EP3031298A1 - Kocheinrichtung und verfahren zum betreiben einer kocheinrichtung - Google Patents

Kocheinrichtung und verfahren zum betreiben einer kocheinrichtung

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Publication number
EP3031298A1
EP3031298A1 EP14750197.7A EP14750197A EP3031298A1 EP 3031298 A1 EP3031298 A1 EP 3031298A1 EP 14750197 A EP14750197 A EP 14750197A EP 3031298 A1 EP3031298 A1 EP 3031298A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooking
sensor
detected
sensor module
heating
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.)
Withdrawn
Application number
EP14750197.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Backherms
Eduard Sailer
Holger Ernst
Sonja Schöning
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 EP3031298A1 publication Critical patent/EP3031298A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H05B1/0261—For cooking of food
    • H05B1/0266—Cooktops
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the present invention relates to a cooking device and a method of operating such.
  • the cooking device is used in particular for the preparation of food.
  • Cooking device comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device provided for heating at least one cooking area.
  • the cooking device according to the invention comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device for heating at least one
  • At least one sensor device is provided for detecting at least one characteristic variable directly dependent on temperatures of the cooking region and at least one control device.
  • the control device is designed and suitable for controlling the heating device as a function of the at least one variable detected by the sensor device.
  • the sensor device is associated with at least one sensor module for detecting at least one size indirectly dependent on temperatures of the cooking area.
  • the cooking device has many advantages.
  • a significant advantage is that at least one sensor module is provided for detecting at least one size dependent indirectly on temperatures of the cooking area.
  • the sensor module allows at least partially redundant determination of temperature conditions of the cooking area, which cooking processes can be monitored very reliable.
  • the indirect size d. H. the indirectly dependent on temperatures of the cooking area size, it can be z. B. characteristic of a boiling noise.
  • the sensor device also detects a directly dependent on temperatures of the cooking area size, z. B. via a heat sensor. Although this direct size can usually be reliable
  • Cooking state of a food so whether it is boiling, for example, but usually not alone based on the temperature reliably determined because z.
  • the sensor module assigned to the sensor module may be a separate sensor module. But it is also possible at least partially integrated into the sensor device
  • the sensor module is part of an electronic circuit, wherein the part of the electronic circuit is adapted to output a parameter suitable as an indirect variable. This is particularly advantageous because no additional sensor module is needed, but the indirect size in an electronic
  • Circuit, z. As a microcontroller, can be "tapped" at a suitable location.
  • the sensor module can also be any sensor of the heating device and / or a
  • the sensor module can be operatively connected to the sensor device. However, it can also not be in operative connection with the sensor device and, for example, be in operative connection with a control device, which in particular also with the sensor device in
  • the feature that the sensor module is assigned to the sensor device here means, in particular, a consideration of the values detected by the sensor module during a processing of the values detected by the sensor device.
  • the assignment therefore does not have to be a physical assignment, but rather can be an assignment related to the processing of the detected quantities.
  • the variable detected by the sensor module does not correlate directly with the temperature and / or is preferably independent of it.
  • this is the case for a size describing a vibration in the cooking area or a voltage of a heating source.
  • the indirect size changes depending on a temperature or a temperature change.
  • no particular temperature value can be determined from the indirect variable.
  • the boiling noise of a liquid of unknown composition such as.
  • the temperature although dependent on the temperature, since the temperature must correspond to the boiling point.
  • the boiling point of the liquid does not depend only on the temperature, it is not possible to directly determine the temperature of the liquid from the boiling noise.
  • z As the value of the electrical resistance of a PT100 sensor, the temperature of an unknown fluid can be determined directly, even if the liquid to be measured is not known.
  • the cooking area can also include a food container placed there.
  • the detected variables are then used to determine the temperature of the food container in the cooking area and in particular its underside and / or its contents.
  • the control device is suitable and designed to control the heating device at least partially as a function of the size detected by the sensor module. This is particularly advantageous because the control of the heater below
  • Cooking state can be adjusted. For example, the heating device by the controller to the boiling point with increased power and then with
  • the control device which is provided in particular for the registration and processing of the indirect and / or direct size, can be a central control device of the cooking device. It is also possible that the control device is assigned to certain devices of the cooking device, such. B. the sensor device or heater. It can also be several, shared or separately trained,
  • control device is suitable and designed to determine at least one characteristic temperature range of a cooking process on the basis of at least one variable detected by the sensor device and / or the sensor module.
  • the characteristic temperature range is z.
  • the temperature range of a silent boiling, bubbling or film boiling of food such as water. It is also possible a boiling range of oil or fat or other food.
  • the temperature range for a sharp searing or a cooking below the boiling point may be a characteristic temperature range of the cooking process. Any other are possible
  • Temperature ranges that characterize a cooking process are characterized by:
  • control device is suitable and designed for this purpose
  • the control device is suitable and designed to detect a boiling plateau and / or a boiling point and / or temperature ranges outside and / or in the region of a boiling point.
  • vibrations and / or sounds can be detected and registered over time. On the basis of the change in vibration and / or noise over time can thus z. B. the transition from still boiling to Blasensieden be recognized.
  • the sensor module is suitable and designed to detect at least one electrical parameter of the heating device.
  • Parameter is a quantity that is indirectly dependent on the temperatures of the cooking area.
  • electrical parameters is in particular an electrical power consumption and / or an electrical power output.
  • the sensor module can at least one
  • the control device can be suitable and designed to compare the electrical parameter with the direct variable detected by the sensor device.
  • the heating device comprises at least one induction device.
  • Induction device is designed in particular as an induction heating source and comprises at least one induction coil. It is possible that the induction device comprises a plurality or a plurality of smaller induction coils. Then it is possible that the cooking area, for example, results flexibly by placing a Gargut matterers. It is also possible that fixed hotplates are specified.
  • Such configured cooking device wherein the sensor module has an electrical
  • Detected parameters of the induction device as an indirect variable can be used particularly advantageous for detecting a temperature range of cooking operations.
  • Resonant circuit of the induction device are detected. It can be calculated in a conventional manner, the permeability of a Gargut mattersers in the cooking area, including in particular the control device is formed. Since the permeability of the Gargut mattersers usually decreases with increasing temperature, by changing the
  • Permeability over time to be closed to a change in temperature is therefore in particular an indirectly dependent on temperatures of the cooking area size.
  • the sensor module comprises at least one vibration sensor and / or at least one acceleration sensor and / or at least one noise sensor and / or at least one voltage sensor and / or at least one current sensor and / or at least one magnetic field sensor.
  • the sensor module may also comprise at least one piezoelectric sensor element and / or microphone and / or at least one
  • the piezoelectric sensor element can be any piezoelectric sensor element having electroacoustic transducer.
  • the piezoelectric sensor element can be any piezoelectric sensor element having electroacoustic transducer.
  • the piezoelectric sensor element can be any piezoelectric sensor element having electroacoustic transducer.
  • the piezoelectric sensor element can be any piezoelectric sensor element having electroacoustic transducer.
  • the piezoelectric sensor element can be any piezoelectric sensor element having electroacoustic transducer.
  • a pressure, an acceleration and / or a force as a corresponding voltage signal.
  • two or more identical and / or different sensors are also possible.
  • two or more identical or different indirect variables can also be detected.
  • the hob can have at least one carrier device for positioning at least one food container.
  • the carrier device may, for example, a glass ceramic plate or the like.
  • the sensor module is preferably arranged in the installed position of the hob at least partially below the support means.
  • Vibration sensor or the noise sensor may be arranged below the cooking surface. This is particularly advantageous for detecting the boiling point.
  • the sensor module can also be provided positionable in a food container.
  • the detected variable is transmitted as a radio signal to the control device.
  • At least two sensor modules are provided.
  • At least one sensor module is adapted and configured to detect at least one electrical parameter of the heater and at least one further sensor module, a vibration sensor and / or acceleration sensor and / or
  • Sound sensor includes.
  • Such a combination of sensor modules has the advantage that at least two indirect variables can be detected redundantly, resulting in a particularly high reliability in the monitoring of a cooking process.
  • two or more identical and / or different sensor modules are also possible.
  • at least one sensor module may be provided for an induction device and / or for a cooking location.
  • the further cooking device comprises at least one hob with at least one cooking point and at least one heating device for heating at least one cooking area.
  • At least one sensor device is provided for detecting at least one characteristic variable directly dependent on temperatures of the cooking region and at least one control device.
  • the control device is designed and suitable for controlling the heating device as a function of the at least one variable detected by the sensor device.
  • the sensor device is associated with at least one sensor module, which is taken from a group of sensor modules. This group includes vibration sensors, acceleration sensors, noise sensors, voltage sensors, current sensors, magnetic field sensors.
  • This cooking device has many advantages.
  • a considerable advantage is the at least one sensor module which is assigned to the sensor device and enables a redundant sensory detection.
  • At least one further variable can be detected by the sensor module in addition to the quantity which is detected by the sensor device and is directly dependent on temperatures of the cooking region. It is particularly advantageous that the sensor module is taken from a group of sensor modules which detect an indirectly dependent on temperatures size, such. B. a noise or a voltage.
  • the cooking device can determine a temperature of the cooking area and redundantly monitor whether there is also a characteristic boiling sound. Thus, the boiling point can be detected particularly reliably during a cooking process.
  • This cooking device can be designed in such a way as previously described for the first-mentioned cooking device.
  • the inventive method is suitable for operating a cooking device with at least one hob with at least one cooking point and at least one
  • Heating device for heating at least one cooking area. At least one
  • Sensor device detects at least one directly dependent on temperatures of the cooking area characteristic size. At least one control device controls the
  • Heating device at least partially and at least temporarily as a function of at least one of the sensor device detected size.
  • associated sensor module at least one indirectly dependent on the temperatures of the cooking area size detected.
  • the method according to the invention is very advantageous.
  • a particular advantage is that at least one indirectly dependent on temperatures of the cooking area size is detected. Together with the size, which depends directly on the temperature of the cooking area, a cooking process can be monitored very reliably. For example, it can be concluded that the food has boiled, if by means of the direct size a corresponding one
  • the sensor module increases the reliability, for example, by additionally detecting a characteristic boiling sound.
  • the control device preferably also controls the heating device as a function of the variable detected by the sensor module. This has the advantage that the heater in
  • the control device preferably controls the
  • Heating device at least partially and at least temporarily as a function of detected by the sensor device direct size and detected by the sensor module indirect size.
  • the characteristic temperature range of a cooking process is preferably determined as a function of the indirectly dependent variable detected by the sensor module and depending on the directly dependent variable detected by the sensor device by means of the control device. As a result, a determined temperature value with an indirectly standing for a temperature value, z. B. a power consumption of the heater to be compared, from which, for example, a boiling plateau can be detected in the cooking process. It is also possible that the characteristic temperature range of a cooking process is determined only as a function of the indirect or the direct size.
  • At least one electrical parameter of the heating device is detected by means of the sensor module.
  • the parameter is in particular an electrical power consumption and / or
  • Power output and / or an electrical voltage and / or current and / or resistance and / or other electrical or magnetic parameters is detected in particular over time and stored at least temporarily. It is also possible that two or more parameters are detected and this particular of the
  • Control device are charged to another parameter.
  • the permeability of the cooking area for a magnetic field is determined as a function of the electrical parameter by means of the control device.
  • the permeability corresponds to the so-called permeability.
  • at least one cooking product container may be located in the cooking region, wherein preferably also its permeability is determined.
  • a change in temperature of the cooking area or of the food container erected there is determined at least approximately.
  • acquired and / or determined values are stored over at least one period. Based on a decreasing permeability z. B. be closed to an increasing temperature.
  • Temperature range of a cooking process characterized in that at least one value for the permeability with at least one value for a power consumption and / or
  • Power output of the heater is compared.
  • a temporal change of the values is considered.
  • the characteristic temperature range is preferably registered as a function of a predetermined deviation of the compared values from one another. For example, the temperature range of a boiling plateau can be registered in this way.
  • the detected direct dependent variable and the detected indirectly dependent variable are weighted differently.
  • the indirect and the direct size are considered weighted in the control of the heater. But it is also possible that the corresponding sizes are considered equally.
  • the control device can compare the at least two sizes with each other.
  • At least one vibration and / or at least one acceleration and / or at least one noise of the cooking area is detected, which characterizes a temperature range of a cooking process and in particular a boiling range.
  • at least one sensor module is provided for this purpose.
  • the sensor device is designed and suitable for detecting at least a portion of the radiant heat emanating from the cooking area without contact.
  • the sensor device may comprise at least one sensor unit have, for. B. a thermopile or a thermopile.
  • the direct variable is then in particular an output voltage and / or an output current of the sensor unit.
  • Figure 1 is a schematic representation of a cooking device according to the invention on a cooking appliance in a perspective view;
  • Figure 2 is a schematic cooking device in a sectional view
  • Figure 5 is a schematic cooking device with sensor modules in a cut
  • FIG. 1 shows a cooking device 1 according to the invention, which is here part of a
  • Cooking appliance 100 is executed.
  • the cooking appliance 1 or the cooking appliance 100 can be designed both as a built-in appliance and as a self-sufficient cooking appliance 1 or stand-alone cooking appliance 100.
  • the cooking device 1 here comprises a hob 1 1 with four burners 21.
  • Each of the cooking zones 21 here has at least one heated cooking area 31 for cooking food.
  • a heating device 2 not shown here, is provided in total for each hotplate 21.
  • the heating devices 2 are designed as induction heating sources and each have an induction device 12 for this purpose.
  • a cooking area 31 is not assigned to any particular cooking area 21, but rather represents an arbitrary location on the hob 1 1.
  • the cooking area 31 may have a plurality of induction devices 12 and in particular a plurality of induction coils and be formed as part of a so-called full-surface induction unit.
  • a pot can be placed anywhere on the hob 1 1, wherein during cooking only the corresponding induction coils are driven in the pot or are active.
  • Other types of heaters 2 are also possible, such.
  • the cooking device 1 can be operated here via the operating devices 105 of the cooking appliance 100.
  • the cooking device 1 can also be designed as a self-sufficient cooking device 1 with its own operating and control device. Also possible is an operation via a
  • the cooking appliance 100 is here designed as a stove with a cooking chamber 103, which can be closed by a cooking chamber door 104.
  • the cooking chamber 103 can be heated by various heat sources, such as a Um Kunststoffsagennger. Other heat sources, such as a
  • the cooking device 1 has a sensor device 3, not shown here, which is suitable for detecting at least one directly dependent on temperatures of the cooking region 31 characteristic size.
  • the sensor device 3 can detect such a direct variable, via which the temperature of a pot can be directly determined, which is turned off in the cooking area 31.
  • the sensor device 3 is a sensor module 500 (not illustrated here) for detecting at least one indirectly dependent on temperatures of the cooking region 31
  • a sensor device 3 and / or at least one sensor module 500 can be assigned to each cooking area 31 and / or each cooking area 21. It is also possible that a plurality of cooking areas 31 and / or hobs 21st
  • the sensor device 3 and the sensor modules 500 are operatively connected to a control device 106 here.
  • the controller 106 is adapted to the heater 2 in
  • the cooking device 1 is preferably designed for an automatic cooking operation and has various automatic functions.
  • a soup can be boiled briefly and then kept warm, without a user having to supervise the cooking process or set a heating level.
  • he sets the pot with the soup on a hob 21 and selects the corresponding automatic function via the operating device 105, here z.
  • the operating device 105 here z.
  • Cooking process determines the temperature of the bottom of the pot .. To make it even more reliable To ensure monitoring of the cooking process, for example, the noise development in the cooking area 31 is detected by the sensor module 500. So a boiling of the food can be detected by a characteristic Siedige Hursches.
  • Control device 106 registers the noise during the cooking process as well as the temperature of the pot bottom and adjusts the heating power of the heater 2 in
  • the automatic function it is also possible by the automatic function to perform a longer cooking process at one or more different desired temperatures, for. B. to slowly let rice pudding draw.
  • a cooking device 1 is strong in a sectional side view
  • the cooking device 1 here has a carrier device 5 designed as a glass ceramic plate 15.
  • the glass ceramic plate 15 can in particular as
  • Ceran field or the like may be formed or at least include such. Also possible are other types of support means 5.
  • a cookware or food containers 200 such as a pot or a pan, in which food or food can be cooked.
  • a sensor device 3 which detects heat radiation in a detection region 83 here.
  • the detection area 83 is in the installed position of
  • Cooking device 1 is provided above the sensor device 3 and extends upward through the glass ceramic plate 15 to the food container 200 and beyond, if there is no food container 200 is placed there. Below the glass ceramic plate 15 is a
  • Induction device 12 for heating the cooking area 31 attached.
  • Induction device 12 is here annular and has in the middle a recess in which the sensor device 3 is mounted.
  • Sensor device 3 has the advantage that even with a not centrally located on the cooking surface 21 Gargut actuallyer 200 this still in the detection range 83 of
  • FIG. 3 shows a schematized cooking device 1 in a sectional side view.
  • the cooking device 1 has a glass ceramic plate 15, below which the
  • Induction device 12 and the sensor device 3 are mounted.
  • the sensor device 3 has a first sensor unit 13 and another sensor unit 23. Both sensor units 13, 23 are suitable for non-contact detection of thermal radiation and designed as a thermopile or thermopile.
  • the sensor units 13, 23 are each equipped with a filter device 43, 53 and provided for detecting heat radiation emanating from the cooking area 31.
  • the heat radiation goes for example From the bottom of a Gargut essenceers 200, penetrates the glass ceramic plate 15 and reaches the sensor units 13, 23.
  • the sensor device 3 is advantageously mounted directly below the glass ceramic plate 15 in order to capture as large a proportion of emanating from the cooking area 31 heat radiation without great losses.
  • the sensor units 13, 23 are provided close to below the glass ceramic plate 15.
  • a magnetic shielding device 4 which consists of a ferrite body 14 here.
  • the ferrite body 14 is designed here essentially as a hollow cylinder and surrounds the sensor units 13, 23 in an annular manner
  • Shielding device 4 shields the sensor device 3 against electromagnetic
  • Induction device 12 from. Without such shielding, the magnetic field generated by induction device 12 during operation could undesirably heat parts of sensor device 3 as well, resulting in unreliable temperature sensing and inferior measurement accuracy.
  • the magnetic shielding device 4 thus considerably improves the accuracy and reproducibility of the temperature detection.
  • the magnetic shielding device 4 may also consist at least in part of at least one at least partially magnetic material and an at least partially electrically non-conductive material.
  • the magnetic material and the electrically non-conductive material may be arranged alternately and in layers. Also possible are other materials or materials which have at least partially magnetic properties and also have electrically insulating properties or at least low electrical conductivity.
  • the sensor device 3 has at least one optical screen device 7, which is provided to shield radiation influences and in particular heat radiation, which act on the sensor units 13, 23 from outside the detection zone 83.
  • the optical shield device 7 is designed here as a tube or a cylinder 17, wherein the cylinder 17 is hollow and the sensor units 13, 23 surrounds approximately annular.
  • the cylinder 17 is made of stainless steel here. This has the advantage that the cylinder 17 has a reflective surface which reflects a large proportion of the much heat radiation or absorbs as little heat radiation as possible.
  • the high reflectivity of the surface on the outside of the cylinder 17 is particularly advantageous for the shield against
  • the high reflectivity of the surface on the inside of the cylinder 17 is also advantageous in order to direct thermal radiation from (and in particular only out) the detection area 83 to the sensor units 13, 23.
  • the optical screen device 7 can also be configured as a wall, which surrounds the sensor device 13, 23 at least partially and preferably annularly.
  • the cross section may be round, polygonal, oval or rounded. Also possible is a configuration as a cone.
  • an insulation device 8 for thermal insulation is provided, which is arranged between the optical shield device 7 and the magnetic shielding device 4.
  • the insulation device 8 consists here of an air layer 18, which is between the ferrite 14 and the cylinder 17.
  • the insulation device 8 in particular a heat conduction from the ferrite 14 to the cylinder 17 is counteracted.
  • Shielding device 4 and an inner optical shield device 7 and an intermediate insulation device 8 provides a particularly good shielding of
  • the insulation device 8 has, in particular, a thickness of between approximately 0.5 mm and 5 mm and preferably a thickness of 0.8 mm to 2 mm and particularly preferably a thickness of approximately 1 mm.
  • the isolation device 8 may also be at least one medium with a correspondingly low heat conduction, such. B. include a foam material and / or a polystyrene plastic or other suitable insulating material.
  • the sensor units 13, 23 are arranged here on a thermal compensation device 9 thermally conductive and in particular thermally conductive with the thermal
  • the thermal compensation device 9 has for this purpose two coupling devices, which are formed here as depressions, in which the
  • Sensor units 13, 23 are embedded accurately. This ensures that the sensor units 13, 23 are at a common and relatively constant temperature level. In addition, the thermal compensation device 9 ensures a homogeneous
  • An unequal own temperature can in particular as a thermopile
  • trained sensor units 13, 23 lead to artifacts in the detection.
  • a spacing between cylinder 17 and thermal compensation device 9 is provided.
  • the copper plate 19 may also be provided as the bottom 27 of the cylinder 17.
  • Compensation device 9 is formed here as a solid copper plate 19. It is possible also at least partly another material with a correspondingly high heat capacity and / or a high thermal conductivity.
  • the sensor device 3 here has a radiation source 63, which can be used to determine the reflection properties of the measuring system or the emissivity of a food container 200.
  • the radiation source 63 is here designed as a lamp 1 1 1, which emits a signal in the wavelength range of the infrared light and the visible light.
  • the radiation source 63 may also be formed as a diode or the like.
  • the lamp 1 1 1 is used here in addition to the reflection determination for signaling the operating state of the cooking device 1.
  • the thermal compensation device 9 and the copper plate 19 is formed as a reflector.
  • the copper plate 19 has a concave-shaped depression, in which the lamp 1 1 1 is arranged.
  • the copper plate 19 is also coated with a gold-containing coating to increase the reflectivity.
  • the gold-containing layer has the advantage that it also protects the thermal compensation device 9 from corrosion.
  • the thermal compensation device 9 is executed on a plastic holder
  • the holding device 10 has a connecting device, not shown here, by means of which the holding device 10 can be latched to a support means 30.
  • the support device 30 is formed here as a printed circuit board 50.
  • On the support means 30 and the circuit board 50 also other components may be provided, such. As electronic components, control and computing devices and / or mounting or mounting elements.
  • Sealing device 6 is provided, which is designed here as a micanite layer 16.
  • the micanite layer 16 is used for thermal insulation, so that the induction device 12 is not heated by the heat of the cooking area 31.
  • a micanite layer 16 for thermal insulation between the ferrite body 14 and the glass-ceramic plate 15 is provided here. This has the advantage that the heat transfer from the hot in the glass ceramic plate 15 to the ferrite 14 is severely limited. This goes from the
  • the micanite layer 16 thus counteracts an undesirable heat transfer to the sensor device 3, which increases the reliability of the measurements. In addition, the micanite layer 16 seals the sensor device 3 dust-tight against the remaining regions of the cooking device 1.
  • the micanite layer 16 has
  • the cooking device 1 has on the underside a cover 41, which is designed here as an aluminum plate and the induction device 12 covers.
  • Covering device 41 is connected to a housing 60 of the sensor device 3 via a
  • a damping device 102 is provided, which here has a spring device 1 12.
  • the spring device 1 12 is connected at a lower end to the inside of the housing 60 and at an upper end to the circuit board 50. In this case, the spring device 1 12 presses the printed circuit board 50 with the ferrite 14 and the attached thereto micanite 16 up against the glass ceramic plate 15.
  • Such an elastic arrangement is particularly advantageous because the sensor device 3 may be arranged as close as possible to the glass ceramic plate 15 for metrological reasons should. This directly adjacent arrangement of
  • Sensor device 3 on the glass ceramic plate 15 could cause damage to the glass ceramic plate 15 in the event of impacts or impacts. Due to the elastic reception of the sensor device 3 relative to the carrier device 5, shocks or impacts are damped on the glass ceramic plate 15 and thus reliably prevent such damage.
  • the first sensor unit 13 detects outgoing from the bottom of the pot
  • the other sensor unit 23 is provided to detect only the heat radiation of the glass-ceramic plate 15.
  • the other sensor unit 23 has a
  • Glass ceramic plate 15 is emitted, can be determined in per se known, the proportion of heat radiation, which emanates from the bottom of the pot.
  • the first sensor unit 13 is equipped with a filter device 43 which is very permeable to radiation in this wavelength range, while the filter device 43 substantially reflects radiation from other wavelength ranges.
  • the filter devices 43, 53 are each designed here as an interference filter and in particular as a bandpass filter or as a longpass filter.
  • the determination of a temperature from a specific radiant power is a known method.
  • the decisive factor is that the emissivity of the body is known, from which the temperature is to be determined. In the present case, therefore, the emissivity of the pot bottom must be known or determined for a reliable temperature determination.
  • the sensor device 3 here has the advantage that it is designed to determine the emissivity of a Gargut variousers 200. This is particularly advantageous, since thus any cookware can be used and not just a specific food container whose emissivity must be known in advance.
  • the lamp 1 1 1 1 In order to determine the emissivity of the pot bottom, the lamp 1 1 1 emits a signal which has a proportion of heat radiation in the wavelength range of the infrared light. The radiation power or the thermal radiation of the lamp 1 1 1 passes through the
  • the reflected radiation passes through the glass ceramic plate 15 back to the sensor device 3, where it from the first sensor unit 13 as mixed radiation from
  • Radiation equals 1 minus reflected radiation.
  • the emissivity is redetermined here at certain intervals. This has the advantage that a subsequent change in the emissivity does not lead to a falsified measurement result.
  • a change in the emissivity can occur, for example, when the Cookware tray has different emissivities and is moved to the hob 21. Different emissivities are very common in cookware trays observed because z. B. already light soiling, corrosion or even different coatings or coatings can have a major impact on the emissivity.
  • the lamp 1 1 1 is used here in addition to the determination of the emissivity or the determination of the reflection behavior of the measuring system for signaling the operating state of the cooking device 1.
  • the signal of the lamp 1 1 1 also includes visible light, which is perceptible by the glass ceramic plate 15.
  • the lamp 1 1 1 indicates to a user that an automatic function is in operation.
  • Such an automatic function can, for. B. be a cooking operation, in which the heater 2 is controlled automatically in dependence of the determined pot temperature. This is particularly advantageous because the lighting of the lamp 1 1 1 does not confuse the user. The user knows from experience that the lighting is an operation indicator and the normal appearance of the
  • Cooking device 1 belongs. He can therefore be sure that a flashing of the lamp 1 1 1 is not a malfunction and the cooking device 1 may not work properly.
  • the lamp 1 1 1 can also light up in a certain duration and at certain intervals. It is possible z. As well as that over different flashing frequencies
  • a sensor device 3 with a radiation source 63 which is suitable for displaying at least one operating state, is provided for each cooking point 21 or each (possible) cooking region 31.
  • At least one arithmetic unit may be provided for the necessary calculations for determining the temperature and for the evaluation of the detected variables.
  • the arithmetic unit can be at least partially provided on the circuit board 50.
  • the control device 106 it is also possible, for example, for the control device 106 to be designed accordingly, or at least one separate arithmetic unit is provided.
  • FIG. 4 shows a development in which a sensor module 500 and a safety sensor 73 are arranged below the glass-ceramic plate 15.
  • the safety sensor 73 is formed here as a temperature-sensitive resistor, such as a thermistor or an NTC sensor, and thermally conductively connected to the glass ceramic plate 15.
  • the safety sensor 73 is provided here to be able to detect a temperature of the cooking area 31 and in particular of the glass ceramic plate 15. If the temperature exceeds a certain value, there is a risk of overheating and the heaters 2 are switched off.
  • the safety sensor 73 with a not shown here Safety device operatively connected, which can trigger a safety state depending on the detected temperature.
  • Such a security condition has z. B. the shutdown of the heaters 2 and the cooking device 1 result.
  • safety sensor 73 is here as another sensor unit 33 of
  • the values detected by the safety sensor 73 are also taken into account for the determination of the temperature by the sensor device 3.
  • the values of the safety sensor 73 are used. So z. B. the temperature, which was determined by means of the other sensor unit 23 on the detected thermal radiation, are compared with the temperature detected by the safety sensor 73. This adjustment can on the one hand serve to control the function of the sensor device 3, but on the other hand can also be used for a tuning or adjustment of the sensor device 3.
  • the task of the other sensor unit 23 can also be taken over by the safety sensor 73 in an embodiment not shown here.
  • the safety sensor 73 serves to determine the temperature of the glass ceramic plate 15. For example, with knowledge of this temperature from the heat radiation, which detects the first sensor unit 13, the proportion of a pot bottom can be determined.
  • Such a configuration has the advantage that the other sensor unit 23 and an associated filter device 53 can be saved.
  • the sensor module 500 is embodied here as a vibration sensor 502 and likewise arranged below the glass-ceramic plate 15. Through this positioning vibrations and noises can be detected which are particularly good from a food container 200 in the
  • Cooking area 31 go out.
  • the vibration sensor 502 has one
  • piezoelectric sensor which converts the applied vibrations into a voltage.
  • the voltage is passed as an output to the controller 106 and charged by this to detect a characteristic vibration of the cooking process, for. B the sound of a bubble boiling.
  • FIG. 5 schematically shows a cooking device 1 with two sensor modules 500 in a sectional side view.
  • On the glass ceramic plate 15 is a
  • Gargut worther 200 Below the glass ceramic plate 15 is an induction device 12 which has a recess in the middle, in which a sensor device 3 is arranged.
  • the induction circuit unit 32 together with the induction coil 22 forms the resonant circuit for generating the electromagnetic alternating field.
  • the induction circuit unit 32 controls the oscillation circuit according to the requirements of the cooking process.
  • the one sensor module 500 is designed as a vibration sensor 502, as has already been described in FIG.
  • the further sensor module 500 detects here an electrical parameter of the induction device 12 and is designed as a voltage sensor 501.
  • the output signals of the sensor modules 500 are registered by the control device 106 and charged. The control device 106 takes this information into account in the regulation of the heating power of the induction device 12.
  • the voltage sensor 501 is a sensor which is regularly provided in the induction device 12, for example to be able to monitor the voltage in the oscillating circuit and accordingly regulate the heating power or also to detect whether or not a food container 200 is located in the cooking area 31 (so-called pan detection) ). This can save costs for an additional voltage sensor.
  • the induction device 12 for example to be able to monitor the voltage in the oscillating circuit and accordingly regulate the heating power or also to detect whether or not a food container 200 is located in the cooking area 31 (so-called pan detection) ). This can save costs for an additional voltage sensor.
  • Voltage sensor 501 is integrated here in an electronic circuit of the induction circuit unit 32. Two or more voltage sensors 501 and / or other sensors for detecting electrical and / or magnetic parameters in the induction circuit unit 32 may also be provided. It is also possible for corresponding values for the voltage and for other variables to be tapped at different points in the induction circuit unit 32, which values are at least partially used as an indirect quantity
  • the permeability to a magnetic field (the so-called permeability) of a cooking utensil 200 positioned in the cooking region 31 or its pot bottom is determined.
  • the permeability changes depending on the temperature of the pot bottom.
  • the calculated permeability can also be advantageously used to monitor the cooking process, for example, to determine whether the food boils or not.
  • aqueous food items are characterized by a boiling plateau at the boiling point.
  • the temperature does not change or only barely.
  • the boiling plateau is then recognized by the fact that the temperature and thus the permeability does not change substantially over time or compared to a previous period, while the power output of the induction device 12 remains substantially the same over time.
  • further electrical parameters of the induction device 12 can be tapped or sensed.
  • a Siedeplateau can also be recognized that the power output over time with the detected by the sensor device 3 direct size, eg. B. the heat radiation, and the temperature determined therefrom of the cooking area 31 is compared. Give the Induction device 12 continues power from and while the temperature in the cooking area 31 is substantially unchanged, a boiling plateau can be assumed.
  • the presented cooking device 1 provides reliable monitoring of automatically controlled cooking or frying.
  • a sensor device 3 allows an accurate and reproducible determination of the temperature of the cooking area 31 during the
  • the sensor device 3 detects outgoing from the bottom of the pot

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Abstract

Die Kocheinrichtung umfasst ein Kochfeld mit einer Kochstelle und eine Heizeinrichtung zur Beheizung eines Kochbereiches. Es sind eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden charakteristischen Größe und eine Steuereinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, die Heizeinrichtung in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung erfassten Größe zu steuern. Dabei ist der Sensoreinrichtung ein Sensormodul zur Erfassung einer indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden Größe zugeordnet.

Description

Beschreibung
„Kocheinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Kocheinrichtung"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kocheinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen. Die Kocheinrichtung dient insbesondere zur Zubereitung von Speisen. Die
Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches vorgesehene Heizeinrichtung.
Im Stand der Technik sind Kocheinrichtungen bekannt geworden, die Automatikfunktionen anbieten. Voraussetzung für einen solchen Automatikbetrieb einer Kocheinrichtung ist mitunter eine Erfassung verschiedener Parameter, welche für den Garvorgang charakteristisch sind, wie z. B. die Temperatur des Gargutbehälters und insbesondere des Topfbodens. In Abhängigkeit der erfassten Parameter werden dann die Automatikfunktion und insbesondere die Heizleistung der Kocheinrichtung gesteuert. Die Heizquelle muss dabei so gesteuert werden, dass z. B. eine unerwünschte Überhitzung des Gargutes vermieden wird. Daher ist die Zuverlässigkeit bzw. die Genauigkeit der erfassten Parameter entscheidend für die Funktionalität der Automatikfunktion.
Im Stand der Technik sind zur Ermittlung von Temperaturen bei Gar- und Kochvorgängen beispielsweise Vorrichtungen bekannt geworden, welche die Temperatur an der Unterseite eines Gargutbehälters berührungslos ermitteln. So sieht z. B. die WO 2008 / 148 529 A1 einen Wärmesensor unterhalb einer Kochfeld platte vor, welcher die abgestrahlte Wärmestrahlung erfasst und daraus die Temperatur des Gargutbehälters bzw. des Topfbodens ermittelt.
Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren sind im Hinblick auf eine Verwendung bei
Automatikfunktionen von Kocheinrichtungen, wie z. B. einem Herd, jedoch noch verbesserungsfähig. Beispielsweise stellt ein automatisches Aufkochen von Milch, ohne dass die Milch dabei überkocht, sehr hohe Anforderungen an die entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren bezüglich der Reproduzierbarkeit und der Genauigkeit. Weiterhin sollten für die
Automatikfunktion zuverlässig bestimmte Phasen eines Gar- bzw. Kochvorgangs erkannt werden, beispielsweise wann eine aufzukochende Speise zu sieden beginnt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kocheinrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche eine zuverlässige Überwachung eines Kochvorgangs ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Kocheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 . Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine Heizeinrichtung zur Beheizung wenigstens eines
Kochbereiches. Es sind wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden charakteristischen Größe und wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, die Heizeinrichtung in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung erfassten Größe zu steuern. Dabei ist der Sensoreinrichtung wenigstens ein Sensormodul zur Erfassung wenigstens einer indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden Größe zugeordnet.
Die erfindungsgemäße Kocheinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass wenigstens ein Sensormodul zur Erfassung wenigstens einer indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden Größe vorgesehen ist. Das Sensormodul ermöglicht eine wenigstens teilweise redundante Bestimmung von Temperaturzuständen des Kochbereichs, wodurch Kochvorgänge sehr zuverlässig überwacht werden können.
Eine zuverlässige und reproduzierbare Erfassung von Größen, welche direkt mit der
Temperatur korrelieren, ist z. B. mit der in der noch unveröffentlichten Schrift
DE 10 2013 10 21 19.0 beschriebenen Kocheinrichtung möglich. Dort werden Temperaturen des Kochbereichs anhand von Wärmestrahlung bestimmt, wobei die erfasste Wärmestrahlung direkt von den Temperaturen im Kochbereich abhängt. Allerdings ist es vorteilhaft, bei der für Automatikfunktionen notwendigen Überwachung von Kochvorgängen weitere Parameter zu erfassen. Die vorliegende Erfindung erfasst daher wenigstens eine indirekt von der Temperatur abhängige Größe und hat somit den Vorteil, dass eine noch bessere Überwachung von Kochvorgängen möglich ist.
Beispielsweise kann so zuverlässig festgestellt werden, ob ein Gargut siedet oder nicht. Die indirekte Größe, d. h. die indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende Größe, kann dabei z. B. charakteristisch für ein Siedegeräusch sein. Die Sensoreinrichtung erfasst zudem eine direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende Größe, z. B. über einen Wärmesensor. Anhand dieser direkten Größe kann zwar in der Regel zuverlässig ein
Rückschluss auf die Temperatur im Kochbereich getroffen werden, allerdings ist der
Kochzustand eines Garguts, also ob es beispielsweise bereits siedet, in der Regel aber nicht allein anhand der Temperatur zuverlässig bestimmbar, weil z. B. der Siedepunkt vom
Wassergehalt sowie dem umgebenden Luftdruck beeinflusst wird. Durch die Berücksichtigung der indirekten Größe, also z. B. des Siedegeräusches, kann nun sehr viel zuverlässiger auf den Kochzustand geschlossen werden. Das der Sensoreinrichtung zugeordnete Sensormodul kann ein separates Sensormodul sein. Möglich ist aber auch ein wenigstens teilweise in die Sensoreinrichtung integriertes
Sensormodul. Es ist möglich, dass das Sensormodul ein Teil einer elektronischen Schaltung ist, wobei der Teil der elektronischen Schaltung dazu geeignet ist, einen als indirekte Größe geeigneten Parameter auszugeben. Das ist besonders vorteilhaft, da so kein zusätzliches Sensormodul benötigt wird, sondern die indirekte Größe einfach in einer elektronischen
Schaltung, z. B. einem Mikrocontroller, an einer geeigneten Stelle„abgegriffen" werden kann.
Das Sensormodul kann auch ein beliebiger Sensor der Heizeinrichtung und/oder einer
Sicherheitseinrichtung und/oder einer sonstigen Einrichtung der Kocheinrichtung sein. Das Sensormodul kann mit der Sensoreinrichtung wirkverbunden sein. Es kann aber auch nicht mit der Sensoreinrichtung in Wirkverbindung stehen und beispielsweise mit einer Steuereinrichtung in Wirkverbindung stehen, welche insbesondere auch mit der Sensoreinrichtung in
Wirkverbindung steht. Das Merkmal, dass das Sensormodul der Sensoreinrichtung zugeordnet ist, meint hier insbesondere eine Berücksichtigung der von dem Sensormodul erfassten Werte bei einer Verarbeitung der von der Sensoreinrichtung erfassten Werte. Die Zuordnung muss daher keine physische Zuordnung sein, sondern kann vielmehr eine auf die Verarbeitung der erfassten Größen bezogene Zuordnung sein.
Insbesondere korreliert die vom Sensormodul erfasste Größe nicht direkt mit der Temperatur und/oder ist bevorzugt von dieser unabhängig. Zum Beispiel ist das bei einer Größe der Fall, welche eine Vibration im Kochbereich oder eine Spannung einer Heizquelle beschreibt. Es ist aber möglich, dass die indirekte Größe sich in Abhängigkeit einer Temperatur bzw. einer Temperaturveränderung verändert. Aber ungeachtet einer solchen Abhängigkeit lässt sich aus der indirekten Größe insbesondere kein bestimmter Temperaturwert ermitteln. Beispielsweise ist das Siedegeräusch einer Flüssigkeit mit unbekannter Zusammensetzung, wie z. B. einer Suppe, zwar von deren Temperatur abhängig, da die Temperatur dabei dem Siedepunkt entsprechen muss. Da aber der Siedepunkt der Flüssigkeit nicht nur von der Temperatur abhängt, kann somit aus dem Siedegeräusch nicht direkt die Temperatur der Flüssigkeit bestimmt werden. Im Gegensatz dazu kann aus einer direkt von der Temperatur abhängenden Größe, z. B. dem Wert des elektrischen Widerstandes eines PT100-Sensors, die Temperatur einer unbekannten Flüssigkeit direkt ermittelt werden, auch wenn die zu messende Flüssigkeit nicht bekannt ist.
Der Kochbereich kann auch einen dort aufgestellten Gargutbehälter mit einschließen.
Beispielsweise werden dann die erfassten Größen zur Bestimmung der Temperatur des Gargutbehälters im Kochbereich und insbesondere dessen Unterseite und/oder dessen Inhalt herangezogen. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Heizeinrichtung wenigstens teilweise auch in Abhängigkeit der von dem Sensormodul erfassten Größe zu steuern. Das ist besonders vorteilhaft, weil die Steuerung der Heizeinrichtung unter
Berücksichtigung wenigstens einer indirekten Größe besonders gut an den jeweiligen
Kochzustand angepasst werden kann. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung durch die Steuereinrichtung bis zum Siedepunkt mit erhöhter Leistung und anschließend mit
entsprechend angepasster Leistung betrieben werden. Durch eine solche Ausgestaltung sind viele automatisierte Kochfunktionen zuverlässig möglich, wie z. B. ein automatisch gesteuertes Garen in heißem Wasser knapp unter dem Siedepunkt (sog. Simmern).
Die Steuereinrichtung, welche insbesondere für die Registrierung und Verarbeitung der indirekten und/oder direkten Größe vorgesehen ist, kann dabei eine zentrale Steuereinrichtung der Kocheinrichtung sein. Möglich ist aber auch, dass die Steuereinrichtung bestimmten Einrichtungen der Kocheinrichtung zugeordnet ist, wie z. B. der Sensoreinrichtung oder Heizeinrichtung. Dabei können auch mehrere, gemeinsam oder separat ausgebildete,
Steuereinrichtungen vorgesehen sein.
Es ist bevorzugt, dass die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand wenigstens einer von der Sensoreinrichtung und/oder dem Sensormodul erfassten Größe wenigstens einen charakteristischen Temperaturbereich eines Kochvorgangs zu bestimmen. Der charakteristische Temperaturbereich ist z. B. der Temperaturbereich eines stillen Siedens, Blasensiedens oder Filmsiedens von Gargut wie beispielsweise Wasser. Möglich ist auch ein Siedebereich von Öl oder Fett oder sonstigem Gargut. Auch der Temperaturbereich für ein scharfes Anbraten oder ein Garziehen unterhalb des Siedepunkts kann ein charakteristischer Temperaturbereich des Kochvorgangs sein. Möglich sind auch beliebige andere
Temperaturbereiche, die einen Kochvorgang charakterisieren.
Es ist auch bevorzugt, dass die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, in
Abhängigkeit einer Veränderung der erfassten indirekt abhängigen Größe über die Zeit wenigstens einen charakteristischen Temperaturbereich eines Kochvorgangs zu erkennen. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, ein Siedeplateau und/oder einen Siedepunkt und/oder Temperaturbereiche außerhalb und/oder im Bereich eines Siedepunktes zu erkennen. Beispielsweise können Vibrationen und/oder Geräusche erfasst und über die Zeit registriert werden. Anhand der Veränderung der Vibrationen und/oder der Geräusche über die Zeit kann somit z. B. der Übergang vom stillen Sieden zum Blasensieden erkannt werden.
Besonders bevorzugt ist das Sensormodul dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens einen elektrischen Parameter der Heizeinrichtung zu erfassen. Bevorzugt ist der elektrische
Parameter eine indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende Größe. Der elektrische Parameter ist insbesondere eine elektrische Leistungsaufnahme und/oder eine elektrische Leistungsabgabe. Das Sensormodul kann dabei wenigstens einen
Spannungssensor und/oder einen Stromsensor und/oder einen Widerstandssensor umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Möglich sind auch andere Sensoren zur Erfassung elektrischer und/oder magnetischer Parameter. Dabei kann die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet sein, den elektrischen Parameter mit der von der Sensoreinrichtung erfassten direkten Größe zu vergleichen.
Vorzugsweise umfasst die Heizeinrichtung wenigstens eine Induktionseinrichtung. Die
Induktionseinrichtung ist insbesondere als eine Induktionsheizquelle ausgebildet und umfasst wenigstens eine Induktionsspule. Es ist möglich, dass die Induktionseinrichtung eine Mehrzahl oder auch eine Vielzahl kleinerer Induktionsspulen umfasst. Dann ist es möglich, dass sich die Kochstelle beispielsweise flexibel durch Platzierung eines Gargutbehälters ergibt. Möglich ist es auch, dass feste Kochstellen vorgegeben werden.
Eine derart ausgestaltete Kocheinrichtung, bei der das Sensormodul einen elektrischen
Parameter der Induktionseinrichtung als indirekte Größe erfasst, kann besonders vorteilhaft zum Erkennen eines Temperaturbereichs von Kochvorgängen eingesetzt werden.
Beispielsweise können als Parameter die Spannungen in verschiedenen Bereichen des
Schwingkreises der Induktionseinrichtung erfasst werden. Daraus kann in an sich bekannter Weise die Permeabilität eines Gargutbehälters im Kochbereich berechnet werden, wozu insbesondere die Steuereinrichtung ausgebildet ist. Da die Permeabilität des Gargutbehälters in der Regel mit zunehmender Temperatur abnimmt, kann durch eine Veränderung der
Permeabilität über die Zeit auf eine Veränderung der Temperatur geschlossen werden. Die Permeabilität ist daher insbesondere eine indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängige Größe.
Insbesondere umfasst das Sensormodul wenigstens einen Vibrationssensor und/oder wenigstens einen Beschleunigungssensor und/oder wenigstens einen Geräuschsensor und/oder wenigstens einen Spannungssensor und/oder wenigstens einen Stromsensor und/oder wenigstens einen Magnetfeldsensor. Das Sensormodul kann auch wenigstens ein piezoelektrisches Sensorelement und/oder Mikrofon und/oder wenigstens einen
elektroakustischen Wandler aufweisen. Das piezoelektrische Sensorelement kann
beispielsweise einen Druck, eine Beschleunigung und/oder eine Kraft als ein entsprechendes Spannungssignal ausgeben. Möglich sind auch zwei oder mehr gleiche und/oder verschiedene Sensoren. Dabei können auch zwei oder mehr gleiche oder verschiedene indirekte Größen erfasst werden.
Das Kochfeld kann wenigstens eine Trägereinrichtung zum Positionieren wenigstens eines Gargutbehälters aufweisen. Die Trägereinrichtung kann beispielsweise eine Glaskeramikplatte oder dergleichen sein. Dabei ist das Sensormodul vorzugsweise in Einbaulage des Kochfeldes wenigstens teilweise unterhalb der Trägereinrichtung angeordnet. Insbesondere der
Vibrationssensor oder der Geräuschsensor können unterhalb der Kochstelle angeordnet sein. Das ist besonders vorteilhaft zur Erkennung des Siedepunkts. Das Sensormodul kann aber auch in einem Gargutbehälter positionierbar vorgesehen sein. Vorzugsweise wird dabei die erfasste Größe als ein Funksignal an die Steuereinrichtung übertragen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind wenigstens zwei Sensormodule
vorgesehen, wobei wenigstens ein Sensormodul dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens einen elektrischen Parameter der Heizeinrichtung zu erfassen und wenigstens ein weiteres Sensormodul einen Vibrationssensor und/oder Beschleunigungssensor und/oder
Geräuschsensor umfasst. Eine solche Kombination von Sensormodulen hat den Vorteil, dass wenigstens zwei indirekte Größen redundant erfasst werden können, wodurch sich eine besonders hohe Zuverlässigkeit bei der Überwachung eines Kochvorgangs ergibt. Möglich sind auch zwei oder mehr gleiche und/oder verschiedene Sensormodule. Beispielsweise kann für eine Induktionseinrichtung und/oder für eine Kochstelle jeweils wenigstens ein Sensormodul vorgesehen sein.
Die weitere erfindungsgemäße Kocheinrichtung umfasst wenigstens ein Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und wenigstens eine Heizeinrichtung zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches. Es sind wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden charakteristischen Größe und wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet und geeignet, die Heizeinrichtung in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung erfassten Größe zu steuern. Dabei ist der Sensoreinrichtung wenigstens ein Sensormodul zugeordnet, welches einer Gruppe von Sensormodulen entnommen ist. Diese Gruppe umfasst Vibrationssensoren, Beschleunigungssensoren, Geräuschsensoren, Spannungssensoren, Stromsensoren, Magnetfeldsensoren.
Diese erfindungsgemäße Kocheinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist das wenigstens eine Sensormodul, welches der Sensoreinrichtung zugeordnet ist und eine redundante sensorische Erfassung ermöglicht. Durch das Sensormodul kann neben der von der Sensoreinrichtung erfassten, direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden Größe wenigstens eine weitere Größe erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das Sensormodul einer Gruppe von Sensormodulen entnommen ist, welche eine indirekt von Temperaturen abhängende Größe erfassen, wie z. B. ein Geräusch oder eine Spannung. So kann die Kocheinrichtung beispielsweise eine Temperatur des Kochbereichs bestimmen und redundant dazu überwachen, ob auch ein charakteristisches Siedegeräusch vorliegt. So kann besonders zuverlässig der Siedepunkt bei einem Kochvorgang erkannt werden. Diese Kocheinrichtung kann dabei in so ausgestaltet sein, wie es zuvor für die zuerst erwähnte Kocheinrichtung beschrieben wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Betreiben einer Kocheinrichtung mit wenigstens einem Kochfeld mit wenigstens einer Kochstelle und mit wenigstens einer
Heizeinrichtung zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches. Wenigstens eine
Sensoreinrichtung erfasst wenigstens eine direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende charakteristische Größe. Wenigstens eine Steuereinrichtung steuert die
Heizeinrichtung wenigstens teilweise und wenigstens zeitweise in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung erfassten Größe. Dabei wird mittels wenigstens eines der Sensoreinrichtung zugeordneten Sensormoduls wenigstens eine indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende Größe erfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vorteilhaft. Ein besonderer Vorteil ist, dass wenigstens eine indirekt von Temperaturen des Kochbereichs abhängende Größe erfasst wird. Zusammen mit der direkt von Temperaturen des Kochbereichs abhängenden Größe kann somit ein Kochvorgang sehr verlässlich überwacht werden. So kann beispielsweise auf ein Sieden des Garguts geschlossen werden, wenn mittels der direkten Größe eine entsprechende
Temperatur bestimmt wird. Dabei erhöht das Sensormodul die Zuverlässigkeit zum Beispiel dadurch, dass zusätzlich ein charakteristisches Siedegeräusch erfasst wird.
Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Heizeinrichtung auch in Abhängigkeit der von dem Sensormodul erfassten Größe. Das hat den Vorteil, dass die Heizeinrichtung in
Abhängigkeit redundanter Parameter gesteuert wird und somit noch besser an die jeweilige Kochsituation angepasst werden kann. Bevorzugt steuert die Steuereinrichtung die
Heizeinrichtung wenigstens teilweise und wenigstens zeitweise in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung erfassten direkten Größe und der von dem Sensormodul erfassten indirekten Größe.
Bevorzugt wird in Abhängigkeit der von dem Sensormodul erfassten indirekt abhängigen Größe und in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung erfassten direkt abhängigen Größe mittels der Steuereinrichtung der charakteristische Temperaturbereich eines Kochvorgangs bestimmt. Dadurch kann ein ermittelter Temperaturwert mit einem indirekt für eine Temperatur stehenden Wert, z. B. einer Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung, verglichen werden, woraus beispielsweise ein Siedeplateau im Kochvorgang erkannt werden kann. Möglich ist aber auch, dass der charakteristische Temperaturbereich eines Kochvorgangs nur in Abhängigkeit der indirekten oder der direkten Größe bestimmt wird.
Bevorzugt ist auch, dass mittels des Sensormoduls wenigstens ein elektrischer Parameter der Heizeinrichtung erfasst wird. Insbesondere wird ein elektrischer Parameter einer Induktionseinrichtung und/oder wenigstens eines Schwingkreises einer Induktionseinrichtung erfasst. Der Parameter ist insbesondere eine elektrische Leistungsaufnahme und/oder
Leistungsabgabe und/oder eine elektrische Spannung und/oder Stromstärke und/oder ein Widerstand und/oder ein sonstiger elektrischer oder magnetischer Parameter. Der Parameter wird insbesondere über die Zeit erfasst und wenigstens zeitweise gespeichert. Möglich ist auch, dass zwei oder mehr Parameter erfasst werden und diese insbesondere von der
Steuereinrichtung zu einem weiteren Parameter verrechnet werden.
Insbesondere wird in Abhängigkeit des elektrischen Parameters mittels der Steuereinrichtung die Durchlässigkeit des Kochbereichs für ein magnetisches Feld bestimmt. Die Durchlässigkeit entspricht hierbei der sog. Permeabilität. Dabei kann sich im Kochbereich insbesondere wenigstens ein Gargutbehälter befinden, wobei vorzugsweise auch dessen Permeabilität bestimmt wird. Vorzugsweise wird in Abhängigkeit der Durchlässigkeit über die Zeit eine Temperaturveränderung des Kochbereichs bzw. des dort aufgestellten Gargutbehälters wenigstens näherungsweise bestimmt. Dazu werden erfasste und/oder ermittelte Werte über wenigstens einen Zeitraum gespeichert. Anhand einer abnehmenden Durchlässigkeit kann z. B. auf eine zunehmende Temperatur geschlossen werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der charakteristische
Temperaturbereich eines Kochvorgangs dadurch bestimmt, dass wenigstens ein Wert für die Durchlässigkeit mit wenigstens einem Wert für eine Leistungsaufnahme und/oder
Leistungsabgabe der Heizeinrichtung verglichen wird. Insbesondere wird dabei eine zeitliche Veränderung der Werte betrachtet. Bevorzugt wird in Abhängigkeit einer vorbestimmten Abweichung der verglichenen Werte voneinander der charakteristische Temperaturbereich registriert. Zum Beispiel kann so der Temperaturbereich eines Siedeplateaus registriert werden.
Vorzugsweise werden die erfasste direkt abhängige Größe und die erfasste indirekt abhängige Größe unterschiedlich gewichtet. Insbesondere werden die indirekte und die direkte Größe bei der Steuerung der Heizeinrichtung gewichtet berücksichtigt. Möglich ist aber auch, dass die entsprechenden Größen gleichrangig berücksichtigt werden. Dabei kann insbesondere die Steuereinrichtung die wenigstens zwei Größen auch miteinander vergleichen.
Es ist auch möglich, dass wenigstens eine Vibration und/oder wenigstens eine Beschleunigung und/oder wenigstens ein Geräusch des Kochbereichs erfasst wird, welche/welches einen Temperaturbereich eines Kochvorgangs und insbesondere einen Siedebereich charakterisiert. Vorzugsweise ist dazu wenigstens ein Sensormodul vorgesehen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, wenigstens einen Teil der vom Kochbereich ausgehenden Wärmestrahlung berührungslos zu erfassen. Dazu kann die Sensoreinrichtung wenigstens eine Sensoreinheit aufweisen, z. B. eine Thermosäule bzw. einen Thermopile. Die direkte Größe ist dann insbesondere eine Ausgangsspannung und/oder ein Ausgangsstrom der Sensoreinheit.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
In den Figuren zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kocheinrichtung an einem Gargerät in perspektivischer Ansicht;
Figur 2 eine schematisierte Kocheinrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
Figur 3 eine weitere Kocheinrichtung in einer schematischen, geschnittenen Ansicht;
Figur 4 eine Kocheinrichtung mit Sensormodul in einer einer schematischen,
geschnittenen Ansicht; und
Figur 5 eine schematisierte Kocheinrichtung mit Sensormodulen in einer geschnittenen
Ansicht.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kocheinrichtung 1 , welche hier als Teil eines
Gargerätes 100 ausgeführt ist. Die Kocheinrichtung 1 bzw. das Gargerät 100 können sowohl als Einbaugerät als auch als autarke Kocheinrichtung 1 bzw. alleinstehendes Gargerät 100 ausgebildet sein.
Die Kocheinrichtung 1 umfasst hier ein Kochfeld 1 1 mit vier Kochstellen 21. Jede der Kochstellen 21 weist hier wenigstens einen beheizbaren Kochbereich 31 zum Garen von Speisen auf. Zur Beheizung des Kochbereichs 31 ist insgesamt eine oder aber für jede Kochstelle 21 jeweils eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung 2 vorgesehen. Die Heizeinrichtungen 2 sind als Induktionsheizquellen ausgebildet und weisen dazu jeweils eine Induktionseinrichtung 12 auf.
Möglich ist aber auch, dass ein Kochbereich 31 keiner bestimmten Kochstelle 21 zugeordnet ist, sondern einen beliebigen Ort auf dem Kochfeld 1 1 darstellt. Dabei kann der Kochbereich 31 mehrere Induktionseinrichtungen 12 und insbesondere mehrere Induktionsspulen aufweisen und als Teil einer sogenannten Vollflächeninduktionseinheit ausgebildet sein. Beispielsweise kann bei einem solchen Kochbereich 31 einfach ein Topf an einer beliebigen Stelle auf das Kochfeld 1 1 gestellt werden, wobei während des Kochbetriebes nur die entsprechenden Induktionsspulen im Bereich des Topfes angesteuert werden oder aktiv sind. Andere Arten von Heizeinrichtungen 2 sind aber auch möglich, wie z. B. Gas-, Infrarot- oder
Widerstandsheizquellen. Die Kocheinrichtung 1 ist hier über die Bedieneinrichtungen 105 des Gargerätes 100 bedienbar. Die Kocheinrichtung 1 kann aber auch als autarke Kocheinrichtung 1 mit einer eigenen Bedien- und Steuereinrichtung ausgebildet sein. Möglich ist auch eine Bedienung über eine
berührungsempfindliche Oberfläche oder einen Touchscreen oder aus der Ferne über einen Computer, ein Smartphone oder dergleichen.
Das Gargerät 100 ist hier als ein Herd mit einem Garraum 103 ausgebildet, welcher durch eine Garraumtür 104 verschließbar ist. Der Garraum 103 kann durch verschiedene Heizquellen, wie beispielsweise eine Umluftheizquelle, beheizt werden. Weitere Heizquellen, wie ein
Oberhitzeheizkörper und ein Unterhitzeheizkörper sowie eine Mikrowellenheizquelle oder eine Dampfquelle und dergleichen können vorgesehen sein.
Weiterhin weist die Kocheinrichtung 1 eine hier nicht dargestellte Sensoreinrichtung 3 auf, welche zur Erfassung wenigstens einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs 31 abhängenden charakteristischen Größe geeignet ist. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung 3 eine solche direkte Größe erfassen, über welche die Temperatur eines Topfes direkt bestimmt werden kann, der in dem Kochbereich 31 abgestellt ist.
Zudem ist der Sensoreinrichtung 3 ein hier nicht dargestelltes Sensormodul 500 zur Erfassung wenigstens einer indirekt von Temperaturen des Kochbereichs 31 abhängenden
charakteristischen Größe zugeordnet. Dabei kann jedem Kochbereich 31 und/oder jeder Kochstelle 21 eine Sensoreinrichtung 3 und/oder wenigstens ein Sensormodul 500 zugeordnet sein. Möglich ist aber auch, dass mehrere Kochbereiche 31 und/oder Kochstellen 21
vorgesehen sind, von denen aber nicht alle eine Sensoreinrichtung 3 oder ein Sensormodul 500 aufweisen.
Die Sensoreinrichtung 3 und die Sensormodule 500 sind hier mit einer Steuereinrichtung 106 wirkverbunden. Die Steuereinrichtung 106 ist dazu ausgebildet, die Heizeinrichtung 2 in
Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung 3 erfassten direkten Größe und der von dem Sensormodul 500 erfassten indirekten Größe zu steuern.
Die Kocheinrichtung 1 ist bevorzugt für einen automatischen Kochbetrieb ausgebildet und verfügt über verschiedene Automatikfunktionen. Beispielsweise kann mit der Automatikfunktion eine Suppe kurz aufgekocht und anschließend warmgehalten werden, ohne dass ein Benutzer den Kochvorgang betreuen oder eine Heizstufe einstellen muss. Dazu stellt er den Topf mit der Suppe auf eine Kochstelle 21 und wählt über die Bedieneinrichtung 105 die entsprechende Automatikfunktion, hier z. B. ein Aufkochen mit anschließendem Warmhalten bei 60°C oder 70°C oder dergleichen.
Bei Benutzung der Automatikfunktion wird mittels der Sensoreinrichtung 3 während des
Kochvorgangs die Temperatur des Topfbodens ermittelt.. Um eine noch zuverlässigere Überwachung des Kochvorgangs zu gewährleisten, wird durch das Sensormodul 500 beispielsweise die Geräuschentwicklung im Kochbereich 31 erfasst. So kann ein Sieden des Garguts anhand eines charakteristischen Siedegeräusches erkannt werden. Die
Steuereinrichtung 106 registriert die Geräuschentwicklung während des Kochvorgangs ebenso wie die Temperatur des Topfbodens und stellt die Heizleistung der Heizeinrichtung 2 in
Abhängigkeit der vorliegenden Werte entsprechend ein. Bei Erreichen der gewünschten Temperatur bzw. beim Aufkochen der Suppe wird die Heizleistung heruntergeregelt.
Beispielsweise ist es durch die Automatikfunktion auch möglich, einen längeren Garvorgang bei einer oder mehreren verschiedenen gewünschten Temperaturen durchzuführen, z. B. um Milchreis langsam gar ziehen zu lassen.
In der Figur 2 ist eine Kocheinrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht stark
schematisiert dargestellt. Die Kocheinrichtung 1 weist hier eine als Glaskeramikplatte 15 ausgebildete Trägereinrichtung 5 auf. Die Glaskeramikplatte 15 kann insbesondere als
Ceranfeld oder dergleichen ausgebildet sein oder wenigstens ein solches umfassen. Möglich sind auch andere Arten von Trägereinrichtungen 5. Auf der Glaskeramikplatte 15 befindet sich hier ein Kochgeschirr oder Gargutbehälter 200, beispielsweise ein Topf oder eine Pfanne, in welchem Gargut bzw. Speisen gegart werden können.
Weiterhin ist eine Sensoreinrichtung 3 vorgesehen, welche hier Wärmestrahlung in einem Erfassungsbereich 83 erfasst. Der Erfassungsbereich 83 ist dabei in Einbaulage der
Kocheinrichtung 1 oberhalb der Sensoreinrichtung 3 vorgesehen und erstreckt sich nach oben durch die Glaskeramikplatte 15 bis hin zum Gargutbehälter 200 und darüber hinaus, falls dort kein Gargutbehälter 200 platziert ist. Unterhalb der Glaskeramikplatte 15 ist eine
Induktionseinrichtung 12 zur Beheizung des Kochbereichs 31 angebracht. Die
Induktionseinrichtung 12 ist hier ringförmig ausgebildet und weist in der Mitte eine Ausnehmung auf, in welcher die Sensoreinrichtung 3 angebracht ist. Eine solche Anordnung der
Sensoreinrichtung 3 hat den Vorteil, dass auch bei einem nicht mittig auf der Kochstelle 21 ausgerichtetem Gargutbehälter 200 dieser noch in dem Erfassungsbereich 83 der
Sensoreinrichtung steht.
Die Figur 3 zeigt eine schematisierte Kocheinrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Kocheinrichtung 1 weist eine Glaskeramikplatte 15 auf, unterhalb welcher die
Induktionseinrichtung 12 und die Sensoreinrichtung 3 angebracht sind.
Die Sensoreinrichtung 3 weist eine erste Sensoreinheit 13 und eine andere Sensoreinheit 23 auf. Beide Sensoreinheiten 13, 23 sind zur berührungslosen Erfassung von Wärmestrahlung geeignet und als Thermosäule bzw. Thermopile ausgebildet. Die Sensoreinheiten 13, 23 sind mit jeweils einer Filtereinrichtung 43, 53 ausgestattet und zur Erfassung von Wärmestrahlung, welche vom Kochbereich 31 ausgeht, vorgesehen. Die Wärmestrahlung geht beispielsweise vom Boden eines Gargutbehälters 200 aus, durchdringt die Glaskeramikplatte 15 und gelangt auf die Sensoreinheiten 13, 23. Die Sensoreinrichtung 3 ist vorteilhafterweise direkt unterhalb der Glaskeramikplatte 15 angebracht, um einen möglichst großen Anteil der vom Kochbereich 31 ausgehenden Wärmestrahlung ohne große Verluste erfassen zu können. Damit sind die Sensoreinheiten 13, 23 nahe unterhalb der Glaskeramikplatte 15 vorgesehen.
Weiterhin ist eine magnetische Abschirmeinrichtung 4 vorgesehen, welche hier aus einem Ferritkörper 14 besteht. Der Ferritkörper 14 ist hier im Wesentlichen als ein hohler Zylinder ausgebildet und umgibt ringartig die Sensoreinheiten 13, 23. Die magnetische
Abschirmeinrichtung 4 schirmt die Sensoreinrichtung 3 gegen elektromagnetische
Wechselwirkungen und insbesondere gegen das elektromagnetische Feld der
Induktionseinrichtung 12 ab. Ohne eine solche Abschirmung könnte das magnetische Feld, welches die Induktionseinrichtung 12 beim Betrieb erzeugt, in unerwünschter Weise auch Teile der Sensoreinrichtung 3 erwärmen und somit zu einer unzuverlässigen Temperaturerfassung und einer schlechteren Messgenauigkeit führen. Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 verbessert somit die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Temperaturerfassung erheblich.
Die magnetische Abschirmeinrichtung 4 kann auch wenigstens zu einem Teil aus wenigstens einem wenigstens teilweise magnetischen Material und einem wenigstens teilweise elektrisch nicht-leitenden Material bestehen. Das magnetische Material und das elektrisch nicht-leitende Material können dabei abwechselnd und schichtartig angeordnet sein. Möglich sind auch andere Materialien bzw. Werkstoffe, welche wenigstens teilweise magnetische Eigenschaften aufweisen und zudem elektrisch isolierende Eigenschaften oder wenigstens eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Die Sensoreinrichtung 3 weist wenigstens eine optische Schirmeinrichtung 7 auf, welche dazu vorgesehen ist, Strahlungseinflüsse und insbesondere Wärmestrahlung abzuschirmen, die von außerhalb des Erfassungsbereichs 83 auf die Sensoreinheiten 13, 23 wirken. Dazu ist die optische Schirmeinrichtung 7 hier als eine Röhre oder ein Zylinder 17 ausgebildet, wobei der Zylinder 17 hohl ausgestaltet ist und die Sensoreinheiten 13, 23 etwa ringförmig umgibt. Der Zylinder 17 ist hier aus Edelstahl gefertigt. Das hat den Vorteil, dass der Zylinder 17 eine reflektive Oberfläche aufweist, welche einen großen Anteil der viel Wärmestrahlung reflektiert bzw. möglichst wenig Wärmestrahlung absorbiert. Die hohe Reflektivität der Oberfläche an der Außenseite des Zylinders 17 ist besonders vorteilhaft für die Abschirmung gegen
Wärmestrahlung. Die hohe Reflektivität der Oberfläche an der Innenseite des Zylinders 17 ist auch vorteilhaft, um Wärmestrahlung aus (und insbesondere nur aus) dem Erfassungsbereich 83 zu den Sensoreinheiten 13, 23 hinzuleiten. Die optische Schirmeinrichtung 7 kann auch als eine Wandung ausgestaltet sein, welche die Sensoreinrichtung 13, 23 wenigstens teilweise und bevorzugt ringartig umgibt. Der Querschnitt kann rund, mehreckig, oval oder abgerundet sein. Auch möglich ist auch eine Ausgestaltung als Konus. Weiterhin ist eine Isolierungseinrichtung 8 zur thermischen Isolierung vorgesehen, welche zwischen der optischen Schirmeinrichtung 7 und der magnetischen Abschirmeinrichtung 4 angeordnet ist. Die Isolierungseinrichtung 8 besteht hier aus einer Luftschicht 18, welche sich zwischen dem Ferritkörper 14 und dem Zylinder 17 aufhält. Vorzugsweise findet kein Austausch mit der Umgebungsluft, um Konvektion zu vermeiden. Möglich ist aber auch ein Austausch mit der Umgebungsluft. Durch die Isolierungseinrichtung 8 wird insbesondere einer Wärmeleitung vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17 entgegen gewirkt. Zudem ist der Zylinder 17, wie bereits oben erwähnt, mit einer reflektierenden Oberfläche ausgerüstet, um einem Wärmeübergang vom Ferritkörper 14 zum Zylinder 17 durch Wärmestrahlung entgegen zu wirken.
Eine solche Zwiebelschalen-artige Anordnung mit einer äußeren magnetischen
Abschirmeinrichtung 4 und einer inneren optischen Schirmeinrichtung 7 sowie einer dazwischen liegenden Isolierungseinrichtung 8 bietet eine besonders gute Abschirmung der
Sensoreinheiten 13, 23 vor Strahlungseinflüssen von außerhalb des Erfassungsbereichs 83. Das wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Reproduzierbarkeit bzw. Zuverlässigkeit der
Temperaturerfassung aus. Die Isolierungseinrichtung 8 hat insbesondere eine Dicke zwischen etwa 0,5 mm und 5 mm und bevorzugt eine Dicke von 0,8 mm bis 2 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von circa 1 mm.
Die Isolierungseinrichtung 8 kann aber auch wenigstens ein Medium mit einer entsprechend geringen Wärmeleitung, wie z. B. ein Schaumstoffmaterial und/oder ein Polystyrolkunststoff oder einen anderen geeigneten Isolierstoff umfassen.
Die Sensoreinheiten 13, 23 sind hier an einer thermischen Ausgleichseinrichtung 9 thermisch leitend angeordnet und insbesondere thermisch leitend mit der thermischen
Ausgleichseinrichtung 9 gekoppelt. Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 weist dazu zwei Koppeleinrichtungen auf, welche hier als Vertiefungen ausgebildet sind, in denen die
Sensoreinheiten 13, 23 passgenau eingebettet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass sich die Sensoreinheiten 13, 23 auf einem gemeinsamen und relativ konstanten Temperaturniveau befinden. Zudem sorgt die thermische Ausgleichseinrichtung 9 für eine homogene
Eigentemperatur der Sensoreinheit 13, 23, wenn sich diese im Betrieb der Kocheinrichtung 1 erwärmt. Eine ungleiche Eigentemperatur kann insbesondere bei als Thermosäulen
ausgebildeten Sensoreinheiten 13, 23 zu Artefakten bei der Erfassung führen. Zur Vermeidung einer Erwärmung der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 durch den Zylinder 17 ist eine Beabstandung zwischen Zylinder 17 und thermischer Ausgleichseinrichtung 9 vorgesehen. Die Kupferplatte 19 kann auch als Boden 27 des Zylinders 17 vorgesehen sein.
Um eine geeignete thermische Stabilisierung zu ermöglichen, ist die thermische
Ausgleichseinrichtung 9 hier als eine massive Kupferplatte 19 ausgebildet. Möglich ist aber auch wenigstens zum Teil ein anderer Werkstoff mit einer entsprechend hohen Wärmekapazität und/oder einer hohen Wärmeleitfähigkeit.
Die Sensoreinrichtung 3 weist hier eine Strahlungsquelle 63 auf, welche zur Bestimmung der Reflexionseigenschaften des Messsystems bzw. des Emissionsgrades eines Gargutbehälters 200 einsetzbar ist. Die Strahlungsquelle 63 ist hier als eine Lampe 1 1 1 ausgebildet, welche ein Signal im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts sowie des sichtbaren Lichts aussendet. Die Strahlungsquelle 63 kann auch als Diode oder dergleichen ausgebildet sein. Die Lampe 1 1 1 wird hier neben der Reflexionsbestimmung auch zur Signalisierung des Betriebszustandes der Kocheinrichtung 1 eingesetzt.
Um die Strahlung der Lampe 1 1 1 auf den Erfassungsbereich 83 zu fokussieren, ist ein Bereich der thermischen Ausgleichseinrichtung 9 bzw. der Kupferplatte 19 als ein Reflektor ausgebildet. Dazu weist die Kupferplatte 19 eine konkav gestaltete Senke auf, in welcher die Lampe 1 1 1 angeordnet ist. Die Kupferplatte 19 ist zudem mit einer goldhaltigen Beschichtung überzogen, um die Reflektivität zu erhöhen. Die goldhaltige Schicht hat den Vorteil, dass sie die thermische Ausgleichseinrichtung 9 auch vor Korrosion schützt.
Die thermische Ausgleichseinrichtung 9 ist an einer als Kunststoffhalter ausgeführten
Halteeinrichtung 10 angebracht. Die Halteeinrichtung 10 weist eine hier nicht dargestellte Verbindungseinrichtung auf, mittels welcher die Halteeinrichtung 10 an einer Auflageeinrichtung 30 verrastbar ist. Die Auflageeinrichtung 30 ist hier als eine Leiterkarte 50 ausgebildet. Auf der Auflageeinrichtung 30 bzw. der Leiterkarte 50 können auch weitere Bauteile vorgesehen sein, wie z. B. elektronische Bauelemente, Steuer- und Recheneinrichtungen und/oder Befestigungsoder Montageelemente.
Zwischen der Glaskeramikplatte 15 und der Induktionseinrichtung 12 ist eine
Dichtungseinrichtung 6 vorgesehen, welche hier als eine Mikanitschicht 16 ausgebildet ist. Die Mikanitschicht 16 dient zur thermischen Isolierung, damit die Induktionseinrichtung 12 nicht durch die Wärme des Kochbereichs 31 erhitzt wird. Zudem ist hier noch eine Mikanitschicht 16 zur thermischen Isolierung zwischen dem Ferritkörper 14 und der Glaskeramikplatte 15 vorgesehen. Das hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung von der im Betrieb heißen Glaskeramikplatte 15 zum Ferritkörper 14 stark eingeschränkt ist. Dadurch geht vom
Ferritkörper 14 kaum Wärme aus, welche auf die Isolierungseinrichtung 8 oder die optische Schirmeinrichtung übertragen werden könnte. Die Mikanitschicht 16 wirkt somit einem unerwünschten Wärmeübergang auf die Sensoreinrichtung 3 entgegen, was die Zuverlässigkeit der Messungen erhöht. Zudem dichtet die Mikanitschicht 16 die Sensoreinrichtung 3 staubdicht gegen die restlichen Bereiche der Kocheinrichtung 1 ab. Die Mikanitschicht 16 hat
insbesondere eine Dicke zwischen etwa 0,2 mm und 4 mm, vorzugsweise von 0,2 mm bis 1 ,5 mm und besonders bevorzugt eine Dicke von 0,3 mm bis 0,8 mm. Die Kocheinrichtung 1 weist an der Unterseite eine Abdeckeinrichtung 41 auf, welche hier als eine Aluminiumplatte ausgebildet ist und die Induktionseinrichtung 12 abdeckt. Die
Abdeckeirichtung 41 ist mit einem Gehäuse 60 der Sensoreirichtung 3 über eine
Verschraubung 122 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 60 ist die Sensoreinrichtung 3 relativ zu der Glaskeramikplatte 15 elastisch angeordnet. Dazu ist eine Dämpfungseinrichtung 102 vorgesehen, welche hier eine Federeinrichtung 1 12 aufweist.
Die Federeinrichtung 1 12 ist an einem unteren Ende mit der Innenseite des Gehäuses 60 und an einem oberen Ende mit der Leiterkarte 50 verbunden. Dabei drückt die Federeinrichtung 1 12 die Leiterkarte 50 mit dem Ferritkörper 14 und die auf diesem angebrachte Mikanitschicht 16 nach oben gegen die Glaskeramikplatte 15. Eine solche elastische Anordnung ist besonders vorteilhaft, da die Sensoreinrichtung 3 aus messtechnischen Gründen möglichst nah an der Glaskeramikplatte 15 angeordnet sein soll. Diese direkt benachbarte Anordnung der
Sensoreinrichtung 3 an der Glaskeramikplatte 15 könnte bei Stößen oder Schlägen auf die Glaskeramikplatte 15 zu Beschädigungen an dieser führen. Durch die elastische Aufnahme der Sensoreinrichtung 3 relativ zu der Trägereinrichtung 5 werden Stöße oder Schläge auf die Glaskeramikplatte 15 gedämpft und solche Schäden somit zuverlässig vermieden.
Eine beispielhafte Messung, bei welcher die Temperatur des Bodens eines auf der
Glaskeramikplatte 15 stehenden Topfes mit der Sensoreinrichtung 3 bestimmt werden soll, ist nachfolgend kurz erläutert:
Bei der Messung erfasst die erste Sensoreinheit 13 vom Topfboden ausgehende
Wärmestrahlung als Mischstrahlung zusammen mit der Wärmestrahlung, welche von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendet wird. Um daraus eine Strahlungsleistung des Topfbodens ermitteln zu können, wird der Anteil der von der Glaskeramikplatte 15 ausgehenden
Strahlungsleistung aus der Mischstrahlungsleistung herausgerechnet. Um diesen Anteil zu bestimmen, ist die andere Sensoreinheit 23 dazu vorgesehen, nur die Wärmestrahlung der Glaskeramikplatte 15 zu erfassen. Dazu weist die andere Sensoreinheit 23 eine
Filtereinrichtung 53 auf, welche im Wesentlichen nur Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 μηη zur Sensoreinheit 23 durchläset. Grund dafür ist, dass Strahlung mit einer Wellenlänge größer 5 μηη nicht bzw. kaum von der Glaskeramikplatte 15 durchgelassen wird. Die andere Sensoreinheit 23 erfasst also im Wesentlichen die von der Glaskeramikplatte 15 ausgesendete Wärmestrahlung. Mit der Kenntnis des Anteils der Wärmestrahlung, welche von der
Glaskeramikplatte 15 ausgesendet wird, kann in an sich bekannterweise der Anteil der Wärmestrahlung, welche vom Topfboden ausgeht, bestimmt werden.
Für ein gutes Messergebnis ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung auf die erste Sensoreinheit 13 gelangt und von dieser erfasst wird. Für Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 4 μηη weist die Glaskeramikplatte 15 hier eine Transmission von ungefähr 50% auf. Somit kann in diesem Wellenlängenbereich ein großer Teil der vom Topfboden ausgehenden Wärmestrahlung durch die Glaskeramikplatte 15 gelangen. Eine Erfassung in diesem Wellenlängenbereich ist daher besonders günstig. Entsprechend ist die erste Sensoreinheit 13 mit einer Filtereinrichtung 43 ausgestattet, die für Strahlung in diesem Wellenlängenbereich sehr durchlässig ist, während die Filtereinrichtung 43 Strahlung aus anderen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen reflektiert. Die Filtereinrichtungen 43, 53 sind hier jeweils als ein Interferenzfilter ausgebildet und insbesondere als ein Bandpassfilter bzw. als ein Langpassfilter ausgeführt.
Die Ermittlung einer Temperatur aus einer bestimmten Strahlungsleistung ist ein an sich bekanntes Verfahren. Entscheidend dabei ist, dass der Emissionsgrad des Körpers bekannt ist, von welchen die Temperatur bestimmt werden soll. Im vorliegenden Fall muss für eine zuverlässige Temperaturbestimmung also der Emissionsgrad des Topfbodens bekannt sein oder ermittelt werden. Die Sensoreinrichtung 3 hat hier den Vorteil, dass sie zur Bestimmung des Emissionsgrades eines Gargutbehälters 200 ausgebildet ist. Das ist besonders vorteilhaft, da somit ein beliebiges Kochgeschirr verwendet werden kann und nicht etwa nur ein bestimmter Gargutbehälter, dessen Emissionsgrad vorher bekannt sein muss.
Um den Emissionsgrad des Topfbodens zu bestimmten, sendet die Lampe 1 1 1 ein Signal aus, welches einen Anteil an Wärmestrahlung im Wellenlängenbereich des Infrarotlichts aufweist. Die Strahlungsleistung bzw. die Wärmestrahlung der Lampe 1 1 1 gelangt durch die
Glaskeramikplatte 15 auf den Topfboden und wird dort teilweise reflektiert und teilweise absorbiert. Die reflektierte Strahlung gelangt durch die Glaskeramikplatte 15 zurück zu der Sensoreinrichtung 3, wo sie von der ersten Sensoreinheit 13 als Mischstrahlung vom
Topfboden und von der Glaskeramikplatte 15 erfasst wird. Gleichzeitig mit der reflektierten Signalstrahlung gelangt also auch die eigene Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte auf die erste Sensoreinheit 13. Daher wird anschließend die Lampe 1 1 1 ausgeschaltet und nur die Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte erfasst. Der Anteil der reflektierten Signalstrahlung ergibt sich dann prinzipiell aus der zuvor erfassten Gesamtstrahlung abzüglich der Wärmestrahlung des Topfbodens und der Glaskeramikplatte.
Mit Kenntnis des Anteils der vom Topfboden reflektierten Signalstrahlung kann der
Absorptionsgrad des Topfbodens und damit dessen Emissionsgrad in bekannter Weise bestimmt werden, da das Absorptionsvermögen eines Körpers prinzipiell dem
Emissionsvermögen eines Körpers entspricht und der Anteil der vom Topf absorbierten
Strahlung gleich 1 minus reflektierte Strahlung ist.
Der Emissionsgrad wird hier in bestimmten Intervallen neu bestimmt. Das hat den Vorteil, dass eine spätere Veränderung des Emissionsgrades nicht zu einem verfälschten Messergebnis führt. Eine Veränderung des Emissionsgrades kann beispielsweise dann auftreten, wenn der Kochgeschirrboden unterschiedliche Emissionsgrade aufweist und auf der Kochstelle 21 verschoben wird. Unterschiedliche Emissionsgrade sind sehr häufig an Kochgeschirrböden zu beobachten, da z. B. bereits leichte Verschmutzungen, Korrosionen oder auch unterschiedliche Beschichtungen bzw. Lackierungen einen großen Einfluss auf den Emissionsgrad haben können.
Die Lampe 1 1 1 wird hier neben der Emissionsgradbestimmung bzw. der Bestimmung des Reflexionsverhaltens des Messsystems auch zur Signalisierung des Betriebszustandes der Kocheinrichtung 1 eingesetzt. Dabei umfasst das Signal der Lampe 1 1 1 auch sichtbares Licht, welches durch die Glaskeramikplatte 15 wahrnehmbar ist. Beispielsweise zeigt die Lampe 1 1 1 einem Benutzer an, dass eine Automatikfunktion in Betrieb ist. Eine solche Automatikfunktion kann z. B. ein Kochbetrieb sein, bei dem die Heizeinrichtung 2 in Abhängigkeit der ermittelten Topftemperatur automatisch gesteuert wird. Das ist besonders vorteilhaft, da das Aufleuchten der Lampe 1 1 1 den Benutzer nicht verwirrt. Der Benutzer weiß erfahrungsgemäß, dass das Aufleuchten eine Betriebsanzeige darstellt und zum normalen Erscheinungsbild der
Kocheinrichtung 1 gehört. Er kann sich also sicher sein, dass ein Aufblitzen der Lampe 1 1 1 nicht etwa eine Funktionsstörung ist und die Kocheinrichtung 1 möglicherweise nicht mehr richtig funktioniert.
Die Lampe 1 1 1 kann auch in einer bestimmten Dauer sowie in bestimmten Abständen aufleuchten. Möglich ist es z. B. auch, dass über unterschiedliche Blinkfrequenzen
unterschiedliche Betriebszustände ausgegeben werden können. Es sind auch unterschiedliche Signale über unterschiedliche an/aus-Folgen möglich. Vorteilhafterweise ist für jede Kochstelle 21 bzw. jeden (möglichen) Kochbereich 31 eine Sensoreinrichtung 3 mit einer Strahlungsquelle 63 vorgesehen, welche dazu geeignet ist, wenigstens einen Betriebszustand anzuzeigen.
Für die notwendigen Berechnungen zur Bestimmung der Temperatur sowie für die Auswertung der erfassten Größen kann wenigstens eine Recheneinheit vorgesehen sein. Die Recheneinheit kann dabei wenigstens teilweise auf der Leiterkarte 50 vorgesehen sein. Es kann aber auch beispielsweise die Steuereinrichtung 106 entsprechend ausgebildet sein oder es ist wenigstens eine separate Recheneinheit vorgesehen.
Die Figur 4 zeigt eine Weiterbildung, bei welcher unterhalb der Glaskeramikplatte 15 ein Sensormodul 500 und ein Sicherheitssensor 73 angeordnet sind. Der Sicherheitssensor 73 ist hier als ein temperaturempfindlicher Widerstand ausgebildet, wie beispielsweise ein Heißleiter oder ein NTC-Sensor, und thermisch leitend mit der Glaskeramikplatte 15 verbunden. Der Sicherheitssensor 73 ist hier dazu vorgesehen, um eine Temperatur des Kochbereichs 31 und insbesondere der Glaskeramikplatte 15 erfassen zu können. Übersteigt die Temperatur einen bestimmten Wert, besteht die Gefahr der Überhitzung und die Heizeinrichtungen 2 werden ausgeschaltet. Dazu ist der Sicherheitssensor 73 mit einer hier nicht dargestellten Sicherheitseinrichtung wirkverbunden, welche in Abhängigkeit der erfassten Temperatur einen Sicherheitszustand auslösen kann. Ein solcher Sicherheitszustand hat z. B. die Abschaltung der Heizeinrichtungen 2 bzw. der Kocheinrichtung 1 zur Folge.
Zusätzlich ist der Sicherheitssensor 73 hier als eine weitere Sensoreinheit 33 der
Sensoreinrichtung 3 zugeordnet. Dabei werden die von dem Sicherheitssensor 73 erfassten Werte auch für die Bestimmung der Temperatur durch die Sensoreinrichtung 3 berücksichtigt. Insbesondere bei der Bestimmung der Temperatur der Glaskeramikplatte 15 finden die Werte des Sicherheitssensors 73 Verwendung. So kann z. B. die Temperatur, welche mittels der anderen Sensoreinheit 23 über die erfasste Wärmestrahlung bestimmt wurde, mit der vom Sicherheitssensor 73 ermittelten Temperatur verglichen werden. Dieser Abgleich kann einerseits zur Kontrolle der Funktion der Sensoreinrichtung 3 dienen, andererseits aber auch für eine Abstimmung bzw. Einstellung der Sensoreinrichtung 3 eingesetzt werden.
Die Aufgabe der anderen Sensoreinheit 23 kann in einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung auch durch den Sicherheitssensor 73 übernommen werden. Der Sicherheitssensor 73 dient dabei zur Ermittlung der Temperatur der Glaskeramikplatte 15. Beispielsweise kann mit Kenntnis dieser Temperatur aus der Wärmestrahlung, welche die erste Sensoreinheit 13 erfasst, der Anteil eines Topfbodens bestimmt werden. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die andere Sensoreinheit 23 sowie eine dazugehörende Filtereinrichtung 53 eingespart werden können.
Das Sensormodul 500 ist hier als ein Vibrationssensor 502 ausgebildet und ebenfalls unterhalb der Glaskeramikplatte 15 angeordnet. Durch diese Positionierung können besonders gut Vibrationen und Geräusche erfasst werden, welche von einem Gargutbehälter 200 im
Kochbereich 31 ausgehen. Der Vibrationssensor 502 weist hier beispielsweise einen
piezoelektrischen Sensor auf, welcher die einwirkenden Vibrationen in eine Spannung umsetzt. Die Spannung wird als Ausgangssignal an die Steuereinrichtung 106 weitergegeben und von dieser verrechnet, um eine charakteristische Vibration des Kochvorgangs zu erkennen, z. B das Geräusch eines Blasensiedens.
In der Figur 5 ist ist eine Kocheinrichtung 1 mit zwei Sensormodulen 500 in einer geschnittenen Seitenansicht schematisiert dargestellt. Auf der Glaskeramikplatte 15 befindet sich ein
Gargutbehälter 200. Unterhalb der Glaskeramikplatte 15 ist eine Induktionseinrichtung 12, welche in der Mitte eine Ausnehmung aufweist, in welcher eine Sensoreinrichtung 3 angeordnet ist. Die Induktions-Schaltungseinheit 32 bildet zusammen mit der Induktionsspule 22 den Schwingkreis zur Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfeldes. Zudem steuert die Induktions-Schaltungseinheit 32 den Schwingkreis entsprechend den Anforderungen des Kochvorgangs. Das eine Sensormodul 500 ist als ein Vibrationssensor 502 ausgebildet, wie er bereits in der Figur 4 beschrieben wurde. Das weitere Sensormodul 500 erfasst hier einen elektrischen Parameter der Induktionseinrichtung 12 und ist als ein Spannungssensor 501 ausgebildet. Die Ausgangssignale der Sensormodule 500 werden von der Steuereinrichtung 106 registriert und verrechnet. Die Steuereinrichtung 106 berücksichtigt diese Informationen bei der Regelung der Heizleistung der Induktionseinrichtung 12.
Der Spannungssensor 501 ist hier ein bereits in der Induktionseinrichtung 12 regelmäßig vorgesehener Sensor, beispielsweise um die Spannung im Schwingkreis zu überwachen und dementsprechend die Heizleistung regulieren zu können oder auch um zu erkennen, ob sich ein Gargutbehälter200 im Kochbereich 31 befindet oder nicht (sog. Topferkennung). Dadurch können Kosten für einen zusätzlichen Spannungssensor eingespart werden. Der
Spannungssensor 501 ist hier in einer elektronischen Schaltung der Induktions- Schaltungseinheit 32 integriert. Es können auch zwei oder mehr Spannungssensoren 501 und/oder andere Sensoren zur Erfassung elektrischer und/oder magnetischer Parameter in der Induktions-Schaltungseinheit 32 vorgesehen sein. Möglich ist auch, dass in der Induktions- Schaltungseinheit 32 an verschiedenen Stellen entsprechende Werte für die Spannung und für andere Größen abgegriffen werden, welche als indirekte Größe wenigstens teilweise
Verwendung finden.
Anhand der erfassten Spannung und entsprechender weiterer elektrischer Parameter des Schwingkreises wird die Durchlässigkeit für ein magnetisches Feld (die sog. Permeabilität) eines im Kochbereich 31 positionierten Gargutbehälters 200 bzw. dessen Topfboden bestimmt. Die Permeabilität verändert sich dabei in Abhängigkeit von der Temperatur des Topfbodens. Durch die vom Spannungssensor 501 erfasste Größe kann somit indirekt auf Temperaturen bzw. eine Temperaturveränderung im Kochbereich 31 geschlossen werden.
Die berechnete Permeabilität kann auch vorteilhaft zur Überwachung des Kochvorgangs eingesetzt werden, beispielsweise um festzustellen, ob das Gargut siedet oder nicht.
Insbesondere wässrige Gargüter zeichnen sich durch ein Siedeplateau am Siedepunkt aus. Bei einem Siedeplateau wird weiter Leistung zum Gargut zugeführt, die Temperatur ändert sich jedoch nicht mehr oder nur noch kaum. Das Siedeplateau wird dann daran erkannt, dass sich die Temperatur und somit die Permeabilität über die Zeit bzw. im Vergleich zu einem vorherigen Zeitraum nicht wesentlich ändert, während die Leistungsabgabe der Induktionseinrichtung 12 über die Zeit im Wesentlichen gleich bleibt. Zur Bestimmung der Leistungsabgabe können weitere elektrische Parameter der Induktionseinrichtung 12 abgegriffen oder sensiert werden.
Ein Siedeplateau kann auch dadurch erkannt werden, dass die Leistungsabgabe über die Zeit mit der von der Sensoreinrichtung 3 erfassten direkten Größe, z. B. der Wärmestrahlung, und der daraus bestimmten Temperatur des Kochbereichs 31 verglichen wird. Gibt die Induktionseinrichtung 12 weiterhin Leistung ab und bleibt dabei die Temperatur im Kochbereich 31 im Wesentlichen unverändert, kann ein Siedeplateau angenommen werden.
Die hier vorgestellte Kocheinrichtung 1 bietet eine zuverlässige Überwachung von automatisch gesteuerten Koch- bzw. Bratvorgängen. Eine Sensoreinrichtung 3 ermöglicht eine genaue und reproduzierbare Bestimmung der Temperatur des Kochbereichs 31 während des
Kochvorgangs. Dabei erfasst die Sensoreinrichtung 3 vom Topfboden ausgehende
Wärmestrahlung, welche direkt von der Temperatur des Topfbodens abhängt. Zusätzlich werden mittels Sensormodule 500 noch Vibrationen, Siedegeräusche und
Permeabilitätsänderungen des Topfbodens sowie andere Charakteristika einer Kochphase, wie z. B. ein Siedeplateau, ermittelt. Diese Informationen werden alle zusammengeführt und bei der Regelung der Heizleistung der Induktionseinrichtung berücksichtigt. Durch die vielfältigen und teilweise redundanten Informationen ist der Automatikbetrieb besonders praktikabel und zuverlässig.
Bezugszeichenliste
1 Kocheinrichtung
2 Heizeinrichtung
3 Sensoreinrichtung
4 magnetische Abschirmeinrichtung
5 Trägereinrichtung
6 Dichtungseinrichtung
7 optische Schirmeinrichtung
8 Isolierungseinrichtung
9 thermische Ausgleichseinrichtung
10 Halteeinrichtung
1 1 Kochfeld
12 Induktionseinrichtung
13 Sensoreinheit
14 Ferritkörper
15 Glaskeramikplatte
16 Mikanitschicht
17 Zylinder
18 Luftschicht
19 Kupferplatte
21 Kochstelle
22 Induktionsspule
23 Sensoreinheit
27 Boden
30 Auflageeinrichtung
31 Kochbereich
32 Induktions-Schaltungseinheit
33 Sensoreinheit
41 Abdeckeinrichtung
43 Filtereinrichtung
50 Leiterkarte
53 Filtereinrichtung
60 Gehäuse
63 Strahlungsquelle
73 Sicherheitssensor
83 Erfassungsbereich
100 Gargerät
102 Dämpfungseinrichtung 103 Garraum
104 Garraumtür
105 Bedieneinrichtung
106 Steuereinrichtung
1 1 1 Lampe
1 12 Federeinrichtung
122 Verschraubung
200 Gargutbehälter
500 Sensormodul
501 Spannungssensor
502 Vibrationssensor

Claims

Patentansprüche
1. Kocheinrichtung (1 ) mit wenigstens einem Kochfeld (1 1 ) mit wenigstens einer
Kochstelle (12) und mit wenigstens einer Heizeinrichtung (2) zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches (31 )
und mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (3) zur Erfassung wenigstens einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs (31 ) abhängenden charakteristischen Größe, und wobei wenigstens eine Steuereinrichtung (106) vorgesehen ist,
welche dazu ausgebildet und geeignet ist, die Heizeinrichtung (2) in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung (3) erfassten Größe zu steuern,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensoreinrichtung (106) wenigstens ein Sensormodul (500) zugeordnet ist, zur Erfassung wenigstens einer indirekt von Temperaturen des Kochbereichs (31 ) abhängenden Größe.
2. Kocheinrichtung (1 ) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (106) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Heizeinrichtung (2) auch in Abhängigkeit der von dem Sensormodul (500) erfassten Größe zu steuern.
3. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (106) dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand wenigstens einer von der Sensoreinrichtung (3) und/oder dem Sensormodul (500) erfassten Größe wenigstens einen charakteristischen Temperaturbereich eines Kochvorgangs zu bestimmen.
4. Kocheinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (106) dazu geeignet und ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Veränderung der erfassten indirekt abhängigen Größe über die Zeit wenigstens einen charakteristischen Temperaturbereich eines Kochvorgangs und insbesondere ein Siedeplateau zu erkennen.
5. Kocheinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sensormodul (500) dazu geeignet und ausgebildet ist, wenigstens einen elektrischen Parameter der Heizeinrichtung (2) zu erfassen.
6. Kocheinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sensormodul (500) wenigstens einen Vibrationssensor (502) und/oder wenigstens einen Beschleunigungssensor und/oder wenigstens einen Geräuschsensor und/oder wenigstens einen Spannungssensor (501 ) und/oder wenigstens einen Stromsensor und/oder wenigstens einen Magnetfeldsensor umfasst.
7. Kocheinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kochfeld (1 1 ) wenigstens eine Trägereinrichtung (5) zum Positionieren wenigstens eines Gargutbehälters (200) aufweist und dass das
Sensormodul (3) in Einbaulage des Kochfeldes (1 1 ) wenigstens teilweise unterhalb der Trägereinrichtung (5) angeordnet ist.
8. Kocheinrichtung (1 ) mit wenigstens einem Kochfeld (1 1 ) mit wenigstens einer
Kochstelle (12) und mit wenigstens einer Heizeinrichtung (2) zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches (31 )
und mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (3) zur Erfassung wenigstens einer direkt von Temperaturen des Kochbereichs (31 ) abhängenden charakteristischen Größe, und wobei wenigstens eine Steuereinrichtung (106) vorgesehen ist,
welche dazu ausgebildet und geeignet ist, die Heizeinrichtung (2) in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung (3) erfassten Größe zu steuern,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensoreinrichtung (3) wenigstens ein Sensormodul (500) zugeordnet ist, welches einer Gruppe von Sensormodulen entnommen ist, umfassend Vibrationssensoren (502), Beschleunigungssensoren, Geräuschsensoren, Spannungssensoren (501 ), Stromsensoren, Magnetfeldsensoren.
9. Verfahren zum Betreiben einer Kocheinrichtung (1 ) mit wenigstens einem Kochfeld (1 1 ) mit wenigstens einer Kochstelle (12) und mit wenigstens einer Heizeinrichtung (2) zur Beheizung wenigstens eines Kochbereiches (31 )
und mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (3), welche wenigstens eine direkt von Temperaturen des Kochbereichs (31 ) abhängende charakteristische Größe erfasst, und wobei wenigstens eine Steuereinrichtung (106) die Heizeinrichtung (2) wenigstens teilweise und wenigstens zeitweise in Abhängigkeit der wenigstens einen von der Sensoreinrichtung (3) erfassten Größe steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels wenigstens eines der Sensoreinrichtung (3) zugeordneten Sensormoduls (500) wenigstens eine indirekt von Temperaturen des Kochbereichs (31 ) abhängende Größe erfasst wird.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (106) die Heizeinrichtung (2) auch in Abhängigkeit der von dem Sensormodul (500) erfassten Größe steuert.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der von dem Sensormodul (500) erfassten indirekt abhängigen Größe und/oder in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung (3) erfassten direkt abhängigen Größe mittels der Steuereinrichtung (106) der charakteristische Temperaturbereich eines Kochvorgangs bestimmt wird.
12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensormoduls (500) wenigstens ein elektrischer Parameter der Heizeinrichtung (2) erfasst wird.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des elektrischen Parameters mittels der Steuereinrichtung (106) die Durchlässigkeit des Kochbereichs (31 ) für ein magnetisches Feld bestimmt wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit eines Vergleichs wenigstens eines Wertes für die Durchlässigkeit mit wenigstens einem Wert für eine Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe der Heizeinrichtung (2) der charakteristische Temperaturbereich eines Kochvorgangs bestimmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste direkt abhängige Größe und die erfasste indirekt abhängige Größe unterschiedlich gewichtet werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vibration und/oder wenigstens eine Beschleunigung und/oder wenigstens ein Geräusch des Kochbereichs erfasst wird, welche/welches einen Temperaturbereich eines Kochvorgangs und insbesondere einen Siedebereich charakterisiert.
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