SI23956A - Naprava za nadzor kuhanja z parnim senzorjem - Google Patents

Abstract

Izum se nanaša na napravo za nadzor kuhanja hrane v posodi za kuhanje, kjer se s pomočjo najmanj enega parnega senzorja neposredno določi temperatura in še posebej vrelišče v posodi za kuhanje. Kuhalni sistem je sestavljen iz posode za kuhanje, senzorja in krmilne naprave. Izum temelji na , poenostavljeni metodi za nadzorovanje procesa kuhanja hrane v posodi za kuhanje z enostavnim merjenjem temperature nad odprtino v pokrovki. Naprava po izumu vključuje vsaj eno posodo za kuhanje v kateri se kuha hrana, vsaj en parni senzor za detekcijo procesa kuhanja hrane, in vsaj ene krmilne naprave za določanje temperature in predvsem vrelišče hrane določene neposredno. Prednostno se senzorski signal - signali uporabljajo kot vhod v Fuzzy logično regulacijo, ki ima kot izhodno vrednost regulacijski signal za dovajanje energije.

Description

Smrke Albin Ljubljanska 108 1230 Domžale

NAPRAVA ZA NADZOR KUHANJA Z PARNIM SENZORJEM

Izum se nanaša na napravo za nadzor kuhanja hrane v posodi za kuhanje, kjer se s pomočjo najmanj enega parnega senzorja neposredno določi temperatura in še posebej vrelišče v posodi za kuhanje.lzum spada v razred F 24C 07/08 in G 05D 23/00

Izum se nanaša na napravo za nadzor kuhanja hrane v posodi za kuhanje, kjer se s pomočjo najmanj enega parnega senzorja neposredno določi temperatura in še posebej vrelišče v posodi za kuhanje.

Izum se nanaša tudi na sistem sestavljen iz posode za kuhanje, senzorja in krmilne naprave.

Postopki za avtomatsko kontrolo procesa kuhanja in kuhalnega sistema, na primer sestavljena iz štedilnika in posode so znani iz stanja tehnike.

Poleg tega so iz stanja tehnike znane različne metode regulacije energije v 10 procesu kuhanja na štedilniku za pripravo jedi, ki proces kontrolirajo in automatizirajo.

Na primer, iz DE 38 11 925 C1 je znana naprava za regulacijo močji, kjer je senzor integriran v kuhalno ploščo. S pomočjo temperaturnega senzorja se vključuje in izključuje grelec. Problem je da je vrelišče odvisno od vsebina posode, slanosti in nadmorske višine.Te spremembe v vrelišču s pomočjo temperaturnega senzorja onemogočajo automatiziran proces tudi znan iz DE 38 11 925 C1.

Alternativna regulacija vrelišča je znana iz DE 31 46 638 A1, kjer se za določanje vrelišča uporablja senzor zvoka, ki je v principu montiran ispod posode.

V patentu DE 196 38 355 C2 je izključeno določanje vrelišča v loncu z hrano , ki temelji na zvočnem senzorju za kuhanje. Akustični senzor zabeleži zvok in se potem z zapletenim postopkom signal analizira, da se zagotovi, da določi vrelišče ne glede na vrsto in velikost posode in vpliva ostalih različnih pogojev.

Predvideno je, da se proces kuhanja razdeli na dva dela. Nizke frekvence in višje frekvence za celotno področje kuhanja. Za vsako področje se izračuna vrednost amplitud in na osnovi tega se zaključuje na vrsto vrenja, energije,. Takšna frekvenčnoa analiza akustične hrupa, ki jih prejme senzor zahteva relativno visoko računalniško zmogljivost in s tem tudi prevelike stroške za integracijo v na primer grelnik vode.

Na podlagi tega stanja tehnike, temelji izum na , poenostavljeno! metodi za nadzorovanje procesa kuhanja hrane v posodi za kuhanje in hkrati daje način uporabe z predlaganjem primernega sistema - naprave.

Rešitev je podana z metodo v skladu s patentnim zahtevkom 1 in z napravo 5 podano z neodvisnim patentnim zahtevkom 11 . Prednostne izvedbe so podane z odvisnih patentnimi zahtevki, ki izhajajo iz opisa v nadaljevanju opisa izuma.

Izum temelji na ideji da je mogoče z enostavnim merjenjem temperature nad odprtino v pokrovki zaključiti kakšno je stanje vrenja v posodi. Z dovajanjem io energije v posodo se temperatura vode - hrane dviga do vrelišča. Z nastankom mehurčkov pare se delni tlak iznad hrane v posodi zviša in ko preseže določen prag začne uhajati iz posode. Najčešče se to manifestira kod kipanje in nezaželeno uhajanje pare pri kuhanju. Naprava po izumu koristi ta princip kontrolirano in uporablja energijo pare za merjenje temperature in potem za reguliranje energije na štedilniku.

Metoda za nadzor procesa kuhanja predstavlja v najenostavnejši izvedbi, vsaj eno identifikacijo predvsem temperature ali vsaj vrelišča. V bolj zapletenih izvedbah, ta postopek lahko vključuje dodatne funkcije, kot na primer avtomatskoregulacijo energije v procesu kuhanja.

Pod pojmom parni senzor, se podrazumevajo senzorji, ki iz podatka o pretoku pare na odprtini na pokrovki lahko generirajo senzorski signal. Prednostno se v izumu uporablja termoelement.

Pod pojmom hrana se podrazumeva jo stvari, ki jih v procesu kuhanja 25 segrevamo do točke vrenja.To vključuje zlasti tekočine, zlasti velja za vodo, velja pa tudi za ostale tudi trdne snovi jedi, ki se kuhajo. Po izumu kuhanje, vključuje pripravo hrane, in izrecno tudi trdne hrane, kot je zelenjava, ki ni nujno da se kuhajo v tekočini (predvsem vodi).

Naprava po izumu vključuje vsaj eno posode za kuhanje v kateri se kuha 30 hrana, vsaj en parni senzor za detekcijo procesa kuhanja hrane, in vsaj ene krmilne naprave za določanje temperature in predvsem vrelišče hrane določene neposredno.

Seveda, obstaja možnost postavitve senzorja temperature v steno posode za kuhanje ali s pomočjo nosilca pritrditi ga v notranjost posode.

Posebej je zanimivo uporabiti podatke iz senzorja za automatsko regulacijo energije. Tako je naprava s tem naprava za automatsko regulacijo energije v odvisnosti od najmanj enega senzorja.

Prednosotno se sensorski signal - signali uporabljajo kot vhod v Fuzzy logično regulacijo, ki ima kot izhodno vrednost regulacijski signal za dovajanje energije.

Metoda po izumu in naprava po izumu so posebej primerni za uporabo pri procesu kuhanja za pripravo živil. Vendar moramo poudariti da je sistem uporaben povsod tam, kjer je za kuhanje uporabljena voda za doseganje vrenja in je energija regulirana automatsko. Na primer, možna je uporaba na področju kotlov ali drugih naprav za ogrevanje tekočine (tudi za prehod iz trdnega v tekočo fazo).

Izum je dodatno pojasnjen s pomočjo risb primerov uporabe izuma.

V risbah so prikazani:

Slika. 1: izvedba naprave v obliki posode za kuhanje hrane;

Slika. 2:diagram časovnega poteka temperature na parnem senzorju;

Slika. 3: izvedba naprave v obliki ročke na pokrovki z možnimi smermi pare; Slika. 4: presek ročke;;

Slika. 5: shematsko predstavljena funkcija prehoda pare;

Slika. 6: možnost iskoriščanje odprtine na pokrovki za senzor pare;

Slika. 7: presek naprave na sliki 6;

Slika. 8: način pritrjevanja z dvižnim mehanizmom zaprt;

Slika. 9: način pritrjevanja z dvižnim mehanizmom odprt;

Slika. 1: izvedba naprave v obliki posode za kuhanje hrane;

Tipična naprava za kuhanje je sestavljena iz:

• štedilnika 1 , ki ima vir energije ki je lahko električni high - lite grelec, indukcijski grelec ali pa plinski grelec ali kašen drug. V napravi je tudi regulator energije, ki je povezan žično ali brezžično za posodo.

• posode 2 z pokrovko 3 • hrane 4 • ročke pokrovke 5 io Slika. 2:diagram časovnega poteka temperature na parnem senzorju;

Ker lahko energijo reguliramo kontinuirano med 0 in maksimalno močjo, se temperatura lahko regulira linearno. Ko vklopimo energijo na grelcu začne temperatura vode linerano odvisno od časa naraščati. Na »parnem senzorju« na odprtini na pokrovki v začetku ne zaznamo spremembo temperature saj nimamo velikega prenosa toplote od hrane do pokrovke. Ko se temperatura približuje točki vrenja se signal na senzorju dviga in v točki V doseže maksimum, ki ga lahko uporabimo za regulacijski signal.

Seveda ni nujno, da se po doseganju točke V energija na grelcu ugasne, lahko se s pomočjo regulacijske elektronike regulira na poljuben način za vzdrževanje vrenja in slično, kar je lahko posledica nastavitve uporabnika. Ena od možnosti je periodično vključevanje in izključevanje grelca.

Slika. 3: izvedba naprave v obliki ročke na pokrovki z možnimi smermi pare; Na sliki tri so prikazani možni ispuhi pare:

· Največkrat v praktičnem kuhanju para uhaja na spoju med pokrovko in loncem A • Moderne pokrovke imajo zaradi hrupa, ki ga povzroča para, če uhaja na obodu med posodo in pokrovko posebno odprtino B. Tu je posebej velika nevarnost da se uporabnik opeče na ispuhu • Po izumu je ena od možnosti uporaba posebnega parnega kanala C, ki je v ročaju in usmerja vročo paro nazaj na pokrovko in ne greje ročaja

Slika. 4: presek ročke;

Slika 4 prikazuje eno od možnih rešitev naprave po izumu. Ročka 5 je s pomočjo posebnega mehanizma , ki omogoča univerzalno uporabo na večih pokrovkah .pritrjena na pokrovko 3. Na pokrovko je pritrjen kovinski nosilec 6 z vijakom 11. ki ima v sredini odprtino. Pritrjevanje je izvedeno s pomočjo matice 11. Kovinski del 6 je narejen iz železa, da io ga ustvari dovolj privlačnosti na magnetu 9, ki je montiran na ohišju 10 , ki jes estavni del ročke. Na sredini magnetnega nosilca je vstavljena temperaturno obstojna plastika 7, ki ima na sredini vgrajen temperaturni senzor 8. Senzorje povezan z alektronskim modulom 14 , ki brezžično pošilja podatke v štedilnik za regulacijo.V ročki je še mehanizem za is ločevanje ročke 12, ki je povezan z vijakom z delom 10 z magneti.

Znano je da sila magnetov pada z udaljenostjo od kovinskega nosilca. Z dvigom dela 10 samo nekaj milimetrov se sprosti ročka.

Slika. 5: shematsko predstavljena funkcija prehoda pare;

Na sliki 5 je prikazan samo detalj prehoda pare 15 iz preseka na sliki 4.

Prikazan je prehod pare skozi odprtino v vijaku. Energija pare se delno odda senzorju temperature 8 in potem skozi odprtino v kovisnkem nosilcu zapusti področje ročaja. Skozi odprtine na obodu zapusti nosilec vodoravno poleg pokrovke in ne segreva ročaja.

Slika. 6: možnost iskoriščanje odprtine na pokrovki za senzor pare;

Slika 6 prikazuje shematsko možnost postavljanja senzorja v napravi 16 iznad odprtine v pokrovki

Slika. 7: presek naprave na sliki 6;

Slika 7 prikazuje eno od rešitev pritrjevanja naprave po sliki 6 s pomočjo magneta 18 izpod pokrovke in postavljanje dvodelnega dela 19, ki ima na spodnjem delu železni obroč za pritrjevanje z magnetom, na zgornjem izolirabnem delu pa je pritrjen senzor 8. Para prehaja preko odprtine 17 in izhaja vodoravno na odprtinah v ohišju 19

Slika. 8: način pritrjevanja z dvižnim mehanizmom zaprt;

Slika 8 prikazuje eden od možnih mehanizmov za dvigovanje ročke v položaju zaprt.

Slika. 9: način pritrjevanja z dvižnim mehanizmom odprt;

Slika 9 prikazuje eden od možnih mehanizmov za dvigovanje ročke v položaju odprt.

Podatki se pošiljajo brezžično na v štedilnik integrirano upravljalno enoto. Ta prenos je narejen po principih klasične tržne rešitve lahko z 2,4 GHz prenosom. Vrednosti sprejme sprejemna enota, ki jih analizira s pomočjo mikroprocesorja io in s pomočjo mehke logike se na osnovi vhodnih signalov določi izhodni signal, ki regulira grelec.

Ker so procesi zelo različni in vključujejo tudi pečenje, topljenje zmrznjenih stvari, kuhanje z minimalno vodo in slično se lahko vključi dodatna logika upravljanja. Na takšen način se energija lahko regulira zelo natančno in automatično neodvisno od vrste procesa kuhanja. Lhko se vključi tudi senzor temperature na grelcu.

Podatki iz obeh senzorjev omogoačjo določanje približne slike temperaturnega polja v posodi. Še boljše možnosti regulacije daje analiza temperaturnega polja. Izhodna moč se določi v mehki logiki na osnovi vseh vhodnih signalov z definicijo pravil mehlke logike.

Metoda po izumu, za avtomatiziranje procesa kuhanja gre lahko v dveh delih, in sicer (po možnosti avtomatsko) fazo segrevanja in drugo fazo nadaljevanja kuhanja ali dogrevanje.

Ker je v praksi zelo veliko različnih procesov kuhanja, je težko nadzirati proces samo z odčitki senzorjev.. Zaradi tega ima uporabnik možnost določiti osnovni proces , ki ga želi in to: 1 Kuhanje z vodo, 2 Kuhanje z malo vode, 3 Pečenje ali določeni program, kot je toplenje čokolade ali kuhanje špagetov. Posebej je omogočeno tudi spoznavanje različnih posod z posebnimi senzorji, kot je lonec pod pritiskom in slično s pomočjo indentifikacijskega koda. Parni senzor lahko služi kot varnostni element če voda popolnoma izpari iz posode.

Izbiranje načina kuhanja je mogoče doseči tudi samodejno, če na primer kuhinjski pripomočki- posode vsebujejo signal za identifikacijo.

Claims (30)

1. Napravo za nadzor kuhanja hrane v posodi za kuhanje, označena a iern, kjer se s pomočjo najmanj enega parnega senzorja neposredno določi temperatura in še posebej vrelišče v posodi za kuhanje.

2. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da parni senzor predstavlja enostaven termoelement iznad odprtine v pokrovki.

3. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da vključuje vsaj eno posode za kuhanje v kateri se kuha hrana, vsaj en parni senzor za detekcijo procesa kuhanja hrane in vsaj ene krmilne naprave za

Hnlnranio tomporafi irA

4. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da se sensorski signal - signali uporabljajo kot vhod v Fuzzy logično regulacijo, ki ima kot izhodno vrednost regulacijski signal za dovajanje energije.

5. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da ima vir energije , ki je lahko električni grelec, indukcijski grelec ali pa plinski grelec ali kakšen drug.

/o

6. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je v napravi tudi regulator energije, ki je povezan žično ali brezžično z posodo.

7. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da se sprememba temperature na senzorju z približevanjem točki vrenja uporabi kot regulacijski signal

8. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da ima ročaj poseben parni kanal (C), ki je v ročaju in usmerja vročo paro nazaj na pokrovko in ne greje ročaja.

9. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da se temperatura meri v področju dna in pokrovke .

10. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je ročka (5) s pomočjo posebnega mehanizma, ki omogoča univerzalno uporabo na večih pokrovkah , pritrjena na pokrovko (3).

11. Naprava po zahtevku 10, označena s tem, da je kovinski železni nosilec (6) z vijakom (12) pritrjen z pomočjo matice (11) in ima v sredini odprtino.

12. Naprava po zahtevku 10, označena s tem, da je v ohišju ročaja še magnet (9), ki je montiran na ohišju (10) in mehanizem za ločevanje ročke (12), ki z dvigom dela (10) samo nekaj milimetrov cnrocti rnčlcn

13. Naprava po zahtevku 10, označena s tem, da je na sredini magnetnega nosilca vstavljena temperaturno obstojna plastika (7), ki ima na sredini vgrajen temperaturni senzor (8).

14. Naprava po zahtevku 10, označena s tem, da je senzor(8) povezan z elektronskim modulom (14), ki brezžično pošilja podatke v štedilnik za regulacijo.

15. Naprava po zahtevku 10, označena s tem, da para (15) skozi odprtino v vijaku del energije odda senzorju temperature (8) in potem skozi odprtino v kovinskem nosilcu zapusti področje ročaja.

Λ L daje naprava (

16) nameščena iznad odprtine na pokrovki (17)

17. Naprava po zahtevku 15, označena s tem, da se za pritrjevanje naprave uporabi magnet (18) izpod pokrovke in dvodelni zgornji del (19)

18. Naprava po zahtevku 15, označena s tem, da ima na zgornjem izoliranem delu pritrjen senzor (8).

19. Naprava po zahtevku 15, označena s tem, da para prehaja preko odprtine (17) in izhaja vodoravno na odprtinah v ohišju (19).

20. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da ima dvižni mehanizem, s katerim se ročaj loči od pokrovke.

21. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da brezžične podatke iz ročaja sprejme v štedilnik integrirana upravljalna enota, ki s pomočjo mehke logike na osnovi vhodnih signalov določi izhodni signal, ki regulira grelec.

/1 K ⁿ } ···♦·· ··· ^β 0 ff φ φ φ φ φ • · · · · · · • · · · ···«· φ

22. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da ima dodatno logiko upravljanja in s tem zelo natančno in avtomatično regulira proces kuhanja.

23. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je v regulacijo vključen senzor temperature na grelcu.

24. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da podatki iz obeh senzorjev določajo sliko temperaturnega polja v posodi, kar daje boljše možnosti regulacije.

25. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je avtomatiziranje procesa kuhanja razdeljeno v fazo segrevanja in fazo nadaljevanja kuhanja ali dogrevanja.

26. Naprava po zahtevku 1, označena s tem,

Ai- ······ ··· '4 .·: : . ·: : : . · ' ···· e · • · · · ·*·· · ima uporabnik možnost določiti osnovni proces, kuhanje z vodo, kuhanje z malo vode, pečenje ali določeni program, kot je toplenje čokolade ali kuhanje špagetov.

27. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je omogočeno spoznavanje različnih posod z posebnimi senzorji, kot je lonec pod pritiskom in slično s pomočjo indentifikacijske kode.

28. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da parni senzor lahko služi kot varnostni element, če voda popolnoma izpari iz posode.

29. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da je zbiranje načina kuhanja mogoče doseči tudi samodejno, ko kuhinjski pripomočki- posode vsebujejo signal za identifikacijo.

30. Naprava po zahtevku 1, označena s tem, da se signali iz senzorjev uporabljajo kot vhodni signali v mehko logiko, kjer je izhodni signal regulacijski signal za dovodno energijo.