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WO1998032311A1 - Procede de commande de la duree de rechauffage et/ou de cuisson dans un four et four pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Procede de commande de la duree de rechauffage et/ou de cuisson dans un four et four pour la mise en oeuvre du procede Download PDF

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Publication number
WO1998032311A1
WO1998032311A1 PCT/FR1998/000074 FR9800074W WO9832311A1 WO 1998032311 A1 WO1998032311 A1 WO 1998032311A1 FR 9800074 W FR9800074 W FR 9800074W WO 9832311 A1 WO9832311 A1 WO 9832311A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
food product
cooking
oven
reheating
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1998/000074
Other languages
English (en)
Inventor
Mustapha Arroubi
Lionel Durand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moulinex SA
Original Assignee
Moulinex SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moulinex SA filed Critical Moulinex SA
Priority to US09/341,827 priority Critical patent/US6150637A/en
Priority to JP53232198A priority patent/JP2001509250A/ja
Priority to EP98903071A priority patent/EP1010357B1/fr
Priority to DE69833481T priority patent/DE69833481D1/de
Priority to BR9806782-6A priority patent/BR9806782A/pt
Publication of WO1998032311A1 publication Critical patent/WO1998032311A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/68—Circuits for monitoring or control
    • 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
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/68—Circuits for monitoring or control
    • H05B6/687—Circuits for monitoring or control for cooking

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the duration of reheating and / or cooking of an indefinite quantity Z of a food product of a given type placed in the enclosure of an oven comprising a heating source and a sensor. a characteristic signal of the state of reheating and / or cooking of the food product.
  • Patent FR-2 437 577 in particular describes an oven in which an infrared sensor measures the surface temperature of the food and operates either according to a first control mode in which the heating is stopped as soon as a set temperature is reached, or according to a second control mode in which the power of the oven is modulated as a function of the temperature measured surface.
  • the modulation of the power proper consists either in carrying out successive power supply cycles at a fixed power followed by a power cut, or in performing a gradual reduction in power levels.
  • the previous method provides 1 • energy to the food in a gentle way.
  • the energy source used is a microwave source, since it runs counter to the effect generally sought in microwave ovens, namely the speed of cooking.
  • the object of the present invention is a new method for controlling the duration of reheating and / or cooking of an indefinite quantity Z of food product in an oven which makes it possible to overcome the problems associated with the fluctuation of the signals characteristic of the '' heating and / or cooking state of the product measured by the sensor.
  • the method according to the invention is characterized in that it consists in:
  • the present invention also relates to an oven for implementing the control method, of the type comprising an enclosure supplied by a microwave energy source forming the heating source, an infrared sensor measuring the surface temperature of the food product remotely. , and means for controlling the duration of reheating and / or cooking, characterized in that said control means are connected to the infrared sensor to receive the measurements of the surface temperature over the measurement interval and comprise a calculation module of the value S Zc of the integral over said interval of the temperature measurements taken in absolute value, and of the residual time t r of reheating and / or cooking according to said pre-memorized polynomial equation, said control means delivering a control signal for stopping the supply of the microwave energy source when the residual time t r has elapsed.
  • FIG. 1 illustrates, on the one hand, the theoretical evolution (curve Ci), and on the other hand, the real evolution (curve C 2 ) of the surface temperature of a food product of given type as a function of time;
  • - Figure 2 illustrates the evolution over time of the surface S located between the curve C 2 of Figure 1 and the time axis;
  • - Figure 3 shows a block diagram of the steps of the control method according to the invention in operational phase;
  • FIG. 4 schematically illustrates a front view in section of a microwave oven implementing the method according to the invention.
  • the characteristic signal measured by the sensor for example the temperature at the surface of the food in the case of FIG. 1, can undergo large fluctuations.
  • the originality of the invention lies in the fact that it proposes to focus not on the evolution of the instantaneous value of the surface temperature given by the curve C 2 , but on the evolution over time of the surface S generated by the curve C, located between this curve C 2 and the time axis t.
  • the curve C 3 illustrated in FIG. 2 represents the evolution of this surface.
  • the surface S which mathematically corresponds at each instant t to the integral over time of the temperature values taken in absolute value, is a strictly monotonic increasing function of time, whatever the fluctuations undergone in reality by temperature.
  • the method according to the invention therefore consists in carrying out the following minimum steps, described with reference to FIG. 3:
  • Step A Once the quantity Z of product of given type has been placed in the oven enclosure, the heating source is supplied, at an initial instant t 0, so that it delivers a predefined fixed power P 0 .
  • Step B A plurality of successive measurements of the characteristic signal T car (t), for example the surface temperature of the food product, are carried out up to a final instant t c . Measurements can be made continuously. Alternatively, only a few samples are taken at a chosen frequency.
  • Step C We calculate the integral of the measured values, taken in absolute value.
  • the integral will be referenced below by S Zc to indicate that it is a function of the quantity Z of food product, and that it is calculated over a time interval up to t c . If only samples are available, the integral is in fact a sum in the sense of integration on the samples taken in absolute value.
  • Step D The residual time t r is calculated by applying the pre-memorized polynomial equation and function of the type of food product. It is noted that knowing this residual time t r makes it possible to obtain the total time t z necessary for cooking the quantity Z by adding the time t c to t r . ' .
  • Step E The supply of the heating source is stopped as soon as the calculated residual time t r has elapsed.
  • the operating block diagram as shown in FIG. 3 further comprises two other steps D ′ and D ′′ which will be explained below.
  • the polynomial equation used is preferably established experimentally during a preliminary phase of development of the furnace, by carrying out for example the following steps: »0n chooses two distinct quantities X and Y of the food product of given type. We will assume hereinafter that the first quantity X is less than the second quantity Y.
  • a reheating and / or cooking operation is carried out by supplying the heating source so that it delivers the power PQ, we carry out, over the measurement interval going from the initial time t 0 until time t c , successive measurements of the characteristic signal, and the corresponding integrals S Xc and S Yc are calculated .
  • the final instant t c corresponding to the upper limit of the measurement interval over which the integration is carried out, is chosen for each type of food product capable of being reheated and / or baked in the oven.
  • the polynomial equation for a given type of food also preferably depends on the power delivered by the heating source and chosen by the user.
  • the manufacturer establishes a library of polynomial equations depending on the type of food and the power.
  • the user chooses only the type of food and the heating power.
  • an additional step D '( Figure 3) consists in identifying the abnormal cases where the total duration t z calculated during step D is less than the minimum duration t min , and in stopping the feeding only when the minimum duration is over.
  • the minimum duration t min can be determined experimentally during the preliminary development phase of the oven by choosing, for the first quantity X of food product of a given type, the lowest quantity tee of product that can be cooked and / or reheated in the oven.
  • the total time t x necessary for reheating and / or cooking said quantity X and measured during the prior phase then corresponds to the initial cooking time t min .
  • an additional step D "(FIG. 3) consists in identifying the abnormal cases where the total duration t z calculated during step D is greater than the maximum duration t max , and in stopping the feeding as soon as the maximum duration has elapsed, even if the residual time t r calculated in step D has not yet elapsed This guarantees operating safety for the user.
  • the maximum duration t max can be determined experimentally during the preliminary phase of development of the oven by choosing, for the second quantity Y of food product of given type, the highest quantity of product capable of being cooked and / or reheated in the oven.
  • the total time t y necessary for reheating and / or cooking said quantity Y and measured during the prior phase then corresponds to the maximum cooking time rnax *
  • the integral S w is calculated for this quantity W.
  • c temperature measurements taken in absolute value and carried out over the measurement interval [t 0 ; t c ], and the duration t max is calculated by applying the relation (II), namely:
  • the microwave oven shown by way of nonlimiting example in FIG. 4 comprises a cooking enclosure 1 delimited by a vault wall 10, a hearth wall 11, two side walls 12,13 and a bottom wall 14
  • a heating source comprising a magnetron type microwave energy source 2 located outside the enclosure supplies the interior of the enclosure. cooking belt 1 in microwave energy.
  • the supply of the heating source is controlled by control means 3 according to the method of the present invention.
  • An infrared sensor 4 placed for example above the roof wall 10, makes it possible to capture, by an opening 15 in the wall 10, the infrared radiation coming from a food product 5 of any type placed inside the cooking chamber 1, for example on a plate 6 rotated by an electric motor not shown, when the control means 3 authorize the supply of the heating source 2.
  • the sensor 4 thus performs measurements of the surface temperature of the food product.
  • the sensor 10 is controlled by the control means 3 to carry out measurements of the temperature at the surface of the food during the measurement interval [t 0 ; t c ].
  • the control means also comprise a calculation module determining the various calculations on the one hand, of the integral S Zc , and on the other hand, of the residual times t r and total t z .
  • the control means 3 deliver a control signal making it possible to stop the supply of the energy source.
  • the control means can be produced by a microprocessor comprising a memory for storing a plurality of polynomial equations, and a clock for controlling the flow of the durations.
  • the new control method according to the invention achieves two objectives: - Improving the results of reheating and / or cooking food products;
  • the invention can be generalized to any type of heating energy source, and to any type of sensor capable of giving information on the state of reheating and / or cooking of the food product.

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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité Z indéterminée d'un produit alimentaire (5) de type donné placé dans l'enceinte (1) d'un four comportant une source (2) de chauffage et un capteur (4) d'un signal caractéristique de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire. Le procédé selon l'invention consiste, après alimentation de la source (2) de chauffage à un instant initial t0 pour qu'elle délivre une puissance constante P0 prédéterminée, à (B) mesurer ledit signal caractéristique à une pluralité d'instants successifs sur un intervalle de mesure allant dudit instant initial t0 à un instant final tc préfixé, à (C) calculer sur cet intervalle de mesure la valeur SZc de l'intégrale des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue; à (D) déduire le temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson pour ladite quantité indéterminée Z de produit alimentaire selon une équation polynomiale prédéterminée reliant ledit temps résiduel tr à la valeur SZc de l'intégrale calculée; et à (E) stopper l'alimentation de la source de chauffage lorsque le temps résiduel tr est écoulé.

Description

PROCEDE DE COMMANDE DE LA DUREE DE RECHAUFFAGE
ET/OU DE CUISSON DANS UN FOUR
ET FOUR POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité Z indéterminée d'un produit alimentaire de type donné placée dans l'enceinte d'un four comportant une source de chauffage et un capteur d'un signal caractéris- tique de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire.
De nombreuses méthodes de commande automatique ont déjà été proposées avec différents types de capteurs susceptibles de mesurer un signal particulier caractéristi- que de l'état de réchauffage et/ou de cuisson de l'aliment.
Il a notamment été proposé d'utiliser une sonde à plonger directement au coeur de l'aliment pour mesurer la température interne de cet aliment. Devant les difficul- tés rencontrées dans certaines situations, en particulier dans le cas d'aliments congelés dans lesquels il est impossible de faire pénétrer la sonde, d'autres méthodes se sont développées préconisant l'utilisation d'un capteur mesurant un signal caractéristique sans nécessiter de contact physique avec l'aliment, ce capteur étant par exemple un détecteur mesurant l'atmosphère d'échappement (température ou humidité) de l'enceinte de cuisson, ou bien un capteur infrarouge mesurant la température superficielle de l'aliment. Le brevet FR-2 437 577 notamment décrit un four dans lequel un capteur infrarouge mesure la température superficielle de l'aliment et fonctionne soit selon un premier mode de commande dans lequel le chauffage est arrêté dès qu'une température de consigne est atteinte, soit selon un second mode de commande dans lequel on module la puissance du four en fonction de la température superficielle mesurée. La modulation de la puissance proprement dite consiste soit à réaliser des cycles successifs d'alimentation à une puissance fixe suivie d'une coupure de l'alimentation, soit à effectuer une diminu- tion progressive par palier de la puissance.
La méthode précédente permet d • apporter de 1 • énergie à l'aliment de manière douce. Elle n'est cependant pas optimale lorsque la source d'énergie utilisée est une source hyperfréquence, car elle va à 1 ' encontre de l'ef- fet recherché généralement dans les fours à micro-ondes, à savoir la rapidité de cuisson.
En outre, la méthode précédente suppose que la température de l'aliment au cours d'une opération de réchauffage et/ou de cuisson suive une évolution temporelle monotone croissante, avec peu, voire pas du tout de fluctuations, comme le représente la courbe C de la figure 1 illustrant la variation théorique de la température T d'un aliment de type donné en fonction du temps t. Cette hypothèse se révèle être fausse en pratique, comme on peut le constater d'après la courbe C2 de la figure 1 représentant un cas réel de variation de la température T dudit aliment en fonction du temps t. L'observation de cette courbe montre qu'une mesure de température instantanée est peu significative, notamment dans la portion de courbe comprise dans l'intervalle de temps [ta ; t}-,] . En effet, dans cet intervalle, on peut enregistrer le temps ta comme représentant 1 • instant auquel la température de consigne a été atteinte, alors qu'en l'absence de fluctuations du signal (courbe
Figure imgf000004_0001
on enregistrerait le " temps tj;, comme temps nécessaire pour atteindre la consigne.
On connaît par ailleurs du brevet US-4,812,606 un autre procédé de commande de la durée de cuisson d'un aliment dans un four à micro-ondes dans lequel on mesure la température de l'air dans l'enceinte de cuisson à un instant prédéterminé après le commencement de la cuisson, on détermine le temps résiduel de cuisson à partir d'une équation polynomiale pré-établie de façon empirique reliant la température mesurée audit temps résiduel, puis on stoppe l'alimentation lorsque le temps résiduel est écoulé.
Là encore, ce procédé n'est efficace que si l'on considère que la température subit peu de fluctuations au cours du temps, ce qui n'est en général pas le cas dans la réalité. On conçoit donc aisément que toutes les méthodes préconisant l'utilisation d'une mesure instantanée de la température pour décider d'une action sur l'alimentation d'une source d'énergie sont peu fiables.
La présente invention a pour but un nouveau procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité indéterminée Z de produit alimentaire dans un four qui permette de s'affranchir des problèmes liés à la fluctuation des signaux caractéristiques de l'état de chauffage et/ou de cuisson du produit mesurés par le capteur.
Plus précisément, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à :
- alimenter ladite source de chauffage à un ins- tant initial t0 pour qu'elle délivre une puissance constante P0 prédéterminée ;
- mesurer ledit signal caractéristique Tcar(t) à une pluralité d'instants t successifs sur un intervalle de mesure allant dudit instant initial t0 à un instant fi- nal tc préfixé, et calculer sur cet intervalle de mesure la valeur SZc de l'intégrale des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue ;
- en déduire le temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson pour ladite quantité indéterminée Z de produit alimentaire selon une équation polynomiale prédéterminée et mémorisée reliant ledit temps résiduel tr à la valeur SZc de l'intégrale calculée, en fonction dudit type de produit alimentaire ; et
- stopper l'alimentation de la source de chauffage lorsque le temps résiduel tr est écoulé.
La présente invention a également pour objet un four pour la mise en oeuvre du procédé de commande, du type comportant une enceinte alimentée par une source d'énergie hyperfréquence formant la source de chauffage, un capteur infrarouge mesurant à distance la température superficielle du produit alimentaire, et des moyens de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont connectés au capteur infrarouge pour recevoir les mesures de la température superficielle sur l'intervalle de mesure et comportent un module de calcul de la valeur SZc de l'intégrale sur ledit intervalle des mesures de la température prises en valeur absolue, et du temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson selon ladite équation po- lynomiale pré-mémorisée, lesdits moyens de commande délivrant un signal de commande pour stopper l'alimentation de la source d'énergie hyperfréquence lorsque le temps résiduel tr est écoulé.
L'invention ainsi que les avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description ci- après d'un exemple de mise en oeuvre du procédé dans un four à micro-ondes décrit en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre, d'une part, l'évolution théorique (courbe Ci ) , et d'autre part, l'évolution réelle (courbe C2) de la température superficielle d'un produit alimentaire de type donné en fonction du temps ;
- la figure 2 illustre l'évolution dans le temps de la surface S située entre la courbe C2 de la figure 1 et 1 ' axe du temps ; - la figure 3 représente un synoptique des étapes du procédé de commande selon l'invention en phase opérationnelle ; et
- la figure 4 illustre schématiquement une vue de face en coupe d'un four à micro-ondes mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
Comme cela a été expliqué précédemment en référence à la figure 1, le signal caractéristique mesuré par le capteur, par exemple la température en surface de l'aliment dans le cas de la figure 1, peut subir d'importantes fluctuations. L'originalité de l'invention réside dans le fait qu'elle propose de s'intéresser non pas à l'évolution de la valeur instantanée de la température superficielle donnée par la courbe C2 , mais à l'évolution au cours du temps de la surface S engendrée par la courbe C , située entre cette courbe C2 et l'axe des temps t. La courbe C3 illustrée sur la figure 2 représente l'évolution de cette surface. Comme on peut le constater, la surface S, qui correspond mathématiquement à chaque instant t à l'intégrale sur le temps des valeurs de température prises en valeur absolue, est une fonction strictement monotone croissante du temps, quelles que soient les fluctuations subies en réalité par la température. II est nécessaire, pour obtenir cette surface, de prendre les mesures du signal caractéristique en valeur absolue. En effet, dans le cas du réchauffage d'un produit congelé, les mesures sont négatives au départ du cycle de réchauffage, puis deviennent positives. Suite à cette constatation, des essais menés par la Demanderesse ont permis de montrer qu'il était possible, pour une quantité inconnue de produit alimentaire d'un type donné à réchauffer et/ou à cuire, de relier la valeur de la surface S à un instant donné à la valeur du temps résiduel nécessaire pour l'obtention d'un réchauffage et/ou d'une cuisson optimale selon une équation polynomiale pré-mémorisée, fonction du type de produit alimentaire.
Le procédé selon l'invention consiste donc à effectuer les étapes minimales suivantes, décrites en réfé- rence à la figure 3 :
. Etape A : Une fois que la quantité Z de produit de type donné a été placée dans l'enceinte du four, on alimente, à un instant initial t0/ la source de chauffage pour qu'elle délivre une puissance fixe prédéfinie P0. . Etape B : On réalise une pluralité de mesures successives du signal caractéristique Tcar(t), par exemple de la température en surface du produit alimentaire, jusqu'à un instant final tc. Les mesures peuvent être faites en continu. En variante, on prélève seulement quelques échantillons à une fréquence choisie.
• Etape C : On calcule l'intégrale des valeurs mesurées, prises en valeur absolue. L'intégrale sera référencée dans la suite par SZc pour indiquer qu'elle est fonction de la quantité Z de produit alimentaire, et qu'elle est calculée sur un intervalle de temps allant jusqu'à tc. Si l'on dispose seulement d'échantillons, l'intégrale est en fait une somme au sens de l'intégration sur les échantillons pris en valeur absolue.
. Etape D : On calcule le temps résiduel tr en ap- pliquant l'équation polynomiale pré-mémorisée et fonction du type de produit alimentaire. On note que la connaissance de ce temps résiduel tr permet d'obtenir le temps total tz nécessaire à la cuisson de la quantité Z en ajoutant à tr le temps tc. ' . Etape E : On stoppe l'alimentation de la source de chauffage dès lors que le temps résiduel tr calculé est écoulé.
Le synoptique de fonctionnement tel que représenté sur la figure 3 comporte en outre deux autres étapes D' et D" qui seront explicitées par la suite. L'équation polynomiale utilisée est de préférence établie expérimentalement lors d'une phase préalable de mise au point du four, en effectuant par exemple les étapes suivantes : »0n choisit deux quantités distinctes X et Y du produit alimentaire de type donné. On supposera dans la suite que la première quantité X est inférieure à la seconde quantité Y.
. Pour chacune des quantités X et Y, on réalise une opération de réchauffage et/ou de cuisson en alimentant la source de chauffage de manière à ce qu'elle délivre la puissance PQ , on effectue, sur l'intervalle de mesure allant de l'instant initial t0 jusqu'à l'instant tc, des mesures successives du signal caractéristique , et on calcule les intégrales SXc et SYc correspondantes.
. Pour chacune des quantités X et Y, on mesure les durées totales tx et tγ nécessaires pour obtenir un réchauffage et/ou une cuisson optimale du produit alimentaire concerné.
On démontre alors qu'il est possible, pour n'importe quelle quantité Z de produit alimentaire du même type, de calculer, au bout du temps tc à partir du début de l'opération de cuisson et/ou de réchauffage, le temps résiduel tr en appliquant, lors de l'étape D précédemment décrite, la relation linéaire :
tχ~tγ tySχc_tχSγc tr = sZc + (I) sXc~sYc sXc~SYc
La durée totale de réchauffage et/ou de cuisson pour la quantité Z est donc donnée par la relation :
tz = tr + tc
soit tχ ( SZc~SYc ) ~ γ ( SZc-SXc ) +^c ( SXc-SYc ) tz = ( II )
SXc~SYc De manière avantageuse, l'instant final tc, correspondant à la limite supérieure de l'intervalle de mesure sur lequel on effectue l'intégration, est choisi pour chaque- type de produits alimentaires susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four. L'équation polynomiale pour un type d'aliment donné dépend également, de préférence, de la puissance délivrée par la source de chauffage et choisie par l'utilisateur.
De cette manière, pendant la phase préalable de mise au point du four, précédant la commercialisation de ce four, le constructeur établit une bibliothèque d'équations polynomiales fonctions du type d'aliments et de la puissance. En phase opérationnelle, l'utilisateur choisit uniquement le type d'aliment et la puissance de chauf- fage. Ces deux données suffisent pour connaître l'instant tc au bout duquel 1 ' intégration des mesures sera faite et pour choisir l'équation polynomiale associée permettant de définir le temps résiduel tr et la durée totale tz.
Dans une variante préférée du procédé selon l'invention, on prévoit en outre de faire fonctionner la source de chauffage à la puissance P0 pendant une durée minimum tmin prédéfinie, fonction avantageusement du type de produit alimentaire. Ainsi, une étape D' (Figure 3) supplémentaire consiste à identifier les cas anormaux où la durée totale tz calculée lors de l'étape D est inférieure à la durée minimum tmin , et à stopper l'alimentation seulement lorsque la durée minimum est écoulée.
La durée minimum tmin peut être déterminée expéri- mentalement pendant la phase préalable de mise au point du four en choisissant, pour la première quantité X de produit alimentaire de type donné, la plus faible quanti- té de produit susceptible d'être cuite et/ou réchauffée dans le four. La durée totale tx nécessaire au réchauffage et/ou à la cuisson de ladite quantité X et mesurée pendant la phase préalable correspond alors à la durée ini- um de cuisson tmin.
En variante, si les quantités X et Y ont été choisies de manière quelconque, en respectant toutefois la condition selon laquelle la quantité X est inférieure à la quantité Y, on effectue, lors de la phase préalable de mise au point du four, une opération de réchauffage et/ou de cuisson sur une troisième quantité correspondant à la plus faible quantité de produit alimentaire susceptible d'être cuite et/ou réchauffée, on calcule pour cette quantité W l'intégrale SWc des mesures de température pri- ses en valeur absolue et effectuées sur l'intervalle de mesure [t0;tc], et on calcule la durée tmin par application de la relation (II) , à savoir :
tχ ( smax~SYc ) -tγ ( Smax-sXc) +tc ( SXc-sYc) tw- min =
5Xc~sYc
avec Smax-SWc
En outre, le procédé selon l'invention peut également prévoir de faire fonctionner la source de chauffage à la puissance P0 pendant une durée maximum tmax prédéfinie, fonction avantageusement du type de produit alimen- taire. Ainsi, une étape D" (Figure 3) supplémentaire consiste à identifier les cas anormaux où la durée totale tz calculée lors de l'étape D est supérieure à la durée maximum tmax , et à stopper l'alimentation dès que la durée maximum est écoulée, et ce même si le temps résiduel tr calculé à l'étape D n'est pas encore écoulé. Ceci garantit une sécurité de fonctionnement pour l'utilisateur.
Tout comme dans le cas de la durée minimum, la durée maximum tmax peut être déterminée expérimentalement pendant la phase préalable de mise au point du four en choisissant, pour la seconde quantité Y de produit alimentaire de type donné, la plus forte quantité de produit susceptible d'être cuite et/ou réchauffée dans le four. La durée totale ty nécessaire au réchauffage et/ou à la cuisson de ladite quantité Y et mesurée pendant la phase préalable correspond alors à la durée maximum de cuisson rnax*
En variante, si les quantités X et Y ont été choi- sies de manière quelconque, en respectant toutefois la condition selon laquelle la quantité X est inférieure à la quantité Y, on effectue, lors de la phase préalable de mise au point du four, une opération de réchauffage et/ou de cuisson sur une troisième quantité W correspondant à la plus forte quantité de produit alimentaire susceptible d'être cuite et/ou réchauffée, on calcule pour cette quantité W l'intégrale Sw.c des mesures de température prises en valeur absolue et effectuées sur l'intervalle de mesure [t0;tc], et on calcule la durée tmax par appli- cation de la relation (II) , à savoir :
_ tχ(Smin~SYc) -tY (Smin-SXc) +tc(SXc-SYc)
SXc SYc
avec Smin-Sw.c
Un exemple de four mettant en oeuvre le procédé selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 4 :
Le four à micro-ondes représenté à titre d'exemple non limitatif sur la figure 4 comporte une enceinte de cuisson 1 délimitée par une paroi de voûte 10, une paroi de sole 11, deux parois latérales 12,13 et une paroi de fond 14. Un source de chauffage comprenant une source d'énergie hyperfréquence 2 de type magnétron située à l'extérieur de l'enceinte alimente l'intérieur de l'en- ceinte de cuisson 1 en énergie micro-ondes. L'alimentation de la source de chauffage est pilotée par des moyens de commande 3 selon le procédé de la présente invention. Un capteur infrarouge 4, placé par exemple au-dessus de la paroi de voûte 10, permet de capter, par une ouverture 15 dans la paroi 10, le rayonnement infrarouge provenant d'un produit alimentaire 5 de type quelconque placé à l'intérieur de l'enceinte de cuisson 1, par exemple sur un plateau 6 entraîné en rotation par un moteur électri- que non représenté, lorsque les moyens de commande 3 autorisent l'alimentation de la source de chauffage 2. Le capteur 4 effectue ainsi des mesures de la température superficielle du produit alimentaire.
Selon l'invention, le capteur 10 est piloté par les moyens de commande 3 pour réaliser des mesures de la température en surface de l'aliment pendant l'intervalle de mesure [t0;tc] . Les moyens de commande comportent en outre un module de calcul déterminant les différents calcul d'une part, de l'intégrale SZc, et d'autre part, des temps résiduel tr et total tz. Lorsque le temps résiduel est écoulé, les moyens de commande 3 délivrent un signal de commande permettant de stopper l'alimentation de la source d'énergie. Les moyens de commandes peuvent être réalisés par un microprocesseur comportant une mémoire pour stocker une pluralité d'équations polynomiales, et une horloge pour contrôler l'écoulement des durées.
Le nouveau procédé de commande selon 1 ' invention permet d'atteindre deux objectifs : - Améliorer les résultats de réchauffage et/ou de cuisson des produits alimentaires;
- Donner à l'utilisateur, suffisamment tôt dans le cycle de réchauffage et/ou de cuisson, une idée sur le temps résiduel de fonctionnement, en exploitant unique- ment le signal caractéristique. En outre, dans l'application particulière à un four à microondes, on peut réaliser une opération de réchauffage et/ou de cuisson à puissance constante.
L'invention peut être généralisée à tout type de source d'énergie de chauffage, et à tout type de capteur susceptible de donner une information sur l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande de la durée de réchauffage et/ou de cuisson d'une quantité Z indéterminée d'un produit alimentaire (5) de type donné placée dans l'enceinte (1) d'un four comportant une source (2) de chauffage et un capteur (4) d'un signal caractéristique Tcar(t) de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimen- taire, caractérisé en ce qu'il consiste à :
- (A) alimenter ladite source (2) de chauffage à un instant initial t0 pour qu'elle délivre une puissance constante P0 prédéterminée ;
- (B) mesurer ledit signal caractéristique Tcar(t) à une pluralité d'instants t successifs sur un intervalle de mesure allant dudit instant initial t0 à un instant final tc préfixé, et (C) calculer sur cet intervalle de mesure la valeur SZc de l'intégrale des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue ; - (D) en déduire le temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson pour ladite quantité indéterminée Z de produit alimentaire selon une équation polynomiale prédéterminée et mémorisée reliant ledit temps résiduel tr à la valeur SZc de l'intégrale calculée en fonction dudit type de produit alimentaire ; et
- (E) stopper l'alimentation de la source de chauffage lorsque le temps résiduel tr est écoulé.
2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps résiduel tr est calculé en appliquant l'équation polynomiale suivante : tx-tγ tYSXc-tXSYc
-r = Szc + sXc~SYc SXc~SYc dans laquelle
. tr représente ledit temps résiduel ; • SZc représente la valeur de 1 ' intégrale calculée ;
• SXc et Syc sont les valeurs d'intégrales sur des mesures de signal caractéristique prises en valeur absolue et réalisées, dans une phase préalable de mise au point du four, sur ledit intervalle de mesure lors du réchauffage et/ou de la cuisson à ladite puissance P0 respectivement d'une première quantité X et d'une seconde quantité Y dudit pro- duit alimentaire de type donné, la seconde quantité Y étant supérieure à la première quantité X ; et
• tx et ty sont les durées totales de réchauffage et/ou de cuisson nécessaires, mesurées dans ladite phase préalable, dans le cas respectivement de la première quantité X et de la seconde quantité Y.
3. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il prévoit (D",E) de stopper l'alimentation de la source de chauffage avant que le temps résiduel tr ne soit écoulé dès lors que la durée de fonctionnement du four depuis l'instant initial t0 devient égale à une durée maximum d'utilisation tmax prédétermin- ée.
4. Procédé de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée maximum d'utilisation tmax est prédéterminée pour chaque type de produits alimentai- res susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four.
5. Procédé de commande selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que, pour un type donné de produit alimentaire, la durée maximum tmax d'utilisation du four est déterminée expérimentalement en choisissant, pour la seconde quantité Y de produit alimentaire, la plus forte quantité dudit produit susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four, la durée totale ty nécessaire au réchauffage et/ou la cuisson pour cette seconde quantité et mesurée lors de ladite phase préalable correspondant à ladite durée maximum tmax.
6. Procédé de commande selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que, pour un type donné de produit alimentaire, la durée maximum tmax d'utilisation du four est déterminée en calculant la relation
fcX ( Smin~SYc ) -tY ( Smin-SXc ) +tc ( SXc-SYc )
^•max = sXc_ SYc dans laquelle Smin est la valeur de 1 ' intégrale sur des mesures du signal caractéristique prises en valeur absolue et réalisées dans la phase préalable de mise au point du four sur ledit intervalle de mesure lors du réchauffage et/ou de la cuisson à ladite puissance P0 de la plus forte quantité de produit alimentaire du type donné susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four.
7. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'instant final tc correspondant à la limite supérieure de l'intervalle de mesure est choisi pour chaque type de produits alimentaires susceptibles d'être réchauffés et/ou cuits dans le four.
8. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il prévoit en outre (D', E) de faire fonctionner l'alimentation de la source de chauffage (2) pendant une durée minimum tmin pour un type donné de produit alimentaire à partir dudit instant initial t0, la durée minimum tmin étant déterminée expérimentalement en choisissant, pour la première quantité X de produit alimentaire, la plus faible quantité dudit produit susceptible d'être réchauffée et/ou cuite dans le four, la durée totale tx nécessaire au réchauffage et/ou la cuisson pour cette seconde quantité et mesurée lors de ladite phase préalable correspondant à ladite durée minimum tmin.
9. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal caractéristique Tcar(t) de l'état de réchauffage et/ou de cuisson du produit alimentaire est constitué par une mesure de la température superficielle du produit alimentaire.
10. Four pour la mise en oeuvre du procédé de com- mande selon les revendications 1 à 9, du type comportant une enceinte (1) alimentée par une source d'énergie hyperfréquence (2) formant la source de chauffage, un capteur infrarouge (4) mesurant à distance la température superficielle du produit alimentaire, et des moyens de commande (3) de la durée de réchauffage et/ou de cuisson, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (3) sont connectés au capteur infrarouge (4) pour recevoir les mesures de la température superficielle sur l'intervalle de mesure et comportent un module de calcul de la valeur SZc de l'intégrale sur ledit intervalle des mesures de la température prises en valeur absolue, et du temps résiduel tr de réchauffage et/ou de cuisson selon ladite équation polynomiale pré-mémorisée, lesdits moyens de commande (3) délivrant un signal de commande pour stopper l'alimentation de la source d'énergie hyperfréquence (2) lorsque le temps résiduel tr est écoulé.
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