WO1992016083A1 - Dispositif de controle d'un appareil de chauffage - Google Patents

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Jean-Charles Dubuis
Nils Kongmark
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Jcd Ingenierie
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    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the operation of a device for heating a product in an enclosure, and more particularly a device for heating or reheating food products.
  • the object of the present invention is a device for controlling the operation of a device for heating a product in an enclosure requiring minimum intervention by the user, preventing heating from starting if the safety conditions are not met while ensuring an exact heating sequence for a wide variety of products.
  • a device comprising optical and / or optoelectronic means for reading a distinctive sign inherent in the product or its packaging, a processing module comprising computer means for comparing the electrical signals resulting from the reading of the distinctive sign with stored reference values corresponding to predetermined reference signs assigned to the product or to its packaging, and electronic or electrotechnical means for generating operating commands for the heating appliance if the distinctive sign read corresponds to the reference signs.
  • control device only switches on the heating device if the distinctive sign read actually corresponds to a stored reference sign.
  • controls in duration, intensity and spatial distribution of heating are established by the control device very precisely as a function of the memorized reference sign matched with the distinctive sign read.
  • Such a control device finds its full application for heating devices using microwaves, halogen or infrared lamps.
  • the heating appliance such as a microwave oven and generally designated by the reference 10 comprises in a housing 12 an enclosure 16 in which a drawer 14 actuated by means of a handle 15.
  • the enclosure 16 is surrounded by a waveguide device 18 making it possible to distribute the microwaves uniformly along the longitudinal axis of the enclosure 16.
  • the microwave generator device not shown, is supplied with electric current by a line 36 starting from a processing module 30 itself supplied with mains voltage from a line 32.
  • the product to be heated 5, or its packaging has on its top at least one distinctive sign.
  • This distinctive sign may be a series of black lines called bar codes, but for aesthetic reasons, a distinctive sign is preferred to it which is part of a general graphic advertising package.
  • the distinctive sign 6 consists of a letter C on the top of the packaging.
  • the distinctive sign may also be the name or the graphics of the name of a company manufacturing the product to be reheated 5. Any other distinctive sign may also be used.
  • Various geometric shapes can form part of the distinctive sign. These geometric shapes can be, for example, a square to define the duration of heating, a triangle to define the intensity of this heating and a circle to define the field of distribution of the heating.
  • the optical and / or optoelectronic means include an infrared optoelectronic detector 20 comprising a transmitting cell 21 and a receiving cell 22, said detector being located at the entrance and on the upper face of the enclosure 16.
  • these cells 21 and 22 are in fact arranged behind a translucent part of the enclosure 16.
  • the optoelectronic detector receives energy and sends electrical signals along a line 34 to the module. treatment 30.
  • This processing module 30 includes a microprocessor 40, computer information storage means 42 accessible in read and write as well as a power supply module 43.
  • Information storage means 42 such as an EEPROM memory, can contain both the operating software of the processing module and reference data.
  • the microprocessor controls the power supply module 43 to send on line 36 electrical control orders controlling the start-up, the intensity and / or the duration and / or the distribution field of the microwave heating of the device 10.
  • the user takes the drawer 14 out of the enclosure 16 by pulling on the handle 15 and deposits on this drawer 14 the product 5 to be heated.
  • the optoelectronic detector 20 is triggered by electrical means, such as for example a limit switch, which causes the upper face to read by the infrared receiver cell 22 of product 5, or only part of it.
  • the image appearing in the reading window has thus been converted by the optoelectronic detector 20 into a digital image, that is to say a series of electrical signals transmitted along the line 34 to the processing module 30 where these signals are first stored in a temporary memory contained in the information storage means 42.
  • the digital processing of this image can firstly consist in an increase in contrast to extract the outline of said digitized image, then a segmentation of the outline of the image by an analysis of the main vectors forming the distinctive sign 6.
  • the microprocessor makes a comparison between certain segments of the digital image processed and the segments of a reference image previously stored in memory 42 and representing the distinctive sign. If no segment of the reference image is recognized, the control device concludes that there is an unknown object which can be either a dangerous object for the heating appliance, such as a metallic object for a microwave oven, or a food product whose distinctive sign is unknown in the directory stored in the memory. In this case, the microprocessor blocks the power supply module 43, which prohibits the switching on of the heating device 10.
  • the microprocessor when the segments of a stored reference image are matched with the sign distinctive read, the microprocessor, once the recognition has been validated, can extract from the EEPROM memory the exact values in duration, intensity and distribution of heat to be supplied, values which it applies to the power supply module 43 for generation of the electrical orders applied to line 36 then to heater 10.
  • the optical and / or optoelectronic means consist of a micro-camera shown diagrammatically at A by dotted lines in the figure.
  • the micro-camera includes a CCD cell. (coupled charge device) and is positioned outside the cooking enclosure 16, so as to be located above the drawer 14 when the latter is pulled out of the enclosure 16.
  • the micro-camera is, by example, a JUA-585 model from SANYO providing integrated infrared lighting (880 nM) -
  • the micro-camera has a sensitivity of 0.1 Lux to 20 Lux. The micro-camera ensures the lighting and the shooting of the distinctive sign inherent in the product or its packaging.
  • the analog image of said distinctive sign is then digitized and processed by the processing module 30 adapted to perform the digital processing and to further analyze the image.
  • the processing module 30 adapted to perform the digital processing and to further analyze the image.
  • the micro-camera takes a picture of the distinctive element present on the product 5
  • the image of the distinctive element is then processed by the module 30 as described above.
  • control device frees the user from any technical consideration allowing him to be faster in his action.
  • This device controls the heater very precisely and provides great security against errors of judgment, or even malicious acts. Many improvements can be made to this device in the context of this invention.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de contrôle de fonctionnement d'un appareil de chauffage (10) d'un produit alimentaire (5) placé dans une enceinte (16) dudit appareil de chauffage (10). Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens optiques et/ou optoélectroniques (21, 22-A) pour lire un signe distinctif (6) inhérent au produit (5) ou à son emballage, un module de traitement (30) comprenant des moyens informatiques (40, 42) pour comparer les signaux électriques issus de la lecture du signe distinctif (6) avec des valeurs de référence mémorisées correspondant à des signes de référence prédéterminés attribués aux produits ou à son emballage, et des moyens électroniques ou électrotechniques (43) pour générer des commandes de fonctionnement pour l'appareil de chauffage (10), si le signe distinctif (6) lu correspond aux signes de référence.

Description

Dispositif de contrôle d'un appareil de chauffage
La présente invention est relative à un dispositif de contrôle du fonctionnement d'un appareil de chauffage d'un produit dans une enceinte, et plus particulièrement d'un appareil de chauffage ou de réchauffage de produits alimentaires.
Dans les appareils de chauffage connus actuellement, notamment les fours à micro-ondes, l'utilisateur doit au préalable afficher la durée et 1'intensité du chauffage désiré en agissant sur des boutons ou des touches situés sur la façade frontale. Satisfaisant dans la majorité des cas où l'utilisateur connait ces paramètres, soit par expérience, soit en consultant des tables, ce dispositif devient rapidement inadéquat pour des appareils de chauffage situés dans des lieux publics où divers utilisateurs peuvent être amenés à chauffer successivement et rapidement des produits très différents. De plus, lorsque l'appareil de chauffage est installé dans un lieu public, il doit satisfaire à des normes de sécurité accrues, notamment vis-à-vis d'actions inconsidérées voire malveillantes de certains utilisateurs.
Le but de la présente invention est un dispositif de contrôle du fonctionnement d'un appareil de chauffage d'un produit dans une enceinte nécessitant une intervention minimum de l'utilisateur, empêchant le démarrage du chauffage si les conditions de sécurité ne sont pas réunies tout en assurant une séquence de chauffage exacte pour des produits très divers.
Ces buts sont réalisés grâce à un dispositif comprenant des moyens optiques et/ou optoélectroniques pour lire un signe distinctif inhérent au produit ou à son emballage, un module de traitement comprenant des moyens informatiques pour comparer les signaux électriques issus de la lecture du signe distinctif avec des valeurs de référence mémorisées correspondant à des signes de référence prédéterminés attribués au produit ou à son emballage, et des moyens électroniques ou électrotechniques pour générer des commandes de fonctionnement pour l'appareil de chauffage si le signe distinctif lu correspond aux signes de référence.
Avantageusement, le dispositif de contrôle n'enclenche l'appareil de chauffage que si le signe distinctif lu correspond effectivement à un signe de référence mémorisé. Avantageusement encore, les commandes en durée, intensité et distribution spatiale de chauffage sont établies par le dispositif de contrôle de manière très exacte en fonction du signe de référence mémorisé mis en correspondance avec le signe distinctif lu.
Un tel dispositif de contrôle trouve toute son application pour des appareils de chauffage mettant en oeuvre des micro¬ ondes, des lampes halogènes ou infrarouges.
L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif illustré au dessin annexé représentant de manière schématique un dispositif à micro-ondes et le dispositif de contrôle associé.
L'appareil de chauffage tel qu'un four à micro-ondes et désigné de manière générale par la référence 10 comprend dans un boîtier 12 une enceinte 16 dans laquelle peut coulisser un tiroir 14 actionné au moyen d'une poignée 15. L'enceinte 16 est entourée par un dispositif de guide d'ondes 18 permettant de répartir de manière uniforme les micro-ondes le long de l'axe longitudinal de l'enceinte 16. Le dispositif générateur de micro-ondes, non représenté, est alimenté en courant électrique par une ligne 36 partant d'un module de traitement 30 lui-même alimenté en tension-secteur à partir d'une ligne 32.
Selon l'invention, le produit à réchauffer 5, ou son emballage, présente sur son dessus au moins un signe distinctif. Ce signe distinctif peut être une suite de traits noirs appelée code barres, mais pour des questions d'esthétique, on lui préfère un signe distinctif s'intégrant dans un ensemble général graphique publicitaire. Par exemple, et comme illustré sur la figure, le signe distinctif 6 est constitué d'une lettre C sur le dessus de l'emballage. Le signe distinctif peut être également le nom ou le graphisme du nom d'une société fabriquant le produit à réchauffer 5. Tout autre signe distinctif peut également être utilisé. Des formes géométriques diverses peuvent constituer une partie du signe distinctif. Ces formes géométriques peuvent être, par exemple, un carré pour définir la durée de chauffage, un triangle pour définir l'intensité de ce chauffage et un cercle pour définir le champ de distribution du chauffage.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les moyens optiques et/ou optoélectroniques comportent un détecteur optoélectronique à infrarouges 20 comprenant une cellule émettrice 21 et une cellule réceptrice 22, ledit détecteur étant situé à l'entrée et sur la face supérieure de l'enceinte 16. Pour des considérations pratiques, ces cellules 21 et 22 sont en fait disposées derrière une partie translucide de l'enceinte 16. Le détecteur optoélectronique reçoit de l'énergie et renvoit des signaux électriques le long d'une ligne 34 vers le module de traitement 30.
Ce module de traitement 30 comprend un micro-processeur 40, des moyens informatiques de stockage d'informations 42 accessibles en lecture et écriture ainsi qu'un module d'alimentation 43. Les moyens de stockage d'informations 42, telle qu'une mémoire EEPROM, peuvent contenir à la fois le logiciel de fonctionnement du module de traitement et des données de référence. Le microprocesseur contrôle le module d'alimentation 43 pour envoyer sur la ligne 36 des ordres de commande électriques commandant la mise en marche, l'intensité et/ou la durée et/ou le champ de distribution du chauffage par micro-onde de l'appareil 10.
Comme on peut aisément le comprendre au vu de ce qui précède, l'utilisateur sort le tiroir 14 hors de l'enceinte 16 en tirant sur la poignée 15 et dépose sur ce tiroir 14 le produit 5 à réchauffer. Lorsque le tiroir 14 est repoussé dans l'enceinte 16, le détecteur optoélectronique 20 est enclenché par des moyens électriques, tels que par exemple un interrupteur de fin de course, ce qui provoque la lecture par la cellule réceptrice à infrarouges 22 de la face supérieure du produit 5, ou d'une partie seulement. L'image apparue dans la fenêtre de lecture a été ainsi convertie par le détecteur optoélectronique 20 en une image numérique, c'est-à-dire une suite de signaux électriques transmis le long de la ligne 34 au module de traitement 30 où ces signaux sont d'abord stockés dans une mémoire temporaire contenue dans les moyens de stockage d'informations 42.
Le traitement numérique de cette image peut d'abord consister en une augmentations du contraste pour extraire le contour de ladite image numérisée, puis une segmentation du contour de l'image par une analyse des vecteurs principaux formant le signe distinctif 6. Ensuite, le microprocesseur, par des algorithmes appropriés, effectue une comparaison entre certains segments de l'image numérique traitée et les segments d'une image de référence stockée préalablement dans la mémoire 42 et représentant le signe distinctif. Si aucun segment de l'image de référence n'est reconnu, le dispositif de contrôle conclut à la présence d'un objet inconnu pouvant être soit un objet dangereux pour l'appareil de chauffage, tel qu'un objet métallique pour un four à micro-ondes, soit un produit alimentaire dont le signe distinctif est inconnu au répertoire stocké dans la mémoire. Dans ce cas, le microprocesseur bloque le module d'alimentation 43, ce qui interdit l'enclenchement de l'appareil de chauffage 10. A l'inverse, lorsque les segments d'une image de référence mémorisée son mis en correspondance avec le signe distinctif lu, le microprocesseur, une fois la reconnaissance validée, peut extraire de la mémoire EEPROM les valeurs exactes en durée, intensité et distribution de chaleur à fournir, valeurs qu'il applique au module d'alimentation 43 pour génération des ordres électriques appliqués sur la ligne 36 puis à l'appareil de chauffage 10.
Dans un autre exemple de réalisation, les moyens optiques et/ou optoélectroniques sont constitués par une micro-caméra schématisée en A par des pointillés sur la figure. La micro¬ caméra comprend une cellule CCD. (coupled charge device) et est positionnée à l'extérieur de l'enceinte 16 de cuisson, de façon à être située au dessus du tiroir 14 lorsque celui-ci est tiré hors de l'enceinte 16. La micro-caméra est, par exemple, un modèle JUA-585 de la société SANYO assurant un éclairage infrarouge intégré (880 nM) - La micro-caméra a une sensibilité de 0,1 Lux à 20 Lux. La micro-caméra assure l'éclairage et la prise de vue du signe distinctif inhérent au produit ou à son emballage. L'image analogique dudit signe distinctif est ensuite numérisée et traitée par le module de traitement 30 adapté à effectuer les traitements numériques et de pousser l'analyse de l'image. Dans un tel exemple de réalisation, lorsque le tiroir 14 est hors de l'enceinte 16 et le produit 5 à réchauffer est déposé sur ledit tiroir 14, la micro-caméra effectue une prise de vue de 1'élément distinctif présent sur le produit 5. L'image de l'élément distinctif est ensuite traitée par le module 30 comme décrit précédemment.
Comme on a pu le comprendre à la lecture de cet exposé, le dispositif de contrôle, selon l'invention, libère l'utilisateur de toute considération technique lui permettant d'être plus rapide dans son action. Ce dispositif commande l'appareil de chauffage de manière très précise et assure une grande sécurité vis-à-vis des erreurs de jugement, voire des actes malveillants. De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce dispositif dans le cadre de cette invention.

Claims

Revendications
1. Dispositif de contrôle du fonctionnement d'un appareil (10) de chauffage d'un produit (5) dans une enceinte (16) , caractérisé en ce qu'il comprend:
- des moyens optiques et/ou optoélectroniques (21, 22-A) pour lire un signe distinctif (6) inhérent au produit (5) ou à son emballage, un module de traitement (30) comprenant des moyens informatiques (40, 42) pour comparer les signaux électriques issus de la lecture du signe distinctif (6) avec des valeurs de référence mémorisées correspondant à des signes de référence prédéterminés attribués aux produits ou à son emballage, et - des moyens électroniques ou électrotechniques (43) pour générer des commandes de fonctionnement pour 1'appareil de chauffage (10) , si le signe distinctif (6) lu correspond aux signes de référence.
2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il n'enclenche l'appareil de chauffage (10) , que si le signe distinctif (6) lu correspond à un signe de référence mémorisé.
3. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les commandes en durée et intensité de chauffage sont établies en fonction du signe de référence mémorisé mis en correspondance avec le signe distinctif (6) lu.
4. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que la commande en distribution spatial de chauffage est établie en fonction du signe de référence mémorisé mis en correspondance avec le signe distinctif (6) lu.
5. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce que l'appareil de chauffage (10) met en oeuvre des micro-ondes radioélectriques.
6. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'appareil de chauffage (10) met en oeuvre des lampes halogènes.
7. Dispositif de contrôle selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que l'appareil de chauffage (10) met en oeuvre des lampes à infrarouges.
8. Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens optoélectroniques sont constitués par une micro-caméra du type CCD.
9. Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de traitement (30) comprend un micro-processeur (40) , des moyens informatiques de stockage d'informations (42) du type mémoire EEPROM, ainsi qu'un module d'alimentation (43) ; ledit micro-processeur (40) étant destiné notamment à effectuer un traitement numérique de l'image en comparant certains segments de 1*image du signe distinctif (6) avec des segments d'une image de référence stockée préalablement dans la mémoire (42) de manière à commander le module d'alimentation (43).
10. Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens optiques et/ou optoélectroniques (21, 22) sont agencés à l'extérieur et à proximité de l'enceinte (16) de manière à lire le signe distinctif (6) avant l'introduction du produit (5) dans ladite enceinte.
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