專利名稱：通過感應(yīng)加熱設(shè)備制作食品的方法及感應(yīng)加熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過感應(yīng)加熱設(shè)備制作在包含在烹飪?nèi)萜髦械囊后w內(nèi)烹飪的食品的方法，以及用于執(zhí)行該方法的感應(yīng)加熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
在感應(yīng)加熱設(shè)備中，通過感應(yīng)加熱線圈產(chǎn)生交變磁場，所述交變磁場在將被加熱并且具有由鐵磁材料制成的底部的烹飪?nèi)萜髦懈猩鷾u流，并且由于磁化逆轉(zhuǎn)引起損失，作為結(jié)果烹飪?nèi)萜鞅患訜帷Ｋ龈袘?yīng)加熱線圈是包括感應(yīng)加熱線圈以及一個或多個電容器的諧振電路的一部分。感應(yīng)加熱線圈通常設(shè)計為平板，螺旋繞組線圈具有相關(guān)鐵氧體磁芯并被布置在，例如，電磁爐的玻璃陶瓷表面之下。這種情況下，感應(yīng)加熱線圈與被加熱的炊具結(jié)合形成諧振電路的感應(yīng)部分和電阻部分。為驅(qū)動或激發(fā)該諧振電路，具有主頻為例如50Hz或60Hz的低頻主交流電壓首先被整流并隨后通過半導(dǎo)體開關(guān)轉(zhuǎn)換為較高頻的激發(fā)或驅(qū)動信號。激發(fā)信號或驅(qū)動電壓通常是具有頻率在從20kHz至50kHz的范圍內(nèi)的矩形電壓。用于生成激發(fā)信號的電路也被稱為(頻率)轉(zhuǎn)換器。用于根據(jù)所設(shè)定的加熱功率設(shè)定點調(diào)整烹飪?nèi)萜骷訜犭娫吹牟煌椒ㄒ呀?jīng)被公開。在第一種方法中，激發(fā)信號或矩形電壓的頻率根據(jù)將被發(fā)出或供應(yīng)的加熱功率或者根據(jù)所需的功率轉(zhuǎn)換而變化。這種用于調(diào)整加熱功率發(fā)射的方法利用了當諧振電路在其諧振頻率下被激發(fā)時產(chǎn)生最大加熱功率放射的事實。激發(fā)信號頻率和諧振電路的諧振頻率之間的差異越大，發(fā)出的加熱功率越小。然而，如果感應(yīng)加熱設(shè)備具有多個諧振電路，例如當感應(yīng)加熱設(shè)備形成具有不同的感應(yīng)烹飪區(qū)的電磁爐，并且針對諧振電路設(shè)定不同的加熱功率時，會產(chǎn)生因不同頻率的激發(fā)信號的疊加而導(dǎo)致惱人噪音的拍頻。防止因這種拍頻而產(chǎn)生的惱人噪音的調(diào)整加熱功率的方法是在恒定激發(fā)頻率激發(fā)信號的脈寬調(diào)制，在此頻率下通過改變激發(fā)信號的脈沖寬度來調(diào)整加熱功率的有效值。然而，這種在通過改變在恒定激發(fā)器頻率下的脈沖寬度而控制有效值的情況下，會在半導(dǎo)體開關(guān)中產(chǎn)生高開啟和閉合電流，其結(jié)果是產(chǎn)生了寬帶寬和高能的干擾頻譜。常常期望采用這種方法測量感應(yīng)加熱的烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟纫?，例如，能夠產(chǎn)生特定的基于時間的加熱曲線以確定沸點和/或能夠?qū)崿F(xiàn)自動化烹飪功能。DE 10 2009 047 185 Al公開了一種方法和一種感應(yīng)加熱設(shè)備，在其中使用高分辨率測量烹飪?nèi)萜鞯撞康囊蕾嚋囟鹊蔫F磁特性并對其進行評估以便確定烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟?。在水中攜帶食品浸在其中，例如米，煮至沸騰時烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟忍匦耘c攜帶純水煮至沸騰時的表現(xiàn)不同。因為平底鍋的底部并沒有全部被水覆蓋，而是大范圍的被食品覆蓋，阻止了水中的對流。這使得沸點的檢測非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于的目的是提供一種用于通過感應(yīng)加熱設(shè)備制作在烹飪?nèi)萜鲀?nèi)包含的液體中烹飪的食品方法及用于執(zhí)行該方法的感應(yīng)加熱設(shè)備，特別基于在DElO 2009 047185 Al中所公開的測量原理，使得其能夠可靠地實現(xiàn)溫度控制或?qū)⒈粓?zhí)行的溫度調(diào)節(jié)烹飪，特別是通過沸點可靠檢測。本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1特性的方法和具有權(quán)利要求6特性的感應(yīng)加熱設(shè)備來實現(xiàn)這一目的。該方法被用于在含有如水、湯汁等的液體的烹飪?nèi)萜髦信腼円灾谱魇称罚缑?，通過包括具有感應(yīng)加熱線圈的諧振電路的感應(yīng)加熱設(shè)備。該方法包括如下步驟持續(xù)地或周期性地確定諧振電路參數(shù)值，特別是諧振電路的固有諧振頻率或與固有諧振頻率相關(guān)聯(lián)的周期持續(xù)時間，所述參數(shù)值取決于烹飪?nèi)萜鞯臏囟龋貏e是烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟?。在加熱階段期間，高頻矩形電壓被施加于諧振電路以便向烹飪?nèi)萜鳎貏e是向烹飪?nèi)萜鞯牡撞抗?yīng)具有加熱功率設(shè)定點的加熱功率。所述加熱功率設(shè)定點周期性地變化。在一個加熱功率設(shè)定點的變化周期內(nèi)，在所述周期的第一區(qū)間期間，例如約48秒加熱功率設(shè)定點被設(shè)定為第一個值。在加熱功率設(shè)定點變化周期的剩余區(qū)間期間，即周期持續(xù)時間減去第一區(qū)間，例如12秒，加熱功率設(shè)定點被設(shè)定為第二個，較小的值。所述加熱功率設(shè)定點變化周期可以具有，例如，60秒的持續(xù)時間，其中所述持續(xù)時間可以是恒定的或變化的。確定所述周期內(nèi)參數(shù)值的變化，特別是在所述周期內(nèi)具有較小設(shè)定值的剩余區(qū)間內(nèi)，評估確定得的參數(shù)值的變化以便確定液體的沸點并在已經(jīng)確定沸點時結(jié)束加熱階段。在一個實施方式中，在評估確定的參數(shù)值變化時，在參數(shù)值的變化小于指定數(shù)量時確定沸點。在一個實施方式中，完成加熱階段時執(zhí)行具有如下步驟的煨煮階段將高頻矩形電壓在一加熱功率設(shè)定點下施加于諧振電路，特別的該加熱功率設(shè)定點對應(yīng)于最大加熱功率設(shè)定點的5 %至50 %，優(yōu)選10 %至20 %。監(jiān)控在監(jiān)控周期內(nèi)參數(shù)值的變化是否大于指定量，當監(jiān)控周期內(nèi)參數(shù)值的變化大于指定量時結(jié)束煨煮階段。在一個實施方式中，在確定沸點后，特備是在確定沸點后的瞬間，存儲瞬時參數(shù)值并在完成煨煮階段時執(zhí)行具有如下步驟的保溫階段控制參數(shù)值至取決于存儲的參數(shù)值確定的參數(shù)設(shè)定點，例如通過減去指定偏移值。在一個實施方式中，在確定沸點后，特備是在確定沸點后的瞬間，存儲瞬時參數(shù)值并在完成加熱階段時執(zhí)行煨煮階段。煨煮階段具有如下步驟控制參數(shù)值至取決于存儲的參數(shù)值確定的參數(shù)設(shè)定點，監(jiān)控出于控制目的將被消耗的加熱功率并在將被消耗的加熱功率小于指定量時結(jié)束煨煮階段。煨煮階段后可以進行保溫階段。感應(yīng)加熱設(shè)備具有具有感應(yīng)加熱線圈的諧振電路和被設(shè)計成執(zhí)行上述方法的控制設(shè)備。


下面參考示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖描述本發(fā)明。附圖中
圖1示意性地示出了具有具備感應(yīng)加熱線圈的諧振電路和控制設(shè)備的感應(yīng)加熱設(shè)備，以及圖2示意性地示出了圖1中所示的感應(yīng)加熱設(shè)備的加熱功率設(shè)定點和諧振電路固有頻率諧振振蕩的周期持續(xù)時間的關(guān)于時間的特性。
具體實施例方式圖1示意地示出了具有具備感應(yīng)加熱線圈I和電容器2和3的諧振電路4的感應(yīng)加熱設(shè)備9，由控制設(shè)備8控制的功率級7，通常采用例如50Hz的電源頻率矯正低頻電源交流電壓UN，并且隨后，通過半導(dǎo)體開關(guān)(未示出)將其轉(zhuǎn)換為具有從20kHz到50kHz范圍內(nèi)的頻率的矩形電壓UR，其中所述矩形電壓UR被施于所述諧振電路4或其感應(yīng)線圈I以便為烹飪?nèi)萜?的鐵磁底部供應(yīng)加熱功率，并且設(shè)備10用于測量供應(yīng)給烹飪?nèi)萜?的能量，其中所述烹飪?nèi)萜靼?，其中水和米10按照2 I的比例放入。電容器2和3通常在中間電路電壓的UZK+極和UZK-極之間形成串聯(lián)回路，其中電容器2和3的連接節(jié)點與感應(yīng)線圈I的端子相連。感應(yīng)加熱設(shè)備9具有未以更多細節(jié)示出的測量裝置并且其能夠以所述諧振電路4的固有諧振振蕩的周期持續(xù)時間Tp (參見圖2)的形式連續(xù)地或周期性地確定諧振電路4的參數(shù)值，其中周期持續(xù)時間Tp取決于烹飪?nèi)萜鞯牡撞繙囟?，即，隨溫度的升高而延長，由于有效感應(yīng)系數(shù)隨烹飪?nèi)萜鞯撞繙囟鹊纳叨黾?，從而使得諧振頻率降低并且相應(yīng)的周期持續(xù)時間延長。所述周期持續(xù)時間Tp能夠通過例如微控制器的計時器加以確定。關(guān)于測量裝置的設(shè)計和基礎(chǔ)功能，測量方法和加熱功率調(diào)整，為了避免重復(fù)，同樣參考了 DE 10 2009 047 185 Al，通過這種參考將其引入到本說明書的內(nèi)容中。圖2示出了加熱功率設(shè)定點SW為圖1所示的感應(yīng)加熱設(shè)備9額定加熱功率的O. 5%的和諧振電路4固有頻率諧振振蕩的周期持續(xù)時間Tp的關(guān)于時間的特性。控制設(shè)備8持續(xù)地或間歇地確定諧振電路4的固有頻率諧振振湯的周期持續(xù)時間Tp，其中出于此目的，加熱電源被短暫中斷并被切換成諧振電路4的固有頻率諧振操作。由于低時間分解率這些階段沒有在圖2中示出。在形成加熱階段或煮至沸騰階段的時間區(qū)間I中，高頻矩形電壓UR被施加于諧振電路4以便向烹飪?nèi)萜鞯牡撞抗?yīng)加熱功率，其中關(guān)聯(lián)的加熱功率設(shè)定點SW周期性地變化。在在特定周期P內(nèi)的第一區(qū)間期間，例如48秒，設(shè)定第一值，例如對應(yīng)于額定加熱功率的100%，而在剩余區(qū)間期間中，例如12秒，設(shè)定第二個、較小值，例如對應(yīng)于額定加熱功率的 10%。在周期P內(nèi)，控制設(shè)備8確定周期持續(xù)時間Tp的變化，特別是當設(shè)定較小值時，并且當周期持續(xù)時間Tp小于指定量時確定沸點。這是煮至沸騰時間區(qū)間I的的末端時的情況，其中在完成煮至沸騰時間區(qū)間I時執(zhí)行煨煮階段II。在煨煮階段II期間，加熱功率設(shè)定點為最大加熱功率設(shè)定點的約10%至20%。系統(tǒng)監(jiān)控在監(jiān)控周期期間周期持續(xù)時間Tp的變化是否超過了指定量，例如10秒，其能夠因例如當水6被米10吸收或蒸發(fā)時底部的溫度相對快速上升而引起。接下來結(jié)束煨煮階段II并隨后進行保溫階段III，這期間中控制周期持續(xù)時間Tp至設(shè)定點，所述設(shè)定點取決于周期持續(xù)時間Tp而確定，所述周期持續(xù)時間Tp在通過從該值中減去指定偏移值確定沸點后的瞬間設(shè)定。除了分別所述的煨煮和保溫階段I和II，還可以如下以便進行煨煮和保溫。在確定沸點后的瞬間，將周期持續(xù)時間Tp存儲為設(shè)定點。隨后將周期持續(xù)時間Tp控制至該設(shè)定點。監(jiān)控出于控制目的將被消耗的加熱功率，并且如果將被消耗的加熱功率小于指定量時，結(jié)束煨煮階段。煨煮階段后可跟隨保溫階段。米10可以通過使用所謂的膨脹的方法制作。為此，大量的米10和大量的水6被煮至沸騰，例如以1: 2的比例，并烹飪直至水6完全被米10吸收或蒸發(fā)。這樣做時，調(diào)整煨煮功率從而使得只有非常少量的水被蒸發(fā)。這一工藝非常容易利用上述烹飪系統(tǒng)9自動化。該工藝可以被分為3個階段加熱，烹飪和檢測烹飪的完成。以這三個階段為特征的烹飪程序需要具有沸點檢測的煮至沸騰，具有溫度監(jiān)控的煨煮，和烹飪完成的檢測的功倉泛。在將米或其他漂浮在水中的食品煮至沸騰時底部溫度的特性與將純水煮至沸騰時的特性不同。因為平底鍋的底部沒有完全被水覆蓋，而是大范圍的被食品覆蓋，阻礙了水中的對流。為了檢測沸點，周期性地減少加熱功率，例如每分鐘，例如持續(xù)12秒，測量平底鍋底部的溫度特性或代表性周期持續(xù)時間Tp的特性。隨著水溫的升高，溫度因功率變化的變化幅度減小以便在達到沸點后呈現(xiàn)為恒定值。這一特性可用于檢測沸騰狀態(tài)。在已經(jīng)檢測到沸騰狀態(tài)后，降低功率至煨煮功率，例如為額定功率的10%至20%，并持續(xù)監(jiān)控該溫度。當水已經(jīng)被米吸收或蒸發(fā)時，底部的溫度相對快速地升高。檢測這種升高并向用戶發(fā)出完成信號。同時，同樣可以切換為控制溫度為低于沸點的保溫模式。當根據(jù)前面烹飪過程中已知的沸點作為參考溫度或其以周期持續(xù)時間Tp為形式的等同物時，期望溫度可以被設(shè)定至合適的保溫溫度，例如80-90°C，在負偏移的幫助下并控制至這一值。應(yīng)當理解的是，其他/附加的參數(shù)值同樣可以用于替代以周期持續(xù)時間Tp為形式的諧振電路的參數(shù)值，例如，諧振電路電壓的振幅，圍繞感應(yīng)加熱線圈的電壓，諧振電路電流的振幅和/或諧振電路電壓和諧振電路電流之間的相位偏移。還應(yīng)當理解的是，本發(fā)明能夠同樣被用于并聯(lián)諧振電路或具有全橋控制的串聯(lián)諧振電路的環(huán)境。
權(quán)利要求
1.用于制作被包含在烹飪?nèi)萜?5)中的液體(6)內(nèi)烹飪的食品(10)的方法，通過感應(yīng)加熱設(shè)備(9)，其中所述感應(yīng)加熱設(shè)備包括具有感應(yīng)加熱線圈(I)的諧振電路(4)，所述方法包括以下步驟 -持續(xù)地確定所述諧振電路的參數(shù)值，特別是所述諧振電路固有諧振振蕩的周期持續(xù)時間(Tp)，所述參數(shù)值取決于所述烹飪?nèi)萜?，特別是所述烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟龋约霸诩訜犭A段(I)期間 -將高頻矩形電壓(UR)施加于所述諧振電路以便向所述烹飪?nèi)萜?，特別是烹飪?nèi)萜鞯撞抗?yīng)具有加熱功率設(shè)定點(SW)的加熱功率，其中所述加熱功率設(shè)定點周期性地變化，其中在周期(P)內(nèi)，所述加熱功率設(shè)定點在第一區(qū)間期間被設(shè)定為第一值，并在剩余區(qū)間期間被設(shè)定為第二、較小的值， -確定所述周期內(nèi)所述參數(shù)值的變化， -評估所述參數(shù)值已確定的變化以便確定液體的沸點并 -當已經(jīng)確定沸點后結(jié)束所述加熱階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當評估參數(shù)值的已確定變化時，在所述參數(shù)值的變化小于指定量時確定沸點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在加熱階段完成時執(zhí)行具有如下步驟的煨煮階段(II) -將所述高頻矩形電壓在加熱功率設(shè)定點下施加于所述諧振電路，所述加熱功率設(shè)定點特別對應(yīng)于最大加熱功率設(shè)定點的5%至50%， -監(jiān)控在監(jiān)控周期內(nèi)所述參數(shù)值的變化是否超過所述指定量，以及 -當監(jiān)控周期內(nèi)所述參數(shù)值的變化超過所述指定量時結(jié)束所述煨煮階段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于 -在確定沸點之后，存儲瞬間參數(shù)值并 -在煨煮階段完成時執(zhí)行具有如下步驟的保溫階段(III) -控制所述參數(shù)值至取決于所述存儲參數(shù)值確定的參數(shù)設(shè)定點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于 -在確定沸點之后，存儲瞬間參數(shù)值并 -在加熱階段完成時執(zhí)行具有如下步驟的煨煮階段 -控制所述參數(shù)值至取決于所述存儲參數(shù)值確定的參數(shù)設(shè)定點， -出于控制目的監(jiān)控將被消耗的加熱功率并， -當所述將被消耗的加熱功率小于指定量時結(jié)束所述煨煮階段。
6.感應(yīng)加熱設(shè)備(9)具有 -具有感應(yīng)加熱線圈(I)的諧振電路(4)，和 -被設(shè)計成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法的控制設(shè)備(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過感應(yīng)加熱設(shè)備制作食品的方法及感應(yīng)加熱設(shè)備。其中感應(yīng)加熱設(shè)備包括具有感應(yīng)加熱線圈的諧振電路，該方法具有如下步驟持續(xù)地確定諧振電路的參數(shù)值，特別是諧振電路固有諧振振蕩的周期持續(xù)時間，所述參數(shù)值取決于烹飪?nèi)萜?，特別是烹飪?nèi)萜鞯撞康臏囟?，并且在加熱階段(I)期間將高頻矩形電壓(UR)施加于諧振電路以便向烹飪?nèi)萜?，特別是烹飪?nèi)萜鞯撞抗?yīng)具有周期性變化的加熱功率設(shè)定點(SW)的加熱功率，其中在周期(P)內(nèi)，加熱功率設(shè)定點在第一區(qū)間過程中被設(shè)定為第一值，并在剩余區(qū)間期間被設(shè)定為第二、較小的值，確定周期內(nèi)參數(shù)值的變化，評估參數(shù)值已確定的變化以便確定液體的沸點并且在已經(jīng)確定沸點后結(jié)束加熱階段。
文檔編號H05B6/12GK103052194SQ20121045997
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者W·席林, C·埃根特, W·卡佩斯, S·韋斯特里希 申請人:E.G.O.電氣設(shè)備制造股份有限公司