¿Cómo puedo medir la temperatura de forma inalámbrica dentro de un trozo de carne?

Para un experimento de cocina, me gustaría poder medir la temperatura dentro de un trozo de carne mientras se cocina. Debido a la mecánica del proceso de cocción, será difícil usar una sonda de temperatura con cable, así que me preguntaba si hay alguna forma de hacerlo de forma inalámbrica.

¿Es posible configurar un termistor, un condensador y una bobina diminuta de alguna manera que se pueda medir su frecuencia de resonancia y, por lo tanto, la resistencia del termistor se pueda medir de forma inalámbrica?

Estoy especialmente interesado en soluciones muy pequeñas que puedan encajar en una punta delgada que pueda insertarse en la carne. Por esta razón, también me gustaría que fuera una solución sin batería.


Adicional:

Frecuencia de muestreo muy baja. Estaría feliz con una muestra por minuto para Sous Vide, aunque una muestra por segundo sería útil para freír.

La temperatura máxima a la que tendrá que sobrevivir este dispositivo será probablemente de unos 80º, solo por seguridad.

@RussellMcMahon: estoy seguro de que podrías hacer esto con IR.
¿Qué tipo de proceso de cocción es?
Se implantaron sensores de temperatura remotos con bobina resonante y termistor en pequeños animales de laboratorio. Entonces, esto es posible. ¿Cómo vas a evitar que tu sensor de cocción se convierta en una sonda de temperatura gástrica? Si es pequeño, será difícil encontrarlo en la carne después de cocinarla.
@SimpleCoder: en realidad, varios tipos de cocina, incluidos freír y Sous Vide .
@NickAlexeev - En parte, tendré que recordar no tragarlo. Pero también se va a insertar en una punta, por lo que en realidad tendrá una o dos pulgadas de largo.
@Rocketmagnet: Existe literatura de investigación sobre métodos para esto utilizando resonancia de circuito LC, incluido este documento , así como esta patente . Alternativamente, ¿qué tal insertar un material ("sonda") con alta conductividad térmica en la carne que sale justo hasta el borde de la superficie externa de la carne y luego tomar una lectura de temperatura basada en IR del extremo de la sonda?
Necesita agregar más detalles a su pregunta. ¿Cuál será la tasa de muestreo? ¿Cuál será la temperatura más alta que medirá el sensor?
@hkBattousai: he agregado esos detalles.
¿Hay alguna razón para preferir la comunicación inalámbrica? Podría usar fácilmente un LM35 o un termopar. Dado que el período de muestreo será demasiado bajo, puede usar un cable de sensor muy largo, con un filtro RC pasivo de muy alto nivel y luego un búfer opamp en el extremo del circuito.

Respuestas (4)

Editar: ya hay muchos productos en el mercado exactamente como este si no quieres hacerlo tú mismo. Mire los números 2 a 5: http://homecooking.about.com/od/kitchenequipmentreviews/tp/electricthermom.htm

Si puede obtener una bobina resonante y un sistema de termistor con suficiente SNR para detectar de manera confiable la temperatura de forma remota, entonces esa parece ser la mejor solución. Si no es así, aquí hay información sobre los nodos de sensores inalámbricos.

En términos de transmisión inalámbrica de datos, la radiación infrarroja de un objeto aumenta en proporción con la temperatura. Desafortunadamente, esta información solo podría decirnos la temperatura de la superficie de la carne, y no el centro. Al principio pensé que tal vez podría usar un pico con una conductividad térmica muy alta para poder ver la temperatura del interior mirando el pico con una cámara térmica. Sin embargo, la espiga simplemente cocinaría efectivamente lo que sea que esté tocando, por lo que probablemente haría más daño que bien. Por esta razón, sea cual sea el diseño que elija, el pincho que inserte debe tener una conductividad térmica muy baja para que no cocine la carne desde el interior. A menos que quieras eso.

La radiación IR proveniente del horno/sartén también presenta otro problema: el ruido. Deberá seleccionar un transmisor IR con una frecuencia que no se superponga con el ruido IR de los utensilios de cocina. Tal vez todos los transmisores IR estén diseñados de esta manera, no lo sé. Sólo algo a tener en cuenta. En su lugar, podría usar un transmisor de RF, a costa de una mayor potencia. RF tiene la ventaja de que atravesará más obstáculos que IR.

Un generador termoeléctrico sería la forma más efectiva de cosechar energía. Debido a que se espera que haya una gran diferencia de temperatura entre el exterior de la carne y el interior aislado, puede colocar un TEG a lo largo de este gradiente. Pero entonces probablemente necesite tener un circuito regulador de voltaje para alimentar su circuito de control digital, sensor de temperatura y transmisor. No sé si el TEG puede producir la energía que necesitarías. Puede ser más fácil usar simplemente un elemento de almacenamiento de energía como un supercondensador o una batería química. Aquí hay una pequeña batería que funciona hasta 85 °C: http://www.infinitepowersolutions.com/images/stories/downloads/ips_thinergy_mec225_product_data_sheet_ds1014_v1-1_final_20110913.pdf

Dicen: "La degradación electroquímica estándar es proporcional al aumento de la temperatura. Comuníquese con IPS para obtener información sobre el rendimiento de las aplicaciones a temperaturas más altas, hasta 150 °C".

¿Por qué eliminó su contenido anterior? Hubiera hecho que esta respuesta fuera más completa.
Pensé que era demasiado largo, pero lo retiré. Gracias.

A menos que le guste comer carbón, la temperatura dentro de la carne nunca debe exceder los 170 °F (75 °C), que está dentro del rango industrial/automotriz de -40 °C a +85 °C. Para que pueda obtener productos electrónicos que sobrevivirán; el problema es cómo potencias eso. Sé que dijo que prefiere una solución sin batería, pero hay baterías de NiCd que tienen una clasificación de 55 °C. Ver celdas nicd de alta temperatura

He oído hablar de productos químicos que funcionan a temperaturas más altas, pero no sé exactamente qué son.

Una solución sin batería a esto sería interesante. Supongo por su descripción que no puede acercarse a más de 6-10 "(150 mm a 250 mm) de la comida, lo que dificulta la alimentación inductiva sin desperdiciar mucha energía. Me pregunto si hay una manera de sacar energía de corrientes de Foucault

Sí, tienes razón sobre las temperaturas. Me encantaría una solución sin batería, pero creo que estoy resignado al hecho de que necesitará una batería. Sin embargo, no había pensado en el límite de temperatura de la batería. Tendrá que estar clasificado para al menos 70ºC.

Por lo que leí, Sous-Vide comienza sellando al vacío los alimentos en bolsas y luego sumerge la bolsa en un baño de agua con temperatura controlada muy por debajo del punto de ebullición (130-150 °F, o 55 °C-65 °C). La idea es cocinar los alimentos uniformemente a la misma temperatura por dentro y por fuera. Entonces, después de un tiempo específico, la comida se cocinará uniformemente y a la misma temperatura que el agua. Por lo tanto, solo necesita monitorear el agua y controlar un elemento calefactor con un controlador de termopar basado en bucle PID (mucho disponible por menos de $ 100).

PERO deduzco que desea poder cocinar un trozo gordo de carne y no tener que adivinar o calcular el tiempo que tarda todo el trozo de carne en calentarse y cocinarse de manera uniforme, esencialmente un temporizador emergente electrónico (como los que se usan en pavos.). Necesitará especificar todas sus piezas para soportar las temperaturas de cocción, lo cual no es nada difícil ya que las temperaturas del agua son bajas y puede obtener piezas que resistan 70 °C, piezas militares a más de 100 °C. Pero el tamaño será difícil.

No querría pilas en mi comida, especialmente porque podrían explotar y envenenar la comida. Estoy pensando en un transmisor de RF controlado por voltaje muy simple que usa una señal de RF O una fuente de alimentación acoplada por inducción (piense en energía inalámbrica). AM modula una onda portadora de baja frecuencia con un oscilador controlado por termistor. O puede ser realmente inteligente y usar la sensibilidad de ganancia térmica de un transistor, cristal u otro componente para variar el oscilador. Luego, un receptor simple que alimenta un convertidor de frecuencia a voltaje para obtener su nivel de temperatura. Cada vez que desee probar la temperatura de los alimentos, simplemente haga "ping" en la sonda con RF o potencia de inducción y mire la frecuencia. Esta es probablemente la ruta más fácil a seguir, ya que es de baja tecnología pero divertida para experimentar. Incluso podría usar una radio AM como receptor y si usa frecuencias de audio para el tono del nivel de temperatura, escuche la temperatura. Los transmisores de AM se pueden construir con solo unos pocos componentes para que pueda soldarlos en una bola y meterlos dentro de una cápsula sellada más grande en forma de píldora. Incluso podría usar un decodificador de tonos como el LM567 para disparar cuando se recibe la frecuencia correcta.

Para una opción más "digital", busque "sensor de temperatura RFID" y consulte este artículo: nodo de medición inalámbrico ism de largo alcance y baja potencia

¿No es posible medir las dimensiones de la carne, luego medir el calor y hacer los cálculos sobre qué tan caliente debe estar el interior de la carne?

Ciertamente, es posible estimar la temperatura interna a partir del grosor de la carne, la temperatura del agua y el tiempo consultando una tabla. Sin embargo, los peligros de sous vide al cocinar cosas como el pescado es que la temperatura interna permanece demasiado tiempo dentro de la zona de temperatura de peligro (donde se incuban las bacterias) o nunca alcanza la temperatura de pasteurización. Estos son peligros reales, especialmente si tiene una mujer embarazada o un niño en la casa. En este caso, realmente me gustaría estar seguro de que la carne es segura.