Нагреватель
Изобретение относится к нагревателю (6) для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости (2), для предотвращения перегрева и/или подгорания пищевого продукта. Нагреватель (6) имеет нагревательный элемент (9) и блок управления, выполненный с возможностью начального приведения в действие нагревательного элемента (9) при установке более высокой начальной температуры, так что, когда емкость (2) расположена рядом с нагревательным элементом (9), температура емкости быстро увеличивается, и уменьшения установки температуры нагревательного элемента (9) до установки рабочей температуры при достижении установки более высокой начальной температуры. Изобретение также относится к устройству для нагрева пищевого продукта и способу приведения в действие нагревателя (6) для нагрева пищевого продукта. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к нагревателю для нагрева пищевого продукта. Настоящее изобретение также относится к устройству для нагрева пищевого продукта, содержащему упомянутый нагреватель, и способу приведения в действие нагревателя для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости. Настоящее изобретение также относится к нагревательному устройству, такому как устройство с нагревательным элементом, например плите.
Предпосылки изобретения
Из EP0757529B1 известно создание устройства, содержащего емкость для вмещения пищевого продукта, которая имеет нагреватель, выполненный как одно целое с основанием емкости. Выполненные как одно целое емкость и нагреватель расположены на основном корпусе. Нагреватель выполнен как одно целое с основанием емкости, так что тепло, излучаемое нагревателем, непосредственно передается пищевому продукту в емкости. Эта конструкция приводит к короткому времени нагрева и времени готовки.
В альтернативной конфигурации нагреватель расположен отдельно от емкости, так что между ними образован зазор. Нагреватель выполнен как одно целое с основным корпусом устройства для приготовления пищи, и емкость расположена на нагревателе. Однако недостатком этой конструкции является то, что время нагрева и время готовки увеличено вследствие косвенной передачи тепла, излучаемого нагревателем на пищевой продукт, подлежащий готовке, расположенный в емкости.
Также известно, что нагревательные устройства, такие как плиты, йогуртицы и другие бытовые устройства, включают в себя нагревательный элемент, обычно электрически приводимый в действие, с датчиком температуры в непосредственном тепловом контакте с элементом для определения его рабочей температуры. Датчик температуры производит сигнал температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, и управляющий процессор, который быстро реагирует на сигнал температуры, регулирует рабочую температуру нагревателя посредством управления электрическим управляющим током, подаваемым на нагреватель от, например, сети переменного тока. Управляющий процессор может включать в себя пользовательский интерфейс, который позволяет пользователю устанавливать необходимую рабочую температуру, так что управляющий процессор может сравнивать сигнал температуры с датчика температуры с установленной температурой и управлять управляющим током нагревателя в контуре обратной связи.
Проблема, связанная с данной известной конструкцией, состоит в том, что, если датчик температуры находится в неудовлетворительном непрямом тепловом контакте с нагревательным элементом, датчик температуры будет занижать показания рабочей температуры нагревательного элемента, что может привести к перегреву устройства, которое может привести к пожару, расплавлению устройства или выделению ядовитого дыма, особенно когда нагревательное устройство выполнено с возможностью использования в течение длительных периодов времени, например ночью, такое как мультиварка или йогуртица.
Краткое описание изобретения
Следовательно, целью настоящего изобретения является создание нагревателя для нагрева пищевого продукта, устройства для нагрева пищевого продукта и способа приведения в действие нагревателя для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости, которые, по существу, уменьшают или устраняет проблемы, упомянутые выше.
Соответственно, настоящее изобретение описывает нагреватель для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости, содержащий нагревательный элемент и блок управления, выполненный с возможностью приведения в действие нагревательного элемента при установке заданной рабочей температуры, причем блок управления выполнен с возможностью начального приведения в действие нагревательного элемента для нагрева до установки более высокой начальной температуры, так что, когда емкость расположена рядом с нагревательным элементом, температура упомянутой емкости быстро увеличивается, и уменьшения установки температуры нагревательного элемента до установки рабочей температуры при достижении установки более высокой начальной температуры.
Одним преимуществом вышеупомянутой конструкции является то, что время нагрева емкости минимизировано без перегрева пищевого продукта, расположенного в емкости.
Преимущественно, блок управления выполнен с возможностью определения установки рабочей температуры нагревательного элемента в соответствии с вводом данных пользователем.
Преимуществом данной конструкции является то, что установка рабочей температуры нагревательного элемента определяется в соответствии с установкой пользователя заданной температуры для нагрева пищевого продукта.
В одном варианте осуществления блок управления может быть выполнен с возможностью определения установки более высокой начальной температуры в соответствии с вводом данных пользователем.
Вводом данных пользователем может быть значение температуры, при которой должен готовиться пищевой продукт, размещенный в емкости.
Обычно, нагреватель дополнительно содержит датчик для определения температуры нагревательного элемента.
Следовательно, не обязательно определять температуру емкости или пищевого продукта в емкости.
Преимущественно, блок управления выполнен с возможностью уменьшения установки температуры нагревательного элемента до установки рабочей температуры при определении датчиком более высокой начальной температуры.
Следовательно, температура нагревательного элемента точно определяется для предотвращения подгорания пищевого продукта в емкости вследствие перегрева.
Следовательно, пищевой продукт в емкости нагревается косвенно нагревателем вследствие воздушного зазора.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения описан способ приведения в действие устройства, содержащего емкость и нагреватель для нагревания пищевого продукта, размещенного в емкости, причем нагреватель содержит нагревательный элемент, и емкость расположена рядом, но на расстоянии от нагревателя, причем способ включает в себя этап начального приведения в действие нагревательного элемента при установке более высокой начальной температуры, так что температура емкости быстро увеличивается до рабочей температуры емкости, и затем уменьшения установки температуры нагревательного элемента до установки более низкой заданной рабочей температуры при достижении установки более высокой начальной температуры, так что температура емкости поддерживается при ее рабочей температуре.
Способ может дополнительно включать в себя этап установки рабочей температуры нагревательного элемента, определяемой в соответствии с вводом данных пользователем.
Способ может дополнительно включать в себя этап определения установки начальной температуры в соответствии с вводом данных пользователем.
В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение описывает нагревательное устройство, содержащее нагревательный элемент, датчик температуры, который находится в тепловом контакте с нагревательным элементом и выдает сигнал температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, и устройство управления, выполненное с возможностью сравнения сигнала температуры с заданным опорным сигналом после приведения в действие нагревательного элемента для осуществления заданного изменения температуры и в соответствии с этим выдачи указания качества теплового контакта между датчиком температуры и нагревательным элементом.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением электропитание на нагревательный элемент может выключаться, когда устройство управления указывает плохой тепловой контакт между нагревательным элементом и датчиком, что может вызвать перегрев.
В одном варианте осуществления устройство управления выполнено с возможностью сравнения сигнала температуры, который возникает после включения нагревателя в течение заданной продолжительности испытания, и сравнения температуры, указанной сигналом температуры, с заданным значением в конце упомянутой продолжительности испытания. Устройство управления может быть выполнено с возможностью выдачи сигнала об аварийном состоянии, если в конце заданной продолжительности испытания значение сигнала температуры меньше заданного значения.
Продолжительность (Dtest) испытания может начинаться с включением нагревательного элемента, так что испытание может осуществляться при включении устройства для уменьшения риска перегрева во время использования.
Заданная продолжительность испытания может соответствовать включению нагревательного элемента для достижения пороговой температуры, которая ниже температуры, при которой будет возникать небезопасная работа нагревательного устройства, например менее 100°C.
Настоящее изобретение также включает в себя способ проверки теплового контакта между нагревательным элементом и датчиком температуры, выполненным с возможностью выдачи сигнала температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, включающий в себя принудительное подвергание нагревательного элемента заданному изменению температуры, сравнение сигнала температуры с заданным опорным сигналом после изменения температуры и выдачу указания качества теплового контакта между датчиком и нагревательным элементом в зависимости от сравнения.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых
фиг.1 - схематичный вид в разрезе устройства для нагрева пищевого продукта, имеющего емкость для вмещения пищевого продукта и нагреватель;
фиг.2 - график, иллюстрирующий обычные установки температуры нагревателя, и конечный график распределения температур нагревателя (TH) и емкости (TC) для вмещения пищевого продукта;
фиг.3 - блок-схема нагревательного устройства;
фиг.4 - график сигнала температуры, производимого датчиком температуры во времени, когда датчик находится в хорошем непосредственном контакте с нагревательным элементом, т.е. правильно закреплен на месте;
Фиг.5 соответствует фиг.4 в ситуации, когда датчик плохо закреплен на месте, т.е. находится в плохом тепловом контакте с нагревательным элементом;
Фиг.6 - блок-схема последовательности операций процесса, осуществляемого управляющим процессором для определения качества теплового контакта между датчиком температуры и нагревательным элементом; и
Фиг.7 - блок-схема последовательности операций другого процесса, осуществляемого процессором для определения качества теплового контакта.
Подробное описание вариантов осуществления
Ссылаясь на чертежи, в частности на фиг.1, изображено устройство 1 для нагрева пищевого продукта, содержащее емкость 2, выполненную с отделением 3 для вмещения пищевого продукта, и крышку 4. Устройство 1 дополнительно содержит узел 5 основания, на котором располагается емкость 2, и нагреватель 6, который расположен в узле 5 основания. Узел 5 основания также содержит электродвигатель 7 и вращающийся вал 7a, приводимый в действие электродвигателем 7, для приведения в движение перемешивающих элементов (не показаны), расположенных в емкости 2. Емкость 2 расположена рядом, но на расстоянии от нагревателя 6, так что зазор 8 образован между нагревателем 6 и емкостью 2. Следует понимать, что пищевой продукт, расположенный в отделении 3 для вмещения пищевого продукта емкости 2, косвенно нагревается нагревателем 6 вследствие воздушного зазора и/или объема, образованного между ними.
Нагреватель 6 содержит нагревательный элемент 9, блок управления (не показан) и датчик (не показан). Нагревательный элемент 9 используется для излучения тепла, когда блок управления приводит в действие нагревательный элемент 9. Блок управления выполнен с возможностью приведения в действие нагревательного элемента 9 при установках разных температур, как показано на графике, изображенном на фиг.2. На графике верхняя пунктирная линия изображает установку температуры нагревательного элемента 9, определенную блоком управления, и нижняя пунктирная линия изображает необходимую температуру нагрева емкости 2. Линии фактического температурного хода нагревательного элемента 9 и емкости 2 обозначены 'TH' и 'TC' соответственно. Датчик (не показан) используется для определения температуры нагревательного элемента 9.
Блок управления выполнен с возможностью начальной установки нагревательного элемента 9 при первой установке T1 высокой температуры, которая выше вторых установок T2, T3 заданных рабочих температур нагревательного элемента 9. В результате блок управления подает электропитание на нагревательный элемент 9, так что температура нагревательного элемента 9 увеличивается обычно линейно до тех пор, пока датчик не определит, что нагревательный элемент 9 достиг начальной высокой температуры T1. Следовательно, нагревательный элемент 9 и емкость 2 быстро нагреваются, и время нагрева и приготовления пищи уменьшено. Когда датчик определяет, что нагревательный элемент 9 достиг установки T1 начальной высокой температуры, блок управления прекращает подачу электропитания на нагревательный элемент 9 и изменяет установку температуры нагревательного элемента 9 на более низкую заданную рабочую температуру. В результате температура нагревательного элемента 9 снижается до более низкой заданной температуры. Когда более низкая заданная температура определена датчиком, блок управления приводит в действие нагревательный элемент для поддержания заданной рабочей температуры.
Блок управления приводит в действие нагревательный элемент при установке заданной рабочей температуры путем установки верхнего значения T2 рабочей температуры и нижнего значения T3 рабочей температуры, которое немного ниже верхнего значения T2 рабочей температуры. Блок управления выполнен с возможностью подачи электропитания на нагревательный элемент, когда нижнее значение T3 рабочей температуры определено датчиком, и прекращения подачи электропитания на нагревательный элемент, когда верхнее значение T2 рабочей температуры определено датчиком. Следовательно, определенная температура нагревательного элемента имеет гистерезис между верхним и нижним значениями T2, T3 рабочей температуры, и изменение рабочей температуры нагревательного элемента 9 регулируется в конкретном температурном интервале. Верхнее и нижнее значения T2, T3 рабочей температуры могут быть, но, не ограничиваясь этим, равными. В том случае, когда верхнее значение T2 рабочей температуры равно нижнему значению T3 рабочей температуры, изменение рабочей температуры минимизировано.
Соответствующий температурный ход емкости 2, когда нагревательный элемент 9 нагревает до ее начальной высокой температуре T1, изображен на фиг.2 при помощи линии хода, обозначенной TC. Заданная температура емкости 2 изображена нижней пунктирной линией. В результате косвенного нагрева емкости 2 рабочая температура T4 емкости 2 ниже первой и второй рабочих температур T2, T3 нагревательного элемента 9. Однако прямолинейная корреляция между рабочей температурой T4 емкости 2 и рабочими температурами T2, T3 нагревательного элемента 9 поддерживается вследствие близости емкости 2 к нагревательному элементу 9.
При увеличении температуры нагревательного элемента 9 во время стадии установки его более высокой начальной температуры емкость 2 быстро нагревается до своей соответствующей рабочей температуры T4. Тепло, излучаемое нагревательным элементом 9, косвенно нагревает отделение 3 для вмещения пищевого продукта в емкости 2, и быстро достигается заданная температура отделения 3 для вмещения пищевого продукта и емкости 2. Следовательно, эта адаптация алгоритма нагрева за счет простого включения/выключения обеспечивает значительное уменьшение времени нагрева отделения 3 для вмещения пищевого продукта и емкости 2.
Когда датчик определяет, что нагревательный элемент 9 достиг установки T1 начальной высокой температуры, блок управления прекращает подачу электропитания на нагревательный элемент 9 и изменяет установку температуры нагревательного элемента 9 на более низкую заданную рабочую температуру. Однако следует понимать, что фактическая температура нагревательного элемента 9 превышает установку начальной высокой температуры до понижения. Однако вследствие косвенного нагрева емкости 2 соответствующее превышение температуры емкости 2 минимизировано. Следовательно, пригорание пищевого продукта вследствие более высокой, чем заданная, температуры емкости 2 предотвращено. Следует понимать, что превышение температуры нагревательного элемента 9 выполнено достаточно высоким для сокращения времени нагрева, однако превышение температуры должно также быть достаточно низким, чтобы предотвратить значительное превышение температуры емкости 2, в результате которого пищевой продукт, размещенный в емкости 2, может пригореть. Установки температур определяются блоком управления, ссылающегося на справочную таблицу значений, сохраненных блоком управления, как станет понятным ниже.
Следует понимать, что пищевой продукт, размещенный в отделении 3 для вмещения пищевого продукта, будет поглощать и передавать некоторую часть тепла, подаваемого в отделение 3 для вмещения пищевого продукта нагревательным элементом 9. Перемешивающие элементы (не показаны), расположенные в отделении 3 для вмещения пищевого продукта, способствуют минимизации превышения температуры вследствие перемешивания пищевого продукта, размещенного в отделении 3 для вмещения пищевого продукта. Перемешивающие элементы (не показаны) распределяют тепло в отделении 3 для вмещения пищевого продукта. Следовательно, во время использования вращение перемешивающих элементов уменьшает пригорание пищевого продукта, и это может дополнительно управляться блоком управления, регулирующим скорость вращения перемешивающих элементов, так как скорость вращения перемешивающих элементов будет влиять на скорость, с которой тепло распределяется и рассеивается в отделении для вмещения пищевого продукта.
В настоящем варианте осуществления блок управления приводит во вращение перемешивающие элементы при постоянной скорости, когда устройство приведено в действие, так что число параметров, влияющих на рабочую температуру емкости и отделение для вмещения пищевого продукта, минимизировано, и температура емкости и отделения для вмещения пищевого продукта просто регулируется.
Блок управления выполнен с возможностью определения установки T1 начальной высокой температуры и установок T2, T3 вторых заданных рабочих температур нагревательного элемента 9 на основании заданной рабочей температуры T4 емкости 2. Блок управления ссылается на сохраненный набор предварительно заданных величин для T1, T2 и T3, которые соответствуют конкретным рабочим температурам T4. Пример рабочих температур T4 и установки T1 их соответствующих начальных высоких температур и установки T2 вторых температур нагревательного элемента приведен в таблице ниже.
| T4[°С] | T1[°С] | T2[°С] |
| 40 | 60 | 47 |
| 70 | 105 | 83 |
| 90 | 132 | 108 |
| 110 | 164 | 135 |
| 130 | 192 | 162 |
| 175 | 230 | 228 |
| 230 | 230 | 235 |
Следовательно, во время использования пользователь должен только ввести в блок управления заданную рабочую температуру T4 емкости, и блок управления выполнен с возможностью определения необходимых установок T1, T2 и T3 температуры на основании заданного набора значений, сохраненных блоком управления.
Следует понимать, что в настоящем варианте осуществления конечная температура отделения 3 для вмещения пищевого продукта и емкости 2 увеличивается линейно при увеличении температуры нагревательного элемента 9 вследствие выбранного температурного интервала и конфигурации устройства, которая минимизирует потерю энергии вследствие излучения или конвекции.
Кроме того, хотя на фиг.2 не показано, следует понимать, что нет дополнительной разности температур между емкостью 2 и отделением 3 для вмещения пищевого продукта. Рабочая температура отделения 3 для вмещения пищевого продукта будет немного ниже рабочей температуры T4 емкости 2, хотя температурный ход отделения 3 для вмещения пищевого продукта будет тесно следовать температурному ходу TC емкости 2.
Далее будет описана работа устройства для нагрева пищевого продукта. Пользователь выбирает и вводит заданную рабочую температуру T4 емкости 2, например 40°C, используя ввод информации пользователем (не показан). Блок управления определяет установки T1, T2 и T3 температур. Затем блок управления подает электропитание на нагревательный элемент 9 для нагрева нагревательного элемента, и отделение 3 для вмещения пищевого продукта в емкости 2 быстро нагревается до тех пор, пока датчик не определит, что нагревательный элемент достиг установки T1 температуры, например, на 60°C. Затем блок управления прекращает подачу электропитания на нагревательный элемент и изменяет установку температуры нагревательного элемента 9 на более низкую рабочую температуру T2, T3 температуры, например 47°C. Следовательно, превышение температуры в отделении 3 для вмещения пищевого продукта и емкости 2 минимизировано, и пищевой продукт, содержащийся в нем, не пригорает. Затем блок управления поддерживает рабочую температуру T4 емкости 2 посредством управления нагревательным элементом.
Хотя в вышеупомянутой конструкции пищевой продукт в отделении для вмещения пищевого продукта нагревается косвенно благодаря основанию емкости и воздушному зазору, расположенному между пищевым продуктом в отделении для вмещения пищевого продукта и нагревательным элементом, следует понимать, что конструкция не ограничивается этим и что, например, косвенный нагрев пищевого продукта может определяться нагревателем, имеющим крышку, и/или только низкой теплопроводностью емкости, когда емкость расположена непосредственно на нагревателе.
Далее будет описан другой аспект со ссылкой на фиг.3-7.
Ссылаясь на фиг.3, нагревательное устройство в виде электроплитки включает в себя нагревательный элемент 101, который содержит металлическую пластину 102 с соответствующей нагревательной электроспиралью 103. Пластина 102 может быть дискообразной и выполнена с возможностью размещения емкости 104 для приготовления пищи на своей верхней поверхности, как показано пунктирной контурной линией. Нагревательная спираль 103 в этом примере приводится в действие от бытового источника питания переменного тока, которое подает электропитание на задающую схему 106 нагревателя, которая регулирует период питания переменным током, подаваемого через кабель 106a на спираль 103 нагревателя, для обеспечения регулировки ее рабочей температуры.
Рабочая температура нагревательного элемента 101 определяется датчиком 107 температуры, который обычно содержит терморезистор, например PTC, NTC, PT100 или им подобные. Однако могут использоваться другие датчики температуры, такие как термопара, термореле или датчик удлинения при нагревании. Датчик 107 приводится в действие драйвером датчика и схемой 108 управления, которая формирует электрический сигнал T в зависимости от температуры датчика нагревательного элемента 101.
Терморезистор в датчике 107 обычно размещен в теплопроводном корпусе, например, выполненном из керамики или, например, металла, расположенном в непосредственном контакте с нагревательной пластиной 102 в выемке, образованной на ее нижней поверхности.
Управляющий процессор 110 обычно содержит микропроцессор, который многократно выбирает сигнал T с сенсорной электроники 108 для формирования выбранного сигнала Tread в зависимости от температуры датчика с течением времени. Управляющий процессор 110 также принимает установленную температуру Tset с пользовательского интерфейса 111. Управляющий процессор 110, таким образом, управляет режимом работы задающей схемы 106 нагревателя для поддержания выбранной температуры Tread для равенства с Tset в контуре обратной связи. Управляющий процессор 110 имеет соответствующую память 112 программ, которая хранит программы для управления нагревательным элементом 101 для выполнения разных режимов нагревания для разных рецептов приготовления пищи при выбираемых разных температурах Tset. Пользовательский интерфейс 111 также обеспечивает установку продолжительности Dcook готовки пользователем для регулирования продолжительности готовки, осуществляемой устройством.
Управляющий процессор 110 имеет соответствующую память 112 программ, энергонезависимую память 113, такую как электрически стираемое программируемое ПЗУ, для сохранения данных и индикатор 114 ошибок, такой как световая сигнализация для указания состояния ошибки.
Память 112 программ включает в себя программу для проверки того, что датчик 107 находится в непосредственном контакте с нагревательным элементом, т.е. непосредственно размещен в выемке 109 нагревательной пластины 102. Программа обычно может выполняться при включении устройства для предотвращения перегрева вследствие плохого теплового контакта датчика 107 с пластиной 102. Программа выполнена с возможностью проверки скорости, с которой измеренная температура Tread увеличивается во время продолжительности Dtest испытания после включения нагревательного элемента 103. Если тепловой контакт датчика 107 с пластиной 102 плохой, датчик 107 будет занижать фактическую температуру нагревательного элемента 101. Это можно видеть на графиках на фиг.4 и 5.
Фиг.4 иллюстрирует повышение температуры нагревательного элемента 101 после включения нагревательного элемента 101. В момент времени t=0 нагревательный элемент 101 находится при температуре Ta окружающего воздуха и при начальной подаче электропитания на нагревательный элемент 101 его температура увеличивается со временем, как показано кривой 115. В примере, изображенном на фиг.4, элемент 101 достигает рабочей температуры Tf=60°C спустя время t=28 секунд. Кроме того, можно видеть из графика на фиг.4, что температура элемента 101 достигает пороговой температуры Tth в момент времени t=40 секунд, при которой обеспечена надежность устройства. В примере, изображенном на фиг.3, может быть равна 90°C, т.е. слегка ниже точки кипения воды, т.е. 100°C.
На графике на фиг.4 значения температуры точно выбраны из данных Tread с датчика 107, поскольку датчик находится в хорошем тепловом контакте с нагревательным элементом 101. Однако, если датчик 107 находится в плохом тепловом контакте, значения Tread занижают фактическую температуру, как проиллюстрировано кривой 116 на фиг.5. Здесь рабочая температура Tf, как представлено значениями Tread, не достигается до момента времени t=64 секунд, при этом истинная температура T нагревательного элемента 101 достигла 150°C, которая значительно выше безопасной пороговой температуры Tth, как проиллюстрировано кривой 115 для фактической температуры, что может привести к опасному перегреву устройства.
Для предотвращения такого перегрева управляющий процессор 110 выполняет программу, содержащуюся в памяти 112, для проверки качества данных, производимых датчиком 107. Один пример программы проиллюстрирован на фиг.6.
Процессор приводится в действие на этапе S4.1, при этом контроллер 110 управляет драйвером 106 нагревателя для подачи электропитания от сети через кабель 106a на нагревательный элемент 101 во время полного рабочего цикла в течение испытательного периода Dtest. В этом примере период Dtest соответствует времени, необходимого для достижения нагревательным элементом 101 заданной температуры Tset испытания. В этом примере значение температуры Tset испытания может соответствовать пороговой температуре Tth для нагревательного элемента 101, выше которой может возникнуть небезопасная работа. Однако значение Tset может быть выбрано некоторым другим значением, меньшим Tth, путем соответствующей регулировки продолжительности испытательного периода Dtest. Таким образом, в примере, проиллюстрированном на фиг.4 и 5, испытательный период Dtest соответствует 40 секундам. Если непосредственный тепловой контакт установлен между датчиком 107 и пластиной 102, значение Tread в конце испытательного периода Dtest=40 секунд будет превышать температуру Tset=60°C в этом примере, как проиллюстрировано кривой 115 на фиг.5.
Однако, если плохой тепловой контакт возникает между датчиком 107 и пластиной 102, значение Tread в конце Dtest будет представлено кривой 116 и будет меньше значения Tset.
На этапе S4.4, как показано на фиг.6, значение Tread в конце периода Dtest сравнимо с опорным значением, соответствующим Tset. В этом примере значение Tset соответствует рабочей температуре Tf для удобства, но это не обязательно имеет место, и Tset может выбираться независимо от Tf.
Если значение Tread меньше Tread, это указывает на то, что измеренная температура следует кривой 116, изображенной на фиг.5, и указывает на плохой тепловой контакт между датчиком 107 и нагревательным элементом 101, как указано на этапе S4.5.
Программа может выполняться во время начального включения устройства во время изготовления как часть процедуры контроля качества для проверки того, что изготовленное устройство полностью готово к работе. Другие проверки качества других рабочих аспектов устройства могут быть отменены на этапе S4.6 в соответствии с неисправным состоянием, указанным на этапе S4.5. Неисправное состояние может быть записано в электрически стираемом программируемом ПЗУ 113, проиллюстрированном на фиг.3, и, кроме того, индикатором ошибок может быть индикатор 114.
Однако, если испытание, осуществленное на этапе S4.4, указывает на то, что Tread больше Tset, это указывает на то, что значение Tread обычно изменяется, как проиллюстрировано кривой 115 на фиг.5, соответствуя хорошему тепловому контакту между датчиком 107 и нагревательной платиной 102, и, таким образом, считают, что устройство прошло испытание, так что имеет смысл осуществлять другие проверки качества устройства, как показано на этапе S4.7.
Как выше объяснено, процесс, проиллюстрированный на фиг.6, может осуществляться как процедура контроля качества во время изготовления нагревательного устройства. Другой вариант программы, содержащейся в памяти 112 программ, проиллюстрирован на фиг.7, который может выполняться во время нормальной эксплуатации устройства при включении.
Процесс начинается на этапе S5.1, и управляющий параметр N устанавливается на этапе S5.2. На этапе S5.3 контроллер выбирает показание Tread температуры датчика.
Затем, проверив на этапе S5.4, что параметр N установлен, процесс проверяет на этапе S5.5, является ли выбранное значение Tread меньше относительно низкой температуры Tstart включения, которая, например, может соответствовать начальной температуре Ta окружающего воздуха, изображенной на фиг.4. Таким образом, можно определить, достаточно ли охладилось устройство от предыдущего использования для успешного выполнения программы и проверки изменения температуры, которая возникает при включении устройства.
Если Tread меньше Tstart, таймер включается на этапе S5.6 и работает в течение периода, соответствующего продолжительности Dtest. Кроме того, управляющий параметр N устанавливается на значение 1 на этапе S5.7.
На этапе S5.8 осуществляется проверка для определения того, что простаивал ли таймер. Когда это происходит, процесс возвращается к этапу S5.3, и процессором 110 берется другое показание Tread. Здесь N>0, и, таким образом, процесс переходит к этапу S5.9, который соответствует этапу S4.4 на фиг.7 для определения, является ли значение Tread меньше температуры Tset в конце испытательного периода Dtest. Если температура Tread превышает значение Tset, нормальный процесс управления контуром обратной связи, описанный выше со ссылкой на фиг.3, осуществляется для регулирования рабочей температуры нагревательного элемента 101 во время готовки, как показано на этапе S5.10.
Однако, если значение Tread, проверенное на этапе S5.9, не превышает температуры Tset, плохой тепловой контакт был создан между датчиком 107 и нагревательным элементом 101, таким образом, на этапе S5.11 выдается аварийный сигнал с индикатора 114, изображенного на фиг.3, и, кроме того, сообщение об ошибке записывается в электрически стираемое программируемое ПЗУ 113 на этапе S5.12. При этом управляющий процессор выдает команду драйверу 106 нагревателя на отсоединение основного источника питания 105 от нагревательного элемента для предотвращения перегрева. Процессор 110 может не обеспечивать восстановление подачи электропитания на нагревательный элемент 101 до тех пор, пока инженер по обслуживанию не отремонтирует устройство и не удалит сообщение об ошибке, сохраненное в электрически стираемом программируемом ПЗУ 113.
Многие модификации и изменения описанной системы могут быть очевидными для специалистов в данной области техники, и следует понимать, что конкретная температура, представленная в вышеупомянутом примере, может быть изменена по сравнению с величинами, указанными выше.
Кроме того, следует понимать, что в вышеупомянутых примерах скорость, с которой сигнал Tread температуры изменяется при включении нагревательного элемента, измеряется между двумя фиксированными точками во времени, то есть временем, в течение которого устройство включено, и концом испытательного периода Dtest. Однако специалисты в данной области техники должны понимать, что могут быть использованы другие способы определения изменения. Например, может быть измерен наклон кривой на графике, изображенном на фиг.4 и 5, например, посредством использования множества точек выборки при испытании во времени, в течение которого температуры последовательно измеряются.
Кроме того, испытание может быть осуществлено в течение периода, когда нагревательный элемент охлаждается, а не в течение начального нагрева. Многие модификации и изменения будут очевидны для специалистов в данной области техники
Аспекты
1. Нагревательное устройство, содержащее
нагревательный элемент (101),
датчик (107) температуры, который находится в тепловом контакте с нагревательным элементом и выдает сигнал (Tread) температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, и
устройство (110) управления, выполненное с возможностью сравнения сигнала (Tread) температуры с заданным опорным сигналом (Ttest) после приведения в действие нагревательного элемента для осуществления заданного изменения температуры и в соответствии с этим выдачи указания качества теплового контакта между датчиком температуры и нагревательным элементом.
2. Нагревательное устройство по аспекту 1, в котором устройство (110) управления выполнено с возможностью сравнения сигнала температуры, который возникает после включения нагревательного элемента (101) в течение заданной продолжительности (Dtest) испытания и сравнения температуры, указанной сигналом температуры с заданным значением (Ttest) в конце упомянутой продолжительности испытания.
3. Нагревательное устройство по аспекту 1, в котором устройство (110) управления выполнено с возможностью подачи сигнала об аварийном состоянии, если в конце заданной продолжительности испытания значение сигнала температуры меньше заданного значения (Ttest).
4. Нагревательное устройство по аспектам 2 или 3, в котором устройство (110) управления выполнено с возможностью обеспечения продолжительности (Dtest) испытания от включения нагревательного элемента (110).
5. Нагревательное устройство по аспектам 2, 3 или 4, в котором заданная продолжительность (Dtest) соответствует включению нагревательного элемента (101) для достижения пороговой температуры (Tth), которая ниже температуры, при которой будет возникать небезопасная работа нагревательного устройства.
6. Нагревательное устройство по аспекту 5, в котором пороговая температура ниже 100°C.
7. Нагревательное устройство по любому предыдущему аспекту, в котором устройство управления включает в себя электрический процессор (110).
8. Нагревательное устройство по любому предыдущему аспекту, в котором нагревательный элемент (101) электрически приводится в действие, и устройство (110) управления выполнено с возможностью управления электропитанием для нагрева, подаваемым на нагревательный элемент в зависимости от сигнала (Tread) температуры для принудительного поддержания температуры нагревательного элемента на установленной температуре (Tset).
9. Нагревательное устройство по аспекту 8, включающее в себя драйвер (106) нагревателя, выполненный с возможностью управления рабочим циклом электропитания переменного тока, подаваемого на нагревательный элемент (101).
10. Электрическое устройство, включающее в себя нагревательное устройство по любому предыдущему аспекту.
11. Способ испытания теплового контакта между нагревательным элементом (101) и датчиком (107) температуры, выполненным с возможностью выдачи сигнала (Tread) температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, включающий в себя
принудительное подвергание нагревательного элемента заданному изменению температуры, сравнение сигнала (Tread) температуры с заданным опорным сигналом (Ttest) после изменения температуры, и
выдачу указания качества теплового контакта между датчиком и нагревательным элементом в зависимости от сравнения.
12. Способ по аспекту 11, осуществляемый во время процедуры проверки качества после изготовления устройства, включающий в себя отмену заданных контрольных проверок качества в случае, когда указано, что тепловой контакт является соответствующим.
13. Компьютерная программа, выполняемая процессором для проверки теплового контакта между нагревательным элементом (101) и датчиком (107) температуры, выполненным с возможностью выдачи сигнала (Tread) температуры в зависимости от температуры нагревательного элемента, причем программа при выполнении процессором выполнена с возможностью
принудительного подвергания нагревательного элемента заданному изменению температуры,
сравнения сигнала (Tread) температуры с заданным опорным сигналом (Ttest) после изменения температуры, и
выдачи указания качества теплового контакта между датчиком и нагревательным элементом в зависимости от сравнения.
Следует понимать, что термин «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и неопределенный артикль “a” или “an” не исключает множества. Единственный процессор может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт, что конкретные меры перечислены во взаимно разных зависимых пунктах, не указывает на то, что сочетание этих мер не может использоваться для обеспечения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем формулы изобретения.
Хотя формула изобретения была сформулирована в этой заявке для конкретных сочетаний признаков, следует понимать, что объем раскрытия настоящего изобретения также включает в себя новые признаки или любые новые сочетания признаков, раскрытых в данном документе или прямо или косвенно, или их обобщение, относится или нет это к одному и тому же изобретению, как заявлено к настоящему моменту в любом пункте, и уменьшает или нет эту любую или все из одних и тех же проблем, которые имеются в основном изобретении. Таким образом, заявители отмечают, что новая формула изобретения может быть сформулирована для таких признаков и/или сочетаний признаков во время рассмотрения дела по настоящей заявке или любой другой заявки, полученной из нее.
1. Устройство для нагрева пищевого продукта, содержащее
емкость (2) и
нагреватель для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости (2),
причем нагреватель содержит нагревательный элемент (9) и блок управления, выполненный с возможностью приведения в действие нагревательного элемента (9) при установке заданной рабочей температуры, а
емкость расположена рядом, но на расстоянии от нагревателя,
при этом блок управления выполнен с возможностью начального приведения в действие нагревательного элемента для нагрева до установки более высокой начальной температуры, так что температура емкости (2) быстро увеличивается до рабочей температуры емкости, и уменьшения установки температуры нагревательного элемента (9) до установки рабочей температуры при достижении установки более высокой начальной температуры, так что температура емкости поддерживается при своей рабочей температуре.
2. Устройство по п. 1, в котором блок управления выполнен с возможностью определения установки рабочей температуры нагревательного элемента (9) в соответствии с вводом данных пользователем.
3. Устройство по п. 2, в котором вводом данных пользователем является значение температуры, при которой пищевой продукт, размещенный в емкости (2), должен готовиться.
4. Устройство по п. 1 или 2, в котором блок управления выполнен с возможностью определения установки более высокой начальной температуры в соответствии с вводом данных пользователем.
5. Устройство по п. 4, в котором вводом данных пользователем является значение температуры, при которой пищевой продукт, размещенный в емкости (2), должен готовиться.
6. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее датчик для определения температуры нагревательного элемента (9).
7. Устройство по п. 6, в котором блок управления выполнен с возможностью уменьшения установки температуры нагревательного элемента (9) до установки рабочей температуры при определении датчиком более высокой начальной температуры.
8. Способ приведения в действие устройства, содержащего емкость и нагреватель для нагрева пищевого продукта, размещенного в емкости (2), причем нагреватель содержит нагревательный элемент (9), и емкость расположена рядом, но на расстоянии от нагревателя, согласно которому выполняется этап начального приведения в действие нагревательного элемента (9) при установке более высокой начальной температуры, так что температура емкости (2) быстро увеличивается до рабочей температуры емкости, и, затем уменьшения установки температуры нагревательного элемента (9) до установки более низкой заданной рабочей температуры при достижении установки более высокой начальной температуры, так что температура емкости поддерживается при ее рабочей температуре.
9. Способ по п. 8, дополнительно включающий в себя этап определения установки рабочей температуры нагревательного элемента (9) в соответствии с вводом данных пользователем.
10. Способ по п. 9, дополнительно включающий в себя этап определения начальной температуры в соответствии с вводом данных пользователем.
