[发明专利]湿球温度传感器系统以及用于直接测量烤箱中的湿球温度的方法

说明书

一种烹饪烤箱湿球传感器系统具有：储水盒，被配置为固定到烹饪烤箱的烹饪室壁，其中储水盒的腔体处于朝上的定向；温度传感器探头，被配置为至少部分地安装在储水盒的腔体内；以及注水口，定位成将水分配到腔体中。还提供了一种具有湿球传感器系统的烹饪烤箱和一种用于操作烹饪烤箱的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月23日提交的题为“METHOD FOR DIRECT MEASUREMENT OFWET BULB TEMPERATURE FOR CALCULATION AND CONTROL OF HUMIDITY IN AN OVEN(直接测量湿球温度以计算和控制烤箱中的湿度的方法)”的序列号为62/904,232的美国专利申请的优先权，其内容通过引用的方式整体并入本文。

背景技术

烹调用的烤箱历来允许用户设置烤箱的内部恒温器所调节到的烹饪温度。烤箱在误差幅度内保持稳定的烹饪温度，并且烹饪过程可以以可预测的定时和结果进行：您的鸡肉在375°F的温度下烘烤一小时并被可靠地烹饪。

然而，专业厨师和家庭厨师均在其老练度和其烹饪器具的预期精确度水平上有所长进。这种老练度的提高部分归功于过去10年向主流消费者引入了真空低温烹调法(在加热的液体浴中烹饪)。虽然传统烤箱中实际测得的空气温度可能在用户的目标温度上下波动20°F，但消费类真空低温烹调装置可以将烹饪温度保持在0.2°F左右的容差内。

烹饪温度的精确度的这种显著提高允许对食物熟度进行更大的控制。例如，一分熟牛排与三分熟牛排之间的温度差小于10°F，小于大多数常规烤箱的误差幅度。全蛋或蛋类菜肴的质地对温度更加敏感。

除了精确的温度控制之外，真空低温烹调方法防止食物变干，即使在长时间烹饪或保温时间期间也是如此。在真空低温烹调法中，食物被密封在袋子(通常是真空密封的塑料袋)里，但也可以被密封在密封的硅胶袋或罐子里。密封的环境意味着食物的水含量在烹饪过程中无处可逃。

然而，真空低温烹调法具有局限性。例如，食物必须被密封，以免在烹饪浴中变成浸水的，因此有些菜肴根本不适合真空低温烹饪。例如，整只鸡很难装入袋中，并且在其腔的中间留下空隙，这会减慢烹饪过程。此外，由于食物是密封的，因此特别需要蒸发的烹饪操作在真空低温烹调法中是无法实现的。这包括几乎所有的烘焙、烘烤和油炸。而且，由于真空低温烹调法经由温控水浴加热食物，烹饪环境永远不会超过100℃/212°F(即，水的沸点)。这种低温限制意味着所有的真空低温烹调法都在远低于褐变反应阈值的温度下进行。

为了克服这些限制，一些现代烤箱包括蒸汽发生器以允许除了温度之外在湿度水平范围上进行烹饪。这种蒸汽发生器会影响烤箱中空气的相对湿度。相对湿度是一定体积空气中水含量的量占空气能够容纳的总理论水含量的百分比的度量。随着空气温度的升高，它所能容纳的总水含量急剧增大。这就是为什么总体来说夏天的天气感觉比冬天的天气更潮湿。可以以各种方式测量或计算相对湿度。

在一般科学实验环境中确定相对湿度的典型方法是基于评估空气的“干球(drybulb)”温度和“湿球(wet bulb)”温度。干球温度是温度计在空气中测得的温度-它是我们日常生活中最熟悉的温度读数。在传统烤箱中，恒温器(例如，校准的热电偶)测量空气的干球温度，并将其用作设置和控制烹饪温度的基础。湿球温度是干球温度减去蒸发冷却的影响。测量湿球温度的传统方法是用一块浸水的棉布覆盖温度计的感测端。随着布中的水蒸发到周围的空气中，将液态水转变为蒸汽所需的能量被蒸发的潜热带走。因此，蒸发冷却了布和温度计。这与蒸发汗液使人体冷却的现象相同。湿球温度始终小于或等于干球温度，且始终小于或等于水的沸点。

可以使用以下公式基于干球温度、湿球温度和大气压力计算相对湿度：

等式1:

等式2:

等式3: