JP2003529184A - 加熱対象物の高周波識別を用いた磁気誘導加熱方法および装置 - Google Patents
加熱対象物の高周波識別を用いた磁気誘導加熱方法および装置Info
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Abstract
Description
,559号の利益を主張する。
的に接続されていない誘導加熱可能な対象物を加熱し、温度を制御することが可
能な磁気誘導加熱システムおよび方法に関するものである。より具体的には、本
発明は、そのようなシステムに加えて、個々の構成部品、RFIDタグが取り付
けられた加熱対象物、RFIDリーダを含む誘導加熱器に関する。食器等のタグ
が取り付けられた対象物が加熱器に配置されると、タグは加熱対象物の種類など
の情報を送信し、加熱器調節回路は、その情報を用いて適切な加熱サイクルを開
始および実行し、対象物の加熱および温度制御を行う。好適な形態では、タグお
よびヒータ/ライタが、それぞれ関連する加熱情報を記憶する電子メモリ(記憶
)装置を有し、タグとヒータ/ライタ間に、双方向送信を確立する。スイッチに
が経験した(感知した)温度等の外的状況に応答する関連したスイッチを有する
RFIDタグを用いて、より厳密な制御が実現される。本発明は事実上、食器な
どの誘導加熱可能なあらゆる対象物に適用可能である。
87,406号公報、およびHarnden,Jr.の同第3,742,178
号公報には、磁気誘導加熱を用いた非接触温度制御方法およびデバイスが記載さ
れている。これらの従来のデバイスでは、加熱対象物と誘導電気機器の間を送信
する高周波が、誘導加熱工程を調節する目的で採用されている。
センサが加熱対象物に取り付けられ、誘導電気機器に送信されるフィードバック
情報を与える。それぞれの場合、誘導電気機器のコントローラによる出力変更は
、ユーザによる手動入力に加えて、温度センサによって集められ送信される情報
のみに基づく。温度制御される対象物のほとんどは同種のものではないため、こ
のように温度センサからのフィードバックにのみ頼ることで、たびたび対象物の
特定部分が望ましくない温度になる。例えば、密度の濃い食品で満たされた鍋を
クックトップに乗せ、パワーを一定レベルに保つと、鍋の温度は急速に上がるが
、鍋から最も遠い食品の層はまだ周辺温度のままである。温度センサが鍋の表面
に置かれた場合、このポイントで測定される温度は、離れた食品の層の温度に対
して未知、または変動する関係性を持つことになる。従って、誘導電気機器の調
節ユニットが維持しようとする予め設定した温度にセンサが達しても、食品のほ
とんどが冷たいままである。逆に、温度センサが食品の最上層近くに置かれた場
合、食品が所望の温度に達する前に、鍋表面が過度に熱くなり、鍋表面近くの食
品が焦げるという結果になる。
、この問題を解決しようとしている。Harndenの公報では、鍋の強磁性体
の内壁との直接熱接触部分に温度センサを置くことを教示している。しかしなが
ら、センサの位置に関わらず、異種の対象物を加熱することに関わる問題は残る
。その上、どちらの解決策も、温度センサが意図された表面との熱接触に失敗し
、ひどく不正確な温度調節に陥るのを防ぐことができない。1つ又は複数の温度
センサを、完璧な熱接触の状態に配置する装置を製造するのは困難な場合が多い
。また、時間の経過と共に、センサ/対象物の接触面がさらされる熱の拡大およ
び縮小が、不完全な熱接触をもたらす。
技術の装置は、対象物の定期的または連続的な温度測定をも必要とし、従って、
対象物から、誘導電気機器に接続された受信装置へ、定期的または連続的な送信
を必要とする。Harnden、Andre、Smrkeの公報はいずれも、こ
れらの定期的または連続的RF送信と、誘導電気機器によって作られた一次磁場
との干渉を回避し、フィードバック情報の適切な受信を確実にする、実際的な方
法を教示していない。
に応じて、連続的な可変電圧信号を、対象物内にある電圧調節発振器に送る。電
圧調節発振器は、検知された温度に応じた可変周波数信号を発生する。この可変
高周波信号は、誘導調理用レンジに接続された受信ユニットに送信される。An
dreの公報では、対象物の温度測定は、一定の時間の間隔をおいて、定期的に
受信/調節ユニットに送信される。各温度の値は、調節ユニットのメモリ装置に
記憶される。その後、微分回路が、温度差を計算し、この情報を利用して加熱素
子を調節する。
るため、Harndenの公報は、フィードバック信号の出力周波数は、少なく
とも1メガヘルツか、その倍量であるべきと教示している。これは、放出制御さ
れた生産機器にとって実際的な解決方法ではない。AndreおよびSmrke
の公報は、RF温度信号と一次磁場の干渉を回避するいかなる方法も考慮してい
ない。
に所望の制御温度にするには不十分である場合が多い。例えば、クックトップに
置かれた対象物に加えられるパワーは、対象物の強磁性材料とクックトップのワ
ークコイルとの間の距離に大きく依存する。前述の鍋の例の通り、対象物全体が
所望の制御温度に達する間に、対象物の一部が過熱することを防ぐよう、対象物
がある特定の段階的な加熱を必要とする場合、それぞれの段階で、対象物に適切
なパワーを加えることが必須となる。また、最も実際的な加熱動作は、指示され
た規定温度が、指示された最長時間内に達成される必要があった。この制限によ
り、それぞれの温度段階において、適切なパワーが加えられることが、よりいっ
そう重要である。パワー測定と記憶されたパワー結合データとの比較に基づく、
不調和なパワー結合を修正する手段が、安定した加熱動作と厳密な温度制御を達
成するには不可欠である。Smrke、Andre、およびHarndenの公
報は、いずれも温度情報以外の送信または使用について検討していない。
の対象物を与えることを試みているが、そのどちらも、単独の誘導機器がその上
に乗せられた対象物を自動的に種類ごとに差別化し、それぞれの種類に独特の加
熱動作を行うことを教示していない。Andreの公報は、意図していない異な
った加熱素子の上に乗せられた対象物を過熱しないよう、差別化した温度測定を
採用している。Smrkeの公報では、複数の誘導機器がある場合、全ての誘導
機器に接続された中央電子ユニットが、それぞれの鍋に取り付けられた送信機か
らの信号を受信し、どの誘導機器の鍋が最も熱いかを判断することができる。ど
ちらのケースにおいても、各種類の対象物を加熱開始前に、単独の誘導機器が各
種の対象物を差別化できない。
号の代わりに高周波を利用する。RFIDシステムは、読取り専用または読取り
/書込み可能のどちらであっても構わない。MotorolaのOMR−705
+リーダおよびIT−254Eタグのような読取り専用システムの場合、RFI
Dシステムは、2つの主要構成部品であるリーダと特殊「タグ」を備える。この
リーダは複数の機能を持ち、その1つは、通常125kHzあるいは13.56
MHzの低レベル高周波磁場を生じさせる。RF磁場は、通常、コイル形状の送
信アンテナの手段によるリーダから発生する。リーダは、無線処理ユニットおよ
びデジタル処理ユニットを含むRFID結合器と、分離可能なアンテナの、2つ
の独立部品として販売される。RFIDタグは、同じく通常、コイル形状をした
アンテナと、集積回路(IC)を備える。読取り/書込みシステムでは、タグと
リーダ/ライタ間の双方向通信が可能で、どちらの構成部品も、通常、受信した
情報を記憶する電子メモリ装置を備える。
あって、特に対象物を所定の温度またはそれに近い温度に、温度制御する磁気誘
導加熱の方法および装置を提供する。概して、本発明は、誘導加熱デバイスと、
誘導加熱可能な対象物の組み合わせを意図し、対象物は、RFIDタグが取り付
けられ、加熱デバイスは、RFIDタグからの情報を受信する装置を備える。使
用の際は、対象物を加熱機器の近傍に配置し、RFIDタグは加熱デバイスに接
続された情報受信装置に情報(通常、対象物の加熱特性に関する)を送信する。
この情報は、加熱装置の一部を形成する磁場発生器の調節に用いられる。
るため磁場を発生するコンポーネント(構成部品)(例えば、超音波周波数イン
バータ)と、磁場発生コンポーネント(構成部品)と結合し、磁場の発生を選択
的に開始し、および終了するマイクロプロセッサベースの調節回路とを備える。
情報受信装置は、調節回路と動作可能に接続され、通常、RFID信号リーダ(
好ましくはリーダ/ライタ)およびRFIDパワー送信アンテナを含む。加熱対
象物に取り付けられるRFIDタグは、送信回路及びアンテナを備える。より好
適な本発明の双方向システムにおいては、リーダ/ライタとRFIDタグの両方
が、情報を記憶する電子メモリ装置を有する。また、加熱装置の調節回路は、デ
バイスに加えられる負荷のインピーダンスに関する回路パラメータを測定するよ
う動作可能なセンサを備えることが好ましい。このセンサは、加熱対象物が磁場
内に置かれているかどうか判断するため、定期的または連続的にこのようなパラ
メータ(電流など)を測定する。
FIDタグにより、RFIDリーダおよび関連する回路を備えていれば、異なる
誘導加熱装置が使用可能なことである。さらに、与えられた誘導加熱デバイスは
、異なる種類の対象物を加熱するよう設計された複数の加熱アルゴリズムを記憶
してもよい。ある種類の対象物がデバイスに載置されたとき、その対象物のタグ
はその種類の個別情報をリーダに送信する。さらに、本発明の好適なシステムで
は、対象物タグが、リーダ/ライタからの送信により定期的に更新される記憶さ
れた情報を含有し、それにより特定の対象物に関連する誘導加熱の履歴をタグに
記憶する。このようにして、特定の対象物が短時間、誘導加熱器から取り去られ
、再び配置されたとき、更新されたRFIDタグ情報が誘導加熱器に伝えられ、
適切な加熱アルゴリズムが再開される。
にするために、誘導加熱デバイスは、ヒータの一次磁場発生器の動作の一時的中
断中にこれらの送信が行われるよう設計されている。
IDタグは、スイッチがさらされる外部状況に応じて、回路の開放(形成)およ
び遮断(切断)配置間を切り替えるスイッチを備え、これによりRFIDタグの
動作を変更する。例えば、1つまたは複数のサーマル(熱動)スイッチを動作可
能なようにタグに取り付け(通常、アンテナまたはタグのEEPROM)、サー
マルスイッチは、所定の温度状態を感知すると、それに応じてタグからの情報送
信を防止、または変更するように動作する。
IDタグ情報を受信する装置を備える誘導ヒータ、それに応じた方法、そしてR
FIDタグ−スイッチの複合体は、本発明の独立した、単一の態様である。
ド/ライトタグを有し、温度制御される誘導加熱可能な対象物とを含む。この目
的のため、加熱デバイスは、RFIDタグに記憶されたデジタル情報を読取り可
能であることが好ましく、また、定期的に新たなデジタル情報をタグに書き込ん
でもよい。加熱デバイスのマイクロプロセッサの調節には、適切なソフトウェア
アルゴリズムが与えられ、該アルゴリズムは、RFIDタグおよび/または測定
された誘導加熱デバイスの回路パラメータから読取られた情報に基づいて、修正
が可能である。
ことにより本明細書の一部をなす米国特許第5,954,984号公報および継
続中の1999年2月19日出願のUS特許出願第09/314,824号に記
載された特徴を一部取り入れている。
可能な食器22、例としてここではレストランで使用されるいわゆる「シズルプ
レート」を表している。加熱デバイス20は、交流電流を直流電流に変換するた
め、電気アウトレット26からの商業利用可能な交流電流に接続される整流器2
4を備える。この整流器は、半導体インバータ28に接続され、誘導ワークコイ
ル30に送られる直流電流を、超音波周波数電流(好ましくは約20−100k
Hz)に変換する。マイクロプロセッサ32を含むマイクロプロセッサベースの
調節回路は、インバータ28に動作可能に接続され、該インバータの調節を行う
。この回路は、その他のクックトップ内部やユーザインターフェイス機能を調節
してもよい。また、調節回路は、使用の際、加熱デバイス20に加わる負荷に関
連する、または依存するパラメータを測定するため、マイクロプロセッサ32に
接続された回路パラメータセンサ31を有する。実際には、この回路パラメータ
センサは、インバータの切り替え用のトランジスタを通る電流を測定する、イン
バータ28内の電流センサでもよい。また、加熱デバイス20は、コイル30の
上に配置された対象物支持体34も備える。項目24、28、30、32および
34は、多数の市販の誘導クックトップの主要構成部品よりなる。本発明に有用
な、好適な誘導クックトップの一例として、CookTek Model CD
−1800が挙げられるが、この他にも、市販の機器各種が使用可能である。
ライタ接続具36を含む。この接続により、RS−232プロトコル通信が可能
になるのが好ましい。好適な接続具36として、GemplusのGemWav
e(商標名)Medio SO13が挙げられる。この接続具は、RS−232
、RS485、およびTTL交信プロトコルを有し、最大26kb/sで送信で
きる。さらに、RFIDアンテナ38は加熱デバイス20の一部を構成し、同軸
ケーブル40を経由して接続具36に接続する。GemplusのModel1
アンテナは、そのサイズが小型な事や、接地面を持たない事、リード/ライト幅
が約2インチであることなどから、好適に用いられる。また、Gemplusの
Model Medio A−SAも良好に機能する。
可能なリアルタイム時計42を持つ。この時計は、マイクロプロセッサ対応で、
好ましくは、誘導加熱デバイス20の電源プラグが抜かれた場合でも、延長され
たしばらくの時間、動作可能なバックアップ電力供給装置を備える。対応可能な
時計には、National Semiconductor Model MM
58274CやDallas Semiconductor Model DS
−1286などが含まれる。
追加メモリ装置44を持つことが好ましい。このメモリ装置44は、容易に書込
みまたは上書き可能で、それにより、新しい種類の対象物が、事前にプログラム
されていなくても、この加熱デバイス20を用いて加熱されるよう、ユーザがソ
フトウェアアルゴリズムを追加することができることが望ましい。好適なメモリ
ユニットの一例として、MicronのCompactFlashカードなどの
フラッシュカードが挙げられる。その他の例として、モデム接続を持ち、電話回
線を通じて遠隔地からプログラミングを可能にする、EEPROM装置やフラッ
シュメモリ装置が挙げられる。
チック、またはセラミック材料で形成される基板48にセットされる金属製(例
えば鋳鉄製)の平鍋46が含まれる。RFIDタグ50は、基板48に形成され
たくぼみ内で食器22に動作可能に取り付けられ、接着剤51またはその他の適
切な接着媒体によって固定される。好適なRFIDタグの一例として、Gemp
lusのGemWave Ario 40−SL Stampが挙げられ、これ
は17x17x1.6mmの寸法を持ち、極端な温度、湿度、および圧力条件に
も耐え得るよう設計されている。このタグは、メモリの0ページ、0ブロックに
製造時に埋め込まれた8バイトコードを持ち、各ブロックが4ページ分のデータ
を持つブロックの、4ブロックに配備された2キロバイトのEEPROMメモリ
を持つ。8バイトの各ページは、リーダにより独立に書込みが可能である。その
他の適切なRFIDタグとして、GemplusのArio 40−SLモジュ
ールや、Gemplusの超小型Ario 40−SDMなどがある。
に、電流が誘導される対象物の一部に直接熱接触する必要は無い。事実、ほとん
どのRFIDタグの動作温度が制限されているので(Motorola IT−
254Eタグは最大200°Cまでの連続動作に耐え、Gemplus Ari
o−40SLStampタグは、350°Fまでの耐久性を持つ)、タグは金属
製加熱素子から、ある程度熱的に隔離されていることが好ましい。重要な点は、
タグ50が対象物の個別情報と、その誘導加熱履歴を保有することである。また
タグは、その情報を、情報に対する応答信号を発するRFIDリーダ/ライタに
送信する。タグがリーダの磁場エネルギを受け取ると、IC内のプログラムされ
たメモリ情報をリーダに送信し、リーダはその信号を確認し、データを解読し、
所望の出力装置に所望の形式でデータを送信する。このプログラムされたメモリ
情報は、普通、独自に対象物を識別するデジタルコードを含有する。RFIDタ
グはRFIDリーダのアンテナから数インチ離れていても、リーダとの通信を行
う。
。このスイッチは必須ではないが、しばしば好適に利用される。サーマルスイッ
チの特定の設計および使用について、後ほど詳細に説明する。
22のハードウェア構造とソフトウェア調節を詳細に説明する。この説明は、も
ちろん、図2および図3に図示するその他の全ての種類の食器や、図4に表す加
熱ペレットのような幅広い種類の誘導加熱可能な対象物に(所望の最終用途に基
づき適切な変更を行うことで)等しく適用可能である。従って、この記載は広義
に捉え、本発明の一つの可能な活用方法として考慮されるべきである。
ロプロセッサベースの調節回路に、動作可能なように接続される。食器22が加
熱対象物であるとき、RFIDリーダ/ライタ36のアンテナ38は、食器22
がRFIDリーダ/ライタ36から読取り/書込み可能な距離にあるよう配置さ
れる。1つの好適なアンテナ形状として、RFIDアンテナの平面らせん状アン
テナコイルは、二次元的に、ワークコイル30の中央の開口部分に置かれる。図
1に関して、検査ではRFIDアンテナは、誘導ワークコイル30の面とクック
トップ支持面34の間に配置してもよく、クックトップ動作中に、RFIDアン
テナに有害な電流が誘導されないことが示された。
に置かれるのが好ましい。同一のワークコイル30の上で、数種類の対象物を均
一に加熱するには、ワークコイル30の中央にそれぞれの品目を置くことが望ま
しい。また、単独のRFIDアンテナ38はできるだけ多くの誘導可能な異種対
象物のうちの1つに配置されたタグ50に接続されるのが好ましい。
Dリーダ/ライタおよびタグシステムは、少なくとも次の種類の情報を送信およ
び受信する:1)対象物の種別または種類(以下、COBと呼ぶ);2)対象物
の、加熱アルゴリズムの最新の既知のパワーステップ(以下、LKPS);およ
び、3)加熱アルゴリズムの最新の既知のパワーステップの実行時間(以下、t
(LKPS)とする)。この情報は、加熱デバイス20上に食器22などの対象
物が配置されると、RFIDタグ50により送信され、RFIDリーダ/ライタ
36によって読み取られる。さらに、この情報(COBを除く)は、場合によっ
ては他の情報とともに、食器22が加熱デバイス20により、選択された制御温
度に達するまで間中、選択された時間間隔Δbetween transmitごとにRFID5
0タグで書き換えされるのが好ましい。読み取り/書き込み動作に必要な時間は
、Δttransmitで表される。GemplusのGemWave Medio(商
標名) SO13リーダ/ライタやArio 40−SL読み取り/書き込みタ
グなどの読み取り/書き込みシステムを用いて、量産試作型のΔttransmitがお
よそ150ミリ秒であることが発見された。
断の際に生じるのが好ましい。つまり、RFIDリーダ/ライタ36とタグ50
との間の情報送信の直前に一次磁場の発生を中断し、RFID送信の中断後、一
次磁場の発生が再開されるのが望ましい。この中断は、Gemplus Med
io SO−13接合具にビルトインされた3つのポートの1つから発せられる
5ボルトの出力信号を使って引き起こすことが可能である。あるいは、ほとんど
のクックトップのマイクロプロセッサと、RFID接合具と該マイクロプロセッ
サとの間の利用可能な通信により、中断をマクロプロセッサ32を介して同期さ
せてもよい。
プのインバータは、最大出力パワーレベルが用いられていても、60回のパワー
供給(ライン)サイクルのうち59サイクルにのみ「オン」となる(電流は切り
替え素子を通してワークコイルに流れるため、負荷に転換されたエネルギを補充
する)。通常動作時のより低い出力レベルでは、インバータでは59回より少な
い「オン」サイクルが用いられる。
してワークコイル30に供給されない。これらの「オフ」時間中は、発生する磁
場の強度はゼロに近く、RFIDタグ50とリーダ/ライタ36との間の通信に
干渉を生じない。従って、マクロプロセッサ32は、インバータの「オン」およ
び「オフ」サイクルの回数とタイミングを調節することができ、RFIDリーダ
/ライタ36は情報を送信し、RFIDタグ50からの情報を受信する時間を調
節することができる。そのため、磁場の干渉が最小限のとき、インバータの「オ
フ」時間中にRFIDリーダ/ライタ36からRFIDタグ50への情報を、「
通常動作」パワーレベルの効率サイクルを修正することなく、うまく読み取りお
よび書き込みすることが可能である。
り、「通常動作」パワーレベルの効率サイクルは、選択された60サイクルある
いは別のインターバルの間、インバータを任意のサイクル数で「オフ」に保つよ
う、修正が可能である。これらの「オフ」サイクルは、ある所望のインターバル
で定期的に起こるよう時間設定されてもよい。例えば、以下、本明細書において
、「送信開始間の経過時間」、あるいはΔtbetween transmitと称する、連続し
たインターバルで、マイクロプロセッサは、切り替え用のトランジスタを通って
ワークコイル30に流れる電流が、Δttransmit時間の間、確実に中断させるこ
とができる。この例において、インバータの「オン」時間の実現可能な最大有効
パーセンテージは{(Δtbetween transmit−Δttransmit)/(Δtbetween trasmit )}である。なお、Δttransmitは一定であるため、Δtbetween tran smit は送信終了までの所要時間でもある。選択された周期性に関わらず、RFI
Dリーダ/ライタ/タグシステム36、38、50の送信/受信周期を、ワーク
コイル30のゼロに近い磁場発生時間と同期させることで、十分干渉の無い送信
/受信周期が得られる。
の出力周波数と大きく異なる出力周波数(125kHz、13.56MHz、ま
たはその他の周波数)を有するように選択してもよく、接続するアンテナ38は
、RFIDタグからのデータを、これらのインバータ「オフ」時間中に確実に送
信および受信を行う。また、磁気誘導クックトップによって作られた磁場は十分
低いワット密度なので、リーダ/ライタ36およびタグ50のアンテナは、イン
バータオン時間中に前記磁場に晒されることで有害な電流を発生することはない
。
トウェアアルゴリズムを実行し、与えられた温度から所望の制御温度までの加熱
サイクルを開始し、不定期にわたってその温度で維持するように対象物を加熱さ
せることである。ソフトウェア統合とは、好ましくはソフトウエアアルゴリズム
に、以下の3つの情報源を用いて、加熱の開始時に存在する具体的な開始時条件
に予めプログラムされた加熱アルゴリズムを適応させる事実をいう。3つの情報
源とは、1)RFIDタグから回収した情報、2)電流、電圧のような回路パラ
メータをモニタする、デバイス20の回路センサからの情報、3)マイクロプロ
セッサ32にアクセス可能なメモリ装置に記憶された情報である。
を有する多くの異なる種類の対象物を同一のデバイス20を用いて温度制御する
ことである。これは、個々の対象物のRFIDタグ50が対象物の識別情報を記
憶し、RFIDリーダ/ライタ36が識別情報を読み取り、このソフトウェアア
ルゴリズムが該情報を使用し、特定の種類の対象物用に設計された適切な予めプ
ログラムされた加熱アルゴリズムにアクセスして、該アルゴリズムを修正するこ
とにより容易に達成される。
識別情報に基づき、多くの予めプログラムされた加熱アルゴリズムの1つにアク
セスするオーバーライディングソフトウェアを有する。予めプログラムされた加
熱アルゴリズム(以下、本明細書において、対象物の特定の種類に対する加熱ア
ルゴリズム、またはHA(COB)と呼ぶ)は、データ、必要な変数を計算する
式、特定の種類の対象物(COB)の加熱および温度制御を行うためにクックト
ップに使用される、記憶装置に記憶された命令の具体的なセットである。HA(
COB)の基本タスクは、以下のタスクを実行することである。 タスク1:対象物の現在の温度の推定、EPT タスク2:EPTの計算された値を用いて、具体的な経過時間に関して、補正
されたパワーレベルを用いて対象物の加熱を開始し(適正な補正されたパワーレ
ベルで開始し、パワーレベルでの適正な経過時間実行する)、対象物をそのEP
Tから所望される制御温度にもたらし、その温度で維持する。 タスク3:対象物に取り付けられたRFIDタグ50を、対象物の、加熱アル
ゴリズムの最新の既知のパワーレベルLKPSおよび加熱アルゴリズムのこのス
テップの適用時間t(LKPS)および所望の制御温度に到達するまでの全ての
時間間隔Δtbetween transmitを用いて更新する。
し、実行してもよい。実施例の目的のため、デバイス20を用いて、図1に示す
シズルプラター(大皿)を適切に加熱するために必要とされるソフトウェアを以
下に記載する。ここで鋳鉄製の平鍋46の食品接触面の所望の制御温度は、25
0°F±20°Fである。
必要な固定記憶データは、最初に収集される。このデータは、理想動作条件で収
集した加熱情報および冷却情報のいずれをも含む。固定記憶データは、定期的に
収集されないが、HA(シズルプレート)に対応する記憶装置の位置に記憶され
るか、または容易に利用できるようにされている。固定記憶データは、誘導加熱
デバイスの一部をなす記憶デバイス(図1の追加メモリデバイス44のような)
に記憶されることが好ましいが、この情報をRFIDタグのEEPROMメモリ
に記憶することもできる。この場合において、この固定記憶データに対応するE
EPROMメモリの位置は、RFIDタグが供用に置かれた後、書き換えする必
要はない。固定記憶データの物理的位置とは関係なく、データは加熱動作の実行
前及び実行中にマイクロプロセッサ32が利用可能でなければならない。
ズム内で使用される変更用の式および命令を作成して、システムを実際の動作条
件下で動作できるようにする。最後に、加熱アルゴリズム内で使用される式およ
び命令に関して、RFIDリーダ/ライタ36およびクックトップ回路センサに
より情報が定期的に収集される。この収集された情報は、一時記憶メモリに記憶
され、加熱動作を通して定期的に更新される。
は、統合されたマイクロプロセッサ32に使用されるようにプログラムされたビ
ルディングブロックを含む。実際のソフトウェアアルゴリズムおよびHA(シズ
ルプレート)アルゴリズムは行ごと(line−by−line)に記載され、
これらビルディングブロックは以下に記載される。
。 2)シズルプレートは、その上面に食品が存在しない状態で常に加熱される。3
)シズルプレートは、ピーク効率で磁気的に結合するように、デバイス20上に
配置される。 4)シズルプレートは、常に所望される制御温度に到達した場合にのみクックト
ップから取り除かれる。 これらの制御された理想条件により、代表的なシズルプレートは、代表的な磁
気誘導クックトップ上で加熱される。シズルプレートに取り付けられた熱電対お
よびその測定は、クックトップのマイクロプロセッサによりフィードバックとし
て使用され、対象物を所望の期間で、所望の温度まで加熱する。同じフィードバ
ックは、平衡が存在し、必要とされるクックトップの昇温動作の明確なパターン
が発生するまでの期間、所望の制御温度を維持するために使用される。クックト
ップは、規定内での加熱および昇温動作中、シズルプレートをその制御温度まで
加熱し、その温度を維持しつつ、全ての有意な対象物温度およびクックトップ回
路パラメータに関する測定値が得られる。
プのマイクロプロセッサにアクセス可能な固定メモリ(記憶装置)に記憶される
。
応じて選択される。その時間軸は、顧客が、クックトップ上に食品を載置した後
、シズルプレートが室温から25秒以内にその上部の食品接触面の温度が250
°F±25°Fまで加熱されること要求していると想定している。計算および実
験を通して、CookTek Model CD−1800クックトップのパワ
ー調節方法を使用した5.0kW誘導クックトップが、このタスクを実行するこ
とができると判断した。なお、Δtbetween transmitの値は、温度センサを使用
しないこの好ましい制御方法に関して、与えられた温度制御動作の確度および精
度を決定する。より小さい効果的な加熱の時間軸を選択すると、制御温度はより
正確になり、該制御温度に対する温度のばらつきはより小さくなる。しかし、よ
り小さなタ時間軸を選択すると、交換することが必要となるまでにRFIDタグ
が耐え得る加熱サイクルの完了回数が少なくなる。通常のRFIDタグは故障す
るまでに少なくとも100,000回読み取り/書き込み動作を行うように設計
されている。
ンスに基づき、シズルプレート用のΔtbetween transmitは、2.0秒に選択さ
れる。この値は、クックトップのマイクロプロセッサにアクセス可能な固定メモ
リに記憶され、HA(シズルプレート)内で使用される。
熱する最も単純な方法は、全加熱期間にわたって、クックトップから全ての利用
可能な結合されたパワーを適用することである。しかし、シズルプレートを含む
多くの対象物に関して、対象物自体の最終的な熱伝導度と結びつく表皮効果は、
食品接触面および誘導ワークコイルに最も近い面の間での温度平衡に遅れを生じ
させる。そのため、この場合において、著しい行過ぎを生じることなく、または
ワークコイルに最も近い面の温度を250°Fよりもはるかに高い温度に到達さ
せることなしに、加熱サイクルの終了時に、均一な食品接触面の温度250°F
を達成する最良の方法は、食品接触面の温度の上昇に応じて、シズルプレートに
適用するパワーレベルをステップダウンすることである。
温のシズルプレートに適用される理想パワーレベルの所望のシーケンスを図示し
ている。1つの時間間隔Δtbeteween transmit に等しい時間単位における個々
の理想パワーレベルの適用を、以下、本明細書において、理想パワーステップと
呼ぶ。本実施例では、シズルプレートを室温から均一に表面温度250°Fにす
るために、10ステップの理想パワーステップが存在する。なお、シズルプレー
トの食品接触面の平均温度は、理想パワーステップ10の終了時にのみ250°
Fに到達するが、その後上昇し続けてもよい。表2は、図5に示す理想パワース
テップのシーケンスのリストである。この理想パワーステップのシーケンスは、
個々の理想パワーステップ内で理想パワーステップが補正されたパワーレベルに
置換される場合を除いて、シズルプレートの加熱動作時にクックトップの動作を
命令するための青写真として使用される。
IDタグと通信する。** LKPS値は10以上の数を割り当てられることはない。しかし、実際の電力
ステップ11の実際の完了時間は、t(LKPS)の更新に用いられる。
物および誘導クックトップのワークコイル間での所望(理想)のパワー結合効率
に基づく、すなわちワークコイル上の中心に配置されるシズルプレートの鋳鉄部
分、ワークコイル上方の標準的な高さにあるシズルプレートの鋳鉄部分、および
標準として選択される値である、商業用パワー供給の線間電圧に基づくため、“
理想”である。CookTek Model CD−1800クックトップ、ま
たはその5kW相手側部品のパワーレベルは、60回のラインサイクルのうち5
9回が「オン」サイクルであってもよく、ワークコイル上の中心に配置されてい
ないシズルプレートに関して、シズルプレートに接続する実際のパワーは、60
回の利用可能なサイクルのうち、40サイクルのみ「オン」する同一のクックト
ップの理想カップリング効率を有するシズルプレートよりも少なくてもよい。そ
のように、“パワーレベル”と負荷(シズルプレート)に接続する実際のパワー
の間でなされた区別は重要である。したがって、クックトップのパワーアウトプ
ットが、インバータの「オン」時間のパーセントで調節される本実施例において
、“パワーレベル”は、以下、本明細書において、インバータの「オン」時間の
パーセントで表される。与えられた“パワーレベル”に対するシズルプレートに
接続する実際のパワーはlまたは複数の種々のクックトップ回路パラメータを測
定することで推定することができる(以下、本明細書において、実際のパワーは
、これで表す)。
に使用される理想パワーレベルの最大値(最大パワーレベル1、以下、本明細書
において、IPL1と呼ぶ)は、理想条件下での加熱アルゴリズムに利用可能な
最大値である。したがって、インバータの「オン」時間の有効パーセントが、(
Δtbetween transmit−Δttransmit/Δtbetween transmit)のパワーレベル
である。続いて適用される、より低い理想パワーレベル(理想パワーレベル2(
IPL2)、理想パワーレベル3(IPL3)、理想パワーレベル4(IPL4
)、理想パワーレベル5(IPL5))もまた、インバータ「オン」時間のパー
セントで表される。シズルプレートの実施例のこれらのパーセントは、本明細書
において後で記載する。
温度(20°F以内)で保持するために適用される理想パワーステップの第1の
シーケンスを示している。理想パワーステップ11は、処理待ちの対象物に対し
て、環境損失に打ち勝つのに十分なエネルギーを1つの時間間隔Δtbetween tr ansmit に印加するエネルギーのショートバーストである。シズルプレートに関し
て、理想パワーステップ11は、55%インバータ「オン」時間の理想パワーレ
ベルで、1つの時間間隔Δtbetween transmitに適用される。なお、理想パワー
ステップ10の終了後、tを更新するために、RFIDリーダ/ライタおよびR
FIDタグ間で実際のLKPS値ではない送信(LKPS)も実行される。その
ようにして、理想パワーステップ11実行時、LKPSの値は10のままである
が、t(10)の値は最新の理想パワーステップ11の終了時を反映するために
更新される。
期繰り返される。しかし、理想パワーステップ11は、必ずしもステップの適用
間の時間と等間隔で繰り返されない。理想パワーステップ11の連続した実行間
の時限は、以下、本明細書において遅延時間またはDTと呼ぶ。遅延時間は、変
化してもよいが、遅延時間の最大値(以下、本明細書において、MXDTと呼ぶ
)は決定され、固定メモリに記憶される。本実施例のシズルプレートにおいて、
MXDTは2分間であると決定される。シズルプレートにおいて、理想パワース
テップ10の終了後、理想パワーステップ11は、初めにMXDTの遅延時間適
用される。その後、理想パワーステップ11は、相等しい連続する遅延時間(5
0% MXDT)または1分間適用される。
るために、理想条件下でシズルプレートに適用した理想パワーステップの上記の
シーケンスは、以下に要約される。
シズルプレートの食品接触面の平均温度は、室温(T(0)と表す)から、T1
=100°Fまで上昇した。理想パワーステップ2をその後直ちにIPL1で適
用した。パワーステップ2の際、シズルプレートの表面温度は、温度T(1)=
100°FからT(2)=130°Fまで上昇した。理想パワーステップ3をそ
の後直ちにIPL1で実行した。理想パワーステップ3の際、シズルプレートの
表面温度は、温度T(2)=130°Fから温度T(3)=160°Fまで上昇
した。理想パワーステップ4をその後直ちにIPL1で実行した。理想パワース
テップ4の際、シズルプレートの表面温度は、温度T(3)=160°Fから温
度T(4)=190°Fまで上昇した。理想パワーステップ5をその後直ちにI
PL2で実行した。理想パワーステップ5の際、シズルプレートの表面温度は、
温度T(4)=190°Fから温度T(5)=210°Fまで上昇した。理想パ
ワーステップ6をその後直ちにIPL2で適用した。理想パワーステップ6の際
、シズルプレートの表面温度は、温度T(5)=210°FからT(6)=22
4°Fまで上昇した。理想パワーステップ7をその後直ちにIPL3で適用した
。理想パワーステップ7の際、シズルプレートの表面温度は、温度T(6)=2
24°FからT(7)=232°Fまで上昇した。理想パワーステップ8をその
後直ちにIPL3で適用した。理想パワーステップ8の際、シズルプレートの表
面温度は、温度T(7)=232°FからT(8)=240°Fまで上昇した。
理想パワーステップ9をその後直ちにIPL4で適用した。理想パワーステップ
9の際、シズルプレートの表面温度は、温度T(8)=240°FからT(9)
=246°Fまで上昇した。理想パワーステップ10をその後直ちにIPL4で
実行した。理想パワーステップ10の際、シズルプレートの表面温度は、温度T
(9)=246°FからT(10)=250°Fまで上昇した。
サイクルの負荷試験パルスを実施する以外は、インバーターは「オフ」の状態で
維持される。クックトップの上部への適切な負荷をサーチするために使用される
これらの短いサイクル(通常利用可能な60サイクル当たり1回)の負荷試験パ
ルスは、動作の待機モードに実施され、大半のクックトップの標準動作手順であ
る。MXDTのうちの約1分間で、シズルプレートの平均表面温度は、250°
Fまで漸増し、シズルプレートの鋳鉄壁面の内側の温度と平衡になる。MXDT
後、理想パワーステップ11の第1のシーケンスが、その後直ちにIPL5で適
用される。理想パワーステップ11の際、シズルプレートの表面温度は、約24
5°Fから255°Fまで上昇する。理想パワーステップ11の最初の実行後直
ちに、理想パワーステップが再度適用される(0.5)(MXDT)のDTまで
の間「オフ」の状態を維持した。その後、シズルプレートがクックトップ上に存
在する限り、(0.5)(MXDT)後に理想パワーステップ11を適用した。
シズルプレートを取り外した場合、クックトップは、周期的な低負荷サイクル試
験パルスを生じる待機モードに戻される。ここで、待機モードを脱し、別の加熱
モードが開始されるまで、好適な負荷インピーダンスおよび好適なRFIDタグ
を有する対象物を待つ。
IDタグ間での読み取り・書き込み送信は、時間間隔ΔTtransmitの終了時と、
個々の時間間隔Δtbetween transmitに生じる。さらに、Δtbetween transmit に等しい期間は、各理想パワーステップの全期間を含む。IPL2、IPL3、
IPL4またはIPL5の実行によるインバータの「オン」サイクルの回数の減
少は、既存のインバータの「オフ」期間Δttransmitを減少させず、さらなる「
オフ」期間を追加するのみである。
ルの補正により各理想パワーステップ内で置換された場合を除いて、シズルプレ
ートの加熱動作時にクックトップの動作を開始するための青写真として使用され
る。しかし、適切な補正されたパワーレベルを計算するため、理想パワーレベル
は、計算用に固定メモリに記憶される。
L1から最低値IPL5までの5つの理想パワーレベルが存在する。IPL1は
、インバータの「オン」時間の有効パーセントが{(Δtbetween transmit−Δ
ttransmit/Δtbetween transmit)}のパワーレベルであり、一方シズルプレ
ートに磁気的に接続される実際のパワーは、上記の要因に依存する。シズルプレ
ートの本実施例において、Δtbetween transmitは2.0秒であり、Δttransm it は0.150秒である。そのため、IPL1におけるインバータの「オン」時
間の有効パーセントは、93%である。IPL1を実行するため、クックトップ
のマイクロプロセッサ(またはRFID接合部のパワーポート)は、インバータ
に対して、120サイクル中111サイクルで「オン」状態(電流が切り替え用
のトランジスタを介してワークコイルに流れる)に保持し、残りの9サイクルで
「オフ」の状態を保持するようにコマンドを出す。これら9サイクルの際に、R
FIDシステムの送信および受信動作が行われる。
レベルである。そのため、IPL2を実行するため、クックトップのマイクロプ
ロセッサ(またはRFID接合具のパワーポート)は、インバータに対して、1
20サイクル中100サイクルで「オン」状態(電流が切り替え用のトランジス
タを介してワークコイルに流れる)に保持し、残りの20サイクルで「オフ」の
状態を保持するようにコマンドを出す。これら20サイクル中の9サイクルの際
に、RFIDシステムの送信および受信動作が行われる。
レベルである。そのため、IPL3を実行するため、クックトップのマイクロプ
ロセッサ(またはRFID接合具のパワーポート)は、インバータに対して、1
20サイクル中89サイクルで「オン」状態(電流が切り替え用のトランジスタ
を介してワークコイルに流れる)に保持し、残りの31サイクルで「オフ」の状
態を保持するようにコマンドを出す。これら31サイクル中の9サイクルの際に
、RFIDシステムの送信および受信動作が行われる。
レベルである。そのため、IPL4を実行するため、クックトップのマイクロプ
ロセッサ(またはRFID接合具のパワーポート)は、インバータに対して、1
20サイクル中78サイクルで「オン」状態(電流が切り替え用のトランジスタ
を介してワークコイルに流れる)に保持し、残りの42サイクルで「オフ」の状
態を保持するようにコマンドを出す。これら42サイクル中の9サイクルの際に
、RFIDシステムの送信および受信動作が行われる。
レベルである。そのため、IPL5を実行するため、クックトップのマイクロプ
ロセッサ(またはRFID接合具のパワーポート)は、インバータに対して、1
20サイクル中66サイクルで「オン」状態(電流が切り替え用のトランジスタ
を介してワークコイルに流れる)に保持し、残りの54サイクルで「オフ」の状
態を保持するようにコマンドを出す。これら54サイクル中の9サイクルの際に
、RFIDシステムの送信および受信動作が行われる。
保証させるため、理想結合条件下でシズルプレートに結合する実際のパワーのク
ックトップパラメータの代表値を固定メモリに記憶する。このメモリ項目におけ
る好ましい記憶位置は、RFIDタグであるが、クックトップのマイクロプロセ
ッサのメモリまたは追加のメモリデバイスを使用してもよい。
タの代表値は、多くの可能性(負荷が接続され、インバータ「オン」時における
クックトップの切り替え用トランジスタを介して流れる電流の強度(以下、本明
細書において、Itransistor idealと呼ぶ。)、負荷が接続され、インバータ「
オン」時における共振電流の強度(以下、本明細書において、Iresonantと呼ぶ
。)、負荷が接続された、切り替え用トランジスタに商業用パワー供給から流れ
る整流線電流の強度(以下、本明細書において、Ilineと呼ぶ。)、またはその
他)から選択してもよい。IPL1のクックトップ回路パラメータの代表値は、
Itransistor max idealと呼ばれる。しかし、IPL1での結合されたパワーの
指標をなす他のいずれかのクックトップパラメータも本発明に十分であると理解
される。そのため、Itransistor max idealの値は、その一次側をインバータの
平均的な「オン」サイクル時に切り替え用のトランジスタの1つを通過する電流
が流れ、その二次側に誘導された電流が流れる変圧器により測定してもよい。こ
の誘導された電流は、その後整流され、クックトップのマイクロプロセッサ制御
ユニットに供給される。IPL1および理想条件下で、シズルプレートに結合さ
れたパワーに対応する、この誘導され、整流された二次電流の強度は、Itransi stor max ideal と呼び、表1中に示された固定メモリの位置に記憶される。
は、理想パワーステップのシーケンスを表すグラフ上に外挿される。各理想パワ
ーステップの終了時、シズルプレートの表面に接触する食品の平均温度を測定し
、固定メモリに記憶した。通常動作時の最低温度に対応する値T(0)は、シズ
ルプレートの事例においては、室温72°Fである。理想パワーステップ1後の
温度T(1)は、100°Fであり、理想パワーステップ2後の温度T(2)は
130°Fであり、理想パワーステップ3後の温度T(3)は、160°Fであ
り、理想パワーステップ4後の温度は190°Fであり、理想パワーステップ5
後の温度は、210°Fであり、理想パワーステップ6後の温度T(6)は、2
24°Fであり、理想パワーステップ7後の温度T(7)は、232°Fであり
、理想パワーステップ8後の温度T(8)は、240°Fであり、理想パワース
テップ9後の温度T(9)は、246°Fであり、理想パワーステップ10後の
温度T(10)は、所望の制御温度250°Fである。
の冷却挙動を測定した。得られた温度/時間曲線は、後に変更ステップで使用さ
れる。図6は、250°Fまでうまくチャージした後、クックトップから取り外
し、理想条件下で冷却させた平均的なシズルプレートの温度/時間特性を示すグ
ラフである。このグラフにプロットされたデータは、単に食品接触面上の数ヵ所
に熱電対を取り付けたシズルプレートを用いて、所望の制御温度まで加熱し、理
想条件で冷却させて得た。シズルプレートに関する理想条件は、通常の動作時に
最も一般的に生じる。本実施例において、最初の数分間は食品を載せず、次の2
0分間は食品を載置を減少させて(decreasing)、その後の40分間
は、シズルプレートの食品接触面の温度が再度室温になるまで食品を載せずにお
く。シズルプレートは、表面積が大きく、伝熱性が高く、放射率が高いため、冷
却時にその温度/時間特性に実質的に影響を与えることなしに、外側の食品積載
量は大きく変化してもよい。
(9)、T(8)、T(0)まで冷却するのに要した時間を記録した。これらの
時間を図6に示した。次に、冷却曲線を、群T(0)からT(9)の中の温度で
実際の冷却曲線を交差する3本の線によりモデル化した。本実施例において、そ
の傾斜が冷却速度1(CR1 )と呼ばれる第1の線形セグメントは、T(10)
およびT(6)で冷却曲線を交差する。その傾斜がCR2 と呼ばれる第2の線形
セグメントは、T(6)およびT(2)で冷却曲線を交差する。最後に、その傾
斜がCR3 と呼ばれる第3の線形セグメントは、T(2)およびT(0)で冷却
曲線を交差する。
の温度EPTがより正確に推定され、評価される。さらに、冷却時の理想熱負荷
からの偏差がより大きくなると、推定されるEPTの正確さがより低くなる。理
解されるように、シズルプレートのEPTを決定するよう設計された提案する変
更ステップは、非常に保守的である。
る“変更ステップ” 既知のシズルプレートが、上記の理想条件下でほぼ動作しない限りにおいて、
理想アルゴリズム内で使用される、変更ステップと呼ばれる式および命令は、開
始条件または作業条件に関係無く、各シズルプレートの加熱動作が、25秒間以
内のクックプレートの加熱で到達目標温度250°F±20°Fを達成するよう
に設計されている。日々の動作において、無数の非理想条件に遭遇する可能性が
ある。しかし、何らかの系において、加熱動作の結果に最も影響をおよぼす非理
想条件は通常特定することができる。シズルプレートの実施例において、変更ス
テップは、以下の2つの非理想条件の補正を試みるように準備されている。 1)クックトップおよびシズルプレート間での非理想パワー接続。 2)室温とは異なる温度でのシズルプレートの加熱動作の開始。
トに磁気的に結合する実際のパワーを代表するクックトップ回路パラメータを固
定メモリに記憶した。この回路パラメータは、理想条件下での試験により前もっ
て決定したItransistor max idealである。
る他の値を、各シズルプレートの加熱動作の開始時に測定し、一時記憶として記
憶した。この値は、以下、本明細書において、Itransistor max actual と呼ぶ
。Itransistor max actual は、クックトップの各待機モードの終了時の試験パ
ルス送信時および結果的に個々の加熱動作の開始時に測定される点以外は、Itr ansistor max ideal と同一の方法で測定される。
すため磁場の試験パルスが送信されている。)の状態にあったクックトップに、
所定の感知限界以内のItransistor max actual 値を生じる負荷インピーダンス
を有するだけではなく、クックトップの調節回路に組み込まれたRFIDリーダ
に適切な識別信号を送信するRFIDタグを持った対象物を載置することを意味
する。対象物からの適切な負荷インピーダンスおよび適切なRFID識別信号は
、いずれもクックトップに感知され、対象物の誘導加熱を開始する。与えられた
シズルプレートは、温度が250°Fに到達するまでに多数回クックプレートか
ら取り外し、または交換してもよく、シズルプレートを交換する度にItransist or max actual の新たな値が、メモリに記憶される。
ワーレベルのセットを、加熱動作の非常に初期の段階にリアルタイムで計算した
。シズルプレートの本実施例において、5つの補正されたパワーレベル;補正さ
れたパワーレベル1(CPL1)、補正されたパワーレベル2(CPL2)、補
正されたパワーレベル3(CPL3)、補正されたパワーレベル4(CPL4)
、補正されたパワーレベル5(CPL5)がリアルタイムで計算された。以下の
表3は、各補正された出力レベルに関するインバータ「オン」時間のパーセント
を計算するために使用した式を示している。
ため、CPL1はIPL1に等しい。IPL1を補正するためのいずれの式も、
決して、インバータの「オン」時間93%を用いることで利用可能なパワー以上
の結合されたパワーを与えない。CPL1はIPL1に等しい一方で、残りの各
CPLは、それぞれのIPLよりも大きい「オン」時間パーセントで補正しても
よく、またはより小さい「オン」時間パーセントで補正してもよい。
の後計算される。一度計算が行われると、クックトップの個々のパワーレベルを
実行するためのパワーレベル値および命令は、一時記憶メモリに記憶される。
の値は一時記憶メモリに記憶され、それらは以下、本明細書において、実際のパ
ワーステップと呼ぶ、パワーステップの実際のシーケンスを実行するために使用
される。実際のパワーステップのシーケンスを以下の表4に示した。
Dタグと連絡する。 **LKPSの値は、決して10以上の数を割り当てられない。しかし、各実際
のパワーステップ11の実際の終了時間は、t(LKPS)の更新に使用される
。
いる。IPLの代わりにCPLが挿入された理想パワーステップのシーケンスを
実行する上での目標は、理想パワー結合を除いた他の全ての理想動作条件下で、
実際のパワーシーケンスを実行した際に、図5に外挿して示したのとほぼ同一の
温度/時間曲線を保証することである。別の理想動作条件下で適用された各実際
のパワーステップの終了時に到達した実際の温度は、IPL1をより低いパワー
結合効率に補正できないため、T(0)からT(10)までに等しくないかもし
れないが、各々到達する温度は、決してより高い温度にはならないが、非常に近
い値となる。
する。
レートを所望の制御温度に到達できるためには、まず最初に現在の温度を評価し
、その後クックトップは適切な実際のパワーステップで実際のパワーステップの
シーケンスを開始しなければならない。また、シズルプレートは、決して室温未
満に冷却されないと仮定される。シズルプレートをクックトップ上に載置した際
、シズルプレートが室温未満である場合、HA(シズルプレート)は、シズルプ
レートを所望の250°F未満の温度に到達させる。これは安全な結論である。
また、シズルプレートは、本発明のクックトップ以外の熱源(その上部表面に載
置された食品以外のもの)を決して対象としないと仮定される。
温度T(1)からT(10)は、理想冷却線上の様々な位置で図6に示されたも
のと同一の温度である。冷却曲線上の温度T(0)からT(10)は各々、完全
に加熱されたシズルプレートを各温度に冷却するのに必要とされる時間(秒)で
ある。EPTを決定するように設計された加熱アルゴリズムHA(シズルプレー
ト)のこの部分の第1のステップは、シズルプレートをT(10)(実際のパワ
ーステップ11後になることが仮定される同一の温度)からT(LKPS)のう
ちの与えられた温度まで冷却するのに必要な秒数に対応するnと呼ばれる一時記
憶位置に値を割り当てることである。
のこの部分における第2のステップは、累積冷却時間ELCLTを決定して、一
時記憶部位にその値を秒単位で記憶することである。ELCLTは、単純にリア
ルタイム時計により決定されるか、またはクックトップのマイクロプロセッサの
時計を反映した現在の時間Ptから適用された最新の既知のパワーステップの終
了時間t(LKPS)を差し引いた時間に等しい。
のこの部分における最後のステップは、表6に記載したif,thenの命令に
従う。
および線形冷却速度CR1 、CR2 、CR3 を必要とする。例えば、シズルプレ
ートに取り付けたRFIDタグから回収したLKPS値が8である場合、対応す
るERT値は、{T(8)−[(CR1 )(Pt−t(8))]}に等しい。
トップのマイクロプロセッサ内にこのEPT値を用いる命令がプログラムされ、
表4に示したシーケンスの適切な実際のパワーステップで加熱動作が開始される
。以下の表7は、クックトップのマイクロプロセッサ内にプログラムされ、EP
Tと等しい実際のパワーステップで加熱動作を開始させる命令を示している。与
えられた加熱動作の開始時に計算されたEPT値が与えられたT(LKPS)未
満の場合、クックトップは、シズルプレートは実質的に前記T(LKPS)に非
常に近いという仮定に対応する実際のパワーステップで加熱動作を開始する。こ
のようにして、いずれのシズルプレートの実際の制御温度は、常に所望される制
御温度以下である。これは最も安全な方法である。例えば、EPTがT(3)超
T(4)未満の温度であると計算された場合、加熱アルゴリズムHA(シズルプ
レート)は、実際のパワーステップ5で加熱動作を開始する。
シーケンスを完了(実行)する。 T(0)<EPT≦T(1)である場合、 実際のパワーステップ2に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(1)<EPT≦T(2)である場合、 実際のパワーステップ3に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(2)<EPT≦T(3)である場合、 実際のパワーステップ4に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(3)<EPT≦T(4)である場合、 実際のパワーステップ5に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(4)<EPT≦T(5)である場合、 実際のパワーステップ6に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(5)<EPT≦T(6)である場合、 実際のパワーステップ7に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(6)<EPT≦T(7)である場合、 実際のパワーステップ8に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(7)<EPT≦T(8)である場合、 実際のパワーステップ9に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンスを
完了する。 T(8)<EPT≦T(9)である場合、 実際のパワーステップ10に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンス
を完了する。 T(9)<EPT≦T(10)である場合、 実際のパワーステップ11に進み、実際のパワーステップの残りのシーケンス
を完了する。
力する手段 上記したように、情報のいくつかの部分が、シズルプレートに取り付けられた
RFIDタグから回収されるか、またはHA(シズルプレート)を正確に動作さ
せるためにクックプレートの回路センサで実施された測定から決定される。これ
らの情報の必要とされる部分の大半、それらを決定する手段、およびそれらに与
えられた名称については上記した。表8は、クックトップのマイクロプロセッサ
にアクセス可能な一時記憶メモリ位置に記憶されなければならないこれら必要な
データ項目のリストである。
タグの記憶装置に記憶されていると仮定して、クックトップに対してHA(シズ
ルプレート)にアクセスするように命令する好ましい包括的ソフトウェアアルゴ
リズムを示すフローチャートである。
タグに接続された代替態様に好ましい。 30)
OB" である。この情報の項目は、RFIDタグのマイクロプロセッサメモリに
固定記憶される。そして、クックトップのRFIDリーダ/ライタからの情報を
用いて書き換えされることはない。シズルプレートに固定されたRFIDに対し
て、COBのディジタルコードはシズルプレートの種類に対して一意である。対
象物についての異なる種類のために、ディナープレートを例に取れば、異なるデ
ィジタルコードがそのRFID上に存在する。そのCOBは、すべてのシズルプ
レートから付されたシズルプレートを、さらに一意に識別するコード部を含んで
もよいし、含まなくてもよい。
既知のパワーステップLKPS及びアルゴリズムの最新の既知のパワーステップ
の時間は、HA(シズルプレート)の一時記憶メモリの中に対応するメモリ領域
を持つ。(さらに、対象物の他の種類には、上述のHA(COB)の対応する一
時記憶メモリの中に対応するメモリ領域を持つ。)LKPS及びt(LKPS)
の値は、新しく使うシズルプレートに付された新たに製造されたRFIDタグ上
では0としてプログラムされる。以降、これらの値はRFIDリーダ/ライタに
よって定期的に書き換えられる。
、固定メモリの変数のいずれかがRFIDタグを記憶してもよい。さらにRFI
Dタグが完了した全加熱サイクルの合計数を記憶してもよい。この情報は当該タ
グの交換時期を、ユーザに気づかせるために使用することができる。
きクックトップへのパワーはステップ54で供給されているものとする。まず、
クックトップは待機モードに戻る。そして、テストパルスが毎秒送られる。これ
は対象物がクックトップ上に置かれているかどうか決定するためであり、この目
的用のセンサ31を用いて、各パルスでのItransistorが測定される。次に、ス
テップ58で、ItransistorがI1 以上かどうか、及びI2 以下かどうかが測定
される(これらの電流値は、トランジスタが電流低および電流高での効率に基づ
き、具体的なクックトップ用にプリセットされる。)。さらに、表8に示されて
いるように、マイクロプロセッサメモリ中の全ての一時記憶メモリの項目に値0
が付与される。但し、リアルタイムクロック上、マイクロプロセッサの時間基準
に登録されている現在時間を常に含むPt(現在時間)はその対象から除く。ク
エリ58への応答が" いいえ(NO)" である場合、この場合は適正な誘導加熱
可能な対象物がないことを意味し、プログラムはステップ56へと戻る。ステッ
プ58の中での応答が" はい(YES)" の場合は、プログラムはステップ60
へと進む。ステップ60では、RFIDリーダ/ライタは、互換性のあるRFI
Dタグからの応答をサーチするための信号を送る。次のステップ62では、RF
IDリーダ/ライタがRFIDタグから有効なCOBコードを受けとるかどうか
の決定が行われる。当該クエリーに対する回答が" いいえ(NO)" の場合は、
(例えば、この" いいえ(NO)" の場合は、RFIDタグが付されていない鋳
鉄のプレートがクックトップ上に置かれる場合に生じ得る)、当該プログラムは
ステップ56へ戻り、クックトップは待機モードのままの状態にされる。このよ
うにして、望まれない対象物が著しい程度まで熱が加えられることはなくなる。
S)" であり、かつリード/ライタが適当なCOBコードをクックトップのマイ
クロプロセッサへ送ることを前提としてプログラムがステップ64へ進んだ場合
、HA(シズルプレート)の当該場合には、このことがソフトウエアのアルゴリ
ズムを適当なHA(COB)へと向かわせる。HA(シズルプレート)の実行中
、ステップ66で、ステップ68に反映されているように、クックトップは負荷
インピーダンスを定期的に測定し、かつそれが制限以内にあるということを確か
めることを続行する。Itransistorの値が境界の限界内にある限り、HA(シズ
ルプレート)のアルゴリズムのステップは順番に続けられる。しかし、(このシ
ズルプレートがクックトップから取り外される場合に生じるであろうような)こ
れらの限界外に、Itransistorの値が当てはまる場合には、当該アルゴリズムは
HA(シズルプレート)から抜け出し、図7の包括的アルゴリズムは、クックト
ップが待機モードにあるステップ56にリターンする。
レート)のための重要なアルゴリズム命令を例示している。ここでの議論では、
図7のステップ64が図8のアルゴリズムを初期化しており、さらに室温で新た
なシズルプレートが加熱デバイス上に配置され、2つの実際のパワーステップ1
1を介してそこに維持されているものとする。従って、ステップ70では、リー
ダ/ライタがシズルプレート上のRFIDに応答信号を発した際に、LKPSお
よびt(LKPS)は値0を持ち、HA(シズルプレート)内のLKPS及びt
(LKPS)に対応する一時記憶メモリ位置が値0を受け取る。次に、ステップ
72では、Itransistorの値が測定され、(クックトップがまだその待機モード
にあるときに)Itransistor max actual のHA(シズルプレート)の一時記憶
メモリ位置に記憶される。表3で挙げられている式を用いて、ステップ74で加
熱操作のためのCPLの値が計算される。ユーザが該シズルプレートをクックト
ップ上の適当な位置に配置したならば、これらのCPLの値は、これらの値に対
応する値IPLに略等しくなるであろう。ステップ76で、LKPSがゼロに等
しいので、値3600がnに割り当てられる。ステップ78で、ELCLTの値
は3600秒よりもずっと大きくなるように計算され、一時記憶メモリに記憶さ
れる。次に、ステップ80で、EPTは、T(0)又は72°Fに等しいとして
計算される。このEPTの値はさらに一時記憶メモリに記憶される。ステップ8
2では、この記憶されたEPTの値を使用して、クックトップのマイクロプロセ
ッサが表7に挙げられた命令に従い、実際のパワーステップ1で、表4に記載さ
れたような実際のパワーステップのシーケンスを開始する。
から10及び2つの11のステップ)を完了するように命令される。各実際のパ
ワーステップの終了時、RFIDリーダ/ライタは、(値10まで)まさに完了
されたLKPSの値を伝送する。例えば、実際のパワーステップの終了時におい
て、時間間隔Δttransmitの間に、RFIDリーダ/ライタは、LKPS及びR
FIDタグが、LKPSに指向されたそのメモリの位置に当該値を記憶するにつ
れ、値1を送信する。同時に、RFIDリーダ/ライタはさらに、好適にはUT
Cフォーマットで伝送時間を送信する。この情報は、t(LKPS)用に設定さ
れたRFIDタグメモリの位置に記憶される。各連続した実際のパワーステップ
の終了時において、LKPS及びt(LKPS)用に設定されたRFIDタグの
メモリの位置及びt(LKPS)は2つの新しい値を受け取る。
プ68(図7)のクエリーがステップ84において繰り返されることがわかる。
すなわちクエリが得られる限り、ステップ84が続行され、残りの実際のパワー
ステップが実行される。しかし、ステップ68のクエリに対する応答が" いいえ
(NO)" であるならば、一時記憶メモリの値は0に設定され(ステップ86)
、当該ソフトウエアは図7のステップ56の待機モード(すなわち、テストパル
スを除いてインバータ「オフ」の状態)に戻る。
実際のパワーステップ11の2つの適用が完了され、それゆえに当該プレートは
華氏250度±20度の所望の制御温度に達する。一旦取り除かれると、当該プ
レートのRFIDタグはそのメモリ内に次の情報(LKPS=10、t(LKP
S)=実際のパワーステップ11の第2の適用が完了された時間、及びCOB=
シズルプレート)が記憶される。許容されるLKPSの最高値が10であるため
に、RFIDタグのメモリは、t(LKPS)により更新され、実際のパワース
テップ11の最新の適用の時間を反映する一方、シズルプレートは過去のチャー
ジ履歴に関する情報を備える。
60分の時限の後にクックトップ上に配置されることになるが、6 秒後には取り
除かれるものとする。上記に注釈したように、プレートのRFIDタグメモリは
LKPSに値10及びt(LKPS)の値を持つ。このt(LKPS)の値は、
図8のステップ70においてRFIDリーダ/ライタがRFIDタグに応答信号
を送信する時間より前の一時間についての第2の実際のパワーステップ11の適
用の終了時に対応する。
し、クックトップのマイクロプロセッサにアクセス可能な一時記憶メモリ位置は
、上記10の値と、ちょうど述べたところのtの値(LKPS)の値とを受け取
る。次に、ステップ72において、クックトップからの磁場の次のテストパルス
の時に(クックトップがまだその待機モードにある時に)、Itransistorの値は
、測定され、I transisor max actualのHA(シズルプレート)の一時記憶メモ
リ位置に記憶する。表3の式を用いて、この加熱操作のためのCPLの値はステ
ップ74で計算される。もしユーザがクックトップ上部の適当な場所にシズルプ
レートを配置するならば、CPLのこれらの値は、これらの値に対応するIPL
の値に略等しくなるであろう。ステップ76において、値0は、nに割り当てら
れる。その理由は、LKPSが10に等しいからである。ステップ78において
は、ELCLTの値が3600秒に等しくなるように計算され、一時記憶メモリ
に記憶される。その結果、ステップ80では、EPTの値がT(0)又は72°
Fに等しくなるように(表6の命令によって)計算される。EPTのこの値は一
時記憶メモリに記憶される。EPTのこの記憶された値を用いて、クックトップ
のマイクロプロセッサは表7に記述されているような命令に従い、実際のパワー
ステップ1で記載されたような実際のパワーステップのシーケンスを開始する。
ら10および11)を完了するように命令する。各実際のパワーステップの終了
時において、RFIDリーダ/ライタはちょうど完了された(値10は超えない
)LKPSの値を送信する。例えば、時間間隔Δttransmitの間に実際のパワー
ステップ4の終了時において、R FIDリーダ/ライタは、LKPSとして値4
を送信し、RFIDタグはLKPSに与えたメモリ位置に当該値を記憶する。同
時に、RFIDリーダ/ライタはさらに送信の日の時間も送信する。この情報は
t(LKPS)用に設定されたRFIDタグのメモリ位置に記憶される。個々の
連続した実際のパワーステップの終了時において、RFIDタグのメモリはLK
PS(10までの値)及びt(LKPS)に関する2つの新たな値を受けとる。
、実際のパワーステップ3の適用がまさに完了されることになるであろう。この
ようにして、略T(3)の温度に達成されることになるであろう。さらに、RF
IDタグはクックトップから取り除かれるときにそのメモリに次の情報(LKP
S=3、t(LKPS)=実際のパワーステップ3のアプリケーションがまさに
完了した時間、及びCOB=シズルプレート)が記憶される。このようにして、
シズルプレートは過去にチャージされた履歴に関する情報を備え、再び蓄電部(
チャージャ)上に置かれるような準備される。
されるものとした場合、シズルプレートは、LKPSには値3を、第2の実際の
パワーステップ3の適用の終了時に対応するtの値(LKPS)を持つ。一旦そ
れがクックトップ上で置換されると、t(LKPS)の値がマイクロプロセッサ
の値と一致するとみなすと、ステップ70で、LKPS及びHA(シズルプレー
ト)に対応し、かつクックトップのマイクロプロセッサにアクセス可能な一時メ
モリ位置は、まさに述べたように、3の値及びt(3)の値を受け取る。次に、
ステップ72において、クックトップからの磁場の次のテストパルスのときに(
クックトップがまだ待機モードのときに)、Itransistorの値は測定されて、Itansistor max actual のHA(シズルプレート)の一時記憶メモリ位置に記憶さ
れる。表3の式を用いて、当該熱処理操作のためのCPLの値がステップ74で
計算される。もしユーザがクックトップの上部の適当な位置にシズルプレートを
配置した場合には、CPLの値はこれらに対応するIPL値に略等しくなるであ
ろう。ステップ76においては、値2100はnに割り当てられる。その理由は
LKPSと3に等しい。ステップ78において、ELCLTの値は、1 秒等に等
しくなるように計算され、それは一時記憶メモリに記憶される。その結果、ステ
ップ80では、EPTの値はT(3)に僅かに低いが、T(2)よりも大きい温
度に等しいように(表6の命令を介して)計算される。EPTのこの値は一時記
憶メモリに記憶される。この記憶されたEPTの値を用いて、クックトップのマ
イクロプロセッサは表7に記載されているような命令に従い、実際のパワーステ
ップ4において、表4に記載されたような実際のパワーステップのシーケンスを
開始する。
ップ4から10および11)を完了するように命令する。個々の実際のパワース
テップの終了時には、RFIDのリーダ/ライタが、それが完了する(LKPS
の値が10に達するまで)ようなLKPSの値を送信する。例えば、実際のパワ
ーステップ4の終了時においては、時間間隔Δttranmit の間に、RFIDリー
ダ/ライタはLKPSとして値4を送信し、RFIDタグはLKPSに与えたメ
モリ位置に当該値を記憶する。同時に、RIFDリーダ/ライタはさらに送信の
日の時間を送信する。この情報はt(LKPS)用に設定されたRFIDのメモ
リ位置に記憶される。個々の連続した実際のパワーステップの終了時においては
、RFIDタグのメモリがLKPS(10を超えない)及びt(LKPS)に関
する2つの新たな値を受け取る。
保持する。RFIDメモリ内のLKPSの値は10のままで維持され続けており
、t(LKPS)の値は、個々の実際のパワーステップ11の終了時に連続して
更新される。
してサーマルスイッチ52を含んでもよい。さらに、図9及び図10は、それぞ
れ1個又は2個のサーマルスイッチを備えたRFIDを例示している。図1の実
施例の場合には、サーマルスイッチ52は、好適には鋳鉄プレート46の下表面
に接触している。
グからのデータの送信を変更することである。ここでサーマルスイッチは「オン
」となる。その結果、RFIDリーダは、サーマルスイッチを「オン」にする前
以外に、サーマルスイッチが動作した後でタグから異なる情報を受け取る。本質
的に、1または複数のサーマルスイッチとRFIDタグの組み合わせは、無線周
波数の応答信号をRFIDリーダ/ライタへ送信することができるスイッチ自体
になる。これによって、RFIDリーダ/ライタは切り替え動作が起こったこと
を知る。しかし、この新たな組み合わせのスイッチは、" インテリジェントであ
る(高度な処理能力を持っている)" 。その理由は、このスイッチはさらに好適
実施例に記載されたようなディジタル情報、すなわちRFIDリーダ/ライタに
よって読み取りおよび更新が可能な情報、のすべてを記憶することができる。
8が例示されている。この例では、RFIDタグ90は、型彫りされた銅製アン
テナ94がその上に備わったエポキシベース(基台)92で作成されているGe
mplus ARIO40−SL Stampである。このアンテナ94は集積
回路(この集積回路はタグの裏面上にあるため図9では示されていないが)に接
続されている。銅製アンテナ94は2枚の" 終端プレート" 96及び98で末端
部を成している。これらのプレートは、アンテナ線の他の残部よりも寸法がずっ
と大きな矩形片である。このARIO 40−SL STAMPの構成は、AR
IO 40−SMモジュールやさらに小さなARIO 40−SMDと同様であ
るが、サーマルスイッチへの接続を、簡易なタスクにしている。しかし、いかな
るRFIDタグも、本発明による複合体を作るのに適当である。その理由は、す
べてのこのようなタグはアンテナと集積回路との両方を含むからである。
のその他の構成部品はサーマルスイッチ100自体である。開接点から閉接点へ
、又は閉接点から開接点へ、プリセットした温度又は可変の温度で切り替える従
来のスイッチのいずれもが、そのスイッチに適当である。適当なスイッチは以下
の特徴を持つ:小さなサイズ、成形性、高い動作温度、磁場内での動作能力、プ
リセットされた切り替え温度の小さな許容差、及びばらつきの狭さである。±5
°Fの許容差を有し、150°Fの温度で開接点から閉接点へ作動するように工
場で設定されるサーマルスイッチは、145°Fと155°Fとの間のどこかで
閉接点となる。しかし、切り替えが閉じられた後で、それはある有限時間で、結
果として有限の温度範囲において、スイッチが再び開放する温度まで冷却される
まで、閉接点の状態のままとされる。この有限の温度範囲は前述の差として規定
される。例えば、40°F±20°Fの差を持つ、上述したような完全な動作を
する(通常は開状態の)スイッチは130度に達するまでに再び開放する。そし
て再び開放する前に90°F程の低い温度に冷却され得るであろう。
モスタットであり、ときにはよくサーマルプロテクタとも呼ばれる。これらは調
節目的又は温度規制目的のいずれかの用途で通常使用される。これらは、次の2
つの形態、すなわち、1)温度上昇時(通常は開状態であるが)閉状態、又は2
)温度上昇時(通常は閉状態であるが)開状態のうちいずれかの形態で購入され
得る。この発明のための好適なスイッチモデルはThemal Sensing
ProductsのAirpax(登録商標)によって製造される5003シリ
ーズの小型バイメタルサーモスタットである。このサーモスタットは本発明のた
めの利益であるスイッチング温度範囲のために15°Fの差を持つ。他の適当な
サーマルスイッチは、Texas Instrumentsにより製造されるバ
イメタルスナップアクションのサーモスタットのKlixon(登録商標)や、
Airpaxシリーズ6600の小型バイメタルスナップアクションサーモスタ
ット、及びUCHIYAによって製造され、カリフォルニア州のSelco P
roducts社によって販売されるOP6及びUP7シリーズのバイメタルサ
ーモプロテクタである。これらの後者に述べたスイッチは、5003よりも小さ
いけれども、通常は50°Fの差を持つ。
最もシンプルな方法は、サーマルスイッチの各端部を終端プレート96及び98
におけるアンテナの各端部に接続することである。シンプルなはんだ付けで十分
である。勿論、この接続は、ユーザ又はRFIDタグ製造者によって製造工程の
後工程として成され得る。
チは(通常は開状態であるが)温度上昇時に閉状態となるスイッチであるべきで
ある。このことはRFIDタグと、(ここではTS1として規定される)スイッ
チング温度未満の温度でRFIDリーダとの通信を通常可能とさせる。その理由
は、アンテナ94がその本来のインピーダンス特性を維持しているからである。
TS1より上の温度では、サーマルスイッチ100は閉じられている。このこと
は、そのインピーダンス特性を変えながら、アンテナ94を短絡させ、それとR
FIDリーダ/ライタとの通信を妨げる。勿論、バイメタルサーモスタットのた
めに冷却している間に存在する" 差" の温度の範囲の間では(例えば、Airp
ax5003シリーズのサーモスタットに対するTS1 よりも低い15°F)図
9に示されているように構成されたRFID94は、RFIDリーダ/ライタと
通信ができない。小さな差を持つサーマルスイッチ100に関して、この事実は
後述される交互の温度制御方法の精度及び正確を大きく損ねることはない。しか
し、サーマルスイッチにより大きな差があればある程、" ミュートネス(mut
eness)" の温度範囲はずっと大きくなり損失となる。
体102は大きな差を持つ1個のバイメタルスイッチによって生じ得る上記" ミ
ュートネス" の問題を克服する。この複合体102は、ベース92、アンテナ9
4、及びプレート96、98を持つ同じRFIDタグ90を含む。しかし、この
例では、2つの直列関係にあるサーマルスイッチ104、106が、図示されて
いるように終端プレートへ接続されている。スイッチ106は通常は開状態にあ
るが昇温スイッチが入った時には閉じる。一方、その他のスイッチ104は通常
は閉状態にあるが昇温スイッチが入った時には開状態にある。このようにして、
昇温の間、TS1前に、RFIDタグは通常RFIDリーダと通信することがで
きる。TS1とTS2との間では、RFIDタグはRFIDリーダと通信するこ
とはできない。上記のTS2の通信は再び通常状態である。冷却の間、上記" ミ
ュートネス" 温度の期間はもはや1個のバイメタルサーモスタットの上記差では
ないが、今はTS1とTS2との間の温度差である。この温度間隔は、TS2の
値は制御温度として選択される場合は、設計者によって小さく選択され得る。し
かし、TS1が較正温度として選択され、上記制御温度としては選択されない場
合には、TS1とTS2との間のより大きな温度間隔が選択され、理想的でない
冷却負荷を補償するのに使用可能である。
ーマルスイッチをRFIDタグと接続するもっともシンプルな方法は、上記アン
テナを短絡からはずすように上記サーマルスイッチを接続することであるという
事実にかかわらず、タグのEEPROM部のみを短絡からはずすように、1個以
上のサーマルスイッチをRFIDタグに接続することも可能である。この接続態
様では、スイッチ温度TS1未満の温度で(又はデュアル(2個)スイッチの構
成のためのTS2よりも上の温度で)RFIDタグは十分な通信能力、すなわち
読み取りおよび書き込み能力をもつであろう。しかし、TS1よりも上の温度で
(又は上記デュアルスイッチの構成に対するTS1とTS2との間の温度で)、
タグは読取り専用タグとして挙動するであろう。このようにして、RFIDリー
ダ/ライタ及び本発明の誘導加熱デバイスは、タグがリーダ/ライタのフィール
ドにあるすべての時でCOBのような対象物から情報を読み取ることができるで
あろう。他の接続方法がさらに使用され得る。上記サーマルスイッチ(複数の場
合も含む)の接続の手段又は位置に関わらず、RFIDリーダ/ライタは、その
スイッチ(複数の場合も含む)が1つの条件の下にあるタグとその他の条件の下
にあるタグとの間の差異を検知することが可能となる。
なデュアルスイッチ複合体102が説明される。RFIDタグ/サーマルスイッ
チの複合体は、あたかも、タグが" 変更された" 状態の間(1個以上のサーマル
スイッチが図9及び図10で示されているようにRFIDアンテナと短絡してい
る場合に)1 つもタグが磁場の中に存在しないかのようにRFIDリーダ/ライ
タに出現するが、一方で通常のリード/ライタRFIDとして出現する。RFI
Dタグ/サーマルスイッチの複合体の" 変更された状態" の間は、タグとリーダ
との間の通信は不可能である。しかし、後述した代替方法は他のRFIDタグ/
サーマルスイッチ複合体のために遂行される。そこでは、RFIDタグは同様に
変更された状態ではなお通信手段である。
用いる温度制御であって、温度スイッチ(複数の場合も含む)が制御温度を規定
する。」 1 個のサーマルスイッチ52を持つ給仕用容器22を備えた図1に示された装
置でまず考慮して、スイッチ52(TS1)の例示的な切り替え温度はT(10
)、すなわち図5に示された予めプログラムされた制御温度に等しくなるように
選択される。図7の包括的ソフトウエアアルゴリズムはまた、変更することなく
このような構成を採用することを許容する。しかし、HA(シズルプレート)の
場合には、ソフトウエアHA(COB)において変更がなされる。それゆえに、
誘導加熱装置のパワーをアップすることに基づいて、図7のすべてのステップは
前述したように追従される。マイクロプロセッサが異なるアルゴリズムに追従す
ることは、HA(COB)が実行されるステップ66の中でのみ行われる。
コードの種類は上記誘導加熱装置のマイクロプロセッサのコントローラを、図1
1で概略的に示されるHA(制御温度を規定する1つのサーマルスイッチを有す
るCOB)に追従するよう命令する。この図11のフローチャートは、図8のフ
ローチャートとはひとつだけ異なっている。すなわちステップ84aの部分であ
る。この差異は以下のように単純である。パワーステップの最後の0.15秒の
間になされた読み取り/書き込み動作の間に、" 変更された状態" のRFIDタ
グが検知される場合には、プログラムは(0.5)(MXDT)に等しい時限の
間、ステップ86とステップ56とを介して動作の待機モードに戻る。この状態
に基づいて当該プログラムはそれから実際のパワーステップ11へと進む。
のスイッチ温度TS1はT(10)と一致している)が取り付けられたシズルプ
レートは、誘導加熱デバイス20上に配置されているものとする。またRFID
タグは新しいものであるものとする。図1を参照すると、クックトップのマイク
ロプロセッサは、ステップ66でHA(制御温度を規定する1個のサーマルスイ
ッチを有するシズルプレート)を実行し始める。図11を参照すると、RFID
リーダ/ライタがステップ70でRFIDタグに応答信号を送信するときに、シ
ズルプレートはLKPS及びt(LKPS)に対して値0を持つ。それゆえに、
HA(制御温度を規定する1個のサーマルスイッチを有するシズルプレート)内
のLKPS及びt(LKPS)に対応し、クックトップマイクロプロセッサにア
クセス可能な一時記憶メモリ位置は値0を受け取る。次に、ステップ72におい
て、(クックトップがまだ待機モードにあるときに)クックトップからの磁場の
次のテストパルスの時に、Itransistorの値が測定され、Itransistor max act ual のHA(制御温度を規定する1個のサーマルスイッチを有するシズルプレー
ト)の一時記憶メモリ位置に記憶される。表3における式を用いて、当該加熱動
作のためのCPLの値がステップ74で計算される。ユーザがクックトップの上
部の適当な位置でシズルプレートを配置したならば、CPLのこれらの値は、こ
れらに対応するIPL値に略等しくなるであろう。ステップ76では、値360
0が、nに割り当てられる。その理由はLKPSが0に等しいからである。ステ
ップ78では、ELCLTの値は、3600秒よりもずっと大きいように計算さ
れ、一時記憶メモリに記憶される。その結果、ステップ80でEPTの値はT(
0)又は72°Fに等しくなるように(表6の最後の2行を介して)計算される
。この記憶されたEPTの値を使用して、クックトップのマイクロプロセッサは
表7に記載されたような命令に従い、実際のパワーステップ1において、表4に
記載されているように実際のパワーステップのシーケンスを開始する。
ップ(1から10および11)を完了するように命令する。個々の実際の実際の
パワーステップの終了時に、RFIDリーダ/ライタは、それがちょうど完了す
るLKPSの値(値10まで)を送信する。しかし、動作のモードと図8に関連
して前述したモードとの間で1つの発生しうる差がある。シズルプレートは、実
際のパワーステップ10の終了に達し、LKPSの新しい値及びt(LKPS)
をRFIDタグへと書き込もうとした際に、RFIDタグは、変更状態にあるた
めに、通信を送り返さなくてもよい。この場合は、実際のパワーステップ10の
終了前にTS1に到達する場合である(実際のパワーステップ10の終了前にT
S1に到達する場合、クックトップはあたかもRFIDタグがサーマルスイッチ
が全く取り付けられていないかのように、挙動するであろう。この場合が起こる
ものとすると、RFIDリーダ/ライタは、ステップ68におけるクエリーに対
する答えがまだ" イエス(YES)" であるので、シズルプレートはまだ蓄電器
(チャージャ)上にあるということを知るだろう。それゆえに、クックトップマ
イクロプロセッサは、クックトップに、ステップ84aの命令に従い、(0.5
)(MXDT)に等しい期間、待機モードに戻るようにさせる。この時、クック
トップは実際のパワーステップ11を適用するだろう。これにより、表4に従っ
て、2秒間CPL5を適用するだろう。しかし、CPL5の最後の0.15秒の
間、リーダ/ライタはRFIDタグを再び変更状態にあるように決定し、その結
果、(0.5)(MXDT)期間及び第2の時間、実際のパワーステップ11の
適用を繰り返す。
のパワーステップ11の2回の適用を完了するので、シズルプレートは、250
°F±20°Fの所望の制御温度に達したことであろう。しかし、図8の方法と
は異なり、当該RFIDタグはそのメモリに次の情報を記憶する。LKPS=9
、t(LKPS)=実際のパワーステップ9が最近完了した時間、COB=制御
温度を規定する1個のサーマルスイッチを備えたシズルプレートである。その結
果、シズルプレートは過去のチャージ履歴に関する情報が備えられ、再び蓄電器
(チャージャー)上に配置される準備がなされる。
プレートが洗われ、棚にしまわれ、そして60分の期間、再びコックトップ上に
配置され、6 秒後にそれが取り除かれるものとする。この場合には、シズルプレ
ートは、実際のパワーステップ9の適用の終了時に対応するLKPSへの値9及
びt(LKPS)の値を持つ。t(LKPS)のこの値は、RFIDリーダ/ラ
イタがステップ70でRFIDタグに応答信号を送信する時の前であって1時間
を少し超えた値である。それゆえに、HA(制御温度を規定する1個のサーマル
スイッチを備えたシズルプレート)内で、クックトップのマイクロプロセッサに
アクセス可能な、LKPS及びt(LKPS)に対応する一時記憶メモリ位置が
ちょうど述べたところの値9及びt(LKPS)の値を受け取る。次に、ステッ
プ72で、クックトップからくる磁場の次のテストパルスの時に(クックトップ
がまだ待機モードにある時に)、Itransistorが測定され、Itransistor max a ctual のHA(制御温度を規定する1個のサーマルスイッチを備えたシズルプレ
ート)の一時記憶メモリ位置に記憶される。表3の式を用いて、この加熱動作の
ためのCPLの値はステップ74で計算される。ユーザがクックトップの上部の
適当な位置にシズルプレートを配置したならば、CPLの値はこれらの値に対応
するIPLの値に略等しくなるであろう。
9に等しいからである。ステップ78では、ELCLTの値は、例えば3700
秒に等しくなるように計算され、一時記憶メモリに記憶される。その結果、ステ
ップ80で、EPTの値はT(0)又は72°Fに等しくなるように、(表6の
命令を介して)計算される。EPTのこの値は一時記憶メモリに記憶される。E
PTのこの記憶された値を用いて、クックトップのマイクロプロセッサは表7に
記載されたような命令に従い、実際のパワーステップ1で表4に記載されたよう
な実際のパワーステップのシーケンスを開始させる。
から10及び11)を完了するように命令する。個々の実際のパワーステップの
終了時において、RFIDリーダ/ライタはそれがちょうど完了したLKPSの
値(値10を超えない値)を送信する。例えば、実際のパワーステップ1の終了
時では、時間間隔Δttransmitの間、RFIDリーダ/ライタはLKPSとして
値1を送信する。RFIDタグはLKPSに与えられたメモリ位置に当該値を記
憶する。同時に、RFIDリーダ/ライタはさらに送信の日の時間を送信する。
この情報はt(LKPS)用に設定されたRFIDタグメモリ位置に記憶される
。個々の連続する実際のパワーステップの終了時、RFIDタグのメモリは、(
最大値10までの)LKPS及びt(LKPS)に関する2つの値を受け取る。
3の適用はまさに完了する。その結果、シズルプレートは略T(3)の温度に達
することであろう。さらに、RFIDタグは、クックトップから取り除かれたと
きに、そのメモリ内に次の情報が記憶される。LKPS=3、t(LKPS)=
実際のパワーステップ3の適用の最新の完了時間、COB=制御温度を規定する
1 個のサーマルスイッチを持つシズルプレートである。このようにして、シズル
プレートは過去のチャージング履歴に関する情報を備え、再びチャージャ上に配
置される用意がなされる。
れる。シズルプレートはまさに略温度T(3)に達した時、シズルプレートはL
KPSに値3と、t(LKPS)に該温度到達時の直前(数秒前)の、第2の実
際のパワーステップ3の適用の終了時に対応する値とを持つ。t(LKPS)の
値は、一旦クックトップ上でそれが置き換えられると、コンピュータの値と一致
する場合は、ステップ70で、HA(制御温度を規定するサーマルスイッチを持
つシズルプレート)内のLKPSおよびt(LKPS)に対応し、かつクックト
ップのマイクロプロセッサにアクセス可能な一時記憶メモリ位置は、まさに記載
された上記3の値及びT(3)の値を受け取る。次に、ステップ72で、クック
トップからの磁場の次のパルスの時に(クックトップがまだ待機動作モードにあ
る時に)、Itransistorの値が測定され、HA(制御温度を規定するサーマルス
イッチを持つシズルプレート)のItransistor max actual の一時記憶メモリ位
置に記憶される。表3の式を用いて、当該加熱操作のためのCPLの値はステッ
プ74で計算される。ユーザがクックトップの上部の適当な位置にシズルプレー
トを配置する場合には、CPLの値はこれらと対応するIPL値に略等しくなる
であろう。ステップ76では、2100の値がnに割り当てられる。その理由は
LKPSSが3に等しいからである。ステップ78では、ELCLTの値は1秒
等に等しくなるように計算され、一時記憶メモリに記憶される。このようにして
、ステップ80では、EPTの値が(表6の命令を介して)T(3)よりも僅か
に小さく、T(2)よりも大きい温度に等しくなるように計算される。EPTの
この値は一時記憶メモリに記憶される。EPTのこの記憶された値を用いて、ク
ックトップのマイクロプロセッサは表7に記載された命令に従い、実際のパワー
ステップ4で、表4に記載されたような実際のパワーステップのシーケンスを開
始させる。
テップ4から10および11)を完了するように命令する。個々の実際のパワー
ステップの終了時、RIFDリーダ/ライタは(最大10に達するまでに)それ
がちょうど完了したLKPSの値を送信する。例えば、実際のパワーステップ4
の終了時では、時間間隔Δttransmitの間に、RFIDリーダ/ライタはLKP
Sとして値4を送信し、RFIDタグはLKPSに与えられたメモリ位置に当該
値を記憶する。同時に、RFIDリーダ/ライタはさらに送信の日の時間を送信
する。この情報はt(LKPS)用に設定されたRFIDのタグメモリ位置に記
憶される。個々の連続する実際のパワーステップの終了時には、RFIDタグの
メモリは(10を超えない)LKPSとt(LKPS)の2つの新しい値を受け
取る。
らにサーマルスイッチがRFIDを変更状態に置くようにはさせないという可能
性もある。このようにして、パワーステップ11の好適方法のシーケンスの実施
は、ちょうど表4に示されたものに従う。クックトップは、シズルプレートを略
250°Fに不定期維持する。RFIDメモリにおけるLKPSの値は10のま
まで維持され続け、t(LKPS)の値は個々の実際のパワーステップ11の終
了時に継続的に更新される。
ンで150°Fまで加熱され、60分の時間間隔の後でクックトップ上に戻され
るものとする。
される。シズルプレートは、LKPSには値10、及びt(LKPS)には実際
のパワーステップ11の終了時に対応する値を持つ。t(LKPS)の値は、ス
テップ70でRFIDリード/ライタがRFIDに応答信号を送信する時の前の
略1時間である。それゆえに、HA(制御温度を規定する1個のサーマルスイッ
チを持つシズルプレート)内の、LKPSおよびt(LKPS)に対応し、かつ
クックトップのマイクロプロセッサにアクセス可能な一時記憶位置は、値10び
ちょうど記載したt(LKPS)を受け取る。次に、ステップ72で、クックト
ップからの磁場の次のパルスの時に(クックトップがまだ待機モードにある時に
)、Itransistorの値が測定され、Itransistor max actual のHA(制御温度
を規定する1個のサーマルスイッチを持つシズルプレート)の一時記憶位置に記
憶される。表3の式を用いて、この加熱動作のためのCPLの値はステップ74
で計算される。ユーザがクックトップの上部の適当な位置にシズルプレートを配
置したならば、CPLの値はこれらの値に対応するIPLの値に略等しくなるで
あろう。ステップ76では、値0はnに割り当てられる。その理由はLKPSが
10に等しいからである。ステップ78では、ELCLYの値が3600秒に等
しくなるように計算され、一時記憶メモリに記憶される。このようにして、ステ
ップ80において、EPTの値がT(0)又は72°Fに等しくなるように(表
6の命令を介して)計算される。EPTのこの値は一時記憶メモリに記憶される
。
ソライズされていない)加熱のために、EPTのこの値は正しくない。しかし、
それにもかかわらず、表7の命令に従う。このようにして、EPTのこの記憶さ
れた値を使用して、クックトップのマイクロプロセッサは表7に記載されたよう
に、実際のパワーステップ1において実際のパワーステップのシーケンスを開始
させる。
から10および11)を完了するように命令する。しかし、サーマルスイッチは
実際のパワーステップ10の前に、十分良好にTS1に達する。このようにして
、ある実際のパワーステップの最後の0.15秒間、RFIDタグはRFIDリ
ーダに通信を戻さない。その理由はそれが変更状態にあるからである。RFID
リーダは、シズルプレートがチャージャ上に配置されていることを尚認識する。
その理由はステップ68におけるクエリーの応答がまだ" イエス" だからである
。それゆえに、クックトップのマイクロプロセッサはステップ84aの命令に従
い、クックトップを(0.5)(MXDT)に等しい時間間隔で待機モードへと
戻させる。この時に、クックトップは実際のパワーステップ11を適用する。こ
れにより、表4に従い、CPL5を2 秒間適用する。しかし、CPL5の最後の
0.15秒間に、リーダはRFIDタグが再び変更状態にあるように決定し、こ
のようにして、(0.5)(MXDT)の期間と、第2の時間の実際のパワース
テップ11の適用を繰り返す。
デバイス以外のデバイスによって不用意に、シズルプレートが加熱されるならば
、RFIDタグに取り付けられたサーマルスイッチは、シズルプレートの過熱を
防ぐべきであることは自明であろう。図10に示す2個のサーマルスイッチを持
つRFIDタグが、わすかな改良のみで同一の目的を達成するために使用できる
ことが自明であろう。2個のサーマルスイッチを持つRFIDタグの変更された
状態は、RFIDリーダに検知された際に、制御温度を規定するために使用され
るであろう。このようにして、制御温度はTS1とTS2との間のある温度とな
るだろう。
IDタグ複合体を用いた、別の温度制御スキームである。このスキームは、2つ
の目標を達成する:1) 加熱中の対象物の中間温度を測定し、適切な加熱ステッ
プにするための加熱アルゴリズムを送信し、実質的に加熱アルゴリズムを「較正
する」、および、2)TS1とTS2との間の時間を測定し、メモリに記憶され
た理想時間と比較し、それに応じて残りのCPLを調整し、より正確に所望の制
御温度に到達するようにする。
されたRFIDタグが取り付けられる。以下の検討を簡略にするため、図1のシ
ズルプレートを用いるが、シングル(1個の)サーマルスイッチ52の代わりに
、図10に基づくRFIDタグ/デュアル(2個の)スイッチ複合体を使う。サ
ーマルスイッチ106(TS1)の切り替え温度はT(2)と同じ温度が選択さ
れ、一方、サーマルスイッチ104(TS2)の切り替え温度はT(4)に選択
される。これら2つの温度は、CPL1が適用される、IPL1に等しい領域内
にある。
採用する対象物と、サーマルスイッチを用い、自動的に適切な温度制御方法を実
施する対象物とを自動的に差別化できるのが好ましい。
の採用を可能にし、従って好適な実施態様についての全ての変更は、HA(CO
B)自身(図7、包括的アルゴリズムのステップ66内)においてのみ認められ
る。そのため、誘導加熱デバイスのパワーをアップさせうことより、図7の全て
のステップが同様に続けられる。これは、HA(COB)が実行され、マイクロ
プロセッサが異なるアルゴリズムに従う、ステップ66においてのみに限定され
る。2つのサーマルスイッチが取り付けられたRFIDタグに記録された対象物
(COB)コードの種類は、誘導加熱デバイスのマイクロプロセッサコントロー
ラに対し、HA(中間温度を判断する2つサーマルスイッチを持つシズルプレー
ト)に従うよう命令する。
。表9において、それらの記憶項目はTS1、TS2、そしてTS1/ TS 2
時間(TS1/TS2所要時間)である。TS1は、サーマルスイッチ1が切り
替わり、取り付けられたRFIDタグからの送信状態を変更する温度である。T
S2は、サーマルスイッチ2が切り替わり、RFIDタグを変更した状態から通
常の通信モードに戻す温度である。“TS1/TS2 時間”は、理想動作状態
に置かれたシズルプレートのTS1とTS2との間の所要時間である。これらの
項目は、そのシズルプレート固有のものであるので、RFIDタグメモリに記憶
される必要があり、かつあらゆる独立した誘導加熱デバイスが読み取り可能であ
るべきである。
2が稼動しているとRFIDリーダ/ライタが判断した場合、クックトップのマ
イクロプロセッサが実際のパワーステップ5を開始するような、較正温度として
使われる。例えば、オーブンに過って入れられ、125°Fに熱された新品のシ
ズルプレートが誘導加熱デバイスに載せられた場合、HA(中間温度を判断する
2個のサーマルスイッチを持つシズルプレート)が推定現在温度(EPT)を7
2°Fであると計算し、実際のパワーステップ1で加熱アルゴリズムを開始する
。RFIDリーダは、TS2が(190°F)起こったと判断すると同時に、ク
ックトップのマイクロプロセッサは中間の実際のパワーステップをバイパスし、
自動的に実際のパワーステップ5を開始する。従って、このような選択可能な方
法2の特性は、シズルプレートの真の開始状態に加熱アルゴリズムを「較正する
」。
リズムを送信する)を達成するために、TS2で起こる、RFIDタグの、通信
の変更状態から通常状態への移行を判断する能力のみが必要となる。しかし、第
2の目標(TS1とTS2との間の時間を測定し、メモリに記憶された理想時間
と比較する)を達成するためには、2つの経過時間、TS1からTS2へ通過す
るのにシズルプレートが要した時間であって、理想的な状態での試験的な加熱の
場合の経過時間(以下、“TS1/TS2 時間”と定義する。)と、各々の実
際の加熱動作の場合の経過時間(以下、TS1/TS2 実際時間と定義する。
)をリアルタイム時計で測定して判断する必要がある。
”の値は、固定記憶情報に関して上述したように、理想動作条件に基づいて試験
的に判断される。これらの理想動作条件には、通常の線間電圧で動作するレファ
ランス標準誘導加熱デバイスが含まれる。また、クックトップは、試験的判断の
間、IPL1に等しく、CPL1を適用しなければならない。それにより、“T
S1/TS2 時間”は理想時間となる。
与えられる必要がある。この値は、各加熱動作中にクックトップマイクロプロセ
ッサによって計測され、HA(中間温度を判断する2つサーマルスイッチを持つ
シズルプレート)内の一時記憶メモリに記憶される。さらに、この他に2つの一
時記憶位置を、以下の目的で設けなければならない:“TS1 時間”(RFI
Dタグが通信の通常状態から変更状態へ移行したことをRFIDリーダが最初に
検知した時に、リアルタイム時計で測定される時間)と、“TS2 時間”(R
FIDタグが通信の変更状態から通常状態へ移行したことをRFIDリーダが最
初に検知した時に、リアルタイム時計で測定される時間)。これらの2つの新た
な記憶位置は、それぞれ加熱動作中、クックトップのマイクロプロセッサにアク
セス可能でなければならない。
S1/TS2 実際時間の値を用いる変更ステップによって、加熱中の不適切な
熱負荷を補正するようプログラムされる。この新たな変更ステップのコマンドは
、新規ステップ48bでのHA(中間温度を判断する2つサーマルスイッチを持
つシズルプレート)内に適用され、このステップ48bは、変更ステップコマン
ドの追加を除き、図8のステップ84と等しい。この新たな変更ステップのコマ
ンドは、測定値であるTS1/TS2 実際時間と、理想時間である“TS1/
TS2 時間”との比較に基づきCPL2、CPL3、CPL4およびCPL5
の値を変更するように作用する。なお、好適な実施態様との関連で前述した通り
、加熱アルゴリズムは、加熱動作開始前に、既に理想パワーレベルを補正してい
るので、変更は補正済みのパワーレベル2から5に対して行われる。CPL2、
CPL3、CPL4、およびCPL5に対するこの新たな補正は、クックトップ
のマイクロプロセッサが実際のパワーステップ5を開始する時点で行われる。
対して、適用されるパワーレベルを補正することである。例えば、シズルプレー
トに好適な加熱アルゴリズムに対する補正済みパワーレベルは、その表面に食品
が載っていないシズルプレートの加熱に基づいている。表面に相当な大きさの食
品を載せたシズルプレートが過って加熱された場合、好適な加熱アルゴリズムは
、目標制御温度の250°Fを大きく下回る平均表面温度にシズルプレートを熱
することになる。温度をT(2)からT(4)に移すための実際の時間と、同じ
温度範囲を移行するための理想時間を比較することで、シズルプレートの冷却負
荷が理想的かどうかをおよそ判断できる。一例として、TS1/TS2 実際時
間が“TS1/TS2 時間”よりはるかに大きい場合、食品またはその他の吸
熱源がシズルプレートとの熱接触にあることになる。従って、所望の表面温度を
達成するには、CPL2からCPL5にかけてパワーを増強しなければならない
。TS1/TS2 実際時間が“TS1/TS2 時間”よりはるかに小さい場
合は、その反対が言える。
ップの式が式1で表され、以下の通りとなる: CPL(n)=CPL(n)×{1+(0.1×((TS1/TS2 実際時
間)−(“TS1/TS2 時間”)))}、このとき、このシズルプレートの
例ではn=2、 3、 4、および5となる。
ちろんだが、それでも同じ比較値は使用される。
明の実施態様を説明する。新たな同一のシズルプレートは、熱せられたオーブン
で125°Fまで加熱され、食品を載せられた後、クックトップに載せられ、不
定期その状態に保たれると仮定する。以下の説明では、ステップ84における全
ての命令を用いるが、上述の変更ステップを追加する新規ステップ84bが図8
のステップ84に代わることに留意しながら、図8を参照して欲しい。
に応答信号を送信するとき、シズルプレートは、LKPSおよびt(LKPS)
にゼロの値を持つ。また、RFIDリーダは、RFIDタグに記憶された“TS
1/TS2 時間”の値を読み取る。それにより、HA(中間温度を判断する2
つサーマルスイッチを持つシズルプレート)内のLKPSおよびt(LKPS)
に応じ、かつクックトップの、マイクロプロセッサにアクセス可能な一時記憶位
置は、ゼロの値を受け取る。さらに、“TS1/TS2 時間”に応じた、クッ
クトップのマイクロプロセッサにアクセス可能な一時記憶位置は、チップに記憶
された値を受け取る。このシズルプレートの実施例では、この値は4秒間である
。次に、ステップ72において、クックトップが発生する磁場の次の試験パルス
時に(このとき、クックトップはまだ待機モードにある)、Itransistorの値が
測定され、Itransistor max actual のHA(中間温度を判断する2つサーマル
スイッチを持つシズルプレート)の一時記憶位置に記憶される。表3に見られる
式を用いて、この加熱動作に対するCPLはステップ74にて計算される。ユー
ザがクックトップの上の適切な位置にシズルプレートを載せた場合、これらのC
PL値は、それらに対応するIPL値にほぼ等しくなるはずである。ステップ7
6では、LKPSは0に等しいので、3600の値がnに与えられる。ステップ
78では、ELCLTの値が計算され3600秒よりはるかに大きくなり、一時
記憶メモリに記憶される。従って、ステップ80では、EPT値は(表6の最後
の2行を介して)計算され、T(0)または72°Fに等しくなる。このEPT
値は、一時記憶メモリに記憶される。この記憶されたEPT値を用いて、クック
トップのマイクロプロセッサは表7に記載された命令に従い、実際のパワーステ
ップ1において表4に述べられる通り、実際のパワーステップのシーケンスを開
始する。残念ながら、シズルプレートの上部表面は、食品を載せた状態で実際に
125°Fである。
る時点のTS2において、RFIDタグが変更状態から通常状態に移行している
ことを、RFIDリーダが検知しない限り、ステップ84bは、全ての残りの実
際のパワーステップ(1から10および11)を完了するようクックトップに命
令する。また、ステップ84bは、クックトップのマイクロプロセッサおよびR
FIDリーダに“TS1 時間”と“TS2 時間”を読み取って記憶するよう
命令し、その後、“TS1 時間”と“TS2 時間”の両方が同一の加熱動作
中に記録された場合は、それらを使ってTS1/ TS2 実際時間を計算するよ
う命令する。最後に、ステップ84bは、クックトップのマイクロプロセッサに
式1を適用して、CPL2、3、4、および5を補正するよう指示し、TS1/
TS2 実際時間の値が適切に計算される。
0°Fに達し、このときサーマルスイッチ1が閉じて、リーダがLKPSおよび
t(LKPS)の新しい値を書き込もうとした際に、RFIDタグとリーダとの
通信を変更状態にする。従って、クックトップのマイクロプロセッサは、TS1
が達せられ、現時間を“TS1 時間”として記憶することを認識する。実際の
パワーステップ2は、実際のパワーステップ3に続いて適用される。実際のパワ
ーステップ3の終了時に、シズルプレート表面は恐らく、TS2にはまだ届かな
い温度である180°Fに達している。そのため、実際のパワーステップ4が適
用される。実際のパワーステップ4の最後の0.15秒間に、RFIDリーダ/
ライタはLKPSおよびt(LKPS)の新しい値を送信しようとする。しかし
、RFIDリーダ/ライタは、RFIDタグが通信の変更状態から通常状態に、
そのとき移行したことを判断する。それにより、クックトップのマイクロプロセ
ッサは、TS2が達せられ、現時間を“TS2 時間”として記憶することを認
識する。従って、クックトップのマイクロプロセッサは、TS1/TS2 実際
時間を計算し、変更式1を適用する手続きを行う。式1は現CPL2、 3、4、
および5のそれぞれを(1.2)で乗じ、それらの新しいCPL2、 3、 4、お
よび5の値を記憶する。最後に、クックトップのマイクロプロセッサは、実際の
パワーステップ5を開始し、CPL2の新しい値を適用する。
ように、実際のパワーステップ11を不定回数を適用することを続行する。それ
ぞれの実際のパワーステップの終了時に、RFIDリーダ/ライタは、完了した
ばかりの(最大10までの値の)LKPS値を送信し、対応するそれぞれのt(
LKPS)値を送信する。
よび動作について述べたが、本発明は、特定の食器または加熱対象物に限定され
ることはない。例えば、図2は、適切なエポキシまたはその他の合成樹脂体11
4に包まれたRFIDタグ112がその下面に取り付けられる金属層110を配
した、従来デザインのプレート108を示す。同様に、図3は、その底部に金属
層118と、合成樹脂マトリクス122で配置されるRFIDタグ120を持つ
エスプレッソカップ116を図示する。最後に、図4は、誘導加熱され、食品配
達バッグ(例えばピザバッグ)などと接続して使用されるよう設計された加熱ペ
レット124を図示する。ペレット124は、誘導加熱コア126と囲いの合成
樹脂体128を供える。また、このペレットは、中央に配置されるRFIDタグ
130を備える。これらの装置やその他の無数の誘導加熱対象物が、本発明に使
用できることが認識される。
本発明による誘導加熱デバイスの概略図である。
FIDタグを接着した磁器製食器皿の断面概略図である。
FIDタグを接着した磁器製エスプレッソカップの断面概略図である。
た透視図である。
テップのシーケンスを表す、経過時間に対するクックトップのグラフであり、同
一時間軸上にプロットした食器の平均表面温度のグラフがオーバーレイにて示さ
れている。
面温度のグラフである。
ムのフローチャートである。
のフローチャートである。
概略図である。
たRFIDアンテナを表す概略図である。
グを用いた加熱動作を表した代表的な命令のリストであり、該命令では、温度情
報が制御温度を定義するために使用される。
Claims (53)
- 【請求項1】 磁場を加えられた際に加熱される構成部品と、加熱対象物に動作可能に接続さ
れるRFIDタグとを含む誘導加熱可能な対象物。 - 【請求項2】 前記対象物は、食器である請求項1に記載の対象物。
- 【請求項3】 前記RFIDタグは、前記対象物の加熱特性に関する情報を保持している請求
項1に記載の対象物。 - 【請求項4】 前記加熱特性に関する情報は、前記対象物が属する対象物の種類に関する情報
を含む請求項3に記載の対象物。 - 【請求項5】 前記加熱特性は、前記対象物が以前に経験した誘導加熱履歴に関する情報を含
む請求項4に記載の対象物。 - 【請求項6】 前記RFIDタグは、情報の送信および受信のいずれにも動作可能である請求
項1に記載の対象物。 - 【請求項7】 前記RFIDタグは、受信した情報を記憶するためのメモリを有する請求項1
に記載の対象物。 - 【請求項8】 前記RFIDタグに動作可能に接続された少なくとも1つのスイッチを含み、
前記スイッチは、経験した外的条件に対応して回路形成および回路切断配置間で
の切り替えが可能であり、それにより前記RFIDタグの動作を変更する請求項
1に記載の対象物。 - 【請求項9】 前記スイッチは、前記対象物の温度に応じて、前記配置間を切り替え可能なサ
ーマルスイッチである請求項8に記載の対象物。 - 【請求項10】 前記スイッチは、前記RFIDタグのアンテナに接続されており、前記スイッ
チ配置の1つにおいて、前記アンテナを短絡させるように動作可能である請求項
8に記載の対象物。 - 【請求項11】 RFIDタグに直列接続され、独立して動作可能な1組のスイッチを含む請求
項8に記載の対象物。 - 【請求項12】 前記スイッチの少なくとも1つは、前記スイッチ配置の1つにおいて、RFI
Dタグによる情報の送信を阻害するように動作可能である請求項8に記載の対象
物。 - 【請求項13】 磁場を発生して対象物を誘導加熱する構成部品と、前記磁場発生構成部品に動
作可能に接続され、磁場の発生を選択的に開始し、および終了する調節回路と、
前記回路に接続し、前記対象物に関連するRFIDタグからの情報を受け取る装
置と、を含む誘導加熱デバイス。 - 【請求項14】 前記調節回路および前記装置は、前記RFIDタグから受け取った情報に対応
して前記磁場を発生する構成部品の動作を変更するように動作可能である請求項
13に記載のデバイス。 - 【請求項15】 前記調節回路は、マイクロプロセッサを含み、前記装置は、RFIDリーダ/
ライタおよびRFIDアンテナを含む請求項13に記載のデバイス。 - 【請求項16】 前記調節回路は、前記デバイスが経験した負荷のインピーダンスに関連する回
路パラメータを測定するように動作可能なセンサを含む請求項13に記載のデバ
イス。 - 【請求項17】 前記センサは、電流センサを含む請求項16に記載のデバイス。
- 【請求項18】 前記調節回路に動作可能に接続され、前記RFIDタグから受け取った情報を
記憶する電子メモリを含む請求項13に記載デバイス。 - 【請求項19】 前記コンポーネントは、インバータを含む請求項13に記載のデバイス。
- 【請求項20】 前記調節回路は、前記構成部品の動作を断続的に停止し、前記装置に前記RF
IDタグからの情報を受け取らせるように動作可能である請求項13に記載のデ
バイス。 - 【請求項21】 磁場を発生し、対象物を誘導加熱する構成部品と、前記磁場を発生する構成部
品と動作可能に接続され、磁場の発生を選択的に開始し、かつ終了する調節回路
と、前記回路に接続され、前記対象物に関連するRFIDタグからの情報を受け
取る装置と、を含む誘導加熱デバイスと、 磁場をかけられた際に加熱される構成部品と、加熱対象物に動作可能に接続さ
れるRFIDタグと、を含む誘導加熱可能な対象物と、 情報を送信するように動作可能なRFIDタグと、を含み、 前記装置は、情報を受け取るように動作可能であるコンビネーション。 - 【請求項22】 前記対象物は、食器である請求項21に記載のコンビネーション。
- 【請求項23】 前記RFIDタグは、前記対象物の加熱特性を保持している請求項21に記載
のコンビネーション。 - 【請求項24】 前記加熱特性は、前記対象物が属する対象物の種類を含む請求項23に記載の
コンビネーション。 - 【請求項25】 前記加熱特性は、前記対象物は以前に経験した誘導加熱履歴に関する情報を含
む請求項24に記載のコンビネーション。 - 【請求項26】 前記RFIDタグは、情報の送信および受信のいずれにも動作可能であり、前
記装置は、前記RFIDタグからの情報を送信し、かつ他の情報を前記RFID
タグに送信するように動作可能である請求項21に記載のコンビネーション。 - 【請求項27】 前記RFIDタグは、受け取った情報を記憶するメモリを有する請求項26に
記載のコンビネーション。 - 【請求項28】 前記RFIDに動作可能に接続された少なくとも1つのスイッチを含み、前記
スイッチが経験した外的条件に応じて回路形成および回路遮断配置間で切り替え
可能であって、それにより前記RFIDタグの動作を変更する請求項21に記載
のコンビネーション。 - 【請求項29】 前記スイッチは、前記対象物の熱に応じて前記配置間で切り替え可能なサーマ
ルスイッチである請求項28に記載のコンビネーション。 - 【請求項30】 前記スイッチは、前記RFIDタグのアンテナに接続され、前記スイッチ配置
の1つにおいて、前記アンテナを短絡させるように動作可能である請求項28に
記載のコンビネーション。 - 【請求項31】 前記RFIDタグに直列接続された、独立して動作可能な1組のスイッチを含
む請求項28に記載のコンビネーション。 - 【請求項32】 前記スイッチの少なくとも1つは、前記スイッチ配置の1つにおいて、前記R
FIDタグによる情報の送信を阻害するように動作可能である請求項28に記載
のコンビネーション。 - 【請求項33】 前記調節回路および前記装置は、前記RFIDタグから受け取った情報に対応
して前記磁場発生装置の動作を変更するように動作可能である請求項21に記載
のコンビネーション。 - 【請求項34】 前記調節回路は、マイクロプロセッサを含み、前記装置は、RFIDリーダ/
ライタおよびRFIDアンテナを含む請求項21に記載のコンビネーション。 - 【請求項35】 前記調節回路は、前記デバイスが経験した負荷のインピーダンスに関連する回
路パラメータを測定するように動作可能なセンサを含む請求項21に記載のコン
ビネーション。 - 【請求項36】 前記センサは、電流センサを含む請求項35に記載のコンビネーション。
- 【請求項37】 前記調節回路に動作可能に接続され、前記RFIDタグから受け取った情報を
記憶する電子メモリを含む請求項21に記載のコンビネーション。 - 【請求項38】 前記構成部品は、インバータを含む請求項21に記載のコンビネーション。
- 【請求項39】 前記調節回路は、前記構成部品の動作を断続的に停止し、前記装置に前記RF
IDタグからの前記情報を受け取らせるように動作可能な請求項21に記載のコ
ンビネーション。 - 【請求項40】 対象物に動作可能に接続可能なRFIDタグを有する誘導加熱可能な対象物を
与えるステップと、 前記対象物を、磁場誘導加熱器の近くに配置するステップであって、前記加熱
器は、磁場を発生し、前記対象物を誘導加熱する構成部品と、前記磁場を発生す
る構成部品に動作可能に接続され、磁場の発生を選択的に開始し、かつ終了する
調節回路と、前記回路に接続され、前記対象物に関連するRFIDタグからの情
報を受け取る装置と、を含んだステップと、 前記RFIDタグに、前記装置に情報を受信させるために、前記情報を送信さ
せて、前記RFIDタグによって送信されて前記装置により受信される情報に少
なくとも部分的に対応して、前記調節回路および前記装置に前記構成部品の動作
を調節させるステップと、を含む誘導加熱可能な対象物を加熱する方法。 - 【請求項41】 前記送信された情報は、前記対象物の加熱特性に関する情報を含む請求項40
に記載の方法。 - 【請求項42】 前記加熱特性は、前記対象物が属する対象物の種類に関する情報を含む請求項
41に記載の方法。 - 【請求項43】 前記加熱特性は、前記対象物が以前に経験した誘導加熱履歴に関する情報を含
む請求項42に記載の方法。 - 【請求項44】 前記装置に、さらなる情報を前記RFIDタグへの送信させるステップを含む
請求項40に記載の方法。 - 【請求項45】 前記RFIDタグは、前記RFIDタグメモリ内に前記さらなる情報を記憶す
る請求項44に記載の方法。 - 【請求項46】 前記構成部品の動作を断続的に停止させて、前記磁場の発生を停止し、前記磁
場の発生の断続的な停止のうちの少なくともいくつかの際に、前記RFIDタグ
に前記情報を送信させるステップを含む請求項40に記載の方法。 - 【請求項47】 前記デバイスが経験した負荷に関連する前記調節回路のパラメータを定期的に
測定するステップを含む請求項40に記載の方法。 - 【請求項48】 前記パラメータは、前記調節回路の少なくとも一部が経験した電流を含む請求
項47に記載の方法。 - 【請求項49】 送信回路と、前記送信回路に動作可能に接続されるアンテナと、を含み、前記
送信回路および前記アンテナの少なくとも1つと動作可能に接続されるスイッチ
を有し、前記スイッチは、前記スイッチが経験した外的条件に対応して、回路形
成及び回路切断配置間で切り替え可能であって、前記RFIDタグの動作を変更
するRFIDタグ。 - 【請求項50】 前記スイッチは、前記スイッチが経験した熱に対応して、前記配置間で切り替
え可能なサーマルスイッチである請求項49に記載のタグ。 - 【請求項51】 前記スイッチは、前記アンテナに動作可能に接続され、前記スイッチ配置の1
つにおいて、前記アンテナを短絡させる請求項49に記載のタグ。 - 【請求項52】 前記送信回路および前記アンテナの少なくとも1つに動作可能に接続される直
列配置の1組のスイッチを含む請求項49に記載のタグ。 - 【請求項53】 前記スイッチは、前記アンテナに動作可能に接続される請求項52に記載のタ
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