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      用于操作電磁爐的方法與流程

      文檔序號(hào):12723722閱讀:264來源:國知局
      用于操作電磁爐的方法與流程

      本發(fā)明涉及用于操作電磁爐的方法,其中,旨在實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定或者旨在達(dá)到或設(shè)定作為目標(biāo)溫度的特定烹飪器具溫度并且使其保持恒定。本方法的獨(dú)特特征是沒有使用檢測(cè)絕對(duì)烹飪器具溫度的溫度測(cè)量裝置。僅借助于烹飪器具的其它屬性(諸如例如磁導(dǎo)率的溫度相關(guān)的變化)間接地判定烹飪器具溫度。在這種情況下,僅能夠檢測(cè)溫度的相對(duì)變化,而不能夠檢測(cè)絕對(duì)溫度。該測(cè)量方法從US 2011/120989 A1中已知。



      背景技術(shù):

      US 2013/087553 A1公開了能夠?qū)⑼ǔB晕⒏哂?00℃的煎制溫度保持恒定。在這種情況下,可以說需要確認(rèn)所達(dá)到的目標(biāo)溫度。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明基于下述問題:該問題提供在介紹部分中提及的類型的方法,利用該方法能夠避免現(xiàn)有技術(shù)的問題,并且特別地可能的是,優(yōu)選地在電磁爐中,可以說能夠以有利的方式自動(dòng)控制并維持用于烹飪器具的預(yù)先指定的或輸入的目標(biāo)溫度。

      這個(gè)問題由具有權(quán)利要求1的特征的方法解決。本發(fā)明的有利的且優(yōu)選的改進(jìn)方案是其他權(quán)利要求的主題,并且將在接下來的文本中更詳細(xì)地解釋。權(quán)利要求的措辭通過明確引用結(jié)合在說明書中。

      電磁爐具有控制器和包括至少一個(gè)感應(yīng)加熱線圈的烹飪點(diǎn)。在烹飪器具溫度和感應(yīng)加熱線圈的加熱功率之間的關(guān)系有利地存儲(chǔ)在控制器中,該加熱功率作為面積功率或單位面積的功率密度,該控制器設(shè)定或提供在穩(wěn)態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)中的或者在長期操作期間的所述和期望的特定烹飪器具溫度。

      所提供的是,在用于操作這個(gè)電磁爐的方法中,烹飪器具放置在烹飪點(diǎn)上并且由感應(yīng)加熱線圈感應(yīng)加熱。在烹飪器具的加熱過程之前,用于烹飪器具的目標(biāo)溫度或用于表明特定的目標(biāo)溫度的應(yīng)用(例如“煎制牛排”)的目標(biāo)溫度被輸入至電磁爐的控制器中。在加熱過程開始時(shí),在作為面積功率的第一相對(duì)高加熱功率下加熱烹飪器具持續(xù)第一加熱時(shí)間,從而以這種方式主要地實(shí)現(xiàn)溫度的升高,其盡可能地迅速從而快速接近目標(biāo)溫度。

      在第一加熱時(shí)間之后,感應(yīng)加熱線圈的加熱功率減小直至第一相對(duì)低加熱功率,長期來看其將引導(dǎo)至目標(biāo)溫度。這能夠?qū)?yīng)于上面提及的在烹飪器具溫度和加熱功率之間的關(guān)系,如果這個(gè)關(guān)系被存儲(chǔ)的話。這個(gè)第一低加熱功率顯著地低于上面提及的高加熱功率,并且優(yōu)選地僅為所述高加熱功率的近似1%至20%或者僅高達(dá)10%。然后,有利地在從一秒至三十秒的短的檢查時(shí)間之后,進(jìn)行檢查以判定在第一相對(duì)低加熱功率下烹飪器具溫度是否保持恒定、升高或下降。用于這個(gè)目的的方法將在接下來的文本中被進(jìn)一步解釋。

      在第一種情況下,當(dāng)在第一相對(duì)低加熱功率下加熱烹飪器具持續(xù)上面提及的短的檢查時(shí)間時(shí),有利地至少在數(shù)秒的短的檢查時(shí)間之后,烹飪器具溫度保持恒定并且相當(dāng)于目標(biāo)溫度。在這種情況下認(rèn)為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)溫度并且優(yōu)選地進(jìn)一步維持該目標(biāo)溫度,例如然后能夠開始實(shí)際的煎制過程。為了維持該煎制溫度,如在現(xiàn)有技術(shù)中有利地使用連續(xù)調(diào)節(jié)或兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)(two-point regulation)。在這種情況下,通常能夠保持近似恒定的溫度,在某些情況下由于待煎制的食品因而略微增加加熱功率。

      在另外的情況下,其中,通過所設(shè)定的第一相對(duì)低加熱功率,在短的檢查時(shí)間內(nèi)或者在短的檢查時(shí)間之后,烹飪器具溫度還沒有達(dá)到目標(biāo)溫度或者甚至還沒有達(dá)到恒定的溫度,則通過控制器調(diào)整或改變相對(duì)低加熱功率的大小。以此方式,嘗試找出在短的檢查時(shí)間期間引導(dǎo)至恒定溫度的其他加熱功率是可能的。這個(gè)其他加熱功率有利地還仍然是相對(duì)低加熱功率。這還能夠被用于大體上確定當(dāng)前存在的溫度值,從而能夠在所述當(dāng)前溫度值的基礎(chǔ)上以針對(duì)性和/或更迅速的方式接近目標(biāo)溫度。

      在已經(jīng)在足夠準(zhǔn)確的程度上找出在加熱功率和烹飪器具溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)之后,控制器優(yōu)選地認(rèn)為加熱過程結(jié)束,并且繼續(xù)烹飪或煎炸或煨。這有利地被指示給操作者,并且還能夠開始任何其他方法步驟。

      在本發(fā)明的改進(jìn)方案中,在另外的情況(如第二種情況)下,當(dāng)在第一相對(duì)低加熱功率下加熱烹飪器具時(shí),在短的檢查時(shí)間之后烹飪器具溫度繼續(xù)升高。在某些情況下,首先可以存在用于判定溫度的信號(hào)的短暫下降,但此處這不具有破壞性效應(yīng)。由于烹飪器具溫度仍然處于目標(biāo)溫度以下,所以然后在中間加熱功率下更強(qiáng)烈地再次加熱或進(jìn)一步加熱烹飪器具持續(xù)中間加熱時(shí)間,使得所述烹飪器具的溫度再次升高。中間加熱功率有利地大于第一相對(duì)低加熱功率,但也能夠與所述第一相對(duì)低加熱功率相同。然后,在中間加熱時(shí)間之后,通過重新設(shè)定相對(duì)低加熱功率而進(jìn)行檢查,以判定在短的檢查時(shí)間期間(在某些情況下在一秒至半分鐘或一分鐘的短的檢查時(shí)間之后),烹飪器具溫度是否仍然升高或保持恒定。然后,如果烹飪器具溫度保持恒定,則不僅恒定溫度被設(shè)定而且適用第一種情況(特別地已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)溫度的第一種情況)。

      在下述情況下,其中,當(dāng)在第一相對(duì)低加熱功率下加熱所述烹飪器具時(shí),在中間加熱時(shí)間之后以及在短的檢查時(shí)間之后,烹飪器具溫度仍然升高,則能夠有利地再次確定處于目標(biāo)溫度以下的烹飪器具溫度。然后,能夠在中間加熱功率下再次更加強(qiáng)烈地加熱烹飪器具持續(xù)中間加熱時(shí)間。在中間加熱時(shí)間之后,能夠通過設(shè)定相對(duì)低加熱功率持續(xù)短的檢查時(shí)間而再次進(jìn)行檢查,以判定在這個(gè)短的檢查時(shí)間之后烹飪器具溫度是否仍然升高或保持恒定,其中,當(dāng)烹飪器具溫度保持恒定時(shí),適用已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)溫度的第一種情況。

      在第三種情況下,當(dāng)在第一相對(duì)低加熱功率下加熱烹飪器具時(shí),當(dāng)即使在檢查時(shí)間之后烹飪器具溫度繼續(xù)下降時(shí),確定處于目標(biāo)溫度以上的烹飪器具溫度。然后,能夠以不同的方式達(dá)到目標(biāo)溫度,并且這將更詳細(xì)地被進(jìn)一步解釋。以最簡單的方式,僅僅在相對(duì)低加熱功率下繼續(xù)加熱并且目標(biāo)溫度將在若干時(shí)間或數(shù)分鐘之后被設(shè)定。作為替代方案,能夠暫停加熱操作持續(xù)短的時(shí)間,例如5秒至30秒或一分鐘。

      盡管本發(fā)明的實(shí)質(zhì)僅包括第一種情況和另外的情況,但是第二種情況以及甚至第三種情況也有利地被共同地實(shí)現(xiàn)在控制方法中。

      因此,本發(fā)明,特別地還連同上面提及的可選的改進(jìn)方案,能夠主要地被用于實(shí)現(xiàn)下述知識(shí):在實(shí)際應(yīng)用的方法中,作為面積功率的特定的加熱功率引導(dǎo)至特定的最終溫度或者長期維持的烹飪器具溫度,特別地很大程度上獨(dú)立于所使用的烹飪器具的類型。這主要地應(yīng)用在150℃和250℃之間的范圍中,主要地從200℃至250℃,其對(duì)于煎制過程是有利的。為此目的,應(yīng)該注意的是,上面提及的在烹飪器具溫度和作為面積功率的加熱功率之間的關(guān)系可以說要求關(guān)于下述內(nèi)容的信息:哪個(gè)功率由感應(yīng)加熱線圈或者在烹飪點(diǎn)處互連的多個(gè)感應(yīng)加熱線圈產(chǎn)生(即,哪個(gè)功率被引入至烹飪器具中)。另外,需要烹飪器具或烹飪器具基底的近似表面積,使得也能夠判定面積功率。然而,由于烹飪點(diǎn)通常被設(shè)計(jì)用于特定尺寸的烹飪器具,所以這特別地還由在爐灶板的頂部側(cè)上的標(biāo)記指示,對(duì)于限定的烹飪點(diǎn)而言,用于烹飪器具尺寸的近似預(yù)期范圍是已知的。另外,特別地通過監(jiān)測(cè)感應(yīng)加熱線圈的操作參數(shù)而確定烹飪器具對(duì)感應(yīng)加熱線圈的覆蓋度是可能的,特別地確定感應(yīng)加熱線圈的效率度。當(dāng)已知感應(yīng)加熱線圈的尺寸時(shí),然后得出關(guān)于烹飪器具或烹飪器具基底的近似表面積的近似結(jié)論是可能的。在另一個(gè)方面這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。該方法假設(shè):在根據(jù)本發(fā)明的加熱過程和判定烹飪器具溫度的過程期間,在烹飪用具中沒有食物。這將使溫度的上述設(shè)定過程變樣。然而,該變樣將是明顯的使得控制器能夠識(shí)別這個(gè)情況并且可以將這個(gè)情況指示給操作者。

      操作者能夠借助于操作者控制元件將目標(biāo)溫度輸入至控制器中。作為替代方案,能夠通過在控制器中自動(dòng)運(yùn)行的自動(dòng)烹飪程序輸入所述目標(biāo)溫度。重要的是目標(biāo)溫度被提供。

      所述第一加熱時(shí)間能夠相對(duì)短。特別地,由于旨在實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的目標(biāo)溫度,所以嘗試將第一相對(duì)高加熱功率選擇得非常高,有利地選擇最大值。例如,所述第一相對(duì)高加熱功率能夠從3 W/cm2至12 W/cm2或者甚至14 W/cm2,特別地從6 W/cm2 至10 W/cm2。在這種情況下,這個(gè)第一加熱時(shí)間能夠處于一分鐘和五分鐘或甚至八分鐘之間。取決于所述烹飪點(diǎn)或感應(yīng)加熱線圈的尺寸以及因此預(yù)計(jì)的烹飪器具尺寸,通過存儲(chǔ)在控制器的表中的經(jīng)驗(yàn)值,對(duì)于特定的烹飪點(diǎn)或感應(yīng)加熱線圈還能夠預(yù)先指定所述第一加熱時(shí)間,例如,對(duì)于小的感應(yīng)加熱線圈為2分鐘,對(duì)于中等尺寸的感應(yīng)加熱線圈為5分鐘,以及對(duì)于大的感應(yīng)加熱線圈為8分鐘。這些經(jīng)驗(yàn)值基于下述事實(shí):當(dāng)把對(duì)應(yīng)尺寸的烹飪器具(特別是平底鍋)放置在烹飪點(diǎn)上時(shí),這個(gè)時(shí)間經(jīng)過直至利用第一相對(duì)高加熱功率達(dá)到200℃和250℃之間的溫度。作為替代方案,借助于烹飪用具的熱容量、單位面積的功率密度以及期望的溫度升高也能夠在控制器中從理論上計(jì)算出加熱時(shí)間。

      第一相對(duì)低加熱功率能夠顯著地處于第一高加熱功率以下。特別地,所述第一相對(duì)低加熱功率能夠處于0.3 W/cm2和2 W/cm2之間。所述第一相對(duì)低加熱功率特別有利地處于0.6 W/cm2和0.8 W/cm2之間。在本發(fā)明的范圍內(nèi),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是,利用這個(gè)類型的相對(duì)低加熱功率,長期來看能夠維持在200℃和250℃之間的烹飪器具溫度。不言而喻的是,這個(gè)類型的烹飪器具溫度也可以僅通過設(shè)定作為面積功率的這個(gè)類型的相對(duì)低加熱功率而實(shí)現(xiàn),但是然后這將可預(yù)測(cè)地持續(xù)非常長的時(shí)間。

      在預(yù)期烹飪器具溫度保持恒定之前,第一相對(duì)低加熱功率被有利地設(shè)定或引入烹飪器具持續(xù)至少一秒至30秒或甚至一分鐘,即上面提及的作為檢查時(shí)間的短的時(shí)間。溫度補(bǔ)償過程通常持續(xù)數(shù)秒,特別是在上面提及的第一或第二種情況下,直至第一低加熱功率限定能量的引入。檢查時(shí)間有利地持續(xù)5秒至20 秒。

      上面提及的中間加熱時(shí)間能夠處于類似于檢查時(shí)間的范圍內(nèi),例如在5秒和60秒之間,優(yōu)選地在10秒和20秒之間。中間加熱功率應(yīng)該有利地高于第一相對(duì)低加熱功率,并且也能夠顯著地更高,但不必必須如此。選擇略微較高的中間加熱功率的優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)烹飪器具溫度仍然明顯地低于目標(biāo)溫度時(shí),能夠更迅速地達(dá)到目標(biāo)溫度。例如,中間加熱功率能夠處于1 W/cm2和12 W/cm2之間,特別地處于1.5 W/cm2和8 W/cm2之間,或者能夠比第一相對(duì)低加熱功率高出5%至100%。

      在本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案中,能夠提供的是,在第三種情況下,如上所述,在過高的烹飪器具溫度被確定之后,僅僅在中間加熱功率下加熱烹飪器具。當(dāng)烹飪器具溫度然后變得恒定時(shí),該溫度相當(dāng)于目標(biāo)溫度。然而,這導(dǎo)致烹飪器具溫度的略微較慢的下降,這意味著僅可能的是,過一段時(shí)間(特別地在數(shù)分鐘之后)確定作為實(shí)際的煎制溫度的特定的烹飪器具溫度,并且因此操作者也僅能夠在時(shí)間延遲的情況下開始煎制炸過程。

      作為替代方案并且更迅速地,能夠在第二中間加熱功率下執(zhí)行加熱,此處該第二中間加熱功率然后能夠略微在第一相對(duì)低加熱功率以上,有利地在所述第一相對(duì)低加熱功率的105%和200%之間??刂破鞯却敝吝@個(gè)第二中間加熱功率引導(dǎo)至恒定的烹飪器具溫度。然后,通過存儲(chǔ)于控制器中的烹飪器具溫度和加熱功率之間的關(guān)系來判定烹飪器具溫度將是可能的。因此,控制器不僅能夠識(shí)別出烹飪器具溫度處于目標(biāo)溫度以上,而且能夠識(shí)別出所述烹飪器具溫度處于所述目標(biāo)溫度以上多少。在這種情況下,烹飪器具溫度沒有處于目標(biāo)溫度處,而是處于所述目標(biāo)溫度以上,然而控制器能夠在給定恒定的烹飪器具溫度的情況下在第二中間加熱功率的基礎(chǔ)上再次確定所述烹飪器具溫度的絕對(duì)值。然后,加熱功率能夠再次減小。替代地,能夠斷開所述加熱功率持續(xù)短的時(shí)間,從而引起溫度更迅速地下降至目標(biāo)溫度。由于烹飪器具溫度和目標(biāo)溫度是已知的,所以控制器能夠在所存儲(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上估計(jì)所述時(shí)間。然后,能夠設(shè)定引導(dǎo)至目標(biāo)溫度的第一相對(duì)低加熱功率。作為替代方案,操作者也能夠等同地提供用于開始煎制過程的信號(hào)。然后,由于食物被放入,所以烹飪器具能夠相對(duì)迅速地冷卻至目標(biāo)溫度。然后,控制器能夠假定用于已經(jīng)描述的溫度調(diào)節(jié)的實(shí)際期望的目標(biāo)溫度,即使這預(yù)先沒有明確地被設(shè)定。

      有利地借助于無傳感器的方法或者在沒有特定提供的溫度傳感器的情況下,檢查烹飪器具溫度或?qū)ε腼兤骶邷囟冗M(jìn)行檢查,以判定該烹飪器具溫度是否變化或者其是否保持恒定。在加熱操作期間,使用對(duì)至少一個(gè)感應(yīng)加熱線圈的振蕩響應(yīng)來檢測(cè)在所述感應(yīng)加熱線圈上方的烹飪器具或烹飪器具基底的溫度是否變化或者所述溫度是否升高。以此方式,能夠通過感應(yīng)加熱線圈來檢測(cè)烹飪器具的溫度梯度,這優(yōu)選地根據(jù)如在US 2011/120989 A1中描述的方法而完成。所述文件的內(nèi)容以明確參考的方式并入本申請(qǐng)中。如果這個(gè)振蕩響應(yīng)的判定僅周期地進(jìn)行,則該周期有利地應(yīng)該是每0.01毫秒至一秒,有利地至1毫秒。通常地,感應(yīng)加熱線圈的振蕩響應(yīng)能夠被理解成意味著在烹飪器具或烹飪器具基底的溫度的變化(特別是變化的磁導(dǎo)率)的基礎(chǔ)上評(píng)估諧振電路參數(shù)的變化。在操作位于烹飪點(diǎn)處的或者用于這個(gè)烹飪器具的多個(gè)感應(yīng)加熱線圈期間,能夠優(yōu)選地在每一個(gè)感應(yīng)加熱線圈處檢測(cè)振蕩響應(yīng)。

      這個(gè)方法有利地包括下述步驟:取決于單相或多相(特別是三相)供電系統(tǒng)AC電壓,至少暫時(shí)地產(chǎn)生中間電路電壓;從該中間電路電壓中產(chǎn)生高頻驅(qū)動(dòng)電壓或驅(qū)動(dòng)電流,例如具有在20 kHz至70 kHz的范圍內(nèi)的頻率;以及,施加驅(qū)動(dòng)電壓或驅(qū)動(dòng)電流至包括感應(yīng)加熱線圈的諧振電路。以此方式,以常規(guī)的方式感應(yīng)加熱烹飪器具。然后,執(zhí)行下述步驟從而測(cè)量溫度:在預(yù)先指定的時(shí)間段期間(特別是周期地)產(chǎn)生具有恒定的電壓水平的中間電路電壓,其中,在該時(shí)間段期間,該中間電路電壓優(yōu)選地獨(dú)立于供電系統(tǒng)AC電壓而產(chǎn)生;在預(yù)先指定的時(shí)間段期間,以這樣的方式產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓:諧振電路在其固有的諧振頻率下以基本上衰減的方式振蕩;隨預(yù)先限定的時(shí)間段推移,測(cè)量振蕩的至少一個(gè)振蕩參數(shù);以及,評(píng)估至少一個(gè)已測(cè)量的振蕩參數(shù)從而確定溫度。由于在溫度測(cè)量操作期間中間電路電壓保持恒定,所以能夠排除由于可變的中間電路電壓而對(duì)信號(hào)的影響,作為其結(jié)果,能夠以可靠的方式且在沒有干擾的情況下確定溫度或者確定溫度的變化。

      在一個(gè)改進(jìn)方案中,所述方法包括下述步驟:判定供電系統(tǒng)AC電壓的零點(diǎn)交叉,并且在零點(diǎn)交叉的區(qū)域中選擇時(shí)間段。在單相供電系統(tǒng)AC電壓的情況下,中間電路電壓通常在零點(diǎn)交叉的區(qū)域中嚴(yán)重地下降。優(yōu)選地以這樣的方式選擇恒定的電壓水平:該電壓水平大于通常在零點(diǎn)交叉的區(qū)域中所確定的電壓水平,使得中間電路電壓被定(clamped)在零點(diǎn)交叉的區(qū)域中的恒定的電壓水平處。然后,能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的溫度測(cè)量的恒定的電壓條件在零點(diǎn)交叉的區(qū)域中占優(yōu)勢(shì)。因此,此處不需要額外的溫度傳感器,即使它們恰巧存在。

      在本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案中,可能的是,在用于烹飪器具的烹飪點(diǎn)處不是僅存在單個(gè)感應(yīng)加熱線圈,而是存在多個(gè)感應(yīng)加熱線圈。然而,原則上對(duì)應(yīng)的情況適用于此處,并且所述功率值然后同樣地基于全部感應(yīng)加熱線圈,這些感應(yīng)加熱線圈存在于烹飪點(diǎn)處并且用以加熱烹飪器具。然后,為了溫度測(cè)量的目的,如上所述,對(duì)所述感應(yīng)加熱線圈的功率或面積功率或加熱功率共同地加以考慮。

      在本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案中,隨時(shí)間推移檢測(cè)并監(jiān)測(cè)被引入的能量的量或感應(yīng)加熱線圈的加熱功率是可能的。因此,還能夠?qū)λ_(dá)到的溫度進(jìn)行估計(jì)。在所述估計(jì)的基礎(chǔ)上,控制器能夠略微地改變加熱功率或者主要地設(shè)定第一加熱時(shí)間、檢查時(shí)間、中間加熱時(shí)間或斷開時(shí)間。在各種情況下,上面提及的檢查時(shí)間能夠是相同的或相似的,但并非必須如此。當(dāng)然,所述檢查時(shí)間還能夠相差1至5倍。

      這些和其它特征不僅能夠從權(quán)利要求書中獲取而且能夠從說明書和附圖中獲取,其中,在本發(fā)明的實(shí)施例中以及在其它領(lǐng)域中,各個(gè)特征能夠在每種情況下獨(dú)自實(shí)現(xiàn)或者以子組合的形式作為多個(gè)實(shí)現(xiàn),并且能夠構(gòu)成有利實(shí)施例以及本質(zhì)上可保護(hù)的實(shí)施例,并且此處要求對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行保護(hù)。將本申請(qǐng)細(xì)分成各個(gè)段落和副標(biāo)題不限制在其下所作的在它們的一般有效性方面的陳述。

      附圖說明

      本發(fā)明的示例性實(shí)施例被示意性地圖示在附圖中,并且在接下來的文本中將被更詳細(xì)地解釋。在附圖中:

      圖1示出作為用于多個(gè)不同烹飪器具的面積功率的函數(shù)的烹飪器具溫度的分布圖,長期來看該溫度保持穩(wěn)定;

      圖2示出電磁爐的側(cè)視圖,該電磁爐包括感應(yīng)加熱線圈和放置在所述電磁爐上的烹飪器具;

      圖3至圖6示出在用于空的烹飪器具(即,在沒有添加食物的情況下)的各種驅(qū)動(dòng)情況下,隨時(shí)間推移的烹飪器具溫度和面積功率的不同分布圖。

      具體實(shí)施方式

      圖1示出用于四個(gè)不同的烹飪器具的經(jīng)驗(yàn)確定值是如何指出下述關(guān)系的,該關(guān)系反映長期來看達(dá)到或設(shè)定的烹飪器具溫度是如何依相應(yīng)的面積功率而定的。所述附圖示出,首先該關(guān)系在某些程度上是線性的,即能夠非常容易地通過計(jì)算來判定。其次,在特定面積功率下的多個(gè)溫度彼此不同,至多僅差30℃至35℃。因此,給定特定的面積功率Q*/A,則在特定的相對(duì)長時(shí)間的操作(例如10分鐘至30分鐘)之后,相對(duì)準(zhǔn)確地判定在烹飪器具處確定了哪個(gè)烹飪器具溫度是可能的。

      圖2示出包括爐灶板12的電磁爐11,烹飪點(diǎn)13形成在爐灶板12中。感應(yīng)加熱線圈15布置在爐灶板12的下面,所述感應(yīng)加熱線圈限定并且還加熱烹飪點(diǎn)13。所述烹飪點(diǎn)也可以由多個(gè)感應(yīng)加熱線圈組成,這在本發(fā)明中沒有影響。感應(yīng)加熱線圈15被供電并且由控制器17驅(qū)動(dòng),其中,該控制器17能夠監(jiān)測(cè)被饋給至感應(yīng)加熱線圈15中的功率。另外,控制器17具有存儲(chǔ)器(未圖示),其中存儲(chǔ)有烹飪器具溫度和面積功率之間的關(guān)系,如其根據(jù)圖1所示。在這種情況下,當(dāng)圖1中的溫度曲線被近似地認(rèn)為是直線時(shí),存儲(chǔ)計(jì)算的關(guān)系是可能的。作為替代方案,在每種情況下,能夠以足夠高的分辨率存儲(chǔ)逐步增加的用于面積功率的溫度值。

      在本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案中,將其存儲(chǔ)在用于多個(gè)烹飪器具的控制器17中是可能的,使得控制器17可以說準(zhǔn)確地知道在相應(yīng)的情況下使用圖1中的四個(gè)或甚至更多曲線中的哪個(gè)曲線。作為替代方案,還可以由操作者將特定參數(shù)輸入至控制器17中或從外部編程至所述控制器中,所述特定參數(shù),獨(dú)立于特定存在的烹飪器具,告知控制器17哪個(gè)烹飪器具正在被使用或者所存儲(chǔ)的曲線的哪個(gè)適用。在某些情況下,控制器17然后還能夠識(shí)別放置在其上方的烹飪點(diǎn)13上的烹飪器具的尺寸范圍。

      不言而喻的是,感應(yīng)加熱線圈15的表面積是已知的。然而,所述面積功率有利地沒有基于感應(yīng)加熱線圈15的表面積,而是基于烹飪器具19的表面積。以對(duì)烹飪點(diǎn)13適合的方式,烹飪器具19的表面積或基底面積在相對(duì)窄的區(qū)域中移動(dòng),因?yàn)檫m合的烹飪器具通常在特定的直徑等級(jí)內(nèi)僅具有多至3 cm的直徑變化。顯著地過大或者顯著地過小的烹飪器具很少被放置在烹飪點(diǎn)上,并且這也可以由控制器17所識(shí)別并且作為錯(cuò)誤指示給操作者。

      圖3示出在時(shí)間t=0處在恒定的高加熱功率(這里為7 W/cm2)下如何執(zhí)行加熱。加熱持續(xù)直至作為加熱時(shí)間的時(shí)間t1,該加熱時(shí)間能夠被預(yù)先限定。

      預(yù)先由目標(biāo)人或者由自動(dòng)控制器等輸入200℃的目標(biāo)溫度。長期來看應(yīng)該在烹飪器具19(在這種情況下是平底鍋)處維持這個(gè)溫度。這個(gè)溫度有利地適用于烹飪器具基底的頂部側(cè),即在食物(例如待煎制的牛排)與烹飪器具19接觸的點(diǎn)處。圖1中的最上面的曲線適用于烹飪器具19。

      在加熱時(shí)間t1過去之后,加熱功率被極大地減小并且設(shè)定至0.68 W/cm2。這對(duì)應(yīng)于圖1中的最上面的曲線,并且在這個(gè)面積功率下長期地維持200℃的溫度。

      根據(jù)第一種情況,圖3示出溫度T僅輕微地下降并且然后相對(duì)迅速地變得恒定,例如在作為調(diào)整時(shí)間的5秒至20或30秒內(nèi)。小的溫度下降以及還有恒定的溫度都能夠通過上面提及的方法被識(shí)別或者根據(jù)US 2011/120989 A1或US 2013/087553 A1被識(shí)別。

      由于烹飪器具溫度現(xiàn)在在0.68 W/cm2的面積功率下長期地保持恒定,所以根據(jù)圖1該溫度被固定在200℃,并且因此能夠長期地維持。

      在根據(jù)圖4的下一種情況下,在7 W/cm2的較高的面積功率下執(zhí)行加熱直至作為加熱時(shí)間的時(shí)間t1',其中,溫度T再次升高。在時(shí)間t1'處,根據(jù)200℃的目標(biāo)溫度(此處這個(gè)溫度也是期望的)功率被減小至0.68 W/cm2??刂破?7或者溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)在能夠確定的是,在現(xiàn)在設(shè)定的這個(gè)面積功率下,烹飪器具溫度繼續(xù)升高,雖然可能比之前更弱地升高。因此,這意味著在時(shí)間t2'處,烹飪器具溫度仍然處于200℃的目標(biāo)溫度以下。在t1'和t2'之間的時(shí)間是上面提及的檢查時(shí)間。因此,在時(shí)間t2'處再次設(shè)定7 W/cm2 的高的多的功率(并且特別是之前設(shè)定的高功率),該時(shí)間t2'例如在時(shí)間t1'之后的數(shù)秒至一分鐘或兩分鐘之后。然后,溫度T再次強(qiáng)烈地升高。在t2'和t3'之間的作為中間加熱時(shí)間的某個(gè)時(shí)間(例如數(shù)秒至一分鐘至三分鐘)之后,功率再次減小至根據(jù)目標(biāo)溫度的功率,即再次減小至0.68 W/cm2的第一低加熱功率。溫度檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)在識(shí)別到的是,烹飪器具溫度T首先下降至一定程度,然而,并且然后相對(duì)迅速地(例如在作為調(diào)整時(shí)間的一分鐘或甚至僅數(shù)秒內(nèi))展現(xiàn)出僅小的下降或變得恒定。因此,再次是下述情況:在0.68 W/cm2的面積功率下達(dá)到恒定的烹飪器具溫度。然后,根據(jù)圖1或者如上面關(guān)于圖3所描述的,這個(gè)溫度只得是目標(biāo)溫度200℃。在這種情況下,由于烹飪器具需要比控制器所假定的能量更多的能量從而達(dá)到特定溫度,所以要求在較高的加熱功率下再繼續(xù)隨后的加熱。因此,該烹飪器具的熱容量不同于存儲(chǔ)在控制器中的數(shù)值。

      在t2'和t3'之間的在圖4中的高加熱功率下的第二時(shí)間或中間加熱時(shí)間也可以具有與直至?xí)r間t1'的加熱時(shí)間不同的面積功率。然而,此處該加熱過程應(yīng)該相對(duì)迅速地進(jìn)行,并且因此應(yīng)該選擇至少接近最大面積功率的高面積功率。

      在圖5中示出在加熱時(shí)間期間的過熱的情況。此處,還是在7 W/cm2的高功率下、在200℃的期望目標(biāo)溫度下執(zhí)行加熱持續(xù)直至?xí)r間t1''的加熱時(shí)間,于是溫度T升高。然后,從時(shí)間t1''開始,在0.68 W/cm2的低面積功率下執(zhí)行加熱持續(xù)檢查時(shí)間,即持續(xù)數(shù)秒至半分鐘,從而查看此處烹飪器具溫度是否相對(duì)迅速地變得恒定,該溫度將被評(píng)估作為已經(jīng)達(dá)到的目標(biāo)溫度。然而,控制器17借助于上面提及的溫度監(jiān)測(cè)而確定的是,在檢查時(shí)間過去之后,甚至在作為調(diào)整時(shí)間的一分鐘或兩分鐘之后,烹飪器具溫度還持續(xù)地下降。這意味著烹飪器具溫度顯著地在目標(biāo)溫度以上因此占優(yōu)勢(shì)?,F(xiàn)在,能夠完全地?cái)嚅_該功率持續(xù)短的時(shí)間(例如10 秒至30 秒),從而使所述烹飪器具迅速地冷卻至目標(biāo)溫度或接近于所述目標(biāo)溫度。然后,可以在0.68 W/cm2的低加熱功率下重新開始操作,并且如由經(jīng)驗(yàn)所示,然后溫度將相對(duì)迅速地變得恒定,并且然后甚至達(dá)到200℃的目標(biāo)溫度。

      替代地,根據(jù)另一種可能性,進(jìn)行嘗試以近似地判定該優(yōu)勢(shì)溫度。因此,比中間加熱功率略高的加熱功率(此處特定地為0.8 W/cm2)被饋給至感應(yīng)加熱線圈15持續(xù)在t2''和t3''之間的中間加熱時(shí)間。在該過程中,相對(duì)迅速地確定根據(jù)圖1的處于近似230℃的恒定溫度。因此,控制器17知道溫度仍然過高近似30℃。然后,為了略微更迅速地冷卻的目的,如上所述,所述控制器能夠再次完全地?cái)嚅_感應(yīng)加熱線圈15持續(xù)短的時(shí)間,例如持續(xù)10秒至30秒,其中,為了達(dá)到并維持目標(biāo)溫度的目的,然后再次設(shè)定低加熱功率。作為替代方案,能夠從時(shí)間t3''開始設(shè)定對(duì)應(yīng)于目標(biāo)溫度的0.68 W/cm2的面積功率,使得烹飪器具溫度T略微更慢地下降至該目標(biāo)溫度,但是然后最終達(dá)到并維持該目標(biāo)溫度。還能夠通過放入待烹飪的食物而實(shí)現(xiàn)相對(duì)迅速的冷卻。然后,在放入食物之后,將對(duì)應(yīng)于200℃的測(cè)量值(而不是對(duì)應(yīng)于230℃的測(cè)量值)有利地用作用于溫度調(diào)節(jié)的設(shè)定點(diǎn)數(shù)值。

      圖6示出用于以限定的方式達(dá)到特定烹飪器具溫度的方法的另外的有利改進(jìn)方案。如果在短時(shí)間段之后沒有達(dá)到恒定的穩(wěn)態(tài)溫度,則不論信號(hào)是否正在下降或正在上升,在t2'''和t3''' 之間隨后沒有用離散的功率級(jí)進(jìn)行處理。相反,在固定時(shí)間之后(此處在t2'''處),溫度信號(hào)的設(shè)定點(diǎn)數(shù)值TS被確定為230℃。然后,控制器調(diào)整所述溫度信號(hào)至該設(shè)定點(diǎn)數(shù)值TS,例如使用比例控制器,該比例控制器還能夠具有積分或微分分量。因此,在t3'''處相對(duì)迅速地達(dá)到恒定溫度,其比利用離散溫度級(jí)所可能的更加迅速。根據(jù)圖1,0.8 W/cm2的面積功率對(duì)應(yīng)于230℃的烹飪器具溫度。因此,在這個(gè)面積功率密度下維持230℃的烹飪器具溫度。以此方式,再次找出功率和恒定溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián),其中,允許判定溫度并且因此設(shè)定溫度的功率是已知的。通過從已知溫度開始的減小功率,例如在同時(shí)放入待烹飪的食品的情況下,現(xiàn)在能夠在已知的關(guān)系的基礎(chǔ)上接近200℃的特定烹飪器具溫度。

      因此,通過本發(fā)明,在沒有絕對(duì)的溫度測(cè)定以及僅通過相對(duì)的溫度測(cè)定的情況下(即通過監(jiān)測(cè)溫度是否正在升高、下降或是恒定),以及通過在溫度和長期設(shè)定的面積功率密度之間的已知關(guān)系,能夠在烹飪器具上控制溫度并且能夠接近并維持特定溫度。

      另外,本發(fā)明利用下述事實(shí):在穩(wěn)態(tài)中,即在長期占優(yōu)勢(shì)的狀態(tài)中,熱阻與并聯(lián)電路串聯(lián)連接,作為輻射熱阻和對(duì)流熱阻。其結(jié)果為能夠在圖1中識(shí)別的關(guān)系。

      因此,本發(fā)明利用能量平衡從而解決存在于開始部分的問題。通過尋求穩(wěn)態(tài),即沒有烹飪器具溫度變化的狀態(tài),烹飪器具的固有能量保持恒定。因此,已知的是,由加熱器引入烹飪器具中的能量通過對(duì)流、熱輻射或熱傳導(dǎo)再次完全地輸出至爐灶表面。然而,所引入的能量能夠由加熱器測(cè)量。由于該關(guān)系從圖1中是已知的,所以給定某個(gè)邊界條件,能夠借助于測(cè)量單位時(shí)間或功率的能量而得出關(guān)于絕對(duì)溫度的結(jié)論。

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