DK179682B1 - Intelligent stegetermometer - Google Patents

Abstract

Opfindelsen angår et intelligent stegetermometer, der omfatter mulighed for at foretage temperaturmåling tre eller flere steder i kødet, hvoraf hvis mindst en måles på den anden side af kødets kerne modsat indstiksstedet, således at kernen er imellem to målinger efter indstik, så kernetemperaturen kan estimeres, og hvor stegetermometeret desuden er konstrueret til at være billigt at fremstille samt kan omfatte en ekstern enhed til beregning på, evt. via trådløs forbindelse, modtagne måledata samt fremvisning af disse beregninger og indstilling af parametre til anvendelse ved beregningerne.

Description

Intelligent stegetermometer

Opfindelsen angår et intelligent stegetermometer, der er indrettet til at måle temperaturen tre eller flere adskilte steder i kød vha. mindst en temperatursensor for hvert sted for derved at kunne estimere kernetemperaturen af kødet.

Opfindelsen angår et intelligent stegetermometer, der er indrettet til at måle temperaturen tre eller flere adskilte steder i kød. Det omfatter en probe med mindst tre sensorer, hvor proben er et rustfrit stålrør, og sensorerne er placeret på indersiden af stålrøret i længderetningen.

Hvis mindst en temperatur er målt på den anden side af kødets kerne modsat indstiksstedet, således at kernen er imellem to målinger, vil man med stegetermometeret kunne estimere kødets kernetemperatur.

De målte temperaturer sendes til en ekstern enhed for visning på en skærm eller en ekstern enhed enten via kabel eller trådløst.

Den interne eller eksterne enhed er indrettet til at foretage en beregning på modtagne måledata samt fremvisning af f.eks. kernetemperaturen eventuelt som funktion af tiden og kan også være indrettet til indstilling af parametre til anvendelse ved beregningerne, så eventuel reststegetid kan estimeres.

Kendt teknik på området omfatter EP2741061 A1, som beskriver et stegetermometer og en metode til at bestemme kødets kernetemperatur. Stegetermometeret omfatter en probe med mindst tre temperatursensorer til måling mindst tre steder i kødet. Hvis mindst en temperatursensor efter indstik i kødet er på en anden side af kødets kerne modsat indstikstedet, således at kernen er ud for et sted imellem de to temperatursensorer er det ikke nødvendigt med ekstrapolation ud fra et estimeret polynomium som nærmeste beskrivende matematiske funktion. I figurerne er der vist parabler.

De mindst tre måleværdier en fra hver af de mindst tre sensorer benyttes til at finde en mindsteværdi ved interpolation. Denne mindsteværdi er kernetemperaturen. Dokumentet fremfører, at også polynomier af mindste orden kan findes, såkaldte Larange polynomier, ud fra hvilke kernetemperaturen kan estimeres. Newtonske algoritmer angives også at kunne benyttes.

Stegetermometeret kan også omfatte en enhed til beregning af modtagne data.

Proben er beskrevet ved, at den kan være et stålrør, inde i hvilket sensorerne kan være fordelt ligeligt i længderetningen. På Fig. 1 i dokumentet vises en leder fra sensorerne tilbage til toppen af proben. Målenøjagtigheden af stegetermometeret og indretninger i konstruktionen for at minimere kilder til fejlvisninger omtales ikke.

Et andet stegetermometer er beskrevet i WO2006035005 og DE102004047756. Proben består af et rustfrit stålrør med en diameter, der er valgt lille, så varmeledningen langs probens vægge mindskes. Inde i proben er der placeret et antal sensorer og for hver sensor en energisparenhed lavet af kvarts til opsamling af vibrationsenergi.

Det at sikre den rigtige kernetemperatur af kødet er helt essentielt for den kulinariske kvalitet og hygiejne, og forsøg har vist, at der, i så lidt som en centimeter fra centrum af kødet kan være op til 10 °C højere temperatur, når man steger ved højere ovntemperatur end 160 °C. Desuden er det påvist ved forsøg, at variationen ved tilberedning af kødets kernetemperaturer generelt er meget store (>20°C), hvilket resulterer i meget forskellig kulinarisk kvalitet. En anden problemstilling er, at kødet svinder jo højere kernetemperaturen bliver. Endelig kan det være et hygiejnisk problem, hvis kernetemperaturen er for lav.

Det vil derfor være optimalt at kunne estimere kernetemperaturen så godt som muligt, uden at det medfører for store omkostninger til fremstillingen af proben til måling af kernetemperaturen.

Formålet med denne foreliggende opfindelse er således at anvise et intelligent stegetermometer, som estimerer kernetemperaturen med større nøjagtighed end stegetermometre ifølge kendt teknik, samtidigt med at stegetermometeret er billigt at fremstille.

Kort beskrivelse af opfindelsen

Opfindelsens formål tilgodeses ved et intelligent stegetermometer af den i indledningen til krav 1 angivne type, som er karakteristisk ved, at proben omfatter et rør eller lignende af et rustfrit varmeledende materiale som for eksempel stålmateriale med en godstykkelse på mellem 0,05 mm og 0,30, fortrinsvist på mellem 0,05 mm og 0,25 mm, mest fortrinsvis 0,25 mm, og at proben yderligere er indrettet med en afstand mellem sensorerne (5) i stålrøret på under 15 mm fortrinsvist mindst 10 mm ved en godstykkelse på 0,05 mm, og med en afstand på mellem 15 mm og 20 mm ved en godstykkelse på mellem 0,05 mm og 0,25 mm, og med en afstand på over 20 mm ved en godstykkelse på 0,25 mm og derover.

Et stegetermometer ifølge krav 1 vil ikke give anledning til unøjagtige målinger.

Hensigtsmæssige udførelsesformer for opfindelsen er angivet i kravene 2 til

7.

Opfindelsen skal herefter nærmere forklares under henvisning til tegningerne, på hvilke:

Fig. 1 viser et stegetermometer ifølge opfindelsen.

Fig. 2 viser isætning at et stegetermometer, mens

Fig. 3 viser et tværsnit af et stegetermometer ifølge opfindelsen, mens Fig. 4 viser et skærmdump af en App til styring af stegning under anvendelse af stegetermometer ifølge opfindelsen, mens

Fig. 5 og 6 viser andre skærmdumps af App'en ifølge opfindelsen.

Forkortelsen App er for et program, der er indlæst på en smartphone (moderne mobiltelefon) eller tablet.

Fig.1, 2 og 3 viser et eksempel på et stegetermometer ifølge opfindelsen til måling af temperaturer i et stykke kød. Det omfatter en probe (1) til indstik i et stykke kød (2). et håndtag (3) der er fremstillet af et varmeisolerende materiale, og er forbundet med ledning (15) eller trådløst (ikke vist) til en enhed indrettet til at modtage indsamlede måledata, beregne, indstille og vise indstillinger og måleresultater, hvad enten disse er beregnede eller direkte aflæst.

Stegetermometrets probe (1) er beregnet til indstik til over midten i kød (2), der steger eller skal steges på grill, i ovn eller stegegryde eller på anden vis skal varmebehandles. Proben (1) er fremstillet som et rør, der er tilspidset og forstærket i den ende (16, Fig. 2), der skal stikkes i kødet (2). Røret (1) er udformet i et tyndvægget rustfrit stålmateriale (se fig.3) for at opnå mindst mulig varmeledning, men samtidig sikre en rimelig pålidelig temperaturmåling ved de sensorer (5 og 14), der er indsat med jævne mellemrum (4) i stålrøret (1).

Stegetermometerets probe (1) kunne også omfatte en sender til trådløs kommunikation (ikke vist) med en dertil indrettet proprietær ekstern enhed eller en App på en ekstern enhed, det være sig en smartphone eller tablet eller andet, der er i stand til at modtage, behandle og fremvise behandlede og målte data mm.

Enheden kan være en proprietær del af termometret eller en App installeret på en smartphone, tablet o.a. eller lignende for visning af reel temperatur, beregne og vise kernetemperatur, vise estimeret resterende stegetid (8) beregnet ud fra målte eller beregnede data for kernetemperatur (7) og varmegradient, der kan være målt, beregnet eller sat som en empirisk bestemt størrelse, der kun afhænger af arten og alderen på kødet.

Proben (1) på et stegetermometer ifølge opfindelsen er forsynet med et antal på mindst 3, men gerne 4 eller flere, sensorer (5,14), hvor mindst 3 er beregnet til at måle temperaturen inde i kødet (2). Sensorerne (5) kan med fordel være af typerne termistor eller thermocouple. Sensorerne (5) er i direkte kontakt med indersiden af probens (1) stålrør for at opnå den bedste og mest pålidelige måling ved den enkelte sensor (5, 14).

Eksemplet på stegetermometeret i Fig. 1 har en probe (1) indeholdende fem sensorer (5 og 14), en (14), A, for måling af temperaturen uden for kødet (2), og fire (5), B, C, D og E, for måling af temperaturer flere steder gennem kødet.

Det er eksperimentelt påvist, at det ved at måle i mindst 3, men gerne flere adskilte punkter i et fast stykke kød (2), og hvor mindst et af disse punkter er på den anden side af kernen af kødet (2) i forhold til indstiksstedet (se fig. 1) er muligt at udlede en temperaturkurve gennem kødet (2), ud fra hvilken det koldeste punkt i kødet (2), kernetemperaturen, estimeres, Herved kan stegetermometeret placeres nemt og bekvemt, og det ønskede resultatet sikres hver gang.

Stegetermometer er samtidigt billigt at fremstille. Det har vist sig, at det er vigtigt at anvende for eksempel et rustfrit stålrør (1) med så lille godstykkelse som muligt, således at varmeledningsmodstanden er så høj som muligt. Årsagen er, at varmeledning fra det varmledende materiale ved en nabosensor bevirker en fejlvisning grundet overført varme fra et andet sted i kødet via opvarmning af probens (1) rør. En tynd godstykkelse vil derfor alt andet lige betyde, at man kun måler temperaturen i kødet omkring den pågældende sensor med ingen eller kun en minimal fejlvisning.

Ved en godstykkelse af det rustfrie stålrør på 0.25 mm har forsøg vist, at en afstand mellem sensorerne (5) på 20 mm eller derover reducerer varmepåvirkning af sensorerne (5) fra den omgivende varmekilde til et minimalt niveau, der vil kunne negligeres, samtidig med at styring af kødets (2) stegetemperatur stadig er ret præcis. En varmekilde ved en nabosensor kan således ikke give anledning til fejlvisning.

Ønsker man at gå længere ned i godstykkelse af proben (1), således at varmeledningsmodstanden øges endnu mere, stilles der store krav til fremstillingsprocessen af proben (1), hvor 0,25 mm har vist sig at være et godt kompromis.

Forsøg har dog vist at ved en godstykkelse på 0,05 mm kan afstanden af sensorerne (5) reduceres til under 15 mm, hvor præcisionen og målenøjagtigheden stadig er ret præcis. Hvis afstanden bliver under 10 mm, bliver målenøjagtigheden for dårlig.

Når probens rør er indrettet med de angivne godstykkelser og de dertilhørende afstande mellem sensorerne (5), kan proben (1) fremstilles meget billigt, fordi der ikke skal udføres andre detaljerede fremstillingsprocesser. Samtidigt kan proben (1) benyttes til at estimere kernetemperaturen med høj præcision.

Estimeringen kan ske ved, at de ved temperaturmålingerne fremkomne måledata med fordel som angivet i krav 2 anvendes til opstilling af en temperaturkurve og derudfra udlede minimumstemperaturen, som er kødets kernetemperatur, under anvendelse af et Lagrange polynomium eller Newtonske algoritmer.

På denne måde bliver det således muligt at estimere kødets kernetemperatur meget præcist, hvorved ulemperne med utilstrækkelig præcision af en estimeret kernetemperatur i stor udstrækning undgås.

Forsøg har vist, at anvendelse af Lagrange polynomium sammenlignet med andre algoritmer er optimalt til beregning af udledning af kødets kernetemperatur fra denne temperaturkurve og således beregne denne meget præcist, Som nævnt skal dog mindst et målepunkt være placeret forbi centeret af kødet (2).

Med en udformning af stegetermometeret som anvist ved denne opfindelse vil en bruger ikke være i tvivl, om han har ramt centeret af kødet og dermed har fået mulighed for at opnå en endog meget præcis kernetemperaturmåling, hvorved grundlaget for at opnå maksimal kulinariske kvalitet er tilstede med rimelig sikkerhed.

Ved tilberedning af et stykke kød, placeres kødet på en varmekilde (direkte eller indirekte), således at den omgivende varme, varmer det kolde stykke kød op, indtil det har opnået den ønskede stegetemperatur, hvorefter kødet fjernes fra varmekilden.

Som angivet i krav 3 kan stegetermometeret omfatte en ekstern enhed til beregning, der er en App til anvendelse på smartphones eller tablets o.l. eller en anden tilsvarende enhed, der er i stand til at modtage input og foretage beregninger og fremvise resultater fra disse. Med dette opnås den fordel, at integreringen af de matematiske beregninger af kernetemperaturen og stegetid i App'en bevirker, at processorkraften i smartphones og tablets udnyttes, hvorved fremstillingsprisen for elektronikken til stegetermometer reduceres væsentligt.

Øvrige hensigtsmæssige udførelsesformer for opfindelsen er angivet i kravene 4 til 7.

Af yderlige fordele ved nærværende opfindelse kan nævnes:

Ved langtidsstegning ønsker man at bibeholde al saft, kraft og smag i kødet. Dette gøres ved at holde ovn/grill-temperatur ved lav varme.

For at sikre en optimal langtidsstegning skal temperaturdifferensen mellem kernetemperaturen og kødets overflade være så lille som muligt.

En anvendelig teknologi skal sikkert kunne måle kernetemperaturen samt temperaturdifferensen gennem kødet og derved sikre den rigtige langtidsstegning.

Nævnte opfindelse løser dette problem, da temperaturdifferensen gennem kødet måles ud fra omgivelsernes temperatur, som i eksemplet i Fig. 1 er A, (14), der i en ovn er ovntemperaturen, og måledata på temperaturer fra sensorerne (5) B, C, D og E. Temperaturdifferensen ved tilberedning i en ovn kan justeres til ønsket niveau ved at justere ovntemperaturen.

En anden fordel ved opfindelsen er, at beregning af stegetiden er mulig. Når kødets kernetemperatur kendes, er det muligt at udregne den resterende stegetid indtil den ønskede kernetemperatur er opnået ved den pågældende omgivelsestemperatur. Det er også muligt at vise, hvilken omgivelsestemperatur ovnen eller grillen skal stilles på ved en forudbestemt stegetid.

Specielt ved grilning har forsøg vist, at nøjagtigheden af den beregnede stegetid er afhængig af den forløbne tid. I starten af grillprocessen er den beregnede stegetid meget unøjagtig, men efter ca. 5-8 minutter er det muligt inden for et par minutter at beregne, hvornår tilberedningen er afsluttet. Beregning af stegetiden bliver mere og mere præcis, som tiden går.

Beregning af stegetiden foregår fortløbende, således at der tages højde for ændringer i omgivelsestemperaturen.

Figur 4. viser et eksempel på en trådløs enhed, der kan kommunikere med det intelligente stegetermometer. Her er der vist en App, der er installeret på en smartphone eller tablet. Princippet kan uden videre overføres til enhver enhed, der er i stand til at kommunikere, trådløst eller ikke, med stegetermometret, og som derved er i stand til at modtage måledata, beregne, indstille og vise indstillinger og måleresultater, hvad enten disse er beregnede eller direkte aflæst, Den i fig. 4 til fig. 6 viste App er forsynet med midler til visualisering af kernetemperaturer (7), stegetid (8) og alarmer gennem hele stegeprocessen.

Den viste enhed er udformet med brugervenlighed for øje og omfatter udover de omtalte midler til visualisering af kernetemperaturer (7) osv., også midler til indstilling af alarmer (9) og omfatter ikke mindst midler til at indstille opsætningen af stegeprocessen. Eksempelvis er App'en indrettet med flere muligheder for at vælge stegeparametre, hovedsageligt kernetemperatur. De kan bl.a. nås ved de på fig. 5 viste muligheder for manuelt at vælge stegeproces. Her vil en indstilling af en stegetemperatur kunne foretages ved ’’Meat temp”, der er en manuel indstilling af ønskede kernetemperatur, men der kan også vælges stegeproces ved at vælge mellem fremviste ’Visual” billeder af kød, der er tilberedt ved forskellige temperaturer (se fig. 6). Ved anvendelse af glideren (13) kan der skiftes mellem de 5 overordnede typer af tilberedning, der er ved tilberedning af et stykke oksekød: kategorierne Rare, Medium Rare, Medium, Medium Done og Well Done.

Når der blot browses mellem disse kategorier, viser App'en billeder af den aktuelle kategori, således at man på baggrund af et visuelt indtryk bestemmer sig for det ønskede resultat ved valg, hvorved App'en indstiller de nødvendige parametre og samtidig viser billeder af den aktuelle kategori.

Nævnte opfindelse kan også tænkes integreret med styring af en ovn eller brænder (grill), således at ønskede parametre kan kontrolleres gennem hele stegetiden uden manuel regulering af varmen eller stegetiden. Dette kan evt. være automatisk regulering af en ovn eller brænder (grill) for at opnå kødets tilberedning defineret ved kernetemperatur, stegetid og temperaturdifferens gennem kødet, primært ved langtidsstegning.

Claims (7)

1. Et intelligent stegetermometer, der omfatter en probe (1) med mindst tre temperatursensorer (5) til temperaturmåling mindst tre steder i kød (2), hvoraf mindst en temperatursensor (5) efter indstik i kødet er på en anden side af kødets kerne modsat indstiksstedet, således at kernen er ud for et sted imellem de to temperatursensorer (5), hvorved kødets kernetemperatur kan estimeres, og som desuden omfatter en enhed til beregning på, evt. via trådløs forbindelse, modtagne måledata samt fremvisning af resultater af disse beregninger såsom reststegetid (8) og til indstilling af parametre til anvendelse ved beregningerne, kendetegnet ved at proben (1) omfatter et rør af et rustfrit varmeledende materiale som for eksempel stål, hvor det varmeledende materiale har en godstykkelse på mellem 0,05 mm og 0,30 mm, fortrinsvist mellem 0,05 mm og 0,25 mm og mest fortrinsvist 0,25 mm, og ved at proben (1) yderligere er indrettet med en afstand mellem temperatursensorerne (5) i det varmeledende materiale som for eksempel et stålrør på under 15 mm fortrinsvis mindst 10 mm ved en godstykkelse på op til 0,05 mm, og med en afstand på mellem 15 mm og 20 mm ved en godstykkelse på mellem 0,05 mm og 0,25 mm, og ved en afstand på over 20 mm ved en godstykkelse på 0,25 mm og derover.

2. Et intelligent stegetermometer ifølge krav 1, hvor beregningen sker under anvendelse af et Lagrange polynomium eller Newtonske algoritmer.

3. Intelligent stegetermometer ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved at enheden er en ekstern enhed f.eks. en smartphone, tablet eller enhver anden ekstern enhed, der er i stand til at modtage input om sensorernes måledata og foretage beregninger og fremvise resultater fra disse.

4. Intelligent stegetermometer ifølge krav 1 til 3, kendetegnet ved at proben (1) omfatter en sender til trådløs afsendelse af måledata.

5. Intelligent stegetermometer ifølge krav 1 til 4, kendetegnet ved at de ved temperaturmålingerne fremkomne måledata og beregninger på disse yderligere anvendes til beregning af stegetid, på baggrund af beregning af udviklingen i kernetemperaturen.

6. Intelligent stegetermometer ifølge krav 3 til 5, kendetegnet ved at de matematiske beregninger af kernetemperatur og stegetid integreres i den eksterne enhed.

7. Intelligent stegetermometer (1) ifølge krav 3 til 6, kendetegnet ved at den eksterne enhed omfatter mulighed for visuel indstilling af den ønskede stegetemperatur.