FI127878B - Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää - Google Patents

Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää Download PDF

Info

Publication number
FI127878B
FI127878B FI20185023A FI20185023A FI127878B FI 127878 B FI127878 B FI 127878B FI 20185023 A FI20185023 A FI 20185023A FI 20185023 A FI20185023 A FI 20185023A FI 127878 B FI127878 B FI 127878B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cooker
field
view
radiation
data processing
Prior art date
Application number
FI20185023A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20185023A1 (fi
Inventor
Samuli Lintonen
Bagh Hans Von
Original Assignee
Safera Oy
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 Safera Oy filed Critical Safera Oy
Priority to FI20185023A priority Critical patent/FI127878B/fi
Priority to PL19150656T priority patent/PL3508793T3/pl
Priority to EP19150656.7A priority patent/EP3508793B1/en
Priority to DK19150656.7T priority patent/DK3508793T3/da
Priority to US16/243,630 priority patent/US11441845B2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI20185023A1 publication Critical patent/FI20185023A1/fi
Publication of FI127878B publication Critical patent/FI127878B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/006—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for kitchens or stoves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2021—Arrangement or mounting of control or safety systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
    • F24C7/083—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination on tops, hot plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0014—Devices for monitoring temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/02—Observation or illuminating devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0044—Furnaces, ovens, kilns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/07—Arrangements for adjusting the solid angle of collected radiation, e.g. adjusting or orienting field of view, tracking position or encoding angular position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0806—Focusing or collimating elements, e.g. lenses or concave mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0846—Optical arrangements having multiple detectors for performing different types of detection, e.g. using radiometry and reflectometry channels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0896—Optical arrangements using a light source, e.g. for illuminating a surface
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/20—Status alarms responsive to moisture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D2021/0057—Security or safety devices, e.g. for protection against heat, noise, pollution or too much duress; Ergonomic aspects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)

Abstract

Liesivahdissa on tietojenkäsittely-yksikkö (101) sekä lämpöanturijärjestely (102) lämpösäteilyn vastaanottamiseksi tietyssä näkökentässä (103, 104) sijaitsevista kohteista ja vastaanotettua lämpösäteilyä kuvaavien ilmaisinsignaalien toimittamiseksi tietojenkäsittely-yksikköön (101). Lämpöanturijärjestely (102) on järjestetty tuottamaan ilmaisinsignaaleja eri tavalla vastaten näkökentän keskialueelta (103) vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta (104) vastaanotettua lämpösäteilyä.

Description

LIESIVAHTI, JOKA HYÖDYNTÄÄ LAAJAA NÄKÖKENTTÄÄ
KEKSINNÖN ALA
Keksintö liittyy liesivahteihin, joilla parannetaan lieden käyttöturvallisuutta. Erityisesti keksintö liittyy liesivahdin anturin näkökentän laajuuteen sekä laajan näkökentän hyödyntämiseen.
KEKSINNÖN TAUSTA
Liesivahdin toiminnassa keskeinen merkitys on infrapuna- eli lämpösäteilyanturilla, jolla on tietty näkökenttä ja joka vastaanottaa näkökentässä olevien kohteiden lähettämää lämpösäteilyä. Antureita voi olla 15 samassa liesivahdissa myös useita, jolloin liesivahdin koko näkökenttä muodostuu antureiden näkökenttien yhdistelmänä. Jos liesivahti vastaanottaa näkökentässä olevista kohteista enemmän kuin tietyn, ennalta asetetun raja-arvon verran lämpösäteilyä, sen ohjauselekt20 roniikka voi antaa hälytyksen, sammuttaa lieden virran ja/tai tehdä muita poikkeustilanteen hallitsemiseen tähtääviä toimenpiteitä. Liesivahteihin liittyvää tekniikan tasoa on käsitelty esimerkiksi kansainvälisessä patenttihakemuksessa, jonka julkaisunumero on WO 25 2010/000947 A2.
Jotta liesivahti voisi toimia tehokkaasti, sen näkökentän on katettava koko lieden alue. Edellä mainitun tekniikan tason mukainen liesivahti oli tarkoitettu asennettavaksi liesikupuun tai -tuulettimeen 30 vakiokokoisen, tyypillisesti 50-60 senttimetrin levyisen lieden yläpuolelle. Asennuksen geometria toistuu tällöin melko samanlaisena asennuksesta toiseen ja liesivahdin näkökentän ei tarvitse olla kovin laaja. Keittiöiden kehityksessä on kuitenkin trendejä, joiden 35 takia vanhemmat liesivahdit eivät aina sovellu käyttöön. Kuluttajat hankkivat aikaisempaa enemmän suuri
20185023 prh 09 -01- 2018 kokoisia, jopa yli 90 senttimetrin levyisiä liesiä, jolloin liesivahdin näkökentän on oltava vastaavasti laajempi. Liesituuletin voi sijaita lieden takana ja olla integroitu työtasoon, jolloin ylhäältä alas kat5 sovalle liesivahdille ei ehkä tarjoudu luontevaa asennuspaikkaa muualla kuin keittiön katossa. Vaikka suurempi korkeus liedestä voisi sinänsä tarkoittaa kapeampaa näkökenttätarvetta, ongelmaksi voi muodostua oikea suuntaaminen. Jos katossa oleva liesivahti on 10 suunnattu vähänkin väärin, sen näkökenttä ei ehkä kata koko lieden aluetta ainakaan tasaisesti. Siksi suurempi asennuskorkeuskin voi edellyttää näkökentältä tiettyä laajuutta.
Näkökentän laajuus ja liesivahdin vaihteleva 15 asennuskorkeus eri keittiöratkaisuissa aiheuttavat kuitenkin omat ongelmansa. Mitä laajempi on tietyn anturin näkökenttä, sitä suurempia ovat erot lämpösäteilyn saapumiskulmassa näkökentän eri osista. Lämpösäteilyn vuo myös vaimenee verrannollisena etäisyy20 den neliöön. Molemmat näistä tekijöistä heikentävät havaintojen varmuutta. Koska liesivahti on turvalaite, sen toiminta olisi saatava niin varmaksi ja luotettavaksi kuin mahdollista.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön tavoitteena on esittää liesivahti, joka pystyy havaitsemaan poikkeus- ja vaaratilanteet luotettavasti ja turvallisesti riippumatta siitä, että sen asennusgeometria voi vaihdella. Keksinnön tavoit30 teenä on myös esittää liesivahti, joka anturointinsa ja tiedonkäsittelykykynsä puolesta tarjoaa monipuoliset toiminnot. Keksinnön tavoitteena on myös esittää liesivahti, joka monipuolisuudestaan ja luotettavuudestaan huolimatta on edullinen valmistaa. Lisäksi 35 keksinnön tavoitteena on, että käyttäjä voi ohjata edellä mainitun kaltaista liesivahtia elein.
20185023 prh 09 -01- 2018
Keksinnön tavoitteet saavutetaan jakamalla liesivahdin lämpöanturijärjestelyn näkökenttä vyöhykkeisiin niin, että ainakin näkökentän keskiosasta tuotetaan erilaisia ilmaisinsignaaleja kuin sen laita5 alueelta. Keksinnön tavoitteiden saavuttamisessa voi olla hyötyä myös optisesta lähettimestä, jonka lähettämän säteilyn heijastumista liesivahti pystyy mittaamaan. Lisäksi keksinnön tavoitteiden saavuttamisessa on hyötyä ilmankosteusanturista. Keksinnön eräiden talo voitteiden saavuttamissa voi olla hyötyä myös siitä, että liesivahdin lämpöanturijärjestelyssä käytetään kahta tai useampaa ilmaisinta, joiden herkkyyskaistat sijoittuvat eri tavalla lämpösäteilyn aallonpituusakselille.
Keksinnön mukaiselle liesivahdille on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen, liesivahtia koskevan itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja lisäpiirteitä on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksis2 0 sa.
Tässä tekstissä nimitetään lämpöanturijärjestetyksi liesivahdin sitä osaa tai niitä osia, jotka suoraan liittyvät lämpösäteilyn vastaanottamiseen tietyssä näkökentässä sijaitsevista kohteista ja vastaan25 otettua lämpösäteilyä kuvaavien ilmaisinsignaalien muodostamiseen. Lämpöanturijärjestelyssä voi olla yksi tai useampia varsinaisia ilmaisinelementtejä, ja niille ohjautuvaa lämpösäteilyä voidaan ohjata ja muokata erilaisin optisin elementein ja suodattimin. Kun läm30 pöanturijärjestelyn näkökenttä jaetaan vyöhykkeisiin ja ilmaisinsignaaleja tuotetaan eri tavalla vastaten näkökentän keskialueelta vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta vastaanotettua lämpösäteilyä, liesivahdin käytettävyys ei riipu asennus35 geometriasta yhtä vahvasti kuin tekniikan tason mukaisissa liesivahdeissa. Jos ilmaisinelementit on optimoitu eri aallonpituusalueille, niiden antamista sig
20185023 prh 09 -01- 2018 naaleista on mahdollista tehdä monipuolisempia ja luotettavampia päätelmiä kuin jos niillä havainnoitaisiin vain yhtä aallonpituuskaistaa.
Eräs vaihtoehto näkökentän jakamiseksi vyö5 hykkeisiin on erityisesti lämpösäteilylle soveltuva linssi, joka sijoitetaan optiselle polulle näkökentässä olevien kohteiden ja lämpöanturijärjestelyyn kuuluvan ilmaisinelementin väliin ja jonka lämpösäteilylle aiheuttama vaimennus riippuu lämpösäteilyn saapumis10 kulmasta. Linssillä voidaan vaimentaa näkökentän keskialueelta vastaanotettua lämpösäteilyä enemmän kuin näkökentän laita-alueelta vastaanotettua lämpösäteilyä. Tällöin näkökenttä voidaan tehdä verrattain laajaksi, koska vaikka näkökentän reuna-alueelta vastaan15 otettu lämpösäteily vastaanotettiin vinommassa kulmassa ja se joutui kulkemaan pitemmän matkan väliaineessa kuin näkökentän keskialueelta vastaanotettu lämpösäteily, linssin vaimennusominaisuudet tasoittavat eroja näkökentän vyöhykkeiden välillä.
Toinen vaihtoehto on käyttää kahta eri ilmaisinelementtiä ja optiikkaa, joka ohjaa ensimmäiselle ilmaisinelementille lämpösäteilyä suppeammasta osasta näkökenttää kuin toiselle ilmaisinelementille. Tällaisessa järjestelyssä on se erityinen etu, että eri il25 maisinelementtien tuottamia mittaussignaaleja voidaan verrata toisiinsa sen selvittämiseksi, ovatko niiden mittaamat lämpötilat erilaiset. Liesivahti voi hälyttää, mikäli vain toinen ilmaisinelementeistä mittaa hyvin korkean lämpötilan, koska tämä tarkoittaa, että 30 näkökentässä on yksittäinen hyvin kuuma piste eikä tasaisesti jakautuneita lämmönlähteitä koko alueella.
Jos liesivahdissa on optinen lähetin, jonka lähettämän optisen säteilyn heijastumista voidaan mitata, toimintamahdollisuudet monipuolistuvat entises35 tään. Erilaiset kohteet liikkuvat hyvin eri tavoin ja tämä voidaan havaita heijastuksista: esimerkiksi käyttäjän käsi, jolla käyttäjä tekee ohjaavan eleen, tuot5
20185023 prh 09 -01- 2018 taa melko säännöllisesti ja hitaasti muuttuvan heijastuksen verrattuna savun tai höyryn tuottamaan heijastukseen, joka muuttuu nopeasti ja epäsäännöllisesti. Jos liesivahdissa on lisäksi ilmankosteusanturi, on 5 mahdollista erotella, aiheutuiko nopeasti ja epäsäännöllisesti muuttuva heijastus savusta vai höyrystä.
Jos liesivahdissa on läheisyysanturi, sen antamia, ulkopuolisen kohteen läheisyyttä vastaavia kohdetietoja voidaan yhdistellä muiden tietojen kanssa 10 tarkempien päätelmien tekemiseksi. Liesivahti voi esimerkiksi tunnistaa, ajoittuuko tunnistettu muutos heijastuvassa säteilyssä samanaikaisesti ulkopuolisen kohteen mitatun läheisyyden kanssa. Jos vain heijastus muuttuu mutta samaan aikaan ei saada havaintoa ulko15 puolisen kohteen (kuten käyttäjän käden) läheisyydestä, liesivahti voi hälyttää, koska tällöin näkökentässä on todennäköisesti savua tai höyryä.
Keksinnön edut ja sovellutusmahdollisuudet käyvät tarkemmin ilmi suoritusmuotojen yksityiskohtai20 sesta selostuksesta ja oheisista kuvista.
KUVALUETTELO
Kuva 1 esittää liesivahtia, jonka lämpöanturijärjestelyn näkökenttä on jaettu vyöhykkeisiin kuva 2 esittää valikoivasti vaimentavan linssin käyttöä optisella polulla kuva 3 esittää monipuolisesti anturoitua liesivahtia ja kuva 4 esittää eri aallonpituudet erottele30 van liesivahdin periaatetta.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Kuva 1 on karkean tason lohkokaavio liesivahdista, jossa on tietojenkäsittely-yksikkö 101 ja läm35 pöanturijärjestely 102. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla yksittäinen prosessori tai mikrokontrolleri,
20185023 prh 09 -01- 2018 tai se voi koostua useiden eri suoritinpiirien ja niiden toiminnalle välttämättömien lisäkomponenttien yhdistelmästä. Muisti ja muut ohjelmoitavien laitteiden kannalta tavanomaiset toiminnot on kuvan 1 lohkokaavi5 ossa sijoitettu tietojenkäsittely-yksikköön 101 esittämättä niitä sen tarkemmin.
Lämpöanturijärjestelyn 102 tehtävä on vastaanottaa lämpösäteilyä tietyssä näkökentässä sijaitsevista kohteista ja toimittaa vastaanotettua läm10 pösäteilyä kuvaavia ilmaisinsignaaleja tietojenkäsittely-yksikköön 101. Näkökenttää on kuvassa 1 havainnollistettu katkoviivoilla. Erityistä on, että lämpöanturi j ärj estely 102 on järjestetty tuottamaan ilmaisinsignaale j a eri tavalla vastaten näkökentän keski15 alueelta (varjostettu alue 103) vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta 104 vastaanotettua lämpösäteilyä.
Vaikka lämpöanturijärjestelyn 102 vaste näkökentän eri osista vastaanotettuun lämpösäteilyyn on 20 erilainen, se ei kuitenkaan ole ns. kuvaava sensori siinä mielessä, että sen muodostamista ilmaisinsignaaleista olisi mahdollista muodostaa näkökentässä olevan alueen lämpökuva. Infrapuna- eli lämpösäteilyalueella toimivia kuvaavia sensoreita eli ns. lämpökameroita on 25 olemassa, mutta niiden tekniikka on tämän tekstin kirjoittamisen aikaan aivan liian kallista ja monimutkaista käytettäväksi liesivahdin kaltaisessa kuluttajatuotteessa, jonka valmistuskustannukset ja myyntihinta on saatava pysymään pieninä. Jäljempänä esitel30 lään eräitä esimerkkejä siitä, miten hyvin yksinkertaisia ilmaisinelementtejä käyttämällä on mahdollista koota lämpöanturijärjestely, jolla on edellä kuvattu edullinen ominaisuus.
Liesivahdissa on myös käyttöliittymä 105, jo35 ka kuvan 1 kaltaisessa lohkokaaviossa sisältää kaikki ne osat, joiden välityksellä liesivahti vastaanottaa ohjauskomentoja käyttäjältä ja antaa käyttäjälle tie7
20185023 prh 09 -01- 2018 toja toiminnastaan. Yksinkertainen käyttöliittymä voi sisältää vain yhden tai useampia painikkeita sekä yhden tai useampia merkkivaloja ja/tai äänimerkkilaitteita. Käyttöliittymä 105 voi sisältää esimerkiksi 5 sellaiset valo- ja/tai äänimerkkilaitteet, joiden välityksellä tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi antaa hälytyksen käyttäjälle. Monipuolisemmassa käyttöliittymässä voi olla esimerkiksi näyttö, joka voi olla kosketusnäyttö, ja/tai puheentunnistus- ja puhesynteti10 sointipiirteitä. Käyttöliittymän 105 katsotaan kuvan 1 mukaisessa järjestelyssä sisältävän myös ohjattavat releet ja vastaavat laitteet, joiden välityksellä liesivahti voi automaattisesti kytkeä lieden toimintoja pois päältä.
Mekaniikaltaan käyttöliittymä 105 voi olla osa samaa laitetta, joka sisältää myös tietojenkäsittely-yksikön 101 ja lämpöanturijärjestelyn 102, tai se voi sijaita erillisessä laitteessa. Jälkimmäinen ratkaisu on käyttökelpoinen esimerkiksi sellaisissa asen20 nuksissa, jossa lämpöanturijärjestely 102 joudutaan sijoittamaan paikkaan, johon käyttäjän olisi hankala nähdä ja/tai ylettyä normaalin käytön aikana. Tällöin käyttöliittymä 105 voidaan sijoittaa helpompaan paikkaan ja tarvittavat tiedonvaihtoyhteydet sen ja muun 25 laitteen välillä voidaan hoitaa esimerkiksi johdoilla tai lyhyen kantaman langattomalla yhteydellä, esimerkiksi Bluetooth- tai Zigbee-yhteydellä tai vastaavalla. Vielä eräs toteutusvaihtoehto on sellainen, jossa itse liesivahtilaitteessa sijaitsevan käyttöliittymän 30 lisäksi tai asemesta käytetään langatonta yhteyttä käyttäjän päätelaitteen kuten älypuhelimen tai tabletin kanssa, jolloin käyttöliittymä toteutetaan ohjelmoituna prosessina, jota kyseinen päätelaite suorittaa .
Kaikille sähköllä toimiville laitteille on tyypillistä, että niiden tarvitsemat käyttöjännitteet on tuotava jostakin ja muunnettava laitteen komponen
20185023 prh 09 -01- 2018 teille sopivaan muotoon. Koska nämä toiminnot voidaan esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa toteuttaa millä tahansa tavalla eikä niihin liity keksinnöllisyyttä, niitä ei ole tarpeen selostaa lähemmin tässä.
Kuva 2 esittää erästä vaihtoehtoa, jolla lämpöanturijärjestely voidaan järjestää tuottamaan ilmaisinsignaaleja eri tavalla vastaten näkökentän keskialueelta vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta vastaanotettua lämpösäteilyä. Liesivah10 dissa, jonka eräitä yksityiskohtia kuva 2 esittää, on linssi 201 sijoitettuna optiselle polulle lämpöanturijärjestelyn näkökentässä sijaitsevien kohteiden ja lämpöanturijärjestelyyn kuuluvan ilmaisinelementin 202 väliin. Linssin 201 lämpösäteilylle aiheuttama vaimen15 nus riippuu lämpösäteilyn saapumiskulmasta, joka voidaan määritellä esimerkiksi kulmana optisen akselin ja lämpösäteilyn saapumissuunnan välillä. Kuvassa 2 järjestelyn optinen akseli on pystysuora viiva. Optisella polulla tarkoitetaan sitä avaruuden osaa, jonka läpi 20 lämpösäteilyn on kuljettava edetäkseen näkökentässä olevista kohteista lämpöanturijärjestelyn sisältämään ilmaisinelementtiin tai johonkin niistä, mikäli ilmaisinelementtejä on useita.
Linssi 201 on luonnollisesti valmistettu ma25 teriaalista, joka läpäisee hyvin lämpösäteilyä halutulla aallonpituusalueella ja jonka taitekerroin on riittävä, jotta sillä saadaan ohjattua linssin läpi kulkeva lämpösäteily haluttuun suuntaan. Linssi 201 voi olla esimerkiksi polyeteeniä ja se voi olla val30 mistettu ruiskupuristamalla.
Kulmariippuva lämpösäteilyn vaimennus voidaan toteuttaa useilla eri tavoilla, joista kuvan 2 oikeassa alaosassa esitetty osasuurennos havainnollistaa yhtä. Siinä linssin 201 sisään on muodostettu niin sa35 nottu kaihdinrakenne, joka koostuu lukuisista, linssin materiaaliin upotetuista, lämpösäteilyä huonosti läpäisevistä kaistaleista. Kaistaleet näkyvät viivoina
20185023 prh 09 -01- 2018
203 osasuurennoksessa, joka on poikkileikkaus eräästä linssin 201 pinnan osasta. Lämpösäteily, jonka kulkua on havainnollistettu murtoviivoilla kuvassa 2, pääsee helposti etenemään kaihdinrakenteen väleistä, jos sen saapumiskulma on suhteellisen iso. Suoraan optisen akselin suunnassa etenevästä lämpösäteilystä osa absorboituu kaihdinrakenteeseen. Näin ollen suhteellisesti pienempi osa näkökentän keskialueelta vastaanotetusta lämpösäteilystä pääsee ilmaisimelle 202 asti, jolloin kokonaisuutena lämpöanturijärjestely on järjestetty tuottamaan ilmaisinsignaaleja eri tavalla vastaten näkökentän keskialueelta vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta vastaanotettua lämpösäteilyä .
Absorboivia rakenteita, joiden vaikutus riippuu lämpösäteilyn saapumiskulmasta, voidaan muodostaa myös linssin 201 jompaankumpaan pintaan tai jopa molempiin pintoihin. Niiden mittakaava voi olla makroskooppinen eli lämpösäteilyn aallonpituuteen nähden suuri, tai rakenteet voidaan tehdä lämpösäteilyn aallonpituuden kannalta merkittävässä mittakaavassa niin, että vuorovaikutusmekanismi lämpösäteilyn kanssa on diffraktiivinen. Linssin tai linssien lisäksi tai asemesta voidaan käyttää myös lämpösäteilyä heijastavia peilejä ja/tai muita sinänsä tunnettuja optisia elementtejä. Esillä oleva keksintö ei sinänsä aseta mitään rajoituksia, mitä tekniikkaa käytetään lämpösäteilyn kulmariippuvan vaimennuksen aikaansaamiseksi .
Linssi 201 voi olla tavanomainen tai fresnellinssi, jolla tarkoitetaan sinänsä tunnetulla tavalla linssiä, jonka yksi tai useampi optisesti toiminnallinen pinta on jaettu useiksi, tyypillisesti rengasmaisiksi, samankeskisiksi kehiksi. Fresnel-linssit ovat tyypillisesti paljon ohuempia ja kevyempiä kuin vastaavilla taitto-ominaisuuksilla varustetut tavanomaiset linssit, mistä on erityistä hyötyä liesivahdin
20185023 prh 09 -01- 2018 kaltaisessa laitteessa, jonka ulkomitat ja paino on edullista saada pidettyä pieninä.
Linssiin 201 absorboituva lämpösäteily muuttaa linssin omaa lämpötilaa, ja linssi lähettää läm5 pösäteilyä siinä missä mikä tahansa muukin tietyn lämpöinen esine tai aine. Tämä voi aiheuttaa virhettä, kun pyritään havainnoimaan näkökentässä olevien varsinaisten kohteiden lämpötilaa, etenkin kun linssin lämpötila muuttuu eri nopeudella kuin mitattavien kohtei10 den lämpötila. Kuvassa 2 on esitetty kaavamaisesti eräs järjestely, jolla virhettä voidaan ehkäistä. Linssissä 201 tai sen välittömässä läheisyydessä on lämpötila-anturi 204, jonka antama mittaustulos kertoo linssin lämpötilan. Tietojenkäsittely-yksikkö, johon 15 lämpötila-anturin 204 tuottamat signaalit johdetaan, voi olla ohjelmoitu tekemään mittaustuloksiin korjaus, joka riippuu mitatusta linssin (tai muiden optisella polulla olevien kohteiden) lämpötilasta ja sen viimeaikaisesta kehityksestä. Antureita voi olla myös usei2 0 ta.
Kuva 3 esittää kaavamaisesti erään liesivahdin anturi- ja tietojenkäsittelyosia. Liesivahdissa on tietojenkäsittely-yksikkö 101 ja sen lämpöanturijärjestelyyn kuuluu ensimmäinen ilmaisinelementti 301 ja 25 toinen ilmaisinelementti 302. Siinä on myös optiikka, jota merkitään kuvassa 3 yleisesti viitenumerolla 303 ja joka on järjestetty ohjaamaan ensimmäiselle ilmaisinelementille 301 lämpösäteilyä suppeammasta osasta näkökenttää kuin toiselle ilmaisinelementille 302. Ku30 van 3 esimerkinomaisessa suoritusmuodossa lämpösäteilyä ohjataan ensimmäiselle ilmaisinelementille 301 suhteellisen suuntaavan linssijärjestelyn kautta ja toiselle ilmaisinelementille 302 laajempialaisen linssi j ärj estelyn kautta, jolloin ensimmäisen ilmaisinele35 mentin 301 näkökenttä muodostaa suhteellisen kapean keilan. Sen on edullista sijoittua koko lämpöanturijärjestelyn yhteenlasketun näkökentän keskialueelle.
20185023 prh 09 -01- 2018
Sopivalla ja oikein rajatulla varjostimella olisi mahdollista lisäksi rajata toisen ilmaisinelementin 302 näkökentästä pois se osuus, jonka ensimmäisen ilmaisinelementin 301 näkökenttä kattaa. Tällöin siis yksit5 täisten ilmaisinelementtien näkökentät sivuaisivat toisiaan mutta eivät menisi päällekkäin.
Perinteiset, lämpösäteilyn ilmaisemiseen käytetyt ilmaisinelementit perustuvat tietyn taajuus- eli aallonpituusalueen (esimerkiksi aallonpituudet 4-16 10 mikrometriä) lämpösäteilyn kokonaismäärän havaitsemiseen tietyssä avaruuskulmassa. Jos tarkasteltaisiin vain toisen ilmaisinelementin 302 tuottamaa ilmaisinsignaaleja, voisi olla mahdollista, että yksittäinen hyvin kuuma kohde, kuten turhaan päälle jäänyt lieden 15 levy, tuottaisi samanlaisen ilmaisinsignaalin kuin joukko laajemmalla alueella olevia, vain kohtalaisen kuumia kohteita. Toisin sanoen liesivahti ei välttämättä pystyisi luotettavasti erottelemaan vaaratilannetta (yksi ylikuumentunut lieden levy) normaalitilan20 teestä (useammalla levyllä laitetaan ruokaa).
Kuvan 3 mukaisessa liesivahdissa tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla ohjelmoitu vertaamaan ensimmäisen ilmaisinelementin 301 ja toisen ilmaisinelementin 302 tuottamia ilmaisinsignaaleja sen selvittä25 miseksi, onko ensimmäisen ilmaisinelementin 301 mittaama lämpötila erilainen kuin toisen ilmaisinelementin 302 mittaama. Jos ilmaisinelementtien 301 ja 302 mittaamissa lämpötiloissa on merkittävä ero ja lisäksi jommankumman ilmaisinelementin mittaama kohteen lämpö30 tila on suurempi kuin ennalta määritetty raja-arvo, näkökentässä on todennäköisesti kuuma kohde, joka on niin pieni, että se osuu vain jommankumman ilmaisinelementin näkökenttään. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla ohjelmoitu tuottamaan hälytys vasteena täl35 laiseen havaintoon.
Pelkkä mitatun kohteen lämpötilan vertaaminen raja-arvoon on usein riittämätön menetelmä poikkeus12
20185023 prh 09 -01- 2018 ja vaaratilanteiden tunnistamiseksi luotettavasti. Se on esitetty tässä yksinkertaistettuna esimerkkinä ehdosta, jonka täyttyminen saa tietojenkäsittely-yksikön 101 tuottamaan hälytyksen. Käytännössä tietojenkäsit5 tely-yksikkö 101 on yleensä ohjelmoitu suorittamaan monimutkaisiakin algoritmeja, joissa otetaan huomioon paitsi ilmaisinsignaalien hetkellinen arvo myös arvojen viimeaikainen muuttumishistoria ja/tai pitempiaikaiset trendit. Esillä olevan keksinnön kannalta var10 sinaista merkitystä ei ole sillä, millaista päättelyalgoritmia tietojenkäsittely-yksikkö 101 on ohjelmoitu suorittamaan, vaan oleellisempaa on se, että sopivalla lämpöanturijärjestelyllä saadaan tuotettua näiden algoritmien käyttöön sellaisia ilmaisinsignaaleja, joita 15 tekniikan tason mukaisissa liesivahdeissa ei ole ollut tarjolla.
Eräs toiminto, josta olisi liesivahdissa paljon hyötyä, olisi savun ja höyryn havaitseminen ja mieluiten vielä savu- ja höyryhavaintojen erottaminen 20 toisistaan. Vakiintuneen käytännön mukaisesti höyryllä tarkoitetaan tässä tekstissä sekä varsinaista höyryä että höyrystä tiivistyvää, ihmissilminkin nähtävää sumua. Kyky havaita savua olisi erityisen hyödyllinen esimerkiksi tilanteessa, jossa kannellisessa kattilas25 sa oleva ruoka palaa pohjaan ja alkaa savuta. Kannen takia säteily- ja konvektiolämpö eivät välttämättä ole niin voimakkaita, että vaaratilanne havaittaisiin pelkillä lämpöantureilla riittävän nopeasti. Tavanomaisissa palovaroittimissa käytetyt ioni- ja optiset 1130 maisimet perustuvat siihen, että kun savukaasun pitoisuus tietyssä kammiossa kasvaa, kammion ominaisuudet (sähkövirran läpäisevyys, optinen sironta) muuttuvat. Kammioon perustuvat ilmaisimet soveltuvat huonosti liesivahdin kaltaiseen laitteeseen, koska lieden lä35 heisyydessä mittauskammio komponentteineen keräisi itseensä nopeasti rasvaa ja muuta likaa eikä sen puhdistaminen olisi kovinkaan helposti järjestettävissä.
20185023 prh 09 -01- 2018
Esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti savun ja höyryn havaitseminen liesivahdissa voi perustua liesivahdin ulkopuolella heijastuvan ja/tai siroavan optisen säteilyn havaitsemiseen. Lie5 sivahdissa voi olla optinen lähetin, joka lähettää sellaista optista säteilyä, jota on mahdollista havaita liesivahdin omilla, optisen säteilyn havaitsemiseen tarkoitetuilla ilmaisimilla. Jos optisen säteilyn tiellä ei ole muuta kuin puhdasta ilmaa, ilmaisinten 10 tuottama signaali on erilainen kuin jos optinen säteily kohtaa matkallaan höyryä, savua tai vaikkapa käyttäjän käden, jolla tämä on tekemässä liesivahdin toiminnan ohjaamiseen tarkoitettua elettä. Esitetyn kaltainen savun ja höyryn havaitseminen onkin mahdollista 15 yhdistää eleohjaukseen niin, että näihin kahteen tarkoitukseen käytetään ainakin osittain samoja komponenttej a.
Kuvan 3 mukaisessa liesivahdissa on optinen lähetin 304, joka on järjestetty lähettämään optista 20 säteilyä. Optisella säteilyllä tarkoitetaan vakiintuneen käytännön mukaisesti ultraviolett!-, valo-, tai infrapunasäteilyä. Sopiva säteilyn aallonpituus on valittava niin, että se kokee merkittävää heijastumista ja/tai sirontaa sellaisissa savun ja höyryn pitoisuuk25 sissa, joita tavanomaisen lieden ympäristössä tyypillisesti esiintyy. Lisäksi aallonpituus on valittava niin, että säteilyn heijastumista ja/tai sirontaa on mahdollista mitata liesivahdin omilla ilmaisimilla. On toki mahdollista varustaa liesivahti ainakin yhdellä 30 sellaisella ilmaisimella, jonka tarkoitus on mitata vain optisen lähettimen lähettämää optista säteilyä, mutta valmistuskustannusten, luotettavuuden, ulkomittojen ja energiankulutuksen kannalta on edullista, mikäli samoja ilmaisimia voidaan käyttää useampaan tar35 koitukseen. Optisia lähettimiä voi olla useampia kuin yksi, jolloin ne voivat toimia samalla tai eri aallonpituuksilla .
20185023 prh 09 -01- 2018
Kuvan 3 mukaisessa liesivahdissa optinen lähetin 304 on järjestetty lähettämään optista säteilyä siihen näkökenttään, josta lämpöanturijärjestelyn 11maisinelementit 301 ja 302 vastaanottavat lämpösätei5 lyä. Optinen lähetin 304 on tällöin siis edullisimmin infrapunalähetin, ja lämpöanturijärjestely on järjestetty vastaanottamaan näkökentästä myös mainitun optisen lähettimen lähettämää ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvaa tai sironnutta säteilyä. Jos 10 käyttäjä asettaa kätensä tai jonkin kädessä pitelemänsä esineen näkökenttään ja tekee sillä ohjaavan eleen, käsi tai esine heijastaa optisen lähettimen 304 lähettämää säteilyä tietyllä tavalla. Vastaavasti jos näkökentässä on höyryä tai savua, se heijastaa tai sirot15 taa optisen lähettimen 304 lähettämää säteilyä tietyllä toisella tavalla.
Mittaamalla on havaittu, että käyttäjän käden liikkuminen näkökentässä aiheuttaa heijastuneessa (ja siis lämpöanturijärjestelyn vastaanottamassa) sätei20 lyssä suhteellisen hitaan ja säännöllisen muutoksen, kun taas näkökentässä oleva savu tai höyry aiheuttaa nopeita ja epäsäännöllisiä muutoksia. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla ohjelmoitu tunnistamaan, muuttuuko vastaanotettu optisen lähettimen lähettämä ja 25 näkökentässä olevasta kohteesta heijastuva tai sironnat säteily säännöllisesti vai epäsäännöllisesti. Ensin mainitussa tapauksessa tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi tehdä toiminnon, johon ohjaavalla eleellä pyritään, kuten esimerkiksi merkitä tietyn aiemmin anne30 tun hälytyksen kuitatuksi. Jälkimmäisessä tapauksessa taas tietojenkäsittely-yksikkö 101 toi tuottaa hälytyksen, joka ilmaisee, että lieden alueella on havaittu savua tai höyryä.
Vaikka savu ja höyry voivat heijastaa tai si35 rottaa optista säteilyä suunnilleen samalla tavalla, niillä on eräs merkittävä ero. Höyry voidaan havaita ilmankosteusanturilla, kun taas savu ei tuota merkit
20185023 prh 09 -01- 2018 tävän suuruista kosteushavaintoa. Jotta kuvan 3 mukainen liesivahti voisi havaita tämän eron, siinä on 11mankosteusanturi 305, joka on järjestetty mittaamaan ilman kosteutta ja toimittamaan mitattua ilman kos5 teutta vastaavia mittaustietoja tietojenkäsittelyyksikköön 101. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 on ohjelmoitu tunnistamaan, ajoittuuko tunnistettu epäsäännöllinen muutos optisen lähettimen 304 lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa sätei10 lyssä samanaikaisesti mitatun ilmankosteuden nopeiden muutosten kanssa. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 on ohjelmoitu antamaan savuhälytys vasteena havaintoon, jonka mukaan tunnistettu epäsäännöllinen muutos optisen lähettimen lähettämässä ja näkökentässä olevasta 15 kohteesta heijastuvassa säteilyssä ei ajoitu samanaikaisesti mitatun ilmankosteuden nopeiden muutosten kanssa, koska tällöin on todennäköisesti havaittu savua .
Kuvan 3 mukaisessa liesivahdissa on myös lä20 heisyysanturi 306, joka on järjestetty mittaamaan ulkopuolisen kohteen läheisyyttä ja toimittamaan mitattua ulkopuolisen kohteen läheisyyttä vastaavia kohdetietoja tietojenkäsittely-yksikköön 101. Läheisyysanturi 306 voi olla esimerkiksi sinänsä tunnettu kapasi25 tiivinen anturi, joka tuottaa kohdetietoja esimerkiksi silloin, kun käyttäjä vie kätensä riittävän lähelle liesivahtia. Läheisyysanturin 306 käytöllä voidaan entisestään monipuolistaa sitä signaalivalikoimaa, jonka varassa tietojenkäsittely-yksikkö 101 päättelee, mitä 30 lieden alueella kulloinkin tapahtuu. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla ohjelmoitu tunnistamaan, ajoittuuko tunnistettu muutos optisen lähettimen 304 lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa säteilyssä samanaikaisesti ulkopuolisen 35 kohteen mitatun läheisyyden kanssa. Jos ajoittuu, muutos heijastuvassa säteilyssä aiheutui todennäköisesti käyttäjän kädestä, jonka tämä toi näkökenttään lie16
20185023 prh 09 -01- 2018 sivahdin lähelle. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi olla ohjelmoitu antamaan hälytys vasteena havaintoon, jonka mukaan tunnistettu muutos optisen lähettimen 304 lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta hei5 jastuvassa säteilyssä ei ajoitu samanaikaisesti ulkopuolisen kohteen mitatun läheisyyden kanssa, koska tällöin muutos saattoi johtua savun, höyryn, osaamattoman käyttäjän, kotieläimen tai muun sellaisen ilmaantumisesta näkökenttään, jonka ei tulisi olla siel10 lä.
Eleohjauksen, joka saa syöttötietoina optisen säteilyn mitattuja heijastuksia ja/tai läheisyysanturin 306 mittaamia läheisyystietoja, lisäksi tai asemesta voidaan käyttää ääniohjausta. Yksinkertainen ää15 niohjaus voi perustua liesivahdissa olevaan mikrofoniin, jonka antamasta signaalista tutkitaan vain, vastaanottiko mikrofoni jonkin tavanomaisesta poikkeavan äänen, joka ajoittui samanaikaisesti optisen säteilyn tietynlaisen heijastumisen tai läheisyysanturilla saa20 dun tietynlaisen havainnon kanssa. Tällaisella vertailulla voitaisiin erottaa esimerkiksi käyttäjän tarkoituksella tekemä hälytyksen kuittaus (esimerkiksi: käden liike liesivahdin näkökentässä ja samanaikaisesti sanottu sana pois tms.) tahattomasta käsien liikut25 telusta lieden yläpuolella. Kehittyneemmässä ääniohjauksessa voi olla puheentunnistuksen piirteitä, jolloin liesivahti reagoi eri tavoin riippuen siitä, mitä käyttäjä tai muu huoneessa olija sanoi. Mikrofoni ja mahdollinen puheentunnistusyksikkö voivat olla lie30 sivahdissa itsessään tai ne voivat olla osa yleistä älykodin käyttäjärajapintaa, joka on ohjelmoitu välittämään liesivahtia koskevat puhekomennot tai niitä vastaavat sähköiset komennot liesivahdille. Tämän tekstin kirjoittamisen aikaan tunnettuja älykodin ää35 niohjausrajapintoja, joista olisi mahdollista rakentaa yhteys liesivahtiin, ovat esimerkiksi Google Home ja Amazon Alexa.
20185023 prh 09 -01- 2018
Jos lämpöanturijärjestelyn ilmaisin tai ilmaisimet ovat kaistanleveydeltään leveitä, niillä havainnoidaan pääasiassa vastaanotetun lämpösäteilyn kokonaismäärää eikä niinkään sen spektrin muotoa eli sä5 teilyenergian suhteellista jakautumista eri aallonpituuksille. Kuvassa 4 on esitetty sellaisen liesivahdin periaate, jonka lämpöanturijärjestelyssä on kaksi tai useampia ilmaisinelementtejä 401, 402 ja 403, joiden herkkyyskaistat sijoittuvat eri kohtiin lämpösäteilyn 10 aallonpituusakselia. Eräs tapa eri ilmaisinelementtien herkkyyskaistojen sijoittamiseksi eri kohtiin lämpösäteilyn aallonpituusakselia on käyttää ilmaisinelementtejä, jotka perustuvat eri ilmaisinteknologiaan. Pitkäaaltoisin ilmaisinelementti 403 voi olla esimer15 kiksi sopivalla suodattimena varustettu thermopileanturi, jonka herkkyyskaista on noin 3-16 mikrometriä. Keskipitkien aaltojen ilmaisinelementti 402 voi olla esimerkiksi sopivalla linssillä varustettu InGaAsvastaanotin, jonka herkkyyskaista on noin 1-3 mikro20 metriä. Lyhytaaltoisin ilmaisinelementti 401 voi olla esimerkiksi infrapunafotodiodi, jonka herkkyyskaista on noin 700-1000 nanometriä.
Eri ilmaisinelementtien herkkyyskaistat voivat sijaita lämpösäteilyn aallonpituusakselilla koko25 naan eri kohdissa, kuten edellä kuvatussa esimerkissä (3-16 mikrometriä, 1-3 mikrometriä, 700-1000 nanometriä) . Toinen vaihtoehto on, että ainakin kahden ilmaisinelementin herkkyyskaistat sijaitsevat lämpösäteilyn aallonpituusakselilla ainakin osittain päällekkäin. Ne 30 voivat olla päällekkäin esimerkiksi niitä erottavan raja-aallonpituuden alueella (esimerkiksi 2-16 mikrometriä ja 1-3 mikrometriä) tai toinen voi kattaa kapeamman osan toisen herkkyyskaistasta (esimerkiksi 316 mikrometriä ja 6-10 mikrometriä).
Kuvan 4 liesivahdissa tietojenkäsittelyyksikkö 101 voi olla ohjelmoitu vertaamaan eri ilmaisinelementtien 401, 402 ja 403 tuottamia ilmaisinsig
20185023 prh 09 -01- 2018 naaleja näkökentässä olevan kohteen lämpötilan ja muiden kohdetta koskevien tietojen määrittämiseksi. Tietojenkäsittely-yksikkö 101 voi esimerkiksi havainnoida kunkin ilmaisinelementin tuottaman ilmaisinsignaalin 5 absoluuttista suuruutta ja muutosnopeutta. Jos näkökentässä on pieni kohde, jonka lämpötila nousee nopeasti, lyhytaaltoisimman ilmaisinelementin 401 tuottaman ilmaisinsignaalin voi olettaa muuttuvan nopeammin kuin muilta ilmaisinelementeiltä 402 ja 403 tulevien 10 ilmaisinsignaalien.
Edellä esitetyt liesivahdin piirteet ovat muunneltavissa ja yhdisteltävissä toisiinsa monin eri tavoin. Esimerkiksi kuvan 3 esittää, että kaikki ilmaisintyypit olisivat käytössä samassa liesivahdissa.
Käyttötarkoituksesta ja halutusta toiminnallisuudesta riippuen on kuitenkin mahdollista valita liesivahtiin vain osa kuvassa 3 esitetyistä ilmaisintyypeistä ja/tai varustaa liesivahti lisäksi jollain sellaisilla ilmaisintyypeillä, joita tässä selostuksessa ei ole 20 käsitelty.
Eräs toinen muuntelumahdollisuus liittyy optiseen lähettimeen 304. Jos se pystyy lähettämään kohdennettua näkyvää valoa, se voidaan ottaa osaksi liesivahdin käyttöliittymää. Liesivahdin alapuolella on 25 tyypillisesti melko suuri ja tasainen pinta, johon kuuluvat lieden yläpinta ja sitä ympäröivä työtaso tai vastaava. Kohdennettua näkyvää valoa voidaan käyttää ohjetekstien, kuvioiden ja muiden käyttäjälle näkyvien valoilmiöiden heijastamiseksi kyseiselle pinnalle.
Liesivahti tai ainakin sen lämpöanturijärjestely (ja/tai muu anturijärjestely) voi olla integroitu osa liesituuletinta. Ne liesivahdin osat, jotka integroitaisiin liesituulettimeen, voidaan rakentaa saman kokoisiksi ja muotoisiksi kuin sellainen valomoduuli, jota käytettäisiin liesivahdittomassa liesituulettimessa lieden ja/tai sen lähialueen valaisemiseen. Tällä järjestelyllä saavutetaan valmistusteknistä etua,
20185023 prh 09 -01- 2018 koska liesituuletinten valmistaja voi käyttää kokoonpanovaiheessa kaikkia muita samoja osia riippumatta siitä, asennetaanko kyseiseen liesituulettimeen integroitu liesivahti vai tavanomainen valomoduuli. Integ5 roitava liesivahti voidaan asentaa paikalleen jo liesituulettimen kokoonpanon yhteydessä tai se voidaan vaihtaa aiemmin asennetun valomoduulin tilalle jälkikäteen. Integroitavassa liesivahdissa voi itsessään olla myös valonlähteitä, jolloin lieden ja sen lähi10 alueen valaistus ei riipu siitä, onko liesituulettimen kyseisessä kohdassa pelkkä valomoduuli vai integroitu liesivahti.
Jos liesivahtijärjestelyyn kuuluu langaton tietoverkkorajapinta esimerkiksi niin sanotun radiomo15 duulin muodossa, se voidaan edullisesti tehdä sellaiseksi, että se on helppo ja nopea vaihtaa toiseen. Tällä saavutetaan se etu, että liesivahtijärjestelyn valmistajan ei välttämättä tarvitse tietää, mitä langatonta tiedonsiirtoratkaisua käytetään ympäristössä, 20 johon liesivahtijärjestely aikanaan asennetaan. Jotta radiomoduuli olisi helposti vaihdettavissa, sillä voi olla ainakin vakiokoko ja -muoto sekä vakiomallinen sähköinen ja toiminnallinen rajapinta muuhun liesivahti j ärj estelyyn . Vaihdettavia radiomoduuleja voidaan 25 toimittaa saman liesivahtijärjestelyn mukana useita, tai liesivahtijärjestelyä hankkiva käyttäjä voi hankkimishetkellä ilmoittaa, millä radiomoduulilla hänen liesivahtijärjestelynsä tulisi varustaa.
Liesivahti, jolla on langallinen tai langaton 30 tiedonsiirtoyhteys paikalliseen tiedonsiirtoverkkoon, on edullista valmistaa sellaiseksi, että sen ohjelmisto voidaan päivittää automaattisesti lähettämällä uusi ohjelmisto ja sen tallennus- ja käyttöönottokomento tiedonsiirtoverkon kautta (ns. Firware Over the Air) . 35 Tämä parantaa merkittävästi käyttömukavuutta, koska liesivahtiin voidaan tuoda uusia toiminnallisia piirteitä ja sen toiminnassa mahdollisesti havaittuja puutteita voidaan korjata jopa kokonaan ilman, että käyttäjä edes tietää asiasta tai ainakin ilman, että käyttäjän tarvitsee tehdä ohjelmistopäivityksen eteen mitään.

Claims (11)

  1. PATENTTIVAATIMUKSET
    1. Liesivahti, jossa on tietojenkäsittelyyksikkö (101) sekä lämpöanturijärjestely (102) lämpösäteilyn vastaanottamiseksi tietyssä näkökentässä
    5 (103, 104) sijaitsevista kohteista ja vastaanotettua lämpösäteilyä kuvaavien ilmaisinsignaalien toimittamiseksi tietojenkäsittely-yksikköön (101), tunnettu siitä, että lämpöanturijärjestely (102) on järjestetty tuottamaan ilmaisinsignaaleja eri tavalla vastaten nä10 kökentän keskialueelta (103) vastaanotettua lämpösäteilyä kuin näkökentän laita-alueelta (104) vastaanotettua lämpösäteilyä siten, että lämpöanturijärjestelyssä on ainakin ensimmäinen (301) ja toinen (302) eri ilmaisinelementti ja 15 - liesivahdissa on optiikka (303), joka on järjestetty ohjaamaan ensimmäiselle ilmaisinelementille (301) lämpösäteilyä suppeammasta osasta mainittua näkökenttää kuin toiselle ilmaisinelementille (302).
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liesivahti,
    20 tunnettu siitä, että siinä on linssi (201), joka on sijoitettu optiselle polulle mainitussa näkökentässä sijaitsevien kohteiden ja lämpöanturijärjestelyyn kuuluvan ilmaisinelementin (202) väliin ja jonka lämpösäteilylle aiheuttama vaimennus riippuu lämpösätei25 lyn saapumiskulmasta.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että mainittu linssi (201) on fresnellinssi.
  4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liesivahti,
    30 tunnettu siitä, että mainittu tietojenkäsittelyyksikkö (101) on ohjelmoitu vertaamaan mainittujen ensimmäisen (301) ja toisen (302) ilmaisinelementin tuottamia ilmaisinsignaaleja toisiinsa sen selvittämiseksi, onko ensimmäisen ilmaisinelementin (301) mit
    20185023 prh 28 -12- 2018 taama lämpötila erilainen kuin toisen ilmaisinelementin (302) mittaama.
  5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että mainittu tietojenkäsittely-
    5 yksikkö (101) on ohjelmoitu tuottamaan hälytys vasteena havaintoon, jonka mukaan ensimmäisen ilmaisinelementin (301) mittaama kohteen lämpötila on merkittävästi erilainen kuin toisen ilmaisinelementin (302) mittaama ja jommankumman ilmaisinelementin mittaama 10 kohteen lämpötila on suurempi kuin ennalta määrätty raj a-arvo.
  6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että siinä on optinen lähetin (304), joka on järjestetty lähettämään op-
    15 tista säteilyä mainittuun näkökenttään, niin että mainittu lämpöanturijärjestely (102) on järjestetty vastaanottamaan näkökentästä myös mainitun optisen lähettimen (304) lähettämää ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvaa tai sironnutta säteilyä.
    20
  7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että mainittu tietojenkäsittelyyksikkö (101) on ohjelmoitu tunnistamaan, muuttuuko vastaanotettu optisen lähettimen (304) lähettämä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuva tai siron25 nut säteily säännöllisesti vai epäsäännöllisesti.
  8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että liesivahdissa on ilmankosteusanturi (305), joka on järjestetty mittaamaan ilman kosteutta ja toi30 mittamaan mitattua ilman kosteutta vastaavia mittaustietoja mainittuun tietojenkäsittely-yksikköön (101), mainittu tietojenkäsittely-yksikkö (101) on ohjelmoitu tunnistamaan, ajoittuuko tunnistettu epäsäännöllinen muutos optisen lähettimen (304) lähettä
    20185023 prh 28 -12- 2018 mässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa säteilyssä samanaikaisesti mitatun ilmankosteuden nopeiden muutosten kanssa ja mainittu tietojenkäsittely-yksikkö (101) on
    5 ohjelmoitu antamaan savuhälytys vasteena havaintoon, jonka mukaan tunnistettu epäsäännöllinen muutos optisen lähettimen (304) lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa säteilyssä ei ajoitu samanaikaisesti mitatun ilmankosteuden nopeiden muutos10 ten kanssa.
  9. 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että liesivahdissa on läheisyysanturi (306), joka on järjestetty mittaamaan ulkopuolisen kohteen lähei15 syyttä ja toimittamaan mitattua ulkopuolisen kohteen läheisyyttä vastaavia kohdetietoja mainittuun tietojenkäsittely-yksikköön (101) mainittu tietojenkäsittely-yksikkö (101) on ohjelmoitu tunnistamaan, ajoittuuko tunnistettu muutos 20 optisen lähettimen (304) lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa säteilyssä samanaikaisesti ulkopuolisen kohteen mitatun läheisyyden kanssa ja mainittu tietojenkäsittely-yksikkö (101) on
    25 ohjelmoitu antamaan hälytys vasteena havaintoon, jonka mukaan tunnistettu muutos optisen lähettimen (304) lähettämässä ja näkökentässä olevasta kohteesta heijastuvassa säteilyssä ei ajoitu samanaikaisesti ulkopuolisen kohteen mitatun läheisyyden kanssa.
    30
  10. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liesivahti, tunnettu siitä, että lämpöanturijärjestelyssä on kaksi tai useampia ilmaisinelementtejä (401, 402, 403), joiden herkkyyskaistat sijoittuvat eri kohtiin lämpösäteilyn aal35 lonpituusakselia ja mainittu tietojenkäsittely-yksikkö (101) on ohjelmoitu vertaamaan eri ilmaisinelementtien tuottamia ilmaisinsignaaleja näkökentässä olevan kohteen lämpötilan määrittämiseksi.
  11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen liesivah-
    5 ti, tunnettu siitä, että ainakin kaksi mainituista kahdesta tai useammasta ilmaisinelementeistä perustuu eri ilmaisinteknologiaan.
FI20185023A 2018-01-09 2018-01-09 Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää FI127878B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185023A FI127878B (fi) 2018-01-09 2018-01-09 Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää
PL19150656T PL3508793T3 (pl) 2018-01-09 2019-01-08 Zabezpieczenie kuchenki, w którym stosuje się szerokie pole widzenia
EP19150656.7A EP3508793B1 (en) 2018-01-09 2019-01-08 Stove guard using a broad field of view
DK19150656.7T DK3508793T3 (da) 2018-01-09 2019-01-08 Komfurbeskyttelse under anvendelse af bredt synsfelt
US16/243,630 US11441845B2 (en) 2018-01-09 2019-01-09 Stove guard using a broad field of view

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185023A FI127878B (fi) 2018-01-09 2018-01-09 Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20185023A1 FI20185023A1 (fi) 2019-04-30
FI127878B true FI127878B (fi) 2019-04-30

Family

ID=65010561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20185023A FI127878B (fi) 2018-01-09 2018-01-09 Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11441845B2 (fi)
EP (1) EP3508793B1 (fi)
DK (1) DK3508793T3 (fi)
FI (1) FI127878B (fi)
PL (1) PL3508793T3 (fi)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20185482A1 (fi) 2018-05-25 2019-11-26 Safera Oy Liesivahti, joka hyödyntää eri aallonpituuksia
US10871394B2 (en) 2018-08-03 2020-12-22 Pixart Imaging Inc. Optical sensor assembly
US11280500B2 (en) * 2018-08-03 2022-03-22 Pixart Imaging Inc. Auto detection system based on thermal signals
WO2020037196A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-20 Broan-Nutone Llc Sensor enabled range hood
US20210369122A1 (en) * 2020-06-01 2021-12-02 Welch Allyn, Inc. Temperature Screening Systems and Methods
US20230245543A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-03 Samsung Electronics Company, Ltd. Systems and methods for real-time occupancy detection and temperature monitoring of cooking utensils for food processing assistance

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3415994A (en) * 1966-10-28 1968-12-10 Navy Usa Dual element infrared detector
DE8816609U1 (de) * 1988-02-04 1990-01-11 B.E.G. Brück Electronic GmbH, 5253 Lindlar Infrarot-Signalgeber
JP2550339Y2 (ja) * 1991-06-03 1997-10-08 株式会社村田製作所 熱源移動検出装置
DE19528590C3 (de) * 1995-08-03 2003-11-27 Raytek Gmbh Vorrichtung zur Temperaturmessung
SE525894C2 (sv) 2002-03-07 2005-05-24 Jenka Electronics As System och sätt för övervakning av elektrisk spis
US7148482B2 (en) * 2004-03-25 2006-12-12 Delphi Technologies, Inc. Multiple sensor thermal radiation detector and method
US20050265423A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-01 Mahowald Peter H Monitoring system for cooking station
US8581159B2 (en) * 2007-06-05 2013-11-12 Miele & Cie. Kg Control method for a cooktop and cooktop for carrying out said method
DE202007013986U1 (de) * 2007-10-05 2008-02-07 Cedes Ag Vorrichtung zur Steuerung eines angetriebenen Bewegungselements, insbesondere einer Tür oder eines Tores
US7985953B2 (en) * 2008-03-31 2011-07-26 Honeywell International Inc. System and method of detecting human presence
FI121608B (fi) 2008-07-04 2011-01-31 Safera Oy Liesiturvajärjestelmä
US8240912B2 (en) * 2008-08-15 2012-08-14 Fluke Corporation Multi-zone non-contact spot thermometer
DE102008041390A1 (de) * 2008-08-20 2010-02-25 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kochfeldvorrichtung
DE202009018974U1 (de) * 2009-03-02 2015-01-22 Infratec Gmbh Sensor zur winkelaufgelösten Erfassung von Flammen oder Bränden
WO2012092424A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Exergen Corporation Infrared sensor and method for electrical monitoring
JP5899393B2 (ja) 2011-02-25 2016-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レンジフード
DE102011081303A1 (de) * 2011-08-22 2013-02-28 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Überwachungsvorrichtung für Kochfelder
DE102011081355A1 (de) * 2011-08-23 2013-02-28 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Einrichten einer Überwachungsvorrichtung für ein Kochfeld
US9881474B2 (en) * 2012-09-21 2018-01-30 Google Llc Initially detecting a visitor at a smart-home
JP6139873B2 (ja) * 2012-12-11 2017-05-31 能美防災株式会社 熱感知器及び該熱感知器を備えた火災報知設備
US20180073924A1 (en) * 2015-03-19 2018-03-15 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic module for spectral and proximity data acquisition
FI126188B (fi) * 2015-09-21 2016-08-15 Innohome Oy Lämpötilavahdin anturiyksikkö
CN205065848U (zh) 2015-09-29 2016-03-02 九阳股份有限公司 一种吸油烟机
EP3428590B1 (en) * 2017-07-12 2022-10-26 Honeywell International Inc. System and method to identify obscuration fault in a flame detector

Also Published As

Publication number Publication date
DK3508793T3 (da) 2020-10-12
US11441845B2 (en) 2022-09-13
EP3508793B1 (en) 2020-09-23
FI20185023A1 (fi) 2019-04-30
US20190212060A1 (en) 2019-07-11
EP3508793A1 (en) 2019-07-10
PL3508793T3 (pl) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI127878B (fi) Liesivahti, joka hyödyntää laajaa näkökenttää
US10344984B2 (en) Safety burner system with automatic shut-off
CN106461234B (zh) 传感器启用抽油烟机系统和方法
AU2011280059B2 (en) Optically redundant fire detector for false alarm rejection
US20210247074A1 (en) Sensor enabled range hood
KR101652076B1 (ko) 화재감지기
EP1894178B1 (en) A flame detector and a method
KR20150083795A (ko) 조리기의 안전 사용을 모니터하는 방법 및 장치
CN107851355B (zh) 有报警器壳体中的光学测量腔和是该壳体一部分在报警器罩内侧处镜面的散射光烟雾报警器
KR101713232B1 (ko) 상업용 자동 소화 장치
JP2008298627A (ja) 赤外線センサー
US20230315384A1 (en) Safe voice-based remote control of a domestic appliance
US11248964B2 (en) Stove guard utilizing different wavelengths
JP2013190190A (ja) コンロ用安全装置
KR102032549B1 (ko) 융합 지능형 안전관리 시스템
JP2531797B2 (ja) 環境監視装置
US10012545B2 (en) Flame detector with proximity sensor for self-test
CN110346045A (zh) 一种燃气灶防干烧检测方法、检测装置及燃气灶
WO2013098004A1 (en) Oven with optical detection means
JP5859085B2 (ja) センサケース構造、及びそのセンサケース構造を備えた加熱調理器
JP6227458B2 (ja) 赤外線ヒータを用いた暖房装置における警報装置及び警報方法
IT202100020873A1 (it) Sistema per la riduzione dei rischi dovuti all’utilizzo di apparati per la cottura.
JP2020176766A (ja) 赤外線検出ユニット及び加熱調理装置
CN109556155A (zh) 用于油烟机的油烟检测装置以及油烟机

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127878

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B