EP3997961B1 - Household microwave oven with mode variation device - Google Patents
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- EP3997961B1 EP3997961B1 EP20737166.7A EP20737166A EP3997961B1 EP 3997961 B1 EP3997961 B1 EP 3997961B1 EP 20737166 A EP20737166 A EP 20737166A EP 3997961 B1 EP3997961 B1 EP 3997961B1
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Definitions
- characteristic properties of the curve can be determined with the help of standard curve evaluations or curve discussions.
- characteristic points can be determined as zeros, zeros of a slope, maxima/minima, maxima/minima of a slope, turning points, terrace points, etc. of the measurement curve or any derivatives.
- a sniffer line can be used, which leads past all selected leakage points. This achieves the advantage that the switching points can be determined using only a single sniffer line.
- the evaluation circuit is integrated into a control device of the household microwave appliance.
- the evaluation circuit is accommodated in a spatial area which is particularly well suited or provided for accommodating electrical and/or electronic components.
- the control device is accommodated in a specially protected compartment, division or compartment that is, for example, thermally insulated and/or ventilated to cool the evaluation unit.
- the signal paths between the evaluation circuit and the control device are particularly short and therefore not susceptible to interference.
- the output signals or output information can be routed directly to a processor (e.g. a microcontroller, FPGA, ASIC, etc.) of the control device.
- a processor e.g. a microcontroller, FPGA, ASIC, etc.
- Another advantage is that typically several electrical lines (power supply lines and/or data lines) lead from the control device to loads, so that the positioning of the evaluation circuit on the control device enables particularly short distances from the at least one sniffer line to the evaluation circuit.
- the electrical lines 15 are connected to the printed circuit board 14 at connection points 16 such as terminals or the like and merge there into corresponding conductor tracks 17 on the printed circuit board 14 .
- connection points 16 such as terminals or the like and merge there into corresponding conductor tracks 17 on the printed circuit board 14 .
- only one sniffer line 11 is connected to an evaluation circuit 10 arranged on the circuit board 14, which in turn is connected to a processor 18, e.g. a microcontroller, ASIC or FPGA, of the control device 9.
- the evaluation circuit 10 is therefore integrated into the control device 9 .
- Fig.5 shows a first derivation of the in Fig.4 shown and smoothed curve as a plot of an amount of measured value change
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Description
Die Erfindung betrifft ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen mit Mikrowellen beaufschlagbaren Garraum, mindestens eine Modenvariationsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Feldverteilung der Mikrowellen in dem Garraum zu ändern, und mindestens einen Mikrowellen-Leckagesensor zur Detektion von aus dem Garraum austretender Mikrowellen-Leckagestrahlung, wobei das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung zu variieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts, bei dem ein Garraum mit Mikrowellen beaufschlagt wird und Einstellwerte mindestens einer Modenvariationsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Feldverteilung der Mikrowellen in dem Garraum zu ändern, variiert werden. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eigenständige Mikrowellengeräte und auf Kombinationsgeräte wie Backöfen mit zusätzlicher Mikrowellenfunktion.The invention relates to a household microwave appliance, having a cooking chamber that can be charged with microwaves, at least one mode variation device that is set up to change a field distribution of the microwaves in the cooking chamber, and at least one microwave leakage sensor for detecting microwave leakage radiation escaping from the cooking chamber , wherein the domestic microwave appliance is set up to vary setting values of the at least one mode variation device. The invention also relates to a method for operating a domestic microwave appliance in which microwaves are applied to a cooking chamber and setting values of at least one mode variation device that is set up to change a field distribution of the microwaves in the cooking chamber are varied. The invention can be applied particularly advantageously to stand-alone microwave devices and to combination devices such as ovens with an additional microwave function.
Es ist für Mikrowellen-Haushaltsgeräte bekannt, aus einem Garraum austretende Mikrowellen-Leckagestrahlung zum Schutz eines Benutzers zu messen. Hierbei werden die Feldstärken der Mikrowellenstrahlung innerhalb des Gerätegehäuses oder an einer den Garraum verschließenden Tür gemessen und auf eine Einhaltung eines Grenzwertes hin überprüft. Wenn dieser Grenzwert überschritten wird, kann von einer Gerätefehlfunktion ausgegangen werden, und der Betrieb des Mikrowellen-Haushaltsgeräts wird aus Sicherheitsgründen eingestellt.It is known for microwave household appliances to measure microwave leakage radiation emerging from a cooking chamber in order to protect a user. The field strengths of the microwave radiation are measured inside the device housing or on a door closing the cooking chamber and checked for compliance with a limit value. If this limit value is exceeded, an appliance malfunction can be assumed and the operation of the microwave household appliance is stopped for safety reasons.
Beispielsweise offenbart
Ferner ist es bekannt, dass ein Garraum näherungsweise als Hohlraumresonator betrachtet werden kann. Daher existiert eine endliche, von der Garraumgeometrie bestimmte Anzahl von Mikrowellen-Feldverteilungen (auch als "Moden" oder "Modenbilder" bezeichenbar). Typische Mikrowellen-Feldverteilungen sind räumlich inhomogen und weisen ein oder mehrere Teilbereiche mit erhöhter Mikrowellenleistung oder -energie (sog. "Hotspots") auf. Der Übergang von einem Modenbild zum anderen erfolgt typischerweise nicht kontinuierlich, sondern weitestgehend diskret.Furthermore, it is known that a cooking space can be considered approximately as a cavity resonator. Therefore, there is a finite number of microwave field distributions (also referred to as "modes" or "mode images") that are determined by the cooking chamber geometry. Typical microwave field distributions are spatially inhomogeneous and have one or more sub-areas with increased microwave power or energy (so-called "hotspots"). The transition from one mode image to the other typically does not occur continuously, but is largely discrete.
Zur Messung der Feldverteilung von Mikrowellen in einem Garraum eines Mikrowellen-Haushaltsgeräts werden bisher intrusive Verfahren genutzt, bei denen Mikrowellenfelder direkt in dem Garraum gemessen werden. Dies kann entweder auf direktem elektrischem Weg durch Empfangsantennen oder durch Auswertung einer Veränderung (z.B. Erwärmung) eingebrachter Indikatorobjekte geschehen. Beispielsweise offenbart
Bei heutigen Mikrowellen-Haushaltsgeräten wird zur zeitlichen Vergleichmäßigung der Mikrowellen-Feldverteilung in einem zu erwärmenden Gut und damit zur Vermeidung statischer Hotspots in dem Gut häufig eine Drehantenne, über welche Mikrowellen in den Garraum eingestrahlt werden, oder ein Modenrührer mit einer fest vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit gedreht. Dies führt zu einem winkelabhängigen Wechsel der Mikrowellen-Feldverteilung im Garraum. Für den Fall einer Mikrowellenerzeugung durch ein Magnetron kann die Drehung einer Drehantenne aufgrund eines sog. "Load Pullings" zusätzlich die Arbeitsfrequenz des Magnetrons ändern, was im Allgemeinen ebenfalls zu einem drastischen Wechsel des Modenbilds führen kann. Zusätzlich oder alternativ kann ein Drehteller, auf dem zu erwärmendes Guts abgelegt ist, mit einer fest vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit gedreht werden.In today's microwave household appliances, a rotary antenna, via which microwaves are radiated into the cooking chamber, or a mode stirrer is rotated at a fixed, predetermined angular velocity in order to equalize the microwave field distribution over time in an item to be heated and thus to avoid static hotspots in the item. This leads to an angle-dependent change in the microwave field distribution in the cooking chamber. In the case of microwave generation by a magnetron, the rotation of a rotating antenna can also change the operating frequency of the magnetron due to what is known as "load pulling", which can generally also lead to a drastic change in the mode image. Additionally or alternatively, a turntable on which the item to be heated is placed can be rotated at a fixed, predetermined angular speed.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitzustellen, Gargut mittels Mikrowellen zu erwärmen.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide an improved possibility of heating food by means of microwaves.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.This object is solved according to the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-Mikrowellengerät, aufweisend einen mit Mikrowellen beaufschlagbaren Garraum, mindestens eine Modenvariationsvorrichtung, die dazu eingerichtet oder vorgesehen ist, eine Feldverteilung der Mikrowellen in dem Garraum zu ändern, und mindestens einen Mikrowellen-Leckagesensor zur Detektion von aus dem Garraum austretender Mikrowellen-Leckagestrahlung, wobei das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung zu variieren und anhand des sich aus der Variation ergebenden Menge von Messdaten der detektierten Mikrowellen-Leckagestrahlung mindestens einen Arbeitspunkt der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung festzulegen.The object is achieved by a household microwave appliance, having a cooking chamber that can be acted upon by microwaves, at least one mode variation device that is set up or provided to change a field distribution of the microwaves in the cooking chamber, and at least one microwave leakage sensor for detecting leaks from the cooking chamber escaping microwave leakage radiation, wherein the household microwave appliance is set up to vary setting values of the at least one mode variation device and to define at least one operating point of the at least one mode variation device based on the quantity of measurement data of the detected microwave leakage radiation resulting from the variation.
Dieses Haushalts-Mikrowellengerät ermöglicht es vorteilhafterweise, mittels eines kostengünstigen Aufbaus und innerhalb sehr kurzer Zeit festzustellen, zu welchen Einstellwerten der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung gleiche oder praktisch gleiche Mikrowellen-Feldverteilungen oder Modenbilder gehören. Analog wird es ermöglicht, die zu allen möglichen Modenbildern gehörigen Einstellparameter systematisch festzustellen. Dadurch wiederum kann vorteilhafterweise die insgesamt zur Verfügung stehende Grundmenge der Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung auf eine ihrer tatsächlichen Ansteuerung deutlich kleinere Teilmenge von Arbeitspunkten reduziert werden, wobei die Arbeitspunkte insbesondere so gewählt werden können, das jeder Arbeitspunkt zu einem unterschiedlichen Modenbild führt oder gehört. Dadurch wiederum lassen sich zeitliche Ungleichheiten bei der Erzeugung unterschiedlicher Modenbilder auf besonders einfache Weise vermeiden. Auch ergibt sich der Vorteil, dass die Zuordnung von Modenbildern zu Einstellwerten für einen leeren Garraum als auch für eine grundsätzlich beliebige in dem Garraum befindliche Last durchführbar ist. Die Zuordnung von Modenbildern zu Einstellwerten ist also an eine tatsächliche Beladung des Garraums angepasst. Auf eine Reaktion (z.B. eine mittels einer Thermokamera messbare Temperaturerhöhung) des mit den Mikrowellen zu beaufschlagenden Guts braucht nicht gewartet zu werden, was eine besonders schnelle Zuordnung ermöglicht. Zudem brauchen vorteilhafterweise keine Mikrowellensensoren oder Indikatorobjekte in dem Garraum angeordnet zu sein, was einen besonders preiswerten und einfachen Aufbau ermöglicht. Die zugrundliegende Idee kann auch so gesehen werden, dass durch Messung einer Mikrowellen-Leckagestrahlung in Abhängigkeit von in dem Garraum feldbildändernden Einstellungen ein Rückschluss auf das entsprechende Modenbild in dem Garraum gezogen werden kann. Dadurch wiederum können Betriebsparameter angepasst werden, um das Mikrowellengerät verbessert zu betreiben. In noch anderen Worten können Betriebsparameter, insbesondere Arbeitspunkte, eines Betriebsablaufs eines Haushalts-Mikrowellengeräts abhängig von einer Messung einer Änderung der Leckagestrahlung angepasst werden.This domestic microwave appliance advantageously makes it possible, by means of a cost-effective design and within a very short time, to determine which setting values of the at least one mode variation device have identical or practically identical microwave field distributions or mode images. Analogously, it is made possible to systematically determine the setting parameters belonging to all possible mode images. This in turn can advantageously reduce the total available basic set of setting values of the at least one mode variation device to a subset of operating points that is significantly smaller than their actual control, with the operating points being able to be selected in particular in such a way that each operating point leads to or belongs to a different mode image. As a result, temporal inequalities in the generation of different mode images can be avoided in a particularly simple manner. There is also the advantage that mode images can be assigned to setting values for an empty cooking chamber as well as for basically any load located in the cooking chamber. The assignment of mode images to setting values is therefore adapted to the actual loading of the cooking chamber. There is no need to wait for a reaction (eg a temperature increase that can be measured by means of a thermal camera) of the item to which the microwaves are to be applied, which enables a particularly rapid assignment. In addition, advantageously, no microwave sensors or indicator objects need to be arranged in the cooking space, which allows for a particularly inexpensive and simple construction. The underlying idea can also be seen in such a way that by measuring a microwave leakage radiation as a function of settings that change the field image in the cooking chamber, a conclusion can be drawn about the corresponding mode image in the cooking chamber. This in turn allows operating parameters to be adjusted in order to operate the microwave device in an improved manner. In other words, operating parameters, in particular operating points, of an operating sequence of a domestic microwave appliance can be adjusted depending on a measurement of a change in the leakage radiation.
Das Haushalts-Mikrowellengerät weist einen Garraum mit einer typischerweise frontseitigen Beschickungsöffnung auf, die mittels einer mikrowellendichten Tür verschließbar ist. Das Haushalts-Mikrowellengerät weist ferner einen Mikrowellengenerator wie ein Magnetron oder einen halbleiterbasierten Mikrowellengenerator auf. Der Mikrowellengenerator ist vorteilhafterweise invertergesteuert. Die von dem Mikrowellengenerator erzeugten Mikrowellen sind in den Garraum einkoppelbar, z.B. direkt oder über eine Wellenführung. Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät eine Drehantenne zur Einkopplung der Mikrowellen in den Garraum aufweist.The domestic microwave appliance has a cooking chamber with a loading opening, typically on the front, which can be closed by means of a microwave-tight door. The household microwave appliance also has a microwave generator such as a magnetron or a semiconductor-based microwave generator. The microwave generator is advantageously inverter controlled. The microwaves generated by the microwave generator can be coupled into the cooking chamber, e.g. directly or via a wave guide. In a further development, the domestic microwave appliance has a rotary antenna for coupling the microwaves into the cooking chamber.
Das Haushalts-Mikrowellengerät kann ein eigenständiges Mikrowellengerät sein, dessen Energie zur Behandlung von in dem Garraum befindlichem Gut nur durch die Mikrowellen bereitgestellt wird. Das Haushalts-Mikrowellengerät kann aber auch ein Kombinationsgerät sein, das zusätzlich zu dem Mikrowellengenerator mindestens eine weitere Energiequelle zur Behandlung des in dem Garraum befindlichen Guts aufweist, z.B. eine Wärmequelle wie mindestens ein Widerstandsheizelement. Das Kombinationsgerät kann beispielsweise ein Backofen mit zusätzlicher Mikrowellenfunktionalität oder ein Mikrowellengerät mit zusätzlicher Ofenfunktion sein.The household microwave device can be an independent microwave device, the energy for the treatment of items located in the cooking space is provided only by the microwaves. However, the domestic microwave appliance can also be a combination appliance which, in addition to the microwave generator, has at least one other energy source for treating the food in the cooking chamber, e.g. a heat source such as at least one resistance heating element. The combination appliance can be, for example, an oven with additional microwave functionality or a microwave appliance with an additional oven function.
Der Garraum ist durch eine Garraumwandung begrenzt, die Leckageöffnungen wie Durchführungsöffnungen z.B. für Kabel, die Drehantenne usw. aufweisen kann, durch welche die Mikrowellen-Leckagestrahlung durch die Garraumwandung in das Gerät austreten kann. Unter "Mikrowellen-Leckagestrahlung" wird insbesondere bei geschlossener Garraumtür aus dem Garraum austretende Mikrowellenstrahlung verstanden.The cooking space is delimited by a cooking space wall, which may have leakage openings such as lead-through openings, for example for cables, rotary antennas, etc., through which the microwave radiation leaks through the cooking space wall and into the appliance can. “Microwave leakage radiation” is understood to mean microwave radiation escaping from the cooking chamber, in particular when the cooking chamber door is closed.
Unter einer Modenvariationsvorrichtung kann insbesondere eine geräteseitig einstellbare Vorrichtung verstanden werden, die dazu geeignet oder vorgesehen ist, in Abhängigkeit von ihren Einstellwerten merklich unterschiedliche Feldverteilungen der Mikrowellen in dem Garraum zu bewirken. Zwei oder mehr Einstellwerte führen somit zu zwei oder mehr unterschiedlichen Mikrowellen-Feldverteilungen. Durch Änderung der Einstellwerte lässt sich also die Mikrowellen-Feldverteilung in dem Garraum ändern. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, dass zwei oder mehr unterschiedliche Einstellwerte zu gleichen oder praktisch gleichen Mikrowellen-Feldverteilungen oder Modenbildern führen. In beispielsweise von der Art der Beladung des Garraums abhängigen Einzelfällen ist es ferner nicht ausgeschlossen, dass alle Einstellwerte zumindest einer Modenvariationsvorrichtung zu gleichen oder praktisch gleichen Mikrowellen-Feldverteilungen führen.A mode variation device can be understood in particular as a device that can be set on the appliance side and is suitable or provided for bringing about noticeably different field distributions of the microwaves in the cooking chamber as a function of its setting values. Two or more setting values thus lead to two or more different microwave field distributions. The microwave field distribution in the cooking chamber can therefore be changed by changing the setting values. It cannot be ruled out that two or more different setting values lead to the same or practically the same microwave field distributions or mode images. In individual cases that depend, for example, on the type of loading of the cooking chamber, it is also possible that all setting values of at least one mode variation device lead to the same or practically the same microwave field distributions.
Die Art des mindestens einen Mikrowellen-Leckagesensors ist grundsätzlich nicht beschränkt. Es können folglich auch mehrere Leckagesensoren vorhanden sein, die von unterschiedlicher oder gleicher Art (z.B. Detektionsmethode) sind. Bei Vorliegen mehrerer Leckagesensoren wird eine ortsaufgelöste Detektion der Mikrowellen-Leckagestrahlung ermöglicht. Jedoch kann zur Bestimmung der Umschaltpunkte auch nur die Stärke der insgesamt austretenden Mikrowellen-Leckagestrahlung bestimmt werden.The type of at least one microwave leakage sensor is not limited in principle. Consequently, there can also be several leakage sensors that are of different or the same type (e.g. detection method). If there are several leakage sensors, a spatially resolved detection of the microwave leakage radiation is made possible. However, in order to determine the switchover points, it is also possible to determine only the strength of the microwave leakage radiation that is emitted overall.
Sind mehrere Modenvariationsvorrichtungen vorhanden und/oder lassen sich bei einer Modenvariationsvorrichtung die Einstellwerte mehrerer Einstellparameter variieren, lassen sich die Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung beispielsweise durch Einstellen aller möglichen Kombinationen der Einstellwerte aller Einstellparameter variieren. Messdaten können dann mehrdimensionalen Tupeln von Einstellwerten unterschiedlicher Einstellparameter entsprechen.If several mode variation devices are present and/or the setting values of several setting parameters can be varied in a mode variation device, the setting values of the at least one mode variation device can be varied, for example, by setting all possible combinations of the setting values of all setting parameters. Measurement data can then correspond to multidimensional tuples of setting values of different setting parameters.
Unter einem "Arbeitspunkt" kann insbesondere ein bestimmter Wert oder im mehrdimensionalen Fall ein bestimmtes Wertetupel der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung verstanden werden, auf welches die mindestens eine Modenvariationsvorrichtung gezielt einstellbar ist oder eingestellt wird, um das Haushalts-Mikrowellengerät zu betreiben.An “operating point” can in particular be understood as a specific value or, in the multidimensional case, a specific value tuple of the at least one mode variation device to which the at least one mode variation device can be set or is set in a targeted manner in order to operate the household microwave appliance.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät zur Bestimmung der Umschaltpunkte dazu eingerichtet ist,
- einen Einstellbereich mindestens einer Modenvariationsvorrichtung zu durchfahren;
- für die jeweiligen eingestellten Werte ("Einstellwerte") des durchfahrenen Einstellbereichs eine Stärke der Mikrowellen-Leckagestrahlung zu messen; und
- aus dem sich ergebenen Kurvenverlauf mindestens eine charakteristische Eigenschaft zu bestimmen, aus denen sich der mindestens eine Arbeitspunkt festlegen lässt.
- to run through an adjustment range of at least one mode variation device;
- to measure a strength of the microwave leakage radiation for the respective adjusted values ("adjustment values") of the adjustment range traversed; and
- to determine at least one characteristic property from the resulting curve, from which the at least one operating point can be determined.
So lassen sich die Arbeitspunkte vorteilhafterweise besonders robust und schnell bestimmen. Das Durchfahren eines Einstellbereichs umfasst insbesondere ein zeitlich aufeinanderfolgendes Einstellen mehrerer Einstellwerte, insbesondere aller Einstellwerte, eines möglichen oder vorgegebenen Wertebereichs mindestens eines Einstellparameters, der als "Einstellbereich" bezeichnet wird. Unter charakteristischen Eigenschaften werden insbesondere Punkte oder Bereiche der gemessenen Kurve verstanden, aus denen sich die Arbeitspunkte besonders deutlich oder zuverlässig feststellen lassen.In this way, the operating points can advantageously be determined in a particularly robust and rapid manner. Passing through an adjustment range includes, in particular, setting several adjustment values, in particular all adjustment values, of a possible or predetermined value range of at least one adjustment parameter, which is referred to as the “adjustment range”, in chronological succession. Characteristic properties are to be understood in particular as points or areas of the measured curve from which the operating points can be determined particularly clearly or reliably.
Es ist eine Weiterbildung, dass anhand mindestens einer charakteristischen Eigenschaft ein Wechsel eines Modenbilds bestimmbar oder feststellbar ist, ein solcher Punkt also mit einem Wechsel eines Modenbilds korreliert.In a further development, a change in a mode image can be determined or ascertained using at least one characteristic property, ie such a point correlates with a change in a mode image.
Es ist eine Weiterbildung, dass anhand mindestens einer charakteristischen Eigenschaft ein Beibehalten eines Modenbilds bestimmbar oder feststellbar ist, ein solcher Punkt also mit einem stabilen Modenbilds korreliert.In a further development, the retention of a mode image can be determined or ascertained based on at least one characteristic property, ie such a point correlates with a stable mode image.
Charakteristische Eigenschaften können an Stellen oder Bereichen des Kurvenverlaufs auftreten, an denen sich eine besonders starke Änderung der gemessenen Mikrowellenstärke ergibt. Jedoch ist dies nicht zwingend, und charakteristische Eigenschaften, die für einen Wechsel des Modelbildes indikativ sind, können z.B. auch aus einem breiten Kurvenbereich (z.B. einem Winkelbereich von 100° oder größer) abgeleitet werden. So ist es möglich, dass ein kontinuierlicher Übergang zwischen unterschiedlichen Modenbildern während des Durchfahrens eines Einstellbereichs mindestens einer Modenvariationseinrichtung auftritt. Dieser zeichnet sich dann beispielsweise durch eine langgezogene Flanke mit nahezu konstanter Steigung in dem Kurvenverlauf aus.Characteristic properties can occur at points or areas of the curve where there is a particularly strong change in the measured microwave strength. However, this is not mandatory, and characteristic properties that are indicative of a change in the model image can, for example, also be derived from a wide range of curves (eg, an angular range of 100° or greater). It is thus possible for a continuous transition between different mode images while passing through an adjustment range of at least one mode variation device occurs. This is then characterized, for example, by a long flank with an almost constant slope in the course of the curve.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine charakteristische Eigenschaft ein Vorhandensein von Umschaltpunkten umfasst, bei denen eine signifikante Änderung der Feldverteilung auftritt, und dass das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, Arbeitspunkte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung so festzulegen, dass sie außerhalb der Umschaltpunkte liegen. Dadurch wird sichergestellt, dass unterschiedliche Modenbilder zuverlässig erzeugt werden.In one configuration, the at least one characteristic property includes the presence of switchover points at which a significant change in the field distribution occurs, and that the household microwave appliance is set up to define operating points of the at least one mode variation device such that they lie outside the switchover points . This ensures that different mode images are reliably generated.
Dass eine signifikante oder starke Änderung der Feldverteilung auftritt, kann insbesondere umfassen, dass an oder im Bereich eines Umschaltpunkts ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Modenbildern stattfindet. Zwischen zwei benachbarten Umschaltpunkten bleibt ein Modenbild jedoch zumindest weitgehend gleich, z.B. in Bezug auf eine Zahl und räumliche Lage von Hotspots. Schwankungen eines Modenbilds zwischen benachbarten Umschaltpunkten können dann beispielsweise Änderungen der relativen Feldstärke und/oder Ausdehnung der Hotspots umfassen. Die Umschaltwerte sind also Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung, bei denen eine merkliche Änderung der Feldverteilung auftritt, insbesondere ein schneller Wechsel zwischen zwei Modenbildern.The fact that a significant or strong change in the field distribution occurs can include, in particular, that a change between different mode images takes place at or in the area of a switching point. However, a mode image remains at least largely the same between two adjacent switching points, e.g. with regard to the number and spatial position of hotspots. Fluctuations in a mode image between adjacent switching points can then include, for example, changes in the relative field strength and/or extent of the hotspots. The switching values are therefore setting values of the at least one mode variation device, in which there is a noticeable change in the field distribution, in particular a rapid change between two mode images.
Dass ein Arbeitspunkt außerhalb der Umschaltpunkte liegt, umfasst insbesondere, dass ein ausreichender Werteabstand zwischen dem Arbeitspunkt einerseits und den nächstliegenden oder benachbarten Umschaltpunkten (z.B. einem nächst kleineren Umschaltpunkt und einem nächst größeren Umschaltpunkt) vorhanden ist.The fact that an operating point is outside of the switchover points includes, in particular, that there is a sufficient value difference between the operating point on the one hand and the closest or neighboring switchover points (e.g. a next smaller switchover point and a next larger switchover point).
Dieser Vorteil wird besonders zuverlässig durch die Ausgestaltung erreicht, dass die Arbeitspunkte mittig zwischen benachbarten Umschaltpunkten liegen.This advantage is achieved in a particularly reliable manner by the design in which the operating points lie in the middle between adjacent switchover points.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Umschaltpunkte aus Wendepunkten der Kurve bestimmt werden. Dies kann insbesondere so umgesetzt sein, dass die zu Umschaltpunkten gehörigen Wendepunkte aus Extrempunkten einer ersten Ableitung der Kurve der Messwerte bestimmt wird.In one configuration, the switchover points are determined from turning points of the curve. This can in particular be implemented in such a way that the turning points associated with switching points are determined from extreme points of a first derivation of the curve of the measured values.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass die charakteristischen Eigenschaften Extrem- und/oder Terrassenpunkte der Kurve umfassen und das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, die Extrem- und/oder Terrassenpunkte als Arbeitspunkte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung festzulegen. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Arbeitspunkte direkt aus Punkten der Kurve oder Ableitungen davon und nicht indirekt aus einer Beziehung zu Umschaltpunkten bestimmbar sind.In an alternative or additional configuration, the characteristic properties include extreme points and/or terrace points of the curve and the domestic microwave appliance is set up to define the extreme points and/or terrace points as operating points of the at least one mode variation device. This has the advantage that the operating points can be determined directly from points on the curve or derivatives thereof and not indirectly from a relationship to switchover points.
Allgemein können charakteristische Eigenschaften der Kurve der Kurve wie z.B. Umschaltpunkte unter Zuhilfenahme üblicher Kurvenauswertungen oder Kurvendiskussion bestimmt werden. So können charakteristische Stellen als Nullstellen, Nullstellen einer Steigung, Maxima/Minima, Maxima/Minima einer Steigung, Wendepunkte, Terrassenpunkte usw. der Messkurve oder beliebiger Ableitungen bestimmt werden.In general, characteristic properties of the curve, such as switching points, can be determined with the help of standard curve evaluations or curve discussions. In this way, characteristic points can be determined as zeros, zeros of a slope, maxima/minima, maxima/minima of a slope, turning points, terrace points, etc. of the measurement curve or any derivatives.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, die Arbeitspunkte zu Beginn eines jeden Mikrowellen-Betriebsablaufs, z.B. eines Mikrowellen-Garablaufs, neu zu bestimmen. Diese Bestimmung kann auch als "Initialscan" bezeichnet werden. So wird eine besonders genaue und zuverlässige Bestimmung der Arbeitspunkte erreicht. Für einen Initialscan werden typischerweise nur wenige Sekunden benötigt.In one configuration, the domestic microwave appliance is set up to redetermine the operating points at the beginning of each microwave operating sequence, e.g. a microwave cooking sequence. This determination can also be referred to as an "initial scan". A particularly accurate and reliable determination of the operating points is achieved in this way. Typically, only a few seconds are required for an initial scan.
Alternativ können die Arbeitspunkte einmal für jeweilige Betriebsabläufe und/oder Garparameter wie eine Gargutart (z.B. Pizza) usw. durchgeführt und dann abgespeichert werden und folgend für gleiche oder ähnliche Betriebsabläufe und/oder Garparameter aus einem Datenspeicher abgerufen werden. Dies ergibt den Vorteil, dass auf eine anfängliche Bestimmung der Arbeitspunkte in vielen Fällen verzichtet werden kann. Es ist eine Weiterbildung, dass die Arbeitspunkte nur jedes n-te Mal für gleiche oder gleichartige Betriebsabläufe und/oder Garparameter bestimmt werden. Dadurch wird der Vorteil erlangt, dass Änderungen der Zuordnung von Modenbildern zu Einstellwerten berücksichtigt werden können.Alternatively, the operating points can be carried out once for the respective operating sequences and/or cooking parameters such as a type of food to be cooked (e.g. pizza) etc. and then stored and subsequently retrieved from a data memory for the same or similar operating sequences and/or cooking parameters. This has the advantage that an initial determination of the operating points can be dispensed with in many cases. In a further development, the operating points are only determined every nth time for the same or similar operating sequences and/or cooking parameters. This has the advantage that changes in the assignment of mode images to setting values can be taken into account.
Es ist eine Weiterbildung, dass für ein bestimmtes Modenbild genau ein Arbeitspunkt festgelegt wird, d.h., dass für jedes Modenbild nicht mehrere Arbeitspunkte festgelegt werden. Es ist eine Weiterbildung, dass für mindestens ein Modenbild kein Arbeitspunkt festgelegt wird, z.B. weil die benachbarten Umschaltpunkte zu nahe beieinander liegen.In a further development, exactly one operating point is defined for a specific mode image, ie several operating points are not defined for each mode image. A further development is that no operating point is defined for at least one mode image, for example because the adjacent switchover points are too close together.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushalts-Mikrowellengerät dazu eingerichtet ist, die Arbeitspunkte während eines Mikrowellen-Betriebsablaufs mit gleichen Zeitanteilen einzustellen. So wird über die Dauer des Mikrowellen-Betriebsablaufs eine besonders gleichmäßige Mikrowellen-Feldverteilung erreicht. Diese Weiterbildung kann beispielsweise dadurch umgesetzt sein, dass die gewünschten Arbeitspunkte zyklisch hintereinander eingestellt und für eine gleiche Zeitdauer gehalten werden.In a further development, the domestic microwave appliance is set up to adjust the operating points with equal time shares during a microwave operating sequence. A particularly uniform microwave field distribution is thus achieved over the duration of the microwave operating sequence. This development can be implemented, for example, by setting the desired operating points cyclically one after the other and holding them for the same period of time.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Modenvariationsvorrichtung mindestens eine Vorrichtung aus der Gruppe Drehantenne, Modenrührer (auch als "Stirrer" bezeichnet), Drehteller und/oder Mikrowellengenerator aufweist oder ist. Diese Vorrichtungen weisen den Vorteil auf, dass ihre Verstellung eine besonders merkliche Änderung der Feldverteilung zur Folge haben kann. Zumindest der Drehteller, die Drehantenne und der (drehbare) Modenrührer sind sogar gezielt dazu vorgesehen, die Feldverteilung zu ändern, typischerweise durch Änderung ihrer Dreh- oder Winkelstellung.In one configuration, the at least one mode variation device has or is at least one device from the group consisting of rotary antenna, mode stirrer (also referred to as “stirrer”), turntable and/or microwave generator. These devices have the advantage that their adjustment can result in a particularly noticeable change in the field distribution. At least the turntable, the rotary antenna and the (rotatable) mode stirrer are even specifically intended to change the field distribution, typically by changing their rotary or angular position.
Die Drehantenne, der Modenrührer und der Drehteller weisen als modenbeeinflussenden Einstellparameter insbesondere zumindest einen innerhalb eines Drehwinkelbereichs verstellbaren Drehwinkel ϕ auf. Der Drehwinkel ϕ kann kontinuierlich oder schrittweise (z.B. in Schrittweiten von Δϕ = 1°, 5° oder 10°) innerhalb der Drehwinkelbereichs verstellbar sein. Der nutzbare Drehwinkelbereich kann z.B. [0°; 180°] oder [0°; 360°] betragen. Die Drehantenne kann insbesondere durchdrehbar sein. Jedoch können die Drehantenne und/oder der Modenrührer je nach Ausbildung auch andere modenbeeinflussende Einstellparameter wie ihre Höhenposition entlang ihrer Drehachse und/oder eine relative Winkelstellung zweier Flügel oder Blätter zueinander um eine Drehachse der Drehantenne umfassen.The rotary antenna, the mode stirrer and the rotary plate have, as mode-influencing setting parameters, in particular at least one rotary angle φ that can be adjusted within a rotary angle range. The angle of rotation ϕ can be adjusted continuously or in steps (e.g. in increments of Δϕ = 1°, 5° or 10°) within the angle of rotation range. The usable angle of rotation range can e.g. [0°; 180°] or [0°; 360°]. In particular, the rotary antenna can be rotated. However, depending on the design, the rotary antenna and/or the mode stirrer can also include other mode-influencing setting parameters such as their height position along their axis of rotation and/or a relative angular position of two wings or blades to one another about an axis of rotation of the rotary antenna.
Der Mikrowellengenerator, insbesondere falls er in Form eines halbleiterbasierten Mikrowellengenerators vorliegt, weist als modenbeeinflussenden Einstellparameter insbesondere die Mikrowellenfrequenz der davon erzeugten Mikrowellen auf. Die Mikrowellenfrequenz kann z.B. in einem Bereich f = [2,4 GHz; 2,5 GHz] kontinuierlich oder schrittweise (z.B. in Schrittweiten von Δf = 0,01 GHz bzw. 10 MHz, 5 MHz oder 1 MHz) verstellbar sein. Wird mehr als eine Einspeisestelle für Mikrowellen in den Garraum verwendet, kann auch die Phasenverschiebung zwischen den Einspeisewegen als Einstellparameter genutzt werden.The microwave generator, in particular if it is in the form of a semiconductor-based microwave generator, has the microwave frequency of the microwaves generated thereby as a mode-influencing setting parameter. The microwave frequency can be in a range f=[2.4 GHz; 2.5 GHz] can be adjusted continuously or in steps (eg in increments of Δf=0.01 GHz or 10 MHz, 5 MHz or 1 MHz). If more than one feed point for microwaves is used in the cooking chamber, the phase shift between the feed paths can also be used as a setting parameter.
Grundsätzlich kann eine Leckagestrahlung bei geschlossener Tür an beliebiger Stelle gemessen werden. So ist es eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Mikrowellen-Leckagesensor dazu eingerichtet ist, eine durch eine Garraumwandung tretende Mikrowellen-Leckagestrahlung zu messen. Es ist eine zusätzliche oder alternative Ausgestaltung, dass der mindestens eine Mikrowellen-Leckagesensor dazu eingerichtet ist, eine durch einen Türspalt zwischen einem Gehäuseflansch und einer den Garraum verschließenden Tür tretende Mikrowellen-Leckagestrahlung zu messen.In principle, leakage radiation can be measured at any point with the door closed. In one configuration, the at least one microwave leakage sensor is set up to measure microwave leakage radiation passing through a cooking chamber wall. In an additional or alternative configuration, the at least one microwave leakage sensor is set up to measure microwave leakage radiation passing through a door gap between a housing flange and a door closing the cooking chamber.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Mikrowellen-Leckagesensor mindestens eine außerhalb des Garraums verlegte oder vorhandene Schnüffelleitung umfasst oder aufweist. Unter einer "Schnüffelleitung" wird eine elektrisch leitfähige, insbesondere metallische, Leitung (z.B. eine Leiterbahn, Draht, Kabel usw.) verstanden, in die durch Mikrowellen elektrische Ströme induzierbar sind. Mindestens eine Schnüffelleitung ist mit einer Auswerteschaltung des Mikrowellen-Leckagesensors verbunden, wobei die Auswerteschaltung zur quantitativen Messung einer Größe von in der mindestens einen damit verbundenen Schnüffelleitung induzierten Wechselströmen ausgebildet ist. Die Schnüffelleitung kann vorteilhafterweise eine große Länge aufweisen und vielfältig in dem Haushalts-Mikrowellengerät verlegt sein. Dadurch wiederum wird der Vorteil erreicht, dass mit einer Schnüffelleitung große Bereiche des Haushalts-Mikrowellengeräts außerhalb des Garraums auf Mikrowellen-Leckage überwacht werden können, wodurch die Zahl der Mikrowellen-Leckagesensor im Vergleich zu nur punktuell messenden Mikrowellensensoren verringert werden kann. Insbesondere können in einer Schnüffelleitung zeitgleich elektrische Ströme von unterschiedlichen Leckagestellen induziert werden, so dass die Schnüffelleitung ortsintegrierend wirkt. Es hat sich gezeigt, dass sich die Umschaltpunkte vorteilhafterweise auch in diesem Fall mit hoher Genauigkeit bestimmen lassen.In one configuration, the at least one microwave leakage sensor includes or has at least one sniffer line laid or present outside the cooking chamber. A "sniffer line" is understood to mean an electrically conductive, in particular metallic, line (e.g. a strip conductor, wire, cable, etc.) in which electrical currents can be induced by microwaves. At least one sniffer line is connected to an evaluation circuit of the microwave leakage sensor, the evaluation circuit being designed for the quantitative measurement of a variable of alternating currents induced in the at least one sniffer line connected to it. The sniffer line can advantageously have a great length and be routed in many ways in the household microwave appliance. This in turn has the advantage that a sniffer line can be used to monitor large areas of the household microwave appliance outside the cooking chamber for microwave leaks, which means that the number of microwave leak sensors can be reduced compared to microwave sensors that measure only selectively. In particular, electric currents from different leakage points can be induced in a sniffer line at the same time, so that the sniffer line has a site-integrating effect. It has been shown that the switchover points can advantageously also be determined with high accuracy in this case.
In einer Weiterbildung kann eine Schnüffelleitung verwendet werden, welche an allen ausgewählten Leckagestellen vorbeiführt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Umschaltpunkte mittels nur einer einzigen Schnüffelleitung bestimmbar sind.In a development, a sniffer line can be used, which leads past all selected leakage points. This achieves the advantage that the switching points can be determined using only a single sniffer line.
Ein weiterer Vorteil der Schnüffelleitung besteht darin, dass die Auswerteschaltung ortsfern von Leckstrahlungsherden in thermisch, chemisch und/oder elektromagnetisch wenig beanspruchten Bereichen des Haushalts-Mikrowellengeräts anordenbar ist. Die Schnüffelleitungen sind dagegen merklich widerstandsfähiger und können problemlos auch thermisch und chemisch beanspruchte (z.B. heiße und/oder feuchte) Bereiche durchlaufen.A further advantage of the sniffer line is that the evaluation circuit can be arranged remotely from sources of radiation leakage in areas of the household microwave appliance that are subject to little thermal, chemical and/or electromagnetic stress. The sniffer lines On the other hand, they are noticeably more resistant and can easily pass through thermally and chemically stressed (e.g. hot and/or humid) areas.
Die Auswerteschaltung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Stärke eines in der mindestens einen Schnüffelleitung induzierten mikrowelleninduzierten Stroms zu bestimmen, der ein Maß für die Stärke der Leckage bzw. Leckrate ist. Die Auswerteschaltung kann ein oder mehrere elektrische und/oder elektronische Bauteile und/oder Funktionseinheiten wie Kondensatoren, Widerstände, Prozessoren (z.B. Mikrokontroller, ASICs, FPGAs), Gleichrichter, A/D-Wandler usw. aufweisen.The evaluation circuit is set up in particular to determine the strength of a microwave-induced current induced in the at least one sniffer line, which is a measure of the strength of the leakage or leakage rate. The evaluation circuit can have one or more electrical and/or electronic components and/or functional units such as capacitors, resistors, processors (e.g. microcontrollers, ASICs, FPGAs), rectifiers, A/D converters, etc.
Eine Auswerteschaltung kann in einer Weiterbildung mit genau einer Schnüffelleitung verbunden sein und daher nur diese Schnüffelleitung auswerten bzw. die Stärke eines in dieser Schnüffelleitung mikrowelleninduzierten Stroms bestimmen. Es ist eine alternative Weiterbildung, dass eine Auswerteschaltung mit mehreren Schnüffelleitungen verbunden ist. In diesem Fall können mehrere Schnüffelleitungen von der Auswerteschaltung gemeinsam ausgewertet werden. Die gemeinsame Auswertung ermöglicht die Bereitstellung einer besonders einfachen und preiswerten Detektionseinrichtung. Auch kann die abgedeckte oder erfassbare Detektionsfläche hierdurch zusätzlich vergrößert werden, so dass die Auswerteeinheit bei einer Modenumschaltung noch eher ansprechen kann. In einer Weiterbildung können dazu mehrere Schnüffelleitungen elektrisch zusammengeführt werden und an einem gemeinsamen Knotenpunkt mit der Auswerteschaltung verbunden sein. Alternativ können mehrere Schnüffelleitungen mittels der gleichen Auswerteschaltung individuell ausgewertet werden, z.B. zeitlich getrennt oder parallel. Die individuelle Auswertung ermöglicht eine verbesserte Lokalisierung eines der Modenänderung. Alternativ kann das Haushalts-Mikrowellengerät mehrere z.B. mit jeweils einer Schnüffelleitung verbundene Auswerteschaltungen aufweisen. Diese können über das Haushalts-Mikrowellengerät verteilt angeordnet sein.In one development, an evaluation circuit can be connected to precisely one sniffer line and therefore only evaluate this sniffer line or determine the strength of a microwave-induced current in this sniffer line. In an alternative development, an evaluation circuit is connected to a number of sniffer lines. In this case, several sniffer lines can be evaluated together by the evaluation circuit. The joint evaluation makes it possible to provide a particularly simple and inexpensive detection device. The covered or detectable detection area can also be additionally enlarged as a result, so that the evaluation unit can respond even earlier in the event of a mode switchover. In a further development, several sniffer lines can be brought together electrically and connected to the evaluation circuit at a common node. Alternatively, several sniffer lines can be evaluated individually using the same evaluation circuit, e.g. at different times or in parallel. The individual evaluation enables an improved localization of one of the mode changes. Alternatively, the household microwave device can have several evaluation circuits, each connected to a sniffer line, for example. These can be distributed over the household microwave oven.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Schnüffelleitung zumindest abschnittsweise mindestens eine weitere Funktion aufweist oder ausübt. Insbesondere kann so eine bereits zu einem anderen Zweck vorhandene elektrische Leitung zusätzlich als Schnüffelleitung genutzt werden. Eine die mindestens eine weitere Funktion aufweisende Leitung wäre damit auch dann in dem Gerät vorhanden, wenn sie nicht zur Detektion der Mikrowellenleckage genützt würde. So wird der Vorteil erreicht, dass für diese Schnüffelleitung keine gesonderte elektrische Leitung benötigt wird, um eine Leckage von Mikrowellen zu erfassen. Dies wiederum ermöglicht vorteilhafterweise einen besonders kostengünstigen Aufbau.In one development, at least one sniffer line has or performs at least one additional function, at least in sections. In particular, an electrical line that is already present for another purpose can also be used as a sniffer line. A line having the at least one further function would therefore also be present in the device if it were not used to detect the microwave leakage. So the advantage is achieved that for this sniffer line no separate electrical line is needed to detect leakage of microwaves. This in turn advantageously enables a particularly cost-effective construction.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine weitere Funktion eine Stromversorgungsfunktion zur Versorgung mindestens eines elektrischen Verbrauchers des Haushalts-Mikrowellengeräts mit elektrischer Energie und/oder eine Datenübertragungsfunktion umfasst. In anderen Worten ist mindestens eine Schnüffelleitung auch eine Stromversorgungsleitung für mindestens einen elektrischen Verbraucher und/oder eine Datenübertragungsleitung. Der zum Betreiben des Verbrauchers genutzte ("Last-") Strom kann ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein. Solche Schnüffelleitungen ergeben den Vorteil, dass sie typischerweise über ihre Länge gleich ausgebildet sind und/oder einen definierten, besonders geringen elektrischen Widerstand aufweisen. Dadurch wiederum kann eine besonders genaue und zuverlässige Erkennung oder Auswertung der darin mikrowelleninduzierten Wechselströme erreicht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass solche Schnüffelleitungen typischerweise Funktionseinheiten miteinander verbinden, welche sich in thermisch und/oder chemisch und/oder elektromagnetisch wenig belasteten Raumbereichen des Haushalts-Mikrowellengeräts befinden. Folglich kann auch die Auswerteschaltung ohne oder mit nur geringem Anpassungsaufwand an Endabschnitten der Schnüffelleitungen in diesen Bereichen angeordnet sein.In a further development, the at least one further function comprises a power supply function for supplying electrical energy to at least one electrical consumer of the household microwave appliance and/or a data transmission function. In other words, at least one sniffer line is also a power supply line for at least one electrical consumer and/or a data transmission line. The current used to operate the load ("load") can be direct current or alternating current. Such sniffer lines have the advantage that they are typically of the same design over their length and/or have a defined, particularly low electrical resistance. As a result, a particularly precise and reliable detection or evaluation of the alternating currents induced therein by the microwave can be achieved. A further advantage consists in the fact that such sniffer lines typically connect functional units to one another which are located in areas of the household microwave appliance which are subject to little thermal and/or chemical and/or electromagnetic stress. Consequently, the evaluation circuit can also be arranged on the end sections of the sniffer lines in these areas with little or no adaptation effort.
Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, andere elektrisch leitfähige und beispielsweise eine mechanische Funktion erfüllende Komponenten des Haushalts-Mikrowellengeräts als Schnüffelleitungen zu nutzen, insbesondere längliche Komponenten, wie Streben, Befestigungsdrähte usw. In diesem Fall kann es nötig sein, die Komponenten durch zusätzliche Leitungsabschnitte in Form z.B. von Drähten zu der Auswerteschaltung hin zu verlängern, damit die Auswerteschaltung in einem thermisch und/oder chemisch wenig belasteten Raumbereich untergebracht werden kann und/oder um einen elektrischen Anschluss an die Auswerteschaltung zu ermöglichen. Die zusätzlichen Leitungsabschnitte können an die elektrisch leitfähigen Komponenten angelötet usw. sein.In principle, however, it is also possible to use other electrically conductive components of the household microwave device that, for example, fulfill a mechanical function as sniffer lines, in particular elongated components such as struts, fastening wires, etc. In this case, it may be necessary to separate the components with additional line sections in E.g. to lengthen the form of wires to the evaluation circuit, so that the evaluation circuit can be accommodated in a room area with little thermal and/or chemical stress and/or to enable an electrical connection to the evaluation circuit. The additional line sections can be soldered etc. to the electrically conductive components.
Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine elektrische Verbraucher ein Heizelement, eine Lichterzeugungseinrichtung, einen Motor, eine Stromversorgungseinrichtung und/oder eine Elektronik (z.B. eine Steuerplatine) usw. umfasst. Das Heizelement kann z.B. ein Widerstandsheizelement zum Heizen des Garraums oder eines Verdampfers sein. Die Lichterzeugungseinrichtung kann z.B. eine Lampe oder andere Beleuchtungsvorrichtung sein oder aufweisen, beispielsweise zur Beleuchtung des Garraums, von Bedienelementen oder von Dekorelementen. Der Motor kann z.B. ein Motor zum Bewegen einer Drehantenne, eines Bratenspießes, eines Lüfters, einer Klappe (z.B. einer Wrasenklappe), eines Drehtellers, einer Garraumtür, einer Pumpe usw. sein. Grundsätzlich ist der mindestens eine elektrische Verbraucher jedoch nicht darauf beschränkt und kann ein beliebiger anderer Verbraucher wie eine Bedienblende oder Komponente davon, eine Kamera, ein Kommunikationsmodul (z.B. ein WLAN- oder Ethernet-Modul) usw. sein.In a further development, the at least one electrical load includes a heating element, a light generating device, a motor, a power supply device and/or electronics (eg a control board), etc. The heating element can For example, be a resistance heating element for heating the cooking chamber or an evaporator. The light-generating device can, for example, be or have a lamp or other lighting device, for example for lighting the cooking chamber, operating elements or decorative elements. The motor can be a motor for moving a rotary antenna, a skewer, a fan, a flap (eg a vapor flap), a turntable, a cooking chamber door, a pump, etc., for example. In principle, however, the at least one electrical consumer is not limited to this and can be any other consumer such as a control panel or component thereof, a camera, a communication module (eg a WLAN or Ethernet module), etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Schnüffelleitung mindestens eine Datenübertragungsfunktion aufweist und mit mindestens einer keinen elektrischen Verbraucher darstellenden Funktionseinheit des Geräts verbunden ist, z.B. mit einem Sensor, einem Reed-Kontakt oder anderen Magnetschalter usw. Dieser Fall kann beispielsweise vorliegen, wenn die nicht stromverbrauchende Funktionseinheit ein Sensor ist, z.B. ein Temperatursensor, speziell Temperaturfühler. Jedoch gibt es auch Sensoren, die elektrische Verbraucher darstellen, beispielsweise Sauerstoffsensoren in Form von Lambdasonden, welche ein Heizelement aufweisen. Ist die keinen elektrischen Verbraucher darstellende Funktionseinheit ein Reed-Kontakt, könnte dieser in einer Variante nur Signalpegel schalten (wobei z.B. ein Mikrocontroller den Schaltzustand auswertet), in einer anderen Variante z.B. einen Erregerstrom einer Relaisspule. Die Verkabelungen beider Reed-Kontakte wären geeignete Schnüffelleitungen.In one embodiment, at least one sniffer line has at least one data transmission function and is connected to at least one functional unit of the device that is not an electrical consumer, e.g. to a sensor, a reed contact or other magnetic switch, etc. This may be the case, for example, if the power-consuming functional unit is a sensor, e.g. a temperature sensor, specifically a temperature sensor. However, there are also sensors that represent electrical loads, for example oxygen sensors in the form of lambda probes that have a heating element. If the functional unit that is not an electrical consumer is a reed contact, in one variant this could only switch signal levels (e.g. a microcontroller evaluating the switching state), in another variant e.g. an excitation current of a relay coil. The wiring of both reed contacts would be suitable sniffer lines.
Auch kann eine elektrische Leitung als Schnüffelleitung eingerichtet sein oder genutzt werden, die sowohl der Stromversorgung als auch der Datenübertragung dient, z.B. durch Modulation eines Stromversorgungssignals mit einem Datensignal. Grundsätzlich kann ein elektrischer Verbraucher sowohl mit einer dedizierten Stromversorgungsleitung als auch mit einer dedizierten Datenleitung verbunden sein, von denen eine oder mehrere als Schnüffelleitung dienen können.An electrical line can also be set up or used as a sniffer line, which is used both for power supply and for data transmission, e.g. by modulating a power supply signal with a data signal. In principle, an electrical load can be connected both to a dedicated power supply line and to a dedicated data line, one or more of which can serve as a sniffer line.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Schnüffelleitung mindestens einen Abschnitt aufweist, dessen Form und/oder Position (nur) durch die Funktion der Schnüffelleitung zur Erfassung der Mikrowellen-Leckagestrahlung bestimmt ist. Dieser Abschnitt trägt also nicht zur Durchführung der weiteren Funktion der Schnüffelleitung bei oder kann sich darauf sogar (wenn auch typischerweise nur geringfügig) negativ auswirken. Der Vorteil eines solchen Abschnitts besteht darin, dass er auf eine verbesserte Detektion von Mikrowellen-Leckagestrahlung hin geformt und/oder verlegt ist und damit deren besonders zuverlässige Detektion ermöglicht. Der Abschnitt kann beispielsweise durch oder um Bereiche von Öffnungen einer Garraumwandung gelegt sein. Durch die erhöhte Länge wird sein ohmscher Widerstand vergrößert, was aber nur eine vernachlässigbar geringe oder praktisch keine Auswirkung auf seine Stromleitungs- und/oder Datenübertragungsfunktion zu haben braucht. Auch kann der Abschnitt verschlungen (z.B. mäanderförmig) geformt sein.In one development, at least one sniffer line has at least one section whose shape and/or position is (only) determined by the function of the sniffer line for detecting the microwave leakage radiation. So this section does not contribute to the implementation of the further function of the sniffer line or can even (if typically only slightly) have a negative effect on it. The advantage of such a section is that it is shaped and/or routed for improved detection of microwave leakage radiation and thus enables its particularly reliable detection. The section can be placed, for example, through or around areas of openings in a cooking chamber wall. The increased length increases its ohmic resistance, but this may have negligible or virtually no effect on its power-carrying and/or data-transmission function. The section can also have an intricate (eg meandering) shape.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Schnüffelleitung eine Länge von mindestens 800 mm, insbesondere von mindestens 1000 mm, insbesondere von mindestens 1500 mm, insbesondere von mindestens 2000 mm, aufweist. Eine so hohe Länge ergibt den Vorteil, dass möglichst viele/große Bereiche im Inneren des Gehäuses des Haushalts-Mikrowellengeräts mit einer Schnüffelleitung überdeckt werden können und dadurch örtlich verteilte Leckstrahlungsherde mit einer geringen Anzahl an Schnüffelleitungen sensiert oder detektiert werden können.In one development, at least one sniffer line has a length of at least 800 mm, in particular at least 1000 mm, in particular at least 1500 mm, in particular at least 2000 mm. Such a long length has the advantage that as many/large areas as possible inside the housing of the household microwave device can be covered with a sniffer line and locally distributed sources of radiation leakage can be sensed or detected with a small number of sniffer lines.
Jedoch ist es auch möglich, dass die Mikrowellen-Detektionseinrichtung mindestens eine Schnüffelleitung aufweist, die keine weitere signalleitende (d.h., keine Strom und/oder Daten leitende) Funktion aufweist, insbesondere keine weitere Funktion aufweist. Eine solche Schnüffelleitung ist also nur zum Zweck der Detektion einer mikrowellenbasierten Induktion verlegt. Das Vorsehen einer Schnüffelleitung ergibt den Vorteil, dass sie besonders variabel in dem Gerät verlegbar ist, z.B. weil sie an einem Ende funktional mit der Auswerteschaltung verbunden ist, aber das andere Ende ein frei positionierbares Ende ist. Eine solche Schnüffelleitung kann z.B. ein Draht, ein Kabel, eine auf einem Substrat aufgebrachte Leiterbahn usw. sein. Das Haushalts-Mikrowellengerät kann folglich so ausgebildet sein, dass die Auswerteschaltung mit mindestens einer Schnüffelleitung, die auch mindestens eine weitere Funktion erfüllt, und/oder mit mindestens einer Schnüffelleitung ohne dedizierte weitere Funktion verbunden ist.However, it is also possible for the microwave detection device to have at least one sniffer line which has no other signal-conducting (i.e. no current and/or data-conducting) function, in particular no other function. Such a sniffer line is therefore only installed for the purpose of detecting a microwave-based induction. The provision of a sniffer line has the advantage that it can be routed in a particularly variable manner in the device, e.g. because it is functionally connected to the evaluation circuit at one end, but the other end is a freely positionable end. Such a sniffer line can be, for example, a wire, a cable, a conductor track applied to a substrate, etc. The household microwave appliance can consequently be designed in such a way that the evaluation circuit is connected to at least one sniffer line which also fulfills at least one further function and/or to at least one sniffer line without a dedicated further function.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Auswerteschaltung eine eigenständige Komponente des Haushalts-Mikrowellengeräts ist, von einer Steuereinrichtung getrennt angeordnet ist und über mindestens eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden ist. So wird der Vorteil erreicht, dass mindestens eine Auswerteschaltung besonders flexibel in dem Haushalts-Mikrowellengerät positionierbar ist. Die Auswerteschaltung kann als Ausgangssignal oder Ausgangsinformation insbesondere Information über die Stärke des mikrowelleninduzierten Wechselstroms liefern. Das Ausgangssignal oder die Ausgangsinformation kann in analoger oder digitaler Form vorliegen. Das Ausgangssignal oder die Ausgangsinformation kann von der Steuereinrichtung zur Beurteilung verwendet werden, ob mindestens eine mit der Stärke der Leckrate zusammenhängende Aktion ausgelöst werden soll, wie weiter unten genauer beschrieben ist.In a further development, at least one evaluation circuit is an independent component of the domestic microwave appliance, is arranged separately from a control device and is connected to the control device via at least one signal line is. This achieves the advantage that at least one evaluation circuit can be positioned particularly flexibly in the household microwave appliance. The evaluation circuit can provide information about the strength of the microwave-induced alternating current as an output signal or output information. The output signal or information can be in analog or digital form. The output signal or output information can be used by the control device to assess whether at least one action related to the strength of the leak rate should be triggered, as will be described in more detail below.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung in eine Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Auswerteschaltung in einem Raumbereich untergebracht ist, der zur Unterbringung elektrischer und/oder elektronischer Komponenten besonders gut geeignet bzw. vorgesehen ist. Dies ist besonders vorteilhaft, falls die Steuereinrichtung in einem besonders geschützten Fach, Abteil oder Kompartment untergebracht ist, das beispielsweise thermisch isoliert und/oder zur Kühlung der Auswerteeinheit belüftet ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Signalwege zwischen Auswerteschaltung und Steuereinrichtung besonders kurz und damit störunanfällig sind. Insbesondere können die Ausgangssignale oder Ausgangsinformation direkt zu einem Prozessor (z.B. einem Mikrokontroller, FPGA, ASIC usw.) der Steuereinrichtung geleitet werden. Noch ein Vorteil beruht darin, dass von der Steuereinrichtung typischerweise mehrere elektrische Leitungen (Stromversorgungsleitungen und/oder Datenleitungen) zu Verbrauchern abgehen, so dass die Positionierung der Auswerteschaltung an der Steuereinrichtung besonders kurze Wege von der mindestens einen Schnüffelleitung zu der Auswerteschaltung ermöglicht.In one configuration, the evaluation circuit is integrated into a control device of the household microwave appliance. This achieves the advantage that the evaluation circuit is accommodated in a spatial area which is particularly well suited or provided for accommodating electrical and/or electronic components. This is particularly advantageous if the control device is accommodated in a specially protected compartment, division or compartment that is, for example, thermally insulated and/or ventilated to cool the evaluation unit. A further advantage is that the signal paths between the evaluation circuit and the control device are particularly short and therefore not susceptible to interference. In particular, the output signals or output information can be routed directly to a processor (e.g. a microcontroller, FPGA, ASIC, etc.) of the control device. Another advantage is that typically several electrical lines (power supply lines and/or data lines) lead from the control device to loads, so that the positioning of the evaluation circuit on the control device enables particularly short distances from the at least one sniffer line to the evaluation circuit.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung so in die Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist, dass sie eine eigenständige bauliche Einheit ist (z.B. eine eigene Platine oder Leiterplatte aufweist), die an der Leiterplatte oder Platine der Steuereinrichtung befestigt ist, z.B. durch Lötverbindung(en), einen Steckplatz usw.It is a further development that the evaluation circuit is integrated into the control device of the household microwave oven in such a way that it is an independent structural unit (e.g. has its own circuit board or circuit board) which is attached to the circuit board or circuit board of the control device, e.g. by a soldered connection (s), a slot, etc.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung so in die Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert ist, dass eine Leiterplatte der Steuereinrichtung mit den Bauteilen der Auswerteschaltung bestückt ist.In a further development, the evaluation circuit is integrated into the control device of the domestic microwave appliance in such a way that a printed circuit board of the control device is equipped with the components of the evaluation circuit.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Auswerteschaltung soweit funktional in die Steuereinrichtung integriert ist, dass ein Prozessor der Steuereinrichtung auch die Auswertung der Schnüffelleitung(en) übernimmt. Es wird dann vorteilhafterweise keine gesonderte oder gesondert hergestellte Auswerteschaltung mehr benötigt.In one development, the evaluation circuit is functionally integrated into the control device to the extent that a processor of the control device also evaluates the sniffer line(s). A separate or separately manufactured evaluation circuit is then advantageously no longer required.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung über mindestens eine Leiterbahn einer Leiterplatte der Steuereinrichtung mit der mindestens einen Schnüffelleitung verbunden ist. So wird eine besonders einfache, platzsparende und robuste Anbindung der Auswerteschaltung an die mindestens eine Leiterbahn ermöglicht. Eine Schnüffelleitung wird dabei insbesondere an die Platine geführt und dort mit der Leiterbahn verbunden, z.B. durch Lötstellen, Klemmen, Stecker usw.In one configuration, the evaluation circuit is connected to the at least one sniffer line via at least one conductor track on a printed circuit board of the control device. A particularly simple, space-saving and robust connection of the evaluation circuit to the at least one conductor track is thus made possible. In particular, a sniffer line is routed to the circuit board and connected there to the conductor track, e.g. by soldering points, clamps, plugs, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auswerteschaltung über einen Koppelkondensator mit der mindestens einen Schnüffelleitung verbunden ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Schnüffelleitung galvanisch von der Auswerteschaltung getrennt ist, aber Wechselstromsignale durch den Koppelkondensator übertragbar sind. Durch den Koppelkondensator wird also eine Gleichspannungsabtrennung zwischen Schnüffelleitung und Auswerteschaltung erreicht. Insbesondere ist ein Anschluss des Koppelkondensators elektrisch mit mindestens einer Schnüffelleitung und der andere Anschluss mit der Auswerteschaltung elektrisch verbunden. Der Koppelkondensator kann auch einen Teil der Auswerteschaltung darstellen.In one configuration, the evaluation circuit is connected to the at least one sniffer line via a coupling capacitor. This achieves the advantage that the sniffer line is galvanically isolated from the evaluation circuit, but AC signals can be transmitted through the coupling capacitor. The coupling capacitor thus achieves DC voltage isolation between the sniffer line and the evaluation circuit. In particular, one connection of the coupling capacitor is electrically connected to at least one sniffer line and the other connection is electrically connected to the evaluation circuit. The coupling capacitor can also represent part of the evaluation circuit.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Koppelkondensator eine Komponente eines Hochpassfilters ist. So wird der Vorteil erreicht, dass die vergleichsweise hochfrequenten mikrowelleninduzierten Wechselströme (die z.B. eine Frequenz im Bereich der Mikrowellenfrequenz aufweisen können) zu der Auswerteschaltung durchgelassen werden, während niederfrequente Wechselströme, wie sie z.B. typischerweise für eine Stromversorgung eines Verbrauchers mit Wechselstrom verwendet werden (z.B. mit einer Netzfrequenz von 50 Hz), nicht durchgelassen werden. Dadurch wird eine Störung des Messsignals der Mikrowellen-Leckagestrahlung durch elektrische Ströme in den Schnüffelleitungen mit niedrigeren Frequenzen verhindert, was wiederum eine Auswertegenauigkeit erhöht.In one configuration, the coupling capacitor is a component of a high-pass filter. In this way, the advantage is achieved that the comparatively high-frequency, microwave-induced alternating currents (which, for example, can have a frequency in the microwave frequency range) are let through to the evaluation circuit, while low-frequency alternating currents, such as those typically used for powering a consumer with alternating current (e.g. with a mains frequency of 50 Hz), cannot be let through. This prevents the measuring signal of the microwave leakage radiation from being disturbed by electrical currents in the sniffer lines with lower frequencies, which in turn increases the evaluation accuracy.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Koppelkondensator zusammen mit einem insbesondere geerdeten ohmschen Widerstand den Hochpassfilter bildet. Der Widerstand kann eine Komponente der Auswerteschaltung sein, z.B. deren Eingangswiderstand.In one development, the coupling capacitor forms the high-pass filter together with an ohmic resistor that is, in particular, grounded. The resistance can be a component of the evaluation circuit, e.g. its input resistance.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Hochpassfilter zusätzlich einen mit dem Koppelkondensator verbundenen Widerstand, insbesondere Eingangswiderstand, aufweist und der Koppelkondensator eine Kapazität der Größe C (Gl.1):
Diese Formel ergibt sich aus einer komplexen Übertragungsfunktion T, die das Verhältnis einer von dem Hochpassfilter weitergegebenen Spannung U 2 zu der auf der überwachten oder angezapften Schnüffelleitung anliegenden Spannung U 1 wiedergibt (Gl.2):
Da hier nur der Betrag der Übertragungsfunktion (und nicht deren Phasenlage) interessiert, folgt (Gl.3):
Für die Auswahl und Dimensionierung des Koppelkondensators C wurde angenommen, dass eine untere Grenzfrequenz fu des resultierenden Hochpasses so hoch liegt, wie es das zu messende Signal mindestens erfordert (das Messsignal weist eine typische Mikrowellenfrequenz von 915 MHz oder 2,45 GHz auf). Die untere Grenzfrequenz fu wird so angesetzt, dass die übertragene Spannung U 2 nur noch
Daraus ergibt sich die vorteilhafte Größe des Kapazitätswerts C des Koppelkondensators gemäß Gl.1.This results in the advantageous size of the capacitance value C of the coupling capacitor according to Eq.
Die durch die Auswerteschaltung bestimmten Ausgangs- oder Berechnungswerte, welche ein Maß für die Stärke der Mikrowellen-Leckage darstellen, können z.B. von der Steuereinrichtung oder einer anderen Datenverarbeitungseinrichtung dazu verwendet werden, die Umschalt- und Arbeitspunkte zu bestimmen.The output or calculation values determined by the evaluation circuit, which represent a measure of the strength of the microwave leakage, can be used, for example, by the control device or another data processing device to determine the switchover and operating points.
Allgemein kann die Mikrowellen-Leckagestrahlung auch indirekt gemessen werden, beispielsweise durch Quantifizierung von Sekundäreffekten in von der Mikrowellenfrequenz unterschiedlichen Frequenzbereichen, z.B. bei typischen für eine EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) relevanten Frequenzen von 20 kHz bis 100 GHz, welche auch auf der Netzleitung ausgeleitet werden können.In general, the microwave leakage radiation can also be measured indirectly, for example by quantifying secondary effects in frequency ranges that differ from the microwave frequency, e.g. at typical frequencies of 20 kHz to 100 GHz relevant for EMC (electromagnetic compatibility), which can also be discharged on the power line .
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-Mikrowellengeräts, bei dem
- ein Garraum mit Mikrowellen beaufschlagt wird,
- Einstellwerte mindestens einer Modenvariationsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Feldverteilung der Mikrowellen in dem Garraum zu ändern, variiert werden,
- für die verschiedenen Einstellwerte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung die aus dem Garraum austretende Mikrowellen-Leckagestrahlung gemessen wird und
- anhand der dabei detektierten Mikrowellen-Leckagestrahlung Arbeitspunkte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung festgelegt werden.
- a cooking chamber is charged with microwaves,
- Setting values of at least one mode variation device that is set up to change a field distribution of the microwaves in the cooking chamber are varied,
- the microwave leakage radiation emerging from the cooking chamber is measured for the various setting values of the at least one mode variation device and
- Working points of the at least one mode variation device can be defined on the basis of the microwave leakage radiation detected in the process.
Das Verfahren kann analog zu dem Haushalts-Mikrowellengerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.The method can be designed analogously to the household microwave device and has the same advantages.
So ist es eine Ausgestaltung, dass anhand der detektierten Mikrowellen-Leckagestrahlung Umschaltpunkte bestimmt werden, bei denen eine merkliche Änderung der Feldverteilung der Mikrowellen innerhalb des Garraums auftritt. Arbeitspunkte der mindestens einen Modenvariationsvorrichtung so festgelegt werden, dass sie außerhalb der Umschaltpunkte liegen.In one embodiment, switching points are determined on the basis of the detected microwave leakage radiation, at which there is a noticeable change in the field distribution of the microwaves inside the cooking chamber. Operating points of the at least one mode variation device are set so that they lie outside the switching points.
Zur Durchführung des Verfahrens kann das Haushalts-Mikrowellengerät eine entsprechend eingerichtete, z.B. programmierte, Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann funktional in eine Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts integriert sein, d.h., dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein kann, das oben beschriebene Verfahren ablaufen zu lassen.In order to carry out the method, the domestic microwave appliance can have a correspondingly set up, e.g. programmed, data processing device. The data processing device can be functionally integrated into a control device of the household microwave appliance, i.e. the control device can be set up to run the method described above.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
- Fig.1
- zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Haushalts-Mikrowellengerät;
- Fig.2
- zeigt in Draufsicht eine Steuereinrichtung des Haushalts-Mikrowellengeräts aus
Fig.1 mit einer Auswerteschaltung; - Fig.3
- zeigt eine alternative Auswerteschaltung für das Haushalts-Mikrowellengerät aus
Fig.1 ; - Fig.4
- zeigt eine Auftragung eines durch den Mikrowellen-Leckagesensor des Haushalts-Mikrowellengeräts aus
Fig.1 gemessenen Messwerts, der eine Stärke der Mikrowellen-Leckagestrahlung repräsentiert, gegen einen Drehwinkel der Drehantenne des Haushalts-Mikrowellengeräts ausFig.1 ; - Fig.5
- zeigt eine Auftragung eines Betrags einer Ableitung der aus
Fig.4 bestimmten und zusätzlich geglätteten Kurve gegen den Drehwinkel der Drehantenne; - Fig.6
- zeigt eine Auftragung von aus der Kurve aus
Fig.5 bestimmten Umschaltpunkten gegen den Drehwinkel der Drehantenne; und - Fig.7
- zeigt schematisch eine Abhängigkeit einer Mikrowellen-Feldverteilung von dem Drehwinkel ϕ der Drehantenne für das Mikrowellen-Haushaltsgerät aus
Fig.1 . - Fig.8
- zeigt ein sog. Lightboard als Messaufbau das die Feldverteilung im Garraum in Abhängigkeit von dem Drehwinkel ϕ der Drehantenne für ein Mikrowellen-Haushaltsgerät nach
Fig.1 anzeigt.
- Fig.1
- shows a sectional side view of a household microwave oven;
- Fig.2
- FIG. 12 shows a control device of the household microwave appliance in a plan view
Fig.1 with an evaluation circuit; - Fig.3
- shows an alternative evaluation circuit for the household microwave oven
Fig.1 ; - Fig.4
- FIG. 12 shows a plot of a leak through the microwave leak sensor of the household microwave oven
Fig.1 measured measurement value representing a strength of the microwave leakage radiation against a rotating angle of the rotary antenna of the household microwave ovenFig.1 ; - Fig.5
- shows a plot of an amount of a derivative of the from
Fig.4 determined and additionally smoothed curve against the rotation angle of the rotating antenna; - Fig.6
- shows a plot from off the curve
Fig.5 certain switching points against the rotation angle of the rotating antenna; and - Fig.7
- shows a schematic of a microwave field distribution as a function of the rotation angle φ of the rotating antenna for the microwave household appliance
Fig.1 . - Fig.8
- shows a so-called lightboard as a measurement setup that shows the field distribution in the cooking chamber as a function of the rotation angle ϕ of the rotating antenna for a microwave household appliance
Fig.1 indicates.
Die von dem Mikrowellengenerator 5 erzeugten Mikrowellen werden über eine Mikrowellenführung 6 zu dem Garraum 2 geleitet und dort über eine als Modenvariationsvorrichtung dienende Drehantenne 7 in den Garraum 2 eingekoppelt. Die Drehantenne 7 weist hier beispielhaft einen Antennenflügel 8 auf und ist z.B. mittels eines Schrittmotors (o. Abb.) um 360° um eine Drehachse D drehbar. Die Drehantenne 7 kann also Winkelstellungen bzw. Drehwinkel in einem Bereich ϕ = [0°; 360°] annehmen, z.B. in Schritten von Δϕ = 1° oder 5°.The microwaves generated by the
Das Haushalts-Mikrowellengerät 1 bzw. dessen steuerbare Komponenten einschließlich des Mikrowellengenerators 5 und der Drehantenne 7 sind mittels einer zentralen Steuereinrichtung 9 (auch als "Gerätesteuerung" bezeichnet) ansteuerbar oder betätigbar.The
In die Steuereinrichtung 9 ist eine Auswerteschaltung 10 integriert, die mit einer Schnüffelleitung 11 verbunden ist. Die Schnüffelleitung 11 ist dazu eingerichtet, dass in ihr durch Mikrowellen Wechselströme induzierbar sind. Sie ist z.B. als einfacher Draht oder einfaches Kabel ausgebildet. Die Auswerteschaltung 10 ist zur Bestimmung einer Stärke von in der Schnüffelleitung 11 induzierten Wechselströmen ausgebildet. Die Auswerteschaltung 10 und die Schnüffelleitung 11 bilden eine Detektionseinrichtung 10, 11 zur Erfassung von Mikrowellen-Leckagestrahlung außerhalb des Garraums 2, insbesondere in einem Zwischenraum zwischen dem Garraum 2 und einem äußeren Gehäuse 12 des Haushalts-Mikrowellengeräts 1 und/oder im Bereich der Tür 4. Die Schnüffelleitung 11 kann eine Länge von mindestens 800 mm, insbesondere von mindestens 1000 mm, insbesondere von mindestens 1500 mm, insbesondere von mindestens 2000 mm aufweisen.An
Die elektrischen Leitungen 15 sind an Anschlusspunkten 16 wie Klemmen o.ä. mit der Leiterplatte 14 verbunden und gehen dort in entsprechende Leiterbahnen 17 der Leiterplatte 14 über. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist rein beispielhaft nur eine Schnüffelleitung 11 mit einer auf der Leiterplatte 14 angeordneten Auswerteschaltung 10 verbunden, die wiederum mit einem Prozessor 18, z.B. einem Mikrokontroller, ASIC oder FPGA, der Steuereinrichtung 9 verbunden ist. Die Auswerteschaltung 10 ist also in die Steuereinrichtung 9 integriert.The
Insbesondere ist die Auswerteschaltung 10 hier von der mit der Schnüffelleitung 11 verbundenen Leiterbahn 17 über einen Koppelkondensator 19 verbunden, der eine Gleichspannungsabtrennung zwischen der Auswerteschaltung 10 und der Schnüffelleitung 11 bewirkt.In particular, the
Die Auswerteschaltung 10 weist, wie in dem vergrößerten Ausschnitt A gezeigt, mindestens einen ohmschen Widerstand 20 auf, der einerseits mit dem mit dem Prozessor 18 verbundenen Anschluss verbunden ist und andererseits mit einem vorgegebenen Bezugspotential oder Masse verbunden ist. Der Koppelkondensator 19 und der Widerstand 20 bilden ein Hochpassfilter 19, 20 für das von der Schnüffelleitung 11 ankommende Signal.As shown in the enlarged section A, the
Der Koppelkondensator 19 weist hier vorteilhafterweise einen Kapazitätswert C der Größe
Das - z.B. analoge - Ausgangssignal der Auswerteschaltung 10 wird zur Auswertung zu dem Prozessor 18 geleitet (z.B. zu einem Analogeingang eines Mikrokontrollers). Jedoch kann die Auswerteschaltung 10 auch noch andere Komponenten oder Bauteile (o. Abb.) aufweisen, beispielsweise einen A/D-Wandler, Operationsverstärker usw.The - e.g. analog - output signal of the
Die Steuereinrichtung 9 ist dazu eingerichtet, beruhend auf einer Stärke des in der Schnüffelleitung 11 mikrowelleninduzierten Wechselstroms, repräsentiert durch das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 10, Umschaltpunkte, bei denen eine merkliche Änderung der Feldverteilung in dem Garraum 2 auftritt, sowie entsprechende Arbeitspunkte zu bestimmen.The
Anstelle des in
Der Messwert LMW kann z.B. an dem zum Prozessor 18 führenden Ausgang der Auswerteschaltung 10 abgegriffen werden.The measured value LMW can be tapped, for example, at the output of the
Aufgrund der Zyklizität der Antennendrehung wiederholen sich die Messwerte LMW nach einer Umdrehung (Δϕ = 360°) annähernd. Der Verlauf der Messwerte LMW ist logarithmisch proportional zur gemessenen Feldstärke der Mikrowellen. Es zeigen sich Winkelbereiche mit praktisch gleichbleibendem Spannungsverlauf sowie Sprungstellen. Eine überraschende Erkenntnis besteht darin, dass dieser Spannungsverlauf direkte Rückschlüsse auf Änderungen der Feldverteilung der Mikrowellen im Garraum 2 ermöglicht. Insbesondere hat es sich durch Experimente herausgestellt, dass die Sprungstellen mit sehr hoher Zuverlässigkeit mit einer Änderung des Modenbilds im Garraum 2 übereinstimmen. Die Änderung des Modenbilds kann beispielsweise experimentell mittels eines wie in
Innerhalb der gezeigten Winkelbereiche I bis VII findet jeweils nur eine geringe Änderung des Modenbilds statt. Dies wird beispielsweise besonders deutlich für den Winkelbereich V und dort zwischen ca. ϕ = 130° und ϕ = 160°, den Winkelbereich VI und dort zwischen ca. ϕ = 190° und ϕ = 250° sowie den Winkelbereich VII und dort zwischen ca. ϕ = 290° und ϕ = 335°.Only a slight change in the mode image takes place within the angle ranges I to VII shown. This becomes particularly clear, for example, for the angular range V and there between approx. ϕ = 130° and ϕ = 160°, the angular range VI and there between approx. ϕ = 190° and ϕ = 250° and the angular range VII and there between approx. φ = 290° and φ = 335°.
Eine mögliche Variante zur geräteseitigen, automatisierten Bestimmung der Arbeitspunkte der Drehantenne 7 kann folgende anschließende Schritte umfassen:
- Kurvenglättung der in
Fig.4 dargestellten Kurve, - Bestimmen der Kurvensteigung der geglätteten Kurve,
- Bilden des Betrags der Kurvensteigung,
- Datenreduktion, und daraus
- Bestimmen der Arbeitspunkte der Drehantenne 7.
- Curve smoothing of the in
Fig.4 shown curve, - determining the curve slope of the smoothed curve,
- forming the magnitude of the slope of the curve,
- data reduction, and from it
- Determining the working points of the rotary antenna 7.
Die optionale Kurvenglättung reduziert vorteilhafterweise den Einfluss von Messfehlern.The optional curve smoothing advantageously reduces the influence of measurement errors.
Die Kurvensteigung, z.B. ausgedrückt als ΔLMW / Δϕ oder ∂LMW / ∂ϕ, liefert die Information über steigende und fallende Flanken des (geglätteten) Messwertverlaufs.The slope of the curve, e.g. expressed as ΔLMW / Δϕ or ∂LMW / ∂ϕ, provides information about rising and falling edges of the (smoothed) measured value curve.
Da vorliegend nur die absolute Änderung des Messwertverlaufs bzw. die absolute Kurvensteigung von Interesse ist, wird optional zusätzlich eine Betragsbildung vorgenommen.Since only the absolute change in the course of the measured value or the absolute slope of the curve is of interest in the present case, an amount is also formed as an option.
Im folgenden Schritt erfolgt eine Reduktion der Daten auf Umschaltpunkte, z.B. durch Auswahl der Werte mit lokal maximaler Steigung. An diesen z.B. interpolierten Umschaltpunkten erfolgt der Wechsel von einem Modenbild zu einem anderen.In the following step, the data is reduced to switching points, e.g. by selecting the values with the locally maximum gradient. At these e.g. interpolated switching points, the change from one mode image to another takes place.
Dieser Ablauf zur Bestimmung der Arbeitspunkte kann zu Beginn eines Mikrowellen-Betriebsablaufs durchgeführt werden und als Initialscan bezeichnet werden.This process for determining the operating points can be carried out at the beginning of a microwave operating process and can be referred to as an initial scan.
Die Steuereinrichtung 9 kann dazu eingerichtet sein, folgend auf den Initialscan die Drehantenne 7 bzw. den zugehörigen Schrittmotor so anzusteuern, dass die zu den unterschiedlichen Arbeitspunkten gehörigen unterschiedlichen Modenbilder für gleiche Zeitdauern gehalten werden und Gargut somit in gleich großen Zeitabschnitten beaufschlagt wird (und nicht mehr proportional zum Winkelanteil, den die Modenbilder während einer Umdrehung annehmen). Somit kann die Gefahr einer nachteiligen Bildung von Hotspots an gleichen Stellen im Gargut für längere Zeitdauern ohne Wechsel deutlich verringert werden.The
Für fortgeschrittene Garsteuerungen ist es zudem vorteilhaft, dass praktisch ohne Zeitverzögerung festgestellt werden kann, wann eine Änderung der Einstellparameter zu einer Änderung des resultierenden Modenbilds und damit gleichbedeutend zu einer Änderung der Erwärmungsverteilung im Gargut führt.For advanced cooking controls, it is also advantageous that it can be determined practically without a time delay when a change in the setting parameters leads to a change in the resulting mode pattern and thus, equivalently, to a change in the heat distribution in the food to be cooked.
Selbstverständlich sind auch andere Auswerteverfahren nutzbar, um die Arbeitspunkte zu bestimmen. Beispielsweise können auch Nullstellen der Ableitung des Kurvenverlaufs aus
Zudem ist das Verfahren allgemein nicht auf Haushaltsgeräte beschränkt, deren Modenvariationsvorrichtung nur einen einzigen Einstellparameter oder Freiheitsgrad (wie den Drehwinkel ϕ der Drehantenne 7) aufweist, sondern kann auch bei mehreren Freiheitsgraden (z.B. den Drehwinkeln von mindestens zwei drehbaren Antennen oder sonstigen feldverändernden Elementen wie einem Modenrührer) eingesetzt werden.In addition, the method is generally not limited to household appliances whose mode variation device only has a single setting parameter or degree of freedom (such as the angle of rotation ϕ of the rotary antenna 7), but can also be used with several degrees of freedom (e.g. the angles of rotation of at least two rotary antennas or other field-changing elements such as a Mode stirrer) are used.
Allgemein braucht nicht nur die Leckrate innerhalb des Gehäuses untersucht werden, sondern es kann jegliche aus dem Garraum austretende Mikrowellen-Leckagestrahlung zur Bestimmung der Arbeitspunkte verwendet werden. Dies beinhaltet auch Mikrowellenstrahlung, die im Bereich der geschlossenen Türe austritt (d.h., die "klassische" Leckstrahlung im Frontbereich). Die Messung der Mikrowellen-Leckagestrahlung ist also nicht auf das Gehäuseinnere beschränkt.In general, not only the leakage rate within the housing needs to be examined, but any microwave leakage radiation emerging from the cooking chamber can be used to determine the operating points. This also includes microwave radiation that escapes in the area of the closed door (i.e., the "classic" leakage radiation in the front area). The measurement of the microwave leakage radiation is therefore not limited to the inside of the housing.
Vorliegend sind die entstehenden Lichtmuster für die Drehwinkel ϕ = 0°, 50°, 75°, 106°, 130°, 160°, 190°, 240°, 290° und 335° gezeigt. Jeder der zugehörigen Winkelbereiche I - VII verfügt über ein individuelles Lichtmuster. Innerhalb eines der Winkelbereiche I - VII bleibt die Feldverteilung der Mikrowellen im Garraum 2 hingegen praktisch unverändert. Dies ist für die Winkelgrade 130° und 160° im Winkelbereich V, für die Winkelgrade 190° und 240° im Winkelbereich VI und für die Winkelgrade 290° und 335° im Winkelbereich VII beispielhaft veranschaulicht.The light patterns produced for the angles of rotation φ=0°, 50°, 75°, 106°, 130°, 160°, 190°, 240°, 290° and 335° are shown here. Each of the associated angular ranges I - VII has an individual light pattern. However, within one of the angular ranges I-VII, the field distribution of the microwaves in the
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.In general, "a", "an" etc. can be understood as a singular or a plural number, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly a" etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.A numerical specification can also include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
- 11
- Haushalts-Mikrowellengeräthousehold microwave oven
- 22
- Garraumcooking chamber
- 33
- Garraumwandungcooking chamber wall
- 44
- Türdoor
- 55
- Mikrowellengeneratormicrowave generator
- 66
- Mikrowellenführungmicrowave guide
- 77
- Drehantennerotary antenna
- 88th
- Antennenflügelantenna wings
- 99
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1010
- Auswerteschaltungevaluation circuit
- 1111
- Schnüffelleitungsniffer line
- 1212
- GehäuseHousing
- 1414
- Leiterplattecircuit board
- 1515
- Elektrische LeitungElectrical line
- 1616
- Anschlusspunktenconnection points
- 1717
- Leiterbahntrace
- 1818
- Prozessorprocessor
- 1919
- Koppelkondensatorcoupling capacitor
- 2020
- Ohmscher Widerstandohmic resistance
- 2121
- Auswerteschaltungevaluation circuit
- 2222
- Erste SpuleFirst coil
- 2323
- Diodediode
- 2424
- Zweiter KondensatorSecond condenser
- 2525
- Zweite SpuleSecond coil
- CC
- Kapazitätswertcapacitance value
- C2C2
- Kapazitätswertcapacitance value
- DD
- Drehachseaxis of rotation
- LMWLMW
- Messwertreading
- L1L1
- Induktivitätswertinductance value
- L2L2
- Induktivitätswertinductance value
- RR
- Widerstandswertresistance value
- U1-U7U1-U7
- Umschaltpunkteswitching points
- ϕϕ
- Drehwinkelangle of rotation
- I - VIII - VII
- Winkelbereicheangular ranges
Claims (12)
- Household microwave appliance (1), having- a cooking chamber (2) to which microwaves can be applied,- at least one mode variation apparatus (7), which is designed to modify a field distribution of the microwaves in the cooking chamber (2), and- at least one microwave leakage sensor (10, 11) for detecting microwave leakage radiation exiting from the cooking chamber (2),
wherein the household microwave appliance (1) is designed- to vary setting values (ϕ) of the at least one mode variation apparatus (7),
characterised in that the household microwave appliance is also designed- to set at least one operating point of the at least one mode variation apparatus (7) based on the quantity of measurement data of the detected microwave leakage radiation resulting from the variation. - Household microwave appliance (1) according to claim 1, wherein the household microwave appliance (1) is designed- to pass through a setting range of at least one mode variation apparatus (7);- to measure a strength of the microwave leakage radiation for the respective set values (ϕ) of the setting range passed through; and- to determine at least one characteristic property from the resulting curve profile, from which the at least one operating point can be set.
- Household microwave appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the characteristic properties include switching points (U1-U7) at which a significant modification of the field distribution occurs, and the household microwave appliance (1) is designed to set operating points of the at least one mode variation apparatus (7) so that they lie outside the switching points (U1-U7).
- Household microwave appliance (1) according to claim 3, wherein the household microwave appliance (1) is designed to set the operating points centrally between adjacent switching points (U1-U7).
- Household microwave appliance (1) according to claim 2 in combination with one of claims 3 to 4, wherein the switching points (U1-U7) are determined from turning points of the curve.
- Household microwave device (1) according to claim 2, wherein the characteristic properties include extreme and/or terrace points of the curve and the household microwave device (1) is designed to set the extreme and/or terrace points as operating points of the at least one mode variation apparatus (7).
- Household microwave appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one mode variation apparatus (7) comprises at least one apparatus from the group- rotary antenna (7);- turntable;- mode stirrer;- microwave generator.
- Household microwave appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one microwave leakage sensor (10, 11) is designed to measure a microwave leakage radiation passing through a cooking chamber wall (3).
- Household microwave appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one microwave leakage sensor (10, 11) is designed to measure microwave leakage radiation passing through a door gap between a housing flange and a door (4) that closes the cooking chamber (2).
- Household microwave appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one microwave leakage sensor (10, 11) comprises at least one sniffer line (11).
- Method for operating a household microwave appliance (1), wherein- microwaves are applied to a cooking chamber (2),- setting values (ϕ) of at least one mode variation apparatus (7), which is designed to modify a field distribution of the microwaves in the cooking chamber (2), are varied,- the microwave leakage radiation exiting from the cooking chamber (2) is measured for the different setting values (ϕ) of the at least one mode variation apparatus (7), characterised in that- operating points of the at least one mode variation apparatus (7) are set based on the detected microwave leakage radiation.
- Method according to claim 11, wherein the detected microwave leakage radiation is used to determine switching points (U1-U7), at which a marked modification of the field distribution of the microwaves occurs within the cooking chamber (2) and operating points of the at least one mode variation apparatus (7) are set so that they lie outside the switching points (U1-U7).
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