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Anwendungsgebiet
und Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Sensoreinrichtung
zur Überwachung
der Temperatur eines Kochgeschirrs auf einer Kochfeldplatte und
weiterer Vorgänge
auf der Kochfeldplatte gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein hierzu verwendbares Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 15.
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Aus
der
DE 42 24 934 ist
es bekannt, kapazitiv wirkende Topferkennungssensoren an einem Strahlungsheizkörper eines
Kochfeldes vorzusehen. Damit kann beispielsweise erkannt werden,
ob ein Kochgeschirr aufgesetzt ist.
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Ein ähnliches
System mit einem Sensor, der aus zwei Kondensatoren gebildet ist,
ist in der
DE 28 31 858 beschrieben.
Dort ist der Betrieb einer Kochplatte erst nach Aufstellen und Erkennen
eines Kochgeschirrs möglich.
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In
der Praxis besteht jedoch häufig
das Problem, dass nicht nur die bloße Anwesenheit eines Kochgeschirrs
auf der Kochfeldplatte erkannt werden soll und von Bedeutung ist,
sondern auch weitere Vorgänge
erfasst werden sollen. Dies ist beispielsweise ein Überkochen
von Flüssigkeit
aus dem Kochgeschirr mit der Gefahr des Anbrennens auf der Kochfeldplatte
ebenso wie ein sogenanntes Leerkochen des Kochgeschirrs, welches
mit einer starken Überhitzung
und somit einem Schadensrisiko verbunden ist.
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Aufgabe und
Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung
sowie ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit denen Probleme
des Standes der Technik vermieden werden können, das Anwendungsgebiet
kapazitiver Sensoren zur Bestimmung von Kochvorgängen erweitert werden soll
und insbesondere rasche Änderungen
der Temperatur eines Kochgeschirrbodens oder unerwünschte Vorgänge, welche
beim Kochen auftreten können,
erkannt werden können.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte
sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen
enthalten und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird
durch ausdrückliche
Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Des weiteren wird
in den folgenden Erläuterungen
auf technische Merkmale eingegangen, welche sowohl für die Vorrichtung
an sich als auch für
das Verfahren gelten, und somit unter Umständen nur einmal angeführt werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Kochfeldplatte einen Temperaturkoeffizienten ihres spezifischen
elektrischen Widerstandes aufweist, welcher beispielsweise bei einet
Glaskeramik-Platte negativ ist. Die Sensoreinrichtung weist kapazitive bzw.
kapazitiv wirkende oder arbeitende Sensoren auf, vorteilhaft mindestens
zwei, die unter der Kochfeldplatte angeordnet sind. Sie können von
einer Sensorelektronik in einer Steuerung angesteuert werden, um
ein elektrisches Wechselfeld im Bereich der Kochfeldplatte auszubilden. Änderungen
der Temperatur der Kochfeldplatte oder weitere Vorgänge darauf,
wie ein Übertreten
von Flüssigkeit
aus dem Kochgeschirr auf die Kochfeldplatte oder dergleichen, können das
elektrische Wechselfeld entweder direkt beeinflussen. Alternativ
können
sie den spezifischen bzw. komplexen elektrischen Widerstand der
Kochfeldplatte verändern,
was ebenso eine Beeinflussung des Wechselfeldes darstellt. Die speziell
ausgebildete Sensorelektronik erkennt diese Beeinflussung des Wechselfeldes.
Durch wiederholten Vergleich von in zeitlicher Abfolge aufgenommenen Messwerten
wird eine Temperaturänderung
oder ein entsprechender Vorgang auf der Kochfeldplatte ausgewertet.
Hier werden bevorzugt bestimmte charakteristische Werte des Wechselfeldes
im zeitlichen Verlauf aufgezeichnet und entsprechend ausgewertet.
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Damit
ist es möglich,
kapazitiv wirkende Sensoren auch für weitere Zwecke wie beispielsweise
Erkennung der Änderungen
der Temperatur an der Kochfeldplatte und somit auch am Kochgeschirr
einzusetzen. Des weiteren können
speziell durch die kapazitiv wirkende Auswertung und das damit verbundene
elektrische Wechselfeld bestimmte Vorgänge auf der Kochfeldplatte
erfasst werden. Beispielsweise beim Übertreten von Flüssigkeit
wird das Wechselfeld selber direkt beeinflusst. Des weiteren kann dadurch
eine Abkühlung
der Kochfeldplatte erfolgen, welche ebenfalls das Wechselfeld beeinflusst
und somit auch oder zusätzlich
erkennbar ist. Als kritisch angesehene Zustände wie ein Leerkochen eines Kochgeschirrs,
nach welchem die Temperatur schnell ansteigt, können ebenso als solche erkannt werden.
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Bevorzugt
sind Sensoren an oder entlang der Außenumrandung bzw. im Außenbereich
einer Kochstelle und darunter angeordnet. So können sie direkt den Bereich
erfassen, an dem beispielsweise aus dem Kochgeschirr austretende
Flüssigkeit
auf die Kochfeldplatte trifft. Des weiteren sind auch Bewegungen
des Topfes, welche sich am Kochgeschirrrand erkennen lassen, gut
erfassbar. Die Sensoren können
teils innerhalb und teils außerhalb
der Fläche der
Kochstelle liegen. Dieses kann einerseits dadurch erreicht werden,
dass beispielsweise mehrere benachbarte Sensoren einmal vollständig außerhalb und
einmal vollständig
innerhalb der Fläche
der Kochstelle liegen. Alternativ können Sensoren flächig ausgebildet
sein, also eine gewisse Messfläche
bilden. Bei einer weiteren Ausführung
kann diese Messfläche
die Außenumrandung
der Kochstelle zu beiden Seiten hin überlappen. Bevorzugt werden
drei Sensoren verwendet, besonders bevorzugt vier Sensoren. Es empfiehlt
sich eine Anordnung der Sensoren mit ungefähr gleichem Abstand zueinander.
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Die
Sensoren können
als metallische Platte ausgebildet sein, beispielsweise als dünne Metallplatte,
alternativ als Leiterplatte mit metallischer Beschichtung. Sie sollten
vorteilhaft nach außen
elektrisch isoliert sein, um Störeinflüsse sowie
beispielsweise bei Strahlungsheizkörpern die Gefahr von Kurzschlüssen zu
vermeiden.
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Eine
Kochfeldplatte kann eine Heizeinrichtung aufweisen, welche von der
Unterseite daran angelegt ist und im wesentlichen in einer Aufnahmeschale
sitzt oder einen Träger
aufweist. An der Aufnahmeschale oder einem Träger können die Sensoren befestigt
werden, was insbesondere bei der Verwendung von Glas oder Glaskeramik
als Kochfeldplatte eine günstige
und fertigungstechnisch vorteilhafte Möglichkeit darstellt. Dabei
ist es insbesondere auch möglich,
die Sensoren so über
die Heizeinrichtung ragen zu lassen, dass sie zwischen dieser und der
Unterseite der Kochfeldplatte liegen sowie durch die Heizeinrichtung
festgedrückt
und in bestimmter Position gehalten werden.
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Vorteilhaft
ist die Sensorelektronik mit einer Auswerteschaltung versehen, wobei
sie vorteilhaft diskret aufgebaut sein kann. Sie kann besonders
vorteilhaft einen Frequenzgenerator aufweisen zur Erzeugung des
elektrischen Wechselfeldes mittels der Sensoren.
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Für das Auswerteverfahren
kann die Sensorelektronik, durch einen Bediener gesteuert oder vorprogrammiert,
einen bestimmten Zustand des elektrischen Wechselfeldes zu einem
bestimmten Zeitpunkt abspeichern. Mit diesem bestimmten Zustand
kann entweder ein bestimmter Temperaturwert oder ein bestimmter
Zustand auf der Kochfeldplatte festgelegt werden. Ändern sich
diese, so kann die Sensorelektronik die Leistungsbeaufschlagung
der Kochfeldplatte bzw. einer Heizeinrichtung ändern. Dazu ist die Sensorelektronik
vorteilhaft mit einer Steuerung für Kochfeldplatte oder Heizeinrichtung
verbunden. So kann beispielsweise bei einem Überkochen von Flüssigkeit
aus einem Kochgeschirr die Leistungsbeaufschlagung stark reduziert
oder eingestellt werden. Gleiches gilt beispielsweise für das Leerkochen
eines Kochgeschirrs.
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Des
weiteren kann eine Temperaturhaltefunktion eingerichtet werden.
Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt der Sensorelektronik ein Signal gegeben
wird, die Leistungsbeaufschlagung der Kochfeldplatte so zu steuern,
dass sich das elektrische Wechselfeld möglichst nicht mehr ändert, wird in
etwa eine gleichbleibende Temperatur gehalten.
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Für den Fall,
dass ein ungewollter Vorgang an der Kochfeldplatte erkannt wird,
beispielsweise ein Leerkochen oder Überkochen eines Kochgeschirrs,
so wird dies erfindungsgemäß vorteilhaft
einer Bedienperson angezeigt. Dazu kann eine Signaleinrichtung,
insbesondere akustischer oder optischer Natur, verwendet werden.
Bevorzugt geht aus der Signalisierung hervor, ob eine Bedienperson
eingreifen muss.
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Des
weiteren kann eine Kochgeschirrerkennung vorgesehen sein. So kann
beispielsweise Aufstellen, Wegnehmen oder Verschieben eines Kochgeschirrs
auf der Kochfeldplatte erkannt werden. Diese Information wird bevorzugt
an die Sensorelektronik gegeben. Sie kann in Zusammenwirkung, beispielsweise
durch geeignete Algorithmen, anhand eines Ergebnisse überprüft werden.
So kann vorteilhaft in Verbindung mit der Kochgeschirrerkennungsfunktion
ermittelt werden, ob bestimmte Änderungen
des elektrischen Wechselfeldes auf eine Änderung des Zustands des Kochgeschirrs,
eines vorgenannten ungewünschten
Vorgangs oder aufgrund einer Bewegung oder Berührung des Kochgeschirrs beruhen.
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Eine
Kochgeschirrerkennung kann einerseits auf induktive Art und Weise
erfolgen, beispielsweise mit einer sogenannten Topferkennungs-Spule, wie sie in
der
EP 788 293 A beschrieben
ist.
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Alternativ
kann die Kochgeschirrerkennung kapazitiver Natur sein, wobei besonders
vorteilhaft die gleichen kapazitiv wirkenden Sensoren der hier im
Vordergrund stehenden Sensoreinrichtung in einer Doppelfunktion
auch die Kochgeschirrerkennung übernehmen.
Hier kann insbesondere ein Wechselbetrieb vorgesehen sein.
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Es
ist allgemein von Vorteil, wenn Sensoren im Multiplexbetrieb betrieben
werden. Dabei ist jeweils einer in Betrieb bzw. wird ausgewertet,
während die
anderen gegen Masse geschlossen sein können.
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Eine
Ansteuerfrequenz für
die Sensoren kann variiert werden. So können unter Umständen weitere
Informationen, beispielsweise über
ein Material eines Kochgeschirrs, gewonnen werden. Dazu können bestimmte
Verhaltensweisen des Materials des Kochgeschirrs bei ver schiedenen
Frequenzen abgespeichert sein in der Sensorelektronik. Die Frequenz
kann dabei in einem Bereich von beispielsweise 50 kHz bis 500 kHz
verändert
werden.
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Des
weiteren ist es möglich,
Korrekturwerte zu erfassen und abzuspeichern, von denen die Berechnung
der Temperatur oder Temperaturänderung des
Kochgeschirrs, ausgehend von den Werten für die Kochfeldplatte, abhängt. Hier
sind Erfahrungswerte vorstellbar, die beispielsweise immer bestimmte
Temperaturdifferenzen beinhalten oder alternativ bei einer bestimmten
Beheizungsdauer oder Gesamtenergiebeaufschlagung eine Temperaturdifferenz zwischen
Kochfeldplatte und Kochgeschirrboden enthalten. Diese Korrekturwerte
sind vorteilhaft in einem Speicher in Sensorelektronik oder Sensoreinrichtung
enthalten. Sie können
entweder für
einen bestimmten Typus von Kochfeldplatte oder genau für eine individuelle
Kochfeldplatte festgelegt sein.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus
den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im folgenden näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Heizeinrichtung
mit vier kapazitiven Sensoren, wobei bezüglich einer Kochgeschirrerkennungsfunktion
vier unterschiedliche Positionen jeweils über einen kapazitiven Sensor dargestellt
sind,
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2 eine
Abwandlung der Darstellung aus 1, wobei
ein verschobenes Kochgeschirr in den verschiedenen Positionen jeweils
zwei kapazitive Sensoren überdeckt,
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3 eine
Prinzipdarstellung eines elektrischen Schaltbildes mit mehreren
Sensoren,
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4 bis 6 unterschiedliche
Darstellungen eines Messwerts Z des komplexen elektrischen Widerstands
der Glaskeramikplatte über
der Zeit t, wobei sich aus dem Verlauf von Z Rückschlüsse auf einen Vorgang auf der
Glaskeramik ziehen lassen.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11 dargestellt.
Sie besteht aus einer Heizeinrichtung 13, welche hier ein
sogenannter Strahlungsheizkörper
ist. Dieser weist einen Rand bzw. eine Trägerschale 14 auf,
welche eine Heizfläche 15 umgibt.
Die Heizfläche 15 ist
vorteilhaft von einem metallischen Heizleiterband gebildet. Die
Heizeinrichtung 13 ist unterhalb einer nicht dargestellten
Kochfeldplatte, beispielsweise aus Glaskeramik, angeordnet. Des weiteren
kann die Heizeinrichtung 13 noch einen sogenannten Stabregler
als Übertemperaturschutz
aufweisen, welcher die Kochfeldplatte vor zu hohen Temperaturen
schützt.
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An
dem Rand 14 sind vier kapazitive Sensoren 17a – d angeordnet.
Sie können
beispielsweise direkt am Rand einer Trägerschale 14 der Heizeinrichtung 13 dagegen
isoliert befestigt werden und zwischen Heizeinrichtung und Unterseite
der Kochfeldplatte liegen. Dabei können sie so gar dazwischen eingeklemmt
sein, wodurch eine genaue und unverrückbare Justierung möglich ist.
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Die
Sensoren 17a – d
sind mit einer Sensorelektronik 19 verbunden. Sie ist mit
nicht dargestellten Ein- und Ausgabeeinrichtungen verbunden, mit welchen
Eingabebefehle einer Bedienperson eingegeben werden können, um
ein Heizverhalten der Heizeinrichtung 13 zu steuern. Ebenso
ist über
die Sensorelektronik 19 ein Schalter 21 ansteuerbar,
welcher in Abhängigkeit
von den Befehlen der Steuerung die Heizeinrichtung 13 mit
unterschiedlicher Leistung beaufschlagt.
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Gestrichelt
dargestellt ist ein Kochgeschirr 23, welches die Größe eines üblicherweise
für eine solche
Heizeinrichtung 13 verwendbaren Kochtopfes oder dergleichen
zeigt. In 1 sind vier verschiedene Positionen
I – IV
eines solchen Kochgeschirrs 23 dargestellt. In jeder dieser
Positionen steht das Kochgeschirr 23 relativ genau mittig über einem
der kapazitiven Sensoren 17a bis 17d.
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In 2 sind
vier andere Positionen V – VIII dargestellt.
In jeder dieser Positionen befindet sich ein Kochgeschirr 23,
jeweils um seinen halben Durchmesser verschoben, gleichzeitig über zwei
benachbarten Sensoren 17. Da bei der dargestellten Konfiguration
die Größe des Kochgeschirrs 23 in etwa
derjenigen der Heizeinrichtung 13 entspricht, was üblicherweise
bei Kochfeldern so gewählt
wird hinsichtlich guter Energieübertragung
sowie Leistungsausbeute, und die Sensoren 17 am Rand 14 der Heizeinrichtung
befestigt sind, gibt es die Möglichkeiten,
dass ein Kochgeschirr 23 entweder einen Sensor oder zwei
Sensoren vollständig überdeckt.
Wird ein Kochgeschirr 23 in die Position IX gemäß 2 gebracht,
so ist lediglich ein Sensor 17 nicht überdeckt.
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Aus
der Bestimmung der Überdeckung
jedes Sensors 17a – d
durch das Kochgeschirr 23 kann bestimmt werden, zumindest
ungefähr,
in welcher Position sich das Kochgeschirr 23 befindet.
Daraufhin kann entweder eine Art Fehlermeldung an eine Bedienperson
ausgegeben werden, um eine Fehlpositionierung des Kochgeschirrs 23 zu
beheben. Alternativ könnten
automatische Abläufe
einsetzen, wie eine Reduktion oder Abschaltung der Leistung der
Heizeinrichtung 23. So kann vorgesehen sein, dass nur bei
einem zumindest teilweisen Überdecken
sämtlicher
Sensoren 17a – 17d durch
das Kochgeschirr 23 die Heizeinrichtung 13 bzw.
die Kochstelle leistungsbeaufschlagt wird durch die Sensorelektronik 19 mittels
des Schalters 21.
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In 3 ist
schematisch ein elektrisches Schaltbild dargestellt, wie die Sensoren 17 angesteuert
werden können.
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Eine
Signalquelle 25 erzeugt eine Art Ansteuersignal für die Sensoren 17.
Es kann beispielsweise eine Sinusspannung sein mit einer Amplitude von
2,5 V und einer Frequenz von ca. 120 kHz. Über einen komplexen Widerstand 27,
hier dargestellt durch eine Reihenschaltung von Kondensator und ohmschem
Widerstand, kann das Ansteuersignal an einen Sensor 17 gegeben
werden. Wie zu erkennen ist, ist pro Sensor 17 ein solcher
komplexer Widerstand 27 vorgesehen.
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Mittels
Schaltern 29 kann ein Multiplex-Betrieb mehrerer Sensoren 17 derart
ablaufen, dass sämtliche
Sensoren 17 bis auf einen einzigen an Masse geschlossen
sind. Lediglich der auszuwertende Sensor, in der 3 der
Sensor 17b, ist über
den entsprechenden Schalter 29b an das Ansteuersignal angeschlossen. Über die
Verbindung zu einem Messverstärker 31 kann
das Signal des Sensors 17b abgegriffen und anschließend an
eine Signalverarbeitung 33, welche beispielsweise mit der
Sensorelektronik 19 zusammenhängen kann, weitergegeben.
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Die
Sensoren 17 können,
wie durch die Sensoren 17a und 17b angedeutet,
zu einer einzigen Kochstelle gehören.
Des weiteren werden je doch vorteilhaft sämtliche derartige Sensoren
eines Kochfeldes, auch mit mehreren Kochstellen und somit mehreren
Gruppen von Sensoren 17, ausgewertet. Über die Ansteuerung der Schalter 29 ist
dann jeweils bekannt, welcher Sensor 17 gerade angesteuert
und ausgewertet wird. Eine Zuordnung eines bestimmten Sensors 17 zu
einer Kochstelle kann beispielsweise in der Sensorelektronik 19 abgespeichert sein.
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Wie
zuvor beschrieben worden ist, kann anstelle einer Spannungsquelle 25 mit
gleichbleibender Frequenz eine solche mit veränderlicher Frequenz verwendet
werden. Die Frequenz kann dort schrittweise oder unter Umständen sogar
in einer Art Sweep verändert
werden zwischen bestimmten Eckwerten.
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In
den Diagrammen in 4 bis 6 sind stark
schematisiert Zusammenhänge
dargestellt zwischen dem komplexen elektrischen Widerstand Z, der
sich in Abhängigkeit
vom Zustand eines oder mehrerer Sensoren 17 über der
Zeit verändert,
und bestimmten Ereignissen. Dabei kann davon ausgegangen werden,
dass der Widerstand Z in bestimmtem Zusammenhang mit der Temperatur
der Kochfeldplatte bzw. einer Glaskeramikscheibe als Kochfeld steht.
Anhand der Kurven für
den Widerstand Z können
bestimmte Ereignisse identifiziert und Reaktionen darauf eingeleitet
werden.
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In 4 ist
zu Beginn die Heizeinrichtung ausgeschaltet. Zu dem durch die erste
senkrechte gestrichelte Linie dargestellten Zeitpunkt wird die Heizeinrichtung
eingeschaltet, was sich durch eine Abnahme von Z bemerkbar macht.
Dabei gilt das Diagramm gemäß 4 für einen
Zustand, bei dem kein Kochgeschirr auf die Heizeinrichtung aufgestellt ist
und dieses nicht durch die vorgeschriebene Kochgeschirrerkennungsfunktion
zum Abschalten der Heizeinrichtung bzw. zur fehlenden Möglichkeit
des Einschaltens führt.
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Somit
sinkt nach dem Einschalten der Heizeinrichtung der Widerstand Z
erst langsam, und dann immer schneller ab, um schließlich nahezu
zu verschwinden. Ab diesem Bereich, welcher etwas unter 400 Sekunden
liegt, beginnt üblicherweise
ein nicht dargestellter Überhitzungsschutz
der Heizeinrichtung bzw. der Kochfeldplatte einzusetzen. Dieser
verhindert eine weitere Temperaturerhöhung und demzufolge eine weitere Änderung
des Widerstands Z.
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Das
Diagramm in 5 zeigt den Zustand, in dem
ein Kochgeschirr ordnungsgemäß auf der Heizeinrichtung
steht. Das Kochgeschirr enthält Wasser
oder eine ähnliche
Flüssigkeit.
Die Heizeinrichtung wird hier nicht eingeschaltet, um Veränderungen
besser erkennen zu können.
Zu dem durch die erste senkrechte gestrichelte Linie dargestellten Zeitpunkt
bei ca. 65 Sekunden wird das Kochgeschirr aufgestellt. Dieses ist
an dem Widerstand Z deutlich erkennbar. An dem Abfall bei Z kann
abgelesen werden, unabhängig
vom konkreten Vorliegen eines Heizbetriebs der Heizeinrichtung,
dass sich oberhalb des Sensors 17 ein Kochgeschirr 23 befindet.
Ebenso könnte
ein Wegnehmen durch Anstieg des Widerstands Z erkannt werden.
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Da
die Heizeinrichtung im folgenden Zeitabschnitt nicht eingestellt
ist, bleibt Z konstant. Zum zweiten eingezeichneten Zeitpunkt bei
etwas über 200
Sekunden werden ca. 30 Milliliter Wasser um den Rand des Kochgeschirrbodens
herum auf der Kochfeldplatte verteilt. Dies entspricht dem Überkochen
einer Flüssigkeit
aus dem Kochgeschirr. Auch hier ist die deutliche Abnahme von Z
in einer Art Stufe zu erkennen. Diese Stufe ermöglicht es, insbesondere aufgrund
der bereits zuvor registrierten Anwesenheitserkennung des Kochgeschirrs,
zu bestimmen, dass diese weitere Abnahme von Z zwangsläufig durch Überkochen
von Flüssigkeit
oder Kochgut erfolgt ist. Wäre
bei dem Diagramm gemäß 5 die Heizeinrichtung
eingeschaltet, so wäre
der Verlauf im wesent lichen ähnlich,
allerdings nicht mit horizontal verlaufenden Abschnitten, sondern
mehr oder weniger abfallenden Abschnitten.
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Während die
Vorgänge
gemäß 4 eine Veränderung
des Widerstands Z in Abhängigkeit
von der Temperatur der Kochfeldplatte repräsentieren, sogar ohne aufgesetztes
Kochgeschirr, gibt Z gemäß 5 lediglich Änderungen
des elektrischen Wechselfeldes an den Sensoren 17 wieder,
welche durch Aufstellen oder Wegnehmen eines das Wechselfeld beeinflussenden
Gegenstandes, wie des Kochgeschirrs oder der Flüssigkeit, bewirkt werden. Hinsichtlich
dieser Funktionsweise ist klar, dass solche Änderungen im Verlauf von Z
nur stufenförmig
erfolgen können
mit an sich im wesentlichen gerade verlaufenden Abschnitten zwischen Übergangsstufen,
die mehr oder weniger steil ausgebildet sein können. Dies hängt ab von
der Art und vor allem der Geschwindigkeit des Aufstellens oder Entfernens
eines Gegenstandes oder des Überlaufens
von Wasser.
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In 6 ist
dargestellt, wie ein Kochgeschirr erst aufgestellt wird, dann die
Heizung richtig eingeschaltet wird, darin befindliches Wasser zum
Sieden gebracht wird und schlussendlich das Kochgeschirr leergekocht
ist. Im ersten Abschnitt liegt lediglich die Heizeinrichtung im
nicht eingeschalteten Zustand vor. Danach wird ein Kochgeschirr
aufgestellt, was sich durch die sprungartige Veränderung zwischen dem ersten
und dem zweiten Abschnitt von Z darstellt.
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Anschließend wird,
bei ca. 100 Sekunden, die Heizeinrichtung eingeschaltet, im vorliegenden Fall
mit maximaler Heizleistung. Das in dem Kochgeschirr befindliche
Wasser wird immer heißer
und nähert
sich dem Kochpunkt. Da sich somit auch der Boden des Kochgeschirrs
erwärmt,
kann sich die Kochfeldplatte selber auch erwärmen, was zum Abfall des Verlaufs
von Z führt.
Zum nächsten
Zeitpunkt bei ca. 260 Sekunden beginnt das Wasser zu sieden und
der Verlauf von Z nimmt eine etwas fla chere Form an, da während des
Siedevorgangs über
das Wasser in dem Kochgeschirr selber keine Steigerung der Temperatur
mehr möglich
ist. Andererseits kann sich die Temperatur der Kochfeldplatte weiterhin
etwas erhöhen,
etwa durch Erwärmung
ihrer angrenzenden Bereiche. Schließlich ist, ca. nach 500 Sekunden,
sämtliches
Wasser in dem Kochgeschirr verdampft. Dies bedeutet einen schlagartigen
Anstieg der Temperatur des Kochgeschirrbodens und somit wiederum
der Temperatur der Kochfeldplatte. Dies kann erkannt werden durch
einen zunehmend steiler abfallenden Verlauf der Werte des Widerstands
Z. Dieser Verlauf nähert
sich der Y-Achse.
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Es
wird betont und darauf hingewiesen, dass vor allem die Diagramme
aus den 4 und 6 Messwertkurven
sind, wie sie bei den beschriebenen Zuständen an den Sensoren 17 abgegriffen
werden können.
Die Steuerung 19 erkennt die unterschiedlichen Vorgänge, Zustände und
vor allem Übergänge bzw.
Veränderungen
vom einen Zustand zum nächsten.
Daraus kann sie insbesondere anhand vorher abgespeicherter Profile
oder Programme in Verbindung mit dem ihr bekannten Zustand der Heizeinrichtung
ermitteln, welcher Zustand an oder auf der Kochfeldplatte vorliegt.
Dies dient zum einen dazu, temperaturbezogene Zustände oder Änderungen
zu bestimmen und davon abhängig
den Betrieb der Heizeinrichtung zu verändern. Des weiteren ist es
möglich,
Funktionen wie Erkennen eines Kochgeschirrs, Erkennen verschobener
oder nicht aufgesetzter Kochgeschirre, sowie des Überkochens
von Kochgut zu erkennen und davon abhängig eine Bedienperson darauf
aufmerksam zu machen oder den Kochvorgang zu steuern oder zu unterbrechen.
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Des
weiteren ist beispielsweise anhand der Kurve in 6 eine
sogenannte Temperatur-Haltefunktion realisierbar. Zu einem bestimmten
Zeitpunkt kann ein Bediener die derzeit anliegende Temperatur als
Haltetemperatur eingeben, beispielsweise durch einen entsprechenden
Be fehl über
eine Eingabeeinrichtung an die Steuerung 19. Diese steuert
die Leistungsbeaufschlagung der Heizeinrichtung 13 dann derart,
dass sich Z nicht mehr verändert
oder nur so wenig, wie es bei gleichbleibender Temperatur am Kochgeschirrboden
der langsam zunehmenden Erhitzung der Kochfeldplatte über der
Heizeinrichtung entspricht.