DE3104926C2

DE3104926C2 - Steuereinrichtung für Koch-, Brat- oder Backvorgänge mit einem Speisethermometer

Info

Publication number: DE3104926C2
Application number: DE19813104926
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. 8230 Bad Reichenhall Hammerl; Helmut 8221 St. Georgen Waigand
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3104926A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Koch-, Brat- oder Backvorgänge mit einem Speisethermometer mit spießartigem, einen Temperaturfühler aufweisenden Fühlerteil, der mit der zu erhitztenden Speise in Kontakt gebracht und zur Temperatursteuerung verwendet wird.

Um Koch-, Brat- oder Backvorgänge zu steuern, ist es bekannt, Speisethermometer zu verwenden, welche in das Koch-, Brat- oder Backgut eingeführt werden und den jeweiligen Temperaturzustand durch einen Temperaturfühler abgreifen. Der jeweils ermittelte Temperatunvert wird einer Steuerschaltung zugeführt, welche entsprechend dere angezeigten Istwert und dem voreingegebenen Sollwert den Heizprozeß steuert.

Es ist eine Temperaturüberwachungsvorrichtung für Mikrowellenherde bekanntgeworden (DE-OS 25 07 175), bei welcher der Garungszustand des im Mikrowellenherd zu garenden Gutes unter Verwendung eines Speisenthermometers erfolgt Dieses Speisethermometer wird in das zu garende Gut eingesteckt und steht mit der Steuerschaltung der Mikrowellenheizung in Verbindung. Ist im Gargut die erforderliche Temperatur erreicht, so wird der an der Spitze des Temperaturfühlers gemessene Wert in der Steuerschaltung als Steuerkriterium für den Heizvorgang weiter verwendet.

Darüber hinaus ist eine weitere Anordnung bekanntgeworden (US-PS 29 33 585), in der ebenfalls ein Speisenthermometer dargestellt und beschrieben ist, welches zur Überwachung des Garungszustandes des in einem Ofen zu bratenden Gutes dient. Als weiteres Kriterium für die Steuerung der Heizung wird eine gewichtsabhängige Steuereingabe vorgenommen. Außerdem erfolgt eine Temperaturmessung im Garungsraum.

Derartige Maßnahmen haben sich für die Ablaufsteuerung des Gärungsprozesses als vorteilhaft erwiesen. Durch unsachgemäße Handhabung des Speisethermometers oder durch sonstige Einflüsse ist es aber möglich, daß der Temperaturfühler entweder nicht in der Lage ist, die wahre Temperatur des Gargutes zu erfassen oder aber den erfaßten Temperaturwert an die Auswerteschaltung weiterzuleiten. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Temperaturfühler nicht ordnungsgemäß im Gargut steckt oder aus dem Gargut gänzlich herausgefallen ist b/w. auch dann, wenn das Oargiit durch fehlerhafte Überhitzung verkohlt ist. Als weitere Fehlerquelle tritt eine mangelhafte Verbindung des Speisethermometers mit der Aiiswerteschalüing in Krscheinung. die dadurch verursach' -ein kan:\ d.itl die Steckverbindung nicht "rdnuiiirs^i.-i^aii Merge '"111 v.'rd

Die Aufgab.¹ der- 'irliegenden f riincluny ist ■ -';ηκ!ΐΓ dann /:i vhen. eine ^!ι··::κΎ">!]Π"_Ι]ΐιιηι: bi':vi'/:.'U:nen

welche das ordnungsgemäße Arbeiten eines Temperaturfühlers im größtmöglichen Maße sicherstellt.

Eine Steuereinrichtung, welche diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäO dadurch gekennzeichnet, daß am Fühlerteil zusätzlich zum Temperaturfühler eine die Lage des Fühlerteils in- oder außerhalb der Speise bzw. den GarzuEtand der zu erhitzenden Speise registrierende Indikationseinrichtung einer Auswerteschaltung, welche in Abhängigkeit von der Lage des Fühlerteils "steuerkriterien für die Koch-, Brat- oder Backvorgänge abgibt, vorgesehen ist

Durch eine Steuereinrichtung mit diesen erfindungsgemäß^n Merkmalen wird sichergestellt, daß erkannt wird, wenn die Normalbedingungen für den Temperaturfühler zur Steuerung des Gärungsprozesses nicht gegeben sind. Die Indikationseinrichtung nahe des Bereichs des Temperaturfühlers am Fühlerteil ermittelt die ordnungsgemäße Anordnung des Temperaturfühlers im GarguL Werden durch die Indikationseinrichtung abweichende Werte ermittelt und signalisiert, so schaltet die Auswerteschaltung den Gärungsprozeß ab. Es wird also sichergestellt, daß die Adswerteschaltung für den Temperaturfühler nicht unsachgemäß arbeitet. Damit wird weitestgehend ausgeschlossen, daß das Gargut durch zu lange Garzeit verkohlt oder verdunstet. Da im erkannten Fehlerfall der Gärungsprozeß sofort abgebrochen wird, wird keine unnötige Energie vergeudet und sowohl das Gargut als auch das Gerät werden geschont.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die & erfindungsgemäße Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß als Indikationseinrichtung ein Leitwertfühler vorgesehen ist. Bevorzugterweise ist der Leitwertfühier in Form von zwei voneinander getrennten Kontakten eines elektrischen Indikations-Stromkreises ausgebildet und in unmittelbarer Nähe des vorzugsweise an der Fühlerspitze liegende·! Temperaturfühlers angeordnet. Diese Ausgestaltung und Anordnung der Indikationseinrichtung ist aufbau- und herstellungstechnisch besonders einfach und in der Funktionsweise sehr sicher. Durrh die Indikationseinrichtung wird der Widerstandswert des Gargutes gemessen und als elektronisch verwertbares Steuerkriterium an die Auswerteschaltung weitergeleitet.

Als Auswerteschaltung ist nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ein Mikroprozessor vorgesehen. In dies3m Zusammenhang ist die Indikationseinrichtung innerhalb einer Wheatstone'schen-Brücke der Auswerteschaltung vorgeschaltet.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Steuereinrichtung ist die Indikationseinrichtung innerhalb einer Widerstands-Frequenz-Umsetzerschaltung der Auswerteschal'ung vorgeschaltet. Durch periodisch wiederholte Priifvorgänge des jeweiligen Zustandes der Indikationseinrichtung ist eine Verbesserung der Meß- ^γ·ϊ vorgänge durchführbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Temperaturfühler mit einer Indikationseinrichtung,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der von einem derartigen Meßfühler gelieferten Meßwerte.

Fig. 3 eine abgewandelte Schaltungsanordnung für die Meßwertaufbereitung der Indikalionscinrichtung '>^r< und

F ■'i g. 4 eine weiter j Ausfuhrungsform einer Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des von der Indikationseinrichtung gelieferten Meßergebnisses.

Der Fühlerteil 1 eines Speisethermometers, welcher in das zu garende Gut zum Zwecke des für den Gärungsprozeß vorgesehenen Steuervorganges eingesteckt ist, weist an seiner Spitze eine NTC-PiIIe als Temperaturfühler 2 sowie als Indikationseinrichtung 3 zwei in Kunststoff vergossene und damit gegeneinander isolierte Kupferdrähte auf. Die elektronische Verbindung zu einer Auswerteschaltung erfolgt über ein vierdrähtiges isoliertes flexibles Kabe! 4 bis zu einem Klinkenstecker 5, welcher zwei Kontaktbereiche 6 für die Indikatoreinrichtung 3 und zwei Kontaktbereiche 7 für den Temperaturfühler 2 aufweist.

Der Klinkenstecker wird in eine Kentaktbuchse der Elektroherdsteuerung eingesteckt, damit der Gärungsprozeß über das Speisenthermometer überwacht werden kann. Über die Indikationseinrichtung 3 wird der Leitwert des zu garenden Gutes über eine Widerstandsmessung ermittelt. Befindet sich die Indikationseinrichtung nicht im Gargut oder ungenügend im Gargut, so wird ein zu niedriger Leitwert zwischen den Enden der Indikationseinrichtung eimittelt und aus dieser Tatsache ein fehlerhafter Einsatz des Speisethermometers signalisiert und ausgewertet. In der gleichen Weise wirkt es sich aus, wenn der Klinkenstecker 5 nicht ordnungsgemäß in der Steckerbuchse der Auswerteeinrichtung eingesteckt ist.

Für die Auswertung der durch das Speisethermometer gelieferten Meßwerte dient gemäß Fig.2 eine Schaltungsanordnung unter Verwendung eines Mikroprozessors 8. Der temperaturveränderliche Widerstand

9 der NTC-Pille 2 Hefen über einen Differenzverstärker

10 die ermittelten Steuerkriterien an den Mikroprozessor, welcher dem Differenzverstärker 10 das Sollwertkriterium zuführt.

Die Indikationseinrichtung 3 wird gemäß Fig. 2 durch eine Widerstands-Frequenz-Umsetzung nach der Ladungsbilanzmethode ausgewertet. Symbolisch für das zu garende Gut ist ein Widerstandswert 11 zwischen Eingangsanschlüssen A und B der Schaltungsanordnung dargestellt. Über die dargestellte Schaltungsanordnung wird ein Kondensator 12 auf die Versorgungsspannung aufgeladen. Der Basis des Transistors 13 wird vom Mikroprozessor 8 aus ein Abfragetakt zugeleitet, welcher den Transistor 13 impulsförmig durchrteuert. In der Durchsteuerphase wird der Kondensator 13 über den Widerstandswert 11 des Gargutes entladen. Die Entladungsgeschwindigkeit ist abhängig vom Widerslandswert 11. Über einen Differenzverstärker 14 wird das Meßergebnis an den Mikroprozessor 8 weitergeleitet.

Es kann normalerweise davon ausgegangen werden, daß ein für den Widerstand 11 erfaßter Wert, welche^ kleiner als ein Megohm ist, bedeutet, daß der Temperaturfühler ordnungsgemäß im Gargut ist. Damit ist anzunehmen, daß auch der Temperaturfühler 9 ordnungsgemäß arbeitet und seine Meßergebnisse für die Steuerung der Energiezufuhr herangezogen werden können. Ein ermittelter Widerstandswert über 10 Megohm würde bedeuten, daß der Temperaturfühler außerhalb des Gargutes sein dürfte, so daß die Gärungsprozeß-Steuerung abzuschalten ist, Werte zwischen ein Megohm und zehn Megohm Jürften normalerweise zumindest nicht anhaltend auftreten. Sicherheitshalber empfiehlt sich eine Abschaltung der Garung^.-'T/cß-Stei'erung bereits bei gemessene'! Widerslandswerten über ein Megohm.
Gemäß der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird

der symbolische Gargutwiderstand Il mittels einer Widerstandstoleranzmcssung unter Einschaltung eines Fensterdiskriminators 15 durchgeführt. Der Ausgang 16 dieses Fenslerdiskriminators wird einer zugeordneten Temperaturfühler-Auswerteschaltung zugeführt. Ergibt die Widerstandstoleranzriessiing für den Gargutwiderstand 11 einen unzulässig hohen Wert, so wird über den Ausgang 16 des Fensterdiskriminators 15 ein den Garungspro/eß unterbrechendes Steuerkriteriiim ausgegeben. Gleichzeitig wird dieses Kriterium einer Anzeigeeinheit, beispieisweise einem LED-Display zugeführt. Auf diesem Display erscheint eine symbolische Anzeige für den fehlerhaften Einsatz des Speiselhermomcters.

GemäLi F-" i g. 4 ist der Widerstandswert Il des zu garenden Gutes innerhalb einer Wheatstone'schen-Brückenschaltung angeordnet. Über den Operationsverstärker 17 wird das Meßergebnis einem Mikroprozessor 18 zugeführt. Die aus den Widerständen 14,20. 21 sowie dem Gargutwidcrstand Il unter Einbeziehung eines Operationsverstärkers 22 bestehende Wheatstone'si Iie-Hrückensehaluuig bietet sich besonders deshalb vorteilhaft an, weil damit insbesondere störende Umwelteinflüsse wie Temperaturunterschiede sich nicht nachteilig auf das Meßergcoms aufwirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für Koch-, Brat- oder Backvorgänge mit einem Speisethermometer mit spießp.rtigem, einen Temperaturfühler aufweisenden Fühlerteil, der mit der zu erhitzenden Speise in Kontkt gebracht und zur Temperatursteuerung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Fühlerteil (1) zusätzlich zum Temperaturfühler (2) eine die Lage des Fühlerteils in- oder außerhalb der Speise bzw. den Garzustand der erhitzten Speise registrierende Indikationseinrichtung (3) einer Auswerteschaltung, welche in Abhängigkeit von der Lage des Fühlerteils Steuerkriterien für die Koch-, Brat- oder Backvorgänge abgibt, vorgesehen ist

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikationseinrichtung (3) ein Leitwertfühler vorgesehen ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwertfühler (3) in Form von zwei voneinander getrennten Kontakten eines elektrischen Indikations-Stromkreises ausgebildet und in unmittelbarer Nähe des vorzugsweise an der Fühlerteil-Spitze (1) liegenden Temperaturfühlers (2) angeordnet ist

4. Speisethermometer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikationseinrichtung wenigstens ein Fotowiderstand vorgesehen ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationseinrichtung sowie der Temperaturfühler, vorzugsweise ein NTC-Widerstand (2), über ein gemeinsames flexibler. Kabei [A) mit Kontaktstellen (6, 7) eines Klinkenstecker«; (5) elektrisch verbunden sind.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationseinrichtung über den Klinkenstecker (5) an eine Auswerteeinrichtung, vorzugsweise an eine Schalteinrichtung für die der Erhitzung der Speise dienenden Vorrichtung anschließbar ist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationseinrichtung (11) innerhalb einer Widerstands-Fre- quenz-Umsetzerschaltung (13) der Auswerteschaltung vorgeschaltet ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationseinrichtung (11) innerhalb einer Fensterdiskrimina- tor-Schaltung (15) der Temperatur-Auswerteeinrichtung vorgeschaltet ist.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikationseinrichtung (11) innerhalb einer Wheatston'schen- Brücke (11, 19, 20, 21, 22) der Auswerteschaltung (18) vorgeschaltet ist.

10. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Auswerteschaltung ein Mikroprozessor (8, 18) vorgesehen ist.

11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung in periodisch wiederholten Prüfvorgängen den jeweiligen Zustand der Indikatioriscinrichtiiiig überprüft. h5

12. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daU die .·!■. Aiiswerteeinnch'.iiiiir dienende SchnltcinrichtsmL¹ ein Verzögerungsglied aufweist, das nach Signalgabe durch die Indikationseinrichtung (U) eine verzögerte Abschaltung der der Erhitzung der Speise dienenden Vorrichtung bewirkt.

13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ameigedisplay mit 7-Segmeni-Anzeigeelementen für an sich numerische Zeichendarstellung bei erkannter fehlerhafter Lage der Indikationseinrichtung symbolische nichtnumerische Zeichen angezeigt werden.