EP4122292A1 - Haushalts-pef-gargerät und verfahren zum betreiben desselben - Google Patents

Haushalts-pef-gargerät und verfahren zum betreiben desselben

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Publication number
EP4122292A1
EP4122292A1 EP21710222.7A EP21710222A EP4122292A1 EP 4122292 A1 EP4122292 A1 EP 4122292A1 EP 21710222 A EP21710222 A EP 21710222A EP 4122292 A1 EP4122292 A1 EP 4122292A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pair
electrodes
switches
electrode
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21710222.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Has
Barbara Heikel
Arnulf Himmel
Bernhard Koch
Manfred STEINBACHER
Edith WREHDE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4122292A1 publication Critical patent/EP4122292A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/32—Time-controlled igniting mechanisms or alarm devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46—Dielectric heating
    • H05B6/62—Apparatus for specific applications
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
    • A23L5/10—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying
    • A23L5/15—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying using wave energy, irradiation, electrical means or magnetic fields, e.g. oven cooking or roasting using radiant dry heat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/004—Cooking-vessels with integral electrical heating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/14—Measuring resistance by measuring current or voltage obtained from a reference source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46—Dielectric heating
    • H05B6/48—Circuits
    • H05B6/50—Circuits for monitoring or control

Definitions

  • the invention relates to a household PEF cooking appliance, comprising a food container which can be filled with liquid and food and has at least two electrodes insulated from one another on the inside, an excitation device for applying a pulsed electrical field to at least two of the electrodes and a resistance measuring device which is used to determine a resistance value of a content of the food container is formed from.
  • the invention also relates to a method for operating a household PEF cooking appliance, in which the resistance measuring device determines the resistance value of the contents of the food container during operation.
  • DE 102011 080860 A1 discloses a device for treating raw materials with at least two spaced electrodes that are contacted with a controlled electrical energy source, the electrodes each being formed by at least two electrically separated electrode segments, each of which is electrically controlled with the electrical energy source and each electrode segment is connected to a measuring device set up to determine the electrical conductivity between electrode segments, the electrical energy source being controlled by a control unit and the electrical energy source being controlled and set up to supply at least the two electrode segments with electrical energy beank, between which the lowest electrical conductivity is determined.
  • the object is achieved by having a household PEF cooking appliance
  • a food container which can be filled with liquid and food and has at least two electrodes insulated from one another on the inside,
  • An excitation device for applying at least two of the electrodes with a pulsed electrical signal ("PEF signal") and
  • a resistance measuring device which is designed to apply a measurement signal to at least two of the electrodes, to measure an associated current signal and to determine a resistance value of a content of the food container, and
  • control device set up to operate the excitation device and the resistance measuring device, which control device is set up to operate the excitation device based on at least one measured resistance value
  • the control device is set up to operate the excitation device and the resistance measuring device separately.
  • a PEF (“Pulsed Electric Field”) cooking device is understood to mean in particular a cooking device that picks up food between electrodes and creates a pulsed electric field between the electrodes by applying PEF signals, by means of which food located between the electrodes is cooked will.
  • the contents of the food container must be electrically conductive. This is typically achieved in that the contents consist of liquid and food.
  • Solid food for example a piece of meat, can be placed in liquid (e.g. water), or the food itself is already cooked liquid, e.g. soup.
  • PEF cooking appliances are known in principle, so that the principle of PEF cooking will not be discussed further below.
  • the food container (which can also be referred to as a treatment chamber) has at least two electrodes isolated from one another includes in particular that the food container has in its wall at least two (in the empty state) isolated, in particular flat electrodes, which are located in particular at opposite positions of the Food container are arranged. These two electrodes can be regarded as a pair of electrodes.
  • the food container can in principle have one or more pairs of electrodes that can be assigned PEF signals jointly or independently of one another.
  • the excitation device serves to apply the PEF signals to the electrodes of at least one pair of electrodes.
  • the voltage of the PEF signals can be up to 600 V or even more, e.g. 600 V to 750 V.
  • the resistance measuring device is set up to apply a measurement signal different from the PEF signals to at least two of the electrodes or to at least one pair of electrodes in order to determine or measure the resistance value of the contents of the food container.
  • the type and form of the measurement signal is in principle not restricted and can include a direct voltage signal and / or an alternating voltage signal of any frequency and any form.
  • the resistance value can - depending on the measurement signal - be an ohmic resistance or an impedance.
  • the resistance measuring device can in particular be set up to apply a measuring voltage signal to a pair of electrodes of the Gargutbereheatl age and to measure the associated current.
  • the impedance can be determined from this in a basically known manner.
  • the excitation device and the resistance measuring device are operated or controlled by means of a control device.
  • the control device is set up to operate the excitation device as a function of at least one measured resistance value.
  • the control device can thus measure the Use resistance value as an input variable to control the excitation device.
  • the control device is also set up to operate the excitation device and the resistance measuring device separately.
  • the separate operation includes in particular that the same pair of electrodes is not acted upon by PEF signals and measurement signals at the same time, which noticeably improves measurement accuracy.
  • the food container is permanently installed in the PEF cooking appliance. It is a further development that the food container can be removed by the user.
  • the excitation device and the resistance measuring device are connected to the same electrodes and the control device is set up to operate the excitation device and the resistance measuring device at different times ("alternately").
  • the excitation device has at least one voltage source and at least one pair of switches, the switches of the voltage source and the electrodes of the food container being interposed.
  • at least one switch can be arranged between a first connection of the voltage source and a first electrode of the food container and at least one other switch can be arranged between a second connection of the voltage source and a second electrode of the food container.
  • the switches can be controlled by means of the control device, in particular can be opened or switched to block and closed or switched to be conductive.
  • the advantage can be achieved that the PEF pulses can be generated from the output voltage of the voltage source by suitable switching of the switches.
  • a pulsed alternating voltage can be applied to the electrodes, with successive PEF pulses applied to an electrode having a commutating polarity.
  • the voltage source can then be, for example, a DC voltage source, which has the advantage of a particularly easy-to-implement shaping of the PEF pulses and the use of a simple and inexpensive voltage source also for high voltage values.
  • a pulsed AC voltage can be generated from the DC voltage.
  • a power correction filter connected downstream of an alternating supply voltage for example, can be used as the voltage source.
  • the resistance measuring device can then be connected to at least two electrodes of the food container via a separate pair of switches, which can also be controlled by means of the control device.
  • the excitation device can also be referred to as a pulse generator.
  • the content of the food container represents an electrical load for the excitation device, which has a capacitive and an ohmic component.
  • the second voltage connection can be connected to the first electrode via a first switch of the second pair of switches, and the resistance measuring device
  • the switches of the third pair when the switches of the third pair are closed, the switches of the first and second pair are open, prevents PEF signals from being applied to the electrodes or the at least one pair of electrodes during a measurement of the resistance value and vice versa the resistance measuring device is electrically isolated from the electrodes during application of PEF signals to the electrodes.
  • the switches of the first and second pair can optionally be opened or closed in order to apply the PEF signals to the electrodes.
  • the third switches can also be understood as components of the resistance measuring device.
  • the excitation device to at least one pair of electrodes for applying the PEF signals (hereinafter referred to as “operating electrode pair” without loss of generality) and the resistance measuring device to at least one of the at least one operating electrode pair (when the food container is empty) electrically insulated pair of electrodes (hereinafter referred to as “measuring electrode pair” without restricting the general population) of the food container is connected.
  • the operating electrodes used to generate the PEF field for cooking or heating the food and the measuring electrodes used to measure the resistance value thus represent different electrodes of the food container are.
  • the switches of the third pair of switches can be designed particularly inexpensively, since in their open state the typically high PEF pulse voltage applied to the food container can be electrically isolated from the measuring device in a particularly reliable manner. It is an embodiment provided when the at least one operating electrode pair and the at least one measuring electrode pair are present that the control device is set up to operate the excitation device and the resistance measuring device at the same time. This has the advantage that the PEF signals can be applied independently of a measurement process. This makes it easier to carry out the PEF cooking process, for example by simplifying the programming of the control device.
  • a configuration provided when the at least one operating electrode pair and the at least one measuring electrode pair are present is that the control device is set up to operate the excitation device and the resistance measuring device at different times. This enables a particularly precise measurement of the resistance value.
  • the excitation device and the resistance measuring device can be operated independently of one another with separate operating electrodes and measuring electrodes.
  • - Can be closed with a second voltage connection via a second switch of the first pair of switches to the second electrode of the operating electrode pair and - Can be connected to the second voltage connection via a first switch of the second pair of switches to the first electrode of the operating electrode pair and the resistance measuring device
  • circuitry In terms of circuitry, this represents a particularly simple implementation of a circuit with separate operating electrodes and measuring electrodes.
  • the pair of measuring electrodes is arranged on at least one wall or wall area of the food container that is the same as the pair of operating electrodes. This advantageously provides a compact connection option for the electrodes.
  • an operating electrode takes up a wall over a large area, in particular over the entire area, with the exception of a recess for at least one operating electrode.
  • the pair of measuring electrodes is arranged on at least one wall of the food container that is different from the walls or wall areas on which the pair of operating electrodes is arranged. This has the advantage that the operating electrodes can occupy the respective walls without a recess for the operating electrodes.
  • the pair of measuring electrodes protrudes into the food container at a distance from one another at the bottom, while the operating electrodes are located on a side wall or wall area.
  • the side walls can be freely designed and covered with the operating electrodes.
  • the operating electrodes can, for example, each be arranged on two opposite side walls and
  • the measuring electrodes are each arranged on the other two opposite side walls;
  • Both measuring electrodes are each arranged on one of the other opposite side walls;
  • the measuring electrodes protrude from the bottom of the food container
  • the two measuring electrodes are each arranged on a wall covered by an operating electrode
  • the two measuring electrodes can be arranged at a distance from one another on the same wall occupied by an operating electrode.
  • the food container can also have a different, e.g. cylindrical, basic shape.
  • the electrodes (operating and / or measuring electrodes) can be arranged on a bottom and on a cover part of the food container which can be lowered into the contents of the food container and which is opposite this.
  • one of the electrodes is connected to a series resistor and at least the excitation device is set up to apply electrical signals to the electrodes via the series resistor.
  • the series resistor has the advantage that current peaks can be suppressed.
  • the resistance measuring device can also be connected to the electrode connected to it via the series resistor, so that both the PEF signals and the measurement signals are transmitted via the Series resistor can be applied to the associated electrode. In the event that the measuring signals are applied to separate measuring electrodes, these can be applied directly to the measuring electrodes, i.e. without using the series resistor.
  • the object is also achieved by a method for operating the PEF cooking appliance, and vice versa.
  • the method can be designed analogously to the PEF cooking appliance and has the same advantages.
  • the method is used in particular to operate a household PEF cooking device as described above, the resistance measuring device determining the resistance value of the contents of the food container during operation of the household PEF cooking device and, if the resistance value falls below a predetermined threshold value, at least a safety-relevant action is triggered. This has the advantage that operational reliability is increased by means of the evaluation or assessment of the resistance value.
  • the safety-relevant action can include, for example, limiting an electrical power of the PEF signals, refusing to start a PEF cooking phase or outputting the PEF signals, ending the PEF cooking phase and / or outputting a message to a user.
  • This method can advantageously take into account the case that a user has inadvertently placed a piece of metal in the food container, for example a clip or needle that holds a roulade together. Without the method, high electrical currents could be generated in the piece of metal during the PEF cooking phase, as a result of which the associated food is spoiled (e.g. burns in the area of the metal piece) and / or the household PEF cooking appliance is damaged due to the very low load could, for example, by a short circuit. If, on the other hand, it is determined by means of the resistance measurement that the resistance value falls below a predetermined threshold value, such a situation can be avoided.
  • the threshold value therefore represents a - e.g. empirically determined - security threshold value.
  • the resistance measuring device can in principle be operated before, during and / or after a PEF cooking phase or a resistance measurement can be carried out before, during and / or after a PEF cooking phase.
  • One embodiment is that when the resistance value falls below a predetermined first threshold value, at least one first safety-relevant action is triggered, and when the resistance value falls below a predetermined second threshold value that is lower than the first threshold value, at least one second safety-relevant action is triggered.
  • the first threshold value can correspond to a threshold value at which an energy of the PEF signals is limited, but the PEF cooking phase is carried out.
  • the second threshold value can correspond to a threshold value at which the PEF cooking phase is either not started or ended prematurely.
  • the message output to the user can include outputting an optical and / or acoustic signal and / or outputting a text message, etc., for example.
  • the excitation device is monitored as to whether an electrode voltage applied to the operating electrode pair due to the voltage pulses output by the excitation device has dropped by a predetermined amount and, if this is the case, the resistance value is measured by means of the resistance measuring device.
  • the drop in electrode voltage thus triggers a resistance measurement.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a PEF cooking appliance
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of a PEF cooking appliance according to a first exemplary embodiment according to the invention
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of a PEF cooking appliance according to a second exemplary embodiment according to the invention
  • FIG. 5 shows a second food container according to the invention
  • FIG. 6 shows a third food container according to the invention.
  • FIG. 7 shows a fourth food container according to the invention.
  • 1 shows a circuit diagram of a PEF cooking device 101.
  • the PEF cooking device 101 has a cooking goods container 102 which can be filled with liquid F and food G (not shown separately) and which has a first electrode 103 and a second electrode 104 on opposite sides having.
  • the electrodes 103, 104 are exposed to the inside of the Gargutbe container 102 and thereby contact the contents F, G of the Gargut matterers 102.
  • the PEF cooking appliance 101 also has a voltage generator 105 as an energy source for applying a pulsed electrical PEF signal to the two electrodes 103, 104.
  • the voltage generator 105 here has, for example, a controllable DC voltage source 106 with an (possibly intrinsic) internal resistance Ri and a backup capacitor Cs connected electrically in parallel to it, which ensures the highest possible pulse currents.
  • the voltage generator 105 is connected to a first voltage connection 107 via a first switch S1a of a first pair of switches S1a, S1b via a series resistor Rv for suppressing current peaks to the first electrode 103 and via a second switch S2b of a second pair of switches S2a, S2b can be connected to the second electrode 104.
  • the voltage generator 105 is also connected to a second voltage connection 108 via a second switch S1b of the first pair of switches S1a, S1b to the second electrode 104 and via a first switch S2a of the second pair of switches S2a, S2b via the series resistor Rv to the first Electrode 103 can be connected.
  • switches S1a, S1b, S2a, S2b are used to pulse the PEF signals, and who are alternately opened and closed in pairs, ie here, for example, that either the switches S1a and S1b or the switches S2a and S2b are closed .
  • switches S1a, S1b, S2a, S2b are preferably electronic switches, e.g. IGBTs, but are not limited to them.
  • the switches S1a, S1b, S2a, S2b and the voltage source 106 are controlled by means of a control device 109, as indicated by the dotted arrows.
  • the excitation device 105, S1a, S1b, S2a, S2b here comprises both the voltage generator 105 and the switches S1a, S1b, S2a, S2b.
  • the food container 102 is usually not completely filled.
  • the capacity of the condensate formed from the electrodes 103, 104 and the contents of the food container 102 tors is therefore composed of the capacity Cf of the part filled with the liquid (eg water) and the capacity Ca of the part filled only with air, which corresponds to a parallel connection of the two capacitances Ca and Cf.
  • the ohmic resistance between the two electrodes 103, 104 is made up of the ohmic resistance Rf of the part filled with water and the ohmic resistance Ra of the part filled only with air, which corresponds to a parallel connection of the two resistors Ra, Rf.
  • a measurement of the voltage applied to the series resistor Rv allows the electrical current flowing through the food container 102 to be calculated. Together with the electrode voltage applied to the food container 102 or its electrodes 103, 104, which can be determined from the voltage level of the PEF pulses and the resistance value of the series resistor Rv, the impedance of the contents F, G of the food container can be determined in a basically known manner 102 to be closed.
  • the PEF cooking appliance 1 shows a circuit diagram of a PEF cooking appliance 1, which is designed to improve the determination of the impedance of the contents F, G.
  • the PEF cooking appliance 1 is a modification of the PEF cooking appliance 101.
  • the capacitor 102 with content F, G as a simplified equivalent circuit with a capacitance Cf and an ohmic resistance Rf because typically Ca «Cf and Ra» Rf apply.
  • the PEF cooking device 1 has a resistance measuring device 2 which is designed to apply a measurement signal to the two electrodes 103, 104 to determine the impedance of the contents F, G.
  • the resistance measuring device 2 can be connected to the first electrode 103 via a first switch S3a of a third pair of switches S3a, S3b via the series resistor Rv and to the second electrode 104 via a second switch S3b of the third pair of switches S3a, S3b.
  • the resistance measuring device 2 here has, for example, a shunt 3, a signal generator 4 for generating the measurement signals and an evaluation device 5 for determining the impedance.
  • the control device 6 can communicate with the evaluation device 5 and is also set up to operate the resistance measuring device 2 and the switches S3a and S3b (which can also be viewed as components of the resistance measuring device 2).
  • the control device 6 is also set up to operate the excitation device 105, S1a, S1b, S2a, S2b based on the determined impedance. Specifically, the control device 6 operates the switches S3a, S3b of the third pair S3a, S3b such that when they are closed or switched on, the switches of the first and second pair S1a, S1b, S2a, S2b are open. If, conversely, PEF pulses are applied to the electrodes 103, 104, the switches S3a, S3b are open or switched off.
  • the signal generator 4 can generate a measurement signal for impedance measurement, the voltage of which is known very precisely, for example with regard to its frequency, shape and / or voltage value. Since the resistance value of the series resistor Rv is known very precisely, the electrode voltage applied to the electrodes 103 and 104 can be derived with high accuracy. By measuring the voltage at the shunt resistor or shunt 3, the electric current that flows in the circuit formed during the impedance measurement can be precisely determined, e.g. by means of the evaluation device 5.
  • the evaluation device 5 can be used in principle In a known manner, the impedance value of the contents F, G of the food container 102 can be determined and its capacitance Cf and the ohmic resistance Rf can be estimated. ls
  • the household PEF cooking appliance 1 can be operated in such a way that, during operation, the resistance measuring device 2 determines the impedance of the food container 2 or its contents F, G and the control device 6 then, if the impedance value falls below a given threshold value, at least one safety-relevant action is triggered.
  • This can be designed in such a way that if the impedance value falls below a predetermined first threshold value, at least one first safety-relevant action (e.g. a limitation of the voltage level of the PEF pulses, possibly with the output of a message to a user) is triggered, and then if the impedance value falls below a predetermined second threshold value, which is lower than the first threshold value, at least one second safety-relevant action is triggered, e.g. the excitation device 105, S1a, S1b, S2a, S2b is not operated and a corresponding message appears is issued to a user.
  • first safety-relevant action e.g. a limitation of the voltage level of the P
  • the control device 6 can furthermore be set up, for example programmed in such a way that, during operation of the excitation device 105, S1a, S1b, S2a, S2b or a PEF cooking phase, it is monitored whether a S2a, S2b output PEF voltage pulses at the operating electrode pair 103, 104 applied electrode voltage has fallen within a predetermined period of time by a predetermined amount and, if this is the case, the impedance value is measured by means of the resistance measuring device 2.
  • This can be designed in such a way that a speed of a discharge of the electrode voltage is monitored and the impedance measurement is carried out if this discharge speed is higher than a predefined threshold value.
  • this drop occurs due to the discharge of the capacity of the food container 102 through the internal ohmic resistance of the food container. If, for example, there is metal in the food container 102, the capacitor provided by the food container 102 can discharge more quickly than without metal.
  • This monitoring can be done in addition or as an alternative to, for example, carrying out an impedance measurement before the start of a PEF cooking phase and / or after it has ended.
  • This PEF cooking appliance 1 only has the disadvantage that in practical use the switches S3a and S3b have to reliably separate the high voltage of the PEF signals from the resistance measuring device 2 in the open state. This requires rather expensive scarf ter S3a and S3b. In the case of cooking appliances in the industrial or professional sector, however, costs for a circuit / electronics only play a comparatively minor role.
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of a PEF cooking appliance 11 which eliminates the disadvantage of the PEF cooking appliance 1.
  • the PEF cooking appliance 1 now uses a food container 12 which has separate electrodes for applying the PEF signals ("operating electrodes" 15, 18,
  • the switches S3a and S3b connect the resistance measuring device 2 directly to the measuring electrodes 17, 19, while the operating electrodes 15, 18, 103, 104 analogous to the PEF cooking appliance 1 via the switch pairs S1a and S1b or S2a and S2b and via the Vorwi resistance Rv are connected to the excitation device 105, S1a, S1b, S2a, S2b.
  • the advantage is achieved that a resistance measurement can optionally be carried out simultaneously or alternately with the imposition of the PEF signals.
  • the impedance determined by means of the resistance measuring device 2 would thus also deviate from the impedance present during PEF operation, as indicated by the measuring capacitance Cm and the measured resistance Rm. However, the impedance determined by means of the resistance measuring device 2 still correlates with the impedance present during the PEF operation. This deviation can be resolved by converting the impedance determined via the measuring electrodes 17, 19 into the impedance present during the PEF operation. This can be implemented, for example, using - for example, calculated or empirically determined - characteristic curves which are stored, for example, in the evaluation device 15 or in the control device 6.
  • a family of characteristics can also be used for this purpose, with the individual characteristics being able to be assigned to different filling levels, items to be cooked, etc., for example.
  • 4 shows a food container 12 in a first version 12a.
  • the food container 12a has, for example, a rectangular basic shape with four side walls 13a, 13b, 13c, 13d and a base 14 and is here filled with liquid F (eg water) and food G (not shown).
  • liquid F eg water
  • food G not shown
  • Each of the two operating electrodes 15 has - here, for example, at a corner - a recess 16 in which a measuring electrode 17 is located on the inside at a distance and electrically isolated from the respective operating electrode 15.
  • one of the two operating electrodes 15 corresponds to the first electrode 103 in terms of connection and function, and the other of the two operating electrodes 15 to the second electrode 103 in terms of connection and function S3b connected.
  • the control device 6 can be designed in a functionally analogous manner to the control device 6 described in FIG.
  • FIG. 5 shows a food container 12 in a second version 12b.
  • the food container 12b has the same basic shape as the food container 12a, but now both measuring electrodes 17 are arranged on the same (here right) side wall 13b, spaced apart in recesses 16 of the operating electrode 18.
  • the pair of measuring electrodes 17, 17 is therefore arranged on the same side wall 13b of the food container 12 as the operating electrode 18.
  • the left operating electrode can correspond to the first operating electrode 103 of the food container 102 (alternatively the second operating electrode 104).
  • the food container 12c has the same basic shape as the food container 12a, but now both Measuring electrodes 17 are attached to the inside of the side walls 13c and 13d.
  • the pair of measuring electrodes 17, 17 is therefore arranged on those side walls 13c, 13d of the Gargutbe container 12c that differ from the side walls 13a, 13b on which the pair of operating electrodes 103, 104 are arranged.
  • the operating electrodes can correspond to the operating electrodes 103 and 104 of the food container 102. This results in the advantage that no cutouts need to be made in the operating electrodes 103, 104.
  • the food container 12d also has the same basic shape as the food container 12a, but now both measuring electrodes 19 protrude into the food container 12d on the bottom side.
  • the operating electrodes can correspond to the operating electrodes 103 and 104 of the food container 102. This also results in the advantage that no cutouts need to be made in the operating electrodes 103, 104.
  • the measuring electrodes 19 can also be provided and mounted in a particularly simple manner.
  • mixed forms of the food container 12 are also possible, e.g. a variant in which a measuring electrode 17 is located on the same side wall 13a or 13b becomes an operating electrode 15 and the other measuring electrode 17 or 19 is on a wall 13c, 13d or 14 of the food container 12 is located on which none of the operating selector electrodes 103 and 104 are arranged, etc.
  • Circuit variants with only two switches or more than four switches are also possible. There can also be several pairs of operating electrodes that can be supplied with PEF signals independently of one another, for example.

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Abstract

Haushalts-PEF-Gargerät (11), aufweisend einen mit Flüssigkeit (F) und Gargut (G) befüllbaren Gargutbehälter (12), der innenseitig mindestens zwei voneinander isolierte Elektroden (103, 104, 15, 17) aufweist, eine Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) zur Beaufschlagung von zumindest zwei der Elektroden (103, 104, 15, 17) mit gepulsten elektrischen Signalen und eine Widerstandsmessvorrichtung (5), die zum Anlegen eines Messignals an zumindest zwei der Elektroden (103, 104, 15, 17), zur Messung eines zugehörigen Stromsignals und zur Bestimmung eines Widerstandswerts eines Inhalts (F, G) des Gargutbehälters (12) ausgebildet ist, und eine zum Betrieb der Anregungsvorrichtung und der Widerstandsmessvorrichtung eingerichtete Steuervorrichtung (6), die ferner dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung beruhend auf mindestens einem gemessenen Widerstandswert zu betreiben, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvorrichtung gesondert zu betreiben.

Description

Haushalts-PEF-Gargerät und Verfahren zum Betreiben desselben
Die Erfindung betrifft ein Haushalts-PEF-Gargerät, aufweisend einen mit Flüssigkeit und Gargut befüllbaren Gargutbehälter, der innenseitig mindestens zwei voneinander isolierte Elektroden aufweist, eine Anregungsvorrichtung zur Beaufschlagung von zumindest zwei der Elektroden mit einem gepulsten elektrischen Feld und eine Widerstandsmessvorrich tung, die zur Bestimmung eines Widerstandswerts eines Inhalts des Gargutbehälters aus gebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-PEF- Gargeräts, bei dem während eines Betriebs die Wderstandsmessvorrichtung den Wider standswert des Inhalts des Gargutbehälters bestimmt.
DE 102011 080860 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung von Rohstoffen mit zumindest zwei beabstandeten Elektroden, die mit einer gesteuerten elektrischen Ener giequelle kontaktiert sind, wobei die Elektroden jeweils von zumindest zwei elektrisch ge trennten Elektrodensegmenten gebildet sind, von denen jedes gesteuert elektrisch mit der elektrischen Energiequelle verbunden ist und jedes Elektrodensegment mit einer zur Be stimmung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Elektrodensegmenten eingerichteten Messeinrichtung verbunden ist, wobei die elektrische Energiequelle von einer Steue rungseinheit gesteuert ist und die elektrische Energiequelle gesteuert und dazu eingerich tet ist, jeweils zumindest die zwei Elektrodensegmente mit elektrischer Energie zu beauf schlagen, zwischen denen die geringste elektrische Leitfähigkeit bestimmt ist.
Jedoch ist hierbei nachteilig, dass aufgrund der bei PEF-Gargeräten hohen PEF- Pulsspannungen, hohen Pulsströme und der vergleichsweise kurzen Pulsdauern (die z.B. unvorhersehbare Einschwingzeiten aufweisen) eine ausreichend zuverlässige und gleich zeitig kostengünstige Einschätzung der Impedanz aus der Auswertung der PEF- Spannungssignale an dem Gargutbehälter nicht oder nur mit großem schaltungstechni schen Aufwand verbunden ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zum PRF-Garen im Haushalt mit einer verbesserten Betriebssicherheit bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Haushalts-PEF-Gargerät, aufweisend
- einen mit Flüssigkeit und Gargut befüllbaren Gargutbehälter, der innenseitig min destens zwei voneinander isolierte Elektroden aufweist,
- eine Anregungsvorrichtung zur Beaufschlagung von zumindest zwei der Elektro den mit einem gepulsten elektrischen Signal ("PEF-Signal") und
- eine Widerstandsmessvorrichtung, die zum Anlegen eines Messignals an zumin dest zwei der Elektroden, zur Messung eines zugehörigen Stromsignals und zur Bestimmung eines Widerstandswerts eines Inhalts des Gargutbehälters ausgebil det ist, und
- eine zum Betrieb der Anregungsvorrichtung und der Widerstandsmessvorrichtung eingerichtete Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrich tung beruhend auf mindestens einem gemessenen Widerstandswert zu betreiben, wobei
- die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung und die Wi derstandsmessvorrichtung gesondert zu betreiben.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Widerstandswert des Inhalts des Gargutbehäl ters mit einem vergleichsweise geringen und damit kostengünstigen schaltungstechni schen Aufwand besonders genau bestimmbar ist und somit auf Inhalte des Gargutbehäl ters mit sicherheitskritischen Widerstandswerten besonders zuverlässig reagiert werden kann. Bei Gargeräten im industriellen oder professionellen Bereich spielen Kosten für eine Schaltung / Elektronik hingegen eine nur vergleichsweise geringe Rolle.
Unter einem PEF ("Pulsed Electric Field")-Gargerät wird insbesondere ein Gargerät ver standen, das Gargut zwischen Elektroden aufnimmt und durch Anlegen von PEF-Signalen an die Elektroden zwischen diesen ein gepulstes elektrisches Feld erzeugt, mittels dessen zwischen den Elektroden befindliches Gargut gegart wird. Dazu muss der Inhalt des Gar gutbehälters elektrisch leitfähig sein. Dies wird typischerweise dadurch erreicht, dass der Inhalt aus Flüssigkeit und Gargut besteht. Dabei kann festes Gargut, z.B. ein Fleisch stück, in Flüssigkeit (z.B. Wasser) eingelegt werden, oder das Gargut ist selbst schon flüssig, z.B. Suppe. PEF-Gargeräte sind grundsätzlich bekannt, so dass im Folgenden auf das Prinzip des PEF-Garens nicht weiter eingegangen wird.
Dass der Gargutbehälter (der auch als Behandlungskammer bezeichnet werden kann) mindestens zwei voneinander isolierte Elektroden aufweist, umfasst insbesondere, dass der Gargutbehälter in seiner Wandung mindestens zwei (im leeren Zustand) voneinander isolierte, insbesondere flächige Elektroden aufweist, die insbesondere an gegenüberlie genden Positionen des Gargutbehälters angeordnet sind. Diese beiden Elektroden kön nen als ein Elektrodenpaar aufgefasst werden. Der Gargutbehälter kann grundsätzlich ein oder mehrere Elektrodenpaare aufweisen, die gemeinsam oder unabhängig voneinander mit PEF-Signalen belegbar sind.
Die Anregungsvorrichtung dient dazu, die Elektroden mindestens eines Elektrodenpaars mit den PEF-Signalen zu beaufschlagen. Dabei können grundsätzlich alle geeigneten Anregungsvorrichtungen verwendet werden. Die Spannung der PEF-Signalen kann bis zu 600 V oder sogar noch mehr, z.B. 600 V bis 750 V, betragen.
Die Widerstandsmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein von den PEF-Signalen unter schiedliches Messignal an zumindest zwei der Elektroden bzw. an mindestens ein Elekt rodenpaar anzulegen, um den Widerstandswert des Inhalts des Gargutbehälters zu be stimmen bzw. zu messen. Die Art und Form des Messignals ist grundsätzlich nicht be schränkt und kann ein Gleichspannungssignal und/oder ein Wechselspannungssignal beliebiger Frequenz und beliebiger Form umfassen. Der Widerstandswert kann - abhän gig von dem Messignal - ein ohmscher Widerstand oder eine Impedanz sein.
Zur Bestimmung einer Impedanz kann die Widerstandsmessvorrichtung insbesondere dazu eingerichtet sein, ein Messspannungssignal an ein Elektrodenpaar des Gargutbehäl ters anzulegen und den zugehörigen Strom zu messen. Daraus lässt sich die Impedanz auf grundsätzlich bekannte Weise bestimmen.
Die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvorrichtung werden mittels einer Steuervorrichtung betrieben oder angesteuert. Speziell ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Anregungsvorrichtung in Abhängigkeit von mindestens einem gemesse nen Widerstandswert zu betreiben. Die Steuervorrichtung kann also den gemessenen Widerstandswert als eine Eingangsgröße zur Ansteuerung der Anregungsvorrichtung verwenden.
Die Steuervorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, die Anregungsvorrichtung und die Wi derstandsmessvorrichtung gesondert zu betreiben. Der gesonderte Betrieb umfasst ins besondere, dass das gleiche Elektrodenpaar nicht gleichzeitig mit PEF-Signalen und Messsignalen beaufschlagt wird, was eine Messgenauigkeit merklich verbessert.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Gargutbehälter fest in dem PEF-Gargerät verbaut ist. Es ist eine Weiterbildung, dass der Gargutbehälter nutzerseitig entnehmbar ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvor richtung an die gleichen Elektroden angeschlossen sind und die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvorrichtung zu unter schiedlichen Zeiten ("wechselseitig") zu betreiben. Dies entspricht einer konstruktiv be sonders einfach umsetzbaren Möglichkeit, das gleiche Elektrodenpaar nicht gleichzeitig mit PEF-Signalen und Messsignalen zu beaufschlagen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Anregungsvorrichtung mindestens eine Spannungs quelle sowie mindestens ein Paar von Schaltern aufweist, wobei die Schalter der Span nungsquelle und den Elektroden des Gargutbehälters zwischengeschaltet sind. Bei spielsweise kann mindestens ein Schalter zwischen einem ersten Anschluss der Span nungsquelle und einer ersten Elektrode des Gargutbehälters angeordnet sein und min destens ein anderer Schalter zwischen einem zweiten Anschluss der Spannungsquelle und einer zweiten Elektrode des Gargutbehälters angeordnet sein. Die Schalter sind mit tels der Steuereinrichtung ansteuerbar, insbesondere wahlweise öffenbar bzw. sperrend schaltbar und schließbar bzw. leitend schaltbar. So lässt sich der Vorteil erreichen, dass durch geeignetes Schalten der Schalter die PEF-Pulse aus der Ausgangsspannung der Spannungsquelle erzeugbar sind. Es ist eine Weiterbildung, dass eine gepulste Wechsel spannung an die Elektroden anlegbar ist, wobei an eine Elektrode angelegte aufeinander folgende PEF-Pulse eine kommutierende Polarität aufweisen.
Die Spannungsquelle kann dann z.B. eine Gleichspannungsquelle sein, was den Vorteil eines besonders einfach umsetzbaren Formung der PEF-Pulse sowie eine Nutzung einer einfachen und preiswerten Spannungsquelle auch für hohe Spannungswerte ergibt. Mit tels der Schalter kann aus der Gleichspannung eine gepulste Wechselspannung erzeugt werden. Alternativ kann als Spannungsquelle z.B. ein einer Versorgungswechselspan nung nachgeschalteter Leistungskorrekturfilter verwendet werden.
Allgemein können ein oder mehrere Paare von Schaltern vorhanden sein. Die Wider standsmessvorrichtung ist dann über ein gesondertes Paar von Schaltern, die ebenfalls mittels der Steuereinrichtung ansteuerbar sind, an mindestens zwei Elektroden des Gar gutbehälters anschließbar.
Die Anregungsvorrichtung kann auch als Pulsgenerator bezeichnet werden. Der Inhalt des Gargutbehälters stellt für die Anregungsvorrichtung eine elektrische Last dar, die ei nen kapazitiven und einen ohmschen Anteil aufweist.
Es ist eine Ausgestaltung mit zwei Paaren von Schaltern, dass die Spannungsquelle der Anregungsvorrichtung
- mit einem ersten Spannungsanschluss über einen ersten Schalter eines ersten Paars von Schaltern der Anregungsvorrichtung an die erste Elektrode anschließ bar ist,
- mit dem ersten Spannungsanschluss über einen zweiten Schalter eines zweiten Paars von Schaltern der Anregungsvorrichtung an die zweite Elektrode anschließ bar ist,
- mit einem zweiten Spannungsanschluss über einen zweiten Schalter des ersten Paars von Schaltern an die zweite Elektrode anschließbar ist und
- mit dem zweiten Spannungsanschluss über einen ersten Schalter des zweiten Paars von Schaltern an die erste Elektrode anschließbar ist und die Widerstandsmessvorrichtung
- über einen ersten Schalter eines dritten Paars von Schaltern an eine der beiden Elektroden anschließbar ist und
- über einen zweiten Schalter eines dritten Paars von Schaltern an die andere der beiden Elektroden anschließbar ist, wobei - die Steuereinrichtung zur Schaltung der Schalter dergestalt eingerichtet ist, dass dann, wenn die Schalter des dritten Paars geschlossen sind, die Schalter des ers ten und zweiten Paars geöffnet sind, und umgekehrt.
So wird der Vorteil erreicht, dass eine genaue Widerstandsbestimmung mit einem gerin gen schaltungstechnischem Aufwand möglich ist. Bei Gargeräten im industriellen oder professionellen Bereich spielen Kosten für eine Schaltung / Elektronik hingegen eine nur vergleichsweise geringe Rolle.
Dadurch, dass dann, wenn die Schalter des dritten Paars geschlossen sind, die Schalter des ersten und zweiten Paars geöffnet sind, wird verhindert, dass während einer Messung des Wderstandswerts PEF-Signale an die Elektroden bzw. das mindestens eine Elektro denpaar angelegt werden und umgekehrt während eines Anlegens von PEF-Signalen an die Elektroden die Wderstandsmessvorrichtung elektrisch von den Elektroden getrennt ist. Im "umgekehrten" Fall können z.B. die Schalter des ersten und zweiten Paars wahl weise geöffnet oder geschlossen sein, um die PEF-Signale an die Elektroden anzulegen.
Die dritten Schalter können auch als Komponenten der Widerstandsmessvorrichtung auf gefasst werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Anregungsvorrichtung an mindestens ein Elektroden paar zur Anlegung der PEF-Signale (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "Betriebselektrodenpaar" bezeichnet) und die Widerstandsmessvorrichtung an min destens ein von dem mindestens einen Betriebselektrodenpaar (bei leerem Gargutbehäl ter) elektrisch isoliertes Elektrodenpaar (im Folgenden ohne Beschränkung der Allge meinheit als "Messelektrodenpaar" bezeichnet) des Gargutbehälters angeschlossen ist. Die zum Erzeugen des PEF-Felds zum Garen oder Erwärmen des Garguts verwendeten Betriebselektroden und die zum Messen des Widerstandswerts verwendeten Messelekt roden stellen also unterschiedliche Elektroden des Gargutbehälters dar. So wird vorteil hafterweise erreicht, das gleiche Elektrodenpaare nicht gleichzeitig mit PEF-Signalen und Messsignalen beaufschlagbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Schalter des dritten Schalterpaars besonders preiswert ausgestaltbar sind, da in deren geöffnetem Zustand die an dem Gargutbehälter anliegende typischerweise hohe PEF-Pulsspannung elektrisch besonders zuverlässig von der Messeinrichtung getrennt werden kann. Es ist eine bei Vorliegen des mindestens einen Betriebselektrodenpaars und des mindes tens einen Messelektrodenpaar vorgesehene Ausgestaltung, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvorrichtung gleichzeitig zu betreiben. So wird der Vorteil erreicht, dass die Aufgabe der PEF-Signale unabhängig von einen Messvorgang durchführbar ist. Dies erleichtert eine Durchführung des PEF-Garvorgangs, z.B. durch einen vereinfachte Programmierung der Steuereinrich tung.
Es ist eine bei Vorliegen des mindestens einen Betriebselektrodenpaars und des mindes tens einen Messelektrodenpaar vorgesehene Ausgestaltung, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung und die Widerstandsmessvorrichtung zu unterschiedlichen Zeiten zu betreiben. Dadurch wird eine besonders genaue Messung des Widerstandswerts ermöglicht.
Jedoch ist auch eine Kombination einer gleichzeitigen und einer zeitlich unterschiedlichen Aufgabe der PEF-Signale und der Widerstandsmessung möglich, z.B. durch zeitlich teil weise überlappenden oder versetzten Betrieb der Anregungsvorrichtung und der Wider standsmessvorrichtung. Grundsätzlich können die Anregungsvorrichtung und die Wider standsmessvorrichtung bei getrennten Betriebselektroden und Messelektroden unabhän gig voneinander betrieben werden.
Es ist eine Ausgestaltung mit zwei Paaren von Schaltern, dass die Spannungsquelle der Anregungsvorrichtung
- mit einem ersten Spannungsanschluss über einen ersten Schalter eines ersten Paars von Schaltern der Anregungsvorrichtung an eine erste Elektrode des Be triebselektrodenpaars anschließbar ist,
- mit dem ersten Spannungsanschluss über einen zweiten Schalter eines zweiten Paars von Schaltern der Anregungsvorrichtung an die zweite Elektrode des Be triebselektrodenpaars anschließbar ist,
- mit einem zweiten Spannungsanschluss über einen zweiten Schalter des ersten Paars von Schaltern an die zweite Elektrode des Betriebselektrodenpaars an schließbar ist und - mit dem zweiten Spannungsanschluss über einen ersten Schalter des zweiten Paars von Schaltern an die erste Elektrode des Betriebselektrodenpaars an schließbar ist und die Widerstandsmessvorrichtung
- über einen ersten Schalter eines dritten Paars von Schaltern an eine der beiden Elektroden des Messelektrodenpaars anschließbar ist und
- über einen zweiten Schalter eines dritten Paars von Schaltern an die andere der beiden Elektroden des Messelektrodenpaars anschließbar ist.
Dies stellt eine schaltungstechnisch besonders einfache Umsetzung einer Schaltung bei getrennten Betriebselektroden und Messelektroden dar.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Messelektrodenpaar an mindestens einer gleichen Wand oder Wandbereich des Gargutbehälters angeordnet ist wie das Betriebselektroden paar. Dadurch wird vorteilhafterweise eine kompakte Anschlussmöglichkeit für die Elekt roden bereitgestellt.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Betriebselektrode eine Wand großflächig, insbeson dere ganzflächig, einnimmt, und zwar bis auf eine Aussparung für mindestens eine Be triebselektrode.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Messelektrodenpaar an mindestens einer Wand des Gargutbehälters angeordnet ist, die sich von den Wänden oder Wandbereichen, an denen das Betriebselektrodenpaar angeordnet ist, unterscheidet. Dadurch wird der Vorteil er reicht, dass die Betriebselektroden die jeweiligen Wände ohne Aussparung für die Be triebselektrodein) einnehmen können.
Es ist eine Weiterbildung mit einem rechteckigen Gargutbehälter, dass die Betriebselekt roden und die Messelektroden an Seitenwänden des Gargutbehälters angeordnet sind.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Messelektrodenpaar bodenseitig beabstandet vonein ander in den Gargutbehälter ragt, während sich die Betriebselektroden an einer seitlichen Wand bzw. Wandbereich befinden. So wird der Vorteil erreicht, dass die Seitenwände frei gestaltbar mit den Betriebselektroden belegbar ist. Beispielsweise für den Fall, dass der Gargutbehälter eine rechteckige Grundform auf weist, können die Betriebselektroden z.B. jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten wänden angeordnet sein und
- die Messelektroden jeweils an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten wänden angeordnet sein;
- beide Messelektroden jeweils an einer der anderen gegenüberliegenden Seiten wänden angeordnet sein;
- die Messelektroden bodenseitig in den Gargutbehälter ragen;
- die beiden Messelektroden jeweils an einer durch eine Betriebselektrode belegten Wand angeordnet sein;
- die beiden Messelektroden beabstandet voneinander an der gleichen durch eine Betriebselektrode belegten Wand angeordnet sein.
Jedoch kann der Gargutbehälter auch eine andere, z.B. zylinderförmige, Grundform auf weisen. Ferner können die Elektroden (Betriebs- und/oder Messelektroden) an einem Boden und an einem diesem gegenüberliegenden, in den Inhalt des Gargutbehälters ver senkbaren Deckelteil des Gargutbehälters angeordnet sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass eine der Elektroden mit einem Vorwiderstand verbunden ist und zumindest die Anregungsvorrichtung zur Beaufschlagung der Elektroden elektri schen Signalen über den Vorwiderstand eingerichtet sind. Der Vorwiderstand ergibt den Vorteil, dass Stromspitzen unterdrückt werden können. Für den Fall, dass die gleichen Elektroden zur Aufbringung der PEF-Signale und der Messignale verwendet werden, kann auch die Widerstandsmessvorrichtung über den Vorwiderstand mit der damit verbunde nen Elektrode verbunden werden, so dass sowohl die PEF-Signale als auch die Messsig nale über den Vorwiderstand an die zugehörigen Elektrode angelegt werden. Für den Fall, dass die Messignale an gesonderte Messelektroden angelegt werden, können diese di rekt an die Messelektroden angelegt werden, also ohne Nutzung des Vorwiderstands.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben des PEF-Gargeräts, und umgekehrt. Das Verfahren kann analog zu dem PEF-Gargerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf. Das Verfahren weist dient insbesondere zum Betreiben eines Haushalts-PEF-Gargeräts wie oben beschrieben, wobei während eines Betriebs des Haushalts-PEF-Gargeräts die Widerstandsmessvorrichtung den Widerstandswert des Inhalts des Gargutbehälters be stimmt und dann, wenn der Widerstandswert einen vorgegebenen Schwellwert unter schreitet, mindestens eine sicherheitsrelevante Aktion ausgelöst wird. So wird der Vorteil erreicht, dass mittels der Auswertung oder Beurteilung des Widerstandswerts eine Be triebssicherheit erhöht wird.
Die sicherheitsrelevante Aktion kann beispielsweise ein Begrenzen einer elektrischen Leistung der PEF-Signale, ein Verweigern eines Starts einer PEF-Garphase bzw. der Ausgabe der PEF-Signale, ein Beenden der PEF-Garphase und/oder ein Ausgeben einer Nachricht an einen Nutzer umfassen.
Durch dieses Verfahren kann vorteilhafterweise der Fall berücksichtigt werden, dass ein Nutzer unabsichtlich ein Metallstück in den Gargutbehälter gegeben hat, beispielsweise eine Klammer oder Nadel, welche eine Roulade zusammenhält. Ohne das Verfahren könnten während der PEF-Garphase hohe elektrische Ströme in dem Metallstück erzeugt werden, wodurch das zugehörige Gargut verdorben wird (z.B. im Bereich des Metall stücks verbrennt), und/oder das Haushalts-PEF-Gargerät aufgrund der sehr geringen Last beschädigt werden könnte, z.B. durch einen Kurzschluss. Wird hingegen mittels der Wi derstandsmessung festgestellt, dass der Widerstandswert einen vorgegebenen Schwell wert unterschreitet, kann eine solche Situation vermieden werden. Der Schwellwert stellt also einen - z.B. empirisch festgestellten - Sicherheitsschwellwert dar.
Bezüglich des Betriebs des Haushalts-PEF-Gargeräts kann die Widerstandsmessvorrich tung grundsätzlich vor, während und/oder nach einer PEF-Garphase betrieben werden bzw. eine Widerstandmessung vor, während und/oder nach einer PEF-Garphase durch geführt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass dann, wenn der Widerstandswert einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, mindestens eine erste sicherheitsrelevante Aktion aus gelöst wird, und dann, wenn der Widerstandswert einen vorgegebenen zweiten Schwell wert, der geringer ist als der erste Schwellwert, unterschreitet, mindestens eine zweite sicherheitsrelevante Aktion ausgelöst wird. So kann vorteilhafterweise flexibel auf unter- schiedliche Gefährdungsniveaus reagiert werden. Beispielsweise kann der erste Schwell wert einem Schwellwert entsprechen, bei dem eine Energie der PEF-Signale begrenzt wird, aber die PEF-Garphase durchgeführt wird. Der zweite Schwellwert kann einem Schwellwert entsprechen, bei dem die PEF-Garphase entweder nicht gestartet oder vor zeitig beendet wird.
Die an den Nutzer ausgegebene Nachricht kann z.B. ein Ausgeben eines optischen und/oder akustischen Signals und/oder ein Ausgeben einer Textnachricht, usw. umfas sen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass während eines Betriebs, insbesondere während einer PEF-Garphase, der Anregungsvorrichtung überwacht wird, ob eine aufgrund der von der Anregungsvorrichtung ausgegebenen Spannungspulsen an dem Betriebselektrodenpaar anliegende Elektrodenspannung um ein vorgegebenes Maß abgesunken ist und, falls dies der Fall ist, der Widerstandswert mittels der Widerstandsmessvorrichtung gemessen wird. Das Abfallen der Elektrodenspannung dient somit als Auslöser dafür, eine Widerstands messung durchzuführen. So wird der Vorteil erreicht, dass die Widerstandsmessung be sonders bedarfsgerecht durchgeführt wird.
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 Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.1 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts;
Fig.2 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts gemäß einem ersten erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig.3 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts gemäß einem zweiten er findungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig.4 zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Gargutbehälter;
Fig.5 zeigt einen zweiten erfindungsgemäßen Gargutbehälter;
Fig.6 zeigt einen dritten erfindungsgemäßen Gargutbehälter; und
Fig.7 zeigt einen vierten erfindungsgemäßen Gargutbehälter. Fig.1 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts 101. Das PEF-Gargerät 101 weist einen mit Flüssigkeit F und Gargut G (nicht separat eingezeichnet) befüllbaren Gargutbe hälter 102 auf, der an gegenüberliegenden Seiten eine erste Elektrode 103 und eine zwei te Elektrode 104 aufweist. Die Elektroden 103, 104 liegen zur Innenseite des Gargutbe hälters 102 frei und kontaktieren dadurch den Inhalt F, G des Gargutbehälters 102.
Das PEF-Gargerät 101 weist ferner einen Spannungsgenerator 105 als Energiequelle zur Beaufschlagung der beiden Elektroden 103, 104 mit einem gepulsten elektrischen PEF- Signal auf. Der Spannungsgenerator 105 weist hier beispielhaft eine z.B. steuerbare Gleichspannungsquelle 106 mit einem (ggf. intrinsischen) Innenwiderstand Ri und einen dazu elektrisch parallel geschalteten Stützkondensator Cs, welcher möglichst hohe Im pulsströme sicherstellt, auf.
Der Spannungsgenerator 105 ist mit einem ersten Spannungsanschluss 107 über einen ersten Schalter S1a eines ersten Paars von Schaltern S1a, S1b über einen Vorwiderstand Rv zur Unterdrückung von Stromspitzen an die erste Elektrode 103 und über einen zwei ten Schalter S2b eines zweiten Paars von Schaltern S2a, S2b an die zweite Elektrode 104 anschließbar. Der Spannungsgenerator 105 ist ferner mit einem zweiten Spannungs anschluss 108 über einen zweiten Schalter S1b des ersten Paars von Schaltern S1a, S1b an die zweite Elektrode 104 und über einen ersten Schalter S2a des zweiten Paars von Schaltern S2a, S2b über den Vorwiderstand Rv an die erste Elektrode 103 anschließbar. Die vier Schalter S1a, S1b, S2a, S2b dienen zur Pulsformung der PEF-Signale, und wer den dazu paarweise abwechselnd geöffnet und geschlossen werden, d.h. hier beispiels weise, dass entweder die Schalter S1a und S1b oder die Schalter S2a und S2b geschlos sen sind. Aufgrund der kurzen Pulsdauer sind die Schalter S1a, S1b, S2a, S2b vorzugs weise elektronische Schalter, z.B. IGBTs, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Schalter S1a, S1b, S2a, S2b sowie die Spannungsquelle 106 werden mittels einer Steuervorrich tung 109 angesteuert, wie durch die gepunkteten Pfeile angedeutet.
Die Anregungsvorrichtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b umfasst hier sowohl den Spannungs generator 105 als auch die Schalter S1a, S1b, S2a, S2b.
Üblicherweise ist der Gargutbehälter 102 nicht vollständig gefüllt. Die Kapazität des aus den Elektroden 103, 104 und dem Inhalt des Gargutbehälters 102 gebildeten Kondensa- tors setzt sich daher aus der Kapazität Cf des mit der Flüssigkeit (z.B. Wasser) gefüllten Teils und der Kapazität Ca des nur mit Luft gefüllten Teils zusammen, was einer Parallel schaltung der beiden Kapazitäten Ca und Cf entspricht. Der ohmsche Wiederstand zwi schen den beiden Elektroden 103, 104 setzt sich analog aus dem ohmschen Widerstand Rf des mit Wasser gefüllten Teils und dem ohmschen Widerstand Ra des nur mit Luft gefüllten Teils zusammen, was einer Parallelschaltung beider Widerstände Ra, Rf ent spricht.
Eine Messung der an dem Vorwiderstand Rv anliegenden Spannung gestattet die Be rechnung des durch den Gargutbehälter 102 fließenden elektrischen Stroms. Zusammen mit der an dem Gargutbehälter 102 bzw. dessen Elektroden 103, 104 anliegenden Elekt rodenspannung, die aus der Spannungshöhe der PEF-Pulse sowie dem Widerstandswert des Vorwiderstands Rv bestimmbar ist, kann auf grundsätzlich bekannte Weise die Impe danz des Inhalts F,G des Gargutbehälters 102 geschlossen werden.
Hierbei ist eine möglichst genaue Einschätzung bzw. Messung der Impedanz sinnvoll, weil hierdurch die Betriebssicherheit des Systems erhöht werden kann. Für die Bestim mung der Betriebssicherheit gibt es im Wesentlichen zwei Gründe: (1) wenn sich in dem Gargutbehälter 102 Metall befindet, könnte dadurch ein Kurzschluss ausgelöst werden.
(2) Wenn die Impedanz genau bekannt ist, kann dies bei der Formung der PEF-Pulse, z.B. in Bezug auf deren Spannungsniveau und/oder Pulsdauer, berücksichtigt werden. Aufgrund der bei Haushalts-PEF-Gargeräten 101 hohen Pulsspannungen, hohen Puls ströme und vergleichsweise kurzen Pulsdauern (die praktisch unvorhersehbare Ein schwingzeiten bedingen) ist jedoch eine zuverlässige und gleichzeitig kostengünstige Be stimmung der Impedanz aus der Auswertung der Spannungssignale am Vorwiderstand Rv und an dem Gargutbehälter 102 praktisch nicht bzw. nur mit hohem schaltungstechni schem Aufwand möglich.
Fig.2 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts 1, das zur verbesserten Bestim mung der Impedanz des Inhalts F, G ausgebildet ist. Das PEF-Gargerät 1 stellt eine Ab wandlung des PEF-Gargerät 101 dar. Dabei ist, wie auch in der weiter unten beschriebe nen Fig.3, der Kondensator 102 mit Inhalt F, G als vereinfachte Ersatzschaltung mit einer Kapazität Cf und einem ohmschen Widerstand Rf dargestellt, da typischerweise Ca « Cf und Ra » Rf gilt. Zusätzlich zu dem PEF-Gargerät 101 weist das PEF-Gargerät 1 eine Widerstandsmess vorrichtung 2 auf, die zum Anlegen eines Messignals an die beiden Elektroden 103, 104, zur Bestimmung der Impedanz des Inhalts F, G ausgebildet ist. Vorliegend ist die Wider standsmessvorrichtung 2 über einen ersten Schalter S3a eines dritten Paars von Schal tern S3a, S3b über den Vorwiderstand Rv an die erste Elektrode 103 und über einen zweiten Schalter S3b des dritten Paars von Schaltern S3a, S3b an die zweite Elektrode 104 anschließbar. Die Widerstandsmessvorrichtung 2 weist hier beispielhaft einen Shunt 3, einen Signalgenerator 4 zur Erzeugung der Messignale und eine Auswerteeinrichtung 5 zur Bestimmung der Impedanz auf.
Die Steuervorrichtung 6 kann mit der Auswerteeinrichtung 5 kommunizieren und ist zu sätzlich zum Betrieb der Wderstandsmessvorrichtung 2 sowie der Schalter S3a und S3b (die auch als Komponenten der Widerstandsmessvorrichtung 2 angesehen werden kön nen) eingerichtet. Die Steuervorrichtung 6 ist ferner dazu eingerichtet, die Anregungsvor richtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b beruhend auf der bestimmten Impedanz zu betreiben. Speziell betreibt die Steuervorrichtung 6 die Schalter S3a, S3b des dritten Paars S3a, S3b so, dass dann, wenn sie geschlossen sind bzw. leitend geschaltet sind, die Schalter des ersten und zweiten Paars S1a, S1b, S2a, S2b geöffnet sind. Wenn umgekehrt PEF-Pulse auf die Elektroden 103, 104 aufgegeben werden, sind die Schalter S3a, S3b geöffnet bzw. sperrend geschaltet.
Sind die Schalter S3a, S3b geschlossen, kann der Signalgenerator 4 zur Impedanzmes sung ein Messignal erzeugen, dessen Spannung, z.B. in Bezug auf dessen Frequenz, Form und/oder Spannungswert, sehr genau bekannt ist. Da ferner der Wderstandswert des Vorwiderstands Rv sehr genau bekannt ist, lässt sich die an den Elektroden 103 und 104 anliegende Elektrodenspannung mit hoher Genauigkeit ableiten. Durch Spannungs messung an dem Nebenwiderstand oder Shunt 3 ist zudem der elektrische Strom, wel cher in dem während der Impedanzmessung gebildeten Stromkreis fließt, genau be stimmbar, z.B. mittels der Auswertevorrichtung 5. Unter Kenntnis der Elektrodenspannung und des Stroms kann mittels der Auswertevorrichtung 5 auf grundsätzlich bekannte Weise der Impedanzwert des Inhalts F, G des Gargutbehälters 102 bestimmt werden sowie des sen Kapazität Cf und der ohmsche Wderstand Rf abgeschätzt werden. ls
Das Haushalts-PEF-Gargerät 1 kann so betrieben werden, dass während eines Betriebs die Widerstandsmessvorrichtung 2 die Impedanz des Gargutbehälters 2 bzw. dessen In halts F, G bestimmt und die Steuervorrichtung 6 dann, wenn der Impedanzwert einen vor gegebenen Schwellwert unterschreitet, mindestens eine sicherheitsrelevante Aktion aus gelöst wird. Dies kann so ausgestaltet sein, dass dann, wenn der Impedanzwert einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, mindestens eine erste sicherheitsrele vante Aktion (z.B. eine Begrenzung der Spannungshöhe der PEF-Pulse, ggf. mit Ausgabe eines Hinweises an einen Nutzer) ausgelöst wird, und dann, wenn der Impedanzwert ei nen vorgegebenen zweiten Schwellwert, der geringer ist als der erste Schwellwert, unter schreitet, mindestens eine zweite sicherheitsrelevante Aktion ausgelöst wird, z.B. die An regungsvorrichtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b nicht betrieben wird und ein entsprechender Hinweis an einen Nutzer ausgegeben wird.
Die Steuervorrichtung 6 kann ferner dazu eingerichtet, z.B. so programmiert sein, dass während eines Betriebs der Anregungsvorrichtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b bzw. einer PEF-Garphase überwacht wird, ob eine aufgrund der von der Anregungsvorrichtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b ausgegebenen PEF-Spannungspulse an dem Betriebselektrodenpaar 103, 104 anliegende Elektrodenspannung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer um ein vorgegebenes Maß abgesunken ist und, falls dies der Fall ist, mittels der Widerstands messvorrichtung 2 der Impedanzwert gemessen wird. Dies kann so ausgestaltet sein, dass eine Geschwindigkeit einer Entladung der Elektrodenspannung überwacht wird und dann, wenn diese Entladegeschwindigkeit höher als ein vorgegebener Schwellwert ist, die Impedanzmessung durchgeführt wird. Dabei wird der Effekt berücksichtigt, dass dieses Abfallen aufgrund der Entladung der Kapazität des Gargutbehälters 102 durch den inne ren ohmschen Widerstand des Gargutbehälters erfolgt. Befindet sich z.B. Metall in dem Gargutbehälter 102, kann sich der durch den Gargutbehälter 102 bereitgestellt Kondensa tor schneller entladen als ohne Metall. Diese Überwachung kann zusätzlich oder alternativ z.B. zu einer Durchführung einer Impedanzmessung vor Beginn einer PEF-Garphase und/oder nach deren Ende geschehen.
Dieses PEF-Gargerät 1 hat lediglich den Nachteil, dass im praktischen Einsatz die Schal ter S3a und S3b im geöffneten Zustand die hohe Spannung der PEF-Signale zuverlässig von der Wderstandsmessvorrichtung 2 trennen müssen. Dies erfordert eher teure Schal ter S3a und S3b. Bei Gargeräten im industriellen oder professionellen Bereich spielen Kosten für eine Schaltung / Elektronik hingegen eine nur vergleichsweise geringe Rolle.
Fig.3 zeigt eine Schaltungsskizze eines PEF-Gargeräts 11, welches den Nachteil des PEF-Gargeräts 1 behebt. Das PEF-Gargerät 1 verwendet nun einen Gargutbehälter 12, der getrennte Elektroden zum Anlegen der PEF-Signale ("Betriebselektroden" 15, 18,
103, 104) und Elektroden zum Anlegen der Messsignale ("Messelektroden" 17, 19) auf weist, wie detaillierter in den folgenden Fig.4 bis Fig.7 näher erläutert wird. Die Schalter S3a und S3b verbinden dabei die Widerstandsmessvorrichtung 2 direkt mit den Mes selektroden 17, 19, während die Betriebselektroden 15, 18, 103, 104 analog zu dem PEF- Gargerät 1 über die Schalterpaare S1a und S1b bzw. S2a und S2b und über den Vorwi derstand Rv mit der Anregungsvorrichtung 105, S1a, S1b, S2a, S2b verbunden sind. Dadurch kann auf den Einsatz vergleichsweise teurer Schalter S3a und S3b verzichtet werden. Zusätzlich wird der Vorteil erreicht, dass eine Wderstandsmessung wahlweise gleichzeitig oder abwechselnd mit der Aufprägung der PEF-Signale durchgeführt werden kann.
Bei Verwendung gesonderter Messelektroden 17, 19 kann der Fall eintreten, dass sich der durch den Inhalt F, G des Gargutbehälters 12 fließende elektrische Strom von einem Strom unterscheidet, der bei Anlegen des Messsignals an die Betriebselektroden 15, 18,
103, 104 erzeugt werden würde, z.B. aufgrund einer unterschiedlichen Größe und/oder Position der Messelektroden 17, 19 im Vergleich zu den Betriebselektroden 15, 18, 103,
104. Damit würde auch die mittels der Wderstandsmessvorrichtung 2 bestimmte Impe danz von der während eines PEF-Betriebs vorliegenden Impedanz abweichen, wie durch die Messkapazität Cm und dem gemessenen Widerstand Rm angedeutet. Jedoch korre liert die mittels der Wderstandsmessvorrichtung 2 bestimmte Impedanz auch dann noch mit der während des PEF-Betriebs vorliegenden Impedanz. Diese Abweichung lässt sich durch dadurch auflösen, dass die über die Messelektroden 17, 19 bestimmte Impedanz in die während des PEF-Betriebs vorliegenden Impedanz umgerechnet wird. Dies kann z.B. unter Nutzung von - beispielsweise berechneten oder empirisch bestimmten - Kennlinien umgesetzt werden, die z.B. in der Auswertevorrichtung 15 oder in der Steuervorrichtung 6 gespeichert sind. Dazu kann auch ein Kennlinienfeld mit mehreren verwendet werden, wobei die einzelnen Kennlinien beispielsweise unterschiedlichen Füllhöhen, Gargütern usw. zugeordnet sein können. Fig.4 zeigt einen Gargutbehälter 12 in einer ersten Version 12a. Der Gargutbehälter 12a weist beispielhaft eine rechteckige Grundform mit vier Seitenwänden 13a, 13b, 13c, 13d und einem Boden 14 auf und ist hier mit Flüssigkeit F (z.B. Wasser) und Gargut G (o. Abb.) gefüllt. An hier der linken Seitenwand 13a und der rechten Seitenwand 13b sind innenseitig großflächig Betriebselektroden 15 eines Betriebselektrodenpaars angebracht, die bei leerem Gargutbehälter 12a voneinander elektrisch isoliert sind. An der vorderen Seitenwand 13c und der hinteren Seitenwand 13d sind keine Betriebselektroden ange bracht, könnten es aber grundsätzlich sein.
Jede der beiden Betriebselektroden 15 weist - hier beispielhaft an einer Ecke - eine Aus sparung 16 auf, in welche sich beabstandet und elektrisch isoliert von der jeweiligen Be triebselektrode 15 innenseitig eine Messelektrode 17 befindet.
Ist der Gärbehälter 12a in dem PEF-Gargerät 11 eingesetzt, entspricht eine der beiden Betriebselektroden 15 anschlusstechnisch und funktional der ersten Elektrode 103 und die andere der beiden Betriebselektroden 15 anschlusstechnisch und funktional der zwei ten Elektrode 103. Die Messelektroden 17 sind an die Schalter S3a bzw. S3b ange schlossen.
Die Steuervorrichtung 6 kann funktional analog zu der in Fig.2 beschriebenen Steuervor richtung 6 ausgebildet sein.
Fig.5 zeigt einen Gargutbehälter 12 in einer zweiten Version 12b. Der Gargutbehälter 12b weist eine zu dem Gargutbehälter 12a gleiche Grundform auf, wobei jedoch nun beide Messelektroden 17 an der gleichen (hier rechten) Seitenwand 13b beabstandet in jeweili gen Aussparungen 16 der Betriebselektrode 18 angeordnet sind. Das Messelektroden paar 17, 17 ist also an der gleichen Seitenwand 13b des Gargutbehälters 12 angeordnet wie die Betriebselektrode 18. Die linke Betriebselektrode kann der ersten Betriebselektro de 103 des Gargutbehälters 102 entsprechen (alternativ der zweiten Betriebselektrode 104).
Fig.6 zeigt einen Gargutbehälter 12 in einer dritten Version 12c. Der Gargutbehälter 12c weist eine zu dem Gargutbehälter 12a gleiche Grundform auf, wobei jedoch nun beide Messelektroden 17 innenseitig an den Seitenwänden 13c bzw. 13d angebracht sind. Das Messelektrodenpaar 17, 17 ist also an denjenigen Seitenwänden 13c, 13d des Gargutbe hälters 12c angeordnet ist, die sich von den Seitenwänden 13a, 13b, an denen das Be triebselektrodenpaar 103, 104 angeordnet ist, unterscheiden. Dadurch können die Be triebselektroden den Betriebselektroden 103 und 104 des Gargutbehälters 102 entspre chen. Die ergibt den Vorteil, dass in den Betriebselektroden 103, 104 keine Aussparungen eingebracht zu werden brauchen.
Fig.7 zeigt einen Gargutbehälter 12 in einer vierten Version 12d. Der Gargutbehälter 12d weist ebenfalls eine zu dem Gargutbehälter 12a gleiche Grundform auf, wobei jedoch nun beide Messelektroden 19 bodenseitig in den Gargutbehälter 12d ragen. Dadurch können die Betriebselektroden den Betriebselektroden 103 und 104 des Gargutbehälters 102 ent sprechen. Auch hierdurch ergibt sich den Vorteil, dass in den Betriebselektroden 103, 104 keine Aussparungen eingebracht zu werden brauchen. Auch können die Messelektroden 19 besonders einfach bereitgestellt und montiert werden.
Jedoch sind grundsätzlich auch Mischformen des Gargutbehälters 12 möglich, z.B. eine Variante, bei der sich eine Messelektrode 17 an der gleichen Seitenwand 13a oder 13b befindet wird eine Betriebselektrode 15 und sich die andere Messelektrode 17 oder 19 an einer Wand 13c, 13d oder 14 des Gargutbehälters 12 befindet, an der keine der Betrieb selektroden 103 und 104 angeordnet ist, usw.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbei spiel beschränkt.
So sind auch Schaltungsvarianten mit nur zwei Schaltern oder mehr als vier Schaltern möglich. Auch können mehrere Betriebselektrodenpaare vorhanden sein, die z.B. unab hängig voneinander mit PEF-Signalen beaufschlagbar sind.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden wer den, 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. Bezugszeichenliste
1 PEF-Gargerät
2 Widerstandsmessvorrichtung
3 Shunt
4 Signalgenerator
5 Auswertevorrichtung
6 Steuervorrichtung
11 PEF-Gargerät
12 Gargutbehälter 12a-12d Gargutbehälter
13a-13d Seitenwände des Gargutbehälters
14 Boden des Gargutbehälters
15 Betriebselektrode
16 Aussparung
17 Messelektrode
18 Betriebselektrode
19 Messelektrode
101 PEF-Gargerät
102 Gargutbehälter
103 Erste Elektrode
104 Zweite Elektrode
105 Spannungsgenerator
106 Spannungsquelle
107 Erster Spannungsanschluss des Spannungsgenerators
108 Zweiter Spannungsanschluss des Spannungsgenerators
109 Steuervorrichtung
Ca Kapazität des mit Luft gefüllten Teils des Gargutbehälters
Cf Kapazität des mit Flüssigkeit gefüllten Teils des Gargutbehälters
Cm Messkapazität
Cs Stützkondensator
F Flüssigkeit
G Gargut Ra Ohm'scher Widerstand des mit Luft gefüllten Teils des Gargutbehälters Rf Ohm'scher Widerstand des mit Flüssigkeit gefüllten Teils des Gargutbehälters Ri Innenwiderstand Rm Messwiderstand Rv Vorwiderstand S1a Erster Schalter eines ersten Paars von Schaltern S1b Zweiter Schalter eines ersten Paars von Schaltern S2a Erster Schalter eines zweiten Paars von Schaltern S2b Zweiter Schalter eines zweiten Paars von Schaltern S3a Erster Schalter eines dritten Paars von Schaltern S3b Zweiter Schalter eines dritten Paars von Schaltern

Claims

Patentansprüche
1. Haushalts-PEF-Gargerät (1 ; 11), aufweisend einen mit Flüssigkeit (F) und Gargut (G) befüllbaren Gargutbehälter (102; 12), der innenseitig mindestens zwei voneinander isolierte Elektroden (103, 104, 15, 17, 18, 19) aufweist, eine Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) zur Beaufschlagung von zumindest zwei der Elektroden (103, 104, 15, 18) mit gepulsten elektri schen Signalen, eine Widerstandsmessvorrichtung (5), die zum Anlegen eines Messignals an zumindest zwei der Elektroden (103, 104, 17, 19), zur Messung eines zugehö rigen Stromsignals und zur Bestimmung eines Widerstandswerts eines Inhalts (F, G) des Gargutbehälters (102; 12) ausgebildet ist, und eine zum Betrieb der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und der Widerstandsmessvorrichtung (5) eingerichtete Steuervorrichtung (6), die ferner dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) beruhend auf mindestens einem gemessenen Widerstandswert zu be treiben, wobei die Steuervorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und die Widerstandsmessvorrichtung (5) gesondert zu betreiben.
2. Haushalts-PEF-Gargerät (1) nach Anspruch 1 , wobei die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und die Widerstandsmessvorrichtung (5) an die glei chen Elektroden (103, 104) angeschlossen sind und die Steuervorrichtung (6) da zu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und die Widerstandsmessvorrichtung (5) zu unterschiedlichen Zeiten zu betreiben.
3. Haushalts-PEF-Gargerät (1) nach Anspruch 2, wobei eine Spannungsquelle (106) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) mit einem ersten Spannungsanschluss (107) über einen ersten Schalter (S1a) eines ersten Paars von Schaltern (S1a, S1b) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an die erste Elektrode (103) anschließbar ist, mit dem ersten Spannungsanschluss (107) über einen zweiten Schalter (S2b) eines zweiten Paars von Schaltern (S2a, S2b) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an die zweite Elektrode (104) anschließbar ist, mit einem zweiten Spannungsanschluss (108) über einen zweiten Schalter (S1b) des ersten Paars von Schaltern (S1a, S1b) an die zweite Elektrode (104) anschließbar ist und mit dem zweiten Spannungsanschluss (108) über einen ersten Schalter (S2a) des zweiten Paars von Schaltern (S2a, S2b) an die erste Elektrode (103) an schließbar ist und die Widerstandsmessvorrichtung (5) über einen ersten Schalter (S3a) eines dritten Paars von Schaltern (S3a, S3b) an eine der beiden Elektroden (103, 104) anschließbar ist und über einen zweiten Schalter (S3b) des dritten Paars von Schaltern (S3a, S3b) an die andere (104) der beiden Elektroden (103, 104) anschließbar ist, wobei die Steuereinrichtung (6) zur Schaltung der Schalter (S1a, S1b, S2a, S2b,
S3a, S3b) dergestalt eingerichtet ist, dass dann, wenn die Schalter (S3a, S3b) des dritten Paars geschlossen sind, die Schalter (S1a, S1b, S2a, S2b) des ersten und zweiten Paars geöffnet sind, und umgekehrt.
4. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach Anspruch 1 , wobei die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an ein Betriebselektrodenpaar (103, 104; 15, 15; 103, 18) und die Widerstandsmessvorrichtung (5) an ein von dem Betriebselektroden paar isoliertes Messelektrodenpaar (17, 17; 19, 19) des Gargutbehälters (12, 12a, 12b, 12c, 12d) angeschlossen ist und die Steuervorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und die Widerstands messvorrichtung (5) gleichzeitig zu betreiben.
5. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach Anspruch 1 , wobei die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an ein Betriebselektrodenpaar (103, 104; 15, 15; 103, 18) und die Widerstandsmessvorrichtung (5) an ein von dem Betriebselektroden paar isoliertes Messelektrodenpaar (17, 17; 19, 19) des Gargutbehälters (12, 12a, 12b, 12c, 12d) angeschlossen ist und die Steuervorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) und die Widerstands messvorrichtung (5) zu unterschiedlichen Zeiten zu betreiben.
6. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine Spannungsquelle (106) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) mit einem ersten Spannungsanschluss (107) über einen ersten Schalter (S1a) eines ersten Paars von Schaltern (S1a, S1b) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an eine erste Elektrode (103, 15) des Betriebselektro denpaars (103, 104; 15, 15; 103, 18) anschließbar ist, mit dem ersten Spannungsanschluss (107) über einen zweiten Schalter (S2b) eines zweiten Paars von Schaltern (S2a, S2b) der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) an die zweite Elektrode (15; 18; 104) des Betriebselekt rodenpaars anschließbar ist, mit einem zweiten Spannungsanschluss (108) über einen zweiten Schalter (S1b) des ersten Paars von Schaltern (S1a, S1b) an die zweite Elektrode (15; 18; 104) des Betriebselektrodenpaars (103, 104; 15, 15; 103, 18) anschließbar ist und mit dem zweiten Spannungsanschluss (108) über einen ersten Schalter (S2a) des zweiten Paars von Schaltern (S2a, S2b) an die erste Elektrode (103, 15) des Betriebselektrodenpaars (103, 104; 15, 15; 103, 18) anschließbar ist und die Widerstandsmessvorrichtung (5) über einen ersten Schalter (S3a) eines dritten Paars von Schaltern (S3a, S3b) an eine der beiden Elektroden (17, 19) des Messelektrodenpaars (17, 17; 19, 19) anschließbar ist und über einen zweiten Schalter (S3b) des dritten Paars von Schaltern (S3a, S3b) an die andere (17; 19) der beiden Elektroden des Messelektrodenpaars (17,
17; 19, 19) anschließbar ist.
7. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Mes selektrodenpaar (17, 17; 19, 19) an mindestens einer gleichen Wand (13a, 13b) des Gargutbehälters (12a, 12b) angeordnet ist wie das Betriebselektrodenpaar (103, 18).
8. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Mes selektrodenpaar (17, 17) an mindestens einer Wand (13c, 13d) des Gargutbehäl ters (12c) angeordnet ist, die sich von den Wänden (13a, 13b), an denen das Be triebselektrodenpaar (103, 104) angeordnet ist, unterscheidet.
9. Haushalts-PEF-Gargerät (11) nach Anspruch 8, wobei das Messelektrodenpaar (19, 19) bodenseitig in den Gargutbehälter (12d) ragt.
10. Haushalts-PEF-Gargerät (1 ; 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei eine der Elektroden (103; 13a) mit einem Vorwiderstand (Rv) verbunden ist und zumindest die Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) zur Beauf schlagung der Elektroden (103, 104, 15, 17, 18, 19) mit elektrischen Signalen über den Vorwiderstand eingerichtet sind.
11. Verfahren zum Betreiben eines Haushalts-PEF-Gargeräts (1; 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während eines Betriebs die Widerstands messvorrichtung (5) den Widerstandswert des Inhalts (F, G) des Gargutbehälters (102; 12) bestimmt und dann, wenn der Widerstandswert einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, mindestens eine sicherheitsrelevante Aktion ausgelöst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem dann, wenn der Widerstandswert einen vor gegebenen ersten Schwellwert unterschreitet, mindestens eine erste sicherheitsre levante Aktion ausgelöst wird, und dann, wenn der Widerstandswert einen vorge gebenen zweiten Schwellwert, der geringer ist als der erste Schwellwert, unter schreitet, mindestens eine zweite sicherheitsrelevante Aktion ausgelöst wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei dem während eines Betriebs der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) überwacht wird, ob eine auf grund der von der Anregungsvorrichtung (105, S1a, S1b, S2a, S2b) ausgegebe nen Spannungspulsen an dem Betriebselektrodenpaar (103, 104; 15, 15; 103, 18) anliegende Elektrodenspannung um ein vorgegebenes Maß abgesunken ist und, falls dies der Fall ist, der Widerstandswert mittels der Wderstandsmessvorrichtung (5) gemessen wird.
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