SE514526C2 - Förfarande för styrning av ett kokningsförlopp i en mikrovågsugn samt mikrovågsugn härför - Google Patents

Description

lO l5 514 526 2 vätska, varefter användaren placerar matgods i kokvätskan för tillagning genom kokning.

Ovannämnda ändamål uppnås i enlighet med uppfin- ningen genom ett förfarande och en mikrovågsugn som upp- visar de särdrag som framgår av bifogade patentkrav.

Till grund för uppfinningen ligger sålunda en insikt om att särskilda åtgärder bör vidtagas vad gäller utnytt- jande av sensorsignaler för styrningen i samband med övergängsfenomen som kan uppträda i samband med ett av användaren orsakat avbrott i kokningsförloppet, vilket avbrott ger en paus, varunder sensorutsignalerna kan förändras på ett så ogynnsamt sätt att det automatiserade kokningsförloppet riskerar att ge ett felaktigt resultat.

I enlighet med uppfinningen hanteras en dylik situa- tion genom att sensorstyrverkan inhiberas under en tids- period i samband med nämnda paus.

Uppfinningen är särskilt väl lämpad att utnyttjas då ifrågavarande sensor är en fuktsensor, vars utsignal riskerar att i samband med ett avbrott bli ur styrsyn- punkt felaktigt hög till följd av okontrollerad fuktig- hetsökning i ugnskaviteten, exempelvis till följd av att användaren lyfter på ett lock över det kärl vari tillag- ning pågår.

Enligt uppfinningen är det fördelaktigt att såväl uppvärmningen fram till den avbrottsbetingade pausen som den därefter fortsatta uppvärmningen till dess att sensoravkänd kokning föreligger sker med hög, företrädes- vis full eller åtminstone väsentligen full effekt, var- efter sjudning eller kokning under viss koktid vidtager.

Genom att inhibera sensorinverkan under i vart fall en viss tidsperiod i samband med den fortsatta uppvärmningen säkerställs att sjudningen/kokningen påbörjas vid rätt tidpunkt.

Enligt uppfinningen är det sålunda föredraget att låta uppvärmningen ske i ett antal uppvärmningssteg, som inbegriper ett första steg fram till avbrottspausen, då användaren exempelvis placerar matgods i åtminstone lO 514 526 3 väsentligen uppkokad kokvätska, ett andra steg då förnyad uppkokning sker samt ett tredje steg dä programstyrd sjudning/kokning sker. Företrädesvis inleds härvid det andra steget med nämnda tidsperiod då sensorstyrningen är inhiberad. Då nämnda tidsperiod har genomlöpts, är ugnsförhållandena stabiliserade efter avbrottspausen, så att sensorutsignalen utan risk kan användas för styrning av tidpunkten för övergång från det andra till det tredje uppvärmningssteget.

Längden av det första uppvärmningssteget är med för- del också sensorstyrd så att inträdande i kokning av- känns, varvid uppvärmningen avbryts och en utsignal ges till användaren, så att denne kan vidtaga erforderlig åtgärd under den sålunda inledda pausen.

Ehuru det är möjligt att arbeta med skilda sensorer under det första uppvärmningssteget och den fortsatta uppvärmningen, är det enligt uppfinningen föredraget att arbeta med en och samma sensor, vilken speciellt kan ut- göras av en fuktsensor.

I samband med att en användare under avbrottspausen vidtager en åtgärd, såsom att lyfta på kärllocket och placera matgods, i den uppkokade vätskan, t.ex. pasta, kan en avsevärd mängd extra fuktighet ansamlas i ugns- kaviteten. Vid omstart av ugnen kommer denna att venti- leras ut efter hand, men det har visat sig finnas en stor risk att fuktsensorn ger en felaktig signal i samband med omstart, vilken signal i förtid indikerar att förnyad kokning uppnåtts, varför kokvätskan icke kommer att bringas i önskad kokning. Detta problem undanröjs genom uppfinningen, varigenom ugnens styrsystem under viss tid efter omstart blir okänsligt för fuktnivån i ugnskavite- ten. Hög, företrädesvis full mikrovågseffekt kan härvid i det föredragna fallet appliceras även under ovannämnda tidsperiod.

Det har befunnits att eftersom kokvätskans uppkok- ningstid kan förväntas vara en funktion av vätskemängden och den tid som efter omstart krävs för effektiv utventi- lO l5 514 526 4 lering av fuktigheten också kan förväntas var en funktion av vätskemängden, nämnda tidsperiod med inhiberad sensor- inverkan med fördel baseras pà uppkokningstiden under det första uppvärmningssteget. Tidsperiodens längd kan sä- lunda företrädesvis sättas till en viss bråkdel av upp- kokningstiden, typiskt uppkokningstiden delat med ungefär 16. Uppkokningstiden kan sàsom fackmannen utan vidare inser enkelt fastställas av ugnens styrenhet. Lämpligen utnyttjar man härvid den faktiska uppvärmningstiden med beaktande av eventuella avbrott i mikrovàgstillförseln.

Såsom ett alternativ och/eller komplement kan nämnda tidsperiods längd relateras till matgodsets mängd och/ eller karaktär, varom uppgifter kan pä sedvanligt sätt inmatas av användaren till ugnens styrenhet.

Det har befunnits lämpligt att välja nämnda tids- periods längd till att vara àtminstone en bestämd minimi- tid, som typiskt kan vara ungefär 20 sekunder.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att i samband med det första uppvärmningssteget till användaren signa- lera att inträdande i kokning sker, varefter den fort- satta uppvärmningen efter avbrottspausen påbörjas först efter initiering av användaren.

Vad gäller det tredje uppvärmningssteget med sjud- ning/kokning under en koktid sker detta med fördel i sluten slinga baserat pà äterkopplad information från en sensor, som företrädesvis är samma sensor som styr initieringen av det tredje uppvärmningssteget.

Vad gäller det tredje uppvärmningsstegets koktid kan denna vara fastlagd t ex. genom av användaren inmatad tid eller matgodstyp, men det är naturligtvis även möjligt att relatera det tredje uppvärmningsstegets koktidslängd till under kokningsförloppet erhällen sensorinformation, speciellt det första uppvärmningsstegets längd och/eller det andra uppvärmningsstegets längd.

Det tredje uppvärmningssteget, liksom i tillämpliga delar även kokningsförloppet i övrigt, genomförs lämp- ligen i enlighet med vad som beskrivs i vårt tidigare 514 526 nämnda svenska patent 9602159-7, vars innehåll härmed upptages häri genom hänvisningen därtill.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande i anslutning till ett icke-begränsande ut- föringsexempel pà styrförfarandet enligt uppfinningen och en mikrovågsugn för implementering av detsamma under hän- visning till ritningarna.

Kort beskrivninq av ritninqarna Fig. l visar schematiskt berörda delar av en ut- föringsform av en mikrovågsugn enligt uppfinningen; Fig. 2a och 2 b visar ett översiktligt flödesdiagram över ett styrprogram för styrd kokning enligt en ut- föringsform av uppfinningen; Fig. 3 är ett kurvdiagram som visar ett exempel pà utsignalen frán en fuktsensor som funktion av tiden vid genomförande av ett kokningsförlopp i enlighet med en utföringsform av uppfinningen.

Beskrivning av utföringsform Fig. 1 visar de av uppfinningen berörda delarna av en mikrovågsugn enligt en utföringsform av uppfinningen, innefattande en ugnskavitet 1, en mikrovàgskälla 2, ett inmatningssystem 3 för inmatning av mikrovàgor från mikrovàgskällan till kaviteten, en mikroprocessorbaserad styrenhet 4 för styrning av valbara, lagrade tillagnings- program i beroende av information som inmatas via ugnens manöverpanel (ej visad), samt en fuktsensor 5 som är anordnad i ventilationsluftvägen fràn kaviteten för av- känning av ventilationsluftens fuktighet. I beroende av ventilationsluftvägens konstruktion kan fuktsensorn 5 vara placerad pà olika ställen. För enkelhets skull är förbindelserna mellan fuktsensorn 5, mikrovàgskällan 2 och styrenheten 4 markerade med streckade linjer. I Fig. 1 är ugnens hölje inklusive manöverpanelen och front- luckan för tillslutning av kaviteten borttagna. Den närmare mekaniska och elektriska uppbyggnaden av ugnen 514 526» 6 saknar betydelse för en redovisning av uppfinningen och har därför utelämnats i detta sammanhang. I stället hän- visas till mikrovàgsugnen av typ Whirlpool AVM215, som tillverkas och försäljs av sökanden. Denna ugn är försedd med grillelement och har följande tekniska specifika- tioner: matningsspänning 240 V/50 Hz; effektförbrukning 2850 W; mikrovàgseffekt 1000 W; grilleffekt 1200 W; elektronisk timer; yttermàtt 330x553x477 mm; ugnskavi- tetsmätt 227x375x395 mm; genom programstyrning valbara mikrovägseffektnivàer.

I det redovisade utföringsexemplet av mikrovågsugnen enligt uppfinningen sker styrningen av den tillförda mikrovàgseffekten genom s.k. pulsning av mikrovàgskällan 2, som normalt utgörs av en magnetron, innebärande att effektmatningen indelas i effektcykler och att magne- tronen tillkopplas med full effekt under en valbar del av cykelns totala längd, varigenom effektnivän bildas av effektmedelvärdet under cykeln. Denna typ av effektstyr- ning utnyttjas i ovannämnda ugn. Det inses att förfaran- det enligt uppfinningen kan användas även vid annan typ av mikrovägseffektstyrning, t.ex. switch-mode-typ, dock under förutsättning att effektmatningen kan indelas i effektcykler av ändamålsenlig längd.

Ett exempel pà utnyttjandet av en utföringsform av uppfinningen för kokning av pasta kommer nu att beskri- vas under hänvisning till Pig. 2 (som består av Fig. 2a och Fig. 2b tagna i följd) Användaren placerar ett lockförsett kärl med kok- och Fig. 3. vätska i mikrovågsugnens ugnskavitet och inmatar kok- programdata i form av typ av matgods och koktid samt startar ugnen, vilket svarar mot tidpunkten 0 i Fig. 3 och blocket 201 i Fig. 2. matad koktid (block 202) och startar inmatning av mikro- Ugnens styrenhet 4 hämtar in- vågor med full effekt i ugnskaviteten (block 203) samt (block 204), utsignal som är ett mätt pä fukthalten i ugnskaviteten. aktiverar fuktsensorn 5 d.v.s. noterar dess Styrenheten jämför den fràn fuktsensorn erhållna fukt- lO 514 526 7 halten med ett lagrat första fukthaltsgränsvärde, som empiriskt befunnits motsvara inträdande i kokning (block 205). I detta exempel är detta gränsvärde 25.

Vid tidpunkten tl avkänns en fukthalt svarande mot det första gränsvärdet, varvid styrenheten avbryter mikrovàgsmatningen (block 206), noterar den hittills använda uppvärmningstiden (block 207), deaktiverar inver- kan av fuktsensorn (block 208) samt avger en signal (block 209), som för användaren indikerar att kokvätskan nått kokningstemperatur.

Användaren öppnar nu ugnsluckan, avlägsnar kärl- locket, varvid en avsevärd mängd ånga strömmar ut i ugns- kaviteten, tillsätter pasta som skall kokas, àterplacerar locket samt stänger ugnsluckan, Den utströmmande ångan får fukthalten att öka snabbt och kraftigt i ugnskavite- såsom visas av kurvförloppet vid 31 i Fig. 3.

Vid tidpunkten t2, ten, som svarar mot toppen på kurvan i Fig. 3, àterstartar användaren ugnen, vilket styrenheten noterar (block 210). Styrenheten beräknar en fortsatt de- aktiveringstid för inverkan av fuktsensorn såsom en för- bestämd bråkdel av den tidigare bestämda uppkokningstiden (block I det visade exemplet är uppkokningstiden ungefär och håller fuktsensorn deaktiverad under denna tid 211). 900 sekunder och den beräknade fortsatta deaktiverings- tiden ungefär 60 sekunder. Styrenheten àterstartar i detta föredragna utförande också uppvärmningen utan för- dröjning med full effekt (block 212) i syfte att snabbt uppnå förnyad kokning.

Omstarten av ugnen innebär att den ”extra” fuktig- heten i ugnskaviteten ventileras ut, d.v.s. fukthalten sjunker snabbt, såsom visas av kurvförloppet vid 32 i Fig. 3, till en lägsta nivå för att åter börja öka allt- eftersom den fortsatta uppvärmningen med full effekt fortskrider.

Vid tidpunkten t3 aktiveras inverkan av fuktsensorn på nytt i och för avkänning av förnyad kokning (block 213 och 214).

Då den avkända fukthalten når ett andra, empi- lO 514 526 8 riskt satt gränsvärde (vilket i föreliggande exempel satts lika med det första gränsvärdet), d.v.s. då kokning inträder pà nytt (block 215), avbryter styrenheten mikro- vàgsmatning med full effekt och övergår till fuktsensor- styrd sjudning vid lägre effekttillförsel under en tid som är lika med inmatad koktid (block 216). Insvängnings- förloppet till det fuktvärde som svarar mot sjudning ger en översläng 33 i fukthaltskurvan i Fig. 3, vilken àtminstone till en del kan motverkas genom att uppvärm- ningen stoppas under en kort tid, typiskt ungefär 10 sekunder, efter avkänningen av förnyad kokning. Sjud- ningsstyrningen sker med fördel helt i enlighet med vad som beskrivs i värt tidigare nämnda patent. Efter utlöpt avges en färdigsignal (block (block 218). koktid (ej visad i Fig. 3), 217) och tillagningsförloppet avbryts

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 514 526 PATENTKRAV

1. Förfarande vid en mikrovågsugn för styrning av ett förlopp för kokning av ett i mikrovågsugnen anordnat matgods, innefattande att mikrovågor med full eller väsentligen full effekt tillförs under ett första uppvärmningssteg för snabb uppvärmning till åtminstone väsentligen kokning, varvid en parameter som anger inträdande i kokning avkännes medelst en första sensor och det första upp- värmningssteget avbryts, alternativt att användaren av ugnen på eget initiativ avbryter det första uppvärmnings- steget, och att förloppet efter en paus övergår i fortsatt uppvärmning, som inbegriper styrning medelst en andra, kokningsdetekterande sensor och varunder sjudning eller kokning upprätthålls i önskad grad under en koktid, varvid den fortsatta uppvärmningen innefattar ett andra uppvärmningssteg, företrädesvis med tillförsel av mikrovågor med hög, speciellt full eller väsentligen full effekt, tills kokning inträder på nytt, vilket andra uppvärmningssteg inleds med en tidsperiod utan styrning medelst nämnda andra sensor, och ett tredje uppvärmningssteg för nämnda sjudning eller kokning under en koktid.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid man såsom nämnda andra sensor och företrädesvis även nämnda första sensor använder en fuktsensor.

3. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid man relaterar nämnda tidsperiods längd till mat- godsets mängd och/eller karaktär och/eller till mängden vätska vari matgodset kokas. 10 15 20 25 30 35 514 526 10

4. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid man relaterar nämnda tidsperiods längd till uppkok- ningstiden för uppvärmning till första intrådandet i kokning.

5. Förfarande enligt krav 4, varvid uppkokningstiden utgörs av den faktiska sensorstyrda uppvärmningstiden under det första uppvärmningssteget med beaktande av eventuella avbrott och omstarter.

6. Förfarande enligt krav 4 eller 5, varvid nämnda tidsperiods längd sätts till en bestämd bråkdel av upp- kokningstiden, typiskt uppkokningstiden delat med ungefär 16.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid nämnda tidsperiod väljs större än en bestämd minimi- tid, som typiskt är ungefär 20 sekunder.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid nämnda paus bestäms av en användarrelaterad åtgärd och omstart därefter initieras av användaren.

9. Förfarande enligt krav 8, varvid nämnda paus bestäms av en av användaren utförd komplettering vad gäller matgodset.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid man först bringar en kokvätska till kokning under det första uppvärmningssteget och därefter lägger i matgodset i kokvätskan, varefter det andra uppvärmningssteget pà- börjas.

11. ll. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid uppvärmningen sker under lock åtminstone under det första uppvärmningssteget och varvid nämnda paus inbe- griper att locket lyfts eller avlägsnas. 10 15 20 25 30 35 514 526 ll

12. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid avkänning av inträdande i kokning signaleras till användaren och varvid det andra uppvärmningssteget på- börjas först efter initiering av användaren.

13. Förfarande enligt något av föregående krav var- vid det tredje uppvärmningssteget sker i sluten slinga baserat på àterkopplad information från en sensor, vilken företrädesvis är nämnda andra sensor.

14. Förfarande enligt något av föregående krav, var- vid man relaterar det tredje uppvärmningsstegets koktids- längd till under förfarandet erhàllen sensorinformation, speciellt det första uppvärmningsstegets längd och/eller det andra uppvårmningsstegets längd.

15. Mikrovågsugn innefattande en ventilerad ugns- (l), (2), (3) för inmatning av mikrovågor i kaviteten, kavitet en mikrovågskälla ett inmatningssystem en program- styrd mikroprocessorstyrenhet (4) för styrning av effekt- nivå och tillförseltid för de till kaviteten tillförda mikrovågorna, åtminstone en fuktsensor (5) anordnad att avkänna luftfuktigheten hos ventilationsluften från kavi- teten och i förbindelse med styrenheten, samt till styr- enheten anslutna manöverorgan för inställning av tillag- ningsdata för ett matgods, vilken mikroprocessorstyrenhet är programmerad att genomföra ett kokningsförlopp i flera steg, innefattande ett första uppvärmningssteg för snabbuppvärmning av matgods till åtminstone väsentligen kokning, under vilket kaviteten tillförs mikrovågor med full eller väsentligen full effekt, varvid effekttillförseln avbryts då en första fuktsensor (5) avkänner ett bestämt fuktighetsvärde, och ytterligare uppvärmningssteg varunder den tillförda mikrovågseffekten styrs i beroende av àterkopplad 10 15 20 514 526 12 fuktighetsinformation frän en andra fuktsensor för att upprätthålla ett fuktighetsvärde som motsvaras av önskad grad av sjudning eller kokning under en koktid för mat- godset, varvid nämnda ytterligare uppvärmningssteg påbörjas först efter en pausperiod och först efter initiering av en ugnsanvändare samt inbegriper dels ett andra uppvärm- ningssteg med hög, företrädesvis full eller väsentligen full effekt till förnyad kokning, i anslutning till, speciellt under vars inledning den andra fuktsensorns styrverkan är borttagen under en tidsperiod, dels ett tredje uppvärmningssteg med äterkopplingsstyrd sjudning eller kokning under nämnda koktid.

16. Mikrovågsugn enligt krav 15, varvid mikropro- cessorstyrenheten är programmerad att mäta tiden för upp- värmning till kokning under det första uppvärmningssteget och att bestämma längden av nämnda tidsperiod som en bestämd bräkdel därav.