CN101432608A - 在感应加热装置上测量温度的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电烹调区(11)，其具有专门用于锅(26)的由玻璃陶瓷制成的向下弯曲的容纳部(13)。线圈架(20)上的相应成形的感应线圈(17)位于容纳部(13)的下方。温度传感器(22)这样布置在感应线圈(17)的外边缘上，即温度传感器(22)直接紧贴在容纳部(13)上用于直接检测温度。

Description

在感应加热装置上测量温度的装置和方法
应用领域和背景技术
本发明涉及一种在感应加热装置上测量温度的装置，所述感应加热装置尤其是指作为电烹调设备的所谓锅烹调区，本发明还涉及借助这种装置来测量温度的方法。
例如DE1 0336325 A1公开了用于加热作为炊具的锅的感应烹调区。感应加热的优点首先在于加热速度非常快。通过感应传递能量确保了高效率的能量传递。
然而在炊具上测量温度存在问题，因为这里需要避免过热。同时对于烹调程序等有利的是——知道锅的温度以便在程序控制中应用。
发明内容
本发明的任务在于提供前述装置以及一种相应的方法，借助该装置和方法能够避免现有技术的缺点，尤其是不仅能够尽可能好地测量容纳部的温度而且也能够尽可能好地测量炊具的温度。
该任务通过具有权利要求1、11或者12的特征的装置以及具有权利要求13的特征的方法来解决。本发明的有利以及优选构造方式是其它权利要求的主题，并且将在下面进一步描述它。权利要求的文字内容是与说明书内容明确相关联的。
根据本发明，容纳部形成向下弯曲并且有利地封闭的面，在容纳部下方设有感应加热装置的配合于其走向的感应线圈。温度传感器布置在容纳部的下侧上，其直接相邻于容纳部，在温度传感器和容纳部之间没有感应加热装置的区域。这意味着，保证了温度传感器和容纳部之间的直接作用。感应加热装置以及其它部分都不位于其间，这会使得温度测量变得困难或者误差很大。下面将进一步描述细节。在这里，温度传感器布置在容纳部或者感应加热装置的中心区域之外。这意味着，有利的是温度传感器尽可能布置在容纳部或者感应加热装置的外部区域内。一方面，该装置能够基本上是具有扩展有温度传感器的感应加热装置，另一方面，该装置基本上仅包括温度传感器，或许还包括在容纳部上或者在感应加热装置上的固定部。
由此使得感应加热装置自己和可能的其它部分都不会使得温度传感器上的温度测量变得误差很大。因此可以没有问题地在容纳部上或者穿过容纳部在炊具上进行温度测量。此外，在外部区域内即在中心区域之外，炊具因为具有比容纳部通常更大的弯曲而更靠近容纳部进而更靠近温度传感器。因此，在温度传感器或者容纳部和在炊具壁之间的温度差较小，或者不会或几乎不会导致总结果产生误差。此外，在本身穿过容纳部直接测量炊具温度时，较小的距离对于较高的测量精确度是有利的。
温度传感器或者能够布置在感应加热装置或感应线圈的外部，或者布置在其旁边或其边缘上。这里容易实现的是，温度传感器直接设置或者与容纳部仅保持较小间距。另选的是，温度传感器能够布置在感应加热装置中的缺口或者贯通开口内。其中，特别有利的是，感应加热装置或者感应线圈具有平坦的支架，线圈绕组安放于其上。
如果温度传感器至容纳部的间距较小，则能够获得特别好的或者准确的温度测量，也具有较小的时延。特别有利的是，温度传感器甚至直接贴靠在容纳部上。为此，温度传感器能够固定(例如粘合)在容纳部上。
在本发明的其它构造方式中，温度传感器能够保持或者固定在感应线圈或者前述的线圈架上。这具有优点，即感应线圈或者感应加热装置能够作为独立部分(也就是说感应线圈包括温度传感器)安装在容纳部或者玻璃陶瓷面上。如将温度传感器粘在容纳部上的这种复杂且可逆性差的方法可以被省去。在修理时更换温度传感器也是容易实现的。为此，温度传感器能够例如被夹紧或者拧紧在容纳部上。
在本发明的构造方式中，温度传感器不仅布置在感应加热装置的中心区域之外，而且大致上布置在容纳部的外三分之一处。优选的是温度传感器甚至布置在外五分之一至十分之一处，即相对靠近边缘处。这里炊具壁通常非常靠近容纳部，这样就获得了前述良好且精确的温度测量的优点。
一方面，温度传感器能够这样布置在感应线圈区域内，即温度传感器可以说完全被感应线圈包围，因此保证了温度传感器被设置在这样的位置上，所述位置通过感应线圈进行相对较强且平坦地环绕的加热。
另一方面，温度传感器能够设置在感应线圈的外部。然而温度传感器应该被设置得相对靠近所述感应线圈的边缘，尤其是尽可能直接贴靠在在其边缘上。这具有这样的优点，即由于温度传感器位于两个线匝之间，所以感应线圈能够以没有必要改变其走向的方式构成。
前述线圈架的形状与容纳部的形状相似，线圈架最好也被弯曲或者呈部分球形。线圈架能够由例如耐热塑料的绝缘材料制成。在这里有利的是线圈架在感应线圈和容纳部之间延伸。
当测量温度时，一方面能够直接测量容纳部的温度，尤其是通过处于尽可能好的导热连接中的传感器。对此尤其适合的是电阻温度传感器，电阻温度传感器与容纳部仅具有较小的间距或者能够贴靠在容纳部上。
作为另选方式，温度传感器能够以光学感知工作，尤其是红外传感器(IR-Sensor)或者高温计(Pyrometer)。EP 690 659 A1或者DE 102004033454 A1例如公开了这种温度传感器。一方面，这种温度传感器能够穿过相应的可透射的容纳部以光学方法检测炊具温度，这种情况近似于在平面实施方式中的玻璃陶瓷烹调区中已知的情况，另一方面优选的是这种温度传感器检测容纳部上的温度。
有利的是容纳部为基本封闭的面，尤其有利地是由玻璃陶瓷制成。从基本平坦的面出向容纳部的部分球形的凹部实现了无缝过渡。该容纳部被这样设计，即其直径略大于在最低点上的深度，从而容纳部略小于半个球。
除了前述的根据本发明的装置之外，如前所述本发明还包括感应加热装置。尤其在温度传感器固定在感应加热装置上的情况下，感应加热装置是一个结构单元，其能够固定在容纳部上。此外，本发明包括或者具有前述装置或者前述感应加热装置的电烹调设备，尤其是作为所谓的锅烹调区。
一方面，根据本发明用于温度测量的方法能够使用已知方法来触发和分析温度传感器。然而，为了在烹调过程开始时平衡非常快速升温的炊具和较缓慢地升温的容纳部之间的温度差，在微控制器内借助比例微分算法(PD-Algorithmus)处理温度传感器的测量信号。由此，可以说借助时间变化曲线来确定炊具壁上的温度，该温度是对存在于容纳部上的温度进行检测得到的温度。简而言之，向由温度传感器测量的温度加某个数值，所加的数值首先是较小的，之后大幅度地增加，然后随着时间再次变小。
炊具的温度计算能够这样以有利的方式在5至10分钟的时间范围实现。在经过了该时长之后可以认为，容纳部的温度相应于炊具的温度。该温度能够如从现有技术中已知的那样在感应加热装置或者电烹调设备的控制设备内被进一步处理。
这些特征来自权利要求以及说明和附图，其中，能够将单个特征自身以及将这些单个特征以相互组合的方式实现于本发明的一个实施方式以及其它领域中，并且有利的是能够表现为一种有保护能力的实施方式，在这里针对所述有保护能力的实施方式提出了保护请求。该专利申请被划分多个部分，中间标题不限制这里所作出的声明的普遍性。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例并且在下述说明中将进一步描述这些实施例。附图示意性示出：
图1示出根据本发明的电烹调设备的侧视图，该电烹调设备具有感应加热装置和在外部边缘上的温度传感器；
图2示出容纳部上的温度传感器的布置方式的放大视图；
图3示出根据图2的变形方式，其在线圈架上设有温度传感器；以及
图4示出关于时间的不同温度的曲线图，该曲线图根据温度传感器上的温度来确定炊具上的温度。
具体实施方式
图1以侧剖视图示出以感应加热方式工作的电烹调区11。电烹调区11以其自身为已知的方式和方法具有玻璃陶瓷板12，玻璃陶瓷板12具有容纳部13。基本平坦的玻璃陶瓷板12在过渡区域14过渡到分球形的向下弯曲的容纳部13。玻璃陶瓷板12和容纳部13的精确构造方式的细节对于技术人员是已知的。容纳部13的直径为D。
用于感应加热的感应加热装置16位于容纳部13下方。感应加热装置16具有感应线圈17。感应线圈17包括线圈绕组18，线圈绕组18以螺旋方式施加到容纳部13形状的线圈架20上。本领域技术人员例如从之前所述的DE 10336325A1中获知这种结构。
温度传感器22位于线圈架20的左上端部上，可以说是在线圈架20的延长部上。在这里，温度传感器22以未示出的方式机械地保持或者固定在线圈架20的边缘上。同时温度传感器22几乎贴合在容纳部13的下侧上或者说与容纳部13的下侧保持非常小的间距。尤其是，如果温度传感器22是电阻温度传感器，则其也能够具有至容纳部13下侧的导热连接部，例如由导热膏制成。例如温度传感器22在线圈架20边缘上的固定是如此实现的，即在线圈架20的继续向上伸出的上边缘上具有相应的缺口，温度传感器22保持(例如被粘合)在该缺口内。温度传感器22以及感应线圈17与控制设备24连接，控制设备24尤其是分析温度传感器并且控制线圈或者控制输入至线圈的功率。
呈锅状的炊具26安放到容纳部13内。可以看出，炊具26在过渡区域14上贴靠在玻璃陶瓷上。炊具的外壁和容纳部13之间的距离以及因此炊具的外壁与感应线圈17之间的距离朝向炊具的最低点变大。尽管这个距离总是允许感应加热，然而这个距离使在那里尤其是借助电阻温度传感器在容纳部13外侧上进行温度测量是困难的或者不准确的。
图2示出本发明的另一构造方式，其中，温度传感器122同样固定在线圈架120上。对于在其他方面相同的玻璃陶瓷板112和容纳部113，线圈架120在其左上边缘附近具有缺口121。温度传感器122布置在缺口121的上，其中，温度传感器122通过保持夹123固定。通过保持夹123的构造，温度传感器122不仅能够容易地安装也能够容易地拆卸，例如为了修理或者维护。
从图2可以看出，在容纳部113的下侧和温度传感器122之间基本不存在或者没有线圈架。因此，温度传感器122能够例如作为在开始部分所述的红外传感器或者作为高温计透过缺口122非常好地检测容纳部113的温度或者甚至透过它113直接检测炊具126的温度。
如果在这种在线圈架内具有缺口的布置方式中希望设置例如作为电阻温度传感器的接触式温度传感器，那么能够向缺口121填充导热膏等或者导热性非常好的其它部分。
此外，图2还示出在温度传感器122之上延伸的，以虚线表示的线圈绕组118’。显而易见的是，温度传感器不一定强制性地位于感应线圈或者线圈绕组的外部，而是可以说能够直接位于感应加热的表面区域上。为此，温度传感器能够被从在图1和图2中所处的其相对外面或者较高的位置略多地向下或者向中部区域安装置。在这里所示的位置中，温度传感器大致上位于容纳部最外面的10％至15％或者说容纳部直径D的最外的10％至15％内。
在根据图3的另一构造方式中，线圈架220相对于图2变形地至少在温度传感器222的区域内明显在更深地在下方延伸或者说幅度很小地朝向上方延伸。在此，温度传感器222直接固定在容纳部213的下侧上、尤其是借助相应的耐热胶粘住。因此，温度传感器222的安装与感应线圈217或者说支架220无关。此外，温度传感器222直接贴靠在容纳部213上，并且优选被设计为电阻温度传感器。温度传感器222的安装位置总是足够靠近炊具226通过感应线圈217加热的区域，从而能够通过容纳部213执行所希望的温度检测。
图4示出根据本发明的方法，其用于通过温度传感器22确定炊具26的温度TK。温度Ts是在温度传感器22上检测的。温度TK被这样计算，即，分析Ts的上升速度并分析差份额(differenzielle Anteil)。由此得到计算得出的温度TR。在图4中可以明显看出，温度TR非常接近炊具温度TK并且由此能够很好地并且可靠地从Ts中求得温度TR。
在图4的曲线图内的时间过程持续几分钟例如5至10分钟的过程。在较长时间之后，这些温度之间的差值将越来越小并且相互接近。为此控制设备24通过比例微分(PD)算法来计算温度TR。

Claims (14)

1.一种装置，其用于在电烹调设备(11、111、211)情况下，在容纳部(13、113、213)上在感应加热装置(6、116、216)上，对呈凸形的炊具(26、126、226)测量温度，所述感应加热装置的适配于所述容纳部的走向的感应线圈(17、117、217)被设置在形成封闭面的所述容纳部(13、113、213)的下方，其特征在于，温度传感器(22、122、222)被布置在所述容纳部的下侧上，所述温度传感器直接相邻于所述容纳部，在所述温度传感器和所述容纳部(13、113、213)之间没有所述感应加热装置的区域，所述温度传感器(22、122、222)布置在所述容纳部或者说所述感应加热装置(6、116、216)的中心区域之外。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(22、122)布置在所述感应加热装置(6、116)或者所述感应线圈(17、117)的缺口(121)或者贯通开口内或者旁。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(22、122、222)与所述容纳部(13、113、213)之间的间距很小，尤其是所述温度传感器贴靠在所述容纳部上。
4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(22、122)被保持在所述感应线圈(17、117)上或者所述感应线圈的线圈架(20、120)上，尤其是以可解除的方式固定在其上。
5.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(22、122)与所述感应线圈(17、117)的外边缘或者最外面的线匝(18、218)相邻，尤其是所述温度传感器与其保持较小间距。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(22、122、222)大致上布置在所述容纳部(13、113、213)的外三分之一处，优选在外五分之一处。
7.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述感应线圈(17、117、217)的所述线圈架(20、120、220)基本具有所述容纳部(13、113、213)的形状，尤其是以部分球形的方式弯曲，所述线圈架优选由绝缘材料如耐热塑料制成。
8.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，用于测量所述容纳部(13、113、213)温度的温度传感器(22、122、222)，所述温度传感器处于导热接触中，所述温度传感器优选为电阻温度传感器。
9.根据权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，用于测量所述容纳部外侧温度的具有光学感知装置的温度传感器，所述光学感知装置尤其是指红外线传感器。
10.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述容纳部(13、113、213)是玻璃陶瓷面，所述玻璃陶瓷面在其余基本平坦的所述玻璃陶瓷面(12、112、212)内具有呈部分球形的凹部，尤其是所述凹部的深度略深于所述容纳部的半径。
11.具有根据前述权利要求之一所述的装置的感应加热装置(16、116、216)。
12.一种电烹调设备(11、111、211)，其具有根据权利要求1至10之一所述的装置或者具有根据权利要求11所述的感应加热装置(16、116、216)。
13.借助根据前述权利要求之一所述的装置来测量温度的方法，其特征在于，在开始测量温度时，借助微控制器通过比例微分算法由所述温度传感器(22、122、222)的测量信号出发计算所述温度。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在经过了五至十分钟的时间之后，相应地将所述炊具温度作为所述温度传感器(22、122、222)上的温度，用于尤其是在控制设备(24、124、224)中执行的进一步处理。
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