FR3112668A1 - Dispositif de pilotage de l'élaboration de crème glacée dans une sorbetière par un capteur de température infra-rouge - Google Patents
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Abstract
Dispositif de pilotage de l'élaboration de crème glacée dans une sorbetière par un capteur de température infra-rouge L’invention concerne dans le domaine des appareils ménagers, un dispositif de mesure de la température de la crème glacée à distance pour piloter son élaboration dans une sorbetière. Pour mesurer la température de la crème glacée (C), le dispositif selon l’invention comporte un capteur de température infra-rouge (IR). Ce capteur est conçu pour viser l’emplacement de la crème glacée en cours d’élaboration soit directement soit indirectement par des dispositifs réfléchissants. La température ainsi mesurée peut être affichée à l’attention de l’utilisateur. De plus l’électronique du capteur de température infra-rouge (IR) peut être connectée à l’électronique de command de la sorbetière (S), alors la mesure de température peut être exploitée par l’électronique de commande de la sorbetière (S) pour optimiser le processus d’élaboration de la crème glacée. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
L’invention concerne dans le domaine des appareils ménagers, un dispositif de mesure de la température de la crème glacée à distance pour piloter son élaboration dans une sorbetière.
ART ANTERIEUR
Dans beaucoup de modèles de sorbetières, le réglage de la vitesse de rotation de l’axe malaxeur ou de la puissance de la réfrigération se fait en boucle ouverte par un simple bouton à plusieurs positions.
Sur des modèles plus sophistiqués, il est possible de donner une consigne de température, mais en fait cette consigne s’applique à une mesure de température de l’élément réfrigérant, dans certains cas à la mesure de température du récipient qui contient la crème glacée.
En fait la température de la crème glacée n’est pas l’élément qui permet d’asservir le pilotage de l’élaboration de la crème glacée par l’électronique de commande de la sorbetière.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
Le dispositif selon l’invention comporte au moins un capteur de température infra-rouge intégré à l’appareil ménager qu’est une sorbetière pour mesurer la température des crèmes glacées à distance.
Le capteur de température infra-rouge est orienté ou orientable pour pouvoir viser la température d’une crème glacée sur sa face supérieure.
Le capteur de température infra-rouge pour mesurer la température de la crème glacée a un trajet du rayon optique d’au moins plusieurs centimètres, au minimum 3 cm.
En fonction des modes de réalisations, le trajet du rayon optique peut faire plusieurs dizaines de centimètres.
En fonctions des modes de réalisations, le trajet du rayon optique peut comporter au moins une réflexion sur un dispositif réfléchissant.
Ce dispositif réfléchissant comporte au minimum un miroir, mais de préférence plusieurs miroirs pour améliorer le rapport entre l’émission infra-rouge de la crème glacée, réfléchie par le dispositif réfléchissant et l’émission infra-rouge du miroir.
Selon un mode de réalisation, le capteur de température infra-rouge est directement intégré à une sorbetière en deux variantes.
Dans une première variante, le capteur de température infra-rouge peut-être intégré au-dessus des crèmes glacées, notamment pour les sorbetières dont la motorisation de l’axe malaxeur est en partie haute de l’appareil.
Dans une deuxième variante, le capteur de température infra-rouge est intégré en partie basse ce qui nécessite un système de miroirs pour transmettre l’émission infra-rouge de la crème glacée.
Au moins une température mesurée est affichée à destination de l’utilisateur.
De fait l’invention est un dispositif de pilotage de l’élaboration d’une crème glacée basée sur un capteur de température infrarouge.
Le pilotage peut être manuel quand l’utilisateur exploite lui-même la température affichée pour effectuer l’élaboration de la crème glacée à sa convenance.
Le pilotage peut également être électronique quand l’électronique du capteur de température infra-rouge peut être connectée à l’électronique de commande de la sorbetière.
Il peut s’agir d’une connexion entre l’électronique du capteur de température infra-rouge et l’électronique de commande de la sorbetière par liaison filaire ou par liaison sans fils (wifi, Bluetooth) éventuellement en coopération avec le smartphone de l’utilisateur.
Alors la variation de la température de la crème glacée mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de l’appareil ménager estime la masse de la crème glacée en fonction de la puissance électrique consommée.
En particulier, si la sorbetière dispose de la puissance électrique consommée par le moteur de l’axe malaxeur, mesurée par un capteur de courant, cette valeur associée à la variation de la température de la crème glacée mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de l’appareil ménager adapte son processus.
Si de plus l’appareil ménager dispose de la masse de la crème glacée mesurée par une balance électronique intégrée, cette valeur associée à la variation de la température de la crème glacée mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de la sorbetière adapte son processus.
Pour les modèles encore plus sophistiqués, l’électronique de commande de l’appareil ménager dispose de mesures physiques optiques du capteur de température infra-rouge autres que la température, telles que des coefficients de diffusion, d’émissivité ou de polarisation.
Il est également possible que l’orientation du rayon optique d’un capteur de température infra-rouge soit commandée par l’électronique de commande de la sorbetière.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Le dispositif selon l’invention comporte au moins un capteur de température infra-rouge intégré à l’appareil ménager qu’est une sorbetière pour mesurer la température des crèmes glacées à distance.
La température des crèmes glacées est celle mesurée à la surface quand la crème glacée (C) est contenue dans le bol mélangeur (B) qui la contient.
Le capteur de température infra-rouge (IR) est orienté ou orientable pour pouvoir viser la température d’une crème glacée (C) sur sa face supérieure.
Le capteur de température infra-rouge (IR) pour mesurer la température de la crème glacée (C) a un trajet du rayon optique (R) d’au moins plusieurs centimètres, au minimum 3 cm.
En fonction des modes de réalisations, le trajet du rayon optique (R) peut faire plusieurs dizaines de centimètres.
En fonction des modes de réalisations, le trajet du rayon optique (R) peut comporter au moins une réflexion sur un dispositif réfléchissant (DR).
Ce dispositif réfléchissant (DR) comporte au minimum un miroir (M), mais de préférence plusieurs miroirs (M) pour améliorer le rapport entre l’émission infra-rouge de la crème glacée, réfléchie par le dispositif réfléchissant (DR) et l’émission infra-rouge du miroir.
En effet pour éviter que le capteur de température infra-rouge (IR) mesure la température d’un miroir (M) et non pas celle de la crème glacée (C), il faut d’abord éviter les miroirs classiques avec une face en verre qui émettrait dans l’infra-rouge.
De préférence, la face du miroir (M) sera une surface métallique nue. Cette surface métallique nue peut être réalisée par la surface lisse d’un élément en métal tel qu’en aluminium ou en inox, métaux courants dans le domaine des appareils ménagers. Il peut également s’agir d’une fine couche d’aluminium déposée sous vide sur un élément en plastique.
La illustre l’exemple d’un dispositif réfléchissant simple (DR, DRS) composé d’un seul miroir (M). Dans ce cas le rayon infra-rouge (RA) émis par la crème glacée (C) est réfléchi par le miroir en un rayon (RB) qui sera superposé à l’émission infra-rouge du miroir (M).
La illustre l’exemple d’un dispositif réfléchissant double (DR, DRD) composé de deux miroirs (MA, MB). Dans ce cas le rayon infra-rouge (RA) émis par la crème glacée (C) est réfléchi par le miroir (MA) en un rayon (RB) puis par le miroir (MB) en un rayon (RC). Du fait de la diminution de la valeur de l’angle d’incidence, le coefficient de réflexion des miroirs (MA, MB). sera augmenté et l’émission dans l’infra-rouge des miroirs (MA, MB) selon l’axe des rayons (RB) (RC) sera diminuée.
La illustre l’exemple d’un dispositif réfléchissant triple (DR, DRT) composé de trois miroirs (MA, MB, MC). Dans ce cas le rayon infra-rouge (RA) émis par la crème glacée (C) est réfléchi par le miroir (MA) en un rayon (RB) puis par le miroir (MB) en un rayon (RC) ) puis par le miroir (MC) en un rayon (RD). Du fait de la diminution de la valeur de l’angle d’incidence, le coefficient de réflexion des miroirs (MA, MB, MC) sera encore augmenté et l’émission dans l’infra-rouge des miroirs (MA, MB, MC) selon l’axe des rayons (RB) (RC) (RD) sera encore diminuée. De plus cela permet éventuellement de contourner la paroi (P) du bol mélangeur (B) qui contient la crème glacée (C).
Le capteur de température infra-rouge est directement intégré à la sorbetière (S).
Dans une première variante illustrée , le capteur de température infra-rouge (IR) peut-être intégré au-dessus des crèmes glacées, notamment pour les sorbetières (S) dont la motorisation de l’axe malaxeur est en partie haute de l’appareil.
La partie supérieure de l’appareil peut pivoter quand on déverrouille l’appareil en appuyant sur un bouton (V).
Le capteur de température infra-rouge (IR) est placé à l’avant, bien entendu désaxé par rapport à l’axe du malaxeur et permet de mesurer la température de la crème glacée (C) malgré la présence du malaxeur y compris quand il est en rotation.
Il est illustré également un afficheur supplémentaire (AT) pour afficher la température mesurée à l’attention de l’utilisateur.
Dans une deuxième variante illustrée , le capteur de température infra-rouge est intégré en partie basse ce qui nécessite un dispositif réfléchissant à l’emplacement (EM) pour transmettre l’émission infra-rouge de la crème glacée.
De préférence ce dispositif réfléchissant (DR) comporte plusieurs miroirs pour contourner la paroi (P) du bol mélangeur (B) qui contient la crème glacée (C).
Dans un mode de réalisation les miroirs (M) sont la surface d’éléments métalliques solidaires du bol mélangeur (B).
Dans un autre mode de réalisation, les miroirs (M) sont des couches d’aluminium sous vide déposées sur un élément en plastique qui peut être intégré à un couvercle en plastique non représenté mais usuel pour ce type de sorbetière (S).
Il est bien entendu possible de créer un support sous forme d’un élément cylindrique vertical qui permet de fixer le capteur de température infra-rouge (IR) à son sommet pour viser la crème (C) glacée directement.
Pour l’ensemble des deux variantes précédentes, la température ainsi mesurée par le capteur de température infra-rouge (IR) peut être directement affichée à l’attention de l’utilisateur qui peut l’utiliser à sa convenance.
En particulier, l’utilisateur peut adopter une façon de faire liée au fait qu’il s’agisse d’une crème glacée, d’un sorbet ou d’un autre mélange.
De fait l’invention est un dispositif de pilotage de l’élaboration d’une crème glacée basé sur un capteur de température infrarouge (IR). Le pilotage est dans ce cas manuel mais il peut être complété par un pilotage électronique.
Pour des modèles les plus sophistiqués, l’électronique du capteur de température infra-rouge (IR) peut être connectée à l’électronique de commande de la sorbetière (S) et la mesure de la température peut être un paramètre d’entrée de l’électronique de commande de la sorbetière (S) électrique pour réaliser une commande optimale au sens de l’automatique.
Cela présente l’intérêt d’une commande optimale pour réaliser une action spécifique.
De plus l’électronique de commande réalisée classiquement par un microprocesseur dispose de moyens de calculs temps réels dont ne dispose l’utilisateur.
A titre d’exemple, la variation de la température de la crème glacée (C) mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de la sorbetière (S) estime la masse de la crème glacée (C) en fonction de la puissance électrique consommée.
En particulier, si l’électronique de commande de la sorbetière dispose de la puissance électrique consommée par le moteur de l’axe malaxeur, mesurée par exemple par un capteur de courant, cette valeur associée à la variation de la température de la crème glacée mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de l’appareil ménager adapte son processus.
Si de plus l’appareil ménager dispose de la masse de la crème glacée mesurée par une balance électronique intégrée, cette valeur associée à la variation de la température de la crème glacée mesurée par le capteur de température infra-rouge est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de la sorbetière adapte son processus.
Il est également possible que l’orientation du rayon optique (R) d’un capteur soit commandée par l’électronique de commande de la sorbetière (S).
A titre d’exemple, la variation de la température de la crème glacée (C) mesurée par le capteur de température infra-rouge (IR) est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de la sorbetière (S) électrique estime la masse de la crème glacée (C) en fonction de la puissance électrique consommée quand la sorbetière intègre un élément réfrigérant.
En effet l’électronique de commande connaît d’une part la puissance électrique effectivement employée par rapport à la puissance électrique de l’élément réfrigérant ainsi que la puissance électrique du moteur qui entraine l’axe malaxeur. Au fur et à mesure de l’élaboration de la crème glacée, sa consistance va être de plus en plus dure ce qui augmentera le couple nécessaire de la part du moteur électrique et l’intensité en courant associée.
D’autre part, l’observation en conséquence de la variation de température de la crème glacée (C) en °C par seconde en regard de la puissance électrique moyennée par l’élément réfrigérant quand il est présent, va déterminer la valeur en eau de la crème glacée (C). A défaut de connaître la crème glacée (C), on peut estimer qu’il a une capacité calorique voisine de celle de l’eau et donc une masse égale à celle de la valeur en eau précédemment calculée.
Si de plus, l’électronique de commande de la sorbetière (S) dispose de la masse de la crème glacée (C) mesurée par une balance électronique intégrée à la sorbetière (S) et de la variation de la température de la crème glacée (C) mesurée par le capteur de température infra-rouge (IR) , il est alors possible d’estimer la capacité calorique de la crème glacée (C) en fonction de la puissance électrique consommée. La capacité calorique est obtenue en comparant la valeur en eau précédemment calculée à celle obtenue en divisant par la masse effectivement mesurée par la balance électronique intégrée.
De plus le capteur de température infra-rouge (IR) étant un capteur optique peut donner des mesures physiques optiques autres que la température telles que des coefficients de diffusion, d’émissivité ou de polarisation. A titre d’exemple une crème glacée, un sorbet ou une crème de yaourt à une même température et à une même distance optique du capteur pourraient être différenciés par ces mesures physiques différentes de la seule mesure de température.
De ce point de vue, si l’utilisateur a besoin d’un capteur pour mesurer uniquement la température, l’électronique de commande contrairement à l’utilisateur peut optimiser son processus de commande en fonction de ces mesures physiques optiques différente de la seule mesure de température.
L’électronique de commande de la sorbetière (S) peut disposer de mesures physiques optiques du capteur de température infra-rouge autres que la température telles que des coefficients de diffusion, d’émissivité ou de polarisation et les exploiter.
La présence selon l’invention d’un capteur de température infra-rouge (IR) permet de transformer une simple commande électronique de la sorbetière (S) en une véritable commande optimale de processus au sens de l’automatique.
En termes d’application industrielle, l’invention s’applique à la mesure de températures des crèmes glacées (C) dans le cadre d’un appareil ménager qu’est une sorbetière (S).
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit pour une gamme de produits avec différents niveaux de sophistications.
Claims (10)
- Dispositif de pilotage de l’élaboration de crème glacée par une sorbetière (S) caractérisé par le fait qu’il comporte au moins un capteur de température infra-rouge (IR) intégré à la sorbetière (S) pour mesurer la température des crèmes glacées (C) à distance.
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le capteur de température infra-rouge (IR) est orienté ou orientable pour pouvoir viser la température d’une crème glacée (C) sur sa face supérieure.
- Dispositif selon l’un quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé par le fait que le capteur de température infra-rouge (IR) pour mesurer la température de la crème glacée (C) a un trajet du rayon optique (R) qui comporte au moins une réflexion sur un dispositif réfléchissant (DR).
- Dispositif selon la revendication 3 par le fait que le dispositif réfléchissant (DR) comporte plusieurs miroirs pour améliorer le rapport entre l’émission infra-rouge de la crème glacée réfléchie par le dispositif réfléchissant et l’émission infra-rouge du miroir.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait qu’au moins une température mesurée est affichée à destination de l’utilisateur.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que l’électronique du capteur de température infra-rouge (IR) est connectée à l’électronique de commande de la sorbetière (S).
- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le capteur de température infra-rouge (IR) est orientable par l’électronique de commande de la sorbetière (S).
- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la variation de la température de la crème glacée (C) mesurée par le capteur de température infra-rouge (IR) est un paramètre d’entrée pour que l’électronique de commande de l’appareil ménager adapte son processus en fonction de la puissance électrique consommée.
- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l’électronique de commande de la sorbetière (S) dispose de la masse de la crème glacée (C) mesurée par une balance électronique intégrée et de la variation de la température de la crème glacée (C) mesurée par le capteur de température infra-rouge (IR), et adapte son processus en conséquence.
- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l’électronique de commande de la sorbetière (S) dispose de mesures physiques optiques du capteur de température infra-rouge (IR) autres que la température telles que des coefficients de diffusion, d’émissivité ou de polarisation et les exploite.
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