Brevet FR2977301A1 — publié le 20130104

Four brasseur d'onde L'invention concerne un four de cuisson et plus particulièrement un four de cuisson comprenant une antenne. II s'agit ici d'un four de cuisson de produits alimentaires. On connaît un four de cuisson comprenant des parois délimitant une cavité de cuisson destinée à recevoir des produits alimentaires à cuire ou à chauffer, par exemple disposés sur des supports de cuisson. On connaît en outre une sonde de mesure destinée à mesurer la température de produits alimentaires dans la cavité de cuisson d'un four. Une telle sonde comprend une antenne et un substrat piézo-électrique. Lorsqu'on soumet le substrat piézo-électrique à un signal de fréquence donnée, le substrat piézo- électrique transmet, via l'antenne, une valeur d'excitation correspondant au signal reçu. Dans une telle sonde, le substrat piézo-électrique résonne à une fréquence qui est fonction de la température à laquelle il est soumis. On peut ainsi soumettre le substrat piézo-électrique à des signaux de différentes fréquences et, en déterminant la fréquence de résonance du substrat piézo-électrique aux différents signaux, on peut en déduire la température à laquelle il est soumis. Une telle sonde de mesure peut ainsi être utilisée dans le but de mesurer la température de produits alimentaires disposés dans la cavité de cuisson du four. Une antenne peut alors être placée à l'intérieur de la cavité de cuisson du four afin d'exciter le substrat piézo-électrique. On connaît par ailleurs, de la demande US20080210685, un four de cuisson comprenant des parois délimitant une cavité de cuisson et sur l'une desquelles est montée une antenne. Une sonde de mesure sans fil, déplaçable, comprenant un substrat piézo-électrique est placée au milieu de la cavité. L'antenne permet, d'une part, d'émettre des signaux vers la sonde de mesure placée dans la cavité de cuisson, et, d'autre part, de recevoir des signaux de la sonde de mesure en réponse à l'excitation d'un substrat piézo-électrique de ladite sonde. Dans un tel four, l'antenne est montée, dans la cavité de cuisson, plaquée contre la paroi du four. Cependant, on a constaté qu'un tel montage créé des ondes stationnaires lorsque que les signaux émis par l'antenne se réfléchissent sur les parois du four. Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence dans le même milieu physique, qui forme une figure dont certains éléments sont fixes dans le temps. Au lieu d'y voir une onde qui se propage, on constate une vibration stationnaire mais d'intensité différente, en chaque point observé. Les points fixes caractéristiques sont appelés des noeuds de vibration. Ainsi, lorsque les noeuds sont localisés au niveau du substrat piézo-électrique, ils en empêchent l'excitation et perturbe le fonctionnement de la sonde, ne permettant ainsi plus la mesure de température des éléments à chauffer. C'est ce problème que la demanderesse a cherché à résoudre. On a constaté en outre dans les solutions existantes de four de cuisson comprenant une antenne, que, lorsqu'une sonde de mesure est placée entre des supports de cuisson, les signaux émis par l'antenne se réfléchissent sur les supports de cuisson, empêchant ainsi l'excitation du substrat piézo-électrique de la sonde de mesure étant donnée que celle-ci ne reçoit qu'un signal affaibli. On a constaté enfin, dans les solutions existantes de four de cuisson comprenant une antenne, qu'une telle antenne n'était pas protégée des chocs lors de l'utilisation du four. L'invention vise à éliminer au moins en partie ces inconvénients. Dans ce but, elle concerne un four de cuisson comprenant des parois délimitant une cavité de cuisson destinée à recevoir des produits alimentaires à cuire, au moins une antenne montée sur une paroi du four, dans ladite cavité de cuisson, et agencée pour émettre des signaux dans la cavité, four caractérisé par le fait qu'il est configuré de sorte à éviter auxdits signaux d'induire des ondes stationnaires dans la cavité du four. On entend par « éviter » la réduction du nombre d'ondes stationnaires au-dessous d'un seuil permettant le bon fonctionnement d'une sonde de mesure qui serait utilisée dans la cavité du four. En d'autres termes, le four est configuré de sorte à éviter que les ondes stationnaires induits par les signaux émis par l'antenne perturbent le fonctionnement d'une sonde de mesure placée dans la cavité du four, c'est-à-dire que le four est configuré de sorte à éviter que le niveau d'ondes stationnaires induits par les signaux émis par l'antenne permette une mesure dans la cavité. De préférence, le four comprend en outre au moins un ventilateur de convection monté sur une paroi du four et agencé pour répartir la chaleur dans la cavité de cuisson dudit four de cuisson en fonctionnement, l'antenne étant agencée de sorte que le ventilateur brasse les signaux émis par l'antenne dans la cavité de cuisson. Un ventilateur de convection créé des flux de convection pour répartir la chaleur dans la cavité de cuisson du four en fonctionnement. Le ventilateur peut se présenter sous la forme d'un cylindre, pour un ventilateur centrifuge, ou d'une hélice pour un ventilateur axial, créant ainsi principalement des flux de convection autour du ventilateur et un flux principal axial, dans l'axe du ventilateur. Une telle configuration permet ainsi au ventilateur de brasser les ondes émises par l'antenne du four et donc d'éviter la formation de noeuds ou d'ondes stationnaires dans la cavité. Avantageusement, le brassage des signaux est réalisé par réflexion des signaux sur les parties mobiles du ventilateur en fonctionnement. Le ventilateur de convection agit alors comme un brasseur d'ondes par réflexion, 30 par exemple sur les pales du ventilateur.25 Selon une caractéristique de l'invention, le four comprend en outre au moins un élément réflecteur configuré de sorte à augmenter l'effet de brassage d'onde induit par le ventilateur. Un tel élément réflecteur peut, en particulier, être monté sur une partie mobile du ventilateur de sorte à augmenter le nombre de réflexions des signaux dans la cavité lorsque le ventilateur est en fonctionnement. Un tel élément, rapporté soit sur le ventilateur, soit sur une paroi du four, permet d'augmenter l'effet de brassage d'onde du ventilateur de convection obtenu par les seuls éléments mobiles du ventilateur en fonctionnement (tels que, par exemple, les pales du ventilateur). Selon une autre caractéristique de l'invention, le four comprend une première antenne et une seconde antenne, lesdites première antenne et seconde antenne étant configurées pour émettre des signaux déphasés dans la cavité du four de sorte à éviter auxdits signaux d'induire des ondes stationnaires dans ladite cavité. Cette configuration à deux antennes et un déphaseur de phase permet, avec ou sans ventilateur de convection, de déplacer le ou les nceud(s) induits par des ondes stationnaire afin que le capteur piézoélectrique d'une sonde de température placée dans la cavité du four reçoive un signal d'amplitude maximum. Avantageusement, l'antenne est montée substantiellement face au ventilateur de sorte que les signaux soient émis par l'antenne substantiellement en direction du ventilateur. Le ventilateur peut alors jouer pleinement son rôle de brasseur d'ondes. Une telle configuration permet aux pales du ventilateur de réfléchir axialement et d'une façon cyclique les ondes pour remplir la fonction de brasseur d'onde, évitant ainsi la formation d'ondes stationnaires dans la cavité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le four comprend en outre une porte comportant un vitrage, l'antenne pouvant être montée par sérigraphie sur ledit vitrage. Ceci peut être réalisé, par exemple, à l'aide d'encre ou d'émail conducteur. Le montage par sérigraphie est économique et aisé à réaliser. Une telle antenne peut être linéaire, en peigne, en zigzag. Ces formes d'antenne sont aisées à fabriquer et à monter sur une paroi du four et permettent aux signaux émis par l'antenne de couvrir une grande partie de la cavité et de recevoir 5 la plupart des signaux émis dans la cavité. Le four peut aussi comprendre une porte comportant un vitrage interne et un vitrage externe, l'antenne étant montée sur le vitrage interne, le vitrage externe comprenant un système configuré pour réfléchir les ondes vers la cavité ou pour lo empêcher la fuite d'ondes vers l'extérieur de la cavité. Un tel système réflecteur d'ondes vers la cavité, tel que par exemple un traitement du vitrage, permet de retenir les ondes dans la cavité, ce qui permet à l'antenne du four de recevoir plus de signaux et/ou des signaux moins affaiblis. Un système de blindage, tel que par exemple un traitement du vitrage, permet d'empêcher la fuite d'ondes vers 15 l'extérieur de la cavité, ce qui est moins dangereux pour l'opérateur du four et évite l'affaiblissement des signaux par fuite vers l'extérieur. De préférence, la ou les antennes s'étendent sur la porte du four de sorte à émettre et recevoir des signaux sur toute la hauteur de la cavité du four. Ceci 20 permet à l'antenne d'émettre et de recevoir des signaux sur toute la hauteur du four, notamment lorsque des plaques métalliques de cuisson sont disposées à différents niveaux dans la cavité et que les signaux sont affaiblis entre lesdites plaques métalliques. 25 De préférence, l'antenne se présentera sous la forme d'un dipôle à deux brins % d'onde ou de dipôle replié. Plusieurs antennes pourront être utilisées si la hauteur du four le permet. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'antenne et le ventilateur de 30 convection sont montés sur la même paroi, l'antenne étant montée perpendiculaire à la paroi, et la longueur de l'antenne est inférieure ou substantiellement égale à la hauteur du ventilateur de sorte que l'antenne soit protégée des chocs induits par les supports de cuisson. De tels chocs peuvent être, par exemple, induits par les supports de cuisson. Le ventilateur peut en outre comporter un élément de protection et l'antenne peut être protégée par ledit élément de protection. Ainsi, l'antenne peut-être montée derrière une grille ou une tôle de protection du ventilateur de convection. Dans ce cas , le diamètre de fil de la grille ainsi que les espacements entre les fils de grille peuvent être choisis de sorte à laisser passer les ondes ou des orifices peuvent être ménagés dans la tôle de protection du ventilateur de convection de sorte à laisser passer les ondes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'antenne s'étend dans la cavité substantiellement perpendiculairement à une paroi du four à une distance supérieure à un quart de longueur d'onde d'une paroi continue du four. Ceci permet notamment d'exposer l'antenne plus facilement aux effets de brassage d'ondes et d'éviter les effets de bords avec les angles droits des parois lors de l'émission des signaux. L'invention concerne aussi un système comprenant un four tel que défini ci-20 dessus et une sonde de mesure, placée dans la cavité du four et apte à recevoir des signaux émis par l'antenne du four. De préférence, la sonde de mesure comprend un substrat piézo-électrique configuré pour être excité par les signaux de sorte qu'un pic de fréquence 25 corresponde à une température donnée. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins 30 annexés correspondants (des références identiques portant sur des objets semblables) dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un four de cuisson avec une cavité de cuisson comprenant des supports de cuisson, dont la porte est ouverte et comprenant une antenne fixe et une sonde de mesure mobile disposée dans la cavité entre les supports de cuisson, - la figure 2 est une vue partielle d'une paroi du four sur laquelle est montée une antenne, - la figure 3a est une vue partielle en perspective d'un four de cuisson comprenant un ventilateur de convection et une antenne, - la figure 3b est une vue partielle en perspective du four de la figure 3a comprenant en outre des supports de cuisson dans sa cavité, - la figure 4a est une vue partielle en perspective d'un four de cuisson comprenant un ventilateur de convection et deux antennes, - la figure 4b illustre un déphaseur de signal utilisé dans le four illustré par la figure 4a, - la figure 5 est une vue en perspective d'un four de cuisson comprenant un ventilateur de convection et une antenne montée sur la paroi interne de la porte du four, - la figure 6a est une vue en perspective d'une porte de four de cuisson sur la paroi interne de laquelle est montée une antenne, - la figure 6b est une vue partielle en perspective d'une porte de four de cuisson sur la paroi interne de laquelle sont montés une antenne et un contact rétractable. 20 On a représenté à la figure 1 un four de cuisson 10 de produits alimentaires comprenant des parois délimitant une cavité de cuisson 12. La façade avant du four est une porte 14 comprenant une poignée 16. 25 Le four 10 comprend des moyens de réglage 18 de la cuisson et un ventilateur de convection 20, montée sur la paroi arrière interne 22 de la cavité 12, opposée à façade avant du four, pour répartir la chaleur dans la cavité de cuisson 12 du four 10 en fonctionnement. Pour améliorer la visibilité, l'élément de protection du ventilateur n'a pas été représenté sur les figures. 30 Des supports de cuisson 24 se présentant sous forme de plaques de cuisson sont montés dans la cavité de cuisson 12 du four 10. 2977301 s Un produit alimentaire 25 est placé sur l'une des plaques de cuisson 24 et une sonde de mesure 27 de la température est disposée dans le produit alimentaire 25 pour en mesurer la température lors de la cuisson. 5 La sonde de mesure 27 comprend une antenne 28 d'émission et de réception de signaux. La sonde de mesure 27 peut comprendre un substrat piézo-électrique (non représenté) qui peut être excité par des signaux, par exemple électromagnétiques, à une fréquence qui dépend de la température. Ce type de sonde utilise par exemple la technologie connue « Surface Accoustic Waves » 10 (SAW). La sonde de mesure 27 communique avec une antenne 30 montée à l'intérieur de la cavité de cuisson 12 sur la paroi arrière 22 du four, opposée à la façade avant du four, substantiellement perpendiculairement à la paroi arrière 22, à proximité 15 du ventilateur de convection 20. L'antenne du four 30 permet d'envoyer des signaux à différentes fréquences à la sonde de mesure 27 qui envoie, en réponse via son antenne 28, des signaux correspondants à l'excitation du substrat piézo-électrique à l'antenne du four 30. Parmi les fréquences des signaux reçus par l'antenne du four 30, une fréquence peut correspondre à la résonance du substrat piézo-électrique. Cette fréquence de résonance dépend de la température qui peut ainsi être déterminée par comparaison avec une référence connue telle que par exemple une courbe de température étalon du substrat piézo-électrique. L'émission des signaux par l'antenne du four 30 ainsi que le traitement des signaux reçus par l'antenne du four 30 sont effectués par un module de commande de mesure (non représenté) couplé opérationnellement au four. Comme illustré par les figures 2, 3a et 3b, l'antenne 30 s'étend, à l'intérieur de la cavité, substantiellement perpendiculairement à la paroi arrière interne 22 du four 10.30 L'antenne 30 s'étend de préférence à une distance d préférablement supérieure à un quart de longueur d'onde de signal, émis ou reçu par l'antenne 30, d'une paroi 31, continue et perpendiculaire, du four 10, comme illustré par la figure 2. Le ventilateur de convection 20 est utilisé comme brasseur d'ondes émises et reçues par l'antenne du four, permettant de combattre les effets des noeuds de signal induits par les ondes stationnaires dans la cavité de cuisson 12 du four 10. Ainsi, comme représenté à la figure 3a, l'antenne 30 est configurée de sorte que le ventilateur de convection 20 du four 10 brasse les ondes émises ou reçues par l'antenne du four 30 dans la cavité 12 en étant montée dans la cavité 12 sur la paroi arrière interne 22 du four 10 parallèlement à l'axe central du ventilateur de convection 20. L'antenne 30 est aussi configurée de sorte qu'elle soit protégée des chocs potentiels induits dans le four 10, par exemple par les supports de cuisson 24 ou par les produits alimentaires 25. Ainsi, comme illustré à la figure 3a, la longueur de l'antenne 30 est inférieure à la hauteur, suivant l'axe central, du ventilateur cylindrique de convection 20 s'étendant dans la cavité de cuisson 12, ce qui permet à une grille de protection ou une tôle de protection de du ventilateur 20 de protéger aussi l'antenne 30. Les supports de cuisson 24 et produits alimentaires 25 peuvent ainsi venir en butée contre le ventilateur de convection 20 sans endommager l'antenne 30, comme illustré par la figure 3b. On a représenté, à la figure 4a, un four 10, identique au four des figures 1 à 3b, mais comprenant en outre une deuxième antenne 30'. Cette configuration peut être utilisée par exemple lorsqu'un déphaseur D de signal est utilisé. Un tel déphaseur de signal, dont le fonctionnement est illustré par la figure 4b, permet de déphaser un signal initial SI de sorte que le signal déphasé SD soit émis par l'une des deux antennes Al ou A2 du four 30 ou 30 ` et que le signal non déphasé SND soit émis par l'autre antenne, respectivement A2 ou Al, du four, respectivement 30' ou 30. Un algorithme permettant un balayage en fréquence de la cavité du four de manière à déterminer un pic de résonance pour une sonde placée dans la cavité du four, comme décrit précédemment, peut permettre en outre de déterminer le déphasage optimum nécessaire entre les deux signaux de sorte à déplacer le ou les nceud(s) d'onde stationnaire afin que le capteur piézoélectrique de température reçoive un signal d'amplitude maximum. Un tel algorithme peut être effectué, par exemple, à chaque utilisation du four de sorte à en optimiser son fonctionnement. Ainsi, lorsqu'un ventilateur est présent dans le four, l'utilisation de deux antennes permet de réduire davantage le nombre d'ondes stationnaires dans la cavité 12 du four 30. On notera cependant qu'une telle configuration à deux antennes et un déphaseur peut aussi être utilisée de sorte à éviter aux signaux d'induire des ondes stationnaires dans la cavité du four en l'absence de ventilateur de convection. La figure 5 illustre un four de cuisson dont la porte, fermée, comprend une antenne 30 montée sur la paroi interne 32 de la porte 14, vitrée, du four 10, face au ventilateur de convection 20. 25 L'antenne 30 est montée verticale sur la paroi interne 32 de la porte 14 du four 10 de sorte qu'elle fait face au ventilateur de convection 20 qui peut ainsi brasser les ondes émises et reçues par l'antenne 30 en fonctionnement, porte 14 du four 10 fermée. 30 L'antenne 30 peut aussi être montée obliquement, par exemple, substantiellement en diagonale, sur la paroi interne 32 de la porte 14 du four 10, comme illustré par la figure 6a.20 Un contact rétractable 36, illustré par la figure 6b, peut permettre, lorsque la porte 14 du four 10 est fermée, de connecter l'antenne 30 au module de commande de mesure, par exemple via un connecteur et un câble. Lorsque la porte 14 est ouverte, le contacteur rétractable 36 n'entre pas en contact électrique avec le module de commande de mesure et l'antenne 30 ne peut alors pas fonctionner, évitant notamment l'émission d'ondes à l'extérieur du four 10. REVENDICATIONS1. Four de cuisson (10) comprenant des parois délimitant une cavité de cuisson (12) destinée à recevoir des produits alimentaires à cuire (25), au moins une antenne (30) montée sur une paroi du four (22), dans ladite cavité de cuisson (12), et agencée pour émettre des signaux dans la cavité (12), four (10) caractérisé par le fait qu'il est configuré de sorte à éviter auxdits signaux d'induire des ondes stationnaires dans la cavité (12) du four (10). 2. Four selon la revendication 1, ledit four (10) comprenant en outre au moins un ventilateur de convection (20) monté sur une paroi du four et agencé pour répartir la chaleur dans la cavité de cuisson (12) dudit four de cuisson (10) en fonctionnement, l'antenne (30) étant agencée de sorte que le ventilateur (20) brasse les signaux émis par l'antenne (30) dans la cavité de cuisson (12). 3. Four selon la revendication 2, dans lequel le brassage des signaux est réalisé par réflexion des signaux sur les parties mobiles du ventilateur (20) en fonctionnement. 4. Four selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, ledit four (10) comprenant en outre au moins un élément réflecteur configuré de sorte à augmenter l'effet de brassage d'onde induit par le ventilateur (20). 5. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ledit four comprenant une première antenne (30) et une seconde antenne (30'), lesdites première antenne (30) et seconde antenne (30') étant configurées pour émettre des signaux déphasés dans la cavité (12) du four (10) de sorte à éviter auxdits signaux d'induire des ondes stationnaires dans ladite cavité (12). 6. Four selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l'antenne (30) étant montée substantiellement face au ventilateur de sorte que les signaux soient émis par l'antenne (30) substantiellement en direction du ventilateur (20). 7. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit four (10) comprenant en outre une porte (14) comportant un vitrage, l'antenne (30, 30') pouvant être montée par sérigraphie sur ledit vitrage. 8. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit four (10) comprenant en outre une porte (14) comportant un vitrage interne et un vitrage externe, l'antenne (30, 30') étant montée sur le vitrage interne, le vitrage externe comprenant un système configuré pour réfléchir les ondes vers la cavité (12) ou pour empêcher la fuite d'ondes vers l'extérieur de la cavité (12). 9. Four selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l'antenne (30, 30') et le ventilateur de convection (20) sont montés sur la même paroi (22), l'antenne (30, 30') étant montée perpendiculaire à la paroi (22), et la longueur de l'antenne (30, 30') est inférieure ou substantiellement égale à la hauteur du ventilateur (20) de sorte que l'antenne (30, 30') soit protégée des chocs induits par les supports de cuisson (24). 10. Four selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 9, dans lequel l'antenne (30, 30') s'étend dans la cavité (12) substantiellement perpendiculairement à une paroi (22) du four (10) à une distance supérieure à un quart de longueur d'onde d'une paroi continue (31) du four (10).25