EP1028602B1 - Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche und zugehörige Vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche und zugehörige Vorrichtung Download PDF

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EP1028602B1
EP1028602B1 EP99125600A EP99125600A EP1028602B1 EP 1028602 B1 EP1028602 B1 EP 1028602B1 EP 99125600 A EP99125600 A EP 99125600A EP 99125600 A EP99125600 A EP 99125600A EP 1028602 B1 EP1028602 B1 EP 1028602B1
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EP
European Patent Office
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temperature
signal
control
regulating
switch
Prior art date
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EP99125600A
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EP1028602A2 (de
EP1028602A3 (de
Inventor
Harry Engelmann
Kurt Dr. Schaupert
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Schott AG
Original Assignee
Schott AG
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Publication date
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Publication of EP1028602A3 publication Critical patent/EP1028602A3/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the empty cooking of Dishes on hobs with a cooking surface that at least a cooking zone, which is associated with a radiator whose Energy supply is set via control and regulating bodies, and in which the temperature or a derived quantity as a signal (Temperature signal) operational detected and by means of a Protection temperature limiter limited with adjustable shutdown temperature is, by comparing the actual Temperatursignals with the shutdown temperature and forming a control signal for detecting the emptying of the dishes.
  • the invention further relates to a device for carrying out this Process.
  • DE 43 36 752 A1 discloses a method for detecting empty cooking of crockery on hobs with a ceramic hob and a associated device has become known that both the measurement of Temperature as well as the determination of their first derivative. Only when the value of the first derivative exceeds a threshold, the initial one Heating power reduced by 100%. Furthermore, this document is to infer that empty cooking metal pots due to their sinking electrical Heating capacity can be detected at the same temperature and when sinking under a certain power value, the power supply is interrupted. These Method has the in connection with the aforementioned US-Scripture described disadvantages.
  • the invention is based on the object, the method initially described so to lead or the associated device in such a way that a secure Detection of the critical operating condition of emptying the dishes regardless of the current power setting and also independent of Cookware type and thus a safe protection of the associated cooking zone This critical operating condition is possible.
  • the individual temperature constellations are coupled with each other, as the Temperature of the cooking zone is not a constant size, especially since the rule and Control bodies can be operated at any time.
  • the link is the Detection of the critical operating state according to an embodiment of Invention made such that upon actuation of the control and control organs in For purposes of reducing the power supply, forming the control signal for a predetermined period of time, preferably in the range of two minutes, disabled is checked, and then checked whether the temperature is still at the Shutdown temperature is or has fallen so far that switched to the case is that both time derivatives are positive, i. it is then one Temperature constellation with the corresponding signal formation conditions according to the first temperature constellation.
  • the regulatory and control bodies actuated, then according to an embodiment of the invention the Shutdown temperature raised back to the original value, so if necessary the full power at high temperature is ready.
  • the method is performed so that the predetermined time interval for the deactivation of the formation of a control signal after actuation of the control and regulation devices in the range of two minutes lies.
  • the method performed so that the time derivative of the temperature signal a regression line through the earlier temperature values and the difference whose extrapolation to the current temperature value is formed, and that the second time derivative of the temperature signal from a balancing line by the earlier values of the first time derivative and the difference of their extrapolation is formed at the current value of the first time derivative becomes.
  • the evaluation of the detection of the critical operating state can on done in different ways. This condition can be displayed in the simplest case be advantageous, but associated with a warning, the acoustic, or optically but also by remote action (Homebus) can be done. At a fully automated control is preferably directly the radiator switched off.
  • the inventive method for detecting the empty cooking of the dishes is based on .the evaluation of the change in the heat flow and the so connected variables temperature and duty cycle of the cooking appliance and the from these two derived quantities.
  • the second derivative next to the first derivative also positive, i. it lies the same value constellation as in the empty cooking according to FIG. 2 before.
  • the user is obviously present, which is why in this case the Detection of the critical operating condition will be temporarily overridden without compromising protection.
  • the recognition is reactivated.
  • the second derivative after some time positive, as in the diagram of FIG. 3 is shown.
  • the first derivative is negative in this case, causing this case can be distinguished as uncritical.
  • the power control of cooking zones is typically done according to the state the technology by clocking the power supply. It is at a fixed total duration the interval of e.g. 40 s the ratio of switched on, i. current-carrying duration, to the total duration, varies. This switching on and off leads to a periodic change in the glass-ceramic temperature, which is the overlaid with long-term temperature change. To the disturbing influence of this filter out periodic change is, according to one embodiment of the Invention the temperature synchronous to the clocking - e.g. always at the Cut-off edge - measured.
  • the accuracy of the temperature measurement requires consideration. in the In fact, the temperature measurements are subject to fluctuations in practical operation by measurement inaccuracies and disturbances. Usually, the Reducing these effects averaged several values over time. this means However, a delay in the detection of the empty cooking dishes, since only several values must be available for averaging. Especially when clocking the Energy controller with the typical rate of one clock per 40 s is this Delay for detecting the critical operating condition intolerable.
  • the procedure can be also with a temperature-dependent variable, such as the sheet resistance of Sensors on the underside of the cooking surface according to DE 196 32 057 A1, successfully perform. It is advantageous here that the aging of the sensors Procedure not obstructed, since only the time derivatives of Resistance values are used. A temperature calibration of the sensors not necessary.
  • the operating state of the empty cooking of the dishes is therefore in the first Temperature range detected as critical if both the first and second time derivative of the temperature are positive without the control and Regulatory bodies within a given time to increase the Power supply were confirmed. However, this constellation is below described 2nd temperature range is no longer given.
  • the temperature of the glass ceramic cooking surface is at the shutdown temperature of the Protective temperature limiter, the temperature does not change when emptying. At this temperature constellation, the protection temperature limiter controls constant temperature. The after emptying worse heat dissipation of Systems then express themselves in a reduced current duty cycle per cycle. As an indication of the critical operating condition is then used that the Current duty decreases, although the control and regulating organs are not were pressed.
  • the shutdown temperature of the protection temperature limiter will increase lowered the current value and an empty cooking utensils then as at the case constellation described in 2. recognized.
  • This method first sets the detection of a temperature equilibrium state ahead. This condition is recognized when the Temperature changes over a longer period only insignificantly. Is the temperature then only slightly below the usual shutdown temperature of Protective temperature limiter, its shutdown temperature is on the current Temperature value reduced.
  • Fig. 5 is an embodiment of a device for detecting the Empty cooking utensils in a hob with a glass ceramic cooking surface 1, which has four cooking zones 2 in the embodiment.
  • Everyone Cooking zone 2 is assigned a radiator 3, for example an electric operated radiant heater whose energy supply via a control stage 4, operable via control elements 5, for example, touch switch, rotary switch or the like, is adjustable.
  • Each cooking zone 2 is also a temperature sensor 6, directly the temperature in the cooking zone or one of them Derived size is recorded operationally.
  • Such temperature sensor for cooking zones are in various embodiments in the market or in the relevant Writing, e.g. in DE 196 32 057 A1, described. The better overview In Fig. 5, radiators and temperature sensors are only for one cooking zone shown.
  • the corresponding temperature signal T of the temperature sensor 6 is once fed to the control stage 4, as an actual value for the usual temperature control of the cooking zone.
  • a protective temperature limiter 7 with adjustable switch-off temperature T A here in electronic design, which is also connected to the control stage 4.
  • This protective temperature limiter 7 limits the temperature in the cooking zone to the value of the switch-off temperature T A , also referred to as switching threshold.
  • Such protective temperature limiter with adjustable shutdown temperature are also known.
  • the evaluation and control unit 8 acts with its output A1 on the protection temperature limiter 7 with respect to the specification of the cut-off temperature T A and it is connected via output A2 also with the control stage 4, in order to switch off at a critical operating condition can. Via the output A3, it is connected to a display and / or warning unit 9 in which the critical operating state is displayed or an optical or acoustic alarm signal is generated.
  • Steps to detect the emptying of dishes on the cooking zones 2 is erected.
  • the linking of the steps and the created Signals is again in the Fig. 6 in the form of a conventional flow chart for the presented individual program steps, from which also the relationships directly result for the three described temperature constellations. Due to the detailed description of the process steps in the individual Temperature constellations and their inner connection needs at this Do not further describe the flowchart of FIG. 6 in more detail become. The following remarks should suffice:
  • the temperature information T A is stored in the evaluation and control unit 8 to calculate the best-fit line through the last 5 measurement points and the extrapolation to the current time point corresponding to FIG. 4. If an approximately constant temperature in the range is determined within 40K of the switching threshold of the protection temperature limiter 7 (560 ° C), this switching threshold is lowered to the current value to continue according to case 3.
  • the electronic protection temperature limiter is as a separate stage. 7 shown. It can also be part of the evaluation and control unit 8, with Specification of the switch-off temperature by the software.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane eingestellt wird, und in welcher die Temperatur oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt und mittels eines Schutztemperaturbegrenzers mit einstellbarer Abschalttemperatur begrenzt wird, durch Vergleichen des IST-Temperatürsignals mit der Abschalttemperatur und Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Kochen kann es bei zu langer oder zu hoher Energiezufuhr dazu kommen, daß die Feuchte im Kochgut des Geschirrs vollkommen verdampft. Dieser Zustand wird als leerkochendes Geschirr bezeichnet. Er kann im Fall von wässrigem Kochgut zur Beschädigung des Kochgerätes, insbesondere bei einer Glaskeramik-Kochfläche, und des Geschirrs führen. Bei anderem Kochgut besteht die Gefahr, daß das Kochgut in Brand gerät und umliegende Einrichtungen beschädigt. Bevorzugt soll in diesen Fällen die Energiezufuhr abgeschaltet werden oder der Benutzer zumindest gewarnt werden. Typischerweise tritt der Fehlerfall auf, wenn vergessen wird, die für ein schnelles Ankochen hohe Energiezufuhr für die Fortkochphase zurückzuschalten.
Nun wird zwar die Oberflächentemperatur der Kochzonen von Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen typischerweise mittels stabförmigen, mechanischen Schutztemperaturbegrenzern überwacht. Diese messen die mittlere Temperatur unterhalb der Kochzone und begrenzen diese. Die Abschalttemperatur, auch Schaltschwelle genannt, wird auf Basis der Eigenschaften des üblicherweise verwendeten Geschirrs und der Glaskeramik festgelegt. Auch eine elektronische Begrenzung der Temperatur ist bekannt. Dabei wird jedoch nur das Verhalten des mechanischen Schutztemperatur-Begrenzers nachempfunden, eine weitere Auswertung der Temperatur-Information erfolgt nicht.
Mittels der typischerweise bei Kochfeldern mit Glaskeramik-Kochflächen vorhandenen Schutztemperaturbegrenzern allein ist daher der Zustand des leerkochenden Geschirrs nicht zu erkennen.
Durch die US 4,493,981 ist das eingangs bezeichnete Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr - dort als "Boil Dry Condition" bezeichnet - bekannt geworden. Bei dieser Methode wird als Indikator für diesen Zustand die erste zeitliche Ableitung der Temperatur benutzt. Übersteigt sie einen Grenzwert, wird ein Leerkochen erkannt. Der Grenzwert ist allerdings abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Weiterhin wird leergekochtes Geschirr erkannt, wenn die Temperatur am Kochgeschirr einen Grenzwert überschreitet. Auch dieser Wert ist abhängig von der Art des Kochgerätes sowie von der aktuellen Leistungseinstellung. Liegt ein Leerkochen vor, wird der Benutzer gewarnt oder das Gerät abgeschaltet.
Bei dieser bekannten Methode ist daher mit Nachteil die Erkennung des kritischen Betriebszustandes abhängig von der aktuellen Leistungseinstellung. Auch hat sich in der Praxis ergeben, daß durch die unterschiedlichen Kochgeschirr-Typen keine einheitlichen Grenzen der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur zuverlässig zur Erkennung des Leerkochens benutzt werden können. Bei gefülltem, schlecht wärmeableitendem Geschirr können schnellere Steigerungen der Temperatur auftreten als bei leerem, gut wärmeableitendem Geschirr.
Durch die DE 40 22 846 C2 ist es bekannt, den Zustand des Leerkochens durch die Messung der Temperatur im Innen- und Außenbereich eines Zweikreis-Heizelementes zu bestimmen. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch auf Glaskemmik-Kochflächen mit Zweikreis-Heizelementen beschränkt.
Durch die DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik-Kochfläche und eine zugehörige Vorrichtung bekannt geworden, das sowohl die Messung der Temperatur als auch die Bestimmung deren erster Ableitung umfaßt. Erst wenn der Wert der ersten Ableitung einen Grenzwert übersteigt, wird die anfängliche Heizleistung von 100 % reduziert. Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, daß leerkochende Metalltöpfe aufgrund ihrer absinkenden elektrischen Heizleistung bei gleicher Temperatur erkannt werden und bei Absinken unter einem bestimmten Leistungswert die Stromzufuhr unterbrochen wird. Diese Methode besitzt die im Zusammenhang mit der vorgenannten US-Schrift beschriebenen Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Verfahren so zu führen bzw. die zugehörige Vorrichtung so auszubilden, daß eine sichere Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ und damit ein sicherer Schutz der zugehörigen Kochzone bei diesem kritischen Betriebszustand möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt für das Verfahren, differenziert nach der Größe der Temperatur im Vergleich zu der Abschalttemperatur, gemäß der Erfindung bei einer ersten Temperaturkonstellation mit den Schritten:
  • Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und
  • Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden,
   oder bei einer zweiten Temperaturkonstellation mit den Schritten:
  • Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschaltlemperatur entspricht, und
  • Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden,
   oder bei einer dritten Temperaturkonstellation mit den Schritten:
  • Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt,
  • Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und
  • Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden.
Durch diese Maßnahmen ist mit großem Vorteil eine sichere Erkennung des Leerkochens des Geschirres unabhängig von der aktuellen Leistungseinstellung und auch unabhängig vom Kochgeschirr-Typ möglich. Dabei stellt die gewählte Folge der Verfahrensschritte keine zeitliche Abfolge dar, sondern beschreibt die Bedingungen für das Erkennen des Leerkochens. So kann das Kriterium über die Betätigung der Steuer- und Regelorgane zeitlich vor der Prüfung der Temperaturschwelle liegen.
Die einzelnen Temperaturkonstellationen sind miteinander verkoppelt, da die Temperatur der Kochzone keine konstante Größe ist, zumal die Regel- und Steuerorgane jederzeit betätigt werden können.
Im Fall der zweiten Temperaturkonstellation ist daher die Verknüpfung der Erkennung des kritischen Betriebszustandes gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung so getroffen, daß bei einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Sinne einer Reduzierung der Leistungszufuhr das Bilden des Steuersignals für eine vorgegebene Zeitdauer, vorzugsweise im Bereich von zwei Minuten, deaktiviert wird, und danach geprüft wird, ob die Temperatur noch an der Abschalttemperatur liegt oder soweit abgesunken ist, daß auf den Fall umgestellt wird, daß beide zeitliche Ableitungen positiv sind, d.h. es liegt dann eine Temperaturkonstellation mit den entsprechenden Signal-Bildungsbedingungen gemäß der ersten Temperaturkonstellation vor.
Werden im Fall der dritten Temperaturkonstellation die Regel- und Steuerorgane betätigt, dann wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Abschalttemperatur wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben, damit ggf. die volle Leistung bei hoher Temperatur bereit steht.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß in der Regel erst mehrere Minuten nach Weggang des Benutzers vom Kochfeld ein Leerkochen auftreten kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher das Verfahren so geführt, daß das vorgegebene Zeitintervall für die Deaktivierung der Bildung eines Steuersignals nach einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Bereich von zwei Minuten liegt.
Selbst bei ungünstigen Bedingungen, z.B. wenig Flüssigkeit im Geschirr und hohe Energiezufuhr, kann dann ein Leerkochen sicher erkannt werden.
Versuche haben gezeigt, daß man das Verfahren bei der ersten und dritten Temperaturkonstellation sicher führen kann, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung das vorgegebene Abstandsintervall für das IST-Temperatursignal in Bezug auf die Abschalttemperatur im Bereich von 40K liegt.
Weitere Versuche haben gezeigt, daß bei der zweiten und dritten Temperaturkonstellation der kritische Betriebszustand sicher erkannt werden kann, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der vorgegebene Mindestbetrag für das Absinken der Energiezufuhr im Bereich von 2 % pro Minute liegt.
Wird die Energiezufuhr zum Heizkörper der Kochzone getaktet, dann hat es sich zur genaueren Erfassung der Temperatur als zweckmäßig erwiesen, wenn das Temperatursignal ebenfalls getaktet und synchron zum Taktsignal abgeleitet wird.
Um die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht zu verzögern, insbesondere dann, wenn die Energiezufuhr getaktet, beispielsweise mit einem Takt pro 40 Sekunden, erfolgt, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verfahren so geführt, daß die zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Temperatur-Werte und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Temperatur-Wert gebildet wird, sowie daß die zweite zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Werte der ersten zeitlichen Ableitung und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Wert der ersten zeitlichen Ableitung gebildet wird.
Das Auswerten der Erkennung des kritischen Betriebszustandes kann auf verschiedene Weise erfolgen. Dieser Zustand kann im einfachsten Fall angezeigt werden, vorteilhaft jedoch verbunden mit einer Warnung, die akustisch, oder optisch aber auch über Fernwirkung (Homebus) erfolgen kann. Bei einer vollautomatisierten Regelung wird vorzugsweise direkt der Heizkörper ausgeschaltet.
Die Lösung der vorbeschriebenen Aufgabe gelingt hinsichtlich der eingangs bezeichneten Vorrichtung zur Durchführung der vorgenannten Verfahren, ausgehend von einem Kochfeld mit einer Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane einstellbar ist, an welcher ein Temperaturfühler angebracht ist, der die Temperatur der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt, und welcher ein Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur zugeordnet ist, gemäß der Erfindung dadurch, daß eine elektronische Auswerteund Steuereinheit vorgesehen ist, der neben dem Temperatursignal (T) Signale über die Abschalttemperatur (TA), die Energiezufuhr (Ez) und über eine Betätigung (BR) der Regel- und Steuerorgane zugeführt sind, und die ausgangsseitig mit der Einstellung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, den Regel- und Steuerorganen und optional mit einer Anzeige- bzw. Warneinheit verbunden ist, und die eine erste Vergleichsstufe für den Vergleich der Kochzonentemperatur mit der Abschalttemperatur besitzt und die weitere Stufen zum Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres abhängig von dem Vergleich aufweist,
wobei die weiteren Stufen eine solche zum Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und zum Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen,
oder wobei die weiteren Stufen eine solche zum Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, sowie zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweist.
Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Diagramme und Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
Fig. 1
ein Temperatur-Zeitdiagramm unter Darstellung des Temperaturverlaufes beim Ankochvorgang, einschließlich des Verlaufes der ersten und zweiten Ableitung der Temperaturkurve,
Fig. 2
ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven beim Leerkochen des Geschirres,
Fig. 3
ein Diagramm entsprechend Fig. 1, jedoch unter Darstellung der Kurven in der Ankochphase mit Verringerung der Leistung,
Fig. 4
ein Temperatur-Zeitdiagramm, bei der die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gemittelt und der aktuelle Temperaturwert mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen wird,
Fig. 5
ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung des Leerkochens eines Geschirres, und
Fig. 6
ein Flußdiagramm für die Programmschritte eines in der Vorrichtung nach Fig. 6 enthaltenen Mikroprozessors.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs beruht auf .der Auswertung der Veränderung des Wärmeflusses und der damit verbundenen Größen Temperatur und Einschaltdauer des Kochgerätes sowie der aus diesen beiden abgeleiteten Größen.
Abhängig von der Abschalttemperatur von typisch 560° C des grundsätzlich bei einem Glaskeramik-Kochfeld vorhandenen Schutztemperaturbegrenzers sind drei Funktionsprinzipien zu unterscheiden:
1. Temperatur des Kochfeldes unterhalb der Abschalttemperatur.
Der zeitliche Verlauf der Temperatur in diesem Bereich sowie die 1. und 2. zeitliche Ableitung der Werte der entsprechenden Kurve ist in Fig. 1 dargestellt. Nach dem Einschalten, d.h. während des Ankochens, steigt die Temperatur der Kochfläche an, um sich einem Sättigungswert zu nähern, der vom Gleichgewicht zwischen Energie-Zufuhr und Energie-Abfuhr durch Verluste und Verdampfung von wässrigem Kochgut charakterisiert wird (durchgezogene Kurve). Hierbei steigt die zeitliche Änderung (1. Ableitung) der Temperatur entsprechend der punktierten Kurve zunächst schnell auf ihren Maximalwert, um dann langsam abzusinken. Die Anlaufphase der ersten zeitlichen Ableitung der Temperatur entsteht durch die Aufwärmung des der Kochzone zugeordneten Heizkörpers. Danach sinkt die 1. zeitliche Ableitung, da der Anstieg der Temperatur durch die bei höher werdender Temperatur zunehmenden Verluste flacher wird. Die zweite zeitliche Ableitung (strichlierte Kurve) ist in der Anlaufphase positiv, danach während der weiteren Aufheizung negativ.
Kocht ein auf die Kochfläche aufgestelltes Geschirr leer, schließt sich gemäß den in Fig. 2 analog der Fig. 1 dargestellten Temperatur-Kurven ein erneuter Anstieg der Temperatur an. Charakteristisch ist, daß hier die erste und die zweite Ableitung der Temperatur postiv sind. Hierdurch läßt sich diese Phase von der normalen Aufheizung nach der Anlaufphase gemäß Fig. 1 unterscheiden, in der die zweite zeitliche Ableitung negativ ist, und läßt sich somit zur Erkennung des Leerkochens des Geschirrs auswerten.
Der Verlauf der Temperatur und damit die Werte der 1. und 2. Ableitung hängen jedoch auch von der Leistungszufuhr zu den Heizelementen der Kochzonen mittels der üblichen Steuer- bzw. Regelorgane ab. Diese Bedingung muß daher bei der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens des Geschirrs mit berücksichtigt werden.
Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erhöht, wird die zweite Ableitung neben der 1. Ableitung ebenfalls positiv, d.h. es liegt die gleiche Wertekonstellation wie beim Leerkochen gemäß Fig. 2 vor. In diesem Fall ist der Benutzer jedoch offensichtlich anwesend, weshalb in diesem Fall die Erkennung des kritischen Betriebszustandes kurzfristig außer Kraft gesetzt werden kann, ohne daß der Schutz beeinträchtigt wird. Typischerweise 2 Min. nach einer Betätigung der Steuer- bzw. Regelorgane wird die Erkennung wieder aktiviert.
Wird die Leistungszufuhr mittels der Steuer- und Regelorgane erniedrigt, wird die zweite Ableitung nach einiger Zeit positiv, so wie es im Diagramm nach Fig. 3 dargestellt ist. Die erste Ableitung ist jedoch in diesem Fall negativ, wodurch dieser Fall als unkritisch unterschieden werden kann.
Die Wirksamkeit der Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr hängt im nicht unbeachtlichen Maße von der Genauigkeit der Temperaturerfassung bzw. der Erfassung ihres zeitlichen Verlaufes ab. Diese wird jedoch typischerweise auch von der Leistungssteuerung des Kochfeldes beeinflußt. Diese Abhängigkeit soll vorab im Zusammenhang mit dem ersten Fall dargestellt werden. Sie gilt auch für die anderen Temperaturbereiche, die noch dargestellt werden.
Die Leistungssteuerung von Kochzonen erfolgt typischerweise gemäß dem Stand der Technik durch Takten der Stromzufuhr. Dabei wird bei fester Gesamtdauer des Intervalls von z.B. 40 s das Verhältnis von eingeschalteter, d.h. stromführender Dauer, zur Gesamtdauer, variiert. Dieses Ein- und Ausschalten führt zu einer periodischen Änderung der Glaskeramik-Temperatur, die der langfristigen Temperaturänderung überlagert ist. Um den störenden Einfluß dieser periodischen Änderung auszufiltern, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Temperatur synchron zum Takten - z.B. immer an der Ausschaltflanke - gemessen.
Eine weitere Möglichkeit der exakten Temperatur-Bestimmung besteht darin, die Leistung praktisch kontinuierlich - z.B. durch eine Pulspaktet-Steuerung - einzustellen, so daß auch der Temperaturverlauf entsprechend kontinuierlich verläuft.
Auch die Genauigkeit der Temperaturmessung bedarf der Berücksichtigung. Im praktischen Betrieb unterliegen nämlich die Temperaturmessungen Schwankungen durch Meßungenauigkeiten und Störgrößen. Üblicherweise werden zur Verringerung dieser Effekte mehrere Werte zeitlich gemittelt. Dies bedeutet jedoch eine Verzögerung bei der Erkennung des leerkochenden Geschirrs, da erst mehrere Werte zur Mittelung vorliegen müssen. Insbesondere beim Takten des Energiereglers mit der typischen Rate von einem Takt pro 40 s ist diese Verzögerung für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nicht tolerierbar.
In einer.bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden daher nur die Temperaturwerte der Vergangenheit mittels einer Ausgleichsgeraden gewichtet, der aktuelle Wert jedoch nicht gemittelt, sondern mit der zeitlichen Extrapolation der Ausgleichsgeraden verglichen, so wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dies ist in vorteilhafter Weise durchführbar, da vor dem Leerkochen das System mindestens annähernd im Gleichgewicht ist, sich durch das Leerkochen jedoch sprunghaft ändert.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß nicht zwangsläufig direkt die Temperatur der Glaskeramik bestimmt werden. Das Verfahren läßt sich auch mit einer temperaturabhängigen Größe, wie dem Bahnwiderstand von Sensoren auf der Unterseite der Kochfläche gemäß DE 196 32 057 A1, erfolgreich durchführen. Vorteilhaft ist hier, daß die Alterung der Sensoren das Verfahren nicht behindert, da nur die zeitlichen Ableitungen der Widerstandswerte verwendet werden. Eine Temperatur-Kalibrierung der Sensoren ist nicht erforderlich.
Soweit zur Temperaturmessung.
Der Betriebszustand des Leerkochens des Geschirrs wird daher im ersten Temperaturbereich als kritisch erkannt, wenn sowohl die erste und zweite zeitliche Ableitung der Temperatur positiv sind, ohne daß die Steuer- und Regelorgane innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr bestätigt wurden. Diese Konstellation ist jedoch im nachfolgend beschriebenen 2. Temperaturbereich nicht mehr gegeben.
2. Temperatur an der Abschalttemperatur des Schutztemperatur- begrenzers
Liegt die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche an der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, ändert sich die Temperatur beim Leerkochen nicht. Bei dieser Temperaturkonstellation regelt der Schutztemperaturbegrenzer auf konstante Temperatur. Die nach dem Leerkochen schlechtere Wärmeabfuhr des Systems äußert sich dann in einer verringerten Strom-Einschaltdauer pro Zyklus. Als Indikation des kritischen Betriebszustandes wird dann verwendet, daß sich die Strom-Einschaltdauer verringert, obwohl die Regel- und Steuerorgane nicht betätigt wurden.
Werden die Regel- und Steuerorgane zur Erhöhung der Leistung bedient, ändert sich die relative Einschaltdauer nicht, da die Leistung des Systems vom Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Werden die Regel- und Steuerorgane zur Verringerung der Leistung bedient, kann sich jedoch die relative Einschaltdauer ebenfalls verringern, ohne daß ein kritischer Betriebsfall vorliegt. In einem solchen Bedienfall wird nach der Einstellung der Leistung daher die Überwachung kurzzeitig, typ. für 2 min., abgeschaltet. Die Temperatur sinkt dann unter die Abschalttemperatur und die Überwachung wird auf die Kriterien über die zeitlichen Ableitungen der Temperatur entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation umgestellt. Auch hier gilt jedoch, daß bei der Bedienung der Regel- und Schaltorgane offensichtlich eine Person anwesend ist und das Gerät beobachtet, so daß in der 2-minütigen Deaktivierungsphase kein Leerkochen auftreten kann.
3. Temperatur etwas unterhalb der Abschalttemperatur
Steigt bei gefülltem Geschirr die Temperatur so weit an, daß die Temperatur im Gleichgewicht etwas unterhalb der Abschalttemperatur liegt, erhöht sich beim Leerkochen die Temperatur nur geringfügig, bis sie durch den Schutztemperaturbegrenzer begrenzt wird. Für eine sichere Auswertung sind die Signale aus der ersten und zweiten Ableitung entsprechend der unter 1. beschriebenen Fallkonstellation dann zu gering.
In diesem Fall wird die Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers auf den aktuellen Wert abgesenkt und ein leerkochendes Geschirr wird dann wie bei der unter 2. beschriebenen Fallkonstellation erkannt.
Dieses Verfahren setzt zunächst das Erkennen eines Temperatur-Gleichgewichtszustandes voraus. Dieser Zustand wird erkannt, wenn sich die Temperatur über längere Zeit nur noch unwesentlich ändert. Liegt die Temperatur dann nur wenig unter der üblichen Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers, wird dessen Abschalttemperatur auf den aktuellen Temperaturwert herabgesetzt.
Normalerweise verringert eine niedrigere Abschalttemperatur des Temperaturbegrenzers die Leistungsfähigkeit des Kochgerätes und führt zu einer Verlängerung der Ankochdauer, da eine niedrigere Maximaltemperatur zur Verfügung steht. Beim vorstehenden Verfahren ist dies jedoch nicht der Fall, da die Temperatur nur angepaßt wird, wenn die Gleichgewichtstemperatur ohnehin im fraglichen Bereich liegt.
Werden die Regel- und Steuerorgane wieder betätigt, wird die Absenkung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers aufgehoben, um gegebenenfalls die volle Leistung bei hoher Temperatur bereitzustellen.
In der Praxis hat sich dabei ein Bereich von 40 K unterhalb der normalen Abschalttemperatur für die Erkennung des kritischen Betriebszustandes nach der 3. Fallkonstellation als ausreichend erwiesen.
In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Erkennung des Leerkochens von Geschirr bei einem Kochfeld mit einer Glaskeramik-Kochfläche 1 dargestellt, die im Ausführungsbeispiel vier Kochzonen 2 besitzt. Jeder Kochzone 2 ist ein Heizkörper 3 zugeordnet, beispielsweise ein elektrisch betriebener Strahlungsheizkörper, dessen Energiezufuhr über eine Regelstufe 4, betätigbar über Stellelemente 5, beispielsweise Berührungsschalter, Drehschalter oder dergleichen, einstellbar ist. Jeder Kochzone 2 ist ferner ein Temperaturfühler 6 zugeordnet, der direkt die Temperatur in der Kochzone oder eine davon abgeleitete Größe betrieblich erfaßt. Derartige Temperaturfühler für Kochzonen sind in mannigfaltigen Ausführungsformen auf dem Markt bzw. im einschlägigen Schriftum, z.B. in der DE 196 32 057 A1, beschrieben. Der besseren Übersicht halber sind in Fig. 5 Heizkörper und Temperaturfühler nur für eine Kochzone dargestellt.
Das entsprechende Temperatursignal T des Temperaturfühlers 6 wird einmal der Regelstufe 4 zugeführt, als IST-Wert für die übliche Temperaturregelung der Kochzone. Es gelangt zum anderen auf einen Schutztemperaturbegrenzer 7 mit einstellbarer Abschalttemperatur TA, hier in elektronischer Ausführung, der mit der Regelstufe 4 ebenfalls verbunden ist. Dieser Schutztemperaturbegrenzer 7 begrenzt die Temperatur in der Kochzone auf den Wert der Abschalttemperatur TA, auch als Schaltschwelle bezeichnet. Derartige Schutztemperaturbegrenzer mit einstellbarer Abschalttemperatur sind ebenfalls bekannt.
Das Temperatursignal wird weiterhin einer zentralen Auswerte- und Steuereinheit 8 zugeführt, in der die Erkennung des kritischen Betriebszustandes des Leerkochens von Geschirr durchgeführt wird. Zu diesem Zweck werden der Auswerte- und Steuereinheit 8 weitere Signale zugeführt, nämlich:
  • die Abschalttemperatur TA des Schutztemperaturbegrenzers,
  • das Signal EZ, das ein Maß für die dem Heizkörper 3 zugeführte Energie ist, und
  • das Signal BR, das ein Maß für die Betätigung des Stellelementes 5 ist, einschließlich der Richtung, in der das Stellelement betätigt wurde (Erniedrigen oder Erhöhen der Energiezufuhr).
Ausgangsseitig wirkt die Auswerte- und Steuereinheit 8 mit ihrem Ausgang A1 auf den Schutztemperaturbegrenzer 7 hinsichtlich der Vorgabe der Abschalttemperatur TA ein und sie ist über Ausgang A2 auch mit der Regelstufe 4 verbunden, um diese bei einem kritischen Betriebszustand abschalten zu können. Über den Ausgang A3 steht sie mit einer Anzeige- und/oder Warneinheit 9 in Verbindung, in der der kritische Betriebszustand angezeigt bzw. ein optisches oder akustisches Alarmsignal erzeugt wird.
In dieser Auswerte- und Steuereinheit, die vorzugsweise durch einen Mikroprozessor gebildet wird, werden die bereits eingehend beschriebenen Schritte zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr, das auf die Kochzonen 2 aufgestellt wird, durchgeführt. Die Verknüpfung der Schritte und der angelegten Signale ist nochmals in der Fig. 6 in Form eines üblichen Flußdiagrammes für die einzelnen Programmschritte dargestellt, aus dem sich auch die Zusammenhänge für die drei beschriebenen Temperaturkonstellationen unmittelbar ergeben. Aufgrund der eingehenden Beschreibung der Verfahrensschritte bei den einzelnen Temperaturkonstellationen und deren innerer Zusammenhang braucht an dieser Stelle das Flußdiagramm nach Fig. 6 nicht mehr umfassend näher beschrieben zu werden. Es dürften die nachfolgenden Anmerkungen ausreichen:
Die Temperatur-Information TA wird in der Auswerte- und Steuereinheit 8 gespeichert, um die Ausgleichsgerade durch die letzten 5 Meßpunkte und die Extrapolation auf den aktuellen Zeitpunkt entsprechend der Fig. 4 zu berechnen. Wird eine annähernd konstante Temperatur im Bereich innerhalb 40K der Schaltschwelle des Schutztemperaturbegrenzers 7 (560° C) festgestellt, wird diese Schaltschwelle auf den aktuellen Wert gesenkt, um gemäß Fall 3 weiter vorzugehen.
Ist die Temperatur der Kochzone an der Schaltschwelle (Fall 2), wird die relative Einschaltdauer für die letzten 5 Werte abgespeichert. Sinkt diese in zwei aufeinanderfolgenden Perioden um mindestens 2 % ab, wird ein leerkochendes Geschirr erkannt und z.B. die Kochzone abgeschaltet. Bei einem typischen Kochvorgang sinkt die Einschaltdauer von einem Gleichgewichtswert von 65 % beim Kochen mit Kochgut beim Leerkochen innerhalb von 6 min. auf 35 %, so daß ein Abfall um zweimal 2 % sehr frühzeitig und sicher erkannt wird. Werden die Stellelemente 5 zur Änderung der Leistungseinstellung betätigt, wird die Leerkocherkennung für 2 min. außer Kraft gesetzt, so daß es zu keinen Fehlabschaltungen kommt. Auch die Bildung der Ableitungen gemäß Fall 1 erfolgt in der Auswerte- und Steuereinheit 8.
Alles was in diesem Zusammenhang auch zu den Besonderheiten der Temperaturmessung bzw. der Zufuhr der Energie zu den Heizkörpern gesagt worden ist, insbesondere die Besonderheiten bei einer getakteten Energiezufuhr, gelten direkt auch für die Vorrichtung nach Fig. 5 und braucht daher an dieser Stelle nicht nochmals wiederholt werden.
In Fig. 5 ist der elektronische Schutztemperaturbegrenzer als separate Stufe 7 dargestellt. Er kann auch ein Teil der Auswerte- und Steuereinheit 8 sein, mit Vorgabe der Abschalttemperatur durch die Software.
Falls der Benutzer das Geschirr, den Topf, während des Kochens ein wenig verschiebt, wird die Kochzone zu einem geringeren Prozentsatz bedeckt und die Temperatur steigt an bzw. die Einschaltdauer sinkt ab. Dies würde das erfindungsgemäße System als "leerkochenden Topf" qualifizieren und ein Steuersignal erzeugen. Dies wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Systems umgangen, wenn das Bilden des Steuersignals oder seine Weiterleitung für ein vorgegebenes Zeitintervall, vorzugsweise 2min., gesperrt wird, wenn das Geschirr, erkannt durch eine übliche Topferkennungsschaltung, die Kochzone nur zu einem vorgegebenen Prozentsatz bedeckt. Es ist unschädlich dies zu tun, da der Benutzer anwesend ist, wenn der Topf bewegt wird.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Erkennen des Leerkochens von Geschirr bei Kochfeldern mit einer Glaskeramik- Kochfläche, die mindestens eine Kochzone aufweist, welcher ein Heizkörper zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane eingestellt wird, und in welcher die Temperatur oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt und mittels eines Schutztemperaturbegrenzers mit einstellbarer Abschalttemperatur begrenzt wird, durch Vergleichen des IST-Temperatursignals mit der Abschalttemperatur und Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirrs, gekennzeichnet, differenziert nach der Größe der IST-Temperatur im Vergleich zu der Abschalttemperatur,
    bei einer ersten Temperaturkonstellation durch die Schritte:
    Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und
    Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden,
    oder bei einer zweiten Temperaturkonstellation durch die Schritte:
    Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und
    Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden
    oder, bei einer dritten Temperaturkonstellation durch die Schritte
    Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt,
    Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und
    Bilden des Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerörgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der zweiten Temperaturkonstellation bei einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Sinne einer Reduzierung der Leistungszufuhr das Bilden des Steuersignals für eine vorgegebene Zeitdauer, vorzugsweise im Bereich von zwei Minuten, deaktiviert wird, und danach geprüft wird, ob die Temperatur noch an der Abschalttemperatur liegt oder soweit abgesunken ist, daß auf den Fall umgestellt wird, daß beide zeitliche Ableitungen positiv sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der dritten Temperaturkonstellation bei einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane die Abschalttemperatur wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Zeitintervall für die Deaktivierung der Bildung des Steuersignals nach einer Betätigung der Regel- und Steuerorgane im Bereich von zwei Minuten liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der dritten Temperaturkonstellation das vorgegebene Abstandsintervall für das IST-Temperatursignal in Bezug auf die Abschalttemperatur im Bereich von 40K liegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der zweiten Temperaturko*nstellation der vorgegebene Mindestbetrag für das Absinken der Energiezufuhr im Bereich von 2 % pro Minute liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr getaktet erfolgt und das Temperatursignal ebenfalls getaktet und synchron zum Taktsignal abgeleitet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Temperatur-Werte und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Temperatur-Wert gebildet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite zeitliche Ableitung des Temperatursignals aus einer Ausgleichsgeraden durch die früheren Werte der ersten zeitlichen Ableitung und der Differenz von deren Extrapolation zum aktuellen Wert der ersten zeitlichen Ableitung gebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite zeitliche Ableitung aus einer temperaturabhängigen Meßgröße gebildet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein Abschaltsignal für den Heizkörper und/oder ein Anzeige- bzw. Alarmsignal und dieses vorzugsweise ein akustisches, oder optisches Signal ist, wobei der Alarm auch über Fernwirkung (Homebus) erfolgen kann.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden des Steuersignals unterdrückt oder seine Weiterleitung für ein vorgegebenes Intervall gesperrt wird, wenn das Geschirr die Kochzone nur zu einem vorgegebenen Prozentsatz bedeckt.
  13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder den zugeordneten Unteransprüchen, ausgehend von einem Kochfeld mit einer Glaskeramik-Kochfläche (1), die mindestens eine Kochzone (2) aufweist, welcher ein Heizkörper (3) zugeordnet ist, dessen Energiezufuhr über Regel- und Steuerorgane (4, 5) einstellbar ist, an welcher ein Temperaturfühler (6) angebracht ist, der die Temperatur der Kochzone (2) oder eine davon abgeleitete Größe als Signal (Temperatursignal) betrieblich erfaßt, und welcher ein Schutztemperaturbegrenzer (7) mit einstellbarer Abschalttemperatur zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit (8) vorgesehen ist, der neben dem Temperatursignal (T) Signale über die Abschalttemperatur (TA), die Energiezufuhr (Ez) und über eine Betätigung (BR) der Regel- und Steuerorgane (4, 5) zugeführt sind, und die ausgangsseitig mit der Einstellung der Abschalttemperatur des Schutztemperaturbegrenzers (7), den Regel- und Steuerorganen (4) und optional mit einer Anzeige- bzw. Warneinheit (9) verbunden ist, und die eine erste Vergleichsstufe für den Vergleich der Kochzonentemperatur mit der Abschalttemperatur besitzt und die weitere Stufen zum Bilden eines Steuersignals zum Erkennen des Leerkochens des Geschirres abhängig von dem Vergleich aufweist, wobei
    die weiteren Stufen eine solche zum Bilden sowohl der ersten als auch der zweiten zeitlichen Ableitung des Temperatursignals und Erfassen einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane (4, 5), wenn das Temperatursignal außerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, und zum Bilden des Steuersignals, wenn beide zeitliche Ableitungen positiv sind, ohne daß die Regel- und Steuerorgane (4, 5) innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Erhöhung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen, oder wobei
    die weiteren Stufen eine solche zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper (3) und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane (4, 5), wenn das Temperatursignal der Abschalttemperatur entspricht, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane (4, 5) innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweisen, oder wobei
    die weiteren Stufen eine solche zum Absenken der Abschalttemperatur auf den Wert des IST-Temperatursignals, wenn dieses im Temperaturgleichgewicht innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalles zur Abschalttemperatur liegt, sowie zum Erfassen der Energiezufuhr zu dem Heizkörper und einer Betätigung der Steuer- und Regelorgane, und zum Bilden eines Steuersignals, wenn die Energiezufuhr um einen vorgegebenen Betrag absinkt, ohne daß die Regel- und Steuerorgane innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Zeitintervalls zu einer Reduzierung der Leistungszufuhr betätigt wurden, aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein Abschaltsignal für den Heizkörper (3) und/oder ein Anzeige- bzw. Alarmsignal für eine zugeordnete Anzeige- bzw. Alarmstufe (9) ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14 mit einer Schaltung für eine Topferkennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe für das Bilden des Steuersignals mit der Topferkennungsschaltung gekoppelt ist, derart, daß bei einer Verschiebung des Geschirres auf der Kochzone um einen vorgegebenen Betrag das Bilden des Steuersignals für ein vorgegebenes Zeitintervall unterbleibt oder seine Weiterleitung gesperrt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7928344B2 (en) 2006-01-25 2011-04-19 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for monitoring hot surface of cook top

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6469282B1 (en) * 2000-07-28 2002-10-22 General Electric Company Boil dry detection in cooking appliances
DE10122427A1 (de) * 2001-05-09 2002-11-14 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung und/oder Steuerung der Oberflächentemperatur eines Kochfelds
US6818867B2 (en) * 2001-06-09 2004-11-16 Braun Gmbh Method for heating liquid in an electric kettle
DE10253198B4 (de) * 2002-11-15 2007-07-05 Electrolux Home Products Corporation N.V. Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Überwachung eines induktiv erwärmbaren Gargefäßes
GB0313831D0 (en) * 2003-06-16 2003-07-23 Ceramaspeed Ltd Apparatus and method for detecting abnormal temperature rise associated with a cooking arrangement
DE10327273B4 (de) * 2003-06-17 2013-12-24 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Herd mit einem Kochfeld und mit einem Modul zur Steuerung des Kochfeldes
DE10329840A1 (de) * 2003-06-27 2005-01-20 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Erwärmungsvorgängen
US8423193B2 (en) * 2003-08-20 2013-04-16 Watlow Electric Manufacturing Company Variable wattage control system
GB0426467D0 (en) * 2004-12-02 2005-01-05 Ceramaspeed Ltd Apparatus for detecting abnormal temperature rise associated with a cooking arrangement
AT8257U1 (de) * 2005-04-19 2006-04-15 Electrovac Messfühleranordnung
DE102005045875A1 (de) * 2005-09-22 2007-03-29 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren zum Erzeugen, Verarbeiten und Auswerten eines mit der Temperatur korrelierten Signals und entsprechende Vorrichtung
GB2431784B (en) * 2005-11-18 2007-12-05 Crastal Technology Anti-dry burning control methods and apparatus
DE102006057885A1 (de) * 2006-12-01 2008-06-05 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren zum Erzeugen, Verarbeiten und Auswerten eines mit der Temperatur korrelierten Signals und entsprechende Vorrichtung
DE102008014268A1 (de) * 2008-03-04 2009-09-17 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Kochfeldes
JP2012502410A (ja) * 2008-09-09 2012-01-26 一峰 林 加熱制御装置及び加熱制御方法
US8259308B2 (en) * 2009-05-29 2012-09-04 Baking Acquisition Llc Sensor system and method for detecting misaligned trays and/or mis-positioned utensils in a direct recirculating oven
EP2339893B1 (de) 2009-12-28 2016-05-18 BSH Hausgeräte GmbH Gargerätevorrichtung
DE102010019113A1 (de) * 2010-04-30 2011-11-03 Wilo Se Verfahren zur näherungsweisen Berechnung der operativen Temperatur eines Raumes
KR101492068B1 (ko) * 2010-08-05 2015-02-10 삼성전자 주식회사 유도가열조리기 및 그 제어방법
ES2473316B1 (es) * 2012-01-04 2015-09-29 Bsh Electrodomésticos España, S.A. Dispositivo de aparato de cocción
JP6385777B2 (ja) * 2014-09-29 2018-09-05 テルモ株式会社 電子体温計
JP6278402B2 (ja) * 2014-09-29 2018-02-14 テルモ株式会社 電子体温計
DE102015006825A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Küppersbusch Großküchentechnik GmbH & Co. KG Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines Gargerätes und Gargerät
US10813172B2 (en) * 2018-05-23 2020-10-20 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Cooktop appliances and control methods for the same
EP4334690A1 (de) 2021-05-07 2024-03-13 trinamiX GmbH Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer emissionstemperatur eines strahlungsemittierenden elements
EP4334689A1 (de) 2021-05-07 2024-03-13 trinamiX GmbH Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer emissionstemperatur eines strahlungsemittierenden elements
CN113791102B (zh) * 2021-09-02 2022-07-26 东北石油大学 基于核磁共振双t2截止值确定岩心束缚流体分布的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4493981A (en) * 1984-03-05 1985-01-15 General Electric Company Boil dry protection system for cooking appliance
DE4022846C2 (de) * 1990-07-18 1994-08-11 Schott Glaswerke Vorrichtung zur Leistungssteuerung und -begrenzung bei einer Heizfläche aus Glaskeramik oder einem vergleichbaren Material
DE4345472C2 (de) * 1993-10-28 2001-05-10 Aeg Hausgeraete Gmbh Verfahren zum Zubereiten von Speisen in einem wenigstens teilweise mit Wasser gefüllten Kochgeschirr auf einem Kochfeld aus Keramik, insbesondere Glaskeramik
EP0786923A3 (de) * 1996-01-26 1998-01-07 AEG Hausgeräte GmbH Schaltungssystem für den Übertemperaturschutz der Glaskeramikplatte eines Kochfeldes
EP0806887B1 (de) * 1996-05-11 2004-05-19 AEG Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen des Kochpunktes von Kochgut
DE19632057C2 (de) 1996-08-09 2000-06-21 Schott Glas Verfahren zum Kalibrieren von Temperaturmeßwiderständen auf Trägern aus Glas, Glaskeramik oder dergleichen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7928344B2 (en) 2006-01-25 2011-04-19 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for monitoring hot surface of cook top

Also Published As

Publication number Publication date
US6300606B1 (en) 2001-10-09
EP1028602A2 (de) 2000-08-16
EP1028602A3 (de) 2002-01-02
DE59911842D1 (de) 2005-05-04
JP2000240949A (ja) 2000-09-08
ES2238809T3 (es) 2005-09-01
DE19906115C1 (de) 2000-08-31

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