dass aus einem vergleichsweise kleinen Teilkreisabschnitt relativ sicher auf den Kreis geschlossen werden kann, weil bekannt ist, dass es sich um einen Kreis handelt, und nicht etwa um eine Ellipse oder einen noch unbestimmteren Funktionsverlauf.
  • Die Reflektometereinrichtung 54 kann auch als eine Zweitor- oder Mehrtor-Reflektometereinrichtung 54 ausgebildet sein. Dazu können weitere Sendeeinrichtungen 14 bzw. Empfangseinrichtungen 24 vorgesehen sein. So ist beispielsweise auch das Prinzip der Transmissionsmessung möglich. Das kann bei bestimmten geometrischen Verhältnissen im Behandlungsraum 3 besonders vorteilhaft sein. Dabei wird neben der Reflexion am Behandlungsgut 200 auch die Transmission durch das Behandlungsgut 200 der Messung zugänglich. So sind neben den Streuparameter S11 auch die Streuparameter S12, S21 und S22 bestimmbar. Dazu können auch zwei oder mehr Reflektometerantennen vorgesehen sein. Bei mehr als zwei Antennen ist eine Variante, diese paarweise zu betreiben und für jedes Paar Reflexion und Transmission zu bestimmen.
  • Das hier gezeigte Hausgerät 1 kann alternativ zu der Reflektometereinrichtung 54 auch mit einer Ultrabreitbandradareinrichtung 44 ausgebildet sein, wie sie z. B. in der Fig. 3 beschrieben ist.
  • Es kann erforderlich sein, dass für die Messung gegen andere Reflexionen diskriminiert werden muss, z. B. an den Wänden des Behandlungsraumes. Dabei wird im Zeitbereich kein kontinuierlicher Wellenzug verwendet, sondern nur ein sehr kurzer Puls ausgesendet. Das kann dadurch erfolgen, dass tatsächlich ein Puls direkt erzeugt wird oder dass sich der erforderliche Puls durch ein Abscannen eines geeigneten Frequenzspektrums gemäß Fouriertransformation bildet. Um lediglich die Reflexion am interessierenden Behandlungsgut 200 zu berücksichtigen, wird die Sendeeinrichtung 24 lediglich für ein bestimmtes Zeitfenster geöffnet. Möglich ist auch, dass die Verarbeitungseinrichtung 5 lediglich Messstrahlung aus einem bestimmten Zeitfenster berücksichtigt. Das Zeitfenster umfasst dabei vorzugsweise nur die Dauer des Reflexes vom Behandlungsgut 200. Dabei ist die Empfangseinrichtung 24 bzw. die Verarbeitungseinrichtung 5 mit der Sendeeinrichtung 14 zur Erzeugung des Pulses synchronisiert.
  • Ein solches Verfahren und das für ein solches Verfahren ausgebildete Hausgerät 1 ermöglichen eine sehr zuverlässige und berührungslose Temperaturbestimmung vom Behandlungsgut 200. Ein besonderer Vorteil ist, dass die Temperatur im Inneren eines Objektes bzw. Behandlungsguts 200 berührungslos gemessen werden kann. Mit Kenntnis der inneren Temperatur bzw. der Volumentemperatur können der Behandlungsprozess und die Behandlungseinrichtung 2 besonders gezielt beeinflusst werden. Beispielsweise wird die Heizquelle 103 so gesteuert, dass im Behandlungsgut 200 eine für die jeweilige Behandlung optimale Temperatur vorliegt. Ein besonderer Vorteil ist auch, dass die Volumentemperatur in der Regel sehr eng mit der erforderlichen Garzeit eines Garguts korreliert. Dadurch ist eine sehr zuverlässige Steuerung von Automatikfunktionen möglich.
  • Die Figur 3 zeit ein Hausgerät 1 in einer stark schematisierten Seitenansicht. Das Hausgerät 1 ist hier als ein Gargerät 100 ausgebildet. Der Behandlungsraum 3 ist ein Garraum 13 und kann durch eine als thermische Heizquelle 103 ausgebildete Behandlungseinrichtung 2 beheizt werden. Die Heizquelle 103 ist mit einer Steuereinrichtung 42 wirkverbunden und kann durch diese geregelt werden. Das Messsystem 4 ist zur Ermittlung charakteristischer Kenngrößen des Behandlungsguts 200 vorgesehen und als eine Ultrabreitbandradareinrichtung 44 ausgebildet.
  • Die Ultrabreitbandradareinrichtung 44 weist hier zwei gegenüberliegende Antennen 440, 441 auf. Dabei umfasst eine Antenne jeweils eine Sendeeinrichtung 14, 140 sowie eine Empfangseinrichtung 24, 240. Dadurch kann die Antenne 440, 441 als Sender und Empfänger arbeiten. Die Bandbreite des Radars ist hier vorzugsweise größer als 250 Megahertz und vorzugsweise größer als 10% der Mittenfrequenz des genutzten Frequenzbandes. Besonders bevorzugt wird ein Frequenzband benutzt, welches für derartige Ultrabreitbandanwendungen freigegeben ist. Ein besonders bevorzugter Frequenzbereich ist beispielsweise von 100 Megaherz bis 30 Gigahertz oder auch 100 Gigahertz.
  • Das Messsystem 4 erzeugt Messstrahlung und sendet diese in den Behandlungsraum 3 und zum Behandlungsgut 200 aus. Dabei wird ein Teil der Messstrahlung vom Behandlungsgut 200 reflektiert und läuft zu der Antenne 440, 441 zurück, von der die Messstrahlung ausgesendet wurde. Ein anderer Teil der Messstrahlung wird vom Behandlungsgut 200 transmittiert und zu der gegenüberliegenden Antenne 440, 441 durchgelassen. So ist eine Erfassung von vom Behandlungsgut 200 reflektierter und transmittierter Messstrahlung möglich. Das Messsystem 4 erfasst dabei wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung, wie z. B. die Amplitude, Frequenz, Phase oder Polarisation bzw. Drehwinkel. Anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung wird die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts 200 ermittelt. Die Veränderung betrifft dabei insbesondere die Phase und/oder die Amplitude und/oder weitere charakteristische Kenngrößen und kann beispielsweise durch entsprechende Streuparameter beschrieben werden.
  • Die Verarbeitungseinrichtung 5 berechnet dabei aus den erfassten Welleneigenschaften den Realteil und den Imaginärteil der komplexen Permittivität. Dabei berücksichtigt die Verarbeitungseinrichtung 5 die Frequenz der gesendeten bzw. empfangenen Messstrahlung, sodass die komplexe Permittivität bzw. deren Realteil oder Imaginärteil in Abhängigkeit der jeweiligen Frequenz bzw. als Funktion der Frequenz bestimmt werden können. Anhand der komplexen Permittivität sowie deren Frequenzabhängigkeit können verschiedenste charakteristische Kenngrößen für das Behandlungsgut 200 von der Verarbeitungseinrichtung 5 berechnet werden.
  • Beispielsweise können die äußere Kontur des Behandlungsguts 200, die Temperaturverteilung oder die Feuchteverteilung im Inneren des Behandlungsguts 200, die Materialzusammensetzung, die Dichteverteilung sowie zahlreiche andere Eigenschaften des Behandlungsguts 200, die in Wechselwirkung mit elektromagnetischer Messstrahlung treten können, dargestellt werden. Dabei können verschiedenste Kenngrößen räumlich aufgelöst oder über das Volumen des Behandlungsguts 200 integriert bestimmt bzw. dargestellt werden. So kann z. B. aus dem integralen Feuchtegehalt im Behandlungsgut 200 über die Behandlungszeit der Feuchteverlust des Behandlungsguts 200 und somit z. B. der Garverlauf bestimmt werden.
  • Die Sendeeinrichtungen 14, 140 der Ultrabreitbandradareinrichtung 44 sind hier zum Aussenden ultrakurzer Impulse ausgebildet. Beispielsweise liegt die Dauer der Pulse im Picosekundenbereich. Die Pulse weisen entsprechend steile Flanken auf. So kann in der Frequenzdarstellung eine entsprechend große Bandbreite von typisch einigen GHz und z. B. von 10 oder 20 GHz oder mehr beschrieben werden. Die Empfangseinrichtungen 24, 240 sind dazu ausgebildet, die breitbandigen Pulse zu empfangen. Dabei detektieren die Empfangseinrichtungen 24, 240 nur die Messstrahlung, welche in einem bestimmten Zeitfenster liegt. Das Zeitfenster beginnt in einer einstellbaren Zeit nach dem Aussenden des Sendepulses. Ein solches Zeitfenster ermöglicht die Bestimmung, aus welchem räumlichen Gebiet des Behandlungsraumes 3 bzw. des Behandlungsgutes 200 das empfangene Messsignal stammt.
  • Der Impuls wird durch die Wechselwirkung mit dem Behandlungsgut 200 so beeinflusst, dass sich charakteristische Wellengrößen wie beispielsweise die Phase oder Amplitude ändern. Die Veränderungen werden vom Messsystem 4 erfasst und von der Verarbeitungseinrichtung 5 zeitabhängig ausgewertet, sodass die elektrischen Eigenschaften des Behandlungsgutes in genau dem räumlichen Gebiet ermittelt werden können, aus dem die empfangene Messstrahlung stammt. Je nach eingesetzter Frequenzbandbreite der Messstrahlung ist die räumliche Auflösung größer oder kleiner. Soll die räumliche Auflösung beispielsweise weniger detailreich sein, so kann mit geringerer Frequenzbandbreite gearbeitet werden oder die räumlichen Informationen werden gemittelt.
  • Die Figur 4 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines weiteren Hausgerätes in einer Seitenansicht. Das Messsystem weist hier eine Ultrabreitbandradareinrichtung 44 auf, welche über schwenkbare Sendeeinrichtung 14 und eine schwenkbare Empfangseinrichtung 24 verfügt. Durch das Verschwenken wird mit nur einer Sendeeinrichtung 14 und einer Empfangseinrichtung 24 eine ortsaufgelöste Beschreibung von charakteristischen Kenngrößen des Behandlungsguts 200 ermöglicht.
  • Dabei wird die Empfangseinrichtung 24 vorzugsweise in einem Abstandraster entlang des Behandlungsgutes 200 verschwenkt. Dabei behält die Sendeeinrichtung 14 ihre Position. An jeder Schwenkposition der Empfangseinrichtung 24 wird Messstrahlung über das gesamte beobachtete Frequenzband erfasst. Die Empfangseinrichtung 24 hat dabei ein Zeitfenster für den Empfang der am Behandlungsgut reflektierten und transmittierten Messstrahlung, welches vorzugsweise einmal vollständig durchfahren wird. Anschließend wird die Sendeeinrichtung 14 verfahren, wobei an dieser neuen Position die Empfangseinrichtung 24 erneut entlang des Abstandsrasters verschwenkt wird.
  • Möglich ist auch, das mit einer Richtcharakteristik gearbeitet wird, sodass die Sendeeinrichtung 14 verschwenkt wird, wenn die Empfangseinrichtung 24 ein Signal mit entsprechender Phasenverschiebung erhält. Der zuvor beschriebene Messdurchlauf kann auch in einem gewünschten Zeitraster wiederholt werden, um das zeitliche Verhalten der Kenngröße des Behandlungsguts 200 zu beobachten.
  • Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Messsystems 4 mit einer Ultrabreitbandradareinrichtung 44. Im Unterschied zu dem in der Figur 4 vorgestellten Messsystem ist das Messsystem hier mit verfahrbaren Empfangseinrichtungen 24, 240 ausgestattet. Die Sendeeinrichtung 14 ist verschwenkbar. Während eines Messvorgangs nimmt die Sendeeinrichtung 14 dabei eine bestimmte Schwenkposition ein, während die Empfangseinrichtungen 24, 240 entlang des Behandlungsguts 200 bewegt werden. Vorzugsweise werden die Empfangseinrichtungen 24, 240 entlang eines vorgegebenen Abstandsrasters verfahren. Möglich sind auch andere Kombinationen von ortsfesten, verfahrbaren und/oder schwenkbaren Sendeeinrichtungen 14 bzw. Empfangseinrichtungen.
  • In der Figur 6 ist ein Hausgerät 1 mit einem Messsystem 4 gezeigt, welches eine Bestimmung der Verteilung der Strahlungsleistung im Behandlungsraum 3 ermöglicht. Dabei werden beispielsweise Hohlraumresonanzen frequenzabhängig ermittelt. Der Behandlungsraum ist als ein Garraum 13 ausgebildet. Zur Beheizung des Garraums 13 ist die elektrische Heizeinrichtung 12 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 12 weist eine Oszillator-Einrichtung 52 und eine Verstärkereinrichtung 62 auf, welche zusammen elektromagnetische Strahlungsleistung zum Beheizen des Garraumes 13 erzeugen und verstärken. Die Heizeinrichtung 12 wird von einer Steuereinrichtung 42 gesteuert.
  • Das Messsystem 4 ist hier als eine Ultrabreitbandradareinrichtung 44 ausgebildet und weist eine Sendeeinrichtung 14, eine Empfangseinrichtung 24 sowie eine Verarbeitungseinrichtung 5 auf. Das Messsystem 4 arbeitet im Wesentlichen ähnlich wie das in der Figur 3 beschriebene Messsystem 4. Das hier gezeigte Messsystem 4 ermittelt anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung eine räumliche Leistungsverteilung elektromagnetischer Strahlung. Dabei wird die vom Behandlungsraum 3 und/oder vom Behandlungsgut 200 absorbierte Leistung der Messstrahlung als Funktion der Frequenz bestimmt. Das Messsystem kann auch eine Ultrabreitbandradareinrichtung 44 oder eine Reflektometereinrichtung 54 aufweisen, wie sie zuvor beschrieben wurden.
  • Je nachdem, welche Leistung der Messstrahlung einer bestimmten Frequenz bei der Empfangseinrichtung 24 ankommt, können die gemeinsamen Hohlraumresonanzen von Behandlungsraum 3 und Behandlungsgut 200 für diese Frequenz bestimmt werden. Die als Messstrahlung ausgesendeten ultrakurzen Impulse liegen hier vorzugsweise im Bereich von Picosekunden bis Nanosekunden oder auch Mikrosekunden. Die nach Fouriertransformation zugehörigen Frequenzbandbreiten liegen insbesondere im Bereich einiger 10MHz bis 1THz. Vorteilhafterweise ist die Impulsdauer so gewählt, dass die reflektierte Messstrahlung im Behandlungsraum 3 auf dem Weg zur Empfangseinrichtung 24 nicht mit dem einlaufenden Puls überlagert wird. Die Pulslänge wird insbesondere so kurz gewählt, dass Mehrfach-Reflexionen von unterschiedlichen Bereichen des Behandlungsraumes 3 von Reflexionen am Behandlungsraum 200 diskriminiert werden können. Vorzugsweise wird dazu das Zeitfenster wie zuvor beschrieben eingestellt.
  • Durch den frequenzabhängigen Unterschied von gesendeter zu empfangener Leistung der Messstrahlung zeigen sich bei bestimmten Frequenzen Hohlraumresonanzen. Bei solchen Hohlraumresonanzen wird besonders viel Strahlungsleistung vom Behandlungsgut 200 und Behandlungsraum 3 aufgenommen. Dabei wird vorzugsweise angenommen, dass der in der Regel metallisch ausgekleidete Behandlungsraum 3 eine im Vergleich zum Behandlungsgut 200 vernachlässigbare Absorption zeigt. Die Hohlraumresonanzen werden insbesondere so interpretiert, dass sie die Feldverteilung bzw. die räumliche Verteilung elektromagnetischer Leistungszufuhr innerhalb des Behandlungsraumes und insbesondere innerhalb des Behandlungsguts 200 beschreiben.
  • Die Hohlraumresonanzen bestimmten daher maßgeblich die Temperaturverteilung im Behandlungsgut 200. Die so durch das Messsystem 4 beschriebenen Hohlraumresonanzen lassen sich im Wesentlichen auch auf die von der Heizeinrichtung 12 zugeführte Strahlungsleistung in den Behandlungsraum 3 übertragen. Es kann also eine Vorhersage getroffen werden, welche Hohlraumresonanzen bei aktiver Heizeinrichtung auftreten werden. Ein solches Messverfahren hat somit den Vorteil, dass sich die räumliche Verteilung der durch die Heizeinrichtung 12 zuführbaren Strahlungsleistungen ein gegebenes Behandlungsgut 200 in einem Behandlungsraum 3 genau beschreiben lässt. Dadurch kann die Leistungszufuhr zum Behandlungsgut 200 gezielt beeinflusst werden, z. B. durch Stirrer oder Ausrichtung des Behandlungsguts 200.
  • Dabei wird vorzugsweise die komplexe Permittivität für jede Messfrequenz in dem Frequenzband der Ultrabreitbandradareinrichtung 44 bestimmt. Somit lässt sich für das Behandlungsgut 200 die Absorption, die Reflexion und Transmission von elektromagnetischer Strahlungsleistung der jeweiligen Frequenz bestimmen.
  • Das hier gezeigte Hausgerät 1 hat zudem den Vorteil, dass die Heizeinrichtung 12 entsprechend der zuvor bestimmten räumlichen Leistungsverteilung gesteuert werden kann. Dazu kann mittels der Oszillator-Einrichtung 52 Strahlungsleistung mit der bestimmten Frequenz bzw. in einem bestimmten Frequenzbereich erzeugt werden. Die Oszillator-Einrichtung 52 ist dazu mit der Steuereinrichtung 42 wirkverbunden und durch diese steuerbar. Dadurch kann die Frequenz der von der Heizeinrichtung ausgesendeten Strahlungsleistung in Abhängigkeit der vom Messsystem ermittelten Leistungsverteilung bzw. der ermittelten Hohlraumresonanzen eingestellt werden.
  • Je nachdem, ob eine hohe oder niedrige Leistungszufuhr zum Behandlungsgut 200 gewünscht ist, wird eine Frequenz gewählt, für die das Behandlungsgut zuvor im Messdurchgang ein hohes oder niedriges Absorptionsvermögen gezeigt hat. Möglich ist auch, dass die Heizeinrichtung 12 über die Zeit Strahlungsleistung bei verschiedenen Frequenzen aussendet, sodass bestimmte Feldverteilungen bzw. Hohlraumresonanzen zeitlich aufeinanderfolgend überlagert werden können. In Kenntnis des räumlichen Absorptionsvermögens des Behandlungsguts 200 ist zudem möglich, bestimmten Bereichen des Behandlungsguts 200 eine hohe Strahlungsleistung zuzuführen und anderen Bereichen eine entsprechend niedrige Strahlungsleistung zu verabreichen. So kann beispielsweise Gargut in einem inneren Bereich stärker erwärmt werden als in einem äußeren Bereich.
  • Die Figur 7 zeigt ein als Gargerät 100 ausgebildetes Hausgerät 1 mit einem Messsystem 4. Das Messsystem 4 entspricht im Wesentlichen dem Messsystem 4, wie es in der Figur 6 beschrieben wurde. Die Heizeinrichtung 12 weist hier eine Übertragungseinrichtung 22 auf. Die Übertragungseinrichtung 22 ist über eine Hohlleitereinrichtung 72 mit der Heizeinrichtung 12 verbunden. Die Übertragungseinrichtung 22 ist hier dazu vorgesehen, die von der Heizeinrichtung 12 erzeugte elektromagnetische Strahlungsleistung im Behandlungsraum 3 zu verteilen. Dazu kann die Übertragungseinrichtung 22 beispielsweise als ein Stirrer oder Flügelrad oder dergleichen ausgebildet sein. Dabei sind insbesondere metallisch leitende Bleche vorgesehen, welche motorisch bewegt werden und zu einer Ablenkung der in dem Behandlungsraum 3 eingesendeten Strahlungsleistung führen. So werden je nach Stellung des Stirrers oder des Drehflügels unterschiedliche Schwingungsmoden bzw. Hohlraumresonanzen im Behandlungsraum 3 erzielt.
  • Das Gargerät 100 verfügt hier zudem über eine Positioniereinrichtung 32. Die Positionierung ist beispielsweise als ein Drehteller ausgebildet und dient zur Positionierung bzw. Bewegung des Behandlungsguts 200 im Behandlungsraum 3.
  • Die Übertragungseinrichtung 22 ist hier mit einer Steuereinrichtung 42 wirkverbunden, welche wiederum mit dem Messsystem 4 wirkverbunden ist. Dadurch ist die Übertragungseinrichtung 22 in Abhängigkeit der vom Messsystem ermittelten Information steuerbar. Dabei wird die Übertragungseinrichtung 22 vorzugsweise so ausgerichtet, dass eine gewünschte Leistungszufuhr zum Behandlungsgut 200 erreicht wird. Dabei werden z. B. vom Benutzer eingestellte Programme oder andere Zielvorgaben berücksichtigt. Die Veränderung der Hohlraumresonanzen im Behandlungsraum 3 nach Veränderung der Position der Übertragungseinrichtung 22 kann dabei vom Messsystem 4 überwacht werden. Beispielsweise übermittelt das Messsystem 4 erneut die Hohlraumresonanzen, wenn die Übertragungseinrichtung 22 verändert wurde. Möglich ist auch, dass die Positioniereinrichtung 32 in Abhängigkeit der vom Messsystem 4 ermittelten Hohlraumresonanzen eingestellt wird.
  • Durch die Übertragungseinrichtung 22 und/oder durch die Positioniereinrichtung 32 und deren Steuerung in Abhängigkeit der ermittelten Leistungsverteilung können gezielt zeitlich hintereinander verschiedene Resonanzen im Behandlungsraum 3 realisiert werden. Somit sind auch verschiedene räumliche Verteilungen für den Leistungseintrag in das Behandlungsgut 200 realisierbar. Die Verweilzeiten beim Anfahren einer bestimmten Hohlraumresonanz sind insbesondere durch eine gewichtete Summe beschrieben. Dabei ist festgelegt, wie lange welche Resonanz jeweils für ein optimales Ergebnis anzufahren ist. Es kann auch festgelegt sein, wie die entsprechende Hohlraumresonanz zu realisieren ist, also z. B. durch die Positioniereinrichtung 32 oder durch eine entsprechende Einstellung der Übertragungseinrichtung 22.
  • Die gewünschte Hohlraumresonanz kann auch dadurch angefahren werden, dass die Heizeinrichtung 12 Strahlungsleistung bei einer bestimmten Frequenz aussendet, wie es beispielsweise für das Gargerät 100 in der Figur 6 beschrieben wurde. Dabei kann die in der gewichteten Summe enthaltene Information vorzugsweise durch eine Simulation oder auch durch Versuche im Vorfeld bestimmt worden sein. Diese Informationen und andere zuvor ermittelte Parameter einer Leistungsverteilung sind vorzugsweise als Referenzparameter in einer Speichereinrichtung des Hausgeräts 1 abgelegt. Bei Anwahl eines entsprechenden Automatikprogramms oder einer anderen Zielvorgabe durch den Benutzer sind die Referenzparameter dann an die Situation angepasst abrufbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hausgerät
    2
    Behandlungseinrichtung
    3
    Behandlungsraum
    4
    Messsystem
    5
    Verarbeitungseinrichtung
    6
    Bedieneinrichtung
    7
    Speichereinrichtung
    12
    Heizeinrichtung
    13
    Garraum
    14
    Sendeeinrichtung
    22
    Übertragungseinrichtung
    24
    Empfangseinrichtung
    32
    Positioniereinrichtung
    42
    Steuereinrichtung
    44
    Ultrabreitbandradareinrichtung
    52
    Oszillatoreinrichtung
    54
    Reflektometereinrichtung
    62
    Verstärkereinrichtung
    72
    Hohlleitereinrichtung
    100
    Gargerät
    103
    Heizquelle
    104
    Tür
    140
    Sendeeinrichtung
    200
    Behandlungsgut
    240
    Empfangseinrichtung
    440
    Antenne
    441
    Antenne

Claims (19)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hausgerätes (1) mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) zur Behandlung von Behandlungsgut (200) in wenigstens einem Behandlungsraum (3), wobei mit wenigstens einem Messsystem (4) mit wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung (5) wenigstens eine charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts (200) berührungslos ermittelt wird und wobei die Behandlungseinrichtung (2) in Abhängigkeit der ermittelten Kenngröße gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Messsystem (4) wenigstens zeitweise elektromagnetische Messstrahlung erzeugt und mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (14) in den Behandlungsraum einbringt und dass wenigstens zeitweise von wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) des Messsystems (4) vom Behandlungsgut (200) beeinflusste und direkt reflektierte Messstrahlung empfangen wird, wobei das Messsystem (4) wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung erfasst und die Verarbeitungseinrichtung (5) anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts (200) ermittelt.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung wiederholt ausgesendet wird und insbesondere vor der Behandlung und/oder während der Behandlung und/oder nach der Behandlung des Behandlungsgutes (200).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung wenigstens zwei sich um wenigstens 100 MHz unterscheidende Frequenzen zwischen 10 Megahertz und 1 Terahertz umfasst und/oder dass die Messstrahlung eine Frequenzbreite von wenigstens 10 % der Mittenfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeinrichtung (14) die Messstrahlung wenigstens zeitweise als wenigstens einen Impuls mit einer Impulsdauer kürzer als eine Nanosekunde aussendet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Empfangseinrichtung (24) empfangene Messstrahlung durch die Verarbeitungseinrichtung (5) analysiert wird und dass die Messstrahlung berücksichtigt wird, welche während eines definierten Zeitfensters empfangen wird, wobei der Beginn des Zeitfensters wenigstens teilweise vom Zeitpunkt des Aussendens der Messstrahlung abhängig ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens teilweise vom Behandlungsgut (200) beeinflusste und transmittierte Messstrahlung empfangen wird, wobei wenigstens eine weitere Empfangseinrichtung (240) und/oder wenigstens eine weitere Sendeeinrichtung (140) vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Empfangseinrichtung (24, 240) und/oder die Sendeeinrichtung (14, 140) während des Sendens und/oder Empfangens der Messstrahlung wenigstens teilweise bewegt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Veränderung wenigstens einer charakteristischen Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die dielektrischen Eigenschaften und insbesondere die komplexe Permittivität wenigstens eines Teils des Behandlungsguts (200) bei wenigstens zwei Frequenzen des eingesetzten Frequenzbandes und/oder als Funktion der Frequenz bestimmt werden.
  9. Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts (200) die Form und/oder die Kontur und/oder das Volumen und/oder den Feuchtegehalt und/oder die Dichteeigenschaften und/oder die Temperatur und/oder die Materialeigenschaften und/oder den Aggregatzustand und/oder die stoffliche Zusammensetzung und/oder die Anzahl und/oder die Konsistenz und/oder die zeitliche Veränderung einer Eigenschaft und/oder die Position des Behandlungsguts (200) im Behandlungsraum (3) beschreibt.
  10. Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts (200) als eine räumliche Verteilung bestimmt wird.
  11. Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut (200) in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße innerhalb des Behandlungsraumes (3) durch wenigstens eine Positioniereinrichtung (32) ausgerichtet wird und/oder dass in Abhängigkeit der charakteristischen Kenngröße die von der Behandlungseinrichtung (2) dem Behandlungsgut (200) zugeführte Leistung durch wenigstens eine Steuereinrichtung (42) eingestellt wird.
  12. Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Benutzer über eine Bedieneinrichtung (6) wenigstens eine Zielvorgabe für die Behandlung vorgegeben werden kann, wobei die ermittelte charakteristische Kenngröße des Behandlungsgutes (200) mit der Zielvorgabe wenigstens zeitweise abgeglichen wird und die Behandlungseinrichtung (2) wenigstens teilweise in Abhängigkeit des Abgleichs gesteuert wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, dass die ermittelte charakteristische Kenngröße mit wenigstens einer in wenigstens einer Speichereinrichtung (7) abgelegten Referenzkenngröße abgeglichen wird.
  14. Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtung (2) wenigstens eine Heizeinrichtung (12) aufweist, welche elektromagnetische Strahlung zum dielektrischen Erwärmen des Behandlungsguts (200) erzeugt, wobei die von der Sendeeinrichtung (14) ausgesendete Messstrahlung eine wenigstens zehnfach schwächere Leistung als die elektromagnetische Strahlung der Heizeinrichtung (12) aufweist.
  15. Hausgerät (1) mit wenigstens einem Behandlungsraum (3) und wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) zur Behandlung von Behandlungsgut (200) und mit wenigstens einem Messsystem (4) mit wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung (5) zur berührungslosen Ermittlung wenigstens einer charakteristischen Kenngröße des Behandlungsguts (200), wobei die Behandlungseinrichtung (2) dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Kenngröße gesteuert zu werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Messsystem (4) dazu geeignet und ausgebildet ist, elektromagnetische Messstrahlung zu erzeugen, wobei das Messsystem (4) wenigstens eine Sendeeinrichtung (14) zum wenigstens zeitweisen Senden elektromagnetischer Messstrahlung in den Behandlungsraum (3) und wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) zum wenigstens zeitweisen Empfangen von vom Behandlungsgut (200) beeinflusster und direkt reflektierter Messstrahlung aufweist und dass das Messsystem (4) dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens eine charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung zu erfassen und dass die Verarbeitungseinrichtung (5) dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand der Veränderung der Welleneigenschaft der empfangenen Messstrahlung in Bezug zur gesendeten Messstrahlung die charakteristische Kenngröße des Behandlungsguts (200) zu ermitteln.
  16. Hausgerät (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (14) und/oder die Empfangseinrichtung (24) wenigstens teilweise dazu ausgebildet und geeignet sind, Messstrahlung wenigstens zwei unterschiedlicher Frequenzen zwischen 10 Megahertz und 100 Gigahertz in einer Frequenzbandbreite von wenigstens 10 % der Mittenfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes zu verarbeiten.
  17. Hausgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (14) wenigstens teilweise dazu ausgebildet und geeignet ist, Messstrahlung als wenigstens einen Impuls mit einer Impulsdauer kürzer als eine Nanosekunde wenigstens zeitweise und insbesondere wiederholt auszusenden.
  18. Hausgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (4) wenigstens eine Ultrabreitbandradareinrichtung (44) umfasst und/oder als eine solche ausgebildet ist.
  19. Hausgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinrichtung (2) als eine thermische Heizquelle (103) und/oder eine Heizeinrichtung (12) zum dielektrischen Erwärmen und/oder Reinigungseinrichtung und/oder Trocknungseinrichtung und/oder Kühleinrichtung ausgebildet ist oder eine solche umfasst.
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