EP3253179A1 - Verfahren zum betreiben eines gargerätes und gargerät - Google Patents

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EP3253179A1
EP3253179A1 EP17171049.4A EP17171049A EP3253179A1 EP 3253179 A1 EP3253179 A1 EP 3253179A1 EP 17171049 A EP17171049 A EP 17171049A EP 3253179 A1 EP3253179 A1 EP 3253179A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
parameter
food
frequency
mass
treatment
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17171049.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Dr. Sillmen
Alexandrine Ziethen
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 EP3253179A1 publication Critical patent/EP3253179A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/085—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on baking ovens
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6447—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors
    • H05B6/6467—Method of operation or details of the microwave heating apparatus related to the use of detectors or sensors using detectors with R.F. transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/70—Feed lines
    • H05B6/705—Feed lines using microwave tuning

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a cooking appliance and a cooking appliance with at least one treatment device for the treatment of food in at least one cooking chamber. At least one characteristic parameter for a mass of the cooking product located in the cooking chamber is determined.
  • the user can z. B. weigh the food and deposit the corresponding value via an input function in the device.
  • Such an input but on the one hand provides a source of error through which the cooking result can be adversely affected, eg. B. by a confusion of units between balance and device.
  • weighing and typing are often perceived as very uncomfortable.
  • Another possibility is that the user indicates a specific food by means of a prefix.
  • a preselection automatic can be achieved basically good results.
  • each food usually also has individual properties, so that it may lead to deviations from the food taken into account in the automatic preselection. This concerns in particular the mass or the size of food.
  • the inventive method is used to operate a cooking appliance.
  • food to be cooked is treated in at least one cooking space.
  • the treatment device is controlled as a function of at least one treatment program by at least one control device.
  • At least one characteristic parameter for a mass of the food within the cooking chamber is determined.
  • high-frequency measurement radiation is emitted with a plurality of distinguishable frequencies and / or phases and received and evaluated again.
  • the measuring radiation reflected from the cooking chamber is received and evaluated again.
  • at least one parameter for the measuring radiation absorbed in the cooking space is determined dependent on the frequency and / or phase.
  • the characteristic parameter for the mass of the food is determined.
  • the characteristic for the mass is provided to the control device.
  • the method according to the invention has many advantages.
  • a considerable advantage is that the mass of a cooking product lying in the cooking chamber is determined by means of high-frequency measuring radiation.
  • a very reliable and at the same time very convenient for the user mass determination of the food is possible.
  • the user does not have to weigh the food and does not have to enter weight information into the cooking appliance. This saves time and effort in the preparation of food and also prevents incorrect weight indication by the user.
  • At least one parameter is used for the mass determination for the measuring radiation absorbed in the cooking chamber.
  • This parameter provides reliable information about the absorption of the food, which in turn is particularly closely related to the mass of the food. Therefore, a reliable and reproducible measurement of the mass is possible.
  • such a measurement can be implemented with an inexpensive measuring technique. For example, the necessary for the detection and evaluation high-frequency technology or radar technology can be implemented with cost-effective components and a cost-conscious production cost.
  • a further advantage is that the ascertained parameter is made available to the mass of the control device.
  • the treatment program can be adapted taking into account the mass of the food to be cooked, so that particularly tasty cooking results can be achieved.
  • the cooking time provided in the treatment program is adjusted as a function of the determined mass of the food. For example, depending on the weight of the food, the cooking time can be shortened and / or extended accordingly.
  • the measuring radiation comprises a multiplicity of frequency and phase combinations. It is preferred that the parameter for the measuring radiation absorbed in the cooking chamber is used as a function of a respective frequency and phase combination to determine the characteristic parameter for the mass. For example, the parameter is determined for each combination of a specific phase difference and a frequency set thereto. The parameter can also be determined as a function of the frequency and phase combinations of the measuring radiation.
  • the use of such a measuring radiation is particularly advantageous since the absorption of the measuring radiation caused by the food to be cooked depends both on the frequency and on the phase position.
  • a particularly meaningful parameter for the measuring radiation absorbed in the cooking chamber can be determined.
  • the combination with a minimum and / or maximum and / or average absorption value of the measuring radiation can be determined from the multiplicity of frequency and phase combinations.
  • At least one frequency-dependent and / or phase-dependent profile of the parameter is evaluated and used in particular for determining the characteristic parameter for the mass.
  • at least one minimum is determined in the course of the parameter.
  • a minimum in the frequency-dependent and / or phase-dependent course of the parameter is particularly strongly influenced by the mass present in the cooking chamber, so that it can be used particularly reliably for determining the parameter for the mass.
  • At least one maximum is determined in the course of the parameter. It is also possible to determine at least a mean value in the course of the parameter. It is also possible that at least one value of the parameter is determined in a course section characteristic of an absorption. For example, in the frequency-dependent and / or phase-dependent course of the parameter, a slope and / or an extreme point and / or a turning point can be determined.
  • An average value of the parameter can also be determined.
  • At least one parameter for the mass is assigned to the minimum, maximum or mean value in the course of the parameter on the basis of at least one assignment function. It is also possible to assign the characteristic for the mass to another characteristic value in the course of the parameter, for example a reversal point, on the basis of the assignment function.
  • the assigned parameter is preferably understood to be a concrete value for the mass.
  • This assigned characteristic for the mass becomes preferably assumed to be determined mass of the food.
  • the assignment function is, for example, a polynomial and / or another suitable fit function.
  • the additional cooking product parameter may describe the type and / or the size of the food.
  • the further cooking product parameter is preferably entered or selected by the user via an operating device. For example, the user inputs whether it is meat or pasta or vegetables.
  • the assignment function is preferably selected and / or adjusted based on the type of food.
  • the assignment function describes at least one empirically determined relationship between the frequency-dependent and / or phase-dependent profile of the parameter and the parameter of the mass.
  • the assignment function was determined under exactly defined conditions of the cooking chamber and the inserted mass.
  • the absorption of the measuring radiation was determined in a plurality of different known masses as a reference in the oven.
  • the assignment function is then preferably determined on the basis of these measurement results.
  • the parameter determined for the absorption can be assigned at least approximately to a specific mass value.
  • the parameter is a dissipation factor.
  • the dissipation factor describes the proportion of the radiant power absorbed in the cooking chamber compared to the transmitted radiation power. With an increase in the dissipation factor, it is particularly preferable to assume an increase in the characteristic for the mass of the food to be cooked. Since the measure of the reflected radiation power continues to decrease with increasing mass of the food, such a dissipation factor is particularly well suited for an uncomplicated and reliable determination of the mass of the food.
  • the dissipation factor be detected for a variety of frequency and phase combinations.
  • the minimum and / or maximum dissipation factor of the detected frequency and phase combinations is determined.
  • the minimum and / or maximum dissipation factor is preferably based on at least one Assignment function associated with at least one parameter for the mass of the food. This associated parameter is preferably assumed as the mass of the food to be determined.
  • the determination of the minimum and / or maximum dissipation factor from a plurality of dissipation factors at different frequency and phase combinations offers a high reproducibility of the result of the mass determination.
  • At least one scattering parameter is detected in a frequency-dependent and / or phase-dependent manner for comparison of the received and the emitted measuring radiation.
  • the parameter for the measuring radiation absorbed in the cooking chamber is determined in particular on the basis of the scattering parameter.
  • a scattering parameter has the advantage that it can be detected and registered with a correspondingly inexpensive and cost-conscious high-frequency technology.
  • a scattering parameter makes it particularly well possible to determine the dissipation factor and / or other parameters for the absorption of the measuring radiation in the cooking chamber.
  • the scattering parameter is preferably detected frequency-dependent and / or phase-dependent.
  • the scattering parameter is detected for a multiplicity of frequency and phase combinations.
  • the scattering parameter can also be detected as a function of the frequencies used and / or phase angles.
  • the scattering parameter can be detected in reflection and / or transmission.
  • a measuring system may be provided which comprises at least one reflectometer and / or at least one radar sensor. It can be provided a one-port and / or a multi-port reflectometer.
  • the scattering parameter relates in particular to the amplitude and / or phase and / or its magnitude.
  • the scattering parameter may also relate to at least one other characteristic variable for a wave property of the measurement radiation. It is possible that two or more different scattering parameters are used.
  • a scattering parameter can be measured in input reflection and / or forward transmission or in other constellations.
  • the scattering parameter in the complex plane and / or in the amplitude response and / or in the phase response are considered.
  • the measuring radiation comprises a frequency width which offers a propagation of at least ten modes in the unloaded cooking chamber. It is also possible that the frequency width of the measuring radiation offers a propagation of at least three modes in the unloaded cooking chamber. Particularly preferably, the measuring radiation comprises a frequency width, which is a propagation of at least 15 or even at least 20 or at least 30 or more modes in the unloaded cooking space offers. Such a frequency width of the measuring radiation has the advantage that reproducibility of the mass determination is increased.
  • an at least partially idealized cooking space is used.
  • a cooking chamber can be equipped without the otherwise usual in cooking appliance heat sources and / or Gargutlinifactn.
  • a particularly inexpensive and sufficiently accurate determination of the modes capable of propagation for a given frequency width of the measuring radiation can be carried out.
  • the number of modes capable of propagation is empirically determined for a given frequency width of the measuring radiation in a cooking space actually provided.
  • the measuring radiation is in the microwave range.
  • the measuring radiation is in particular a radar radiation.
  • the measuring radiation is in a frequency range of at least one ISM band.
  • the measuring radiation is in a frequency range between 2.4 GHz and 2.5 GHz.
  • the measuring radiation can also be in a frequency range between 902 MHz to 928 MHz.
  • the measuring radiation comprises two or more bands.
  • measuring radiation is used with a frequency range outside of ISM bands.
  • measuring radiation with a correspondingly low high-frequency power is particularly preferably used, which is suitable for measuring purposes, but not for example for dielectric heating of the food.
  • the distinguishable frequencies and / or phase positions can be transmitted into the cooking space at the same time or at a different time.
  • the distinguishable frequencies may have a step size of at most 100 MHz and in particular of at most 10 MHz and more preferably of 1 MHz or less. With such a step size, particularly meaningful measured values can be achieved in the corresponding bands.
  • the measuring radiation can also be transmitted and / or received with at least two and preferably a plurality of distinguishable phase positions.
  • the measuring radiation comprises at least two frequencies differing by at least 100 MHz between 100 megahertz and 10 terahertz.
  • a plurality and in particular a plurality of different frequencies are provided.
  • the plurality of frequencies comprises frequencies which differ by up to 0.1 MHz or up to 1 MHz or up to 10 MHz.
  • the measuring radiation may have a frequency width of at least 10% of the center frequency of the frequency band used. Also possible is a frequency width of at least 10% of the arithmetic mean of lower and upper limit frequency of the frequency band used. A frequency width of at least 20% of the corresponding arithmetic mean value is preferred.
  • the frequency width in particular comprises at least 250 megahertz and preferably at least 500 megahertz and / or at least one gigahertz and / or at least 5 gigahertz, and more preferably more than 10 gigahertz. Also possible are 20 gigahertz or more.
  • the measuring radiation is emitted as ultrashort pulse.
  • the transmitting device and / or the receiving device are designed and suitable for transmitting or receiving ultra-wideband signals.
  • the processing device is preferably designed for evaluating ultrabroadbandiger signals.
  • the pulse duration is shorter than a nanosecond.
  • the pulse duration is preferably in the range of one hundred or less picoseconds.
  • the measuring system comprises at least one ultra-wideband radar device and / or is designed as such.
  • the ultra-wideband radar device comprises at least one radar sensor and preferably a frequency-modulated continuous wave radar sensor.
  • the treatment device is preferably suitable and designed to generate and emit high-frequency treatment radiation for the treatment of the food and in particular for the dielectric heating of the food.
  • the treatment device is also suitable and designed to generate the measurement radiation.
  • the measuring radiation is generated with the treatment device, with which also the food to be cooked is electrically heated.
  • the power of the measuring radiation is preferably lower by a multiple than the power of the treatment radiation.
  • the measuring radiation is smaller by a factor of 100 and in particular by a factor of 1000 and particularly preferably by a factor of 10,000 than the power of the treatment radiation.
  • the bandwidth of the measuring radiation is greater than the bandwidth of the treatment radiation.
  • the bandwidth of the treatment radiation is preferably within an ISM band. It is possible that the treatment radiation is generated at the same time or with a time delay to the measurement radiation and is emitted.
  • the measuring radiation is generated with a dedicated measuring system. It is possible that the measuring system and the treatment device each include its own high-frequency device for generating the high-frequency radiation.
  • the treatment device comprises at least one thermal heat source for the treatment of the food.
  • the thermal heat source can be used in addition to a dielectric heating of the food. It is also possible that only a treatment of the food with the thermal heat source is provided.
  • the cooking appliance is designed, for example, as an oven without a microwave function. Then, in particular, the measuring system is provided for generating the measuring radiation.
  • a plurality of cycles are carried out, each with at least one measurement phase and in each case at least one treatment phase.
  • the measuring radiation is emitted in the measuring phase.
  • the treatment phase is in particular a high-frequency treatment radiation for the treatment of the food and in particular for the dielectric heating of the food to be sent out.
  • the measuring phase is preferably many times shorter than the treatment phase.
  • the treatment phase lasts at least ten times, and preferably by a factor of 100 and in particular by a factor of 1000 longer than the measurement phase.
  • a further determination of the parameter for the mass is carried out at least once.
  • the measuring radiation can be emitted periodically or at irregularly defined time intervals.
  • the current treatment program is at least partially adapted again on the basis of the again determined parameter for the mass.
  • the determined characteristic of the mass is displayed to the user.
  • the output can be done in a display device and for example via a display.
  • the determined parameter of the mass can be at least partially adapted by the user.
  • the adapted parameter of the control device is provided and considered in particular for an adaptation of the treatment program.
  • at least one further treatment program is proposed to the user depending on the changed parameter for the mass of the food.
  • the user a selected or proposed treatment program can at least partially adapt.
  • the cooking appliance according to the invention comprises at least one treatment device for the treatment of food in at least one cooking chamber.
  • the cooking appliance comprises at least one control device for controlling the treatment device as a function of at least one treatment program.
  • at least one measuring system at least one characteristic parameter for a mass of the food can be determined.
  • measuring system is suitable and designed to emit high-frequency measuring radiation with a plurality of distinguishable frequencies and / or phases in the cooking chamber and to receive and evaluate.
  • the measuring system is suitable and designed to determine at least one parameter for the measuring radiation absorbed in the cooking chamber based on at least one comparison of the received with the emitted measuring radiation frequency-dependent and / or phase-dependent. Based on the parameter, the characteristic parameter for the mass of the food is determined. The characteristic is made available to the control device.
  • the cooking appliance according to the invention also offers many advantages.
  • a particular advantage is that the cooking device provides a reliable and comfortable detection of the mass of the food. As a result, particularly tasty cooking results can be achieved with the cooking appliance, since the cooking process is specifically adapted to the mass or size of the food.
  • the FIG. 1 shows an inventive cooking appliance 1, which is designed here as a baking oven 200.
  • the cooking appliance 1 is operated by the method according to the invention.
  • the cooking appliance 1 is provided here as a built-in appliance. It is also possible that the cooking appliance 1 is designed as a stove or stand unit.
  • the cooking appliance 1 has a cooking chamber 3, which can be closed by a door 202.
  • a food 300 on a food support 204 As a food is in the context of the present invention, in particular, any kind of material to be treated designated, for. B. also defrosting.
  • the food support 204 is inserted on a not visible here Gargut lacking information.
  • a treatment device 2 For preparing the food 300, a treatment device 2 is provided.
  • the treatment device 2 comprises a heating device 32 with a plurality of heat sources, which are not visible in the cooking space 3 or the device interior arranged in the view shown here.
  • the heater 32 provides various heat sources available. Among other things, it is possible to heat with a circulating air heating source, with top and bottom heat, in hot air mode and / or with a grill function. It is also possible that the oven 200 is formed as a combination device with a microwave function and / or a steam cooking function.
  • the cooking appliance 1 here comprises a control device 12 for controlling or regulating the treatment device 2 and further provided device functions.
  • the control device 12 for example, the heating power of the heating sources is set so that there are 3 temperatures in the cooking chamber, which are in the range of a required target temperature.
  • different operating modes and preferably different treatment programs and automatic functions can be executed via the control device 12.
  • the cooking appliance 1 can be operated here via an operating device 201.
  • the operating mode, the operating temperature and / or a treatment program or an automatic function can be selected and set.
  • the operating device 201 here comprises a display device, via which the user information about the operation and the cooking process are displayed. About the control device 201, the user can also make inputs, for example, to deposit information about the food 300 in the cooking device 1.
  • the operating device 201 may have one or more keys for this purpose and / or be designed as a touch-sensitive surface or touchscreen.
  • the cooking appliance 1 has a measuring system 6, which is shown here very schematically.
  • the measuring system 6 is provided for the contactless determination of a characteristic parameter for a mass of the food 300.
  • the measuring system 6 here comprises a transmitting device 16 and a receiving device 26 as well as an evaluation device 36. With the transmitting device 16, electromagnetic measuring radiation and in particular radar radiation are generated and transmitted into the cooking chamber 3. The reflected and / or transmitted measuring radiation is received again by the receiving device 26.
  • the measurements are preferably carried out in reflection and / or transmission.
  • the transmitting device 16 and the receiving device 26 can be designed as a one-port reflectometer or as a multi-port reflectometer.
  • the transmitting device 16 and the Receiving device 26 can also be provided by a radar sensor or include such.
  • the measuring system 6 can also be designed as an ultra-wideband radar device. Then, in particular, an ultra-wideband radar sensor is provided.
  • the measuring system 6 comprises at least one directional coupler for each channel and at least two high-frequency power detectors.
  • correction elements, amplifiers and / or phase measurement systems can also be provided.
  • the distinguishable frequencies and / or phases of the measuring radiation can be transmitted in succession, z. B. as a frequency scan. It is also possible that instead of a frequency scan or a time-delayed transmission of distinguishable frequencies with an ultrashort pulse is measured. As a result, a particularly large and advantageous frequency width can be achieved.
  • the transmit pulse and the deformed reflected pulse as a function of the frequency with respect to magnitude and phase are preferably compared and evaluated for each transmit device 16 or antenna 46.
  • the pulse method is z. B. possible with so-called UWB radar sensors. It is possible that for the widest possible bandwidth with very low RF power outside of ISM bands is measured.
  • the measuring system 6 transmits, with a time offset or at the same time, measuring radiation having a plurality of distinguishable frequencies into the cooking chamber 3. In addition, the measuring system 6 transmits time-shifted or simultaneous measuring radiation with a plurality of distinguishable phases.
  • the measuring system 6 has at least one frequency-tunable high-frequency device. In addition, the measuring system 6 is suitable and designed for the specific change of the phase position of the measuring radiation.
  • the measuring radiation interacts with the food 300 and is partially transmitted, absorbed and reflected.
  • the reflected portion of the measuring radiation is then detected by the receiving device 26 and / or other antennas 46 and registered by the evaluation device 36.
  • the determination of the reflected portion of the measurement radiation is performed for a plurality of phase and frequency combinations.
  • At least one characteristic wave property of the measuring radiation is detected by the measuring system 6, for example the amplitude, frequency and / or phase.
  • the scatter parameter On the basis of a comparison of the received with the emitted measuring radiation is at least one scattering parameter frequency-dependent detected.
  • the scatter parameter indicates the ratio of the receiving wave to the transmitted wave.
  • the scattering Based on the detection of amplitude and phase of the transmitted and received waves, the scattering is determined. The amplitude and phase of the outgoing waves are different from those of the incoming waves.
  • a scattering parameter therefore contains amplitude and phase information.
  • the evaluation device 36 calculates at least one dissipation factor based on the scattering parameter for each frequency and phase combination. On the basis of the reflected component or the scattering parameter, other parameters can also be determined which are characteristic of the measuring radiation completed in the cooking chamber or by the food to be cooked.
  • the dissipation factor is particularly advantageous because it provides reliable information about the absorption behavior of the food in the cooking chamber and the absorption in turn depends on the mass of the food.
  • the minimum dissipation factor of the detected frequency and phase combinations at each point in time it is particularly advantageous to determine the minimum dissipation factor of the detected frequency and phase combinations at each point in time.
  • at least one assignment function is stored in the evaluation device 36, which describes the correlation between the minimum dissipation factor and the mass of the food.
  • a polynomial is provided for this purpose.
  • the determined parameter for the mass is provided to the control device 12.
  • the determined parameter is taken into account, for example, by the control device 12 when setting the treatment device 2 and in particular the heating device 32.
  • at least one treatment program is adapted taking into account the mass of the food and / or proposed to the user. For example, the cooking duration and / or the heating power is set based on the mass of the inserted food 300.
  • the characteristic for the mass is preferably also displayed to the user.
  • it is available to the user as a parameter recommendation or as a default setting. So this can possibly correct a proposed value.
  • a cooking appliance 1 is shown, which is designed as a combined appliance 200 with an oven and microwave function.
  • the treatment device 2 comprises not only the heating device 32 but also a high-frequency device 22 for generating high-frequency treatment radiation for dielectric heating of the food 300.
  • the high-frequency device 22 also serves to generate the measuring radiation.
  • no own high-frequency source is necessary for the measuring system 6.
  • it can also be an additional radio frequency device 22 may be provided for generating the measuring radiation.
  • the cooking appliance 1 can also be equipped only with a microwave function and without a heating device 32.
  • the treatment radiation and the measurement radiation are emitted, for example, in cycles with specific transmit durations.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes (1) sowie ein Gargerät (1) mit einer Behandlungseinrichtung (2) zur Behandlung von Gargut in einem Garraum (3). Die Behandlungseinrichtung (2) wird in Abhängigkeit eines Behandlungsprogramms durch eine Steuereinrichtung (12) gesteuert wird. Eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des Garguts wird ermittelt. Dabei wird hochfrequente Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen in den Garraum (3) ausgesendet und wieder empfangen und ausgewertet. Anhand eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung wird frequenzabhängig und/oder phasenabhängig ein Parameter für die im Garraum (3) absorbierte Messstrahlung bestimmt. Anhand des Parameters wird die charakteristische Kenngröße für die Masse des Garguts ermittelt und der Steuereinrichtung (12) zur Verfügung gestellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes sowie ein Gargerät mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung zur Behandlung von Gargut in wenigstens einem Garraum. Es wird wenigstens eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des im Garraum befindlichen Garguts ermittelt.
  • Zur Erzielung optimaler Garergebnisse ist es in der Regel sehr hilfreich, bestimmte Eigenschaften des Garguts und insbesondere dessen Masse bzw. Gewicht zu berücksichtigen. Solche Informationen über das Gargut sind zudem besonders wichtig für einen zuverlässigen Ablauf von Automatikprogrammen. Beispielsweise sollte bei der Einstellung bzw. programmbasierten Berechnung der Garzeit eines Bratens dessen Gewicht bzw. Größe berücksichtigt werden, sodass der Braten zum Garende weder übergart noch unzureichend gegart wurde.
  • Eine Möglichkeit, dem Gargerät diese Informationen zur Verfügung zu stellen, ist eine Eingabe durch den Benutzer. Der Benutzer kann z. B. das Gargut wiegen und den entsprechenden Wert über eine Eingabefunktion im Gerät hinterlegen. Eine solche Eingabe bietet aber zum einen eine Fehlerquelle, durch die das Garergebnis ungünstig beeinflusst werden kann, z. B. durch eine Verwechselung von Einheiten zwischen Waage und Gerät. Zum anderen wird das Wiegen und Eingeben häufig als sehr unkomfortabel empfunden.
  • Eine andere Möglichkeit ist, dass der Benutzer anhand einer Vorwahl ein bestimmtes Gargut angibt. Mit einer solchen Vorwahlautomatik lassen sich grundsätzlich gute Ergebnisse erzielen. Allerdings weist jedes Gargut üblicherweise auch individuelle Eigenschaften auf, sodass es zu Abweichungen gegenüber dem in der Vorwahlautomatik berücksichtigten Gargut kommen kann. Das betrifft insbesondere die Masse bzw. die Größe von Gargut.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes und ein Gargerät zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte und insbesondere komfortable Bestimmung der Masse des Garguts ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Gargerätes. Mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung wird Gargut in wenigstens einem Garraum behandelt. Die Behandlungseinrichtung wird in Abhängigkeit wenigstens eines Behandlungsprogramms durch wenigstens eine Steuereinrichtung gesteuert. Es wird wenigstens eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des Garguts innerhalb des Garraums ermittelt. Dabei wird hochfrequente Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen ausgesendet und wieder empfangen und ausgewertet. Insbesondere wird die aus dem Garraum reflektierte Messstrahlung wieder empfangen und ausgewertet. Anhand eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung wird frequenzabhängig und/oder phasenabhängig wenigstens ein Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung bestimmt. Anhand des Parameters wird die charakteristische Kenngröße für die Masse des Garguts ermittelt. Die Kenngröße für die Masse wird der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Masse eines im Garraum liegenden Garguts mittels hochfrequenter Messstrahlung bestimmt wird. Dadurch ist eine sehr zuverlässige und zugleich für den Benutzer sehr komfortable Massenbestimmung des Garguts möglich. Der Benutzer muss das Gargut nicht selbst wiegen und muss auch keine Gewichtsangaben in das Gargerät eingeben. Das spart Zeit und Aufwand bei der Zubereitung von Speisen und verhindert zudem eine fehlerhafte Gewichtsangabe durch den Benutzer.
  • Besonders vorteilhaft ist auch, dass zur Massenbestimmung wenigstens ein Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung herangezogen wird. Dieser Parameter gibt eine zuverlässige Auskunft über die Absorption des Garguts, die wiederum mit der Masse des Garguts besonders eng zusammenhängt. Daher ist eine zuverlässige und reproduzierbare Messung der Masse möglich. Zudem kann eine solche Messung mit einer unaufwendigen Messtechnik umgesetzt werden kann. Beispielsweise kann die zur Erkennung und Auswertung notwendige Hochfrequenztechnik bzw. Radartechnik mit kostengünstigen Bauteilen und einem kostenbewussten Herstellungsaufwand umgesetzt werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die ermittelte Kenngröße für die Masse der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Dadurch kann beispielsweise mittels der Steuereinrichtung das Behandlungsprogramm unter Berücksichtigung der Masse an das Gargut angepasst werden, sodass besonders schmackhafte Garergebnisse erzielt werden können. Vorzugsweise wird die im Behandlungsprogramm vorgesehene Gardauer in Abhängigkeit der ermittelten Masse des Garguts angepasst. Zum Beispiel kann je nach Gewicht des Garguts die Garzeit entsprechend verkürzt und/oder verlängert werden.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Messstrahlung eine Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombinationen. Dabei ist bevorzugt, dass der Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung in Abhängigkeit einer jeweiligen Frequenz- und Phasenkombination bestimmt zur Ermittlung der charakteristischen Kenngröße für die Masse herangezogen wird. Beispielsweise wird der Parameter für jeweils eine Kombination aus einer bestimmten Phasendifferenz und einer dazu eingestellten Frequenz bestimmt. Der Parameter kann auch als Funktion der Frequenz- und Phasenkombinationen der Messstrahlung bestimmt werden.
  • Der Einsatz einer solchen Messstrahlung ist besonders vorteilhaft, da die durch das Gargut bedingte Absorption der Messstrahlung sowohl von der Frequenz als auch von der Phasenlage abhängt. Durch den Einsatz einer Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombinationen kann daher ein besonders aussagekräftiger Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung bestimmt werden. Beispielsweise kann aus der Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombinationen diejenige Kombination mit einem minimalen und/oder maximalen und/oder mittleren Absorptionswert der Messstrahlung ermittelt werden.
  • Es ist ebenfalls besonders bevorzugt, dass wenigstens ein frequenzabhängiger und/oder phasenabhängiger Verlauf des Parameters ausgewertet wird und insbesondere zur Ermittlung der charakteristischen Kenngröße für die Masse herangezogen wird. Vorzugsweise wird wenigstens ein Minimum im Verlauf des Parameters bestimmt. Ein Minimum im frequenzabhängigen und/oder phasenabhängigen Verlauf des Parameters wird besonders stark von der im Garraum vorhandenen Masse beeinflusst, sodass es besonders zuverlässig zur Ermittlung der Kenngröße für die Masse herangezogen werden kann.
  • Möglich ist auch, dass wenigstens ein Maximum im Verlauf des Parameters bestimmt wird. Es kann auch wenigstens ein mittlerer Wert im Verlauf des Parameters ermittelt werden. Möglich ist auch, dass wenigstens ein Wert des Parameters in einem für eine Absorption charakteristischen Verlaufsabschnitt bestimmt wird. Beispielsweise kann im frequenzabhängigen und/oder phasenabhängigen Verlauf des Parameters eine Steigung und/oder eine Extremstelle und/oder eine Wendestelle bestimmt werden.
  • Es kann auch ein Mittelwert des Parameters bestimmt werden.
  • Es ist möglich, dass dem Minimum, Maximum oder Mittelwert im Verlauf des Parameters anhand wenigstens einer Zuordnungsfunktion wenigstens eine Kenngröße für die Masse zugeordnet wird. Es kann auch einem anderen charakteristischen Wert im Verlauf des Parameters, zum Beispiel einer Wendestelle, anhand der Zuordnungsfunktion die Kenngröße für die Masse zugeordnet werden. Unter der zugeordneten Kenngröße wird dabei vorzugsweise ein konkreter Wert für die Masse verstanden. Diese zugeordnete Kenngröße für die Masse wird vorzugsweise als die zu ermittelnde Masse des Garguts angenommen. Eine solche Zuordnungsfunktion ermöglicht eine unaufwendige und zugleich reproduzierbare Ermittlung der Masse des Garguts. Die Zuordnungsfunktion ist zum Beispiel ein Polynom und/oder eine andere geeignete Fit-Funktion.
  • Es ist möglich, dass wenigstens eine weitere Gargutkenngröße herangezogen wird, um die Zuordnungsfunktion aus einer Gruppe von Zuordnungsfunktionen auszuwählen und/oder um die Zuordnungsfunktion zu optimieren. Beispielsweise kann die weitere Gargutkenngröße die Art und/oder die Größe des Garguts beschreiben. Vorzugsweise wird die weitere Gargutkenngröße durch den Benutzer über eine Bedieneinrichtung eingegeben oder ausgewählt. Beispielsweise gibt der Benutzer ein, ob es sich um Fleisch oder um eine Teigware oder um Gemüse handelt. Anschließend wird die Zuordnungsfunktion vorzugsweise anhand der Art des Garguts ausgewählt und/oder angepasst. Dadurch kann die Masse des Garguts besonders zuverlässig bestimmt werden, da neben der Masse auch die Art des Garguts einen entsprechenden Einfluss auf das Absorptionsverhalten der Messstrahlung im Garraum hat.
  • Es ist möglich, dass die Zuordnungsfunktion wenigstens einen empirisch ermittelten Zusammenhang zwischen dem frequenzabhängigen und/oder phasenabhängigen Verlauf des Parameters und der Kenngröße der Masse beschreibt. Beispielsweise wurde die Zuordnungsfunktion unter entsprechend genau definierten Bedingungen des Garraums und der eingelegten Masse bestimmt. Beispielsweise wurde die Absorption der Messstrahlung bei einer Mehrzahl verschiedener bekannter Massen als Referenz im Garraum bestimmt. Anhand dieser Messergebnisse wird dann vorzugsweise die Zuordnungsfunktion bestimmt. Dadurch kann in späteren Messverfahren der für die Absorption ermittelte Parameter wenigstens näherungsweise einem konkreten Massenwert zugeordnet werden.
  • In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass der Parameter ein Dissipationsfaktor ist. Der Dissipationsfaktor beschreibt insbesondere den Anteil der im Garraum absorbierten Strahlungsleistung gegenüber der eingesendeten Strahlungsleistung. Besonders bevorzugt wird bei einer Zunahme des Dissipationsfaktors eine Zunahme der Kenngröße für die Masse des Garguts angenommen. Da das Maß der reflektierten Strahlungsleistung mit zunehmender Masse des Garguts weiter abnimmt, eignet sich ein solcher Dissipationsfaktor besonders gut für eine unaufwendige und zuverlässige Bestimmung der Masse des Garguts.
  • Es ist möglich und bevorzugt, dass der Dissipationsfaktor für eine Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombination erfasst wird. Insbesondere wird der minimale und/oder maximale Dissipationsfaktor der erfassten Frequenz- und Phasenkombinationen bestimmt. Der minimale und/oder maximale Dissipationsfaktor wird vorzugsweise anhand wenigstens einer Zuordnungsfunktion wenigstens einer Kenngröße für die Masse des Garguts zugeordnet. Diese zugeordnete Kenngröße wird bevorzugt als die zu ermittelnde Masse des Garguts angenommen. Die Bestimmung des minimalen und/oder maximalen Dissipationsfaktors aus einer Vielzahl von Dissipationsfaktoren bei unterschiedlichen Frequenz- und Phasenkombinationen bietet eine hohe Reproduzierbarkeit des Ergebnisses der Massenbestimmung.
  • In allen Ausgestaltungen ist es ebenfalls bevorzugt, dass zum Vergleich der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung wenigstens ein Streuparameter frequenzabhängig und/oder phasenabhängig erfasst wird. Dabei wird insbesondere anhand des Streuparameters der Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung bestimmt. Ein Streuparameter hat den Vorteil, dass dieser mit einer entsprechend unaufwendigen und kostenbewussten Hochfrequenztechnik erfasst und registriert werden kann. Zudem ermöglicht ein Streuparameter besonders gut die Bestimmung des Dissipationsfaktors und/oder anderer Parameter für die Absorption der Messstrahlung im Garraum.
  • Der Streuparameter wird vorzugsweise frequenzabhängig und/oder phasenabhängig erfasst. Insbesondere wird der Streuparameter für eine Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombination erfasst. Der Streuparameter kann auch als Funktion für die eingesetzten Frequenzen und/oder Phasenlagen erfasst werden.
  • Der Streuparameter kann in Reflexion und/oder Transmission erfasst werden. Dazu kann ein Messsystem vorgesehen sein, welches wenigstens ein Reflektometer und/oder wenigstens einen Radarsensor umfasst. Es kann ein Eintor- und/oder ein Mehrtor-Reflektometer vorgesehen sein.
  • Der Streuparameter betrifft insbesondere die Amplitude und/oder Phase und/oder deren Betrag. Der Streuparameter kann auch wenigstens eine andere charakteristische Größe für eine Welleneigenschaft der Messstrahlung betreffen. Es ist möglich das zwei oder mehr verschiedene Streuparameter herangezogen werden. Beispielsweise kann ein Streuparameter in Eingangsreflexion und/oder Vorwärtstransmission oder in anderen Konstellationen gemessen werden. Der Streuparameter in der komplexen Ebene und/oder im Amplitudengang und/oder im Phasengang betrachtet werden.
  • In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Messstrahlung eine Frequenzbreite umfasst, welche eine Ausbreitung von wenigstens zehn Moden im unbeladenen Garraum bietet. Möglich ist auch, dass die Frequenzbreite der Messstrahlung eine Ausbreitung von wenigstens drei Moden im unbeladenen Garraum bietet. Besonders bevorzugt umfasst die Messstrahlung eine Frequenzbreite, welche eine Ausbreitung von wenigstens 15 oder auch wenigstens 20 oder wenigstens 30 oder mehr Moden im unbeladenen Garraum bietet. Eine solche Frequenzbreite der Messstrahlung hat den Vorteil, dass Reproduzierbarkeit der Massenbestimmung erhöht wird.
  • Zur Bestimmung der ausbreitungsfähigen Moden im unbeladenen Garraum kann vorgesehen sein, dass ein wenigstens teilweise idealisierter Garraum herangezogen wird. Beispielsweise kann ein solcher Garraum ohne die sonst im Gargerät üblichen Heizquellen und/oder Gargutträgeraufnahmen ausgestattet sein. Dadurch kann eine besonders unaufwendige und ausreichend genaue Bestimmung der ausbreitungsfähigen Moden bei einer bestimmten Frequenzbreite der Messstrahlung erfolgen. Möglich ist aber auch, dass die Anzahl der ausbreitungsfähigen Moden bei einer gegebenen Frequenzbreite der Messstrahlung in einem tatsächlich vorgesehenen Garraum empirisch bestimmt wird.
  • Besonders bevorzugt liegt die Messstrahlung im Mikrowellenbereich. Die Messstrahlung ist insbesondere eine Radarstrahlung. Insbesondere liegt die Messstrahlung in einem Frequenzbereich wenigstens eines ISM Bandes. Beispielsweise liegt die Messstrahlung in einem Frequenzbereich zwischen 2,4 GHz und 2,5 GHz. Die Messstrahlung kann auch in einem Frequenzbereich zwischen 902 MHz bis 928 MHz liegen. Möglich ist auch, dass die Messstrahlung zwei oder mehr Bänder umfasst. Möglich ist aber auch, dass Messstrahlung mit einem Frequenzbereich außerhalb von ISM-Bändern eingesetzt wird. Besonders bevorzugt wird dazu Messstrahlung mit einer entsprechend geringen Hochfrequenzleistung eingesetzt, welche für Messzwecke, aber beispielsweise nicht zur dielektrischen Erwärmung des Garguts geeignet ist.
  • Die unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasenlagen können gleichzeitig oder auch zeitlich beabstandet in den Garraum ausgesendet werden. Dabei können die unterscheidbaren Frequenzen eine Schrittweite von maximal 100 MHz und insbesondere von maximal 10 MHz und besonders bevorzugt von 1 MHz oder weniger aufweisen. Bei einer solchen Schrittweite können in den entsprechenden Bändern besonders aussagekräftige Messwerte erzielt werden. Die Messstrahlung kann auch mit wenigstens zwei und vorzugsweise einer Mehrzahl an unterscheidbaren Phasenlagen gesendet und/oder empfangen werden.
  • Bevorzugt umfasst die Messstrahlung wenigstens zwei sich um wenigstens 100 MHz unterscheidende Frequenzen zwischen 100 Megahertz und 10 Terahertz. Vorzugsweise sind mehrere und insbesondere eine Vielzahl von verschiedenen Frequenzen vorgesehen. Die Vielzahl der Frequenzen umfasst insbesondere Frequenzen, welche sich um bis zu 0,1 MHz oder bis zu 1 MHz oder bis zu 10 MHz unterscheiden. Dabei können auch Frequenzen und/oder Frequenzintervalle vorgesehen sein, welche aneinandergrenzen und/oder sich wenigstens teilweise überlappen. Die Messstrahlung kann eine Frequenzbreite von wenigstens 10 % der Mittenfrequenz des eingesetzten Frequenzbandes aufweisen. Möglich ist auch eine Frequenzbreite von mindestens 10 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes. Bevorzugt ist eine Frequenzbreite von mindestens 20 % des entsprechenden arithmetischen Mittelwertes. Die Frequenzbreite umfasst insbesondere wenigstens 250 Megahertz und vorzugsweise wenigstens 500 Megahertz und/oder wenigstens ein Gigahertz und/oder wenigstens 5 Gigahertz und besonders bevorzugt mehr als 10 Gigahertz. Möglich sind auch 20 Gigahertz oder mehr.
  • Insbesondere wird die Messstrahlung als ultrakurzer Puls ausgesendet. Besonders bevorzugt sind die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung dazu ausgebildet und geeignet, ultrabreitbandige Signale zu senden bzw. zu empfangen. Auch die Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise zur Auswertung ultrabreitbandiger Signale ausgebildet. Dabei ist die Impulsdauer insbesondere kürzer als eine Nanosekunde. Die Impulsdauer ist vorzugsweise im Bereich von hundert oder weniger Picosekunden. Besonders bevorzugt umfasst das Messsystem wenigstens eine Ultrabreitbandradareinrichtung und/oder ist als eine solche ausgebildet. Insbesondere umfasst die Ultrabreitbandradareinrichtung wenigstens einen Radarsensor und vorzugsweise einen frequenzmodulierten Dauerstrich-Radarsensor.
  • Die Behandlungseinrichtung ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, hochfrequente Behandlungsstrahlung zur Behandlung des Garguts und insbesondere zur dielektrischen Erwärmung des Garguts zu erzeugen und auszusenden. Insbesondere ist die Behandlungseinrichtung auch dazu geeignet und ausgebildet, die Messstrahlung zu erzeugen. Bevorzugt wird die Messstrahlung mit der Behandlungseinrichtung erzeugt, mit welcher auch das Gargut die elektrisch erwärmt wird. Dabei ist die Leistung der Messstrahlung vorzugsweise um ein Vielfaches geringer als die Leistung der Behandlungsstrahlung. Beispielsweise ist die Messstrahlung um Faktor 100 und insbesondere um Faktor 1000 und besonders bevorzugt um Faktor 10.000 geringer als die Leistung der Behandlungsstrahlung.
  • Bevorzugt ist zudem, dass die Bandbreite der Messstrahlung größer ist als die Bandbreite der Behandlungsstrahlung. Die Bandbreite der Behandlungsstrahlung liegt vorzugsweise innerhalb eines ISM Bandes. Es ist möglich, dass die Behandlungsstrahlung zeitgleich oder zeitversetzt zur Messstrahlung erzeugt wird und ausgesendet wird.
  • Möglich ist aber auch, dass die Messstrahlung mit einem dazu vorgesehenen Messsystem erzeugt wird. Dabei ist möglich, dass das Messsystem und die Behandlungseinrichtung jeweils eine eigene Hochfrequenzeinrichtung zur Erzeugung der hochfrequenten Strahlung umfassen.
  • In einer Ausgestaltung ist es möglich, dass die Behandlungseinrichtung wenigstens eine thermische Heizquelle zur Behandlung des Garguts umfasst. Dabei kann die thermische Heizquelle zusätzlich zu einer dielektrischen Erwärmung des Garguts eingesetzt werden. Möglich ist aber auch, dass ausschließlich eine Behandlung des Garguts mit der thermischen Heizquelle vorgesehen ist. In einer solchen Ausgestaltung ist das Gargerät beispielsweise als ein Backofen ohne eine Mikrowellenfunktion ausgebildet. Dann ist zur Erzeugung der Messstrahlung insbesondere das Messsystem vorgesehen.
  • In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass während eines Behandlungsprogramms eine Vielzahl von Zyklen mit jeweils wenigstens einer Messphase und jeweils wenigstens einer Behandlungsphase ausgeführt werden. In der Messphase wird insbesondere die Messstrahlung ausgesendet. Der Behandlungsphase wird insbesondere eine hochfrequente Behandlungsstrahlung zur Behandlung des Garguts und insbesondere zur dielektrischen Erwärmung des Garguts ausgesendet. Die Messphase ist vorzugsweise um ein Vielfaches kürzer als die Behandlungsphase. Beispielsweise dauert die Behandlungsphase wenigstens um Faktor zehn und bevorzugt um Faktor 100 und insbesondere um Faktor 1000 länger als die Messphase. Durch solche Zyklen aus Messphasen und Behandlungsphasen sind eine besonders effektive Erwärmung des Garguts und zugleich eine fortlaufende Anpassung der Behandlung an das jeweilige Messergebnis möglich. Beispielsweise kann so das Behandlungsprogramm während der Behandlung in Abhängigkeit an veränderte Werte für die Masse des Garguts angepasst werden, beispielsweise wenn Wasser aus dem Gargut verdampft.
  • Vorzugsweise wird während eines laufenden Behandlungsprogramms wenigstens einmal eine weitere Ermittlung der Kenngröße für die Masse durchgeführt. Dabei kann die Messstrahlung periodisch oder in unregelmäßig definierten Zeitabständen ausgesendet werden. Vorzugsweise wird anhand der erneut ermittelten Kenngröße für die Masse das laufende Behandlungsprogramm wenigstens teilweise erneut angepasst.
  • In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass dem Benutzer die ermittelte Kenngröße der Masse angezeigt wird. Beispielsweise kann die Ausgabe in einer Anzeigeeinrichtung und zum Beispiel über ein Display erfolgen. Es ist möglich, dass die ermittelte Kenngröße der Masse wenigstens teilweise durch den Benutzer angepasst werden kann. Dabei wird die angepasste Kenngröße der Steuereinrichtung bereitgestellt und insbesondere für eine Anpassung des Behandlungsprogramms berücksichtigt. Möglich ist auch, dass dem Benutzer in Abhängigkeit der geänderten Kenngröße für die Masse des Garguts wenigstens ein weiteres Behandlungsprogramm vorgeschlagen wird. Möglich ist auch, dass der Benutzer ein ausgewähltes oder vorgeschlagenes Behandlungsprogramm wenigstens teilweise anpassen kann.
  • Das erfindungsgemäße Gargerät umfasst wenigstens eine Behandlungseinrichtung zur Behandlung von Gargut in wenigstens einem Garraum. Das Gargerät umfasst wenigstens eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines Behandlungsprogramms. Mit wenigstens einem Messsystem ist wenigstens eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des Garguts ermittelbar. Dabei ist Messsystem dazu geeignet und ausgebildet, hochfrequente Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen in den Garraum auszusenden und wieder zu empfangen und auszuwerten. Das Messsystem ist dazu geeignet und ausgebildet, anhand wenigstens eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung frequenzabhängig und/oder phasenabhängig wenigstens einen Parameter für die im Garraum absorbierte Messstrahlung zu bestimmen. Anhand des Parameters wird die charakteristische Kenngröße für die Masse des Garguts ermittelt. Die Kenngröße wird der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt.
  • Auch das erfindungsgemäße Gargerät bietet viele Vorteile. Ein besonderer Vorteil ist, dass das Gargerät eine zuverlässige und komfortable Erfassung der Masse des Garguts bietet. Dadurch können mit dem Gargerät besonders schmackhafte Garergebnisse erzielt werden, da der Garvorgang gezielt an die Masse bzw. Größe des Garguts angepasst wird.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
  • In den Figuren zeigen:
    • Figur 1
    eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes in einer Vorderansicht; und
    Figur 2
    eine rein schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Gargerätes in einer Vorderansicht.
  • Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1, welches hier als ein Backofen 200 ausgeführt ist. Das Gargerät 1 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Das Gargerät 1 ist hier als ein Einbaugerät vorgesehen. Möglich ist auch, dass das Gargerät 1 als ein Herd bzw. Standgerät ausgebildet ist. Das Gargerät 1 hat einen Garraum 3, welcher durch eine Tür 202 verschließbar ist. Im Garraum 3 befindet sich ein Gargut 300 auf einem Gargutträger 204. Als Gargut wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere jede Art von Behandlungsgut bezeichnet, z. B. auch Auftaugut. Der Gargutträger 204 ist auf einer hier nicht sichtbaren Gargutträgeraufnahme eingeschoben.
  • Zur Zubereitung des Garguts 300 ist eine Behandlungseinrichtung 2 vorgesehen. Die Behandlungseinrichtung 2 umfasst eine Heizeinrichtung 32 mit mehreren Heizquellen, die in der hier dargestellten Ansicht nicht sichtbar im Garraum 3 bzw. Geräteinneren angeordnet sind. Für die Beheizung des Garraums 3 stellt die Heizeinrichtung 32 verschiedene Heizquellen zur Verfügung. Möglich ist unter anderem das Beheizen mit einer Umluftheizquelle, mit Ober- und Unterhitze, im Heißluftbetrieb und/oder mit einer Grillfunktion. Möglich ist auch, dass der Backofen 200 als ein Kombigerät mit einer Mikrowellenfunktion und/oder einer Dampfgarfunktion ausgebildet ist.
  • Das Gargerät 1 umfasst hier eine Steuereinrichtung 12 zur Steuerung bzw. Regelung der Behandlungseinrichtung 2 sowie weiterer vorgesehener Gerätefunktionen. Mittels der Steuereinrichtung 12 wird beispielsweise die Heizleistung der Heizquellen so eingestellt, dass im Garraum 3 Temperaturen vorliegen, welche im Bereich einer geforderten Solltemperatur liegen. Über die Steuereinrichtung 12 sind zudem verschiedene Betriebsarten und vorzugsweise verschiedene Behandlungsprogramme und Automatikfunktionen ausführbar.
  • Das Gargerät 1 ist hier über eine Bedieneinrichtung 201 bedienbar. Beispielsweise kann darüber die Betriebsart, die Betriebstemperatur und/oder ein Behandlungsprogramm bzw. eine Automatikfunktion ausgewählt und eingestellt werden. Die Bedieneinrichtung 201 umfasst hier eine Anzeigeeinrichtung, über die dem Benutzer Informationen über den Betriebsablauf und den Garvorgang angezeigt werden. Über die Bedieneinrichtung 201 kann der Benutzer auch Eingaben vornehmen, beispielsweise um Informationen über das Gargut 300 im Gargerät 1 zu hinterlegen. Die Bedieneinrichtung 201 kann dazu eine oder mehrere Tasten aufweisen und/oder als eine berührungsempfindliche Oberfläche bzw. Touchscreen ausgestaltet sein.
  • Das Gargerät 1 weist ein Messsystem 6 auf, welches hier stark schematisiert dargestellt ist. Das Messsystem 6 ist zur berührungslosen Ermittlung einer charakteristischen Kenngröße für eine Masse des Garguts 300 vorgesehen. Das Messsystem 6 umfasst hier eine Sendeeinrichtung 16 und eine Empfangseinrichtung 26 sowie eine Auswerteeinrichtung 36. Mit der Sendeeinrichtung 16 wird elektromagnetische Messstrahlung und insbesondere Radarstrahlung erzeugt und in den Garraum 3 gesendet. Die reflektierte und/oder transmittierte Messstrahlung wird von der Empfangseinrichtung 26 wieder empfangen. Die Messungen erfolgen vorzugsweise in Reflexion und/oder Transmission.
  • Die Sendeeinrichtung 16 und die Empfangseinrichtung 26 können als ein Eintor-Reflektometer oder auch als ein Mehrtor-Reflektometer ausgebildet sein. Die Sendeeinrichtung 16 und die Empfangseinrichtung 26 können auch durch einen Radarsensor zur Verfügung gestellt werden oder einen solchen umfassen. Das Messsystem 6 kann auch als eine Ultrabreitbandradareinrichtung ausgebildet sein. Dann ist insbesondere ein ultrabreitbandiger Radarsensor vorgesehen.
  • Eine große Bandbreite ermöglicht eine hohe Ortsauflösung und einen geringen Mindestmessabstand, was besonders in kleinen Garräumen 3 von Vorteil ist. Es können auch eine oder mehrere weitere Antennen 46 zum Senden und/oder Empfangen der Messstrahlung vorgesehen sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Messsystem 6 wenigstens einen Richtkoppler für jeden Kanal und wenigstens zwei Hochfrequenz-Leistungsdetektoren. Zudem können auch Korrekturglieder, Verstärker und/oder Phasenmesssysteme vorgesehen sein.
  • Die unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen der Messstrahlung können zeitlich nacheinander ausgesendet werden, z. B. als Frequenzscan. Es ist auch möglich, dass statt eines Frequenzscans bzw. eines zeitversetzten Aussendens unterscheidbarer Frequenzen mit einem ultrakurzen Puls gemessen wird. Dadurch kann eine besonders große und vorteilhafte Frequenzbreite erreicht werden. Dazu werden vorzugsweise für jede Sendeeinrichtung 16 bzw. Antenne 46 der Sendepuls und der verformte reflektierte Puls als Funktion der Frequenz in Bezug auf Betrag und Phase verglichen und ausgewertet. Das Pulsverfahren ist z. B. mit sogenannten UWB-Radarsensoren möglich. Möglich ist, dass für eine möglichst große Bandbreite mit sehr geringer Hochfrequenzleistung außerhalb von ISM Bändern gemessen wird.
  • Zur Bestimmung der Kenngröße für die Masse des im Garraum 3 befindlichen Garguts 300 sendet das Messsystem 6 zeitversetzt oder zeitgleich Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen in den Garraum 3 aus. Zudem sendet das Messsystem 6 zeitversetzt oder zeitgleich Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Phasen aus. Das Messsystem 6 verfügt dazu über wenigstens eine Frequenz-durchstimmbare Hochfrequenzeinrichtung. Zudem ist das Messsystem 6 zur gezielten Veränderung der Phasenlage der Messstrahlung geeignet und ausgebildet.
  • Im Garraum 3 wechselwirkt die Messstrahlung mit dem Gargut 300 und wird teilweise transmittiert, absorbiert und reflektiert. Der reflektierte Anteil der Messstrahlung wird anschließend über die Empfangseinrichtung 26 und/oder weitere Antennen 46 erfasst und von der Auswerteinrichtung 36 registriert. Die Bestimmung des reflektierten Anteils der Messstrahlung wird für eine Vielzahl von Phasen- und Frequenzkombinationen durchgeführt.
  • Dabei wird von dem Messsystem 6 wenigstens eine charakteristische Welleneigenschaft der Messstrahlung erfasst, beispielsweise die Amplitude, Frequenz und/oder Phase. Anhand eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung wird wenigstens ein Streuparameter frequenzabhängig erfasst. Der Streuparameter gibt bei einer bestimmten Frequenz das Verhältnis von empfangender Welle zu gesendeter Welle an. Anhand der Erfassung von Amplitude und Phase der gesendeten und empfangenen Wellen wird die Streuung ermittelt. Die Amplitude und die Phasenlage der auslaufenden Wellen unterscheiden sich von denen der einlaufenden Wellen. Ein Streuparameter enthält daher Amplituden- und Phaseninformation.
  • Die Auswerteeinrichtung 36 berechnet dann anhand des Streuparameters für jede Frequenz und Phasenkombination wenigstens einen Dissipationsfaktor. Anhand des reflektierten Anteils bzw. des Streuparameters können auch andere Parameter bestimmt werden, welche für die im Garraum bzw. vom Gargut absolvierte Messstrahlung charakteristisch sind. Der Dissipationsfaktor ist besonders vorteilhaft, da dieser eine zuverlässige Auskunft über das Absorptionsverhalten des Garguts im Garraum gibt und die Absorption wiederum von der Masse des Garguts abhängt.
  • Zur Bestimmung des Gewichts bzw. der Masse des Garguts ist es besonders vorteilhaft, je Zeitpunkt den minimalen Dissipationsfaktor der erfassten Frequenz und Phasenkombinationen zu ermitteln. Dazu ist in der Auswerteeinrichtung 36 wenigstens eine Zuordnungsfunktion hinterlegt, welche die Korrelation zwischen dem minimalen Dissipationsfaktor und der Masse des Garguts beschreibt. Beispielsweise ist dazu ein Polynom vorgesehen. So kann der anhand einer Messung ermittelte minimale Dissipationsfaktor einem konkreten Wert für die Masse des Garguts zugeordnet werden.
  • Die ermittelte Kenngröße für die Masse wird der Steuereinrichtung 12 zur Verfügung gestellt. Die ermittelte Kenngröße wird beispielsweise von der Steuereinrichtung 12 bei der Einstellung der Behandlungseinrichtung 2 und insbesondere der Heizeinrichtung 32 berücksichtigt. Besonders bevorzugt wird wenigstens ein Behandlungsprogramm unter Berücksichtigung der Masse des Garguts angepasst und/oder dem Benutzer vorgeschlagen. Beispielsweise wird die Gardauer und/oder die Heizleistung anhand der Masse des eingelegten Garguts 300 eingestellt.
  • Die Kenngröße für die Masse wird vorzugsweise auch dem Benutzer angezeigt. Sie steht insbesondere dem Benutzer als Parameterempfehlung bzw. als Voreinstellung zur Verfügung. So kann dieser einen vorgeschlagenen Wert gegebenenfalls korrigieren.
  • In der Figur 2 ist ein Gargerät 1 gezeigt, welches als ein Kombigerät 200 mit einer Backofen-und Mikrowellenfunktion ausgebildet ist. Dazu umfasst die Behandlungseinrichtung 2 neben der Heizeinrichtung 32 auch eine Hochfrequenzeinrichtung 22 zur Erzeugung von hochfrequenter Behandlungsstrahlung zur dielektrischen Erwärmung des Garguts 300. Die Hochfrequenzeinrichtung 22 dient hier zudem zur Erzeugung der Messstrahlung. Dadurch ist für das Messsystem 6 keine eigene Hochfrequenzquelle nötig. Es kann aber auch eine zusätzliche Hochfrequenzeinrichtung 22 zur Erzeugung der Messstrahlung vorgesehen sein. Das Gargerät 1 kann auch nur mit einer Mikrowellenfunktion und ohne eine Heizeinrichtung 32 ausgestattet sein. Die Behandlungsstrahlung und die Messstrahlung werden zum Beispiel in Zyklen mit bestimmten Sendedauern ausgesendet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gargerät
    2
    Behandlungseinrichtung
    3
    Garraum
    6
    Messsystem
    12
    Steuereinrichtung
    16
    Sendeeinrichtung
    22
    Hochfrequenzeinrichtung
    26
    Empfangseinrichtung
    32
    Heizeinrichtung
    36
    Auswerteinrichtung
    46
    Antenne
    200
    Backofen, Kombigerät
    201
    Bedieneinrichtung
    202
    Tür
    204
    Gargutträger
    300
    Gargut

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes (1), wobei Gargut mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) in wenigstens einem Garraum (3) behandelt wird und wobei die Behandlungseinrichtung (2) in Abhängigkeit wenigstens eines Behandlungsprogramms durch wenigstens eine Steuereinrichtung (12) gesteuert wird und wobei wenigstens eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des Garguts innerhalb des Garraums (3) ermittelt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hochfrequente Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen in den Garraum (3) ausgesendet und wieder empfangen und ausgewertet wird und dass anhand wenigstens eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung frequenzabhängig und/oder phasenabhängig wenigstens ein Parameter für die im Garraum (3) absorbierte Messstrahlung bestimmt wird und dass anhand des Parameters die charakteristische Kenngröße für die Masse des Garguts ermittelt und der Steuereinrichtung (12) zur Verfügung gestellt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung eine Vielzahl von Frequenz- und Phasenkombinationen umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein frequenzabhängiger und/oder phasenabhängiger Verlauf des Parameters ausgewertet wird und dass wenigstens ein Minimum, Maximum oder Mittelwert im Verlauf des Parameters bestimmt und zur Ermittlung der charakteristischen Kenngröße für die Masse herangezogen wird.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Minimum, Maximum oder Mittelwert anhand wenigstens einer Zuordnungsfunktion wenigstens eine Kenngröße für die Masse zugeordnet wird und dass diese Kenngröße als die zur ermittelnde Masse des Garguts angenommen wird.
  5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnungsfunktion einen empirisch ermittelten Zusammenhang zwischen dem frequenzabhängigen und/oder phasenabhängigen Verlauf des Parameters und der Kenngröße für die Masse beschreibt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein Dissipationsfaktor ist, welcher den Anteil der im Garraum (3) absorbierten Strahlungsleistung gegenüber der eingesendeten Strahlungsleistung beschreibt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung wenigstens ein Streuparameter frequenzabhängig und/oder phasenabhängig erfasst wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung eine Frequenzbreite umfasst, welche eine Ausbreitung von wenigstens zehn Moden im unbeladenen Garraum (3) bietet.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung mit der Behandlungseinrichtung (2) erzeugt wird, mit welcher auch eine hochfrequente Behandlungsstrahlung zur Behandlung des Garguts und insbesondere zur dielektrischen Erwärmung des Garguts ausgesendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Behandlungsprogramms eine Vielzahl von Zyklen mit jeweils wenigstens einer Messphase und jeweils wenigstens einer Behandlungsphase ausgeführt werden und dass in der Messphase die Messstrahlung ausgesendet wird und in der Behandlungsphase eine hochfrequente Behandlungsstrahlung zur Behandlung des Garguts und insbesondere zur dielektrischen Erwärmung des Garguts ausgesendet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Benutzer die ermittelte Kenngröße der Masse angezeigt wird und dass die ermittelte Kenngröße der Masse wenigstens teilweise durch den Benutzer angepasst wird und dass die angepasste Kenngröße für eine Anpassung des Behandlungsprogramms berücksichtigt wird.
  12. Gargerät (1) mit wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2) zur Behandlung von Gargut in wenigstens einem Garraum (3) und mit wenigstens einer Steuereinrichtung (12) zur Steuerung der Behandlungseinrichtung (2) in Abhängigkeit wenigstens eines Behandlungsprogramms, wobei mit wenigstens einem Messsystem (6) wenigstens eine charakteristische Kenngröße für eine Masse des Garguts innerhalb des Garraums (3) ermittelbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Messsystem (6) dazu geeignet und ausgebildet ist, hochfrequente Messstrahlung mit einer Mehrzahl von unterscheidbaren Frequenzen und/oder Phasen in den Garraum (3) auszusenden und wieder zu empfangen und auszuwerten und dass das Messsystem (6) dazu geeignet und ausgebildet ist, anhand wenigstens eines Vergleichs der empfangenen mit der ausgesendeten Messstrahlung frequenzabhängig und/oder phasenabhängig wenigstens einen Parameter für die im Garraum (3) absorbierte Messstrahlung zu bestimmen und anhand des Parameters die charakteristische Kenngröße für die Masse des Garguts zu ermitteln und der Steuereinrichtung (12) zur Verfügung zu stellen.
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